Tóm tắt dự thảo Luận án Tiến sĩ Sinh học: Nghiên cứu sự rửa trôi Asen trong nước ngầm tại đồng bằng Sông Hồng

 Mục tiêu nghiên cứu của luận án: Tìm hiểu về con đường giải phóng As từ trầm tích vào nước ngầm trong tầng Holocene và nghiên cứu sự vận động của As từ tầng Holocene xuống tầng Pleistocene dưới tác động của bơm khai thác nước. Từ đó đánh giá ảnh hưởng của việc khai thác nước đến nguy cơ lan truyền As từ tầng Holocene xuống tầng Pleistocene tại khu vực Nam Dư – Hoàng Mai – Hà Nội.

Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt dự thảo Luận án Tiến sĩ Sinh học: Nghiên cứu sự rửa trôi Asen trong nước ngầm tại đồng bằng Sông Hồng MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của luận án Ô nhiễm Asen (As) trong nước ngầm xảy ở nhiều nơi trên thế giới, đặc biệt là ở khu vực Nam và Đông Nam Á. Theo các nghiên cứu ở khu vực này cho thấy, ô nhiễm As thường xảy ra trong tầng ngậm nước trẻ Holocene ở các đồng bằng châu thổ được bồi đắp phù sa bởi các con sông lớn bắt nguồn từ dãy núi Himalaya. Cơ chế giải thích cho sự xuất hiện của As được chấp nhận rộng rãi là cơ chế khử hòa tan khoáng sắt oxit giàu As. Trong khi đó, tầng chứa nước Pleistocene cổ hơn, nằm sâu hơn so với tầng Holocene ít bị ô nhiễm As hơn. Nguyên nhân là do tầng này chịu sự rửa trôi lâu hơn của các dòng nước ngầm qua các thời kì băng hà và băng tan hoặc do các trầm tích Pleistocene có tính oxi hóa nên có khả năng lưu giữ hấp phụ As chặt hơn. Cùng với sự phát triển kinh tế và xã hội là nhu cầu sử dụng và khai thác nước ngầm ngày một tăng. Các hoạt động khai thác nước ngầm của người dân chủ yếu diễn ra ở tầng nông Holocene với độ sâu tiến hành. Hầu hết các kết quả nghiên cứu đều cho thấy hàm lượng As trong nước ngầm đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép của tổ chức y tế giới WHO 10µg/L và chủ yếu xảy ở tầng nước ngầm nông Holocene. Tuy nhiên, gần đây các nghiên cứu ở khu vực phía Nam Hà Nội có những phát hiện mới đi ngoài xu hướng trên đó là tại những khu vực này As xuất hiện với nồng độ cao trong cả tầng nông Holocene và tầng sâu Pleistocene. Các nghiên cứu cho rằng chính việc bơm khai thác nước đã khiến cho As lan truyền từ tầng Holocene xuống tầng Pleitocene. Tuy nhiên các nghiên cứu này chỉ dừng lại ở việc phát hiện chứ chưa có các bằng chứng địa hóa cụ thể để chứng minh. Nhằm góp phần cung cấp các bằng chứng về mặt địa hóa cho sự rửa trôi As dưới tác động của việc bơm khai thác nước, tác giả đã lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu sự rửa trôi Asen trong nước ngầm tại đồng bằng Sông Hồng”. Mục tiêu nghiên cứu: Tìm hiểu về con đường giải phóng As từ trầm tích vào nước ngầm trong tầng Holocene và nghiên cứu sự vận động của As từ tầng Holocene xuống tầng Pleistocene dưới tác động của bơm khai thác nước. Từ đó đánh giá ảnh hưởng của việc khai thác nước đến nguy cơ lan truyền As từ tầng Holocene xuống tầng Pleistocene tại khu vực Nam Dư – Hoàng Mai – Hà Nội. 2. Nội dung luận án Để đạt được mục tiêu đề ra, luận án tập trung vào 2 nhóm nội dung chính sau:  Về phương pháp: (1) Tối ưu quy trình chiết phân đoạn As trên các pha khoáng trong trầm tích: lựa chọn tác nhân chiết, thời gian chiết và điều kiện tiến hành chiết. (2) Lựa chọn điều kiện tiến hành thí nghiệm hấp phụ, giải hấp phụ As trên trầm tích tự nhiên trong điều kiện yếm khí nghiêm ngặt: khảo sát điều kiện yếm khí, dung dịch nền, thời gian hấp phụ đạt cân bằng..  Ứng dụng vào nghiên cứu các quá trình dịch chuyển As trong các tầng chứa nước Holocene và Pleistocene: (1) Nghiên cứu sự phân bố của As trên các pha khoáng trong trầm tích nhằm tìm ra nguồn giải phóng As từ trầm tích vào nước ngầm. 2 (2) Định lượng quá trình hấp phụ, giải hấp phụ As(III), As(V) lên trầm tích. (3) Nghiên cứu các bằng chứng về sự rửa trôi As từ trầm tích ra nước ngầm trong tầng Holocene dựa vào mối tương quan giữa As trong trầm tích và nước ngầm; mối tương quan giữa As và các thành phần hóa học trong nước ngầm. (4) Nghiên cứu các bằng chứng về sự dịch chuyển As từ tầng Holocene xuống tầng Pleistocene dưới tác động của khai thác nước ngầm: so sánh thành phần hóa học trong nước sông, nước ngầm Holocene, nước ngầm Pleistocene ở khu vực khai thác. 3. Những điểm mới về khoa học của luận án Luận án đã tối ưu được quy trình chiết phân đoạn As trong trầm tích. Lựa chọn được 5 tác nhân chiết: NaHCO3 0,5M, pH 8,5; HCOOH 0,5M, pH 3; Axit ascobic 0,1M, pH 3; hỗn hợp NH4 – oxalat 0,2M và axit ascobic 0,1M; HNO3 65% tương ứng với 5 pha liên kết chính của As trong trầm tích: pha hấp phụ; pha khoáng dễ hòa tan; pha khoáng sắt hoạt động; pha khoáng sắt tinh thể và pha khoáng sắt pyrit. Bốn pha chiết đầu tiên được thực hiện trong điều kiện yếm khí, thời gian chiết tối ưu là 6 giờ. Quy trình này có độ lặp tốt với độ lệch chuẩn tương đối nhỏ hơn 10%. Luận án đã lựa chọn được các điều kiện tiến hành thí nghiệm hấp phụ và giải hấp phụ của As trên trầm tích tự nhiên trong điều kiện yếm khí nghiêm ngặt: sử dụng dung dịch nền NaHCO310mM với thời gian hấp phụ đạt cân bằng là 3 ngày, điều kiện yếm khí trong glove box được tạo ra bằng hỗn hợp khí N2:H2 (97%:3%), qua xúc tác Pd và dung dịch Fe(II). Luận án đã tìm được trong trầm tích tại khu vực Nam Dư (0,9m đến -40m), As tồn tại chủ yếu trên pha khoáng sắt tinh thể. Đây là pha khoáng chính chứa As, là nguồn chủ yếu giải phóng As từ trầm tích vào nước ngầm trong môi trường khử. Đồng thời khả năng hấp phụ của As(V) trong trầm tích tại khu vực Nam Dư cao hơn so với As(III) từ 7-10 lần. Quá trình hấp phụ và giải hấp phụ của As(III) là thuận nghịch, trong đó đối với As(V) thì kém thuận nghịch hơn. Kết qua này góp phần chứng tỏ As(III) linh động hơn so với As(V) và làm rõ hơn cơ chế dịch chuyển của As trong nước ngầm. 3 Tìm được các bằng chứng về sự rửa trôi của As từ trầm tích vào nước ngầm trong tầng chứa nước Holocene và đặc biệt là sự di chuyển của As từ tầng Holocene xuống tầng Pleistocene dưới tác động của khai thác nước ở khu vực Nam Dư – Hoàng Mai – Hà Nội. Nghiên cứu đã góp phần giải thích sự ô nhiễm As trong các tầng chứa nước ở khu vực phía Nam Hà Nội. 4. Bố cục luận án Luận án gồm có 128 trang với 25 hình vẽ và đồ thị, 9 bảng số liệu, 82 tài liệu tham khảo. Luận án được cấu tạo gồm: 5 trang mở đầu, 36 trang tổng quan tài liệu, 23 trang nội dung và phương pháp nghiên cứu, 50 trang kết quả nghiên cứu và thảo luận, 4 trang kết luận, 2 trang công trình có liên quan đến luận án đã công bố và 8 trang tài liệu tham khảo. ...