2 tb)
2.3.3. Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tớch Pleistocen (qp)
Gộp vào tầng chứa nước này là trầm tớch hệ tầng Hà Nội (aQ2-31 hn) và trầm tớch hệ tầng Lệ Chi (Q12lc)
Tầng chứa nước này cú diện tớch phõn bố khỏ lớn và là phần kộo dài của tầng chứa nước này trờn khắp diện tớch đồng bằng Bắc Bộ. Thành phần trầm tớch bao gồm chủ yếu là
SVTH: Nguyễn Cao Huy 33 Lớp: Địa Sinh Thỏi - K54
cuội sỏi thạch anh lẫn cỏt sạn, xen cỏc thấu kớnh cỏt bột, sột bột. Trong giới hạn diện tớch nghiờn cứu thành phần thạch học chủ yếu là cỏt hạt thụ lẫn sạn, sỏi; hầu như khụng gặp cuội. Độ sõu phõn bố của tầng chứa nước tương đối ổn định và phõn bố cú quy luật. Chiều dày tầng chứa nước cũng biến đổi một cỏch cú quy luật. Trờn diện tớch huyện Bỡnh Lục và Lý Nhõn tầng chứa nước cú chiều dày mỏng khoảng 10 - 15m. Chiều dày trung bỡnh tầng chứa nước là 28,4m.
Kết quả hỳt nước thớ nghiệm chựm ở lỗ khoan QT 87B (Do Trường Đại học Mỏ - Địa chất thực hiện tại xó Lý Hựng huyện Lý Nhõn) cho thấy tầng chứa nước giàu với tỷ lưu lượng của lỗ khoan q = 1,88l/sm, mực nước tĩnh 1,25m. Hệ số dẫn nước cú giỏ trị từ 78,0 - 100 m2/ngày.
Kết quả phõn tớch mẫu hoỏ nước đơn giản ở cỏc lỗ khoan cú tổng khoỏng hoỏ biến đổi từ 0,3 - 3 g/l. Sự biến đổi độ tổng khoỏng hoỏ của nước trong tầng chứa nước này diễn ra một cỏch cú quy luật. Thành phần hoỏ học nước là Bicacbonat manhe-natri hoặc clorua natri. Trong phạm vi tỉnh đó phỏt hiện được một thấu kớnh nước nhạt trong tầng chứa nước này. Thấu kớnh này chiếm gần một nửa diện tớch huyện Duy Tiờn và một phần của cỏc huyện Lý Nhõn, Kim Bảng, Thanh Liờm và thị xó Hà Nam. Nú kộo dài thành một dải từ Kim Bảng lờn đến sụng Hồng với diện tớch phõn bố khoảng 146 km2.
Cỏc tài liệu chứng minh về mối quan hệ thuỷ lực giữa nước mặt (nước sụng Hồng, Đỏy, ...) với nước ngầm của tầng chứa nước qp hn hầu như chưa cú. Trong giới hạn diện tớch cỏc huyện Duy Tiờn, Lý Nhõn kộo dài xuống Nam Trực, Giao Thuỷ cỏc trầm tớch Hà Nội bị chụn vựi ở độ sõu lớn, khụng hề cú cỏc cửa sổ địa chất thuỷ văn giữa cỏc tầng chứa nước qp hn với cỏc con sụng trong vựng. Vỡ vậy, mối quan hệ thuỷ lực này chắc chắn khụng thể cú trực tiếp ở trong vựng, hoặc nếu cú thỡ xảy ra giỏn tiếp qua cỏc cửa sổ địa chất thuỷ văn vựng trung du hoặc phớa Bắc vựng.
SVTH: Nguyễn Cao Huy 34 Lớp: Địa Sinh Thỏi - K54 2.3.3. Tầng chứa nước khe nứt - vỉa cỏc trầm tớch Neogen (n)
Tầng chứa nước này phõn bố ở phần dưới cựng trờn mặt cắt địa chất thuỷ văn vựng nghiờn cứu. Tầng này khụng lộ ra trờn mặt đất, mà bị chỡm sõu và lút đỏy cỏc trầm tớch đệ tứ và phõn bố phớa Đụng đứt góy F3, Đụng Nam đứt góy F8 đổ ra biển và kẹp giữa hai đứt góy F4 và F6. Phớa Tõy Nam tiếp xỳc kiến tạo với tầng t2a đg bởi đứt góy F6, phớa Tõy Bắc tiếp xỳc kiến tạo với cỏc thành tạo biến chất hệ tầng sụng Hồng (pr sh) bởi F4, F8 và F3.
Thành phần cỏc đỏ trầm tớch của tầng rất đa dạng, bao gồm cỏt sạn kết lẫn sột kết rất rắn chắc. Đõy là tầng chứa nước cú ỏp lực sõu. Lưu lượng của cỏc lỗ khoan biến đổi từ rất nhỏ đến 12 l/s, tỷ lưu lượng 2 - 6l/s.m. Hệ số dẫn nước 16 - 438m2/ngày.
Thành phần hoỏ học của nước thay đổi rất phức tạp, chỳng biến đổi theo diện và theo chiều sõu. Ở độ sõu 250m ở Nghĩa Hưng gặp nước nhạt, nhưng ở cỏc huyện khỏc thỡ nước mặn. Ở độ sõu 450m phớa Tiền Hải - Thỏi Bỡnh nước cú độ tinh khiết cao, ngược lại trờn diện tớch cỏc huyện phớa Nam của tỉnh Nam Định nước cú độ khoỏng hoỏ đến 15 g/l. Đặc biệt nước trong tầng chứa nước này cú hàm lượng iốt và Brụm cao (rI = 18mg/l; rBr = 0,5- 79mg/l).
2.3.4. Đới chứa nước khe nứt - cactơ cỏc thành tạo cacbonat hệ Triat điệp Đồng Giao (T2
đg)
Đới chứa nước này lộ thành cỏc chỏm nỳi sút hoặc cỏc dải nỳi đỏ vụi ở phớa Tõy và Tõy Nam, diện lộ khoảng 10km2, phần cũn lại nằm lút đỏy cỏc trầm tớch Đệ tứ. Thành phần trầm tớch cacbonat là đỏ vụi dạng khối phõn lớp dày, màu xỏm, xỏm tro xen lớp mỏng sột vụi, thường bị nứt nẻ. Đới chứa nước này rất phong phỳ nước nhưng chủ yếu nằm ngoài ranh giới diện tớch nghiờn cứu và phõn bố trờn địa hỡnh nỳi cao. Hiện nay nước khe nứt - cactơ đang được khai thỏc sử dụng phục vụ cấp nước cho nhà mỏy xi măng Bỳt Sơn, Kiện Khờ và một số đơn vị quõn đội.
SVTH: Nguyễn Cao Huy 35 Lớp: Địa Sinh Thỏi - K54
Hỡnh 2. 1: Bản đồ địa chất thủy văn tỉnh Hà Nam
Hỡnh 2. 2: Mặt cắt địa chất thủy văn tuyến AB
5 8 5 4 2 2 6 2 6 6 8 2 9 0 8 6 1 8 6 2 2 7 8 7 0 7 4 2 2 18 6 1 8 1 4 1 8 1 4 2 2 2 0 0 0 1 5 0 0 0 2 1 0 0 2 0 6 1 0 0 6 5 8 6 2 6 6 1 0 00 Tỷ lệ 1:50.000 5 0 0 8 2 1 8 5 2 2 9 4 9 8 9 8 9 0 9 4 9 0 8 2 8 6 1 c m trê n b ả n đ ồ b ằ n g 50 0 m n g o à i th ự c tế 0m 5 0 0
Học v iên: Phạm Kiến Quốc (Thành lập theo tài liệu của Liên đoàn ĐCTV - ĐCCT miền Bắc ) Thầy h−ớng dẫn: GS.TSKH. Bùi Học 2 2 1 8 5 9 0 8 6 5 4 7 4 7 0 7 8 8 2 8 6 2.0 20 2 1 1 . 0 1 A 1A 21
Sông Châu Giang
bình lục Bình Mỹ Lý Nhân Vĩnh Trụ Thanh Liêm Kiện Khê duy tiên kim bảng Hoà Mạc Hà Nam
Đới chứa n−ớc khe nứt hệ Triat : bột kết, sét kết, cát kết, cuội kết xen phun trào.
Đới chứa n−ớc khe nứt - cactơ các thành tạo cacbonat hệ Triat điệp Đồng Giao
Tầng chứa n−ớc lỗ hổng trầm tích hỗn hợp sông biển và đầm lầy thống Holocen cát, á cát, á sét. Lẫn sạn sỏi, mùn thực vật. Tầng chứa n−ớc lỗ hổng trầm tích Pleistocen: sạn, sỏi lẫn cát trung, thô. Tầng cách n−ớc hệ tầng Vĩnh Phúc : sét, á sét. Tầng chứa n−ớc Neogen n qh Q t t2đg 1- Số hiệu giếng Lỗ khoan UNICEF 1- Số hiệu lỗ khoan 2- Chiều sâu lỗ khoan (m) 3- Hàm l−ợng Clo (mg/l) Lỗ khoan quan trắc Quốc gia 2- Chiều sâu lỗ khoan (m)
3- Hàm l−ợng Clo (mg/l)
2- Chiều sâu giếng (m) 3- Độ tổng khoáng hoá (g/l)
Đ−ờng đẳng bề dầy tầng chứa n−ớc Pleistocen qp Đ−ờng tổng khoáng hoá tầng chứa n−ớc Pleistocen Ranh giới tầng chứa n−ớc Đ−ờng thuỷ đẳng áp (m) Ranh giới khoáng hoá tầng chứa n−ớc Holocen Ranh giới địa chất thuỷ văn
Đ−ờng giao thông Hỗn hợp 6- Độ tổng khoáng hoá (g/l) 4- Trị số hạ thấp mục n−ớc (m) 1- Số hiệu lỗ khoan 2- Chiều sâu (m) SO4-
Bảng phân vùng độ khoáng hoá và thành phần hoá học (Tầng chứa n−ớc Holoxen hệ tầng Thái Bình qhtb)
HCO3- CL-
1- Số hiệu và kí hiệu tầng chứa n−ớc Lỗ khoan địa chất thuỷ văn 3- L−u l−ợng (l/s) 5- Chiều sâu mực n−ớc tĩnh (m) Đứt gcy Sông, suối >3.0 1 Giếng 1 2 1.0-3.0 chú giải Tên n−ớc M (g/l) < 1.0 2 1 3 -- 4- 5 -- 6 1 3 3 2 2 qp 0.5 3
Bản đồ địa chất thủy văn tỉnh hà nam
10.0 NL-F1 5 800.0 54.0 BL-F1 0 0 60.0 700.0 BL-F1 8 2 5 63.0 8 0 0 qh QT-8 9 QT-88 B 70.0 66.3 10.0 159.3 37.5 B 25.0 BL-F41 5 28.0 53.0 700.0 LN-F9 80.0 48.0 6 6 0 77.0 23.0 21.0 85 0 BL-F13 3 20.0 700.0 48.0 QT-87 B 42.0 25.0 BL-F0 8 45.0 7 0 0 BL-F5 7 57.0 90.0 D T-F0 1 5.0 25.0 600.0 63.5 DT-F0 7 45.5 7.5 60.0 BL-F1 3 4 20.0 120.0 BL-F2 9 8 25.0 66.0 700.0 pr QT86A 11.5-32.7 85.0 161.3 4.95 3-2-n 59.0 DT-F8 0 1 D T-F5 0 0 22.5 5 0 0 2 9 -1 34 -T2 d g 34.0 800.0 TL-F2 5 5.0 24 0 0 132.0 1.01 15.3 34.0 TL-F2 7 6.5 24 0 0 20.0 QT85B 15.4-13.0 182.6 DT-F2 46 21.55 5.47 TL-F2 1 NC TL-F06 1.0 60 0 42.0 4.5 1 4 00 0.22 NC TL-F04 34.7 36.0 NC YY-F02 t YY-F82 54.0 QT-1 0 7 YY-F500 82.0 90.0 90.0 89.7 3.0 64.7 LK-4 B QT-8 4B QT82A 30.1 49.0 QT-83 58.0 1.35 6.0 NC TL-F07 48.0 4.8 9.2 1.50 1.01 30.0 29-107-qh 16-11A-qh NCYY-F01 YY-F03 1 5 0 0 3.0 5 0 0 1 0 0 0 53.0 t A 1 0 0 t2đg 4.07 3.89 KB-F6 7 5.0 41.7 0.45 LK.31-t2đg 75.0 7.5 1.01 0.44 1.94 t20g t20g 2.63 LK7-t2đg 2.7 8.46 0.21 t20g t20g t 210 NÔéẳ lk12 204 1 2 2 0 7 61.2 PR1-2nc 81.5 1 3 2 0 7 84.2 1 4 2 0 7 TÔằŸÁ 27.8 TÊẻặ 1 5 2 0 7 3 2 0 7 46.9 TÔằŸÁ 14 2 07 50.25 TÔằŸÁ 1 2 0 7 20 -20 -40 -100 -60 -80 b Sông Hồng Q87 qh 3.9 Q88 Q Mặt c ắt đ ị a c h ất t h ủ y văn t u yến AB 2.7 Q86 80 74 qp n 0 0 89 Q 3.2 3.9 Q83 Q85 3.2 52 61 70.2 20 -20 A -40 -60 -80 -100 Q82
SVTH: Nguyễn Cao Huy 36 Lớp: Địa Sinh Thỏi - K54
CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN NGHIấN CỨU VÀ XỬ Lí ASEN
3.1. TỔNG QUAN VỀ ASEN
3.1.1. Khỏi quỏt về Asen
3.1.1.1. Đặc điểm
Arsen là nguyờn tố ỏ kim (ký hiệu As), trụng như kim loại và cú màu xỏm bạc hay trắng như thiếc. Trong bảng hệ thống tuần hoàn của Mendeleep, Arsen cú số thứ tự 33, thuộc phõn nhúm 4, khối lượng nguyờn tử 74,92. Arsen cú tỉ trọng 5,72 g/cm3, sụi ở nhiệt độ 6140C (thăng hoa) nhưng lại núng chảy ở nhiệt độ 8170C. Đõy là nguyờn tố chuyển tiếp gần giống như Phốt pho nhưng tớnh kim loại mạnh hơn tớnh ỏ kim. Arsen cú 2 đồng vị là 75As (đồng vị bền) và 76As (đồng vị phúng xạ) với chu kỳ bỏn huỷ rất ngắn (T1/2 = 26,8 giờ). Thụng thường Arsen tồn tại ở 2 thể: kết tinh và ẩn tinh.
Arsen khụng độc khi nguyờn chất, nhưng cỏc hợp chất của Arsen rất độc, đa số cỏc hợp chất Arsen vụ cơ độc hơn cỏc hợp chất Arsen hữu cơ. Thực tế, người ta chỉ dựng cỏc hợp chất và thụng thường khi ta gọi Arsen cú nghĩa là As2O3 (Arsen trioxit).
Trong cụng nghiệp, cỏc hợp chất Arsen cũng thường được sử dụng, vớ dụ như:
Arsen trioxit (As2O3): là bột kết tinh hoặc vụ định hỡnh, chứa 76% Arsen. Được dựng để sản xuất thuỷ tinh, nhồi xỏc động vật.
Arsen clorua (AsCl3): là dung dịch dầu, vàng nhạt, chứa 76% Arsen. Được dựng trong cụng nghiệp đồ gốm.
Arsen pentoxyt (As2O5): là bột màu trắng, chứa 65% Arsen và được dựng để sản xuất thuỷ tinh, bảo quản gỗ, chất diệt cỏ, diệt nấm mốc.
Arsin (AsH3): là chất cú mựi tỏi rất khú chịu, khụng được dựng trong quỏ trỡnh cụng nghiệp.
SVTH: Nguyễn Cao Huy 37 Lớp: Địa Sinh Thỏi - K54
Trong tự nhiờn Arsen luụn tồn tại ở dạng hợp chất với hoỏ trị III và V. Arsen tồn tại trong khoảng hơn 200 loại khoỏng khỏc nhau. Trong cấu trỳc của cỏc loại khoỏng vật này, Arsen thường đi kốm với một số nguyờn tố khỏc như Fe, Ni, Co, Cu, S, Ca, Mg. Arsen thường xuất hiện trong mạch nước địa nhiệt, nỳi lửa, suối nước núng. Loại quặng chứa nhiều Arsen nhất là quặng Arsenopyrit.
Hàm lượng Arsen trong một số loại khoỏng vật phổ biến dao động lớn. Quặng Sulphite, quặng sắt, quặng Sulphate luụn cú hàm lượng Arsen cao. Cú loại như pyrite lờn tới vài chục gam trong một kilogam. Quặng oxit sắt cũng chứa nhiều Arsen. Cỏc loại quặng Cacbonate, silicat chứa Arsen với hàm lượng thấp, chỉ vài miligam hoặc khụng đỏng kể.
Arsen luụn tồn tại từ dạng này sang dạng khỏc và nú cú mặt trong nước ngầm thụng qua sự hoà tan khoỏng vật, quặng mỏ, sự lan truyền của cỏc dũng thải đi dần vào đất. Ngoài ra, do sự chuyển hoỏ của một số khoỏng vật ngay trong lũng đất ở điều kiện tự nhiờn, hoặc do tỏc động của con người, … Tuy nhiờn, nguyờn nhõn do sự chuyển hoỏ một số khoỏng vật ngay trong lũng đất là nguyờn nhõn chớnh được nhiều nhà khoa học tập trung nghiờn cứu. Bảng 3. 1: Cỏc dạng Arsen chớnh trong tự nhiờn
Tờn khoỏng chất Cấu trỳc Nguồn xuất hiện
Arsen tự nhiờn As Mạch thuỷ nhiệt
Nicolite NiAs Mạch khoỏng và noirtes
Realgar AsS Mạch khoỏng, thường kết hợp với
opiment, sột hoặc limestones, cựng với suối nước núng
Opiment As2S3 Thăng hoa từ những sản phẩm của nỳi
lửa, mạch thuỷ nhiệt, suối nước núng
Coban CoAsS Nhiệt độ cao trong cỏc mỏ đỏ biến chất
Arsenopyrite FeAsS Khoỏng cú nhiều Arsen nhất
Tennantite (Cu,Fe)12As4S3 Mạch thuỷ nhiệt
Arsenolite As2O3 Loại khoỏng chuyển hoỏ được hỡnh
SVTH: Nguyễn Cao Huy 38 Lớp: Địa Sinh Thỏi - K54
Arsenopyrite, Arsen tự nhiờn và những loại Arsen khỏc
Enargite CuAsO4 Mạch thuỷ nhiệt
Scorodite FeAsO4.2H2O Khoỏng chuyển hoỏ
Annabergite (Ni,Co)3(AsO4)2.8H2O Khoỏng chuyển hoỏ
Hoernesite Mg3(AsO4)2.8H2O Khoỏng chuyển hoỏ, sự nấu chảy chất
thải
Haematolite (Mn,Mg)4Al(AsO4)(OH)8 Khoỏng chuyển hoỏ
Conichalcite CaCu(AsO4)(OH) Khoỏng chuyển hoỏ
Pharmacosiderrite Fe(AsO4)2(OH)3.5H2O Sản phẩm oxi hoỏ của Arsenopyrite và khoỏng Arsen khỏc
Nguồn: Viện hoỏ học, Viện Khoa học và cụng nghệ Việt Nam. Bảng 3. 2: Nồng độ Arsen đặc trưng trong cỏc khoỏng vật phổ biến
Khoỏng Nồng độ (mg/kg) Khoỏng Nồng độ (mg/kg)
Khoỏng Sulphite >20 Khoỏng Silicate
Pyrhotite 5-100 Quartz 0,4-1,3
Marcasite 20-600 Feldspar <0,1-2,1
Galena 5-10.000 Biotite 1,4
Sphalerite 5-17.000 Amphibole 1,1-2,3
Chalcopyrite 10-5.000 Olivine 0,08-0,17
Khoỏng Oxit Pyroxene 0,05-0,8
Hematite >160 Khoỏng Carbonat
Fe oxide >2.000 Calcite 1-8 Fe(III) oxyhydroxide >76.000 Dolomite <3 Magnetite 2,7-4,1 Siderite <3 Imenite <1 Khoỏng khỏc
SVTH: Nguyễn Cao Huy 39 Lớp: Địa Sinh Thỏi - K54
Gypsum/anhydrrite <1-6 Halite <3
Barite <1-12 Fluorite <2
Jarosite 34-1.000
Nguồn: Viện hoỏ học, Viện Khoa học và cụng nghệ Việt Nam. 3.1.1.2. Tớnh chất hoỏ học
Người ta thường thấy Arsen tồn tại dưới dạng hợp chất với một số nguyờn tố như oxy, clo, lưu huỳnh, … nú kết hợp với những nguyờn tố trờn tạo thành hợp chất arsen vụ cơ như cỏc khoỏng vật: Reagal (AsS), Orpiment (AsS3), Asenolite (As2O3), Asenopyrite (FeAsS, FeAs2, AsAb). Hợp chất của Arsen với cacbon và hydro gọi là hợp chất hữu cơ.
Arsen thường tồn tại dưới dạng As(III)-arsenit và dưới dạng As(V)-arsenat. Arsenit tồn tại dưới cỏc dạng khụng ion hoỏ và ion hoỏ của axit H3AsO3, lượng tương đối của từng hạt phụ thuộc pH. Cỏc phương trỡnh phõn li:
H3AsO3 H2AsO3 + H+ K1
H2AsO3 HAsO32 + H+ K2
HAsO32 AsO33 + H+ K3
Tương tự như vậy arsenat tồn tại dưới cỏc dạng khụng ion hoỏ và ion hoỏ của axit arsenic H3AsO4, lượng tương đối của từng hạt phụ thuộc pH.
H3AsO4 H2AsO4 + H+ K1
H2AsO4 HAsO42 + H+ K2
SVTH: Nguyễn Cao Huy 40 Lớp: Địa Sinh Thỏi - K54
Trong mụi trường nước tự nhiờn (pH khoảng 6 - 8) ta thấy nếu là As(III) thỡ dạng tồn tại chủ yếu sẽ là dạng khụng phõn li H3AsO3, ngược lại nếu là As(V) thỡ dạng tồn tại sẽ là H2AsO4 và HAsO42.
Đõy là những đặc trưng quan trọng và quyết định khi lựa chọn cụng nghệ xử lý vỡ sự cú mặt của cỏc ion õm cho phộp ỏp dụng cỏc kĩ thuật hấp phụ, trao đổi ion, đồng kết tủa.
3.1.2. Tỡnh hỡnh nghiờn cứu về Asen
3.1.2.1. Tỡnh hỡnh nghiờn cứu về Arsen trờn thế giới
Từ cuối thế kỷ 20 đến nay, việc nghiờn cứu arsen đó đạt được nhiều kết quả. Một số tỏc giả và cụng trỡnh nghiờn cứu arsen được thể hiện trong Bảng 3.3.
Bảng 3. 3: Một số cụng trỡnh và tỏc giả nghiờn cứu về Arsen trờn Thế giới
TT Tờn tỏc giả Tờn cụng trỡnh nghiờn cứu Năm
1 Kennet Berg, Tord
Carlsson
Grounwater chemistry in an aquifer sequence of Holocen to Pliocene age in the Mekong Delta, Vietnam with aspecial attention to arsenic.
2001
2 Sandra Broms Fiel investigation of arsenic-rich
groundwater in the Bengal Delta Plains, Bangladesh
2001
3 Antonio Amaya Arsenic in grounwater of Alluvial
aquifers in Nawalparasi and
Kathmandu Districts of Nepal.
2002
4 Mattias Claesson Arsenic in grounwater of Santiago
del Estero, Argentina.
SVTH: Nguyễn Cao Huy 41 Lớp: Địa Sinh Thỏi - K54
Ngoài ra, trờn mạng Internet cũng thường xuyờn đăng tải rất nhiều bài bỏo, cụng trỡnh nghiờn cứu của nhiều tỏc giả ở khắp nơi trờn thế giới. Cỏc bài bỏo, cụng trỡnh đú đều nhấn