Xác định nguồn gốc arsenic trong nước dưới đất khu vực TP.HCM bằng kỹ thuật đồng vị và kỹ thuật thủy hóa

ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM
SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ









BÁO CÁO NGHIỆM THU
(Đã chỉnh sửa theo góp ý của Hội đồng nghiệm thu)


ĐỀ TÀI

XÁC ĐỊNH NGUỒN GỐC ARSENIC TRONG NƯỚC DƯỚI ĐẤT
KHU VỰC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
BẰNG KỸ THUẬT ĐỒNG VỊ VÀ KỸ THUẬT THỦY HÓA







CƠ QUAN QUẢN LÝ CƠ QUAN CHỦ TRÌ
(Ký tên/ đóng dấu xác nhận) (Ký tên/ đóng dấu xác nhận)

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
THÁNG 5 /2010


i
LỜI CẢM ƠN

Thay mặt nhóm cán bộ khoa học tham gia đề tài “Xác định nguồn gốc arsenic
trong nước dưới đất khu vực thành phố Hồ Chí Minh bằng kỹ thuật đồng vị và kỹ
thuật thủy hóa” chân thành cảm ơn Sở Khoa học và Công gnhệ Tp.HCM đã hết
lòng hỗ trợ và tạo điều kiện thuận lợi cho việc triển khai và hòan thành đề tài.
Chân thành cảm ơn tập thể phòng Th
ủy văn đồng vị, TT hạt nhân TP.HCM đã
quyết tâm, khắc phục khó khăn để hoàn thành các nội dung của đề tài.
Chân thành cảm ơn Trung tâm hạt nhân TP.HCM đã tạo điều kiện cho chúng tôi
đăng ký và thực hiện đề tài.

ii
TỔ CHỨC THỰC HIỆN

Đề tài:
Xác định nguồn gốc arsenic trong nước ngầm khu vực thành phố Hồ Chí Minh
bằng kỹ thuật đồng vị và kỹ thuật thủy hóa.

Thời gian thực hiện: 4/2006 – 10/2007
Kinh phí thực hiện: 185.000.000 (một trăm tám mươi lăm triệu) đồng
Cơ quan quản lý: SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TP.HCM
Cơ quan chủ trì: TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

Chủ nhiệm đề tài: KS. Nguyễn Kiên Chính
Đồng chủ
nghiệm: CN. Tống Viết Thành


Danh sách cán bộ tham gia thực hiện chính:

TT Họ và tên Học vị Chuyên ngành Đơn vị công tác
1 Nguyễn Kiên Chính KS Vật lý hạt nhân TT hạt nhân TP.HCM
2 Tống Viết Thành CN Địa chất MT Sở T.nguyên-M.trường
3 Huỳnh Long CN Vật lý hạt nhân TT hạt nhân TP.HCM
4 Trần thị Bích Liên KS Hóa -nt-
5 Lê Danh Chuẩn CN Địa vật lý -nt-
6 Nguyễn Văn Nhiên KS Địa chất MT -nt-








iii
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

VIẾT TẮT THUẬT NGỮ TIẾNG VIỆT
ĐCTV Địa chất thủy văn
TVĐV Thủy văn đồng vị
TP.HCM Thành phố Hồ Chí Minh
2

H Đồng vị Deuterium
3
H (T)

Đồng vị Tritium
18
O

Đồng vị Ôxy 18
14
C

Đồng vị Carbon 14
δ Delta
‰ Phần nghìn
µg/l Microgramme/lít
T.U Đơn vị tritium
PMC Phần trăm carbon hiện đại

iv
DANH MỤC BẢNG BIỂU

Số hiệu Nội dung Trang
Bảng 1 Số liệu phân tích thành phần hóa nước ngầm qp Phụ lục
Bảng 2 Số liệu phân tích thành phần hóa nước ngầm qp Phụ lục
Bảng 3 Số liệu phân tích thành phần hóa nước ngầm qp Phụ lục
Bảng 4 Số liệu phân tích đồng vị nước tầng qp Phụ lục
Bảng 5 Số liệu phân tích đồng vị nước tầng m
4
2
Phụ lục
Bảng 6 Số liệu phân tích đồng vị nước tầng m
4
1
Phụ lục
Bảng 7 Kết quả khảo sát hàm lượng As trong nước ngầm 37
Bảng 8 Thay đổi hàm lượng As tổng số trong nước ngầm tại một số vị
trí lấy mẫu
41
Bảng 9 Hàm lượng As tổng số trong các mẫu nước bề mặt 42
Bảng 10 Tóm tắt thành phần hóa các mẫu nước ngầm khu vực nghiên
cứu
43
Bảng 11 Bi

ến thiên hàm lượng đồng vị bền của nước ngầm tầng qp 53
Bảng
12:
Thành phần đồng vị môi trường của nước rỉ rác và các mẫu
nước ngầm quanh bãi rác Phước Hiệp
57
Bảng 13 Hàm lượng As trong nước ngầm quanh bãi rác Phước Hiệp 60
Bảng 14 Hàm lượng arsen các mẫu nước ngầm khu vực Q.2, Q.9 62
Bảng 15 Biến thiên hàm lượng đồng vị bề
n của nước ngầm tầng
Pliocene trên
72
Bảng 16 Thống kê các mẫu nước ngầm tầng m
4
2
có hàm lượng As cao 75
Bảng 17 Biến thiên hàm lượng đồng vị bền của nước ngầm tầng
Pliocen dưới
78









v
DANH MỤC HÌNH VẼ

Số hiệu Nội dung Trang
Hình 1 Vị trí khu vực nghiên cứu - TP. Hồ Chí Minh 21
Hình 2 Bản đồ ĐCTV tầng Pleistocene Phụ lục
Hình 3 Bản đồ ĐCTV tầng Pliocene trên Phụ lục
Hình 4 Bản đồ ĐCTV tầng Pliocene dưới Phụ lục
Hình 5 Mặt cắt ĐCTV, tuyến I, II, IV Phụ lục
Hình 6 Mặt cắt ĐCTV, tuyến III, V, VI, VII, VIII Phụ lục
Hình 7 Vị trí các điểm lấy mẫ
u nghiên cứu ở cả 3 tầng nước ngầm 28
Hình 8 Vị trí các điểm lấy mẫu nghiên cứu tầng qp 29
Hình 9 Vị trí các điểm lấy mẫu nghiên cứu tầng m
4
2
30
Hình 10 Vị trí các điểm lấy mẫu nghiên cứu tầng m
4
1
31
Hình 11 Hàm lượng As tổng theo độ sâu trong các tầng nước ngầm
nghiên cứu
39
Hình 12 Thay đổi hàm lượng As trong nước ngầm theo độ sâu 40
Hình 13 Thay đổi hàm lượng trung bình của một số ion hòa tan trong
nước ngầm.
45
Hình 14 Quan hệ giữa hàm lượng As tổng số và hàm lượng Na 46
Hình 15 Tương quan giữa hàm lượng As tổng số và hàm lượng Ca 47
Hình 16 Quan hệ giữa hàm lượng As tổng số và tỷ số Na/Ca 48
Hình 17 Quan hệ giữa hàm lượng As tổng số và hàm lượng Mg 48

Hình 18 Quan h
ệ giữa hàm lượng As tổng số và hàm lượng SO
4
49
Hình 19 Quan hệ giữa hàm lượng As tổng số và độ dẫn điện 49
Hình 20 Quan hệ giữa hàm lượng As tổng và hàm lượng sắt tổng 50
Hình 21 Quan hệ giữa hàm lượng As tổng và độ pH 51
Hình 22 Quan hệ giữa hàm lượng As tổng và điện thế 52
Hình 23 Quan hệ giữa δ
2
H và δ
18
O trong nước ngầm tầng qp 54
Hình 24 Quan hệ giữa δ
2
H và δ
18
O nước ngầm tầng qp, theo quận
huyện
56
Hình 25 Vị trí các mẫu nước ngầm xung quanh bãi rác Phước Hiệp 57
Hình 26 Quan hệ giữa δ
2
H và δ
18
O các mẫu nước ngầm khu vực quanh
bãi rác
58

vi

Hình 27 Quan hệ giữa δ
2
H và δ
18
O của các loại nước sát khu vực bãi
rác
59
Hình 28 Vị trí các mẫu nước ngầm có hàm lượng arsen cao ở khu vực
quận 9
62
Hình 29 Quan hệ giữa δ
2
H và δ
18
O của nước ngầm khu vực Q.2, Q.9 64
Hình 30 Quan hệ Độ dẫn điện - Hàm lượng
18
O của nước ngầm Q.2 và
Q.9
65
Hình 31 (a) Vị trí mẫu AS92; (b) Mặt cắt ĐCTV khu vực mẫu AS92 68
Hình 32 Quan hệ δ
2
H - δ
18
O của nước ngầm (mẫu AS92 và các mẫu
qp, Hóc Môn)
68
Hình 33 Quan hệ δ
18

O - δ
2
H trong nước ngầm ở Củ Chi; nước mưa;
nước sông SG
70
Hình 34 Nguyên nhân và phân bố nước mặn, lợ theo nguyên nhân gây
nhiễm mặn
73
Hình 35 Thành phần đồng vị bền của nước ngầm tầng m
4
2
74
Hình 36 Quan hệ δ
18
O-δ
2
H các mẫu nước ngầm tầng m
4
2
khu vực Củ
Chi
75
Hình 37 Quan hệ δ
18
O-δ
2
H các mẫu nước ngầm tầng m
4
2
khu vực còn

lại
77
Hình 38 Thành phần đồng vị bền của nước ngầm tầng m
4
1
80
















vii
MỤC LỤC

Nội dung Trang
Tóm tắt nội dung nghiên cứu - Abstract

Mở đầu 1
I. Tổng quan 3

II. Nội dung và phương pháp nghiên cứu 16
III. Thực hiện các nội dung 21
III.1. Đặc điểm khí tượng thủy văn, địa chất thủy văn khu vực nghiên cứu 21
III.2. Lập mạng lưới các điểm lấy mẫu 27
IV. Kết quả và thảo luận
IV.1. Arsen trong nước khu vực thành phố Hồ Chí Minh 37
IV.1.1. Hiện trạ
ng As trong các tầng nước ngầm 37
I.V.1.2 Arsen trong nước bề mặt tại một số vị trí trong khu vực ng. cứu 42
IV.2. Nguồn gốc arsen trong nước ngầm ở TP.HCM 43
I.V.2.1. Thành phần hóa học các mẫu nước ngầm 43
I.V.2.2. Quan hệ giữa hàm lượng As và hàm lượng một số ion trong
nước ngầm
46
IV.2.3. Thành phần đồng vị môi trường và Nguồn gốc arsen trong nước
ngầm
53
IV.2.3.1. Thành phần đồng vị và nguồn gốc As trong nước ngầm
tầng Pleistocene
53
IV.2.3.2. Nguồn gốc arsen trong nước ngầm tầng Pliocene trên (m
4
2
) 72
IV.2.3.3. Nguồn gốc arsen trong nước ngầm tầng Pliocene dưới (m
4
1
)78
V. Kết luận 81
VI. Kiến nghị 82

Tài liệu tham khảo 83
Phụ lục 86



TÓM TẮT NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Hệ thống các tầng nước ngầm khu vực TP.HCM tồn tại trong các trầm tích bở rời
có nguồn gốc từ vùng cao nguyên Tây Tạng có chứa sẵn các hợp chất arsenic. Việc
khai thác nước ngầm khu vực đã làm tác động nghiêm trọng tới động thái tự nhiên
của hệ thống nước dưới đất khu vực và do vậy có thể làm gia tăng khả năng giải
phóng arsenic có sẵn từ tr
ầm tích vào nước ngầm. Đồng thời, với lượng chất thải
ngày càng lớn và chưa được quản lý tốt, nước ngầm khu vực còn có nguy cơ bị ô
nhiễm As từ các nguồn chất thải trên mặt đất. Việc làm rõ nguồn gốc tự nhiên
(geogenic) và/ hoặc nhân tạo (anthropogenic) của arsen trong nước ngầm rất có ý
nghĩa khoa học và thực tiễn trong qui hoạch khai thác và bảo vệ nguồn tài nguyên
nước ngầm khu vực.
Nghiên cứ
u này về nguồn gốc arsen trong nước ngầm sử dụng kỹ thuật đồng vị
và kỹ thuật thủy hóa dựa trên thành phần đồng vị (
2
H,
18
O,
3
H,
14
C) và thủy hóa của
99 mẫu nước được lấy từ 3 tầng nước ngầm đang khai thác và một số mẫu nước

mưa, nước bề mặt ở khu vực TP.HCM đã được hòan thành và thu được các thông
tin sau:
- Về hàm lượng As: Trong 99 mẫu nước ngầm chỉ có một mẫu (chiếm 1%) có
hàm lượng chất này vượt tiêu chuẩn cho phép khoảng 10 lần, có 8 mẫu (chiếm
8%) có hàm lượng As tổng trong khoảng 10-50 µg/l, các mẫu còn lại
đều chưa
vượt tiêu chuẩn cho phép về hàm lượng As tổng số đối với nước sinh hoạt. Với
hiện trạng như vậy, có thể kết luận rằng ở khu vực TP.HCM sự ô nhiễm arsen
trong cả 3 tầng nước ngầm đang khai thác chưa phải là vấn đề nghiêm trọng.
Tuy vậy, khả năng bị ô nhiễm bởi kim loại này vẫn còn là mối đe dọa thường
xuyên do các đặc
điểm về thành tạo địa chất, đặc biệt là đất phèn, đối tượng hấp
phụ và có khả năng giải phóng arsen ra nước ngầm trong các phản ứng khử các
ôxít, hydroxit sắt, nhôm, khá phổ biến trong các trầm tích Holocene trên phạm vi
thành phố. Cùng với cấu trúc các tầng chứa nước, các lớp cách nước yếu giữa
các tầng, động thái tự nhiên bị tác động nghiêm trọng, arsen trong các loại trầm
tích Holocene có thể được phóng thích vào nước ngầm trong nh
ững điều kiện
thích hợp.
- Các số liệu thủy hóa thu được chưa thể lý giải được nguồn gốc As trong nước
ngầm do tương quan giữa hàm lượng As và một số ion khác đều là các tương
quan yếu.
- Bằng kỹ thuật thủy văn đồng vị, dựa trên các số liệu đồng vị bền (
2
H,
18
O) và
đồng vị phóng xạ tự nhiên (
3
H,

14
C), đã lý giải thành công về mối quan hệ giữa
nước ngầm với nước bề mặt, nước mưa là những nguồn có thể bổ cấp cho nước
ngầm khu vực và đồng thời cũng là “phương tiện” để tải chất ô nhiễm có nguồn
gốc nhân tạo, như As, từ trên bề mặt xuống nước ngầm. Kết quả thu được cho
thấy ở một số khu v
ực nước ngầm có quan hệ động lực với nước mưa, nước bề
mặt, hoặc với nước ngầm tầng chứa khác nhưng arsen có trong nước ngầm chỉ
có nguồn từ các hợp chất chứa As có sẵn trong các thành tạo địa chất.




ABSTRACT

The system of groundwater aquifers in Hochiminh City has been formed in
porous sediments which originated from the Tibet Highland and already containing
arsenic compounds. Groundwater exploitation in this area has strongly influenced
the natural dynamics and therefore increases the releasing availability of arsenic to
groundwater from sediments. At the same time, with the increasing of waste which
has still not enough well management, groundwater in the area is also facing the
risk of pollution from arsenic in the waste. Definition the origin (geogenic or/and
anthropogenic) of arsenic in groundwater, therefore, is important not only for
groundwater exploitation but also for protecting this water resources in the area.
A study on the origin of arsenic in groundwater in Hochiminh City using
environmental isotopes and hydro-chemical techniques based on the isotopic (
2
H,
18
O,

3
H,
14
C) and chemical compositions of 99 groundwater samples (taken from all
three exploiting aquifers on the study area) and some rain and surface water samples
has been performed and obtained the following information:
- Among 99 groundwater samples there is only one sample (1%) having As
concentration of 10 times in comparison with the National Standard of Arsenic
for Drinking Water; there are 8 samples (8%) of which As content ranges from
10-50 µg/l and the others have less than 10 µg/l of arsenic. This shows that
groundwater in the area is still not contaminated by arsenic seriously. However
the risk of contamination by arsenic is high due to geologic characteristic,
especially the widespread of alkaline soil in Holocene sediments existing in the
area which adsorbed arsenic and is able to release it into groundwater under
redox reactions of oxide/hydroxide of ion and aluminum. And due to structure of
aquifers, uncontinuous aquitars as well as strongly effected groundwater system
dynamics are reasons which can lead arsenic released from Holocene sediments
coming into groundwater.
- Because of the weak relations between ions concentration, chemical data of
water samples obtained can not explain on the origin of arsenic in groundwater
in the study area.
- Based on the isotopic compositions of water samples (groundwater, surface
water and rain water), the relationship between groundwater and/or surface
water, rain water has been defined. The isotopic results show that although
groundwater in some regions in the study area has direct dynamic relation with
rain water (Pleistocene aquifer) or between aquifers (Holocene- Pleistocene and
Pleistocene-Upper Pliocene) but the origin of arsenic in groundwater is only
geogenic.

1
MỞ ĐẦU

Arsenic là một trong những kim loại nặng phân bố rộng rãi trên bề mặt trái đất.
Theo đánh giá của Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ (EPA - Environment Protection
Agency), arsenic là một trong những chất PBT (Persistent - bền bỉ; Bioaccumulative
- sinh tụ; và Toxic - độc hại) có khả năng kết tụ bền vững trong không khí, đất và
nước. Arsenic đã bị liệt kê là một trong các chất gây ra ung thư (carcinogen) và nằm
trong số 20 chất độc nhất do Cơ quan phụ
trách các Chất độc và Bệnh tật Hoa Kỳ
(ATSDR) ghi nhận. Hàm lượng arsenic trong nước uống theo tiêu chuẩn của Cơ
quan Y tế thế giới (WHO) là không quá 10 µg/l. Ở một số quốc gia, mức
qui định
này là 50 µg/l. Tuy nhiên, tiêu chuẩn cho phép hàm lượng arsenic trong nước uống
đều có xu hướng giảm do ước tính mức độ tác hại trầm trọng của kim loại này lên
cơ thể con người (5/2000, EPA Mỹ đề nghị hạ thấp tiêu chuẩn quốc gia về arsenic
trong nước uống từ 50 µg/l xuống chỉ còn 5,0 µg/l).
Ít tồn tại ở dạng nguyên chất, arsenic kết hợp với các nguyên tố khác tạo thành
các hợp chất có độc tính cao đối với con ngườ
i. Arsenic kết hợp với Cl, S và ô-xy
thành các hợp chất arsenic vô cơ dạng arsenite (As
3+
) và arsenate (As
5+
); trong cơ

thể động vật và cây cối, arsenic kết hợp với hydro, carbon thành các phức hữu cơ.
Về mức độ độc hại, các hợp chất arsenic vô cơ có độc tính cao hơn nhiều so với các
phức chất hữu cơ, arsenite có độc tính cao hơn so với arsenate.
Cùng với Thái Lan, Myanma, các quốc gia thuộc vùng châu thổ sông Mê Kông
vốn được hình thành nên bởi sự lắng đọng các trầm tích có nguồn gốc từ vùng cao
nguyên Tây Tạng, đồng bằng Nam b
ộ đang phải đối mặt với nguy cơ nước ngầm bị
ô nhiễm bởi arsenic. Những phát hiện về nước ngầm có hàm lượng arsenic cao ở
miền Tây Nam bộ cho thấy nguy cơ có thật về sự ô nhiễm của nước ngầm bởi
nguyên tố độc hại này.
Tại thành phố Hồ Chí Minh cũng đã phát hiện thấy nước ngầm với hàm lượng
arsenic cao ở một số khu v
ực. Là một trong những trung tâm chính trị, kinh tế và
văn hóa quan trọng bậc nhất của cả nước, việc phát triển sản xuất, đô thị và mức độ
tập trung dân cư tại đây thời gian qua đã làm tăng nhanh chóng lượng nước khai
thác từ các tầng nước ngầm nhằm đáp ứng các nhu cầu về nước và việc khai thác

2
này đã gây những tác động tiêu cực đối với hệ thống các tầng chứa nước trong khu
vực mà trước hết là sự tụt giảm mực nước tĩnh và suy giảm chất lượng nguồn nước.
Về vấn đề nước ngầm bị ô nhiễm arsenic, ngoài những nguy cơ tiềm ẩn do đặc
điểm thành tạo địa chất (đã là hiện thực như ở Bangladesh, Ấn Độ nh
ững năm 80
thế kỷ trước hay Thái Lan, Myanma thời gian gần đây vốn thuộc hai vùng châu thổ
khác nhau nhưng lại có những đặc điểm thành tạo địa chất tương tự) thì tại
TP.HCM, các loại chất thải (chủ yếu từ các hoạt động sản xuất) cũng có thể là một
nguồn gây nên sự ô nhiễm arsenic trong nước ngầm.
Một số nghiên cứu về arsenic tại TP.HCM đã được th
ực hiện trong thời gian qua
mà chủ yếu là nhằm điều tra, khảo sát hàm lượng arsenic có trong nước ngầm. Kết

quả cho thấy tuy chưa tới mức độ gay gắt nhưng arsenic trong nước ngầm ở
TP.HCM thực sự là một trong những vấn đề cần quan tâm đặc biệt do động thái tự
nhiên của hệ thống nước ngầm có trong các thành tạo địa chất có nguy cơ cao đã bị
tác động nghiêm trọng, do l
ượng chất thải ngày càng lớn chưa được quản lý tốt có
thể sẽ làm tăng nhanh quá trình ô nhiễm nước ngầm bởi kim loại độc hại này cùng
với sự gia tăng việc khai thác nước từ các tầng chứa ngầm.
Do vậy, việc xác định rõ nguồn gốc địa chất tự nhiên (geogenic), nhân tạo
(antropogenic) hay cả hai của arsenic trong nước ngầm khu vực có ý nghĩa thực tiễn
lớn trong qui hoạch khai thác và bảo vệ tài nguyên n
ước ngầm tại chỗ. Với ý nghĩa
đó, đề tài “Ứng dụng kỹ thuật đồng vị và kỹ thuật thủy hóa xác định nguồn gốc
arsenic trong nước ngầm khu vực TP.HCM” được đề xuất thực hiện với mục đích
bước đầu xác định nguồn gốc của arsenic có trong nước ngầm, đồng thời góp phần
hiểu biết hơn nữa về hệ thống n
ước dưới đất khu vực TP.HCM giúp quản lý, khai
thác hiệu quả nguồn tài nguyên này.








3
I. TỔNG QUAN

Nguyên tố arsen đã được tìm thấy từ thế kỷ thứ 13 (năm 1250) bởi Albertus
Magnus. Đây là một nguyên tố kim loại nặng, tương đối hiếm (tổng lượng không

nhiều) nhưng lại có độ phổ biến lớn trong vỏ trái đất.
Arsen nguyên chất là một kim loại màu xám nhưng dạng này ít tồn tại trong thiên
nhiên và rất độc. Người ta thường tìm thấy arsen kết hợp với các nguyên tố như
oxy, lưu huỳnh, sắt dưới dạng các hợp chất vô cơ như đá thiên thạch, khoáng
realgar (As
4
S
4
), orpiment (As
2
O
3
), arsenopyrite (FeAs
2
, FeAsS, AsSb…) và với
hydro, carbon dưới dạng hợp chất hữu cơ. Các hợp chất arsen, cả vô cơ và hữu cơ,
đều có nguồn gốc cả tự nhiên và nhân tạo.
Arsen có thể được phát tán vào môi trường từ các quá trình tự nhiên như quá
trình phong hóa, quá trình phân rã các chất hữu cơ, vô cơ; và từ các hoạt động của
con người như trong sản xuất công nghiệp (lọc hóa dầu, luyện kim, hóa chất, dược
phẩm, nhuộm, thuộc da…), nông nghiệp (s
ử dụng phân bón, hóa chất bảo vệ thực
vật), năng lượng (đốt nhiên liệu hóa thạch)…
Các loại hợp chất chứa arsen khác nhau có độc tính khác nhau. Hợp chất arsen vô
cơ độc hơn các hợp chất hữu cơ. Trong các hợp chất vô cơ, hợp chất As hóa trị 3
độc hơn nhiều so với hợp chất As hóa trị 5.
Khi xâm nhập vào cơ thể (con người hay động vật) arsen có thể gây nên nhiều
chứng b
ệnh nguy hiểm như các bệnh về dạ dày, da hay rối loạn chức năng và nhất
là bệnh ung thư. Với độc tính cao và độ phổ biến rộng nên khả năng bị nhiễm độc

do arsen là rất cao. Do vậy, thế giới có xu hướng hạ thấp giới hạn và qui định
nghiêm ngặt hàm lượng cho phép của arsen trong môi trường, thực phẩm.
Trong môi trường nước, arsen thường có nhiều ở những nơi có các hoạt độ
ng địa
nhiệt cao, sự xói mòn và rửa trôi đất, trong chất thải lỏng của các ngành sản xuất sử
dụng các loại nguyên, vật liệu có chứa arsen để rồi từ đó arsen trong chất thải xâm
nhập vào và gây ô nhiễm các nguồn nước (nước mặt, nước ngầm).
Trong nước dưới đất, hàm lượng arsen phụ thuộc nhiều vào tính chất và trạng
thái môi trường địa hóa. Dạng arsen phổ biến trong nước dưới đấ
t là H
3
AsO
4
-1

(trong môi trường axít đến gần trung tính); HAsO
4
-2
(trong môi trường kiềm,

4
thường là trong nước ngầm mặn, lợ); và ở dạng H
3
AsO
3
trong môi trường ôxi hóa-
khử yếu. Nước dưới đất trong các thành tạo hạt mịn, tồn tại nhiều tàn dư thực vật,
than bùn hoặc sắt thường có hàm lượng As cao do các loại vật chất này có khả năng
hấp phụ arsen tốt. Trong các thành tạo như vậy, cũng thường phát hiện thấy arsen
có hàm lượng cao trong nước dưới đất thuộc loại hình hóa học bicarbonate như

bicarbonate calcium, magesium…
Cho tới nay, khoa học đã biết một s
ố cơ chế phóng thích As vào nước ngầm
trong các thành tạo địa chất là:
i. Oxy hóa hòa tan các khoáng vật chứa arsen như arsenopyrite (FeAsS) và
giải phóng As [Smedly et al., 2002]. Cơ chế này là chủ yếu trong điều
kiện mực nước ngầm bị hạ thấp do nguồn cấp bị suy giảm hay do khai
thác quá mức.
ii. Khử hòa tan oxít, hydroxit sắt (Hfo - Hydrous ferric oxides) hấp phụ
arsen [Ravencroft et al., 2001] bởi các hợp chất hữu cơ tự nhiên (NOM)
trong môi trường pH thấp. Khi đó Fe
3+
sẽ bị khử thành Fe
2+
và giải phóng
As (chủ yếu là As
5+
). Cơ chế này thường là chủ đạo trong các loại đất
phèn (chứa oxít sắt và oxít nhôm).
iii. Khử hòa tan sinh học Hfo dưới tác động của vi sinh vật như Geospirillum
Barnersii [Mac Arthur et al., 2001],
iv. Và cơ chế thay thế As hấp phụ trên Hfo bằng bicarbonate [Appello et al.,
2002]. Cơ chế này thường chiếm ưu thế trong nước dưới đất có loại hình
hóa học nước thuộc loại bicarbonate.
Arsen có nguồn gốc nhân tạo (nguyên, vật liệu trong sản xuất, trồng trọt; chất
thải công, nông nghiệp) có thể xâm nhập vào nước dưới đất trong những điều kiện
thích hợp: trực tiếp qua những vùng lộ của tầng chứa, qua các cửa sổ địa chất thủy
văn, chênh lệch áp suất giữa các tầng chứa… hoặc từ các nguồn nước bề mặt (đã bị
ô nhiễm arsen) có thể bổ cấp cho nước ngầm.
Trên thế giớ

i các trường hợp nhiễm độc do sử dụng nước ngầm bị ô nhiễm arsen
lần đầu tiên được ghi nhận tại Đài Loan vào năm 1961. Cho tới nay, ở hầu hết các
châu lục đều đã ghi nhận những trường hợp bị nhiễm độc hoặc ảnh hưởng sức khỏe

5
do sử dụng nước ngầm ô nhiễm arsen. Chính do có độ phổ biến cao nên As là một
trong những chất dễ làm ô nhiễm các nguồn nước.
Ở khu vực Nam Á, vùng Tây Bengan thuộc Ấn Độ (1980) và Bangladesh (1990)
là những khu vực có nước ngầm bị ô nhiễm arsen trầm trọng. Đây là những khu vực
thuộc châu thổ sông Ganges được hình thành từ sự lắng đọng phù sa và các khoáng
chất đến từ vùng cao nguyên Tây Tạng. Việc khai thác nước ngầm ồ ạt nhằm thay
thế các nguồn nước mặt không đảm bảo chất lượng vô hình chung đã tạo ra những
điều kiện thuận lợi cho việc giải phóng arsen có sẵn trong các thành tạo địa chất.
Cùng bắt nguồn tại khu vực cao nguyên Tây Tạng này còn có sông Mê Công,
một trong các sông lớn ở châu Á và thế giới. Sông Mê Công tải phù sa và khoáng
chất làm hình thành nên đồng bằng châu thổ sông Mê Công mà đồng bằng sông
Nam bộ của Việt Nam là một phần của vùng châu thổ rộng lớn này. Ngu
ồn gốc
trầm tích và lịch sử hình thành tương đồng của hai vùng châu thổ (Ganges và Mê
Công) cùng với sự ô nhiễm arsen trong nước ngầm ở đồng bằng sông Ganges cho
thấy khả năng bị ô nhiễm bởi kim loại này trong nước ngầm ở vùng đồng bằng châu
thổ sông Mê Công và vấn đề này đã được cộng đồng các nhà khoa học quốc tế
khuyến cáo và quan tâm sâu sắc trong Hội thảo về triển khai các công cụ ra quyết
định và qu
ản lý hiệu quả nhằm giảm nhẹ ô nhiễm đất, mùa vụ và nước do
UNESCAP tài trợ tổ chức từ 16-18/6/2004 tại Bangkok, Thái Lan. Cho tới nay, hầu
hết các quốc gia Đông Nam Á, thuộc phụ vùng sông Mê Công như Myanma, Thái
Lan, Campuchia và Việt Nam đều đã công bố về hiện tượng nước ngầm bị ô nhiễm
arsen với mức độ khác nhau. Chỉ có Lào, quốc gia duy nhất thuộc phụ vùng này, là
chưa có công bố chính thức nào về tình trạng arsen trong nước ng

ầm.
Ở Việt Nam, nước dưới đất ô nhiễm arsen đang ngày càng được phát hiện. Các
số liệu khảo sát và kết quả nghiên cứu thu được cho thấy rằng nước ngầm nhiễm
arsen mới chủ yếu được tìm thấy ở đồng bằng Bắc bộ và đồng bằng Nam bộ. Ở
những nơi này, nước ngầm có hàm lượng arsen cao lại thường thấy trong các thành
tạo Holocene và Pleistocene.
Nhiều chuyên gia đã nghiên cứu arsen nh
ư PGS-TS Nguyễn Kim Ngọc (Đại học
Mỏ-Địa chất), GS-TS Phạm Hùng Việt (Đại học quốc gia Hà Nội), TS. Đỗ Trọng
Sự (Bộ Tài nguyên - Môi trường), TS. Nguyễn Văn Đản (Liên đoàn ĐCTV-ĐCCT

6
miền Bắc), KS. Phạm Thuần Công (Liên đoàn ĐCTV-ĐCCT miền Nam), GS.TS.
Lâm Minh Triết (Viện tài nguyên - Môi trường), …
Trên cơ sở phân tích tài liệu địa chất, địa chất thủy văn, mức độ tương quan giữa
các yếu tố và kết quả điều tra khảo sát, các nhà khoa học đã đưa ra một số vấn đề
như sau:
- Vùng núi địa hình cao, nguồn ô nhiễm chủ yếu là các vùng mỏ, điể
m quặng,
các đất đá được hình thành do quá trình nhiệt dịch, tạo quặng sunfur, vàng,
đa kim, núi lửa, quá trình phong hóa rửa trôi làm giàu arsen trong đất và
nước. Hiện đã phát hiện hang trăm điểm dị thường arsen cao tập trung ở các
vùng núi Tây Bắc, Đông Bắc (Bắc bộ), cao nguyên Trung bộ và Tây
Nguyên, miền Đông Nam bộ đã phát hiện ô nhiễm arsen trong nước dưới đất.
Tại các vùng mỏ, do quá trình khai thác, nước thải giàu arsenopyrit thấm vào
gây ô nhiễm nước dưới đất.
- Tại các vùng đồng bằng châu thổ, các trầm tích bở rời hạt mịn thường là sét,
sét pha, than bùn, đất đá lẫn hợp chất hữu cơ chứa các kim loại nặng với hàm
lượng cao trong đó có arsen (ở khu vực Hà Nội, lượng arsen đạt tới 33,0
mg/kg trong đất, 6,3 mg/kg trong sét nâu, 12,0 mg/kg trong sét xám và 5,0

mg/kg trong cát vàng nâu xám). Trong điều kiện khai thác mạnh nước dưới
đất, sự phân hủy chất hữu cơ trong than bùn giải phóng khí metan, chúng tạo
hợp chất metyl dễ
tan với arsen và đi vào nước ngầm. Kết quả điều tra ở khu
vực Hà Nội cho thấy nguồn arsen trong nước ngầm là từ các lớp sét, sét bùn
chứa vật chất hữu cơ và sét chứa than bùn xuất hiện nhiều từ mặt đất tới độ
sâu 40 mét.
- Về nguyên nhân do tác động của con người, các khu vực đồng bằng, các
thành phố lớn và các khu đô thị, tập trung nhiều nhà máy, xí nghiệp, khu dân
cư hàng ngày th
ải ra lượng rất lớn các chất thải rắn, lỏng và rác. Các chất ô
nhiễm, trong đó có thể có arsen, từ chất thải thấm xuống làm nhiễm bẩn nước
ngầm.
Khảo sát cho thấy mức độ bị ô nhiễm arsen ở miền Bắc cao hơn khu vực phía
Nam. Đáng quan ngại là toàn bộ vùng đồng bằng sông Hồng đều đang trong tình
trạng báo động về mức ô nhiễm này.

7
Do những lý do khác nhau, ô nhiễm arsen trong nước ở Hà Nội và khu vực phía
Bắc được nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước nghiên cứu. Số liệu điều tra khảo
sát cho thấy các tỉnh Hà Nam, Hưng Yên, Hà Tây và Tp. Hà Nội là các địa phương
Bắc bộ nằm trong số 10 tỉnh, thành trong cả nước có nguồn nước ngầm nhiễm asen
vượt mức cho phép và ảnh hưởng đến sức khỏe người dân.
Hà Nam là tỉnh có địa hình trũng, nhiều ao, hồ và các con sông như
Sông Đáy,
sông Nhuệ, sông Sắt, sông Châu chảy qua. Nguồn nước ngầm trên địa bàn khá
phong phú. Tuy nhiên, chất lượng nước ngầm ở nhiều địa phương trên địa bàn tỉnh
đã và đang có chiều hướng bị nhiễm bẩn khá cao. Nghiên cứu đánh giá chất lượng
nước ngầm tại các huyện Bình Lục, Lý Nhân, Duy Tiên, Kim Bảng, Thanh Liêm
của Viện Địa lý cho thấy ô nhiễm arsen trong nước ngầm ở những nơi này rất cao.

UNICEF khẳng
định mức độ ô nhiễm arsen của Hà Nam nghiêm trọng như ở
Bangladesh - nơi được đánh giá là có độ ô nhiễm arsen cao trên thế giới. Điển hình
tại thôn Trung Hòa, xã Tiên Nội, huyện Duy Tiên hàm lượng As là 2.978 µg/l, gấp
khoảng 60 lần so với tiêu chuẩn cho phép; tại xã Hòa Hậu, huyện Lý Nhân hàm
lượng As lên tới 2.433 µg/l, vượt 49 lần tiêu chuẩn cho phép. Điều đáng quan tâm
qua phân tích ở 7069 giếng khoan trong tỉnh, có tới 3609 giếng (chiếm 51%) bị
nhiễm asen từ 2 đến 62 lầ
n tiêu chuẩn cho phép (Tiêu chuẩn TCVN 5501-1991).
Ngoài nguyên nhân về cấu tạo địa chất thì còn có thể có nguyên nhân do nước thải
sinh hoạt, nước thải công nghiệp không qua xử lý ô nhiễm nặng từ các tỉnh, thành,
nhất là Hà Nội đổ về Hà Nam với lưu lượng quá lớn. Trong khi đó, các ao, hồ, sông,
kênh ở tỉnh quá sức chịu đựng và mất khả năng tự làm sạch. Vì vậy, nước ô nhiễm
dễ dàng thẩm thấu xuống lòng đất?
T
ại Hà Nội, nước ngầm bị nhiễm arsen đã được phát hiện từ năm 1996, đặc biệt
tại một số khu vực như Quỳnh Lôi (quận Hai Bà Trưng). Các nhà khoa học nhận
thấy rằng, hàm lượng arsen đo được trong nguồn nước ở khu vực Hà Nội đang có
xu hướng tăng cao so với những năm trước.
Kết quả nghiên cứu mới đây của Liên đoàn Quy hoạch và Điều tra tài nguyên
nước miền Bắc cho thấy việc khai thác đã làm suy giảm chất lượng nước ngầm ở
Hà Nội. Tại nhiều khu vực chất lượng nước đã ở mức đáng báo động. Điều đáng
quan tâm nhất hiện nay về vấn đề nước nhiễm bẩn ở Hà Nội là hàm lượng arsen,

8
amôni (NH
4
), sinh ra từ các vật chất hữu cơ, xác động vật, chất thải lỏng và rắn
trong nước quá cao. Những điểm ô nhiễm arsen đáng lưu ý mà Liên đoàn ghi nhận
được là ở Đan Phượng (Hà Tây cũ) với mức 400 µg/lít - cao hơn 40 lần so với tiêu

chuẩn cho phép (tiêu chuẩn cho phép là 10 µg/lít). Một số khu vực khác ở Hà Nội
cũng bị xếp vào diện phải báo động như khu vực Nam Dư thuộc huyện Thanh Trì
v
ới những điểm ô nhiễm Hoàng Mai, Quỳnh Lôi ở mức 100 đến 200 µg/l (cao gấp
10 đến 20 lần so với mức cho phép). Một số điểm khác mức ô nhiễm chừng 10 lần
so với mức cho phép cũng được ghi nhận như khu vực ven sông. Khu vực phía bắc
Hà Nội chưa có ghi nhận hiện tượng nhiễm arsen.
Ở đồng bằng Nam bộ và một số địa phương khác thuộc khu vực phía Nam chưa
có nhữ
ng đánh giá chuyên sâu về ô nhiễm arsen trong nước dưới đất. Thời gian gần
đây, với những cảnh báo của các nhà khoa học trong và ngoài nước vấn đề ô nhiễm
arsen trong nước ngầm khu vực phía Nam đã nhận được sự quan tâm thích đáng từ
các cơ quan hữu quan.
Kết quả khảo sát bước đầu về tình hình ô nhiễm arsen trong nước ngầm tại bốn
tỉnh An Giang, Đồng Tháp, Kiên Giang và Long An của Viện Vệ Sinh - Y Tế Công
Cộng vào n
ăm 2005 cho thấy An Giang là địa phương có tỷ lệ nước ngầm bị ô
nhiễm As cao nhất với 20,2 % số giếng khoan được khảo sát có hàm lượng arsen
vượt quá tiêu chuẩn cho phép trong khi tại Đồng Tháp là 12,5 %, Long An là 8,6 %
và Kiên Giang là 3,8 %.
Tại An Giang, trong tổng số 2.699 mẫu khảo sát, có 545 mẫu (20,2%) có hàm
lượng Arsen cao hơn 10 µg/l (Tiêu chuẩn Vệ sinh nước ăn uống, ban hành kèm theo
quyết định số: 1329/2002/BYT-QĐ). Hầu hết các mẫu xét nghiệm phát hiện nhiễm
arsen đều tập trung tại bốn huyện cù lao An Phú, Tân Châu, Phú Tân và Chợ Mới.
Trong đó, huyện An Phú có tỷ lệ mẫu nhiễm cao nhất: 253/260 mẫu kiểm bị nhiễm
ở mức >100 µg/l (mức ô nhiễm nặng và nguy hiểm), kế đến là Phú Tân (210/235)
và Tân Châu (37/189).
Tại Long An, trong tổng số 4.876 mẫu nước ngầm được khảo sát có 56% số mẫu
có phát hiện thấy arsen. Kết quả phân tích của Trung tâm Y tế dự phòng tỉnh Long
An mới đây cho biết: trong số hơn 4.800 mẫu nước ngầm kiểm tra có khoảng 10%

mẫu nước giếng có dấu hiệu bị ô nhiễm arsen với nồng độ từ 11-50 µg/l, không đạt

9
tiêu chuẩn vệ sinh khi sử dụng ăn uống, sinh hoạt. Trước đó, kết quả phân tích của
Viện Kỹ thuật nhiệt đới và bảo vệ môi trường cho thấy nồng độ arsen trong nước
giếng tại thị xã Tân An từ 20-40 µg/l, các huyện Tân Trụ và Vĩnh Hưng có mức độ
ô nhiễm arsen khá cao, trung bình 20 µg/l. Nguyên nhân nhiều vùng thuộc tỉnh
Long An nhiễm arsen là do cấu tạo địa chất, một phần do yếu tố con người gây nên?
Tại Đồng Tháp, tình hình cũng đáng báo động khi có trên 67% số mẫu trong tổng
số 2.960 mẫu nước ngầm được khảo sát đã phát hiện nhiễm asen. Trong đó, huyện
Thanh Bình có tỷ lệ nhiễm arsen cao với 85% số mẫu thử có hàm lượng trên 50µg/l.
Tại thị xã Cao Lãnh cũng đã phát hiện một số giếng khoan với hàm lượng arsen khá
cao (lớ
n hơn khoảng 100 lần so với Tiêu chuẩn của Bộ Y tế năm 2002 về As trong
nước uống).
Tại Kiên Giang, trên 51% số mẫu thử trong tổng số hơn 3.000 mẫu được khảo sát
được phát hiện đã nhiễm arsen.
Với những số liệu thu được có thể nói nước dưới đất bị ô nhiễm arsenic ở đồng
bằng sông Cửu Long đã là một thực tế và ở một số khu v
ực sự ô nhiễm là nghiêm
trọng. Do vậy, cần thiết phải có những điều tra chi tiết hơn về arsenic trong nước
dưới đất trên toàn vùng để khoanh vùng ô nhiễm và có các biện pháp khắc phục
giảm thiểu tác hại của việc sử dụng nước đối với cộng đồng dân cư.
Tại thành phố Hồ Chí Minh, nghiên cứu về arsenic trong nước ngầm đã được bắt
đầu từ năm 1985 và đ
ã quan sát thấy hàm lượng As trong nước ngầm tới 20 ppm
(giếng ở Công ty VIFON). Đã có một số điều tra, nghiên cứu (trực tiếp hoặc kết
hợp) về arsenic trong nước ngầm khu vực TP.HCM như sau:
1) Các Đề án tìm kiếm, thăm dò nước dưới đất các vùng Củ Chi, Hóc Môn, Bình
Chánh; Lập bản đồ địa chất thủy văn vùng TP.HCM tỷ lệ 1/50.000; Điều tra địa

chất đô thị vùng TP.HCM do Liên đoàn Đị
a chất thủy văn-Địa chất công trình
Miền Nam thực hiện. Kết quả phân tích vi lượng các mẫu nước ngầm thu được
từ các đề án này từ năm 1985 tới năm 1995 bằng phương pháp quang phổ hấp
phụ nguyên tử cho thấy hàm lượng As (chủ yếu là As
5+
) trong nước dưới đất ở
tất cả các tầng chứa đều nằm trong khoảng từ vài µg/l tới 15 µg/l, chưa vượt quá
mức cho phép về hàm lượng nguyên tố này trong nước sinh hoạt là 50 µg/l trong
tiêu chuẩn TCVN 5501-1991.

10
2) Dự án VIE/96/023 về Quản lý môi trường khu vực TP.HCM thuộc Sở Khoa học,
Công nghệ TP.HCM do UNDP tài trợ (2000). Nhằm giám sát sự nhiễm bẩn
nước ngầm dự án đã thiết lập một mạng gồm 11 điểm quan trắc tại những vùng,
khu vực mà nước ngầm có nguy cơ bị ô nhiễm cao như tại những bãi rác, kênh
thải và vùng nước ngầm bị khai thác mạnh. Kết quả quan trắc trong năm 2000 (3
tháng/lầ
n) cho thấy tại một số trạm nước ngầm các tầng qp và m
4
2
bị ô nhiễm do
kim loại nặng, hợp chất nitơ (nitrate, amonium), vi khuẩn nhưng hàm lượng As
chưa vượt tiêu chuẩn cho phép.
3) Đề tài “Nghiên cứu sơ bộ nồng độ arsenic trong những nguồn nước khác nhau ở
TP. Hồ Chí Minh và các tỉnh phía Nam” của PGS.TS. Bùi Cách Tuyến, Trường
Đại học Nông Lâm tiến hành năm 2001. Kết quả phân tích 57 mẫu nước giếng
lấy ở khu vực Tp. Hồ Chí Minh (khu vực bình thường 26 mẫu, khu vực gần các
bãi rác 31 mẫu) bằng máy quang phổ hấp phụ nguyên tử (phương pháp HG-
AAS) cho thấy hàm lượng As trung bình chỉ là 2,27 µg/l (trong khoảng từ 0,12

đến 5,1 µg/l), không có mẫu nước nào có hàm lượng As vượt quá tiêu chuẩn cho
phép.
4) Đề tài “Khảo sát đánh giá mức độ nhiễm As (As III và As V) trong nước ngầm,
nước đóng chai, nước cấp nông thôn, trong đất ở TP.HCM. Xác định nguồn gốc
ô nhiễm và đề xuất biện pháp giải quyết” của GS.TS. Lâm Minh Triết, Viện Môi
trường và Tài nguyên, Đại học quố
c gia TP.HCM tiến hành năm 2004. Kết quả
nghiên cứu về As trong nước ngầm của đề tài cho thấy: Trong 39 mẫu lấy từ
tầng chứa nước Pleistocene, đại bộ phận đều nằm trong khoảng từ 0,1 đến 3,0
µg/l; chỉ có 2 mẫu (ở quận 12 và Củ Chi) có hàm lượng As tổng khá cao (20 và
33 µg/l) nên nhìn chung tầng chứa nước này chưa bị ô nhiễm arsen. Tầng
Pliocene trên, kết quả phân tích 16 mẫu nước của tầng này cho thấy phần lớ
n các
mẫu có hàm lượng As tổng là từ 0,1 đến 3,6 µg/l; chỉ có 2 vị trí ở Củ Chi (tại
Bình Mỹ, gần sông Sài Gòn và bãi rác Phước Hiệp) là có hàm lượng tổng tới 18
và 32 µg/l nên cũng có thể xem như tầng chứa nước này chưa bị nhiễm bẩn
arsen. Trong 10 mẫu lấy ở tầng Pliocene dưới, hầu hết các mẫu có hàm lượng As
tổng từ 0,1 đến 2,5 µg/l; Có 3 vị trí ở quận 12, Bình Chánh (lấy ở các giếng cấp
nước nông thôn) có hàm l
ượng As tổng tương đối cao từ 13 đến 43 µg/l; Cá biệt

11
có giếng G13 của Công ty khai thác nước ngầm có hàm lượng As tổng vào mùa
mưa tới 66 µg/l, vượt quá giới hạn cho phép trong TCVN 5944-1995; tuy cần
thiết phải có theo dõi định kỳ, nhất là trường hợp giếng G13, nhưng vẫn có thể
kết luận rằng tầng chứa này vẫn chưa bị ô nhiễm arsen. Và do vậy, đề tài cũng
không đặt vấn đề nghiên cứu về nguồn gốc As trong nước dưới đất khu vực.
5) Cùng thờ
i gian này, đề tài nghiên cứu “Ứng dụng kỹ thuật phân tích kích hoạt
neutron xác định hàm lượng As trong nước ngầm khu vực TP.HCM” của KS.

Phan Thanh Tòng, Trung tâm hạt nhân Tp.HCM cũng được tiến hành. Kết quả
thu được cho thấy chưa phát hiện nước ngầm ở khu vực nghiên cứu có biểu hiện
bị nhiễm bẩn arsen.
Các nghiên cứu về As ở khu vực TP.HCM, cho tới nay, đều có chung nhận định
là mức độ ô nhiễm nước dưới đất b
ởi kim loại này đều chưa tới mức đáng báo động
và cũng chưa có ảnh hưởng (được ghi nhận) tới sức khỏe người dân do sử dụng
nước nhiễm bẩn arsen. Do vậy, mặc dù cũng đã phát hiện tại một số vị trí có hàm
lượng As tương đối cao, cũng chưa có nghiên cứu nào đặt vấn đề xác định nguồn
gốc arsen trong nước dưới đất khu vực.
Để
xác định nguồn gốc arsen trong nước ngầm các kỹ thuật địa hóa thường hay
được sử dụng. Với kỹ thuật này, đặc điểm thạch học, thành phần hóa học của trầm
tích phải được khảo sát đầu tiên và sự có mặt các hợp chất chứa arsen trong trầm
tích là điều kiện cần. Tiếp theo, các điều kiện môi trường nước ngầm thích hợp
(điện thế oxi hóa - khử) có thể diễn ra các phản ứng oxi hóa hay khử các hợp chất
và giải phóng arsen vào nước ngầm; vi sinh vật hay một số ion hòa tan trong nước
có liên quan như Ca, Mg, HCO
3
, NH
4
, CH
4
… phải được khảo sát để xác định những
cơ chế (đã trình bày trên đây) phóng thích As vào nước ngầm. Trường hợp các cơ
chế giải phóng arsen vào nước ngầm không thỏa mãn hoặc không rõ ràng thì
nguyên nhân do các hoạt động của con người phải được tính đến.
Những nghiên cứu về nước ngầm bị ô nhiễm arsen ở khu vực Hà Nội, do nguyên
nhân tự nhiên, đều sử dụng kỹ thuật này. Tại Đan Phượng (Hà tây cũ
), Dieke

Postma, Pham Hung Viet và nnk. [1] chỉ rõ mối quan hệ giữa sự giảm dần hàm
lượng oxi hòa tan trong nước ngầm và sự thay đổi đồng biến tăng của hàm lượng
NH
4
, CH
4
và As theo chiều sâu tầng chứa cho thấy cơ chế giải hấp phụ arsen trong

12
các tầm tích vào nước ngầm với sự trợ giúp của các loại vi khuẩn yếm khí. Cũng tại
khu vực này, khi nghiên cứu khả năng nhả As từ trầm tích chứa nước ngầm ở những
độ sâu khác nhau, Mai Thanh Đức, F, Larson và nnk. [1] đã phát hiện rằng lượng Fe
và As nhả ra từ trầm tích có quan hệ đồng biến, điều đó chứng tỏ As được hấp phụ
trên hydroxit sắt, và trong quá trình giải hấp phụ có vai trò rất lớn của vi khuẩn yếm
khí thể hiện ở môi trường khử mạnh. Đồng thời, các tác giả trên cũng xác định As
có nhiều trong lớp bùn đáy của sông Hồng cũng là một nguồn mà từ đó As xâm
nhập vào gây ô nhiễm nước ngầm ở những điều kiện thuận lợi (phản ứng khử). Tại
huyện Thanh Trì (Hà Nội), Đặng Đức Nhận và nnk. [1] cũng áp dụng kỹ thu
ật địa
hóa nghiên cứu ô nhiễm nước ngầm khu vực bởi arsen. Kết quả nghiên cứu cho
thấy ở khu vực này arsen được phóng thích vào nước ngầm là do quá trình thay thế
arsenate và arsenite hấp phụ trên Hfo bởi bicarbonate được tạo ra từ quá trình hòa
tan calcite và/hoặc biotite bởi CO
2
được hydrat hóa. Nguồn CO
2
trong nước ngầm
là từ CO
2
trong không khí được hấp thụ trong nước bổ cấp và/hoặc được tạo ra khi

vi khuẩn chủng Geospirillum barnesii
khoáng hóa các vật chất hữu cơ tự nhiên
(NOM) có sẵn trong trầm tích.
Ngoài kỹ thuật địa hóa, kỹ thuật thủy văn đồng vị (gọi tắt là kỹ thuật đồng vị)
cũng đã được dùng để xác định nguồn gốc As trong nước ngầm. Dựa trên nguồn
gốc hình thành, mối quan hệ giữa nước ngầm và các nguồn nước bề mặt (nước
sông, hồ…) được xác định qua thành phầ
n đồng vị bền, nặng của các loại nước này
(đồng vị deuterium hay
2
H của hydro;
18
O hay oxi-18 của ôxy) cũng như các quá
trình, hiệu ứng ảnh hưởng tới hàm lượng của chúng và hàm lượng As có trong các
loại nước này cùng với các nguồn có thể chứa As thực tế trên bề mặt mặt đất khu
vực khảo sát có thể kết luận về nguồn gốc As có trong nước ngầm. Nếu nước ngầm
không có quan hệ động lực trực tiếp với các nguồn nước bề mặt thì As trong nước
ngầ
m chỉ có thể là có nguồn gốc tự nhiên, được phóng thích vào nước ngầm từ các
hợp chất chứa arsen có sẵn trong môi trường vật chất chứa nước bất kể hàm lượng
As trong nước bề mặt thế nào. Nếu nước ngầm có quan hệ động lực với nước bề
mặt thì có thể xảy ra ba khả năng: i) Nước bề mặt đã bị ô nhiễm As thấm xuống,
mang theo và làm ô nhiễm n
ước ngầm; ii) Nước bề mặt có hàm lượng As không
đáng kể, trong quá trình thấm xuống nước ngầm có thể hòa tan As từ các nguồn có

13
chứa As như chất thải, các loại hóa chất, thuốc trừ sâu… và làm tăng hàm lượng
chất này trong nước ngầm; hoặc iii) trong quá trình thấm vào nước ngầm, nước bề
mặt hòa tan As có sẵn trong các lớp đất phía trên tầng nước ngầm và làm ô nhiễm

nước ngầm. Nếu hai khả năng đầu xảy ra, As trong nước ngầm cũng còn có cả
nguồn gốc nhân tạo nhưng trong khả năng thứ ba thì As trong nước ngầm cũng chỉ
có nguồn gốc tự nhiên. Để xác định mối quan hệ động lực giữa nước ngầm và nước
bề mặt, ngoài các công cụ chính là các đồng vị bền, nặng của nước đã kể trên thì
một số đồng vị môi trường khác như tritium (
3
H, đồng vị phóng xạ của hydro),
carbon phóng xạ (
14
C) cũng được dùng khi xác định tuổi của nước ngầm. Trong một
số trường hợp, một số đồng vị môi trường hòa tan trong nước khác như
15
N,
34
S…
cũng được sử dụng.
So với phương pháp dùng kỹ thuật địa hóa, phương pháp dùng kỹ thuật thủy văn
đồng vị có một số ưu điểm là các đồng vị được sử dụng đều là các đồng vị của các
nguyên tố thành tạo của nước hoặc hòa tan trong nước, phản ánh trung thực các quá
trình động học của nước; thứ hai, các đồng vị sử dụng là các đồng v
ị mà sự thay đổi
hàm lượng của chúng trong tự nhiên không bị ảnh hưởng do tác động của con người
mà chỉ chịu tác động của các quá trình tự nhiên gọi là các hiệu ứng đồng vị; thứ ba,
các đồng vị không tham gia các phản ứng hóa học nên hầu như không bị chi phối
bởi các quá trình hóa học; thứ tư, hàm lượng các đồng vị có thể xác định với độ
chính xác cao bằng các thiết bị chuyên dụng. Do vậy ít có các quá trình có th
ể tác
động làm sai khác kết quả hơn. Chính vì những ưu điểm đó mà kỹ thuật đồng vị
được sử dụng ngày càng rộng rãi.
Tại khu vực Châu Á, một số nghiên cứu ô nhiễm nước ngầm bởi As tại

Bangladesh, Ấn Độ, Pakistan… thời gian gần đây cũng đã áp dụng kỹ thuật này
trong khuôn khổ dự án RAS/8/097 về ứng dụng kỹ thuật đồng vị nghiên cứu ô
nhiễ
m nước ngầm khu vực đô thị và các khu công nghiệp. Tại Bangladesh, arsen
thường xuất hiện trong nước ngầm có hàm lượng sắt hoặc amonium cao. Kỹ thuật
đồng vị được sử dụng để xác định nguồn gốc thành tạo cũng như khả năng bổ cấp
cho nước ngầm, từ đó đánh giá nguồn gốc của As trong nước ngầm chỉ có nguồn
gốc tự nhiên và/hoặc có cả
nguyên nhân nhân tạo. Bước đầu, các số liệu đồng vị
(
2
H,
18
O,
3
H,
14
C) thu được cho thấy rằng trong khi nước ngầm sâu có nguồn gốc