BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM VÀ RỦI RO MÔI TRƢỜNG
CÁC HỢP CHẤT NITƠ TRONG NƢỚC NGẦM TẠI HUYỆN
DUY TIÊN, TỈNH HÀ NAM
CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG

LÊ THU TRANG

HÀ NỘI, NĂM 2019


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM VÀ RỦI RO MÔI TRƢỜNG
CÁC HỢP CHẤT NITƠ TRONG NƢỚC NGẦM TẠI HUYỆN
DUY TIÊN, TỈNH HÀ NAM

LÊ THU TRANG
CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG
MÃ SỐ: 8440301

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS. TS LÊ THỊ TRINH

HÀ NỘI, NĂM 2019


nghiên cứu ứng dụng và phát triển công nghệ cấp Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng Hà
Nội: “Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật đồng vị để xác định nguồn gốc phân bố Nitơ
trong môi trƣờng nƣớc dƣới đất tại một số khu vực đồng bằng sông Hồng (Hà Nội,
Hà Nam, Nam Định), mã số TNMT 2018.02.15, thực hiện từ 2018 – 2020.
TÁC GIẢ LUẬN VĂN
(Ký và ghi rõ họ tên)

Lê Thu Trang


v

LỜI CẢM ƠN
Với lòng biết ơn sâu sắc tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban lãnh đạo
khoa, các thầy cô giáo trong khoa Môi trƣờng - Trƣờng Đại học Tài nguyên và Môi
trƣờng Hà Nội đã tạo điều kiện tốt nhất để tôi đƣợc nghiên cứu, hoàn thiện luận
văn.
Đặc biệt, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS. TS Lê Thị Trinh đã tận tình
hƣớng dẫn, truyền đạt cho tôi những kinh nghiệm quý báu trong suốt quá trình làm
luận văn.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS. Trịnh Thị Thắm đã giúp đỡ tôi
trong quá trình thực hiện và hoàn thiện luận văn: “Đánh giá mức độ ô nhiễm và rủi
ro môi trƣờng các hợp chất Nitơ trong nƣớc dƣới đất tại huyện Duy Tiên, tỉnh Hà
Nam”.
Xin cảm ơn sự hỗ trợ kinh phí từ đề tài nghiên cứu ứng dụng và phát triển
công nghệ cấp Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng Hà Nội: “Nghiên cứu ứng dụng kỹ
thuật đồng vị để xác định nguồn gốc phân bố Nitơ trong môi trƣờng nƣớc dƣới đất
tại một số khu vực đồng bằng sông Hồng (Hà Nội, Hà Nam, Nam Định), mã số
TNMT 2018.02.15 cho các kết quả nghiên cứu của đề tài.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đã luôn bên cạnh

1.2.3. Điều kiện kinh tế, xã hội ................................................................................. 13
1.3. Hiện trạng phát sinh chất thải rắn, nƣớc thải và vấn đề ô nhiễm nitơ của huyện
Duy Tiên, tỉnh Hà Nam ............................................................................................. 15


vii

1.3.1. Tình hình phát sinh và ảnh hƣớng của chất thải rắn, nƣớc thải đến chất lƣợng
nƣớc dƣới đất ............................................................................................................ 15
1.3.2. Tình hình ô nhiễm nitơ tại huyện Duy Tiên, tỉnh Hà Nam ............................. 18
1.4. Tổng quan các phƣơng pháp nghiên cứu ........................................................... 20
1.4.1. Phƣơng pháp phân tích mẫu môi trƣờng ......................................................... 20
1.4.2. Phƣơng pháp đánh giá rủi ro môi trƣờng ........................................................ 22
1.5. Tổng quan tình hình nghiên cứu về ô nhiễm nitơ trong nƣớc và trên thế giới .. 23
1.5.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới .................................................................. 23
1.5.2. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc .................................................................... 24
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU........................ 26
2.1. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ...................................................................... 26
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu.................................................................................... 26
2.2.1. Phƣơng pháp tổng quan tài liệu....................................................................... 26
2.3.2. Phƣơng pháp khảo sát, lấy mẫu. ..................................................................... 27
2.3.3. Phƣơng pháp phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm ..................................... 33
2.3.4. Phƣơng pháp xử lý số liệu và đánh giá rủi ro ................................................. 35
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................... 38
3.1. Kết quả đo mẫu tại hiện trƣờng .......................................................................... 38
3.2.1. Độ tái lặp ......................................................................................................... 39
3.2.2. Độ chính xác ................................................................................................... 40
3.3. Đánh giá hàm lƣợng và sự phân bố các dạng hợp chất của nitơ tại khu vực
nghiên cứu ................................................................................................................. 41
3.3.1. Đánh giá hàm lƣợng các dạng hợp chất của Nitơ tại khu vực nghiên cứu ..... 41


:

Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng

CTR

:

Chất thải rắn

KCN

:

Khu công nghiệp

QCVN

:

Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia

TCVN

:

Tiêu chuẩn Việt Nam



Hình 3-7. Bản đồ phân bố ô nhiễm amoni ................................................................51
Hình 3-8. Bản đồ phân bố ô nhiễm nitrat ..................................................................52
Hình 3-9. Bản đồ phân bố ô nhiêm nitrit ..................................................................52


2

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Nƣớc có vai trò vô cùng quan trọng đối với con ngƣời và bất cứ sinh vật nào
trên trái đất, tuy nhiên tài nguyên nƣớc trong đó có nƣớc dƣới đất không phải là vô
tận. Những năm gần đây, nguồn tài nguyên nƣớc dƣới đất ở Việt Nam đang có xu
hƣớng suy giảm cả về số lƣợng và chất lƣợng do ảnh hƣởng của biến đổi khí hậu,
các hoạt động của con ngƣời và hoạt động khai thác tài nguyên nƣớc. Sự suy giảm
về chất lƣợng nƣớc dƣới đất ngày càng gia tăng cả về mức độ và quy mô, nhƣng
việc kiểm soát vấn đề này lại ngày càng khó khăn. Nguyên nhân gây ô nhiễm nƣớc
dƣới đất có thể do tác động của sự phát triển công nghiệp, làng nghề cũng nhƣ sử
dụng phân bón, hóa chất bảo vệ thực vật trong nông nghiệp, trong khi việc xử lý
nguồn nƣớc thải hầu nhƣ không đƣợc chú trọng. Bên cạnh đó, quá trình khoáng hóa
trầm tích do thay đổi môi trƣờng do khai thác nƣớc dƣới đất cũng là một nguyên
nhân tiềm tàng.
Hà Nam là tỉnh có địa hình trũng, có nhiều ao, hồ và các con sông nhƣ: Sông
Đáy, sông Nhuệ, sông Sắt, sông Châu... chảy qua và là địa bàn có trữ lƣợng lớn về
nguồn tài nguyên nƣớc dƣới đất. Theo rất nhiều nghiên cứu những năm gần đây, do
đặc tính tự nhiên, nƣớc dƣới đất khu vực đồng bằng sông Hồng đã bị ô nhiễm một
số kim loại nặng nhƣ As, Mn và hợp chất của Nitơ (amoni) đặc biệt là các quận
huyện khu vực phía nam Hà Nội, các tỉnh Hà Nam, Nam Định.
Hiện nay, theo báo cáo hiện trạng môi trƣờng quốc gia, nguồn nƣớc dƣới đất
đang có nguy cơ ô nhiễm cao. Khu vực Hà Nam, tại nhiều khu vực, nguồn nƣớc đã
bị ô nhiễm một số hợp chất nhƣ amoni, nitrat, Asen... Vấn đề ô nhiễm nguồn nƣớc

+ Khảo sát thực tế, lựa chọn địa điểm, lập kế hoạch lấy mẫu;
+ Lấy mẫu tại khu vực nghiên cứu các chỉ tiêu NO3-, NO2-, NH4+, Tổng Nitơ
. Dự kiến tiến hành lấy 01 đợt mẫu: gồm 30 mẫu nƣớc dƣới đất.
+ Xử lý, phân tích mẫu tại phòng thí nghiệm


4

- Nội dung 3: Đánh giá mức độ ô nhiễm và sự phân bố các dạng hợp chất Nitơ
vô cơ trong nƣớc dƣới đất tại huyện Duy Tiên, tỉnh Hà Nam
+ Xử lý số liệu, đánh giá mức độ ô nhiễm các hợp chất nghiên cứu;
+ Xây dựng bản đồ phân bố của các hợp chất nitơ vô cơ tại khu vực nghiên
cứu.
- Nội dung 4: Đánh giá rủi ro môi trƣờng do sự có mặt của các hợp chất Nitơ
vô cơ trong nƣớc dƣới đất tại khu vực nghiên cứu.


5

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về Nitơ và các hợp chất của nitơ
1.1.1. Nitơ và chu trình của nitơ trong tự nhiên
a) Khái quát chung về nitơ
Nitơ là nguyên tố thuộc nhóm VA của bảng tuần hoàn, có số hiệu nguyên tử là
7, nguyên tử khối là 14,01. Tại điều kiện bình thƣờng nitơ là một chất khí không
màu, không mùi, không vị và trơ, không tham các phản ứng. Trong khí quyển, nitơ
chiếm khoảng 78,09% [1].
Nitơ sẽ hóa lỏng ở -196oC, hóa rắn ở -210oC, là một chất rất ít tan trong nƣớc.
Nitơ có bảy mức oxi hóa là: -3, 0, +1, +2, +3, +4, +5, chỉ tham gia phản ứng ở nhiệt
độ cao. Tùy thuộc vào sự thay đổi về số oxi hóa mà nitơ sẽ thể hiện tính khử hoặc

tỷ tấn nitơ mà phần lớn sẽ tồn tại trong các hợp chất hữu cơ. Qúa trình phân giải các
hợp chất hữu cơ chứa Nitơ dƣới tác dụng của vi sinh vật thành NH4+ hoặc NH3 là
quá trình amon hóa. Vi sinh vật khi tham gia vào quá trình này đƣợc gọi là vi sinh
vật amon. Các phản ứng chính diễn ra trong chu trình tuần hoàn của Nitơ bao gồm:
+ Phản ứng cố định nitơ :
VKPhizobium
3(CH2O)  2N2  3H2O  4H  

3CO2  4NH4

+ Phản ứng nitrat hóa NH3:
VKNitromonas
NH4  32 O2 
 NO2  H2O  H 
VKNitrobacter
NO2  12 O2 
 NO3

+ Phản ứng khử nitrat thành NO2-:
VK
2NO3  C(H2O) 
2NO2  H2O  CO2

+ Phản ứng khử NO3-, NO2- thành N2:
VSV
 2N2↑ + 5CO2 + 7H2O
4NO3- + 5C(H2O) + 4H+ 

Hình dƣới đây thể hiện chu trình tuần hoàn của Nitơ trong tự nhiên [2]:


môi trƣờng đất, còn trong môi trƣờng nƣớc, hàm lƣợng của nó phụ thuộc vào điều
kiện của môi trƣờng (Eh, pH).
Nitrat và nitrit xuất hiện trong nƣớc dƣới đất là do quá trình nhƣ sử dụng phân
bón quá nhiều trong nông nghiệp, do nƣớc thải từ bể phốt hoặc từ các hệ thống xử
lý nƣớc thải, chất thải động vật, chất thải công nghiệp hoặc từ ngành công nghiệp
chế biến thực phẩm.
1.1.3. Ảnh hưởng của các hợp chất nitơ vô cơ trong môi trường nước
Các hợp chất nitơ vô cơ thƣờng tồn tại dƣới các dạng amoni, nitrat và nitrit.
Tuy nhiên, amoni là chất không quá độc với con ngƣời, ở trong môi trƣờng nƣớc
dƣới đất, amoni không thể chuyển hóa bởi do thiếu oxi, nhƣng sau quá trình khai
thác, sẽ tác dụng với oxi không khí chuyển thành nitrit và nitrat, tích tụ trong nguồn
nƣớc sử dụng cho ăn uống, sinh hoạt. Các hợp chất chứa nitơ trong nƣớc có khả
năng gây nên các bệnh nguy hiểm cho ngƣời sử dụng.
Hàm lƣợng nitrat trong nƣớc ăn uống sẽ gây ra nhiều nguy cơ về sức khỏe, tuy
rằng nitrat không gây rủi ro cho sức khỏe, tuy nhiên nitrat có thể chuyển hóa thành
nitrit và gây độc với cơ thể.
Nitrit có khả năng gây ảnh hƣởng đến sức khỏe với chứng máu Methaemoglobin và bệnh ung thƣ.
- Chứng máu Methaemo-globinaemia: Đây là một hội chứng xanh xao ở trẻ
em, gây ảnh hƣởng đến quá trình vận chuyển ô xi trong máu, khiến trẻ bị tím tái.
Đặc biệt, khi tác dụng với các amin hay alkyl cacbonat trong cơ thể ngƣời chúng có
khả năng tạo thành các hợp chất chứa nitơ gây ung thƣ. Tổ chức Y tế thế giới


9

(WHO) cũng nhƣ các quy chuẩn, tiêu chuẩn của Việt Nam đã đƣa ra mức giới hạn
là 3 mg/l và 50 mg/L đối với nitrit và nitrat nhằm ngăn ngừa bệnh mất sắc tố máu
[3].
- Bệnh ung thƣ: Đối với ngƣời lớn, nitrit có khả năng kết hợp với các amin và
axit amin trong thực phẩm tạo thành một họ chất Nitrosamin hay Nitrosamit. Các

- Phía Tây: giáp với Hà Nội và huyện Kim Bảng [5].
Thị trấn Hòa Mạc là trung tâm kinh tế - chính trị - văn hóa của cả huyện, nằm
trên tuyến Quốc lộ 38, tuyến Quốc lộ nối liền Duy Tiên với huyện Kim Bảng.
Huyện còn có thị trấn Đồng Văn nằm trên trục đƣờng Quốc lộ 1A và thêm tuyến
đƣờng sắt Bắc - Nam. Huyện Duy Tiên cách trung tâm thành phố Hà Nội khoảng 60
km.
b) Địa hình, địa mạo
Huyện Duy Tiên là khu vực mang địa hình đặc trƣng của vùng đồng bằng
thuộc khu vực châu thổ Sông Hồng và thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp, địa hình
của huyện có thể chia làm 2 tiểu địa hình:
- Vùng ven đê của sông Hồng và sông Châu Giang bao gồm các xã Mộc Nam,
Mộc Bắc, Đọi Sơn... có địa hình cao hơn.
- Vùng có địa hình thấp sẽ bao gồm các xã nhƣ Tiên Nội, Tiên Ngoại, Yên
Bắc với độ cao phổ biến từ 1÷2 m, bằng phẳng, xen kẽ sẽ là các gò nhỏ, ao, hồ và
đầm.
1.2.2. Điều kiện khí hậu, thủy văn và nước dưới đất
a) Khí hậu
Duy Tiên là khu vực có khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm và chịu ảnh
hƣởng sâu sắc của hai đới gió là gió mùa Đông Bắc và gió mùa Đông Nam.
- Mùa mƣa: từ tháng 4 tới tháng 10. Hƣớng gió chính là gió Đông - Nam với
tốc độ từ 2 đến 4 m/s. Nhiệt độ trung bình khu vực này cao nhất 380C, lƣợng mƣa
dao động từ 1.100 ÷ 1.500 mm, chiếm tới 80% lƣợng mƣa cả năm.


11

- Mùa khô: Bắt đầu từ khoảng giữa tháng 11 cho đến tận cuối tháng 3 năm
sau. Hƣớng gió chính là gió Đông - Bắc với nhiệt độ trung bình thấp nhất là 150C,
với lƣợng mƣa ít.
Một số yếu tố khí hậu chính của huyện:

Nƣớc dƣới đất là khái niệm để chỉ phần nƣớc tồn tại ở dƣới lòng đất trong các
thể địa chất và tùy theo thành phần mà chúng đƣợc phân thành các tầng chứa nƣớc.
Phần nƣớc trong tầng chứa nƣớc trên cùng sát với mặt đất có mặt thoáng tự do
thƣờng đƣợc gọi là nƣớc ngầm. Chính vì vậy trong Luận văn sẽ sử dụng thuật ngữ
“nƣớc dƣới đất” để đảm bảo tính chính xác của nghiên cứu.
Tài nguyên nƣớc chủ yếu của huyện Duy Tiên đƣợc nhìn nhận và đánh giá
trên cơ sở nguồn nƣớc mặt và nguồn nƣớc dƣới đất.
- Nguồn nƣớc mặt: Chủ yếu là nguồn nƣớc của sông, hồ, ao, trong đó: sông
Hồng, sông Châu Giang và sông Nhuệ là nguồn cung cấp nƣớc chính.
- Nguồn nƣớc dƣới đất: Qua các khảo sát ban đầu cho thấy huyện là khu vực
có nguồn nƣớc dƣới đất khá dồi dào ở độ sâu dễ khai thác. Duy Tiên là khu vực có
sự đặc trƣng về nguồn nƣớc dƣới đất với vùng châu thổ sông Hồng cùng hai tầng
nƣớc ngầm hệ Thái Bình và hệ Hà Nội.
- Tầng chứa nƣớc Holoxen Thái Bình là tầng chứa nƣớc đầu tiên ngay trên
mặt đất.
- Tầng chứa nƣớc Pleistoxen Hà Nội có chất lƣợng nƣớc biến thiên từ mặn đến
nhạt, tầng chứa nƣớc thƣờng có chiều dày từ 10÷15 mét [5].
Nhìn chung, nguồn nƣớc của huyện dồi dào và dễ khai thác để đƣa vào sử
dụng. Tuy nhiên nguồn nƣớc dƣới đất khi đƣợc khai thác để đƣa vào sử dụng chƣa
qua quá trình xử lý và làm sạch, thêm vào đó chủ yếu đƣợc khai thác nhỏ lẻ, theo
từng hộ gia đình, mục đích khi khoan, đào giếng trƣớc đây là để nhằm phục vụ ăn
uống và sinh hoạt hàng ngày.


13

1.2.3. Điều kiện kinh tế, xã hội
a) Điều kiện kinh tế
Trong giai đoạn 2011 - 2015, tốc độ tăng trƣởng kinh tế trên đầu ngƣời (GDP)
đạt 15,7% /năm, riêng năm 2015 đạt trên 16%. Tính đến năm 2015, cơ cấu kinh tế

Thương mại - dịch vụ
Hoạt động dịch vụ, thƣơng mại của huyện đã đƣợc giữ vững và phát triển, hệ
thống về giao thông thƣờng xuyên đƣợc cải tạo và nâng cấp tạo thêm điều kiện cho
việc trao đổi hàng hóa ở giữa các địa phƣơng, phục vụ tốt hơn về nhu cầu để phát
triển sản xuất và cả tiêu dùng của nhân dân [6].
b) Điều kiện xã hội
Giáo dục
Công tác giáo dục và đào tạo đã đạt đƣợc thêm nhiều kết quả nổi bật. Tính đến
giai đoạn 2011 - 2015: Các cơ sở vật chất và ngành giáo dục đã đƣợc tăng cƣờng,
đồng thời xây dựng thêm đƣợc 50/56 trƣờng đã đạt chuẩn quốc gia, đạt tỷ lệ
89,28%; có 12/18 xã và thị trấn có cả 3 cấp học đều đạt chuẩn quốc gia. Đội ngũ
cán bộ giáo viên đã đủ về số lƣợng, đƣợc cân đối về cơ cấu, chất lƣợng thì ngày
càng tăng, 100% giáo viên đạt chuẩn [6].
Văn hóa
Toàn huyện đã có 269 di tích: đình, đền, … trong đó có 12 di tích đã đƣợc
Nhà nƣớc xếp hạng cấp Quốc gia và có 10 di tích cấp tỉnh. Hàng năm đã tổ chức
thêm nhiều lễ hội và để lại ấn tƣợng tốt đẹp ở trong lòng các du khách thập phƣơng.
Năm 2017, huyện đã đƣợc công nhận là Huyện đạt chuẩn nông thôn mới.
Y tế:
Hiện nay có 18/18 xã và thị trấn đạt 100% trạm Y tế xã, thị trấn có bác sỹ làm
việc. Công tác xây dựng đạt chuẩn Quốc gia về y tế xã đã đƣợc quan tâm chỉ đạo.
Công tác dân số - kế hoạch hóa gia đình đã đạt đƣợc nhiều kết quả tốt. Kết quả phấn


15

đấu mức giảm sinh của năm 2015 đạt 0,22%, tỷ lệ đóng bảo hiểm y tế đã bao phủ
khoảng 56% dân số [7].
Lao động
Giải quyết đƣợc việc làm mới cho 3.000 lao động, giải quyết đƣợc việc làm

CTR sinh hoạt

888,132

CTR sản xuất

1.496,568

CTR sinh hoạt

644,652

CTR sản xuất

5.740,668

CTR sinh hoạt

43.548

CTR sản xuất

84.264

KCN Hòa Mạc
Nguồn : Báo cáo lượng chất thải phát sinh hàng năm - BQL các KCN Hà Nam
Hiện tại Duy Tiên có tổng số có 148 điểm thu gom về CTR với tổng diện tích

là 10,6 ha [8].