Hành vi địa hóa của asen trong nước dưới đất khu vực phía tây hà nội

Hành vi địa hóa của asen trong nước dưới đất
khu vực phía Tây Hà Nội

Tống Thị Thu Hà

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
Luận văn Thạc sĩ ngành: Thạch học, khoáng vật học và địa hóa học
Mã số: 60 44 57
Người hướng dẫn: PGS.TS. Đặng Mai
Năm bảo vệ: 2011

Abstract: Nghiên cứu hàm lượng và dạng tồn tại của As trong nước dưới đất và trong
trầm tích Đệ tứ. Tìm hiểu các đặc trưng thủy địa hóa của nước dưới đất khu vực
nghiên cứu. Đánh giá hiện trạng ô nhiễm As trong nước dưới đất khu vực phía tây Hà
Nội. Trình bày mối tương quan của As và các thành phần hóa học khác trong nước
dưới đất khu vực phia tây Hà Nội. Xác định nguyên nhân ô nhiễm As trong nước dưới
đất khu vực phía tây Hà Nội và đề xuất các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm.

Keywords: Thạch học; Địa hóa; Asen; Khoáng vật học; Trầm tích đệ tứ; Hà Nội

Content
MỞ ĐẦU
Ô nhiễm asen (As) trong nước dưới đất đã trở thành một hiểm họa môi trường với quy
mô rộng lớn trên thế giới. Một số quốc gia, ô nhiễm As trong nước dưới đất đã trở thành một
quốc nạn như Bangladesh, Tây Bengal Ấn Độ, Thái Lan, Trung Quốc… Đến nay trên thế giới
đã có hàng trăm triệu người bị ảnh hưởng của việc sử dụng nước có hàm lượng As cao. Hàng
nghìn người bị nhiễm bệnh đã mất hoặc giảm khả năng lao động. Hàng trăm người chết vì bị
bệnh nặng do sử dụng nước với hàm lượng As cao. As trong nước đã gây ra các bệnh hiểm
nghèo như: ung thư da, ung thư thận, ung thư bàng quang, …gây nên các tổn thương nội tạng,
hủy hoại hoặc rụng các chi, các ngón tay, ngón chân…thậm chí dẫn đến tử vong.
Ở Việt Nam, từ năm 1994 khi phát hiện các mẫu nước dưới đất chứa As nồng độ cao,

các công trình khoa học đã bắt đầu được tiến hành nghiên cứu hiện trạng, nguồn gốc, quy luật
phân bố của As để tìm ra các giải pháp phòng ngừa và xử lí nhằm đảm bảo chất lượng nước
sử dụng cho người dân. Tuy nhiên, việc nghiên cứu As có hệ thống và quy mô mới thực sự
được chú ý trong vòng gần 10 năm trở lại đây. Các kết quả nghiên cứu bước đầu cho thấy, As
nồng độ cao trong nước dưới đất phân bố trên diện rộng trên lãnh thổ Việt Nam. Nhiều địa

2
phương như Hà Nội, Hà Nam, Phú Thọ, Long An, Đồng Tháp… đã phát hiện có hàm lượng
As cao trong nước dưới đất, vượt quá nhiều lần tiêu chuẩn cho phép theo quy định của tổ
chức Y tế Thế giới (WHO: World Health Organization) đối với ăn uống và sinh hoạt (As < 10
g/l). Riêng đối với thủ đô Hà Nội, từ năm 2000 đến nay đã có một số công trình nghiên cứu
của các tác giả trong và ngoài nước (Berg M. và nnk, 2001; Đỗ Trọng Sự, 2000; Nguyễn Văn
Đản, 2004; Tống Ngọc Thanh, 2004; Berg M. và nnk, 2008, v.v ). Tuy nhiên, các nghiên cứu
đó chủ yếu tập trung vào khu vực nội thành và phía đông Hà Nội; khu vực phía tây còn ít
được quan tâm. Mặt khác, nếu như vấn đề hiện trạng ô nhiễm As trong nước dưới đất đã được
nghiên cứu khá chi tiết, thì vấn đề về nguyên nhân và cơ chế ô nhiễm còn chưa được giải
quyết thỏa đáng và còn nhiều ý kiến chưa thống nhất. Xuất phát từ thực trạng trên, đề tài
“Hành vi địa hóa của asen trong nước dưới đất khu vực phía tây Hà Nội” đã được đặt ra và
lựa chọn nhằm giải quyết các mục tiêu sau đây:
1) Đánh giá hiện trạng ô nhiễm As trong nước dưới đất khu vực phía tây Hà Nội
2) Xác định nguyên nhân ô nhiễm As trong nước dưới đất khu vực phía tây Hà Nội và
đề xuất các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm.
Để giải quyết được các mục tiêu đó nội dung nghiên cứu của luận văn bao gồm:
+ Nghiên cứu hàm lượng và dạng tồn tại của As trong nước dưới đất và trong trầm
tích Đệ tứ.
+ Nghiên cứu các đặc trưng thủy địa hóa của nước dưới đất khu vực nghiên cứu.
+ Nghiên cứu mối tương quan của As và các thành phần hóa học khác trong nước dưới
đất.
Đề tài được thực hiện tại Khoa Địa Chất, Đại học Quốc Gia Hà Nội dưới sự hướng
dẫn khoa học của PGS.TS. Đặng Mai. Trong quá trình hoàn thành luận văn học viên đã được

sự hỗ trợ kinh phí của đề tài QG.TĐ 10.03, sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo khác
trong khoa Địa chất và các đồng nghiệp trong Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản. Nhân
dịp này học viên xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn, các
thầy cô giáo khác và các đồng nghiệp.
CHƢƠNG 1: CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN HÀNH VI ASEN TRONG NƢỚC
DƢỚI ĐẤT KHU VỰC PHÍA TÂY HÀ NỘI
Trong khu vực này, các yếu tố chính ảnh hưởng đến hành vi As trong nước dưới đất
bao gồm địa hình, khí hậu, thủy văn, trầm tích Đệ tứ, địa chất thủy văn và hoạt động kinh tế
xã hội. Dưới đây là mô tả khái quát các yếu tố đó.

3
1.1. Vị trí địa lý
Khu vực nghiên cứu nằm ở phía tây Hà Nội, trọn vẹn trong địa giới hành chính của
tỉnh Hà Tây cũ bao gồm các huyện thị: Ba Vì, Sơn Tây, Phúc Thọ, Đan Phượng, Thạch Thất,
Quốc Oai, Hoài Đức, Chương Mỹ, Thanh Oai, Thường Tín, Mỹ Đức, Ứng Hòa và Phú Xuyên
(hình 1.1). Khu vực này nằm ở phía hữu ngạn sông Đà và sông Hồng, thuộc châu thổ sông
Hồng, có toạ độ địa lý 20
0
33’47” - 21
0
48’16” vĩ độ bắc và 105
0
17’17” - 106
0
0’25” kinh độ
đông. Phía bắc giáp tỉnh Vĩnh Phúc, phía tây giáp tỉnh Phú Thọ và tỉnh Hoà Bình, phía nam
giáp tỉnh Hà Nam, phía đông giáp tỉnh Hưng Yên và vùng nội thành Hà Nội. Vùng nghiên
cứu có diện tích 2.198km
2
, dân số 2.543.500 người với mật độ dân số 1.157 người/km

2
.

Hình 1.1. Sơ đồ vị trí khu vực phía tây Hà Nội

4
1.2. Địa hình
Địa hình khu vực này khá đa dạng: vùng đồi núi nằm dọc theo địa giới phía tây và
vùng đồng bằng nằm ở phía đông, độ cao giảm dần từ tây bắc xuống đông nam. Vùng đồi núi
có độ cao từ 300m trở lên, diện tích khoảng 170km
2
, địa hình dốc trên 25
0
, các núi đá vôi tập
trung ở phía tây nam, địa hình bị chia cắt rất phức tạp, có nhiều hang động lớn. Vùng bao gồm
phần lớn huyện Ba Vì, thị xã Sơn Tây và rìa phía tây các huyện Thạch Thất, Quốc Oai,
Chương Mỹ và Mỹ Đức, liên kết với nhau thành một dải chạy theo hướng tây bắc - đông nam.
Vùng đồi núi có thể chia thành các khu vực: núi Ba Vì, đồi cao Ba Vì, đồng bằng đồi và khu
vực núi đá vôi Chương Mỹ - Mỹ Đức.
1.3. Khí hậu
Khí hậu khu vực là nhiệt đới gió mùa có mùa đông lạnh. Mặt khác, khu vực nghiên
cứu nằm ở sườn đông của phần nam dãy Hoàng Liên Sơn, nên khí hậu ở đây chịu ảnh hưởng
trực tiếp của gió mùa Đông Bắc. Vì vậy, do đặc điểm địa hình nên khu vực nghiên cứu có các
vùng tiểu khí hậu khác nhau: Vùng đồng bằng có khí hậu nóng ẩm, nhiệt độ trung bình năm
23,6
o
C, lượng mưa trung bình 1500-1600mm. Vùng đồi gò: khí hậu lục địa có nhiệt độ trung
bình 23,5
o
C, lượng mưa trung bình 2.300-2.400mm. Vùng núi Ba Vì: khí hậu mát mẻ, nhiệt

độ trung bình 18
o
C, lượng mưa trung bình trên 2.300mm. Số giờ nắng hàng năm 1300-1700
giờ, độ ẩm không khí trung bình 84-86% (bảng 1.1).
Bảng 1.1: Một số đặc trƣng khí hậu khu vực phía tây Hà Nội
Yếu tố
khí hậu
Tháng
Trung
bình
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Lượng mưa (mm)
16,0
28,3
45,0
82,4
249,
8
243,

4
290,
7
270,
7
160,
8
114,
2
26,4
23,4
1551,2
Độ ẩm (%)
82
82
85
89
82
86
83
88
86
88
86
79
85
Nhiệt độ (
o
C)
17,3

19,4
21,2
24,6
25,5
28,8
29,6
28
27,3
25
21,5
15,6
23,6
1.4. Thủy văn
Về mặt thủy văn, khu vực nghiên cứu có nhiều sông suối chảy qua, hệ thống sông suối
khá phát triển và đa dạng, tạo thành hệ thống giao thông thủy bộ thuận lợi, trong số đó đáng
kể là 4 con sông lớn có ý nghĩa quan trọng trong đời sống xã hội là sông Đà, sông Hồng, sông
Đáy và sông Nhuệ. Ngoài ra, khu vực còn có nhiều hồ lớn như Đồng Mô, Suối Hai, Xuân
Khanh,

5
1.5. Đặc điểm trầm tích Đệ tứ
Trong khu vực Hà Nội, trầm tích Đệ tứ bao gồm 5 hệ tầng có tuổi từ Pleistocen sớm
cho đến Holocen: 1) Hệ tầng Lệ Chi; 2) Hệ tầng Hà Nội; 3) Hệ tầng Vĩnh Phúc; 4) Hệ tầng
Hải Hưng và 5) Hệ tầng Thái Bình.
Hệ tầng Lệ Chi (Q
1
1
lc): bao gồm các trầm tích sông tuổi Pleistocen sớm được hình
thành trong khoảng thời gian từ đầu Đệ tứ đến khoảng 700.000 năm cách ngày nay. Hệ tầng
Lệ Chi không lộ ra trên mặt, chỉ gặp trong các lỗ khoan, ở độ sâu từ 45 đến 80m, chiều dày

thay đổi từ 2,5 đến 24,5m. Thành phần thạch học của hệ tầng Lệ Chi bao gồm: cuội (thạch
anh, silic, đá hoa), sỏi, cát, bột, sét màu xám nâu.
Hệ tầng Hà Nội (Q
1
2-3
hn): hình thành từ trầm tích sông lũ và sông, tuổi Pleistocen
giữa-muộn, phân bố từ ven rìa gò đồi Ba Vì, Sóc Sơn và trải rộng xuống vùng đồng bằng.
Thành phần vật liệu của trầm tích gồm cuội, sỏi, sạn, cát, bột sét màu xám vàng loang lổ. Đây
có thể coi là đối tượng chứa nước ngầm chính của thành phố Hà Nội. Về quan hệ, hệ tầng Hà
Nội nằm phủ bất chỉnh hợp trên hệ tầng Lệ Chi và các đá cổ hơn, phía trên bị các trầm tích hệ
tầng Vĩnh Phúc phủ bất chỉnh hợp lên.
Hệ tầng Vĩnh Phúc (Q
1
3
vp): có tuổi Pleistocen muộn, tồn tại dưới dạng thềm bậc 1
(vùng lộ ra trên mặt), phân bố rộng ở Sóc Sơn, Đông Anh, Thạch Thất, Quốc Oai, Chương
Mỹ, Xuân Mai và Cổ Nhuế. Trầm tích của hệ tầng Vĩnh Phúc có các nguồn gốc sông, sông-
hồ-đầm lầy và sông biển. Thành phần vật liệu trầm tích sông bao gồm sỏi, cát, sạn thạch anh,
bột, sét; cấu tạo phân lớp xiên chéo. Bề mặt trầm tích bị laterit hóa có màu loang lổ vàng xám,
nâu đỏ rất đặc trưng.
Hệ tầng Hải Hưng (Q
2
1-2
hh): gồm hai tập chính. Tập 1 gồm các thành tạo nguồn gốc
hồ, đầm lầy (lbQ
2
1-2
hh) và tập 2 (mQ
2
1-2

hh) gồm các trầm tích nguồn gốc biển. Các trầm tích
hồ, đầm lầy (lbQ
2
1-2
hh) không lộ ra trên mặt mà nằm dưới độ sâu khoảng 1.5 đến 20m, bề dày
trung bình là khoảng 13.5m. Các trầm tích hệ tầng Hải Hưng được hình thành trong khoảng
thời gian 10.000 - 4.000 năm cách ngày nay. Thành phần thạch học của chúng chủ yếu sét, sét
bột lẫn ít cát mịn, màu xám xanh, xám vàng rất dẻo và mịn.
Hệ tầng Thái Bình (Q
2
3
tb): bao gồm các trầm tích hiện đại, được thành tạo sau khi
biển lùi. Trầm tích của hệ tầng thuộc các tướng bãi bồi trong đê, ngoài đê và hồ - đầm lầy với
thành phần thạch học bao gồm cát, bột, sét, cuội, sỏi, sạn.
1.6. Đặc điểm địa chất thủy văn
Đặc điểm địa chất nổi bật của vùng nghiên cứu là có nhiều tầng chứa nước nhưng
đóng vai trò quan trọng nhất là các tầng chứa nước trầm tích bở rời tuổi Đệ tứ phân bố rộng

6
rãi trên toàn bộ vùng nghiên cứu với bề dày khá lớn. Các tầng chứa nước khe nứt phân bố hẹp
hơn và đóng vai trò thứ yếu trong cung cấp nước.
Bảng 1.2. Thống kê các phân vị địa chất thủy văn
Dạng tồn tại của
nước dưới đất
Phân vị địa chất thủy văn
Tên gọi
Ký hiệu
Tầng chứa nước
lỗ hổng
Tầng chứa nước trong các trầm tích hạt mịn Holocen

(qh)
qh
Tầng chứa nước trong các trầm tích hạt thô Pleistocen
(qp)
qp
Tầng chứa nước
khe nứt
Tầng chứa nước khe nứt các trầm tích Neogen
n
Tầng chứa nước khe nứt trong trầm tích hệ tầng Mường
Trai
T
2
lmt
Tầng chứa nước khe nứt trong trầm tích hệ tầng Nậm
Thẩm
T
2
lnt
Tầng chứa nước khe nứt-karst trong trầm tích hệ tầng
Đồng Giao
T
2
a
Tầng chứa nước khe nứt trong trầm tích hệ tầng Tân Lạc
T
1
o
Tầng chứa nước khe nứt trong trầm tích phun trào hệ
tầng Viên Nam

T
l

Tầng chứa nước khe nứt, khe nứt karst trong trầm tích
biến chất cổ Proterozoi hệ tầng Sông Hồng
eo
Các thành tạo cách
nước và rất nghèo
nước
Các thành tạo cách nước Pleistocen trên hệ tầng Vĩnh
Phúc
Q
1
3
vp
Tầng rất nghèo nước đến cách nước hệ tầng Yên Duyệt
P
2
yd
Các thành tạo xâm nhập cách nước phức hệ Ba Vì
T
1
bv
1.7. Hoạt động kinh tế - xã hội
Khu vực phía tây Hà Nội có 2.543.500 triệu người với thành phần dân tộc chủ yếu là
người Kinh và người Mường trong đó người Kinh chiếm đa số. Mật độ dân số ở đây đạt
khoảng 1.157 người/km
2
.
1.7.1. Nông, lâm nghiệp

Nhìn chung, đất đai trong khu vực có độ phì cao, với nhiều loại địa hình nên có thể bố
trí được nhiều loại cây trồng ngắn ngày, dài ngày, cây lương thực, cây thực phẩm, cây công
nghiệp, đồng cỏ chăn nuôi, cây ăn quả, trồng rừng. Vùng đồng bằng thuận lợi cho phát triển
cây lương thực, rau đậu, cây công nghiệp ngắn ngày, chăn nuôi lợn, vịt, thuỷ sản. Vùng đồi
gò thuận lợi cho trồng cây công nghiệp dài ngày (cà phê, trẩu, thông) cây ăn quả và chăn nuôi
đại gia súc.
1.7.2. Công nghiệp
Công nghiệp là ngành sản xuất cơ bản trong nền kinh tế. Công nghiệp của khu vực
phát triển khá mạnh và vững chắc chủ yếu là các doanh nghiệp vừa và nhỏ. Công nghiệp

7
ngoài quốc doanh tập trung vào các ngành chế biến các sản phẩm có cơ sở tài nguyên từ địa
phương (nước suối khoáng, vật liệu xây dựng, chế biến nông lâm sản). Hiện tại, ngành công
nghiệp của khu vực vẫn duy trì được tốc độ tăng trưởng cao (16,1%), trong đó công nghiệp
quốc doanh địa phương tăng 19%.
1.7.3. Làng nghề
Khu vực phía tây Hà Nội (tỉnh Hà Tây cũ) đang dẫn đầu các địa phương vùng đồng
bằng sông Hồng và cả nước về phát triển làng nghề, góp phần giải quyết việc làm cho hàng
vạn lao động. Trong những năm gần đây, các làng nghề truyền thống, làng nghề mới, các
ngành nghề công nghiệp, tiểu - thủ công nghiệp - gọi là ngành nghề nông thôn của tỉnh đã có
bước tăng trưởng khá cả về số lượng và hiệu quả kinh tế - xã hội.
1.7.4. Du lịch
Trong khu vực phía tây Hà Nội có 2.000 di tích lịch sử trong đó gần 400 di tích được
Nhà nước xếp hạng và 12 di tích đặc biệt quan trọng, cùng với đình, chùa, đền, miếu và lễ hội
được tổ chức hàng năm, làm phong phú thêm đời sống văn hoá tinh thần của người dân. Dãy
núi đá vôi trùng điệp phía tây nam tỉnh (Quốc Oai, Chương Mỹ, Mỹ Đức) có nhiều hang động
độc đáo, kỳ thú, tiêu biểu là động Hương Tích tạo nên thắng cảnh Hương Sơn nổi tiếng trong
nước và thế giới, hàng năm thu hút hàng vạn khách thập phương đến du lịch và trảy hội.
Ngoài ra, du lịch văn hoá trong các làng nghề và làng nông nghiệp truyền thống cũng là thế
mạnh của khu vực

CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ CƠ SỞ SỐ LIỆU
2.1. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.1.1. Phƣơng pháp lấy mẫu
2.1.2. Phƣơng pháp phân tích
+ Thí nghiệm ICP-MS
+ Phương pháp hấp thụ nguyên tử (AAS)
+ Phương pháp huỳnh quang tia X (XRF)
+ Thí nghiệm chiết trầm tích
2.1.3. Phƣơng pháp xử lí số liệu
2.2. Cơ sở số liệu
Nguồn số liệu của luận văn được lấy từ:

8
Kết quả phân tích hàm lượng các ion chính và kim loại nặng thuộc đề tài khoa học
công nghệ “Nghiên cứu hành vi địa hóa và quá trình ô nhiễm asen trong nước dưới đất khu
vực Hà Nội và đề xuất các giải pháp giảm thiểu tác động ô nhiễm trong khai thác, sử dụng”,
Đại học Quốc Gia Hà Nội. Tác giả là thành viên tham gia đề tài này.
Kết quả phân tích thành phần hóa học nước dưới đất của đề tài “Đánh giá hiện trạng,
nguyên nhân, khoanh vùng ô nhiễm môi trường đất và nước trên địa bàn tỉnh Hà Tây và đề
xuất các giải pháp phòng tránh, giảm thiểu ảnh hưởng tới đời sống cộng đồng” do Viện
Khoa học Địa chất và Khoáng sản thực hiện (năm 2009)
Kết quả phân tích thành phần hóa học từ nguồn số liệu “Nước dưới đất 2009” Liên
đoàn địa chất thủy văn - địa chất công trình miền Bắc.
CHƢƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM THỦY ĐỊA HÓA NƢỚC DƢỚI ĐẤT
Đối tượng nghiên cứu của đề tài này là nước lỗ hổng trong trầm tích Đệ tứ, vì vậy từ
đây khái niệm “nước dưới đất” sẽ được hiểu theo nghĩa hẹp như vậy.
3.1. Thành phần hóa học chính
3.1.1. Đặc điểm chung
Qua kết quả phân tích cho thấy thành phần chính trong nước dưới đất vùng nghiên cứu
bao gồm Na

+
, Ca
2+
, Mg
2+
, K
+
, NH
4
+
, Cl
-
, HCO
3
-
, SO
4
2-
, SiO
2
, Mn tổng số và Fe tổng số.
Trong các cation, Na
+
, Ca
2+
, Mg
2+
là những thành phần có nồng độ cao ổn định với hệ số biến
phân (V) nhỏ từ 50% đến 59% (bảng 3.1). Trong các anion thì HCO
3

-
có nồng độ cao nhất,
với trị số trung bình 421,48mg/l, tiếp đến là SO
4
2-
(trung bình 52,74 mg/l), Cl
-
(trung bình
49,84 mg/l). Chính vì vậy, kiểu địa hóa đặc trưng của nước dưới đất vùng này là bicacbonat
Ca-Mg và bicacbonat Mg-Ca. Nồng độ ion clo khá ổn định, ít dao động (hệ số biến phân -
65%), trong khi nồng độ ion sulfat thay đổi mạnh (hệ số biến phân - 267%), tùy thuộc vào vị
trí lấy mẫu. Mặc dầu, nồng độ cực đại có

thể đạt tới gần 600 mg/l, nhưng trong nhiều mẫu
phân tích không phát hiện ra SO
4
2-
. Hiện tượng này chứng tỏ môi trường địa hóa nước dưới
đất có sự thay đổi lớn về chế độ oxi hóa - khử, liên quan đến quá trình khử và động viên As.
Bảng 3.1. Các đặc trƣng thống kê thành phần hóa học nƣớc dƣới đất
Thành phần hóa học
Min
Max
Av
Me
S
V (%)
Na
+
(mg/l)

19,24
124,42
44,54
37,96
26,06
59
K
+
(mg/l)
< DL
1,21
0,61
0,59
0,33
55
Ca
2+
(mg/l)
11,02
187,88
83,56
90,18
42,09
50
Mg
2+
(mg/l)
8,48
72,05
25,90

23,15
13,77
53
NH
4
+
(mg/l)
< DL
87,20
20,62
17,30
23,47
114

9
Thành phần hóa học
Min
Max
Av
Me
S
V (%)
Cl
-
(mg/l)
7,20
103,69
49,84
42,37
32,27

65
SO
4
2-
(mg/l)
< DL
585,79
52,74
5,04
140,95
267
HCO
3
-
(mg/l)
< DL
738,34
421,48
481,30
176,89
42
PO
4
3-
(mg/l)
< DL
1,56
0,46
0,00
0,56

122
SiO
2
(mg/l)
7,00
21,00
13,72
14,25
3,56
26
Mn
0,002
5,91
0,68
0,30
1,16
170
Fe
0,001
25,97
5,09
2,22
6,76
133
As (µg/l)
0,02
182,38
26,97
3,50
47,17

175
TOC
0,28
20,39
9,77
9,26
6,51
67
DOC
0,09
13,70
6,57
6,88
4,39
67
TDS(mg/l)
195,00
1235,00
520,10
518,00
216,69
42
pH
6,90
7,80
7,45
7,50
0,19
3
Ghi chú: Min - nhỏ nhất, Max - lớn nhất, Av- trung bình cộng, Me - median (trung

vị)
S- độ lệch chuẩn, V - hệ số biến phân, DL - giới hạn phát hiện
Trong khu vực này, nồng độ Mn dao động trong khoảng 0,002 - 5,91 mg/l, trung bình
là 0,68 mg/l. Mn phân bố không đồng đều về nồng độ. Điều đó được thể hiện ở mức độ chênh
lệch giữa trị số trung bình (Av) và median (Me) hàm lượng cũng như ở sự vượt quá 100% của
hệ số biến phân (bảng 3.1). Kết quả khảo sát và phân tích cho thấy, một số nơi có nồng độ Mn
cao trong nước dưới đất như Chu Minh (Ba Vì), Ngọc Mỹ, Thạch Thán (Quốc Oai), Chúc
Sơn (Chương Mỹ). Tại những vùng này, nồng độ Mn đạt trên 1,5 mg/l, vượt quá 3 lần giới
hạn cho phép theo QCVN 09:2008/BTNMT (0,5 mg/l). Nồng độ Fe tổng số dao động trong
khoảng 0,001 - 26 mg/l, trung bình là 5,1 mg/l.
Tương tự như Mn, Fe phân bố không đồng đều với hệ số biến phân đạt tới 133%. Một
số nơi, nồng độ Fe trong nước ngầm đạt trên 5 mg/l (giới hạn cho phép theo QCVN
09:2008/BTNMT) như Tân Lập (Đan Phượng), Vân Canh (Hoài Đức), thị trấn Quốc Oai,
Minh Đức (Ứng Hòa), Phúc Tiến (Phú Xuyên).
3.2. Độ tổng khoáng hóa (TDS)
Nước dưới đất tầng Pleistocen chủ yếu là nước nhạt với độ tổng khoáng hóa dao động
trong khoảng từ 165mg/l đến 738mg/l, trung bình là 376,5mg/l. Trong khi đó, dưới sự bổ cập
nước mạnh mẽ của nước mặt và các nguồn cung cấp nước khác, nước dưới đất trong tầng
Holocen có độ tổng khoáng hóa cao hơn trong tầng Pleistocen với hàm lượng dao động trong
khoảng từ 317,76 mg/l đến 1643,74 mg/l, trung bình đạt khoảng 765,49mg/l. Nước ở tầng này
chủ yếu cũng là nước nhạt.

10

Hình 3.1: Các đặc trƣng thống kê hàm lƣợng TDS tầng qh và qp
3.3. Kiểu hóa học của nƣớc dƣới đất
Kiểu hóa học của nước dưới đất được xác định bằng công thức Kurlov.
3.3.1. Kiểu hóa học của nƣớc tầng Holocen
Với sự chiếm ưu thế của cation Ca
2+

và anion HCO
3
-
trong thành phần hóa học của nước,
theo công thức Kurlov, nước trong tầng Holocen là kiểu nước bicacbonat canxi-magie chiếm
85% trong tổng số các mẫu nước. Công thức loại hình hóa học của nước tại điểm các điểm
khảo sát trong khu vực nghiên cứu như sau:
Tại điểm Q63a - Hoài Đức: M
0,45
pH
7,7

Tại điểm Q55a - Đan Phượng: M
0,62
pH
7,6

3.3.2. Kiểu hóa học của nƣớc tầng Pleistocen
Nước dưới đất trong tầng Pleitocen khu vực nghiên cứu có kiểu hóa học phổ biến là
bicacbonat canxi, bicacbonat canxi-magie. Một trong những mẫu nước thể hiện rõ loại hình
hóa học này được biểu diễn bởi công thức Kurlov như sau:
Tại điểm HN.09a - Hoài Đức: M
0,49
pH
7,2


Tại điểm HN.06 - Ứng Hòa: M
0,49
pH

7,1

3.4. Thành phần các kim loại
Dựa theo kết quả phân tích 53 mẫu của Đặng Mai và 184 mẫu của Bùi Hữu Việt được
lấy trong khu vực, học viên đã tổng hợp các đặc trưng thống kê hàm lượng các kim loại Cr,

11
Mn, Fe, Cu, Zn , Cd, Sb, Hg, Pb, Ni và As (bảng 3.2). Nồng độ các kim loại Mn, As, Fe, Cu,
Zn, Cd, Sb, Hg, Pb có sự biến động khá lớn về hàm lượng (hệ số biến phân dao động từ 144 -
342%). Theo QCVN 09:2008/BTNMT và TCVN 5502:2003 giới hạn hàm lượng các kim loại
cho phép thứ tự như sau: Cr(50ppb), Mn(500ppb), Hg(1ppb), Fe(5000ppb), Cu(1000ppb),
Zn(3000ppb), Cd(5ppb), Sb(5ppb), Hg(1ppb), Pb(10ppb), Ni (1ppb) thì các mẫu nước ngầm
trong khu vực chưa có dấu hiệu ô nhiễm bởi hàm lượng các kim loại như Cr, Cu, Zn, Cd và
Sb. Tuy nhiên, trong khu vực nhiều mẫu có hàm lượng các kim loại cao hơn tiêu chuẩn cho
phép (TCCP) như Fe, Mn, Pb, Hg đặc biệt là As. Hàm lượng As dao động trong khoảng rất
lớn từ 0,02 - 392,4ppb (hệ số biến phân - 216%), có nhiều mẫu có hàm lượng As rất cao, gấp
từ 10-30 lần so với tiêu chuẩn nước sinh hoạt do WHO quy định (10ppb) trong khi một số
thấp hơn tiêu chuẩn nhiều (nhỏ hơn 1ppb).
Bảng 3.2. Các đặc trƣng thống kê hàm lƣợng các kim loại trong nƣớc dƣới đất
Thành phần các
nguyên tố (ppb)
Min
Max
Av
Me
S
V (%)
Cr
1,00
60,00

19,33
20,38
10,71
55,40
Mn
2,00
5917,15
283,60
76,00
629,58
244,21
Fe
1,16
23614,91
4422,59
2178,07
6166,69
139,44
Cu
0,04
76,00
16,38
8,00
15,92
97,16
Zn
1,03
484,00
44,77
17,45

74,77
167,00
As
0,02
392,42
28,77
4,71
62,16
216,05
Cd
0,00
1,54
0,12
0,05
0,22
187,93
Hg
0,02
173,63
1,37
0,29
11,59
843,52
Pb
0,03
47,60
4,93
1,58
7,78
157,71

Sb
0,01
6,85
0,94
0,30
1,49
159,24
Ni
8,00
156,00
62,90
64,50
32,40
52,00
Hàm lượng của một số kim loại cao gấp nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép có thể
do sự ảnh hưởng cơ bản của thành phần đất đá đến tầng nước ngầm khi có quá trình phong
hóa, bào mòn hợp chất chứa các kim loại theo dòng nước ngầm và do đặc tính di động khác
nhau của các kim loại. Ngoài ra, các kim loại này cũng có thể được thải ra từ các làng nghề
hoặc từ khu công nghiệp, chúng bị rửa trôi theo nguồn nước mưa và hòa vào các dòng sông
theo hệ thống sông ngòi trên, tích tụ làm gia tăng hàm lượng chúng trong nguồn nước ngầm.
CHƢƠNG 4: HÀNH VI ĐỊA HÓA CỦA ASEN TRONG NƢỚC DƢỚI ĐẤT KHU VỰC
PHÍA TÂY HÀ NỘI
4.1. Hàm lƣợng As trong nƣớc dƣới đất
Với 100 kết quả phân tích hàm lượng As trong nước dưới đất tầng Pleistocen và 37
kết quả phân tích nước dưới đất tầng Holocen trong khu vực cho thấy:

12
Hàm lượng As trong nước dưới đất tầng Holocen dao động trong khoảng 0,23g/l đến
268,14g/l, trung bình 34,81g/l. Trong khi đó, hàm lượng của nguyên tố này trong nước
dưới đất tầng Pleistocen dao động từ 0,14g/l-392,42g/l, trung bình 38,91g/l (hình 4.1).

Bảng 4.1. Các đặc trƣng thống kê hàm lƣợng As trong tầng Holocen và Pleistocen
Tầng chứa nước
Min
Max
Av
Me
S
V (%)
Tầng Holocen (qh)
0,23
268,14
34,81
5,10
70,17
202
Tầng Pleistocen (qp)
0,14
392,42
38,91
9,11
74,69
192
Theo quy định của WHO về giới hạn hàm lượng của các nguyên tố vi lượng trong
nước ngầm thì hàm lượng As không được vượt quá 10g/l. Nếu theo quy định trên, thì có
32,4% mẫu nước trong tầng Holocen và 44,1% mẫu nước trong tầng Pleistocen đã bị ô nhiễm.
Đặc biệt trong tầng Pleistocen 21/100 mẫu có hàm lượng As> 100g/l (gấp >10 lần TCCP),
điều này cho thấy mức độ ô nhiễm As nghiêm trọng trong nước dưới đất tầng chứa này. Hệ số
biến phân của hàm lượng As trong nước tầng Holocen và Pleistocen lần lượt là V
qh
= 202 %

và V
qp
= 192% . Như vậy, sự phân bố hàm lượng As trong khu vực là không đồng đều trong cả
tầng qh và qp.
Bảng 4.2. Các đặc trƣng thống kê hàm lƣợng As trong NDĐ khu vực phía tây Hà Nội
Huyện
Min
Max
Av
Me
S
V(%)
Ba Vì
0,50
108,81
5,25
0,80
21,14
403
Đan Phượng
0,23
124,76
27,87
10,99
37,24
134
Quốc Oai
0,62
14,94
5,78

4,01
5,53
96
Hoài Đức
5,14
392,42
120,97
100,55
114,67
95
Chương Mỹ
0,37
8,46
2,64
2,04
2,30
87
Thường Tín
0,35
41,13
9,51
5,72
9,76
103
Phú Xuyên
0,71
268,14
31,48
7,23
64,14

204
Mỹ Đức
0,14
16,15
5,03
2,74
6,57
131
Ứng Hòa
1,16
43,44
12,58
7,53
12,60
100
Hàm lượng As trong nước dưới đất phân bố trên diện rộng trong khu vực nghiên cứu.
Ở các huyện Ba Vì, Sơn Tây, Thạch Thất, Quốc Oai, Chương Mỹ, Mỹ Đức hàm lượng As
trong nước tương đối thấp, chỉ có một số ít mẫu có dấu hiệu ô nhiễm. Trong khi đó ở các
huyện Hoài Đức, Phúc Thọ, Phú Xuyên, Thanh Oai, Ứng Hòa nước dưới đất lại có biểu hiện
ô nhiễm As rõ ràng với 41,7 % các mẫu nước thu được có hàm lượng As > 10g/l. Ở huyện
Phú Xuyên, hàm lượng As dao động tương đối lớn từ 0,71 - 268,14g/l, trung bình 31,84g/l
(bảng 4.2). Mặt khác, hệ số biến phân lại rất lớn (V = 204%) nên sự phân bố hàm lượng As
trong vùng rất không đồng đều. Ở huyện Ba Vì, có hệ số biến phân rất lớn (V = 403%), hàm

13
lượng As trong vùng phân bố không đồng đều. Đặc biệt ở huyện Hoài Đức, có nơi hàm lượng
As trong nước đạt 392, 42g/l, gấp 39 lần TCCP của WHO.
4.2. Dạng tồn tại của As trong nƣớc dƣới đất
Trong môi trường, As có thể tồn tại ở các trạng thái oxi hóa khác nhau (-3, 0, +3 và
+5), nhưng trong nước tự nhiên chủ yếu tìm thấy dạng asenit hóa trị ba [As(III)] và asenat hóa

trị năm [As(V)]. Mặt khác, As(III) và As(V) luôn luôn chuyển trạng thái cho nhau tùy thuộc
vào điều kiện môi trường.
4.2.1. Kết quả phân tích
Kết quả phân tích 14 mẫu của chúng tôi tại Bộ môn Hóa phân tích, Trường Đại học
Khoa học Tự nhiên cho thấy hàm lượng As(III) chiếm trên 70% so với trong As tổng (bảng
4.3).
Bảng 4.3. Các đặc trƣng thống kê hàm lƣợng As(III) và As(V) trong NDĐ
Hàm lượng As (ppb)
Min
Max
Av
Me
S
V(%)
As(III)
0,36
95,55
24,85
11,91
32,52
131
As(V)
0,25
1,70
0,85
0,61
0,76
85
4.2.2. Quan hệ của As và Eh
Trong nước dưới đất khu vực phía tây Hà Nội, giá trị Eh chủ yếu tập trung trong

khoảng -20mV đến +20mV. Trong khi đó hàm lượng As chủ yếu tập trung trong khoảng từ
0,14 g/l đến 43,44g/l. Ngoài khoảng giá trị này của Eh thì As phân bố rời rạc (hình 4.1).

Hình 4.1: Tƣơng quan giữa As và Eh
Mối quan hệ giữa As tổng với Eh thể hiện khá mật thiết ở hình 4.2. Giá trị Eh đo được
cho chúng ta đánh giá được môi trường nghiên cứu chứa các dạng tồn tại của As chủ yếu là
môi trường khử (do các giá trị Eh nhỏ, dao động trong khoảng hẹp từ -20 đến +20 mV).

14
4.2.3. Quan hệ giữa As với pH
Giá trị pH trong nước trong khu vực nghiên cứu biến đổi trong một khoảng hẹp, dao
động trong khoảng từ 6,4 đến 7,7. Nước thuộc loại trung tính, đôi nơi là axit yếu hoặc kiềm
yếu. Trong khoảng pH này hàm lượng As biến thiên trong khoảng từ 0,14 g/l đến 392,4
g/l. Điều này kết luận rằng, trong phạm vi nghiên cứu thì As tồn tại ở điều kiện môi trường
trung tính, axit yếu và kiềm yếu (hình 4.2).

Hình 4.2. Tƣơng quan giữa As và pH

Hình 4.5. Tƣơng quan giữa Eh và pH trong NDĐ khu vực phía tây Hà Nội
Qua hình 4.5 cho thấy, khu vực phía tây Hà Nội, độ pH phổ biến trong khoảng từ 6,5
- 7; giá trị Eh từ 10 - 50mV. Từ giá trị pH, Eh trên ứng với hình 4.4 cho thấy dạng tồn tại của
As trong khu vực phía tây Hà Nội chủ yếu là As(III) di chuyển dưới dạng H
3
AsO
3
0
.
4.3. Quan hệ của As với các thành phần hóa học trong nƣớc dƣới đất
4.3.1. Quan hệ của As với Fe
Bảng 4.4. Hàm lƣợng As và Fe theo bậc

Bậc nồng
As (µg/l)
Fe (mg/l)

15
độ
Av
Me
Av
Me
I
0,42
0,24
0,26
0,09
II
4,09
3,40
4,06
3,26
III
72,50
58,06
8,70
7,49
Nồng độ trung bình của Fe trong nước dưới đất khu vực phía tây Hà Nội là 4,25 mg/l,
tương đương với mức trung bình ở các vùng ô nhiễm As trên thế giới và Việt Nam. Tuy
nhiên, trị số median (trung vị) nồng độ chỉ có 1,54 mg/l, chứng tỏ Fe chỉ tập trung cao ở một
số nơi nhất định và hàm phân phối xác suất khác xa với phân phối chuẩn. Vì vậy, trong
trường hợp này, để nghiên cứu mối tương quan của As và Fe có thể phân bậc hàm lượng As

theo các mức khác nhau và tính nồng độ trung bình theo các bậc đó. Tập mẫu sử dụng trong
mục này gồm 53 mẫu của Đặng Mai. Chia tập mẫu này thành 3 bậc theo thang hàm lượng As:
0-1 µg/l, 1-10 µg/l, 10-182µg/l. Kết quả trình bày trong bảng 4.4. Rõ ràng rằng, cả trị số trung
bình và median nồng độ của hai nguyên tố Fe và As cùng tăng đồng thời, nghĩa là As và Fe có
mối tương quan dương chặt chẽ. Điều đó chứng tỏ As trong nước duới đất được động viên
theo cơ chế khử các khoáng vật hydroxit sắt và giải phóng As hấp phụ.
4.3.2. Quan hệ của As với Mn
Tương quan giữa As và Mn cũng là một yếu tố quan trọng chỉ ra quá trình khử giải
phóng As trong trầm tích. Trong nước dưới đất khu vực phía tây Hà Nội, hàm lượng Mn dao
động từ 0,002 đến 5,91 mg/l, trung bình là 0,69 mg/l, trung vị 0,25 mg/l, hệ số biến phân
170%. Như vậy, tương tự như Fe, nồng độ Mn phân bố rất không đều theo không gian. Nếu
so sánh với các khu vực ô nhiễm As điển hình trên thế giới thì hàm lượng trung bình của Mn
ở đây tương đương.
Hình 4.6, biễu diễn phân bố hàm lượng As và Mn theo mẫu nước, cho thấy hai thành
phần này không có tương quan đáng kể. Như vậy, tương quan của As và Mn là dương nhưng
rất yếu.
0
1
10
100
1000
10000
Mn
As


16
Hình 4.6. Hàm lƣợng As và Mn trong các mẫu NDĐ (trục tung là logarit hàm lƣợng)
4.3.3. Quan hệ của As với NH
4

+
Số liệu sử dụng trong mục này gồm hai tập mẫu. Tập mẫu thứ nhất được thu thập vào
mùa khô 2009 (TM1) và tập mẫu thứ 2, thu thập vào mùa khô 2010 (TM2). TM1 gồm 19 mẫu
phân tích đồng thời As và NH
4
+
. Hàm lượng As trong tập mẫu này dao động từ 0,64 đến
392,42ppb, hàm lượng NH
4
+
từ 0,18 đến 70,56ppm. Hệ số tương quan As-NH
4
+
tính được là
+0,15. Chia tập mẫu này thành 3 nhóm theo thang hàm lượng As 0-1ppb, 1-10ppb, 10 -
392ppb và tính hàm lượng trung bình của As và NH
4
+
cho từng tập nhóm, kết quả đưa vào
bảng 4.6.
Bảng 4.6. Hàm lƣợng As và NH
4
+
theo bậc trong tập mẫu TM1
Nhóm
As (ppb)
Thông số
As
NH
4

+
1
0-1
N
5
5
Mean
0,78
0,22
Median
0,79
0,18
2
1-10
N
8
8
Mean
4,67
10,24
Median
4,38
0,54
3
10-392
N
6
6
Mean
199,94

27,54
Median
205,35
25,20
N: Số mẫu. Hàm lượng NH
4
+
: ppm, Hàm lượng As
+
: ppb
Bảng 4.6 cho thấy, trung bình hàm lượng NH
4
+
tăng dần từ 0,22 trong nhóm qua trị số
trung gian 10,24 ở nhóm 2 và đạt trị số lớn nhất 27,54 ở nhóm 3. Kèm theo đó median hàm
lượng tăng tương ứng qua các trị số 0,18 - 0,54 - 25,20.
Tập mẫu TM2 gồm 15 mẫu thu thập vào mùa khô 2010. Trong tập mẫu này, hàm
lượng As dao động từ 0,02 ppb đến 182,38 ppb, còn NH
4
+
từ 0,005 đến 45 ppm. Trong mẫu
này, As tương quan dương chặt chẽ với NH
4
+
với hệ số tương quan tuyến tính 0,82 (hình 4.9).
Những phân tích trên đây cho thấy trong nước dưới đất khu vực phía tây Hà Nội, hàm
lượng As tương quan chặt chẽ với NH
4
+
- một dấu hiệu chứng minh cơ chế hòa tan khử giải

phóng As từ trầm tích.

17

Hình 4.7. Tƣơng quan giữa As với NH
4
+
trong TM2
4.3.4. Quan hệ của As với DOC và TOC
Mối quan hệ này được xét trong tập mẫu TM2. Trong tập mẫu này, hàm lượng TOC
dao động từ 0,28 đến 20,39 ppm, DOC từ 0,09 đến 13,70 ppm. Quan hệ của As và hai thành
phần này đều rất chặt chẽ với hệ số tương quan cao và có nghĩa (r
As- DOC
= 0,54, r
As-TOC
=
0,62, hình 4.10). Những mối quan hệ như thế cũng đã được tìm thấy nhiều khu vực trên thế
giới, trong nước ngầm bị ô nhiễm As do cơ chế hòa tan - khử.

Hình 4.10. Tƣơng quan giữa As với DOC và TOC
4.3.5. Quan hệ của As với HCO
3
-
Dựa theo kết quả phân tích mẫu vào mùa khô năm 2009, hàm lượng HCO
3
-
dao động
trong khoảng 0,02 - 2,60 mg/l, trung bình 0,64 mg/l, tương ứng với hàm lượng As từ 0,64 đến
375 µg/l. Hệ số biến phân của As và HCO
3

-
lần lượt là 132%, 155%, điều đó chứng tỏ hàm
lượng của As và HCO
3
-
phân bố rời rạc trong khu vực.

18

Hình 4.11. Tƣơng quan giữa As với HCO
3
-

Từ hình 4.11 cho thấy, As và HCO
3
-
có mối tương quan dương (hệ số r = 0,13), phản
ánh quan hệ chặt chẽ giữa As và HCO
3
-
.
4.3.6. Quan hệ của As với SO
4
2-
Ion sunfat trong nước là sản phẩm của quá trình oxi hóa vì vậy, hàm lượng và mối
tương quan của nó là một dấu hiệu chỉ thị cho môi trường tồn tại của As.
Theo kết quả thu mẫu vào mùa khô năm 2009 (tập mẫu TM1), hàm lượng SO
4
2-
dao

động trong khoảng 0,1 - 0,75 mg/l (trung bình 0,43 mg/l), tương ứng với hàm lượng As từ
0,64 đến 375 µg/l. Còn trong tập mẫu TM2, hàm lượng SO
4
2-
thay đổi từ 0,05 đến 6,9 mg/l,
tương ứng với hàm lượng As từ 0,03 đến 182 µg/l. Trong tập mẫu TM1, As và SO
4
2-
có mối
tương quan âm với hệ số r = - 0,55, còn trong tập mẫu TM2, As và SO
4
2-
cũng có mối tương
quan nghịch nhưng kém chặt chẽ hơn (r = -0,20) (hình 4.12).

Hình 4.12. Tƣơng quan giữa As với SO
4
2-
trong TM1 (a) và TM2 (b)

19
4.4. Quan hệ của As với các thành phần hóa học trong trầm tích Đệ Tứ
4.4.1. Thành phần thô lƣợng
Dựa theo kết quả phân tích 15 mẫu trầm tích được lấy tại hai lỗ khoan sâu thuộc dự án
VINOGEO. Lỗ khoan QO.01 tại thị trấn Quốc Oai, lỗ khoan QO.03 tại xóm Tám, xã Thạch
Thán, huyện Quốc Oai (Hà Nội).
Bảng 4.7. Các đặc trƣng thống kê hàm lƣợng các oxit trong trầm tích Đệ tứ
Các oxit
Hàm lượng (%)
Min

Max
Av
Me
S
V
SiO
2

23,67
75,76
58,84
23,67
15,10
25,67
TiO
2

0,62
4,02
1,63
1,59
1,01
61,78
Al
2
O
3

6,31
30,42

16,76
10,93
6,16
36,72
Fe
2
O
3

2,07
51,67
11,11
51,67
12,44
112,00
MnO
0,01
0,12
0,05
0,12
0,03
67,67
MgO
0,12
1,72
0,74
0,21
0,52
70,25
CaO

0,03
0,49
0,21
0,19
0,14
66,33
Na
2
O
0,01
0,73
0,23
0,07
0,25
106,35
K
2
O
0,34
3,32
1,72
0,41
0,92
53,39
Hàm lượng Al
2
O
3
dao động trong khoảng 6,31 - 30,42%. Về trung bình, hợp phần này
đạt cao nhất trong trầm tích hệ tầng Vĩnh Phúc (16,76%) và thấp nhất trong hệ tầng Thái Bình

(10,20%). Hàm lượng trung bình của Fe
2
O
3
cao nhất trong hệ tầng Vĩnh Phúc (10,46%), liên
quan đến quá trình laterit hóa; thấp nhất trong sét xám xanh hệ tầng Hải Hưng (6,45%) và đạt
trung bình trong trầm tích hệ tầng Thái Bình (7,21%) (bảng 4.7).
4.4.2. Thành phần vi lƣợng
Các nguyên tố vi lượng được nghiên cứu bao gồm hai nhóm nguyên tố: nhóm
chancophin gồm Cu, Zn, Sb, As, Pb, Cd và nhóm siderophin gồm V, Cr, Ni.
Bảng 4.8. Các đặc trƣng thống kê hàm lƣợng các nguyên tố vi lƣợng trong trầm tích Đệ
tứ
Nguyên tố vi
lượng
Min
Max
Av
Me
S
V (%)
Cu
20,10
116,00
62,78
49,60
33,34
53,10
Zn
55,80
173,00

104,79
102,00
37,79
36,07
Sb
3,10
62,80
10,65
5,60
15,92
149,50
As
5,80
41,50
15,19
13,60
8,97
59,02
Pb
6,10
47,60
24,70
23,10
10,38
42,03
Cd
0,05
0,18
0,10
0,09

0,06
60,74
V
78,00
456,00
191,54
167,00
108,48
56,64

20
Cr
74,00
339,00
152,54
129,00
78,55
51,50
Ni
30,00
137,00
67,15
58,00
33,27
49,54
Asen (As)
Hàm lượng trong lỗ khoan QO.01 dao động từ 10,1 đến 41,5 mg/kg; thấp nhất trong
sét loang lỗ thuộc hệ tầng Vĩnh Phúc và cao nhất trong tầng sét pha màu xám xanh thuộc hệ
tầng Hải Hưng. Điều đó cho thấy trầm tích trong vùng là nguồn nguy cơ gây ô nhiễm cho
nguồn nước dưới đất. Trong lỗ khoan QO.03, hàm lượng As dao động từ 5,8 đến 14,8 mg/kg;

thấp nhất ở độ sâu 19,3m, tương ứng với trầm tích sét loang lổ thuộc hệ tầng Vĩnh Phúc và đạt
cực đại ở độ sâu 4,3m, trong bùn sét xám xanh, xám đen tầng Hải Hưng. So với mức trung
bình trong trầm tích sét, hàm lượng As cực đại ở đây cao hơn 2,2 lần, còn với mức trung bình
trong vỏ Trái Đất thì cao hơn gần 9 lần. Trên biểu đồ biến thiên hàm lượng, asen có xu hướng
giảm theo độ sâu (hình 4.13a, 4.14a).
Đồng (Cu)
Trong lỗ khoan QO.01, hàm lượng đồng thấp nhất ở tầng đất đắp trên cùng
(35,2mg/kg) và đạt cực đại với giá trị 116mg/kg ở độ sâu 25,7m, tương ứng với trầm tích sét
loang lổ của hệ tầng Vĩnh Phúc. Trong lỗ khoan QO.03, hàm lượng đồng dao độngtrong
khoảng 20 - 105mg/kg; đạt giá trị thấp nhất ở độ sâu 3,7m, tương ứng với trầm tích cát bột hệ
tầng Thái Bình và cao nhất ở độ sâu 22,5, tương ứng với trầm tích sét hệ tầng Vĩnh Phúc. Xu
thế biến đổi chính của hàm lượng Cu là tăng theo độ sâu (hình 4.13b, 4.14b). So với trung
bình trong đá trầm tích thế giới, hàm lượng đồng trong khu vực này đạt mức xấp xỉ, với hệ số
clac nồng độ từ 0,62 đến 2,04.
Chì (Pb)
Hàm lượng chì trong các tầng trầm tích ở lỗ khoan QO.01 dao động từ 6,1 đến 47,6
mg/kg, nhìn chung xấp xỉ mức trung bình trên thế giới; hàm lượng Pb thấp nhất ở độ sâu
20,2m, tương ứng với hệ tầng Vĩnh Phúc và đạt cực đại ở độ sâu 11,7m, thuộc tầng Hải Hưng.
Trong lỗ khoan QO.03, hàm lượng thấp nhất của As là 16,1 mg/kg tại độ sâu 3,7m, tương ứng
với trầm tích cát bột hệ tầng Thái Bình, còn hàm lượng cao nhất là 34,1 mg/kg, đạt được tại
độ sâu 4,3m, trong trầm tích sét tầng Hải Hưng. Hệ số tập trung đối với đá sét dao động trong
khoảng 0,27 - 1,71, còn clac nồng độ từ 1 đến 2. Như vậy, hàm lượng Pb vùng này tương
đương mức trung bình của thế giới. Tương tự như asen, chì thể hiện xu thế giảm hàm lượng
theo độ sâu (hình 4.13c, 4.14c).

21

b
5
15

25
35
45
0 100 200
Cu
5
15
25
35
45
0 25 50
Pb
c
a
5
15
25
35
45
5 25 45
As
d
5
15
25
35
45
0 100 200
Zn
e

5
15
25
35
45
0 40 80
Sb
§é s©u (m)
Hµm l-îng (mg/kg)
Hình 1. Biến
thiên hàm lƣợng
các kim loại nặng
trong lỗ khoan
QO-01

Hình 4.13. Biến thiên hàm lƣợng các kim loại trong lỗ khoan QO.01
Kẽm (Zn)
Xu thế biến thiên của hàm lượng kẽm ở hai lỗ khoan có khác nhau chút ít. Nếu như tại
lỗ khoan QO.01, Zn thể hiện xu thế tăng hàm lượng theo độ sâu (hình 4.13d), thì ngược lại ở
lỗ khoan QO.03, Zn thể hiện xu thế giảm hàm lượng theo độ sâu (hình 4.14d). Tại lỗ khoan
QO.01, hàm lượng Zn thấp nhất là 55,8mg/kg đạt được ở độ sâu 20,2m, tương ứng với trầm
tích của hệ tầng Hải Hưng và cao nhất là 173 mg/kg, tương ứng với hệ tầng Vĩnh Phúc. Tại lỗ
khoan QO.03, hàm lượng Zn dao động trong khoảng 63 - 152 mg/kg; đạt thấp nhất ở độ sâu
3,7m, thuộc hệ tầng Thái Bình và cao nhất ở độ sâu 8,3m thuộc hệ tầng Hải Hưng. So với
phông chung của thế giới, hàm lượng Zn trong trầm tích bở rời khu vực phía tây Hà Nội đạt
mức trung bình với hệ số tập trung trong đá sét từ 0,7 đến 2,16 và clac nồng độ từ 0,79 đến
1,83.

22

0
5
10
15
20
25
0 10 20
As
a
Cu
0
5
10
15
20
25
0 40 80 120
b
Pb
0
5
10
15
20
25
0 20 40
c
Zn
0
5

10
15
20
25
0 100 200
d
Sb
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15
e
Hµm l-îng (mg/kg)
§é s©u (m)
Hình 2. Biến
thiên hàm
lƣợng asen
trong lỗ khoan
QO- 03

Hình 4.14. Biến thiên hàm lƣợng các kim loại trong lỗ khoan QO.03
Antimon (Sb)
Tại lỗ khoan QO.01, hàm lượng Sb dao động trong khoảng 4,03 - 62,8mg/kg, cao hơn
mức trung bình trong đá sét từ 2,4 đến 31,4 lần và cao hơn mức trung bình trong vỏ Trái Đất
từ 8,1 đến 125,6 lần. Khác với các nguyên tố khác, xu thế biến đổi hàm lượng của Sb không
rõ ràng (hình 4.13e, 4.14e). Tại lỗ khoan QO.03, hàm lượng Sb dao động trong khoảng 3,07 -
11mg/kg; thấp nhất ở độ sâu 9,8m, ứng với trầm tích hệ tầng Hải Hưng và cao nhất ở độ sâu

20,8m trong hệ tầng Vĩnh Phúc. Tuy nhiên, có thể nhận ra rằng, về trung bình, hàm lượng Sb
trong hệ tầng Vĩnh Phúc cao hơn trong tầng Hải Hưng và Thái Bình. Hệ số tập trung của Sb
đạt từ 1,54 đến 5,5, còn clac nồng độ từ 6,14 đến 22. Như vậy, hàm lượng Sb ở đây cao hơn
nhiều so với phông chung của thế giới.
Cadimi (Cd)
Trong hầu hết các tầng trầm tích ở cả hai lỗ khoan, hàm lượng Cd đều dưới độ nhậy
phân tích, ngoại trừ một số mẫu có hàm lượng rất thấp (bảng 4.10). Hàm lượng Cd dao động
từ 0,05 đến 0,18mg/kg, trung bình 0,10mg/kg.

23
Các nguyên tố siderophin
Các nguyên tố siderophin được nghiên cứu ở đây bao gồm V, Cr, và Ni. Trong hầu hết
các mẫu chúng đều có hàm lượng thấp, dưới mức trung bình của trầm tích thế giới hoặc cao
hơn vài ba lần và vì vậy, những nguyên tố này không có vai trò đáng kể đối với môi trường
khu vực nghiên cứu.
CHƢƠNG 5: Ô NHIỄM NƢỚC DƢỚI ĐẤT VÀ CÁC GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU Ô
NHIỄM ASEN TRONG NƢỚC DƢỚI ĐẤT
5.1. Hiện trạng ô nhiễm nƣớc dƣới đất
5.1.1. Ô nhiễm As trong nƣớc dƣới đất
Căn cứ vào khoảng dao động hàm lượng của As trong các mẫu phân tích được nói ở
trên và nhằm phản ánh mức độ ô nhiễm, hàm lượng As được nội suy theo các bước 0-10, 10-
25, 25- 50, 50-75, 75-100, 100-125, 125-150, 150-182ppb. Hình 5.1 thể hiện các trung tâm ô
nhiễm lớn của As là Hoài Đức, Phúc Thọ và Ứng Hòa. Ở cực bắc huyện Ba Vì cũng có một
vùng ô nhiễm nhưng diên tích nhỏ. Tại Hoài Đức, hàm lượng cực đại của As trong nước
ngầm lên tới 182ppb, vượt quá giới hạn cho phép của WHO hơn 18 lần. Tại Ứng Hòa, hàm
lượng cực đại của As trong nước ngầm là 128ppb; Phúc Thọ là 124 và phía bắc Ba Vì là
108ppb. Từ các trung tâm này, hàm lượng As giảm dần ra xung quanh với gradian nồng độ
khác nhau. Về phía đông, theo hướng vào khu vực nội thành Thành phố Hà Nội, quá trình lan
truyền ô nhiễm xảy ra với gradian nhỏ; trong khi đó về phía tây, nồng độ As trong nước ngầm
giảm xuống nhanh. Kết quả của các quá trình đó là tạo thành một khu vực ô nhiễm kéo dài

theo hướng tây bắc - đông nam nằm sát khu vực nội thành Hà Nội.


24

Hình 5.1. Phân bố hàm lƣợng As trong NDĐ khu vực phía tây Hà Nội
5.1.2. Ô nhiễm Fe, Mn trong nƣớc dƣới đất
Theo kết quả phân tích 53 mẫu của Đặng Mai, cho thấy trong khu vực hàm lượng Fe
tổng cao hơn hàm lượng Mn (bảng 5.1).
Bảng 5.1. Các đặc trƣng thống kê hàm lƣợng Fe và Mn trong NDĐ
TT
Thông số
Min
Max
Av
Me
S
V (%)
1
Mn (mg/l)
0,002
5,91
0,68
0,30
1,16
170
2
Fe (mg/l)
0,001
25,97

5,09
2,22
6,76
133
Trong khu vực, nồng độ Mn dao động trong khoảng 0,002-5,91 mg/l, trung bình là
0,68 mg/l. Hệ số biến phân của Mn vượt quá 100%, điều đó thể hiện Mn phân bố không đồng
đều về nồng độ. Kết quả khảo sát và phân tích cho thấy, một số nơi có nồng độ Mn cao trong
nước dưới đất như Chu Minh (Ba Vì), Ngọc Mỹ, Thạch Thán (Quốc Oai), Chúc Sơn (Chương
Mỹ). Tại những vùng này, nồng độ Mn hầu hết đạt trên 1,5 mg/l, vượt quá 3 lần giới hạn cho
phép theo QCVN 09:2008/BTNMT (0,5 mg/l).

25
Tương tự như Mn, Fe phân bố không đồng đều với hệ số biến phân đạt tới 133%. Một
số nơi, Fe tổng có biểu hiện ô nhiễm tương đối rõ nét. Như tại các điểm khảo sát HN.03
(Minh Đức), 1629 (Đông Lỗ), 1625, 1627 (Châu Can - Ứng Hòa) và HN.02 (Đại Xuyên - Phú
Xuyên), hàm lượng Fe tổng trong nước dưới đất lên tới 20-26 mg/l, cao hơn giới hạn cho
phép 4 -7 lần.

5.2. Nguồn gốc và cơ chế ô nhiễm As trong nƣớc dƣới đất
5.2.1. Nguồn gốc As trong nƣớc dƣới đất
Các phân tích trên đã chứng minh trong khu vực nghiên cứu, As trong nước dưới đất
tồn tại ở điều kiện môi trường khử. Sự tương quan giữa hàm lượng As với hàm lượng các ion
khác có mặt trong thành phần của nước dưới đất như Fe, Ca
2+
, SO
4
2-
, HCO
3
-

, NH
4
+
, Mn
2+

trong các mẫu phân tích thu được là các bằng chứng quan trọng và thuyết phục để luận giải về
nguồn gốc As trong nước dưới đất khu vực phía tây Hà Nội. Chúng ta có thể khẳng định rằng
nguồn gốc hình thành As trong nước dưới đất là nguồn gốc trầm tích, hay chính xác hơn là As
được làm giàu trong nước dưới đất bắt nguồn từ sự khử hòa tan các khoáng vật hấp phụ As có
trong thành phần trầm tích chính bản thân các tầng chứa nước.
5.2.2. Cơ chế ô nhiễm As trong nƣớc dƣới đất
As trong nước dưới đất khu vực phía tây Hà Nội được hình thành theo hai cơ chế khử
sau đây:
Cơ chế khử oxyhydroxit(Fe
3+
OOHAs) giải phóng As do sinh vật
Cơ chế khử As hấp phụ trên oxit sắt hoặc oxyhydroxit bị thay thế bởi bicacbonat
5.3. Các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm As trong nƣớc dƣới đất
Nước dưới đất giàu As trong khu vực phía tây Hà Nội và một thực tế rõ ràng so với
các quốc gia khác trên thế giới như Bangladesh, Ấn Độ, Trung Quốc,… thì hiện trạng ô
nhiễm As trong nước ngầm khu vực phía tây Hà Nội có thể được đánh giá là nghiêm trọng với
47,1 % các mẫu phân tích nước trong khu vực cho kết quả ô nhiễm As. Thực trạng này đã đặt
ra yêu cầu phải đưa ra các giải pháp phòng ngừa và xử lí để giảm thiểu ảnh hưởng của việc sử
dụng nguồn nước dưới đất cao As này đến sức khỏe cộng đồng. Các giải pháp cụ thể như sau
:
5.3.1. Đối với các khu vực đã có hệ thống cung cấp nƣớc tập trung
- Cần kiểm soát và điều tiết chế độ khai thác nước hợp lí để không làm giảm mực nước
ngầm nhiều hơn nữa. Đây là một biện pháp tích cực, chủ động và lâu dài nhằm đáp ứng nhu