Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng trầm tích biển vịnh hạ long

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --- Phạm Bảo Ngọc ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG TRẦM TÍCH BIỂN VỊNH HẠ LONG LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội – 2014.

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Phạm Bảo Ngọc

ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG

TRẦM TÍCH BIỂN VỊNH HẠ LONG

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

Hà Nội – 2014

Trang 3

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến

TS TRỊNH VĂN GIÁP đã tận tình hướng dẫn, chỉ dạy và giúp đỡ em trong suốt

quá trình thực hiện đề tài cũng như hoàn thành luận văn này

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các cán bộ trong phòng Môi trường, Trung tâm Quan trắc phóng xạ và đánh giá tác động môi trường – Viện Khoa học và Kỹ thuật hạt nhân – Viện Năng Lượng Nguyên Tử Việt Nam Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Chủ nhiệm và các thành viên tham gia đề tài

“Nghiên cứu định lượng mức độ ô nhiễm trong trầm tích biển ở vịnh Hạ Long bằng

kỹ thuật hạt nhân”, mã số ĐTCB/11/04-03 đã giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất cho em thực hiện đề tài, giúp em hoàn thành luận văn này

Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô trong Khoa Môi trường trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã tận tình truyền đạt kiến thức trong suốt 2 năm học vừa qua Với vốn kiến thức mà em được tiếp thu trong quá trình học tập sẽ là hành trang quý báu để em có thể hoàn thành tốt công việc sau này

Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân và bạn bè, những người đã luôn động viên, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện về vật chất và tinh thần cho em trong suốt thời gian học tập và làm luận văn

EM XIN TRÂN TRỌNG CẢM ƠN

Hà Nội, ngày thángnăm 2014 Học viên

PHẠM BẢO NGỌC

Trang 4

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT, CÁC KÝ HIỆU

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH

MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED 1.1 Giới thiệu khu vực nghiên cứu Error! Bookmark not defined 1.2 Nguồn gốc các nguyên tố hóa học trong đại dương [34]Error! Bookmark not

defined

1.3 Các nguồn gây ô nhiễm môi trường biển [1], [4]Error! Bookmark not defined

1.4 Đánh giá tốc độ bồi lắng đáy biển bằng kỹ thuật đồng vị sử dụng 210

Pb,

210 Po Error! Bookmark not defined.

1.4.1 Xác định tuổi tuyệt đối của trầm tích bằng 210

Pb, 210 Po Error! Bookmark not defined.

1.4.2 Tốc độ trầm tích Error! Bookmark not defined.

1.5 Giá trị giới hạn hàm lượng các KLN trong trầm tíchError! Bookmark not

defined

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED 2.1 Đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứuError! Bookmark not defined

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.1.3 Phương pháp nghiên cứu Error! Bookmark not defined.

2.2 Kỹ thuật lấy mẫu, bảo quản mẫu trầm tích Error! Bookmark not defined 2.3 Kỹ thuật xử lý mẫu và phân tích thành phần hóa họcError! Bookmark not

defined

2.4 Kỹ thuật xử lý và phân tích kim loại nặng Error! Bookmark not defined 2.5 Kỹ thuật xử lý và phân tích 210 Pb, 210 Po Error! Bookmark not defined 2.6 Địa điểm nghiên cứu Error! Bookmark not defined.

2.6.1 Vị trí lấy mẫu cửa sông Bình Hương Error! Bookmark not defined 2.6.2 Vị trí lấy mẫu cửa Lạch cầu 20 Error! Bookmark not defined.

Trang 5

2.7 Kiểm soát chất lượng kết quả phân tích Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ERROR!

BOOKMARK NOT DEFINED

3.1 Tốc độ lắng đọng trầm tích tại các vị trí lấy mẫu vịnh Hạ Long Error!

Bookmark not defined

3.1.1 Kết quả tốc độ lắng đọng trầm tích tại các vị trí lấy mẫuError! Bookmark not defined.

3.1.2 So sánh với kết quả các công trình khoa học khác trên địa bàn Error! Bookmark not defined.

3.2 Hàm lượng kim loại nặng trong trầm tích vịnh Hạ LongError! Bookmark not defined

3.2.1 Kết quả hàm lượng kim loại nặng (Cr, Co, Ni, Cu, Zn, As, Cd, Pb) trong

trầm tích vịnh Hạ Long Error! Bookmark not defined 3.2.2 Đánh giá kết quả kim loại nặng trong trầm tích vịnh Hạ Long Error! Bookmark not defined.

3.3 Thành phần cấp hạt trong trầm tích vịnh Hạ LongError! Bookmark not

defined

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED TÀI LIỆU THAM KHẢO 2

Trang 6

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT, CÁC KÝ HIỆU

ANSTO Cơ quan Năng lượng nguyên tử Australia (Australian Nuclear Science

and Technology Organisation)

CRM Các chất chuẩn có chứng chỉ

IAEA Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế

ICP-MS Khối phổ cảm ứng plasma

KLN Kim loại nặng

QCVN Quy chuẩn Việt Nam

SQGs Bộ tài liệu hướng dẫn tiêu chí chất lượng trầm tích (Sediment quality

guideline)

TN Tổng nitơ (Total Nitrogen)

TOC Tổng Cacbon hữu cơ (Total Organic Carbon)

TP Tổng photpho (Total Phosphorus)

TT-BTNMT Thông tư của Bộ Tài nguyên và Môi trường

Trang 7

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần nguyên tố hóa học trong nước biển Error! Bookmark not

defined.

Bảng 1 2 Phân nhóm các nguyên tố hóa học theo bốn nhóm chính Error!

Bookmark not defined.

Bảng 1 3.Giá trị giới hạn của các thông số trong trầm tích Error! Bookmark not

defined.

Bảng 2 1.Kết quả kiểm tra quốc tế các nhân phóng xạ bằng phổ kế

gamma…….Error! Bookmark not defined

Bảng 2 2 Kết quả kiểm tra quốc tế nhân phóng xạ 210Po bằng phổ kế alpha Error!

Bảng 3 1 So sánh tốc độ trầm tích S đánh giá bằng 210Pbvà

210Po……… Error! Bookmark not defined

Bảng 3 2 Tốc độ trầm tích trong một số công bố trước đây Error! Bookmark not

defined.

Bảng 3 3 Hàm lượng KLN trung bình trong các mẫu trầm tích Error! Bookmark

not defined.

Bảng 3 4.Các giá trị trung bình, cực đại, cực tiểu về hàm lượng KLN Error!

Bảng 3 5 Nồng độ các KLN (ppm) trong trầm tích khu vực Quảng Ninh Error!

Bảng 3 6 Nồng độ các KLN (ppm) trong trầm tích Quảng Ninh (tiếp theo) Error!

Bảng 3 7 Các giá trị ngưỡng TEL, PEL Error! Bookmark not defined Bảng 3 8 Sản lượng khai thác than từ năm 1995 đến năm 2012 Error! Bookmark

not defined.

Trang 8

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 1 Địa hình thành phố Hạ Long Error! Bookmark not defined Hình 1 2 Nguồn phát sinh các nguyên tố hóa học trong nước đại dương Error!

Hình 1 3 Quá trình phân bố giữa pha nước và pha sa lắng của Error! Bookmark

not defined.

Hình1 4 Quan hệ tuyến tính theo logarit tự nhiên của210

Pbxs và thời gian Error!

tích……….Error! Bookmark not defined

Hình 2 2 Sơ đồ các bước xử lý, phân tích thành phần hóa học trong mẫu trầm tích

Error! Bookmark not defined Hình 2 3 Ứng dụng phương pháp phân tích ICP-MS trong các lĩnh vực Error!

Hình 2 4 Sơ đồ xử lý mẫu phân tích 210

Pb Error! Bookmark not defined

Hình 2 5 Sơ đồ xử lý mẫu phân tích 210Po Error! Bookmark not defined

Hình 2 6 Phổnăng lượng alpha của 210Posau khi chiết tách từ trầm tích Error!

Hình 2 7 Ảnh chụp từ vệ tinh vị trí lấy mẫu cửa sông Bình Hương Error!

Hình 2 8 Ảnh chụp vị trí lấy mẫu cửa sông Bình Hương Error! Bookmark not

defined.

Hình 2 9 Vị trí lấy mẫu cột trầm tích cột M2, cột M3, cột 13 Error! Bookmark

not defined.

Hình 2 10 Ảnh chụp cửa Lạch cầu 20 từ vệ tinhkhu vực Cẩm Phả Error!

Hình 2 11 Vị trí lấy mẫu Cột 8 gần cầu 20, phường Cẩm Thịnh Error! Bookmark

not defined.

Trang 9

Hình 3 1 Đánh giá 210Pb dư trong cột M2, S là tốc độ lắng đọng trầm

tích…… Error! Bookmark not defined

Hình 3 2 Đánh giá 210Pb dư trong cột M3, S là tốc độ lắng đọng trầm tích Error!

Hình 3 3 Đánh giá 210Po dư trong cột M2, S là tốc độ lắng đọng trầm tích Error!

Hình 3 4 Đánh giá 210Po dư trong cột M3, S là tốc độ lắng đọng trầm tích Error!

Hình 3 5 Đánh giá 210Po dư trong cột 8, S là tốc độ lắng đọng trầm tích Error!

Hình 3 6 Đánh giá 210Po dư trong cột 13, S là tốc độ lắng đọng trầm tích Error!

Hình 3 7 Sự phân bố hàm lượng KLN theo chiều sâu của cột M2 Error!

Hình 3 8 Sự phân bố hàm lượng KLN theo năm của cột M2 Error! Bookmark not

defined.

Hình 3 9 Sự phân bố hàm lượng KLN theo chiều sâu của cột M3 Error!

Hình 3 10 Sự phân bố hàm lượng KLN theo năm của cột M3 Error! Bookmark

not defined.

Hình 3 11 Sự phân bố hàm lượng KLN theo chiều sâu của cột 8 Error! Bookmark

not defined.

Hình 3 12 Sự phân bố hàm lượng KLN theo năm của cột 8 Error! Bookmark not

defined.

Hình 3 13 Sự phân bố hàm lượng KLN theo chiều sâu của cột 13 Error!

Hình 3 14 Sự phân bố hàm lượng KLN theo năm của cột 13Error! Bookmark not

defined.

Trang 10

Hình 3 15.Hiệu ứng sinh học bất lợi theo các khoảng nồng độ Error! Bookmark

not defined.

Hình 3 16 Tương quan giữa hàm lượng Cu và sản lượng khai thác than Error!

Hình 3 17 Tương quan giữa hàm lượng Zn và sản lượng khai thác than Error!

Hình 3 18 Tương quan giữa hàm lượng Pb và sản lượng khai thác than Error!

Hình 3 19 Tương quan giữa hàm lượng Co và sản lượng khai thác than Error!

Trang 11

MỞ ĐẦU

Vấn đề bảo vệ môi trường biểnluôn nhận được sự quan tâm của các nhà khoa học,nhà quản lý cũng như toàn xã hội.Đã có nhiều nghiên cứu, đánh giá ô nhiễm môi trường biển thông qua việc xác định hàm lượng các kim loại nặng (KLN) hay các chất độc hại khác trong môi trường trầm tích đáy và nước biển.Nguyên nhân của việc gia tăng tích tụ KLN trong trầm tích biển được cho là bắt nguồn từsự phát triển công nghiệp,hoạt động khai thác khoáng sản,dẫn đến hàng loạt các rủi ro, ảnh hưởng trực tiếp đến cuộc sống của người dân ven biển cũng như hủy hoại môi trường sinh thái

Trong những năm qua,các nghiên cứu về ô nhiễm môi trường biển nói chung và ô nhiễm KLN trong trầm tích biển nói riêng đã được tiến hành ở nhiều nơi trên thế giới,nhiều công trình đã được công bố như những công trình của các tác giảTrần Đức Thạnh và Lưu Văn Diệu [11], B Owen và Sandhu [15], Meng W

et al [29], v.v…Các kỹ thuật sử dụng đồng vị 210Pb,226Ra,137Cs ra đời đã cho phép các nhà khoa học tính toán được dòng (flux) KLN và các chất ô nhiễm khác thay đổi theo thời gian như trong nghiên cứu của Farmer [20], Ligero et al[28],B Zourarah et al[17] Sự tồn tại của các KLN trong trầm tích biển ảnh hưởng đến các sinh vật đáy rồi đi vào chuỗi thức ăn và cuối cùng là con người Nhiều nghiên cứu trên thế giới đã có sự kết hợp giữa phân tích hàm lượng KLN trong sinh vật sống bám đáy (ngao, sò, ốc, hến), cá và hàm lượng KLN trong môi trường trầm tích biển để nghiên cứu quá trình tích tụ ô nhiễm theo chuỗi thức ăn như nghiên cứu của các tác giả Islam MD và Tanaka M [26], Dauvin [18]

Việt Nam là đất nước có đường bờ biển dài (khoảng hơn 3200 km) và vùng biển đặc quyền kinh tế rộng gấp nhiều lần diện tích đất liền Lợi thế về tự nhiên này cũng đặt ra không ít khó khănvề công tác quản lý và bảo vệ các hệ sinh thái vùng ven biển, điển hình là một loạt các vấn đề về tài nguyên và môi trường diễn

ra gần đây trong phạm vi biển và đới bờ, trong đó có những nguyên nhân tại chỗ, khu vực và quốc tế.Vì vậy, việc tiến hành các chương trình điều tra, khảo sát và đánh giá chất lượng môi trường là điều cần thiết

Trang 12

TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT

1 Lê Quý An và cộng sự (2004), Việt Nam môi trường và cuộc sống, Nhà xuất bản chính trị quốc gia, Hà Nội

2 Nguyễn Thị Thục Anh, Nguyễn Khắc Giảng (2005), “Hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng của trầm tích bãi triều cửa sông vùng vịnh Tiên Yên - Hà Cối, Quảng

Ninh”, Tạp chí Địa chất, (293), tr 1-10

3 Bộ Tài nguyên và Môi trường (2003), Hiện trạng môi trường biển Việt Nam, Hà

Nội

4 Bộ Tài nguyên và Môi trường (2010), Báo cáo môi trường quốc gia 2010, Hà Nội

5 Lê Ngọc Chung (2000), Nghiên cứu ứng dụng các phương pháp và kỹ thuật phân

tích hạt nhân chủ yếu phục vụ đánh giá tình trạng phóng xạ môi trường biển Việt Nam, Đề tài KHCN,mã số BO/00/01-01, Viện Nghiên cứu môi trường,

Trường Đại học Đà Lạt

6 Trần Đức Hạ và cộng sự (2011), “Đánh giá chất lượng nước vùng cửa sông và biển ven bờ để định hướng giải pháp công nghệ xử lý phù hợp cho mục đích cấp

nước sinh hoạt”, Tạp chí Khoa học công nghệ xây dựng, 9(10), tr 11-20

7 Hồ Hữu Hiếu, Rudy Swennen và An Van Damme (2010), “Tình trạng ô nhiễm và phân bố kim loại nặng trong trầm tích cửa sông cạnh cảng Cửa Ông, vịnh Hạ

Long, Việt Nam”, Tạp chí Địa chất, 13(1-2), tr 37-47

8 Nguyễn Quang Long (2012), Nghiên cứu định lượng mức độ ô nhiễm trong trầm

tích biển ở Vịnh Hạ Long bằng kỹ thuật hạt nhân, Đề tài KHCN, mã số

ĐTCB/11/04-03, Viện Khoa học và kỹ thuật hạt nhân

9 Đặng Hoài Nhơn, Phan Sơn Hải (2011), “Lắng đọng trầm tích trên bãi triều Bàng

La và Ngọc Hải, Hải Phòng”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ biển, 11(1), tr 1-

13

10 Phạm Văn Ninh và cộng sự (2003), Báo cáo Hiện trạng Môi trường Việt Nam, Hà Nội

Trang 13

11 Trần Đăng Quy, Nguyễn Tài Tuệ, Mai Trọng Nhuận (2012), “Đặc điểm phân bố

các nguyên tố vi lượng trong trầm tích tầng mặt vịnh Tiên Yên”, Tạp chí Các

khoa học về trái đất, 34(1), tr 10-17

12 Trần Đức Thạnh, Lưu Văn Diệu (2006), “Những vấn đề môi trường nổi bật ở dải

ven bờ biển phía tây vịnh Bắc Bộ”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ biển, 06/2006, 6(1-phụ trương), tr 3-14

TIẾNG ANH

13 A.Shakhashiro (2007), U Sansone Report on the IAEA-CU-2006 World-wide

open proficiency test on the determination of gamma emitting radionuclides,

IAEA/AL/171, Seibersdorf

14 A.Shakhashiro, A.M Gondin da Fonseca azeredo (2006), U Sansone Matrix

Materials for Proficiency Testing:Optimization of a procedure for Spiking Soil with Gamma-Emiting Radionuclides, Anal Bioanal Chem, DOI

10.1007/s00216-006-0772-2

15 B Owen R., Sandhu N (2000), “Heavy metal accumulation and anthropogenic

impacts on Tolo Harbour, Hong Kong”, Marine Pollution Bulletin, 40(2), pp 174-180

16 B Zourarah, M Maanan, C Carruesco, A Aajjane, K Mehdi, M (2007),

“Conceic Fifty-year sedimentary record of heavy metal pollution in the lagoon

of Oualidia (Moroccan Atlantic coast), Estuarine”,Coastal and Shelf Science,

72, pp 359-369

17 Buccolieri, A.; G Buccolieri; N.Cardellicchio; A Dell'Atti; A Di Leo and A

Maci(2006),“Heavy metals in marine sediments of Taranto Gulf (Ionian Sea,

Southern Italy)”,Mar.Chem,99, pp 227-235

18 Dauvin JC, Bellan G, Bellan-Santini D (2010),“Benthic indicators: From

subjectivity to objectivity- Where is the line?”,Mar Pollut Bul,60(7), pp

947-53

Định dạng
Số trang	15
Dung lượng	501,74 KB