Đặc điểm địa hóa môi trường đất và nước một số khu vực trồng rau trọng điểm của huyện mê linh và đông anh hà nội

Kết quả phân tích thành phần các kim loại nặng trong mẫu nước tại khu vực Đại Thịnh .... Kết quả phân tích thành phần các kim loại nặng trong mẫu nước tại khu vực Vân Nội theo nhóm SVĐC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS TS Nguyễn Khắc Giảng

HÀ NỘI – 2014

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu riêng của tôi

Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công

bố trong bất kỳ công trình nào khác

Hà Nội, ngày 1 tháng 11 năm 2014

Tác giả luận văn

Phạm Xuân Quyền

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 9

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15

1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên – xã hội 15

1.1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên 15

1.1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội 19

1.2 Đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu 20

1.2.1 Đặc điểm địa tầng 20

1.2.2 Đặc điểm các nguồn nước mặt, nước ngầm tại khu vực 25

1.2.3 Nguồn nước trên mặt 28

1.3 Các phương pháp nghiên cứu 30

CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN ĐẤT VÀ NƯỚC KHU VỰC NGHIÊN CỨU……….30

2.1 Cấu trúc các phẫu diện đất khảo sát tại khu vực nghiên cứu 31

2.1.1 Cấu trúc các phẫu diện đất khảo sát tại khu vực Đại Thịnh – Mê Linh 31

2.1.2 Cấu trúc các phẫu diện đất khảo sát tại khu vực Tiên Dương – Đông Anh 33

2.1.2 Cấu trúc các phẫu diện đất khảo sát tại khu vực Vân Nội– Đông Anh 34

2.2 Đặc điểm một số loại đất tại khu vực nghiên cứu 36

2.2.1 Đất cát 36

2.2.2 Đất sét 36

2.3 Thành phần khoáng vật mẫu đất tại khu vực nghiên cứu 38

2.4 Phân bố các kim loại nặng trong mẫu đất tại khu vực nghiên cứu 40

2.5 Đặc điểm các kim loại nặng trong mẫu nước lấy tại khu vực nghiên cứu 49

2.6 Thành phần các kim loại nặng trong mẫu rau Vân Nội 50

CHƯƠNG 3: HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ NƯỚC CỦA CÁC KHU VỰC TRỒNG RAU ĐẠI THỊNH, VÂN NỘI VÀ TIÊN DƯƠNG 52

3.1 Các kết quả nghiên cứu đã công bố về tình hình ô nhiễm môi trường đất và nước tại khu vực nghiên cứu 52

3.2 Đánh giá hiện trạng môi trường đất và nước tại khu vực nghiên cứu 55

3.2.1 Đặc điểm địa hóa môi trường đất tại khu vực nghiên cứu 55

3.2.2 Đặc điểm môi trường nước tại khu vực nghiên cứu 69

3.2.3 Đặc điểm phân bố các kim loại trong rau 73

3.3 Một số đề xuất và giải pháp giúp cải thiện môi trường 75

3.3.1 Biện pháp quản lý 75

3.3.2 Giải pháp kỹ thuật 77

KẾT LUẬN 79

TÀI LIỆU THAM KHẢO 81

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Đặc trưng số liệu khí hậu trạm Hà Nội (1956-2008) 19 Bảng 2.1 Kết quả phân tích Rơnghen các mẫu đất tại Đại Thịnh – Mê Linh và Tiên Dương – Đông Anh 39 Bảng 2.2 kết quả phân tích nhiệt vi sai các mẫu đất tại Vân Nội 40 Bảng 2.3: Kết quả phân tích Rơnghen các mẫu đất tại Vân Nội 40 Bảng 2.4 kết quả phân tích nhiệt vi sai các mẫu đất tại Đại Thịnh và Tiên Dương 41 Bảng 2.5 Thống kê phân bố các kim loại nặng trong đất trồng rau tại khu vực Đại Thịnh – Mê Linh 42 Bảng 2.6 Tương quan cặp giữa các tổ phần kim loại nặng trong đất trồng rau tại Đại Thịnh – Mê Linh 43 Bảng 2.7 Thống kê phân bố các kim loại nặng trong đất trồng rau tại khu vực Vân Nội – Đông Anh (theo nhóm SVĐC K55) 45 Bảng 2.8 Tương quan cặp giữa các tổ phần kim loại nặng trong đất trồng rau tại Vân Nội (theo nhóm SVĐC K55) 46 Bảng 2.9 Thống kê phân bố các kim loại nặng trong đất trồng rau tại khu vực Tiên Dương – Đông Anh 47 Bảng 2.10 Tương quan cặp giữa các tổ phần kim loại nặng trong đất trồng rau tại Tiên Dương – Đông Anh 48 Bảng 2.11 Kết quả phân tích thành phần các kim loại nặng trong mẫu nước tại khu vực Đại Thịnh 50 Bảng 2.12 Kết quả phân tích thành phần các kim loại nặng trong mẫu nước tại khu vực Vân Nội (theo nhóm SVĐC K55) 51 Bảng 2.13 Kết quả phân tích thành phần các kim loại nặng trong mẫu nước tại khu vực Tiên Dương 51 Bảng 2.14 Hàm lượng kim loại nặng trong các mẫu rau quả ở Đại Thịnh 51 Bảng 2.15 Hàm lượng kim loại nặng trong các mẫu rau quả ở Vân Nội (theo nhóm SVĐC K55) 52 Bảng 2.16 Hàm lượng kim loại nặng trong các mẫu rau ở Tiên Dương 52

Bảng 3.1: Kết quả đánh giá ô nhiễm kim loại nặng trong đất, nước và rau ở Vân Nội (theo: Phạm Ngọc Thụy và nnk, 2007) 54 Bảng 3.2 Kết quả phân tích mẫu nước tại Vân Nội – Đông Anh (mg/l) (theo: Nguyễn Xuân Hải, Ngô Thị Lan Phương) 55 Bảng 3.3 Kết quả phân tích mẫu đất và trầm tích tại Vân Nội (mg/l) (theo: Nguyễn Xuân Hải, Ngô Thị Lan Phương) 57 Bảng 3.4 Đánh giá môi trường đất theo độ pH 58 Bảng 3.5 Kết quả xác định các chỉ số địa hóa môi trường của các mẫu đất tại khu vực Đại Thịnh – Mê Linh 60 Bảng 3.6 Kết quả xác định các chỉ số địa hóa môi trường của các mẫu đất tại khu vực Vân Nội (theo nhóm SVĐC K55) 62 Bảng 3.7 Kết quả xác định các chỉ số địa hóa môi trường của các mẫu đất tại khu vực Tiên Dương – Đông Anh 64 Bảng 3.8 Kết quả phân tích thành phần hóa học các mẫu đất tại Đại Thịnh 66 Bảng 3.9 Kết quả phân tích thành phần hóa học các mẫu đất tại Vân Nội (theo nhóm SVĐC K55) 68 Bảng 3.10 Kết quả phân tích thành phần hóa học các mẫu đất tại Tiên Dương– Đông Anh 69 Bảng 3.11 Kết quả đo đạc các thôn số môi trường nước tại Vân Nội (theo nhóm SVĐC K55) 70 Bảng 3.12 Kết quả đo đạc các thôn số môi trường nước tại Tiên Dương 71 Bảng 3.13 Giới hạn một số kim loại nặng theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước dùng cho tưới tiêu (QCVN 39:2011/BTNMT) 71

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu tại Mê Linh-Đông Anh 18

Hình 1.2: Khai thác nước ngầm tràn lan từ tầng chứa nước Hà Nội để tưới tiêu cho rau màu tại Tiên Dương (Đông Anh) 30

Hình 1.3: Khai thác nước ngầm tràn lan từ tầng chứa nước Hà Nội để tưới tiêu cho rau màu tại Vân Nội 30

Hình 1.4 Khai thác nước mặt để tưới tiêu cho rau màu tại Tiên Dương – Đông Anh31 Hình 1.5 Sơ đồ vị trí khảo sát và lấy mẫu tại khu Đại Thịnh – Mê Linh 13

Hình 1.6 Sơ đồ vị trí khảo sát và lấy mẫu tại khu Tiên Dương – Đông Anh 14

Hình 1.7 Khảo sát và lấy mẫu đất tại phẫu diện đất ở khu Đại Thịnh – Mê Linh 14

Hình 2.1 Phẫu diện đất tại điểm kháo sát số 1-khu 1, thôn Nội Đồng, xã Đại Thịnh 33 Hình 2.2 Phẫu diện đất tại điểm kháo sát số 2-khu 1, thôn Nội Đồng, xã Đại Thịnh 33 Hình 2.3 Phẫu diện đất tại điểm kháo sát số 24-khu vực Tiên Dương-Đông Anh 35

Hình 2.4 Phẫu diện đất tại điểm kháo sát số 25-khu vực Tiên Dương-Đông Anh 35

Hình 2.5 Phẫu diện đất tại điểm kháo sát số 46-khu vực Vân Nội-Đông Anh 36

Hình 2.6 Phẫu diện đất tại điểm kháo sát số 47-khu vực Vân Nội-Đông Anh 37

Hình 2.7: Sơ đồ phân bố nguyên tố As khu Đại Thịnh 44

Hình 2.8: Sơ đồ phân bố nguyên tố Pb khu Đại Thịnh 44

Hình 2.9: Sơ đồ phân bố nguyên tố As khu Vân Nội 50

Hình 2.10: Sơ đồ phân bố nguyên tố As khu Tiên Dương 50

Hình 2.11: Sơ đồ phân bố nguyên tố Pb khu Vân Nội 50

Hình 2.12: Sơ đồ phân bố nguyên tố Pb khu Tiên Dương 50

Hình 3.1: Biểu đồ chuẩn hóa hàm lượng kim loại nặng trong đất trồng rau ở Đại Thịnh so với QCVN 03: 2008/BTNMT (As, Cd, Cu, Pb, Zn) 65

Hình 3.2: Biểu đồ chuẩn hóa hàm lượng kim loại nặng trong đất trồng rau ở Vân Nội và Tiên Dương so với QCVN 03: 2008/BTNMT (As, Cd, Cu, Pb, Zn) 67

Hình 3.3: Biểu đồ chuẩn hóa hàm lượng kim loại nặng trong nước ở Đại Thịnh so với QCVN 39: 2011 (nước tưới tiêu dùng trong nông nghiệp) 69

Hình 3.4: Biểu đồ chuẩn hóa hàm lượng kim loại nặng trong nước ở Vân Nội và Tiên Dương so với QCVN 39: 2011 (nước tưới tiêu dùng trong nông nghiệp) 69 Hình 3.5 Biểu đồ chuẩn hóa hàm lượng kim loại nặng trong rau Đại Thịnh so với các chỉ tiêu trong QĐ 99/2008/BNN & PTNT 76 Hình 3.6 Biểu đồ chuẩn hóa hàm lượng kim loại nặng trong rau ở Vân Nội so với các chỉ tiêu trong QĐ 99/2008/BNN & PTNT 76 Hình 3.7 Vỏ thuốc trừ sâu bị vứt bừa bãi gây ô nhiễm nguồn nước tại xã Đại Thịnh – huyện Mê Linh – thành phố Hà Nội 77 Hình 3.8 Vỏ thuốc trừ sâu bị vứt bừa bãi gây ô nhiễm nguồn nước tại xã Vân Nội – huyện Đông Anh – thành phố Hà Nội 79 Hình 3.9 Phun thuốc trừ sâu trước khi thu hoạch rau tại Đại Thịnh – Mê Linh dễ gây ngộ độc TNVTV với người sử dụng 79 Hình 3 Mô hình sản xuất rau an toàn tại Tiên Dương – Đông Anh 79

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Khu vực Đông Anh – Mê Linh nằm ở phía Bắc thủ đô Hà Nội, là các địa phương trong vành đai cung cấp lương thực, thực phẩm phục vụ nhân dân thủ Đô, trong đó có các loại rau, củ quả Thực tế trong những năm vừa qua, đây là một nguồn cung cấp thực phẩm rất quan trọng đảm bảo đời sống sinh hoạt của nhân dân, đặc biệt là các loại rau, quả tươi

Tại huyện Mê Linh và Đông Anh, đã hình thành các vùng chuyên canh rau rất quan trọng chuyên cung cấp các loại rau, quả tươi cho thành phố như cải xanh, súp lơ, cà chua, rau cần… Một số địa phương có vùng chuyên canh rau nổi tiếng như Vân Nội, Vân Hà (Đông Anh), Đại Thịnh (Mê Linh)… Với sản lượng lên đến hàng trăm tấn mỗi ngày Trong quy hoạch phát triển vành đai rau an toàn của thành phố Hà Nội, đây là một trong những vùng trồng rau trọng điểm ở phía bắc thành phố

Ngày nay kinh tế ngày càng phát triển, đời sống con người ngày càng được nâng lên, vấn đề sức khỏe và an toàn thực phẩm được chú trọng nhiều hơn Tuy nhiên song song với việc phát triển kinh tế thì tình trạng ô nhiễm môi trường và mất

vệ sinh, an toàn thực phẩm cũng ngày một tăng lên Tình trạng ngộ độc thực phẩm

do ăn phải rau, củ quả không an toàn; Rau, củ quả có thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) ngày càng nhiều

Nguy cơ ô nhiễm nền đất, trong đó có ô nhiễm kim loại nặng và thuốc BVTV trong đất và nước là một vấn đề rất nghiêm trọng có ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người và lâu dài vì các chất độc hại tồn dư trong đất và nước sẽ chuyển hóa, tích lũy trong chuỗi thực phẩm (rau, củ quả…) gây hại cho sức khỏe con người

Trong những năm trở lại đây ngành nông nghiệp trồng trọt của Việt Nam có những bước tăng trưởng đáng kể Tuy nhiên vấn đề ô nhiễm môi trường mà ngành nông nghiệp đang phải đối mặt ngày càng nghiêm trọng Đó là vấn đề ô nhiễm môi

trường đất, môi trường nước do các chất thải công nghiệp, các khí thải của hoạt động giao thông vận tải… đang tích tụ và làm suy thoái tài nguyên đất Riêng ngành sản suất các loại rau, quả đã phát triển rất mạnh trong thời gian gần đây, đảm bảo cho nhu cầu ngày càng cao của nhân dân và góp phần tăng kim ngạch xuất khẩu Nhưng cùng với việc tăng trưởng đó là việc sử dụng quá nhiều loại thuốc BVTV, cũng như thiếu sự hướng dẫn, kiểm soát gây ra một lượng thuôc BVTV dư thừa tồn đọng trong môi trường đất, gây ô nhiễm môi trường đất, chuyển hóa và tích lũy trong cây trồng, ảnh hưởng đến sức khỏe của con người

Bên cạnh nguy cơ ô nhiễm thuốc BVTV, nguy cơ ô nhiễm kim loại nặng trong đất cũng đáng chú ý vì tốc độ công nghiệp hóa và cơ giới hóa tăng nhanh trong khi quy hoạch đô thị chưa ổn định Các khu công nghiệp xen kẽ khu dân cư và vùng sản xuất nông nghiệp gây ô nhiễm môi trường đất và chuyển hóa vào cây trồng, ảnh hưởng đến sức khỏe của con người Có 12 nguyên tố thuộc nhóm kim loại nặng có thể gây ô độc cho sức khỏe của con người và động vật Khi hấp thụ vào

cơ thể nó được tích tụ lại trong các mô bào và khi vượt quá ngưỡng thì bắt đầu gây độc, đó là các nguyên tố: As, Cu, Cd, Hg, Pb, Sb, Cr, Mn, V… trong đó nguy hiểm nhất là Hg, Pb, Sb, Cd

Vấn đề ô nhiễm trong nông nghiệp nói chung và trong sản xuất rau, quả nói riêng đã được quan tâm từ lâu ở các nước công nghiệp phát triển Các nước châu

Âu, Mỹ, Canada và Australia đã đưa ra ngưỡng tiêu chuẩn các chất độc hại trong thực phẩm nói chung và trong rau quả nói riêng Nhiều nước cũng để ra những tiêu chuẩn để đánh giá môi trường đất phục vụ cho các mục đích khác nhau

Ngoài việc đánh giá hiện trạng dư lượng thuốc BVTV và kim loại nặng trong rau quả để xác định hiện trạng ô nhiễm môi trường đất thì việc nghiên cứu nền đất – nơi cung cấp nước và chất khoáng, chất dinh dưỡng đồng thời cũng là nơi cung cấp các tổ phần độc hại cho rau quả sẽ góp phần làm sáng tỏ nguyên nhân và mức độ ô nhiễm, đồng thời cũng tạo cơ sở cho việc định hướng các công tác phòng chống và giảm thiểu ô nhiễm, sử dụng tài nguyên đất một cách hợp lý nhất

Việc nghiên cứu môi trường của Hà Nội cũng đã bắt đầu được quan tâm tiến hành trong khoảng hơn chục năm trở lại đây nhưng hầu hết các công trình nghiên cứu đều tập trung vào môi trường nước mặt Năm 2001, Trường đại học Nông nghiệp 1 đã phối hợp với một số cơ quan nghiên cứu ô nhiễm môi trường tại các huyện ngoại thành và cho kết quả bước đầu đánh giá hiện trạng môi trường nước và đất tại tại một số khu vực Tuy nhiên các công tác nghiên cứu môi trường đất vẫn chưa được tiến hành một cách có hệ thống

Với mục đích ứng dụng các kết quả nghiên cứu địa hóa môi trường đất và nước trong sản xuất rau an toàn phục vụ cho nhu cầu người dân trong vùng nghiên

cứu cũng như khu vực phía bắc Thủ đô Hà Nội, học viên đã lựa chọn đề tài: “Đặc

điểm địa hóa môi trường đất và nước một số xã trọng điểm của huyện Mê Linh

và Đông Anh trong sản xuất rau an toàn” đáp ứng nhu cầu thực tiễn, có ý nghĩa

2.2 Nhiệm vụ

Để hoàn thành mục tiêu nói trên, luận văn có các nhiệm vụ:

1) Thu thập, tổng hợp tài liệu:

Thu thập các tài liệu liên quan đến vấn đề phát triển nông nghiệp, công nghiệp, về môi trường tự nhiên (thuỷ văn, khí hậu, thổ nhưỡng,…) của khu vực nghiên cứu;

2) Lập phiếu điều tra về tình hình quản lý, sử dụng và lưu giữ thuốc BVTV

tại khu vực nghiên cứu; tình hình xử lý các chất thải của các nhà máy, xí nghiệp trước khi xả thải ra môi trường khu vực

3) Khảo sát thực địa, thu thập các loại mẫu:

Tiến hành khảo sát thực địa tại một số diện tích trồng rau ở khu vực Mê Linh-Đông Anh, trong đó tập trung vào các xã Đại Thịnh-Mê Linh và Tiên Dương-Đông Anh, thu thập có hệ thống các loại mẫu

Khảo sát thực địa 03 đợt

Các loại mẫu thu thập: mẫu đất (45mẫu), mẫu nước mặt (6 mẫu), mẫu rau (6 mẫu)

4) Đo đạc, phân tích các loại mẫu:

+ Đo đạc, xác định các chỉ số địa hóa môi trường của các mẫu đất và nước:

pH, Eh, Ec (đo tại hiện trường bằng máy HANA 8314) 10 điểm đo

+ Phân tích quang phổ plasma: phân tích các nguyên tố kim loại nặng trong đất và nước (Trung tâm phân tích thí nghiệm Địa chất-Tổng cục Địa chất và khoáng sản Việt Nam hoặc Viện Hóa Môi trường, Viện KH và CN Việt Nam); Phân tích 45 mẫu đất, 6 mẫu nước mặt và 6 mẫu rau

5) Xử lý số liệu bằng các phần mềm chuyên dụng

6) Thành lập Sơ đồ Địa hóa môi trường đất khu vực nghiên cứu

7) Đề xuất một số định hướng và giải pháp góp phần cải thiện tình trạng ô

nhiễm đất và nước tại khu vực nghiên cứu thuộc Mê Linh và Đông Anh

3 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là đất và nước (nước mặt và nước ngầm) tại khu vực các xã Đại Thịnh, Vân Nội, Tiên Dương thuộc huyện Mê Linh và Đông Anh, Thành phố Hà Nội

4 Những điểm mới của luận văn

Kết quả nghiên cứu của luận văn sẽ rút ra được một số điểm mới sau:

- Kết quả nghiên cứu sẽ làm rõ hiện trạng môi trường, mức độ ô nhiễm đất và nước tại một số xã trọng điểm (Đại Thịnh của huyện Mê Linh) và (Vân Nội, Tiên Dương - Đông Anh)

- Dự báo nguyên nhân ô nhiễm và diễn biến của môi trường đất và nước trong khu vực nghiên cứu

5 Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn

5.1 Ý nghĩa khoa học:

- Góp phần làm rõ đặc điểm địa hóa môi trường đất và nước một số xã trọng điểm (Đại Thịnh, Vân Nội và Tiên Dương) của huyện Mê Linh và Đông Anh

- Góp phần làm sáng tỏ nguyên nhân, mức độ ô nhiễm môi trường đất và nước tại khu vực nghiên cứu cũng như ảnh hưởng của nó tới sức khỏe con người

5.2 Giá trị thực tiễn:

Qua kết quả nghiên cứu của luận văn sẽ giúp cho địa phương xác định được tình trạng ô nhiễm môi trường đất, nước nhằm phát triển vành đai rau an toàn cho khu vực ngoại thành Hà Nội, bảo vệ sức khoẻ người dân đặc biệt là người tiêu dùng, đảm bảo sự phát triển bền vững cho cả các thế hệ mai sau

Chương 2: Đặc điểm thành phần đất và nước khu vực nghiên cứu

Chương 3: Đánh giá hiện trạng môi trường đất và nước của các khu vực trồng rau Đại Thịnh, Vân Nội và Vân Dương

Kết luận

7 Lời cảm ơn

Luận văn được hoàn thành dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Nguyễn Khắc Giảng Nhân dịp này học viên xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất đến thầy hướng dẫn và các thầy cô Bộ môn Khoáng sản, Bộ môn Khoáng Thạch, Khoa Địa chất, Trường đại học Mỏ - Địa chất đã hết sức tạo điều kiện về phương tiện, thời gian và động viên tinh thần để học viên yên tâm hoàn thành luận văn Luận văn này sẽ không thể hoàn thành nếu thiếu sự giúp đỡ, động viên và góp ý của các thầy, cô trong bộ môn trong suốt quá trình thực hiện

Nhân dịp này, tác giả cũng chân thành cám ơn các sinh viên Vũ Huy Minh

và Phạm Nguyên Tuấn đã giúp đỡ nhiệt tình trong công tác khảo sát thực địa và đo đạc xác định các chỉ tiêu trong phòng thí nghiệm của Bộ môn Khoáng Thạch

Một lần nữa xin chân thành cảm ơn các tập thể, cá nhân đã hết lòng quan tâm, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi để tác giả có thể hoàn thành luận văn này Rất mong nhận được sự của đồng nghiệp và bạn đọc để luận văn được tốt hơn

Và cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn với gia đình, những người đã thực sự

là hậu phương mà nếu thiếu, tác giả luận văn sẽ không thể hoàn thành được bất kỳ công trình nào

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ CÁC PHƯƠNG

PHÁP NGHIÊN CỨU

1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên – xã hội

1.1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên

1.1.1.1 Vị trí địa lý

Khu vực nghiên cứu thuộc các xã Đại Thịnh của huyện Mê Linh và Vân Nội, Tiên Dương của Đông Anh nằm ở phía bắc Nội đô của Thành phố Hà Nội (Hình 1.1) Phía bắc được giới hạn bởi sông Cà Lồ, giáp huyện Bình Xuyên, thị xã Phúc Yên của Vĩnh Phúc, huyện Sóc Sơn của thành phố Hà Nội Phía nam giới hạn bởi sông Hồng và sông Đuống, giáp các quận Từ Liêm, Long Biên Trong khu vực nghiên cứu có tuyến đường sắt Hà Nội – Lào Cai Cảng hàng không quốc tế Nội Bài được nối với nội thành bằng đường quốc lộ 3 và đường cao tốc Bắc Thăng Long – Nội Bài, quốc lộ 23B Được bao bọc bởi 3 con sông, sông Hồng, sông Cà Lồ và sông Đuống

Hình 1.1: Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu tại Mê Linh-Đông Anh

Tóm lại, khu vực nghiên cứu có điều kiện thuận lợi về giao thông đường bộ, đường sắt, đường hàng không tạo cho khu vực nghiên cứu có lợi thế trong giao lưu

kinh tế với các tỉnh trung du và miền núi phía bắc cũng như các tỉnh đồng bằng sông Hồng và cả trong nước cũng như quốc tế, tạo điều kiện cho khu vực phát triển toàn diện các mặt đời sống kinh tế, xã hội

1.1.1.2 Đặc điểm khí hậu

Khu vực nghiên cứu có chung chế độ khí hậu của thành phố Hà Nội Theo

số liệu của Trung tâm Tư liệu Khí tượng Thuỷ văn và của Tổng cục Thống kê Hà Nội, khí hậu vùng đồng bằng Bắc Bộ nói chung và khu vực TP Hà Nội nói riêng là khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm Đặc điểm chung là mùa Hè nóng ẩm, mưa nhiều với nền nhiệt độ không khí cao và mùa Đông khô lạnh, nhiệt độ không khí tương đối thấp Số liệu quan trắc các đặc trưng khí tượng tại các trạm Hà Nội từ 1956-2006 (Bảng 1.1) cho thấy:

a) Nhiệt độ: Nhiệt độ trung bình năm ở Hà Nội là 23,7oC, song với cơ chế hoàn lưu gió mùa đã tạo ra sự phân hoá rõ rệt theo hai mùa:

- Mùa hè từ tháng V-X có nhiệt độ trung bình tháng tại Hà Nội từ 25,0oC đến 29,2oC (tháng VII là 29,2oC, tháng X là 25,0oC) Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối tại Hà Nội là 40,1o

C

- Mùa Đông từ tháng XI-IV có nhiệt độ trung bình tháng tại Hà Nội từ 16,5oC đến 24oC Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối tại Hà Nội là 5oC

b) Độ ẩm: Độ ẩm không khí trung bình năm tại Hà Nội là 82% Thời kỳ cuối

mùa hè đến đầu mùa Đông (XI-XII) là thời kỳ tương đối khô, độ ẩm trung bình tháng tại Hà Nội chỉ 78% Thời kỳ từ tháng III-IV do thời tiết ẩm ướt, có mưa phùn nên độ

ẩm trung bình tháng đạt cao nhất trong năm, tại Hà Nội là 86%, biên độ độ ẩm trong ngày chỉ từ 20-30% Các tháng giữa mùa mưa độ ẩm tương đối lớn, trung bình từ 82-84% tại Hà Nội

Bảng 1.1 Đặc trƣng số liệu khí hậu trạm Hà Nội (1956-2008)

c) Lượng mưa: Khu vực Hà Nội có lượng mưa lớn hơn một ít so với các

vùng khác ở xung quanh, lượng mưa trung bình năm khoảng 1637,7 mm Do ảnh hưởng của địa hình đô thị nên vùng nội thành có lượng mưa năm lớn hơn vùng ngoại thành Lượng mưa năm lớn nhất tại Hà Nội là 2536,0mm (1994), Lượng mưa năm nhỏ nhất là tại Hà Nội là 1033,1mm (1988) Lượng mưa năm lớn nhất nhiều gấp 2,5-2,6 lần lượng mưa năm nhỏ nhất Số ngày mưa trung bình trong năm tại Hà Nội là 149 ngày Các tháng có mưa phùn (II-IV) và các tháng đầu và giữa mùa mưa (V-VIII) có số ngày mưa lớn nhất trong năm (14-16 ngày) Tháng XII chỉ có số ngày mưa trung bình là 5-6 ngày Lượng mưa trong năm biến đổi khá lớn theo thời gian và chia làm hai mùa:

- Mùa mưa từ tháng V-X có lượng mưa là 1366,3mm, chiếm 83,4% - 85,2% tổng lượng mưa năm Lượng mưa trong ba tháng lớn nhất (VI-VIII) tại Hà Nội là 816,9 mm, chiếm tới 49,9 -51,0% tổng lượng mưa năm Lượng mưa trung bình tháng lớn nhất (tháng VIII) tại Hà Nội là 298,2mm Lượng mưa tháng lớn nhất tại

Hà Nội là 756,7mm Lượng mưa ngày lớn nhất tại Hà Nội là 394,9mm (10/XI/1984) Lượng mưa 24 giờ lớn nhất tại Hà Nội là 536,5 mm (XI/1984) Lượng mưa giờ lớn nhất là 114,9mm (5h 15/VII/1999)

- Mùa ít mưa từ tháng XI-IV có tổng lượng mưa trung bình tại Hà Nội là 271,4mm, chiếm 16,6% tổng lượng mưa năm Lượng mưa trung bình trong ba tháng mưa nhỏ nhất tại Hà Nội là 65,8mm Lượng mưa trung bình tháng nhỏ nhất tại Hà Nội là 18,2mm, chiếm từ 1,1- 1,3% tổng lượng mưa năm

Với đặc trưng là lượng mưa lớn như vậy, các dòng chảy tràn trên mặt trong

và sau những trận mưa có tác dụng hòa tan và thau rửa các tổ phần gây ô nhiễm nhưng cũng có thể là phương thức phát tán các các chât sẽ nhiễm từ một điểm ra các

vị trí xung quanh

d) Bốc hơi: Lượng bốc hơi trung bình năm ở Hà Nội là 978,9 mm Các

tháng có lượng bốc hơi lớn nhất trong năm là các tháng trong mùa hè và đầu mùa đông (V-XII), lượng bốc hơi trung bình tháng ở Hà Nội từ 82,6 – 98,2 mm Các tháng có lượng bốc hơi ít nhất là tháng I-IV, lượng bốc hơi trung bình tháng tại Hà Nội từ 57,2 – 69,6 mm Các tháng có lượng bốc hơi lớn nhất là VI-VII, lượng bốc hơi trung bình tháng từ 98,2 – 110,1 mm Với đặc điểm bốc hơi như vậy, trong các tháng mùa hè và mùa thu-đông, cây trồng nói chung và rau quả nói riêng cần được tưới một lượng nước lớn để đảm bảo sinh trưởng bình thường

e) Số giờ nắng: Số giờ nắng trung bình năm ở Hà Nội là 1562,0 giờ Mùa

Hè (V-X) có số giờ nắng trung bình tháng từ 163,6 – 189,7 giờ Mùa Đông có số giờ nắng trung bình tháng từ 47,2 – 138,6 giờ Tháng II-III có nhiều ngày trời âm u, mưa phùn nên có số giờ nắng ít nhất trong năm, số giờ nắng trung bình tháng chỉ từ 47,2 - 54,2 giờ

f) Sương mù: Số ngày có sương mù ở Hà Nội tương đối ít, trung bình năm

chỉ là 10,2 ngày Tháng có số ngày có sương mù nhiều nhất là tháng XII và I, trung bình tháng có 2,0-2,8 ngày Tháng VI-VIII không có sương mù

g) Tốc độ gió: Tốc độ gió trung bình năm ở Hà Nội là 1,9 m/s Tốc độ gió

trung bình từng tháng biến đổi không nhiều (từ 1,6 m/s đến 2,2 m/s Các tháng từ

I-V có tốc độ gió trung bình tháng từ 2,1-2,2m/s Các tháng I-VI-XII có tốc độ gió trung bình tháng là 1,6-1,9m/s Tốc độ gió lớn nhất trong các tháng từ 15-34m/s Tốc độ gió lớn nhất đã quan trắc được ở Hà Nội là 34m/s, hướng Bắc (8/VII/1956)

Khu vực Hà Nội nằm tương đối xa biển nên gió bão thường ảnh hưởng không trực tiếp và không lớn Số liệu quan trắc nhiều năm cho thấy ở khu vực Hà Nội bão thường xuất hiện trong mùa mưa (V-IX), gió bão thường chỉ thuộc loại cấp 5-6, rất ít khi có bão cấp 8,9 Tốc độ gió bão lớn nhất cũng thường chỉ 8-15m/s, rất ít khi tới 20m/s.

1.1.1.3 Địa hình

Nhìn chung khu vực nghiên cứu tương đối bằng phẳng, có hướng thoải dần

từ TB xuống ĐN Các xã ở phí TB như: Tiến Thắng, Thanh Lâm, Vạn Yên, Liên Mạc (Mê Linh); Phú Minh, Phủ Lỗ, Nguyên Khê (Đông Anh) địa hình cao hơn Các

xã này thuộc các hệ tầng Hà Cối, Vĩnh Phúc Các xã ở phía ĐN như: Tráng Việt, Tiền Phong (Mê Linh), Vĩnh Ngọc, Cổ Loa (Đông Anh) địa hình thoải hơn Các xã này chủ yếu thuộc hệ tầng Thái Bình

Đặc điểm địa hình của huyện là một yếu tố cần được chú ý khi xác định cơ cấu cây trồng, vật nuôi và quy hoạch vùng chuyên canh sản xuất: vùng đất cao nên tập trung trồng cây ăn quả, vùng đất trũng cải tạo để nuôi trồng thủy sản Nhìn chung địa hình của Đông Anh là tương đối ổn định, có khả năng xây dựng các công trình lớn Nhìn chung đặc điểm địa hình của khu vực nghiên cứu cho phép có thể xây dựng kinh tế đa dạng bao gồm sản xuất nông nghiệp sinh thái kết hợp với sản xuất công ngiệp, xây dựng và du lịch sinh thái

Trong thực tế, các diện tích trồng rau quả tại Đại Thịnh, Vân Nội và Tiên Dương thường có bề mặt địa hình cao hơn xung quanh, dễ thoát nước để thuận lợi cho bộ rễ các loại cây trồng cạn phát triển

1.1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội

1.1.2.1 Đặc điểm dân cƣ

Dân cư trong vùng chủ yếu là người kinh, sống tập trung tại các Làng, xã và thị trấn Mật độ dân số trong vùng tương đối cao Dân số huyện Mê Linh khoảng 190.000, mật độ dân số 1.357 người/km2; huyện Đông Anh dân số khoảng 330.595, mật độ 1.823 người/km2

Trình độ dân trí và đời sống của nhân dân tương đối phát triển

1.1.2.2 Kinh tế

* Công nghiệp: Trong khu vực nghiên cứu có hai khu công lớn là: khu công nghiệp bắc Thăng Long và khu công nghiệp Quang Minh Tại các khu công nghiệp này tập trung nhiều công ty lớn, sản xuất nhiều loại sản phẩm khác nhau như: Linh kiện điện tử, thiết bị y tế, đồ gia dụng, nội thất, hóa chất, vật liệu xây dựng ngoài

ra còn có một số cụm công nghiệp nhỏ Nói chung ngành công nghiệp trong khu vực tương đối phát triển

* Nông nghiệp: Ngoài việc canh tác một năm hai vụ lúa thì huyện Đông Anh

và Mê Linh còn hình thành những vùng chuyên canh rau, quả như: Vân Nội, Vân

Hà (Đông Anh), Đại Thịnh (Mê Linh), những vùng chuyên trồng hoa như: Mê Linh, Tiền Phong (Mê Linh)

1.1.2.3 Văn hóa – xã hội

Mê Linh và Đông Anh là những địa phương có truyền thống lịch sử, nơi đây còn lưu giữ được nhiều di tích từ thời kỳ đâu dựng nước đến những giai đoạn khác nhau của đất nước (di tích lịch sử đền thờ hai bà Trưng tại – Mê Linh, thành Cổ Loa – Đông Anh) Trình độ dân trí trong vùng tương đối phát triển, tại các Làng đều có trường cấp 1, cấp 2, tại các xã, thị trấn đều có trường cấp 3 Tại các làng đều có nhà văn hóa, các trung tâm văn hóa – trính trị tại xã, phường, thị trấn

1.2 Đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu

1.2.1 Đặc điểm địa tầng

Theo các kết quả nghiên cứu địa chất đã công bố [ ], trong vùng nghiên cứu có mặt các trầm tích của hệ tầng Hà Cối (J1hc) và các trầm tích Đệ tứ của hệ tầng Hà Nội, Vĩnh Phúc, Hải Hưng và Thái Bình Sau đây sẽ mô tả khái quát các trầm tích của các hệ tầng này

JURA HẠ - TRUNG

Hệ tầng Hà Cối (J 1-2 hc)

Hệ tầng do Dovjikov và nnk., (1965) xác lập khi nghiên cứu mặt cắt ở vùng

Hà Cối.Hệ tầng Hà Cối phân bố trên những diện tích rộng lớn ở Quảng Ninh, ven vịnh Hà Cối từ Móng Cái đến Mông Dương, qua Đông Triều và trên các đảo Cái

Bầu, Vĩnh Thực, Cái Chiên; ngoài ra còn lộ ở Đình Lập, An Châu, Thái Nguyên và rải rác ở một số nơi khác Trong khu vực nghiên cứu hệ tầng Hà Cối phân bố chủ yếu ở khu vực xã Thanh Lâm (Mê Linh)

Trong diện tích nêu trên thành phần thạch học chủ yếu là hạt thô: cuội kết đa khoáng (cuội là thạch anh, quazrit cát kết, silic) sạn kết, cát kết thấu kính, đá phiên sét màu nâu đỏ, chuyển lên trên là đá phiến sét, cát kết xen bột kết Đôi nơi gặp đá hạt thô phân lớp xiên chéo Trong cát bột kết chứa: Estherice và hóa thạch thực vật Pterophyllum portali, cladophlebis, haiburnensis, Phoenicosis

Quan hệ dưới của hệ tầng chưa rõ, nhưng với hóa thạch nêu trên cho phép xếp tuổi của hệ tầng là Jura sớm – giữa (J1-2hc)

Đặc điểm nổi bật về mặt thành phần thạch học của hệ tầng này là khối lượng hạt vụn thô gồm cuội, sỏi, sạn, cát chiếm tỷ trọng lớn, do vậy khả năng chứa nước khá phong phú, nên đây chính là tầng chứa nước quan trọng nhất không những trên địa bàn thành phố mà trong cả khu vực đồng bằng Bắc Bộ

Mặt cắt ở vùng phủ của hệ tầng được phân làm 3 lớp từ dưới lên như sau:

- Lớp 1: Cuội, tảng (kích thước 7-10 cm, đôi khi lớn hơn), sỏi sạn lẫn ít cát bột; thành phần cuội tảng: thạch anh, silic, ít đá phun trào Kích thước cuội 2-5 cm

- Lớp 2: Sỏi nhỏ, cát hạt thô, cát bột màu vàng, vàng xám; thành phần khoáng vật chủ yếu là thạch anh, ít silic, felspat và một vài khoáng vật nặng Bề dày 15-17 m

- Lớp 3: Bột sét, bột cát hạt mịn màu xám vàng, gạch vàng và nâu xám xen kẹp các thấu kính sét sét bột lẫn mùn thực vật màu xám đen; thành phần khoáng vật sét chủ yếu là kaolinit, hydromica Bề dày 1-5 m, pH = 7,5

Lớp 1,2 là tầng chứa nước ngầm phong phú, chất lượng nước tốt; đây là đối tượng cung cấp nước chủ yếu cho thành phố

Nhiều khi, trầm tích này bị hệ tầng Vĩnh Phúc (aQ13vp) phủ không chỉnh hợp lên trên Tại nhiều lỗ khoan, bề mặt lớp hạt mịn phần trên cùng của hệ tầng bị phong hóa nhiễm sắt có màu vàng, nâu sậm

Hệ tầng Vĩnh Phúc(a,lbQ 1 3

vp)

Hệ tầng Vĩnh Phúc có nguồn gốc sông, hồ - đầm lầy, tuổi Pleistocen thượng

Hệ tầng Vĩnh Phúc được hình thành trong khoảng thời gian 100.000 – 10.000 năm cách ngày nay Bề mặt hệ tầng bị phong hóa nên dưới lớp đất trồng mỏng thường là lớp sét cát nhiễm sắt có màu sắc loang lổ và cứng chắc Trong vùng nghiên cứu, hệ tầng này lộ ra rất rộng rãi và chiếm diện tích chủ yếu của vùng

Nét đặc trưng nổi bật nhất của hệ tầng là trầm tích lộ trên bề mặt hay bề mặt của hệ tầng ở vùng phủ ven rìa bị laterit hóa yếu tạo nên lớp sét, sét cát màu sắc vàng – đỏ - đỏ nâu – nâu vàng loang lổ Hệ tầng có 2 kiểu nguồn gốc là sông và hồ - đầm lầy, thể hiện lịch sử tiến hóa trầm tích của sông

- Lớp 3: sét bột loang lổ xám vàng, xám đen, dày 2 – 10 m

- Lớp 4: bột sét loang lổ, xám vàng, xám nâu đen lẫn mùn thực vật, thấu kính than bùn, dày 1-3m

Trong khu vực nghiên cứu hệ tầng Vĩnh Phúc lộ ra khá rộng tạo thành dải kéo dài từ Kim Hoa, Đại Thịnh, Mê Linh (Mê Linh) sang Vân Nội (Hình 1.2), Vân Hà,

Liên Hà (Đông Anh)

Hình 1.2: Sét nâu đỏ của hệ tầng Vĩnh Phúc tại hố đào ven đường Bắc Nhật Tân-Nội Bài tại khu vực xóm Bảo, Vân Nội

HOLOCEN HẠ - TRUNG

Hệ tầng Hải Hƣng (Q 2 1-2 hh)

Hệ tầng Hải Hưng có tuổi Holocen hạ - trung

Hệ tầng Hải Hưng được thành tạo trong khoảng thời gian 10.000– 4.000 năm

cách ngày nay Trong khoảng thời gian này, đồng bằng Bắc Bộ trong đó có địa bàn Hà

Nội chịu ảnh hưởng của đợt biển tiến cực đại flandri Đường bờ biển vào giai đoạn biển

tiến cực đại này đồng thời là giới hạn diện phân bố trầm tích sét xám xanh, dẻo, mịn

(đồng nhất về độ hạt) và ổn định về bề dày Hệ tầng được đặc trưng bằng hai kiểu nguồn

gốc: trầm tích hồ - đầm lầy trước biển tiến nằm dưới (mặt cắt chính được nghiên cứu tại

Giảng Võ – Hà Nội) và trầm tích biển với màu xám xanh, mịn dẻo nằm trên (mặt cắt

điển hình được nghiên cứu tại hồ bơi Đống Đa – Hà Nội)

Hệ tầng không lộ ra trên mặt mà nằm ở độ sâu 1,5 – 20m, bề dày lớn nhất là 13,5m

Thành phần trầm tích này chủ yếu là bột sét, bột cát chứa tàn tích thực vật,

lớp mỏng than bùn Đặc trưng mặt cắt của hệ tầng:

- Lớp 1(18-12,6 m): bột cát, bột sét lẫn nhiều mùn thực vật , màu xám đen

nhạt, độ chọn lọc kém đến rất kém, độ pH: 4,5 -6,5; mang tính môi trường axit và

khử đặc trưng cho đầm lầy ven biển Lớp này phủ không chỉnh hợp lên lớp sét

loang lổ của hệ tầng Vĩnh Phúc, dày 5,4m

- Lớp 2 (12,6 – 4,5 m): bột sét, bùn lẫn mùn và xác thực vật phân hủy chưa hết , màu xám, xám sẫm Thành phần hạt mịn hơn Lớp dày 8,1 m Lớp này bị lớp sét màu xám xanh nguồn gốc biển cùng hệ tầng Hải Hưng nằm chỉnh hợp lên trên

HOLOCEN THƢỢNG

Hệ tầng Thái Bình (Q 2 2-3 tb)

Đây là các trầm tích hiện đại được thành tạo sau khi biển lùi, mực nước biển

hạ thấp, vai trò sông Hồng lớn dần trong quá trình hình thành đồng bằng sông Hồng, trong đó có diện mạo thành phố Hà Nội ngày nay Sông Hồng trong giai đoạn này có quá trình xâm thực ngang chiếm ưu thế Trầm tích hiện đại chủ yếu có nguồn gốc sông, phân bố dọc theo hai bên bờ các sông lớn như sông Hồng, sông Đuống, sông Cầu hệ thống đê điều ven sông Hồng được thiết lập dẫn tới phần trầm tích trong đê bị ngừng bồi đắp phù sa trong khi đó ngoài đê hàng năm vào mùa lũ, các bãi bồi lại được phủ một lớp mỏng phù sa: cát, bột, sét màu mỡ Hệ tầng Thái Bình trên địa bàn thành phố Hà Nội được phân ra làm 3 kiểu nguồn gốc khác nhau :

a) Trầm tích sông, tướng đá bãi bồi trong đê

Trầm tích kiểu nguồn gốc này phổ biến rộng ở Đông Anh, Gia Lâm, Từ Liêm và Thanh Trì, ngoài ra còn một diện nhỏ dọc theo sông Cầu Đặc trưng của hệ tầng:

- Lớp 1 (26,5 -9m): cát hạt nhỏ đến vừa, màu xám, xám nâu, xám tro lẫn vảy nhỏ muscovit và cả tàn tích thực vật Thành phần độ hạt gồm cát: 94,57%, bột sét: 5,49 Lớp 1 nằm phủ không chỉnh hợp lên bề mặt của lớp sét loang lổ của hệ tầng Vĩnh Phúc, bề dày 17,5m

- Lớp 2 (9-8m ): bột sét lẫn ít cát màu nâu xám, trong đó bột chiếm 84,6 %, sét 7,8 %, cát 7,56%

b) Trầm tích sông -hồ- đầm lầy

Diện phân bố của loại trầm tích này nhỏ hẹp, rải rác ở Đông Anh và trong nội thành Hà Nội Đây thực chất là những ao hồ trũng thấp và lòng sông cổ hình móng ngựa đang bị đầm lầy hóa Trầm tích kiểu nguồn gốc này được thành tạo chủ yếu do quá trình đổi dòng của sông Hồng và các sông nhánh, liên quan tới sự hình thành hệ thống đê dẫn tới sông, rạch thoát nước bị đầm lầy hóa dần Thành phần

chính của trầm tích này là sét, bột sét, bột màu xám, xám tro, xám đen lẫn hợp chất hữu cơ, tàn ích thực vật

Hiện tại tốc độ đô thị hóa tăng nhanh thường đưa đến việc san lấp ao hồ để xây dựng Trên diện phân bố những ao hồ này, cấu trúc nền đất phức tạp gồm 3-4 lớp đất khác nhau Trên cùng chủ yếu là đất loại sét, tiếp đến là đất bùn sét pha, bề dày có khi tới 15-20m, dưới cùng là các nguồn gốc sông tuổi Pleistocen hay Holocen

c) Trầm tích sông, tướng lòng, bãi bồi ngoài đê

Đây là trầm tích trẻ nhất thuộc tướng bãi bồi, ven lòng phân bố ở ngoài đê sông Hồng, sông Cầu, sông Cà Lồ và các sông suối nhánh

Trầm tích này, ở các sông suối nhánh có thành phần cuội, sỏi, sạn, cát lẫn bột sét màu nâu, vàng xám Đặc trưng mặt cắt của hệ tầng:

- Lớp 1 (6,23-3,2 m): cát hạt từ trung bình đến thô Thành phần khoáng vật cát chủ yếu là thạch anh ( 85-90%), ít mica, felspat (5%) ít mảnh đá mầu xám đen lớp này chưa khống chế được hết chiều dày

- Lớp 2 (3,2-0,3 m): cát hạt mịn lẫn bột cát màu xám đen, thành phần cát chiếm 80-90%, bột sét 10%

- Lớp 3 (0,3- 0 m): bột sét màu nâu, bề mặt có thảm cỏ phát triển, thành phần bột sét chiếm 90%, cát 10%

Đôi chỗ trong cát có mảnh vỏ trai, hến nước ngọt Cát trầm tích bãi bồi hiện đang được khai thác làm cát san lấp hay để dùng làm vữa trát trong xây dựng

1.2.2 Kiến tạo

Diện tích thành phố Hà Nội thuộc miền kiến tạo Đông Bắc - Bắc Bộ Miền kiến tạo này có lịch sử địa chất lâu dài trong đó có các đới kiến tạo khác nhau như nhiều người đã phân chia: Đới An Châu và đới Lô - Gâm Vùng trũng Hà Nội các thành tạo Neogen và Đệ Tứ nằm bất chỉnh hợp phủ chờm lên các thành tạo cổ hơn thuộc miền kiến tạo Đông Bắc

1.2.3 Khoáng sản

Trong khu vực nghiên cứu khoáng sản chủ yếu là sét làm nguyên liệu sản xuất gạch làm vật liệu xây dựng thông thường

1.2.4 Đặc điểm phân bố các nguồn nước mặt, nước ngầm tại khu vực

1.2.4.1 Nguồn nước ngầm

Khu vực nghiên cứu thuộc các tầng chứa nước Holocen (qh) lộ ra trên bề mặt và phân bố ven sông Hồng và sông Đuống rồi đổ xuống phía Nam; ở phía Bắc chỉ phân bố thành dải hẹp dọc theo sông Cầu, sông Cà Lồ với chiều dày nhỏ

Theo thành phần thạch học, tầng chứa nước này thường có 2 tập: tập trên phân bố không liên tục gồm sét pha thuộc phần trên của hệ tầng Thái Bình (Q23 tb)

có chiều dày từ rất nhỏ đến 10m, đất đá do có tính thấm yếu với hệ số thấm từ 0,0036 đến 0,065, trung bình 0,023m/ng nên chứa nước kém; tập dưới là cát có độ hạt khác nhau lần sạn sỏi, chiều dày trung bình ở vùng Bắc sông Hồng, sông Đuống

là 9,2 m; Gia Lâm là 10,1 m và Nam sông Hồng là 13,3 m, chứa nước tốt

Hệ số dẫn (kH) của đất đá chứa nước từ 20 đến 800 m2/ng, cá biệt có nơi đến hơn 1000 m2/ng, hệ số nhà nước trọng lực (µ) thay đổi từ 0,01 đến 0,17, bình quân cho vùng Bắc sông Hồng, sông Đuống và Nam sông Hồng là 0,08, vùng Gia Lâm là 0,1

Chiều sâu mực nước dưới đất thường là 3-4 m cách mặt đất, riêng vùng phía Nam sông Hồng thì sâu hơn do ảnh hưởng khai thác từ tầng dưới Nước dưới đất nhìn chung không có áp lực hoặc áp lực nhỏ Tỉ lưu lượng (q) các lỗ khoan thí nghiệm từ rất nhỏ đến 4,5 l/sm, đôi nơi lớn hơn, đánh giá chung tầng chứa nước vào loại giàu nước trung bình

Nguồn cung cấp nước cho tầng là nước mưa, nước tưới, riêng dải ven sông

về mùa lũ thì nước sông là nguồn cung cấp chính, nhưng vào mùa khô lại thoát ra các sông, bị bốc hơi và cung cấp cho các tầng chứa nước nằm dưới Ở vùng ven sông Hồng, sông Đuống và một số nơi khác do tầng cách nước bị vát mỏng hoặc vắng mặt hoàn toàn thì tầng chứa nước bên trên có quan hệ thủy lực chặt chẽ với tầng chứa nước bên dưới.Nước trong tầng là nước nhạt với độ tổng khoáng hóa thường là < 0,5 g/l, nước mềm đến hơi cứng thuộc kiểu bicacbonat calxi Hàm lượng sắt trong nước từ 0,4 đến 9,2 mg/l, mangan từ 0,2 đến 0,57 mg/l; hàm lượng

NH4+ đôi nơi rất cao, vùng phía nam thuộc huyện Thanh Trì đạt đến vài chục mg/l,

thậm chí đến trên 100 mg/l Tầng chứa nước có ý nghĩa cung cấp nhỏ đặc biệt nhân

dân vùng nông thôn ngoại thành thường đào giếng, khoan các giếng đường kính nhỏ

khai thác nước trong tầng này Tầng chứa nước do vậy dễ bị nhiễm bẩn và nhiều nơi

đã bị nhiễm bẩn Trong thực tế nước trong tầng chứa này đang bị khai thác tràn lan

phục vụ cho tưới rau màu tại địa phương (Hình 1.3, 1.4)

Hình 1.3: Khai thác nước ngầm tràn lan từ tầng chứa nước Hà Nội

để tưới tiêu cho rau màu tại Tiên Dương (Đông Anh)

Hình 1.4: Khai thác nước ngầm tràn lan từ tầng chứa nước Hà Nội

để tưới tiêu cho rau màu tại Vân Nội

1.2.4.2 Nguồn nước trên mặt

Tại khu vực nghiên cứu, nguồn nước mặt chủ yếu từ hệ thống sông Hồng, sông Cà Lồ và sông Đuống, một số đầm như là đầm Vân Trì, có dung tích 0,75 triệu

m3 có ý nghĩa quan trọng trong việc cung cấp nước tưới và cung cấp cho nguồn nước dưới đất Ngoài ra trên địa bàn còn một số ao hồ nhỏ và một số kênh mương nội đồng là nguồn cung cấp khác phục vụ cho các hoạt động sản xuất nông nghiệp tại địa phương

Hình 1.5 Khai thác nước mặt để tưới tiêu cho rau màu tại Tiên Dương – Đông Anh

1.3 Các phương pháp nghiên cứu

1.3.1 hương pháp kế th a: thu thập, tổng hợp và sử lý, luận giải tài liệu

Trước khi tiến hành khỏa sát thực địa và trong quá trình hoàn thành luận văn, chúng tôi đã tiên shành thu thập và sử lý các tài liệu có liên quan đến đề tài nghiên cứu, báo gồm các tài liệu về khí tượng thủy văn, địa chất, thổ nhưỡng, kinh tế-xã hội của vùng

1.3.2 hương pháp khảo sát ngoài thực địa

Chúng tôi đã tiến hành khảo sát thực địa, nghiên cứu đặc điểm địa chất của khu vực, đặc điểm phân bố các tầng trầm tích Đệ tứ, bề dầy của các lớp đất

Để nghiên cứu đặc điểm đất và nước tại các khu vực đã lựa chọn, chúng tối tiến hành chọn các mặt cắt điển hình cắt qua các khu vực có địa hình cao thấp khác nhau và hiện đang trồng các loại rau quả thuộc các xã Đại Thịnh (Mê Linh) và Tiên Dương (Đông Anh) là hai khu vực trồng rau trọng điểm hiện nay, kết hợp với khảo sát bổ sung tại Vân Nội Trong đó ở Vân Nội chỉ tiến hành khảo sát bổ sung và lấy mẫu tại một số địa điểm để so sánh với kết quả nghiên cứu trong năm 2013 đã công bố

Tại khu vực Đại Thịnh, chúng tôi đã tiến hành khảo sát và lấy mẫu đất trên 5 tuyến với tổng số 22 phẫu diện (hình 1.6)

Hình 1.6 Sơ đồ vị trí khảo sát và lấy mẫu tại khu Đại Thịnh – Mê Linh Tại khu vực Tiên Dương, đã tiến hành khảo sát trên 5 tuyến với tổng số 20 phẫu diện (xem hình 1.7)

Hình 1.7 Sơ đồ vị trí khảo sát và lấy mẫu tại khu Tiên Dương – Đông Anh

Tại các điểm khảo sát, chúng tôi đã iến hành đào các phẫu diện để nghiên cứu các đặc điểm các tầng đất, lấy các mẫu phân tích trong phòng Số lượng mẫu lấy tại mỗi phẫu diện từ 1 đến 3 mẫu phụ thuộc vào cấu trúc các tầng đất (hình 1.8)

Hình 1.8 Khảo sát và lấy mẫu đất tại phẫu diện đất ở khu Đại Thịnh – Mê Linh Ngoài ra chúng tôi còn nghiên cứu các đặc điểm địa chất thủy văn, đặc điểm phân bố nước mặt và nước ngầm, đo các thông số môi trường đất và nước, lấy các loại mẫu đất và nước

c-Các phương pháp phân tích, nghiên cứu trong phòng:

Để xác định độ hạt của các mẫu đất, chúng tôi đã sử dụng các phương pháp rây và gửi mẫu đi phân tích tại PTN của Học viện Thủy lợi

Tiến hành các đo đạc để xác định các thông số môi trường đất và nước (Eh,

pH, Ec, )

Để xác định thành phần hóa học, chúng tôi đã sử dụng các phương pháp phân tích hóa, phân tích vi lượng (quang phổ ICP) để xác định thành phần nước và đất Các mẫu được gửi phân tích tại Trung tâm phân tích thí nghiệm Địa chất

- Các phương pháp xử lý số liệu: So sánh với các tiêu chuẩn môi trường Việt Nam để đánh giá hiện trạng chất lượng đất, nước sử dụng các phần mềm để xác định quan giữa các tổ phần, luận giải các kết quả nghiên cứu về địa hóa môi trường đất và nước

2.1.1 Cấu trúc các phẫu diện đất khảo sát tại khu vực Đại Thịnh – Mê Linh

Kết quả khảo sát các phẫu diện đất tại Đại Thịnh – Mê Linh (xem các ảnh từ 2.1 đến 2.22, phần phụ lục) cho thấy phần trên các phẫu diện đất tại Đại Thịnh thường có cấu trúc như sau:

- Lớp đất trồng, dày từ 10 – 25cm; màu xám, xám nâu, xám đen Thành phần chủ yếu cát pha bột lẫn vật chất hữu cơ (rễ cây và mùn thực vật)

- Lớp đất lót phía dưới màu xám trắng, xám nâu, xám vàng loang lổ Thành phần chủ yếu là sét –bột và cát hạt mịn Màu sắc của lớp thay đổi tùy thuộc vào thành phần sét (kaolinit hay ilit) và hàm lượng oxit-hydroxit sắt trong đó

- Lớp sét loang lổ màu xám tắng, nâu vàng hoặc nâu đỏ, nhiều chỗ có các kết vón latterit màu nâu đỏi mềm bở hoặc có các kết vón latẻit màu đen xám, khá rắn chắc

Dưới đây chúng tôi mô tả chi tiết một số phẫu diện đất điển hình trong khu vực Đại Thịnh:

Phẫu diện số 1 (khảo sát tại ruộng trồng màu đã thu hoạch, xung quanh trồng

tỏi, rau cải và bí thuộc khu 1 thôn Nội Đồng) Phẫu diện này có 3 lớp phân biệt bằng màu sắc và thành phần độ hạt khác nhau khá rõ rệt (hình 2.1 )

Từ trên xuống dưới có 3 lớp theo thứ tự sau:

- Lớp 1: Từ 0 – 15cm; lớp đất trồng màu xám Thành phần chủ yếu là cát pha bột lẫn ít rễ cây và mùn thực vật;

- Lớp 2: Ttừ 15 – 25cm; lớp sét, bột màu xám vàng;

- Lớp 3: Từ 25cm trở xuống, lớp sét loang lổ của hệ tầng Vĩnh Phúc

Hình 2.1 Phẫu diện đất tại điểm kháo sát số 1-khu 1, thôn Nội Đồng, xã Đại Thịnh

Phẫu diện số 2: khảo sát tại khu ruộng trồng rau, xung quanh có các ruộng

trồng cà, đậu đũa, rau cải xanh Từ trên xuống có các lớp như sau (hình 2.2):

Hình 2.2 Phẫu diện đất tại điểm kháo sát số2-khu 1, thôn Nội Đồng, xã Đại Thịnh

Lớp 1:Từ 0 – 15cm; lớp đất trồng màu xám Thành phần cát pha bột lẫn ít rễ cây và mùn thực vật;

Lớp 2: Từ 15-25cm trở xuống, lớp sét pha loang lổ màu nâu đỏ

Lớp 3: Từ 25cm trở xuống, lớp sét pha loang lổ lẫn kết vón laterit

2.1.2 Cấu trúc các phẫu diện đất khảo sát tại khu vực Tiên Dương – Đông Anh

Kết quả khảo sát các phẫu diện đất tại khu vực Tiên Dương-Đông Anh (xem các ảnh từ phẫu diện 24 – phẫu diện 45, phần phụ lục) cho thấy phần trên các phẫu diện đất tại khu vực này cũng có có cấu trúc tương tự như tại khu vực Đại Thinh:

- Lớp đất trồng, dày từ 10 – 25cm; màu xám, xám nâu, xám đen Thành phần chủ yếu cát pha bột lẫn vật chất hữu cơ (rễ cây và mùn thực vật)

- Lớp đất lót phía dưới màu xám trắng, xám nâu, xám vàng loang lổ Thành phần chủ yếu là sét –bột và cát hạt mịn Màu sắc của lớp thay đổi tùy thuộc vào thành phần sét (kaolinit hay ilit) và hàm lượng oxit-hydroxit sắt trong đó

- Lớp đất sét bột màu trắng xám pha sắc đỏ loang lổ màu nâu vàng, nâu đỏ điển hình cho tầng Vĩnh Phúc

Dưới đây chúng tôi mô tả chi tiết một số phẫu diện đất điển hình trong khu vực Đại Thịnh

+ Phẫu diện số 24 (khảo sát ruộng trồng rau đã thu hoạch thuộc thôn Trung

Oai – Tiên Dương – Đông Anh) Boa gồm các lớp từ trên xuống dưới như sau (hình 2.3):

- Lớp 1: Từ 0 – 25m: Lớp đất trồng màu xám Thành phần chủ yếu: cát pha bột lẫn ít mùn thực vật;

- Lớp 2: Từ 25 – 36cm, cát pha bột màu xám vàng;

- Lớp 3: 36cm trở xuống, lớp sét loang lổ lẫn kết vón laterit

Phẫu diện số 25 (khảo sát ruộng trồng rau đã thu hoạch thuộc thôn Trung

Oai – Tiên Dương – Đông Anh) bao gồm các lớp đất sau:

Lớp 1: Từ 0 – 25m: Lớp đất trồng màu xám Thành phần chủ yếu: cát pha bột lẫn ít mùn thực vật;

Lớp 2: Từ 25 – 40cm, cát pha bột màu xám vàng;

Lớp 3: 40cm trở xuống, lớp sét loang lổ của hệ tầng vĩnh phúc

Hình 2.3 Phẫu diện đất tại điểm kháo sát số24-khu vực Tiên Dương-Đông Anh

Hình 2.4 Phẫu diện đất tại điểm kháo sát số25-khu vực Tiên Dương-Đông Anh

2.1.2 Cấu trúc các phẫu diện đất khảo sát tại khu vực Vân Nội– Đông Anh

Khu vực Vân Nội, Đông Anh đã được nhón SV K55 , Đại học Mỏ Địa chất khảo sát năm 2013 Trong quá trình thực hiện luận văn, chúng tôi đã tiến hành khảo sát một số điểm bổ sung tại khu vực này

Phẫu diện số 46 (khảo sát tại ruộng trồng rau dền, phía tây bắc thôn Viên

Nội trên)

- Lớp 1: Dày 0 – 20 cm; lớp đất trồng – lớp cát pha sét màu xám đen;

Lớp 2: Dày 20 – 40 cm; cát pha sét màu vàng, mềm.;

Lớp 3: Độ sâu không giới hạn; lớp sét màu trắng xám, có các kết vón larterit loang lổ đỏ

Hình 2.5 Phẫu diện đất tại điểm kháo sát số46-khu vực Vân Nội-Đông Anh

Phẫu diện số 47 (khảo sát tại ruộng trồng rau bí, rau cải cúc đã thu hoạch, thôn

Viên Nội trên) Cấu trúc các lớp đất:

Hình 2.6 Phẫu diện đất tại điểm kháo sát số 47-khu vực Vân Nội-Đông Anh

- Lớp 1: Dày 15 cm; lớp đất trồng – lớp cát bột màu xám;

- Lớp 2: Dày 20 cm; Cát pha màu trắng sáng, có kết vón larterit màu đỏ nâu;

- Lớp 3: từ 35 cm trở xuống: sét bột pha cát màu sáng trắng loang lổ đỏ, đất

có tính dẻo cao

2.2 Đặc điểm một số loại đất tại khu vực nghiên cứu

2.2.1 Đất cát

Đất cát là một loại đất có tỷ lệ cấp độ hạt cát lớn, có thể đạt tới 100% Đất cát có một số ưu điểm và nhược điểm sau:

- Do các hạt cát có thể tích lớn nên tổng thể tích khe hở lớn, từ đó nước có thể thấm xuống sâu, đồng thời cũng dễ bốc hơi nên dẫn tới đất dễ bị khô hạn

- Trong đất cát điều kiện oxy hóa tốt nên chất hữu cơ bị khoáng hóa mạnh dẫn đến đất nghèo mùn

- Đất cát dễ bị nóng vào mùa hè và cũng dễ mất nhiệt trở nên nguội lạnh vào mùa đông, bất lợi cho vi sinh vật và cây trồng phát triển

- Đất cát rời rạc, dễ cày bùa giảm công làm đất nhưng nếu mưa to hay tưới ngập, đất thường dễ lắng rẽ, bí chặt

- Đất cát chứa ít keo nên khả năng hấp phụ thấp, khả năng giữ nước, giữ phân (chất dinh dưỡng) kém Vì vậy nếu bón nhiều phân tập trung vào một lúc cây không sử dụng hết, một phần lớn bị rửa trôi gây lãng phí Trên đất cát khi bón phân hữu cơ nhất thiết phải vùi sâu để giảm sự “đốt cháy”

- Đất cát thích hợp với nhiều loại cây trồng có củ như khoai lang, khoai tây, lạc…Trong đất cát rễ và củ dễ vươn xa và ăn sâu mà không bị chèn ép Các cây họ đậu có khả năng cộng sinh với vi khuẩn nên cũng thích hợp với loại đất này

2.2.2 Đất sét

Đất sét là loại đất trong đó cấp hạt sét chiếm tỷ lệ cao, ngược lại tỷ lệ cát thấp hoặc không có Khi xét về sét cần lưu ý đến trạng thái kết cấu của đất Đất thường không có kết cấu hoặc kết cấu kém bền và có những ưu, nhược điểm sau:

- Hạt sét bé nên khe hở giữa chúng nhỏ dẫn đến thoát nước kém, dễ bị úng gây hại cho cây trồng

- Độ thoáng thấp nên dễ gây glay hóa xác hữu cơ phân giải chậm, lượng chất hữu cơ tích lũy nhiều

- Đất chứa nhiều sét hơn nên sức cản lớn gây khó khăn cho công việc làm đất

- Do nhiều sét nên đất có khả năng hấp phụ lớn, các chất ít bị rửa trôi tính đệm cao hơn

- Tuy nhiên, nếu đất sét chứa nhiều chất hữu cơ trở nên có kết cấu tốt thì lại

là một loại đất lý nhờ khả năng cung cấp chất dinh dưỡng, nước, không khí được cải thiện thỏa mãn cho cây trồng

- Ngoài ra, đất sét ở đây còn là phương pháp hữu dụng nhất để cải tạo, tăng

độ phì nhiêu cho lớp đất cát nằm phía trên

Như vậy cỡ hạt và kiểu gắn kết giữa các hạt của đất không những quyết định các tính chất cơ lý của đất, khả năng trữ nước và các chất dinh dưỡng trong đất mà còn có ảnh hưởng rất lớn đến khả năng hấp phụ cũng như lưu trữ các chất độc trong đất Vì vậy trong công tác nghiên cứu môi trường đất không thể không xác định thành phần độ hạt của đất

Kết quả quan sát các phẫu diện đất ngoài thực tế và kết quả phân tích thành phần độ hạt của mẫu đất tại khu vực nghiên cứu cho thấy cấu trúc lớp đất trồng trọt tại Vân Nội chia làm 2 phần có khác biệt về thành phần độ hạt khá rõ rệt:

- Lớp trên: có bề dầy dao động từ 10 đến 30 cm: đất canh tác màu xám nhạt, xám nâu với thành phần chủ yếu là đất cát pha; thành phần độ hạt chủ yếu là cấp hạt cát lớn chiếm đến hơn 50% thành phần độ hạt Lớp này có khả năng thoát nước tốt

và ít có khả năng hấp thụ các tổ phần độc hại nhưng không giữ được các chất dinh dưỡng Nhìn chung nền đất này khá phù hợp với các cây rau, màu được trồng trên đất khô, ít chịu úng ngập

- Lớp dưới: bề dầy khá lớn, không khống chế được bằng các phẫu diện nông

đã được đào độ sâu lớn hơn 20cm; đất sét pha màu vàng, trắng loang lổ, thường có hiện tượng kết vón laterit của tầng Vĩnh Phúc Lớp này có khả năng giữ nước và các chất dinh dưỡng nhưng đồng thời cũng hấp thụ và tồn lưu nhiều tổ phần độc hại trong đó

2.3 Thành phần khoáng vật mẫu đất tại khu vực nghiên cứu

Để xác định thành phần khoáng vật trong đất tại khu vực Mê Linh và Đông Anh, chúng tôi đã sử dụng các phương pháp phân tích Nhiệt và Rơnghen (rất hữu dụng đối với việc xác định các khoáng vật sét) Các mẫu được gửi tại Trung tâm Phân tích thí nghiệm Địa Chất thuộc Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Kết quả phân tích thành phần khoáng vật trong các mẫu đất tại khu vực nghiên cứu được thể hiện ở các bảng sau:

Bảng 2.1 Kết quả phân tích Rơnghen các mẫu đất tại Đại Thịnhvà Tiên Dương

N0 Ký hiệu

Monmorilonit

Ghi chú: Am: Amphibol; Mont: Montmorilonit; Bơ: Bơmit; Lep: Lepidocrocit; Hê: Hematit

Bảng 2.2 Kết quả phân tích nhiệt vi sai các mẫu đất tại Vân Nội