Nguyên nhân ô nhiễm asen đối với nước ngầm tại huyện Cát Tiên - Lâm Đồng

Nội dung text: Nguyên nhân ô nhiễm asen đối với nước ngầm tại huyện Cát Tiên - Lâm Đồng

1. TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 19, SOÁ T1 - 2016 Nguyên nhân ô nhiễm asen đối với nước ngầm tại huyện Cát Tiên - Lâm Đồng Nguyễn Đình Trung Viện nghiên cứu Môi trường, Trường Đại học Đà Lạt ( Bài nhận ngày 01 tháng 08 năm 2015, nhận đăng ngày 11 tháng 04 năm 2016) TÓM TẮT Tại huyện Cát Tiên - Lâm Đồng có 5 giếng được tại huyện Cát tiên. Hàm lượng cao của asen trong khoan với độ sâu 45 m để phục vụ việc nghiên cứu trầm tích Cát Tiên có vai trò quan trọng, tuy nhiên, ở nguồn gốc ô nhiễm asen trong nước ngầm. Tại huyện điều kiện khử mạnh thì mới giải phóng asen trong Cát Tiên hàm lượng asen cao ở cả 2 tầng chứa nước trầm tích ra nước ngầm. Sự ô nhiễm asen ở mức độ Holocene(adQ) và tầng Pleistocene (J2ln). Khử giải cao là do có sự phân hủy sinh học lớp mùn thực vật hấp phụ FeOOH(As) và khử dạng khoáng nghèo asen bị chôn lấp sâu trong lòng đất dẫn đến sự khử mạnh và giải phóng asen tan vào trong nước, đó là cơ chế FeOOH(As) và dạng khoáng nghèo asen giúp giải quan trọng giải thích vấn đề nước ngầm ô nhiễm asen phóng asen và hòa tan vào trong nước ngầm. Từ khóa: cơ chế ô nhiễm asen, nước ngầm, tầng trầm tích, Cát Tiên MỞ ĐẦU Tại Lâm Đồng, những nghiên cứu gần đây đã gây ra ô nhiễm asen trong nước ngầm tại huyện Cát phát hiện một số địa phương trong tỉnh có nguồn Tiên-Lâm Đồng. nước ngầm đang sử dụng có hàm lượng asen > Để có thể giải thích về nguyên nhân, nguồn gốc 0,01mg/L vượt tiêu chuẩn cho phép [1, 2]. Trong số gây ô nhiễm asen trong nước ngầm tại huyện Cát 29 mẫu nước giếng khoan tại huyện Cát Tiên có 9 Tiên, tỉnh Lâm Đồng, chúng tôi tập trung khoan 5 vị mẫu nước có hàm lượng asen cao hơn quy chuẩn cho trí, nơi có hàm lượng asen trong nước ngầm cao [3] ở phép, đó là các mẫu thu từ các xã Gia Viễn, Mỹ Lâm, độ sâu 45 m. Các vị trí khoan đã được hội đồng khoa Thiên Hoàng, Tư Nghĩa và thị trấn Cát Tiên. Mẫu học tỉnh Lâm Đồng thẩm định và thông qua, Đoàn nước ngầm thu tại thị trấn Cát Tiên và xã Gia Viễn có Tài nguyên nước Nam Tây nguyên thực hiện khoan hàm lượng asen cao hơn quy chuẩn cho phép đến 10 giếng và đánh giá phân lớp các địa tầng. Theo phân lần, đặc biệt mẫu nước lấy từ xã Tư Nghĩa có hàm tầng địa chất, tiến hành phân tích, xác định hàm lượng asen cao hơn quy chuẩn cho phép đến 45 lần lượng các nguyên tố cần quan tâm và xác định hàm [3]. Tuy nhiên, những nghiên cứu trên chỉ mang tính lượng các nguyên tố này trong tầng chứa nước các chất đánh giá sơ bộ về mức độ ô nhiễm asen trong giếng khoan trên nước ngầm tại Cát Tiên, chưa đưa ra được nguồn gốc Trang 101
2. Science & Technology Development, Vol 19, No.T1- 2016 VẬT LIỆU – PHƯƠNG PHÁP Vật liệu Giàn khoan giếng XJ 100 Trung Quốc – mũi phân tích As (III)/As (V) theo [4]. Tất cả các bình khoan 132 mm; Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử đựng mẫu được lấy đầy nước, không có không khí, AA - 7000 kết hợp HVG-1, Shimadzu, Nhật Bản; vặn chặt nút và được bảo quản ở nhiệt độ 4 oC. Phân -4 2- 3 - Cân phân tích có độ chính xác 10 g, của hãng tích ammonium và các ammonium SO4 , PO4 , Cl Sartorius, Đức; Máy đo trắc quang HACH DR 5000 phải thực hiện trong vòng 24h và đối với asen, sắt có của Mỹ; Hóa chất phân tích loại tinh khiết, theo các thể thực hiện trong vòng 1 tháng (TCVN 5993:1995). phương pháp phân tích các nguyên tố (Merck). Phương pháp phân tích Địa điểm khoan và lấy mẫu Các chỉ tiêu pH, Eh trong mẫu nước được đo trực Vị trí khoan lấy mẫu tại xã Gia Viễn (2 giếng), thị tiếp tại hiện trường. trấn Cát Tiên (2 giếng) và xã Tư Nghĩa (1 Giếng). Phân tích As (tt) trong nước theo TCVN Lấy mẫu đất đá và trầm tích: cứ 5 m chiều sâu lấy 6626:2000 bằng phương pháp đo phổ hấp thụ nguyên 1 mẫu (theo đường kính trong của mũi khoan - tử. khoảng 2 kg) và lấy thêm mẫu tại các vị trí phân tầng Phân tích sắt tổng số Fe(tt) trong nước theo địa chất. Mẫu được gói trong bao nilon đen, cho vào phương pháp TCVN 6177:1996 bằng phương pháp thùng xốp sau đó chuyển về phòng thí nghiệm. đo phổ hấp thụ nguyên tử. Lấy mẫu nước: Bình (A): mẫu nước được acid Phân tích hàm lượng ammonium trong nước theo hóa bằng HCl đậm đặc sao cho pH < 2 để phân tích phương pháp TCVN 4563:1988 bằng phương pháp các chỉ tiêu As (tổng) và Fe (tổng) và các cation trong trắc quang so màu. nước theo TCVN 5993:1995. Bình (B): mẫu nước Phân tích As trong đất, đá, trầm tích theo TCVN dùng để phân tích ammonium được acid hoá bằng 8467: 2010 bằng phương pháp đo phổ hấp thụ nguyên H SO đến pH<3, làm lạnh 4 0C, phân tích 2 4 tử. ammonium theo ISO 7150-1:1984. Bình (C): mẫu 2- nước được lọc tại chỗ, đóng kín miệng chai, làm lạnh Phân tích ion SO4 theo phương pháp EPA 375.2 3- 0 2- 3- hay EPA 9036; phân tích ion PO4 theo ISO ở 4 C dùng để phân tích các ammonium SO4 , PO4 , 6878:1986, ion Cl- theo ISO 9297:1989; Ca2+, Mg2+ Cl-, cation Ca2+, Mg2+. Bình (D): mẫu nước được dội theo ISO 6058:1984, ISO 6059:1984. qua cột nhựa trao đổi ammonium: Dowex 1x8 anion- exchange resin (100 - 200 mesh) được thực hiện tại Các chỉ tiêu còn lại được phân tích theo phương hiện trường, phần nước qua cột cũng được acid hóa pháp trắc quang so màu theo các TCVN khác nhau. bằng HCl đậm đặc sao cho pH < 2, tránh ánh sáng để Trang 102
3. TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 19, SOÁ T1 - 2016 KẾT QUẢ -THẢO LUẬN Mẫu địa tầng trầm tích và kết quả phân tích theo địa tầng tại xã Gia Viễn Tại xã Gia viễn có 2 giếng khoan với tọa độ VN 2000 là: giếng CT-GV-01: E 458465 N 1285990; giếng CT-GV-02: E 458666 N 1285584 và tại thị xã Tư Nghĩa giếng khoan CT-TN-05: E 461124; N 1277537 cả 3 giếng khoan có tầng chứa nhiều nước thuộc hệ tầng Pleistocene (J2ln). Kết quả phân tích các phân tầng trầm tích được thể hiện tại Bảng 1. Bảng 1. Kết quả phân tích As(tt) và Fe(tt) theo tầng địa chất của các giếng CT-GV-01, CT-GV-02 và CT-TN-05 CT-GV-01 CT-GV-02 CT-TN-05 Độ Độ Độ Astt sâu Astt (mg/Kg) Fett (mg/Kg) sâu Astt (mg/Kg) Fett (mg/Kg) sâu Fett (mg/Kg) (mg/Kg) (m) (m) (m) 5 4,25 ± 0,13 28.944 ± 0,09 5 7,12 ± 0,04 14.791 ± 0,12 5 1,0 ±1,23 19.182 ± 0,05 10 0,24 ± 0,04 10.712 ± 0,1 10 11,41 ± 0,01 34.941 ± 0,51 10 8,8 ± 0,12 15.37 ± 0,9 15 4,31 ± 0,23 5.857 ± 0,21 15 8,42 ± 0,03 37.374 ± 0,02 10,2 11,6 ± 0,33 16.770 ± 0,21 20 11,58 ± 0,11 48.925 ± 0.16 16 22,23 ± 0,05 43.090 ± 0,31 14,5 2,3 ± 0,64 6.876 ± 0,23 25 8,97 ± 0,09 33.760 ± 0,03 20 6,14 ± 0,07 22.786 ± 0,11 16 10,3 ± 0,01 7.381 ± 1,14 30 5,40 ± 0,04 37.233 ± 0,02 21,5 6,05 ± 0,11 22.736 ± 0,13 18,5 9,4 ± 0,02 31.801 ± 0,87 31,5 7,98 ± 0,04 33.721 ± 0.02 22* 153,65 ± 0,21 153.343 ±1,5 20 6,8 ± 0,23 8.158 ± 0,12 35 4,04 ± 0,02 35.054 ± 0,05 25 6,47 ± 0,33 19.909 ± 1,33 25 1,2 ± 0,25 13.660 ± 1,12 36 7,53 ± 0,11 52.882 ± 0,12 30 7,26 ± 1,21 27.450 ± 0,12 26,2 4,3 ± 0,15 23.271 ± 1,11 37 8,90 ± 0,03 35.538 ± 0,21 35 9,84 ± 0,03 25.552 ± 0,21 30* 59,3 ± 0,37 50.358 ± 1,23 39* 18,37 ± 0,13 33.598 ± 0.19 45 9,43 ± 0,03 29.833 ± 0,23 33 8,8 ± 1,21 23.422 ± 0,23 40 18,90 ± 0,17 33.427 ± 0,17 35 7,9 ± 1,33 23.432 ± 0,24 41,5 1,25 ± 0,03 16.300 ± 0,22 40 12,7 ± 0,34 35.094 ± 0,17 45 1,18 ± 0,08 12.326 ± 0,21 45 9,2 ± 1,12 29.994 ± 0,26 * Tại độ sâu của tầng chứa nhiều nước; Astt : Asen tổng số; Fett: Sắt tổng số Trang 103
4. Science & Technology Development, Vol 19, No.T1- 2016 Kết quả nghiên cứu giếng CT-GV-01 (Bảng 1, thấp 1,0 mg/Kg. Độ sâu từ 10 - 10,2 m là tầng chứa Hình 1A, 1B) cho thấy ở độ sâu 5 m là lớp đất sét dày nước thứ nhất, thông thường đây là độ sâu các giếng phân tầng đất mặt với tầng chứa nước thứ nhất. Tầng đào của vùng này [3], chiều sâu tầng nước này chỉ 0,2 này rất ít nước, chủ yếu là nước giếng đào, nước m, khi phân tích hàm lượng asen thuộc tầng địa chất thuộc tầng này ít nhiễm asen [3]; hàm lượng asen là ở độ sâu này dao động từ 8,8 - 11,6 mg/Kg. Từ độ sâu 4,25 mg/Kg. Tại chiều sâu 20 – 25 m, hàm lượng 10,3 đến 14,4 m là tầng sét phân cách tầng nước thứ asen dao động từ 8,97 - 11,58 mg/Kg và hàm lượng nhất với tầng kế tiếp, hàm lượng asen thấp 2,3 sắt tổng số cao lên đến 48,925 mg/Kg, đây là tầng mg/Kg. Tại độ sâu 14,5 – 16 m là tầng sét phân cách chứa nước thứ 2 ít nước, cả hai đều thuộc địa tầng tầng chứa nước phía trên với tầng trầm tích kế tiếp, Holocene (adQ). Ở giữa độ sâu 31 - 36 m là tầng than hàm lượng asen trong mẫu trầm tích giảm dần theo độ bùn không chứa nước, kế đó là tầng phong hóa chưa sâu từ 16 - 18,5 m tương ứng là 10,3 - 4,3 mg/Kg, hoàn toàn, tầng này cũng không chứa nước nhưng hàm lượng sắt tổng số khá cao 31,801 mg/Kg ở độ đây là giao tầng Holocene (adQ) với tầng Pleistocene sâu 18,5 m. Độ sâu từ 25 - 26,2 m là tầng sét kết, đây (J2ln). Ngăn cách tầng Holocene (adQ) và tầng là phân tầng giữa tầng trầm tích Holocene (adQ) với Pleistocene (J2ln) là lớp sét cứng ở độ sâu 36 m, tại tầng Pleistocene (J2ln), tại giao tầng này không có đây hàm lượng sắt tổng số là cao nhất lên đến 52,882 nước, hàm lượng asen tại tầng phân cách này không mg/Kg. Tới độ sâu 37 – 40 m là tầng chứa nước thuộc cao, hàm lượng sắt tổng số tại độ sâu 26,2 m là hệ tầng Pleistocene (J2ln), hàm lượng asen trong mẫu 23,271 mg/Kg. Từ độ sâu 26,2 – 30 m là tầng bán địa chất ở đây dao động từ 8,9 - 18,9 mg/Kg, hàm phong hóa chứa nước, tại đây có tầng “kẹp” hàm lượng hàm lượng sắt tổng số là 33,427 mg/Kg. lượng asen cao 59,3 mg/Kg và hàm lượng sắt cũng Phân tích cấu hình địa chất đối với giếng khoan cao 50,358 mg/Kg. Từ độ sâu 30 – 35 m là tầng đá CT-GV-02 (Bảng 1, Hình 1A, 1B) cho thấy từ mặt bột kết rắn chắc có khe nứt chứa nước, độ sâu 40 – 45 đất cho đến độ sâu 15 – 16 m có tầng chứa nước phân m là dạng đá đen cứng, hàm lượng asen thay đổi từ cách thuộc hệ Holocene (adQ) rất ít nước, đây là tầng 8,8 - 12,7 mg/Kg 02 (Bảng 1, Hình 1A và 1B). nước ngầm ở độ sâu của các giếng đào của người dân Nhìn chung, đối với 3 giếng khoan nêu trên thì thường dùng, các giếng đào chỉ có nước vào mùa khai thác nước thuộc địa tầng Pleistocene (J2ln), đối mưa và đa phần các giếng đào ở đây có hàm lượng với giếng khoan CT-GV 01 tại độ sâu 39 m có hàm asen thấp [3]. Từ độ sâu 21 - 26 m là tầng chứa nước lượng asen là 18,37 mg/Kg cao nhất so với suốt chiều khe nứt thuộc hệ tầng Pleistocene (J2ln), tại tầng sâu giếng. Đối với giếng CT-GV 02 thì tại độ sâu 22 chứa nước khe nứt này có một tầng “kẹp” (độ sâu 22 m có hàm lượng asen 153,6 mg/Kg cao nhất theo suốt m), tầng này dày 30 cm, là dạng quặng sắt ngậm asen. chiều sâu của giếng là dạng quặng sắt nghèo asen kết Hàm lượng asen cao 153,6 mg/Kg, hàm lượng sắt quả phân tích dạng quặng này bằng phổ XRF được tổng số cũng cao 153,343 mg/Kg. Từ 30 – 45 m là thể hiện tại Bảng 2. Đối với giếng khoan CT-TN-05 tầng đá chắc không có nước. thì tại độ sâu 26,2 – 30 m là tầng bán phong hóa chứa Kết quả phân tích cấu hình và thành phần địa nước, tại đây có tầng “kẹp” hàm lượng asen 59,3 chất giếng khoan CT-TN-05 cho thấy: Tại độ sâu 5 m mg/Kg cao nhất theo suốt chiều sâu giếng. là lớp sét phân tầng; ở độ sâu này hàm lượng asen rất Trang 104
5. TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 19, SOÁ T1 - 2016 Quantas Semi- Q uantitative Analysis Result Qu antas Sem i - Qu an titative An alysis R esult M atrix Typ e Elem ent M atrix Type Oxide Samp le N am e 2 2 - TK Sam ple Nam e 2 2 - TK N o. of identified Elem ents 19 No. of identified Elem ents 19 Coun ting Tim e Facto r 1.00 Cou nting Tim e Factor 1.00 E le m e n t N e t C a l c . N o r m . U n it E le m e n t N e t C a lc . N o rm . U n it In t. C o n c . C o n c . R e m a r k Int. C o n c . C o n c . R em a r k F e 1 3 1 0 . 9 5 9 .0 8 2 . 2 [%] F e 2 O 3 1 3 1 3 . 1 59.2 7 4 . 5 [%] S i 3 8 . 7 7 . 8 3 1 0 . 7 [%] S i O 2 38.6 13.7 1 7 . 2 1 [%] C a 22.1 1.89 2 . 7 6 [%] A l 2 O 3 6.3 2.83 3 . 5 3 [% ] A l 6.3 1.71 2 . 5 1 [%] C a O 22.1 2.04 2 . 5 7 [% ] P 4 . 7 0.670 0.945 [%] P 2 O 5 4.7 1.18 1.48 [%] M n 11.5 0 . 5 8 8 0 . 9 01 [%] M n O 11.5 0.576 0 . 7 2 8 [%] K 1.4 0.140 0.197 [%] K 2 O 1.4 0.136 0.169 [%] A s 0.3 794 0 . 1 1 3 [%] A s 2 O 3 0.3 720 900 [ p p m ] B a 0.1 461 651 [ p p m ] M g O 0.3 492 6 1 7 [ p p m ] C u 0.3 4 5 2 6 3 9 [ p p m ] C u O 0.3 408 5 1 7 [ p p m ] Z n 0.2 325 4 5 6 [ p p m ] T i O 2 0.4 390 4 8 3 [ p p m ] T i 0.4 324 4 5 5 [ p p m ] B a O 0.1 368 4 6 2 [ p p m ] M g 0.3 2 9 7 4 1 6 [ p p m ] Z n O 0.2 251 3 1 3 [ p p m ] P b 0.2 291 4 1 1 [ p p m ] C l 0.2 229 2 8 5 [ p p m ] C l 0.2 2 7 6 384 [ p p m ] P b O 0.2 219 2 7 7 [ p p m ] S r 0.5 199 2 8 3 [ p p m ] N iO 0.1 174 2 1 5 [ p p m ] N i 0.1 1 8 5 2 6 2 [ p p m ] S r O 0.5 160 2 0 2 [ p p m ] C r 0.1 65 92 [ p p m ] C r 2 O 3 0.1 65 81 [ p p m ] V 0.0 47 6 7 [ p p m ] V 2 O 5 0.0 58 7 4 [ p p m ] Bảng 2. Phân tích thành phần nguyên tố của dạng quặn (22-TK) bằng phương pháp XRF Kết quả phân tích nước giếng khoan CT-GV-01: Qua phân tích nước giếng khoan CT-TN-05 cho As là 0,082 mg/L và Eh là -56 mV pH là 7,47 (Bảng thấy: As là 0,139 mg/L, Eh là -37 mV, pH là 6,63. 4). Qua phân tích các tầng địa chất chứa nước cho Đặc điểm của giếng khoan CT-TN-05 là giữa các tầng thấy mặc dù tầng chứa nước đang nghiên cứu thuộc chứa nước có tầng sét và sét kết phân cách tuy nhiên hệ tầng chứa nước Pleistocene (J2ln), nhưng nước vẩn có sự thẩm thấu kém giữa tầng chứa nước thứ thuộc hệ tầng Holocene (adQ) vẫn thẩm thấu đến tầng nhất và tầng chứa nhiều nước, hàm lượng ammonium + chứa nước Pleistocene (J2ln). Chỉ số NH4 (Bảng 4) trong nước không cao và giá trị Eh < 0 minh chứng cao minh chứng cho điều này. Kết quả nghiên cứu từ cho điều này. Kết quả nghiên cứu từ giếng khoan CT- giếng khoan CT-GV-01 cho thấy các dạng liên kết TN-05 cho thấy các dạng liên kết của asen với sắt của asen với sắt nằm trong môi trường khử mạnh cho nằm trong môi trường khử (Eh = -37) cho nên chúng nên chúng bị khử về dạng tự do linh động trong môi bị khử về dạng tự do linh động trong môi trường nước 3+ 5+ trường nước ở hai dạng As3+ và As5+. Tuy nhiên, do ở hai dạng As và As . Tuy nhiên do trong môi 3+ trong môi trường khử mạnh nên As3+ chiếm ưu thế. trường khử nên As chiếm ưu thế (Bảng 4). Kết quả phân tích nước giếng khoan CT-GV-02: Vì vậy, đối với 3 giếng khoan CT- GV-01, CT- As là 0,034 mg/L, Eh là -34 mV và pH là 7,08 (Bảng GV-02 và CT-TN-05 asen giải phóng vào nước ngầm 4). Qua phân tích các tầng địa chất chứa nước cho được giải thích theo cơ chế khử hoà tan các hydroxide thấy, mặc dù tầng chứa nước đang nghiên cứu thuộc sắt hấp phụ asen trên bề mặt của goethite và khử hòa hệ tầng chứa nước Pleistocene (J2ln), nhưng tầng tan dạng quặng sắt nghèo asen giải phóng asen tự do chứa nước thuộc hệ tầng Holocene(adQ) vẫn thẩm hòa tan vào trong nước. Tác nhân khử là các vật chất thấu đến tầng chứa nước này và có sự liên thông giữa hữu cơ tự nhiên CH2O hòa tan trong nước ngầm qua giữa hai tầng chứa nước (Căn cứ vào hàm lượng quá trình thẩm thấu từ tầng Holocene (adQ) vào tầng ammonium). Với cấu tạo địa chất thu thập được tại Pleistocene (J2ln) [5]. giếng khoan GV-02 và số liệu về hàm lượng As5+ trong mẫu nước (Bảng 4). + 2+ - 3+ 5+ FeOOH(As) + CH2O + H → Fe + HCO3 + H2O + (As + As ) Trang 105
6. Science & Technology Development, Vol 19, No.T1- 2016 Trang 106
7. TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 19, SOÁ T1 - 2016 Hình 1A. Các mẫu địa chất theo độ sâu giếng khoan CT- GV-01, CT-GV-02 và CT-TN-05 Trang 107
8. Science & Technology Development, Vol 19, No.T1- 2016 Hình 1B. Các mẫu địa chất theo độ sâu giếng khoan CT- GV-01, CT-GV-02 và CT-TN-05 Mẫu địa tầng trầm tích và kết quả phân tích theo độ sâu 5 - 40 m là tầng trầm tích thuộc hệ Holocene địa tầng tại huyện Cát Tiên (adQ), phân tầng chứa nước không rõ ràng, hàm Tại thị trấn Cát Tiên có 2 giếng khoan có tọa độ lượng asen trong phân tầng này tăng dần từ 5,72 đến VN 2000 là: giếng CT-TCT 03: E 458019; N 23,28 mg/Kg; đến độ sâu 45 m hàm lượng asen tăng 1279581 và giếng CT-TT 04: E 459227; N 1276961, lên cao nhất. Giếng khoan CT-TT-04 hoàn toàn nằm cả 2 giếng khoan có tầng chứa nhiều nước thuộc hệ trong tầng chứa nước Holocene (adQ), địa chất là phù tầng Holocene (adQ). Kết quả phân tích theo phân sa của sông Đồng Nai bồi đắp, độ sâu từ 10 – 20 m là tầng địa chất được thể hiện tại Bảng 3. tầng cát. Từ độ sâu 20 – 45 m là tầng than bùn, bùn Kết quả phân tích theo phân tầng địa chất của non có lẫn hữu cơ phân hủy chưa hoàn toàn và trong giếng khoan CT-TCT-03 (Bảng 3, Hình 2), từ độ sâu tầng này không có lớp sét phân tầng. Từ cuối độ sâu 5 – 11 m là phân tầng đất bề mặt cho đến tầng chứa 45 m có dấu hiệu phân tầng, đó là tầng phong hóa, nước, từ độ sâu 11-13 m là tầng chứa nước kém, ngăn cách tầng Holocene (adQ) với tầng Pleistocene thường là độ sâu của các giếng đào [3], đặc điểm của (J2ln). vùng này gần sông Đồng Nai (cách bờ sông 100 m), Nhìn chung hai giếng khoan trên có tầng chứa khi vào mùa mưa nước sông dâng lên, các mạch nước hoàn toàn nằm trong địa tầng Holocene (adQ) ngang cung cấp nước cho các giếng đào, đây chính là Kết quả phân tích nước giếng khoan CT-TCT-03: nguyên do mùa nắng tầng này không có nước. Theo As là 0,141 mg/L và Eh là -157 mV, pH là 6,63 và chiều sâu địa tầng, hàm lượng asen tăng dần cho đến nước giếng khoan CT-TT-04: As là 0,179 mg/L , Eh độ sâu 15 m, hàm lượng asen trong trầm tích ở độ sâu là -166 mV, pH là 6,53, mẫu nước của cả 2 giếng 15 m là 13,44 mg/Kg. Giếng khoan (CT-TCT-03) không phát hiện thấy As5+ , hàm lượng ammonium rất hoàn toàn nằm trong tầng chứa nước Holocene (adQ), cao minh chứng cho môi trường có sự phân hủy yếm địa chất là phù sa của sông Đồng Nai bồi đắp lâu khí các vật chất hữu cơ trong trầm tích đồng thời là ngày mà hình thành nhiều tầng. Tại độ sâu 15 30 m là môi trường khử rất mạnh (Bảng 4). Đặc điểm của 2 tầng chứa dạng bùn non có lẫn hữu cơ phân hủy chưa giếng khoan CT-TCT-03 và CT-TT-04 là giữa các hoàn toàn nhưng đây lại có phân tầng của tầng chứa tầng chứa nước không có tầng sét phân cách rõ ràng nước thứ 2 (nước ít), phân tầng này là cát sạch, hàm cho nên có sự liên thông giữa các tầng. lượng asen thấp. Tại độ sâu 44 m, hàm lượng asen Dựa vào phân tích thành phần, cấu tạo địa chất và trong mẫu trầm tích lại tăng 12,92 mg/Kg, giáp giữa nước giếng khoan, asen trong nước ngầm tại giếng 44 – 45 m có tầng chứa nước, cuối độ sâu ở 45 m là khoan CT-TCT-03 và CT-TT-04 được giải thích theo tầng sét kết ngăn cách tầng Holocene (adQ) với tầng cơ chế sau: Khử hoà tan As bị hấp phụ trên bề mặt Pleistocene (J2ln). các hạt phù sa trầm tích do các hoạt động của một số Kết quả phân tích theo phân tầng địa chất của chủng vi khuẩn như Geospirillum barnesii phân hủy giếng khoan CT-TT-04 (Bảng 3, Hình 2) cho thấy: từ các thành phần hữu cơ [5, 6]: Trang 108
9. TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 19, SOÁ T1 - 2016 Vi sinh vật 5+ 2+ - 3+ FeOOH(As ) + CH2O + H2CO3 → Fe + HCO3 + H2O + As Bảng 3. Kết quả phân tích As(tt) và Fe(tt) theo tầng địa chất của các giếng CT-TCT-03 và CT-TT-04 CT-TCT-03 CT-TT-04 Chiều sâu Chiều sâu As (mg/Kg) Fe (mg/Kg) As (mg/Kg) Fe (mg/Kg) (m) tt tt (m) tt tt 5 5,82 ± 0,21 26.946 ± 0,23 5 5,72 ± 0,33 12.766 ± 0,22 10 4,82 ± 0,17 21.827 ± 0,41 10 4,61 ± 023 17.658 ± 0,15 11 4,94 ± 0,03 13.802 ± 1,09 20 6,22 ± 1,07 28.621± 0,11 13 8,31 ± 0,31 21.222 ± 0,61 25 9,84 ± 0,12 26.729 ± 0,19 15 13,44 ± 0,22 33.346 ± 0,46 30 9,10 ± 0,09 27.697 ± 0,08 20 9,23 ± 0,06 21.636 ± 0,32 35 12,31 ± 0,14 41.858 ± 0,20 25 1,75 ± 0,31 9.824 ± 0,14 40* 11,08 ± 0,31 35.720 ± 0,17 30 0,91 ± 0,23 5.190 ± 1,17 45 23,28 ± 0,18 40.222 ± 0,15 35 8,13 ± 0,34 35.902 ± 0,05 40 7,60 ± 0,44 35.942 ± 0,03 44* 12,92 ± 0,32 41.394 ± 0,34 45 7,84 ± 0,21 34.650 ± 1,19 * Tại độ sâu của tầng chứa nhiều nước; Astt : Asen tổng số; Fett: Sắt tổng số Trang 109
10. Science & Technology Development, Vol 19, No.T1- 2016 Hình 2. Các mẫu địa chất theo độ sâu giếng khoan CT-TCT-03 và CT-TT-04 Bảng 4. Chất lượng mẫu nước của 5 giếng khoan tại huyện Cát Tiên (tầng chứa nước) As5+ NH + Fe SO 2- Ca2+ Mg2+ PO 3- E Tên mẫu As (mg/L) 4 tt 4 Cl-(mg/L) 4 h pH tt (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mV) 0,011 0,082 ± 7,35 ± 4,92 0,52 ± 8,76 ± 0,47 ± 0,17 ± 0,09 ± CT-GV-01 ± -56 7,47 0,003 0,12 ±1,03 0,22 0,12 0,03 0,01 0,001 0,0001 0,034 ± 0,009± 0,81 ± 6,98 1,53 ± 7,34 ± 0,19 ± 0,11 ± 0,02 ± CT-GV-02 -34 7,08 0,004 0,0002 0,09 ±0,02 0,02 0,44 0,04 0,06 0,009 0,141 ± 18,20 7,92 1,05 ± 2,60 ± 0,35 ± 0,14 ± 0,04 ± CT-TCT-03 KPH -157 6,63 0,001 ± 1,05 ±0, 26 0,04 0,79 0,02 0,03 0,005 0,179 ± 31,80 7,95 27,30 4,26 ± 0,32 ± 0,12 ± 0,40 ± CT-TT-04 KPH -166 6,53 0,001 ± 0,54 ±0,31 ± 0,38 0,55 0,09 0,01 0,012 0,139 ± 0,003 ± 0,45 ± 7,98 ± 0,53 ± 3,79 ± 0,62 ± 0,22 ± 0,01 ± CT-TN-05 -37 6,63 0,001 0,0004 0,04 0,34 0,01 0,16 0,06 0,01 0,008 Kết quả phân tích 5 mẫu nước giếng khoan tại Cát Tiên trong tầng Holocene (adQ) là CT-TCT-03 và CT-TT- Trong 5 giếng khoan tại huyện Cát Tiên - Lâm 04, có ba giếng khoan có tầng chứa nước nằm trong Đồng có hai giếng mà tầng chứa nước hoàn toàn nằm tầng Pleistocene (J2ln). Cơ chế giải phóng asen vào trong nước ngầm số chủng vi khuẩn như Geospirillum barnesii [5,6], Dựa vào phân tích các địa tầng trầm tích và phân đối với giếng khoan CT-TCT 03 và CT-TT 04, khử tích nước từ các giếng khoan có thể đề nghị chế giải hoà tan các hydroxide sắt (Hfo) hấp phụ As trên bề phóng asen vào trong nước ngầm tại huyện Cát Tiên mặt là các goethite và khử hòa tan các dạng khoáng sắt nghèo asen. Tác nhân khử là các vật chất hữu cơ theo cơ chế khử hoà tan As bị hấp phụ trên bề mặt tự nhiên là CH O hòa tan trong nước ngầm qua quá là các hạt phù sa trầm tích do các hoạt động của một 2 Trang 110
11. TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 19, SOÁ T1 - 2016 trình thẩm thấu giữa các tầng chứa nước [5], đối với KẾT LUẬN giếng khoan CT-GV-01, CT-GV-02 và CT-TN-05. Tại huyện Cát Tiên, hàm lượng asen cao ở cả 2 Kết quả phân tích mẫu nước ngầm có 2 mẫu CT-TT tầng chứa nước Holocene (adQ) và tầng Pleistocene 04 và CT-TN 05 có hàm lượng PO 3- cao theo 4 (J2ln). Nguồn gốc gây ô nhiễm asen vào trong nước Acharyya và CS. 2000 đây là thành phần có trong ngầm ở các giếng có hàm lượng asen cao tại Cát Tiên nước ngầm do sự phân hủy các hợp chất hữu cơ, xác là từ trầm tích và từ dạng khoáng sắt ngậm asen theo động vật, và thành khoáng có trong trầm tích. Ion các cơ chế, khử hoà tan các hydroxide sắt hấp phụ As PO 3- đóng góp vào việc giải phóng asen ra khỏi 4 trên bề mặt goethite và khử hòa tan các dạng khoáng FeOOH(As), tuy nhiên đóng góp này là thứ yếu. sắt nghèo asen. Tác nhân khử là các vật chất hữu cơ Phản ứng trao đổi hydoxit sắt (Hfo) hấp phụ As tự nhiên CH2O hòa tan trong nước ngầm qua quá trên bề mặt khoáng sắt chứa asen với ammonium trình thẩm thấu giữa các tầng chứa nước, đối với 3- PO4 [7], tuy nhiên việc đóng góp hàm lượng asen giếng khoan CT-GV-01, CT-GV-02 và CT-TN-05, vào thành phần ô nhiễm nước ngầm theo cơ chế này khử hoà tan As bị hấp phụ trên bề mặt các hạt phù sa là ít. trầm tích do hoạt động của một số chủng vi khuẩn Tầng sét phân cách tầng đất mặt của hầu hết các như Geospirillum barnesii đối với giếng khoan CT- giếng khoan tương đối dày vì vậy không có sự đóng TCT-03 và CT-TT-04. góp của asen từ nguồn phân bón thuốc trừ sâu. Vậy Lời cảm ơn: Chúng tôi xin chân thành cảm ơn Sở nguồn gốc ô nhiễm asen vào trong nước ngầm tại Cát KH&CN tỉnh Lâm Đồng Cấp kinh phí cho nghiên cứu Tiên là từ trầm tích và từ dạng khoáng sắt ngậm asen. này, cảm ơn Trường Đại học Đà Lạt tạo điều kiện để chúng tôi thực hiện đề tài nghiên cứu. The cause of arsenic contamination of groundwater in Cat Tien district, Lam Dong province Nguyen Dinh Trung Institute of Evironmental Research, Dalat University ABSTRACT Five positions were drilled with the depth of 45 groundwater in Cat Tien district. The high metres, in order to research the source of arsenic concentration of arsenic in the sediments of the Cat contamination in groundwater in Cat Tien district, Tien delta and the occurrence of reducing conditions Lam Dong province. In the Cat Tien district, high were essential conditions to explain the extreme concentratring of arsenic are found in both of the degree and extent of arsenic pollution. Elevated Holocene (adQ) and Pleistocene (J2ln) aquifers. arsenic pollution would be due to the biodegradation Reduction of FeOOH(As) and reduction of arsenic of buried peat deposits which caused the high poverty ore types to release arsenic to solution, are reduction of FeOOH(As) and affored supplied high main mechanisms to explain the arsenic pollutes concentration of arsenic to the groundwater. Keywords: arsenic pollution mechanisms, groundwater, sedimentary aquifers, Cat Tien Trang 111
12. Science & Technology Development, Vol 19, No.T1- 2016 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. N. Giằng và CTV, Báo cáo khoa học. Nghiên cứu generation technique, PubMed. 32, 2, 111-114 đánh giá chất lượng nước sinh hoạt tại một số vùng (1985). trọng điểm kinh tế 3 huyện Đạ Huoai, Đạ Terh, Cát [5]. M. McArthur, P. Ravenscroft, S. Safiullah, M.F. Tiên và xây dựng mô hình xử lý khắc phục, Viện Thirlwall, Arsenic in groundwater: testing Nghiên cứu Hạt nhân (2010 - 2012). pollution mechanisms for sedimentary aquifers in [2]. Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Lâm Đồng, Tuyển Bangladesh, Water Res. Research, 37, 109-117 tập báo cáo, Báo cáo hiện trạng môi trường tỉnh Lâm (2001). Đồng giai đoạn 2006 - 2010 (2010). [6]. R.T. Nickson, J.M. McArthur, P. Ravenscroft, [3]. N.Đ. Trung, L.V.T. Anh, T.P. Đông, N.Đ.T. W.G. Burgess, K.M. Ahmed, Mechanism of Thuận, N.V. Quảng, N.M. Trí, N.N.Tuấn, Phân arsenic poisoning of groundwater in Bangladesh tích và đánh giá mức độ ô nhiễm asen trong nước and West Bengal, Appl. Geochem, 15, 403-413 ngầm tại huyện Cát Tiên thuộc tỉnh Lâm Đồng, Tạp (2000). chí Phân tích Hóa Lý và Sinh học, 20, 161-170 [7]. P. Bhattacharya, D. Chatterjee, G. Jacks, (2015). Occurrence of arsenic-contaminated groundwater [4]. S.A. Amankwah, J.L. Fasching, Separation and in alluvial aquifers from the Delta Plain, Eastern determination of arsenate (V) and arsenic(III) in India: options for a safe drinking water supply, sea-water by solvent extraction and atomic- Water Res. Dev, 13, 79-92 (1997). absorption spectrophotometry by the hydride- Trang 112