Chương 3 Kết quả nghiên cứu
3.2. Đánh giá hiện trạng chất lượng môi trường nước dưới đất tỉnh Bắc Ninh
3.2.4. Hiện trạng chất lượng môi trường nước dưới đất
Trên tồn diện tích tỉnh Bắc Ninh có 4 đơn vị tầng chứa nước chính [8], tuy nhiên trong đó chỉ có 3 tầng chứa nước có ý nghĩa quan trọng trong việc khai thác nước phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt. Đó là tầng chứa nước lỗ hổng Holocen, tầng chứa nước Pleistocen hệ tầng Hà Nội và tầng chứa nước khe nứt.
Chất lượng nước dưới đất được đánh giá theo QCVN09:2008/BTNMT (chất lượng nước ngầm phục vụ cho khai thác sử dụng);
Để đánh giá hiện trạng chất lượng môi trường nước dưới đất của 3 tầng chứa nước nói trên trên tồn diện tích tỉnh Bắc Ninh, ngồi việc thu thập tham khảo các tài liệu nghiên cứu đã có trước đây, tác giả luận văn cùng các đồng nghiệp đã tiến hành phân tích tổng cộng 200 mẫu nước môi trường và phân tích 11 chỉ tiêu kim loại nặng. Các mẫu nước được lấy chủ yếu thông qua các giếng dân dùng và các lỗ khoan tay cung cấp nước sinh hoạt của các hộ gia đình và được phân bố khá đồng đều trên diện tích tồn vùng nghiên cứu. Mẫu được lấy và phân tích theo mùa (mùa mưa năm 2011 và mùa khơ năm 2012).
Trên cơ sở tài liệu nghiên cứu từ trước đến nay, tác giả tiến hành lập bản đồ hiện trạng chất lượng nước dưới đất cho hai tầng chứa nước. Bản đồ được thể hiện 3 yếu tố nhạy cảm nhất là độ tổng khoáng hoá, hàm lượng sắt tổng và nồng độ Amoni trong nước [20].
Tổng khoáng hoá được biểu thị bằng màu, chia thành 3 bậc; nước nhạt (<1g/l), nước lợ (1 - 3g/l) và nước mặn (> 3g/l).
Hàm lượng sắt tổng được chia thành 3 bậc : < 1mg/l, 1 - 5mg/l, >5mg/l và được thể hiện bằng sắc màu.
Nồng độ Amoni được chia thành 3 bậc : <1mg/l, 1 - 3mg/l, >3mg/l và được biểu diễn bằng các đường kẻ liền màu đỏ gạch
3.2.4.1. Hiện trạng chất lượng NDĐ tầng chứa nước lỗ hổng Holocen (qh).
Tầng chứa nước lỗ hổng Holocen là tầng chứa nước thứ nhất kể từ mặt đất. Tầng chứa nước này nằm lộ trên bề mặt địa hình và phân bố rộng rãi trên tồn diện tích của tỉnh (trừ phần đồi núi xót) [8].
- Độ pH.
Nước dưới đất trong tầng chứa nước lỗ hổng Holocen ở Bắc Ninh đạt tiêu chuẩn QCVN 09: 2008/BTNMT về PH.
Độ pH của nước dưới đất tầng chứa nước Holocen [9] mùa mưa năm 2011 biến đổi 5,00-7,55, trung bình 6,58, trong đó có 6% mẫu có tính axit yếu gồm các xã Mộ Đạo, Bồng Lai Quế Võ, Trừ Xá Lương Tài. Năm 2012, độ pH biến đổi 4,9 - 7,1, trung bình 6,82, trong đó có 18% mẫu có tính axit yếu phân bố ở xã Mộ Đạo, Bồng Lai huyện Quế Võ, Trừ Xá, Phú Hòa, Quảng Phú huyện Lương Tài, Hạp Lĩnh huyện Tiên Du, Vạn Ninh, Lãng Ngâm huyện Gia Bình.
Như vậy có tới 6 - 18% mẫu nước dưới đất lấy trong tầng chứa nước Holocen ở Bắc Ninh có tính axít yếu, Độ pH mùa mưa thấp hơn mùa khô, từ năm 2011 đến 2012 giảm trung bình 0.2 và có xu thế biến đổi từ nước có tính kiềm yếu sang nước có tính axít yếu.
Kết quả đo độ mặn (Sal) bằng máy đo nhanh HACHI của CHLB Đức [9] cho thấy, độ mặn của nước dưới đất trong tầng chứa nước Holocen năm 2011 biến đổi từ 0,1- 4,18g/l, trong đó có 22% mẫu có độ mặn lớn hơn 1.0 g/l tập trung ở phía Đơng - Đơng Nam và 78% mẫu có độ mặn nhỏ hơn 1.0g/l phân bố tập trung ở phía Tây của tỉnh Bắc Ninh. Năm 2012, biến đổi 0,100 – 4,24 g/l, trong đó có 22% mẫu có độ mặn lớn hơn 1.0 g/l chiếm diện tích khoảng 190 km2 (vượt tiêu chuẩn cho phép), vẫn tập trung ở phía Đơng - Đơng Nam của tỉnh bao gồm tồn bộ diện tích xã Đức Long, gần như toàn bộ các xã Chi Lăng, Yên Giả và Mộ Đạo, một phần diện tích các xã Kim Chân, Việt Thống, Bằng An, Quế Tân, Phù Lương, Phù Lãng, Châu Phong, Ngọc Xá, Đào Viên, Cách Bi, Bồng Lai, Việt Hùng, Phượng Mao, Nam Sơn, Hán Quảng của huyện Quế Võ, một phần diện tích các xã Lạc Vệ, Hạp Lĩnh, Tân Chi, Minh Đạo, Khắc Niệm thuộc huyện Tiên Du, một phần diện tích các xã Hồi Thượng, Mão Điền, Trạm Lộ, An Bình của huyện Thuận Thành, tồn bộ diện tích các xã Vạn Ninh, Bình Dương gần như tồn bộ diện tích các xã Cao Đức, Thái Bảo và một phần lớn diện tích các xã Đại Bái, Lãng Ngâm, Quỳnh Phú, Xuân Lai, Đại Lai, Nhân Thắng thuộc huyện Gia Bình, gần như tồn bộ diện tích các xã Quảng Phú, Tân Lãng, Phú Lương, Trung Chính, Minh Tân, An Thịnh, Phú Hòa phần lớn diện tích các xã Lâm Thao, Mỹ Hương, Trừ Xá và Trung Kênh thuộc huyện Lương Tài; và 78% chiếm diện tích khoảng 638 km2 mẫu có độ mặn nhỏ hơn 1.0g/l vẫn phân bố tập trung ở phía Tây của tỉnh bao gồm các huyện Từ Sơn, Yên Phong, phần còn lại huyện Thuận Thành, Tiên Du, Quế Võ, Gia Bình, một phần diện tích các xã Lâm Thao, Mỹ Hương, Trừng Xá và Trung Kênh thuộc huyện Lương Tài và thành phố Bắc Ninh.
Như vậy có 22% mẫu nước dưới đất do đề tài phân tích trong tầng chứa nước Holocen ở Bắc Ninh có độ mặn vượt tiêu chuẩn cho phép. Độ mặn mùa khô cao hơn mùa mưa, từ năm 2011 đến 2012 độ mặn nước dưới đất tăng trung bình 0.22g/l trên một mẫu đo.
Nước ở các huyện Lương Tài, Gia Bình, Quế võ bị mặn quanh năm đang có xu thế bị muối hóa.
Trên cơ sở các mẫu phân tích của đề tài, kết hợp với kết quả phân tích độ tổng khống hố trong nước của các chương trình nghiên cứu trước đây của trường Đại học Mỏ - Địa chất, Liên đoàn Quy hoạch và Điều tra tài nguyên nước miền Bắc, tác giả đã thành lập sơ đồ hiện trạng chất lượng nước dưới đất trong tầng chứa nước Holocen theo độ tổng khoáng hoá.
Để phục cho công tác quy hoạch khai thác sử dụng nước dưới đất, dựa theo tiêu chuẩn Việt Nam QCVN09:2008/BTNMT và kết hợp với một số tiêu chí trong cơng tác tìm kiếm nước cho các vùng khan hiếm nước, sơ đồ phân bố chất lượng nước dưới đất tầng chứa nước Holocen theo độ tổng khoáng hoá vùng Bắc Ninh được phân chia thành 3 loại vùng:
- Vùng nước mặn có độ tổng khống hố lớn hơn 3g/l. Nước trong vùng này không được dùng làm nguồn cấp sinh hoạt.
- Vùng nước lợ có độ tổng khống hố 1 - 3g/l. Đối với vùng khan hiếm nước, nước loại này có thể được chấp nhận dùng làm nguồn cấp nếu trong vùng khơng cịn nguồn cấp khác.
- Vùng nước nhạt có độ tổng khống hố nhỏ hơn 1g/l. Nước vùng này đạt tiêu chuẩn chất lượng nguồn cấp nước sinh hoạt về độ tổng khoáng hoá.
+ Nước dưới đất trong tầng chứa nước Holocen có độ tổng khống hoá lớn hơn 3g/l chiếm diện tích nhỏ ở một số nơi như xã Bình Dương, Cao Đức huyện Gia Bình, Phú Hịa huyện Lương Tài chiếm diện tích khoảng 40 km2.
+ Nước có độ tổng khống hố 1 - 3 g/l chiếm diện tích trung bình (khoảng 221 km2) phân bố tập trung ở phía Đơng của tỉnh bao gồm xã Đức Long gần như toàn bộ các xã Chi Lăng, Yên Giả và Mộ Đạo, một phần diện tích các xã Bằng An, Quế Tân, Phù Lương, Phù Lãng, Châu Phong, Ngọc Xá, Đào Viên, Cách Bi, Bồng Lai, Việt Hùng, Phượng Mao, Nam Sơn, Hán Quảng của huyện Quế Võ.
Một phần diện tích các xã Lạc Vệ, Hạp Lĩnh, Tân Chi, Minh Đạo, Khắc Niệm thuộc huyện Tiên Du, một phần diện tích các xã Hồi Thượng, Mão Điền, An Bình của huyện Thuận Thành.
Quỳnh Phú, Xuân Lai, Đại Lai, Nhân Thắng thuộc huyện Gia Bình gần như tồn bộ diện tích các xã Quảng Phú, Tân Lãng, Phú Lương, Trung Chính, Minh Tân, An Thịnh, Phú Hòa phần lớn diện tích các xã Lâm Thao, Mỹ Hương, Trừng Xá và Trung Kênh thuộc huyện Lương Tài.
+ Nước nhạt có tổng khoáng hoá nhỏ hơn 1g/l chiếm diện tích lớn nhất (khoảng 560 km2) phân bố tập trung ở phía Tây của tỉnh bao gồm các huyện Từ Sơn, Yên Phong, Thuận Thành, Tiên Du, và thành phố Bắc Ninh, phần còn lại của huyện Quế Võ. Gần như tồn bộ diện tích các xã Đơng Cửu, thị trấn Gia Bình và một phần diện tích cịn lại các xã Đại Bái, Lãng Ngâm, Quỳnh Phú, Xuân Lai, Đại Lai, Nhân Thắng thuộc huyện Gia Bình, phần diện tích cịn lại các xã Lâm Thao, Mỹ Hương, Trừ Xá và Trung Kênh thuộc huyện Lương Tài.
- Amoni.
Các chỉ tiêu amoni và nitrit được tác giả đánh giá dựa trên Theo QCVN 01:2009/BYT ban hành ngày 17/6/2009. Amoni là chất khí có tính độc, được tạo thành trong nước ngầm do bị ô nhiễm các chất thải hoặc do sự phân huỷ của các chất hữu cơ có sẵn trong tầng chứa nước. Tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống (Theo QCVN 01:2009/BYT ban hành ngày 17/6/2009 đối với nước ngầm dùng làm nguồn cấp nước cho sinh hoạt, nồng độ amoni trong nước không được vượt quá 1,5mg/l). Năm 2011, nồng độ amoni biến đổi từ 0 – 33,60 mg/l trung bình 7,5 mg/l, trong đó có 67 % mẫu có giá trị vượt tiêu chuẩn cho phép lớn hơn 1,50 mg/l tập trung ở huyện Quế Võ, Tiên Du, Từ Sơn và thành phố Bắc Ninh. Năm 2012, nồng độ amoni biến đổi từ 0- 25,8 mg/l trung bình 9,45 mg/l, trong đó có 70% mẫu có giá trị vượt tiêu chuẩn cho phép lớn hơn 1,50 mg/l vẫn tập trung ở huyện Quế Võ, Tiên Du, Từ Sơn và thành phố Bắc Ninh.
Như vậy, nước dưới đất trong tầng chứa nước Holocen ở Bắc Ninh bị ô nhiễm amoni. Trong tổng số 46 mẫu phân tích có 32 mẫu [9], chiếm 70% vượt tiêu chuẩn cho phép >1,5mg/l, trong đó có 34% mẫu > 3mg/l.
Sự biến đổi nồng độ amoni trong tầng chứa nước Holocen ở Bắc Ninh khơng có quy luật rõ ràng nhưng nhìn chung từ năm 2011 đến năm 2012, tỷ lệ mẫu phân tích bị ơ nhiễm và nồng độ amoni trung bình trong mẫu có xu thế tăng.
Để phục vụ cho công tác quy hoạch khai thác sử dụng nước dưới đất tỉnh Bắc Ninh, trên cơ sở các mẫu phân tích của đề tài, kết hợp với kết quả phân tích amoni trong các chương trình nghiên cứu trước đây của trường Đại học Mỏ -Địa chất, Liên đoàn Quy hoạch và Điều tra tài nguyên nước miền Bắc tác giả đã thành lập sơ đồ phân bố chất lượng nước dưới đất tầng chứa nước Holocen theo hàm lượng amoni. Giá trị giới hạn về chỉ tiêu amoni trong nước phục vụ sinh hoạt trong từng tiêu chuẩn Việt Nam có khác nhau nó phụ thuộc vào nguồn gốc nước và mục đích sử dụng nguồn nước. Ví dụ: QCXDVN I -1997 quy định nồng độ amoni trong nước ngầm cấp cho sinh hoạt là 3mg/l; TCVN 5501-1991 quy định nồng độ amoni trong nước cấp, uống trực tiếp là 3mg/l; QCVN08:2008/BTNMT quy định nồng độ amoni trong nước mặt cột A2 dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt là 0,2mg/l; Tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống (theo QCVN01:2009/BYT ban hành ngày 17/6/2009 đối với nước ngầm dùng làm nguồn cấp nước cho sinh hoạt, nồng độ amoni trong nước không được vượt quá 1,5mg/l.
Phân bố chất lượng nước dưới đất tầng chứa nước Holocen theo nồng độ amoni vùng Bắc Ninh được chia thành 2 loại vùng chính:
- Vùng có nồng độ amoni > 3 mg/l - không đạt tiêu chuẩn nguồn cấp cho sinh hoạt về phương diện amoni.
- Vùng có nồng độ amoni < 3 mg/l - là vùng không ô nhiễm hoặc ô nhiễm nhẹ, nước đạt tiêu chuẩn nguồn cấp cho sinh hoạt về phương diện amoni.
Trong giới hạn vùng này tác giả phân nhỏ ra làm 2 phụ vùng; phụ vùng có nồng độ amoni 1 - 3 mg/l và phụ vùng có nồng độ amoni < 1 mg/l. Việc phân chia 2 phụ vùng sẽ giúp các nhà quản lý và quy hoạch ít bị động nếu có các quy định mới khắt khe hơn về tiêu chuẩn chất lượng nước cấp cho sinh hoạt. Mặt khác, chúng tôi cho rằng vùng amoni 1 - 3 mg/l mặc dù có nồng độ trung bình nằm trong sự dao động của các tiêu chuẩn Việt Nam và có thể dùng làm nguồn cấp nước sinh hoạt nhưng nước nên được xử lý.
Trên sơ đồ hiện trạng chất lượng nước tầng chứa nước Holocen ta thấy đường đẳng nồng độ amoni 3mg/l chạy theo hướng Đông sang Tây phân bố thành dải dọc
Phương, Tân Chi huyện Tiên Du, Tân Hồng huyện Từ Sơn và kéo dọc theo Quốc lộ 1A đến phường Đáp Cầu thành phố Bắc Ninh.
Vùng có hàm lượng amoni lớn hơn 3mg/l nằm ở phần Bắc đường đẳng, vùng amoni ≤ 3mg/l nằm ở phần Nam đường đẳng.
+ Vùng amoni lớn hơn 3mg/l có diện tích gần 250 km2, bao gồm phần lớn diện tích của các huyện Quế Võ, Tiên Du, Từ Sơn và thành phố Bắc Ninh.
+ Vùng amoni nhỏ hơn 3mg/l chiếm tồn bộ diện tích của các huyện Yên Phong, Gia Bình, Lương Tài, Thuận Thành và một phần diện tích của các huyện Quế Võ, Tiên Du. Phụ vùng amoni 1 - 3 mg/l chiếm diện tích khoảng 280 km2 phân bố trên toàn bộ huyện Yên Phong, Thuận Thành và phần còn lại xã Tri Phương, Tân Chi huyện Tiên Du, Phù Chuẩn huyện Từ Sơn và một phần các xã Lãng Ngâm, Đại Bái, Bình Định huyện Lương Tài. Phụ vùng amoni nhỏ hơn 1mg/l chiếm diện tích khoảng 100 km2 phân bố chủ yếu ở phía Đơng huyện Quế Võ phần cịn lại các xã Lãng Ngâm, Đại Bái, Bình Định huyện Lương Tài.
- Nitrit.
Nitrit cũng là một chất khí độc, được sinh ra do q trình chuyển hóa từ đạm amon nhờ vi khuẩn nitơ. Sử dụng nước có hàm lượng nitrit cao có thể gây độc máu cho các loài động vật. Theo tiêu chuẩn về hàm lượng nitrit trong nước dùng làm nguồn cấp cho sinh hoạt QCXDVN I-1997 là 0.0 mg/l, theo tiêu chuẩn 5501 - 1991 là 0.1mg/l, theo QCVN09:2008/BTNMT là 1mg/l, theo QCVN01:2009/BYT ban hành ngày 17/6/2009 là 3 mg/l.
Trong phần đánh giá này tác giả dựa theo QCVN01:2009/BYT là 3 mg/l. Theo kết quả phân tích thành phần hóa học cho thấy hầu hết diện tích phân bố của tầng Holocen trong phạm vi tỉnh Bắc Ninh đều có hàm lượng nitrit nhỏ hơn 3mg/l [9]. Năm 2011, nồng độ nitrit biến đổi từ 0- 6,11mg/l, trung bình 2,85 mg/l, trong đó có 13.8% mẫu > 3mg/l phân bố ở xã Tân Chi huyện Tiên Du, Mão Điền huyện Thuận Thành, Châu Phong, Khắc Niệm, Kim Chân huyện Quế Võ. Năm 2012, nồng độ nitrit trong nước dưới đất tầng chứa nước Holocen rất thấp biến đổi từ 0 – 4,30 mg/l, trung bình 2,12mg/l. Từ kết quả phân tích có 2 mẫu vượt q giới hạn cho phép >3 mg/l tập trung ở xã Châu Phong Quế Võ, Tân Chi huyện Tiên Du.
Hàm lượng nitrit trong tầng chứa nước Holocen ở Bắc Ninh mùa khô thấp hơn mùa mưa. Từ năm 2011 đến năm 2012 tỷ lệ mẫu phân tích bị ô nhiễm và nồng độ nitrit trung bình trong mẫu có xu thế giảm.
Nhìn chung hàm lượng nitrit trong tầng chứa nước Holocen vùng Bắc Ninh rất thấp đạt tiêu chuẩn cho phép về nitrit.
- Nitrat.
Trong phần đánh giá này tác giả dựa theo QCVN 01:2009/BYT là 50 mg/l.
Theo kết quả phân tích thành phần hóa học cho thấy nồng độ nitrat trong nước dưới đất tầng chứa nước Holocen giữa hai mùa rất thấp biến đổi từ 0 – 0,05 mg/l [9] không mẫu nào đạt tới giá trị 50mg/l, hầu hết diện tích phân bố của tầng chứa nước Holocen trong phạm vi tỉnh Bắc Ninh đều có hàm lượng nitrat nhỏ hơn 50mg/l. Đạt tiêu chuẩn cho phép về nồng độ nitrat.
- Các hợp chất hữu cơ.
Trong năm 2011, hàm lượng BOD5 biến đổi 0,49 – 7,20 mg/l, trung bình