Phương phỏp tiến hành khảo sỏt thực địa, lấy mẫu ngoài hiện trường là phương phỏp hết sức quan trọng, khụng thể thiếu trong bất cứ cụng trỡnh khoa học mang tớnh thực tiễn nào. Cụng tỏc khảo sỏt thực địa gồm cỏc bước sau:
Cụng tỏc chuẩn bị:
- Chuẩn bị tài liệu, bản đồ, sơ đồ, thụng tin chung về khu vực định lấy mẫu.
- Chuẩn bị húa chất, cỏc dụng cụ, thiết bị cần thiết; kiểm tra, vệ sinh và hiệu chuẩn cỏc thiết bị và dụng cụ lấy mẫu, đo, thử trước khi ra hiện trường.
- Chuẩn bị nhón mẫu, cỏc biểu mẫu, nhật ký quan trắc và phõn tớch theo quy định.
- Liờn hệ phũng phõn tớch mẫu để đưa mẫu về phõn tớch ngay sau khi đi thực địa, nhằm đảm bảo kết quả phõn tớch chớnh xỏc nhất.
- Khảo sỏt thực địa, bố trớ cỏc điểm nghiờn cứu hợp thành tuyến theo hướng dũng chảy.
- Tiến hành điều tra khảo sỏt hiện trạng tại bói rỏc Mễ Trỡ.
Học viờn đó thực hiện lấy mẫu vào mựa mưa và mựa khụ năm 2013 tại 3 vị trớ là cỏc lỗ khoan nụng đường kớnh nhỏ do cỏc gia đỡnh tự khoan khai thỏc phục vụ nhu cầu của mỡnh, theo hướng từ khu vực nghiờn cứu là Bói rỏc Mễ Trỡ đến nhà mỏy nước Hạ Đỡnh. Cỏc vị trớ lấy mẫu thể hiện trờn hỡnh 3.5, cú kết quả như bảng 3.2 và kết quả phõn tớch hàm lượng NH4+, cỏc 6 ion kim loại nặng (bảng 3.3)
Điểm M1: Tại nhà chị Nguyệt – Địa chỉ ở số 5 Đại lộ Thăng Long và nằm ở phớa Đụng bói rỏc. Độ sõu giếng là 40m. Nước tại đõy cú màu vàng, mựi tanh.
Dọc hàng rào bói rỏc cú 8 hộ gia đỡnh vẫn sinh hoạt, sử dụng nước này để phục vụ tắm giặt (Ảnh 3.1).
Ảnh 3.1: Cuộc sống của dõn cư vựng ven bói rỏc Mễ Trỡ đó đúng cửa (Ảnh tỏc giả 2013)
Tại bói rỏc hiện đó trồng cõy xanh nhưng theo quan sỏt thỡ cỏc hộ dõn ở đõy vẫn tiếp tục đổ rỏc ở bề mặt bói rỏc đó đúng cửa (Ảnh 3.2).
Ảnh 3.2: Rỏc vẫn tiếp tục đổ trờn bề mặt bói rỏc Mễ Trỡ đó đúng cửa
( Ảnh tỏc giả 2013)
Điểm M2: Tại số 1 đường Nguyễn Quý Đức (Trường THPT Hồ Xuõn Hương). Độ sõu giếng là 40m. Nước ở đõy trong, khụng cú mựi.
Điểm M3: Tại nhà số 28H nghỏch 28 tổ 11 phố Hạ Đỡnh. Độ sõu giếng là 32m. Nước ở đõy trong, hơi tanh và được dựng cho giặt rũ.
Bảng 3.2. Cỏc thụng số chất lượng nước ở cỏc điểm khảo sỏt
STT Điểm khảo sỏt Kết quả đo đạc Độ dẫn điện, m.S/cm Độ muối, ‰ Độ đục, Ω.cm TDS, g/l pH 1 M1 5.67 0.3 178 0.24 7.0 2 M2 3.15 0.16 318 0.15 6.49 3 M3 9.76 0.55 103 0.4 6.46
Bảng 3.3: Kết quả phõn tớch nước tại cỏc điểm lấy mẫu Thời gian lấy mẫu Cỏc chỉ tiờu NH4+ NO2- NO3- Cu2+ Pb2+ Zn2+ Cd2+ As2+ Hg2+ 1/6/2013 M1 4.2 0.016 0.44 0.018 0.001 0.005 0.00015 0.016 0.0001 M2 0.25 0.013 38.5 0.016 0.0007 0.103 0.00028 0.014 0.00015 M3 8.17 0.027 0.57 0.014 0.0006 0.006 0.00017 0.027 0.00012 14/09/2013 M1 0.31 0.01 0.25 0.02 0.0018 0.015 0.0002 0.018 0.00012 M2 0.22 0.1 30.2 0.018 0.001 0.08 0.00035 0.017 0.00014 M3 11.4 11.2 20.3 0.019 0.0012 0.035 0.00019 0.026 0.00015 3.2.2 Phương phỏp phõn tớch húa học
Để nghiờn cứu thành phần húa học của nước rỏc đề tài đó sử dụng phương phỏp nghiờn cứu chớnh:
-Phương phỏp hấp thụ nguyờn tử (AAS – Atomic absorption spectrometer)
Nguyờn tắc chung: Mẫu sau khi được phõn huỷ thành dạng dung dịch đồng
nhất, dựng nguồn kớch thớch mẫu (bằng ngọn lửa khớ axetylen hoặc oxit nitơ, hoặc nhiệt…) chuyển cỏc ion trong dung dịch thành dạng nguyờn tử tự do. Quỏ trỡnh này được gọi là quỏ trỡnh nguyờn tử hoỏ. Nguyờn tử ở trạng thỏi kớch thớch này cú khả hấp thụ những ỏnh sỏng đặc trưng của từng nguyờn tố. Vỡ vậy, phương phỏp này cú độ chọn lọc rất cao. Bộ phận thu nhận thụng tin sẽ chuyển đến bộ phận xử lý, tớnh toỏn theo cường độ hấp thụ của từng nguyờn tố tỷ lệ với hàm lượng cú trong mẫu.
- Ứng dụng: Đõy là phương phỏp được ứng dụng để phõn tớch cỏc nguyờn tố
trong nhiều đối tượng khỏc nhau, trong đú cú khoỏng sản, đặc biệt cỏc nguyờn tố cú hàm lượng nhỏ (ppm/ppb). Phương phỏp này cho phộp xỏc định được hơn 70 nguyờn tố trong nhiều đối tượng (hợp kim, kim loại, sinh học, dược phẩm…), khụng ứng dụng cho cỏc nguyờn tố cú vạch cộng hưởng ở miền tử ngoại như C, P, halogen (Cl, Br, I…), khụng thể xỏc định đồng thời nhiều nguyờn tố. Đối với khoỏng sản kim loại
Au, Ag, Cu, Pb, Zn…Phương phỏp này cú độ nhạy và độ tin cậy đỏp ứng yờu cầu sử dụng (tớnh toỏn trữ lượng, nhận định về khoỏng sản…)
Cu, Pb, Zn, Cd, Bi: 1,10-4 % đến 20%
Ni, Co: 1,10-4 % đến 10%
Hg: 3,10-6 % đến 1%
Phương phỏp này cú quy trỡnh phõn tớch đơn giản và thuận tiện, tốc độ phõn tớch nhanh. Đối với mẫu địa chất, khoỏng sản là đối tượng cú thành phần nền phức tạp (matrix), dễ ảnh hưởng đến nguyờn tố phõn tớch thỡ phương phỏp hấp thụ nguyờn tử cú độ chọn lọc cao là phương phỏp được cỏc phũng thớ nghiệm lựa chọn sử dụng.
3.2.3 Phương phỏp thống kờ, tổng hợp, phõn tớch và đỏnh giỏ tài liệu
Phương phỏp thống kờ, tổng hợp, phõn tớch, đỏnh giỏ tài liệu là phương phỏp truyền thống giỳp kế thừa những kết quả nghiờn cứu đạt được trước đú để cú định hưởng đỳng đắn và xỏc định nhiệm vụ nghiờn cứu sỏt với thực tế.
Kết quả phõn tớch hàm lượng cỏc cation và anion chớnh của nước dưới đất được đưa vào phần mềm Excel xử lý 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 09:2008/BTNMT (Bảng 2.1) 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 chất húa học trong nước dưới đất được tổng hợp và so sỏnh với QCVN 09:2008/BTNMT (Bảng 3.4) để đỏnh giỏ mức độ ụ nhiễm. Sự thay đổi hàm lượng của chỳng hàng năm tại cỏc điểm quan trắc cố định được thể hiện bằng cỏc đồ thị.
Kết quả thống kờ, tổng hợp, phõn tớch, đỏnh giỏ tài liệu đó đỏnh giỏ sơ bộ về thực trạng ụ nhiễm của vựng nghiờn cứu và cỏc vấn đề cũn tồn tại.
Bảng 3.4: Giỏ trị giới hạn của cỏc thụng số chất lượng nước ngầm (QCVN 09:2008/BTNMT)
TT Thụng số Đơn vị Giỏ trị giới hạn
1 PH - 5,5 – 8,5 2 Độ cứng (tớnh theo CaCO3) mg/l 500 3 Chất rắn tổng số mg/l 1500 4 COD (KmnO4) mg/l 4 5 Amoni (tớnh theo N) mg/l 0.1 6 Clorua (Cl-) mg/l 250 7 Florua (F--) mg/l 1
8 Nitrit (NO--2) (tớnh theo N) mg/l 1
9 Nitrat (NO-3) (tớnh theo N) mg/l 15
10 Sulfat (SO42-) mg/l 400 11 Xianua (CN-) mg/l 0.01 12 Phenol mg/l 0.001 13 Asen (As) mg/l 0.05 14 Cadimi (Cd) mg/l 0.005 15 Chỡ (Pb) mg/l 0.01 16 Crom VI (Cr6+) mg/l 0.05 17 Đồng (Cu) mg/l 1.0 18 Kẽm (Zn) mg/l 3.0 19 Mangan (Mn) mg/l 0.5 20 Thủy ngõn (Hg) mg/l 0.001 21 Sắt (Fe) mg/l 5 22 Selen (Se) mg/l 0.01 23 Tổng hoạt độ phúng xạ α Bq/l 0.1 24 Tổng hoạt độ phúng xạ β Bq/l 1.0 25 E – Coli MPN/100ml Khụng phỏt hiện 26 Coliform 3
CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC NGẦM VÀ ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO VỆ
4.1 Đỏnh giỏ ảnh hưởng của bói rỏc đến tầng chứa nước qp
Khu vực bói rỏc Mễ Trỡ nằm ở rỡa phớa tõy phễu lớn hạ thấp mực nước dưới đất. Do đú, nước dưới đất cú xu hướng vận động theo chiều từ bói rỏc về phớa Hạ Đỡnh. Nghiờn cứu mức độ ảnh hưởng của bói rỏc đến tầng chứa nước qp ta thấy:
a. Trong phạm vi bói rỏc: Cỏc tài liệu khảo sỏt tại đỳng vị trớ bói rỏc (hỡnh 2.2) cho thấy tầng cỏch nước nằm giữa qh và qp là lớp sột dẻo, dẻo cứng thuộc hệ tầng Vĩnh Phỳc chiều dày 8.7m - 9.3m, là tầng chắn nước, chống ụ nhiễm lý tưởng và tương đối ổn định, khụng bị chọc thủng trờn mặt cắt tại bói rỏc. Do đú bói rỏc khụng ảnh hưởng đến tầng chứa nước qp trong phạm vi bói rỏc.
b. Trong phạm vi từ bói rỏc tới nhà mỏy nước Hạ Đỡnh: Nước rỏc cú thể xõm nhập xuống tầng chứa nước qp nếu lớp sột dẻo, dẻo cứng thuộc hệ tầng Vĩnh Phỳc phõn bố khụng liờn tục và bị giỏn đoạn ngoài phạm vi bói rỏc. Nhưng theo số liệu quan trắc nhiều năm (09/1994-03/2004) tại cặp LK59A tầng qp và LK59B tầng qh (hỡnh 4.1) và tại cặp LK25A và LK25B (03/2009-03/2013) thể hiện ở hỡnh 4.2 cho thấy hàm lượng NH4 của tầng qp luụn luụn cao hơn tầng qh.
Hỡnh 4.2: Đồ thị biến đổi hàm lượng NH4 tại LK25A và LK25B
→ Chứng tỏ rằng tại LK59 và LK25 khụng thể cú sự dịch chuyển ụ nhiễm từ tầng trờn xuống tầng dưới.
c. Hàm lượng NH4 từ 01/2002 đến 01/2004 tại cỏc lỗ khoan ngay tại bói rỏc (LK4, LK1) và lỗ khoan gần bói rỏc (LK59B, LK59A) ta cú biểu đồ (hỡnh 4.3 và hỡnh 4.4):
Hỡnh 4.3: Hàm lượng NH4+ tại LK4 và LK59B
Hỡnh 4.4: Hàm lượng NH4+ tại LK1 và LK59A
Nhỡn trờn hỡnh 4.3 và hỡnh 4.4 trờn ta thấy một quy luật rừ ràng ta thấy tại tầng nước ngầm qh (LK4 và LK59B) ta thấy hàm lượng NH4+ tại LK4 luụn cao hơn tại LK59B trong khi quy luật này lại ngược lại tại tầng nước ngầm qp (LK1 và LK59A). Do đú bói rỏc khụng ảnh hưởng đến tầng chứa nước qp mà ảnh hưởng tới tầng chứa nước qh.
Từ cỏc lập luận a, b, c cú thể kết luận rằng trong phạm vi bói rỏc thỡ bói rỏc hầu như khụng cú ảnh hưởng đến tầng chứa nước qp và quỏ trỡnh dịch chuyển ụ nhiễm từ tầng qh xuống tầng qp qua lớp cỏch nước sột dẻo chỉ cú thể bằng cỏch khuếch tỏn theo định luận Fix. Vận tốc khuếch tỏn trong đất sột khụng quỏ chục cm/năm. Cũn ngoài phạm vi bói rỏc nguyờn nhõn gõy ụ nhiễm tầng qp là chưa xỏc định được và cần cú những cụng trỡnh nghiờn cứu chuyờn sõu hơn.
4.2 Đỏnh giỏ ảnh hưởng của bói rỏc đến tầng chứa nước qh
Mực nước dưới đất được quan trắc theo dừi liờn tục từ những năm 1990 của thế kỷ trước đến nay ở tất cả cỏc điểm quan trắc, kết quả của một trong số đú là đồ thị mực nước ở điểm quan trắc P25 nằm gần bờ rào phớa Tõy-Nam của bói rỏc Mễ Trỡ thể hiện ở hỡnh 4.5.
P25A P25B
Đỏy của bói rỏc Mễ Trỡ nằm trờn lớp cỏt của tầng chứa nước qh khụng được xử lý thấm. Tầng qh cú mực nước thấp hơn đỏy của bói thải cả mựa mưa và mựa khụ. Theo kết quả quan trắc nước ngầm tại lỗ khoan 25B (LK25B) nhiều năm (Hỡnh 4.5), mực nước tầng qh cú xu hướng liờn tục hạ thấp. Vỡ vậy nước rỏc hỡnh thành và thấm xuống nước ngầm tầng qh trong mụi trường lỗ hổng theo quy luật thấm của nước trong đới bóo hũa, sau đú lan truyền ụ nhiễm trong tầng qh chủ yếu theo dũng thấm trong mụi trường lỗ hổng bóo hũa nước.
Đỏnh giỏ đặc điểm của nước ngầm trong tầng chứa nước Holocen (qh) trờn cỏc chỉ tiờu:
Chỉ tiờu vật lý
Cỏc hợp chất hữu cơ (Cỏc chỉ tiờu BOD, COD và DO )
Cỏc hợp chất Nitơ (NH4+, NO2-, NO3-)
Cỏc nguyờn tố kim loại nặng 4.2.1 Chỉ tiờu vật lý
Từ những kết quả quan trắc về chất lượng nước dưới đất tầng qh trong cỏc lỗ khoan quan trắc ngay tại hàng rào của bói thải và cỏc lỗ khoan lõn cận cú thể cho thấy:
Theo kết quả phõn tớch mẫu nước từ 1/2002 đến 1/2004 (Bảng 3.1) cho thấy: - Tại LK2, LK4, LK59B cú màu đục, lẫn nhiễm vẩn vàng và đen, mựi hụi. - Tại LK41B (Nhà mỏy nước Hạ Đỡnh) nước khụng đục như nước từ cỏc LK2,
LK4, LK59B nhưng cú màu lờ nhờ, khụng mựi
Do đú theo cỏc chỉ tiờu về màu, mựi của nước ngầm, cú thể nhận thấy rằng bói thải Mễ Trỡ cú ảnh hưởng đến nước ngầm tầng qh tại bói rỏc và cỏc khu vực lõn cận
Bảng 4.1: Cỏc chỉ tiờu vật lý tầng nụng qh [16]
Tầng nghiờn cứu Qh
Thời gian Tờn lỗ khoan PH Mựi Màu
01/02 LK2 8 Hụi Đục LK4 8.2 Hụi Đục LK59B 7.3 Hụi Đục 09/02 LK2 6.8 Hụi Đục LK4 6.9 Hụi Đục LK25B 7 Hụi Đục LK59B 7 Hụi Đục LK41B 6.9 Hụi Đục 01/03 LK2 8.6 Hụi Đục LK4 3.6 Hụi Đục LK25B 8.2 Hụi Đục LK59B 8.4 Hụi Đục LK41B 8.4 Hụi Đục 08/03 LK2 7.2 Hụi Đục LK4 7.1 Hụi Đục LK59B 7 Hụi Đục 01/04 LK2 7 Hụi Đục LK4 8 Hụi Đục LK59B 7.4 Hụi Đục
4.2.2 Cỏc hợp chất hữu cơ (Cỏc chỉ tiờu BOD, COD và DO )
Từ cỏc kết quả phõn tớch thu thập được từ thỏng 1/2002 đến 01/2004 thống kờ ở bảng 4.2 tại cỏc cụng trỡnh quan trắc LK2, LK4, P25B, P59B, P41B ta thấy hàm lượng BOD (8.7 – 42 mg/l), COD (20.6 – 70.56 mg/l) và DO (4-35.6 mg/l), đều cao hơn TCCP chứng tỏ nước ngầm đó bị ụ nhiễm bởi cỏc vật chất hữu cơ. Cỏc giỏ trị BOD, COD và DO tại cỏc lỗ khoan ngay sỏt hàng rào của bói thải (LK1, LK4) rất lớn và giảm dần theo chiều dũng chảy về phớa nhà mỏy nước Hạ Đỡnh (LK41B) như thể hiện trờn hỡnh 4.6 và 4.7. Điều đú cho phộp khẳng định rằng bói rỏc Mễ Trỡ là nguồn ụ nhiễm vật chất hữu cơ đỏng kể của tầng qh.
Bảng 4.2: Hàm lượng BOD, COD, DO tại LK2, LK4, LK25B, LK41B, LK59B [16]
Thời gian Vị trớ lấy mẫu BOD COD DO
01/2002 LK2 12.5 36.8 10.53 LK4 8.7 20.6 19.4 LK59B 21 60.4 8.56 09/2002 LK2 42 45.3 35.6 LK4 37 50.1 29.7 LK25B 20 41.2 7.6 LK41B 15 21.8 32.8 LK59B 27 50 8 01/2003 LK2 20 54.75 20.5 LK4 25 58.01 23.81 LK25B 13.2 29.9 9.3 LK41B 10 27.88 15.4 LK59B 25 57.8 8.5 08/2003 LK2 14.6 35 9.2 LK4 36.75 70.56 27.86 LK59B 13.3 27.3 12.2 01/2004 LK2 27.8 56 21 LK4 27.5 67 34 LK59B 27 56 4 Min 8.7 20.6 4 Max 42 70.56 35.6 QCVN 9:2008/BTNMT 4
Hỡnh 4.6: Biểu đồ thể hiện hàm lượng sự thay đổi BOD theo thời gian tại cỏc lỗ khoan quan trắc
Hỡnh 4.7: Biểu đồ thể hiện hàm lượng sự thay đổi COD theo thời gian tại cỏc lỗ khoan quan trắc
4.2.3 Cỏc hợp chất Nitơ
Nước ngầm tầng qh xung quanh bói thải cú hàm lượng NH4+ dao động từ 6.25-103.81 mg/l (Bảng 4.3), vượt quỏ nhiều lần tiờu chuẩn cho phộp là 0.1 (Theo QCVN 9:2008/BTNMT về tiờu chuẩn nước ngầm).
Bảng 4.3: Hàm lượng NH4 tại LK2, LK4, LK25B, LK41B, LK59B [16] Năm 01/2002 09/2002 01/2003 08/2003 01/2004 Tờn LK LK2 42.4 12.7 6.36 17 22.4 LK4 37.2 23 103.81 24.6 38.5 LK25B 6.25 9.32 LK41B 9.4 17.5 LK59B 15.1 9.6 7.63 17 7.5 Min 6.25 mg/l Max 103.81 mg/l QCVN 9:2008/BTNMT 0.1 mg/l
Hỡnh 4.8: Biểu đồ thể hiện hàm lượng sự thay đổi NH4+ theo thời gian tại cỏc lỗ khoan quan trắc từ 01/2002 – 01/2004
Hỡnh 4.9: Biểu đồ thể hiện hàm lượng sự thay đổi NH4+ theo thời gian tại cỏc lỗ khoan quan trắc từ 03/2007 – 03/2013
Từ hỡnh 4.8 cho thấy giai đoạn từ 01/2002 đến 01/2004 bói rỏc cú ảnh hưởng trực tiếp và là nguồn cung cấp NH4+ cho nước ngầm tầng qh, tuy nhiờn từ năm 2007 trở lại đõy (Hỡnh 4.9) hàm lượng NH4
+
cú sự biến động hơn hơn nhưng vẫn ảnh hưởng tới chất lượng tầng nước qh, thể hiện ở LK41B.
Nhỡn chung hàm lượng của NH4 +
ở hầu hết cỏc cụng trỡnh quan trắc và cỏc