Để đỏnh giỏ về mức độ ụ nhiễm kim loại ở khu vực nghiờn cứu, học viờn đó sử dụng một số chỉ số địa húa tiờu biểu và tiờu chuẩn đỏnh giỏ chất lượng đất và nước. Dưới đõy, học viờn xin phộp đưa ra một số chỉ số địa húa và tiờu chuẩn đỏnh giỏ mụi trường thường dựng.
2.2.1. Chỉ số tớch lũy chất ụ nhiễm (Geoaccumulation Index - Igeo)
Chỉ số tớch lũy chất ụ nhiễm Igeo (hay cũn được gọi là chỉ số tớch lũy địa chất) là thước đo định lượng đỏnh giỏ mức độ ụ nhiễm kim loại trong trầm tớch được đưa ra bởi Muller (1969). Igeo là giỏ trị được tớnh bằng cỏch so sỏnh hàm lượng tổng kim loại cú trong mẫu với giỏ trị nền của kim loại đú, do đú bất cứ sự tăng nào ở cỏc cấp độ hiện tại đều được dự đoỏn là do hoạt động của người tỏc động tới tự nhiờn. Chỉ số này cú cụng thức như sau:
Igeo= log 𝐶𝑛
1,5.𝐵𝑛 (2.1)
Trong đú: Cn: hàm lượng kim loại n trong mẫu (mg/l)
1,5: hệ số được đưa ra để giảm thiểu tỏc động của những thay đổi cú
thể xảy ra đối với giỏ trị nền do những biến đổi về thạch học trong trầm tớch.
Hàm lượng nền chỉ là giỏ trị hàm lượng trung bỡnh của cỏc kim loại trong vỏ Trỏi Đất. Thực tế, ở cỏc địa điểm khỏc nhau hàm lượng kim loại trong đất, đỏ cú thể rất khỏc nhau.
2.2.2. Chỉ số nhiễm bẩn (Contamination Factor - CF)
Chỉ số nhiễm bẩn CF là một trong những chỉ tiờu quan trọng được sử dụng để đỏnh giỏ mức độ ụ nhiễm kim loại trong trầm tớch, từ đú cho thấy tỏc động của mỗi kim loại lờn trầm tớch. Chỉ số CF được tớnh toỏn dựa trờn cụng thức được đưa ra bởi Hakanson (1980) bằng tỷ lệ nồng độ của mỗi kim loại trong trầm tớch nghiờn cứu với cỏc giỏ trị nền của nú:
CF = 𝐶𝑛
𝐵𝑛 (2.2)
Trong đú: Cn: hàm lượng kim loại n trong trầm tớch (mg/l)
Bn: hàm lượng của kim loại n trong vỏ Trỏi Đất (mg/l)
2.2.3. Chỉ số tớch tụ cỏc nguyờn tố (Enrichment Factor - EF)
Chỉ số tớch tụ cỏc nguyờn tố (Enrichment Factor - EF) hay cũn gọi là chỉ số làm giàu cỏc nguyờn tố được đưa ra bởi Liu et al. (2005), dựng để đỏnh giỏ cỏc tỏc động do con người gõy ra đối với mụi trường thụng qua mức độ tớch tụ kim loại cú trong trầm tớch. Chỉ số tớch tụ cỏc nguyờn tố được tớnh bởi cụng thức sau:
EF = [X/Mn]mẫu / [X/Mn]vỏ Trỏi Đất (2.3)
Trong đú: X là nguyờn tố kim loại nghiờn cứu
[X/Mn]mẫu: tỷ lệ hàm lượng của kim loại X với Mn trong mẫu trầm tớch. [X/Mn]vỏ Trỏi Đất: tỷ lệ hàm lượng của kim loại X với Mn trong vỏ Trỏi Đất.
Nguyờn tố được chọn để so sỏnh thường là cỏc nguyờn tố phổ biến và kộm linh động trong tự nhiờn như Al (Chatterjee et al., 2007; Sutherland, 2000), Ti và Fe (Zhang et al., 2007) hoặc Mn (Liu et al., 2005). Trong nghiờn cứu này, cỏc số liệu thu thập được khụng cú cỏc nguyờn tố Al, Fe và Ti, do vậy, học viờn sử dụng nguyờn tố Mn.
2.2.4. Cỏc chỉ số ụ nhiễm tổng hợp
2.2.4.1. Chỉ số mức độ ụ nhiễm (Degree of Contamination - Cd)
Chỉ số mức độ ụ nhiễm (Cd) được đưa ra bởi Hakanson (1980) được xỏc định bằng tổng cỏc nhõn tố CF của tất cả cỏc nguyờn tố kim loại trong cựng một mẫu, từ đú cho phộp đỏnh giỏ mức độ ụ nhiễm của mụi trường khu vực nghiờn cứu.
Cd = m i i CF 1 (2.4) Trong đú: m là số nguyờn tố cú trong mẫu
CF là chỉ số nhiễm bẩn của cỏc nguyờn tố từ 1 đến m trong cựng một mẫu
2.2.4.2. Chỉ số ụ nhiễm (trung bỡnh) (Average Pollution Index - PIAvg)
Chỉ số ụ nhiễm trung bỡnh (PIAvg) đưa ra bởi Bhattacharya et al. (2006) cho phộp đỏnh giỏ chất lượng mụi trường tại cỏc mỏ đó dừng khai thỏc và được tớnh bởi cụng thức sau: m i i Avg CF m PI 1 1 (2.5) Trong đú: m là số nguyờn tố cú trong mẫu
CF là chỉ số nhiễm bẩn của cỏc nguyờn tố từ 1 đến m trong cựng một mẫu
2.2.4.3. Chỉ số tải lượng ụ nhiễm (Pollution Load Index - PLI)
Chỉ số tải lượng ụ nhiễm (PLI) được đưa ra bởi Tomlinson et al.(1980) sử dụng chỉ số nhiễm bẩn của cỏc nguyờn tố kim loại khỏc nhau trong cựng một mẫu để đỏnh giỏ chất lượng tổng thể của trầm tớch. Chỉ số tải lượng ụ nhiễm được tớnh bởi cụng thức sau:
PLI = 𝑛√𝐶𝐹1∗ 𝐶𝐹2∗ ⋯ ∗ 𝐶𝐹𝑛 (2.6)
Trong đú: CF là chỉ số nhiễm bẩn của cỏc nguyờn tố cú trong mẫu
n là số nguyờn tố cú trong mẫu