CHƯƠNG 5 TƯƠNG QUAN GIỮA ARSEN VÀ CÁC ĐẶC TÍNH HÓA LÝ – NGUYÊN NHÂN PHÓNG THÍCH VÀ CHUYỂN HÓA ARSEN TRONG ĐẤT VÀ NƯỚC NGẦM
5.3. NGUYÊN NHÂN PHÓNG THÍCH VÀ CHUYỂN HÓA ARSEN TRONG ĐẤT VÀ NƯỚC NGẦM TẠI HUYỆN AN PHÚ, TỈNH AN GIANG
Tương tự như khu vực Đồng bằng Ganges – Brahmaputra, Bangladesh, lớp trầm tích bề mặt của khu vực Đồng bằng Sông Cửu Long được hình thành là do quá trình bồi lắng phù sa từ khu vực thượng nguồn trong khoảng 20.000 năm trước đây (Xue et al., 2010). Theo công bố của Nickson và cộng sự (2000), quá trình phóng thích của Arsen trong môi trường nước ngầm là do quá trình khử của khoáng Arseniferous iron-oxyhydroxides trong môi trường kị khí. Quá trình này diễn ra do tác động của vi khuẩn oxy hóa. Quá trình này sẽ hòa tan Iron-oxyhydroxide
113
(FeOOH) thành dạng Fe2+ tự do mang theo Arsen vào nước ngầm. Do đó, sẽ có sự tương quan giữa hàm lượng Arsen và Sắt trong đất cũng như trong nước ngầm tại khu vực nếu quá trình phóng thích Arsen tuân theo cơ chế này.
Tại vị trí lõi đất có hàm lượng Arsen cao nhất (độ sâu 16m ở cả hai mẫu QT-C2 và QT-C3), tính chất đất tại vị trí này là đất sét mịn, màu xám xanh. Như đã trình bày ở Chương 2, Mục 2.4, quá trình bồi tích phù sa của sông Mekong tại khu vực này đã làm tích lũy Arsen trong trầm tích tự nhiên. Theo lý thuyết, các hydroxide sắt giàu Arsen bị chuyển hóa thành ferric hydroxide ngậm Arsen. Quá trình phóng thích Arsen diễn ra do sự khử keo sắt (FeIII) chuyển hóa thành dạng FeII linh động đi vào môi trường nước ngầm. Tuy nhiên, kết quả phân tích từ nghiên cứu này đã không ghi nhận được bất kỳ mối tương quan nào giữa Arsen và Sắt trong đất hoặc trong nước ngầm nên giả thuyết về cơ chế hình thành dạng FeII linh động mang theo Arsen vào nước ngầm tại khu vực nghiên cứu là không có cơ sở chứng minh.
Trong khi đó, mối tương quan giữa Arsen, Nhôm và Lưu huỳnh được ghi nhận từ nghiên cứu này. Mối tương này là phù hợp với giả thuyết nguồn gốc Arsen từ khoáng Orpiment (Sulfide mineral – As2S3) hoặc khoáng Realgar (As4S4) (Bradl, 2005). Điều này có thể suy diễn rằng cơ chế phóng thích Arsen trong đất và nước ngầm tại khu vực Đồng bằng Sông Cửu Long có thể là cơ chế oxy hóa bởi vi khuẩn khử Sulfide (vi khuẩn lưu huỳnh). Ngoài ra, việc phóng thích arsen trong môi trường nước ngầm có thể là do các thành phần hữu cơ trong trầm tích khi ghi nhận được sự tương quan thuận giữa Arsen và TOC.
Với hệ số thấm ghi nhận được, ở tầng đất sét bên trên tầng cát và mạch nước ngầm, sẽ tạo ra một dòng thấm theo chiều hướng từ khu vực gần sông hướng về phía xa sông Hậu (kết quả nghiên cứu của Kocar và Fendorf, 2012) theo nguyên tắc cân bằng nồng độ. Tuy nhiên kết quả nghiên cứu đạt được lại trái ngược hoàn toàn khi hàm lượng Arsen trong nước ngầm ở khu vực xa sông lại cao hơn hẳn khu vực gần sông
Vì vậy, cơ chế cho sự phóng thích Arsen trong môi trường đất vào nước ngầm tại khu vực nghiên cứu huyện An Phú, tỉnh An Giang không thuộc cơ chế khử (FeII linh động mang theo Arsen vào nước ngầm) mà theo một cơ chế chưa rõ ràng. Để có được hiểu biết đầy đủ hơn về cơ chế và nguyên nhân gây phóng thích As tại đây, cần có thêm các nghiên cứu về địa chất thủy văn tại khu vực nghiên cứu.
114 TÓM LẠI
Hàm lượng Arsen trong nước ngầm có tương quan với Độ sâu giếng, Khoảng cách, Magie, Mangan, Kali, Silic và Ammonia. Trong khí đó, hàm lượng Arsen trong trầm tích được ghi nhận có tương quan với Độ sâu, Silic, Titan, Nhôm, Lưu huỳnh, Clo và TOC. Không phát hiện sự tương quan giữa hàm lượng Arsen và Sắt trong nước lẫn nước ngầm. Điều này cho thấy cơ chế chuyển hóa Arsen trong nước ngầm và trầm tích tại khu vực huyện An Phú, tỉnh An Giang không tuân theo cơ chế Fe2+ linh động mang Arsen từ trầm tích vào nước ngầm mà tuân theo một cơ chế chưa rõ ràng. Từ các kết quả phân tích tương quan đã trình bày ở trên, Chương 6 sẽ trình bày các giải pháp quản lý và kĩ thuật nhằm khai thách hợp lý và kiểm soát ô nhiễm Arsen tại khu vực nghiên cứu.
115