Thực trạng nhiễm mangan trong nước sinh hoạt trên địa bàn thành phố Tuyên Quang, tỉnh Tuyên Quang

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
TRẦN HỒNG THÚY
THỰC TRẠNG NHIỄM MANGAN TRONG
NƯỚC SINH HOẠT TRÊN ĐỊA BÀN
THÀNH PHỐ TUYÊN QUANG
TỈNH TUYÊN QUANG
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
Thái Nguyên, năm 2013
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
TRẦN HỒNG THÚY
THỰC TRẠNG NHIỄM MANGAN TRONG
NƯỚC SINH HOẠT TRÊN ĐỊA BÀN
THÀNH PHỐ TUYÊN QUANG
TỈNH TUYÊN QUANG
Chuyên ngành: Khoa học Môi trường
Mã số: 60 44 03 01
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
Người hướng dẫn khoa học: TS. Phan Đình Binh
Thái Nguyên, năm 2013
2
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu,
kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được sử dụng để bảo vệ
một học vị nào.
Tôi cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã
được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõ
nguồn gốc.
Thái Nguyên, ngày tháng năm 2013
Tác giả luận văn

Trần Hồng Thúy
i
LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo - người đã hướng
dẫn em tận tình trong suốt quá trình làm luận văn TS. Phan Đình Binh
Xin chân thành cảm ơn Phòng quản lý Đào tạo Khoa Sau đại học, Ban
Chủ nhiệm Khoa Tài Nguyên và Môi trường, tập thể giáo viên, cán bộ công
nhân viên Khoa Tài Nguyên và Môi trường cùng toàn thể bạn bè đã giúp đỡ
tôi trong quá trình học tập và thực hiện đề tài.
Tôi cũng xin chân trọng cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của lãnh đạo, cán
bộ Trung tâm Y tế dự phòng tỉnh Tuyên Quang, Chi cục Thống kê tỉnh Tuyên
Quang, Chi cục bảo vệ Tài nguyên và Môi trường tỉnh Tuyên Quang đã tạo
điều kiện cho tôi thu thập số liệu và những thông tin cần thiết liên quan. Cảm
ơn gia đình, các anh chị đồng nghiệp, bạn bè đã động viên và giúp đỡ tôi hoàn
thành luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn!
Tác giả luận văn
Trần Hồng Thúy
ii
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
1. Tính cấp thiết của đề tài 1
2. Mục tiêu nghiên cứu 3
3. Ý nghĩa của đề tài 3
Chương 1 4
TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4
1.1. Vai trò của nước đối với đời sống và sản xuất 4
1.2. Khái quát chung về Mangan 5
1.2.1. Tính chất vật lý và tính chất hóa học 5
1.2.2. Trạng thái tồn tại của Mangan trong các nguồn nước tự nhiên 7

1.2.3. Những ứng dụng chính của Mangan và các hợp chất của mangan. 8
1.2.4. Vai trò của mangan đối với sự sống 8
1.3. Tình hình nghiên cứu về ảnh hưởng của ô nhiễm nước trên thế giới và
Việt Nam 9
1.3.1. Tình hình ô nhiễm trên thế giới 9
1.3.2. Tình hình ô nhiễm ở Việt Nam 11
1.3.3. Ảnh hưởng của nồng độ Mangan đến sức khỏe con người 16
1.3.4. Tác động của ô nhiễm môi trường nước từ Mangan 17
1.3.5. Những nghiên cứu của các tác giả trong và ngoài nước 19
1.4. Tổng quan hiện trạng môi trường nước tại tỉnh Tuyên Quang 20
1.4.1. Tài nguyên nước 20
1.4.2. Hiện trạng chất lượng môi trường nước 22
1.4.3. Tình hình xả nước thải vào nguồn nước 24
Chương 2 26
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 26
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu 26
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu 26
2.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu 26
2.2.1. Thời gian nghiên cứu 26
2.2.2. Địa điểm nghiên cứu 26
2.3. Nội dung nghiên cứu 26
Nội dung 1. Điều kiện tự nhiên-kinh tế xã hội của thành phố Tuyên Quang.
26
Nội dung 2. Hiện trạng khai thác và sử dụng tài nguyên nước của thành
phố Tuyên Quang 26
iii
Nội dung 3. Đánh giá mức độ ô nhiễm mangan trong nước sinh hoạt tại
thành phố Tuyên Quang 26
Nội dung 4. Đề xuất biện pháp quản lý và sử dụng hợp lý nguồn nước

tại thành phố Tuyên Quang 26
2.4. Phương pháp nghiên cứu 26
2.4.1. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp 26
2.4.2. Phương pháp kế thừa 27
2.4.3. Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa 27
2.4.4. Phương pháp thống kê và xử lý số liệu 27
2.4.5. Phương pháp lấy mẫu, phân tích mẫu 28
Chương 3 30
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 30
3.1. Một số thông tin chung về thành phố Tuyên Quang 30
3.1.1. Điều kiện địa lý tự nhiên 30
3.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội 36
3.1.3. Nhận xét chung về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của thành
phố Tuyên Quang 41
3.2. Hiện trạng khai thác và sử dụng tài nguyên nước của thành phố Tuyên
Quang 42
3.2.1. Trữ lượng nước 42
3.2.2. Tình hình khai thác, sử dụng và quản lý tài nguyên nước 44
3.2.3. Đánh giá chung thuận lợi và khó khăn trong công tác quản lý, sử
dụng tài nguyên nước trên địa bàn thành phố Tuyên Quang 59
3.3. Đánh giá mức độ ô nhiễm Mangan trong nguồn nước sinh hoạt tại
thành phố Tuyên Quang 60
3.3.1. Thực trạng hàm lượng mangan trong nguồn nước tại khu vực phía
Bắc thành phố Tuyên Quang 61
3.3.2. Thực trạng hàm lượng mangan trong nước ngầm tại khu vực trung
tâm thành phố Tuyên Quang 62
3.3.5. Đánh giá thực trạng hàm lượng mangan trên toàn thành phố Tuyên
Quang 67
3.4. Đề xuất các giải pháp quản lý, khai thác và sử dụng hợp lý nguồn nước
trên địa bàn thành phố Tuyên Quang 69

3.4.1. Đề xuất giải pháp quản lý hiệu quả 69
3.4.2. Đề xuất giải pháp khai thác và sử dụng hợp lý nguồn nước 70
3.4.3. Đề xuất một số giải pháp kỹ thuật 70
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 72
2. Kiến nghị 73
TÀI LIỆU THAM KHẢO 74
iv
v
DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT
Ký hiệu Tiếng việt
BYT Bộ y tế
BVTV Bảo vệ thực vật
CT-BTNMT Chỉ thị Bộ Tài nguyên môi trường
QCCP Quy chuẩn cho phép
QCVN Quy chuẩn Viêt Nam
QĐ-BTNMT Quyết định Bộ tài nguyên môi trường
QĐ-UBND Quyết định Ủy ban Nhân dân
UBND Ủy ban Nhân dân
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
TT-BTNMT Thông tư Bộ tài nguyên môi trường
THCS Trung học cơ sở
TTYTDP Trung tâm Y tế dự phòng
PTTH Phổ thông trung học
WHO Tổ chức y tế thế giới
vi
DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU
Bảng 3.1. Nhiệt độ trung bình tại thành phố Tuyên Quang 32
Bảng 3.2. Tổng số giờ nắng trong các tháng tại thành phố Tuyên Quang 32
Bảng 3.3. Diễn biến tổng lượng mưa các tháng trong năm 33
Bảng 3.4. Diễn biến tổng lượng bốc hơi các tháng tỉnh Tuyên Quang 33

Bảng 3.6. Tổng hợp các điểm khai thác, sử dụng nước dưới đất khu vực thành phố
Tuyên Quang 45
Bảng 3.7. Các điểm khai thác nước dưới đất quy mô tập trung năm 2012 tại thành
phố Tuyên Quang 46
Bảng 3.8. Số liệu thống kê các giếng khoan đã được cấp phép cho các cơ sở vừa
và nhỏ năm 2011 tại thành phố Tuyên Quang, tỉnh Tuyên Quang 48
Bảng 3.9: Nhu cầu nước khu công nghiệp phía Bắc và phía Nam năm 2012 thành
phố Tuyên Quang 50
Bảng 3.12.Tình hình sử dụng nước giếng tại các hộ gia đình được lấy mẫu phân
tích của thành phố Tuyên Quang năm 2012 53
Bảng 3.13: Các hình thức xử lý nước được áp dụng tại các hộ gia đình được lấy
mẫu phân tích trên địa bàn thành phố Tuyên Quang năm 2012 55
Bảng 3.14. Tổng hợp kết quả phân tích Mangan trong nước tại khu vực phía Bắc
của Thành phố Tuyên Quang (Tổng số mẫu: 28 mẫu) 61
Bảng 3.15: Kết quả phân tích các mẫu nước vượt quá giới hạn cho phép tại hộ gia
đình khu vực phía Bắc của thành phố Tuyên Quang 62
Bảng 3.16: Tổng hợp kết quả phân tích Mangan trong nước tại khu vực trung tâm
của thành phố Tuyên Quang (Tổng số mẫu: 32 mẫu) 63
Bảng 3.17. : Kết quả phân tích các mẫu nước vượt quá giới hạn cho phép tại hộ
gia đình khu vực Trung tâm của thành phố Tuyên Quang 63
Bảng 3.18: Tổng hợp kết quả phân tích Mangan trong nước tại khu vực phía Tây
của thành phố Tuyên Quang (Tổng số mẫu: 22 mẫu) 64
vii
Bảng 3.19. : Kết quả phân tích các mẫu nước vượt quá giới hạn cho phép tại hộ
gia đình khu vực phía Tây của thành phố Tuyên Quang 65
Bảng 3.20: Tổng hợp kết quả phân tích Mangan trong nước tại khu vực phía Nam
của thành phố Tuyên Quang (Tổng số mẫu: 30 mẫu) 65
Bảng 3.21: Kết quả phân tích các mẫu nước vượt quá giới hạn cho phép tại hộ gia
đình khu vực phía Nam của thành phố Tuyên Quang 66
Bảng 3.22. Kết quả phân tích lần 2 các mẫu nước vượt quá giới hạn cho phép tại

hộ gia đình của thành phố Tuyên Quang so với lần 1 68
viii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 3.1: Biểu đồ thể hiện tình trạng sử dụng nước giếng tại thành phố Tuyên
Quang 54
Hình 3.2: Biểu đồ thể hiện hiện trạng sử dụng hệ thống xử lý nước giếng tại
các hộ gia đình được lấy mẫu phân tích trên địa bàn thành phố Tuyên Quang
năm 2012 56
Hình 3.3: Biểu đồ thể hiện tổng số mẫu nước tại các khu vực trên địa bàn
thành phố Tuyên Quang 67
ix
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Trên thế giới cũng như ở Việt Nam, nước là nguồn tài nguyên vô cùng quí
giá, có vai trò quan trọng để duy trì hệ sinh thái. Đối với con người, nước chiếm
60 - 70% trọng lượng cơ thể, nước là thành phần cấu tạo của các tế bào, các loại
dịch trong cơ thể, nước là dung môi hòa tan các chất dinh dưỡng để cơ thể hấp
thu, tham gia quá trình trao đổi chất và là yếu tố quan trọng để các phản ứng sinh
hóa trong cơ thể diễn ra không ngừng. Nước đảm bảo sự hoạt động của các cơ
quan hô hấp, tuần hoàn, tiết niệu, thần kinh, cơ xương khớp [19].
Nước có nhu cầu đặc biệt trong sinh hoạt hàng ngày của con người.
Nước còn góp phần trong nông nghiệp, nuôi trồng thủy, hải sản. Vì vậy nước
là một phần tất yếu của sự sống. Giữ gìn sự tinh khiết của nguồn nước để
phục vụ cuộc sống con người là nhiệm vụ cực kỳ quan trọng.
Nước sử dụng cho đời sống con người chủ yếu được khai thác từ lòng
đất trong đó có chứa nhiều khoáng chất. Bên cạnh những khoáng chất cần
thiết cũng có những khoáng chất có hại cho sức khỏe con người. Mức độ gây
hại tùy thuộc lượng khoáng chất xâm nhập vào cơ thể.
Một trong những khoáng chất có hại đối với sức khỏe là Mangan,
Mangan rất cần thiết đối với cơ thể con người như duy trì hoạt động của một

số men, tăng cường quá trình tạo xương nhưng nếu vượt quá mức cho phép
sẽ dẫn tới các hậu quả có hại.[22].
Theo báo cáo của Viện Nghiên cứu khoa học nước và công nghệ Thụy Sĩ
công bố ngày 17/01/2011, khoảng 65% số giếng nước ở vùng đồng bằng sông
Hồng chứa hàm lượng Mangan (Mn) và Asen (As) trong đó số giếng nước có
mức độ mangan không an toàn là 44%. [25]
Mangan là kim loại phổ biến trong tự nhiên, là nguyên tố phổ biến thứ
12 trong sinh quyển. Hàm lượng của nó trên bền mặt trái đất chiếm khoảng
1
0,98% về khối lượng, mangan có mặt trong nhiều đối tượng môi trường đất,
nước, trầm tích và trong các vật chất sinh học khác nhau. Đây là nguyên tố rất
cần thiết cho sự phát triển của sinh giới, được ứng dụng rất nhiều trong các
ngành công nghiệp và đời sống.[22]
Tuy vậy, Mangan cũng trở thành kim loại có tính độc hại khi được hấp
thụ ở nồng độ cao. Với con người, Mangan gây ra hội chứng được gọi là
"manganism", gây ảnh hưởng đến hệ thần kinh trung ương, bao gồm các triệu
chứng như đau đầu, mất ngủ, viêm phổi, run chân tay, đi lại khó khăn, co thắt
cơ mặt, tâm thần phân liệt và thậm chí gây ảo giác. Nếu nhiễm Mn trong nước
uống và thực phẩm có thể gây nhiều tác hại đối với con người như rối loạn
tâm thần, tổn thương các mao mạch, phá hủy cấu trúc của các tế bào thần kinh
trung ương, gây rối loạn nội tiết tuyến giáp, tổn thương gan, thận, phổi, mũi,
họng, hệ sinh dục, ảnh hưởng đến trí thông minh của trẻ nhỏ. Nó cũng có thể
ảnh hưởng tiêu cực đến hệ sinh thái thông qua chuỗi thức ăn. Với nồng độ quá
cao trong nước, mangan cùng với sắt là nguyên tố gây ra hiện tượng nước
cứng, hiện tượng nhuộm màu các dụng cụ nấu nướng, đồ dùng nhà tắm và
quần áo, gây mùi trong thức ăn và nước uống. [27]
Trong năm 2012, kết quả xét nghiệm nước tại Trung tâm Y tế dự phòng
tỉnh Tuyên Quang (TTYTDP) ghi nhận một số mẫu nước sinh hoạt có hàm
lượng Mangan vượt quá mức cho phép phân bố trên diện rộng, có khả năng
gây hại đến sức khỏe của cộng đồng. Từ thực tế trên đây, với mong muốn

đánh giá mức độ ô nhiễm mangan trong nguồn nước và nguy cơ tác động đến
sức khỏe người dân, em đã tiến hành nghiên cứu đề tài "Thực trạng nhiễm
Mangan trong nước sinh hoạt trên địa bàn thành phố Tuyên Quang tỉnh
Tuyên Quang" để đưa ra những dẫn liệu về tình hình ô nhiễm và sự phân bố
hàm lượng mangan trong hệ thống nước sinh hoạt tại thành phố để từ đó có
biện pháp quản lý và sử dụng đảm bảo an toàn đối với sức khỏe còn người là
hết sức cần thiết.
2
2. Mục tiêu nghiên cứu
a) Mục tiêu tổng quát
- Điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội của thành phố Tuyên Quang, tỉnh
Tuyên Quang.
- Hiện trạng khai thác và sử dụng tài nguyên nước của thành phố Tuyên
Quang, tỉnh Tuyên Quang.
- Xác định thực trạng ô nhiễm mangan trong hệ thống nước sinh hoạt
trên địa bàn thành phố Tuyên Quang, tỉnh Tuyên Quang.
- Đề xuất một số giải pháp xử lý tại nhà máy nước, trạm cấp nước tập
trung và tại hộ gia đình.
b) Mục tiêu cụ thể
- Xác định thực trạng ô nhiễm mangan trong hệ thống nước sinh hoạt
trên địa bàn thành phố Tuyên Quang, tỉnh Tuyên Quang.
- Đề xuất một số giải pháp xử lý tại nhà máy nước, trạm cấp nước tập
trung và tại hộ gia đình.
3. Ý nghĩa của đề tài
a) Ý nghĩa khoa học của đề tài
- Qua kết quả nghiên cứu phân tích hàm lượng mangan trong hệ thống nước
sinh hoạt sẽ góp phần sáng tỏ về hiện trạng chất lượng nước tại khu vực Thành
phố Tuyên Quang.
- Đề tài là một tư liệu tham khảo phục vụ học tập và nghiên cứu khoa
học sau này.

b) Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Những kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là cơ sở cho công tác khai thác và
quản lý nguồn nước tại thành phố Tuyên Quang.
3
Chương 1
TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Vai trò của nước đối với đời sống và sản xuất
Nước bao phủ 71% diện tích của quả đất trong đó có tới 97% là nước
mặn. Trữ lượng tài nguyên nước có khoảng 1,5 tỷ km
3
, trong đó nước nội địa
chỉ chiếm 91 km
3
(6,1), còn lại là nước biển và đại dương. Tài nguyên nước
ngọt chiếm 28,25 triệu km
2
, nhưng phần lớn lại ở dạng đóng băng ở hai cực
trái đất. Lượng nước thực tế con người có thể sử dụng được chỉ là 4,2 triệu
km
3
(0,28% thủy quyển) [5]
Nước ngọt là tài nguyên tái tạo được, nhưng sử dụng cần phải cân bằng
với nguồn dự trữ và khả năng tái tạo. Nước là vật phẩm quý giá nhất mà tạo
hóa đã ban tặng cho hành tinh của chúng ta và chính nó là khởi nguồn của sự
sống: vạn vất không có nước không thể tồn tại, con người cũng không là ngoại
lệ. Trong vũ trụ chỉ có trái đất là có nước ở dạng lỏng, vì vậy giá trị của nước
sau nhiều thập kỷ xem xét đã được đánh giá "Như dòng máu nuôi cơ thể con
người dưới một danh từ là máu sinh học của trái đất" (Pierre Fruhling) [6].
Nước là một hợp chất liên quan trực tiếp và rộng rãi đến sự sống trên trái
đất, là cơ sở của sự sống đối với mọi sinh vật. Đối với thế giới vô sinh, nước là

thành phần tham gia rộng rãi vào các phản ứng hóa sinh, nước là dung môi và
môi trường tàng trữ các điều kiện để thúc đẩy hay kìm hãm các quá trình hóa
sinh. Đối với con người, nước là nguyên liệu chiếm tỷ trọng lớn nhất.[13].
Trong cơ thể người nước chiếm 70 - 75% trọng lượng, hàng ngày mỗi
người cần tối thiểu 60 - 80 lít, tối đa tới 150-200 lít nước hoặc hơn cho sinh
hoạt, riêng nước ăn uống vào cơ thể ít nhất cũng cần từ 1,5 -2 lít mỗi ngày
[6], [13]. Nước rất cần thiết cho mọi hoạt động sống của con người cũng như
các loại sinh vật.
4
Nước còn cần cho các hoạt động khác của con người như sản xuất công
nghiệp, nông nghiệp và hoạt động dịch vụ. Lượng nước dùng cho trồng trọt,
chăn nuôi rất lớn: trung bình 1ha hoa mầu cần 0,12 - 0,29 lít/s; 1 ha trồng lúa
nước cần tới 1,5-7 lít/s; mỗi đầu vật nuôi như ngựa, trâu, bò tiêu tốn 20-80
lít/ngày; lợn: 15-60 lít/ngày; gà, vịt, ngan, ngỗng: 1-1,25 lít/ngày. Nhu cầu
nước cho sản xuất công nghiệp cũng rất lớn: để sản xuất 1 tấn thép hay 1 tấn
giấy phải dùng 44.000 lít nước; để lọc một lít dầu cần 10 lít nước; sản xuất 1
lít bia phải có 15 lít nước sạch…[5]
Nước thiết yếu như vậy, nhưng loài người đang đứng trước nguy cơ
thiếu nước nghiêm trọng. Trên thế giới hiện có 80 quốc gia và 40% dan số
không đủ nước dùng, 1/3 các điểm dân cư phải dùng các nguồn nước bị ô
nhiễm để ăn uống, sinh hoạt.[13]
Ở Việt Nam là một nước đang phát triển, mặc dù được nhà nước đặc biệt
quan tâm nhưng cũng chỉ mới có 46-50% dân cư đô thị và 36-43% dân cư
nông thôn được dùng nước sạch. Nhiều người dân ở nhiều vùng còn phải
dùng các nguồn nước không đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh, kéo theo tỷ lệ dân cư
mắc bệnh khá cao: 90% phụ nữ nông thôn mắc bệnh phụ khoa, 95% trẻ em
nông thôn bị nhiễm giun, hàng năm có trên 1 triệu ca tiêu chảy, lị… Nguồn
nước bị ô nhiễm là nguyên nhân quan trọng tạo nên những nguy cơ tiềm tàng
của nhiều bệnh lý ở nhiều địa phương.[19]
1.2. Khái quát chung về Mangan

1.2.1. Tính chất vật lý và tính chất hóa học
- Mangan là một kim loại màu trắng bạc, là nguyên tố hóa học trong
bảng tuần hoàn có kí hiệu Mn và có số hiệu nguyên tử 25. Mangan có một số
dạng hình thù khác nhau về mạng lưới tinh thể và tỉ khối, bền nhất ở thường
là dạng α với dạng lưới lập phương tâm khối. Nó được tìm thấy ở dạng tự do
trong tự nhiên (đôi khi kết hợp với sắt), và trong một số loại khoáng vật. Ở
5
dạng nguyên tố tự do, mangan là nguyên tố quan trọng trong các hợp kim
công nghiệp, đặc biệt là thép không gỉ.[18].
- Mangan rất cứng và rất dễ vỡ nhưng dễ bị oxi hóa. Các trạng thái oxi
hóa phổ biến nhất của Mangan là +2, +3, +4, +6 và +7. Trong đó, trạng thái
ổn định nhất là Mn+2. Mangan là kim loại tương đối hoạt động. Nó dễ bị oxi
hóa trong không khí bởi các chất oxi hóa mạnh như O
2,
F
2,
Cl
2
và tham gia
phản ứng với dung dịch các axit loãng như HCl, H
2
SO
4
nhưng lại thụ động
trong dung dịch HNO
3
đặc, nguội.
- Mẫu vượt tiêu chuẩn: Là mẫu có hàm lượng Mn vượt quá TCCP của
Bộ y tế (≤ 0,3mg/l).
* Một số khái niệm liên quan

- Khái niệm môi trường:
Theo khoản 1 điều 3 Luật Bảo Vệ Môi trường Việt Nam năm 2005, môi
trường được định nghĩa như sau: “Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và
vật chất nhân tạo bao quanh con người, có ảnh hưởng tới đời sống sản xuất,
sự tồn tại, phát triển của con người và sinh vật”.[3].
- Khái niệm ô nhiễm môi trường:
Theo định nghĩa của tổ chức Y tế thế giới (WHO) thì: “Ô nhiễm môi
trường là sự đưa vào môi trường các chất thải nguy hại hoặc năng lượng đến
mức ảnh hưởng tiêu cực đến đời sống sinh vật, sức khoẻ con người hoặc làm
suy thoái chất lượng môi trường”.[3].
Theo khoản 6 điều 3 Luật Bảo Vệ Môi trường Việt Nam năm 2005 “Ô
nhiễm môi trường là sự biến đổi của thành phần môi trường không phù hợp
với tiêu chuẩn môi trường, gây ảnh hưởng xấu đến con người, sinh vật”.
- Khái niệm ô nhiễm môi trường nước:
Ô nhiễm môi trường nước là sự có mặt của một chất ngoại lai trong môi
trường nước tự nhiên. Khi vượt quá một ngưỡng nào đó thì chất ngoại lai trở
nên độc hại đối với sinh vật và con người.
6
Theo hiến chương châu âu về nước có định nghĩa như sau: Ô nhiễm môi
trường nước là do tác động của con người gây nên một biến đổi nào đó làm
thay đổi chất lượng nước, chính sự thay đổi này gây nên nguy hiểm cho con
người, công nghiệp, nông nghiệp, thủy sản với động vật nuôi và các loài động
vật hoang dã.[3].
- Khái niệm tiêu chuẩn môi trường:
Theo khoản 5 điều 3 Luật Bảo Vệ Môi trường Việt Nam 2005: “Tiêu chuẩn
môi trường là giới hạn cho phép các thông số về chất lượng môi trường xung
quanh, về hàm lượng của chất gây ô nhiễm trong chất thải được cơ quan nhà
nước có thẩm quyền qui định làm căn cứ để quản lý và bảo vệ môi trường”.
1.2.2. Trạng thái tồn tại của Mangan trong các nguồn nước tự nhiên
Mangan thường tồn tại trong nước cùng với sắt nhưng ở với hàm lượng

ít hơn. Nước có chứa mangan thường tạo ra lớp cặn màu đen đóng bám vào
thành và đáy bồn chứa. Trong nước mangan tồn tại dưới dạng các muối tan
của clorua, sunfat, nitrat. Hàm lượng mangan trong nước trung bình là
0,58mg/l, hàm lượng này còn phụ thuộc vào nguồn nước và địa chất các khu
vực nước chảy qua.[15].
Mangan gây ảnh hưởng đáng kể đến việc cấp nước, đặc biệt đối với nguồn
nước ngầm, Mangan tồn tại trong nguồn nước do sự thay đổi điều kiện môi trường
dưới tác dụng của các phản ứng sinh học xảy ra trong các trường hợp sau:
Nước ngầm chứa một lượng đáng kể Mn sẽ không chứa oxi hòa tan và có
hàm lượng CO
2
cao. Mn tồn tại dưới dạng Mn
2+
, hàm lượng CO
2
cao chứng tỏ
quá trình oxi hóa các chất hữu cơ dưới tác dụng của vi sinh vật đã xảy ra và nồng
độ oxi hòa tan bằng không, chứng tỏ điều kiện kỵ khí đã hình thành.[14].
Giếng nước chất lượng tốt có hàm lượng Mn thấp. Nếu sau đó chất
lượng nước giảm đi, chứng tỏ chất thải hữu cơ thải ra mắt đất ở khu vực gần
giếng nước đã tạo ra môi trường kỵ khí trong lớp đất.
7
Trên cơ sở nhiệt động học Mn
4+
là trạng thái oxi hóa bền nhất của Mn
trong các nguồn nước chứa oxy, do đó chúng có thể bị khử thành Mn
2+
hòa tan
trong môi trường kỵ khí.
1.2.3. Những ứng dụng chính của Mangan và các hợp chất của mangan

Ứng dụng lớn nhất của mangan là trong công nghiệp sản xuất sắt, gang,
hợp kim thép , mangan có vai trò quan trọng trong sản xuất sắt thép vì có tác
dụng khử lưu huỳnh, khử oxi và mang những đặc tính của hợp kim, sử dụng
nhiều mangan nhất trong luyện sắt, thép (chiếm khoản 85-90% tổng nhu cầu).
Mangan là thành phần chủ yếu trong việc sản xuất thép không rỉ với chi phí thấp.
[18].
Ứng dụng lớn thứ hai của mangan là sản xuất các hợp kim nhôm, nó còn
được thêm vào dầu hỏa để giảm bớt tiếng nổ lọc xọc cho động cơ. Mangan
đioxit được sử dụng trong pin khô hoặc làm chất xúc tác, mangan được dùng
để tẩy màu thủy tinh (loại bỏ màu xanh lục do sắt tạo ra), hoặc tạo màu tím
cho thủy tinh, mangan ôxít là một trong chất nhuộm màu nâu, dùng để chế tạo
sơn và là thành phần của màu nâu đen tự nhiên. Kali pemanganat là chất ôxi
hóa mạnh dùng làm chất tẩy uế trong hóa học và y khoa.[15]
Các hợp chất của mangan được ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau
như: Điện tử, làm sạch, khử màu,…[18].
1.2.4. Vai trò của mangan đối với sự sống
Mangan là một nguyên tố đóng vai trò thiết yếu cho tất cả các loài.
Trong cơ thể người, mangan là thành phần của nhiều enzym đồng thời góp
phần kích thích hoạt động các enzym khác, tham gia vào một số quá trình
như: tổng hợp axít béo và chlesterol, sản xuất hóoc môn giới tính. Ở động vật
thí nghiệm, thiếu mangan dẫn đến chậm tăng trưởng, bất thường xương, gây
sai sót trong quá trình chuyển hóa cacbohydrat và chất béo. Mangan cũng
đóng vai trò quan trọng trong tổng hợp lignin, chuyển hóa axít thephenolic và
trong quá trình quang hợp ở thực vật.
8
1.3. Tình hình nghiên cứu về ảnh hưởng của ô nhiễm nước trên thế giới
và Việt Nam
1.3.1. Tình hình ô nhiễm trên thế giới
1.3.1.1. Tình hình ô nhiễm nước trên thế giới
Trong thập niên 60, ô nhiễm nước lục địa và đại dương gia tăng với nhịp

độ đáng lo ngại. Những bước tiến vượt bậc của cuộc cách mạng khoa học kỹ
thuật đã làm thay đổi thế giới nhưng cũng gây nên sự ô nhiễm ngày càng
nghiêm trọng đối với nguồn nước.
Tại Vương quốc Anh, đầu thế kỷ 19, sông Tamise rất sạch nhưng vào
giữa thế kỷ 20 nó ví như một ống cống lộ thiên. Các sông khác cũng có tình
trạng tương tự buộc người ta phải đưa ra các biện pháp bảo vệ nghiêm ngặt.
Tại Pháp, nền kỹ nghệ phân tán hơn, nhiều dòng sông rộng lớn hơn
nhưng tình trạng ô nhiễm cũng rất trầm trọng, 5.000 km sông trên lãnh thổ
nước Pháp đều bị ô nhiễm. Cuối thế kỷ 18 các sông lớn và nhiều nguồn nước
ngầm không thể dùng làm nước sinh hoạt.
Tại Hoa Kỳ, vùng Đại hồ bị ô nhiễm nặng, trong đó hồ Erie, Ontario đặc
biệt nghiêm trọng.
Tại Trung Quốc, vụ nổ nhà máy hóa dầu ở thành phố Cát Lâm ngày
13/1/2005 đã gây ô nhiễm sông Tùng Hoa với chất benzen, mức độ ô nhiễm
dầu gấp 50 lần mức độ cho phép.[18]
1.3.1.2. Tình hình ô nhiễm mangan trong nước trên thế giới
Mangan có mặt trong hơn 100 loại khoáng khác nhau. Thông qua quá
trình rửa trôi, phong hóa của đất đá và các hoạt động của con người mangan
sẽ được tích tụ trong các nguồn nước khác nhau như ao, hồ sông, suối, biển…
gọi chung là nước bề mặt rồi từ nước bề mặt mangan sẽ được ngấm vào
những mạch nước trong lòng đất mà ta gọi là nước ngầm. Đó là lí do vì sao
mangan nói riêng và nhiều nguyên tố kim loại nặng nói chung hiện nay đã có
mặt trong nguồn nước của nhiều quốc gia trên thế giới.
9
Nồng độ mangan trong nước chịu ảnh hưởng của 3 yếu tố chính: Địa hóa
của khoáng vật, điều kiện hóa học của nước và hoạt động của các vi sinh vật.
Sự có mặt của mangan ở nồng độ thấp trong các nguồn nước tự nhiên là
cần thiết cho sức khỏe của con người. Tuy nhiên, ở nồng độ cao, mangan lại
gây ra nhiều tác động tiêu cực. Dựa trên những số liệu về nguy cơ ảnh hưởng
tới sức khỏe của mangan, các tổ chức và các quốc gia đã đưa ra các tiêu chuẩn

về mangan trong nước ăn uống khác nhau.
Tình trạng ô nhiễm mangan trong nguồn nước đang xảy ra tại nhiều quốc
gia trên thế giới, trong đó đáng chú ý nhất là ở Băng-la-đét, Cam-pu-chia và
đồng bằng sông Mê-kông. Có thể nói rằng đối với Băng-la-đét đây thực sự là
một thảm họa. Tầng ngậm nước nông là nguồn cung cấp nước ăn uống chính
cho một lượng lớn dân cư (khoảng 140 triệu người) ở vùng ngoại ô và vùng đô
thị. Tuy nhiên, điều đáng lo ngại hiện nay là trong một cuộc khảo sát được tiến
hành gần đây đã cho kết quả hơn một nửa số giếng ở Băng-la-đét có nồng độ
vượt quá tiêu chuẩn cho phép về mangan và sắt. Nồng độ mangan trong 3534
mẫu nước ngầm dao động trong khoảng từ < 0,001 mg/L đến 9,98 mg/L. Giá trị
trung bình và trung vị lần lượt là 0,554 mg/L và 0,287 mg/L. 27% số mẫu có
nồng độ nhỏ hơn tiêu chuẩn cho phép của Băngla-đét (0,1 mg/L). 32% số mẫu
có nồng độ mangan trong khoảng 0,1 -0,4 mg/L. 25% số mẫu có nồng độ trong
khoảng 0,4 - 1,0 mg/L. 17% số mẫu có nồng độ mangan > 1,0 mg/L và 10 mẫu
có nồng độ mangan vượt quá 5 mg/L [6].
Vấn đề ô nhiễm nguồn nước hiện nay là một điểm nóng đối với đồng
bằng châu thổ sông Mê-kông rộng lớn (diện tích khoảng 62000km
2
). Asen
trong nguồn nước được dùng là nước uống có nồng độ dao động trong khoảng
0,1-1340 µg/L, với 37% số giếng nghiên cứu có nồng độ asen >10 µg/L, 50%
số giếng có nồng độ mangan vượt quá tiêu chuẩn cho phép của WHO
(0,4mg/L). Do đó, mangan được đánh giá là chất gây ô nhiễm quan trọng thứ
hai trong nguồn nước sau asen ở đồng bằng Mê-kông. Khoảng 2 triệu người
10
dân sinh sống ở đây đang chịu sự ô nhiễm từ những nguồn nước không qua
xử lí. Điều đáng lưu ý là các giếng có nồng độ asen thấp lại có hàm lượng
mangan cao và ngược lại. Vì vậy, nước có thể an toàn về nguyên tố này
nhưng lại không an toàn đối với nguyên tố khác [20].
Nồng độ mangan cao cũng được tìm thấy trong nước ngầm ở một số

quốc gia khác như: Ghana, Thụy Điển, Newzealand, Hà Lan…Như vậy, ô
nhiễm nước nói chung và ô nhiễm mangan nói riêng đang trở thành vấn đề
mang tính thời sự, toàn cầu. Con người không thể sống thiếu nước. Vì vậy,
với việc sử dụng tài nguyên nước như hiện nay thì nguy cơ phơi nhiễm
mangan, gây ảnh hưởng tới sức khỏe con người là rất lớn. Do đó, các nhà
khoa học trên thế giới khuyến cáo cần phải tiếp tục điều tra nghiên cứu về vấn
đề ô nhiễm mangan trong nước một cách sâu rộng hơn nữa.[14].
1.3.2. Tình hình ô nhiễm ở Việt Nam
1.3.2.1. Tình hình ô nhiễm nước tại Việt Nam
a).Ở thành thị và khu sản xuất
Hiện nay, ở Việt Nam mặc dù các cấp, các ngành đã có nhiều cố gắng
trong việc thực hiện chính sách và pháp luật về bảo vệ môi trường, nhưng tình
trạng ô nhiễm nước là vấn đề đáng lo ngại.
Tốc độ công nghiệp hóa và đô thị hóa khá nhanh và sự gia tăng dân số gây
áp lực ngày càng nặng nề đối với tài nguyên nước trong vùng lãnh thổ. Môi
trường nước ở nhiều đô thị, khu công nghiệp và làng nghề ngày càng bị ô
nhiễm bởi nước thải, khí thải và chất thải rắn. Ở các thành phố lớn, hàng năm
cơ sở sản xuất công nghiệp đang gây ô nhiễm môi trường nước do không có
công trình và thiết bị xử lý chất thải. Ô nhiễm nước do sản xuất công nghiệp là
rất nặng. Ví dụ: ở ngành công nghiệp dệt may, ngành công nghiệp giấy và bột
giấy, nước thải thường có độ pH trung bình từ 9-11; chỉ số nhu cầu ôxy sinh
hóa (BOD), nhu cầu ôxy hóa học (COD) có thể lên đến 700 mg/l và 2.500
mg/l; hàm lượng chất rắn lơ lửng… cao gấp nhiều lần giới hạn cho phép.
11
Hàm lượng nước thải của các ngành này có chứa xyanua (CN-) vượt đến
84 lần, H
2
S vượt 4,2 lần, hàm lượng NH
3
vượt 84 lần tiêu chuẩn cho phép nên

đã gây ô nhiễm nặng nề các nguồn nước mặt trong vùng dân cư.
Mức độ ô nhiễm nước ở các khu công nghiệp, khu chế xuất, cụm công
nghiệp tập trung là rất lớn.
Tại cụm công nghiệp Tham Lương, thành phố Hồ Chí Minh, nguồn nước
bị nhiễm bẩn bởi nước thải công nghiệp với tổng lượng nước thải ước tính
500.000 m
3
/ ngày từ các nhà máy giấy, bột giặt, nhuộm. Ở thành phố Thái
Nguyên, nước thải công nghiệp thải ra từ các cơ sở sản xuất giấy, luyện gang
thép, luyện kim màu, khai thác than; về mùa cạn tổng lượng nước thải khu
vực thành phố Thái Nguyên chiếm khoảng 15% lưu lượng sông Cầu; nước
thải từ sản xuất giấy có pH từ 8,4-9 và hàm lượng NH
4
là 4 mg/l, hàm lượng
chất hữu cơ cao, nước thải có màu nâu, mùi khó chịu…[18].
Khảo sát một số làng nghề sắt thép, đúc đồng, nhôm, chì, giấy, dệt
nhuộm ở tỉnh Bắc Ninh cho thấy có lượng nước thải hàng ngàn m
3
/ ngày
không qua xử lý, gây ô nhiễm nguồn nước và môi trường trong khu vực.
Tình trạng ô nhiễm nước ở các đô thị thấy rõ nhất là ở Hà Nội và thành
phố Hồ Chí Minh. Ở các thành phố này, nước thải sinh hoạt không có hệ
thống xử lý tập trung mà trực tiếp xả ra nguồn tiếp nhận (sông, hồ, kênh,
mương). Mặt khác, còn rất nhiều cơ sở sản xuất không xử lý nước thải, phần
lớn các bệnh viện và cơ sở y tế lớn chưa có hệ thống xử lý nước thải; một
lượng rác thải rắn lớn trong thành phố không thu gom hết được… là những
nguồn quan trọng gây ra ô nhiễm nước. Hiện nay, mức độ ô nhiễm trong các
kênh, sông, hồ ở các thành phố lớn là rất nặng.[6]
Ở thành phố Hà Nội, tổng lượng nước thải của thành phố lên tới
300.000-400.000 m

3
/ ngày; hiện mới chỉ có 3/51 bệnh viện có hệ thống xử lý
nước thải, chiếm 25% lượng nước thải bệnh viện; 36/400 cơ sở sản xuất có xử
lý nước thải; lượng rác thải sinh hoạt chưa được thu gom khoảng 1.200 m
3
/
12
ngày đang xả vào các khu đất ven các hồ, kênh, mương trong nội thành; chỉ
số BOD, oxy hòa tan, các chất NH
4
, NO
2
, NO
3
ở các sông, hồ, mương nội
thành đều vượt quá quy định cho phép; ở thành phố Hồ Chí Minh lượng rác
thải lên tới gần 4.000 tấn/ngày; chỉ có 24/142 cơ sở y tế lớn là có xử lý nước
thải; khoảng 3.000 cơ sở sản xuất gây ô nhiễm thuộc diện phải di dời.[6].
Không chỉ ở Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh mà ở các đô thị khác như
Hải Phòng, Huế, Đà Nẵng, Nam Định, Hải Dương… nước thải sinh hoạt cũng
không được xử lý độ ô nhiễm nguồn nước nơi tiếp nhận nước thải đều vượt
quá tiêu chuẩn cho phép (TCCP), các thông số chất lơ lửng (SS), BOD; COD;
ôxy hòa tan (DO) đều vượt từ 5 - 10 lần, thậm chí 20 lần TCCP.[18]
b) Ở nông thôn và khu vực sản xuất nông nghiệp:
Về tình trạng ô nhiễm nước ở nông thôn và khu vực sản xuất nông
nghiệp, hiện nay Việt Nam có gần 76% dân số đang sinh sống ở nông thôn là
nơi cơ sở hạ tầng còn lạc hậu, phần lớn các chất thải của con người và gia súc
không được xử lý nên thấm xuống đất hoặc bị rửa trôi, làm cho tình trạng ô
nhiễm nguồn nước về mặt hữu cơ và vi sinh vật ngày càng cao. Theo các báo
cáo của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, số vi khuẩn Feca coliform

trung bình biến đổi từ 1.500-3.500MNP/100ml ở các vùng ven sông, tăng lên
tới 3.800-12.500 MNP/100ml ở các kênh tưới tiêu.[21]
Trong sản xuất nông nghiệp, do lạm dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật,
các nguồn nước ở sông, hồ, kênh, mương bị ô nhiễm, ảnh hưởng lớn đến môi
trường nước và sức khỏe của người dân.
Theo thống kê của Bộ Thủy sản, tổng diện tích mặt nước sử dụng cho nuôi
trồng thủy sản trong cả nước là 851.989 ha. Do nuôi trồng thủy sản ồ ạt, thiếu
quy hoạch, không tuân theo quy trình kỹ thuật nên đã gây nhiều tác động tiêu
cực tới môi trường nước. Cùng với việc sử dụng nhiều và không đúng cách các
loại hóa chất trong nuôi trồng thủy sản, thì các thức ăn dư lắng xuống đáy ao, hồ,
lòng sông làm cho môi trường nước bị ô nhiễm các chất hữu cơ, làm phát triển
13
một số loại sinh vật gây bệnh và xuất hiện một số tảo độc; thậm chí đã có dấu
hiệu xuất hiện thủy chiều đỏ ở một số vùng ven biển Việt Nam.
Đất nước ta từ bắc tới nam là hệ thống sông ngòi dày đặc. Hầu hết hệ
thống sông lớn như sông Hồng, sông Mã, sông Cửu Long đều bắt nguồn và
chảy qua các vùng đất ngoài lãnh thổ Việt Nam. Khoảng hơn 60% nước mặt ở
Việt Nam phụ thuộc nguồn nước chảy từ các nước láng giềng.
Những năm gần đây, quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa mạnh mẽ của
các quốc gia này, đặc biệt là Trung Quốc cùng với chất thải công nghiệp không
được kiểm soát đã ảnh hưởng nghiêm trọng nguồn nước mặt ở Việt Nam.
Ngay trên đất nước ta, hàng loạt nhà máy, khu công nghiệp mọc lên, xả
thải ra môi trường nhưng thiếu sự kiểm soát của các cơ quan chức năng. Nhận
thức về tác hại của ô nhiễm môi trường còn rất hạn chế. Đa số các nhà máy
chỉ tập trung đầu tư sản xuất mà không chú trọng đầu tư cho việc chống ô
nhiễm khiến môi trường và nguồn nước mặt không còn đảm bảo an toàn.
Hàng loạt các “làng ung thư” được nhắc đến ở Phú Thọ, Hà Tây, Hà Nam,
Thanh Hóa, Nghệ An, Quảng Trị, Thừa Thiên Huế, Quảng Nam có liên quan
đến ô nhiễm nguồn nước.[13]
Hầu hết các sông hồ ở các thành phố lớn như Hà Nội và Thành phố Hồ

Chí Minh, nơi có dân cư đông đúc và nhiều các khu công nghiệp lớn đều bị ô
nhiễm. Phần lớn lượng nước thải sinh hoạt và công nghiệp đều không được
xử lý mà đổ thẳng vào các ao hồ, sau đó chảy ra các con sông lớn tại vùng
châu thổ sông Hồng và sông Mê Kông. Ngoài ra, nhiều nhà máy và cơ sở sản
xuất như các lò mổ và ngay cả bệnh viện cũng không được trang bị hệ thống
xử lý nước thải.
Hiện nay, tại Việt Nam có khoảng 34 mỏ và điểm khai thác quặng mangan,
trong đó chỉ mới có 12 mỏ đã được tìm kiếm, thăm dò với các mức độ khác nhau.
Các mỏ mangan tập trung ở miền bắc và phân bố trên ba tỉnh Cao Bằng (7 mỏ),
Tuyên Quang (2 mỏ) và Nghệ An (3 mỏ). Hiện nay hầu hết việc khai thác
14