Để tìm nguồn gốc phát tán và tích lũy kim loại nặng vào trầm tích có thể sử dụng phương pháp thống kê đa biến PCA và CA đã được trình bày ở mục 2.5. Tập số liệu bao gồm hàm lƣợng các kim loại tại tất cả các pha liên kết ở các độ sâu khác nhau và tại các địa điểm lấy mẫu khác nhau. Trong đó các biến là hàm lƣợng các kim loại nặng và các địa điểm quan sát là các địa điểm lấy mẫu.
Dùng phần mềm Minitab ta thu đƣợc kết quả ở bảng 3.19.
Bảng 3.19. Trị riêng của các PC chỉ ra mức độ ảnh hưởng đến nguồn phát tán của các kim loại.
PC 1 PC 1 PC 3
Cu 0.46375 -0.42043 -0.12741
Pb 0.40555 -0.39055 -0.00035
Cd 0.417748 -0.25219 -0.00272
Zn 0.402396 0.003212 -0.41356
Fe 0.34052 0.302352 0.418672
Co 0.278432 0.513416 -0.14493
88
Ni 0.272954 0.488407 -0.37931
Mn 0.31342 0.116397 0.687434
Trị riêng của ma trận dồng phương
sai (eigenvalue) 4.0993 1.90004 1.075
Tỉ lệ 0.512 0.238 0.134
Tổng tỉ lệ 0.512 0.75 0.884
Hình 3.29. Biểu đồ loading của các kim loại.
Ta thấy 3 PC đầu có giá trị eigenvalue lớn hơn 1 và có phương sai tổng là 88,4 % vừa đủ để đánh giá.
PC 1 chiếm 51,2% tỉ lệ phương sai tổng có đóng góp lớn(>40%) vào nồng độ của Cu, Pb, Cd, Zn.
0,4 0,3
0,2 0,1
0,0 0,50
0,25
0,00
-0,25
-0,50
PC1
PC2
Mn NiCo
Fe
Zn
Cd Cu Pb
89
PC 2 chiếm 75% tỉ lệ phương sai tổng và có đóng góp lớn (>40%) vào nồng độ Co, Ni.
PC 3 chiếm 88.4% tỉ lệ phương sai tổng và có đóng góp lớn (> 40%) vào nồng độ của Fe, Mn.
Trong PC 1 thì nồng độ các chất Pb, Cd, Zn, Cu là các kim loại nặng có sự tham gia nhiều ở hai giai đoạn trao đổi và carbonate của quy trình chiết 5 bước tuần tự của Tessieral. Điều này phù hợp với các nghiên cứu của Sundaray [45] rằng các kim loại nặng này có nguồn gốc là do các hoạt động của con người.
Như vậy thì PC1 này có thể kết luận là ―Ảnh hưởng của con người‖ và nguồn gốc của các kim loại này là từ các hoạt động xả thải của con người.
Trong PC 2 thì Co, Ni tham gia chủ yếu trong quá trình chiết carbonate (Co) và quá trình cặn dƣ (Ni) nhƣ vậy thì có thể kế luận dựa theo nghiên cứu trên là PC 2 đại diện cho sự tác động của con người vào các hoạt động tự nhiên (khai thác cát, khai thác quặng,..) và chính sự hoạt động tự nhiên. PC 2 có kết luận là ―Ảnh hưởng của địa chất và con người‖
Trong PC 3 chiếm 88.4% tỉ lệ phương sai thì Fe tham gia chủ yếu trong quá trình oxi hóa Fe-Mn, quá trình liên kết hợp chất hữu cơ và cặn dƣ. Mn chủ yếu tham gia quá trình trao đổi, carbonate, liên kết hợp chất hữu cơ của quy trình chiết tuần tự 5 giai đoạn Tessieral. Theo quan sát từ PC 1 và PC 2 thì PC 3 này có thể kết luận là
―Ảnh hưởng tổng‖. PC 3 là tổng hợp các yếu tố gây ảnh hưởng đến môi trường: do sự xả thải câc kim loại nặng của con người vào môi trường và các hoạt dộng của tự nhiên.
Mối liên quan giữa các kim loại được thể hiện bằng đường phân nhóm sau (hình 3.30)
90
Hình 3.30. Đường phân nhánh của các kim loại.
Ta thấy Cu và Pb có mối liên hệ chặt chẽ nhất > 96%. Các nguyên tố Co – Ni và Fe- Mn cũng có mối liên hệ trực tiếp nhƣng ở mức độ chặt chẽ hơn.78 và 75%
Nhóm Cu, Pb, Cd, Zn. Là nhóm các kim loại có mối liên hệ cao (> 83,5%). Nhớm kim loại nặng này có mặt chủ yếu trong các quá trình chiết pha động (trao đổi, carbonate, oxi hóa Fe-Mn, liên kết hợp chất hữu cơ)và ít có mặt trong pha rắn (cặn dƣ) của quy trình chiết 5 giai đoạn Tessieral. Nhƣ vậy nguồn gốc của các kim loại này là đo quá trình xả thải của con người.
Nhóm 2 Co-Ni đây là các kim loại có mặt chủ yếu trong 3 giai đoạn sau của quy trình chiết tuần tự 5 giai đoạn Tessieral (carbonate, oxi hóa Fe-Mn, liên kết hợp chất hữu cơ) và có mặt với nồng độ đáng kế trong quá trình cặn dƣ. Nhƣ vậy nguồn gốc các kim loại này đến từ cả tự nhiên và cả việc xả thải của con người.
Mn Fe
Ni Co
Zn Cd
Pb Cu
75.25
83.50
91.75
100.00
Variables
Similarity
Dendrogram
Single Linkage, Correlation Coefficient Distance
91
Nhóm 3 Fe-Mn đây là hai kim loại có mặt trong cả 5 giai đoạn trong quy trình chiết tuần tự 5 bước của Tessieral. Nên có thể kết luận nguồn gốc của các kim loại này đến từ cả tự nhiên và con người.
Như vậy có thể kết luận là các kết quả của phương pháp xử lý số liệu CA hoàn toàn phù hợp với các kết quả xử lý số liệu của phương pháp xử lý số liệu PCA.
92
KẾT LUẬN
Từ những kết quả nghiên cứu đã đạt đƣợc trong quá trình nghiên cứu, tôi rút ra một số kết luận chính thức nhƣ sau.
1. Mức độ ô nhiễm kim loại nặng có trong trầm tích sông theo tổng hàm lƣợng các kim loại so với tiêu chuẩn và các chỉ số ICF, GCF, RAC là nhƣ sau:
- So sánh tổng hàm lƣợng các kim loại nặng với tiêu chuẩn thì chỉ có kim loại Mn là có sự ô nhiễm ở các điểm khảo sát nhƣ S23, S24, S25, S26, S34. Tại đây có ảnh hưởng từ các nguồn xả thải đến từ các khu công nghiệp (S23, S24, S25). Và các hoạt động nông nghiệp, khai thác cát, đóng tàu... (S26, S34) của con người.
- Đánh giá mức độ ô nhiễm theo chỉ số ICF và GCF thì các kim loại Cu, Pb, Cd, Zn, Co, Mn đang có mức ô nhiễm rất cao. Kim loại Fe có mức ô nhiễm cao.Kim loại Ni có mức ô nhiễm trung bình.
- Đánh giá mức độ ảnh hưởng đến môi trường của các kim loại nặng bằng chỉ số rủi ro RAC thì: Kim loại Cd, Mn có nguy cơ rất lớn đối với hệ sinh thái. Các kim loại Co, Zn, Ni có nguy cơ cao đối với hệ sinh thái. Các kim loại Cu, Pb có chỉ số RAC ở mức trung bình nên khả năng xuất hiện của hai kim loại này trong chuỗi thức ăn cũng ở mức trung bình. Riêng kim loại Fe thì thuộc nhóm có chỉ số RAC thấp, có rất ít ảnh hưởng đến môi trường.
2. Sự phân bố các dạng liên kết của các kim loại nặng có trong trầm tích:
- Kim loại Fe có trong trầm tích ở các địa điểm khảo sát tồn tại chủ yếu ở dạng liên kết Fe-Mn oxit, liên kết hữu cơ và cặn dƣ.
- Kim loại Cu có trong trầm tích ở các địa điểm khảo sát tồn tại chủ yếu ở các dạng liên kết hữu cơ, cặn dƣ và cacbonat.
- Kim loại Pb có trong trầm tích ở các địa điểm khảo sát tồn tại chủ yếu ở các dạng liên kết hữu cơ, cacbonat và liên kết Fe-Mn oxit.
93
- Kim loại Zn có trong trầm tích ở các địa điểm khảo sát tồn tại chủ yếu ở các dạng cacbonat, liên kết Fe-Mn và cặn dƣ.
- Kim loại Co có trong trầm tích ở các địa điểm khảo sát tồn tại chủ yếu ở các dạng cacbonat, liên kết Fe-Mn oxit, liên kết cặn dƣ và hữu cơ.
- Kim loại Cd có trong trầm tích ở các địa điểm khảo sát tồn tại chủ yếu ở các dạng trao đổi, cacbonat, cặn dƣ và hữu cơ.
- Kim loại Mn có trong trầm tích ở các địa điểm khảo sát tồn tại chủ yếu ở các dạng trao đổi, cacbonat và liên kết Fe-Mn.
- Kim loại Ni có trong trầm tích ở các địa đểm khảo sát tồn tại chủ yếu ở các dạng căn dƣ, cacbonat và liên kết Fe-Mn.
3. Nguồn phát tán của các kim loại nặng vào môi trường.
Dựa trên các kết quả PCA và CA có thể kết luận nguồn gốc phát tán của các kim loại vào môi trường như sau: Pb, Cd, Zn, Cu là các kim loại có nguồn gốc phát tán từ các hoạt động của con người (công nghiệp, nông nghiệp, khai khoáng...). Co, Ni là các kim loại có nguồn gốc phát tán đến từ tự nhiên và nhân tạo. Trong đó nguồn gốc nhân tạo là chủ yếu. Fe, Mn là các kim loại có nguồn gốc phát tán đến từ tự nhiên và nhân tạo. Trong đó nguồn gốc tự nhiên có ảnh hưởng lớn hơn đối với nguồn phát tán của kim loại Fe. Nguồn gốc nhân tạo có ảnh hưởng lớn hơn đối với nguồn gốc phát tán của kim loại Mn.
94