Sự phân bố của các dạng kim loại năng trong các pha của trầm tích cột đƣợc thể hiện trong các hình tử hình 3.21 đến hình 3.28.
Từ dữ liệu các pha của các kim loại nặng có trong trầm tích cho thấy nồng độ Cd, Mn, trong giai đoạn trao đổi (giai đoạn 1) có tác động xấu đến hệ sinh vật thuỷ sinh. Ngƣợc lại, phần trao đổi của Fe là hoàn không đáng kể (<3% của tổng số). Tỷ lệ phần trăm của các kim loại nặng trong giai đoạn trao đổi đƣợc xếp theo: Cd -Mn>
Ni - Co> Zn> Cu, Pb> Fe.
Nồng độ của các kim loại nặng trong giai đoạn cacbonat đƣợc theo sau: Cd>
Co> Zn> Pb> Mn> Ni> Cu, Fe. Các kim loại nhƣ Co, Mn, Pb, Zn và Ni có mặt trong giai đoạn cacbonat, nhƣ các kim loại này có ái lực đặc biệt đối với cacbonat và có thể đồng kết tủa với các khoáng chất của nó.
Nồng độ các kim loại trong giai đoạn oxit hóa Fe-Mn thường là cao (trừ Cu, Cd). Điều này có thể là do sự bám dính, keo tụ và đồng kết tủa của các kim loại nặng với chất keo của Fe và Mn.
Ở giai đoạn liên kết hữu cơ là giai đoạn mà các kim loại Cu, Pb, Fe, Co, Ni có nồng độ rất cáo. Ở giai đoạn cặn dƣ thì Ni, Fe có nồng độ cao tại nhiều điểm và độ sâu. Fe, Ni ở giai đoạn này có nguồn gốc từ tự nhiên.
80
Hình 3.21. Phân bố của kim loại Cu trong các pha của trầm tích cột.
Hình 3.22. Phân bố của kim loại Pb trong các pha của trầm tích cột.
0%
20%
40%
60%
80%
100%
S23 S24 S25 S26 S29 S34
Tỉ lệ của Cu (%)
10cm
-20%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
S23 S24 S25 S26 S29 S34
20cm
0%
20%
40%
60%
80%
100%
S23 S24 S25 S26 S29 S34
30cm
0%
20%
40%
60%
80%
100%
S24 S25 S26 S29 S34
40cm
Cặn dư
Liên kết hữu cơ Oxi hóa Fe- Mn Carbonate
Trao đổi
0%
20%
40%
60%
80%
100%
S23 S24 S25 S26 S29 S34
Tỉ lệ của Pb (%)
10cm
-20%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
S23 S24 S25 S26 S29 S34
20 cm
0%
20%
40%
60%
80%
100%
S23 S24 S25 S26 S29 S34
30 cm
-20%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
S24 S25 S26 S29 S34
40 cm
Cặn dư
Liên kết hữu cơ Oxi hóa Fe- Mn Carbonate
Trao đổi
81
Hình 3.23. Phân bố của kim loại Cd trong các pha của trầm tích cột.
Hình 3.24. Phân bố của kim loại Zn trong các pha của trầm tích cột.
0%
20%
40%
60%
80%
100%
S23 S24 S25 S26 S29 S34
Tỉ lệ của Cd (%)
10 cm
-20%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
S23 S24 S25 S26 S29 S34
20 cm
-20%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
S23 S24 S25 S26 S29 S34
30 cm
0%
20%
40%
60%
80%
100%
S24S25S26S29S34 40 cm
Cặn dư
Liên kết hữu cơ Oxi hóa Fe- Mn
Carbonate
Trao đổi
0%
20%
40%
60%
80%
100%
S23 S24 S25 S26 S29 S34
Tỉ lệ của Zn (%)
10 cm
-20%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
S23 S24 S25 S26 S29 S34
20 cm
0%
20%
40%
60%
80%
100%
S23 S24 S25 S26 S29 S34
30 cm
0%
20%
40%
60%
80%
100%
S24 S25 S26 S29 S34
40 cm
Cặn dư
Liên kết hữu cơ Oxi hóa Fe- Mn Carbonate
Trao đổi
82
Hình 3.25. Phân bố của kim loại Fe trong các pha của trầm tích cột.
Hình 3.26. Phân bố của kim loại Zn trong các pha của trầm tích cột.
0%
20%
40%
60%
80%
100%
S23 S24 S25 S26 S29 S34
Tỉ lệ của Fe (%)
10 cm
-20%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
S23 S24 S25 S26 S29 S34
20 cm
0%
20%
40%
60%
80%
100%
S23 S25 S29 30 cm
0%
20%
40%
60%
80%
100%
S24 S25 S26 S29 S34
40 cm
Cặn dư
Liên kết hữu cơ Oxi hóa Fe- Mn Carbonate
Trao đổi
0%
20%
40%
60%
80%
100%
S23 S24 S25 S26 S29 S34
Tỉ lệ của Co (%)
10 cm
-20%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
S23 S24 S25 S26 S29 S34
20 cm
0%
20%
40%
60%
80%
100%
S23 S24 S25 S26 S29 S34
30 cm
0%
20%
40%
60%
80%
100%
S24 S25 S26 S29 S34
40 cm
Cặn dư
Liên kết hữu cơ Oxi hóa Fe- Mn Carbonate
Trao đổi
83
Hình 3.27. Phân bố của kim loại Ni trong các pha của trầm tích cột.
Hình 3.28. Phân bố của kim loại Mn trong các pha của trầm tích cột.
0%
20%
40%
60%
80%
100%
S23 S24 S25 S26 S29 S34
Tỉ lệ của Ni (%)
10 cm
-20%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
S23 S24 S25 S26 S29 S34
20 cm
0%
20%
40%
60%
80%
100%
S23 S24 S25 S26 S29 S34
30 cm
0%
20%
40%
60%
80%
100%
S24 S25 S26 S29 S34
40 cm
Cặn dư
Liên kết hữu cơ Oxi hóa Fe- Mn Carbonate
Trao đổi
0%
20%
40%
60%
80%
100%
S23 S24 S25 S26 S29 S34
Tỉ lệ của Mn (%)
10 cm
-20%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
S23 S24 S25 S26 S29 S34
20 cm
0%
20%
40%
60%
80%
100%
S23 S24 S25 S26 S29 S34
30 cm
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
S24 S25 S26 S29 S34
40 cm
Cặn dư
Liên kết hữ cơ
Oxi hóa Fe- Mn Carbonate
Trao đôi
84
Nồng dộ của các kim loại nặng có xu hướng giảm khi độ sâu tăng dần. Điều này là do việc các kim loại nặng thường được hấp thu vào lớp trầm tích trên rồi sau đó mới đƣợc vận chuyển xuống các lớp trầm tích thấp hơn. Việc làm giàu bề mặt trầm tích tại các điểm khảo sát là do nhân tố con người. Đặc biệt là việc xả thải của các nhà máy tại các khu công nghiệp.
Trong tất cả các điểm khảo sát thì xu hướng phân bố của kim loại vào các pha(xắp xếp theo nồng độ) là nhƣ sau:
Fe: Liên kết Fe-Mn >liên kết hữu cơ > cặn dƣ > cacbonat > trao đổi.
Cu: Liên kết hữu cơ > cặn dƣ > cacbonat > liên kết Fe-Mn > trao đổi.
Pb: Liên kết hữu cơ > cacbonat > liên kết Fe-Mn > cặn dƣ > trao đổi.
Zn: Cacbonat ≈ liên kết Fe-Mn> Cặn dƣ> liên kết hữu cơ> trao đổi.
Co: Cacbonat> liên kết Fe-Mn > liên kết hữu cơ ≈ cặn dƣ > trao đổi.
Cd: Trao đổi≈ cacbonat > cặn dƣ ≈ hữu cơ > liên kết Fe-Mn.
Mn: Trao đổi ≈ cacbonat> liên kết Fe-Mn > liên kết hữu cơ > Cặn dƣ.
Ni: Cặn dƣ > cacbonat > liên kết Fe-Mn> liên kết hữu cơ> trao đổi.
Việc đánh giá sự phân bố của các kim loại nặng sẽ chia 8 kim loại này thành 4 nhóm tương ứng. Đặc điểm của mỗi nhóm là kim loại trong nhóm đều có nồng độ cao nhất tại cùng một pha giống nha(Cu-Pb; Zn-Co; Cd-Mn; Fe; Ni).
3.3.1. Phân bố của kim loại Cu và kim loại Pb trong trầm tích cột.
Trong 6 địa điểm khảo sát thì nồng độ Cu và Pb có mặt chủ yếu tại các pha động và có mặt ít tại pha rắn (cặn dƣ). Cu và Pb có thể bị giữ lại trong trầm tích bằng các hiện tƣợng hấp thụ. Với Cu và Pb thì nhờ vào việc các chất hữu cơ có nguồn từ các cơ sở nuôi trồng thủy sản và từ chất thải sinh hoạt hàng ngày của con
85
người khiến cho việc tạo phức của Cu2+ và Pb2+ với các phối tử hữu cơ rất dễ dàng.
Làm tăng khả năng di dộng của các kim loại này trong trầm tích [46].
Trừ pha cặn dƣ thì các pha còn lại của hai kim loại này có nồng độ giảm dần khi đi xuống các lớp trầm tích phía dưới. Hầu hết nồng độ Cu có mặt trong 2 lớp trầm tích giữa (20 cm và 30 cm) là thuộc các pha cacbonat, liên kết Fe-Mn và liên kết hữu cơ. Trừ lớp trầm tích sâu nhất (40 cm) thì Cu có mặt ở các pha với tỉ lệ nhƣ sau: pha cacbonat (20%), pha liên kết Fe-Mn (10%), pha cặn dƣ (20%). Riêng đối với Pb thì nồng độ tại pha liên kết Fe-Mn là cao nhất. Môi trường có pH >7 sẽ tại điều kiện cho việc giữ lại Pb trong pha liên kết Fe-Mn[46]. Khả năng tạo liên kết với cacbonat của Pb cao phù hợp với việc nguồn gốc của Pb là từ các hoạt động xả thải của con người đã được Kierzak phát hiện [30].
Hai kim loại này có mặt ở pha cacbonat cao và có mặt nhiều ở hai lớp trầm tích giữa so với lớp trầm tích mặt và trầm tích đáy chứng tỏ nguồn gốc của hai kim loại này đến từ hoạt động xả thải của con người theo nghiên cứu của Ammann [16]
và Ianni [26]. Cu và Pb có nguồn gốc nhân tạo có khả năng di dộng cao hơn so với các chất này có nguồn gốc tự nhiên.
3.3.2. Phân bố của kim loại Cd và Mn trong trầm tích cột.
Sự phân bố của kim loại Cd trong trầm tích cột ở các pha theo mức nồng độ là: Trao đổi≈ cacbonat > cặn dƣ ≈ hữu cơ > liên kết Fe-Mn. Sự phân bố của kim loại Mn trong trầm tích cột là gần giống với kim loại Cd: Trao đổi ≈ cacbonat> liên kết Fe-Mn > liên kết hữu cơ > Cặn dƣ. Các kim loại Cd, Mn có mặt nhiều trong pha Cacbonat cho thấy nếu môi trường có tính axit thì khả năng sẽ có một phần Cd, Mn trở nên linh động hơn, hơn nữa, sự giống nhau của bán kính ion Ca (0.99 Ao), Cd (0,97 Ao) và Mn (0.97Ao) nên có lợi cho các đồng kết tủa của CdCO3, MnCO3 và tạo thành dung dịch rắn CdαCa1-α− CO3 và MnαCa1-α− CO3 [26].
Sự có mặt cao của Cd, Mn tại các pha động (trao dổi, cacbonat, liên kết hữu cơ) cho thấy hai kim loại này có khả năng di động cao nhất trong các kim loại dƣợc
86
khảo sát. Vì Cd là kim loại có độc tính cao với con người nên việc có mặt của Cd với nồng độ cao ở pha động có thể gây nguy hại đến tình trạng sức khỏe của con người sinh sống trong khu vực đó. Nguồn gốc của Cd có thể đến từ các cơ sở sản xuất hóa chất, các xưởng mạ điện và từ hoạt động sử dung phân bón phốt phát của con người.
3.3.2. Phân bố của kim loại Zn và Co trong trầm tích cột.
Các kim loại này phân bố vào các pha nhƣ sau:
Đối với Zn: Cacbonat ≈ liên kết Fe-Mn> Cặn dƣ> liên kết hữu cơ> trao đổi.
Đối với Co: Cacbonat> liên kết Fe-Mn > liên kết hữu cơ ≈ cặn dƣ > trao đổi.
Sự phân bố của các kim loại này ở các lớp trầm tích (trừ lớp 10 cm) giống với khảo sát Naji đối với lớp trầm tích tại Malaysia [36]. Sự có mặt cao của Zn trong các pha cacbonat và liên kết Fe-Mn cho thấy khả năng hấp thụ Zn của hai pha này trong trầm tích. Đối với kim loại Co thì các lớp trầm tích phía trên cho thấy Co có mặt nhiều ở pha cacbonat với tỉ lệ có thể lên tới 38%. Co có mặt nhiều ở pha tạo liên kết Fe-Mn tại tất cả các độ sâu đƣợc khảo sát có thể đƣợc giải thích bằng việc nguồn xả của các khu công nghiêp gần đó bao gồm các kim loại Co, Mn. [36]
3.3.4. Phân bố của kim loại Fe trong trầm tích cột.
Sự có mặt nhiều của Fe trong pha liên kết Fe-Mn, liên kết hữu cơ và phần cặn dư cho thấy nguồn gốc chủ yếu của Fe là từ tự nhiên. Trong nước tự nhiên thì sự oxi hóa Mn (II) chậm hơn Fe (II). Sự có mặt với nồng độ đáng kể của Fe tại pha liên kết với hữu cơ có thể do hoạt động của các vi sinh vật trong trầm tích và sự xả thải của con người [36]. Tuy nhiên việc nồng độ của Fe có mặt trong pha trao đổi và cacbonat thấp hơn nhiều so với nồng độ của Fe tại các pha còn thì có thể kết luận là nguồn Fe từ các hoạt động xả thải của con người ít hơn nhiều so với nguồn Fe có sẵn trong trầm tích.
87
3.3.5. Phân bố của kim loại Ni trong trầm tích.
Kim loại Ni có mặt trong tất cả các pha, tuy nhiên Ni ít có mặt trong pha trao đổi và nồng độ Ni tập trung hầu hết vào các pha còn lại. Sự có mặt với nồng độ cao của Ni trong pha cặn dƣ có thể giải thích bằng sự tham gia của Ni trong các khoáng oxit và silicat của các kim loại. Các khoáng này bền và không có ảnh hưởng đến môi trường.
Khoảng 20% Ni đƣợc phát hiện trong pha cacbonat là do khả năng tạo chất kết tủa của Ni2+ với CO32- theo phản ứng sau:
4 Ni2+ + CO32− + 6 OH− + 4 H2O → Ni4CO3(OH)6(H2O)4