Chuyên đề chất lượng trầm tích

Đó là những hệ sinh thái giàu tài nguyênmang lại nhiều giá trị cho người dân nơi đây, các hệ sinh thái này đang có nguy cơsuy giảm bởi những tác động của con người gây ra do các chất ô n

MỤC LỤ

DANH MỤC HÌNH

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

I MỞ ĐẦU 1

II THỜI GIAN, ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2

2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 2

2.1.1 Thời gian nghiên cứu 2

2.1.2 Địa điểm nghiên cứu 2

2.2 Phương pháp nghiên cứu 4

2.2.1 Phương pháp thu thập thông tin 4

2.2.2 Phương pháp lấy mẫu 4

2.2.3 Phương pháp điều tra khảo sát ở hiện trường 4

2.2.4 Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm 4

2.2.5 Phương pháp so sánh, đánh giá và xử lý số liệu 5

III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 6

3.1 Cơ học trầm tích 6

3.2 Kim loại nặng trong trầm tích 8

3.3 Dầu trong trầm tích 14

KẾT LUẬN 15

TÀI LIỆU THAM KHẢO 16

PHỤ LỤC 17

Hình 3.1: Thế Oxy hoá khử (Eh) tại các khu vực nghiên cứu 8

Hình 3.2: Hàm lượng Cu tại các điểm khu vực nghiên cứu 11

Hình 3.3: Hàm lượng Pb tại các điểm khu vực nghiên cứu 12

Hình 3.4: Hàm lượng Zn tại các điểm khu vực nghiên cứu 13

Hình 3.5: Hàm lượng Cd tại các điểm khu vực nghiên cứu 14

Hình 3.6: Hàm lượng Hg tại các điểm khu vực nghiên cứu 15

Hình 3.7: Hàm lượng As tại các điểm khu vực nghiên cứu 16

Hình 3.8: Hàm lượng dầu tại các điểm khu vực nghiên cứu 17

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1: Chỉ số pH tại các khu vực nghiên cứu 7

Bảng 3.2: Thế Oxy hoá khử (Eh) tại các khu vực nghiên cứu 8

Bảng 3.3: Thành phần cấp hạt trầm tích ở các khu vực nghiên cứu 9

Bảng 3.4: Độ ẩm trong trầm tích các khu vực nghiên cứu 10

Bảng 3.5: Giá trị giới hạn của kim loại nặng trong trầm tích 10

Bảng 3.6: Hàm lượng Cu ở các khu vực nghiên cứu 11

Bảng 3.7: Hàm lượng Pb ở các khu vực nghiên cứu 12

Bảng 3.8: Hàm lượng Zn ở các khu vực nghiên cứu 13

Bảng 3.9: Hàm lượng Cd ở các khu vực nghiên cứu 14

Bảng 3.10: Hàm lượng Hg ở các khu vực nghiên cứu 15

Bảng 3.11: Hàm lượng As ở các khu vực nghiên cứu 16

Bảng 3.12: Hàm lượng dầu ở các khu vực nghiên cứu 17

hệ sinh thái này bao gồm hệ sinh thái đầm nuôi, hệ sinh thái bãi triều mềm, bãi triềucứng và đất ngập nước thường xuyên Đó là những hệ sinh thái giàu tài nguyênmang lại nhiều giá trị cho người dân nơi đây, các hệ sinh thái này đang có nguy cơsuy giảm bởi những tác động của con người gây ra do các chất ô nhiễm trong môitrường.

Chất lượng trầm tích ven bờ là một trong những yếu tố cần được quan trắctrong môi trường biển bởi những ảnh hưởng của con người đến môi trường ngàycàng tăng gây ra sự suy giảm chất lượng môi trường, làm mất đi những giá trị đadạng của hệ sinh thái biển Môi trường trầm tích là nơi có khả năng lưu giữ các chất

ô nhiễm trong mình và có sự tích tụ theo thời gian và không gian đặc biệt là đối vớicác chất ô nhiễm bền Cùng với các môi trường nước và không khí, môi trường trầmtích là cơ sở cho việc hình thành và phát triển các hệ sinh thái, nếu chất lượng củatrầm tích bị suy giảm có thể tác động đến các sinh vật cư trú ở trong trầm tích

Các vùng cửa sông, rừng ngập mặn ven biển là nơi tích tụ các chất ô nhiễm

có nguồn gốc từ nội địa Ở các vùng này, các chất ô nhiễm được các dòng sông, conlạch mang từ lục địa ra gặp nước biển có độ pH cao tạo thành dạng keo kết hợp vớicác hạt lơ lửng lắng đọng xuống Do vậy, trầm tích vùng cửa sông, ven biển thường

là nơi tập trung hàm lượng các chất ô nhiễm cao hơn trầm tích sông và trầm tíchbiển sâu Các chất ô nhiễm trong trầm tích tuỳ thuộc vào các yếu tố vật lý, hoá họccủa môi trường nước mà có thể dịch chuyển từ trầm tích vào nước và ngược lại

Do đó, để xem xét và đánh giá một cách đầy đủ mức độ ô nhiễm của trầm

tích rừng ngập mặn chúng tôi tiến hành thực hiện nghiên cứu “Đánh giá biến động chất lượng môi trường trầm tích và các yếu tố ô nhiễm tại hệ sinh thái rừng ngập mặn” thuộc khu vực cửa Ba Lạt - Thái Bình; Cửa Lèn – Thanh Hoá, Cửa Đại - Bến

Tre và Đất Mũi – Cà Mau

II THỜI GIAN, ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu

2.1.1 Thời gian nghiên cứu

Nghiên cứu được tiến hành thực hiện từ: Tháng 6/2018 – tháng 11/2018

2.1.2 Địa điểm nghiên cứu

Địa điểm nghiên cứu:

Hệ sinh thái RNM cửa Ba Lạt, thị trấn Tiền Hải, tỉnh Thái Bình và HSTRNM vườn Quốc gia Xuân Thủy, huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định

Hệ sinh thái RNM cửa Lèn, huyện Hậu Lộc và Nga Sơn tỉnh Thanh Hóa

Hệ sinh thái RNM cửa Đại, Bình Đại, Bến Tre

Hệ sinh thái RNM Đất Mũi, huyện Ngọc Hiển, tỉnh Cà Mau

Hình 2.1, Hình 2.2, Hình 2.3 và Hình 2.4 thể hiện các vị trí lấy mẫu như sau:

Hình 2.1: Các vị trí lấy mẫu tại Cửa Ba Lạt, Thái Bình

Hình 2.2: Các vị trí lấy mẫu tại Cửa Lèn, Thanh Hóa

Hình 2.3: Các vị trí lấy mẫu tại cửa Đại, Bến tre

Hình 2.4: Các vị trí lấy mẫu tại Đất Mũi, Ngọc Hiển, Cà Mau

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp thu thập thông tin

+ Thu thập, tổng hợp các tài liệu về chất lượng môi trường nước, trầm tích,thuỷ sinh vật ở RNM; mối liên hệ giữa môi trường, nguồn lợi và RNM; mối liên hệgiữa nguồn lợi thuỷ sản và RNM

2.2.2 Phương pháp lấy mẫu

- TCVN 6663 - 3:2000 - Chất lượng nước - Lấy mẫu Phần 13: Hướng dẫnlấy mẫu bùn nước, bùn nước thải và bùn liên quan

- TCVN 6663 - 15: 2004 - Chất lượng nước - Lấy mẫu Hướng dẫn bảo quản

và xử lý mẫu bùn và trầm tích

2.2.3 Phương pháp điều tra khảo sát ở hiện trường

- Tiến hành quan trắc thu thập mẫu môi trường nước, trầm tích và sinh vậttheo hướng dẫn trong TCVN 5998 - 1995 và “Quy định về phương pháp quan trắc

và phân tích môi trường” của Cục bảo vệ Môi trường (nay là Tổng cục Môi trường)

- Bộ Tài nguyên Môi trường (2002)

+ Mẫu trầm tích được thu theo 2 lớp: Lớp trầm tích bề mặt (hiện đại) từ 0 5cm và lớp trầm tích có độ sâu 10-20cm Tại mỗi điểm khảo sát, tiến hành thu mẫu

-ở 3 vị trí, sau đó trộn đều, chia đối xứng lấy khoảng 500g cho vào túi nilon vàkhoảng 200g cho vào chai thuỷ tinh nút nhám, bảo quản ở khoảng 4oC để phân tíchcác thông số nghiên cứu Mẫu trầm tích được thu cùng với các điểm nghiên cứusinh vật đáy ở RNM và được thu vào thời điểm triều xuống

2.2.4 Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm

Phân tích xác định các thông số môi trường nước, trầm tích và sinh vật theo

“Quy định về phương pháp quan trắc và phân tích môi trường” của Cục Bảo vệ Môitrường, Bộ TN&MT (2002), theo tài liệu “Standard Methods for the Examination ofWater and Wastewater” của APHA (1999) và tài liệu hướng dẫn của AOAC (2002)

+ Phân tích cấp hạt trầm tích bằng phương pháp cơ học và đo trên máy đokích thước hạt chuyên dụng

+ Xác định độ pH trầm tích bằng máy đo chuyên dụng sau khi xử lý mẫu trầm

+ Xác định T-S trong trầm tích theo APHA (1999).

+ Xác định TOC trong trầm tích APHA 5310B, C (1999)

+ Xác định COD theo phương pháp kali pemanganat theo JIS, 1995, trang1892-1895 Xác định COD trong trầm tích tương tự như trong môi trường nước saukhi đã xử lý, pha mẫu

+ Xác định hàm lượng Cu, Pb, Zn, Fe trong môi trường nước và trầm tích(sau khi xử lý mẫu) bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử trên máySpectro AA 220 của Úc, với kỹ thuật tạo phức với APDC triết bằng MIBK theoTCVN 6193:1996

2.2.5 Phương pháp so sánh, đánh giá và xử lý số liệu

+ Phân tích toàn bộ số liệu và vẽ biểu đồ trên phần mềm Microsoft Excel2010

+ Xác định vị trí toạ độ, diện tích và xây dựng bản đồ trạm vị nghiên cứu,bản đồ phân bố, bản đồ trữ lượng, bản đồ môi trường bằng kỹ thuật GIS (Mapinfor,Arcview)

+ Sử dụng ngưỡng cho phép của các thông số trong môi trường trầm tích,hướng dẫn đánh giá của một số nước (Canada, Việt Nam) để so sánh đánh giá chấtlượng môi trường trầm tích, nguy cơ gây ảnh hưởng ở RNM khu vực nghiên cứu

III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1 Cơ học trầm tích

 Độ pH

pH là một chỉ số quan trọng của các tương tác trong hệ thống tổng hợp môitrường Đặc biệt, ảnh hưởng đến sự biến đổi hoá học của phần lớn các chất dinhdưỡng, sự gia tăng pH làm tăng mức độ bão hòa của nước trong trầm tích với cáchợp chất kim loại tương đối ít tan: axit humic, cacbonat và khoáng chất đất sét Kết quả trong việc loại bỏ của một số chất, diễn ra đồng thời với việc kết tủa và hấpphụ trên các hạt bùn đất và trầm tích

Bảng 3.1: Chỉ số pH tại các khu vực nghiên cứu

pH là tăng dần từ bờ ra khơi Chúng chịu sự chi phối của trầm tích từ lục địa mang

ra giàu mùn thực vật và nước ngọt với pH cao hơn

 Thế Oxy hoá khử (Eh)

Độ oxy hóa khử của đất là nhân tố ảnh hưởng đến quá trình hô hấp đất Nồng độoxy trong đất, oxy hòa tan trong dung dịch đất và các bài tiết của vi sinh vật quyếtđịnh Eh của đất Độ ẩm làm thay đổi Eh của đất, đất khô thì quá trình oxy hóamạnh, Eh tăng; ngược lại đất ở RNM quá trình khử mạnh, do đó Eh giảm

Bảng 3.2: Thế Oxy hoá khử (Eh) tại các khu vực nghiên cứu

Vị trí Cửa Ba Lạt Cửa Lèn Cửa Đại Đất Mũi

Các điểm cửa Ba lạt, cửa Lèn và cửa Đại có chỉ số Eh tương đương nhau.Riêng khu vực Đất Mũi chỉ số Eh thấp hơn với nhỏ nhất là -91,3mV và giá trị caonhất là -54,3mV (bảng 3.2) Chỉ số Eh thấp cho thấy lượng oxy trong đất rất ít, ảnhhưởng đến hô hấp của các sinh vật đáy sống trong trầm tích

Thế Oxy hoá khử (Eh)

Hình 3.1: Thế Oxy hoá khử (Eh) tại các khu vực nghiên cứu

 Thành phần cấp hạt

Thành phần cấp hạt trầm tích phụ thuộc vào nhiều yếu tố như yếu tố địahình, tương tác sông biển, lượng vật chất từ nguồn lục địa đưa ra, mật độ cây ngậpmặn…

Giá trị của Md (kích thước hạt trung bình), So (Hệ số chọn lọc), Sk (độ lệchtrầm tích) nghiên cứu được trình bày trong bảng 3.3

Bảng 3.3: Thành phần cấp hạt trầm tích ở các khu vực nghiên cứu

sự xáo trộn như cửa sông nên có kích thước hạt trung bình bé hơn, Md = 0,024 mm,thuộc kiểu trầm tích cát mịn lẫn bùn sét nhỏ

Hầu hết trầm tích đều có chọn lọc trung bình (So = 1,58 – 2,20) và yếu chiếm

đa số và dao động trong khoảng 2,217 – 2,493 Độ lệch trầm tích nghiêng về các hạtkích thước nhỏ dao động trong khoảng 0,769 – 0,841

 Độ ẩm trầm tích (W)

Độ ẩm trong trầm tích tại các điểm nghiên cứu: Cửa Ba Lạt - Thái Bình; cửaLèn – Thanh Hoá, cửa Đại - Bến Tre và Đất Mũi – Cà Mau dao động từ 51,3% -58,8% Cửa Ba lạt, cửa Lèn, cửa Đại độ ẩm xấp xỉ từ khoảng 51,3% - 52,4%, riêngĐất Mũi có độ ẩm cao hơn với 58,8% vì có cấu tạo thành phần cơ giới khác biệt với

3 khu vực nghiên cứu còn lại

Bảng 3.4: Độ ẩm trong trầm tích các khu vực nghiên cứu

Vị trí Cửa Ba Lạt Cửa Lèn Cửa Đại Đất Mũi

3.2 Kim loại nặng trong trầm tích

Sau khi tiến hành điều tra, khảo sát và lấy mẫu trầm tích tại khu vực rừngngập mặn ở Cửa Ba Lạt - Thái Bình; cửa Lèn – Thanh Hoá, cửa Đại - Bến Tre vàĐất Mũi – Cà Mau tiến hành phân tích xác định hàm lượng các kim loại nặng baogồm Cu, As, Cd, Zn, Pb và Hg thu được kết quả như ở phụ lục 2 và để đánh giá hiệntrạng và mức độ tác động của trầm tích đến môi trường sinh thái thủy sinh, kết quảnghiên cứu được so sánh với quy chuẩn QCVN 43:2012/BTNMT áp dụng cho cộttrầm tích ở vùg nước lợ Hướng dẫn chất lượng trầm tích của Canada được sử dụngđánh giá mức ảnh hưởng chi tiết hơn ở hai mức: mức ít ảnh hưởng (TEL) và mứcảnh hưởng nghiêm trọng (PEL) và được thể hiện ở các hình và bảng dưới đây:

Bảng 3.5: Giá trị giới hạn của kim loại nặng trong trầm tích

Đơn vị (Theo khối lượng)

Hàm lượng Đồng (Cu):

Đồng (Cu) là kim loại nặng tồn tại phổ biến trong trầm tích ở các rừng ngậpmặn, hàm lượng đồng dao động từ khoảng 11,6 mg/kg – 52,2 mg/kg Trung bình từ16,1 – 41,1 mg/kg tại 4 khu vực nghiên cứu

Bảng 3.6: Hàm lượng Cu ở các khu vực nghiên cứu

Nhìn vào hình 3.2, so sánh với quy chuẩn QCVN 43:2012/BTNMT thì tất cả

4 khu vực đều nằm trong giới hạn cho phép Cửa Ba Lạt, cửa Lèn, cửa Đại có hàmlượng Cu tại 15/15 điểm, Đất Mũi có 2/15 điểm vượt ngưỡng TEL (18,7mg/kg) vàthấp hơn so với 3 khu vực trên

Hàm lượng chì (Pb):

Hàm lượng Pb trong trầm tích dao động trong khoảng 11,5 – 41,2 mg/kg,trung bình toàn vùng là 15,6 – 35,7 mg/kg (bảng 3.7)

Bảng 3.7: Hàm lượng Pb ở các khu vực nghiên cứu

Vị trí Cửa Ba Lạt Cửa Lèn Cửa Đại Đất Mũi

45.0 Cửa Ba Lạt Cửa Lèn Cửa Đại Đất Mũi TEL PEL QCVN 43:2012/BTNMT

Hình 3.3: Hàm lượng Pb tại các điểm khu vực nghiên cứu

Hàm lượng kẽm (Zn):

Hàm lượng Zn trong trầm tích dao động từ khoảng 10,1 – 98,3 mg/kg, trungbình cả 4 khu vực từ 17,9 – 91,9 mg/kg (bảng 3.8)

Bảng 3.8: Hàm lượng Zn ở các khu vực nghiên cứu

Hàm lượng Zn tại 4 khu vực nghiên cứu giảm dần theo thứ tự cửa Ba Lạt,

của Lèn, cửa Đại và thấp nhất là Đất Mũi Tại 4 khu vực, hàm lượng Zn đều thấphơn quy chuẩn QCVN 43:2012/BTNMT từ 3 đến 9 lần và đều nằm trong giới hạncho phép Tương tự khi so sánh với TEL đều không có điểm nào trên cả 4 khu vựcvượt quá ngưỡng cho phép

Cửa Ba Lạt Cửa Lèn Cửa Đại Đất Mũi TEL QCVN 43:2012/BTNMT

Hình 3.4: Hàm lượng Zn tại các điểm khu vực nghiên cứu

Hàm lượng cadimi (Cd):

Hàm lượng Cd trong trầm tích dao động trong khoảng 0,020 – 0,670mg/kg Trung bình tại 4 khu vực nghiên cứu từ 0,033 mg/kg đến 0,670 mg/kg Hàmlượng Cd đều giảm dần từ cửa Ba Lạt, Thái Bình cho đến Đất Mũi, Cà Mau (bảng3.9, hình 3.4)

Bảng 3 9: Hàm lượng Cd ở các khu vực nghiên cứu

Hình 3.5: Hàm lượng Cd tại các điểm khu vực nghiên cứu

Hàm lượng thuỷ ngân (Hg):

Hàm lượng Hg trong trầm tích dao động từ 0,015 mg/kg – 0,440 mg/kg.Trung bình toàn khu vực dao động từ 0,040 mg/kg đến 0,253 mg/kg Tại cửa Ba Lạt(0,253 mg/kg) có hàm lượng Hg cao hơn so với cửa Lèn (0,041 mg/kg), cửa Đại(0,080 mg/kg) và Đất Mũi (0,040 mg/kg) từ 3 đến 6 lần (bảng 3.10, hình 3.5)

Bảng 3 10: Hàm lượng Hg ở các khu vực nghiên cứu

Hình 3.6: Hàm lượng Hg tại các điểm khu vực nghiên cứu

Hàm lượng asen (As):

Hàm lượng As trong trầm tích toàn khu vực dao động từ 4,16 – 17,80(mg/kg) Giá trị trung bình từ 5,12 – 13,99 (mg/kg) (bảng 3.11)

Bảng 3.11: Hàm lượng As ở các khu vực nghiên cứu

có hàm lượng As bằng và 1/15 điểm vượt ngưỡng PEL (17,0 mg/kg)

Có ¾ khu vực (Cửa Lèn, cửa Đại và Đất Mũi) có hàm lượng As vượt ngưỡngEPL (5,9 mg/kg) từ 1 đến 3 lần Riêng khu vực cửa Ba Lạt đều nằm trong các quychuẩn và ngưỡng quy định

Bảng 3.12: Hàm lượng dầu ở các khu vực nghiên cứu

Vị trí Cửa Ba Lạt Cửa Lèn Cửa Đại Đất Mũi

Cửa Ba Lạt Cửa Lèn Cửa Đại Đất Mũi

Hình 3.8: Hàm lượng dầu tại các điểm khu vực nghiên cứu

Khu vực cửa Ba Lạt, cửa Lèn và cửa Đại có hàm lượng dầu lớn hơn so vớikhu vực Đất Mũi, Cà Mau do các điểm trên nằm trong khu vực cửa sông có nhiềuhoạt động tàu thuyền qua lại

KẾT LUẬN

Chất lượng trầm tích tại các khu vực nghiên cứu: Cửa Ba Lạt – Thái Bình,cửa Lèn – Thanh Hoá, cửa Đại - Bến Tre và Đất Mũi - Ngọc Hiển, Cà Mau có môitrường trung tính đến kiềm yếu Môi trường trầm tích có độ yếm khí cao Thànhphần cấp hạt chủ yếu là cát mịn và bùn lẫn sét nhỏ

Kim loại nặng trong trầm tích bao gồm: Cu, Pb, Zn, Cd,Hg và As đều nằmtrong các quy chuẩn cho phép của QCVN 43:2012/BTNMT, khi so sánh với giá trịgiới hạn của TEL thì hầu hết đều vượt quá ngưỡng cho phép như Cu, Hg, As, Pbngoại trừ Zn và Cd

Khu vực cửa Ba Lạt, cửa Lèn và cửa Đại có hàm lượng dầu lớn hơn so vớikhu vực Đất Mũi, Cà Mau do các điểm trên nằm trong khu vực cửa sông có nhiềuhoạt động tàu thuyền qua lại

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 APHA, 2005 Standard Methods for Analysis ofWater and Waste Water 21 st

NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, 54-59

4 Canadian Council of Minis - ters of Environment (2002) Canadian sedimentquality guide-lines for the protection of aquatic life, December 2012

5 Cục Môi trường, Bộ Khoa học công nghệ và Môi trường (1999), Quy định phương pháp quan trắc, phân tích môi trường và quản lý số liệu, Nhà xuất

bản Hà Nội, trang 35-43

6 Đặng Hoài Nhơn, Nguyễn Thị Kim Anh, Trần Đức Thạnh, Nguyễn Mai Lựu,

Hoàng Thị Chiến Hiện trạng chất lượng trầm tích tầng mặt vùng ven biển Hải Phòng Tạp chí Khoa học và Công nghệ T10(2010), số 3, Tr 33-52.

7 Phạm Kim Phương, Nguyễn Thị Dung, Chu Phạm Ngọc Sơn Nghiên cứu sự tích luỹ kim loại nặng As, Cd, Pb và Hg từ môi trường nuôi tự nhiên lên nhuyễn thể hai mảnh vỏ Tạp chí khoa học và công nghệ Tập 45, số 5, 2007,

tr 57-62

8 Lê Thị Vinh, 2008 Chất lượng môi trường vùng biển Kiên Giang - Phú Quốc Tạp chí khoa học và Công nghệ biển, 2 (T.8): 19-28.