7.3.1. Đặc điểm môi trường địa hóa
Nhiệt độ nước vịnh Quan Lạn có sự biến đổi theo không gian và thời gian. Mùa hè là thời kỳ nhiệt độ nước biển tầng mặt cao nhất trong năm, trung bình khoảng 29,5-30oC cao nhất vào tháng 7 (34,3-35,2oC). Mùa đông là thời kỳ nhiệt độ thấp nhất trong năm, trung bình khoảng 20,5-30oC, thấp nhất vào tháng 2 (17,5-18 oC). Biến thiên của nhiệt độ nước biển trong ngày có dạng hình SIN, giá trị cực đại của nhiệt độ nước biển thường xảy ra từ 14-16h và cực tiểu vào 4-6h trong ngày, gần trùng với thời gian nhiệt độ không khí lớn nhất và nhỏ nhất trong ngày. Nhìn chung nhiệt độ nước biển tầng mặt cao hơn tầng đáy khoảng1oC.
Vịnh Quan Lạn được tạo thành nhờ các đảo chắn ven bờ (Quan Lạn, Trà Bản, Ngọc Vừng), cách đất liền từ 20 - 25 km. Trên các đảo không có sông lớn, chỉ có vài suối, khe nhỏ. Cửa vịnh tương đối rộng và có nhiều đường trao đổi nước với vùng biển xung quanh. Do vậy nên độ muối của nước trong vịnh tương đối ổn định và khá cao, biến động ít từ 26,08 - 32,00‰, trung bình 29,46‰, phân bố đồng đều trong toàn vịnh (V=8,22%) (bảng 7.1). Độ mặn cao vào mùa đông khoảng 31 -32 ‰, cao nhất có thể lên tới 33,5 -34,5 ‰ (tháng 1 và tháng 2) do lượng mưa và độ ẩm không khí thấp. Biên độ dao động của độ mặn giữa các tháng trong mùa đông không lớn. Vào mùa hè độ mặn giảm, trung bình khoảng 28-30 ‰, thấp nhất vào tháng 7, 8 do lượng mưa lớn.
Môi trường nước vịnh Quan Lạn đặc trưng bởi tính kiềm với giá trị pH thay đổi không đáng kể từ 8,00 đến 8,17, trung bình 8,09 (bảng 5.1), hệ số biến phân chỉ có 0,61% chứng tỏ pH ít thay đổi trong nước vịnh. Khác với pH, Eh có hệ số biến phân V=32,50% cho thấy Eh phân bố kém ổn định trong nước. Khoảng dao động của Eh trong nước vịnh khá lớn, từ 106 mV đến 184 mV, đạt giá trị trung bình là 155mV, đặc trưng cho môi trường oxy hóa yếu đến oxy hóa mạnh.
Căn cứ vào giá trị Eh, pH cho thấy môi trường nước vịnh Quan Lạn tồn tại 2 kiểu môi trường là môi trường kiềm yếu - oxy hóa yếu (7,5<pH<8,5; 100mV<Eh<150mV) và môi trường kiềm yếu - oxy hóa mạnh (7,5<pH<8,5;
Eh>150mV).
Bảng 7.1. Tham số thống kê giá trị thông số môi trường địa hóa trong nước vịnh Quan Lạn
Tham số Thông số
Max Min Trung bình V (%)
Độ muối (‰) 32,00 26,08 29,46 8,22
pH 8,17 8,00 8,09 0,61
Eh (mV) 184 106 151 21,42
DO (mgO2/l) 15,00 5,08 8,55 41,15
Ghi chú: Max - hàm lượng lớn nhất, Min - hàm lượng nhỏ nhất, Trung bình - Hàm lượng trung bình, V - hệ số biến phân hàm lượng, Các ký hiệu này được sử dụng thống nhất cho các phần tiếp theo.
Sự có mặt của oxy trong nước biển phụ thuộc nhiều vào chuyển động của khối nước. Khối nước biển trong vịnh vẫn hoạt động mạnh theo cơ chế thủy triều và sóng, do vậy hàm lượng oxy hòa tan trong khối nước này thường lớn, thay đổi từ 5,08 mgO2/l đến 15,00 mgO2/l. Thông số này nằm trong giới hạn cho phép theo TCVN 5943 - 1995 dùng cho nguồn nước nuôi trồng thủy sản (>5 mgO2/l).
7.3.2. Phân bố các anion
Hàm lượng các muối dinh dưỡng trong nước vùng biển vịnh Quan Lạn không cao, tất cả đều nhỏ hơn 1 mg/l. Nồng độ của ion NH4+ khoảng 0,026mg/l; ion NO2- khoảng 0,003mg/l; ion NO3- khoảng 0,007mg/l; ion PO43- khoảng 0,013mg/l. Hàm lượng Nitơ tổng số và Photpho tổng số lần lượt là 0,601 và 0,062mg/l. Điều này cho thấy hàm lượng các ion trong nước ở vùng biển vịnh Quan Lạn vẫn đạt chất lượng của nước mặt tự nhiên không chịu ảnh hưởng của các nguồn thải.
7.3.3. Phân bố các nguyên tố
Dựa vào hệ số Talasofil (bảng 7.2) có thể chia các kim loại nặng trong nước vịnh Quan Lạn thành 2 nhóm dưới đây: Nhóm các nguyên tố tập trung yếu (1<Ta<2) gồm: As, Cd; Nhóm các nguyên tố tập trung mạnh (Ta>2) gồm: Cu, Pb, Zn, Hg.
Bảng 7.2. Tham số thống kê hàm lượng (10-4 mg/l) các nguyên tố trong nước vịnh Quan Lạn
Tham số Ng. tố
Max Min Trung bình V (%) HLTBTG Hệ số Ta
As 55 42 49 9,62 30 1,63 Cd 2,1 1,5 1,7 11,78 1 1,70 Hg 0,9 0,6 0,7 16,57 0,3 2,33 Zn 740 340 480 34,07 100 4,80 Pb 25 20 22,7 8,18 0,3 9,53 Cu 320 270 286 6,10 30 75,67
Ghi chú:, HLTBTG - Hàm lượng trung bình trong biển nông ven bờ thế giới, Ta - Hệ số
Talasofil = hàm lượng trung bình trong nước khu vực nghiên cứu/hàm lượng trung bình trong nước biển nông ven bờ Thế giới. Các ký hiệu này được sử dụng thống nhất cho các phần tiếp theo.
Như vậy, cả 6 nguyên tố Cu, Pb, Zn, Cd, As, Hg đều có biểu hiện tập trung trong môi trường nước, đặc biệt là hai nguyên tố Pb và Cu với hệ số Ta tương ứng là 9,53 và 75,67 cho thấy mức độ tập trung cao của hai nguyên tố này trong nước vịnh Quan Lạn. Hg và Zn cũng là hai nguyên tố tập trung mạnh trong nước vịnh nhưng với cường độ yếu hơn so với Pb và Cu. Còn As và Cd là hai nguyên tố có mức độ tập trung yếu với Ta lần lượt là 1,63 và 1,70.
Hàm lượng As trong nước vịnh Quan Lạn dao động từ 42-55.10-4 mg/l, trung bình là 49.10-4 mg/l, cao hơn so với hàm lượng trung bình trong nước biển Thế giới (30.10-4 mg/l) nhưng vẫn thấp hơn so với hàm lượng cho phép theo TCVN 5943- 1995 (100.10-4mg/l). Hàm lượng As khá ổn định, phân bố đồng đều trong nước (V= 9,62%).
Hàm lượng Cd trong nước vịnh dao động trong khoảng hẹp (1,5 - 2,1.10-4 mg/l), trung bình 1,7.10-4mg/l, cao hơn so với hàm lượng trung bình của Cd trong nước biển Thế giới (1,0.10-4mg/l) nhưng thấp hơn rất nhiều hàm lượng cho phép theo TCVN 5943-1995. Hàm lượng Cd phân bố đồng đều trong nước vịnh (V=11,78%).
Hg tồn tại trong nước vịnh Quan Lạn với hàm lượng ở mức 0,6-0,9.10-4 mg/l, trung bình là 0,7.10-4 mg/l, thấp hơn nhiều so với hàm lượng giới hạn trong TCVN 5943-1995 cho nước nuôi trồng thủy sản (50.10-4 mg/l). Thủy ngân là nguyên tố phân bố đồng đều trong nước vịnh Quan Lạn đặc trưng bởi hệ số biến phân là 16,57 %.
Zn thuộc nhóm các nguyên tố tập trung cao trong nước vịnh Quan Lạn (Ta = 4,80), hàm lượng của Zn ở mức 340.10-4 mg/l đến 740.10-4 mg/l, trung bình là 480.10-4 mg/l xấp xỉ với hàm lượng cho phép theo TCVN 5943-1995 cho nước nuôi trồng thủy sản (100.10-4 mg/l) nhưng thấp hơn hàm lượng cho phép đối với nước dùng cho mục đích khác. Hệ số biến phân của Zn (V=34,40%) cao nhất trong số các kim loại nặng, thể hiện sự phân bố không đồng đều của nguyên tố này trong môi trường nước vịnh Quan Lạn.
Pb là nguyên tố tập trung mạnh trong nước vịnh Quan Lạn với hệ số Ta là 9,53. Hàm lượng trung bình của Pb trong vịnh là 22,7.10-4 mg/l, dao động trong khoảng từ 20,0.10-4 mg/l đến 25,0.10-4 mg/l. Tuy Pb là nguyên tố tập trung mạnh trong nước vịnh nhưng hàm lượng của nó vẫn thấp hơn nhiều so với giới hạn cho phép trong TCVN 5943-1995 cho nước nuôi trồng thủy sản (500.10-4 mg/l).
trong nước dao động từ 270.10-4 mg/l đến 320.10-4 mg/l, trung bình khoảng 286.10-4 mg/l, không chỉ vượt rất nhiều so với hàm lượng trung bình của chính nó trong nước biển thế giới (30.10-4 mg/) mà còn vượt cả giới hạn theo TCVN 5943- 1995 cho mục đích nuôi trồng thủy sản (100.10-4mg/l). Điều đó cho thấy Cu là nguyên tố tích luỹ rất mạnh trong môi trường nước vịnh Quan Lạn (Ta=9,53) và đã có biểu hiện gây ô nhiễm môi trường nước.