phân tích và đánh giá chất lượng các nguồn nước ngầm ở huyện phú vang tỉnh thừa thiên huế

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
PHẠM THỊ QUỲNH NHƯ
PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG
CÁC NGUỒN NƯỚC NGẦM Ở HUYỆN
PHÚ VANG
TỈNH THỪA THIÊN HUẾ
Chuyên ngành: Hóa phân tích
Mã số: 60 44 29
LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. NGÔ VĂN TỨ
Huế, năm 2013
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu
của riêng tôi. Các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu
trong luận văn là trung thực, được các đồng tác giả
cho phép sử dụng và chưa được công bố trong bất kỳ
công trình nào khác.
Tác giả luận văn
Phạm Thị Quỳnh Như
ii
Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Ngô Văn Tứ
đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực
hiện luận văn, đồng thời đã bổ sung cho tôi nhiều kiến thức
chuyên môn và kinh nghiệm quý báu trong nghiên cứu khoa
học.
Tôi xin cảm ơn cán bộ và nhân viên Trung tâm Kiểm
nghiệm Thuốc - Mỹ phẩm - Thực phẩm Thừa Thiên Huế đã tạo

mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian làm việc tại trung
tâm để thực hiện đề tài.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè
đã động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn
thành luận văn này.
Chân thành cảm ơn!
Huế, tháng 10 năm 2013
Tác giả luận văn
Phạm Thị Quỳnh Như
iii
MỤC LỤC
Trang
TRANG PHỤ BÌA i
LỜI CAM ĐOAN ii
LỜI CẢM ƠN iii
MỤC LỤC 1
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 4
TT 4
Tiếng Việt 4
Tiếng Anh 4
Viết tắt 4
1 4
2 4
3 4
4 4
5 4
6 4
7 4
8 4
9 4

10 4
11 4
12 4
13 4
14 4
15 4
16 4
17 4
18 4
DANH MỤC CÁC BẢNG 5
1
DANH MỤC CÁC HÌNH 6
MỞ ĐẦU 7
Chương 1 9
TỔNG QUAN 9
1.1. Đại cương về nước ngầm 9
1.1.1. Khái niệm về nước ngầm 9
1.1.2. Thành phần hóa học của nước ngầm 10
1.1.2.1. Các ion chính trong nước ngầm 10
1.1.2.2. Các hợp phần tồn tại với nồng độ lớn trong nước ngầm 10
1.1.2.3. Các hợp phần tồn tại với nồng độ nhỏ trong nước ngầm 11
1.1.2.4. Các khí hòa tan và ion hyđro trong nước ngầm 11
1.1.2.5. Các chất hữu cơ trong nước ngầm 11
1.2. Vai trò và ý nghĩa của nước đối với con người 11
1.3. Các nguồn ô nhiễm nước 13
1.3.1. Ô nhiễm nước do tự nhiên 13
1.3.2. Ô nhiễm nước do nhân tạo 14
1.4. Các thông số chất lượng nước và đánh giá 15
1.5. Sơ lược về huyện Phú Vang, tỉnh Thừa Thiên Huế 16
Chương 2 18

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18
2.1. Nội dung nghiên cứu 18
2.2. Phương pháp nghiên cứu 18
2.2.1. Phạm vi nghiên cứu 18
2.2.2. Chuẩn bị mẫu 18
2.2.3. Phương pháp đo/phân tích các thông số chất lượng nước 20
2.2.4. Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm 22
2.2.5. Phương pháp đánh giá chất lượng nước 22
Chương 3 22
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 22
3.1. Kiểm soát chất lượng các phương pháp phân tích 22
3.1.1. Độ đúng 23
2
3.1.2. Độ lặp lại 24
3.2. Đánh giá CLN ngầm huyện Phú Vang 25
3.2.1. pH 25
3.2.2. Độ cứng (tính theo CaCO3) 28
3.2.3. Tổng chất rắn lơ lững (TSS) 31
3.2.4. Nhu cầu oxi hóa học và sinh học 33
3.2.5. Nitrat 35
3.2.6. Tổng sắt tan 36
3.2.7. Tổng coliform 37
3.3. Đề xuất một số giải pháp cải thiện CLN cấp cho sinh hoạt 38
KẾT LUẬN 40
TÀI LIỆU THAM KHẢO 41
PHỤ LỤC
3
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
TT Tiếng Việt Tiếng Anh Viết tắt
1 Bộ tài nguyên môi trường BTNMT

2 Chất lượng nước Water quality CLN
3 Độ dẫn Electrical conductivity EC
4 Độ đục Turbidity TUR
5 Độ lệch chuẩn Standard Deviation S
6 Độ lệch chuẩn tương đối Relative Standard Devistion RSD
7 Độ thu hồi Recovery Rev
8 Nhu cầu oxi hóa học Chemical Oxygen Demand COD
9 Nhu cầu oxi sinh học Biological Oxygen Demand BOD
10 Oxi hòa tan Dissolved Oxygen DO
11 Phân tích phương sai Analysis of Variation ANOVA
12 Quy chuẩn Việt Nam QCVN
13 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN
14 Tổ chức Y tế Thế giới World Health Organization WHO
15 Tổng chất rắn hòa tan Total Dissolved Solids TDS
16 Tổng chất rắn lơ lửng Total Suspended Solids TSS
17 Tổng cục môi trường TCMT
18 Tổng Coliform Total Coliform TC
4
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Chi tiết về các mẫu nước giếng khoan 19
Bảng 2.2. Các phương pháp đo/phân tích chất lượng nước 20
Bảng 3.1. Kết quả xác định độ đúng của phương pháp phân tích 23
Bảng 3.2. Kết quả xác định độ lặp lại của phương pháp phân tích 24
Bảng 3.3. Giá trị pH trung bình của các mẫu nước giếng khoan ở 5 xã huyện Phú
Vang 25
Bảng 3.4. Kết quả phân tích phương sai 2 yếu tố đối với thông số pH (*) 26
Bảng 3.5. Độ cứng trung bình của các mẫu nước giếng khoan ở 5 xã huyện Phú
Vang 29
Bảng 3.6. Kết quả phân tích phương sai 2 chiều đối với thông số độ cứng (*) 30
Bảng 3.7. TSS trung bình của các mẫu nước giếng khoan ở 5 xã huyện Phú Vang.32

Bảng 3.8. COD của các mẫu nước giếng khoan ở 5 xã huyện Phú Vang 33
Bảng 3.9. BOD5 của các mẫu nước giếng khoan ở 5 xã huyện Phú Vang 33
Bảng 3.10. Nồng độ của các mẫu nước giếng khoan ở 5 xã huyện Phú Vang 35
Bảng 3.11. Hàm lượng sắt của các mẫu nước giếng khoan ở 5 xã huyện Phú Vang
36
5
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ tầng nước ngầm 9
Hình 3.1. Biến động pH nước giếng khoan theo tháng và theo xã ở vùng khảo sát.26
Hình 3.2. Biến động độ cứng nước giếng khoan theo tháng và theo xã ở vùng khảo
sát 29
Hình 3.3. Đường hồi quy tuyến tính biểu diễn tương quan giữa pH và độ cứng 31
Hình 3.4. Biến động TSS nước giếng khoan theo tháng và theo xã ở vùng khảo sát
32
Hình 3.5 . Biến động COD nước giếng khoan theo tháng và theo xã ở vùng khảo sát
34
Hình 3.6 . Biến động BOD5 nước giếng khoan theo tháng và theo xã ở vùng khảo
sát 35
Hình 3.7. Biến động nước giếng khoan theo tháng và theo thôn ở vùng khảo sát. .36
Hình 3.8. Biến động tổng sắt tan trong nước giếng khoan theo tháng và theo xã ở
vùng khảo sát 37
Hình 3.9. Biến động coliform nước giếng khoan theo tháng và theo xã ở vùng khảo
sát 38
6
MỞ ĐẦU
Ngày nay, vấn đề nước sạch đang được sự quan tâm của tất cả các quốc gia
trên thế giới, đặc biệt là ở các nước đang phát triển và chậm phát triển. Hầu hết các
nguồn nước ngọt trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng đều bị ô nhiễm ở
các mức độ nặng nhẹ khác nhau [5].
Năm 1990, kết quả nghiên cứu về: “Nguồn nước bền vững: Dân số và Tương

lai của nguồn cấp nước tái tạo” cho thấy có hơn 350 triệu người sống ở các nước bị
khan hiếm về nước (mỗi năm/ mỗi người được dưới 1700 m
3
nước). Số người lâm
vào hoàn cảnh này sẽ tăng lên gấp 8 lần vào năm 2025 tức khoảng từ 2,8 tỷ đến 3,3
tỷ người tương đương khoảng gần một nửa dân số thế giới [5].
Ta biết rằng, nguồn nước sinh hoạt bị ô nhiễm là nguồn gốc chủ yếu gây ra
các bệnh tật, ảnh hưởng đến sức khoẻ và lao động của người dân, gây ra tình trạng
suy dinh dưỡng ở trẻ em, ảnh hưởng lâu dài đến các thế hệ mai sau.
Trước tình hình đó, Nhà nước ta đã ban hành Luật bảo vệ sức khoẻ nhân dân,
luật bảo vệ môi trường và nhiều văn bản pháp quy về việc cung cấp nước sạch cho
nông thôn, miền núi, thị trấn, thị xã; việc bảo vệ các nguồn nước, các hệ thống cấp
nước, thoát nước, các công trình vệ sinh và thực hiện các quy định về vệ sinh công
cộng ở nhiều địa phương còn bị hạn chế. Nhiều vùng nông thôn còn rất khó khăn về
nước uống và nước sinh hoạt. Nguồn nước mặt trong kênh, rạch, ao, hồ ở nhiều nơi
bị ô nhiễm nặng. Nguồn nước ngầm tại nhiều giếng khoan cũng bị mặn hoá, phèn
hoá, trữ lượng nước bị cạn kiệt do bị khai thác quá mức.
Huyện Phú Vang là một huyện đồng bằng ven biển và đầm phá của tỉnh Thừa
Thiên Huế, là vùng đất trũng, lượng mưa trung bình trong năm là 2500 – 3000 mm.
Trong những năm gần đây Phú Vang đã và đang có những bước phát triển lớn, tốc độ
đô thị hóa nhanh chóng. Tốc độ gia tăng dân số cũng khá cao. Do đặc điểm tự nhiên,
huyện thuộc hạ lưu của dòng sông Hương nên chịu ảnh hưởng nhiều nguồn ô nhiễm
khác nhau của thành phố Huế như chất thải công nghiệp, chất thải sinh hoạt, chất thải
bệnh viện,… Và các hoạt động kinh tế, sinh hoạt khác đang làm cho chất lượng nước
ngọt của huyện Phú Vang bị suy giảm nghiêm trọng. Vì vậy, các cấp lãnh đạo đều
quan tâm giải quyết nguồn nước sạch cho nhân dân Phú Vang.
7
Trong nhiều năm qua, những nghiên cứu về chất lượng nước ngầm ở khu
vực này còn rất hạn chế nên thiếu thông tin để định hướng cho các giải pháp cung
cấp nước an toàn cho cộng đồng trong khu vực. Xuất phát từ những vấn đề trên, đề

tài: “Phân tích và đánh giá chất lượng các nguồn nước ngầm ở huyện Phú Vang
tỉnh Thừa Thiên Huế” được thực hiện nhằm mục đích góp phần xây dựng cơ sở dữ
liệu chất lượng nước ngầm và định hướng cho các giải pháp cung cấp nước an toàn
cho cộng đồng trong khu vực.
8
Chương 1
TỔNG QUAN
1.1. Đại cương về nước ngầm
1.1.1. Khái niệm về nước ngầm
Trong nhân dân ta, thuật ngữ nước ngầm được sử dụng phổ biến để chỉ
chung các loại nước dưới đất [21].
Theo tiêu chuẩn Việt Nam [20]: nước ngầm là nước được giữ trong địa tầng
ở dưới mặt đất và có thể khai thác.
Theo địa hóa học [7]: nước ngầm nằm trên lớp không thấm nước đầu tiên, không
cách xa mặt đất và động thái nước phụ thuộc rất nhiều vào các điều kiện khí tượng.
Theo địa chất thủy văn [21]: nước ngầm là loại nước có trọng lực dưới đất ở
trong tầng chứa nước thứ nhất kể từ trên xuống. Phía trên tầng nước ngầm thường
không có lớp cách nước che phủ và nước trọng lực không chiếm toàn bộ bề dày của
đất đá thấm nước nên bề mặt nước ngầm là một mặt thoáng tự do.
Khi khoan hay đào vào tầng chứa nước sẽ gặp mực nước ngầm. Mực nước
ấy gọi là mực nước xuất hiện và cũng chính là mực nước ổn định. Đáy không thấm
nước ở dưới gọi là đáy cách nước. Khoảng cách từ đáy cách nước đến mặt nước
ngầm gọi là bề dày tầng nước ngầm. Phía trên tầng nước ngầm là phụ đới mao dẫn,
trên nữa là đới không khí [21]. Sơ đồ tầng nước ngầm được mô tả ở hình 1.1.
Hình 1.1. Sơ đồ tầng nước ngầm
1. Đáy cách nước; 2. Tầng nước ngầm; 3. Đới không khí; 4. Nước mưa;
H – bề dày tầng nước ngầm; h – chiều sâu mực nước ngầm;
9
1.1.2. Thành phần hóa học của nước ngầm
Thành phần hóa học của nước ngầm phụ thuộc vào đất, đá nằm trong tầng

chứa nước, đặc điểm của đất trồng, thành phần của nước thấm, nó cũng phụ thuộc
vào các điều kiện khí hậu của từng nơi và khoảng cách đối với mặt đất [7], [8].
1.1.2.1. Các ion chính trong nước ngầm
Các ion chính của nước ngầm (theo cách phân loại thành phần hóa học nói
chung) gồm có
-
Cl
,
2-
4
SO
,
-
3
HCO
,
2-
3
CO
,
+
Na
,
2+
Mg
,
2+
Ca
với nồng độ nhỏ, có khi
thua kém các ion và nguyên tố khác có thể hàng trăm lần. Tỷ lệ định hướng của

chúng cũng không tuân theo một quy luật nào [6], [21].
1.1.2.2. Các hợp phần tồn tại với nồng độ lớn trong nước ngầm
Các hợp phần Nitơ thường gặp trong nước ngầm ở dạng
-
2
NO
,
-
3
NO
,
+
4
NH
.
Thông thường ở nước ngầm tầng trên và gần mặt chúng có nồng độ lớn hơn [6].
Điều này có liên quan tới sự oxi hóa các hợp chất chứa amoniac ở tầng trên và các
nguồn cung cấp nước trên mặt đất vốn giàu có các hợp chất Nitơ vô cơ. Ở nước
ngầm tầng sâu, chúng có mặt do sự phân hủy các chất hữu cơ có trong đất đá. Do
môi trường nước ngầm có đặc trưng khử nên càng ở sâu,
-
2
NO
càng lớn hơn
-
3
NO

[6]. Ngược lại ở nước ngầm tầng trên và gần mặt, do được bổ sung oxi của khí
quyển và các nguồn nước ở bề mặt, môi trường là oxi hóa nên ở đây xảy ra quá

trình oxi hóa các hợp chất của Nitơ và do đó tương quan của các ion này là
-
3
NO
>
-
2
NO
>
+
4
NH
[6], [31].
Sắt có mặt trong nhiều loại khoáng và quặng ở vỏ trái đất như piroxen,
amphibol, pirit, biotit… khi các khoáng này bị phong hóa, một lượng sắt lớn được
giải phóng và được chuyển vào nước ngầm dưới dạng
2+
Fe
,
3+
Fe
.
2+
Fe
thường
không bền khi có mặt oxi nên rất dễ bị oxi hóa và tạo thành hyđrat oxit mà trong
nước thường phát hiện dưới dạng keo. Hyđrat oxit sắt thường có ở nước ngầm tầng
trên và tồn tại ở dạng keo. Trong nước ngầm, nồng độ sắt đạt từ vài chục và có khi
đến vài trăm mg/L [6], [21].
10

Ion
2+
Mn
đôi khi cũng tồn tại trong nước ngầm với nồng độ khá lớn, phụ
thuộc vào thành phần đất đá mà nước ngầm tiếp xúc [6].
1.1.2.3. Các hợp phần tồn tại với nồng độ nhỏ trong nước ngầm
Hợp phần này thường bao gồm các nguyên tố như: Li, B, F, Ti, V, Cr, Mn,
Co, Ni, Cu, Zn, As, Br, Sr, Mo, I, Br, Pb… và cả Rb, Au, Hg. Thông thường nồng
độ của mỗi nguyên tố này trong nước ngầm nói chung không quá 0,1 mg/L, nhưng
cũng có trường hợp chúng có mặt trong nước ngầm ở nồng độ cao hơn vài chục
hoặc vài trăm lần giới hạn trên [6], [7].
Quá trình tương tác nước với đất đá là quá trình cơ bản tạo thành các nguyên
tố trong nước ngầm. Do vậy, thành phần đất đá có ý nghĩa quyết định đến đặc trưng
định tính và định lượng của các nguyên tố. Thông thường, ở nước ngầm có độ
khoáng cao thì các nguyên tố có mặt nhiều hơn [6], [11].
1.1.2.4. Các khí hòa tan và ion hyđro trong nước ngầm
Chỉ ở nước ngầm gần mặt đất, nơi có sự liên hệ với khí quyển và nước ở các
nguồn bề mặt mới có oxi hòa tan. Nồng độ oxy hòa tan thay đổi từ 0 – 15 mg/L.
Tuy vậy, đôi khi cũng thấy oxi tự do ở nước ngầm sâu hàng trăm mét [6].
Các khí thường có trong nước ngầm là CO
2
, H
2
S, CH
4
, N
2
, một số khí trơ và
cacbuahyđro nặng [6].
1.1.2.5. Các chất hữu cơ trong nước ngầm

Nguồn cung cấp chất hữu cơ cho nước ngầm là nước mưa, nước bề mặt, thổ
nhưỡng, nước biển, bùn biển, đất đá, bùn dầu, mỏ dầu, than bùn… Nói chung, chất
hữu cơ của nước ngầm có nguồn gốc từ bên ngoài, song cũng có thể chúng được
phát sinh liên tục trong vỏ Trái Đất [6], [21].
Ở nước ngầm nằm không sâu, chất hữu cơ có nguồn gốc từ động vật và sản
phẩm phân hủy của thực vật [6], [21].
Hiện nay người ta quan tâm nhiều hơn đối với một số hợp chất hữu cơ trong
nước ngầm như: axit humic, bitum, phenol, axit béo, cacbon hữu cơ, nitơ hữu cơ và
một số chất hữu cơ khác [6].
1.2. Vai trò và ý nghĩa của nước đối với con người
11
Nước là tài nguyên vô cùng quan trọng, là thành phần thiết yếu của sự sống
quyết định đến sự tồn tại và phát triển của nhân loại. Ba phần tư diện tích bề mặt
Trái Đất là nước, nhưng nước ngọt chiếm tỷ lệ rất nhỏ (khoảng 0,01% tổng lượng
nước trên Trái Đất). Mặc dù vậy nó lại đóng một vai trò quan trọng trong đời sống
của con người [17], [32]. Nước là yếu tố chủ yếu của hệ sinh thái, là nhu cầu cơ bản
của mọi sự sống trên Trái Đất. Ở đâu có nước ở đó có sự sống. Nước là thành phần
cấu tạo nên sinh quyển. Với vai trò đặc biệt quan trọng như vậy, nước được xem
như huyết mạch, là nhu cầu cơ bản của sự sống trên Trái đất. Người ta có thể nhịn
ăn được nhiều ngày, nhưng không thể nhịn uống được 1 ngày. Có thể nói sự sống
của con người và mọi sinh vật trên Trái đất đều phụ thuộc vào nước [10].
Nước có ý nghĩa hết sức quan trọng đối với sự sống và sự phát triển của con người:
Nước tái sinh chất hữu cơ, trong quá trình trao đổi chất nước có vai trò trung
tâm. Những phản ứng lý, hóa học diễn ra với sự tham gia bắt buộc của nước. Nước
là dung môi của nhiều chất và đóng vai trò dẫn đường cho nhiều muối đi vào cơ thể.
Nước đưa vào cơ thể những chất hòa tan như natri clorua, photphat, những nguyên
tố vi lượng cần thiết như iốt (I), sắt (Fe), đồng (Cu), kẽm (Zn), mangan (Mn), một
vài khí độc như cacbon đioxit, khí metan, [16].
Nước đóng vai trò cực kì quan trọng trong sản xuất công nghiệp, nông
nghiệp và sinh hoạt. Đối với cây trồng, nước là nhu cầu thiết yếu, đồng thời còn có

vai trò điều tiết các chế độ ánh sáng, nhiệt độ, chất dinh dưỡng, vi sinh vật, độ
thoáng khí trong đất,…[16].
Nước chiếm 74% trọng lượng trẻ sơ sinh, 55 – 60% cơ thể nam trưởng thành,
50% cơ thể nữ trưởng thành. Nước cần thiết cho sự tăng trưởng và duy trì cơ thể bởi
nó liên quan đến nhiều quá trình sinh hoạt quan trọng. Muốn tiêu hóa, hấp thu sử
dụng tốt lương thực, thực phẩm đều cần có nước [14].
Nước là tài nguyên, vật liệu quan trọng của con người và sinh vật trên Trái
đất. Con người mỗi ngày cần 250 lít nước cho sinh hoạt, 1.500 lít nước cho hoạt
động công nghiệp và 2.000 lít nước cho hoạt động nông nghiệp… Ngoài chức năng
tham gia vào chu trình sống trên, nước còn là chất mang năng lượng (hải triều, thủy
12
năng), chất mang vật liệu và tác nhân điều hòa khí hậu, thực hiện các chu trình tuần
hoàn vật chất trong tự nhiên [5].
Ngày nay, với sự phát triển công nghiệp, đô thị và sự bùng nổ dân số đã làm
cho nguồn nước tự nhiên bị hao kiệt và ô nhiễm trầm trọng. Bên cạnh những lợi ích
mà nước mang lại thì nước còn là môi trường trung gian giúp cho việc lan truyền
các dịch bệnh như thương hàn, lị, tả, bại liệt, viêm gan, các ký sinh trùng gây bệnh
như giun, sán,…
Cuộc sống trên Trái Đất bắt nguồn từ nước. Tất cả sự sống trên Trái đất đều
phụ thuộc vào nước và vòng tuần hoàn nước. Do đó, cần phải có biện pháp quản lý,
bảo vệ và sử dụng tài nguyên nước một cách hợp lý để tránh làm cho nguồn nước bị
ô nhiễm. Phải xem nước, bảo vệ nước và cung cấp nước là một chiến lược quốc gia.
Bảo vệ nước chính là bảo vệ sự sống của con người.
1.3. Các nguồn ô nhiễm nước
Sự bùng nổ dân số cùng với tốc độ đô thị hóa, công nghiệp hóa nhanh chóng
đã tạo ra một sức ép lớn tới môi trường sống ở Việt Nam, đặc biệt là với việc nguồn
nước sinh hoạt ngày càng trở nên thiếu hụt và ô nhiễm. Các hoạt động gây ô nhiễm
nước bao gồm: Các hoạt động tự nhiên và các hoạt động nhân tạo.
1.3.1. Ô nhiễm nước do tự nhiên
Ô nhiễm nước do tự nhiên là do mưa, tuyết tan, lũ lụt, gió bão… hoặc do các

hoạt động sống của sinh vật, kể cả xác chết của chúng. Cây cối, sinh vật chết đi, bị
vi sinh vật phân hủy thành các chất hữu cơ rồi bị rửa trôi vào các lưu vực. Các quá
trình lý – hóa có thể bào mòn khoáng hình thành tự nhiên do kiến tạo địa tầng.
Chúng có thể đưa các chất ô nhiễm ngấm vào lòng đất, sau đó đi vào nước ngầm.
Lụt lội có thể cuốn theo nhiều chất ô nhiễm khác nhau từ vùng đô thị, nông thôn,
khu canh tác nông nghiệp… vào các sông, suối, ao, hồ… và do vậy, gây ô nhiễm
các lưu vực nước ngọt. Ô nhiễm nước do các hoạt động tự nhiên có thể rất nghiêm
trọng nhưng không thường xuyên và do đó, không phải là nguyên nhân chính gây
suy thoái chất lượng nước (CLN). Hầu hết các nguồn gây ô nhiễm nước do tự nhiên
đều là các nguồn không điểm (non-point sources) là các nguồn khó hoặc không xác
định được vị trí và đặc điểm của chúng [14], [17].
13
1.3.2. Ô nhiễm nước do nhân tạo
Các nguồn ô nhiễm nước do nhân tạo thường là các nguồn ô nhiễm điểm
(point sources) như: Nước thải sinh hoạt, nước thải đô thị và nước thải công nghiệp.
a. Nước thải sinh hoạt (domestic wastewater)
Nước thải sinh hoạt phát sinh từ các hộ gia đình, khách sạn, cơ quan, trường
học chứa các chất thải từ quá trình sinh hoạt, vệ sinh của con người. Thành phần cơ
bản của nước thải sinh hoạt là các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học
(cacbohyđrat, protein,…), chất dinh dưỡng (photpho, nitơ), chất thải rắn và vi trùng.
Tùy theo mức sống và lối sống mà lượng nước thải cũng như tải lượng các chất ô
nhiễm (tính trên một người trong một ngày) là khác nhau. Nhìn chung mức sống
càng cao thì lượng nước thải và tải lượng thải các chất ô nhiễm càng cao [14], [17].
b. Nước thải đô thị (municipal wastewater)
Nước thải đô thị là nước thải tạo thành do sự gộp chung nước thải sinh hoạt,
nước thải vệ sinh và nước thải của các cơ sở thương mại, dịch vụ (khách sạn, nhà
hàng, bệnh viện…) công nghiệp nhỏ trong khu đô thị. Nước thải đô thị thường được
thu gom vào hệ thống cống thải thành phố, đô thị để xử lý chung. Thông thường ở
các đô thị lớn có hệ thống cống thải và khoảng 70% đến 90% tổng lượng nước sử
dụng sẽ trở thành nước thải đô thị và chảy vào đường cống [13]. Nhìn chung, thành

phần cơ bản của nước thải đô thị cũng gần tương tự nước thải sinh hoạt.
c. Nước thải công nghiệp (industrial wastewater)
Nước thải công nghiệp phát sinh từ các khu chế xuất, khu công nghiệp, cơ sở
sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, giao thông vận tải, nuôi trồng thủy
sản… Khác với nước thải sinh hoạt và nước thải đô thị, nước thải công nghiệp
không có thành phần cơ bản giống nhau, mà phụ thuộc vào ngành sản xuất công
nghiệp cụ thể. Thông thường, nước thải công nghiệp chứa nhiều chất ô nhiễm nguy
hiểm hơn nước thải sinh hoạt và nước thải đô thị như các kim loại độc (Hg, Cd, Pb,
Cu, Ni, Cr…), các chất hữu cơ nguy hiểm… [14], [17], [30].
14
Trong nhiều trường hợp, người ta tách riêng nước thải y tế và coi nó là nước
thải nguy hại. Nước thải từ các cơ sở y tế gồm nước thải từ các phòng phẫu thuật,
phòng xét nghiệm, phòng thí nghiệm, từ các nhà vệ sinh, khu giặt là, từ việc làm vệ
sinh phòng… Nước thải y tế có khả năng lan truyền rất mạnh các vi khuẩn gây bệnh,
nhất là đối với nước thải được xả ra từ những bệnh viện hay những khoa truyền nhiễm,
lây nhiễm. Ngoài ra, nước thải y tế có thể chứa các phế phẩm thuốc, chất khử trùng,
các dung môi hóa học, dư lượng thuốc kháng sinh, các đồng vị phóng xạ… được sử
dụng trong quá trình chẩn đoán và điều trị bệnh [14], [17], [30].
1.4. Các thông số chất lượng nước và đánh giá
Để đánh giá CLN, người ta phải phân tích các thông số CLN. Dựa vào bản chất
của các thông số CLN, người ta thường chia các thông số CLN như sau [17], [25]:
- Các thông số vật lý: màu, mùi, nhiệt độ, tổng chất rắn (TS), tổng chất rắn
hòa tan (TDS), độ đục (TUR), độ dẫn điện (EC)…
- Các thông số hóa học: oxi hòa tan (DO), nhu cầu oxi sinh hóa (BOD), nhu
cầu oxi hóa học (COD), tổng cacbon hữu cơ (TOC), độ mặn, độ cứng, pH,
-
3
NO
,
-

2
NO
,
+
4 3
NH /NH
,
3-
4
PO
,
-
F
,
2-
4
SO
, hóa chất bảo vệ thực vật (nhóm DDT, nhóm HCH,
aldrine…), kim loại độc (Hg
II
, Cd
II
, Pb
II
,…)
- Các thông số vi sinh: tổng coliform (TC), Fecal coliform (FC),…
Để đánh giá CLN, dựa vào mục đích sử dụng nguồn nước và mục đích nghiên
cứu mà người ta có nhiều cách khác nhau [12], [13], [17], [22], [24], [26], [28]:
(i) Đánh giá thông qua việc so sánh các thông số CLN xác định được với các
tiêu chuẩn quy định (tiêu chuẩn quốc gia hoặc khu vực hoặc quốc tế); Chẳng hạn ở

nước ta hiện nay, sử dụng Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia về CLN mặt QCVN 08 :
2008/BTNMT và CLN ngầm QCVN 09 : 2008/BTNMT [3], [4].
(ii) Mô hình hóa CLN, tức là sử dụng các mô hình toán học để mô phỏng
CLN hoặc ô nhiễm nước. Phương pháp này đòi hỏi rất nhiều thông số “đầu vào”
bao gồm các thông số thủy văn, hóa lý… nên khá phức tạp. Mặt khác, phương pháp
này thường chỉ áp dụng cho một số trường hợp như dòng sông không quá phức tạp
về địa hình, thủy văn… nên ít được áp dụng trong thực tế.
15
(iii) Đánh giá CLN thông qua chỉ số CLN (WQI – Water Quality Index);
Chẳng hạn, ở Việt Nam, sử dụng WQI được Tổng cục Môi trường ban hành theo
Quyết định số 879/QĐ – TCMT ngày 01/07/2011 [19].
(iv) Đánh giá CLN thông qua các chỉ thị sinh học. Phương pháp này thường
gặp nhiều khó khăn trong việc lấy các mẫu sinh học (thực vật, động vật) nên cũng ít
được áp dụng.
1.5. Sơ lược về huyện Phú Vang, tỉnh Thừa Thiên Huế
Huyện Phú Vang là huyện trọng điểm của vùng đầm phá ven biển tỉnh Thừa
Thiên Huế, có diện tích tự nhiên 279,87 km
2
, nằm về phía Đông Nam của tỉnh Thừa
Thiên Huế giới hạn trong tọa độ địa lý từ 16
0
19’35’’ đến 16
0
34’35’’ độ vĩ Bắc và
107
0
34’35’’ đến 107
0
51’15’’ độ kinh Đông. Đông giáp biển Đông, Nam giáp huyện
Phú Lộc và huyện Hương Thủy, Tây giáp thành phố Huế, Bắc giáp huyện Hương

Trà. Huyện Phú Vang cách thành phố Huế 12 km về phía Đông Bắc. Tổng dân số
trung bình của huyện Phú Vang (năm 2010) là 182.094 người, chiếm 16% dân số
toàn tỉnh. Trong đó, nữ giới là 92.455 người chiếm 50,4%. Mật độ dân số bình quân
618 người/km
2
, là huyện có mật độ dân số cao nhất tỉnh. Tỷ lệ tăng dân số bình
quân hàng năm là 12,83%.
Hiện nay nhân dân huyện Phú Vang đang sử dụng các loại hình cấp nước
cho sinh hoạt như sau:
- Nước máy được cấp vào từng nhà hoặc các vòi công cộng. Hình thức này
được cấp cho các khu dân cư thuộc thị trấn Thuận An, các khu gần nhà máy nước
và ven thành phố như: Phú Mậu, Phú Thượng, Phú Dương, …
- Nước giếng khơi, giếng khoan bằng tay và bơm điện ở các vùng ven biển,
thôn xóm.
- Bể hoặc lu chứa nước mưa ở tất cả các nơi.
Các xã Phú Diên, Vinh An, Vinh Hà, Vinh Xuân… hiện đang sử dụng nguồn
nước từ các giếng khơi, giếng khoan của từng hộ gia đình, chất lượng nước ở đây
không được đảm bảo vì do nồng độ muối quá cao nhiễm mặn bởi nước biển xâm thực.
Nguồn nước sinh hoạt chủ yếu của những người dân thuộc 5 xã Phú Xuân,
Phú Lương, Phú Đa, Vinh Xuân, Phú Diên được lấy từ giếng đào hoặc giếng khoan
16
có chiều sâu 3 – 20m, vào mùa mưa thì các hộ gia đình ở những nơi này còn sử
dụng nguồn nước mưa để sinh hoạt. Nước mưa thường được hứng trong các bình
chum, lu hoặc bể lọc đã xây dựng sẵn.
Do điều kiện địa lý tự nhiên, nằm ở vùng ven biển và đầm phá nên nước sinh
hoạt ở các xã này đều bị nhiễm mặn. Và là vùng chịu ảnh huởng của biến đổi khí
hậu trực tiếp, bão và lũ lụt thường xảy ra nên chất lượng nước sạch khan hiếm rất
nhiều. Có nhiều hộ gia đình phải đi chở nước ở các khu vực có hệ thống cấp nước
sạch về để sử dụng cho ăn uống.
Theo số liệu điều tra, các hộ gia đình không có hệ thống cấp nước sạch thì

các bệnh mắc phải đối với con em họ khi sử dụng nguồn nước lấy từ các giếng đào
và giếng khoan là các bệnh về đường tiêu hoá mà phổ biến nhất là tiêu chảy, kiết lỵ
nặng nhất là thương hàn; các bệnh về giun sán thường mắc ở trẻ em; các bệnh về
ngoài da như ghẻ, chốc lở, mụn nhọt, lang ben, nấm da do tắm giặt bằng nước bẩn
hay do không có đủ nước sạch để dùng; các bệnh về mắt như mắt đỏ phổ biến nhất
là bệnh mắt hột [5].
Nguồn nước sinh hoạt không đảm bảo về chất lượng không những gây ra các
loại bệnh tật mà còn gây một phần tổn thất về kinh tế cho người dân thuộc các xã này.
17
Chương 2
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Nội dung nghiên cứu
Xuất phát từ mục đích của đề tài, những nội dung nghiên cứu bao gồm:
(1) Khảo sát khu vực nghiên cứu để lựa chọn địa điểm lấy mẫu nước giếng khoan;
(2) Kiểm soát chất lượng (qua kiểm tra độ đúng, độ lặp lại) của phương pháp
phân tích một số thông số như
-
3
NO
,
3-
4
PO
, độ cứng và tổng sắt tan (Fe
II,III
);
(3) Tiến hành lấy mẫu và phân tích các thông số chất lượng nước trong 4 đợt
(tháng 2, 4, 6, 8 năm 2013), gồm: nhiệt độ, chất rắn lơ lửng (TSS), độ dẫn điện
(EC), pH, BOD
5

, COD, độ cứng tổng số, tổng sắt tan (Fe
II,III
),
-
3
N - NO
,
3-
4
P - PO
,
tổng coliform;
(4) Đánh giá chất lượng nước dựa vào các thông số riêng biệt qua so sánh
với QCVN 09 : 2008/BTNMT về chất lượng nước ngầm;
(5) Đề xuất một số giải pháp cải thiện chất lượng nước cho cấp sinh hoạt.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu của đề tài là các giếng khoan ở địa bàn 5 xã và thị trấn của
huyện Phú Vang, bao gồm: Phú Xuân, Phú Lương, Phú Đa, Vinh Xuân và Phú Diên.
2.2.2. Chuẩn bị mẫu
Trên cơ sở điều tra và khảo sát thực địa, đã xác định vị trí các điểm lấy mẫu
đại diện ở 5 xã và thị trấn của huyện Phú Vang. Các giếng khoan được lựa chọn để
lấy mẫu là những giếng khoan đang được dùng cho sinh hoạt gia đình. Chi tiết về
các mẫu được nêu ở bảng 2.1, vị trí các giếng được nêu ở bản đồ (phụ lục 1).
18
Bảng 2.1. Chi tiết về các mẫu nước giếng khoan
TT Ký hiệu mẫu (Xã) Hộ dân Độ sâu giếng (m)
1 PX – 1 (Phú Xuân) Trần Thị Thảo 15
2 PL – 1 (Phú Lương) Hồ Thị Ny 14
3 PĐ – 1 (Phú Đa) Trần Nhơn Ngự 19

4 VX – 1 (Vinh Xuân) Trần Long 15
5 PD – 1 (Phú Diên) Nguyễn Thị Hai 20
6 PX – 2 (Phú Xuân) Nguyễn Thị Thu 10
7 PL – 2 (Phú Lương) Ngô Văn Viết 9
8 PĐ – 2 (Phú Đa) Phạm Thị Lan 15
9 VX – 2 (Vinh Xuân) Nguyễn Văn Thọ 11
10 PD – 2 (Phú Diên) Lê Thị Phòng 12
11 PX – 3 (Phú Xuân) Hoàng Trọng Tự 15
12 PL – 3 (Phú Lương) Nguyễn Viết Chơn 20
13 PĐ – 3 (Phú Đa) Nguyễn Thị Lan 7
14 VX – 3 (Vinh Xuân) Phạm Thị Phương 11
15 PD – 3 (Phú Diên) Nguyễn Văn Hòa 20
16 PX – 4 (Phú Xuân) Trần Thị Linh 11
17 PL – 4 (Phú Lương) Võ Thị Thanh Hương 15
18 PĐ – 4 (Phú Đa) Lê Văn Quang 20
19 VX – 4 (Vinh Xuân) Phan Ngọc Hòa 12
20 PD – 4 (Phú Diên) Hoàng Thị Ánh 15
Trong đó: PX: xã Phú Xuân; PL: xã Phú Lương; PĐ: xã Phú Đa; VX: xã
Vinh Xuân; PD: xã Phú Diên. Con số đứng nối trong ký hiệu mẫu chỉ số thứ tự đợt
đi lấy mẫu.
- Quy cách lấy mẫu: Mẫu là nước giếng khoan, được lấy tại vòi nước, bơm
hút nước và để chảy tự do 30 giây, rồi lấy mẫu [15].
- Tần suất lấy mẫu: 1 lần/2 tháng.
- Thời điểm lấy mẫu: Đợt 1 ngày 27/02/2013
Đợt 2 ngày 26/04/2013
Đợt 3 ngày 27/06/2013
Đợt 4 ngày 26/08/2013
19
- Bảo quản mẫu: Mẫu đựng trong chai nhựa polietylen, mang về phòng
thí nghiệm.

Quy cách lấy mẫu và bảo quản mẫu tuân theo các quy định trong tiêu chuẩn
Việt Nam (TCVN 6000 : 1995 – Chất lượng nước – Lấy mẫu. Hướng dẫn lấy mẫu
nước ngầm).
2.2.3. Phương pháp đo/phân tích các thông số chất lượng nước
Quy cách đo các thông số tại hiện trường: Lấy một lượng mẫu khoảng 5 lít
để đo các thông số tại hiện trường bằng thiết bị xách tay; một phần mẫu (2,0 L)
được bảo quản và đưa về phòng thí nghiệm để phân tích.
Các phương pháp đo/phân tích các thông số chất lượng nước là các phương
pháp tiêu chuẩn của Việt Nam và/hoặc quốc tế [1], [2], [23] (Bảng 2.2).
Bảng 2.2. Các phương pháp đo/phân tích chất lượng nước
STT Thông số
(*)
Phương pháp Mô tả
1 Nhiệt độ (
0
C) Dùng thiết bị đo TOA – 22WA
2 pH (đơn vị pH) TCVN 6492:2011 Đo thế dùng điện cực thủy tinh
3
Độ dẫn điện EC
(μS/m)
Dùng thiết bị đo TOA – 22WA
4 TSS (mg/L)
Khối lượng
(TCVN 6625:2000)
Mẫu được lọc qua giấy lọc sợi thủy
tinh 0,45 μm đã biết khối lượng, làm
khô giấy lọc và cặn ở 105°C. Cân
giấy lọc đã sấy. Hiệu số khối lượng
giấy lọc trước và sau khi lọc, sấy cho
biết giá trị SS.

5 COD (mg/L)
Bicromat - hồi lưu kín -
đo quang (SMEWW
5220D)
Oxi hóa các hợp chất hữu cơ bằng
hỗn hợp bicromat và axit sulfuric
trong cuvet đậy kín ở 150
o
C trong 2
giờ; đo độ hấp thụ quang ở 420 nm.
20
6 BOD
5
(mg/L) TCVN 6001-1:2008
Lượng CO
2
sinh ra do vi sinh vật
tiêu thụ oxi sẽ được hấp thụ bởi
dung dịch KOH 45%, dẫn đến sự
chênh lệch áp suất trong buồng mẫu.
Thiết bị sẽ đo sự chênh lệch áp suất
này để tính toán cho ra kết quả.
7
N –
-
3
NO
(mg/L)
TCVN 6180:1996
Đo phổ của hợp chất màu vàng được

hình thành bởi phản ứng của axit
sunfosalixylic (được hình thành do
việc thêm natri salixylat và axit
sunfuric vào mẫu) với nitrat và tiếp
theo xử lý với kiềm.
8 P –
3-
4
PO
(mg/L) TCVN 6202:2008
Phản ứng giữa ion octophotphat và
dung dịch amoni molypđat tạo ra
phức amoni photphomolypđat. Khử
phức này bằng axit ascobic tạo thành
phức molypđen màu xanh đậm. Đo
độ hấp thụ của phức này (ở bước
sóng 880nm) để xác định nồng độ
octophotphat.
9
Tổng sắt tan
(mg/L)
TCVN 6177:1996
Khử Fe(III) đến Fe(II) bằng
Hyđroxyl-amoni clorua, sau đó tạo
phức màu da cam – đỏ với 1 – 10
phenaltrolin. Đo phức màu này ở
bước sóng 510nm.
10 Độ cứng (CaCO
3
)

(mg/L)
TCVN 6224:1996 Chuẩn độ tạo phức canxi và magie
với dung dịch nước của muối đinatri
của EDTA ở pH = 10. Dùng mođan
đen 11 làm chỉ thị. Chỉ thị này tạo
21
hợp chất màu đỏ hoặc màu tím với
canxi và magie.
11
Tổng coliform
(MPN/100 mL)
TCVN 6187-1:2009
(*)
Các thông số từ 1 đến 3 đo tại hiện trường, các thông số còn lại được phân tích
tại phòng thí nghiệm.
2.2.4. Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm
Áp dụng phần mềm Excel 2007 và Origin 8.0 để xử lý và kiểm tra các số liệu
thực nghiệm, xây dựng phương trình hồi quy tuyến tính để định lượng và đánh giá
tương quan, phân tích phương sai ANOVA…
2.2.5. Phương pháp đánh giá chất lượng nước
Chất lượng nước ngầm được đánh giá qua từng thông số riêng biệt bằng cách
so sánh các thông số chất lượng nước (giá trị TB ± ε ở p = 0,05) với các giá trị giới
hạn được quy định trong QCVN 09 : 2008/BTNMT.
Áp dụng phương pháp ANOVA 2 chiều để đánh giá ảnh hưởng yếu tố không
gian và thời gian đến chất lượng nước vùng nghiên cứu.
Chương 3
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Kiểm soát chất lượng các phương pháp phân tích
Các phương pháp áp dụng để phân tích CLN trong nghiên cứu này là các
phương pháp tiêu chuẩn của Việt Nam và/hoặc quốc tế. Trước khi áp dụng để phân

tích CLN huyện Phú Vang, chúng tôi tiến hành kiểm soát chất lượng các phương
pháp phân tích của một số phương pháp thường mắc sai số lớn như: phép xác định
22