Nằm ở phía đông bắc của miền Đông Nam Bộ, vùng biển Phan Thiết - Hồ Tràm (0 - 30 m nước) có nguồn tài nguyên biển, khoáng sản, vị thế, kỳ quan địa chất, đất ngập nước đa dạng và phong phú, thuận lợi cho sự phát triển kinh tế. Việc khai thác sử dụng tài nguyên thiên nhiên ở đây đã và đang ảnh hưởng xấu tới môi trường trầm tích, cường hóa tai biến, đe dọa phát triển bền vững. Vùng biển này đã có một số công trình nghiên cứu về địa chất, địa mạo, thủy văn, động lực biển của...
Tạp chí Khoa học đhqghn, KHTN & CN, T.xxIII, Số 1, 2007 NGHIÊN CứU ĐặC ĐIểM ĐịA HóA MÔI TRƯờNG TRầM TíCH TầNG MặT VùNG BIểN PHAN THIếT - Hồ TRàM (0 - 30 M NƯớC) phục vụ Sử DụNG BềN VữNG TàI NGUYÊN thiên nhiên Mai Trọng Nhuận(1), Trần Đăng Quy(1), Nguyễn Tài Tuệ (1) Đào Mạnh Tiến(2), Nguyễn Thị Hồng Huế(1), Nguyễn Thị Hoàng Hà(1) (1) Khoa Địa chất, Trờng Đại học Khoa học Tự nhiên, (2) Liên Đoàn Địa chất Biển Mở đầu Nằm phía đông bắc miền Đông Nam Bộ, vùng biển Phan ThiÕt - Hå Trµm (0 - 30 m n−íc) cã nguồn tài nguyên biển, khoáng sản, vị thế, kỳ quan địa chất, đất ngập nớc đa dạng phong phú, thuận lợi cho phát triển kinh tế Việc khai thác sử dụng tài nguyên thiên nhiên đà ảnh hởng xấu tới môi trờng trầm tích, cờng hóa tai biến, đe dọa phát triển bền vững Vùng biển đà có số công trình nghiên cứu địa chất, địa mạo, thủy văn, động lực biển Viện Hải dơng học Nha Trang, Liên đoàn Địa chất Biển Cục Bảo vệ Môi trờng Nhng kết nghiên cứu tác động khai thác tài nguyên thiên nhiên địa hóa môi trờng biển sơ lợc Vì vậy, cần thiết phải nghiên cứu địa hóa môi trờng trầm tích nhằm hớng tới sử dụng hợp lý tài nguyên bảo vệ môi trờng biển Bài báo góp phần nhỏ vào việc giải vấn đề Các yếu tố ảnh hởng đến địa hóa môi trờng trầm tích tầng mặt 2.1 Nhóm yếu tố địa lý tự nhiên Phần lục địa có núi sót xen với đồng nhỏ ven biển Cấu thành nên đồng trầm tích biển, sông-biển tuổi Đệ tứ với độ dốc nghiêng thoải phía biển, gần biển có hệ thống cồn cát, đụn cát Đáy biển vùng dốc thoải đều, riêng khu vực cạnh mũi nhô có dạng dốc đứng Mạng lới sông suối khu vực tha ngắn, gồm có bốn sông Cái, Cà Ty, Phan, Dinh Khí hậu mang tính chất nhiệt đới gió mùa Vào mùa ma, lợng ma gấp 3,87 lần lợng bốc hơi, mùa khô lợng ma 0,19 lần lợng bốc Vì vậy, lu lợng trung bình năm sông thấp (10 - 15 m3.s-1) giảm mạnh mùa khô dẫn đến nớc sông bị ô nhiễm tức thời Hàm lợng trầm tích trung bình năm đạt 40 - 50 g.m-3 34 Nghiên cứu đặc điểm địa hóa môi trờng trầm tích tầng mặt vùng biển Phan Thiết - Hồ Tràm 35 Thủy triều mang tính hỗn hợp, nhng thiên nhật triều Mùa đông, dòng chảy biển có hớng tây nam, tốc độ đạt tới 50 cm.s-1 Mùa hè, dòng chảy biển có hớng đông bắc, tốc độ dới 25 cm.s-1 Bùi Hồng Long (2000) đà tính toán mïa hÌ, båi tÝch cã h−íng vËn chun lªn phÝa bắc trung bình 1.333.026 m3.năm-1, chiếm 46 % Mùa đông mùa chuyển tiếp, dòng bồi tích vận chuyển xuống phía nam trung bình 1.533.261 m3.năm-1, chiếm 54 % [1] Đào Mạnh Tiến cộng (2004) đà xác định thành tạo địa tầng vùng có tuổi từ Jura sớm đến Đệ tứ [3] Giới Mesozoi gồm hệ tầng Đắc Krông (J1đk) hệ tầng Nha Trang (Knt) Giới Kainozoi gồm hệ tầng Suối Tầm Bó (N2stb) 13 phân vị thuộc hệ Đệ tứ Các thành tạo magma x©m nhËp lé ë ven bê chiÕm diƯn tích nhỏ thuộc hai phức hệ Đèo Cả (G/Kđc) Phan Rang (Gp/Epr) nên ảnh hởng tới đặc điểm địa hóa trầm tích 2.2 Nhóm yếu tố kinh tế - xà hội Hệ thống cảng biển phát triển bao gồm cảng: Mũi Né, La Gi, Bình Châu chủ yếu để đáp ứng hoạt động đánh bắt thuỷ sản Tổng số tàu thuyền có vùng 4.568 với tổng công suất khai thác 254.000 CV [2] Tại cảng lớn, hoạt động xả thải tàu thuyền gây ô nhiễm nghiêm trọng môi trờng nớc trầm tích, đặc biệt ô nhiễm dầu Tình trạng sử dụng chất nổ hóa chất đánh bắt thủy sản phổ biến, gây ảnh hởng không nhỏ tới chất lợng môi trờng [7] §Êt ngËp n−íc vïng chđ u sư dơng vµo mục đích nuôi trồng đánh bắt thủy sản, du lịch Hoạt động nuôi tôm ven biển phát triển mạnh với tổng diện tích 112.090 Tình trạng nuôi trồng tự phát, khai thác bừa bÃi nguồn tài nguyên (nớc ngầm, phá rừng ngập mặn) gây ảnh hởng xấu tới môi trờng Nớc thải từ đầm nuôi không đợc xử lý mà đổ thẳng biển Hoạt động du lịch biển phát triển góp phần to lớn vào phát triển kinh tế - xà hội nhng làm nảy sinh nhiều vấn đề môi trờng Các chất thải từ hoạt động cha đợc thu gom, xử lý mà cho chảy tràn, tự ngấm vào đất vứt thải bÃi biển Vùng ven biển giàu có khoáng sản Các loại có giá trị công nghiệp ilmenit, zircon, cát thuỷ tinh, vật liệu xây dựng Ilmenit zircon tập trung thân quặng Chùm Găng, Gò Đình (xà Tân Thành, Tân Thuận) số thân quặng thuộc xà Tân Hải Cát thuỷ tinh tập trung nhiều Hàm Tân (1.400 ha), Hàm Thuận Nam (400- 600 ha) Khai thác nguồn tài nguyên khoáng sản mang lại thu nhập lớn cho ngân sách Mặt trái hoạt động phá hủy cảnh quan (hình 1, 2), thay đổi chế độ thủy thạch động lực tăng lợng bụi, độc tố, phóng xạ môi trờng (hình 3) Khai thác ilmenit dẫn Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, KHTN & CN, T.XXIII, Sè 1, 2007 36 Mai Träng NhuËn, TrÇn Đăng Quy đến giảm diện tích rừng phòng hộ, xói lở bờ, tăng nguy nhiễm mặn tăng độ đục nớc biển Hầu hết sở khai thác không tiến hành phục hồi môi trờng Hình Khai thác ilmenit làm biến đổi cảnh quan môi trờng, Tân Hải - Hàm Tân Hình Khai thác ilmenit trái phép, Tân Thuận Hàm Thuận Nam Khai thác sử dụng tài nguyên thiên nhiên ven biển Biến đổi lớp phủ thực vật, địa hình, thủy văn Biến đổi thành phần, tính chất thành tạo địa chất bờ Tăng lợng chất thải Biến đổi thành phần, tính chất, chất lợng môi trờng trầm tích biển Hình Tác động khai thác tài nguyên thiên nhiên ven biển tới môi trờng trầm tích biển Hoạt động công nghiệp chủ yếu chế biến nông - thủy sản khu công nghiệp Phan Thiết, Hàm Tân Nớc thải thờng bị ô nhiễm hữu cơ, dầu mỡ vi sinh Các chất thải rắn chủ yếu vỏ sò ốc mùn bà hữu Tổng dân số vùng không lớn nhng lại tập trung đô thị (Phan Thiết, Lagi, Bình Châu) gây áp lức lớn cho môi trờng Nớc thải khu đô thị cha đợc thu gom, tập trung xử lý nên sông chảy qua có nguy ô nhiễm cao Tỷ lệ thu gom rác thải sinh hoạt thấp [8], lợng lại nhân dân tự đổ xuống sông, biển, tự đốt bỏ ảnh hởng xấu đến môi trờng Đặc điểm phân bố trầm tích tầng mặt Trần Nghi cộng (2003, 2004) đà phân chia trầm tích tầng mặt vùng thành 12 loại khác [9, 10] Trên quan điểm địa hóa môi trờng, 12 loại trầm tích gộp thành ba nhóm theo khả lu giữ độc tố mức kém, trung bình Tạp chí Khoa học §HQGHN, KHTN & CN, T.XXIII, Sè 1, 2007 Nghiªn cøu đặc điểm địa hóa môi trờng trầm tích tầng mặt vïng biĨn Phan ThiÕt - Hå Trµm… 37 vµ cao (hình 4) Nhóm trầm tích có khả lu giữ độc tố gồm sạn cát, cát sạn, cát lẫn sạn, cát vụn san hô phân bố phổ biến Ngoài diện tích nhỏ hẹp chạy dọc ven bờ đến độ sâu - m thuộc bÃi triều đại, chúng phân bố rộng rÃi khoảng độ sâu 10 - 25 m nớc Nhóm trầm tích có khả lu giữ độc tố trung bình gồm sạn cát bùn, cát bùn sạn, cát bùn lẫn sạn cát bột chiếm diện tích lớn Chúng phân bố thành hai đới gần bờ xa bờ bao quanh nhóm có khả lu giữ độc tố Nhóm trầm tích có khả lu giữ độc tố cao gồm cát bùn sạn, bùn cát lẫn sạn bùn cát phân bố hạn chế đông nam mũi Kê Gà Hình Sơ đồ địa hóa môi trờng trầm tích theo Eh, pH vùng biển Phan ThiÕt - Hå Trµm (0 - 30 m n−íc) Đặc điểm môi trờng địa hóa Sự phân hủy cacbon hữu sau giai đoạn lắng đọng trầm tích có tính chất định đến môi trờng địa hóa, khả hấp phụ, di chuyển nguyên tố [5] Hàm lợng trung bình (HLTB) cacbon hữu 0,67 % biến động mạnh (V = 93,98 %), thay Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, KHTN & CN, T.XXIII, Số 1, 2007 38 Mai Trọng Nhuận, Trần Đăng Quy đổi khoảng 0,07 - 4,32 % Giữa cacbon hữu pH, Eh có mối quan hệ tuyến tính tỷ lệ nghịch (hình 5) So với hai vùng biển lân cận HLTB cacbon hữu trầm tÝch vïng Phan RÝ - Phan ThiÕt (0,53 %) [6] thấp vùng Hồ Tràm Vũng Tàu (1,13 %) [7] lại cao hơn, tức có xu tăng dần từ biển Phan Rí đến biển Vũng Tàu tăng mật độ sông suối mức độ hoạt động nh©n sinh 1.6 1.6 1.31 R2 = 99 24 1.2 1.51 y = -0.3756x + 1.8001 0.95 R2 = 0.9647 y = -0.3 246 x + 1.60 52 0.93 0.8 0.61 0.8 0.59 0.3 0.4 1.2 0.37 0.4 0 150 8.5 Chc Linear (Chc) Hình Mối liên hệ tuyến tính cacbon hữu Eh, pH trầm tích (n = 249 mẫu) Giá trị pH dao động khoảng rộng (5,03 - 8,56), môi trờng thay đổi từ a xít đến kiềm mạnh Tuy nhiên, pH biến động, tập trung khoảng 7,5 - 8,5 (chiếm gần 90 %) chứng tỏ môi trờng kiềm yếu chiếm u Điểm bật pH có thay đổi đột ngột trầm tích khu vực từ mũi Chê Ka đến đông nam mũi Kê Gà Sự biến đổi pH phản ánh biến đổi hàm lợng cacbon hữu ảnh hởng lớn đến phân bố ion trầm tích Giá trị Eh dao động mạnh (-218 - 190 mV), môi trờng thay đổi từ khử sang ô xi hóa Giá trị Eh thờng gặp 80 150 mV, chiếm 75,9 % ®ång nghÜa víi viƯc m«i tr−êng « xi hãa u chiếm u Theo Eh pH, môi trờng địa hóa trầm tích tầng mặt chia thành loại (hình 4): 1/ Trung tính - « xi hãa yÕu (6,5 < pH < 7,5, 40 mV < Eh < 150 mV) phía đông nam mũi Chê Ka; 2/ Trung tính - ô xi hóa m¹nh (6,5 < pH < 7,5, Eh > 150 mV) gặp hạn chế phía nam mũi Đá tây nam cửa sông Cà Ty; 3/ Kiềm yếu - khử (7,5 < pH < 8,5, Eh < 40 mV) ë vịnh Phan Thiết; 4/ Kiềm yếu - ô xi hóa yÕu (7,5 < pH < 8,5, 40 < Eh < 150 mV) chiếm tỷ lệ gần nh tuyệt đối, trải diện tích nghiên cứu; 5/ Kiềm yếu - ô xi hãa m¹nh (7,5 < pH < 8,5, 150 mV < Eh) ë xung quanh vÞnh Phan ThiÕt; 6/ KiỊm mạnh - ô xi hóa yếu (pH > 8,5, 40 < Eh < 150 mV) phía đông nam bÃi cạn Plisto mũi Núi Nham, mũi Đỏ Đặc điểm phân bố nguyên tố 5.1 Đặc điểm phân bè As cã hÖ sè tËp trung (Td, tû sè HLTB trầm tích biển vùng trầm tích biển nông giới) 0,5, nguyên tố Cu, Mn, Zn, Pb ®Ịu cã hƯ sè tËp trung Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, KHTN & CN, T.XXIII, Số 1, 2007 39 Nghiên cứu đặc điểm địa hóa môi trờng trầm tích tầng mặt vùng biển Phan Thiết - Hå Trµm… nhá, tõ 0,04 - 0,11 HLTB cđa chúng nhỏ hơn, chí nhiều lần, so với hàm lợng trung bình trầm tích biển nông (0 - 30 m n−íc) ViƯt Nam (HLTBVN) Kho¶ng dao động hàm lợng rộng, hệ số biến phân (V) lớn chứng tỏ chúng phân bố không đồng (bảng1) Tuy nhiên, HLTB chúng lại không thay đổi ®íi - 10 m n−íc vµ ®íi 10 - 20 m nớc (bảng 2), ngoại trừ Mn có xu tăng cao đới - 10 m nớc (46 ppm) giảm mạnh đới 20 - 30 m n−íc (29 ppm) TrÇm tÝch cđa khu vùc có tập trung cao nguyên tố phía đông nam mũi Kê Gà Tuy nguyên tố không tập trung trầm tích nhng nớc biển lại có tập trung, chí rÊt cao nh− Pb (Ta = 28,3) Sù tËp trung nguyên tố vi lợng trầm tích biển phụ thuộc nhiều vào lắng đọng keo sắt, mangan, nhôm, hữu Trong nớc biển, Mn tập trung cao (Td = 2,7) víi HLTB lµ 5,4.10-3 mg.l-1 Trong điều kiện môi trờng nớc biển phổ biến vùng (Eh = 0,4-1,5 V, pH = 8), trạng thái bền vững Mn dạng hòa tan Mn2+ Hơn nữa, trình quang hợp góp phần khử MnO2 dạng hạt keo thành Mn2+ Chính nên cã sù tËp trung Mn cao n−íc biĨn nh−ng lại không tập trung trầm tích dẫn đến không tập trung nguyên tố khác Riêng Zn có hoạt tính hóa học mạnh, muối có tích số tan lớn nên tồn chủ yếu dới dạng Zn2+ ZnCl- hòa tan nớc biển Trong nớc biển vùng nghiên cứu, nguyên tố thấy có giảm dần hàm lợng từ đới - 10 m nớc, đặc biệt cửa sông, khơi tăng dần hàm lợng từ tầng mặt xuống tầng đáy Điều chứng tỏ hoạt động nhân sinh ven biển dòng chảy sông nguồn cung cấp lớn nguyên tố Bảng Tham số thống kê nguyên tố trầm tích tầng mặt (n = 253 mẫu) Th«ng sè Cu Mn Zn Pb As Sb Hg B Br I Ctb 1,5 33,0 1,3 2,2 0,5 2,0 0,21 13,0 10,0 4,0 Cmin 0,3 1,0 0,4 0,5 0,1 1,0 0,10 2,0 2,0 1,0 Cmax 14,0 430,0 7,6 20 5,0 5,0 0,70 25,0 31,0 9,0 S 1,5 51,0 1,3 1,6 0,8 0,8 0,08 4,0 4,0 1,0 V 100,0 153,0 100,0 71,5 162,0 39,4 38,03 31,2 41,3 23,5 HLTBVN 13,0 175,3 17,2 6,2 1,1 2,7 0,40 32,9 12,6 5,5 HLTBTG 40,0 850,0 20,0 20,0 1,0 1,4 0,03 20,0 6,0 1,0 Td 0,04 0,04 0,06 0,11 0,50 1,45 7,01 0,64 1,62 3,86 Ghi chú: Ctb, Cmin, Cmax lần lợt hàm lợng trung bình, nhỏ lớn (ppm), V hệ số biến phân (%), Td mức độ tập trung (tỷ số Ctb HLTBTG) đại lợng thứ nguyên Sb tập trung trầm tích với mức độ thấp (1,45) Hg lại tập trung cao (7,01) Hai nguyên tố có khoảng dao động hàm lợng hệ số biến phân nhỏ (bảng 1), Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, KHTN & CN, T.XXIII, Số 1, 2007 40 Mai Trọng Nhuận, Trần Đăng Quy HLTB đới ven bờ (0 - 10 m nớc) đới khơi (10 - 30 m nớc) tơng đơng (bảng 2) Chúng có hàm lợng cao trầm tích phía đông nam mũi Kê Gà dải ven bờ từ mũi Kê Gà đến mũi Hồ Tràm Bảng Hàm lợng trung bình (ppm) nguyên tố trầm tích đới khác theo độ sâu Khu vực Cu Mn Pb Zn As Sb Hg B Br I 1,4 46 2,3 1,3 0,5 2,0 0,19 12,3 10,4 4,2 1,5 29 2,2 1,3 0,5 2,0 0,22 13,0 9,5 4,3 1,5 33 2,2 1,3 0,5 2,0 0,21 12,8 9,7 4,2 Ghi chó: 1/ ®íi - 10 m n−íc (n = 59); 2/ ®íi 10 - 30 m n−íc (n = 194); 3/ toµn vïng - 30 m n−íc Trong n−íc biĨn cđa vïng, Sb kh«ng tËp trung (Ta = 1), Hg l¹i tËp trung yÕu (Ta = 1,5) Sự phân bố Sb đồng Hg lại chia thành hai đới rõ rệt Đới hàm lợng Hg cao nằm phạm vi gần bờ bên khoảng độ sâu 20 m nớc đới hàm lợng Hg thấp nằm từ khoảng độ sâu 20 m n−íc trë Nh− vËy, nguån cÊp Hg quan trọng từ hoạt động nhân sinh ven biển sông vận chuyển đến Trong trầm tích, I tập trung mạnh (3,86), Br tập trung yếu (1,62) B không tập trung (0,64) (bảng 1) Tuy nhiên, HLTB chúng, đặc biệt B, nhỏ so với HLTBVN Ba nguyên tố có khoảng dao động hàm lợng nhỏ, hệ số biến phân thấp, HLTB thay đổi đới (bảng 2) Trong nớc biển vùng nghiên cứu, ba nguyên tố không tập trung phân bố đồng Nh vậy, I Br không tập trung nớc biển nhng lại tập trung trầm tích I, Br tõ n−íc biĨn tÝch tơ vµo bïn biĨn theo chế hấp phụ, bùn có chứa vật liệu hữu (sinh vật biển sau chết gom I, Br lại) làm giảm hàm lợng chúng n−íc biĨn Trong n−íc biĨn, d−íi t¸c dơng cđa chất ô xi hoá (Fe3+, Mn4+, O2) Ichuyển hóa thành I2 Ngoài ra, nhờ tác động số chất khử mà IO3- chuyển hoá thành I2 I2 dễ dàng thâm nhập vào khí góp phần làm giảm I nớc biển Br có chế tơng tự Nh vậy, HLTB nguyên tố trầm tích vùng nghiên cứu thấp hơn, chí nhiều lần so với HLTBVN Nguyên nhân vùng có độ dốc đáy biển lớn, đối lu nớc tốt, mạng lới thủy văn hoạt động nhân sinh phát triển so với vùng ven biển khác Việt Nam Các nguyên tố Cu, Pb, Mn, As, Hg, Sb có hàm lợng thấp trầm tích vịnh Phan Thiết nhng phía đông nam mũi Kê Gà lại thấy có tập trung cao khu vực có biến đổi pH đột ngột trầm tích từ mức thấp vịnh Phan Thiết sang mức cao nơi tập trung trầm tích hạt mịn Thật vậy, khu vực phía nam vùng có giá trị pH Eh tơng đơng với khu vực nhng không thấy có tập trung nguyên tố Hơn nữa, qua bảng thấy HLTB hầu hết nguyên tố tỷ lệ thuận với hàm lợng bùn trầm tích vùng nghiên cứu Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, KHTN & CN, T.XXIII, Số 1, 2007 41 Nghiên cứu đặc điểm địa hóa môi trờng trầm tích tầng mặt vùng biển Phan Thiết - Hồ Tràm HLTB nguyên tố Mn, Pb, As, Sb, B, I có xu tăng dần theo chiều từ biển Phan Rí đến biển Vũng Tàu với cờng độ ngày mạnh (bảng 4) tăng mật độ sông suối cờng độ hoạt động nhân sinh từ vùng Phan Rí đến vùng Vũng Tàu Bảng Biến thiên hàm lợng (ppm) nguyên tố theo tỷ lệ bùn (%) trầm tích tầng mặt Bùn Mn Cu Pb Zn Sb As Hg B Br I 0-30 26,93 1,50 2,06 1,30 1,91 0,45 0,20 12,13 9,28 4,08 30-50 44,38 1,65 2,69 1,57 2,18 0,62 0,23 14,42 11,74 4,53 >50 46,58 1,47 2,57 1,20 2,52 0,76 0,24 14,14 10,60 4,62 Bảng So sánh HLTB (ppm) nguyên tố với hai vùng biển lân cận Vùng biÓn Cu Mn Zn Pb As Sb Hg B Br I Phan RÝ - Phan ThiÕt 2,0 29,5 3,6 1,6 0,6 1,8 0,20 11,8 13,3 3,5 Phan ThiÕt - Hå Trµm 1,5 33,0 1,3 2,2 0,5 2,0 0,21 13,0 10,0 4,0 Hå Trµm - Vịng Tµu 1,9 284,6 3,0 4,1 3,0 2,6 0,21 17,8 20,8 5,6 5.2 Mèi liªn hƯ phân bố nguyên tố môi trờng địa hóa Có thể thấy kim loại có xu tập trung cao môi trờng kiềm mạnh (pH > 8,5), phi kim (nhóm halogen) lại có xu thÕ tËp trung cao m«i tr−êng trung tÝnh (bảng 5) Các kim loại vi lợng tách khỏi môi trờng nớc tham gia vào việc hình thành hấp phụ bề mặt hạt rắn lắng đọng xuống trầm tích Trong cột trầm tích, xảy trình biến đổi thành đá sớm, pH giảm kim loại đợc giải phóng, trở lên linh động, di chuyển ngợc lên phía cột trầm tích quay trở lại môi trờng nớc [4] nên pH cao hàm lợng chúng tăng Ngoại trừ Zn không biểu thị mối liên hệ có hoạt tính hóa học mạnh Đối với B, Br I đợc sinh vật hấp thụ mạnh Vì vậy, tăng hàm lợng chúng pH giảm liên quan đến tăng hàm lợng cacbon hữu trầm tích Bảng Biến thiên hàm lợng (ppm) nguyên tố theo pH trầm tÝch (n = 253 mÉu) pH Mn Cu Pb Sb As Hg Zn B Br I 6,5-7,5 26,15 0,97 1,86 1,92 0,23 0,19 3,89 17,69 17,15 5,31 7,5-8,5 28,74 1,27 2,24 1,99 0,35 0,20 1,07 12,69 9,02 4,28 >8,5 84,88 1,63 2,88 2,08 0,70 0,16 1,00 11,75 9,50 4,00 T¹p chÝ Khoa häc §HQGHN, KHTN & CN, T.XXIII, Sè 1, 2007 42 Mai Trọng Nhuận, Trần Đăng Quy Bảng Biến thiên hàm lợng (ppm) nguyên tố theo Eh (mV) trÇm tÝch (n = 253 mÉu) Eh Mn Sb As Cu Pb Zn Hg B Br I < 40 105,03 2,18 0,41 1,06 2,44 2,38 0,16 13,41 13,61 4,41 40 - 80 32,50 1,85 0,24 1,24 2,86 1,55 0,20 13,00 8,55 4,25 80 - 120 27,43 2,04 0,36 1,30 2,24 0,98 0,21 13,25 9,19 4,45 > 150 14,67 1,50 0,17 1,04 1,32 2,95 0,14 8,94 10,72 2,89 Nhãm Halogen cã xu thÕ tËp trung cao m«i trờng khử ô xi hóa yếu liên quan chặt chẽ với hàm lợng cacbon hữu (bảng 6) Còn kim loại mối liên hệ phức tạp Tuy nhiên, chúng phân biệt hai trờng hợp môi trờng khử hàm lợng tăng gồm Mn, Sb, As, ngợc lại môi trờng khử hàm lợng giảm gồm Cu, Pb, Zn, Hg Khi Eh giảm, hydroxit ôxi-hydroxit Fe Mn bị hòa tan, chuyển sang dạng Fe2+ Mn2+ linh động kéo theo giải phóng nguyên tố chúng hấp phụ vào môi trờng Điều giải thích tăng hàm lợng Mn, Sb As Eh giảm trầm tích tầng mặt vùng Thật vậy, Mn có tơng quan âm với Eh (r = -0,328), tơng quan dơng với Sb (r = 0,366) As (r = 0,564), không tơng quan với nguyên tố lại Khi Eh giảm, Cu, Pb, Zn, Hg có xu hớng kết tủa thành sunphua khó hòa tan bề mặt hạt rắn hình thành hợp chất phức kim lu huỳnh gắn chặt bề mặt hạt silicat nên hàm lợng chúng giảm Eh giảm Về lý thuyết, hàm lợng cacbon hữu nguyên tố tỷ lệ thuận với Đối với trầm tích vùng nghiên cứu, hàm lợng nguyên tố cao cacbon hữu đạt khoảng 0,5 - 1,5 % (phổ biến 1,0 - 1,5 %) (bảng 7) Nếu trầm tích chứa cacbon hữu lợng cacbon hữu phân hủy hết bề mặt trình lắng đọng nên hàm lợng nguyên tố trầm tích thấp Nếu trầm tích chứa nhiều cacbon hữu lợng cacbon hữu không kịp phân hủy hết bị chôn vùi với trầm tích Chính lợng cacbon hữu bị chôn vùi kích thích đào bới sinh vật sống đáy, tăng khả xáo trộn trầm tích, tăng chiều sâu ranh giới ô xi hóa - khử dẫn đến không thuận lợi cho tồn nguyên tố dới dạng hấp phụ Bảng Biến thiên hàm lợng nguyên tố (ppm) theo cacbon hữu trầm tích tầng mặt Chc (%) Mn Cu Pb Zn Sb As Hg B Br I - 0,5 30,37 1,24 2,04 1,38 1,89 0,33 0,18 12,51 9,71 4,15 0,5 - 1,0 29,21 1,52 2,46 1,39 2,37 0,67 0,24 13,23 10,32 4,37 1,0 - 1,5 65,15 2,67 2,36 1,07 2,21 1,09 0,28 14,68 11,16 4,47 1,5 - 2,0 30,48 1,90 3,10 0,72 1,86 0,45 0,20 12,29 7,05 4,38 2,0 - 2,5 23,33 1,50 1,17 0,62 1,67 0,22 0,27 11,17 6,33 3,83 Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, KHTN & CN, T.XXIII, Số 1, 2007 43 Nghiên cứu đặc điểm địa hóa môi trờng trầm tích tầng mặt vùng biển Phan Thiết - Hồ Tràm Nguy ô nhiễm trầm tích tầng mặt thủy ngân Nhìn chung, chất lợng môi trờng trầm tích vùng tốt Hàm lợng kim loại nặng nằm giới hạn cho phép tiêu chuẩn trầm tích Canada Tuy nhiên, trầm tích tầng mặt có nguy ô nhiễm Hg Số trạm có hàm lợng Hg vợt mức hiệu ứng có ngỡng (TEL) 213 trạm tổng số 253 trạm quan trắc (chiếm 84,19 %) với cờng độ từ yếu đến mạnh (bảng 8) Các trạm không tập trung khu vực định mà trải diện tích nghiên cứu Hiện tại, nguy cha thể hàm lợng nhỏ mức hiệu ứng (PEL) nhng biện pháp quan trắc bảo vệ nguy trở thành thực Bảng Nguy ô nhiễm trầm tích tầng mặt Hg (ppm) Số trạm Tỷ lệ (%) Hàm lợng TBTG TEL Cờng độ 213 84,19 0,13 - 0,70 0,03 0,13 1,00 - 5,38 KiÕn nghị giải pháp bảo vệ môi trờng, sử dụng bền vững tài nguyên Biện pháp bảo vệ môi trờng hiệu việc ngăn chặn nguồn gây ô nhiễm cách sử dụng bền vững tài nguyên, xử lý chất thải, đẩy mạnh công tác tuyên truyền, giáo dục môi trờng Nguồn gây ô nhiễm ven biĨn vïng bao gåm chÊt th¶i tõ khai thác sử dụng tài nguyên khoáng sản, tài nguyên vị (hình 3) từ khu dân c tập trung Đối với khu dân c tập trung cần thiết phải quy hoạch bÃi thải tăng cờng lực cho công tác thu gom rác thải Cần phải thành lập trạm quan trắc chất lợng môi trờng nớc trầm tích Nghiêm cấm việc xả thải dầu cặn xuống biển Sử dụng bền vững tài nguyên thiên nhiên việc khai thác, sử dụng tài nguyên nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế - xà hội nhng không tác động xấu tới môi trờng, cảnh quan không làm phơng hại tới khả đáp ứng nhu cầu sử dụng tài nguyên hệ mai sau Do đó, khai thác bền vững tài nguyên thiên nhiên phải hạn chế đến mức thấp chất thải gây hại môi trờng, phục hồi cảnh quan, sinh thái, cân đối hài hòa lợi ích bên Cần thiết xây dựng triển khai mô hình sử dụng bền vững tài nguyên khoáng sản, đất ngập nớc Vì vậy, khai thác sử dụng bền vững tài nguyên thiên nhiên đất ngập nớc giải pháp tốt để hạn chế chất thải bảo vệ môi trờng trầm tích Mặt khác, vùng ven biển Phan Thiết - Hồ Tràm có khả đối lu nớc tốt, đảo che chắn, hầu nh không rừng ngập mặn, trầm tích có khả Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, KHTN & CN, T.XXIII, Sè 1, 2007 44 Mai Träng NhuËn, TrÇn Đăng Quy lu giữ độc tố cao nên chất gây ô nhiễm từ hoạt động dễ dàng phát tán xa bờ, làm suy giảm chất lợng môi trờng trầm tích Do đó, sử dụng bền vững loại tài nguyên góp phần quan trọng hạn chế bất lợi điều kiện thủy thạch động lực việc bảo vệ môi trờng Ngoài ra, cần thiết phải tiến hành nâng cao lực quản lý nhà nớc bảo vệ môi trờng đội ngũ cán địa phơng thông qua lớp tập huấn Đẩy mạnh công tác truyền thông, nâng cao nhận thức cộng đồng bảo vệ môi trờng, đẩy mạnh nghiên cứu khoa học công nghệ bảo vệ môi trờng địa phơng Kết luận Theo pH Eh, chia môi trờng địa hóa trầm tích vùng thành sáu kiểu Giữa cacbon hữu pH, Eh trầm tích có mối liên hệ tuyến tính tỷ lệ nghịch Trong trầm tích, nguyên tố chia thành ba nhóm theo mức ®é tËp trung: tËp trung m¹nh (Td > 2) gåm Hg vµ I; tËp trung yÕu (1 < Td < 2) gồm Sb Br; không tập trung (Td < 1) gåm Cu, Pb, Zn, Mn, As, B Sù tËp trung nguyên tố Cu, Pb, Mn, As, Hg, Sb trầm tích đông nam mũi Kê Gà biến đổi pH trầm tích đột ngột phân bố trầm tích hạt mịn Các nguyên tố Pb, As, Sb, I, B có xu tăng dần HLTB theo chiỊu tõ biĨn Phan RÝ ®Õn biĨn Vịng Tàu với mức độ mạnh dần HLTB nguyên tố trầm tích vùng thấp so với HLTBVN Các kim loại có xu tập trung cao môi trờng kiềm mạnh Mn, Sb, As có hàm lợng cao môi trờng khử Cu, Pb, Zn Hg lại có hàm lợng cao môi trờng « xi hãa C¸c halogen cã xu thÕ tËp trung cao môi trờng trung tính môi trờng khử HLTB nguyên tố trầm tích cao cacbon hữu đạt 0,5 - 1,5 % Chất lợng môi trờng trầm tích tầng mặt vùng tốt nhng có nguy ô nhiễm Hg Để ngăn chặn hạn chế ô nhiễm môi trờng trầm tích biển cần sử dụng bền vững tài nguyên thiên nhiên đất ngập nớc đôi với việc tăng cờng công tác quản lý, tuyên truyền, giáo dục nghiên cứu khoa học bảo vệ môi trờng nói chung môi trờng biển ven bờ Phan Thiết - Hồ Tràm nói riêng Tài liệu tham khảo Bùi Hồng Long nnk, Điều tra điều kiện tự nhiên, môi trờng, nguồn lợi vùng ven bờ vịnh Phan Thiết xây dựng định hớng phát triển bền vững, Lu trữ Phân viện Hải dợng học Nha Trang, 2000 Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, KHTN & CN, T.XXIII, Số 1, 2007 Nghiên cứu đặc điểm địa hóa môi trờng trầm tích tầng mặt vùng biển Phan Thiết - Hồ Tràm 45 Cục Thống kê tỉnh Bình Thuận (2005), Niên giám thống kê tỉnh Bình Thuận năm 2004 Đào Mạnh Tiến nnk, Thành lập đồ địa chất vùng biển Phan Thiết - Hồ Tràm tõ 30 m n−íc, tû lƯ 1: 100.000, L−u trữ Liên đoàn Địa chất Biển, Hà Nội, 2004 G Nelson Eby, The principle of enviromental geochemistry, Thomson learning Academic Resource Center, 2004 Horst D Schulz and Matthias Zabel, Marine Geochemistry, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, Printed in Germany, 2000 Mai Trọng Nhuận nnk, Thành lập đồ trạng địa chất môi trờng vùng biển Phan RÝ - Phan ThiÕt tõ - 30 m n−íc, tỷ lệ 1: 100.000, Lu trữ Liên đoàn Địa chÊt BiĨn, Hµ Néi, 2003 Mai Träng Nhn vµ nnk, Thành lập đồ trạng địa chất môi tr−êng vïng biĨn Hå Trµm - Vịng Tµu tõ - 30 m n−íc, tû lƯ 1: 100.000, L−u tr÷ Liên đoàn Địa chất Biển, Hà Nội, 2004 Sở Tài nguyên Môi trờng tỉnh Bình Thuận, 2001 Báo cáo trạng môi trờng tỉnh Bình Thuận năm 2000 Trần Nghi nnk, Thành lập đồ trầm tích tầng mặt vùng biển Phan Rí - Phan ThiÕt tõ - 30 m n−íc, tû lƯ 1: 100.000, Lu trữ Liên đoàn Địa chất Biển, Hà Nội, 2003 10 Trần Nghi nnk, Thành lập đồ trầm tích tầng mặt vùng biển Phan Thiết - Hå Trµm tõ - 30 m n−íc, tû lƯ 1: 100.000, Lu trữ Liên đoàn Địa chất Biển, Hµ Néi, 2004 VNU JOURNAL OF SCIENCE, Nat., Sci., & Tech., T.xXIII, n01, 2007 STUDY CHARACTERISTICS OF SEDIMENT ENVIRONMENTAL GEOCHEMISTRY OF PHAN THIÕT - Hå TRµM near-shore ZONE FOR SUSTAINABLE USE OF natural RESOURCES Mai Trong Nhuan(1), Tran Dang Quy(1), Nguyen Tai Tue (1) Dao Manh Tien(2), Nguyen Thi Hong Hue(1), Nguyen Thi Hoang Ha(1) (1) Department of Geology, College of Science, (2) Marine Geology Union Geochemical environment of sediment in Phan ThiÕt - Hå Trµm near-shore zone could be divided into six main types based on pH and Eh Organic carbon and pH, Eh have a linear inverse proportion relationship and they ifluence on chemical elements content in the sediment Based on accumulation level, these elements could be divided into three groups: high accumulation level group including Hg, I, low accumulation level group including Sb, Br, non-accumulation level group including Cu, Pb, Zn, Mn, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, KHTN & CN, T.XXIII, Sè 1, 2007 46 Mai Träng Nhuận, Trần Đăng Quy As, B The content of Pb, As, Sb, I, B in the sediments gradually increases from Phan RÝ near-shore area to Hå Trµm one The average content of elements in the sediment of this area is lower than that in the sediment of the whole Vietnamese near-shore zone The content of the above mentioned elements in the sediment is lower than the Canadian standard for marine sediment but have potential to be contaminated by Hg The best way to prevent marine sediment environment pollution is sustainable use of mineral, wetland and other natural resources, enhancement of environment protection awareness, education and research as well as environment mangement Study sediment environmental geochemistry of Phan ThiÕt - Hå Trµm near-shore zone contributes to sustainable use of the resources and protection marine environment Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, KHTN & CN, T.XXIII, Sè 1, 2007 ... 1, 2007 41 Nghiên cứu đặc điểm địa hóa môi trờng trầm tích tầng mặt vùng biển Phan Thiết - Hồ Tràm HLTB nguyên tố Mn, Pb, As, Sb, B, I có xu tăng dần theo chiều từ biển Phan Rí đến biển Vũng Tàu.. .Nghiên cứu đặc điểm địa hóa môi trờng trầm tích tầng mặt vùng biển Phan Thiết - Hồ Tràm 35 Thủy triều mang tính hỗn hợp, nhng thiên nhật triều Mùa đông, dòng chảy biển có hớng tây... bền vững, Lu trữ Phân viện Hải dợng học Nha Trang, 2000 Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, KHTN & CN, T.XXIII, Số 1, 2007 Nghiên cứu đặc điểm địa hóa môi trờng trầm tích tầng mặt vùng biển Phan Thiết -