Theo một nghiên cứu mới của các nhà khoa học ở Columbia, bơm nước ngầm quy mô lớn đang mở ra những cánh cửa tầng chứa các asen cao ở mức độ nguy hiểm để xâm nhập vào một số tầng nước ngầm của Đông Nam Á, với nước đang chảy qua các lòng sông có nồng độ asen hơn 100 lần giới hạn an toàn Đại học Khoa học Trái đất Lamont-Doherty của Đại học, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Khoa học Tự nhiên.
Khoan giếng nước ngầm gần Hà Nội, Việt Nam. Nguồn ảnh: Đài quan sát trái đất Ben Bostick / Lamont-Doherty
Thông thường, mực nước ngầm trong vùng gió mùa cao hơn các dòng sông, do đó, nước chảy từ tầng nước ngầm vào các tuyến đường thủy liền kề. Tuy nhiên, một vài năm trước, các nhà khoa học đã bắt đầu nhận thấy rằng bơm nước ngầm quy mô lớn quanh các thành phố như Hà Nội đang hạ thấp mực nước ngầm, đến mức dòng chảy đã đảo ngược ở một số khu vực và dòng sông chảy vào các tầng nước ngầm.
Các nhà khoa học đã thử nghiệm nước và lòng sông dọc sông Hồng gần Hà Nội và phát hiện ra hàm lượng arsenic hòa tan cao nguy hiểm, cao hơn nhiều so với dự kiến, nhưng họ cũng phát hiện ra các mẫu ô nhiễm rõ ràng có thể giúp nông dân và cộng đồng tìm ra nguy cơ thấp địa điểm giếng.
Các phát hiện, xuất hiện trong Nghiên cứu Tài nguyên Nước của Hiệp hội Địa vật lý Hoa Kỳ , đã đưa ra những bài học quan trọng cho quản lý nước dưới đất trong một khu vực từ lâu đã phải vật lộn với những ảnh hưởng sức khoẻ của ô nhiễm asen. Asen trong nước ngầm là một vấn đề ở nhiều quốc gia, bao gồm cả các vùng của Hoa Kỳ, nhưng nó phổ biến ở Đông Nam Á, nơi mà tác động của nó đối với các cộng đồng nghèo đã được mô tả là sự ngộ độc hàng loạt lớn nhất trong lịch sử. Phơi nhiễm lâu dài có thể gây tổn thương gan và thận và ung thư da gây ra vết loét trên bàn tay và bàn chân. Asen cũng có thể ảnh hưởng đến sản lượng cây trồng.
“Chúng ta có nhận thức về nước ngầm như hồ nước ngầm khổng lồ này, một nguồn tài nguyên gần như vô hạn. Nhưng ngay cả ở những nơi nước cũng được nạp lại nhanh, sử dụng nó rất nhiều có thể di chuyển nước xung quanh theo những cách ảnh hưởng đến vị trí và mức độ nhiễm bẩn. đồng tác giả Ben Bostick, nhà địa hóa học ở Lamont, người đồng tác với Alexander van Geen của Lamont đã làm việc trong hơn một thập kỷ với các cộng đồng ở Việt Nam, Campuchia và Bangladesh để tránh ô nhiễm asen và tìm nguồn nước an toàn.
Tại Hà Nội, bơm nước ngầm tăng gấp đôi trong những năm 2000 lên 240 triệu gallon / ngày vào năm 2010, và mực nước ngầm đã giảm khoảng 1 mét / năm. Những ảnh hưởng đã trở nên rõ ràng ở làng Vạn Phúc, khoảng 10 km về phía hạ lưu, nơi asen từ trầm tích sông đã bắt đầu gây ô nhiễm một lớp nước ngầm cũ hơn mà từ lâu đã được coi là sạch sẽ.
Nghiên cứu mới này, các nhà khoa học đã đi dọc theo Sông Hồng sử dụng thiết bị trông giống như một ống tiêm với kim rất dài để lấy mẫu trầm tích sông và nước ở độ sâu 1 mét. Họ tìm thấy mức độ asen cao nhất ở các khu vực nơi dòng chảy của sông chậm và lắng đọng trầm tích mới, thường là bên cạnh đất bên trong một khúc sông uốn khúc. Các trầm tích non có thể phản ứng rất cao và dễ bị phóng thích asen do dòng nước chảy qua chúng. Các trầm tích trong những vùng nước chậm này đã ở độ tuổi dưới 10 tuổi, và chúng đã giải phóng arsenic xuống nước ngầm với nồng độ vượt quá 1.000 microgram / lít, cao gấp 100 lần so với Tổ chức Y tế Thế giới cho là an toàn.
Ngược lại, gần như tất cả các giếng nước gần dòng chảy nhanh hơn – nơi ít trầm tích mới tích tụ – được kiểm tra dưới mức giới hạn của WHO.
Mason Stahl, tác giả chính của nghiên cứu và nghiên cứu gần đây cho biết: “Trước khi bơm quá nhiều, nước sẽ không chảy qua các trầm tích này, và tầng nước ngầm sẽ không rút ra được trong asen này” tốt nghiệp của MIT. “Nếu bơm nước ngầm tiếp tục – và nó có thể sẽ tăng cường – ô nhiễm sẽ tiếp tục di chuyển.”
Nam và Đông Nam Á đặc biệt dễ bị ngộ độc asen vì các đồng bằng thấp của chúng chủ yếu là các trầm tích nhỏ và có nhiều chất hữu cơ góp phần giải phóng arsenic ra nước.
Sắt của sông arsenic thường xuất phát từ các oxit sắt mang theo lưu vực từ các ngọn núi. Khi các oxit sắt được lắng đọng dọc theo lòng sông, chúng nằm trong môi trường có lượng oxy thấp và chất hữu cơ cao, từ các nguồn như chất thải thực vật và nước thải. Vi khuẩn làm giảm oxit sắt để giải phóng oxy, và quá trình tự nhiên cho phép thạch tín đi vào nước. Quá trình này là nhanh. Trong vòng vài tháng, các nhà khoa học đã đo nồng độ lên đến 1.500-2.000 microgam / lít từ trầm tích mới.
Các kết quả cho thấy rằng để bơm, cộng đồng nên nhắm mục tiêu các tầng chứa nước lâu đời nhất, nơi trầm tích không còn lưu giữ nữa và hầu hết asen đã tràn ra. Nhưng họ cũng cần phải suy nghĩ về các nguồn arsenic tiềm năng khác – sông như vậy uốn cong với trầm tích tươi.
Bostick nói: “Tin tốt lành là các dòng sông thường có xu hướng uốn khúc, và các thành phố rất ít khi có kích thước của một khúc quanh. Các thành phố có thể đặt giếng của họ vào những khu vực mà các tầng nước ngầm không được nạp lại qua trầm tích sông nhỏ. Đập một dòng sông cũng sẽ làm trầm tích trở lại và kiểm soát chiều cao của sông, nhưng đập có thể gây ra những thách thức khác bằng cách thay đổi trầm tích, sinh thái và ngân sách nước.
Việc xử lý và lọc nước cũng đang trở nên phổ biến hơn, và Bostick tin rằng đây có thể là giải pháp hiệu quả nhất. Arsenic sẽ không đi qua đêm, và việc bơm nước cho thủy lợi sẽ phải tiếp tục để các trang trại có thể nuôi sống được dân số lớn của khu vực. Bostick nói: “Mặc dù nước ngầm có rất nhiều lợi thế, bạn cũng phải thực sự nghĩ về việc bạn muốn sử dụng nó như thế nào. Với công nghệ, thật dễ dàng để làm sạch nước mặt để sử dụng ngay bây giờ.
Michael Puma, một chuyên gia về an ninh lương thực và nước tại Viện Nghiên cứu Vũ trụ Goddard của NASA, người không tham gia vào nghiên cứu, lưu ý rằng “Ô nhiễm asen ở nước ngầm đe doạ hơn 100 triệu người trên toàn thế giới. Những phát hiện quan trọng này sẽ giúp chúng tôi khi chúng ta cố gắng quản lý và cải thiện chất lượng nước uống, đặc biệt đối với những người sống trong nghèo đói cùng cực trên toàn thế giới “.
Các đồng tác giả khác của nghiên cứu mới này là Charles F. Harvey của MIT; Jing Sun của Lamont; và Phạm Thị Kim Trang, Vi Mai Lan, Thảo Mai Phương và Phạm Hùng Việt của Đại học Khoa học Hà Nội.
