Nội
5.1.1 Những vấn đề chung 5.1.1.1 Khỏi niệm
ễ nhiễm cỏc hợp chất Nito là sự tăng lờn hàm lượng của chỳng so với trạng thỏi ban đầu hoặc so với thời kỡ quan trắc trước đú.
Tiến trỡnh ụ nhiễm xảy ra theo hai giai đoạn:
- Giai đoạn 1: Cỏc hợp chất Nito tăng hàm lượng nhưng khụng vượt quỏ tiờu chuẩn cho phộp
- Giai đoạn 2: Cỏc hợp chất Nito tăng hàm lượng và vượt quỏ tiờu chuẩn cho phộp.
5.1.1.2 Cỏc tiờu chuẩn, quy chuẩn để đỏnh giỏ ụ nhiễm
Cú nhiều tiờu chuẩn, quy chuẩn để đỏnh giỏ chất lượng nước ngầm núi chung, và quy định cỏc giỏ trị giới hạn cho phộp của cỏc hợp chất Nito trong nước dưới đất núi riờng, trong đú quan trọng nhất phải kểđến cỏc quy chuẩn quốc gia được ban hành bởi Bộ Tài nguyờn và Mụi trường và Bộ Y tế mà tỏc giả thống kờ cụ thể trong bảng 14 sau
đõy.
Theo QCVN 09/BTNMT, hàm lượng NH4+ trong nước ngầm được lấy tiờu chuẩn là 0,1mg/l tớnh theo N, tức là khoảng 0,13 mg NH4+. Hàm lượng Nitrit và Nitrat (tớnh theo N) lần lượt là 1 mg/l và 15 mg/l. Trong khi đú, theo QCVN 01:2009/BYT quy
định hàm lượng cỏc hợp chất Nito trong nước ăn uống được như sau: hàm lượng Amoni khụng vượt quỏ 3 mg/l, hàm lượng Nitrat và Nitrit lần lượt khụng vượt quỏ 50 mg/l và 3 mg/l. QCVN 01:2009/BYT cũng đưa ra giới hạn hàm lượng cỏc hợp chất
Nito trong nước sinh hoạt giống như với nước ăn uống. Như vậy, chỳng ta nhận thấy rằng cú một sự mõu thuẫn giữa cỏc quy chuẩn núi trờn, bởi lẽ, theo logic, giỏ trị giới hạn của cỏc hợp chất Nito trong nước ăn uống và sinh hoạt phải cao hơn trong nước ngầm núi chung. Tuy nhiờn, quy định trong thực tế thỡ ngược lại.
Chỉ tiờu QCVN09:2008/BTNMT, mg/l QCVN 01:2009/BYT, mg/l QCVN 01:2009/BYT, mg/l NH4+ 0.1 tớnh theo N 3 3 NO2- 1.0 tớnh theo N 3 3 NO3- 15 tớnh theo N 50 50
Bảng 14: Cơ sởđỏnh giỏ ụ nhiễm cỏc hợp chất Nito trong nước dưới đất
5.1.1.3 Phõn loại cỏc mức độ ụ nhiễm cỏc hợp chất Nito trong nước dưới đất
ễ nhiễm cỏc hợp chất Nito trong nước dưới đất khu vực nghiờn cứu được biết đến trong nhiều năm song chưa thực sựđỏnh giỏ đỳng mức độ nghiờm trọng và chưa được
đầu tư nghiờn cứu một cỏch chi tiết, tỉ mỉ và thấu đỏo. Cho tới thời điểm này chưa cú một văn bản phỏp quy nào quy định chặt chẽ về việc phõn loại mức độ ụ nhiễm cỏc hợp chất Nito trong nước dưới đất. Việc đỏnh giỏ mức độ ụ nhiễm của cỏc đối tượng này được đưa ra bởi một số cỏc nhà khoa học nghiờn cứu về đối tượng này, trong đú tiờu biểu là Trần Thị Lan và Nguyễn Văn Đản .
Trần Thị Lan (13) khụng đưa ra cỏc mức nhiễm bẩn đối với cỏc dạng tồn tại khỏc nhau của cỏc hợp chất Nito mà chỉ phõn loại nhiễm bẩn Amoni. Theo đú, cỏc mức độ
nhiễm bẩn Amoni được tỏc giảđưa ra như sau: Nước sạch, cú hàm lượng NH4+ < 0,4mg/l;
Nước bẩn nhẹ, cú hàm lượng NH4+ : 0,4-1,5mg/l ; Nước bẩn, cú hàm lượng NH + : 1,5-3mg/l;
Nước bẩn nặng, cú hàm lượng NH4+ : 3- 5mg/l; Nước rất bẩn nặng, cú hàm lượng NH4+ : >5mg/l.
Nguyễn Văn Đản (4), khi nghiờn cứu nhiễm bẩn cỏc hợp chất Nito vựng Hà Nội cũng đó đề xuất cỏch phõn chia mức độ nhiễm bẩn của cỏc đối tượng này. Theo đú, giới hạn hàm lượng của cỏc dạng hợp chất Nito đối với cỏc mức ụ nhiễm khỏc nhau
được liệt kờ chi tiết trong bảng 15 sau đõy: Chỉ tiờu
nhiễm bẩn
Giới hạn hàm lượng theo cỏc mức độ nhiễm bẩn, mg/l
Sạch Bẩn nhẹ Bẩn vừa Bẩn nặng
NH4+ <0,5 0.5– 3 3– 10 >10
NO2- <0,1 0,1 – 0,5 0,5 – 1 >1
NO3- <5 5 – 10 10 – 50 >50
Bảng 15: Phõn loại mức độ nhiễm bẩn nước dưới đất bởi cỏc hợp chất Nito Hai cỏch phõn loại mức độ nhiễm bẩn cỏc hợp chất Nito trong nước dưới đất nờu trờn nhỡn chung tương tự nhau, tuy nhiờn tỏc giả lựa chọn cỏch phõn chia của Nguyễn Văn Đản vỡ đó đề cập đến đầy đủ cỏc hợp chất Nito, hơn nữa điểm xuất phỏt lại từ tỡnh hỡnh cụ thể của thành phố Hà Nội. Do đú, tỏc giả lựa chọn cỏch phõn chia này để đỏnh giỏ và phõn loại mức độ ụ nhiễm cỏc hợp chất Nito trong nước dưới đất trong luận văn.
5.1.2 Đỏnh giỏ tỡnh hỡnh ụ nhiễm cỏc hợp chất Nito trong nước dưới đất khu vực Hà Nội
5.1.2.1 Đỏnh giỏ chung
Sự nhiễm bẩn cỏc hợp chất Nito trong nước nưới đất khu vực nghiờn cứu được ghi nhận và theo dừi từ năm 1992 đến nay bởi hệ thống cỏc điểm quan trắc cố định
thuộc mạng lưới quan trắc quốc gia và mạng quan trắc Hà Nội. Hằng năm, mẫu được lấy và phõn tớch vào mựa mưa ( thỏng 8) và mựa khụ ( thỏng 3), được lưu trữ đầy đủ trong cơ sở dữ liệu quan trắc.
Theo kết quả “Bỏo cỏo quan trắc quan trắc động thỏi nước dưới đất vựng Hà Nội năm 2007” của Nguyễn Thị Hạ giai đoạn 1992 – 2007, ụ nhiễm cỏc hợp chất Nito trong khu vực nghiờn cứu được biết đến chủ yếu là ụ nhiễm Amoni. Diện ụ nhiễm Amoni trải rộng trờn toàn bộ diện tớch nghiờn cứu, song nghiờm trọng nhất là khu vực phớa thành phố, sau đến khu vực Gia Lõm và cuối cựng là khu vực phớa Bắc sụng Hồng. ễ nhiễm Nitrat và Nitrit chỉ được ghi nhận ở một số điểm quan trắc cỏ biệt và khụng đỏng kể. Hàm lượng trung bỡnh cỏc năm quan trắccủa Amoni trong tầng qh và qp luụn cao hơn giới hạn cho phộp và cú xu hướng tăng theo thời gian.
Trờn cơ sở những nghiờn cứu giai đoạn 1992 – 2007, tỏc giảđó tiếp tục tổng hợp và đỏnh giỏ cỏc số liệu phõn tớch hàm lượng cỏc hợp chất Nito trong giai đoạn từ 2007 – 2012. Cỏc đặc trưng thống kờ thể hiện trong bảng 16 dưới đõy.
Phõn tớch số liệu ở bảng trờn cho thấy nước dưới đất ở khu vực nghiờn cứu bị ụ nhiễm chủ yếu là Amoni với hàm lượng trung bỡnh của tầng qh cao hơn qp đến gần 2 lần (7,28/4,38), số mẫu nhiễm bẩn của tầng qh cũng cao hơn tầng qp ( 42,4 %/35,27%).
Để thể hiện sự ụ nhiễn bởi cỏc hợp chất Nito theo diện tớch, tỏc giảđó vẽ cỏc bản
đồ hiện trạng ụ nhiễm Amoni tầng qh và qp năm 2012 cho cả mựa khụ và mựa mưa như thể hiện ở cỏc hỡnh vẽ 13, 14, 15 và 16 dưới đõy. Diện tớch cỏc khu vực nhiễm bẩn
Tầng chứa nước Đặc trưng thống kờ NH4 + NO3- NO2- qh Mean (mg/l) 7,28 1,68 0,24 Median(mg/l) 2,05 1,49 0,03 Min(mg/l) 0,005 0,001 0,001 Max(mg/l) 90,00 18,96 10,19 Số mẫu nhiễm bẩn 307/724 0 0 % nhiễm bẩn 42,4 % 0 0 qp Mean(mg/l) 4,37 1,48 0,18 Median(mg/l) 1,35 1,46 0,02 Min(mg/l) 0,001 0,001 0,001 Max(mg/l) 57,75 8,22 15,39 Số mẫu nhiễm bẩn 345/978 0 10/978 % nhiễm bẩn 35,27% 0 1,02%
Bảng 16: Đặc trưng thống kờ hàm lượng cỏc hợp chất Nito trong nước dưới đất giai
đoạn 2007-2012
Phõn tớch cỏc bản đồ hiện trạng nhiễm bẩn bới Amoni năm 2012 cho thấy cỏc
đặc điểm sau đõy. Đối với tầng qh, nhiễm bẩn Amoni xảy ra ở tất cả diện tớch phõn bố
của tầng là 443,8 km2. Vựng nhiễm bẩn Amoni nhẹ với hàm lượng từ 0,5 - 3 mg/l
được ghi nhận tại địa bàn cỏc huyện Từ Liờm, Long Biờn, Đụng Anh với tổng diện tớch nhiễm bẩn trong mựa khụ là 82,67 km2 và diện tớch nhiễm bẩn trong mựa mưa là 147,8 km2, tương ứng chiếm 19% và 34% diện tớch phõn bố của tầng. Vựng nhiễm bẩn Amoni vừa với hàm lượng 3 – 10 mg/l được ghi nhận tại khu vực Cầu Giấy, Đống Đa,
Hai Bà Trưng, Tõy Hồ… với diện tớch nhiễm bẩn trong mựa khụ và mựa mưa là 210 km2 và 133 km2, tương ứng chiếm 47% và 30% diện tớch phõn bố của tầng. Vựng nhiễm bản Amoni nặng ( >10 mg/l) tập trung ở phớa Nam khu vực nghiờn cứu, đặc biệt
ở cỏc huyện Thanh Trỡ và Hoàng Mai. Diện tớch ụ nhiễm tương đối rộng, đạt 151 km2 trong mựa khụ và 163km2 trong mựa mưa, tương ứng chiếm 34% và 37% diện tớch phõn bố của tầng.
Tầng chứa nước
Mựa Diện tớch ụ nhiễm theo mức độ (km2)
Nhẹ Vừa Nặng
qh Khụ 82,67 210 151
Mưa 147,8 133 163
qp Khụ 300 229 90
Mưa 332 189 99
Bảng 17: Thống kờ diện tớch ụ nhiễm Amoni trong NDĐ khu vực nghiờn cứu
Đới với tầng chứa nước qp: nhiễm bẩn Amoni trong nước dưới đất tầng qp phủ
khắp diện tớch khu vực nghiờn cứu cũng là diện tớch phõn bố của tầng. Nhiễm bẩn Amoni ở mức độ nhẹ ( hàm lượng 0,5-3 mg/l) được phỏt hiện chủ yếu ở khu vực Đụng Anh, Từ Liờm, Long Biờn …với diện tớch ước tớnh khoảng 300km2 trong mựa khụ và 332 km2 trong mựa mưa, tương ứng chiếm 49% và 54% diện tớch phõn bố của tầng. Nhiễm bẩn Amoni ở mức độ vừa ( hàm lượng 3-10mg/l) được ghi nhận ở cỏc khu vực Gia Lõm, Long Biờn và rải rỏc ở một số quận nội thành với diện tớch 229 km2 và 189 km2 trong lần lượt hai mựa mưa và mựa khụ, tương ứng chiếm 37% và 31% diện tớch phõn bố của tầng. Nhiễm bẩn Amoni nặng ( hàm lượng >10mg/l) phõn bố ở khu vực phớa Nam thuộc quận Hoàng Mai, huyện Thanh Trỡ, và một số nơi thuộc huyện Từ
So sỏnh diện tớch ụ nhiễm Amoni trong nước dưới đất trong cỏc tầng chứa khỏc nhau và theo cỏc mựa khỏc nhau được thể hiện ở bảng 17. Chỳng ta cú thể thấy rừ ràng rằng, trong tầng chứa nước qh, nhiễm bẩn Amoni chủ yếu là ở mức độ vừa và nặng, trong khi đú, trong tầng chứa nước qp, nhiễm bẩn Amoni ở mức độ nhẹ lại chiếm ưu thế. Điều đú cú nghĩa là ụ nhiễm Amoni trong tầng qh nghiờm trọng hơn trong tầng qp. Trong bản thõn mỗi tầng chứa nước, diện ụ nhiễm Amoni trong mựa mưa thường cao hơn mựa khụ ở cỏc khu vực cú mức độ ụ nhiễm nhẹ và nặng, trong khi ở những khu vực cú mức độ ụ nhiễm vừa thỡ ngược lại.
Túm lại, ở giai đoạn này, trong số cỏc hợp chất Nito, Amoni vẫn là đối tượng chớnh gõy nhiễm bẩn nước dưới đất. ễ nhiễm Amoni phổ biến trờn toàn bộ vựng nghiờn cứu, trong khi ụ nhiễm Nitrit và Nitrat chỉ mang tớnh chất điểm. Hàm lượng Amoni trong mựa khụ thường lớn hơn trong mựa mưa và trong tầng qh lớn hơn tầng qp. Tuy nhiờn, trong cả hai tầng chứa, hàm lượng Amoni cú xu hướng tăng dần theo thời gian.
Hiện trạng nhiễm bẩn bởi Amoni nước dưới đất cũn được đỏnh giỏ ở cỏc vựng nhỏ trong diện tớch nghiờn cứu: vựng Bắc sụng Hồng - sụng Đuống, vựng Gia Lõm ( vựng kẹp giữa sụng Hồng và sụng Đuống) và vựng Nam sụng Hồng do chỳng cú mức
độ khai thỏc nước dưới đất khỏc nhau, động thỏi nước dưới đất khỏc nhau dẫn đến mức
5.1.2.2 Đỏnh giỏ tỡnh hỡnh ụ nhiễm cỏc hợp chất Nito trong nước dưới đất từng vựng nghiờn cứu từng vựng nghiờn cứu
Đểđỏnh giỏ chi tiết tỡnh hỡnh ụ nhiễm trong khu vực nghiờn cứu, tỏc giả tiến hành phõn chia khu vực nghiờn cứu thành ba vựng nghiờn cứu nhỏ ứng với cỏc động thỏi nước khỏc nhau và đỏnh giỏ cho từng vựng này.
- Khu vực phớa Nam sụng Hồng, nơi cú sự khai thỏc nước mạnh mẽ, được xếp vào vựng động thỏi phỏ hủy mạnh.
- Khu vực kẹp giữa sụng Đuống và sụng Hồng, gọi là vựng Long Biờn – Gia Lõm là vựng động thỏi bị phỏ hủy yếu
Khu vực phớa Bắc sụng Hồng là vựng động thỏi tự nhiờn
1. Khu vực phớa Bắc sụng Hồng
Hỡnh 17: Biến đổi hàm lượng trung bỡnh Amoni trong NDĐ vựng BSH
Theo nghiờn cứu giai đoạn 1994 – 2007 của Nguyễn Thị Hạ (9), biến thiờn về
hàm lượng Amoni trong nước dưới đất được thể hiện ở hỡnh 17 trờn đõy. Nhỡn chung, nước dưới đất khu khu vực bắc sụng Hồng trong giai đoạn này bị ụ nhiễm nhẹ với hàm lượng Amoni nhỏ hơn 3 mg/l. Hàm lượng Amoni trong mựa khụ thường lớn hơn mựa
mưa. Khụng tỡm thấy quy luật phõn bố cũng như xu thế biến đổi của hàm lượng Amoni trong hai tầng qh và qp theo thời gian.
Trong giai đoạn 2007 – 2012, tỏc giả đó tiến hành tổng hợp cỏc kết quả phõn tớch cỏc hợp chất Nito ở hai tầng chưa qh và qp trong vựng nghiờn cứu này, tớnh giỏ trị bỡnh quõn riờng cho mựa mưa và mựa khụ trờn tổng số mẫu nghiờn cứu và thống kờ ở bảng 18 và bảng 19. Theo đú, nhỡn chung nước dưới đất khu vực bắc sụng Hồng vẫn duy trỡ tỡnh trạng ụ nhiễm Amoni nhẹ với hàm lượng Amoni trung bỡnh khoảng từ 0.5 – 3mg/l. Hàm lượng Amoni trong nước tầng qh cao hơn tầng qp tại hầu hết cỏc điểm quan trắc, và cú xu hướng tăng theo thời gian. Theo hai mựa mưa và khụ, hàm lượng Amoni cú sự biến đổi mạnh song. Trong tầng qh, hàm lượng Amoni trong mựa mưa cú xu hướng lớn hơn mựa khụ, trong khi diễn biến trong tầng qp thỡ ngược lại. Hỡnh 18 dưới đõy mụ tả biến thiờn hàm lượng tại điểm ụ nhiễm điển hỡnh nhiều năm trong vựng nghiờn cứu –
điểm quan trắc P.65 ở xó Hải Bối huyện Đụng Anh.
Bảng 18: Đặc trưng thống kờ hàm lượng cỏc hợp chất Nito trong NDĐ tầng qp khu vực Bắc Sụng Hồng Mựa Đặc trưng thống kờ NH4+ NO3- NO2- Nhiều năm Năm 2012 Nhiều năm Năm 2012 Nhiều năm Năm 2012 Khụ Mean(mg/l) 1,28 2,14 1,73 0,91 0,05 0,04 Median(mg/l) 1,03 1,63 1,68 0,80 0,03 0,04 Min(mg/l) 0,006 0,80 0,007 0,54 0,001 0,001 Max(mg/l) 6,95 6,95 5,71 1,88 0,46 0,11 Số mẫu nhiễm bẩn 7/67 2/11 0/67 0/11 0/67 0/11 % nhiễm bẩn 10,45% 18,18% 0 0 0 0 Mưa Mean(mg/l) 1,31 1,38 1,42 0,03 0,27 1,43 Median(mg/l) 0,94 1,30 1,51 0,03 0,02 1,18 Min(mg/l) 0,03 0,50 0,001 0,001 0,001 0,25 Max(mg/l) 15,6 3,50 6,62 0,05 3,53 3,53 Số mẫu nhiễm bẩn 4/66 0/11 0/66 0/11 1/66 1/11 % nhiễm bẩn 6,06% 0 0 0 1,5% 9,1%
Bảng 19: Đặc trưng thống kờ hàm lượng cỏc hợp chất Nito trong NDĐ tầng qh khu vực BSH
2. Khu vực Gia Lõm
Biến thiờn hàm lượng Amoni trong nước dưới đất khu vực Gia Lõm giai đoạn 1994 – 2007 được Nguyễn Thị Hạ (9) nghiờn cứu thể hiện ở hỡnh 19 sau đõy. Hàm lượng Amoni cú những biến đổi phức tạp song trong tầng qh cao hơn tầng qp và thay
đổi chủ yếu trong khoảng từ 3 – 10 mg/l. Hàm lượng Amoni trong mựa mưa cao hơn mựa khụ và cú xu hướng tăng theo thời gian. Tuy nhiờn, sự gia tăng này thường mang tớnh giai đoạn. Mựa Đặc trưng thống kờ NH4+ NO3- NO2- Nhiều năm Năm 2012 Nhiều năm Năm 2012 Nhiều năm Năm 2012 Khụ Mean(mg/l) 2,53 2,65 2,41 1,51 0,1 0,04 Median(mg/l) 1,13 1,43 1,73 0,80 0,03 0,03 Min(mg/l) 0,01 0,1 0,001 0,26 0,001 0,001 Max(mg/l) 20,00 13,35 18,96 8,23 2,26 0,16 Số mẫu nhiễm bẩn 12/70 1/10 0/70 0/10 0/70 0/10 % nhiễm bẩn 17,14% 10% 0 0 0 0 Mưa Mean(mg/l) 2,13 1,76 1,63 0,06 0,46 2,3 Median(mg/l) 1,14 1,36 1,57 0,04 0,05 1,72 Min(mg/l) 0,01 0,43 0,001 0,001 0,001 0,25 Max(mg/l) 21,00 6,65 13,97 0,19 7,33 7,33 Số mẫu nhiễm bẩn 7/60 1/10 0/60 0/10 2/60 2/10 % nhiễm bẩn 11,67% 10% 0 0 3,33% 20%
Hỡnh 19: Biến thiờn hàm lượng Amoni trong NDĐ khu vực Gia Lõm
Theo tổng hợp của tỏc giả, cỏc đặc trưng thống kờ hàm lượng cỏc hợp chất Nito trong giai đoạn 2007 – 2012 được chỉ ra ở bảng 20 và bảng 21. Nhỡn chung, nước dưới