Ô nhiễm nguồn nước ngầm

**Ô nhiễm nguồn nước ngầm** hay **ô nhiễm nước ngầm** xảy ra khi các chất ô nhiễm được thải ra mặt đất và xâm nhập vào nước ngầm. Loại ô nhiễm nước này cũng có thể xảy ra một cách tự nhiên do sự hiện diện của một thành phần nhỏ và không mong muốn, chất gây ô nhiễm hoặc tạp chất trong nước ngầm, trong trường hợp đó có nhiều khả năng được gọi là làm ô nhiễm hơn là ô nhiễm.

Chất gây ô nhiễm thường tạo ra một lượng lớn chất gây ô nhiễm trong tầng ngậm nước. Sự di chuyển của nước và sự phân tán trong tầng ngậm nước lan truyền chất ô nhiễm trên một khu vực rộng hơn. Ranh giới tiến bộ của nó, thường được gọi là mép khói, có thể giao nhau với giếng nước ngầm hoặc ánh sáng ban ngày vào nước mặt như thấm, làm cho nguồn nước không an toàn cho con người và động vật hoang dã. Sự chuyển động của chùm chất gây ô nhiễm, được gọi là mặt trước của chùm chất gây ô nhiễm, có thể được phân tích thông qua mô hình vận chuyển thủy văn hoặc mô hình nước ngầm. Phân tích ô nhiễm nước ngầm có thể tập trung vào đặc điểm đất và địa chất, địa chất thủy văn và bản chất của các chất gây ô nhiễm.

Ô nhiễm có thể xảy ra từ hệ thống vệ sinh tại chỗ, bãi chôn lấp, nước thải từ các nhà máy xử lý nước thải, cống thoát nước, trạm xăng dầu hoặc do sử dụng quá nhiều phân bón trong nông nghiệp. Ô nhiễm cũng có thể xảy ra từ các chất gây ô nhiễm xảy ra tự nhiên, chẳng hạn như asen hoặc fluoride. Sử dụng nước ngầm bị ô nhiễm gây nguy hiểm cho sức khỏe cộng đồng thông qua ngộ độc hoặc lây lan bệnh.

Các cơ chế khác nhau có ảnh hưởng đến việc vận chuyển các chất ô nhiễm, ví dụ: khuếch tán, hấp phụ, kết tủa, phân rã, trong nước ngầm. Sự tương tác của ô nhiễm nước ngầm với nước mặt được phân tích bằng cách sử dụng các mô hình vận chuyển thủy văn.

## <big>Các loại chất ô nhiễm</big>

### <big>Asen và flourua</big>
Asen và fluoride đã được Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) công nhận là chất gây ô nhiễm vô cơ nghiêm trọng nhất trong nước uống trên toàn thế giới.

Asen kim loại có thể xảy ra tự nhiên trong nước ngầm, được thấy thường xuyên nhất ở châu Á, bao gồm cả ở Trung Quốc, Ấn Độ và Bangladesh. Ở đồng bằng sông Hằng phía bắc Ấn Độ và Bangladesh bị ô nhiễm nước ngầm nghiêm trọng do asen xuất hiện tự nhiên ảnh hưởng đến 25% giếng nước trong vùng nông của hai tầng chứa nước.

Asen trong nước ngầm cũng có thể có mặt ở những nơi có hoạt động khai thác hoặc mỏ chất thải sẽ làm rò rỉ asen.

Fluoride tự nhiên trong nước ngầm đang ngày càng được quan tâm khi nước ngầm được sử dụng sâu hơn, "với hơn 200 triệu người có nguy cơ uống nước với nồng độ cao." Fluoride đặc biệt có thể được giải phóng từ đá núi lửa có tính axit và tro núi lửa phân tán khi nước độ cứng thấp. Hàm lượng fluoride cao trong nước ngầm là một vấn đề nghiêm trọng ở Pampas Argentina, Chile, Mexico, Ấn Độ, Pakistan, Rift Đông Phi và một số đảo núi lửa (Tenerife)

Ở những khu vực có hàm lượng fluoride cao trong nước ngầm được sử dụng để uống nước, cả fluoride trong răng và xương đều có thể phổ biến và nghiêm trọng.

### Mầm bệnh
[nhỏ|[Các bệnh từ nước có thể lây lan qua giếng nước ngầm bị nhiễm mầm bệnh từ hố xí tự hoại]]
Việc thiếu các biện pháp vệ sinh đúng cách, cũng như các giếng được đặt không đúng cách có thể dẫn đến nước uống bị nhiễm mầm bệnh mang trong phân và nước tiểu. Các bệnh lây truyền qua đường phân như vậy bao gồm dịch tả và tiêu chảy. Trong bốn loại mầm bệnh có trong phân (vi khuẩn, vi rút, động vật nguyên sinh và giun sán hoặc trứng giun sán), ba loại đầu tiên có thể thường được tìm thấy trong nước ngầm bị ô nhiễm, trong khi trứng giun sán tương đối lớn thường được lọc ra bởi ma trận đất.

Các tầng ngậm nước sâu, hạn chế thường được coi là nguồn nước uống an toàn nhất liên quan đến mầm bệnh. Các mầm bệnh từ nước thải được xử lý hoặc không được xử lý có thể gây ô nhiễm nhất định, đặc biệt là các tầng ngậm nước nông.

### Nitrat
Nitrate là chất gây ô nhiễm hóa học phổ biến nhất trong nước ngầm và tầng ngầm nước trên thế giới. Ở một số nước thu nhập thấp, nồng độ nitrat trong nước ngầm cực kỳ cao, gây ra nhiều vấn đề sức khỏe đáng kể. Nó cũng ổn định (không bị suy giảm) trong điều kiện oxy cao. Ở một số nước thu nhập thấp, nồng độ nitrat trong nước ngầm cực kỳ cao, gây ra nhiều vấn đề sức khỏe đáng kể. Nó cũng ổn định (không bị suy giảm) trong điều kiện oxy cao.

Nồng độ nitrat trên 10&nbsp;mg / L (10 ppm) trong nước ngầm có thể gây ra "hội chứng em bé màu xanh" (methemoglobinemia mắc phải). Tiêu chuẩn chất lượng nước uống tại Liên minh Châu Âu quy định dưới 50&nbsp;mg / L đối với nitrat trong nước uống Tiêu chuẩn chất lượng nước uống tại Liên minh Châu Âu quy định dưới 50&nbsp;mg / L đối với nitrat trong nước uống. Tuy nhiên, mối liên kết giữa nitrat trong nước uống và hội chứng em bé màu xanh đã bị tranh cãi trong các nghiên cứu khác. Sự bùng phát hội chứng có thể là do các yếu tố khác ngoài nồng độ nitrat tăng cao trong nước uống.

Nồng độ nitrat trong nước ngầm tăng cao có thể do vệ sinh tại chỗ, xử lý bùn thải và các hoạt động nông nghiệp. Do đó, nó có thể có nguồn gốc đô thị hoặc nông nghiệp. It can therefore have an urban or agricultural origin.

### Hợp chất hữu cơ
Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) là một chất gây ô nhiễm nguy hiểm của nước ngầm. Chúng thường được giới thiệu với môi trường thông qua các thực hành công nghiệp bất cẩn. Nhiều trong số các hợp chất này không được biết là có hại cho đến cuối những năm 1960 và phải mất một thời gian trước khi kiểm tra thường xuyên nước ngầm đã xác định được các chất này trong nguồn nước uống.

Các chất gây ô nhiễm VOC chính được tìm thấy trong nước ngầm bao gồm các hydrocacbon thơm như các hợp chất BTEX (benzen, toluene, ethylbenzene và xylen), và các dung môi clo hóa bao gồm tetrachloroetylen (PCE), trichloroetylen (TCE) và vinyl chloride (TCE). BTEX là thành phần quan trọng của xăng. PCE và TCE là các dung môi công nghiệp trong lịch sử được sử dụng trong các quy trình giặt khô và như một chất tẩy nhờn kim loại, tương ứng.

Các chất ô nhiễm hữu cơ khác có trong nước ngầm và có nguồn gốc từ các hoạt động công nghiệp là hydrocarbon thơm đa vòng (PAHs). Do trọng lượng phân tử của nó, Naphthalene là PAH hòa tan và di động nhất được tìm thấy trong nước ngầm, trong khi benzo (a) pyrene là chất độc nhất. PAH thường được sản xuất dưới dạng sản phẩm phụ bằng cách đốt cháy không hoàn toàn các chất hữu cơ.

Các chất ô nhiễm hữu cơ cũng có thể được tìm thấy trong nước ngầm dưới dạng thuốc trừ sâu và thuốc diệt cỏ. Như nhiều hợp chất hữu cơ tổng hợp khác, hầu hết các loại thuốc trừ sâu có cấu trúc phân tử rất phức tạp. Độ phức tạp này quyết định độ hòa tan trong nước, khả năng hấp phụ và tính di động của thuốc trừ sâu trong hệ thống nước ngầm. Do đó, một số loại thuốc trừ sâu có tính di động cao hơn các loại khác nên chúng có thể dễ dàng tiếp cận nguồn nước uống hơn.

### Kim loại
Một số kim loại vi lượng xuất hiện tự nhiên trong các thành tạo đá nhất định và có thể xâm nhập vào môi trường từ các quá trình tự nhiên như phong hóa. Tuy nhiên, các hoạt động công nghiệp như khai thác, luyện kim, xử lý chất thải rắn, sơn và men, vv có thể dẫn đến nồng độ kim loại độc hại tăng cao bao gồm chì, cadmium và crom. Những chất gây ô nhiễm này có khả năng xâm nhập vào nước ngầm.

Sự di chuyển của kim loại trong nước ngầm sẽ bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố, đặc biệt là các phản ứng hóa học quyết định sự phân chia các chất gây ô nhiễm giữa các giai đoạn và loài khác nhau. Do đó, tính linh động của kim loại chủ yếu phụ thuộc vào độ pH và trạng thái oxy hóa khử của nước ngầm.

### Dược phẩm
Một lượng dược phẩm từ nước thải được xử lý xâm nhập vào tầng chứa nước là một trong những chất gây ô nhiễm nước ngầm mới nổi đang được nghiên cứu trên khắp Hoa Kỳ. Các loại dược phẩm phổ biến như kháng sinh, thuốc chống viêm, thuốc chống trầm cảm, thuốc thông mũi, thuốc an thần,... thường được tìm thấy trong nước thải được xử lý. Nước thải này được thải ra từ cơ sở xử lý và thường xâm nhập vào tầng chứa nước hoặc nguồn nước mặt được sử dụng cho nước uống.

Một lượng dược phẩm trong cả nước ngầm và nước mặt đều thấp hơn nhiều so với những gì được coi là nguy hiểm hoặc đáng lo ngại ở hầu hết các khu vực, nhưng nó có thể là một vấn đề gia tăng khi dân số tăng lên và nước thải khai hoang được sử dụng cho nguồn cung cấp nước đô thị.

### Nguyên nhân khác
Các chất ô nhiễm hữu cơ khác bao gồm một loạt các chất hữu cơ và các hợp chất hóa học khác, hydrocarbon dầu mỏ, các hợp chất hóa học khác nhau được tìm thấy trong các sản phẩm vệ sinh cá nhân và mỹ phẩm, ô nhiễm thuốc liên quan đến dược phẩm và các chất chuyển hóa của chúng. Các chất ô nhiễm vô cơ có thể bao gồm các chất dinh dưỡng khác như amonia và phosphat và các hạt nhân phóng xạ như urani (U) hoặc radon (Rn) có mặt tự nhiên trong một số thành tạo địa chất. Xâm nhập mặn cũng là một ví dụ về ô nhiễm tự nhiên, nhưng rất thường xuyên được tăng cường bởi các hoạt động của con người.

Ô nhiễm nước ngầm là một vấn đề trên toàn thế giới. Một nghiên cứu về chất lượng nước ngầm của các tầng chứa nước chính của Hoa Kỳ được thực hiện từ năm 1991 đến 2004, cho thấy 23% giếng trong nước có chất gây ô nhiễm ở mức lớn hơn so với điểm chuẩn sức khỏe con người. Một nghiên cứu khác cho thấy các vấn đề ô nhiễm nước ngầm lớn ở châu Phi, xem xét thứ tự quan trọng là: (1) ô nhiễm nitrat, (2) tác nhân gây bệnh, (3) ô nhiễm hữu cơ, (4) nhiễm mặn và (5) thoát nước mỏ axit.

## Nguyên nhân

### Nguyên nhân gây ô nhiễm nước ngầm bao gồm

* Xảy ra tự nhiên (địa chất)
* Hệ thống vệ sinh tại chỗ
* Nước thải và bùn thải
* Phân bón và thuốc trừ sâu
* Rò rỉ thương mại và công nghiệp
* Phá vỡ thủy lực
* Nước rỉ rác
* Khác

#### Xảy ra tự nhiên (địa chất)
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.  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.

Sự xuất hiện của fluoride có liên quan chặt chẽ đến sự phong phú và khả năng hòa tan của các khoáng chất có chứa fluoride như fluorite (CaF2). Nồng độ fluoride cao trong nước ngầm thường là do thiếu calci 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&nbsp;mg / l, đó là giá trị hướng dẫn của WHO kể từ năm 1984.

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 fluoride.

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 fluoride.

#### Hệ thống vệ sinh tại chỗ