Đặc điểm phân bố và di chuyển các thành phần hóa học trong nước tự nhiên vùng Chợ Đồn Bắc Kạn, Việt Nam

TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐHSP TPHCM Số 9(75) năm 2015 _ ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ VÀ DI CHUYỂN CÁC THÀNH PHẦN HÓA HỌC TRONG NƯỚC TỰ NHIÊN VÙNG CHỢ ĐỒN BẮC KẠN, VIỆT NAM NGUYỄN VĂN LUYỆN* , OLEG G SAVICHEV** , QUÁCH ĐỨC TÍN*** , ĐỖ ĐỨC NGUYÊN* , ĐOÀN THỊ NGỌC HUYỀN* TÓM TẮT Kết nghiên cứu thông số địa hóa nước tự nhiên mối liên quan với thành tạo địa chất khu vực cho thấy, khu vực đầu nguồn nước, số nguyên tố kim loại nặng tồn với hàm lượng cao so với khu vực hạ lưu Hệ số phân tán nguyên tố nước mặt nước đất khác Trong nước mặt hệ số phân tán giảm dần theo thứ tự Cu-Mn-Zn-Cd-As-Pb, nước ngầm Cu-Cd-As-Mn-Zn-Pb Từ khóa: địa hóa, Chợ Đồn, quy luật phân bố, thủy địa hóa, khoáng sản chì kẽm ABSTRACT The distribution and dispersion of chemical components in natural water of Cho Don district, Bac Kan province, Vietnam Results from the study of geochemical parameters of natural water and the their relations with geological bodies in the region reveals that the density of heavy metals upstream is higher than that downstream The distribution coefficient of heavy metal in surface water differs from that in groundwater In surface water the distribution coefficient of heavy metals decreases in a sequence of Cu-Mn -Zn-Cd-As-Pb, while in groundwater the coefficient decreases in a sequence of Cu-Cd-As-Mn-Zn-Pb Keywords: Geochemical, Cho Don, law of distribution, hydro-geochemical, leadzinc minerals Mở đầu Trong nước tự nhiên, phân bố nguyên tố hóa học phụ thuộc vào khả tồn di chuyển nguyên tố Theo A.E Fersman [7] khả di chuyển nguyên tố phụ thuộc vào chất nguyên tố yếu tố định độ di chuyển ion, trình hòa tan phụ thuộc vào cấu trúc đất đá khoáng vật tạo quặng Nhưng hai trình hòa tan di chuyển nguyên tố bị ảnh hưởng trực tiếp môi trường mà đặc trưng cho môi trường địa hóa đặc điểm địa chất, thủy địa chất, địa hình địa mạo, khí hậu vi sinh vật Điều kiện Địa sinh thái cụ thể vùng xác định sở tất yếu tố kể * ThS, Viện Khoa học Địa chất Khoáng sản; Email: luyennv@yahoo.com GS TSKH, Trường Đại học Bách khoa Tomsk- Liên bang Nga *** TS, Tổng cục Địa chất Khoáng sản ** 130 TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐHSP TPHCM Nguyễn Văn Luyện tgk _ từ đây, chúng tạo nên trường địa hóa khu vực địa phương Trong trường địa hóa khác nguyên tố phân bố theo quy luật khác nhau, trình địa hóa xảy trường địa hóa định thi tuân theo quy luật Hình Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu (1) Đối tượng phương pháp nghiên cứu Vùng Chợ Đồn (hình 1) nơi có điều kiện địa chất, địa chất thủy văn phức tạp, nguyên tố hoá học lại thường nằm thể khoáng vật có độ hòa tan khác nhau, mức độ phân hóa bào mòn không đồng nên phân bố nguyên tố đa dạng với quy luật khó xác định cách xác Đối tượng nghiên cứu lựa chọn hợp phần nước tự nhiên (nước mặt nước đất) nằm vùng ảnh hưởng hoạt động khai thác khoáng sản Nước bề mặt hệ thống lưu vực sông, suối khu vực gồm có: lưu vực sông Tà Điếng, suối Bản Thi, sông Phó Đáy Nước đất nước ngầm tầng nông chủ yếu thuộc tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Đệ Tứ không phân chia (q) trầm tích hệ tầng Phú Ngữ (O-Spn) [6] Phương pháp nghiên cứu liệt kê theo bước sau: 1/ Phân tích, tổng hợp tài liệu địa chất, thủy địa chất, địa hình, địa mạo, khí hậu khu vực theo hướng nghiên cứu; 2/ Tiến hành khảo sát thực tế để cập nhật bổ sungcác liệu thiếu; 3/Tổng hợp sở số liệu, lựa chọn tập mẫu thủy địa hóa để tính toán hàm lượng (quy luật phân bố tự nhiên) số nguyên tố hóa học điển 131 TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐHSP TPHCM Số 9(75) năm 2015 _ hình nước tự nhiên; 4/ Tính toán hệ số di chuyển cho số nguyên tố theo công thức P.A.Udodov 1973 [11] Công thức tính thoán hệ số di chuyển (phân tán): B ∗ 10 C Trong đó: A hệ số di chuyển; B hàm lượng trung bình nước tính mg/l; C hàm lượng trung bình đất đá (%); 10-4 hệ số chuyển đơn bị từ mg/l % A= Việc tính toán hệ số di chuyển nguyên tố xác định cho nhóm nguyên tố điển hình có khả tồn với hàm lượng tương đối cao nước tự nhiên Để đảm bảo tính xác việc tính toán, tiến hành tính toán hệ số di chuyển dựa sở kết phân tích tác giả năm 2015 kết phân tích đề tài, dự án thực trước vào năm 2010; 2011; 2012; 2013; 2014 [2],[4],[5] Kết thảo luận 3.1 Thành phần hóa học đặc tính môi trường nước tự nhiên Thành phần vật chất tạo đá quặng ảnh hưởng trực tiếp đến thành phần hóa học, đặc tính môi trường nước tự nhiên tạo nên khác biệt đặc tính môi trường nước khu vực Chợ Đồn Nhìn chung, thành phần nước tự nhiên toàn vùng chủ yếu thuộc loại Bicabonat – Canxi Bicacbonat – Canxi - Magie với độ tổng khoáng hóa trung bình 361 mg/l nước bề mặt 210 mg/l nước đất, độ pH trung bình 6,95 Sở dĩ đặc tính môi trường kiềm vùng phân bố rộng rãi đất đá cacbonat có hoạt tính hòa tan cao Tuy nhiên, hạ lưu sông Phó Đáy, phía Đông Nam khu vực, đất đá chủ yếu Quazit, đá phiến serixit cát bột kết thuộc hệ tầng Phú Ngữ nên thành phần hóa học nước tự nhiên có đôi chút khác biệt Trên diện tích có giá trị độ tổng khoáng hóa, độ pH thấp nước thuộc loại Bicacbonat Canxi Magie Ở lưu vực thuộc vùng quặng sunfua (Bản Thi thượng lưu sông Đáy) tác dụng trình oxy hóa nên hàm lượng vi nguyên tố, độ tổng khoáng hóa, hàm lượng SO4 cao lưu vực khác (xem hình hình 3) Về hàm lượng nguyên tố vi lượng nước tự nhiên thống kê phân tích chi tiết Tổng hợp toàn kết phân tích mẫu thu thập từ năm 2010 đến năm 2014 15 mẫu phân tích vào tháng năm 2015 cho thấy: Tại điểm đầu nguồn nước, nơi có hoạt động khai thác khoáng sản hàm lượng nguyên tố cao nhiều lần so với khu vực hạ lưu Nhóm nguyên tố có hàm lượng cao nước tự nhiên gồm có: Fe, Zn, Al, Mn 132 Nguyễn Văn Luyện tgk TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐHSP TPHCM > SO 4= 40 20 Day Ta Dieng Nghia Ta 80 60 40 80 60 60 80 20 40 60 40 20 Ca Cl Yen Nhuan SO4 20 80 20 40 60 80 20 40 60 40 20 Na+K HCO3+CO3 Nam Cuong 80 60 40 80 Ca 40 20 20 80 Ban Thi Mg SO4 60 40 20 80 60 Mg Mg 80 60 Cl + Cau a+ Cl + Ban Thi C ... 3.1 Thành phần hóa học đặc tính môi trường nước tự nhiên Thành phần vật chất tạo đá quặng ảnh hưởng trực tiếp đến thành phần hóa học, đặc tính môi trường nước tự nhiên tạo nên khác biệt đặc tính... thấp nước thành tạo cacbonat Do thành phần thạch học, đặc tính khoáng hóa tính hòa tan đất đá quặng tồn tầng tạo nên đặc trưng địa hóa nước tự nhiên sau (xem bảng 4) Bảng Phân bố thành phần hóa học. .. nguyên tố phân bố tập nhìn chung nước sông suối cao nước đất từ vài lần đến hàng chục lần, cá biệt có hàm lượng Fe Cu tương đương hợp phần nước tự nhiên Bảng Phân bố thành phần hóa học tập mẫu thành