I. VÙNG PHONG THỔ
c. Nguyên tố tập trung cao
2.3. nhiễm môi trường trầm tích bởi các kim loại
Một khó khăn khi phải đánh giá chất lượng mơi trường trầm tích là hiện nay ở Việt Nam vẫn chưa có tiêu chuẩn chất lượng mơi trường trong trầm tích. Vì vậy, để đánh giá chất lượng mơi trường trầm tích của khu vực, trong phạm vi báo cáo này chúng tôi đã sử dụng tiêu chuẩn môi trường trầm tích của Canada đồng thời có sự so sánh với hàm lượng trung bình trong trầm tích vỏ Lục địa (bảng 12). Tiêu chuẩn mơi trường trầm tích của Canada là tiêu chuẩn vẫn thường được sử dụng trong đánh giá chất lượng mơi trường trầm tích của Việt Nam và vẫn được Cục Môi trường Việt Nam (nay là Cục bảo vệ Môi trường) sử dụng trong các báo cáo hiện trạng môi trường Việt Nam hàng năm của mình.
Qua số liệu phân tích cho thấy trong trầm tích của vùng đã ơ nhiễm ngun tố Pb và nguy cơ ô nhiễm Cs, Rb, As. Ngồi ra trong vùng cịn bị thiếu hụt nguyên tố iot.
Trong trầm tích vùng Phong Thổ, Pb hình thành một điểm dị thường hàm lượng (71,10-4%), phân bố tại khu vực Mường So (ĐNX6-8). Dị thường chì đã đạt tới mức ô nhiễm ở mức độ mạnh lớn hơn 2,03 lần (bảng 2.14), và đã đạt mức mạnh (*2TEL-70.10- 4%) theo tiêu chuẩn ơ nhiễm mơi trường trầm tích nước ngọt của Canada (bảng 2.13). Hàm lượng Pb tăng cao tại khu vực này có thể liên quan tới các sản phẩm phong hoá từ các đá và các hoạt động nhân khai thác mỏ trong khu vực.
90
Bảng 2.14. Ô nhiễm mơi trường trầm tích bởi chì
Vùng Trạm khảo sát Hàm lượng (10-4%) Cường độ ô nhiễm (Ttc)
Khu vực Mường So ĐNX6-8 71,1 2,03
Mạnh
Ghi chú: so với tiêu chuẩn trầm tích của Canada
Hàm lượng Cs trong trầm tích dao động trong khoảng 0,2-0,4.10-3%, đạt giá trị trung bình 0,3.10-3% cao hơn hàm lượng trung bình của chính nó trong trầm tích vỏ lục địa Trái đất (0,10-3%) (bảng 2.11). Trong vùng Cs chỉ hình thành một số điểm dị thường có mức hàm lượng 0,4.10-3%. Phân bố ở các khu vực: thị trấn Phong Thổ, thị xã Lai Châu, thị trấn Tam Đường (bảng 2.15). Các điểm dị thường này có hàm lượng 0,4.10-3%, đã đạt mức nguy cơ ô nhiễm (0,3.10-3%) (bảng 2.13).
Bảng 2.15. Nguy cơ ô nhiễm môi trường trầm tích bởi Cs
Vùng Trạm khảo sát Hàm lượng
(10-4%)
Thị trấn Phong Thổ ĐNX1-3, ĐNX1-10 4
Thị xã Lai Châu MĐTĐ3-53 4
Thị trấn Tam Đường MĐBL5-8 4
Ghi chú: so với tiêu chuẩn trầm tích của Canada
Rb có hàm lượng dao động 200-800.10-4%, đạt giá trị trung bình 455,6.10-4% cao hơn hàm lượng trung bình của chính nó trong trầm tích vỏ lục địa Trái đất (32.10-4%). Rb hình thành một số điểm dị thường với hàm lượng 600-800.10-4%, phân bố ở các khu vực: Mường So, Bản Màu, Thèn Sìn, Lả Nhì Thàng, thị trấn Tam Đường.
Trong vùng, hàm lượng Rb 200-800.10-3% đã vượt quá mức nguy cơ ô nhiễm (cao gấp 6,25-25 lần (bảng 2.16) so với hàm lượng trung bình của nó trong vỏ lục địa Trái đất). Theo tiêu chuẩn trong trầm tích nước ngọt Canada mức nguy cơ (9,6.10-3%) (bảng 2.13). Do vậy cần phải đầu tư nghiên cứu thêm về nguồn gốc, hành vi của nguyên tố này trong trầm tích khu vực. Tại khu vực thị xã Lai Châu
Bảng 2.16. Nguy cơ ơ nhiễm mơi trường trầm tích bởi Rb
Vùng Trạm khảo sát Hàm lượng (10-4%) Bản Màu xạ Bản Màu, ĐNX1-10 60-800 Mường So ĐNX2-15, ĐNX6-8 600-700 Thèn Sìn ĐTĐ03-100 600 Lả Nhì Thàng ĐTĐ0123 600 Thị trấn Tam Đường Đ0206ĐP 600
Ghi chú: so với tiêu chuẩn trầm tích của Canada
Ngồi ra trong vùng các mẫu phân tích có hàm lượng I thấp hơn 0,5.10-3% (mức hàm lượng gây ra bệnh bướu cổ do thiếu I). Chúng phân bố ở các lưu vực gần các sông và là nơi sinh sống, sản xuất của dân địa phương. Do đó, cần phải tiến hành điều tra xã hội học về bệnh bướu cổ của dân địa phương; đồng thời cần giáo dục, tuyên truyền và khuyến khích dân địa phương mua muối I về sử dụng.
91
II. VÙNG NÔNG SƠN
1. Đặc điểm địa hóa mơi trường trong trầm tích 1.1. Đặc điểm mơi trường địa hóa trong trầm tích
Theo kết quả phân tích các mẫu trầm tích vùng Nơng Sơn, pH có giá trị dao động trong khoảng 3,28-8,13, trung bình là 6,7 (bảng 2.17). Giá trị pH tại đây đặc trưng cho môi trường axít yếu tới kiềm yếu. Giá trị Eh dao động từ -169mV đến 391mV, đặc trưng cho môi trường khử mạnh đến oxi hóa mạnh.
Bảng 2.17. Giá trị các thơng số mơi trường địa hố trong trầm tích vùng Nơng Sơn (N = 55 mẫu)
Thơng số Eh pH Đơn vị mV Cmax 391 8,13 Cmin -169 3,28 Ctb 136,3 6,7 S 106,04 0,87 V(%) 77,8 12,9
Căn cứ vào chỉ số pH và Eh có thể xác định được 9 kiểu mơi trường thành tạo trầm tích của vùng nghiên cứu như sau:
- Mơi trường axít yếu-khử (3<pH<6,5; Eh<0mV), phân bố thành diện nhỏ ở khu vực sát bờ sơng Thu Bồn (phía Đơng Bắc Nơng Sơn).
- Mơi trường axít yếu-oxy hóa yếu (3<pH<6,5; 40<Eh<150mV), phân bố thành diện nhỏ sát bờ sông Vu Gia ở khu vực Hà Nhà 1.
- Mơi trường axít yếu-oxy hóa mạnh (3<pH<6,5; Eh>150mV), phân bố tại các khu vực ven bờ gần các sông: Boung (Tây Tabhing), Vu Gia (Hà Nhà 2), sông Cái (từ núi Ru Tay tới Da Trang).
- Mơi trường trung tính-khử (6,5<pH<7,5; Eh<0mV), chỉ hình thành một diện nhỏ phân bố tại phía Đơng Mỹ Hiệp 2.
- Mơi trường kiềm yếu - khử (7,5<pH<8,5; Eh<0mV), chỉ hình thành 2 diện nhỏ, phân bố tại các khu vực: ven bờ sông Thu Bồn (Bắc Nông Sơn), Đông Bắc Phú Long (1).
- Mơi trường kiềm yếu - oxy hố yếu (7,5<pH<8,5; 0<Eh<150mV), phân bố tại các khu vực: phía Tây Bắc An Diêm và phía Tây Bắc Nơng Sơn.
- Mơi trường trung tính - oxy hố mạnh (6,5<pH<7,5; Eh>150mV), phân bố rải rác khắp vùng nghiên cứu ở các khu vực: Bắc Patsưa (độ cao ~600m), Tây Bắc Núi Bang Gia (độ cao ~100m), Tây và Đông Bắc Tadri, ven bờ sông Boung (Bắc Núi Ru Tay), ven bờ sông Vu Gia (tại Hà Nhà, Tam Hịa).
- Mơi trường kiềm yếu - oxy hố mạnh (7,5<pH<8,5; Eh>150mV), chỉ hình thành 2 diện nhỏ, phân bố tại các khu vực: ven bờ sông Vu Gia (Đông An Diêm), sát đường quốc lộ 14 tại khu vực Mỹ Hiệp (2).
92
- Mơi trường trung tính - oxy hố yếu (6,5<pH<7,5; 0<Eh<150mV), có diện phân bố lớn nhất trong vùng nghiên cứu, phân bố chủ yếu tại các khu vực ven bờ sông và khe suối.
1. 2. Đặc điểm địa hố mơi trường các nguyên tố trong trầm tích
Để đánh giá mức độ tập trung và phân tán của các ngun tố hố học trong trầm tích vùng nghiên cứu, chúng tôi sử dụng hệ số tập trung (Td).
Trong đó: Td= Hàm lượng trung bình của nguyên tố trong trầm tích vùng nghiên
cứu/ Hàm lượng trung bình của ngun tố trong trầm tích vỏ lục địa Trái đất.
Theo giá trị của hệ số Td, chúng tơi chia các ngun tố trong trầm tích vùng Nơng Sơn thành 3 nhóm:
- Nhóm nguyên tố không tập trung (Td<1): Cu, Pb, Zn, V, As, Sb, B, U, Th. - Nguyên tố tập trung (1<Td<3): Cs.
- Nguyên tố tập trung cao (Td>3): Rb.
Dưới đây là đặc điểm, quy luật phân bố của các ngun tố:
a. Nhóm ngun tố khơng tập trung
* Nguyên tố đồng (Cu)
Trong tự nhiên, chủ yếu gặp đồng dưới dạng Cu2+. Hợp chất của đồng rất linh động như: CuSO4 có độ hồ tan lớn hoặc khơng hồ tan, kém linh động như: CuS, CuFeS2. Những ion làm kết tủa, lắng đọng đồng từ dung dịch là CO32-, PO43-, H2S tạo thành một loạt các khoáng vật thứ sinh bền vững. Cu di chuyển mạnh trong mơi trường axít, di chuyển kém trong mơi trường kiềm tạo thành một số khoáng vật carbonat, phosphat đồng. Cu dễ bị hấp thụ bởi sét, hydroxít sắt, chất hữu cơ và các hệ keo khác.
Trong trầm tích vùng Nơng Sơn, hàm lượng Cu dao động trong khoảng 0,01- 0,2.10-3%, đạt giá trị trung bình 0,03.10-3%, thấp hơn rất nhiều hàm lượng trung bình (HLTB) của chính nó trong trầm tích vỏ lục địa Trái đất (7,5.10-3%), hệ số Td=0,004 (bảng 2.18). Cu phân bố rất không đơng đều trong trầm tích khu vực (V=94,78%), trong vùng Cu chỉ hình thành một dị thường bậc 1 với mức hàm lượng 0,06-0,1.10-3% và hai điểm dị thường hàm lượng (0,09-0,2.10-3%). Dị thường và các điểm dị thường Cu phân bố tại các khu vực: bờ sơng Cái (phía Nam núi Ru Tay) (140716, 140724), bờ sông Vu Gia (Hà Nhà 2, phía Bắc Mỹ Đơng) (121827, 140517). Các mẫu lấy tại các khu vực trên có thành phần trầm tích chủ yếu là cát bùn màu xám. So với tiêu chuẩn ô nhiễm Cu trong môi trường trầm tích nước ngọt của Canada (3,57.10-3% ) (bảng 2.13) thì hàm lượng Cu ở đây còn thấp hơn rất nhiều.
Cu có tương quan yếu hoặc khơng tương quan với các nguyên tố khác (bảng 2.19). Điều này cho thấy, Cu không tồn tại đồng hành với các nguyên tố trong trầm tích khu vực.
* Ngun tố chì (Pb)
Trong tự nhiên Pb có 5 đồng vị, trong đó 4 đồng vị bền vững: 204Pb, 206Pb, 207Pb, 208Pb. Dựa vào thành phần đồng vị của Pb, có thể xác định được tuổi và nguồn gốc của đá, khoáng vật. Trong tự nhiên chủ yếu gặp chì ở dạng Pb2+, rất hiếm khi gặp ở dạng Pb4+. Các hợp chất chính của Pb như: galenit (PbS), xeruxit (PbCO3), anglezit (PbSO4).
93
Hợp chất của Pb rất khó tan nên trong tự nhiên gặp rất nhiều các muối và sunfua muối của chì. Pb2+ có thể thay thế cho Sr2+, B2+, K+ và C2+. Clac của Pb là 1,6.10-3%, hàm lượng Pb trong thiên thạch là 2.10-5%, trong đá siêu bazơ là 1.10-5%, đá bazơ là 8.10-4%, đá trung tính 1,5.10-3%, đá axít 2.10-3%, đá trầm tích (sét và phiến sét) 2.10-3%.
Như vậy trong tự nhiên Pb tập trung chủ yếu trong quặng sunfua, trong đá axít, trong đá trầm tích giàu vật liệu hữu cơ, trong tầng mùn của đất. Quá trình di chuyển, phân tán của Pb trong mơi trường còn được tăng cường bởi hoạt động khai thác, chế biến, sản xuất, vận chuyển và sử dụng Pb.
Trong trầm tích vùng nghiên cứu, Pb có hàm lượng dao động trong khoảng 0,02- 3,5.10-3%, đạt giá trị trung bình 0,38.10-3%, thấp hơn HLTB của chính nó trong trầm tích vỏ lục địa Trái đất (0,8.10-3%), Td=0,473 (bảng 2.18). Với hệ số biến phân V=93,28% cho thấy Pb phân bố rất khơng đồng đều trong trầm tích khu vực.
Trong vùng, Pb có hàm lượng tập trung cao tại khu vực ven bờ sông Cái (từ núi Ru Tay tới Da Trang). Tại đây, Pb hình thành một dị thường bậc 1, trong đó có một trạm (140716) đạt hàm lượng bậc 1 (0,77.10-3%) và hai trạm (140724, 140713) đạt hàm lượng bậc 2 và 3 (1,1-2,9.10-3%) (bảng 2.18). Ngồi ra, cịn phát hiện một số điểm dị thường (1401120, 140177) có hàm lượng Pb đạt 0,85-0,91.10-3%. Dị thường và các điểm dị thường Pb chủ yếu phân bố tại khu vực ven bờ sông Cái, Vu Gia (từ núi Ru Tay tới Da Trang, Mỹ Hiệp 2, phía Đơng Hà Nhà 1).
Bảng 2.18. Tham số địa hố mơi trường của các ion trong trầm tích vùng Nơng Sơn (N = 18mẫu)
(Đơn vị hàm lượng x 10-3%)
Ion Cmax Cmin Ctb Cn S V
(%) Cn + S Cn + 2S Cn + 3S HLTB trong trầm tích VLĐTĐ Td Cu 0,2 0,01 0,03 0,029 0,03 94,78 0,06 0,09 0,11 7,5 0,004 Pb 3,5 0,02 0,38 0,37 0,35 93,28 0,72 1,08 1,43 0,8 0,473 Zn 0,74 0,05 0,25 0,24 0,21 84,47 0,45 0,67 0,88 8 0,032 V 1,4 0,02 0,24 0,23 0,17 72,33 0,40 0,57 0,74 23 0,010 Hg 0,001 0,001 0,001 0,001 0 0 0,001 0,001 0,001 As 0,2 0,05 0,09 0,087 0,05 56,17 0,14 0,19 0,24 0,1 0,883 Sb 0,02 0,001 0,002 0,0019 0,001 61,60 0,0029 0,0039 0,0049 0,02 0,1 B 0,6 0,2 0,32 0,31 0,14 41,98 0,45 0,58 0,72 1 0,322 Br 0,9 0,4 0,56 0,55 0,17 30,65 0,72 0,89 1,07 I 0,6 0,2 0,32 0,31 0,13 40,89 0,44 0,57 0,70 Cs 0,5 0,1 0,28 0,27 0,12 42,37 0,39 0,51 0,63 0,1 2,833 Rb 40 20 28,3 28,30 7,86 27,74 36,16 44,02 51,88 3,2 8,854 U 0,05 0,005 0,02 0,019 0,02 64,13 0,03 0,05 0,07 0,091 0,272 Th 0,05 0,001 0,007 0,006 0,003 50,83 0,009 0,01 0,02 0,35 0,019 F 37 1 17,22 17,20 10,03 58,22 27,23 37,25 47,28
Ghi chú: Td = Hàm lượng trung bình của ngun tố trong trầm tích vùng nghiên cứu/Hàm lượng trung bình của nguyên tố trong trầm tích vỏ lục địa trái đất.
94
Đáng chú ý là tại bờ sông Vu Gia (Tây Hà Nhà 2) (121827), Pb có hàm lượng 3,5.10-3% đã đạt tới mức ô nhiễm ở mức độ yếu theo tiêu chuẩn ô nhiễm môi trường trầm tích nước ngọt của Canada (3,5.10-3%) (bảng 2.13). Việc tăng cao hàm lượng Pb tại khu vực này có thể liên quan tới các sản phẩm phong hoá từ các đá và các hoạt động nhân sinh trong vùng như sử dụng xăng dầu, đốt than, đốt nương làm rẫy, đốt rừng....
Pb có tương quan trung bình đến khá với các nguyên tố: Zn, B, Cr, Br, I, Cs, Rb (R=0,47-0,79) (bảng 2.19). Với các nguyên tố khác, Pb có tương quan yếu hoặc không tương quan.
* Nguyên tố kẽm (Zn)
Zn là nguyên tố vi lượng quan trọng đối với thực vật, động vật và con người, đóng vai trị quan trọng trong quá trình trao đổi chất. Zn là thành phần quan trọng của nhiều enzym như: ancoldehydrozenaza, glutamudehydrozenaza, laticdehydrozenaza...
Nguyên tố này được sử dụng rộng trong công nghiệp mạ điện, nó xâm nhập vào các hệ sinh thái, mơi trường nước và đất thông qua hoạt động khai khống, cơng nghiệp sợi tổng hợp, công nghiệp mạ điện...
Hàm lượng Zn trong các hợp phần tự nhiên như sau: trong đá trầm tích (sét và phiến sét) 0,008%; trong trầm tích sét đại dương (Thái Bình Dương và Đại Tây Dương) 0,013%; trong trầm tích vỏ lục địa Trái đất 0,008%.
Trong trầm tích vùng Nơng Sơn hàm lượng dao động 0,05-0,74.10-3%, đạt giá trị trung bình 0,25.10-3%thấp hơn rất nhiều so với hàm lượng trung bình của chính nó trong trầm tích vỏ lục địa Trái đất (8.10-3%), Td=0,032 (bảng 2.18). Với hệ số biến phân V= 84,47% cho thấy Zn phân bố không đồng đều trong trầm tích khu vực.
Bảng 2.19. Ma trận tương quan các ion trong trầm tích vùng Nơng Sơn (N=18 mẫu) Cu Pb Zn V Hg As Sb F B Br I U Cs Th Rb Cu 1 0,17 0,16 -0,29 0,00 -0,35 0,11 -0,06 0,15 0,06 0,18 -0,03 0,16 -0,04 0,22 Pb 0,17 1 0,77 0,07 0,00 -0,21 0,24 0,38 0,62 0,47 0,79 -0,33 0,53 0,10 0,61 Zn 0,16 0,77 1 -0,16 0,00 -0,20 0,09 0,45 0,89 0,81 0,86 -0,16 0,78 0,05 0,49 V -0,29 0,07 -0,16 1 0,00 -0,35 -0,10 -0,06 -0,18 -0,11 0,02 -0,56 0,08 -0,19 -0,21 Hg 0,00 0,00 0,00 0,00 1 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 As -0,35 -0,21 -0,20 -0,35 0,00 1 -0,02 0,02 -0,24 -0,30 -0,38 0,25 -0,38 0,48 0,07 Sb 0,11 0,24 0,09 -0,10 0,00 -0,02 1 -0,04 0,08 0,04 0,16 -0,11 0,02 0,19 0,15 F -0,06 0,38 0,45 -0,06 0,00 0,02 -0,04 1 0,50 0,56 0,54 -0,35 0,39 0,45 0,71 B 0,15 0,62 0,89 -0,18 0,00 -0,24 0,08 0,50 1 0,90 0,85 -0,23 0,89 0,09 0,59 Br 0,06 0,47 0,81 -0,11 0,00 -0,30 0,04 0,56 0,90 1 0,80 -0,40 0,79 0,01 0,47 I 0,18 0,79 0,86 0,02 0,00 -0,38 0,16 0,54 0,85 0,80 1 -0,36 0,81 -0,05 0,61 U -0,03 -0,33 -0,16 -0,56 0,00 0,25 -0,11 -0,35 -0,23 -0,40 -0,36 1 -0,22 -0,04 -0,29 Cs 0,16 0,53 0,78 0,08 0,00 -0,38 0,02 0,39 0,89 0,79 0,81 -0,22 1 -0,02 0,47 Th -0,04 0,10 0,05 -0,19 0,00 0,48 0,19 0,45 0,09 0,01 -0,05 -0,04 -0,02 1 0,53 Rb 0,22 0,61 0,49 -0,21 0,00 0,07 0,15 0,71 0,59 0,47 0,61 -0,29 0,47 0,53 1
Trong vùng, Zn hình thành 3 điểm dị thường (140219, 121827, 140713), hàm lượng 0,6-0,74.10-3%. Các điểm dị thường này phân bố tại: ven bờ sơng Vu Gia (phía Đơng và phía Tây Hà Nhà 2), ven bờ sông Cái (Da Trang).
95
So với tiêu chuẩn ơ nhiễm mơi trường trầm tích nước ngọt của Canada (12,3.10- 3%) (bảng 2.13) thì hàm lượng của các điểm dị thường này còn nhỏ hơn rất nhiều.
Kẽm có tương quan khá chặt với các nguyên tố: Pb, B, Br, I, Cs (R=0,77-0,89), tương quan trung bình với F, Rb (R=0,45-0,49) (bảng 2.19) nó khơng tương quan hoặc tương quan yếu với các nguyên tố còn lại.
* Nguyên tố vanadi (V)
Trong các hợp phần tự nhiên, hàm lượng trung bình của V như sau: trong đá trầm tích (sét và phiến sét) 0,013%, trong trầm tích biển 0,008%, trong trầm tích sét đại dương (Thái Bình Dương và Đại Tây Dương) 0,014%, trong trầm tích vỏ lục địa Trái đất 0,023%.
Trong trầm tích vùng nghiên cứu, V có hàm lượng dao động từ 0,02-1,4.10-3%, đạt giá trị trung bình 0,24.10-3% thấp hơn rất nhiều HLTB của chính nó trong trầm tích vỏ lục địa Trái đất (23.10-3%), Td=0,01 (bảng 2.18). V phân bố khơng đồng trong trầm tích khu