Thực đơn
Ô nhiễm nguồn nước ngầm
Địa sinh học đề cập đến tự nhiên xảy ra như là kết quả từ các quá trình địa chất.
Ô nhiễm asen tự nhiên xảy ra do trầm tích tầng chứa nước có chứa chất hữu cơ tạo ra điều kiện yếm khí trong tầng chứa nước. Những điều kiện này dẫn đến sự hòa tan vi sinh vật của các oxit sắt trong trầm tích và do đó giải phóng asen, thường liên kết mạnh với các oxit sắt, vào trong nước. Do đó, nước ngầm giàu asen thường giàu sắt, mặc dù các quá trình thứ cấp thường che khuất sự liên kết của asen hòa tan và sắt hòa tan. Asen được tìm thấy trong nước ngầm phổ biến nhất là các loại arsenit bị khử và các loài bị oxy hóa arsenate, độc tính cấp tính của arsenite có phần lớn hơn arsenate.[18] Các cuộc điều tra của WHO chỉ ra rằng 20% trong số 25.000 lỗ khoan được thử nghiệm ở Bangladesh có nồng độ asen vượt quá 50 μg / l.[1]
Sự xuất hiện của florua có liên quan chặt chẽ đến sự phong phú và khả năng hòa tan của các khoáng chất có chứa fluoride như fluorite (CaF2).[18] Nồng độ fluoride cao trong nước ngầm thường là do thiếu canxi trong tầng chứa nước. Các vấn đề sức khỏe liên quan đến nhiễm fluoride răng có thể xảy ra khi nồng độ fluor trong nước ngầm vượt quá 1,5 mg / l, đó là giá trị hướng dẫn của WHO kể từ năm 1984.[1]
Viện Khoa học và Công nghệ Thủy sản Liên bang Thụy Sĩ (EAWAG) gần đây đã phát triển Nền tảng Đánh giá Nước ngầm tương tác (GAP), trong đó có thể ước tính nguy cơ ô nhiễm địa chất trong một khu vực nhất định bằng cách sử dụng dữ liệu địa chất, địa hình và các dữ liệu môi trường khác mà không phải kiểm tra mẫu từ mọi nguồn nước ngầm. Công cụ này cũng cho phép người dùng tạo bản đồ rủi ro xác suất cho cả asen và florua.[19]
Nồng độ cao của các thông số như độ mặn, sắt, mangan, urani, radon và crom, trong nước ngầm, cũng có thể có nguồn gốc địa chất. Chất gây ô nhiễm này có thể quan trọng tại địa phương nhưng chúng không phổ biến như asen và florua.[18]
[[File:Giếng nông nước tại nhà truyền thống (4359799047).jpg|thumb|Ô nhiễm nước ngầm với mầm bệnh và nitrat cũng có thể xảy ra từ các chất lỏng xâm nhập vào lòng đất từ các hệ thống vệ sinh tại chỗ như hố xí và bể tự hoại, tùy thuộc vào mật độ dân số và điều kiện thủy văn.[6]
Các yếu tố kiểm soát số phận và vận chuyển mầm bệnh khá phức tạp và sự tương tác giữa chúng không được hiểu rõ.[1] Nếu các điều kiện địa chất thủy văn địa phương (có thể thay đổi trong một không gian vài km vuông) bị bỏ qua, cơ sở hạ tầng vệ sinh tại chỗ đơn giản như hố xí có thể gây ra rủi ro sức khỏe cộng đồng đáng kể thông qua nước ngầm bị ô nhiễm.
Chất lỏng lọc từ hố và đi qua vùng đất chưa bão hòa (không chứa đầy nước). Sau đó, các chất lỏng từ hố này xâm nhập vào nước ngầm, nơi chúng có thể dẫn đến ô nhiễm nước ngầm. Đây là một vấn đề nếu một giếng nước gần đó được sử dụng để cung cấp nước ngầm cho mục đích nước uống. Trong quá trình đi qua trong đất, mầm bệnh có thể chết đi hoặc bị hấp phụ đáng kể, chủ yếu phụ thuộc vào thời gian di chuyển giữa hố và giếng.[20] Hầu hết, nhưng không phải tất cả mầm bệnh đều chết trong vòng 50 ngày sau khi đi qua lớp dưới bề mặt.[21]
Mức độ loại bỏ mầm bệnh thay đổi mạnh mẽ theo loại đất, loại tầng ngậm nước, khoảng cách và các yếu tố môi trường khác.[22] Ví dụ, vùng chưa bão hòa trở thành khu vực bị rửa trôi trong thời gian mưa lớn kéo dài, cung cấp đường dẫn thủy lực để truyền mầm bệnh nhanh chóng.[1] Rất khó để ước tính khoảng cách an toàn giữa hố xí hoặc bể tự hoại và nguồn nước. Trong mọi trường hợp, các khuyến nghị như vậy về khoảng cách an toàn chủ yếu bị bỏ qua bởi những nhà vệ sinh hố xây dựng. Ngoài ra, các lô gia đình có kích thước hạn chế và do đó hố xí thường được xây dựng gần các giếng nước ngầm hơn nhiều so với những gì có thể được coi là an toàn. Điều này dẫn đến ô nhiễm nước ngầm và các thành viên trong gia đình bị ốm khi sử dụng nguồn nước ngầm này làm nguồn nước uống.
Ô nhiễm nước ngầm có thể được gây ra bởi chất thải không được xử lý dẫn đến các bệnh như tổn thương da, tiêu chảy ra máu và viêm da. Điều này là phổ biến hơn ở các địa điểm có cơ sở hạ tầng xử lý nước thải hạn chế, hoặc nơi có sự cố hệ thống của hệ thống xử lý nước thải tại chỗ.[22] Cùng với mầm bệnh và chất dinh dưỡng, nước thải chưa được xử lý cũng có thể có một lượng kim loại nặng quan trọng có thể thấm vào hệ thống nước ngầm.
Nước thải được xử lý từ các nhà máy xử lý nước thải cũng có thể đến tầng chứa nước nếu nước thải bị thấm hoặc thải ra các vùng nước mặt địa phương. Do đó, những chất không được loại bỏ trong các nhà máy xử lý nước thải thông thường cũng có thể tiếp cận với nước ngầm.[23] Ví dụ, nồng độ phát hiện của dư lượng dược phẩm trong nước ngầm là 50 ng / L ở một số địa điểm ở Đức.[24] Điều này là do trong các nhà máy xử lý nước thải thông thường, các chất ô nhiễm vi mô như hormone, dư lượng dược phẩm và các chất ô nhiễm vi mô khác có trong nước tiểu và phân chỉ được loại bỏ một phần và phần còn lại được thải vào nước mặt, từ đó nó cũng có thể đến nước ngầm.
Ô nhiễm nước ngầm cũng có thể xảy ra từ các cống bị rò rỉ đã được quan sát ví dụ ở Đức.[25] Điều này cũng có thể dẫn đến ô nhiễm chéo tiềm năng của nguồn cung cấp nước uống.[26]
Nước thải lan rộng hoặc bùn thải trong nông nghiệp cũng có thể được đưa vào như là nguồn gây ô nhiễm phân trong nước ngầm.[1]
Nitrate cũng có thể xâm nhập vào nước ngầm thông qua việc sử dụng quá nhiều phân bón, bao gồm cả việc rải phân. Điều này là do chỉ một phần phân bón dựa trên nitơ được chuyển đổi để sản xuất và các chất thực vật khác. Phần còn lại tích lũy trong đất hoặc bị mất khi hết.[27] Tỷ lệ ứng dụng cao của phân bón chứa nitơ kết hợp với khả năng hòa tan trong nước cao của nitrat dẫn đến tăng dòng chảy vào nước mặt cũng như rò rỉ vào nước ngầm, do đó gây ô nhiễm nước ngầm.[28] Việc sử dụng quá nhiều phân bón chứa nitơ (có thể là tổng hợp hoặc tự nhiên) đặc biệt gây hại, vì phần lớn nitơ không được thực vật hấp thụ được chuyển hóa thành nitrat dễ bị lọc.[29]
Thực hành quản lý kém trong việc rải phân có thể giới thiệu cả mầm bệnh và chất dinh dưỡng (nitrat) trong hệ thống nước ngầm.Các chất dinh dưỡng, đặc biệt là nitrat, trong phân bón có thể gây ra vấn đề cho môi trường sống tự nhiên và sức khỏe con người nếu chúng bị cuốn trôi vào dòng nước hoặc bị thấm qua đất vào nước ngầm. Việc sử dụng nhiều phân bón nitơ trong các hệ thống cây trồng là đóng góp lớn nhất cho nitơ nhân tạo trong nước ngầm trên toàn thế giới.[30]
Thức ăn chăn nuôi / động vật cũng có thể dẫn đến tiềm năng lọc nitơ và kim loại vào nước ngầm.[26] Áp dụng quá nhiều phân động vật cũng có thể dẫn đến ô nhiễm nước ngầm với dư lượng dược phẩm có nguồn gốc từ thuốc thú y.
Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) và Ủy ban Châu Âu đang xử lý nghiêm túc vấn đề nitrat liên quan đến phát triển nông nghiệp, vì đây là vấn đề cấp nước lớn đòi hỏi phải có sự quản lý và quản trị phù hợp.[4][31]
Dòng chảy của thuốc trừ sâu có thể ngấm vào nước ngầm gây ra các vấn đề sức khỏe của con người từ các giếng nước bị ô nhiễm.[1] Nồng độ thuốc trừ sâu được tìm thấy trong nước ngầm thường thấp và thường thì giới hạn dựa trên sức khỏe của con người vượt quá quy định cũng rất thấp.[1] Thuốc trừ sâu organophospho (MCP) dường như là một trong số ít các loại thuốc trừ sâu nguy hiểm, bền bỉ và hòa tan (không liên kết với khoáng chất trong đất) thuốc trừ sâu có thể tiếp cận với nguồn nước uống.[32] Nhìn chung, nhiều hợp chất thuốc trừ sâu đang được phát hiện khi các chương trình giám sát chất lượng nước ngầm đã trở nên rộng rãi hơn; tuy nhiên, việc giám sát ít hơn đã được tiến hành ở các nước đang phát triển do chi phí phân tích cao.[1]
Một loạt các chất ô nhiễm vô cơ và hữu cơ đã được tìm thấy trong các tầng chứa nước bên dưới các hoạt động thương mại và công nghiệp.
Các cơ sở khai thác quặng và chế biến kim loại là nguyên nhân chính của sự hiện diện của kim loại trong nước ngầm có nguồn gốc nhân tạo, bao gồm cả asen. Độ pH thấp liên quan đến thoát nước mỏ axit (AMD) góp phần vào khả năng hòa tan của các kim loại độc hại tiềm tàng cuối cùng có thể xâm nhập vào hệ thống nước ngầm.
Sự cố tràn dầu liên quan đến đường ống và bể chứa ngầm có thể giải phóng benzen và các hydrocacbon dầu mỏ hòa tan khác nhanh chóng thấm vào tầng ngậm nước.Có một mối lo ngại ngày càng tăng đối với ô nhiễm nước ngầm do xăng bị rò rỉ từ các bể chứa dầu khí ngầm (USTs) của các trạm xăng.[1] Các hợp chất BTEX là các chất phụ gia phổ biến nhất của xăng. Các hợp chất BTEX, bao gồm benzen, có mật độ thấp hơn nước (1 g / ml). Tương tự như sự cố tràn dầu trên biển, pha không thể trộn lẫn, được gọi là Chất lỏng pha không ánh sáng (LNAPL), sẽ trôi nổi trên mặt nước trong tầng chứa nước.[1]
Dung môi clo hóa được sử dụng trong gần như bất kỳ thực hành công nghiệp nào, nơi cần tẩy rửa dầu mỡ.[1] PCE là một dung môi được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp giặt khô vì hiệu quả làm sạch và chi phí tương đối thấp. Nó cũng đã được sử dụng cho các hoạt động tẩy kim loại. Bởi vì nó rất dễ bay hơi, nó thường được tìm thấy trong nước ngầm hơn là nước mặt.[33] TCE trong lịch sử đã được sử dụng làm chất tẩy rửa kim loại. Cơ sở quân sự Anniston Army Dept (ANAD) tại Hoa Kỳ đã được đưa vào Danh sách ưu tiên quốc gia Superfund của EPA (NPL) vì ô nhiễm nước ngầm với 27 triệu pound TCE.[34] Cả PCE và TCE đều có thể phân hủy thành vinyl clorua (VC), hydrocarbon clo hóa độc hại nhất.[1]
Nhiều loại dung môi cũng có thể đã được xử lý bất hợp pháp, rò rỉ theo thời gian cho hệ thống nước ngầm.[1]
Các dung môi clo như PCE và TCE có mật độ cao hơn nước và pha không pha trộn được gọi là Chất lỏng pha không đậm đặc (DNAPL).[1] Một khi chúng đến tầng chứa nước, chúng sẽ "chìm" và cuối cùng tích tụ trên đỉnh của các lớp có độ thấm thấp.[1][35] Trong lịch sử, các cơ sở xử lý gỗ cũng đã phát hành thuốc trừ sâu như pentachlorophenol (PCP) và creosote vào môi trường, ảnh hưởng đến nguồn nước ngầm.[36] PCP là một loại thuốc trừ sâu lỗi thời có khả năng hòa tan cao và độc hại được liệt kê gần đây trong Công ước Stockholm về các chất ô nhiễm hữu cơ dai dẳng. PAH và các bán VOC khác là những chất gây ô nhiễm phổ biến liên quan đến creosote.
Mặc dù không thể trộn được, cả LNAPL và DNAPL vẫn có khả năng hòa tan từ từ vào pha nước (có thể trộn được) để tạo ra một vết loang và do đó trở thành nguồn lây nhiễm lâu dài. DNAPL (dung môi clo hóa, PAH nặng, creosote, PCB) có xu hướng khó quản lý vì chúng có thể cư trú rất sâu trong hệ thống nước ngầm.[1]
Sự phát triển gần đây của các giếng khoan thủy lực ("Fracking") tại Hoa Kỳ đã làm dấy lên mối lo ngại về những rủi ro tiềm ẩn của nó khi làm ô nhiễm nguồn nước ngầm. EPA, cùng với nhiều nhà nghiên cứu khác, đã được ủy quyền để nghiên cứu mối quan hệ giữa nứt vỡ thủy lực và tài nguyên nước uống. Mặc dù có thể thực hiện phá vỡ thủy lực mà không có tác động liên quan đến tài nguyên nước ngầm nếu các biện pháp kiểm soát và quản lý chất lượng nghiêm ngặt được thực hiện, có một số trường hợp ô nhiễm nước ngầm do xử lý không đúng hoặc thất bại kỹ thuật đã được quan sát.
Trong khi EPA không tìm thấy bằng chứng quan trọng về tác động lan rộng, có hệ thống đối với nước uống do nứt vỡ thủy lực, nhưng điều này có thể là do dữ liệu nứt vỡ trước và sau thủy lực không đủ hệ thống về chất lượng nước uống và sự hiện diện của các tác nhân gây ô nhiễm khác. ngăn chặn mối liên hệ giữa khai thác dầu khí và đá phiến chặt chẽ và tác động của nó.[37]
Mặc dù EPA không có bằng chứng rộng rãi sâu rộng, các nhà nghiên cứu khác đã có những quan sát đáng kể về tình trạng ô nhiễm nước ngầm gia tăng gần với các địa điểm khoan dầu khí đá phiến lớn ở Marcellus (British Columbia, Canada).[38][39] Trong phạm vi một km từ những địa điểm cụ thể này, một tập hợp nước uống cạn luôn cho thấy nồng độ metan, ethane và propane cao hơn bình thường. Một đánh giá về nồng độ khí Helium cao hơn và nồng độ khí cao quý khác cùng với sự gia tăng nồng độ hydrocarbon hỗ trợ sự phân biệt giữa khí thải nứt vỡ thủy lực và hàm lượng hydrocarbon "nền" tự nhiên. Sự ô nhiễm này được suy đoán là kết quả của việc rò rỉ, thất bại hoặc lắp đặt vỏ giếng khí không đúng cách.[40] Hơn nữa, theo lý thuyết, ô nhiễm cũng có thể là kết quả của sự di chuyển mao dẫn của nước siêu mặn dư thừa sâu và chất lỏng nứt vỡ thủy lực, chảy chậm qua các đứt gãy và đứt gãy cho đến khi cuối cùng tiếp xúc với nguồn nước ngầm[40] tuy nhiên, nhiều nhà nghiên cứu lập luận rằng tính thấm của đá vượt quá sự hình thành đá phiến là quá thấp để cho phép điều này xảy ra đủ.[41] Để cuối cùng chứng minh lý thuyết này, sẽ phải có dấu vết của trihalomethanes độc hại (THM) vì chúng thường liên quan đến sự hiện diện của ô nhiễm khí đi lạc và thường xảy ra với nồng độ halogen cao trong nước siêu mặn.[41] Bên cạnh đó, nước mặn cao là một đặc điểm tự nhiên phổ biến trong các hệ thống nước ngầm sâu.
Trong khi các kết luận liên quan đến ô nhiễm nước ngầm do dòng chảy thủy lực bẻ gãy bị hạn chế cả về không gian và thời gian, các nhà nghiên cứu đã đưa ra giả thuyết rằng khả năng ô nhiễm khí đi lạc có hệ thống phụ thuộc chủ yếu vào tính toàn vẹn của cấu trúc giếng dầu đá phiến, cùng với họ hàng của nó vị trí địa chất cho các hệ thống đứt gãy cục bộ có khả năng cung cấp đường dẫn dòng chảy cho việc di chuyển khí.[40][41]
Mặc dù phổ biến, ô nhiễm hệ thống do nứt vỡ thủy lực đã bị tranh cãi rất nhiều, một trong những nguồn gây ô nhiễm chính có sự đồng thuận nhất trong số các nhà nghiên cứu là vấn đề nan giải nhất là sự cố tràn chất lỏng thủy lực và nước sản xuất. Cho đến nay, phần lớn các sự kiện ô nhiễm nước ngầm có nguồn gốc từ các tuyến nhân tạo ở cấp độ bề mặt thay vì dòng chảy dưới bề mặt từ các thành tạo đá phiến tiềm ẩn.[42] Mặc dù thiệt hại có thể rõ ràng, và nhiều nỗ lực hơn đang được thực hiện để ngăn chặn những tai nạn này xảy ra quá thường xuyên, việc thiếu dữ liệu từ sự cố tràn dầu tiếp tục khiến các nhà nghiên cứu chìm trong bóng tối. Trong nhiều sự kiện này, dữ liệu thu được từ rò rỉ hoặc đổ tràn thường rất mơ hồ, và do đó sẽ khiến các nhà nghiên cứu thiếu kết luận.[43]
Các nhà nghiên cứu từ Viện Khoa học Địa chất và Tài nguyên Thiên nhiên Liên bang (BGR) đã thực hiện một nghiên cứu mô hình cho sự hình thành khí đá phiến sâu trong Lưu vực Bắc Đức. Họ kết luận rằng xác suất nhỏ là sự gia tăng của chất lỏng fracking qua lòng đất địa chất lên bề mặt sẽ ảnh hưởng đến nước ngầm nông.[44]
Nước rỉ rác từ các bãi chôn lấp hợp vệ sinh có thể dẫn đến ô nhiễm nước ngầm. Hóa chất có thể tiếp cận với nước ngầm thông qua lượng mưa và dòng chảy. Các bãi chôn lấp mới được yêu cầu phải được lót bằng đất sét hoặc vật liệu tổng hợp khác, cùng với nước rỉ rác để bảo vệ nguồn nước ngầm xung quanh. Tuy nhiên, các bãi chôn lấp cũ không có các biện pháp này và thường gần với nước mặt và trong đất thấm. Các bãi chôn lấp kín vẫn có thể gây ra mối đe dọa đối với nước ngầm nếu chúng không bị giới hạn bởi vật liệu không thấm nước trước khi đóng cửa để tránh rò rỉ chất gây ô nhiễm.[45]
Kênh tình yêu là một trong những ví dụ được biết đến rộng rãi nhất về ô nhiễm nước ngầm. Năm 1978, cư dân của khu phố Kênh tình yêu ở ngoại ô New York nhận thấy tỷ lệ ung thư cao và số lượng dị tật bẩm sinh đáng báo động. Điều này cuối cùng đã được truy tìm đến các dung môi hữu cơ và điôxin từ một bãi rác công nghiệp mà khu phố được xây dựng xung quanh, sau đó đã xâm nhập vào nguồn nước và bốc hơi trong tầng hầm để tiếp tục làm ô nhiễm không khí. Tám trăm gia đình đã được bồi hoàn cho nhà của họ và di chuyển, sau các cuộc chiến pháp lý và truyền thông rộng rãi.
Dữ liệu vệ tinh ở đồng bằng sông Cửu Long ở Việt Nam đã cung cấp bằng chứng cho thấy việc bơm quá nhiều nước ngầm dẫn đến sụt lún đất cũng như giải phóng asen và có thể các kim loại nặng khác.[46] Asen được tìm thấy trong các lớp đất sét do diện tích bề mặt cao so với tỷ lệ thể tích của chúng so với các hạt có kích thước cát. Hầu hết nước ngầm được bơm đi qua cát và sỏi với nồng độ asen thấp. Tuy nhiên, trong quá trình bơm quá mức, độ dốc dọc cao kéo nước từ các loại đất ít thấm, do đó thúc đẩy giải phóng asen vào trong nước.[47]
Ô nhiễm nước ngầm có thể do sự cố tràn hóa chất từ các hoạt động thương mại hoặc công nghiệp, sự cố tràn hóa chất xảy ra trong quá trình vận chuyển (ví dụ như tràn nhiên liệu diesel), đổ chất thải bất hợp pháp, xâm nhập từ dòng chảy đô thị hoặc hoạt động khai thác, muối đường, hóa chất khử từ sân bay và thậm chí các chất gây ô nhiễm khí quyển vì nước ngầm là một phần của chu trình thủy văn.[48]
Sử dụng thuốc diệt cỏ có thể góp phần gây ô nhiễm nước ngầm thông qua sự xâm nhập của asen. Thuốc diệt cỏ góp phần giải hấp asen thông qua huy động và vận chuyển chất gây ô nhiễm. Thuốc diệt cỏ clo hóa thể hiện tác động thấp hơn đối với quá trình giải hấp asen so với thuốc diệt cỏ loại phốt phát. Điều này có thể giúp ngăn ngừa ô nhiễm arsen thông qua việc chọn thuốc diệt cỏ phù hợp với nồng độ asen khác nhau có trong một số loại đất nhất định.[49]
Việc chôn cất xác chết và sự xuống cấp sau đó của chúng cũng có thể gây nguy cơ ô nhiễm cho nước ngầm.[50]
Thực đơn
Ô nhiễm nguồn nước ngầmLiên quan
Tài liệu tham khảo
WikiPedia: Ô nhiễm nguồn nước ngầm