Nguồn gốc ô nhiễm asen trong nước ngầm tại huyện Cát Tiên, tỉnh Lâm Đồng - Nguyễn Đình Trung

24 NGUỒN GỐC Ô NHIỄM ASEN TRONG NƢỚC NGẦM TẠI HUYỆN CÁT TIÊN, TỈNH LÂM ĐỒNG Đến tòa soạn 04 - 04 - 2016 Nguyễn Đình Trung Viện Nghiên cứu Môi trường, Trường Đại học Đà Lạt Nguyễn Ngọc Tuấn Viện Nghiên cứu Hạt nhân, Đà Lạt SUMMARY THE SOURCE OF ARSENIC POLLUTION IN GROUNDWATER IN CAT TIEN DISTRICT, LAM ĐONG PROVINCE During the period of 2014-2015, five sites in Cat Tien District, Lam Dong Province have been drilled to the depth of 45 meters. The concentrations of As(tt), As 5+ , Fe(tt), NH4 + , SO4 2- , Cl - , Ca 2+ , Mg 2+ , PO4 3- in geological samples including soild, sediment, rock samples from drilling wells have been determined. The obtained analytical results showed that in Cat Tien District, high arsenic levels in groundwater are present in both of the Holocene(adQ) and Pleistocene(J2ln) aquifers. The concentration of arsenic that is absorbed on the surface of iron hydroxides in the sediment samples from drilling wells in Cat Tien is the main source to explain the extreme degree and extent of arsenic pollution in groundwater in Cat Tien Dist rict, Lam Dong Province. 1. MỞ ĐẦU Việt Nam là một trong những nƣớc có nguồn nƣớc ngầm chứa hàm lƣợng asen cao [1, 2]. Ở Lâm Đồng, những nghiên cứu gần đây cũng phát hiện một số địa phƣơng trong tỉnh có nguồn nƣớc ngầm đang sử dụng có hàm lƣợng asen vƣợt tiêu chuẩn cho phép [4, 5]. Trong số 29 mẫu nƣớc giếng khoan tại huyện Cát Tiên có 9 mẫu nƣớc có hàm lƣợng asen cao hơn quy chuẩn cho phép [3]. Mẫu nƣớc ngầm tại thị trấn Cát tiên (CT-TT-04) và xã Gia Viễn (CT-GV-03) có hàm lƣợng asen cao hơn quy chuẩn cho phép đến 10 lần, đặc biệt mẫu nƣớc lấy từ xã Tƣ Nghĩa (CT-TN-04) có hàm lƣợng asen Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học - Tập 21, Số 4/2016 25 cao hơn quy chuẩn cho phép đến 45 lần [3, 5]. Điều này chứng tỏ sự ô nhiễm asen trong nƣớc ngầm ở huyện Cát Tiên chỉ mang tính chất cục bộ. Những nghiên cứu trên cũng chỉ đánh giá về mức độ ô nhiễm asen trong nƣớc ngầm tại Cát Tiên mà chƣa đƣa ra đƣợc nguồn gốc gây ra ô nhiễm asen trong nƣớc ngầm ở khu vực này. Để có thể giải thích về nguồn gốc gây ô nhiễm asen trong nƣớc ngầm tại huyện Cát Tiên, tỉnh Lâm Đồng, chúng tôi tập trung khoan 5 điểm, nơi có hàm lƣợng asen trong nƣớc ngầm cao [3] ở độ sâu 45 mét. Theo phần tầng địa chất, tiến hành phân tích, xác định hàm lƣợng các nguyên tố cần quan tâm và xác định hàm lƣợng các nguyên tố này trong tầng chứa nƣớc các giếng khoan trên. Kết quả nghiên cứu đƣợc trình bày chi tiết trong bài báo này. 2. THIẾT BỊ, DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT 2.1. Thiết bị và dụng cụ - Giàn khoan giếng XJ 100, Trung Quốc – mũi khoan 132mm; - Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AA - 7000 kết hợp HVG-1, Shimadzu, Nhật Bản; - Cân phân tích có độ chính xác 10-4 g, Sartorius, Đức; - Máy quang phổ hấp thụ phân tử HACH DR 5000, Mỹ; - Các dụng cụ thủy tinh: cốc, bình tam giác, bình định mức và pipet các loại của Đức - Các lọ đựng mẫu bằng polyetylen (PE); 2.2. Hóa chất Các hóa chất tinh khiết (PA) dùng trong phân tích:  Axit Nitric HNO3 65% của Merck, Cộng hòa Liên bang Đức  Axit Chlohidric HCl 37% của Merck, Cộng hòa Liên bang Đức  Axit Sulfuric H2SO4 98% của Merck, Cộng hòa Liên bang Đức  NaOH, NaBH4, HgCl2, KI, của Merck, Cộng hòa Liên bang Đức  Dung dịch As chuẩn gốc (1000 mg/L) của Merck, Cộng hòa Liên bang Đức  Dung dịch Fe chuẩn gốc (1000 mg/L) của Merck, Cộng hòa Liên bang Đức 3. THỰC NGHIỆM 3.1. Địa điểm khoan lấy mẫu + Vị trí khoan lấy mẫu tại xã Gia Viễn (2 giếng), thị trấn Cát Tiên (2 giếng) và xã Tƣ Nghĩa (1 Giếng). Các vị trí khoan đã đƣợc hội đồng khoa học tỉnh Lâm Đồng thẩm định và thông qua; Đoàn Tài nguyên nƣớc nam Tây nguyên thực hiện khoan giếng và đánh giá phân lớp các địa tầng. + Lấy mẫu đất đá và trầm tích: - Cứ 5m chiều sâu lấy 1 mẫu (theo đƣờng kính trong của mũi khoan - khoảng 2kg) và lấy thêm mẫu tại các vị trí phân tầng địa chất. 26 - Mẫu đƣợc gói trong bao nilon đen, cho vào thùng xốp; sau đó chuyển về phòng thí nghiệm. + Lấy mẫu nƣớc: - Bình (A): mẫu nƣớc đƣợc axit hóa bằng HCl đặc sao cho pH < 2 để phân tích các chỉ tiêu As (tổng) và Fe (tổng) và các cation trong nƣớc theo TCVN 5993:1995. - Bình (B): mẫu nƣớc dùng để phân tích amoni đƣợc axit hoá bằng H2SO4 đến pH<3, làm lạnh 4 oC, phân tích amoni theo ISO 7150-1:1984 - Bình (C): mẫu nƣớc đƣợc lọc tại chỗ, đóng kín miệng chai, làm lạnh ở 4 0C dùng để phân tích các anion SO4 2- ; PO4 3- ; Cl - , cation Ca 2+ , Mg 2+ . - Bình (D): mẫu nƣớc đƣợc dội qua cột nhựa trao đổi anion: Dowex 1x8 anion- exchange resin (100 - 200 mesh) đƣợc thực hiện tại hiện trƣờng; phần nƣớc qua cột cũng đƣợc axit hóa bằng HCl đặc sao cho pH < 2. tránh ánh sáng để phân tích As (III)/As (V) [8] Tất cả các bình đựng mẫu đƣợc lấy đầy nƣớc, không có không khí, vặn chặt nút và đƣợc bảo quản ở nhiệt độ 4oC. Phân tích amoni và các anion anion SO4 2- ; PO4 3- ; Cl- phải thực hiện trong vòng 24h và đối với asen, sắt có thể thực hiện trong vòng 1 tháng (TCVN 5993:1995). 3.2. Phƣơng pháp phân tích Các chỉ tiêu pH, Eh trong mẫu nƣớc đƣợc đo trực tiếp tại hiện trƣờng. Phân tích As (tt) trong nƣớc theo TCVN 6626:2000 bằng phƣơng pháp đo phổ hấp thụ nguyên tử. Phân tích sắt tổng số Fe (tt) trong nƣớc theo phƣơng pháp TCVN 6177:1996 bằng phƣơng pháp đo phổ hấp thụ nguyên tử. Phân tích hàm lƣợng amoni trong nƣớc theo phƣơng pháp TCVN 4563:1988 bằng phƣơng pháp trắc quang so màu. Phân tích As trong đất, đá, trầm tích theo TCVN 8467: 2010 bằng phƣơng pháp đo phổ hấp thụ nguyên tử. Phân tích ion SO4 2- theo phƣơng pháp EPA 375.2 hay EPA 9036; phân tích ion PO4 3- theo ISO 6878:1986, ion Cl - theo ISO 9297:1989; Ca 2+ , Mg 2+ theo ISO 6058:1984, ISO 6059:1984. Các chỉ tiêu còn lại đƣợc phân tích theo phƣơng pháp trắc quang so màu theo các TCVN khác nhau. 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Kết quả phân tích mẫu + Tại xã Gia Viễn có 2 giếng khoan có tọa độ (VN 2000) là giếng GV-01: E 458465; N 1285990 và giếng GV-02: E 458666; N 1285584. 27 Kết quả phân tích theo các địa tầng đƣợc thể hiện trong Bảng 1 và Bảng 2. Bảng 1. Kết quả phân tích mẫu As và Fe trong theo độ sâu của giếng khoan GV-01 STT Mã hóa Chiều sâu (m) Astt (mg/Kg) Fett (mg/Kg) 1 GK 1.1 5 4,25 ± 0,13 28.944 ± 0,09 2 GK 1.2 10 0,24 ± 0,04 10.712 ± 0,1 3 GK 1.3 15 4,31 ± 0,23 5.857 ± 0,21 4 GK 1.4 20 11,58 ± 0,11 48.925 ± 0,16 5 GK 1.5 25 8,97 ± 0,09 33.760 ± 0,03 6 GK 1.6 30 5,40 ± 0,04 37.233 ± 0,02 7 GK 1.7 31,5 7,98 ± 0,04 33.721 ± 0,02 8 GK 1.8 35 4,04 ± 0,02 35.054 ± 0,05 9 GK 1.9 36 7,53 ± 0,11 52.882 ± 0,12 10 GK 1.10 37 8,90 ± 0,03 35.538 ± 0,21 11* GK 1.11 39 18,37 ± 0,13 33.598 ± 0,19 12 GK 1.12 40 18,90 ± 0,17 33.427 ± 0,17 14 GK 1.13 41,5 1,25 ± 0,03 16.300 ± 0,22 15 GK 1.14 45 1,18 ± 0,08 12.326 ± 0,21 * Tại độ sâu của tầng chứa nhiều nƣớc - Kết quả nghiên cứu cho thấy ở độ sâu 5 m là lớp đất sét dày phân tầng đất mặt với tầng chứa nƣớc thứ nhất. Tầng này rất ít nƣớc, chủ yếu là nƣớc giếng đào, nƣớc thuộc tầng này ít nhiễm asen [4]; hàm lƣợng asen là 4,25 mg/Kg. Tại chiều sâu 20 - 25m, hàm lƣợng asen dao động từ 8,97 - 11,58 mg/Kg và hàm lƣợng sắt tổng số cao lên đến 48.925 mg/Kg, đây là tầng chứa nƣớc thứ 2 ít nƣớc, cả hai đều thuộc địa tầng Holocene(adQ). Ở giữa độ sâu 31 - 36 m là tầng than bùn không chứa nƣớc, kế đó là tầng phong hóa chƣa hoàn toàn, tầng này cũng không chứa nƣớc nhƣng đây là giao tầng Holocene(adQ) với tầng Pleistocene(J2ln). Ngăn cách tầng Holocene(adQ) và tầng Pleistocene(J2ln) là lớp sét cứng ở độ sâu 36 m, tại đây hàm lƣợng sắt tổng số là cao nhất lên đến 52.882 mg/Kg. Tới độ sâu 37 – 40 m là tầng chứa nƣớc thuộc hệ tầng Pleistocene(J2ln), hàm lƣợng asen trong mẫu địa chất ở đây dao động từ 8,9 - 18,9 mg/Kg, hàm lƣợng hàm lƣợng sắt tổng số là 33.427 mg/Kg (Bảng 1). - Kết quả phân tích nƣớc giếng khoan GV-01: As là 0,082 (mg/L) và Eh là (-56) mV, pH là 7,47 (Bảng 6). Qua phân tích các tầng địa chất chứa nƣớc cho thấy mặc dù tầng chứa nƣớc đang nghiên cứu thuộc hệ tầng chứa nƣớc Pleistocene(J2ln), nhƣng nƣớc thuộc hệ tầng Holocene(adQ) vẫn thẩm thấu đến tầng chứa nƣớc Pleistocene(J2ln). Chỉ số NH4 + (Bảng 6) cao minh chứng cho điều này. Kết quả nghiên cứu từ giếng khoan GV-01 cho thấy các dạng liên kết của asen với sắt nằm trong môi trƣờng khử mạnh cho nên chúng bị khử về dạng tự do linh động trong môi trƣờng nƣớc ở 2 dạng As3+ và As5+. Tuy nhiên, do trong môi trƣờng khử mạnh nên As3+ chiếm ƣu thế . Vì vậy, đối với giếng khoan GV-01, asen giải phóng vào nƣớc ngầm đƣợc giải thích theo cơ chế sau: 28 Khử hoà tan các hydoxit sắt (Hfo) hấp phụ asen trên bề mặt. Đại diện của Hfo là goethite và tác nhân khử là các vật chất hữu cơ tự nhiên CH2O hòa tan trong nƣớc ngầm qua quá trình thẩm thấu từ tầng Holocene(adQ) vào tầng Pleistocene(J2ln) [7]. FeOOH(As) + CH2O + H + → Fe2+ + HCO3 - + H2O + (As 3+ + As 5+ ) Do giao tầng địa chất có tầng mùn ở độ sâu 31 – 35 m là tầng chứa các hợp chất hữu cơ đang phân hủy, hàm lƣợng amoni trong nƣớc ngầm đã minh chứng cho sự liên thông giữa các tầng địa chất có nƣớc. Các hợp chất hữu cơ hòa tan trong nƣớc CH2O đóng góp cho việc giải thích cơ chế trên. Phân tích cấu hình địa chất đối với giếng khoan GV-02 cho thấy từ mặt đất cho đến độ sâu 15 – 16 m có tầng chứa nƣớc phân cách thuộc hệ Holocene(adQ) rất ít nƣớc, đây là tầng nƣớc ngầm ở độ sâu của các giếng đào của ngƣời dân thƣờng dùng, các giếng đào chỉ có nƣớc vào mùa mƣa và đa phần các giếng đào ở đây có hàm lƣợng asen thấp [4]. Từ độ sâu 21 - 26 m là tầng chứa nƣớc khe nứt thuộc hệ tầng Pleistocene(J2ln), tại tầng chứa nƣớc khe nứt này có một tầng ―Kẹp‖ (độ sâu 22 m), tầng này dày 30cm, là dạng quặng sắt ngậm asen. Hàm lƣợng asen cao 153,6 mg/Kg, hàm lƣợng sắt tổng số cũng cao 153.343 mg/Kg. Từ 30 - 45m là tầng đá chắc không có nƣớc. Kết quả phân tích nƣớc giếng khoan GV-02: As là 0,034 (mg/L), Eh là (-34) mV và pH là 7,08 (Bảng 6). Qua phân tích các tầng địa chất chứa nƣớc cho thấy, mặc dù tầng chứa nƣớc đang nghiên cứu thuộc hệ tầng chứa nƣớc Pleistocene(J2ln), nhƣng tầng chứa nƣớc thuộc hệ tầng Holocene(adQ) vẫn thẩm thấu đến tầng chứa nƣớc này và có sự liên thông giữa giữa hai tầng chứa nƣớc (Căn cứ vào hàm lƣợng amoni). Với cấu tạo địa chất thu thập đƣợc tại giếng khoan GV-02 và số liệu về hàm lƣợng As5+ trong mẫu nƣớc (Bảng 6), có thể giải thích quá trình giải phóng asen vào trong nƣớc ngầm theo cơ chế: Khử hoà tan các hydoxit sắt (Hfo) hấp phụ asen trên bề mặt. Đại diện của Hfo là goethite và tác nhân khử là các vật chất hữu cơ tự nhiên CH2O hòa tan trong nƣớc ngầm qua quá trình thẩm thấu từ tầng Holocene(adQ) vào tầng Pleistocen(J2ln) [7]. FeOOH(As) + CH2O + H + → Fe2+ + HCO3 - + H2O + (As 3+ + As 5+ ) Bảng 2. Kết quả phân tích As và Fe trong giếng khoan GV-02 theo độ sâu STT Mã hóa Chiều sâu (m) As (mg/Kg) Fe (mg/Kg) 1 GK 2.1 5 7,12 ± 0,04 14.791 ± 0,12 2 GK 2.2 10 11,41 ± 0,01 34.941 ± 0,51 3 GK 2.3a 15 8,42 ± 0,03 37.374 ± 0,02 4 GK 2.3b 16 22,23 ± 0,05 43.090 ± 0,31 5 GK 2.4 20 6,14 ± 0,07 22.786 ± 0,11 6 GK 2.5 21,5 6,05 ± 0,11 22.736 ± 0,13 7* GK 2. TK 22 153,65 ± 0,21 153.343 ±1,51 8 GK 2.6 25 6,47 ± 0,33 19.909 ± 1,33 9 GK 2.7 30 7,26 ± 1,21 27.450 ± 0,12 10 GK 2.8 35 9,84 ± 0,03 25.552 ± 0,21 11 GK 2.9 45 9,43 ± 0,03 29.833 ± 0,23 * Tại độ sâu của tầng chứa nhiều nƣớc 29 + Tại thị trấn Cát Tiên có 2 giếng khoan có tọa độ (VN 2000) là: giếng thứ nhất (CT-TCT 03): E 458019; N 1279581 và giếng thứ 2 (CT-TT 04): E 459227; N 1276961. Kết quả phân tích theo độ sâu (các địa tầng) đƣợc thể hiện trong Bảng 3, Bảng 4. Kết quả phân tích phân tầng địa chất của giếng khoan CT-TCT-03 (Bảng 3), từ độ sâu 5 – 11 m là phân tầng đất bề mặt cho đến tầng chứa nƣớc, từ độ sâu 11 - 13 m là tầng chứa nƣớc kém, thƣờng là độ sâu của các giếng đào [4], đặc điểm của vùng này gần sông Đồng Nai (cách bờ sông 100 m), khi vào mùa mƣa nƣớc sông dâng lên, các mạch ngang cung cấp nƣớc cho các giếng đào, đây chính là nguyên do mùa nắng tầng này không có nƣớc. Theo chiều sâu địa tầng, hàm lƣợng asen tăng dần cho đến độ sâu 15 m, hàm lƣợng asen trong trầm tích ở độ sâu 15 m là 13,44 mg/Kg. Giếng khoan (CT- TCT-03) hoàn toàn nằm trong tầng chứa nƣớc Holocene(adQ), địa chất là phù sa của sông Đồng Nai bồi đắp lâu ngày mà hình thành nhiều tầng. Tại độ sâu 15 – 30 m là tầng chứa dạng bùn non có lẫn hữu cơ phân hủy chƣa hoàn toàn nhƣng đây lại có phân tầng của tầng chứa nƣớc thứ 2 (nƣớc ít), phân tầng này là cát sạch, hàm lƣợng asen thấp. Độ sâu từ 35 – 44 m, hàm lƣợng asen trong mẫu trầm tích lại tăng, giáp giữa 44 – 45 m có tầng chứa nƣớc, cuối độ sâu ở 45 m là tầng sét kết ngăn cách tầng Holocene(adQ) với tầng Pleistocene(J2ln). Kết quả phân tích nƣớc giếng khoan CT-TCT-03: As là 0,141 (mg/L) và Eh là (- 157) mV, pH là 6,63 và không phát hiện thấy As5+ , hàm lƣợng amoni rất cao minh chứng cho môi trƣờng khử mạnh (Bảng 6). Đặc điểm của giếng khoan (CT-TCT-03) là giữa các tầng chứa nƣớc không có tầng sét phân cách rõ ràng cho nên có sự liên thông giữa các tầng. Dựa vào phân tích thành phần, cấu tạo địa chất và nƣớc giếng khoan, asen trong nƣớc ngầm tại giếng khoan CT-TCT-03 đƣợc giải thích theo cơ chế sau: Khử hoà tan các hydoxit sắt (Hfo) hấp phụ As trên bề mặt các hạt phù sa trầm tích do các hoạt động của một số chủng vi khuẩn nhƣ Geospirillum barnesii phân hủy các thành phần hữu cơ [6, 7]: Đối với giếng khoan CT-TCT-03, trầm tích tại độ sâu 44 m có hàm lƣợng sắt tổng số cao nhất lên đến 41.394 mg/Kg. FeOOH(As 5+ ) + CH2O + H2CO3 → Fe 2+ + HCO3 - + H2O + As 3+ Vi sinh vật 30 Bảng 3. Kết quả phân tích As và Fe trong mẫu theo độ sâu giếng khoan CT-TCT-03 STT Mã hóa Chiều sâu (m) As (mg/Kg) Fe (mg/Kg) 1 GK 3.1 5 5,82 ± 0,21 26.946 ± 0,23 2 GK 3.2 10 4,82 ± 0,17 21.827 ± 0,41 3 GK 3.3 11 4,94 ± 0,03 13.802 ± 1,09 4 GK 3.4 13 8,31 ± 0,31 21.222 ± 0,61 5 GK 3.5 15 13,44 ± 0,22 33.346 ± 0,46 6 GK 3.6 20 9,23 ± 0,06 21.636 ± 0,32 7 GK 3.7 25 1,75 ± 0,31 9.824 ± 0,14 8 GK 3.8 30 0,91 ± 0,23 5.190 ± 1,17 9 GK 3.9 35 8,13 ± 0,34 35.902 ± 0,05 10 GK 3.10 40 7,60 ± 0,44 35.942 ± 0,03 11* GK 3.11 44 12,92 ± 0,32 41.394 ± 0,34 12 GK 3.12 45 7,84 ± 0,21 34.650 ± 1,19 * Tại độ sâu của tầng chứa nhiều nƣớc Kết quả phân tích phân tầng địa chất của giếng khoan CT-TT-04 (Bảng 4) cho thấy: từ độ sâu 5 - 40 m là tầng trầm tích thuộc hệ Holocene(adQ), phân tầng chứa nƣớc không rõ ràng, hàm lƣợng asen trong phân tầng này tăng dần từ 5,72 đến 23,28 mg/Kg; đến độ sâu 45 m hàm lƣợng asen tăng lên cao nhất. Giếng khoan CT-TT-04 hoàn toàn nằm trong tầng chứa nƣớc Holocene(adQ), địa chất là phù sa của sông Đồng Nai bồi đắp. Độ sâu từ 10 – 20 m là tầng cát. Từ độ sâu 20 – 45 m là tầng than bùn, bùn non có lẫn hữu cơ phân hủy chƣa hoàn toàn và trong tầng này không có lớp sét phân tầng. Từ cuối độ sâu 45m có dấu hiệu phân tầng của tầng Holocene(adQ) với tầng phong hóa tiếp giáp tầng Pleistocene(J2ln) là lớp than bùn kết. Kết quả phân tích nƣớc giếng khoan CT-TT-04: As là 0,179 (mg/L) , Eh là (-166) mV, pH là 6,53, không phát hiện thấy As5+, hàm lƣợng amoni rất cao minh chứng cho môi trƣờng khử mạnh (Bảng 6). Đặc điểm của giếng khoan CT-TT-04 là giữa các tầng chứa nƣớc không có tầng sét phân cách rõ ràng cho nên có sự liên thông giữa các tầng chứa nƣớc. Dựa vào phân tích thành phần, cấu tạo địa chất và nƣớc giếng khoan, asen đi vào trong nƣớc ngầm tại giếng khoan CT-TT-04 có thể đƣợc giải thích theo cơ chế: Khử hoà tan hydoxit sắt (Hfo) hấp phụ As trên bề mặt các hạt phù sa trầm tích do các hoạt động của một số chủng vi khuẩn nhƣ Geospirillum barnesii [6, 7] : FeOOH(As 5+ ) + CH2O + H2CO3 → Fe 2+ + HCO3 - + H2O + As 3+ Vi sinh vật 31 Bảng 4. Kết quả phân tích As và Fe trong mẫu theo độ sâu của giếng khoan CT-TT-04 STT Mã hóa Chiều sâu (m) As (mg/Kg) Fe (mg/Kg) 1 GK 4.1 5 5,72 ± 0,33 12.766 ± 0,22 2 GK 4.2 10 4,61 ± 023 17.658 ± 0,15 3 GK 4.3 20 6,22 ± 1,07 28.621± 0,11 4 GK 4.4 25 9,84 ± 0,12 26.729 ± 0,19 5 GK 4.5 30 9,10 ± 0,09 27.697 ± 0,08 6 GK 4.6 35 12,31 ± 0,14 41.858 ± 0,20 7 GK 4.7 40 11,08 ± 0,31 35.720 ± 0,17 8 GK 4.8 45 23,28 ± 0,18 40.222 ± 0,15 + Tại thị xã Tƣ Nghĩa có 1 giếng khoan là giếng (CT-TN-05), có tọa độ (VN 2000): E 461124; N 1277537. Kết quả phân tích theo các địa tầng đƣợc thể hiện trong Bảng 5. Kết quả phân tích nhận đƣợc cho thấy: Tại độ sâu 5 m là lớp sét phân tầng; ở độ sâu này hàm lƣợng asen rất thấp 1,0 mg/Kg. Độ sâu từ 10 - 10,2 m là tầng chứa nƣớc thứ nhất, thông thƣờng đây là độ sâu các giếng đào của vùng này [4], chiều sâu tầng nƣớc này chỉ 0,2 m, khi phân tích hàm lƣợng asen thuộc tầng địa chất ở độ sâu này dao động từ 8,8 - 11,6 mg/Kg. Từ độ sâu 10,3 đến 14,4m là tầng sét phân cách tầng nƣớc thứ nhất với tầng kế tiếp, hàm lƣợng asen thấp 2,3 mg/Kg. Tại độ sâu 14,5 – 16 m là tầng sét phân cách tầng chứa nƣớc phía trên với tầng trầm tích kế tiếp, hàm lƣợng asen trong mẫu trầm tích giảm dần theo độ sâu từ 16 - 18,5 m tƣơng ứng là 10,3 - 4,3 mg/Kg, hàm lƣợng sắt tổng số khá cao 31.801 mg/Kg ở độ sâu 18,5 m. Độ sâu từ 25 - 26,2 m là tầng sét kết, đây là phân tầng giữa tầng trầm tích Holocene(adQ) với tầng Pleistocene(J2ln), tại giao tầng này không có nƣớc, hàm lƣợng asen tại tầng phân cách này không cao, hàm lƣợng sắt tổng số tại độ sâu 26,2 m là 23.271 mg/Kg. Từ độ sâu 26,2 – 30 m là tầng bán phong hóa chứa nƣớc, tại đây có tầng ―kẹp‖ hàm lƣợng asen cao 59,3 mg/Kg và hàm lƣợng sắt cũng cao 50.358 mg/Kg. Từ độ sâu 30 – 35 m là tầng đá bột kết rắn chắc có khe nứt chứa nƣớc, độ sâu 40 – 45 m là dạng đá đen cứng, hàm lƣợng asen thay đổi từ 8,8 - 12,7 mg/Kg. Kết quả phân tích nƣớc giếng khoan CT-TN-05: As là 0,139 (mg/L), Eh là (-37) mV, pH là 6,63. Đặc điểm của giếng khoan CT-TN-05 là giữa các tầng chứa nƣớc có tầng sét và sét kết phân cách nên sự liên thông giữa tầng chứa nƣớc thứ nhất và tầng chứa nhiều nƣớc kém, hàm lƣợng amoni trong nƣớc không cao minh chứng cho điều này. Kết quả nghiên cứu từ giếng khoan CT-TN-05 cho thấy các dạng liên kết của asen với sắt nằm trong môi trƣờng khử (Eh <0) cho nên chúng bị khử về dạng tự do linh động trong môi trƣờng nƣớc ở 2 dạng As3+ và As5+. Tuy nhiên do trong môi trƣờng khử mạnh nên As 3+ chiếm ƣu thế (bảng 6). 32 Từ cấu tạo địa chất thu thập đƣợc từ giếng khoan CT-TN-05, asen đƣợc giải phóng ra đi vào nƣớc ngầm theo cơ chế: Khử hoà tan các hydoxit sắt (Hfo) hấp phụ As trên bề mặt. Đại diện của Hfo là goethite FeOOH ở độ sâu 30m và tác nhân khử là các vật chất hữu cơ tự nhiên CH2O hòa tan trong nƣớc ngầm [7]. FeOOH(As) + CH2O + H + = Fe 2+ + HCO3 - + H2O + (As 3+ + As 5+ ) Bảng 5. Kết quả phân tích As và Fe trong mẫu theo độ sâu của giếng khoan CT-TN-05 STT Mã hóa Chiều sâu (m) As (mg/Kg) Fe (mg/Kg) 1 GK 5.1 5 1,0 ±1,23 19.182 ± 0,05 2 GK 5.2 10 8,8 ± 0,12 15.37 ± 0,9 3 GK 5.3 10,2 11,6 ± 0,33 16.770 ± 0,21 4 GK 5.4 14,5 2,3 ± 0,64 6.876 ± 0,23 5 GK 5.5 16 10,3 ± 0,01 7.381 ± 1,14 6 GK 5.6 18,5 9,4 ± 0,02 31.801 ± 0,87 7 GK 5.7 20 6,8 ± 0,23 8.158 ± 0,12 8 GK 5.8 25 1,2 ± 0,25 13.660 ± 1,12 9 GK 5.9 26,2 4,3 ± 0,15 23.271 ± 1,11 10* GK 5.10 30 59,3 ± 0,37 50.358 ± 1,23 11 GK 5.11 33 8,8 ± 1,21 23.422 ± 0,23 12 GK 5.12 35 7,9 ± 1,33 23.432 ± 0,24 13 GK 5.13 40 12,7 ± 0,34 35.094 ± 0,17 14 GK 5.14 45 9,2 ± 1,12 29.994 ± 0,26 * Tại độ sâu của tầng chứa nhiều nƣớc 3.2 Kết quả phân tích 5 mẫu nƣớc giếng khoan tại Cát Tiên Trong 5 giếng khoan tại huyện Cát tiên - Lâm Đồng có 2 giếng mà tầng chứa nƣớc hoàn toàn nằm trong tầng Holocene(adQ) là CT-TCT-03 và CT-TT-04, có 3 giếng khoan có tầng chứa nƣớc nằm trong tầng Pleistocene(J2ln). Bảng 6. Chất lượng mẫu As và Fe trong nước của 5 giếng khoan tại huyện Cát Tiên (tầng chứa nước) Tên mẫu Astt (mg/L) As5+ (mg/L) NH4 + (mg/L ) Fett (mg/L ) SO4 2- (mg/L ) Cl- (mg/ L) Ca2+ (mg/L ) Mg2+ (mg/L ) PO4 3 - (mg/L ) Eh (mV ) p H CT-GV-01 0,082 ± 0,01 0,011 ± 0,001 7,35 ± 0,12 4,92 ±1,03 0,52 ± 0,22 8,76 ± 0,12 0,47 ± 0,03 0,17 ± 0,01 0,09 ± 0,001 -56 7,47 CT-GV-02 0,034 ± 0,004 0,009± 0,002 0,81 ± 0,09 6,98 ±0,02 1,53 ± 0,02 7,34 ± 0,44 0,19 ± 0,04 0,11 ± 0,06 0,02 ± 0,009 -34 7,08 CT-TCT- 03 0,141 ± 0,01 KPH 18,20 ± 1,05 7,92 ±0, 26 1,05 ± 0,04 2,60 ± 0,79 0,35 ± 0,02 0,14 ± 0,03 0,04 ± 0,005 -157 6,63 CT-TT-04 0,179 ± 0,02 KPH 31,80 ± 0,54 7,95 ±0,31 27,30 ± 0,38 4,26 ± 0,55 0,32 ± 0,09 0,12 ± 0,01 0,40 ± 0,012 -166 6,53 CT-TN-05 0,139 ± 0,01 0,003 ± 0,0004 0,45 ± 0,04 7,98 ± 0,34 0,53 ± 0,01 3,79 ± 0,16 0,62 ± 0,06 0,22 ± 0,01 0,01 ± 0,008 -37 6,63 33 4. KẾT LUẬN Sau khi khoan và phân tích các mẫu đất, đá, trầm tích và mẫu nƣớc trong 5 giếng khoan tại huyện Cát Tiên, tỉnh Lâm Đồng cho phép chúng tôi rút ra một số kết luận nhƣ sau: - Tại huyện Cát Tiên, hàm lƣợng asen cao ở cả 2 tầng chứa nƣớc Holocene(adQ) và tầng Pleistocene(J2ln). - Nguồn gốc gây ô nhiễm asen vào trong nƣớc ngầm ở các giếng có hàm lƣợng asen cao tại Cát Tiên là từ trầm tích và từ dạng khoáng sắt ngậm asen theo các cơ chế sau: + Khử hoà tan các hydoxit sắt (Hfo) hấp phụ As trên bề mặt. Đại diện của Hfo là goethite và tác nhân khử là các vật chất hữu cơ tự nhiên CH2O hòa tan trong nƣớc ngầm qua quá trình thẩm thấu liên thông giữa các tầng chứa nƣớc, đối với giếng khoan CT- GV-01, CT-GV-02 và CT-TN-05. + Khử hoà tan các hydoxit sắt (Hfo) hấp phụ As trên bề mặt các hạt phù sa trầm tích do hoạt động của một số chủng vi khuẩn nhƣ Geospirillum barnesii đối với giếng khoan CT-TCT-03 và CT-TT-04. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Michael Berg, Caroline Stengel, Pham Thi Kim Trang, Pham Hung Viet, Mickey L. Sampson, Moniphea Leng, Sopheap Samreth, David Fredericks,. (2007) ―Magnitude of Arsenic Pollution in the Mekong and Red River Deltas - Cambodia and Vietnam‖. Science of the Total Environment. N O 372, P. 413–425. 2. Michael Berg, Pham Thi Kim Trang, Caroline Stengel, Pham Hung Viet, Tong Ngoc Thanh, Nguyen Van Dan, Walter Giger, Doris Stuben,. (2006) ―Hydrogeological and sedimentary control leading to groundwater arsenic contamination in Southern Hanoi under regime of high water abstraction‖, Proceeding National Workshop: Arsenic Contamination in Groundwater in Red River Plain, P. 9-19, Hanoi . 3. Nguyễn Đình Trung, Lê Vũ Trâm Anh, Trƣơng Đông Phƣơng, Nguyễn Đức Thuận, Nguyễn văn Quảng, Nguyễn minh Trí, Nguyễn Ngọc Tuấn. (2015) Phân tích và đánh giá mức độ ô nhiễm asen trong nƣớc ngầm tại huyện Cát Tiên thuộc tỉnh Lâm Đồng‖. Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học, T- 20, NO4, trang 161-170. 4. Nguyễn Giằng và CTV. (2012) Báo cáo Tổng kết kết quả đề tài: Nghiên cứu đánh giá chất lƣợng nƣớc sinh hoạt tại một số vùng trọng điểm kinh tế 3 huyện Đạ Huoai, Đạ Terh, Cát Tiên và xây dựng mô hình xử lý khắc phục; Viện Nghiên cứu Hạt nhân, (2010-2012). 5. Sở Tài nguyên và Môi trƣờng tỉnh Lâm Đồng,. (2010) Tuyển tập báo cáo: Báo cáo hiện trạng môi trƣờng tỉnh Lâm Đồng giai đoạn 2006-2010. 6. Nickson R.T., McArthur J.M., Ravenscroft P., Burgess W.G. and Ahmed K.M., Mechanism of arsenic poisoning of groundwater in Bangladesh and West Bengal. Appl. Geochem., N.15, P.403-413. (2000). 7. McArthur J.M., Ravenscroft P., Safiullah S. and Thirlwall M.F., (2001) Arsenic in groundwater: testing pollution mechanisms for sedimentary aquifers in Bangladesh. Water Res. Research, N O 37, P.109-117. 8. Amankwah SA, Fasching JL,. (1985) Separation and determination of arsenate (V) and arsenic(III) in sea-water by solvent extraction and atomic-absorption spectrophotometry by the hydride-generation technique. PubMed. N O 32(2), P.111-114