Nghiên cứu cơ chế dịch chuyển asen từ tầng chứa nước holocene vào tầng chứa nước pleistocene lấy ví dụ vùng thạch thất đan phượng, hà nội (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

TRẦN VŨ LONG

NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ DỊCH CHUYỂN ASEN TỪ
TẦNG CHỨA NƯỚC HOLOCEN VÀO
TẦNG CHỨA NƯỚC PLEISTOCEN
LẤY VÍ DỤ VÙNG THẠCH THẤT - ĐAN PHƯỢNG,
HÀ NỘI
Ngành: Kỹ thuật địa chất
Mã số: 9520501

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ

Hà Nội - 2019


Công trình được hoàn thành tại:
Bộ môn Địa chất thủy văn,
Khoa Khoa học và kỹ thuật Địa chất
Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS Phạm Quý Nhân
2. PGS.TS Flemming Larsen

Phản biện 1: PGS. TS Đoàn Văn Cánh

Phản biện 2: TS Nguyễn Thị Thanh Thuỷ

Phản biện 3: PGS. TS Nguyễn Văn Đản

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Trường họp tại
Trường đại học Mỏ - Địa chất vào hồi …giờ … ngày … tháng … năm …

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: Thư viện Quốc Gia, Hà Nội
hoặc Thư viện Trường Đại học Mỏ - Địa chất


1

Mở đầu
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay, NDĐ có hàm lượng As đang là vấn đề nghiêm trọng tới sức
khoẻ người dân. Rất nhiều các nghiên cứu khác nhau về As đã được tiến
hành trên thế giới và tại Việt Nam. Các nghiên cứu này tập trung vào nguồn
gốc, biến đổi của As trong trầm tích và NDĐ. Các nghiên cứu trong khu vực
Hà Nội và Thạch Thất - Đan Phượng đã chỉ ra hàm lượng As trong TCN
Holocen (qh) cao hơn trong TCN Pleistocen (qp) rất nhiều và As chủ yếu
được giải phóng vào NDĐ theo cơ chế khử hoà tan sắt oxi hydroxit hấp phụ
As xảy ra trong TCN qh. Vấn đề dịch chuyển của NDĐ có hàm lượng As
cao từ TCN qh vào TCN qp có thể gây ra sự biến đổi như thế nào đến hàm
lượng As của TCN qp là vấn đề cần nghiên cứu kỹ do TCN qp trong 20 năm
trở lại đây là đối tượng khai thác nước chính cho khu vực Hà Nội và lân cận.
Xuất phát từ thực tiễn trên, vấn đề “Nghiên cứu cơ chế dịch chuyển Asen
từ tầng chứa nước Holocen vào tầng chứa nước Pleistocen. Lấy ví dụ
vùng Thạch Thất - Đan Phượng, Hà Nội” là rất cấp thiết để để xác định
các con đường và cơ chế khống chế chính quá trình dịch chuyển As, đánh
giá sự thay đổi hàm lượng As trong NDĐ của TCN qp dưới ảnh hưởng của
NDĐ có hàm lượng As cao trong TCN qh di chuyển tới tại khu vực nghiên
cứu. Đồng thời xây dựng các phương án giảm thiểu và ứng phó với ô nhiễm
As gây ra cho TCN qp nhằm đảm bảo an ninh nguồn nước cho các hoạt động

kinh tế - dân sinh.
2. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu của Luận án
Đánh giá ảnh hưởng của các nhân tố tự nhiên và nhân tạo đến phân bố và
dịch chuyển As trong NDĐ; Nghiên cứu cơ chế và quá trình dịch chuyển As
từ TCN qh vào TCN qp trong điều kiện tự nhiên; Đề xuất giải pháp giảm thiểu
và bảo vệ TCN qp.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: As trong NDĐ của các TCN lỗ hổng trong trần
tích Đệ Tứ;
- Phạm vi nghiên cứu: Khu vực nghiên cứu là Thạch Thất - Đan Phượng,
Hà Nội. Một tuyến mặt cắt đặc trưng được chọn để tập trung nghiên cứu.
Tuyến mặt cắt kéo dài qua các điểm nghiên cứu từ vùng rìa đồng bằng tại
Phú Kim (Thạch Thất), Phụng Thượng (Phúc Thọ), Vân Cốc (Phúc Thọ) tới
khu vực sát sông Hồng tại Trung Châu (Đan Phượng).
4. Phương pháp nghiên cứu
Các phương pháp nghiên cứu chủ yếu được sử dụng, gồm:


2

phương pháp thu thập xử lý và tổng hợp tài liệu; phương pháp khoan, khảo
sát ĐVL trên mặt và trong lỗ khoan, thí nghiệm xác định thông số ĐCTV,
quan trắc lâu dài động thái NDĐ; phương pháp nghiên cứu thuỷ địa hoá và
đồng vị; phương pháp chuyên gia và phương pháp mô hình số NDĐ.
5. Cơ sở tài liệu của Luận án
Thu thập các số liệu từ kết quả nghiên cứu về ĐCTV khu vực từ Liên
đoàn Địa chất thủy văn miền Bắc, Trung tâm quan trắc tài nguyên nước
Quốc gia và tác giả đã tiến hành nhiều công tác và thí nghiệm hiện trường
như: đo ĐVL trên mặt đất và trong 64 lỗ khoan, thí nghiệm bơm và slugtest
trong 12 lỗ khoan, phân tích thành phần hoá học NDĐ của 121 mẫu, phân

tích đồng vị 269 mẫu, quan trắc mực tại 26 lỗ khoan với 400 lần đo trong
khuôn khổ Dự án VietAS - Trường ĐH Mỏ - Địa chất phối hợp với Cục Đia
chất Đan Mạch mà tác giả là thành viên.
6. Các Luận điểm bảo vệ
- Luận điểm 1: As tồn tại trong NDĐ dưới dạng As hoá trị III với hàm lượng
rất cao thay đổi lớn tùy theo TCN và theo vị trí; từ 77µg/L (Phụng Thượng)
đến 450µg/L (Đan Phượng) trong TCN qh và từ 55µg/L (Phụng Thượng)
đến 170µg/L (Đan Phượng) trong TCN qp. Sự phân bố và dịch chuyển của
As trong NDĐ chủ yếu phụ thuộc vào đặc điểm trầm tích, ĐCTV và thuỷ
địa hoá.
- Luận điểm 2: Sự dịch chuyển của As từ TCN qh vào TCN qp chủ yếu tuân
theo cơ chế thuỷ động lực. Vận tốc di chuyển của NDĐ chậm, phản ứng hấp
phụ trên trầm tích có điều kiện thuận lợi đạt tới trạng thái cân bằng và triệt
để thì hàm lượng As gia tăng trong TCN qp theo thời gian là rất thấp tương
ứng với hệ số trễ lớn R = 69 - 162.
7. Điểm mới của Luận án
Tác giả đã phân tích, xử lý các kết quả tài liệu khoan, ĐVL, quan trắc
động thái NDĐ, phân tích hoá học và đồng vị của NDĐ, phân tích và định
tuổi trầm tích tại khu vực nghiên cứu và phân tích các nhân tố tự nhiên và
nhân tạo ảnh hưởng đến quá trình dịch chuyển của As trong NDĐ. Tác giả
đã xây dựng mô hình số 3 chiều mô phỏng và dự báo quá trình dịch chuyển
As trong NDĐ từ TCN qh vào TCN qp; từ kết quả này đánh giá khả năng
và xác định cơ chế của quá trình dịch chuyển này là cơ chế thuỷ động lực
và cơ chế thuỷ địa hoá. Kết quả của mô hình cho thấy ảnh hưởng lớn của hệ
số trễ (R, retardation) đến quá trình As dịch chuyển từ TCN qh vào TCN qp.
Hệ số trễ càng lớn thì hàm lượng As gia tăng trong TCN qp càng thấp và
ngược lại. Khai thác NDĐ ảnh hưởng lớn đến quá trình dịch chuyển As,


3

khai thác càng lớn thì hệ số trễ càng nhỏ và ngược lại.
8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của Luận án
- Ý nghĩa khoa học: Luận án đã đưa ra phân bố As trong NDĐ của khu vực
nghiên cứu. Xác định được các nhân tố ảnh hưởng tới dịch chuyển As trong
NDĐ từ TCN qh vào TCN qp thông qua việc đánh giá ảnh hưởng của điều
kiện ĐCTV, đặc điểm thuỷ địa hoá, đặc điểm trầm tích. Đồng thời đã đánh
giá được ảnh hưởng của cơ chế thuỷ động lực và cơ chế thuỷ địa hoá đối với
quá trình dịch chuyển As từ TCN qh vào TCN qp tại khu vực nghiên cứu và
xác định được cơ chế khống chế chính của quá trình dịch chuyển này. Từ
đó tính toán và dự báo hàm lượng As thay đổi theo thời gian dưới các ảnh
hưởng của các quá trình dịch chuyển.
- Ý nghĩa thực tiễn: Căn cứ vào kết quả nghiên cứu, luận án đã đưa ra được
định hướng quy hoạch khai thác hợp lý cho khu vực nghiên cứu đối với TCN
qp, đồng thời đề xuất các giải pháp giảm thiểu, bảo vệ tài nguyên NDĐ tại
đây. Luận án có thể là tài liệu tham khảo tốt cho các nhà quản lý, quy hoạch
tài nguyên nước, nhà hoạch định chính sách và nhà khoa học phục vụ khai
thác và sử dụng một cách bền vững nguồn tài nguyên NDĐ quý giá.
9. Cấu trúc Luận án: Cấu trúc Luận án gồm 4 chương không kể mở đầu
và kết luận.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU ASEN TRONG
NƯỚC DƯỚI ĐẤT
1.1. Các công trình nghiên cứu trên thế giới
Việc nghiên cứu, đánh giá As trong NDĐ trên thế giới đã và đang được
nhiều nhà khoa học quan tâm tập trung đánh giá hiện trạng và xác định cơ
chế giải phóng As vào NDĐ, đánh giá con đường dịch chuyển As và khả
năng tổn thương của TCN bên dưới trước As như: Michael Berg và nnk
(2007), Shamsudduha và Uddin (2007), Benjamin D. Kocar và nnk (2008),
Ashraf và nnk (2008), Yilong Zhang và nnk (2013), Qi Guo và nnk (2014),
Holly A. Michael và Cliffor I. Voss (2008) (2009), Burgess W. G. và nnk

(2010), Radloff K. A. và nnk (2011), van Geen và nnk (2013)… Phần lớn
các công trình khoa học đều tập trung nghiên cứu nghiên cứu phân bố của ô
nhiễm As trong NDĐ của các TCN, làm sáng tỏ cơ chế giải phóng As vào
NDĐ của TCN bên trên. Các kết quả nghiên cứu đều chỉ ra hàm lượng As
cao chủ yếu được phát hiện tại TCN trầm tích aluvi trẻ tuổi Holocen và cơ
chế giải phóng chủ yếu là khử hoà tan sắt oxi hydroxit có hấp phụ As vào
NDĐ. Đồng thời các nghiên cứu khác lại tập trung vào thành lập các mô
hình dòng chảy NDĐ mô phỏng mối quan hệ thuỷ lực giữa 2 TCN này. Các


4

nghiên cứu cũng sử dụng mô hình này đánh giá con đường vận động của
dòng ngầm trong các TCN nhưng chưa đưa đánh giá chi tiết được cơ chế
dịch chuyển của As trong NDĐ giữa các TCN. Từ kết quả của mô hình số
cũng chỉ ra khả năng tổn thương do ô nhiễm As di chuyển từ TCN bên trên
tới TCN nằm bên dưới do tác động của quá trình khai thác.
1.2. Tổng quan các công trình nghiên cứu tại Việt Nam
Nghiên cứu As ở Việt Nam được trú trọng trong khoảng 20 năm trở lại
đây, đặc biệt là từ những năm 2000 tại khu vực Hà Nội. Các nghiên cứu nói
chung mới chỉ tập trung vào đánh giá phân bố As trong NDĐ TCN qh và qp,
làm sáng tỏ cơ chế giải phóng As vào NDĐ và con đường dịch chuyển của
As. Các nghiên cứu tập trung vào vấn đề thuỷ địa hoá NDĐ, đồng thời sử
dụng mô hình số thuỷ địa hoá để mô phỏng quá trình biến đổi của As trong
NDĐ của TCN qh. Nghiên cứu về hệ số trễ của As đối với TCN qp được thực
hiện ở nơi ít có các hoạt động khai thác với quy mô cấp công nghiệp. Tuy
nhiên một số nghiên cứu nổi bật tại khu vực nghiên cứu đã chỉ ra nguồn gốc
As trong NDĐ chủ yếu giải phóng từ các sắt oxi hydroxit trong trầm tích tuổi
Holocen thông qua quá trình khử hoà tan với As hấp phụ trên nó. Các quá
trình này diễn ra tại TCN qh dưới tác động của lượng lớn vật chất hữu cơ

trầm tích đồng thời với quá trình thành tạo TCN qh. Tuy nhiên các nghiên
cứu này chủ yếu sử dụng các mô hình thuỷ địa hoá nhằm giải thích quá trình
hình thành của As trong NDĐ mà chưa có một nghiên cứu tổng thể nào kết
hợp cả thuỷ động lực - thuỷ địa hoá NDĐ trong bối cảnh tác động tương hỗ
giữa các nhân tố tự nhiên và nhân tạo. Các công trình nổi bật có thể kể đến:
Đỗ Văn Bình (2007), Michael Berg và nnk (2008), Van Green và nnk (2013),
Postma và nnk (2007), Larsen và nnk (2008), Jenny Norrman và nnk (2008),
Postma và nnk (2010), Jensen và nnk (2012), Nguyen Thi Hoa Mai và nnk
(2014), Postma và nnk (2016)a, b, Tran Vu Long và nnk (2018, 2019)…
1.3. Các cơ chế dịch chuyển của As trong NDĐ
Cơ chế dịch chuyển các chất hoà tan nói chung và As nói riêng là các
phương thức hoặc cách thức dịch chuyển của các chất hoà tan và/hoặc As
trong NDĐ từ nơi này đến nơi khác. Trong điều kiện tự nhiên thì quá trình
dịch chuyển của As có thể diễn ra theo các phương thức: 1) Dịch chuyển As
trong cùng TCN. 2) Dịch chuyển As từ TCN nằm bên trên có hàm lượng As
cao xuống TCN bên dưới có hàm lượng As thấp hơn thông qua các cửa sổ
ĐCTV hoặc các khu vực thiếu vắng lớp sét. 3) Dịch chuyển As diễn ra từ
nước lỗ rỗng của lớp thấm nước yếu đã hấp phụ một lượng As trong quá trình
thành tạo đến các TCN bên trên và bên dưới nó.
Các cơ chế dịch chuyển cơ học đối với các chất hòa tan nói chung và As


5

nói riêng trong NDĐ có thể kể tới: 1) Vận động đối lưu (advection) là chất
hoà tan được vận chuyển theo dòng chảy NDĐ. 2) Phân tán (dispersion) là
quá trình các chất hoà tan dịch chuyển qua môi trường lỗ rỗng, bao gồm 2
quá trình phân tán cơ học và khuếch tán phân tử. Các cơ chế dịch chuyển thuỷ
địa hoá đối với As có thể kể tới: 1) Hỗn hợp NDĐ là quá trình trộn lẫn NDĐ
có nguồn gốc và thành phần khác nhau, hàm lượng As khác nhau để tạo nên

một loại nước mới có nguồn gốc và thành phần khác với ban đầu. Quá trình
này diễn ra khi có sự liên thông của NDĐ 2 TCN qh và qp. 2) Oxi hoá khử là
quá trình trao đổi điện tử xảy ra trong hệ thống khi cùng tồn tại các nguyên
tố hoá học có hoá trị thay đổi. Quá trình này đối với As có thể diễn ra trong
khu vực nghiên cứu là oxi hoá As(III) tới As(V). Tuy nhiên môi trường thuỷ
hoá NDĐ là môi trường khử, không thuận lợi diễn ra quá trình này do đó
trong nghiên cứu này không được xét đến. 3) Hấp phụ - giải hấp phụ và cơ
chế trễ là quá trình As dính bám lên bề mặt trầm tích của TCN. Quá trình này
sẽ làm chậm lại sự di chuyển của As trong NDĐ. As(III) được chứng minh
tuân thủ đường hấp phụ đẳng nhiệt phi tuyến Langmuir và có khả năng giải
hấp từ trầm tích TCN. Đặc trưng hấp phụ As(III) trên trầm tích khá tương
đồng tại các đồng bằng châu thổ trên thế giới, không phụ thuộc vào điều kiện
tự nhiên của trầm tích hoặc của vị trí mấy mẫu (Nguyen Thi Hoa Mai và nnk
(2014)).
CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ VÀ CÁC NHÂN TỐ ẢNH
HƯỞNG ĐẾN SỰ TỒN TẠI VÀ DỊCH CHUYỂN AS TRONG NDĐ
KHU VỰC NGHIÊN CỨU
2.1. Khái quát khu vực nghiên cứu
Khu vực nghiên cứu Thạch Thất - Đan Phượng phân bố từ vùng rìa
đồng bằng vào tới sông Hồng. Địa hình bằng phẳng, dốc về phía sông Hồng.
Trong khu vực này đã thành lập các bãi giếng nghiên cứu ở Đan Phượng,
Vân Cốc, Phụng Thượng và Phú Kim. Khu vực có đặc điểm khí hậu nhiệt
đới gió mùa, mùa nóng ẩm mưa nhiều thường bắt đầu vào tháng 5 và kết
thúc tháng 10. Trong khu vực nghiên cứu có sông Hồng và sông Đáy chảy
qua. Địa tầng khu vực nghiên cứu từ trên xuống dưới có các phân vị địa tầng
gồm: giới Proterozoi, giới Mesozoi, giới Kainozoi - hệ Neogen và hệ Đệ tứ
(trầm tích Pleistocen hạ - hệ tầng Lệ Chi, trầm tích Pleistocen trung - thượng
- hệ tầng Hà Nội, trầm tích Pleistocen thượng - hệ tầng Vĩnh Phúc, trầm tích
Holocen hạ - trung - hệ tầng Hải Hưng và trầm tích Holocen thượng - hệ
tầng Thái Bình).

2.2. Đặc điểm phân bố As trong khu vực nghiên cứu
Khu vực nghiên cứu Thạch Thất - Đan Phượng là một trong những khu


6

vc cú hm lng As trong ND rt cao ca BBB. Phõn b ca As trong
ND c tp trung nghiờn cu theo chiu sõu trờn tuyn nghiờn cu chớnh.
557600

558600

559600

560600

561600

562600

563600

564600

565600

thôn 1

11,6

12,4
11,6

566600

557600

567600

558600

559600

560600

561600

562600

563600

X. Một
Một

8,3

10,3

2340700

10,9

12,4

12,9

566600

567600
7,4

Thanh Điền
Điền

11,8

11,4
7,5

Trung
Trung Hà

12,4

2340700

565600

thôn
thôn 1

11,6

12,4
11,6

7,5

564600

7,4

Thanh Điền

11,8

11,4

10,9

12,4

12,9

Trung
Trung Hà

X. Một

8,3

12,4

10,3

2340700

2340700

8,8

8,8

12,3

12,3

7,6

#
LK A5

15,6

7,6

7,6

#
LK

LK A5

15,6

7,6

11,6

11,6

Chu Phan

Chu Phan
10,9

10,9
5,4

7,6

x& Vân Hà
Hà

5,0

Vĩnh Khang

b ih

thôn 2

ub
ub

LK 86

#

12,4

LK A8
11,5
chợ
B&i

11,8

12,4

x& Cẩm
CẩmĐình

ub

LK
LK 84

10,7

275

#

9,4
#LK A9

101.0

Võng Nội

xóm
xóm9

55.5
9,0

9,2

9,3

10

10

xóm Gạo

10

9,0

10,5

x& Hát Môn
Môn

9,8

Long Xuyên
ub
ub x& Long

Kim
Kim
Lũ
8,5

9,2

10

9,2

Phú Mỹ

9,4

9,5

Phú Vĩnh

b i phụng thợng

Minh Nghĩa

#

x&
x& Đại Đồng
Ngọc
Ngọc Lâu

L.sĩ

7,6

LK 60

9,0

8,5

8,1

Ngọc Tảo

8,6

7,3

10,5

12,7

Gấp
Gấp Ba

7,5

9,9

ub 9,7

9,4

Thạch Thất
8,5

thôn 1

thôn9,3 1

10,8

10,3

9,2
9,7

2328700

559600

560600

9,2

Hiến Hiệp

562600

564600

565600

566600

Gấp Ba

300.0

600.0

0

ub 9,7

9,4

557600

558600

9,2

9,7

560600

LK 38-HN

#
561600

thôn9,3 1

0

50

5

-15

-15

-15

-15

-35

-35

-55

As (T) ug/L

11,6

2328700

564600

565600

566600

0

100

5

As(T) ug/L

ub

7,6

563600

5

-55

Hiến Hiệp

7,3

562600

5

an Phng

9,2

thôn 2
ub

2329700

7,2

567600

Hỡnh 2: Phõn b As TCN qp

100 200 300

Võn Cc

9,5

thôn 1

thôn
2A
8,8

9,2

559600

y
Sg. Đá

L.sĩ

7,2

7,1

10,8

10,3

2330700

10,4

11,7

Hiệp Thuận
Thuận

Hm lng As(T) àg/L
9,9

12,9

Ngoại
Thôn
8,9

10,2

7,6

8,0

10,3

8,5

Quế Lâm
Lâm

Hiệp Lộc

10

7,8

x& Hơng Ngải

Thạch Thất

x& Đồng Tháp
ub
Đại Thần
10,8
Đồng Vân
(x&
Song
Phợng)

8,0

ub

7,7

7,7

11,5

Thuý
Thuý8,2Lai

2328700

Hỡnh 1: Phõn b As TCN qh
0.0

8,9

9,2

10,5

12,7

11,6

567600

ub

7,8

9,7

chợ Hiệp

9,5

Qéấ

9,1

11,6

ub

Thợng Hiệp

9,4

8,9

x& Phú Kim
Kim
10
8,2
Nội Thôn
Phú
Phú Nghĩa

13,1 Guột
xóm

2328700

563600

7,3

7,3

11,1

Bách Kim

11,7

7,6

7,3

ub

561600

10,6

55

11,2

12,9
8,2

2329700

7,2

thôn 2

LK 38-HN

#
558600

9,5

7,1

thôn
2A
8,8

12,9

Ngoại
Thôn
8,9

9,2

10,3

Ngũ Sơn
ub

11,9
2329700

L.sĩ

7,2

ích
.T
Sg

ích
.T
Sg

11,6

11,7

Hm lng As(T) àg/L
8,0

9,1

13,1
xóm
xóm
Guột

y
Sg. Đá

Hiệp Thuận

7,8

x& Hơng Ngải

Qẻẳ

10,4

7,6

9,0
6,8

10

a

Thuý8,2Lai

10
9,5

2331700

B&i Tháp

xóm Ba
Ba

x&
x& Hiệp Thuận

7,9
x&
x& Tam
TamHiệp

10,2

8,8

10,3

Lại Khánh

Yên Dục
Dục

10

7,7

7,7

11,5

9,2

7,4

9,5

b i phú kim

9,8

2330700

thôn Thụy
Thụy

10

7,5

102.5

Hòa Thôn

Hiệp Cát
Cát

11,1

PRÊ-Ôẩẵ

2330700

10

9,5

8,9

10,2

7,3

7,3

nhự

Nội Thôn
Phú Nghĩa
Nghĩa

Quế Lâm
Lâm

ub
Hiệp Lộc
Lộc

viện NC
NC ngô
ngô

11A
9,2

LK 69-S

#

Yên Dơng

9,7

2332700
10,5

thôn Phợng

10,1
9,1

7,7

7,8

thôn ổ i

9,8

Mỹ Giang
Giang
8,9

x& Phụng Thợng
Thợng

Hơng Lam

Hiệp

8,7

9,0

phợng

Tam

10,9

(8) 6 nhựa

8,2

8,2

8,6

4
(6)

a
hự
4n

11,1

Qéấ

x& Phú Kim
10
8,2

11,7

9,7

chợ Hiệp

7,3

Bách
Bách Kim

8,2

2329700

557600

ub

7,8

x& Đồng Tháp
ub

Đại Thần
Thần
10,8
Đồng Vân
(x&
Song
Song
Phợng)
Phợng)

x&

9,7

10,5

Ngọc
Ngọc Tảo

7,7

#

64.2

ích
ch Vinh

11,1

10

8,5

thôn Nam

8,6

xóm Ba
Ba

x& Hiệp Thuận

LK 60

8,1

9,4
Đại Đồng

thôn
thôn Ngoại

9,8

Phú Thịnh
7,6

9,0

L.sĩ

1,0

thôn Táo
Táo

10,8

10

ub

7,5

2331700

ub

Phơng Mạc

x& Tam Thuấn
Thuấn

9,7

thôn Đông

ub
ub

8,5

9,7

2331700

B&i
B&i Tháp

10

(6 )

12,9

102.5

Hòa Thôn

Hiệp Cát

8,9

10,6

thôn Thụy

Yên Dục

8,0
9,4

6,8

10

11,2

Ngũ Sơn
ub

11,9

9,0

8,8

Qẻẳ

7,9
x& Tam Hiệp

10,2

10

9,5

viện NC ngô

11A

10

7,5

#

7,3 Thợng Hiệp

7,4

9,5

b i phú kim

9,8

10,3

Lại Khánh
Khánh

#

100.0

B

Ngọc Lâu
Lâu

10,1

LK 69-S

11,1

PRÊ-Ôẩẵ

2330700

21

x& Đại
Đại Đồng

9,2

Mỹ Giang

Yên Dơng

9,7

9,6

TL

2333700

11,5

11,0

Phú Vĩnh

30

LK 57
57

2332700

11,4

b i phụng thợng

Minh
Minh Nghĩa
2332700

10,5

10,9

(8) 6 nhựa

7,3

x& Phụng Thợng

Hơng Lam

thôn ổ i

8,9

7,7

7,8

phợng
thôn Phợng

Đờng Hồng

ub
thôn Nội

10,1

9,0

10,3

9,1
8,7
8,2

9,0

9,4

Đại Đồng

9,8

8,2

64.2

thôn Nam
8,6

ub

Hiệp
10,5

L.sĩ

9,5

thôn Tây

10

10

9,7

La Thạch10,0

thôn Trung

Hơng Tảo

Minh
Minh Đức

10,4

10,4

x&
Tam

11,1

10

8,5

7,7

#

9,7

2331700

ích
ch Vinh

Phú An
11,3

11,4

2334700

x& Phơng
Phơng Đình

11,5

10

x& Ngọc7,9Tảo

ub

1,0

thôn Ngoại
Ngoại

9,8

Phú Thịnh

7,5

10,3

thôn Táo

10,8

ub
ub

thôn Đông

ub
ub

100.0

B

10

43

9,6

21

x& Tam Thuấn
Thuấn

9,7

LK 57

TL

Phơng Mạc
Mạc

9,0

10,4

2332700

thôn Tây

10

10

2333700

9,7

ub
ub

thôn Nội

10,1

Phúc Thọ

8,7

9,8

2333700

11,5

ub
ub

10,6

8,9

11,0

10,4

Địch Thợng

x&
x& Thanh Đa

Thanh Mạc
12,0

xóm Trại

11,4

Tăng Nón

ub
50.0

63.0
8,7

Đờng Hồng

Hơng Tảo

Minh Đức
Đức

10,4

L.sĩ

9,5

15,6

9,9

#

Thành
Thành Phần

thôn Trung

9,7

LK 92Phú Đa11,8

LK 58

11,4

Đạc Chín
Chín

Cực
Cực Nam

Tế
Tế Giáp

10

10

11,4

10

x& Ngọc7,9Tảo
Tảo

ub

La Thạch10,0

2335700

Đạc Sáu

Đạc Một

10

Phúc Thọ

8,7

9,8

xóm
xómTrại
2333700

Yên

11,4 Trung
10,6

11,0

14,6
9,4

ub Đạc Bảy

xóm 3

Qẻẳ

9,3

9,3

9,8

57.0

x& Phúc
Phúc Hòa

11,3

Phú Mỹ

9,4

9,5

Phúc Thọ

#

10

Phú An

10

63.0
8,7

Thành Phần

10

LK 54

2334700

x& Phơng Đình

11,5

12,0

8,9

Đạc Bốn
Bốn
10,2

9,2

ub
2334700

x& Thanh Đa

Thanh Mạc
9,9

#

10,5

10,4

Địch
Địch Thợng
10,6

50.0

LK 58

9,8

57.0

9,2

2336700

Hoà Bình
Bình

9,5

9,4

Thu Vi

Bảo
Bảo Vệ

10

Tây Sơn

10,8

Kim
Lũ
8,5

Kim Lũ

Thọ Vực
Đông Hải
ub
ub

11,4
10,7

b i thợng cốc

ub

8,7

Phù
Phù Long

15,6

Tăng
Tăng Nón

ub

14,6
9,4

Phúc Thọ

#

10

x& Phúc Hòa

Cực
Cực Nam

11,0

9,3

LK 54

2334700

ub x& Long Xuyên
9,7

Tế Giáp

LK 92
92Phú Đa11,8

9,3

10,5

x& Hát Môn

9,8

10

10,2

xóm 6

ub

2335700

10,3

Đan Phợng
Trung Dơng Thọ

x& Thọ An

9,5

Hát
Hát Môn
9,2

11,4

Đạc

Đạc Chín

11,7

16,1

Trung Lơng

9,2

Qẻẳ

Bảo Vệ

10

10,5

9,0

2335700

Đạc Sáu

Đạc
Đạc Một

Vân Môn

9,7

Triệu Xuân

ub Đạc Bảy

11,4 Trung
Yên
10,6

Trung Hà
Hà Làng
Làng
LK A9 9,4
#LK

10

10

xóm Gạo
9,8
x&
x& Thợng
Cốc

9,8

xóm 3
9,4

Thu Vi

Kim
KimLũ

2337700

Xuân
An Thịnh Thọ Xuân

xóm 9

10

9,2

x&

11,4

xóm
xóm8

Bảo Lộc

2336700

Đạc
Đạc Bốn

Bắc
Bắc Hà

Hữu
Hữu Trng
9,2

Ân Phú
LK 89
55.5

9,0

2336700

Hoà Bình

10,2

b i thợng cốc

ub

9,7

8,7

80
9,5

9,5

9,2

Phù Long

Tây Sơn
Sơn

10,8

9,3

Thọ Vực
Đông Hải
ub

11,4
10,7

2335700

10,3

Trung
Trung Dơng Thọ

x& Thọ
Thọ An

xóm 6

ub
ub

2338700

12,0

11,0

Võng Nội
Nội

10,2

9,5

Hát9,2Môn

Triệu Xuân

123.0

10,4

10

10,2

Phú Châu
11,9

5,6

11,3
x& Trung Châu

101.0

10

9,7

9,8
x& Thợng
Cốc

9,8

Đan Phợng
Trung
Trung Dơng Thọ

b ik

b i vân cốc

11,5

xóm Tám

10,2

#

11,7

16,1

Trung Lơng

Bảo Lộc

2336700

Vân
Vân Môn

#

#

170

ub

11,0

56.0

10

10,8

LK 53

LK 86

10

Trung
Trung Hà
Hà Làng

xóm
xóm8

LK 90

10,7

2337700

9,7

6,8

X. Lầy
Lầy

ub
x& Vân
Vân Phúc
Vĩnh
Vĩnh Lộc
x&
x& Vân Nam
Nam

Cực Lực
11,2

x& Xuân Phú

#
10
Phúc Trạch 39.5

x&

Vĩnh Thọ

ub

11,8

10

Ân Phú
LK 89

11,9

Bắc
Bắc Hà

Thọ Xuân
An Thịnh Thọ

LK A8
11,5
chợ
B&i

11,8

11,7

LK
LK 84

11,4

9,2

11,0

thôn 2
Vĩnh Thuận

#

Xuân Đoài
12,4

x& Cẩm Đình
Đình

2337700

Phú Châu

12,4

Yên Đình

#

Hữu Trng

9,5

xóm Tám

10,2

#

2338700

55.0

10,2

11,5

LK 83

2338700

10

b ih
7,4

3,5

ub
ub

10,4

11,3
x& Trung Châu

12,0

56.0

10

10,8

X. Lầy
ub
x& Vân Phúc
Vĩnh Lộc
x& Vân Nam

LK 90
90

x& Xuân Phú

11,8

#
10
Phúc Trạch 39.5
LK 53

Vĩnh Thọ
Cực Lực
11,2

123.0

550

b ik

b i vân cốc

11,7

2337700

ub

11,0

#

Xuân Đoài

Yên Đình
Đình

#

55.0

Xuân Chù

5,6

10

LK 83

2338700

2339700
5,4

Vĩnh Khang

9,7

3,5

7,6

x& Vân Hà
Hà

5,0

6,8

Vĩnh Thuận
Thuận

2339700

7, 5

Xuân Chù

2339700

7,4

10

2339700

-35

-55

Phng Thng
As (T) ug/L

-35

-55

100

Phỳ Kim

As (T) ug/L

Hỡnh 3. Phõn b As theo chiu sõu trong khu vc nghiờn cu
Phõn b As bin i mnh theo khụng gian, gn sụng Hng, im an
Phng cỏch 600 - 700m, hm lng As trung bỡnh 300àg/L, ln nht
550àg/L trong TCN qh, v trung bỡnh 150àg/L, ln nht 172àg/L trong TCN
qp. im Võn Cc cỏch sụng Hng 3km, hm lng As trung bỡnh
151àg/L, ln nht 275àg/L trong TCN qh, v 80àg/L trong TCN qp. im

Phng Thng cỏch sụng Hng 9km, hm lng As trung bỡnh 31àg/L, ln
nht 77à/L, v 30àg/L trong TCN qp. im Phỳ Kim cỏch sụng Hng
10,5km, hm lng As trung bỡnh 47àg/L, ln nht 110àg/L trong TCN qh,


7

và 55µg/L trong TCN qp. Hàm lượng As biến đổi theo chiều sâu với quy luật
gần như không có ở sát mực NDĐ, sau đó tăng dần lên cực đại trong TCN qh
và giảm dần xuống tới thấp hơn trong TCN qp.
2.3. Các nhân tố ảnh hưởng đến sự tồn tại và dịch chuyển As trong NDĐ
2.3.1. Thành phần khoáng vật - thạch học của trầm tích:
Ở khu vực nghiên cứu, khu vực gần mặt đất tới độ sâu 5m hàm lượng
bột sét chiếm 90%, bên dưới chủ yếu là cát. Thành phần mẫu cát chủ yếu là
thạch anh và felspat. Các quá trình phong hoá silicat sẽ sinh ra bicacbonat và
các khoáng vật sét. Sắt trong các khoáng vật biotit, hoblen sẽ tạo thành
hydroxit sắt dạng không hoà tan, và As dễ hấp phụ lên chúng. Các khoáng
vật khác như magnhetit, gơtit, ferrihydrite cũng được tìm thấy khi phân tích
thạch học trầm tích và đều là các oxit hydroxit của sắt có khả năng hấp phụ
đáng kể As. Kết quả thí nghiệm chiết cho thấy hàm lượng As tổng trong trầm
tích khá cao so với ngưỡng trung bình là ~10mg/kg, chủ yếu tồn tại trên 2
pha sắt oxi hydroxit vô định hình và kết tinh. Pha sắt vô định hình dễ giải
phóng As ra môi trường nước hơn pha sắt kết tinh. Phân tích nhiễu xạ tia X
còn cho thấy hàm lượng vật chất hữu cơ lớn trong trầm tích TCN qh và qp,
nhưng trong trầm tích TCN qh cao hơn hẳn trầm tích TCN qp. Phân tích chiết
cũng cho thấy hàm lượng As có quan hệ rõ ràng với thành phần hạt, hạt càng
mịn hàm lượng As càng cao.
Cát ven sông
Bùn đáy sông
11.33 m

10.33 m
9.33 m
8.33 m
7.33 m
As không tham gia tương tác bề mặt

6.83 m

Mực nước ngầm

6.28 m

As tương tác bề mặt yếu

5.83 m

As trên pha cacbonat

5.18 m

As tái hấp phụ sau khi thoát ly khỏi pha cacbonat

4.33 m

As trên phâ sắt oxit vô định hình

2.83 m

As trên pha sắt oxit tinh thể

0.33 m
-1.17 m

As trên pha silicat/sunfua

-3.16 m
-5.81 m
0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Hàm lượng As (mg/kg)

Hình 4. Phân bố As theo độ sâu tuyệt đối
Bảng 1. Phân bố hàm lượng As trong các khoáng vật cỡ hạt (355-600µm), (mg/kg)
Tên
khoáng
vật
Fenspat
Biotit
Muscovit

5m.b.s
Max

Min

9m.b.s
TB

Max Min

15m.b.s
TB

Max Min

25m.b.s
TB

Max Min

TB

30m.b.s

41m.b.s

Max Min TB

Max Min TB

5,21 0,76 1,99 2,04 0,50 1,03 5,02 0,83 2,14 3,39 0,72 1,51 5,17 0,41 1,67 3,43 0,57 1,53
164,25 20,20 66,83 53,88 5,41 26,01 67,32 6,41 27,79 89,34 3,87 30,65 - 53,62 7,47 18,55
9,77 0,69 1,52 1,75 0,69 1,08 3,12 0,64 1,27 2,09 0,59 1,09
7,02 0,72 1,42


8
Chlorit
Mảnh đá
Các kv
mafic
khác
Tổng

6,66 2,06 3,50 1,762 1,762 1,762 1,27 1,20 1,23 4,31 1,50 2,35 2,95 0,52 1,41 9,25 1,08 3,07
322,49 2,45 40,95 23,42 4,16 14,40 206,70 4,79 37,21 40,38 1,48 10,84 20,94 2,31 9,78 26,65 1,19 6,06
35,4

4,47

13,3 11,28 2,71

6,10 12,33 0,69 4,11 12,18 2,04 4,78 28,66 2,30 9,45 38,07 1,53 6,78

543,8 30,6 128,0 94,13 15,2 50,38 295,8 14,5 73,75 151,7 10,2 51,22 57,7

5,5 22,3 138,0 12,5 37,4

Hình 5. Phân bố các khoáng vật trong cơ hạt (0,355-0,500mm) LK 1A
2.3.2. Đặc điểm ĐCTV và động thái NDĐ
Khu vực nghiên cứu nằm ở vùng rìa tới trung tâm ĐBBB, được cấu tạo
bởi các thành tạo địa chất Đệ Tứ bở rời ở bên trên và phủ trực tiếp lên các
thành tạo gắn kết hoặc gắn kết yếu Neogen ở bên dưới. Các tập đất đá vụn
thô xen kẽ hạt mịn là cơ sở để phân chia mặt cắt ĐCTV ra các tầng chứa nước
khác nhau luân phiên với các thành tạo chứa nước kém hoặc cách nước, gồm
các đơn vị ĐCTV: tầng chứa nước lỗ hổng (Holocen, Pleistocen) và các thành
tạo cách nước Holocen dưới - giữa, Pleistocen giữa và lớp cách nước trầm
tích Neogen. Trong đó, TCN qh phân bố ngay trên bề mặt khu vực nghiên


9
9
8
7
6
5
4
3
2
1

0

400
350
300
250
200
150
100
50
0

Thời gian
T2P_Pleistocen

Sông Hồng-Sơn Tây

T2H_Holocen

Lượng mưa, mm

Mực nước, m

cứu với hàm lượng As cao hơn hẳn TCN qp nằm bên dưới.

Mưa Sơn Tây

Mực nước, m

10

400
350
300
250
200
150
100
50
0

8
6
4
2

Thời gian
VCQP_Pleistocen

Sông Hồng-Sơn Tây

VC06_Holocen

02/2012

01/2012

12/2011

11/2011

10/2011

09/2011

08/2011

07/2011

06/2011

05/2011

04/2011

03/2011

02/2011

01/2011

12/2010

11/2010

10/2010

09/2010

08/2010

07/2010

06/2010

05/2010

04/2010

03/2010

02/2010

01/2010

0

Lượng mưa, mm

Hình 6. Dao động mực nước NDĐ và nước sông Hồng tại Đan Phượng

Mưa Sơn Tây

Mực nước, m

10

400
350
300

250
200
150
100
50
0

8
6
4
2

Sông Hồng-Sơn Tây

Thời gian
PK12_Pleistocen

PK01_Holocen

02/2012

01/2012

12/2011

11/2011

10/2011

09/2011

08/2011

07/2011

06/2011

05/2011

04/2011

03/2011

02/2011

01/2011

12/2010

11/2010

10/2010

09/2010

08/2010

07/2010

06/2010

05/2010

04/2010

03/2010

02/2010

01/2010

0

Lượng mưa, mm

Hình 7. Dao động mực nước NDĐ và nước sông Hồng tại Vân Cốc

Mưa Sơn Tây

Hình 8. Dao động mực nước NDĐ và nước sông Hồng tại Phú Kim
Hệ thống thuỷ động lực khu vực nghiên cứu là sự liên quan mật thiết
giữa TCN qh, qp và sông Hồng. Khu vực nghiên cứu cũng là vùng rìa vào
trung tâm và dựa theo các số liệu quan trắc động thái NDĐ thì khu vực
nghiên cứu có động thái tự nhiên và chịu ảnh hưởng mạnh của khí tượng và
hoạt động sông Hồng. Biên độ mực nước tại Đan Phượng gần sông Hồng
nhất là 2,71m và dao động đồng pha. Điểm Phú Kim xa sông nhất có biên
độ dao động chỉ 0,5m.
Từ tài liệu khoan cho thấy tại Đan Phượng, Vân Cốc và Phú Kim thì
giữa 2 TCN qh và qp không có lớp sét ngăn cách NDĐ của 2 TCN này tiếp
xúc trực tiếp với nhau. Tại liệu quan trắc cho thấy mực NDĐ của 2 TCN tại

10

2 điểm này gần như trùng khớp trong năm. Ở Đan Phượng, mùa mưa nước
sông cung cấp cho NDĐ còn mùa khô NDĐ cung cấp ngược lại cho nước
sông. Diều này tạo điều kiện thuận lợi cho As dịch chuyển từ TCN qh vào
TN qp.
2.3.3. Thuỷ địa hoá học
As là một nguyên tố á kim phổ biến trong vỏ trái đất. Đây là nguyên tố
khá linh động trong môi trường khử của NDĐ với pH=6-8, eH<0 và chủ
yếu có hoá trị III trong môi trường này. Các cơ chế giải phóng As vào NDĐ
có thể kể đến: 1) Cơ chế khử hoà tan sắt oxy hydroxit có chứa As với sự có
mặt của vật chất hữu cơ hoạt động; 2) Cơ chế cạnh tranh hấp phụ giữa các
anion AsO43-, AsO33-, PO43-, HCO3-; 3) Cơ chế oxi hoá các khoáng vật sắt
pyrit có chứa As. Cơ chế thứ 1 được chấp nhận rộng rãi và xảy ra trong điều
kiện môi trường NDĐ có tính khử mạnh đặc biệt phổ biến trong các đồng
bằng châu thổ. Cơ chế này cần có các chất hữu cơ hoạt động thường được
trầm tích đồng thời với quá trình thành tạo các trầm tích tuổi Holocen trẻ.
Các sắt oxit hydroxit này là nguồn rất giàu As hấp phụ do ái lực cao.
DO mg/L
0
10
10

NO3 mg/L
0
50
10

Fe(II) mg/L
0

10

NH4+ mg/L

CH4 mg/L
0 10 20 30

20

0

As(III) ug/L
0 300 600

10

10

10

10

10

0

0

0

0

-10

-10

-10

-10

-10

-20

-20

-20

-20

-20

Cốt cao, m

Đới oxy hoá
Đới khử mạnh
0

0

Đới khử yếu

-10

-20

Hình 9. Phân chia các đới thuỷ địa hoá tại Đan Phượng

Fe(II), mM

As(III), µM

0.3
0.2
0.1

7

7

6

6

5

5

As(III), µM

0.4

4
3
2
1

0 1 2 3 4 5 6 7
As(III), µM

3
2
1

0

0.0

4

0.0

0.2
0.4
NH4, mM

0.6

0
0.0

0.2
0.4
CH4, mM

0.6

Hình 10. Tương quan giữa As(III) với Fe(II), NH4, CH4 tại Đan Phượng
Môi trường thuỷ địa hoá là nhân tố quan trọng khống chế các quá trình


11

dịch chuyển cũng như phân bố của As trong NDĐ. Phân bố As trong khu
vực nghiên cứu liên quan mật thiết tới với môi trường oxi hoá khử của NDĐ.
As hầu như không xuất hiện trong môi trường oxi hoá với hàm lượng DO
lớn. Trong môi trường khử thì hàm lượng As cũng lớn. Hàm lượng As trong
NDĐ có quan hệ chặt chẽ với hàm lượng NH4+, CH4 và Fe(II) là chỉ dấu
cho môi trường khử và liên quan tới quá trình phân giải vật chất hữu cơ.
2.3.4. Khai thác NDĐ
Khai thác NDĐ là nhân tố ảnh hưởng rất lớn tới dịch chuyển As trong
NDĐ. Khai thác sẽ thay đổi mực nước, đường dòng và vận tốc di chuyển
của NDĐ. Gần các bãi giếng khai thác công nghiệp, vận tốc di chuyển của
nước lớn và có luôn có hướng tập trung vào giếng khai thác. Điều này sẽ
kéo theo các chất hoà tan nói chung và As dịch chuyển cùng với nước vào
lỗ khoan khai thác. Việc hạ thấp mực nước sẽ tạo thành chênh lệch mực
NDĐ giữa 2 TCN và làm tăng dòng thấm xuyên giữa các TCN này đặc biệt

là các khu vực có cửa sổ ĐCTV gần sông.
Khu vực nghiên cứu Thạch Thất - Đan Phượng chủ yếu tồn tại hình
thức khai thác nước bằng các giếng khoan kiểu UNICEF, hầu như không
có các công trình cấp nước tập trung quy mô công nghiệp. Quan trắc mực
nước tại các điểm nghiên cứu trên tuyến nghiên cứu đều cho thấy khu vực
không bị ảnh hưởng bởi khai thác.
Ảnh hưởng của khai thác NDĐ gây ra không chỉ với mực NDĐ mà cả
đến dịch chuyển As trong NDĐ theo thời gian. Lấy ví dụ khu vực Nam Dư
chịu ảnh hưởng mạnh của Nhà máy nước Nam Dư với công suất
60.000m3/ngày khai thác trong TCN qp. Các tài liệu quan trắc NDĐ và hàm
lượng As trong NDĐ chỉ rõ điều này. Mực NDĐ của cả TCN qh và qp đều
suy giảm theo thời gian và mực NDĐ TCN qh luôn cao hơn TCN qp vào
khoảng ~2m điều này làm cho As có điều kiện thuận lợi dịch chuyển từ
TCN qh vào TCN qp. Hàm lượng As trong các giếng khoan TCN qp
(ND_02, ND_04) cũng tăng lên theo thời gian rất lớn (+50-55%) (Tran Vu
Long và Pham Quy Nhan (2019)).
CHƯƠNG 3: CƠ CHẾ DỊCH CHUYỂN ASEN
TRONG NƯỚC DƯỚI ĐẤT
3.1. Vấn đề và phương pháp nghiên cứu
Quá trình dịch chuyển As trong NDĐ là tổng hợp của nhiều quá trình
khác nhau. Để đánh giá ảnh hưởng của các quá trình này, đồng thời xác định
cơ chế khống chế chính, mô hình số NDĐ MODFLOW kết hợp với mô hình
dịch chuyển vật chất hoà tan MT3D-USGS được sử dụng để mô phỏng.


12

Trên cơ sở tổng quan các nghiên cứu về As trong NDĐ trên thế giới và
ở Việt Nam cho thấy As trong NDĐ của khu vực nghiên cứu chủ yếu có
nguồn gốc từ trầm tích aluvi trẻ và giải phóng vào NDĐ thông qua cơ chế

khử hoà tan sắt oxi hydroxit có As hấp phụ diễn ra trong TCN qh. Lượng
As này đã được hấp phụ trong suốt quá trình thành tạo trầm tích của TCN
qh. NDĐ của TCN qh có hàm lượng As cao hơn hẳn NDĐ của TCN qp. Vì
vậy trong nghiên cứu này, tác giả tập trung làm rõ quá trình dịch chuyển As
từ TCN qh vào TCN qp cũng như cơ chế khống chế chính của quá trình này.
Để làm rõ các vấn đề trên, phương pháp nghiên cứu chính ở đây là sử
dụng mô hình số với 2 bước thực hiện: 1) Xây dựng mô hình dòng chảy
ngầm bằng MODFLOW trong các TCN; 2) Xây dựng mô hình số mô phỏng
dịch chuyển của As trong NDĐ bằng MT3D-USGS.
Mô hình khu vực nghiên cứu được trích xuất từ mô hình số ĐBBB và
bổ xung thêm các dữ liệu nghiên cứu, đồng thời lựa chọn điều kiện biên cho
một cách phù hợp.
Mô hình dịch chuyển As hòa tan trong NDĐ được xây dựng trên nền
tảng mô hình dòng chảy của khu vực nghiên cứu. Các điều kiện ban đầu và
điều kiện biên của mô hình dịch chuyển dựa trên cơ sở mô hình dòng chảy,
các kết quả điều tra khảo sát cấu trúc ĐCTV, hiện trạng phân bố As trong
NDĐ. Kết quả chỉnh lý mô hình dòng chảy và mô hình dịch chuyển As dựa
trên kết quả quan trắc trong hệ thống các lỗ khoan quan trắc tại khu vực
nghiên cứu.
3.2. Lý thuyết mô hình số mô phỏng dịch chuyển As hoà tan trong NDĐ:
Mô hình dòng ngầm MODFLOW được dựa trên phương trình tổng quát
đạo hàm riêng duy nhất:
∂
∂x

Kxx

∂h
∂x

+

∂
∂y

Kyy

∂h
∂y

+

∂
∂z

Kzz

∂h
∂z

- W= Ss

∂h
∂t

Với K
Kxx, Kyy, Kzz [LT-1] là các hệ số thấm theo phương x, y và z. Với z là chiều
thẳng đứng.
h [L] là cốt cao mực nước tại vị trí (x, y, z) ở thời điểm t [T].
W [T-1] là mô đun dòng ngầm, hay là các giá trị bổ cập, giá trị thoát đi

của NDĐ tính tại vị trí (x, y, z) ở thời điểm t.
Ss [L-1] là hệ số nhả nước của môi trường lỗ rỗng.
Ss = Ss(x, y, z), Kxx = Kxx(x, y, z), Kyy = Kyy(x, y, z), Kzz = Kzz(x, y, z):


13

các hàm này phụ thuộc vào vị trí không gian x, y, z.
Mô hình dịch chuyển vật chất hoà tan trong môi trường NDĐ MT3DUSGS sử dụng các kết quả tính toán từ mô hình dòng ngầm MODFLOW.
Phương trình vi phân tổng quát sử dụng trong MT3D-USGS mô tả hàm
lượng và quá trình dịch chuyển vật chất hoà tan k trong môi trường 3 chiều
và hệ thống dòng ngầm không ổn định được viết như sau:
∂ θCk
∂t

=

∂
∂xi

θDij

∂Ck
∂xj

-

∂
∂xi

θvi Ck + qs Cks + ∑ Rn

Trong đó:
Ck là hàm lượng chất hòa tan k, [ML-3];
 là độ lỗ hổng hữu hiệu của mô trường thấm, không có đơn vị;
t là thời gian, [T];
[L];

xi, xj là khoảng cách theo trục toạ độ tương ứng với thành phần i, j,

Dij là hệ số phân tán thủy động lực, [L2T-1]; Hệ số này liên quan đến
quá trình khuếch tán, phân tán thấm;
vi là vận tốc thấm thực trong lỗ rỗng, [LT-1]; vận tốc này liên hệ với
lưu lượng đơn vị thông qua công thức vi = qi/;
qs là lưu lượng đơn vị của TCN đại điện cho nguồn cấp (giá trị dương)
và nguồn thoát (giá trị âm), [T-1];
Cks là hàm lượng của nguồn cấp hoặc nguồn thoát của chất k, [ML-3];
∑Rn là thành phần phản ứng hóa học, [ML-3T-1].
Thành phần phản ứng hoá học trong phương trình có thể mô phỏng cho
các phản ứng với tỉ lệ bậc 1 và các quá trình hấp phụ - giải hấp phụ. 2 dạng
hấp phụ đẳng nhiệt mà MT3D-USGS có thể mô phỏng được là đường hấp
phụ tuyến tính, hấp phụ phi tuyến Langmuir và Freundlich. Đường hấp phụ
đẳng nhiệt Langmuir được sử dụng mô phỏng quá trình dịch chuyển As
trong NDĐ tại khu vực nghiên cứu thông qua các thông số được xác định
bởi Nguyen Thi Hoa Mai và nnk (2014).
3.3. Mô số dịch chuyển As trong NDĐ tại khu vực nghiên cứu Thạch Thất
- Đan Phượng
3.3.1. Mô hình số dòng chảy
Mô hình mô phỏng tại khu vực nghiên cứu Thạch Thất - Đan Phượng

14

là một phần của mô hình ĐBBB.
Mô hình này được trích xuất các
dữ liệu từ mô hình ĐBBB và bổ
xung các dữ liệu mới với độ chi
tiết cao hơn.
Mô hình số NDĐ Thạch Thất
- Đan Phượng được xây dựng với
5 lớp, bước lưới 100×100m. Lớp
1: lớp thấm nước yếu không liên
tục bề mặt; Lớp 2: là TCN trong
trầm tích Holocen (qh); Lớp 3: là
tầng thấm nước yếu kẹp giữa
TCN qh và qp; Lớp 4: là TCN
trong trầm tích Pleistocen (qp);
Lớp 5: Đá gốc. Các dữ liệu về bề
Hình 11. Sơ đồ phân lớp mô hình
mặt địa hình, thông số ĐCTV
được xác định qua các thí nghiệm hiện trường và qua các nghiên cứu trước
đây.
Bảng 2. Tổng hợp các thông số ĐCTV sử dụng trong mô hình
Lớp mô
TT
phỏng

Bề dày
(m)

Hệ số
thấm
(m/ngày)

Trọng lực
0,08 - 0,18

1

TCN qh

20 - 30

1,7 - 27,6

2

TCN qp

20 - 40

18 - 39,6

Hệ số nhả nước
Đàn hồi
0,001 0,0022

Hệ số dẫn
nước
(m2/ngày)

Độ lỗ
hổng
(%)

200 - 800

22 - 25

300 - 1.200 30 - 34

Hệ thống khai thác nước được đưa vào mô hình theo tài liệu thống kế
khai thác NDĐ trong thời gian từ 1994 - 2015. Trong khu vực nghiên cứu,
hình thức khai thác NDĐ chủ yếu là các giếng khoan kiểu UNICEF, hầu
như không có các hệ thống khai thác với quy mô công nghiệp.
Lưới sai phân được sử dụng trong mô hình là các ô với bước lưới
100×100m với 145 hàng và 120 cột. Chính lý không ổn định với khoảng
thời gian từ 31/12/1994 đến 31/12/2015 được chia 252 thời đoạn tương ứng
252 bước thời gian, tương ứng bước tính toán 01 tháng. Mô hình chỉnh lý
được so sánh với các tài liệu quan trắc trong khu vực và trên tuyến nghiên
cứu. Sau khi kết quả chỉnh lý là đáng tin cậy, mô hình số dòng ngầm được
sử dụng làm cơ sở cho việc xây dựng mô hình số dịch chuyển As hòa tan
trong NDĐ.


15

3.3.2 Mô hình dịch chuyển As hòa tan trong NDĐ khu vực nghiên cứu

a. Mùa mưa

b. Mùa khô

Hình 12. Mô hình khái niệm dịch chuyển As tại khu vực nghiên cứu

Phú Kim

Phụng Thượng

Vân Cốc

Hình 13. Lưới tính toán được làm dày tại các bãi giếng
Mô hình khái niệm về dịch chuyển As tại khu vực nghiên cứu được xây
dựng dựa trên cơ sở các phân tích điều kiện ĐCTV, động thái và từ mô hình
dòng chảy tại đây. Mùa mưa, nước mặt từ sông Hồng bổ cập qua đáy sông
và nước mưa bổ cập trên mặt đất đi qua lớp cát bột trên mặt tới TCN qh tại
Đan Phượng, sau đó di chuyển xuống TCN qp và theo đường dòng đi về
phía Tây Nam. Trong quá trình di chuyển, NDĐ đem theo As giải phóng từ
trầm tích của TCN qh vào TCN qp. Nước mưa bổ cập tại khu vực vùng rìa
ở Phú Kim vào TCN qh và đi vào TCN qp hướng vè phía sông Hồng. Mùa
khô, tại Phú Kim, nước mưa vẫn tiếp tục bổ cập vào TCN qh và đem theo
As giải phóng vào TCN qp hướng về phía sông Hồng. Ở Đan Phượng, nước
mưa bổ cập vào TCN qh, đem theo As giải phóng đi vào TCN qp và sau đó
chảy ra phía sông Hồng, thoát vào sông thông qua TCN qh và lớp đáy sông.
Trong quá trình dịch chuyển, As tham gia các quá trình đối lưu phân tán và
hấp phụ - giải hấp phụ với trầm tích và biến đổi hàm lượng.
Lưới sai phân của mô hình dòng ngầm được làm dày tại các vị trí bãi


16

giếng nghiên cứu. Ô lưới được chia với kích thước nhỏ hơn là 6×6m mục
đích chi tiết và chính xác quá trình dịch chuyển tại các điểm nghiên cứu.
Các thông số dịch chuyển và tính toán cho gói tính toán phản ứng hoá
học được nêu trong bảng:
Bảng 3. Tổng hợp thông số dịch chuyển As trong khu vực nghiên cứu
D* (m2/s)

αL (m)

αHT (m)

αVT (m)

KsAs(III) (L/mol)

stot (mol/g)

2×10-9

20

2

0,2

1.500

8,4

Phú Kim

Phụng Thượng

Vân Cốc
µg/L

Hình 14. Hàm lượng ban đầu theo chiều sâu thời điểm tháng 6/2009
Do nước mưa và bốc hơi không có As nên hàm lượng As được gán
0µg/L. Hàm lượng ban đầu mô phỏng tại các điểm nghiên cứu được gán dựa
vào hàm lượng As phân tích trong NDĐ tại các lỗ khoan lấy mẫu vào cùng
thời điểm. Các giá trị tại các vị trí khác được nội suy.
Kết quả mô hình dịch chuyển As trong khu vực nghiên cứu được trích
xuất theo các mốc thời gian.

Phú Kim

Phụng Thượng

µg/L

Vân Cốc

Hình 14. Hàm lượng As theo chiều sâu thời điểm tháng 3/2010


17

Phú Kim

Vân Cốc

Phụng Thượng
µg/L

Hình 15. Hàm lượng As theo chiều sâu thời điểm tháng 10/2011
Để so sảnh ảnh hưởng của các cơ chế đến dịch chuyển As, mô hình dich
chuyển không tính đến hấp phụ cũng được thực hiện. Kết quả được đưa ra
trong hình bên dưới:

Phú Kim

Phụng Thượng

Vân Cốc
µg/L

Hàm lượng As (µg/L)

Hình 16. Hàm lượng As theo chiều sâu thời điểm tháng 10/2011
80
75
70
65
60
55
50
45
40
30/6/2009

31/12/2009

30/6/2010

31/12/2010

30/6/2011

31/12/2011

Thời gian
PK_12 có hấp phụ

PK_12 Không có hấp phụ

Hình 17. Hàm lượng As theo thời gian trong TCN qp tại Phú Kim


Hàm lượng As (µg/L)

18
30
28
26
24
22
20
30/6/2009

31/12/2009

30/6/2010

PT_03 có hấp phụ

30/6/2011

31/12/2011

PT_03 Không có hấp phụ

Hình 18. Hàm lượng As theo thời gian trong TCN qp tại Phụng
Thượng

100
Hàm lượng As (µg/L)

31/12/2010

Thời gian

90
80
70
60
50
40
30/6/2009

31/12/2009
30/6/2010
VC_qp có hấp phụ

30/6/2011
Thời gian 31/12/2010
VC_qp Không có hấp phụ

31/12/2011

Hình 19. Hàm lượng As theo thời gian trong TCN qp tại Vân Cốc
Dựa trên các kết quả của mô hình cho Thạch Thất - Đan Phượng nêu
trên có thể thấy, hai giả thuyết (hypothesis) gần như không có sự khác biệt
trong quá trình biến đổi hàm lượng As theo thời gian tại các vị trí nghiên
cứu trong TCN qp. Chênh lệch giữa hàm lượng giữa 2 mô hình nằm trong
khoảng 1 - 12µg/L. Đối với điểm Phú Kim, hàm lượng As(III) chênh lệch
giữa 2 mô hình lớn nhất là 5 - 6µg/L, vào khoảng 7 - 8% so với hàm lượng
lớn nhất trong TCN qh tại đây. Với điểm Phụng Thượng, hàm lượng As(III)
chênh lệch giữa 2 mô hình lớn nhất là 0,1 - 0,2µg/L, vào khoảng 1% so với
hàm lượng lớn nhất trong TCN qh tại đây. Với điểm Vân Cốc, hàm lượng
As(III) chênh lệch giữa 2 mô hình lớn nhất là 10 - 12µg/L, vào khoảng 5%
so với hàm lượng lớn nhất trong TCN qh tại đây.
Để đánh giá ảnh hưởng của lớp sét ngăn cách TCN qh - qp và quá trình
giải phóng As từ TCN qh thì 2 giả thuyết được mô phỏng và so sánh kết quả
biến đổi hàm lượng As trong TCN qp.
Hàm lượng As (µg/L)

80
70
60

50
40
06/2009

12/2009
PK_12 có hấp phụ

06/2010

Thời gian

12/2010

PK_12 Không có As giải phóng

06/2011

12/2011

PK_12 Không có lớp sét

Hình 20. Hàm lượng As theo thời gian trong TCN qp tại Phú Kim


Hàm lượngAs (µg/L)

19
30
28
26

24
22
20
06/2009

12/2009
PT_03 có hấp phụ

06/2010 Thời gian

12/2010

PT_06 Không có lớp sét

06/2011

12/2011

PT_06 Không có giải phóng As

Hình 21. Hàm lượng As theo thời gian trong TCN qp tại Phụng Thượng
Hàm lượngAs (µg/L)

100
90
80
70
60
50
40

06/2009

12/2009
VC_qp có hấp phụ

06/2010 Thời gian 12/2010
VC_qp không có lớp sét

06/2011
12/2011
VC_qp không có giải phóng As

Hình 22. Hàm lượng As theo thời gian trong TCN qp tại Vân Cốc

3.4. Cơ chế dịch chuyển As từ TCN qh vào TCN qp
Từ kết quả hai mô hình giả thuyết được nêu bên trên có thể thấy hàm
lượng chênh lệch giữa 2 mô hình không lớn. Từ các kết quả này có thể thấy
rằng, đối với vùng động thái tự nhiên Thạch Thất - Đan Phượng thì quá trình
hấp phụ của As lên trầm tích không phải là cơ chế khống chế chính đối với
sự dịch chuyển As. Tại đây cơ chế thuỷ động lực thông qua quá trình đối
lưu - phân tán thấm mới là cơ chế khống chế chủ yếu. Điều này có thể giải
thích bởi do trong vùng động thái tự nhiên, vận động và trao đổi nước của
NDĐ giữa 2 TCN qh và qp hàng năm là không lớn. NDĐ có hàm lượng As
lớn của TCN qh di chuyển xuống TCN qp với lượng không lớn do đó không
làm tăng nhiều hàm lượng As trong NDĐ TCN qp. Bên cạnh đó, vận tốc
dịch chuyển NDĐ thấp cũng là điều kiện tốt cho các phản ứng hấp phụ trên
bề mặt trầm tích diễn ra triệt để hơn. Hệ số trễ tại khu vực nghiên cứu có thể
lấy bằng với hệ số trễ của Nguyen Thi Hoa Mai và nnk (2014) là R = 69 162. Kết quả đánh giá vận tốc di chuyển của NDĐ trong TCN qp cũng chỉ
ra sự tương đồng với vận tốc trung bình rất thấp từ 0,03 - 0,17m/ngày.
Từ kết quả cho 3 điểm nghiên cứu Phú Kim, Phụng Thượng, Vân Cốc

đối với các giả thuyết khác cho thấy sự tương đồng lớn như sau: Đối với giả
thuyết không có lớp sét ngăn cách, hàm lượng As biến đổi gần như trùng
nhau, chênh lệch không lớn vào khoảng ~1 - 2µg/L. Điều này cho thấy cấu
trúc dòng chảy tại điểm nghiên cứu có vai trò quyết định lớn đến dịch chuyển
As tại các điểm nghiên cứu. Kết luận này cũng phù hợp với kết quả khoan


20

khảo sát và ĐVL lỗ khoan cho thấy tại hầu hết các điểm nghiên cứu thiếu
vắng lớp sét ngăn cách. Đối với giả thuyết không có biên nồng độ không đổi
tại TCN qh cho thấy hàm lượng As giảm dần theo thời gian, tuy nhiên không
lớn vào khoảng 1 - 2µg/L/năm. Điều này cho thấy tầm quan trọng của quá
trình giải phóng As tại TCN qh là nguồn cung cấp chủ yếu hàm lượng As
đối với TCN qp bên dưới.
Bảng 4. Tổng hợp tính toán vận tốc dịch chuyển trung bình trong TCN qp
TT Điểm nghiên cứu
1
2
3

Phú Kim
Phụng Thượng
Vân Cốc

Khoảng cách
di chuyển
(m)
210
466

589

Thời gian
di chuyển
(ngày)
6802
7670
3407

Vân tốc trung
bình
(m/ngày)
0,03
0,06
0,17

Để có thể so sánh rõ ràng sự khác biệt của các quá trình dịch chuyển từ
TCN qh xuống TCN qp và ảnh hưởng của vận tốc di chuyển của NDĐ đến
quá trình này thì một khu vực đối sánh cũng cần được xem xét. Tran Vu
Long và Pham Quy Nhan (2019) đã nghiên cứu với khu vực Nam Dư dưới
ảnh hưởng của khai thác. Kết quả nghiên cứu này chỉ ra hệ số trễ đối với As
từ các mô hình và kết quả thí nghiệm trong phòng thí nghiệm là không giống
nhau đối với TCN qp. Hệ số trễ dao động trong khoảng từ R= 2 - 20 và khá
thấp so với các thí nghiệm trong phòng. Các thí nghiệm trong phòng của
Nguyen Thi Hoa Mai và nnk (2014) này kết quả cho thấy hệ số trễ trong
khoảng R = 69 - 162. Tuy nhiên kết quả này với R = 2 - 20 tương đồng hơn
so với nghiên cứu khác của Van Geen và nnk (2013) tại Vạn Phúc với hệ số
trễ vào khoảng R = 16 - 20 và của Radloff và nnk (2011) cho hệ số trễ vào
khoảng R = 7,2 - 72. Kết quả hệ số trễ tính toán được trên mô hình dịch
chuyển tại Nam Dư thấp hơn so với có thể giải thích bằng sự không đồng

nhất về thành phần thạch học của TCN và quá trình hấp phụ chưa đạt đến
trạng thái cân bằng (equilibrium) cũng như các vị trí hấp phụ không thể tiếp
cận được.
CHƯƠNG 4: CÁC GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM ASEN
ĐỐI VỚI TẦNG CHỨA NƯỚC PLEISTOCEN
4.1. Nguyên tắc chung
Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu xác định cơ chế dịch chuyển As từ
TCN qh vào TCN qp tại Thạch Thất - Đan Phượng cho thấy nguyên nhân
gây nên hàm lượng As cao đối với TCN qp chủ yếu do dịch chuyển từ TCN


21

qh nằm bên trên xuống dưới ảnh hưởng lớn của cơ chế dịch chuyển cơ học.
Quá trình dịch chuyển As này diễn ra trong điều kiện tự nhiên và gia tăng
nếu có các hoạt động khai thác của con người. Các pháp khắc phục, hạn chế
dịch chuyển As vào TCN qp được đề xuất trên cơ sở các nguyên tắc chung:
- Hạn chế chênh lệch mực nước giữa 2 TCN qh và qp.
- Ngăn chặn và giảm thiểu dòng chảy từ TCN qh vào TCN qp.
- Tránh các khu vực có hàm lượng As cao và trầm tích giàu hàm lượng
vật chất hữu cơ.
- Áp dụng các công nghệ xử lý As mới cho nước cấp.
Các giải pháp tổng quát có thể kể đến: 1. Tăng cường nghiên cứu chi
tiết về thành phần trầm tích và diện phân bố của các trầm tích Đệ tứ giàu vật
chất hữu cơ, tuổi trẻ và các lớp than bùn. Các hệ thống khai thác cần tránh
những khu vực này; 2. Quản lý và kiểm soát chặt chế độ khai thác NDĐ
nhằm tránh gia tăng gradient thuỷ lực giữa 2 TCN qh và qp; 3. Bố trí hệ
thống khai thác ở nhưng nơi nước sông Hồng có thể cung cấp trực tiếp cho
TCN qp; 4. Sử dụng thêm các nguồn nước mặt từ sông Đà để giảm lượng
khai thác từ NDĐ; 5. Áp dụng các công nghệ xử lý As mới cho các nhà máy

nước cũng như các công trình khai thác riêng lẻ.
4.2. Giải pháp khắc phục và hạn chế đối với Thạch Thất - Đan Phượng
Các giải pháp áp dụng đã được nhiều nhà khoa học đề xuất, có thể kể
tới: 1. Hạn chế khai thác NDĐ với quy mô nhỏ lẻ và thiếu kiểm soát trên
phạm vi Thạch Thất - Đan Phượng; 2. Lựa chọn cần thận vị trí đặt các giếng
khai thác NDĐ từ TCN qp; 3. Các giếng cần khai thác với lưu lượng nhỏ và
kiểm soát chặt. Khoảng cách các giếng lớn để giảm tối đa sự can nhiễu làm
mực áp lực TCN qp hạ thấp lớn; 4. Các giếng khai thác cấp công nghiệp nên
đặt gần sông Hồng nhất có thể để làm giảm hàm lượng As do nước sông
Hồng.
4.3. Công nghệ xử lý As trong NDĐ
Với hiện trạng hàm lượng As cao trong NDĐ như hiện nay, trên thế giới
cũng như ở Việt Nam đã đưa ra khá nhiều dạng công nghệ xử lý nhằm loại
bỏ As trong nước dựa trên một số quá trình cơ bản như sau:
- Oxi hoá/khử;


22

- Kết tủa
- Hấp phụ;
- Trao đổi ion;
- Tách lỏng/rắn;
- Các phương pháp vật lý;
- Chưng cất bằng năng lượng mặt trời.
Hiện nay có rất nhiều công nghệ xử lý As đang được sử dụng trong
nước cũng như trên thế giới. Có thể kể đến các công nghệ như sau:
- Xử lý As trong NDĐ bằng vật liệu Fe nano;
- Xử lý As trong NDĐ bằng oxit sắt, mangan;
- Xử lý As trong NDĐ bằng đá ong (Laterite);

- Bể lọc cát có hệ thống giàn mưa làm thoáng;
- Lọc qua các màng xử lý công nghệ cao.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận
1. Từ các kết quả phân tích các tài liệu thu thập cũng như thực hiện
trong khu vực nghiên cứu cho thấy tại đây có hai TCN qh và qp và 2 TCN
này có quan hệ thủy lực chặt chẽ với nhau và với sông Hồng. Nguồn cung
cấp As chủ yếu cho NDĐ của các TCN là từ các trầm tích của TCN qh. Phân
bố As trong NDĐ các TCN tại khu vực nghiên cứu có quy luật càng xa sông
Hồng thì hàm lượng As trong TCN càng giảm và chủ yếu tồn tại trong môi
trường khử. Ở Đan Phượng sát sông Hồng, trong môi trường khử hàm lượng
As TCN qh đạt tới 450µg/L, TCN qp đạt tới 150µg/L. Còn tại Phú Kim xa
sông Hồng thì hàm lượng As trong TCN qh chỉ đạt 110µg/L và TCN qp chỉ
đạt 55µg/L. Các trầm tích hạt mịn trong TCN với nhiều tàn tích hữu cơ thì
có hàm lượng As cao nhất. Các trầm tích hạt mịn không chứa vật chất hữu
cơ có hàm lượng As khá cao. Các trầm tích hạt thô (cát, cuội sỏi) đặc biệt
trong TCN qp có hàm lượng As rất thấp.
2. Phân bố hàm lượng As trong NDĐ còn bị khống chế bởi tuổi của


23

trầm tích TCN, các hoạt động của vi sinh vật, quá trình khai thác NDĐ ảnh
hưởng lớn đến sự dịch chuyển As trong NDĐ. Hàm lượng As trong TCN qp
được quyết định bởi tác động của quá trình đối lưu, phân tán và quá trình
hấp phụ - giải hấp phụ trong trầm tích TCN qp. Quá trình dịch chuyển As
từ TCN qh vào TCN qp chịu ảnh hưởng của rất lớn của cơ chế thuỷ động
lực thông qua khống chế con đường và vận tốc dịch chuyển NDĐ từ TCN
qh vào TCN qp. Nếu có hoạt động khai thác quy mô công nghiệp, hàm lượng
As có thể tăng lên đến 50% so với hàm lượng ban đầu chỉ trong 2 năm.

3. Mô hình số MODFLOW kết hợp MT3D - USGS được sử dụng để
mô phỏng quá trình dịch chuyển của As từ TCN qh vào TCN qp. Kết quả
mô hình cho thấy rõ cơ chế của quá trình dịch chuyển này bao gồm cơ chế
thuỷ động lực (quá trình đối lưu, phân tán) và cơ chế thuỷ địa hoá (quá trình
hấp phụ - giải hấp phụ). Ở khu vực nghiên cứu vận tốc di chuyển của NDĐ
thấp, chỉ 0,1m/ngày cho phép quá trình hấp phụ - giải hấp phụ diễn ra triệt
để và hàm lượng As trong TCN qp hầu như không tăng theo thời gian, chỉ
±1µg/L/năm. Còn đối với khu vực vận tốc dịch chuyển NDĐ lớn không cho
phép quá trình hấp phụ - giải hấp phụ diễn ra triệt để và hàm lượng As trong
TCN qp gia tăng lớn theo thời gian, lên đến +20µg/L/năm. Cơ chế thủy địa
hóa cũng góp phần trong việc khống chế hàm lượng As gia tăng hay giảm
đi trong TCN qp.
4. Với kết quả mô hình số chỉ ra, hệ số trễ R của TCN qp trên thực tế
tại khu vực nghiên cứu tương đồng với kết quả phân tích trên trầm tích trong
phòng thí nghiệm R = 69 - 162. Còn đối với khu vực có hoạt động khai thác
thì hệ số trễ nhỏ hơn rất nhiều, R = 2 - 20. Đặc biệt hệ số trễ này cũng khác
biệt với các vị trí khác nhau. Hệ số trễ càng lớn thì As di chuyển trong NDĐ
càng chậm và hệ số trễ càng nhỏ thì As di chuyển trong NDĐ càng nhanh.
Kết quả mô hình cũng chỉ ra nguồn cung cấp As chủ yếu cho TCN qp là từ
trầm tích của TCN qh. Nếu không có nguồn cung cấp này, hàm lượng As
trong TCN qp khu vực nghiên cứu liên tục giảm xuống với tốc độ 1 2µg/L/năm.
5. Luận án đã đưa ra một số giải pháp trong ngăn ngừa, giảm thiểu, hạn
chế sự dịch chuyển As từ TCN qh vào TCN qp, xây dựng hệ thống bổ sung
nhân tạo, quy hoạch, điều chỉnh chế độ khai thác phù hợp, phát triển các kỹ
thuật xử lý As trong nước khai thác từ TCN qp đồng thời đẩy mạnh nghiên
cứu khoa học, xây dựng hệ thống giám sát, cảnh bảo ô nhiễm As đối với
NDĐ TCN qp.