15
Bảng 2.4 Thông số quan trắc môi trường đất khu vực RNM Long Thành năm 2013 Thông số quan trắc Thời
gian Giá trị Thang đánh giá Giá trị cho phép Quy chuẩn pHH2O 2012 5,67 Chua ít Cẩm nang sử dụng đất – Bộ NN – PTNT – NXBKH và KT 2009 Đợt 2 6,20 Chua ít pHKCl Đợt 1 5,01 Chua ít Đợt 2 5,93 Chua ít Nito tổng số (%) Đợt 1 0,20 Giàu Đợt 2 0,48 Giàu Photpho tổng số (%) Đợt 1 0,20 Giàu Đợt 2 0,26 Giàu Kalli tổng số (%) Đợt 1 0,88 Trung bình Đợt 2 0,96 Trung bình Cacbon hữu cơ tổng
số (%) Đợt 1 5,45 Giàu Đợt 2 10,5 Giàu As (mg/kg) 6,07 12 QCVN 03:2008 Pb (mg/kg) 12,7 120 Cd (mg/kg) <0,0167 5 Cu (mg/kg) 29,4 70 Zn (mg/kg) 57,9 200 Diazinon (mg/kg) <0,03 0,05 QCVN 15:2008 Dimethoate (mg/kg) <0,03 0,05
Nguồn: Báo cáo tổng hợp kết quả quan trắc chất lượng đất trên địa bàn tỉnh Đồng Nai năm 2013.
Kết quả quan trắc tại khu vực RNM Long Thành trong năm 2013 cho thấy: Hàm lượng các kim loại nặng (Cd, Cu, Pb, Zn) tại khu vực đất nền đều đạt quy chuẩn cho phép (QCVN 03:2008/BTNMT); hầu hết các thông số quan trắc đều ổn định ở mức thấp.
Đối với nhóm dư lượng thuốc bảo vệ thực vật: Diazinon (C12H12N2O3 SP) và Dimethoate (C2H12NO5O3SP2) không phát hiện và hàm lượng dưới ngưỡng cho phép của quy chuẩn QCVN 15: 2008/BTNMT.
RNM Lâm trường Long thành là vùng RNM theo chế độ thủy triều, thuộc nhóm đất phèn, kết quả quan trắc năm 2013 cho thấy khu vực này có hàm lượng các chất dinh dưỡng khá cao so với nhóm đất cùng loại, thể hiện qua hàm lượng các chất hữu cơ (OC %), Nitơ tổng số và phốt pho tổng số (P2O5 tổng số), kali (K2O%) đều trong khoảng giá trị thường gặp của nhóm đất này. Hàm lượng các chất dinh dưỡng có xu hướng tăng so với 2012.
Thuộc loại đất ít chua, giá trị pHH2O và pHKCl đều xấp xỉ với giá trị trung bình của nhóm đất phèn.
Hàm lượng kim loại nặng trong đất bao gồm Asen (As), Cadimi (Cd), Đồng (Cu), Chì (Pb) và Kẽm (Zn) đều đạt quy chuẩn cho phép.
16
Hóa chất bảo vệ thực vật Diazinon (C12H12N2O3SP) và Dimethoate (C2H12NO5O3SP2) đều không phát hiện và đạt quy chuẩn cho phép (<0,030 mg/kg)
Bảng 2.5 Tổng hợp hàm lượng các thông số dinh dưỡng tại Lâm trường Long Thành năm 2012 - 2013
Thời gian quan trắc Thông số quan trắc (Giá trị trung bình)
Năm pHH2O pHKCL N% P2O5% K2O% OC%
2012 5,29 4,63 0,15 0,21 0,98 5,89 2013 5,94 5,47 0,34 0,23 0,92 7,98 Khoảng giá trị 3,40- 6,10 2,65- 5,70 0,145- 0,420 0,03- 0,08 1,00- 1,40 2,15- 8,32 Trung bình 4,40 3,73 0,29 0,04 1,20 3,83 TCVN: 2004 7377 7377 7373 7374 7375 7376
Nguồn: Báo cáo tổng hợp quan trắc chất lượng môi trường đất trên địa bàn tỉnh Đồng Nai năm 2013
2.3.3.2. Môi trường nước
Kết quả quan trắc chất lượng môi trường nước sông Thị Vải và các chi lưu năm 2013 trong phạm vi quan trắc các sông, suối, rạch, được phân loại như sau:
Bảng 2.6 Bảng phân vùng chất lượng nước sông Thị Vải và các chi lưu
STT TÊN SÔNG, SUỐI, HỒ
Phân vùng chất lượng nước theo QĐ 16/2010/QĐ-UBND ngày 19/3/2010
QCVN 08:2008
1 Sông Thị Vải Sử dụng bảo tồn động thực vật thuỷ sinh B1 2 Sông Gò Gia Sử dụng bảo tồn động thực vật thuỷ sinh B1 3 Suối Le Sử dụng cho mục đích tưới tiêu, thủy lợi B1 4 Suối Trầu Sử dụng cho mục đích tưới tiêu, thủy lợi B1 5 Rạch Bà Ký Sử dụng cho mục đích tưới tiêu, thủy lợi B1 6 Rạch Miễu Sử dụng cho mục đích tưới tiêu, thủy lợi B1 7 Cống Lò rèn Sử dụng cho mục đích tưới tiêu, thủy lợi B1
Nguồn: Báo cáo tổng hợp quan trắc chất lượng nước mặt trên địa bàn tỉnh Đồng Nai năm 2013.
Trong tổng số 7 sông suối quan trắc qua các đợt trong năm 2013 hiện trạng chất lượng môi trường nước. Có 2/7 sông chất lượng nước đạt yêu cầu sử dụng cho mục đích bảo tồn động thực vật thuỷ sinh (sông Thị Vải và sông Gò Gia). Có 1/7 suối chất lượng nước đạt yêu cầu cho mục đích tưới tiêu thuỷ lợi (suối Le). Có 2/7 suối chất lượng nước đạt mục đích giao thông thuỷ (cống Lò Rèn, suối Trầu). Có 2/7 suối chất lượng nước bị ô nhiễm nặng (Rạch Miễu, Rạch Bà Ký).
17
Bảng 2.7 Bảng tổng hợp chất lượng nước sông Thị Vải và các chi lưu năm 2013
STT Tên sông WQI So sánh WQI
năm 2012 và 2013 QCVN 08:2008 So sánh WQI và quy định sử dụng nguồn nước 2011 2012 2013
1 Sông Thị Vải 86 86 87 Tương đương B1 Đạt 2 Sông gò gia 88 85 80 Tương đương B1 Đạt 3 Suối le 67 78 56 Suy giảm B1 Đạt (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
4 Suối Trầu 49 59 49 Suy giảm B1 Không đạt 5 Cống Lò Rèn 68 44 34 Suy giảm B1 Không đạt 6 Rạch bà ký 22 20 12 Suy giảm B1 Không đạt 7 Rạch miễu - 52 20 Suy giảm B1 Không đạt
Nguồn: Báo cáo tổng hợp quan trắc chất lượng nước mặt trên địa bàn tỉnh Đồng Nai năm 2013.
Bảng 2.8 Bảng tổng hợp chất lượng nước sông Thị Vải tại từng vị trí quan trắc và các chi lưu năm 2013
STT Ký hiệu Vị trí quan trắc sông Thị Vải
WQI STV
Các chi lưu của sông Thị Vải WQI các chi lưu 1 SW-TV-01 Hợp lưu rạch Bà Ký – Sông Thị Vải 82 Suối Trầu 49 Rạch Bà Ký 12 Rạch Miễu 20 Cống Lò Rèn 34 2 SW-TV-02 Xã Long Thọ 89 - -
3 SW-TV-03 Rạch nước lớn Vedan 87 Suối Le 56
4 SW-TV-04 Phao số 23 B 87 - -
5 SW-TV-05 Phao số 23 88 - -
Nguồn: Báo cáo tổng hợp quan trắc chất lượng nước mặt trên địa bàn tỉnh Đồng Nai năm 2013.
Qua các bảng, cho thấy chất lượng nước trên các sông Thị Vãi và sông Gò Gia là có chất lượng tốt có thể sử dụng để cấp nước sinh hoạt sau khi xử lý, nhưng do nước trên sông Thị Vãi là nước mặn nên không thể sử dụng cho cấp nước sinh hoạt mà thuận lợi cho việc phát triển nuôi trồng thủy sản. Các các kênh rạch khác thuộc các chi lưu của sông Thị Vãi thì đang bị ô nhiễm và có nơi còn ô nhiễm rất nặng như ở Rạch Bà Ký, Rạch Miễu. Ô nhiễm chủ yếu là các chất hữu cơ, các chất rắn lơ lững.
2.4. Kim loại Cr và ảnh hưởng của nó tới thực vật
Crom hay crôm (tiếng La tinh: Chromium) là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn có ký hiệu Cr và số nguyên tử bằng 24, nguyên tố đầu tiên của nhóm VIB, một kim loại cứng, giòn, có độ nóng chảy cao. Bề mặt Crôm được bao phủ bởi 1 lớp màng mỏng Cr2O3, nên có ánh bạc và khả năng chống trầy xước cao. Tên của kim loại này bắt nguồn từ tiếng Hi Lạp "χρῶμα" - có nghĩa là màu sắc, bởi sự đa dạng về màu sắc trong các hợp chất của nó.
18
Crôm đã được chứng minh có ảnh hưởng gây hại đối sự sinh trưởng và phát triển của thực vật. Cr(VI) được chứng minh gây ra các tổn hại nghiêm trọng với tế bào sống, Cr(III) được coi là ít độc hại hơn vì khả năng hòa tan của Cr(III) rất thấp, bị ngăn cản bởi lọc vào nước ngầm hoặc sự hấp thụ Cr(III) bởi thực vật. Tuy nhiên, các nghiên cứu trên thực vật đã chỉ ra rằng Cr(III) cũng gây ra các tổn hại nghiêm trọng đối với các mô sống mặc dù nồng độ Cr(III) là cao hơn so vơi Cr(VI). Cây lúa mạch sinh trưởng với 100 μM Cr(III) gây ức chế đến 40% tăng trong khi ức chế gây ra bởi Cr(VI) ở cùng một nồng độ là 75% trong chồi và 90% trong rễ (Skeflington, R.A., Shewry, P.R. và Peterson P.J. 1976). Sự tiến triển của giai đoạn úa vàng và hoại tử là triệu chứng ngộ độc Cr trong thực vật. Theo Hauschild. M.Z. (1993) cho rằng, cây lúa mạch khi tiếp xúc với Cr(VI) ở nồng độ 50 ppm thì cây vẫn sống nhưng có sự thay đổi ở bên ngoài; hơn nữa tiếp xúc ở nồng độ 100 ppm gây ra sự thay đổi mạnh sau 2 ngày, và sau 7 – 10 ngày tất cả các cây lúa mạch chết. Triệu chứng ngộ độc gây ra bởi Cr(VI) là mạnh hơn so với gây ra bởi Cr(III), và xuất hiện sớm hơn và ở nồng độ thấp (trích dẫn bởi Arun K. Shanker, 2005).
2.5. Một số mô hình sinh thái rừng ngập mặn trên thế giới
Trên thế giới, trong vài thập niên gần đây, phương pháp mô hình sinh thái rất phát triển và được áp dụng khá rộng rãi. Mỗi mô hình được xây dựng thích ứng với một điều kiện môi trường và địa lý đặc thù, đó cũng xuất phát từ đặc tính cơ bản của các quá trình sinh thái là hoàn toàn đặc trưng và riêng biệt đối với mỗi vùng địa lý cụ thể. Cho tới nay đã có nhiều các dạng mô hình sinh thái được ra đời, về cơ bản chúng phát triển nối tiếp và bổ sung cho nhau, chính xác hơn và hiệu quả hơn đã phần nào chứng minh được sự thành công trong việc sử dụng công cụ toán - tin trong nghiên cứu và phân tích các quá trình phức tạp của hệ thống sinh thái.
Các mô hình dựa trên các quá trình cơ - động với mục tiêu tối ưu hóa thế giới thực, và do đó việc sử dụng và phát triển chúng đã dẫn đến một triển vọng mở rộng sự phát triển mô hình theo không gian và thời gian ở cấp độ vùng địa lý. Các mô hình như mô hình hướng cá thể (individual based model) đã được sử dụng rất thành công để mô phỏng động thái phát triển của rừng ở cấp độ cá thể, và các dạng mô hình áp dụng giải thuật Cellular Automata giúp phát triển về mặt không gian diễn biến động lực rừng. Sự áp dụng thành công của các mô hình này đã chứng minh được lợi ích của việc tìm hiểu sự phát triển của thực vật như là một quá trình bị tác động bởi các yếu tố môi trường.
Mô hình FORMAN: dựa trên sự hiệu chỉnh các mô hình sinh thái JABOWA và FORET (Shugart, 1984; Botkin, 1993). FORMAN đã được phát triển để mô phỏng quá trình diễn biến của RNM trên một diện tích 0.05ha (Chen and Twilley, 1998), FORMAN mô phỏng sự phát triển của 3 loài (Rhizophora Mangle, Avicennia germinans và Laguncularia racemosa). Mô hình đã tính toán sự phát triển về đường kính, chiều cao của từng cá thể loài theo từng năm.
19
Mô hình KiWi (Uta Berger, 2000): mô phỏng diễn biến RNM, KiWi được phát triển trên cơ sở của mô hình FORMAN có thêm sự tính toán đến sự cạnh tranh không gian sống của các loài thực vật.
SELVA-MANGRO: mô hình dự báo tác động của sự thay đổi khí hậu, bão lụt và sự dâng cao của mực nước biển lên cấu trúc và chức năng của RNM ở miền Nam Florida của Hoa Kỳ. Kết quả dự báo của SELVA-MANGRO là sự kết hợp tính toán của nhiều mô hình bao gồm: FORMAN (tính toán cấu trúc của RNM), NUMAN (mô hình tính toán các hợp chất dinh dưỡng trong đất), HYMAN (tính toán các yếu tố thủy văn), và SALSA (mô hình tính toán diễn biến lan truyền mặn). Sự liên kết của các mô hình này đã cho phép xác định được diễn biến, cấu trúc và sản lượng RNM theo các kịch bản thay đổi khác nhau của chế độ thủy văn.
Ở Việt Nam, cho tới nay chỉ mới có một mô hình sinh thái có thể dự báo diễn biến và diễn thế cấu trúc rừng ngập mặn dưới tác động ảnh hưởng của điều kiện môi trường, đó là mô hình CGMM. CGMM (Hoang Anh Nguyen, 2011) (CanGio Mangrove Forest Model) được phát triển tại Đại học Kỹ Thuật Braunschweig, CHLB Đức vào năm 2011. Mô hình này được thiết kế nhằm mô phỏng động thái rừng ngập mặn tại Cần Giờ. Mô hình này được phát triển để đáp ứng nhu cầu về một mô hình có thể mô phỏng và dự báo diễn thế của các loài cây ngập mặn trong bối cảnh thay đổi của điều kiện môi trường. Kết quả mô phỏng từ mô hình sẽ hỗ trợ các nhà ra quyết định để có một tầm nhìn xa hơn trong quy hoạch quản lý tài nguyên rừng, và từ đó kịp thời đưa ra những quyết định thích hợp. Tuy nhiên, trong tương lai, mô hình này vẫn cần phải được phát triển thêm và cần được kiểm chứng với sự đầu tư sâu hơn về dữ liệu thực tế, mở rộng thêm loài thực vật mô phỏng và cần được thiết kế kết nối với các mô hình thủy văn và thủy lực.
20
Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
Khảo sát và thu thập mẫu tại rừng ngập mặn Long Thành, tỉnh Đồng Nai. Phân tích hàm lượng Crôm tại viện Môi Trường Và Tài Nguyên – Đại học Quốc Gia TP.HCM.
Thời gian nghiên cứu: tháng 2 năm 2014 đến tháng 6 năm 2014
3.2. Vật liệu nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: cây Đước (Rhizophora apiculata Blume) tại RNM Long Thành. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Thiết bị và dụng cụ. Sử dụng các loại máy, dụng cụ hỗ trợ trong quá trình thực hiện đề tài: máy đo pH, máy đo độ mặn. Các loại dụng cụ trong quá trình lấy mẫu: thước đo chiều dài, thước đo đường kính thân, ống nhựa PVC ø300 trong lấy mẫu đất, bịch xốp để đựng mẫu.
Hình 3.1 Thiết bị và dụng cụ. (a) Máy đo pH Hana HI 8314; (b) Máy đo độ mặn Milwaukee MR128ATC; (c) Thước cuộn; (d) Thước kẹp.
21
3.3. Phương pháp nghiên cứu 3.3.1. Phương pháp thu thập số liệu 3.3.1. Phương pháp thu thập số liệu
Sử dụng phương pháp thu thập số liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, hiện trạng môi trường, cơ cấu sử dụng dụng đất của các cơ quan nhà nước (Sở Tài nguyên – Môi trường, Ban quản lý rừng phòng hộ Long Thành…) và các nghiên cứu trước. Bao gồm:
Thu thập các số liệu điều kiện tự nhiên, điều kiện kinh tế xã hội, sử dụng đất, hiện trạng môi trường trong các năm qua của khu vực nghiên cứu.
Thu thập các số liệu hàm lượng các chất ô nhiễm tích lũy trong đất, hiện trạng ô nhiễm môi trường đất, nước qua các báo cáo tổng hợp về môi trường vùng nghiên cứu của tỉnh Đồng Nai.
Thu thập các số liệu, tài liệu về hiện trạng RNM Long Thành – Đồng Nai.
Thu thập về các loại bản đồ: bản đồ hiện trạng RNM Long Thành, bản đồ sử dụng đất, bản đồ địa hình, bản đồ thổ nhưỡng trong khu vực nghiên cứu.
3.3.2. Phương pháp đo đạc, khảo sát ngoài hiện trường
6 vị trí được thực hiện đo ở RNM Long Thành, huyện Long Thành, tỉnh Đồng Nai, phân bố dọc sông Thị Vải và rạch Ông Trúc. Tại mỗi vị trí đo một diện tích 100 m2 được xác lập.
Hình 3.1 Vị trí các địa điểm thu mẫu (Nguồn: Ảnh từ Google Earth). Các thông số đo đạc bao gồm:
- Đối với cây Đước: đo chiều cao cây, đường kính thân cây, đếm mật độ cây lớn, mật độ cây con.
- Đối với mẫu nước: tiến hành đo độ mặn của nước, pH nước.
Thiết bị đo: máy đo pH Hana HI 8314, máy đo độ mặn Milwaukee MR128ATC, thước cuộn, thước kẹp.
Phương pháp đo:
- Sử dụng các loại máy chuyên biệt dùng để đo các thông số môi trường nước để có kết quả nhanh chóng, chính xác hơn: máy đo pH Hana HI 8314 để đo độ pH của
22
môi trường nước, máy đo độ mặn Milwaukee MR128ATC để đo độ mặn của nước khu vực nghiên cứu.
- Sử dụng thước đo có chia vạch đến mm để đo chiều dài của cây, sử dụng thước kẹp đo đường kính cây. Tại mỗi vị trí, thực hiện đo tất cả các cây lớn và cây con trong phạm vi 100 m2 xác lập trước đó.
Các số liệu đo đạc ở trên được ghi chép cẩn thận để sau này phục vụ cho việc đánh giá kết quả và xây dựng mô hình.
3.3.3. Phương pháp lấy mẫu đất
Trong đề tài này, mẫu đất được lấy ở 6 địa điểm nơi thực hiện đề tài, ở mỗi địa điểm được lấy 2 mẫu. Mẫu trên lấy từ lớp đất mặt xuống 30 cm và mẫu dưới được lấy từ 30 cm cho tới 50 cm. Mẫu được lấy bằng ống có chia vạch để xác định độ sâu của lớp đất muốn lấy.
Khi tiến hành lấy mẫu cần có các bước:
- Tiến tới địa điểm xác định lấy mẫu: gạt bỏ các vật che phủ phía trên, khoan ống đến độ sâu mong muốn cần lấy mẫu.
Mẫu trên lấy đến độ sâu 30 cm
Mẫu dưới tiếp tục lấy đến độ sâu 50 cm - Tiến hành lấy mẫu
- Mẫu lấy được đựng trong bịch xốp màu đen có ghi ký hiệu mẫu ở phía ngoài mỗi