Lượng chất thải xả lớn nhất ở dạng rắn và lỏng. Chất thải rạng lỏng khu vực nội thành đều theo cỏc cống rónh đổ ra cỏc sụng Tụ Lịch, sụng Sột, sụng Lừ, Kim Ngưu chảy về phớa Nam, qua trạm bơm Yờn Sở để đổ ra sụng Hồng. Theo tớnh toỏn của cỏc nhà nghiờn cứu điều tra, lượng thải lỏng vào cỏc sụng kể trờn khoảng 500.000 - 600.000 m3/ngày. Nước thải, chưa cú cụng trỡnh xử lý tập trung ngoại trừ cỏc bể tự
hoại ở cỏc khu chung cư, gia đỡnh. Chất thải dạng sinh hoạt và cụng nghiệp dạng rắn
đều tập trung chụn lấp ở cỏc bói rỏc chớnh. Ngoài cỏc bói rỏc đầy đó được đúng cửa từ
thế kỉ trước trong lũng thành phố như Tam Hiệp, Mễ Trỡ, cỏc bói rỏc chớnh đang hoạt
động với cỏc đặc trưng như thống kờ ở bảng 6 dưới đõy.
Theo kết quả tổng hợp số liệu điều tra khảo sỏt ở 81 điểm xả thải cho thấy quy mụ xả nước thải nhỡn chung phụ thuộc vào quy mụ sử dụng nước. Đối với nước thải sinh hoạt, quy mụ xả thải của mỗi đối tượng xả nước thải chỉ khoảng vài chục đến vài trăm lớt/ngày. Đối với cỏc khu cụng nghiệp tập trung, quy mụ xả nước thải biến đổi từ
phõn tỏn ngoài KCN, quy mụ xả nước thải chỉ vài m3/ngày. Đối với cỏc cơ sở y tế, bệnh viện quy mụ xả nước thải khoảng vài m3/ngày đến vài chục m3/ngày.
STT Bói rỏc Diện tớch (ha) Cụng suất/hiện trạng
1 Kiờu Ky 14 100 tấn/ngày 2 Nam Sơn 83,9 4000 tấn/ngày 3 Xuõn Sơn 27 200 tấn/ngày 5 Hữu Bằng 1,5 bói rỏc tự phỏt 6 Chương Mỹ 1 bói rỏc tự phỏt Bảng 6: Cỏc bói chụn lấp rỏc chớnh ở Hà Nội (Nguồn: Cụng ty Mụi trường Đụ thị Hà Nội)
Nước thải được thu gom hoặc thoỏt tự nhiờn theo lưu vực, tập trung vào cỏc ao, hồ tự nhiờn, kờnh thoỏt hoặc kờnh dẫn rồi chảy vào hệ thống sụng, suối tự nhiờn là chớnh. Chỉ cú một số ớt cơ sở sản xuất, hộ gia đỡnh,... ở gần sụng, suối tự nhiờn thỡ nước thải được xả mang tớnh độc lập tương đối ra sụng, suối tự nhiờn.
Hỡnh thức xả nước thải của một số cơ sở sản xuất cụng nghiệp nhỏ ngoài khu cụng nghiệp và cỏc cơ sở chăn nuụi, nằm phõn tỏn, hỡnh thức thoỏt nước thải cũng tương tự như thoỏt nước thải sinh hoạt. Nước thải của loại hỡnh này được thải và thoỏt theo hệ thống thoỏt nước độc lập riờng rồi đổ vào suối, vào sụng trờn địa bàn thành phố.
Hỡnh thức xả nước thải của cỏc cơ sở y tế, lượng nước thải cũng khụng lớn và nằm phõn tỏn, hỡnh thức xả nước thải cũng tương tự như hỡnh thức xả nước thải sinh hoạt.
Về quản lý, nhỡn chung rất yếu kộm, chỉ cú 7/81 chiếm 8,6% đước cấp phộp, 45/81 điểm xả thải được sử lý đạt 55,5%. Chất thải, nhất là cỏc loại chưa xử lý sẽ ành hưởng rất lớn làm ụ nhiễm mụi trường trong đú cú nước dưới đất.
Quận, huyện, Tổng Tỡnh trạng cấp phộp Hiện trạng nước thải Loại hỡnh xả thải Cú phộp Khụng phộp Cú xử lý Khụng xử lý Cụng nghiệp Làng nghề Sinh hoạt Y tế Ba Đỡnh 6 2 4 3 3 1 0 5 Hoàn Kiếm 2 0 2 0 2 0 0 2 Tõy Hồ 1 1 0 1 0 1 0 0 Long Biờn 5 0 5 3 2 5 0 0 Cầu Giấy 3 1 2 2 1 2 0 1 Đống Đa 6 0 6 4 2 1 0 5 Hai Bà Trưng 7 1 6 3 4 7 0 0 Hoàng Mai 7 0 7 3 4 6 0 1 Thanh Xuõn 13 0 13 6 7 13 0 0 Đụng Anh 4 1 3 2 2 4 0 0 Gia Lõm 5 1 4 3 2 5 0 0 Từ Liờm 18 2 16 11 7 17 0 1 Thanh Trỡ 21 2 19 13 8 18 0 3 Tổng số 81 7 74 45 36 71 0 10 Bảng 7: Thống kờ cỏc điểm khảo sỏt xả thải
Nhận xột chung : Vựng nghiờn cứu được thiờn nhiờn ưu đói, cỏc điều kiện địa lý tự nhiờn nhưđịa hỡnh, khớ hậu, thủy văn, tạo điều kiện tốt để tàng trữ nguồn tài nguyờn nước dưới đất phong phỳ, dồi dào cú chất lượng tốt đỏp ứng được phần lớn nhu cầu về
nước của thành phố Hà Nội. Tuy nhiờn, bờn cạnh đú khu vực nghiờn cứu cũng chịu ảnh hưởng bất lợi bởi cỏc yếu tố tự nhiờn và cỏc yếu tố nhõn tạo. Về mặt địa chất, cỏc tầng
đất yếu chứa nhiều vật chất hữu cơ, ảnh hưởng xấu đến chất lượng nguồn nước. Hệ
thống cỏc cửa sổ thủy văn là kờnh dẫn lan truyền ụ nhiễm từ nước mặt xuống cỏc tầng nước ngầm. Hiện tượng khai thỏc nước quỏ mức và xả thải là nguyờn nhõn suy thoỏi nước dưới đất cả về trữ lượng và chất lượng.
CHƯƠNG 3: CƠ SỞ SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIấN CỨU 3.1 Phương phỏp nghiờn cứu
3.1.1 Phương phỏp điều tra khảo sỏt thực địa
Bao gồm cỏc cụng tỏc nghiờn cứu điều tra khảo sỏt ngoài thực địa, đo đạc, thu thập số liệu trờn địa bàn khu vực cần nghiờn cứu. Tiến hành lấy và bảo quản, vận chuyển cỏc mẫu về phũng thớ nghiệm.
Phương phỏp lấy mẫu nước
Đối với cỏc mẫu phõn tớch hàm lượng Amoni và cỏc chỉ tiờu địa húa khỏc:
Cỏc mẫu nước dưới đất được lấy tại cỏc giếng quan trắc hàng năm thuộc mạng lưới quan trắc Hà Nội và quan trắc quốc gia thuộc khu vực nghiờn cứu. Sơđồ cỏc điểm lấy mẫu được trỡnh bảy ở hỡnh 8. Cỏc yếu tố quan trắc chủ yếu bao gồm : mực nước, nhiệt độ và cỏc thành phần húa học của nước dưới đất. Mẫu phõn tớch được lấy theo hai mựa : mựa khụ (khoảng thỏng 2-3) và mựa mưa (thỏng 8-9) hàng năm. Thiết bị lấy mẫu nước trong giếng quan trắc là bơm chỡm cao tần đường kớnh nhỏ SP-1 cú cụng suất 1.5- 3m3/h cựng mỏy phỏt điện di động cụng suất 2.5KW/h.
Quy trỡnh lấy mẫu : Trước khi lấy mẫu, tiến hành bơm bỏ 3 lần cột nước trong lỗ
khoan để lấy được mẫu lưu thụng trong tầng chứa nước. Cỏc chỉ tiờu địa húa mụi trường nước như pH, Eh… được đo trực tiếp tại thực địa bằng cỏc thiết bị phõn tớch cầm tay. Cỏc thụng số này được ghi chộp vào sổ hoặc phiếu mẫu cỏc kết quảđo ở hiện trường. Mẫu được đựng trong cỏc chai nhựa PE 500ml, trước khi lấy mẫu phải sỳc chai 3 lần bằng nước mẫu. Lấy mẫu nước tràn chai, khụng cú bọt khớ và đậy nắp chặt. Đối với cỏc mẫu phõn tớch cỏc cation ( Na+, K+, Ca2+, Mg2+,) và kim loại nặng (Al, Sb, Pb, Hg, Cd, As, Cu, Zn, Fe, Mn, Cr) thỡ được axit húa bằng bằng HNO3 đặc tới pH < 2. Cỏc mẫu để phõn tớch cỏc chỉ tiờu thành phần cỏc anion (SO42, Cl-, HCO3-) thỡ khụng
đỳng tiờu chuẩn Việt Nam (TCVN 5945 - 1995) và sau đú được chuyển về địa điểm phõn tớch.
Đối với cỏc mẫu nước được lấy để phõn tớch chỉ tiờu đồng vị15N.
Cỏc mẫu nước dưới đất được thu thập tại hai địa điểm lấy mẫu : đú là khu vực bói giếng Nam Dư – Thanh Trỡ và điểm quan trắc P.60- khu vực nhà mỏy nước Phỏp Võn.
Đõy là hai điểm cú biểu hiện ụ nhiễm ở mức độ nặng và nhiều năm trong khu vực nghiờn cứu. Đối với khu vực Nam Dư: cỏc nước được lấy trong hai cụm lỗ khoan DHA và DHB. Cụm lỗ khoan DHA nằm gần sụng Hồng, cỏch sụng Hồng khoảng 200m, cum lỗ khoan DHB nằm lui về phớa Đờ sụng Hồng, cỏch cụm lỗ khoan DHA khoảng 500m. Vị trớ cụ thể cỏc lỗ khoan được chỉ ra ở hỡnh 7. Một lỗ khoan khỏc cũng được tiến hành lấy mẫu ở ngay cạnh điểm quan trắc P.60 – nhà mỏy nước Phỏp Võn. Mẫu phõn tớch đồng vị được lấy ở cả hai tầng chứa nước Holocen và Pleistocen theo đỳng tài liệu hướng dẫn của cơ quan năng lượng nguyờn tử Quốc tờ (IAEA). Mẫu phõn tớch
đồng vị được lấy vào can 2 lớt cú cho chất bảo quản là 10ml axit HCl 1M. Mẫu cũng
được lọc qua phin lọc 0.45àm. Nỳt van được vặn chặt với đệm cao su Teflon cú tỏc dụng hạn chế sự tiếp xỳc của mẫu với khụng khớ. Cỏc mẫu nước được bảo quản trong thựng xốp bằng đỏ để nhiệt độ thựng luụn ở mức 4ºC và được đưa về phũng thớ nghiệm ngay khi kết thỳc quỏ trỡnh lấy mẫu.
Phương phỏp lấy mẫu trầm tớch
Cỏc mẫu trầm tớch được lấy ở cỏc lỗ khoan thuộc khu vực bói giếng Nam Dư và nhà mỏy nước Phỏp Võn. Tại đõy, cỏc lỗ khoan được tiến hành khoan đến độ sõu cần thiết, ưu tiờn ở những vị trớ cú mặt của vật liệu hữu cơ. Mẫu cú khối lượng 2kg được lấy theo chiều dài ống mẫu, bọc bằng nilon và cốđịnh trong ống nhựa với đường kớnh và chiều dài phự hợp. Mẫu được ghi kớ hiệu rừ ràng cả vềđộ sõu và đặc điểm trầm tớch sau đú được chuyển đến phũng thớ nghiệm. Mẫu được cất giữ trong tủ đỏ ở nhiệt độ - 30ºC cho đến khi cần phõn tớch thành thành phần đồng vị như cỏc chỉ tiờu khỏc.
3.1.2 Phương phỏp trong phũng thớ nghiệm
• Phương phỏp xỏc định thụng số hàm lượng cỏc hợp chất Nito trong NDĐ
Cỏc chỉ tiờu phõn tớch NH4+, NO2-, NO3- được phõn tớch lần lượt theo cỏc tiờu
chuẩn TCVN 4563:88, TCVN 4561:88 và TCVN 6180:96. Nguyờn lý phõn tớch và
cỏch thức tiến hành cụ thể như sau:
Phương phỏp phõn tớch NH4+: Mẫu nước phõn tớch hàm lượng NH4+ sau khi được chuyển về phũng thớ nghiệm cần phải được phõn tớch ngay nếu khụng phải cố định bằng 2-4 ml Clorofooc cho 100ml mẫu nước và bảo quản ở 40C nhưng cũng khụng được để quỏ một tuần. Mẫu được phõn tớch trực tiếp tại phũng thớ nghiệm bằng thuốc thử Netle theo nguyờn tắc ammoniac phản ứng với thuốc thử Netle trong mụi trường kiềm tạo phức màu từ vàng đến nõu phụ thuộc vào hàm lượng ammoniac. Để
loại bỏ sự cản trở của sắt trong quỏ trỡnh phõn tớch người ta sử dụng muốn xenhet comlexom. Cỏc hợp chất hữu cơ, ancol, andehit, cỏc amin bộo và thơm, cỏc Cloramin cũng phản ứng được với thuốc thử Netle, do đú khi cú mặt chỳng nước cần phải chưng cất amoni trước khi xỏc định. Nếu nước đục phải xử lý bằng dung dịch kẽm sunfat 25%. Tiến hành xõy dựng đường chuẩn bằng cỏch sử dụng dung dịch 0,01 mg/ NH4+ làm dung dịch chuẩn với cỏc ống nghiệm và cỏc thuốc thử tương ứng được cho bởi bảng sau:
Sau 10 phỳt số màu ở trờn quang sắc kếở bước súng 400 – 500nm, và cuvet cú bề
dày 1- 5cm.
Hàm lượng amoni (X) được xỏc định bằng mg/l khi đo màu trờn quang sắc kế, tiến hành như xõy dựng đường chuẩn ở trờn theo cụng thức :
X=
Trong đú : C là hàm lượng ammoniac theo thang mẫu (mg) V là thể tớch nước lấy để phõn tớch (ml)
Phương phỏp phõn tớch NO3- : Cỏc mẫu phõn tớch được lấy chai thủy tinh và cần
được phõn tớch càng sớm càng tốt, thường là phõn tớch trong ngày. Hàm lượng nitrat trong nước được xỏc định bằng phương phỏp trắc phổ dựng sunfosalixylic. Phương phỏp này dựa trờn nguyờn tắc đo phổ của hợp chất màu vàng được hỡnh thành bởi phản
ứng của axit sunfosalixylic (được hỡnh thành do việc thờm natri salixylat và axit sunfuric vào mẫu) với nitrat và tiếp theo xử lý với kiềm. Dinatri dihidro etylendinitrilotetraaxetat (EDTANa) được thờm vào với kiềm để trỏnh kết tủa cỏc muối canxi và magie. Natri nitrua được thờm vào để khắc phục sự nhiễu của nitrit. Độ hấp thu của nitrat trong phần mẫu thửđược Ar theo cụng thức:
Ar = As - Ab hoặc, khi đó chỉnh độ hấp thu của mẫu thử thỡ tớnh theo:
Ar = As - Ab - At
trong cả hai cụng thức, As, Ab, At liờn quan tới mẫu thử, mẫu thử trắng và độ hấp thu hiệu chỉnh tương ứng.
Đọc khối lượng nitrat, m(N), bằng microgam tương ứng với độ hấp thu Ar từđồ
V N m( )
trong đú V là thể tớch của phần mẫu thử, tớnh bằng ml.
Phương phỏp phõn tớch NO2- : tương tự như amoni, nitrit khụng bền vững nờn cần được phõn tớch ngay sau khi lấy mẫu, nếu khụng phải cốđịnh mẫu ngay bằng cỏch cho 1ml dung dịch axit sunfuric đậm đặc hay 2-4 ml Clorofooc trong 1000ml nước. Nước đục hoặc chứa nhiều chất lơ lửng cản trở xỏc định. Vỡ vậy, trước khi phõn tớch cần thiết phải lọc. Nước chứa những chất keo phải làm trong alumin hydroxit. Sắt, thủy ngõn, niken, chỡ, vàng, bạch kim,..cản trở sự xỏc định do nú làm chất màu bị kết tủa. Do đú, chỳng cần phải được loại bỏ bằng cỏch pha loóng dung dịch. Hàm lượng NO2-
được xỏc định theo nguyờn lý : ở mụi trường axit, nitrit kết hợp với axit sunfanilic tạo thành axit sunfanilic diazonium, chất này kết hợp với α- naphtylamin azobenzen sunfonic màu hồng đỏ. Cỏc bước phõn tớch được tiến hành tương tự như phõn tớch amoni với bước súng 200-215nm. Hàm lượng nitrit (X) được xỏc định bằng mg/l khi
đo màu trờn quang sắc kế, được tớnh toỏn theo cụng thức : X=
Trong đú : C là hàm lượng nitrit theo thang mẫu (mg) V là thể tớch nước lấy để phõn tớch (ml)
Phương phỏp xỏc định thành phần đồng vị15N trong mẫu đất và mẫu nước
Hợp chất chứa nitơ trong nước ngầm khu vực Hà nội chủ yếu ở dạng amụni (NH4+) và nitrat (NO3-). Tựy theo nitơ ở dạng nào thỡ cỏch xử lý mẫu sẽ khỏc nhau trước khi phõn tớch tỷ sốđồng vị 15N/14N trờn khối phổ kế tỷ sốđồng vị. Đối với nitơ ở
dạng amụni, phương phỏp xử lý mẫu chủ yếu là khuếch tỏn của amụn (NH3), cũn nitơ ở
dạng nitơrỏt, Mẫu phõn tớch được xử lý để thu được NH4OH trờn filter và filter được gúi vào capsule bạc và mẫu được phõn tớch trờn hệ phổ kế tỉ số đồng vị EA-IRMS.
Việc lắp đặt cỏc cột phản ứng và bẫy nước để phõn tớch 15N/14N đối với khối EA theo sơ đồ hỡnh 8, 9. Cỏc chất xỳc tỏc được dựng cho cỏc cột phản ứng đều phải là cỏc hoỏ chất đảm bảo tiờu chuẩn PC (Pure for Chromatography).
Tỉ số15N/14N trong mẫu được xỏc định bằng biểu thức của delta (δ ) như sau : 1000 . Std Std S R R R − = δ (‰)
trong đú RS và RStd là tỉ số15N/14N trong mẫu và mẫu chuẩn. Giỏ trị mẫu chuẩn quốc tế
thường được lấy là nitơ từ khụng khớ cú giỏ trị 0 (‰).
Hỡnh 10: Sơđồ lắp đặt phõn tớch mẫu rắn
Cỏc phương phỏp phõn tớch khỏc
Phương phỏp chuẩn độ đục (xỏc định ion Cl-), phương phỏp đo độ đục (xỏc định ion SO42-), phương phỏp chuẩn độ trung hũa axit bazơ, phương phỏp trắc quang ( xỏc
định K+, Na+), phương phỏp hấp thụ nguyờn tử AAS (xỏc định cỏc kim loại nặng như
Cu, Mn, Ni, Cr, As, Zn, Hg, Cd, Pb),…
3.1.3 Phương phỏp thống kờ xử lý số liệu
Kết quả phõn tớch hàm lượng cỏc cation và anion chớnh của nước dưới được đưa vào phần mềm Excel xử lớ và tớnh toỏn để xỏc định cỏc thụng số đặc trưng cho đặc
điểm thủy địa húa mụi trường khu vực nghiờn cứu như : Cỏc đặc trưng thống kờ về
nồng độ thành phần húa học của nước dưới đất (cỏc giỏ trị min, max, trung bỡnh, phương sai và độ lệch chuẩn của mỗi ion), xỏc định độ tổng khoỏng húa và kiểu húa học của nước.
Kết quả phõn tớch kim loại nặng cỏc mẫu phõn tớch nước dưới đất trờn địa bàn nghiờn cứu được so sỏnh với QCVN và cỏc tiờu chuẩn quốc tế để đỏnh giỏ mức độ ụ
nhiễm của cỏc nguyờn tố này trong nước dưới đất. Sử dụng Excel vẽ cỏc biểu đồ, đồ thị
thể hiện mức độ ụ nhiễm của chỳng so với cỏc chỉ tiờu này.
Cỏc kết quả phõn tớch hàm lượng cỏc hợp chất Nito trong nước dưới đất được tổng hợp và so sỏnh với cỏc QCVN để đỏnh giỏ mức độ ụ nhiễm. Sự thay đổi hàm lượng cỏc hợp chất Nito hàng năm tại cỏc điểm quan trắc cố định được thể hiện bằng