BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
PHẠM THỊ QUỲNH NHƯ
PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG
CÁC NGUỒN NƯỚC NGẦM Ở HUYỆN
PHÚ VANG
TỈNH THỪA THIÊN HUẾ
Chuyên ngành: Hóa phân tích
Mã số: 60 44 29
LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. NGÔ VĂN TỨ
Huế, năm 2013
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu
của riêng tôi. Các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu
trong luận văn là trung thực, được các đồng tác giả
cho phép sử dụng và chưa được công bố trong bất kỳ
công trình nào khác.
Tác giả luận văn
Phạm Thị Quỳnh Như
ii
Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Ngô Văn Tứ
đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực
hiện luận văn, đồng thời đã bổ sung cho tôi nhiều kiến thức
chuyên môn và kinh nghiệm quý báu trong nghiên cứu khoa
học.
Tôi xin cảm ơn cán bộ và nhân viên Trung tâm Kiểm
nghiệm Thuốc - Mỹ phẩm - Thực phẩm Thừa Thiên Huế đã tạo

10 4
11 4
12 4
13 4
14 4
15 4
16 4
17 4
18 4
DANH MỤC CÁC BẢNG 5
1
DANH MỤC CÁC HÌNH 6
MỞ ĐẦU 7
Chương 1 9
TỔNG QUAN 9
1.1. Đại cương về nước ngầm 9
1.1.1. Khái niệm về nước ngầm 9
1.1.2. Thành phần hóa học của nước ngầm 10
1.1.2.1. Các ion chính trong nước ngầm 10
1.1.2.2. Các hợp phần tồn tại với nồng độ lớn trong nước ngầm 10
1.1.2.3. Các hợp phần tồn tại với nồng độ nhỏ trong nước ngầm 11
1.1.2.4. Các khí hòa tan và ion hyđro trong nước ngầm 11
1.1.2.5. Các chất hữu cơ trong nước ngầm 11
1.2. Vai trò và ý nghĩa của nước đối với con người 11
1.3. Các nguồn ô nhiễm nước 13
1.3.1. Ô nhiễm nước do tự nhiên 13
1.3.2. Ô nhiễm nước do nhân tạo 14
1.4. Các thông số chất lượng nước và đánh giá 15
1.5. Sơ lược về huyện Phú Vang, tỉnh Thừa Thiên Huế 16
Chương 2 18

2 Chất lượng nước Water quality CLN
3 Độ dẫn Electrical conductivity EC
4 Độ đục Turbidity TUR
5 Độ lệch chuẩn Standard Deviation S
6 Độ lệch chuẩn tương đối Relative Standard Devistion RSD
7 Độ thu hồi Recovery Rev
8 Nhu cầu oxi hóa học Chemical Oxygen Demand COD
9 Nhu cầu oxi sinh học Biological Oxygen Demand BOD
10 Oxi hòa tan Dissolved Oxygen DO
11 Phân tích phương sai Analysis of Variation ANOVA
12 Quy chuẩn Việt Nam QCVN
13 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN
14 Tổ chức Y tế Thế giới World Health Organization WHO
15 Tổng chất rắn hòa tan Total Dissolved Solids TDS
16 Tổng chất rắn lơ lửng Total Suspended Solids TSS
17 Tổng cục môi trường TCMT
18 Tổng Coliform Total Coliform TC
4
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Chi tiết về các mẫu nước giếng khoan 19
Bảng 2.2. Các phương pháp đo/phân tích chất lượng nước 20
Bảng 3.1. Kết quả xác định độ đúng của phương pháp phân tích 23
Bảng 3.2. Kết quả xác định độ lặp lại của phương pháp phân tích 24
Bảng 3.3. Giá trị pH trung bình của các mẫu nước giếng khoan ở 5 xã huyện Phú
Vang 25
Bảng 3.4. Kết quả phân tích phương sai 2 yếu tố đối với thông số pH (*) 26
Bảng 3.5. Độ cứng trung bình của các mẫu nước giếng khoan ở 5 xã huyện Phú
Vang 29
Bảng 3.6. Kết quả phân tích phương sai 2 chiều đối với thông số độ cứng (*) 30
Bảng 3.7. TSS trung bình của các mẫu nước giếng khoan ở 5 xã huyện Phú Vang.32

lai của nguồn cấp nước tái tạo” cho thấy có hơn 350 triệu người sống ở các nước bị
khan hiếm về nước (mỗi năm/ mỗi người được dưới 1700 m
3
nước). Số người lâm
vào hoàn cảnh này sẽ tăng lên gấp 8 lần vào năm 2025 tức khoảng từ 2,8 tỷ đến 3,3
tỷ người tương đương khoảng gần một nửa dân số thế giới [5].
Ta biết rằng, nguồn nước sinh hoạt bị ô nhiễm là nguồn gốc chủ yếu gây ra
các bệnh tật, ảnh hưởng đến sức khoẻ và lao động của người dân, gây ra tình trạng
suy dinh dưỡng ở trẻ em, ảnh hưởng lâu dài đến các thế hệ mai sau.
Trước tình hình đó, Nhà nước ta đã ban hành Luật bảo vệ sức khoẻ nhân dân,
luật bảo vệ môi trường và nhiều văn bản pháp quy về việc cung cấp nước sạch cho
nông thôn, miền núi, thị trấn, thị xã; việc bảo vệ các nguồn nước, các hệ thống cấp
nước, thoát nước, các công trình vệ sinh và thực hiện các quy định về vệ sinh công
cộng ở nhiều địa phương còn bị hạn chế. Nhiều vùng nông thôn còn rất khó khăn về
nước uống và nước sinh hoạt. Nguồn nước mặt trong kênh, rạch, ao, hồ ở nhiều nơi
bị ô nhiễm nặng. Nguồn nước ngầm tại nhiều giếng khoan cũng bị mặn hoá, phèn
hoá, trữ lượng nước bị cạn kiệt do bị khai thác quá mức.
Huyện Phú Vang là một huyện đồng bằng ven biển và đầm phá của tỉnh Thừa
Thiên Huế, là vùng đất trũng, lượng mưa trung bình trong năm là 2500 – 3000 mm.
Trong những năm gần đây Phú Vang đã và đang có những bước phát triển lớn, tốc độ
đô thị hóa nhanh chóng. Tốc độ gia tăng dân số cũng khá cao. Do đặc điểm tự nhiên,
huyện thuộc hạ lưu của dòng sông Hương nên chịu ảnh hưởng nhiều nguồn ô nhiễm
khác nhau của thành phố Huế như chất thải công nghiệp, chất thải sinh hoạt, chất thải
bệnh viện,… Và các hoạt động kinh tế, sinh hoạt khác đang làm cho chất lượng nước
ngọt của huyện Phú Vang bị suy giảm nghiêm trọng. Vì vậy, các cấp lãnh đạo đều
quan tâm giải quyết nguồn nước sạch cho nhân dân Phú Vang.
7
Trong nhiều năm qua, những nghiên cứu về chất lượng nước ngầm ở khu
vực này còn rất hạn chế nên thiếu thông tin để định hướng cho các giải pháp cung
cấp nước an toàn cho cộng đồng trong khu vực. Xuất phát từ những vấn đề trên, đề

chứa nước, đặc điểm của đất trồng, thành phần của nước thấm, nó cũng phụ thuộc
vào các điều kiện khí hậu của từng nơi và khoảng cách đối với mặt đất [7], [8].
1.1.2.1. Các ion chính trong nước ngầm
Các ion chính của nước ngầm (theo cách phân loại thành phần hóa học nói
chung) gồm có
-
Cl
,
2-
4
SO
,
-
3
HCO
,
2-
3
CO
,
+
Na
,
2+
Mg
,
2+
Ca
với nồng độ nhỏ, có khi
thua kém các ion và nguyên tố khác có thể hàng trăm lần. Tỷ lệ định hướng của

trình oxi hóa các hợp chất của Nitơ và do đó tương quan của các ion này là
-
3
NO
>
-
2
NO
>
+
4
NH
[6], [31].
Sắt có mặt trong nhiều loại khoáng và quặng ở vỏ trái đất như piroxen,
amphibol, pirit, biotit… khi các khoáng này bị phong hóa, một lượng sắt lớn được
giải phóng và được chuyển vào nước ngầm dưới dạng
2+
Fe
,
3+
Fe
.
2+
Fe
thường
không bền khi có mặt oxi nên rất dễ bị oxi hóa và tạo thành hyđrat oxit mà trong
nước thường phát hiện dưới dạng keo. Hyđrat oxit sắt thường có ở nước ngầm tầng
trên và tồn tại ở dạng keo. Trong nước ngầm, nồng độ sắt đạt từ vài chục và có khi
đến vài trăm mg/L [6], [21].
10

Nguồn cung cấp chất hữu cơ cho nước ngầm là nước mưa, nước bề mặt, thổ
nhưỡng, nước biển, bùn biển, đất đá, bùn dầu, mỏ dầu, than bùn… Nói chung, chất
hữu cơ của nước ngầm có nguồn gốc từ bên ngoài, song cũng có thể chúng được
phát sinh liên tục trong vỏ Trái Đất [6], [21].
Ở nước ngầm nằm không sâu, chất hữu cơ có nguồn gốc từ động vật và sản
phẩm phân hủy của thực vật [6], [21].
Hiện nay người ta quan tâm nhiều hơn đối với một số hợp chất hữu cơ trong
nước ngầm như: axit humic, bitum, phenol, axit béo, cacbon hữu cơ, nitơ hữu cơ và
một số chất hữu cơ khác [6].
1.2. Vai trò và ý nghĩa của nước đối với con người
11
Nước là tài nguyên vô cùng quan trọng, là thành phần thiết yếu của sự sống
quyết định đến sự tồn tại và phát triển của nhân loại. Ba phần tư diện tích bề mặt
Trái Đất là nước, nhưng nước ngọt chiếm tỷ lệ rất nhỏ (khoảng 0,01% tổng lượng
nước trên Trái Đất). Mặc dù vậy nó lại đóng một vai trò quan trọng trong đời sống
của con người [17], [32]. Nước là yếu tố chủ yếu của hệ sinh thái, là nhu cầu cơ bản
của mọi sự sống trên Trái Đất. Ở đâu có nước ở đó có sự sống. Nước là thành phần
cấu tạo nên sinh quyển. Với vai trò đặc biệt quan trọng như vậy, nước được xem
như huyết mạch, là nhu cầu cơ bản của sự sống trên Trái đất. Người ta có thể nhịn
ăn được nhiều ngày, nhưng không thể nhịn uống được 1 ngày. Có thể nói sự sống
của con người và mọi sinh vật trên Trái đất đều phụ thuộc vào nước [10].
Nước có ý nghĩa hết sức quan trọng đối với sự sống và sự phát triển của con người:
Nước tái sinh chất hữu cơ, trong quá trình trao đổi chất nước có vai trò trung
tâm. Những phản ứng lý, hóa học diễn ra với sự tham gia bắt buộc của nước. Nước
là dung môi của nhiều chất và đóng vai trò dẫn đường cho nhiều muối đi vào cơ thể.
Nước đưa vào cơ thể những chất hòa tan như natri clorua, photphat, những nguyên
tố vi lượng cần thiết như iốt (I), sắt (Fe), đồng (Cu), kẽm (Zn), mangan (Mn), một
vài khí độc như cacbon đioxit, khí metan, [16].
Nước đóng vai trò cực kì quan trọng trong sản xuất công nghiệp, nông
nghiệp và sinh hoạt. Đối với cây trồng, nước là nhu cầu thiết yếu, đồng thời còn có

hoạt động sống của sinh vật, kể cả xác chết của chúng. Cây cối, sinh vật chết đi, bị
vi sinh vật phân hủy thành các chất hữu cơ rồi bị rửa trôi vào các lưu vực. Các quá
trình lý – hóa có thể bào mòn khoáng hình thành tự nhiên do kiến tạo địa tầng.
Chúng có thể đưa các chất ô nhiễm ngấm vào lòng đất, sau đó đi vào nước ngầm.
Lụt lội có thể cuốn theo nhiều chất ô nhiễm khác nhau từ vùng đô thị, nông thôn,
khu canh tác nông nghiệp… vào các sông, suối, ao, hồ… và do vậy, gây ô nhiễm
các lưu vực nước ngọt. Ô nhiễm nước do các hoạt động tự nhiên có thể rất nghiêm
trọng nhưng không thường xuyên và do đó, không phải là nguyên nhân chính gây
suy thoái chất lượng nước (CLN). Hầu hết các nguồn gây ô nhiễm nước do tự nhiên
đều là các nguồn không điểm (non-point sources) là các nguồn khó hoặc không xác
định được vị trí và đặc điểm của chúng [14], [17].
13
1.3.2. Ô nhiễm nước do nhân tạo
Các nguồn ô nhiễm nước do nhân tạo thường là các nguồn ô nhiễm điểm
(point sources) như: Nước thải sinh hoạt, nước thải đô thị và nước thải công nghiệp.
a. Nước thải sinh hoạt (domestic wastewater)
Nước thải sinh hoạt phát sinh từ các hộ gia đình, khách sạn, cơ quan, trường
học chứa các chất thải từ quá trình sinh hoạt, vệ sinh của con người. Thành phần cơ
bản của nước thải sinh hoạt là các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học
(cacbohyđrat, protein,…), chất dinh dưỡng (photpho, nitơ), chất thải rắn và vi trùng.
Tùy theo mức sống và lối sống mà lượng nước thải cũng như tải lượng các chất ô
nhiễm (tính trên một người trong một ngày) là khác nhau. Nhìn chung mức sống
càng cao thì lượng nước thải và tải lượng thải các chất ô nhiễm càng cao [14], [17].
b. Nước thải đô thị (municipal wastewater)
Nước thải đô thị là nước thải tạo thành do sự gộp chung nước thải sinh hoạt,
nước thải vệ sinh và nước thải của các cơ sở thương mại, dịch vụ (khách sạn, nhà
hàng, bệnh viện…) công nghiệp nhỏ trong khu đô thị. Nước thải đô thị thường được
thu gom vào hệ thống cống thải thành phố, đô thị để xử lý chung. Thông thường ở
các đô thị lớn có hệ thống cống thải và khoảng 70% đến 90% tổng lượng nước sử
dụng sẽ trở thành nước thải đô thị và chảy vào đường cống [13]. Nhìn chung, thành

2
NO
,
+
4 3
NH /NH
,
3-
4
PO
,
-
F
,
2-
4
SO
, hóa chất bảo vệ thực vật (nhóm DDT, nhóm HCH,
aldrine…), kim loại độc (Hg
II
, Cd
II
, Pb
II
,…)
- Các thông số vi sinh: tổng coliform (TC), Fecal coliform (FC),…
Để đánh giá CLN, dựa vào mục đích sử dụng nguồn nước và mục đích nghiên
cứu mà người ta có nhiều cách khác nhau [12], [13], [17], [22], [24], [26], [28]:
(i) Đánh giá thông qua việc so sánh các thông số CLN xác định được với các
tiêu chuẩn quy định (tiêu chuẩn quốc gia hoặc khu vực hoặc quốc tế); Chẳng hạn ở

Trà. Huyện Phú Vang cách thành phố Huế 12 km về phía Đông Bắc. Tổng dân số
trung bình của huyện Phú Vang (năm 2010) là 182.094 người, chiếm 16% dân số
toàn tỉnh. Trong đó, nữ giới là 92.455 người chiếm 50,4%. Mật độ dân số bình quân
618 người/km
2
, là huyện có mật độ dân số cao nhất tỉnh. Tỷ lệ tăng dân số bình
quân hàng năm là 12,83%.
Hiện nay nhân dân huyện Phú Vang đang sử dụng các loại hình cấp nước
cho sinh hoạt như sau:
- Nước máy được cấp vào từng nhà hoặc các vòi công cộng. Hình thức này
được cấp cho các khu dân cư thuộc thị trấn Thuận An, các khu gần nhà máy nước
và ven thành phố như: Phú Mậu, Phú Thượng, Phú Dương, …
- Nước giếng khơi, giếng khoan bằng tay và bơm điện ở các vùng ven biển,
thôn xóm.
- Bể hoặc lu chứa nước mưa ở tất cả các nơi.
Các xã Phú Diên, Vinh An, Vinh Hà, Vinh Xuân… hiện đang sử dụng nguồn
nước từ các giếng khơi, giếng khoan của từng hộ gia đình, chất lượng nước ở đây
không được đảm bảo vì do nồng độ muối quá cao nhiễm mặn bởi nước biển xâm thực.
Nguồn nước sinh hoạt chủ yếu của những người dân thuộc 5 xã Phú Xuân,
Phú Lương, Phú Đa, Vinh Xuân, Phú Diên được lấy từ giếng đào hoặc giếng khoan
16
có chiều sâu 3 – 20m, vào mùa mưa thì các hộ gia đình ở những nơi này còn sử
dụng nguồn nước mưa để sinh hoạt. Nước mưa thường được hứng trong các bình
chum, lu hoặc bể lọc đã xây dựng sẵn.
Do điều kiện địa lý tự nhiên, nằm ở vùng ven biển và đầm phá nên nước sinh
hoạt ở các xã này đều bị nhiễm mặn. Và là vùng chịu ảnh huởng của biến đổi khí
hậu trực tiếp, bão và lũ lụt thường xảy ra nên chất lượng nước sạch khan hiếm rất
nhiều. Có nhiều hộ gia đình phải đi chở nước ở các khu vực có hệ thống cấp nước
sạch về để sử dụng cho ăn uống.
Theo số liệu điều tra, các hộ gia đình không có hệ thống cấp nước sạch thì

, COD, độ cứng tổng số, tổng sắt tan (Fe
II,III
),
-
3
N - NO
,
3-
4
P - PO
,
tổng coliform;
(4) Đánh giá chất lượng nước dựa vào các thông số riêng biệt qua so sánh
với QCVN 09 : 2008/BTNMT về chất lượng nước ngầm;
(5) Đề xuất một số giải pháp cải thiện chất lượng nước cho cấp sinh hoạt.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu của đề tài là các giếng khoan ở địa bàn 5 xã và thị trấn của
huyện Phú Vang, bao gồm: Phú Xuân, Phú Lương, Phú Đa, Vinh Xuân và Phú Diên.
2.2.2. Chuẩn bị mẫu
Trên cơ sở điều tra và khảo sát thực địa, đã xác định vị trí các điểm lấy mẫu
đại diện ở 5 xã và thị trấn của huyện Phú Vang. Các giếng khoan được lựa chọn để
lấy mẫu là những giếng khoan đang được dùng cho sinh hoạt gia đình. Chi tiết về
các mẫu được nêu ở bảng 2.1, vị trí các giếng được nêu ở bản đồ (phụ lục 1).
18
Bảng 2.1. Chi tiết về các mẫu nước giếng khoan
TT Ký hiệu mẫu (Xã) Hộ dân Độ sâu giếng (m)
1 PX – 1 (Phú Xuân) Trần Thị Thảo 15
2 PL – 1 (Phú Lương) Hồ Thị Ny 14
3 PĐ – 1 (Phú Đa) Trần Nhơn Ngự 19

Quy cách lấy mẫu và bảo quản mẫu tuân theo các quy định trong tiêu chuẩn
Việt Nam (TCVN 6000 : 1995 – Chất lượng nước – Lấy mẫu. Hướng dẫn lấy mẫu
nước ngầm).
2.2.3. Phương pháp đo/phân tích các thông số chất lượng nước
Quy cách đo các thông số tại hiện trường: Lấy một lượng mẫu khoảng 5 lít
để đo các thông số tại hiện trường bằng thiết bị xách tay; một phần mẫu (2,0 L)
được bảo quản và đưa về phòng thí nghiệm để phân tích.
Các phương pháp đo/phân tích các thông số chất lượng nước là các phương
pháp tiêu chuẩn của Việt Nam và/hoặc quốc tế [1], [2], [23] (Bảng 2.2).
Bảng 2.2. Các phương pháp đo/phân tích chất lượng nước
STT Thông số
(*)
Phương pháp Mô tả
1 Nhiệt độ (
0
C) Dùng thiết bị đo TOA – 22WA
2 pH (đơn vị pH) TCVN 6492:2011 Đo thế dùng điện cực thủy tinh
3
Độ dẫn điện EC
(μS/m)
Dùng thiết bị đo TOA – 22WA
4 TSS (mg/L)
Khối lượng
(TCVN 6625:2000)
Mẫu được lọc qua giấy lọc sợi thủy
tinh 0,45 μm đã biết khối lượng, làm
khô giấy lọc và cặn ở 105°C. Cân
giấy lọc đã sấy. Hiệu số khối lượng
giấy lọc trước và sau khi lọc, sấy cho
biết giá trị SS.

hình thành bởi phản ứng của axit
sunfosalixylic (được hình thành do
việc thêm natri salixylat và axit
sunfuric vào mẫu) với nitrat và tiếp
theo xử lý với kiềm.
8 P –
3-
4
PO
(mg/L) TCVN 6202:2008
Phản ứng giữa ion octophotphat và
dung dịch amoni molypđat tạo ra
phức amoni photphomolypđat. Khử
phức này bằng axit ascobic tạo thành
phức molypđen màu xanh đậm. Đo
độ hấp thụ của phức này (ở bước
sóng 880nm) để xác định nồng độ
octophotphat.
9
Tổng sắt tan
(mg/L)
TCVN 6177:1996
Khử Fe(III) đến Fe(II) bằng
Hyđroxyl-amoni clorua, sau đó tạo
phức màu da cam – đỏ với 1 – 10
phenaltrolin. Đo phức màu này ở
bước sóng 510nm.
10 Độ cứng (CaCO
3
)

tích CLN huyện Phú Vang, chúng tôi tiến hành kiểm soát chất lượng các phương
pháp phân tích của một số phương pháp thường mắc sai số lớn như: phép xác định
22