, Pb2+ Zn2+ với hàm lƣợng tổng ) của chỳng trong trầm tớch tầng mặt vựng biển RG VT
5.1.6. Đỏnh giỏ chất lƣợng mụi trƣờng, nguồn gố cụ nhiễm và tốc độ lắng
đọng trầm tớch từ kết quả nghiờn cứu một số chỉ thị đỏnh dấu phõn tử (thuốc
bảo vệ thực vật gốc clor (OCPs) và polyclobiphenyl (PCBs))
Từ những năm đầu 60 trờn thế giới nhiều nhà khoa học bắt đầu quan tõm đến hợp phần cơ bản của cỏc hợp chất hữu cơ là phõn tử để thu nhận những thụng tin về nguồn gốc của vật chất hữu cơ gõy ụ nhiễm mụi trƣờng. Cũng từ đú xuất hiện khỏi niệm: “Chỉ thị đỏnh dấu phõn tử-Molecular Marker” trong cỏc cụng trỡnh nghiờn cứu địa húa hữu cơ mụi trƣờng (Environmental Organic Geochemistry). Cỏc hợp chất hữu cơ đƣợc coi là chỉ thị đỏnh dấu phõn tử (CTĐDPT) khi chỳng chỳng cú những tiờu chuẩn cụ thể để đỏnh giỏ đƣợc nguồn gốc, cũng nhƣ phƣơng thức vận chuyển và tớch tụ chỳng. Hiện nay cỏc nhà nghiờn cứu đó phõn chia cỏc chất CTĐDPT thành ba nhúm chớnh :
Loại thứ nhất: Cỏc chất chỉ thị đỏnh dấu nguồn sinh học hiện tại (Contemporary Biogenic Markers) là những hợp chất đƣợc tổng hợp bởi cỏc vi sinh vật hoặc thực vật.
Loại thứ hai: Cỏc chỉ thị húa thạch gồm cỏc hợp chất cú mặt trong cỏc nhiờn liệu húa thạch hoặc trong cỏc trầm tớch cổ (dầu mỏ, khớ đốt …).
Loại thứ ba: Cỏc hợp chất hữu cơ tổng hợp mà sự cú mặt của chỳng trong mụi trƣờng hiện đại cú quan hệ trực tiếp với hoạt động của con ngƣời, vớ dụ cỏc hợp chất PCBs (polyclobiphenyl), cỏc thuốc bảo vệ thực vật…
Những ứng dụng đầu tiờn của phƣơng phỏp CTĐDPT trong nghiờn cứu mụi trƣờng đó đƣợc cụng bố vào những năm 60. Đú là việc xỏc định nguồn gốc ụ nhiễm của cỏc chất fecal, coprostanol từ chất thải của con ngƣời…Mặc dự vậy, trong suốt sau đú hai thập kỷ phần lớn cỏc cụng trỡnh nghiờn cứu mang tớnh chất đơn lẻ. Chỉ từ cuối những năm 80 khi vấn đề bảo vệ mụi trƣờng trở nờn bức xỳc, nhiều quốc gia, tổ chức quốc tế tiến hành hàng loạt cỏc chƣơng trỡnh nghiờn cứu, kiểm soỏt ONMT thỡ phƣơng phỏp CTĐDPT mới đƣợc đầu tƣ nghiờn cứu và ỏp dụng rộng rói hơn.
Hiện nay phƣơng phỏp này đƣợc ỏp dụng trong nhiều lĩnh vực nghiờn cứu khỏc nhau nhƣ trầm tớch, địa húa, sinh học, húa mụi trƣờng, ụ nhiễm mụi trƣờng. Mụi trƣờng biển (gồm nƣớc biển, trầm tớch biển) là nơi cú điều kiện thuận lợi cho quỏ trỡnh tớch tụ, lắng đọng vật chất hữu cơ. Tại vựng thềm lục địa Sanpedro (Nam vịnh Los Angeles) ngƣời ta đó sử dụng phƣơng phỏp CTĐDPT để xỏc định nguồn gốc, đặc điểm phõn bố cỏc chất ụ nhiễm trong nƣớc và trầm tớch đến độ sõu 500m nƣớc. Ở vịnh Tokyo (Nhật Bản) cỏc nhà khoa học đó nghiờn cứu cỏc chỉ thị nhƣ LAB (Linear alkylbenzenes), PCBs để xỏc định nguồn gốc cũng nhƣ phƣơng thức vận chuyển chỳng…Ở biển Bắc và biển Baltic, cỏc nhà nghiờn cứu đó sử dụng phƣơng phỏp này trong việc xỏc định nguồn gốc ụ nhiễm dầu…Từ mẫu nƣớc biển chứa dầu ngƣời ta cú thể xỏc định đƣợc nguồn gốc dầu mỏ để truy tỡm thủ phạm gõy ụ nhiễm biển…
Ở Việt Nam đõy là một lĩnh vực nghiờn cứu cũn khỏ mới mẻ. Trong những năm gần đõy đó cú một số cụng trỡnh đề cập đến một số chất hữu cơ gõy ONMT nhƣ : Đỏnh giỏ sự lan truyền cỏc hợp chất PCBs trong mụi trƣờng đất ở Hà Nội và Hải Phũng, Nghiờn cứu về khả năng ụ nhiễm và nguồn gốc ụ nhiễm thuốc trừ sõu trong đất, nƣớc và trầm tớch vựng cửa sụng Ba Lạt. Ngoài ra một số đơn vị đang tiến hành cỏc nghiờn cứu để xỏc định mức độ ụ nhiễm “chất độc mầu da cam” trong đất và trầm tớch. Trong quỏ trỡnh thực hiện đề ỏn “Điều tra địa chất và tỡm kiếm khoỏng sản rắn biển nụng ven bờ Việt Nam (0-30m nƣớc)” NCS đó đề xuất và lần đầu tiờn sử dụng cỏc chỉ thị đỏnh dấu phõn tử (OCPs và PCBs) để nghiờn cứu địa hoỏ mụi trƣờng nhằm xỏc định nguồn cung cấp, mức độ ( hay nguy cơ ) ụ nhiễm hợp chất hữu cơ trong trầm tớch. Đồng thời sử dụng kết quả nghiờn cứu làm cơ sở bƣớc đầu đỏnh giỏ tốc độ lắng đọng trầm tớch và dự bỏo tổng lƣợng OCPs và PCBs đƣợc lƣu giữ trong trầm tớch vựng cửa sụng Cửu Long.
5.1.6.1. Đặc điểm phõn bố PCBs và OCPs trong trầm tớch vựng nghiờn cứu
Do đặc điểm trầm tớch tầng mặt và điều kiện khảo sỏt, mẫu phõn tớch đƣợc lấy chủ yếu dải ven bờ (từ 0-20m nƣớc). Hàm lƣợng cỏc hợp chất chớnh của PCBs và OCPs đƣợc trỡnh bày ở bảng 5.14. Hàm lƣợng tổng PCBs và OCBs tƣơng ứng
đƣợc phỏt hiện trong khoảng rất rộng từ 0,19 ng/g đến 11,57 ng/g và từ 0-35,1ng/g. Nhỡn chung hàm lƣợng PCBs và OCBs trong vựng nghiờn cứu cú xu hƣớng tăng dần từ Vũng Tàu về phớa sụng Hậu. Sơ đồ biến thiờn hàm lƣợng OCPs theo hàm trend bậc III thể hiện rừ quy luật này (hỡnh 5.7). Nhiều nhà nghiờn cứu ThaoV.D (1993), Iwata (1994) và Phƣơng (1998), Mai Trọng Nhuận (2002) [49] cũng đó xỏc định xu hƣớng phõn bố này qua việc phỏt hiện DDT, PCBs ở miền Nam (thành phố Hồ Chớ Minh) cao hơn ở miền Trung (Huế, Khỏnh Hoà) và miền Bắc (Hà Nội, cửa Ba Lạt). Số liệu quan trắc mụi trƣờng của Bộ Khoa học Cụng nghệ và Mụi trƣờng một số năm gần đõy cũng đó xỏc định qui luật phõn bố núi trờn. Điều này cho thấy lƣợng thuốc bảo vệ thực vật và PCBs đƣợc sử dụng rộng rói hơn ở khu vực phớa Nam.
Cũng từ bảng 5.14 nhận thấy thành phần, số cỏc hợp chất OCPs và số đồng đẳng PCBs cú sự phõn dị giữa vựng cửa sụng Hậu (Cửa Trần Đề-Định An) và vựng phớa Bắc (từ cửa sụng Tiền tới Nam Vũng Tàu). Số lƣợng hợp chất OCPs ở khu vực Trần Đề - Định An (4-8 hợp chất) cao gấp 2 lần ở vựng biển phớa Bắc (2-3 hợp chất); số đồng đẳng PCBs lại cú đặc điểm ngƣợc lại (tƣơng ứng là 6-10 ở phớa Bắc và 2-4 ở Trần Đề - Định An ).
Ở khu vực cửa sụng Hậu thành phần của OCPs khỏ đa dạng, ngoài nhúm DDT, DDD, DDE cũn cú 666, dyeldril, endrin, aldekyde,α–γ HCH (hỡnh 5.8). Cũn ở khu vực phớa Bắc thành phần OCBs chủ yếu là nhúm DDT, DDD và DDE (hỡnh 5.9). Nhƣ vậy OCPs đƣợc lắng đọng trong trầm tớch khu vực phớa Nam xuất phỏt từ nhiều nguồn khỏc nhau.
Từ cỏc đồ thị biến thiờn hàm lƣợng OCPs trờn cỏc tuyến (hỡnh 5.10). nhận thấy rằng hàm lƣợng OCPs trong trầm tớch cú xu hƣớng giảm dần theo độ sõu của nƣớc biển (từ bờ ra ngoài khơi).
Đối với PCBs ngoài sự khỏc nhau về số lƣợng đồng đẳng tham gia vào thành phần trầm tớch thỡ hàm lƣợng của mỗi đồng đẳng cũng rất khỏc nhau ở từng cửa sụng. Ở cửa sụng Hậu tetraclobiphenyl (chiếm 59,2-88,5% tổng hàm lƣợng PCBs), titraclobiphenyl (6,7-11,5%) chiếm ƣu thế. Đõy là nhúm PCBs ớt clor, điều này cho thấy PCBs ở đõy cú nguồn gốc chủ yếu từ dầu thải của tàu thuyền (hỡnh 5.11).
Ở cỏc cửa sụng phớa Bắc vựng, tổng lƣợng PCBs nằm trong khoảng 0,46 – 3,64 ng/g, với thành phần PCBs khỏ đa dạng. Trong từng cửa sụng cú một số đồng đẳng chiếm ƣu thế. Ở cửa Cung Hầu với tetra-penta và hexaclobiphenyl, tƣơng ứng là 25 đến 40%, 11,7-33,7% và 17,7-27,3% (hỡnh 5.12). Ở cửa Ba Lai cú thành phần chủ yếu là từ triclobiphenyl đến hecxaclobiphenyl trong trầm tớch ven bờ, cũn ở độ sõu 10-15m nƣớc gồm cỏc đồng đẳng nhúm ớt clor gồm di-tri-tetraclobiphenyl (với hàm lƣợng tƣơng ứng 18,7-29,4 và 30,1%-hỡnh 5.13). Khu vực Cửa Tiểu với mẫu lấy ở ven bờ cú thành phần chớnh là tri-tetraclobiphenyl, cỏc mẫu lấy ở độ sõu 8-
10m nƣớc thành phần chớnh là cỏc đồng đẳng nhiều clo (penta-hexaclorbiphenyl- hỡnh 5.14). Thành phần đa dạng của PCBs trong trầm tớch cho thấy chỳng cú nguồn gốc khụng chỉ từ dầu thải từ cỏc hoạt động cụng nghiệp mà cả dầu dựng để chạy tàu thuyền. Điều này phự hợp với mức độ phỏt triển cỏc ngành cụng nghiệp ở đõy, trong đú cú cả cỏc hoạt động khai thỏc dầu khớ ở ngoài khơi.
Sự biến thiờn hàm lƣợng PCBs theo chiều từ bờ ra khơi khụng thể hiện qui luật chung.
Đặc điểm phõn bố OCPs và PCBs trong trầm tớch theo chiều sõu :
Cỏc cột mẫu dựng để nghiờn cứu qui luật phõn bố OCP và PCB theo chiều sõu đƣợc lấy tại cỏc cửa sụng, tại những vị trớ cú điều kiện tớch tụ, lắng đọng trầm tớch tƣơng đối ổn định. OCPs đƣợc phỏt hiện với tỉ lệ cao trong lớp trầm tớch dƣới 15 cm. OCPs đƣợc phỏt hiện trong 100% số mẫu lấy ở độ sõu 15-70 cm và 95% số mẫu lấy ở độ sõu 70-160 cm. Trầm tớch khu vực cửa sụng Hậu vẫn cú thành phần OCPs đa dạng hơn khu vực phớa Bắc (hỡnh 5.15). Tại khu vực Trần Đề-Định An trong trầm tớch dƣới 15cm OCPs cú thành phần chớnh là α.HCH, lindar, Dieldrin endrin DDTvà DDE cũn ở phớa Bắc sụng Hậu thành phần chủ yếu là nhúm DDT. Trong đú DDE thƣờng chiếm tỉ lệ cao. Cú thể trong quỏ trỡnh tớch tụ nhiều năm, một phần DDT đó bị phõn hủy thành DDE và DDD.
Cỏc hợp chất PCBs đƣợc phỏt hiện trong 100% số mẫu lấy ở đụ sõu từ 15- 160 cm. Điều này cho thấy khả năng hấp thụ và tàng trữ PCBs cao của trầm tớch hạt mịn giầu vật liệu hữu cơ. Thành phần, hàm lƣợng PCBs trong cỏc mẫu dƣới sõu biến đổi tƣơng đồng với qui luật phõn bố, biến đổi của nú trong lớp trầm tớch tầng mặt. Đú là số đồng đẳng PCBs trong trầm tớch khu vực cửa sụng Hậu ớt hơn khu vực phớa Bắc (hỡnh 5.16). Điều này cho thẩy điều kiện tớch tụ lắng đọng trầm tớch trong vựng tƣơng đối ổn định.
Nguy cơ ụ nhiễm OCPs và PCBs trong trầm tớch
Đa số mẫu trầm tớch vựng nghiờn cứu cú hàm lƣợng OCPs thấp hơn so với mức hiệu ứng cú ngƣỡng (TEL), (Ttc<0,5) và thấp hơn rất nhiều so với tiờu chuẩn (PEL). Tuy vậy đó xỏc định đƣợc một số điểm cú biểu hiện ụ nhiễm. Với hệ số ụ nhiễm Ttc trong khoảng (<1,22 và >6,63-bảng 5.15) khu vực cửa Định An-Mỹ Thạnh cú biểu hiện ụ nhiễm DDT, Dieldrin trong đú hàm lƣợng DDT từ 1,45-4,89 ng/g, cao gấp 1,2 lần đến 4 lần TEL; hàm lƣợng dieldrin 2,18-2,29 ng/g. Khu vực từ cửa Cung Hầu-Vũng Tàu chỉ cú biểu hiện ụ nhiễm nhúm DDT trong cỏc mẫu lấy ở bờ Nam một số cửa sụng. Tại bờ Nam Hàm Luụng hàm lƣợng DDT cao nhất trong cỏc mẫu đó phõn tớch là 6,46 ng/g và vƣợt giới hạn ụ nhiễm PEL (PELDDT = 4,77ng/g ). Cũn ở Nam cửa Tiểu hàm lƣợng DDD là 7,81 ng/g cao gấp gần 7 lần TEL (TELDDD=1,12ng/g) và sỏt với giới hạn PEL. Cỏc mẫu này đều lấy tại bói triều lầy cú xu hƣớng bồi tụ. Tại đõy phỏt triển trầm tớch bựn sột giàu cỏc vật chất hữu cơ. Đõy là cỏc lớp trầm tớch cú khả năng tàng trữ độc tố cao.
Bảng 5.14. Thành phần OCBs và PCBs trong trầm tớch vựng biển Rạch Giỏ-Vũng Tàu STT Khu vực SHM Độ sõu lẫy mẫu (cm) OCPs PCBs Tổng HL (ng/g) Số chất Dao động HL (ng/g) Cỏc hợp chất chớnh Tổng HL (ng/g) Số cấu tử Dao động HL Hợp chất chớnh 1 Nam cửa Mỹ Thạnh B99-387/1* 0-15 2,88 5 0,31-1,51 .HCH, 666, DDT 7,93 2 0,91-7,02 3-CL, 4-Cl
2 B99-387/4* 55-70 1,88 5 0,2-0,57 Dieldrin, Endrin aldekyde 1,82 4 0,14-1,02 3-CL, 4-Cl
3 ĐN Vĩnh chõu
B99-258**
0-15 7,09 4 0,92-3,17 .HCH,666, DDE 1,91 4 0,09-0,88 4-Cl
4 ĐN Trần Đề B99-465** 0-15 22,6 6 1,68-8,05 .HCH, Heptachlo, DDT 7,97 3 0,37-5,28 3-CL, 4-Cl
5
Ngoài khơi cửa Trần Đề B99-470*** 0-15 6,42 3 1,08-3,99 .HCH, Andrin 1,49 2 0,52-0,92 4-Cl, 5-CL 6 Ven bờ cự lao Dung B99-481/1* 0-15 3,5 3 0,53-2,43 .HCH, Dieldrin, DDD 0,19 2 0,19 7-Cl 7 Tõy Nam Trần Đề Bắc Mỹ Thạnh ĐC1* 0-15 25,8 9 0,68-8,99 .HCH,666,Dieldrin,DDT. 8,2 8 0,12-5,57 3-CL, 4-Cl, 5-CL, 6-CL, 7-CL 8 ĐC2* 50-70 26,2 9 0,75-8,14 .HCH,666,Dieldrin,DDT, Aldrrin 11,57 8 0,11-7,03 3-CL, 4-Cl, 5-CL, 6-CL, 7-CL 9 Bắc bờ Định An ĐC3* 0-15 35,1 8 0,48-14,14 .HCH,666, .HCH, Dieldrin, DDT, Endrin aldekyde 5,81 8 0,11-3,44 3-CL, 4-Cl, 5-CL, 6-CL, 7-CL 10 ĐC4* 35-50 1,52 3 0,41-0,68 Dieldrin, DDT, Endrin aldekyde 0,57 4 0,11-0,28 3-CL, 4-Cl, 6-CL, 7-CL Ghi chỳ: *: Gần bờ trƣớc cỏc cửa sụng. **: Cỏch bờ 10-15 km. *** :Cỏch bờ 15-20 km.
ST T Khu vực SHM Độ sâu lấymẫu (cm) OCBs PCBs Tổng Hl (ng/g) Số chất Khoảng HL (ng/g) Cỏc hợp chất Tổng HL (ng/g) Số cấu tử Khoảng HL (ng/g) Hợp chất chớnh
11 Cửa Cung Hầu N77 * 7-47 1,79 4 0,011-0,971 DDE,DDD,DDT,-HCH 0,684 8 0,012-0,164 4clo,6clo
80-110 0,76 4 0,041-0,471 DDE,DDD,DDT,-HCH 0,424 9 0,013-0,339 4clo
N52 * 0-11 3,18 4 0,017-1,875 DDE,DDD,DDT,-HCH 0,729 10 0,005-0,246 4clo, 5clo
40-70 3,31 4 0,066-1,757 DDE,DDD,DDT,-HCH 0,498 8 0,015-0,169 4clo, 6clo,
3clo
N29*** 0-20 2,41 4 0,022-1,915 DDE,DDD,DDT,HCH 0,538 10 0,003-0,214 4clo, 3clo
12 ĐN cửa Cổ Chiờn N138 *** 0-20 0,97 3 0,25-0,44 DDD, DDE, DDT 1,412 7 0,003-0,214 4clo, 3clo
13 Bờ Nam cửa
Hàm Luụng
N152 * 0-30 0,08 1 0-0,08 DDD 1,746 6 0,016-0,838 4clo,5clo
90-120 1,03 2 0,50-0,53 DDE,DDD 1,108 7 0,006-0,700 4clo,7clo
14 Cửa Ba Lai N181* 0-30 0,35 1 0-0,35 DDE 1,808 10 0,012-0,414 6clo, 4clo
30-60 1,01 2 0,28-0,73 DDD, DDE 1,602 9 0,018-0,532 3clo, 4clo
90-120 0,75 3 0,11-0,39 DDE,DDD,DDT 1,076 8 0,002-0,494 4clo,3clo
N236** 0-20 0,3 2 0,10-0,20 DDD,DDE 0,578 8 0,014-0,174 4clo,2clo
15 ĐN Cửa Đại N290*** 0-20 0,55 3 0,12-0,25 DDD, DDE 1,714 9 0,006-0,94 4clo, 3clo
16 Cửa Tiểu N280* 0-17 1,05 3 0,087-0,615 DDE, DDD, -HCH 0,957 8 0,01-0,379 6clo, 4clo
17-47 7,92 2 0,39-7,43 DDD, DDE 3,646 8 0,092-0,988 3clo, 4clo
80-110 - - - - 0,462 7 0,006-0,138 3clo, 4clo
N332** 0-20 - - - - 1,142 6 0,014-0,41 3clo, 4clo
17 Nam cửa Soi Rỏp N338** 0-30 0,17 1 0-0,17 DDE 1,408 7 0,016-0,68 4clo, 3clo
60-90 0,65 2 0,28-0,37 DDT, DDD 1,805 9 0,018-0,548 4clo, 3clo
18 Nam Vũng Tàu V03*** 0-20 0,3 2 0,07-0,30 DDE, DDD 1,7 7 0,014-0,404 5clo, 6clo,
3clo Ghi chỳ: *: Gần bờ trƣớc cỏc cửa sụng. **: Cỏch bờ 10-15 km. *** :Cỏch bờ 15-20 km. “ - ” :Khụng phỏt hiện
Biểu hiện ụ nhiễm trầm tớch bởi nhúm DDT vựng cửa sụng Cửu Long cú liờn quan đến hàm lƣợng DDT trong nƣớc biển. Theo số liệu của Cục Mụi Trƣờng Việt Nam nay là Cục Bảo vệ Mụi trƣờng thuộc Bộ Tài nguyờn và Mụi trƣờng: tại trạm quan trắc Định An năm 2000 hàm lƣợng một số OCPs trong nƣớc biển vẫn cao gấp hàng chục lần tiờu chuẩn của Indonesia, Mỹ, Malaysia (mặc dự vẫn thấp hơn TCVN-bảng 5.16). Nhƣ vậy sau hàng chục năm cấm sử dụng, dƣ lƣợng một số thuốc bảo vệ thực vật đặc biệt là DDT vẫn rất cao trong mụi trƣờng biển ven bờ cửa sụng Cửu Long. Cú thể cú hai nguồn cung cấp OCPs vào mụi trƣờng biển. Thứ nhất là cỏc hợp chất này vẫn cũn đƣợc tiếp tục sử dụng ở một số khu vực nào đú trờn lục địa. Thứ hai, cú thể là do lƣợng tồn OCPs trong mụi trƣờng đất, nƣớc sau nhiều năm sử dụng nay tiếp tục đƣợc nƣớc mƣa và mạng lƣới thủy văn vận chuyển ra biển. Để xỏc định chớnh xỏc nguyờn nhõn nào cần phải cú những đầu tƣ nghiờn cứu chi tiết hơn. Cỏc nghiờn cứu gần đõy cho thấy nguyờn nhõn thứ hai cú thể là nguyờn nhõn chớnh gõy ra ụ nhiễm OCPs trong trầm tớch biển ven bờ. Kết quả nghiờn cứu của Ủy ban Mụi trƣờng thành phố Hồ Chớ Minh và Đại học ENCO-EPEL-Thụy Sĩ đó xỏc định mức độ ụ nhiễm DDT’s trong trầm tớch kờnh rạch thành phố Hồ Chớ Minh (bảng 5.17) là khỏ cao. Cỏc bỏo cỏo hiện trạng mụi trƣờng cỏc tỉnh ven biển đồng bằng sụng Cửu Long cũng đƣa ra khỏ nhiều số liệu về mức độ ụ nhiễm OCPs trong nụng nghiệp.
Bảng 5.15. Nguy cơ ụ nhiễm OCPs, PCBs trong trầm tớch vựng biển RG - VT
Nguy cơ ụ nhiễm OCPs
Khu vực Số hiệu mẫu Hợp chất Hàm lƣợng
(ng/g) TEL (ng/g) PEL (ng/g) Hệ số ụ nhiễm Cửa Định An-Cửa Mỹ Thạnh B99-465; ĐC1 Dieldrin 2,18-2,29 0,715 4,3 3,05-3.2