Một bài báo mới của Đại học Delaware, Holly Michael và Mahfuzur Khan và các đồng nghiệp, trong tuần này của tạp chí Truyền thông Thiên nhiên cho thấy rằng việc bơm quá mức nước ngầm ở Dhaka, Bangladesh có thể có những hậu quả không lường trước đối với công dân sống trong các cộng đồng bên ngoài trung tâm thành phố.
Máy bơm nước truyền thống (hình ảnh cổ phiếu). Nguồn ảnh: © sezer66 / Fotolia
Với dân số trên 15 triệu người, Dhaka – thủ đô của Bangladesh – được coi là một thành phố lớn và chia sẻ nhiều vấn đề quản lý nước phổ biến ở các thành phố lớn khác.
Mặc dù nỗ lực nhằm duy trì số lượng và chất lượng nước trong các nguồn cung cấp nước của thành phố, việc bơm Dhaka đã làm cho mực nước ngầm giảm hơn 200 feet trong 50 năm qua và mức này tiếp tục giảm với tốc độ 9 feet mỗi năm.
Hậu quả thường gặp của các hành động này ở các thành phố lớn là ảnh hưởng liên quan đến chất lượng nước và cung cấp cho các cộng đồng xung quanh ven đô hoặc nông thôn, nơi mà nguồn nước bị căng thẳng và ô nhiễm bề mặt từ các kim loại độc hại, các chất hữu cơ và các chất ô nhiễm khác phổ biến rộng rãi.
Đây là vấn đề đặc biệt khó khăn ở Bangladesh, nơi xảy ra asen tự nhiên trong nước ngầm dưới mặt đất (dưới 200 m) đe doạ sức khoẻ của hàng chục triệu người. Mức độ cao của arsenic tồn tại ở các khu vực xung quanh Dhaka, và ở đó người ta sử dụng nước ngầm sâu (hơn 500 feet), ít arsenic.
Nghiên cứu của Khan và Michael cho thấy ngay cả trong những hệ thống giàu nước như ở lưu vực Bengal, việc cung cấp nước cho các thành phố lớn có thể đe doạ các nguồn nước ngầm dưới đất bằng cách gây ra sự vận chuyển nhanh các chất gây ô nhiễm, đặc biệt asen, một chất gây ung thư đã biết đến các vùng sâu hơn của tầng nước ngầm, thậm chí ở bên ngoài thành phố nơi nó có thể làm ô nhiễm các giếng sâu được sử dụng để giảm thiểu asen.
“Đó là một vấn đề về môi trường bởi vì những người có lợi từ việc cung cấp nước của thành phố không phải là những người có giếng nước có nguy cơ nhiễm bẩn – ô nhiễm arsenic chỉ tồn tại bên ngoài thành phố, nếu cộng đồng giếng dầu bị ô nhiễm vì những gì đang diễn ra ở Dhaka, họ có thể không có nguồn nước an toàn nữa “, ông Michael, Chủ tịch Môi trường Unidel Fraser Russell, đồng tác giả của giáo sư địa chất, nằm trong Trường Đại học Trái đất, Đại dương và Môi trường.
Hiểu cách di chuyển nước ngầm
Các mô hình nước ngầm khu vực có xu hướng sử dụng các thông số khái quát hóa cách nước di chuyển qua lớp đất dưới mặt đất, chỉ kết hợp cấu trúc địa chất quy mô lớn hơn là các chi tiết quy mô nhỏ về địa chất của một thành phố hoặc vùng mà chúng đang nghiên cứu.
Trong nghiên cứu của họ, Michael và các đồng nghiệp của cô lập mô hình địa chất của Dhaka bằng cách sử dụng các phép đo bề mặt chi tiết, và sau đó áp dụng cơ chế bơm mạnh mẽ cho mô hình để bắt chước việc bơm Dhaka hiện tại.
Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng khi có sự bơm và sự không đồng nhất mạnh mẽ trong các trầm tích dưới lòng đất, nó giống như ở Delta – nó ảnh hưởng đến thủy văn tổng thể của khu vực.
“Về cơ bản, việc bơm nước gây ra dòng chảy nước ngầm nhanh hơn bình thường bởi vì nó nhanh chóng hút nước vào các máy bơm thành phố lớn ở sâu dưới lòng đất. của thành phố nơi máy bơm được đặt “, ông Michael, người đã nghiên cứu các vấn đề nước ngầm ở Bangladesh từ năm 2004.
Nhưng sự không đồng nhất là gì?
Các hố nước ngầm, Michael giải thích, được tạo ra khi các trầm tích địa chất như cát và sét tự nhiên được lắng đọng theo thời gian. Tính không đồng nhất đề cập đến cách cát và đất sét được định hướng ngầm, trong tầng dưới của tầng chứa nước, và rất quan trọng đối với việc các chất gây ô nhiễm di chuyển trong nước ngầm như thế nào.
Tại Delaware, lớp trầm tích địa chất có xu hướng dài hơn và dày hơn, dốc xuống biển. Chúng tương đối đồng nhất, có nghĩa là nước từ nhiều tầng nước ngầm thường được tách ra và ít có khả năng sự nhiễm bẩn lan truyền từ nơi này sang nơi khác.
Trong một hệ thống đồng bằng như Bangladesh, tuy nhiên, các lớp đất sét được cắt nhỏ, cho phép nước di chuyển theo những cách không dự đoán được và tạo ra sự không chắc chắn về việc đặt một giếng dưới lớp đất sét sẽ bảo vệ nó khỏi ô nhiễm.
Trong khi thành phố Dhaka được biết là không có chất ô nhiễm asen vì địa chất độc nhất của nó, bên ngoài Dhaka, chất gây ung thư đã biết là ở mọi nơi. Nếu bơm vào hệ thống nước ngầm bị thay đổi ở Dhaka vẫn tiếp tục ở mức hiện tại, các nhà nghiên cứu lý luận rằng một số giếng ở ngoài trung tâm thành phố có thể bị ô nhiễm sớm hơn suy nghĩ trước đây; trong vài thập niên qua nhiều lần tùy thuộc vào các ảnh hưởng địa hoá đối với vận chuyển asen thông qua các lớp trầm tích tầng nước ngầm. Một vấn đề khác nữa là việc bơm Dhaka tạo ra mực nước thấp, điều này có thể làm tổn hại đến hoạt động của các máy bơm vượt ra khỏi trung tâm thành phố.
Các vấn đề phức tạp, asen không vị, không mùi và không màu, và chỉ có thể được phát hiện trong nước thông qua kiểm tra. Các cộng đồng bên ngoài trung tâm thành phố có giếng sâu, thường được coi là thấp asen, có thể không nhận ra rằng nước của họ không an toàn.
Tác động rộng hơn của mô hình này
Ngoài ra, theo mô hình của các nhà nghiên cứu, không có dữ liệu địa chất thuỷ văn điển hình nào mà các nhà khoa học thu thập được tại địa phương để đánh giá xem giếng có an toàn hay không thực sự là tiên đoán về việc giếng có an toàn trong loại hệ thống không đồng nhất này hay không.
Phát hiện này trái ngược với những gì đã được giả định trong quá khứ và cho thấy rằng sự di chuyển của arsenic và chất gây ô nhiễm khác thông qua tầng nước ngầm và nhiễm bẩn giếng sâu không phải là dễ dàng dự đoán.
“Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy ngay cả những mô hình được hiệu chuẩn tốt nhất cũng có thể bỏ lỡ những thông tin quan trọng nếu các mô hình không tính đến sự chuyển động không đồng đều và thường xuyên nhanh chóng của nước”, Michael nói.
Theo Michael, các nhà khoa học đã lưu ý đến tính không thể dự báo trước đây ở Dhaka trước đây, nhưng ít ai cho rằng có ý nghĩa quy mô lớn hơn.
Dựa trên mô hình của chúng tôi, nếu có bất kỳ ô nhiễm nào, nó có thể rất cục bộ, nhưng trong vài thập kỷ tới, nó có thể trở nên phổ biến rộng rãi hơn và chắc chắn trong vài trăm trang tới năm “, bà nói.
Giám sát chất lượng nước sẽ là chìa khóa để xác định các khu vực dễ bị tổn thương, đặc biệt là bên ngoài các quận quản lý thành phố. Và trong khi ô nhiễm là một vấn đề bức xúc, cũng có những vấn đề về cấp nước khổng lồ để xem xét trong thập kỷ tới.
Vì vùng này có gió mùa và có thể nhận được mưa tới ba feet mỗi mùa hè, và đôi khi nhiều hơn nữa, việc nạp lại nước ngầm bằng các giếng phun có thể cung cấp một giải pháp, Michael nói.
