Bảng 3. 7. Các giá trị ngƣỡng TEL, PEL
Đơn vị: mg/kg As Cd Cr Cu Mn Ni Pb Zn Canada TEL 7,2 0,7 52,3 18,7 15,9 30,2 124 PEL 41,6 4,2 160 108 112 271 Wiscosin TEL 9,8 0,99 43 32 460 23 36 120 PEL 33 5,0 110 150 1100 49 130 460 Flemish Giá trị đích 20 2,5 60 20 70 70 160 Giá trị giới hạn 100 7 220 100 280 350 500 Ghi chú: Tiêu chuẩn Canada và tiêu chuẩn Wiscosin áp dụng cho trƣờng hợp thành phần trầm tích chứa 50% loại hạt mịn, tiêu chuẩn Flemish áp dụng cho các loại trầm tích chứa 10% sét và 2% chất hữu cơ.
Nhƣ vậy có thể thấy các giá trị của QCVN là dựa trên các giá trị PEL của Canada. Do các cơng trình khác về trầm tích khu vực Quảng Ninh đƣợc công bố trƣớc khi QCVN ban hành nên các tác giả đã dùng cả các giá trị mức ngƣỡng thấp TEL (thấp hơn nhiều so với PEL là mức hiệu ứng sinh học bất lợi là rõ ràng) vì vậy, trong một số các cơng trình trƣớc đây đã đánh giá là nồng độ của một số nguyên tố (nhƣ As) là vƣợt ngƣỡng nhiều lần.
Đề tài đã so sánh sản lƣợng than khai thác đƣợc với hàm lƣợng các KLN trong mẫu trầm tích. Sản lƣợng khai thác than đƣợc thể hiện ở bảng 3.8 nhƣ sau:
Bảng 3. 8. Sản lƣợng khai thác than từ năm 1995 đến năm 2012
Năm 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 Sản lƣợng (nghìn tấn) 8.35 9.823 11.39 11.672 9.629 11.609 13.397 16.409 19.314 Năm 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Sản lƣợng (nghìn tấn) 27.349 34.093 38.77 42.483 39.777 44.078 44.835 46.611 42.383 (Nguồn: Tổng cục thống kê)
Mối tƣơng quan giữa hàm lƣợng Cu, Zn, Pb, Co và sản lƣợng khai thác than đƣợc thể hiện trong các hình 3.16 đến 3.19 nhƣ sau:
y = 0.0888x + 2.1732 R² = 0.8411 0 1 2 3 4 5 6 7 0 10 20 30 40 50 Cu Cu H àm lư ợn g Cu Sản lượng than (nghìn tấn) (µg/g) Hình 3. 16. Tƣơng quan giữa hàm lƣợng Cu và sản lƣợng khai thác than
Các hình 3.16, 3.17, 3.18, 3.19 cho thấy có mối tƣơng quan rất chặt chẽ giữa hàm lƣợng Co, Zn, Cu, Pb với sản lƣợng khai thác than. Đây là mối tƣơng quan tỉ lệ thuận, sản lƣợng khai thác than càng lớn thì tƣơng ứng với hàm lƣợng các kim loại nặng trong trầm tích biển càng cao. Điều này là hồn tồn hợp lý, vì theo các nghiên cứu đã đƣợc công bố, hàm lƣợng các kim loại nặng Zn, Cu, Pb, Co tập trung chủ yếu trong các lớp xỉ, quặng thải của quá trình khai thác và sàng tuyển than, vì vậy lƣợng than khai thác đƣợc càng nhiều thì lƣợng xỉ, quặng thải càng nhiều, do đó
y = 0.221x + 6.6768 R² = 0.6655 0 5 10 15 20 0 10 20 30 40 50 Zn Zn H àm lư ợn g Zn y = 0.0472x - 0.0313 R² = 0.8773 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 0 20 40 60 Pb Pb H àm lư ợn g P b y = 0.0348x + 0.9503 R² = 0.5281 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 0 10 20 30 40 50 Co Co H àm lư ợn g Co Sản lượng than (nghìn tấn) Hình 3. 17. Tƣơng quan giữa hàm lƣợng Zn và sản lƣợng khai thác than Hình 3. 18. Tƣơng quan giữa hàm lƣợng Pb và sản lƣợng khai thác than Hình 3. 19. Tƣơng quan giữa hàm lƣợng Co và sản lƣợng khai thác than
hàm lƣợng các kim loại nặng trôi ra biển càng cao, dẫn đến sự gia tăng tích tụ các kim loại nặng này trong trầm tích biển.
3.3. Thành phần cấp hạt trong trầm tích vịnh Hạ Long
Để đánh giá thành phần phân cấp hạt trong các cột mẫu trầm tích, đề tài đã sử dụng một lƣợng mẫu nhất định đem cắt lát, sấy khơ bên ngồi, sau đó phân lập kích thƣớc hạt bằng bộ rây có kích thƣớc mắt sàng khác nhau (hai kích thƣớc mắt sàng đƣợc sử dụng là <100 μm và từ 100-500 μm) ở trạng thái ƣớt, đem sấy khô kiệt và cân các phần phân lập để tính phần trăm theo kích thƣớc hạt. Kết quả phân cấp hạt đƣợc thể hiện trong bảng 6, 7, 8 phần phụ lục. Kết quả phân cấp hạt trong một số lát cắt của các cột trầm tích lần lƣợt nhƣ sau:
- Cột mẫu M2, M3 (mẫu trầm tích biển):
Ở độ sâu 2cm, kích thƣớc hạt từ 500-100 μm trung bình chiếm 1,78%, kích thƣớc hạt <100 μm trung bình chiếm 98,22%. Ở độ sâu 18cm, kích thƣớc hạt từ 500-100 μm trung bình chiếm 2,75%, kích thƣớc hạt <100 μm trung bình chiếm 97,25%.
- Cột mẫu 13 (trầm tích sơng):
Ở độ sâu 2cm, kích thƣớc hạt từ 500-100 μm chiếm 29,08%, kích thƣớc hạt <100 μm chiếm 70,92%. Ở độ sâu 18cm, kích thƣớc hạt từ 500-100 μm chiếm 33,75%, kích thƣớc hạt <100 μm chiếm 66,25%.
Nhƣ vậy, trầm tích biển và trầm tích cửa sơng Bình Hƣơng đều có thành phần hạt mịn (<100 μm) là chủ yếu (chiếm 66,25- 97,25%), tuy nhiên trầm tích biển có tỉ lệ thành phần hạt mịn cao hơn trầm tích cửa sơng, có thể giải thích điều này là do các hạt có kích thƣớc nhỏ dƣới tác động của thủy triều, sóng biển dễ dàng trơi ra xa hơn các hạt có kích thƣớc lớn, vì vậy, chúng lắng đọng ở biển nhiều hơn cửa sông. Theo công bố của nhiều cơng trình nghiên cứu khoa học, các hợp chất hoá học rất dễ hấp phụ vào thành phần hạt mịn, điều này lý giải nồng độ các chất ơ nhiễm tăng cao đối với trầm tích cửa sơng và trầm tích biển.
Một nguyên nhân khác cần lƣu ý khi đánh giá ô nhiễm kim loại nặng trong mơi trƣờng trầm tích cửa sơng là sự tƣơng tác trong môi trƣờng nƣớc cửa sông. Tại
cửa sơng, do có sự bổ sung nƣớc liên tục từ đất liền và các hoạt động tự nhiên làm xáo trộn dịng chảy nên mơi trƣờng nƣớc có độ mặn liên tục bị biến đổi làm lắng đọng nhanh các hạt có kích thƣớc nhỏ lơ lửng trong nƣớc, đồng thời cũng là môi trƣờng dễ làm giải hấp các chất ơ nhiễm khỏi trầm tích, vì vậy nồng độ các chất ơ nhiễm tại cửa sông liên tục bị biến đổi.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận
Đề tài: ―Đánh giá mức độ ơ nhiễm kim loại nặng trong trầm tích biển vịnh Hạ Long‖ đƣợc thực hiện với mục tiêu là xác định nguồn gốc, lịch sử phát sinh ơ nhiễm trong trầm tích vịnh Hạ Long tại một số vị trí khảo sát trên cơ sở xác định tốc độ bồi lắng đáy vịnh sử dụng các đồng vị phóng xạ 210
Pb, 210Po; sử dụng các phép phân tích định lƣợng thành phần hóa học để phân tích ơ nhiễmkim loại nặng trong các lớp trầm tích đáy đã thu đƣợc các kết quả chính sau đây:
1. Tốc độ bồi lắng đáy vịnh Hạ Long tại một số vị trí khảo sát thay đổi từ 0,27 đến 1,02 cm/năm, trung bình là 0,78 cm/năm (3 cột trầm tích biển lấy gần cửa sơng Bình Hƣơng và 1 cột trầm tích lấy ở cửa Lạch cầu 20 gần khu vực nhà máy nhiệt điện Cẩm Phả, phƣờng Cửa Ông, thị xã Cẩm Phả, Quảng Ninh).
2. Hàm lƣợng các KLN trong trầm tích là thấp, trong giới hạn cho phép của Quy chuẩn Việt Nam số 43/2012/BTNMT về chất lƣợng trầm tích.
3. Hàm lƣợng Co, Zn, Cu, Pb có tƣơng quan tỉ lệ thuận với sản lƣợng khai thác than. Những năm gần đây, sản lƣợng khai thác than tăng mạnh so với các năm trƣớc nên có thể đây là nguyên nhân làm hàm lƣợng Co, Zn, Cu, Pb trong trầm tích tăng cao.
4. Các phép phân tích định lƣợng hàm lƣợng KLN trong các mẫu trầm tích kết hợp việc sử dụng các đồng vị phóng xạ 210Pb, 210Po đã chỉ ra những chỉ tiêu gây ô nhiễm trong khoảng thời gian bao lâu (tính bằng năm), cho biết mức độ ô nhiễm của chúng cũng nhƣ sự biến thiên về hàm lƣợng theo thời gian, từ đó có thể suy đốn đƣợc tuổi của cột trầm tích và hàm lƣợng các kim loại nặng theo các lát cắt trầm tích đã tích tụ theo thời gian. Các kết quả này cùng với các thông số thành phần môi trƣờng tại vùng biển khảo sát là cơ sở vững chắc để đánh giá lịch sử ô nhiễm mơi trƣờng biển trong trầm tích vịnh Hạ Long tại một số vị trí khảo sát. Đây là ƣu điểm vƣợt trội của kỹ thuật hạt nhân mà các phép phân tích hóa học thơng thƣờng khơng thực hiện đƣợc.
Kiến nghị
Tiếp tục nghiên cứu nguồn gốc phát sinh, q trình hình thành và tích tụ các kim loại nặng, tổng các bon hữu cơ, tổng Nitơ, tổng Phốt pho và các chất ô nhiễm khác để đƣa ra kết luận chắc chắn hơn về lịch sử hình thành và tích tụ các chất ơ nhiễm trong trầm tích vịnh Hạ Long, phục vụ cơng tác quản lý và bảo vệ các hệ sinh thái và môi trƣờng khu vực vịnh Hạ Long. Nhằm góp phần đƣa ra biện pháp tối ƣu cho việc bảo vệ môi trƣờng vịnh Hạ Long, đề tài khuyến nghị nên có một số biện pháp sau:
1. Nên kiểm soát việc đổ thải ở vịnh Hạ Long, đặc biệt là các chất thải chứa hàm lƣợng kim loại nặng cao, ví dụ nhƣ: chất thải công nghiệp, chất thải từ các hoạt động khai thác khoáng sản, khai thác than... Thiết kế một hệ thống kênh nƣớc thải chung cho toàn thành phố Hạ Long nếu có thể, để thuận tiện trong việc thu gom nƣớc thải chờ xử lý.
2. Lấy mẫu trầm tích theo định kỳ kiểm tra hàm lƣợng các kim loại nặng và một số chất ô nhiễm khác nhƣ TOC, TN, TP... Liên tục cập nhật và lƣu giữ số liệu theo từng tháng, từng năm để tạo thành một bộ số liệu đầy đủ và liên tục nhằm kiểm sốt chất ơ nhiễm, phục vụ cho công tác quản lý, bảo vệ chất lƣợng môi trƣờng biển vịnh Hạ Long.
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 trƣờng (2003), Hiện trạng môi trường biển Việt Nam, Hà Nội.
4. Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng (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 mơi trường biển Việt Nam, Đề tài KHCN, mã số BO/00/01-01, Viện Nghiên cứu môi trƣờng, Trƣờng Đại học Đà Lạt.
6. Trần Đức Hạ và cộng sự (2011), ―Đánh giá chất lƣợng nƣớc vùng cửa sông và biển ven bờ để định hƣớng giải pháp công nghệ xử lý phù hợp cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt‖, Tạp chí Khoa học cơng nghệ xây dựng, 9(10), tr. 11-20.
7. Hồ Hữu Hiếu, Rudy Swennen và An Van Damme (2010), ―Tình trạng ơ nhiễm và phân bố kim loại nặng trong trầm tích cửa sơng cạnh cảng Cửa Ơng, 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 Phịng‖, Tạp chí Khoa học và Cơng 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.
11. Trần Đăng Quy, Nguyễn Tài Tuệ, Mai Trọng Nhuận (2012), ―Đặc điểm phân bố các nguyên tố vi lƣợng 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, Lƣu Văn Diệu (2006), ―Những vấn đề môi trƣờng nổi bật ở dải ven bờ biển phía tây vịnh Bắc Bộ‖, Tạp chí Khoa học và Cơng nghệ biển,
06/2006, 6(1-phụ trƣơng), 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.
19. Dauvin.J.C., (2008), ―Effects of heavy metal contamination on the macrobenthic fauna in estuaries: The case of the Seine estuary‖, Marine Pollution Bulletin,
58, pp. 160-169.
20. Farmer, J.G. (1983), Metal pollution in marine sediment cores from the west coast
of Scotland, Mar. Environ. Res. 8, pp.1-28.
21. Filiz Kucuksezgin, A Kontas, O Altay, E Uluturhan, E Darilmaz (2006), ―Assessment of marine pollution in Izmir Bay: nutrient, heavy metal and total hydrocarbon concentrations‖, Environment international, 32(1), pp. 41-51. 22. Follow Estuarine Coastal and Shelf Science, 87 (2), pp. 10-12.
23. Fukue M., Nakamura T., Kato Y. and Yamasaki S., (1999), ―Degree of pollution for marine sediments‖, Engineering Geology, 53, pp. 131-137.
24. Guor-Cheng Fang, Hung-Chieh Yang (2010), Comparison of heavy metals in marine sediments from coast areas in East and Southeast Asian countries during the years 2000—2010, Department of Safety, Health and Environmental
Engineering, HungKuang University, Sha-Lu, Taichung, Taiwan.
25. Hamed MA and Emara AM (2006), ―Marine molluscs as biomonitors for heavy metal levels in the Gulf of Suez, Red Sea‖, Journal of Marine System, 60, pp.
220-34.
26. Islam MD, Tanaka M (2004), ―Impact of pollution on coastal and marine ecosystems including coastal and marine fisheries and approach for management: a review and synthesis‖, Mar. Pollut. Bull, 48, pp. 624-649.
27. Krishnswami Lal D., Martin J . M. and Meybeck. M., (1971), Geochronology of lake sediments, Earth Planet. Sci. Lett, 11, pp. 407-414.
28. Ligero R.A, Ramos-Lerate I., Barrera M., Casas-Ruiz M., (2001), ―Relationshipsbetween sea-bed radionuclide activities and some sedimentological variables‖, Journal of Environmental Radioactivity, 57, pp.
7–19.
29. Meng W, Qin Y, Zheng B, Zhang L (2008), ―Heavy metal pollution in Tianjin Bohai Bay, China‖, J Environ Sci (China), 20(7), pp. 814-9.
30. Mil-Homens, M., Stevens, R.L., Cato, I., Abrantes, F., (2007), ―Regional geochemicalbaselines for Portuguese shelf sediments‖, Environmental Pollution, 148, pp. 418–427.
31. Müller G., (1979), Schwermetalle in den sedimenten des Rheins- Vera E'nderungenseit, Umschau, 79, pp. 778-783.
32. Nobi, E.P.; Dilipan, E.; Thangaradjou, T.; Sivakumar, K.; Kannan, L (2010), ―Geochemical and geo-statistical assessment of heavy metal concentration in
the sediments of different coastal ecosystems of Andaman Islands, India”,
Estuarine Coastal and Shelf Science (Impact Factor: 2.32), 87, pp. 253-264. 33. Prudente, M. S., H. Ichibashi and R. Tatsukawa (1994), ―Heavy metal
concentrations in sediments from Manila Bay, Philippines and inflowing rivers‖, Journal of Environmental Pollution, 86, pp. 83–88.
34. Ron Szymczak, basic concepts in marine biogeochemistry, Nuclear & Oceanographic Consultant TRADEWINDS Cronulla, NSW 2230, Australia.
35. Turekian K. K., and Wedepohl K. H., (1961), ―Distribution of the Elements in Some Major Units of the Earth's Crust‖, Geological Society of America Bulletin, 72, pp.175-192.
36. Thuc Anh Nguyen Thi, Giang Pham Khac, An Pham Van (2010), ―Environmetal geochemistry of sediments in estuary and tidal flat: A case study in Ha Long City, Quang Ninh province‖, Journal of Geology, 26, pp. 55-64.
PHỤ LỤC
PHỤ LỤC 1: CÁC BẢNG KẾT QUẢ PHÂN TÍCH ............................................. 2
Bảng 1. Mơ tả vị trí lấy mẫu ....................................................................................... 2
Bảng 2. Các thơng số hiện trƣờng tại các vị trí lấy mẫu cột trầm tích ....................... 2
Bảng 3. Kết quả hoạt độ 210po dƣ trong các lát trầm tích ........................................... 3
Bảng 4. Kết quả phân tích kim loại nặng trong các lát cắt trầm tích cột m2, m3, c8,