Phân tích thành phần chính/phân tích nhân tố (PCA/FA) được áp dụng cho từng mùa và từng nhóm để khảo sát nguồn ô nhiễm OCPs tiền ẩn trong nước và trầm tích ở cửa sông Sài Gòn – Đồng Nai.
PCA/FA trích xuất ra làm ba thành phần chính (PC) có giá trị riêng lớn hơn 1 cho mỗi mùa và cho từng nhóm. Ba OCPs đầu tiên, có ba phương sai cực đại tương ứng VF (nhân tố tiềm ẩn) có giá trị riêng lớn hơn 1, độ tích lũy chiếm 75% tổng giá trị phương sai trong thời điểm mùa khô và chiếm 84% trong thời điểm mùa mưa, 87,6% đối với nhóm 1, và 69,9% đối với nhóm 2 (Bảng 3.19).
Bảng 3. 19. Tương quan OCPs với những nhân tố tiềm ẩn (VF) hình thành từ phân tích PCA/FA trong hai mùa và hai nhóm
Thông số Mùa khô Mùa mưa Nhóm 1 Nhóm 2
VF1 VF2 VF3 VF1 VF2 VF3 VF1 VF2 VF3 VF1 VF2 VF3 Nước DDTs 0,53 0,67 0,10 0,53 0,36 0,67 0,70 0,26 0,57 0,18 0,77 -0,25 HCHs 0,18 0,85 0,19 0,46 0,74 0,26 0,67 0,69 0,12 0,71 0,43 -0,20 Aldrin -0,15 0,80 0,36 0,16 0,91 -0,14 0,30 0,90 -0,07 0,87 0,16 -0,18 Heptachlor 0,28 0,62 -0,25 0,86 0,15 0,10 0,87 0,19 0,05 0,65 0,03 -0,08 Dieldrin 0,25 0,20 0,76 0,20 0,15 0,89 0,18 0,11 0,92 0,07 0,74 0,05 Endrin 0,37 0,73 -0,12 -0,23 -0,08 0,88 -0,20 -0,04 0,90 -0,03 0,92 0,04 Trầm tích DDTs 0,90 0,34 0,08 0,57 0,58 0,48 0,73 0,43 0,43 0,68 0,47 0,35 HCHs 0,83 0,23 -0,06 0,32 0,87 0,21 0,45 0,72 0,17 0,88 0,03 0,29 Aldrin 0,93 0,24 0,01 0,74 0,53 0,19 0,93 0,28 0,07 0,70 0,17 0,40 Heptachlor 0,81 0,19 -0,08 0,88 0,31 0,15 0,93 0,15 -0,05 0,46 0,61 0,41 Dieldrin 0,86 0,00 0,25 0,80 0,24 0,06 0,54 -0,72 -0,10 0,00 -0,07 0,85 Endrin 0,60 0,15 -0,58 0,88 0,25 -0,15 0,97 0,02 -0,07 0,57 -0,37 0,22 Giá trị riêng 5,91 1,98 1,11 6,92 2,04 1,18 6,62 2,19 1,69 4,86 2,27 1,26 % phương 49,2 16,5 9,2 57,6 17,0 9,9 55,2 18,3 14,1 40,5 18,9 10,5 sai tổng Phần trăm phương sai 49,2 65,8 75,0 57,6 74,6 84,5 55,2 73,5 87,6 40,5 59,4 69,9 tích lũy
Ghi chú: số in đậm là lớn hơn 0,75, và số gạch dưới là trong khoảng 0,5 đến 0,75. VF = Yếu tố phương sai cực đại
PCA cho phép tìm ra mối quan hệ dựa trên tính tương quan hàm lượng từ đó tìm được qui luật phát tán, sơ bộ dự báo các chất xuất phát từ cùng nguồn ô nhiễm. Vào thời điểm mùa khô, ba nhân tố tiềm ẩn đã được xác định với nhân tố quan trọng nhất VF1 (chiếm 49,2 % phương sai tổng) là nhân tố có hệ số tương quan (tải lượng)
cao đối với 06 hóa chất BVTV OCPs trong trầm tích (DDTs, HCHs, aldrin, heptachlor, dieldrin, và endrin) chứng tỏ các chất này luôn xuất hiện cùng nhau từ cùng nguồn. Quá trình di chuyển và lắng đọng của OCPs trong trầm tích từ các khu vực dân cư và công nghiệp có thể là nguồn ô nhiễm sơ cấp. Đồng thời đầu vào của DDTs có thể dễ dàng phân hủy thành DDE hơn trong điều kiện hiếu khí, cho thấy sự xuất hiện phổ biến của tổng DDTs trong VF1. Tải lượng cao của DDTs, HCHs, aldrin, heptachlor, và endrin trong nước là nguồn ô nhiễm quan trọng thứ hai, VF2 (tương đương 16,5% phương sai tổng) xuất phát từ cùng nguồn ô nhiễm có thể do sự di chuyển tạm thời của OCPs từ thượng nguồn hoặc khu vực xung quanh.
Đối với thời điểm mùa mưa ba nhân tố được xác định giải thích lần lượt là 57,6%, 17,0% và 9,9% của phương sai tổng, nhân tố đầu tiên VF1 của mùa mưa có tải lượng cao với DDTs, heptachlor trong nước, và DDTs, aldrin, heptachlor, dieldrin, và endrin trong trầm tích. Điều này có thể cho thấy việc ô nhiễm OCPs trong khu vực nghiên cứu do quá trình tích tụ và di chuyển tạm thời từ thượng nguồn hoặc khu vực xung quanh vào thời điểm mùa mưa. Nhân tố VF2 có tải lượng cao với HCHs, aldrin trong nước, và DDTs, HCHs, và aldrin trong trầm tích là sự kết hợp giữa việc di chuyển và việc sử dụng trong thời gian gần đây. Nhân tố VF3 có tải lượng cao với 03 OCPs trong nước là DDTs, dieldrin, endrin. Những điều này chỉ ra rằng giá trị cao trong thời điểm mùa mưa do các dòng chảy từ phía thượng nguồn và các khu vực xung quanh gây lắng đọng các chất ô nhiễm tại khu vực nghiên cứu.
Đối với nhóm 1, ba nhân tố tiềm ẩn được xác định có nhân tố VF1 chiếm 55,2%, nhân tố VF2 18,3% và nhân tố VF3 14,1%. Trong đó nhân tố đầu tiên VF1 có tải lượng cao với DDTs, HCHs, heptachlor trong nước và DDTs, aldrin, heptachlor, dieldrin, và endrin trong trầm tích. Điều này cho thấy rằng vùng dân cư và nông nghiệp tại vị trí ST03, ST04 và ST08 có thể thải ra một lượng đáng kể các OCPs vào các vị trí nghiên cứu nằm tại thượng lưu của các nhánh sông phụ. Nhân tố VF2 có tải lượng cao với 02 OCPs trong nước là HCHs, aldrin và trong trầm tích là HCHs, dieldrin. Nhân tố VF3 có tải lượng cao với 03 OCPs trong nước là DDTs, dieldrin, endrin. Do DDTs và HCHs có thể xuất phát từ khu dân cư, khu công nghiệp và khu nông nghiệp với những khu vực có tốc độ phát triển công nghiệp, nông nghiệp nhanh chóng kết hợp với sự gia tăng dân số xung quanh khu vực nghiên cứu hoặc trên thượng nguồn thải ra một lượng ô nhiễm đáng kể (xả thải trái phép) dẫn đến ô nhiễm nguồn nước tại khu vực nghiên cứu.
Đối với nhóm 2, nhân tố VF1 có tải lượng cao với HCHs, aldrin, heptachlor trong nước và DDTs, HCHs, aldrin, và endrin trong trầm tích. Nhân tố VF2 có tải lượng cao với DDTs, dieldrin, endrin trong nước và heptachlor trong trầm tích. Nhân tố VF3 có tải lượng cao với duy nhất 01 OCPs trong trầm tích là dieldrin.
Phân tích thành phần chính và phân tích nhân tố (PCA/FA) được dùng để xác định các thành phần tiềm ẩn có trong sáu OCPs thử nghiệm trong nước và trầm tích nhằm xác định nguồn ô nhiễm có thể phát thải các thành phần này. Các điểm ô nhiễm của PCA được thể hiện trong Hình 3.5, các biến được tạo bởi nồng độ OCPs chủ yếu tại các vị trí lấy mẫu khác nhau.
Hình 3. 5. Hai OCPs được trích xuất khi thực hiện PCA/FA cho toàn bộ dữ liệu
PC1 chiếm 66,6 % và PC2 chiếm 15,2% của phương sai tổng. Phương sai của OCPs trong nước và trầm tích thu được từ 12 vị trí nghiên cứu vào thời điểm mùa khô thấp hơn so với mùa mưa. Mùa khô có giá trị ở phía vùng âm của PC2, mùa mưa ở vùng dương của PC2. Vào thời điểm mùa mưa, nhóm 2 có phương sai của nồng độ OCPs lớn nhất.
Nhận xét: Kết quả đánh giá hiện trạng OCPs cho thấy DDTs và HCHs có trong
nước và trầm tích cao hơn các OCPs còn lại. Nồng độ DDTs, HCHs, aldrin, heptachlor, dieldrin trong nước, và DDTs, HCHs và aldrin trong trầm tích vào thời điểm mùa mưa cao hơn đáng kể so với mùa khô. Nhóm 1 bao gồm 03 vị trí nghiên cứu đặt tại đầu 02
nhánh phụ có nồng độ DDTs, HCHs, aldrin, heptachlor, và dieldrin trong nước và trầm tích cao hơn đáng kể so với nhóm 2. Mối tương quan của nồng độ DDTs và HCHs giữa nước và trầm tích cũng đáng chú ý. Phân tích thành phần của DDTs cho thấy sự phân hủy của DDTs gốc tại các vị trí nghiên cứu có thể xảy ra đáng kể trong nhiều năm qua và phần lớn có thể xảy ra sự phân hủy kỵ khí của tổng DDTs. Phân tích PCA/FA chỉ ra các hóa chất OCPs có cùng nguồn ô nhiễm trong khu vực nghiên cứu. Nguồn có thể xuất phát từ dòng chảy bề mặt tương đối cao trong mùa mưa làm tăng xói mòn và gây ra dư lượng OCPs đáng kể vào nước, làm tăng mức độ ô nhiễm OCPs vào thời điểm mùa mưa so với mùa khô.
Kết quả nghiên cứu cho thấy dư lượng OCPs được phát hiện trong hầu hết các mẫu nước và trầm tích thu thập ở cửa sông Sài Gòn – Đồng Nai. Do đó, OCPs có khả năng tích lũy độc tính trong các loài thủy sinh ở lưu vực sông như cá và nhuyễn thể hai mảnh vỏ.