1 đƣợc xỏc định bởi tài liệu địa chấn nụng độ phõn giải cao Đú là cỏc thành tạo cuội sỏi, cỏt, sột lấp đầy trong cỏc hố đào khoột
2.2.2. Cỏc phương phỏp nghiờn cứu
Nƣớc và trầm tớch biển ven bờ chịu tỏc động bởi nhiều yếu tố, trong đú chế độ thủy thạch động lực ven biển, vựng cửa sụng, hoạt động nhõn sinh là cỏc yếu tố hết sức quan trọng. Để nghiờn cứu ĐHMT biển nụng ven bờ đó tiến hành ỏp dụng cỏc nhúm phƣơng phỏp sau:
2.2.2.1. Cỏc phương phỏp nghiờn cứu ngoài thực địa
Mạng lƣới khảo sỏt: Do chịu ảnh hƣởng mạnh của cỏc hoạt động nhõn sinh, chế độ thủy động lực nờn từ bờ ra đến độ sõu 10m nƣớc mạng lƣới khảo sỏt đƣợc thực hiện là 2 x 2,5km (trong đú trạm cỏch trạm 2km và tuyến cỏch tuyến 2,5km). Đối với vựng ngoài 10m nƣớc mạng lƣới khảo sỏt là 5 x 5km ( khoảng cỏch giữa cỏc tuyến và giữa cỏc trạm là 5km) (hỡnh 2.1). Với mạng lƣới khảo sỏt nhƣ trờn cỏc phƣơng phỏp khảo sỏt ngoài thực địa gồm:
a- Phƣơng phỏp lộ trỡnh khảo sỏt dọc bờ biển: Khảo sỏt, thu thập tài liệu về địa chất, địa mạo, trầm tớch... của cỏc bói triều, cỏc vựng cửa sụng nhằm xỏc định những yếu tố ảnh hƣởng tới đặc điểm ĐHMT (địa hỡnh, thực vật, chế độ thủy động lực, biểu hiện ụ nhiễm, họat động nhõn sinh...). Tiến hành lấy mẫu nƣớc, trầm tớch tầng mặt, khoan tay ở bói triều, thu thập cỏc cột mẫu trầm tớch....
b- Lộ trỡnh khảo sỏt trờn biển bằng tàu, thuyền
Trong quỏ trỡnh di chuyển trờn biển tiến hành quan sỏt đặc điểm địa hỡnh địa mạo đỏy biển bằng mỏy đo sõu hồi õm, thu thập cỏc thụng tin phục vụ nghiờn cứu ĐHMT: hoạt động đỏnh bắt hải sản, biểu hiện ụ nhiễm (rỏc thải, dầu..) trờn biển. Tại cỏc trạm khảo sỏt tiến hành lấy mẫu mụ tả đặc điểm trầm tớch: màu sắc, mựi, thành phần độ hạt, thạch học, khoỏng vật chớnh, cấu tạo lớp trầm tớch... Lấy mẫu nƣớc biển. Mẫu nƣớc đƣợc mụ tả về màu sắc, mựi vị, độ đục, biểu hiện cú thể gõy ụ nhiễm ở xung quanh vị trớ lấy mẫu.
c- Phƣơng tiện khảo sỏt và phƣơng phỏp lấy mẫu
* Dọc bói triều ven biển cú thể đi bộ hoặc dựng thuyền nhỏ để di chuyển; mẫu trầm tớch đƣợc lấy trờn mặt, trong cỏc hố đào, bằng khoan tay hoặc cỏc ống lấy mẫu. Mẫu nƣớc đƣợc lấy trờn mặt.
* Trờn biển sử dụng thuyền 10-45 CV để khảo sỏt ở độ sõu <10m nƣớc. Ngoài 10m nƣớc trở ra khảo sỏt bằng tàu 150-350 CV. Thiết bị lấy mẫu gồm:
- Cuốc đại dƣơng lấy mẫu trầm tớch tầng mặt (ảnh 2.1).
- Ống phúng trọng lực lấy mẫu đến độ sõu 180-200cm (tựy theo thành phần trầm tớch.
- Mẫu nƣớc đƣợc lấy bằng batomet đảo ngƣợc (lọai 5 lớt) (ảnh 2.2) theo thiết kế của Mỹ. Ở độ sõu ngoài 10m nƣớc mẫu đƣợc lấy ở hai tầng: tầng mặt và tầng đỏy (cỏch đỏy biển 0,5-1m).
* Bảo quản mẫu:
- Mẫu trầm tớch đƣợc đựng trong tỳi nilon và đƣợc bảo quản theo tiờu chuẩn Việt Nam [77].
- Mẫu nƣớc biển đƣợc đựng trong bỡnh plastic đó đƣợc rửa bằng axit loóng và nƣớc cất nhiều lần. Mẫu đƣợc bảo quản theo từng loại và vận chuyển nhanh tới cỏc phũng phõn tớch.
2.2.2.2. Cỏc phương phỏp phõn tớch mẫu
Tựy theo cỏc chỉ tiờu phõn tớch, mẫu nƣớc, trầm tớch biển đƣợc tiến hành phõn tớch bằng cỏc phƣơng phỏp khỏc nhau.
2.2.2.2.1. Phõn tớch mẫu nƣớc
a- Xỏc định độ muối: bằng chuẩn độ trực tiếp Cl- trong nƣớc biển; cần lƣu ý là trong nƣớc biển ngoài NaCl cũn cú cỏc muối khỏc cũng cú nồng độ tƣơng đối lớn nhƣ cỏc muối sulfat vỡ vậy khi tớnh cần sử dụng hệ số hiệu chỉnh thực nghiệm vào cụng thức tớnh. Độ chớnh xỏc của phƣơng phỏp đạt 0,1‰.
b- Xỏc định Eh và pH: sử dụng cỏc mỏy đo Eh (mỏy TOA của Mỹ) và pH (mỏy HANA của í); độ chớnh xỏc của cỏc mỏy đo là 0,01 độ pH đối với đo pH và 0,01mV đối với Eh.
c- Phõn tớch CO32-: CO32- đƣợc phõn tớch theo phƣơng phỏp chuẩn độ axit- bazơ. Độ chớnh xỏc của phƣơng phỏp đạt 0,1mg/l theo tuyệt đối.
d- Xỏc định Mg: Mg cú hàm lƣợng lớn trong nƣớc biển, nờn sử dụng phƣơng phỏp chuẩn độ phức chất cho chớnh xỏc 5mg/l trong hàm lƣợng khoảng 1000mg/l.
e- Phõn tớch SO42-: bằng phƣơng phỏp khối lƣợng (cho kết tủa ở dạng BaSO4). Độ chớnh xỏc đến 2mg/l.
f- Phõn tớch Mn, Cu, Pb, Zn, Cd, Sb, Hg: đõy là những nguyờn tố cú hàm lƣợng rất thấp vỡ thế khụng thể làm giàu chỳng bằng phƣơng phỏp cụ; nếu xỏc định chỳng bằng phƣơng phỏp hấp thụ nguyờn tử, độ chớnh xỏc sẽ bị ảnh hƣởng bởi nồng độ Na cao. Vỡ vậy phải sử dụng phƣơng phỏp cực phổ Volampe (khụng dựng phƣơng phỏp cực phổ giọt thủy ngõn) để xỏc định hàm lƣợng Cu, Pb, Zn, Cd, Sb, Hg với giới hạn hàm lƣợng cho phộp từ 0,01 đến 0,00001mg/l. Riờng Mn sử dụng
phƣơng phỏp so màu sau khi dựng phƣơng phỏp cộng kết để làm giàu Mn (theo qui trỡnh phõn tớch của Viện nghiờn cứu biển Kiel (Cộng hũa Liờn bang Đức).
g- Phõn tớch Br: bằng phƣơng phỏp chuẩn độ chọn lọc (hàm lƣợng cao). Nguyờn tắc của phƣơng phỏp là oxy húa Br-
thành Br2, sau đú xỏc định bằng KI- Na2O3 cho độ chớnh xỏc 0,1mg/l.
h- Phõn tớch I bằng phƣơng phỏp chiết so màu cú độ chớnh xỏc 0,005mg/l. i- Phõn tớch Bo: cỏc cơ sở phõn tớch thƣờng dựng phƣơng phỏp so màu; ở đõy sử dụng thuốc thử Carmin cho độ chớnh xỏc tới 0,01mg/l.
k- Phõn tớch NO3- bằng phƣơng phỏp so màu với thuốc thử hữu cơ với độ chớnh xỏc đến 0,05mg/l (do nƣớc biển cú độ điện ly cao nờn khi phõn tớch bằng phƣơng phỏp điện cực chọn lọc sẽ cho kết quả khụng ổn định).
2.2.2.2.2. Cỏc phƣơng phỏp phõn tớch mẫu trầm tớch.
a- Phƣơng phỏp phõn tớch độ hạt: để xỏc định độ hạt trầm tớch sử dụng hai phƣơng phỏp:
- Phƣơng phỏp rõy để phõn tớch trầm tớch cú độ hạt >0,1mm. Bộ rõy đƣợc sử dụng là rõy 10
10.
- Với trầm tớch bựn sột cú cấp hạt <0,1mm dựng phƣơng phỏp pipet.
Từ hàm lƣợng (%) của cỏc cấp hạt sẽ xỏc định đƣợc kớch thƣớc hạt trung bỡnh (Md), độ chọn lọc (S0), hệ số bất đối xứng (Sk) theo phƣơng phỏp strask.
b- Cỏc phƣơng phỏp xỏc định thành phần khoỏng vật sột
- Phƣơng phỏp phõn tớch Rơnghen định lƣợng và nhiệt vi sai (DTA) cho phộp xỏc định hàm lƣợng từng khoỏng vật sột cú trong mẫu, làm cơ sở xỏc định tớnh chất, mụi trƣờng trầm tớch.
3- Cỏc phƣơng phỏp xỏc định thành phần khoỏng vật vụn cơ học
- Phƣơng phỏp phõn tớch định lƣợng toàn diện cỏc đỏ bở rời: phõn tớch trầm tớch hạt thụ dƣới kớnh hai mắt để xỏc định cỏc khoỏng vật tham gia vào thành phần trầm tớch.
- Phƣơng phỏp phõn tớch thạch học lỏt mỏng trầm tớch bở rời: nghiờn cứu thành phần khoỏng vật chủ yếu trong trầm tớch nhƣ thạch anh, mảnh đỏ, felspat, mica về màu sắc, hỡnh thỏi, dấu vết bề mặt...nhằm xỏc định mụi trƣờng thành tạo, hỡnh thức vận chuyển trầm tớch.
- Phõn tớch thành phần khoỏng vật nặng: xỏc định thành phần khoỏng vật nặng và tổ hợp cỏc khoỏng vật phụ giàu Fe, Mn làm cơ sở xỏc định nguồn cung cấp vật liệu trầm tớch.
4- Cỏc phƣơng phỏp xỏc định thành phần húa học.
- Phƣơng phỏp phõn tớch húa silicat: xỏc định hàm lƣợngcỏc nguyờn tố tạo đỏ chớnh trong thành phần trầm tớch.
- Phƣơng phỏp phõn tớch quang phổ hấp thụ nguyờn tử: xỏc định hàm lƣợng tổng cỏc nguyờn tố Cu, Pb, Zn, Rb, Cs trong trầm tớch.
5. Nhúm phƣơng phỏp phõn tớch cỏc chỉ tiờu ĐHMT trầm tớch. - pH trầm tớch đƣợc xỏc định bằng cỏc mỏy đo pH meter.
- Phõn tớch xỏc định hàm lƣợng carbonat sinh vật và húa học: carbonat đƣợc tỏch ra khỏi trầm tớch và tỏch chỳng ra khỏi nhau bằng phƣơng phỏp lọc tuyển sa lắng; phõn tớch mẫu bằng phƣơng phỏp khối lƣợng, so màu và chuẩn độ thụng thƣờng. Độ chớnh xỏc đạt 0,1%.
- Phõn tớch cỏc ion hấp thụ trong trầm tớch: K, Na, Ca, Mg, Mn, Hg, Sb, As, Pb, Cu, Zn, PO4-3, NO3-, CO3-2, B, Br, I. Để xỏc định hàm lƣợng cỏc nguyờn tố hay hợp chất tồn tại dƣới dạng ion hấp thụ cần phải tỏch (chiết) chỳng vào dung dịch để phõn tớch. Quỏ trỡnh này đƣợc thực hiện dựa trờn nguyờn tắc: “bất kỳ một ion nào đƣợc hấp thụ bởi trầm tớch cũng cú thể đƣợc tỏch ra bởi một ion khỏc do quỏ trỡnh trao đổi ion, sự trao đổi này xảy ra nhanh và đỳng theo đƣơng lƣợng”. Cơ chế trao đổi này cú thể biểu diễn theo sơ đồ sau (khi sử dụng NH4+
để đẩy cỏc cation hấp thụ Ca, Mg, Na, K ra khỏi trầm tớch.
TTHT (Ca+2, Mg+2, K+, Na+) +6NH4+TTHT(6NH4) +Ca+2
+Mg+2+Na++K+. Nhƣ vậy tựy theo đối tƣợng nghiờn cứu (cỏc cation hay anion) mà dung dịch chiết đƣợc lựa chọn khỏc nhau. Trong quỏ trỡnh chiết thƣờng tỉ lệ chất chiết là 10ml trờn 1gam mẫu. Tỉ lệ này cho phộp cú thể xỏc định chớnh xỏc lƣợng nhỏ cỏc nguyờn tố đƣợc hấp thụ trong mẫu (đặc biệt là cỏc kim loại nặng).
Sau khi chiết, cỏc dung dịch đƣợc chọn lọc và phõn tớch bằng cỏc phƣơng phỏp sau:
+ K, Na đƣợc xỏc định bằng phƣơng phỏp quang kế ngọn lửa hay hấp thụ nguyờn tử (độ chớnh xỏc 0,01%).
+ Ca, Mg đƣợc xỏc định bằng phƣơng phỏp chuẩn độ Complexon với độ chớnh xỏc đến 0,05%.
+ Mn, B, Br, I, PO43-, NO3-, SO4-2 phõn tớch bằng phƣơng phỏp so màu. + Cu, Pb, Zn, Sb, As, Hg phõn tớch bằng phƣơng phỏp quang phổ hấp thụ nguyờn tử.
- Phõn tớch hàm lƣợng carbonat hữu cơ bằng phƣơng phỏp Knop: sử dụng K2Cr2O7 oxy húa carbon thành CO2 và bị hấp thụ bởi Ba(OH)2 thành BaCO3. Xỏc định lƣợng Ba(OH)2 tham gia vào phản ứng để tớnh lƣợng carbon hữu cơ.
- Phõn tớch Fe+3, Fe+2 bằng phƣơng phỏp Vonkov sử dụng H2SO4 1N để chiết, và xỏc định Fe+3
bằng chuẩn độ complexson và Fe+2 bằng chuẩn độ bằng bicromat kali K2Cr5O7: 0,05N.
- Phõn tớch sắc kớ khớ (GC – 14B).
Cỏc chỉ thị đỏnh dấu phõn tử (OCBs và PCBs) đƣợc phõn tớch bằng phƣơng phỏp này. Mẫu trầm tớch đƣợc chiết 3 lần với dung dịch axeton và dịch chiết đƣợc chuyển vào phễu chiết chứa 100ml hexan và 600ml nƣớc rửa đó rửa bằng hexan. Sau đú, dịch chiết đƣợc cụ và cho qua cột nhồi Florisil để làm sạch và phõn tỏch. Ở giai đoạn đầu tiờn p,p’-DDE và PCBs đƣợc rửa giải bằng hexan, giai đoạn thứ hai rửa giải bằng hỗn hợp 20% diclometan trong hexan và thu đƣợc p,p’-DDD, p,p’- DDT và cỏc đồng phõn HCH. Lƣu huỳnh đƣợc loại bằng đồng hoạt húa. Sản phẩm của mỗi giai đoạn đƣợc cụ rồi bơm lờn mỏy sắc kớ khớ với detector cộng kết điện tử (GC-ECD) để định lƣợng.
Cột sắc kớ sử dụng là cột mao quản DB-1. Hàm lƣợng cỏc thuốc trừ sõu cơ clo đƣợc tớnh từ diện tớch pic theo phƣơng phỏp ngoại chuẩn. Hỗn hợp chuẩn PCBs đƣợc dựng để định lƣợng là hỗn hợp Kanechor (KC-300, KC-400, KC-500, KC- 600) với thành phần và hàm lƣợng PCBs đó biết. Hiệu suất thu hồi của phƣơng phỏp là 75-90% cho OCPs và 95% cho PCBs.
2.2.2.3. Khối lượng mẫu phõn tớch
Khối lƣợng mẫu phõn tớch cỏc loại đƣợc tổng hợp và xử lý trong nội dung luận ỏn đƣợc trỡnh bày ở bảng 2.1.
Bảng 2.1. Khối lƣợng tổng hợp xử lý kết quả phõn tớch trong luận ỏn.
STT Kết quả phõn tớch Số lƣợng (mẫu) Ghi chỳ
1 Phõn tớch Eh, pH của nƣớc biển 747 - 555 mẫu mặt. - 192 mẫu đỏy 2 Phõn tớch cỏc nguyờn tố Cu, Pb, Zn, Hg,
Mn, Mg, Sb, As, Cd, SO42- trong nƣớc biển 999
- 707 mẫu mặt. - 292 mẫu đỏy 3 Phõn tớch B, Br, I trong nƣớc biển 999 - 707 mẫu mặt.
- 292 mẫu đỏy 4 Phõn tớch độ muối trong nƣớc biển 880 - 601 mẫu mặt
- 279 mẫu đỏy
5 Phõn tớch độ hạt 1721
6 Phõn tớch mẫu trọng sa 1669
7 Phõn tớch thạch học bở rời 508
8 Phõn tớch nhiệt vi sai và rơnghen định
lƣợng cỏc khoỏng vật sột 446
STT Kết quả phõn tớch Số lƣợng (mẫu) Ghi chỳ
10 Phõn tớch Eh, pH của trầm tớch 565 11 Phõn tớch cacbonat trong trầm tớch 565
12 Phõn tớch cacbon hữu cơ 565
13 Phõn tớch Fe3+
, Fe2+, S trong pyrit, tổng
hàm lƣợng sulphua trong trầm tớch 565 14
Phõn tớch hàm lƣợng cỏc nguyờn tố Cu, Pb, Zn, Sb, As, Hg, Mn, B, Br, I dƣới dạng ion trao đổi 819 15 Phõn tớch hàm lƣợng tổng Cu, Pb, Zn trong trầm tớch 66 16 Phõn tớch Hàm lƣợng PCBs, OCPs 61 2.2.2.4. Cỏc phương phỏp xử lý số liệu
Cần phải tổng hợp tài liệu về địa chất, địa mạo, thủy động lực, cấu trỳc kiến tạo làm cơ sở để phõn tớch, luận giải cỏc kết quả nghiờn cứu ĐHMT nƣớc và trầm tớch biển.
Cỏc kết quả phõn tớch mẫu đƣợc xử lý theo cỏc phƣơng phỏp sau.
- Sử dụng phƣơng phỏp phõn loại trầm tớch theo ba hợp phần của Cục Địa chất Hoàng Gia Anh để phõn loại và vẽ bản đồ trầm tớch tầng mặt bản đồ phõn bố từng hợp phần: bựn sột, cỏt, sạn sỏi....
- Sử dụng cỏc phƣơng phỏp toỏn thống kờ để tớnh cỏc tham số địa húa: hàm lƣợng trung bỡnh, phƣơng sai, hệ số biến phõn, hàm lƣợng dị thƣờng...( theo Qui phạm do Cục Địa chất và Khoỏng sản Việt Nam ban hành). Trong đú tớnh chuẩn của cỏc tập số liệu đƣợc xỏc định bằng cỏc phần mềm xử lý chuyờn dụng.
- Sử dụng mỏy tớnh để vẽ bản đồ đẳng trị, bản đồ trend của cỏc chỉ tiờu ĐHMT (Eh, pH, hàm lƣợng cỏc nguyờn tố, cỏc hợp chất...).
- Sử dụng tiờu chuẩn mụi trƣờng Việt Nam và Canađa để xỏc định mức độ ụ nhiễm và NCON cỏc nguyờn tố và hợp chất trong nƣớc và trầm tớch biển vựng nghiờn cứu.
- Ứng dụng phƣơng phỏp đỏnh dấu phõn tử để làm rừ nguồn cung cấp, hƣớng vận chuyển cỏc chất hữu cơ gõy ụ nhiễm; đồng thời bƣớc đầu xỏc định tốc độ lắng đọng trầm tớch vựng cửa sụng.
- Xỏc định qui luật biến đổi hàm lƣợng cỏc nguyờn tố theo chiều sõu (trong giới hạn của phƣơng phỏp lấy mẫu).
- Sử dụng cụng nghệ GIS và phƣơng phỏp chồng chập bản đồ để thành lập cỏc bản đồ ĐHMT nƣớc biển và trầm tớch biển.
CHƢƠNG 3
ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HOÁ MễI TRƢỜNG NƢỚC BIỂN VÙNG BIỂN NễNG VEN BỜ RẠCH GIÁ - VŨNG TÀU 3.1. Độ muối của nƣớc biển
Nƣớc biển vựng nghiờn cứu cú độ muối trung bỡnh, độ muối cực đại thấp hơn độ muối của nƣớc biển thế giới và nƣớc biển miền Trung Việt Nam (bảng 3.1).
Bảng 3.1. Độ muối nƣớc biển của cỏc vựng biển Việt Nam và thế giới Thụng số
Khu vực Số mẫu Xmin (‰) Xmax (‰) (‰) Xtb
Rạch Giỏ-An Ninh 303 28,2 33,00 31,96 An Ninh-Cửa sụng ễng Đốc 132 31,13 33,10 32,30 Cửa sụng ễng Đốc-Cà Mau 64 30,60 33,10 32,29 Cà Mau-Bồ Đề 68 28,40 33,40 32,10 Bồ Đề-Gành Hào 56 31,40 33,40 32,59 Gành Hào-Súc Trăng 124 25,90 33,30 31,09 Súc Trăng-Vũng Tàu 65 4,97 33,40 24,83 Cà Nỏ - Kờ Gà 32,5 34 33,75
Hội An-Dung Quất 23,6 33,7 33,67
Thỏi Bỡnh Dƣơng 34,87
Đại Tõy Dƣơng 35,6
Qua cỏc hỡnh 3.1, 3.2 nhận thấy độ muối nƣớc biển vựng nghiờn cứu cú xu thế tăng dần từ bờ ra khơi. Mức độ chờnh lệch độ muối giữa đới ven bờ (ĐVB) (0- 10-20m nƣớc) và đới ngoài khơi (ĐNK) (20-30m nƣớc) của từng khu vực từ Rạch Giỏ đến Vũng Tàu cú sự khỏc biệt: Từ Rạch Giỏ đến Cửa sụng ễng Đốc độ muối nƣớc biển biến thiờn trong khoảng khụng lớn từ 28,2‰ đến 33,1‰; trờn bản đồ địa hoỏ mụi trƣờng nƣớc biển (hỡnh 3.3) đƣờng đẳng trị độ muối 31‰ nằm gần trựng với đƣờng đẳng sõu 10m nƣớc. Khu vực quanh quần đảo Nam Du độ muối thƣờng ở mức 31‰. Phớa Nam khu vực là nơi nƣớc biển cú độ muối ổn định trờn 32‰.
Nƣớc biển khu vực từ Nam Cửa sụng ễng Đốc đến Nam Gành Hào cú độ muối khỏ ổn định ở ngoài 5m nƣớc (31,5-33,4‰). Đƣờng đẳng trị độ muối 31‰ và 32‰ chạy song song với bờ tạo một dải hẹp bao lấy bỏn đảo Cà Mau. Đới ven bờ ở đõy độ muối thay đổi trong khoảng từ 28,4‰ đến 30‰. Điều này là do lƣợng nƣớc ngọt từ cỏc sụng trong khu vực đổ ra biển cú lƣu lƣợng khụng lớn và phần lớn là