CHƯƠNG 2 LUẬN CHỨNG CHO SỰ CẦN THIẾT QUY HOẠCH MẠNG LƯỚI QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG
2.3. Luận chứng xây dựng mạng lưới quan trắc
2.3.3. Quan trắc nước ngầm
2.3.3.1. Mục tiêu thiết lập hệ thống quan trắc nước ngầm
- Quan trắc, đánh giá sự thay đổi của trữ lượng và chất lượng nước ngầm do các hoạt động khai thác – chế biến bauxite, nông nghiệp và dân sinh.
- Cảnh báo sớm những hiện tượng ô nhiễm nguồn nước ngầm và hiện tượng hạ thấp mực nước ngầm.
- Phục vụ cho công tác quản lý môi trường.
2.3.3.2. Vị trí các trạm quan trắc nước ngầm
Dựa trên mục tiêu đề ra, một số tiêu chí lựa chọn vị trí đặt trạm quan trắc nước ngầm như sau :
- Trạm cần được đặt nơi không có nước máy, ở đó phần lớn người dân phải sử dụng nước ngầm khai thác để phục vụ cho sinh hoạt.
- Trạm cần được đặt gần các nguồn gây ô nhiễm - Trạm cần được đặt trong vùng canh tác nông nghiệp nơi có khả năng ô nhiễm nguồn nước ngầm nông do các hoạt động nông nghiệp.
2.3.3.3. Các thông số quan trắc
Các thông số được lựa chọn để quan trắc chất lượng môi trường nước ngầm phải phù hợp với quy mô và mục đích của chương trình quan trắc và phân tích môi trường.
Các thông số mực nước và chất lượng nước ngầm được đề xuất như sau:
(a) Thông số vật lý: mực nước tĩnh (Swl), nhiệt độ (ToC), độ dẫn điện (EC).
(b) Các thông số hóa học: pH, độ cứng (tính theo CaCO3), chất rắn tổng (TDS), tổng cacbon hữu cơ (TOC), Clorua (Cl-), Sunfat (SO42-), Nitrat (NO3-), Nitrit (NO2-), Photphat (PO43-), Sắt tổng (Fe), Mangan tổng (Mn), Florua (F-), Amonium (NH4+), Xianua (CN-).
Các kim loại nặng: Asen (As), Cadmi (Cd), Crom (Cr), Thủy ngân (Hg), Đồng (Cu), Chì (Pb), Kẽm (Zn).
(c) Các thông số sinh học: Coliform, Fecal Coli.
Trong quá trình quan trắc, các chỉ tiêu phân tích cần được xem xét và đánh giá , nếu chúng ổn định và không vượt quá tiêu chuẩn cho phép thì có thể giảm bớt để tiết kiệm chi phí.
2.3.3.4. Tần suất và thời gian lấy mẫu
Tần suất lấy mẫu là số lần lấy mẫu trên một đơn vị thời gian theo một chu kỳ nhất định. Dựa trên yêu cầu của công tác quản lý môi trường, kinh phí, cùng với đặc điểm địa chất thủy văn của các tầng chứa nước, đề xuất tần suất quan trắc cho mạng lưới quan trắc nước ngầm như sau:
Quan trắc mực nước:
- Đo mực nước bằng máy tự ghi (datalogger) liên tục 24/24 giờ, kiểm tra và xử lý dữ liệu hàng tháng và trước mỗi lần lấy mẫu chất lượng nước.
- Đo mực nước bằng thiết bị đo tay: Thực hiện đo hàng tháng trước mỗi lần lấy dữ liệu từ datalogger và trước mỗi lần lấy mẫu chất lượng nước.
Quan trắc chất lượng nước:
- Mẫu nước ngầm được lấy và phân tích lần đầu tiên sau khi xây dựng xong các trạm và các giếng quan trắc làm số liệu “nền” để đánh giá.
- Tần suất lấy mẫu định kỳ được đề nghị là 6 tháng/lần (vào mùa mưa và mùa khô) trong 2 năm đầu tiên và 3 tháng/lần trong các năm tiếp theo.
2.3.3.5. Trang thiết bị quan trắc nước ngầm
Thiết bị có thể là loại lấy tay, chuyên dụng hoặc lắp đặt cố định. Thiết bị xách tay được sử dụng ở nhiều vị trí giếng và phải được rửa thật sạch sau mỗi lần sử dụng.
Một số loại thiết bị xách tay có thể đem lắp đặt vào giếng trong suốt thời gian của chương trình quan trắc.
Danh sách các thiết bị lấy mẫu chính:
- Thiết bị đo mực nước tự động (datalogger);
- Thước đo mực nước bằng tay;
- Bơm chuyên dụng dùng để lấy mẫu nước ngầm (bơm chìm);
- Thiết bị đo hiện trường (các thông số pH, EC, nhiệt độ);
- Máy phát điện;
- Các dụng cụ đựng mẫu, bảo quản và phương tiện vận chuyển mẫu;
- Một số dụng cụ khác: khoá giếng, xô nhựa có vạch chia lít, găng tay…
2.3.3.6. Thiết kế và lắp đặt các giếng quan trắc
Các giếng quan trắc giúp cảnh báo sớm ô nhiễm nước ngầm và sự tụt giảm mực nước ngầm. Quan trắc không chỉ giúp khám phá chất ô nhiễm nào hiện diện và ở các nồng độ bao nhiêu, mà còn cho biết sự phân bố các chất ô nhiễm đó theo diện rộng và chiều sâu trong một luồng ô nhiễm. Các mạng lưới quan trắc thiết kế chuẩn có thể còn giúp xác định tính hiệu quả bảo vệ công trình kỹ thuật nước ngầm.
Khi đã xác định được vị trí các giếng trong chương trình quan trắc nước ngầm, bước tiếp theo phải thiết kế và xây dựng giếng đúng quy cách, để có thể thỏa mãn lấy mẫu nghiên cứu. Các giếng quan trắc nếu không thiết kế và lắp đặt đúng quy cách, thì
khó có thể lấy được các mẫu đại diện nước ngầm bị ô nhiễm.
Cần hết sức cẩn thận khi chuẩn bị làm thành ống giếng và màng lọc giếng trước khi lắp đặt. Chọn thợ khoan có tay nghề cao và kinh nghiệm là rất quan trọng để khoan và đặt thành ống giếng.
2.3.3.7. Phát triển giếng
Quá trình làm sạch mặt lỗ khoan và làm sạch lớp cặn hình thành xung quanh màng lọc giếng để cho phép nước ngầm đại diện chảy vào giếng quan trắc, được gọi là quá trình “phát triển giếng”. Phát triển giếng là một quá trình cần thiết để loại bỏ dư lượng bùn khoan, lớp sét vỉa và các hạt mịn khác. Trừ phi phát triển giếng đúng quy cách, còn không các chất dư lượng của lớp cặn lắng hình thành này sẽ bịt kín và làm giảm khả năng thẩm thấu đáng kể và làm trễ sự di chuyển của nước ngầm vào màn lọc giếng. Các chất dư lượng này rõ ràng sẽ gây nhiễu phân tích hóa học các mẫu nước ngầm.
2.3.3.8. Quy trình lấy mẫu nước ngầm
Quan trắc nước ngầm bao gồm quan trắc mực nước và chất lượng nước. Theo các mục tiêu đã đặt ra, một số trạm được chọn để quan trắc mực nước liên tục bằng máy tự ghi.
Quan trắc mực nước
Mục đích của việc quan trắc mực nước ngầm là theo dõi quá trình diễn biến của mực nước ở những nơi có khả năng tụt giảm mực nước do khai thác quá mức. Quan trắc mực nước còn giúp cho:
- Xác định gradient thủy lực, tốc độ và hướng dòng chảy nước ngầm;
- Giải đoán chất lượng nước ngầm;
- Xác định những nơi bổ cập và thoát nước ngầm, tính toán trữ lượng của tầng chứa nước và sự thay đổi trữ lượng theo thời gian;
Mực nước ngầm ở mỗi giếng trong từng trạm cần được đo bằng tay trước khi bơm lấy mẫu. Việc đo mực nước bằng tay giúp kiểm tra thiết bị ghi mực nước (datalogger) cần được thực hiện ở một điểm đối chiếu nhất định được đánh dấu trước ở mỗi giếng. Độ sâu mực nước so với điểm đối chiếu sau đó sẽ được hiệu chỉnh với độ cao tuyệt đối của miệng giếng hoặc của mặt đất.
Đo mực nước bằng máy tự ghi được lắp đặt trong các giếng chọn trước. Ở mỗi
giếng, máy được lắp bằng dây bền, chắc ở độ sâu khoảng 5 -10m dưới mực nước tĩnh.
Độ sâu lắp máy được cố định bằng cách cố định dây vào móc có sẵn ở thành giếng.
Trong mỗi đợt lấy mẫu, logger được kéo lên để nhập số liệu đo được trong khoảng thời gian giữa hai đợt lấy mẫu vào máy vi tính xách tay trước khi bơm lấy mẫu, sau đó thả lại logger về vị trí cũ.
Quan trắc chất lượng nước ngầm Thí nghiệm hiện trường:
Sau khi đo mực nước tĩnh trong giếng, bơm được thả vào giếng đến độ sâu khoảng 3m trên đoạn ống lọc và bắt đầu bơm rửa giếng. Bắt đầu bơm với tốc độ nhỏ, sau đó tăng dần lên. Nhìn chung, cần phải bơm bỏ 3 lần thể tích giếng trước khi thí nghiệm và lấy mẫu để đảm bảo lấy đúng mẫu của tầng chứa nước, đồng thời cũng phải đạt được sự ổn định về thành phần hoá học trong nước. Tính ổn định thể hiện ở kết quả của 3 lần đo nối tiếp nhau các chỉ tiêu pH, EC và nhiệt độ, sự khác biệt thoả mãn điều kiện ổn định là:
- pH: < 0,1 - EC: < 5%
- Nhiệt độ: < 0,2oC Nếu sau khi bơm bỏ 3 lần thể tích giếng mà vẩn chưa đạt được ổn định, cần bơm thêm 4 lần thể tích giếng. Nếu đến cuối lần thứ 4 thành phần hoá nước vẫn chưa ổn định thì lấy mẫu nhưng cần mô tả rõ tình hình vào nhật ký lấy mẫu.
Lấy mẫu phân tích trong phòng thí nghiệm:
Mẫu được lấy vào các chai riêng biệt đã được phòng thí nghiệm chuẩn bị sẵn.
Sau khi đánh giá kết quả phân tích ở đợt lấy mẫu đầu tiên, ở mỗi trạm chọn giếng có nước ngầm ít bị ô nhiễm nhất được bơm lấy mẫu trước, sau đó đến các giếng có mức độ ô nhiễm cao hơn. Mỗi giếng sau khi bơm rửa và đạt độ ổn định của thành phần hoá nước, mẫu vi sinh được lấy đầu tiên, sau đó lấy mẫu tổng quát và mẫu kim loại nặng.
Bảng 2.4: Qui tắc lấy mẫu nước ngầm
TT Các bước
Nội dung Mục tiêu
Chuẩn bị Xem quy trình lấy mẫu để chọn kỹ
thuật tốt nhất cho việc lấy mẫu
Thống nhất chức năng lấy mẫu phân tích
TT Các bước
Nội dung Mục tiêu
Triển khai
Chuẩn bị nhật ký và các bản ghi chép hiện trường. Hiệu chỉnh đầu dò, tốt nhất là mỗi ngày hoặc khi nghi ngờ độ chính xác trong chương trình lấy mẫu.
Tránh nhiễm bẩn và tất cả sẵn sàng cho quá trình lấy mẫu.
Làm sạch
Dùng Sodium hypochlorite cho mẫu vi sinh, chất tẩy không phosphat hoặc nước cất cho các mẫu khác.
Làm sạch thiết bị lấy mẫu và tránh nhiễm bẩn ngẫu nhiên.
Đo mực nước
Đo chiều sâu tới nước, tổng chiều sâu mực nước và chiều cao ống với độ chính xác _1mm. Ghi kết quả tức thời.
Xác định mực nước trước khi bơm lấy mẫu
Rửa giếng
Bơm ít nhất 3 lần thể tích giếng đến khi pH, EC và nhiệt độ ổn định.
Ghi thể tích nước bơm ra, tốc độ, thời gian và thời điểm bơm rửa.
Loại bỏ nước đọng nằm trên khoảng ống lọc.
Bơm lấy mẫu
Dùng bơm thích hợp để lấy mẫu (bơm chìm). Bơm tốc độ thấp đối với các tham số nhạy cảm với khí.
Tốc độ cao có thể dùng đối với các thông số vô cơ.
Để lấy mẫu ít bị xáo trộn hoá học nhất
Đo các tham số hiện trường
Phân tích các chất khí, độ kềm, nhiệt độ, pH, EC nên tiến hành ở hiện trường.
Tránh lỗi khi xác định các tham số/thành phần không lưu giữ được như khí, pH, độ kềm…
Lấy mẫu Dùng chai, mẫu do phòng thí
nghiệm chuẩn bị sẵn.
Để mẫu lấy có thành phần hoá học ít bị xáo trộn nhất
Rửa và lấy mẫu vào
chai
Rửa chai mẫu và nắp 3, 4 lần trước khi lấy mẫu. Lấy tràn chai và loại bỏ bất cứ mẫu khí nào trong chai.
Để mẫu lấy có thành phần hoá học ít bị xáo trộn nhất
+
TT Các bước
Nội dung Mục tiêu
0 Bảo quản mẫu, chứa mẫu và vận chuyển
Tuân theo chất bảo quản và thời gian lưu trữ tối đa do phòng thí nghiệm đề nghị. Lập tài liệu phương pháp bảo quản và thời gian lưu, đảm bảo chai được dán nhãn đúng. Giữ an toàn ở nhiệt độ thích hợp khi vận chuyển.
Giảm thiểu sự thay đổi hoá của mẫu bằng cách khống chế nhiệt độ hoặc thêm chất bảo quản trước khi phân tích.
1 Hồ sơ bàn
giao
Đảm bảo rằng mỗi biên bản mẫu được lập đúng theo mẫu thực tế. Theo dõi xuất xứ của từng mẫu