Đề tài Nghiên cứu sự phân dị trầm tích bãi triều khi chuyển đổi môi trường rừng ngập mặn thành đầm nuôi tôm bằng phương pháp phân tích thành phần chính

Bối cảnh địa chất Cấu trúc địa chất Là sự kế thừa trên nền móng của Neogen và trầm tích Đệ Tứ (4, 5) Là sự phân tán đan xen có chọn lọc của các đá macma , trầm tích tuổi Jura – Kreta và trầm tích Đệ Tứ. (6 ) Kiểu đường bờ Cửa sông châu thổ Đường bờ bị chia cắt bởi các bán đảo, vũng vịnh và cửa sông Sự mở rộng về phía biển 80 m/năm (3) Gần như không đổi (3) Lắng đọng trầm tích 1-7 cm/năm trong bùn ven biển (7) ~5 cm/năm ở bãi triều thấp ~3 cm/năm ở rừng ngập mặn ~ 1cm/năm ở đầm nuôi tôm 0.05 – 0.1 cm/ năm trong các khiên bờ biển (3) ~0.03 cm/năm ~0.02 cm/năm ~0.02 cm/năm Vòng đổi mực nước biển Trong thời kì biển tiến hiện đại Thời kì biển tiến hiện đại V. Thực vật Rừng ngập mặn trẻ ( < 30 năm tuổi) Rừng ngập mặn già ( có tuổi hàng trăm năm) Thời gian của vùng sinhvật < 30 năm Khoảng vài trăm năm VI. Ảnh hưởng nhân sinh Tác động lớn trong việc chặt phá rừng ngập mặn (1): Pfeiffer (1984) (4): Mathers and Zalasiewicz (1999) (6): Nhuận, nnk.(2002, 2003) (2): Hori, nnk. (2004) (5): Nghi (1989), Lâm & Boyd (2003), (3): Schimanski & Stattegger (2005) Mathers, nnk (1996), Tanabe, nnk. (2003a) 1.2 Đầm Môn Khu vực Đầm Môn nằm trong vịnh Văn Phong và thuộc bán đảo Hòn Gốm. Ảnh 2: Khu vực Đầm Môn nhìn từ vệ tinh. Nguồn: Google Earth 2007 Đầm Môn có diện tích khoảng 128 km2, và số dân 4.300 người. Đây là nơi có rất nhiều thuận lợi về kinh tế và du lịch nhờ thiên nhiên ưu đãi. Nằm cách thành phố Nha Trang khoảng 80 km về phía Bắc, Đầm Môn gắn liền với hệ thống những cồn cát chạy dài và khoảng 20 đảo lớn nhỏ. Nơi đây còn đặc trưng bởi những khu rừng nguyên sinh và những cánh rừng ngập mặn hàng trăm năm tuổi là nơi có đa dạng sinh học khá cao. Do cấu tạo đường bờ của khu vực tạo ra nhiều vũng vịnh, bãi triều cửa sông ven biển rất thuận lợi cho việc nuôi trồng thủy sản đặc biệt là tôm, cá con và nuôi trai ngọc. Tuy nhiên, do sự phát triển ồ ạt, công tác quy hoạch vùng nuôi và xử lý môi trường của các đầm tôm chưa theo kịp nên đã xảy ra tình trạng ô nhiễm môi trường. Hàng trăm hecta rừng ngập mặn và rừng phòng hộ bị chặt phá để lấy diện tích canh nuôi đã gây ra những tác hại lớn đến môi trường. Hiện nay chỉ còn lại 25 hecta rừng ngập mặn phân bố ven dọc bờ bán đảo Hòn Gốm, điển hình như ở thôn Tuần Lễ. Đây cũng chính là vị trí lấy mẫu phân tích để thực hiện các mục tiêu của báo cáo (Ảnh 2 ). Khí hậu, thủy hải văn của vùng được tổng kết rất đầy đủ trong bảng 1.1 1.3 Đầm Nha Phu Đầm Nha Phu thuộc tỉnh Khánh Hòa, nằm ở phía Bắc thành phố Nha Trang sát quốc lộ 1A, cách trung tâm 15 km. Vịnh tuy không lớn nhưng có nhiều đảo đẹp và nằm rải rác.( Ảnh 3 ) Ảnh 3. Khu vực đầm Nha Phu nhìn từ vệ tinh. Nguồn: Google Earth 2007 Khí hậu tương tự giống Đầm Môn (bảng 1.1) Thủy hải văn: gắn liền với 2 con sông nhỏ ngắn và dốc từ núi đổ trực tiếp vào hệ đầm phá là sông Cái và sông Giang. Các trầm tích tích tụ ven biển có nguồn gốc từ các con sông này và từ sự phong hóa các sản phẩm của các dãy núi bao quanh. Khác với khu vực cửa sông Hồng tiếp xúc trực tiếp với biển, các trầm tích trong đầm Nha Phu bị che chắn bởi chính hệ đầm phá và các đảo nhỏ, do đó có chế độ đối lưu nước kém hơn. Các trầm tích ven biển cũng gắn liền với đường bờ dốc núi và delta nhỏ, là nơi tập trung dân cư. Rừng ngập mặn ở đây phát triển khá phong phú, có tuổi khoảng 20 – 30 năm, tuy nhiên từ những năm 1980 trở lại đây đã bị khai thác mạnh mẽ để làm đầm nuôi trồng thủy sản. Chương 2 LỊCH SỬ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Lịch sử nghiên cứu Do tầm quan trọng về kinh tế - xã hội cũng như về tài nguyên – môi trường của các khu vực cửa sông ven biển, đã có rất nhiều các công trình nghiên cứu đặt trọng tâm vào việc tìm hiểu các xu hướng biến động địa hóa môi trường bãi triều, liên quan đến tác động nhân sinh (Báo cáo hiện trạng môi trường tỉnh Nam Định các năm; Báo cáo hiện trạng môi trường tỉnh Khánh Hòa các năm; Nguyễn Đức Cự, 1998, 1999; Nguyễn Thị Minh Ngọc, 2006, Nguyễn Thị Thục Anh, 2007 vv.). Tuy nhiên, các tài liệu này đều chưa sử dụng phương pháp phân tích xu hướng phân dị dựa vào tương quan giữa các thông số. Vào những năm 40 của thế kỉ XX các phương pháp toán học bắt đầu xâm nhập vào địa chất học. Ngày nay, nhờ sự hỗ trợ của máy tính điện tử, toán học ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực của ngành khoa học này, và góp phần quan trọng vào sự phát triển rực rỡ của khoa học Địa Chất trong thời đại này. Các phương pháp toán như phân tích thống kê, lập ma trận tương quan, phân tích thành phần chính được sử dụng khá rộng rãi cho các thông số phân tích của địa chất nội sinh. Đối với các thành tạo ngoại sinh như trầm tích ven biển thì các phương pháp phân tích thống kê và lập ma trận tương quan hầu như chỉ được sử dụng cho số liệu độ hạt. Do vậy, chúng tôi đặt vấn đề nghiên cứu sự phân dị địa hóa của môi trường bãi triều chịu tác động nhân sinh bằng phương pháp phân tích thành phần chính, nhằm mục đích xác minh các quá trình biến đổi và nguyên nhân gốc rễ của chúng. 2.2.Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Phương pháp phân tích Đối tượng khảo sát chú trọng vào tầng trầm tích bề mặt tới độ sâu 1m, tương ứng với khoảng 50 năm bồi tích ở cửa sông Hồng và < 500 năm bồi tích ở đới bờ Nam Trung Bộ. Phân tích thành phần độ hạt bằng phương pháp nhiễu xạ Laser, sử dụng máy đo Analysette 22 Phân tích thành phần hóa học bằng phương pháp nhiễu xạ hình quang tia X, sử dụng máy đo X – Ray Fluorescence Các nguyên tố chính (SiO2, MgO, FeO, Al2O3,...), nguyên tố vết ( các kim loại nặng..) được phân tích bằng phương pháp nhiễu xạ hình quang sử dụng máy đo Philips PW 2404 Phân tích hàm lượng cacbon hữu cơ bằng phương pháp p/t C-S với sự hỗ trợ của máy đo C-S 500 Các thông số chúng tôi dùng cho việc tính toán trong đề tài này được dựa trên kết quả phân tích nêu trong tài liệu của Nguyễn Thị Minh Ngọc (2006). 2.2.2 Phương pháp xử lý số liệu a. Phân tích thống kê Đối với mỗi môi trường trầm tích, chúng tôi thực hiện tính giá trị trung bình, giá trị lớn nhất (max), giá trị nhỏ nhất (min) và độ lệch chuẩn (stdv) bằng phần mềm Excel. b. Phương pháp phân tích thành phần chính (PCA) Số liệu được phân tích bằng phương pháp phân tích thành phần chính dựa trên sự hỗ trợ của các phần mềm SPSS và Origin..Vậy phương pháp phân tích thành phần chính là gì? Phương pháp phân tích thành phấn chính là một phương pháp toán dùng để thu gọn hệ đa biến các thông số phân tích thành một số ít các nhóm thông số tương quan chặt với nhau, tương ứng với các xu hướng tiềm ẩn chi phối toàn bộ tập số liệu. Đây là một trong những phương pháp có hiệu lực nhất để phân tích các tham số chính yếu. Ý nghĩa quan trọng của phương pháp này là ở chỗ từ những tham số ít đăc trưng tạo ra được những tham số đặc trưng hơn và có thể rút bớt tham số nhận dạng mà lượng thông tin mất đi không đáng kể. Giả sử trên một đối tượng Địa chất, ta quan trắc m tham số và được bộ m vectơ (x1, x2, ….,xm). Vấn đề đặt ra là tìm phép biến đổi tuyến tính m vectơ ngẫu nhiên đó thành p véctơ mới (z 1, z2, …,zp), với p < m, sao cho mỗi vectơ này (vectơ mới) chứa nhiều thông tin ban đầu nhất. Các biến đó được viết dưới dạng: z1 = α11x1 + α12x2 + … + α1mxm z2 = α21x1 + α22x2 + … +α2mxm …………………………….. zp = αp1x1 + αp2x2 + … +αpmxm z1, z2, ……, zp được gọi là các thành phần chính.. Trong mỗi thành phần chính, các thông số có tương quan chặt với nhau và các thành phần chính thì độc lập tuyến tính với nhau. Trong thực tế, p thường được chọn bé hơn m, nhưng lượng thông tin chứa trong đó vẫn tương đối đầy đủ. Khả năng chứa đựng thông tin của các thành phần chính so với các giá trị thông số ban đầu được xác định bằng tham số V (%) (total variance explained). Do vậy, phương pháp thành phần chính cho phép rút bớt tham số nhận dạng một cách đáng kể. Điều đó làm nhẹ nhàng các công thức tính toán, tránh được các nhiễu loạn ngẫu nhiên. Ngoài ra việc nhận dạng dựa trên thành phần chính lại dễ dàng và chính xác. Trong nghiên cứu Địa Chất ta thường lựa chọn hai thành phần chính thứ nhất và thứ hai để quy chiếu tập số liệu (khả năng chứa đựng thông tin C = ~ 70 - 90%) và do vậy có thể đưa lên hệ trục tọa độ vuông góc, thuận lợi cho việc bình luận kết quả. Trên biểu đồ này, các thông số được biểu diễn bằng vectơ và quy chiếu vào trục loading của 2 thành phần chính. Các thông số càng có tương quan chặt tương ứng với các vectơ có vị trí đỉnh mũi tên càng gần nhau . Các tham biến (tương ứng với trọng số giá trị phân tích của mỗi mẫu trầm tích) được biểu diễn bằng điểm (xy), và quy chiếu vào trục score của 2 thành phần chính. Các tham biến càng có tương quan chặt tương ứng với các điểm có tọa độ càng gần nhau. Các số liệu dùng cho phân tích thành phần chính bao gồm 2 nhóm chính: Phân tích 3 bộ các thông số trầm tích tương ứng với 3 khu vực: cửa sông Hồng, Đầm Môn, Nha Phu nhằm mục đích xác định xu hướng phân dị dọc bờ biển Việt Nam, liên quan với các yếu tố khác nhau về địa hình, địa chất, thủy – hải văn, lưu vực đi kèm, hoạt động nhân sinh, mức độ trưởng thành của rừng ngập mặn,… Tại mỗi khu vực, phân tích xu hướng phân dị giữa các thông số của trầm tích bãi triều thấp, rừng ngập mặn và đầm nuôi tôm nhằm mục đích xác định xu hướng phân dị địa hóa do các quá trình biến đổi môi trường gây ra. Cùng với sự hỗ trợ của các phần mềm SPSS và Origin, phương pháp phân tích thành phần chính đã cho phép chúng tôi thu được nhưng kết quả khả quan về sự phân dị thành phần hóa học cũng như thành phần độ hạt, các kim loại nặng ở 3 khu vực nghiên cứu, phục vụ đắc lực cho việc đánh giá mức độ, tác hại của việc chuyển hóa rừng ngập mặn thành đầm nuôi tôm. Kết quả này sẽ được nêu rõ ở chương 3. Chương 3 TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 3.1. So sánh sự phân dị giữa ba khu vực – vai trò của các yếu tố địa phương 3.1.1. Sự phân dị cấp hạt giữa 3 khu vực Kết quả phân tích thành phần chính cho ba nhóm thông số độ hạt của trầm tích 3 khu vực cửa sông Hồng (RRD), Đầm Môn (DM) và đầm Nha Phu (NP) được chỉ ra trong hình 3.1. Có thể thấy các thông số độ hạt có xu hướng tách thành 3 nhóm: cấp 200 – 630 µm đi cùng với > 630 µm, tương ứng với các cấp hạt cát thô cấp 20 – 63 µm đi cùng với 63 - 200 µm, tương ứng với các cấp hạt bột – cát mịn cấp < 2 µm đi cùng với 2 – 6.3 µm và 6.3 – 20 µm, tương ứng với các cấp hạt bột – sét Điều này phản ánh khả năng có 3 quá trình thủy thạch động lực chính đã được lưu dấu lại bằng sự phân dị này. Chúng tôi dự đoán là: tác động do gió mang cát từ các đảo đến (ứng với các cấp hạt cát thô), tác động do thủy triều - biển (ứng với các cấp hạt bột – cát mịn) và tác động do sông – đất liền (tương ứng với các cấp hạt bột – sét). Tuy nhiên, để khẳng định thì cần phải có các nghiên cứu chi tiết hơn về các thông số thủy – hải văn. Hình 3.1 Biểu đồ phân dị thành phần độ hạt giữa 3 khu vực: cửa sông Hồng (RRD), Đầm Môn (DM) và đầm Nha Phu (NP). C = 85.6% Mặt khác, quan sát trên biểu đồ ở hình 3.1 còn có thể thấy vị trí trọng số của các mẫu ở Đầm Môn gần với vị trí các thông số cấp hạt cát thô, trong khi trọng số các mẫu ở cửa sông Hồng gần với vị trí các thông số cấp hạt mịn, và trọng số mẫu ở Nha Phu thì lại nằm ở vị trí trung gian giữa 2 khu vực Đầm Môn và cửa sông Hồng. % Sand % Silt % Clay RRD 5 70 25 DM 74 23 6 NP 43 50 13 Bảng 3.1 giá trị trung bình độ hạt 3 khu vực So sánh với số liệu trung bình nêu trong bảng 3.1 thì thấy hàm lượng cát ở bãi triều Đầm Môn (74%) cao hơn nhiều so với bãi triều đầm Nha Phu (43%) và cửa sông Hồng (5%). Trong khi hàm lượng sét ở cửa Sông Hồng (25%) lại cao hơn hẳn Nha Phu (13%) và Đầm Môn (6%). Điều này cho thấy rằng các yếu tố địa phương đã để lại dấu ấn rất rõ rệt về mặt độ hạt tại các khu vực tương ứng này. Khu vực Đầm Môn chịu tác động chủ yếu của sự biến động cấp hạt thô, do đây là vùng ven bán đảo chịu ảnh hưởng chủ yếu bởi cát biển và cát từ đảo được gió biển chuyển đến. Khu vực cửa sông Hồng gắn liền với đồng bằng châu thổ rộng lớn, hệ thống các sông dài và con sông Hồng có tải lượng phù sa rất lớn (114.000 tấn/ năm), tốc độ bồi tụ trầm tích lục nguyên lớn nên được đặc trưng bởi vật liệu trầm tích hạt mịn bột – sét. Còn đầm Nha Phu, vừa chịu tác động của đường bờ dốc núi ven biển, vừa gắn với châu thổ nhỏ nên mang đặc tính trung gian về cấp hạt so với Đầm Môn và cửa sông Hồng. 3.1.2. Sự phân dị địa hóa giữa 3 khu vực Hình 3.2 Biểu đồ phân dị hóa học giữa 3 khu vực: cửa sông Hồng (RRD), Đầm Môn (DM) và đầm Nha Phu (NP). C = 84.457% Nhìn vào biểu đồ hình 3.2 có thể nhận thấy có sự phân dị về địa hóa giữa 3 khu vực, gắn liền với 3 xu hướng khá rõ rệt, đó là : - Khu vực Đầm Môn gắn liền với biến động Si, khu vực cửa sông Hồng gắn liền với biến động Mn và Ti trong khi khu vực đầm Nha Phu gắn liền với biến động Ca, Na, Mg. - Đầm Môn và Nha Phu có thành phần hóa học gần gũi với nhau hơn, so với cửa sông Hồng. Điều này phản ánh sự tác động của yếu tố nền địa chất địa phương. SiO2% TiO2% Al2O3% CaO% Na2O% K2O% RRD 67.96 0.83 13 1.145 1.04 2.04 DM 86.91 0.363 4.5 0.54 0.84 1.69 NP 69.39 0.475 11 1.27 1.72 2.5 Bảng 3.2 Giá trị trung bình hàm lượng các nguyên tố đa lượng 3 khu vực So sánh với giá trị hóa học trung bình (bảng 3.2) thấy khu vực Đầm Môn giàu SiO2 hơn 2 khu vực còn lại, chứng tỏ sự gắn liền với cát thạch anh. Cửa sông Hồng có sự tăng lên của Mn và Ti, phản ánh khả năng có quá trình tái phân bố của sa khoáng chứa Ti hoặc keo Mn, cần nghiên cứu thêm. Nha Phu giàu Ca, Na liên quan đến các khoáng vật fenspat phong hóa và chuyển tới từ các núi ven biển. Các xu hướng trên gắn liền với các yếu tố địa chất mang tính địa phương của từng vùng. Khu vực cửa sông Hồng đặc trưng là địa hình đồng bằng rộng lớn với quá trình lắng đọng trầm tích luc nguyên, cùng với hoạt động nhân sinh cao nên có sự phân dị rất lớn về thành phần hóa học, khác hẳn 2 khu vực còn lại. Đặc trưng là xu hướng tăng làm lượng MnO và TiO2.Còn ở khu vực Đầm Môn và Nha Phu do hoạt động nhân sinh yếu nên độ phân dị cũng không đáng kể. Đầm Môn đăc trưng là quá trình tăng hàm lượng cát thạch anh, còn đầm Nha Phu lai đặc trưng với quá trình làm giàu khoáng fenspat chứa Na, K, Ca. 3.1.3. Sự phân dị hàm lượng nguyên tố vi lượng giữa 3 khu vực Hình 3.3 Biểu đồ phân dị hàm lượng nguyên tố vi lượng giữa 3 khu vực: cửa Sông Hồng (RRD), Đầm Môn (DM) và đầm Nha Phu (NP). C = 85.43% Nhìn vào biểu đồ hình 3.3 ta thấy có 3 xu hướng phân dị. Trong đó khu vực cửa sông Hồng có sự phân dị rõ ràng nhất còn 2 khu vực còn lại tuy có sự phân dị nhưng là không đáng kể. Khu vực cửa Sông Hồng đặc trưng bởi trầm tích bùn lục nguyên tương đối đồng nhất, chứa ít vật liệu hữu cơ nhưng lại có sự làm giàu của các kim loại nặng (Cu, Pb, Zn, Cr…) do sự tích tụ của trầm tích bùn ở cửa sông, bãi triều thấp. Thậm chí hàm lượng kim loại nặng ở đây còn cao hơn so với tiêu chuẩn Canada (hàm lượng Pb trung bình ở cửa sông Hồng là 103 cao hơn so với tiêu chuẩn Canada 1992 cho đất ngập nước là 25.8…) Cu (ppm) Pb (ppm) Zn (ppm) Cr (ppm) RRD 116 103 119 88 DM <50 15 18 16 NP <50 29 53 25 Bảng 3.3 giá trị trung bình hàm lượng các nguyên tố vi lượng 3 khu vực Ở Đầm Môn và Nha Phu trầm tích gắn liền với sự tích tụ do gió của các thành tạo cát thạch anh và các hoạt động dịch chuyển của các cồn cát, do đó tốc độ lắng đọng trầm tích thấp dẫn đến sự tích tụ kim loại nặng kém. Sự tập trung cao nhất của các kim loại nặng có khả năng gây ô nhiễm như Pb, Zn, Cr được tìm thấy trong trầm tích tại các bãi triều thấp. Tuy nhiên trầm tích tại Nha Phu thì có sự tập trung của các kim loại nặng với số lượng cao và phổ biến hơn ở khu vực xây dựng các đầm nuôi tôm. Như vậy, do tốc độ lắng đọng cũng như thành phần vật chất trầm tích ở ba khu vực có sự khác nhau dẫn đến sự tích tụ kim loại nặng cũng khác nhau. Khu vực cửa sông Hồng đặc trưng bởi trầm tích bùn lục nguyên nên có khả năng làm giàu các nguyên tố kim loại nặng. Trầm tích Đầm Môn gắn liền với sự tích tụ do gió của các thành tạo cát thạch anh vốn là các khoáng vật trơ nên khả năng giữ lại các nguyên tố kim loại nặng là rất kém. Còn trầm tích trong đầm Nha Phu bị che chắn bởi chính hệ đầm phá và các đảo nhỏ, ngoài quá trình xói mòn còn có sự bồi tích do gió nên khả năng lưu giữ kim loại nặng cao hơn so với Đầm Môn. Tóm lại, đặc điểm độ hạt, hàm lượng các nguyên tố đa lượng và nguyên tố vi lượng trong trầm tích ven biển phản ánh rõ rệt đặc trưng địa phương của từng khu vực về địa hình đường bờ - địa chất, lưu vực, thủy – hải văn, rừng ngập mặn, hoạt động nhân sinh, v.v… 3.2. Ảnh hưởng của quá trình chuyển hóa rừng ngập mặn thành đầm nuôi tôm đến môi trường địa hóa của khu vực. 3.2.1. Thành phần độ hạt a. Khu vực cửa sông Hồng Như đã nêu ở phần trên, khu vực cửa sông Hồng là nơi rất thuận lợi để lắng đọng các trầm tích hạt mịn. So sánh hàm lượng cấp hạt (ví dụ như sét) giữa RNM (85.46%) với ĐNT (72.54%) có thể thấy giảm đi. So sánh hàm lượng cấp hạt sét tầng mặt và tầng đáy của RNM có thể thấy tăng lên…trong khi hàm lượng cấp hạt sét tầng mặt so với tầng đáy của ĐNT lại giảm đi. Điều này phản ánh quá trình rửa trôi của cấp hạt mịn trên tầng mặt trầm tích đầm tôm, liên quan đến quá trình xả nước qua cửa cống đầm. b. Khu vực Đầm Môn Hình 3.4 Biểu đồ phân dị thành phần độ hạt khu vực Đầm Môn Trầm tích Đầm Môn gắn liền với sự tích tụ do gió của các thành tạo cát thạch anh. Biểu đồ ở hình 3.4 cho thấy độ hạt ở đây không có sự phân dị rõ ràng, chỉ có ở khu vực đầm nuôi tôm là có sự biến động mạnh về độ hạt, đặc biệt là xu hướng chuyển về kích thước các khoáng vật hạt mịn. So sánh cấp hạt giữa RNM với ĐNT ta thấy : - Hàm lượng sét tăng nhẹ từ RNM 3.09% lên ĐNT 3.31%. Trong khi hàm lượng cấp hạt sét giữa tầng mặt và tầng đáy của RNM tăng từ 3.75% lên 7.96% thì hàm lượng này ở khu vực xây dựng ĐNT lại giảm từ 2.72%(ở độ sâu 5cm) xuống còn 1.88%( ở độ sâu 95cm). Ta thấy hàm lượng sét có tăng nhẹ khi chuyển hóa RNM thành ĐNT, nhưng việc xả nước qua cửa cống đầm đã đẫn đến quá trình rửa trôi của cấp hạt mịn trên tầng mặt trầm tích đầm tôm. - Hàm lượng cấp hạt bột giảm từ 12% ở RNM xuống còn 7.92% ở ĐNT - Hàm lượng cát tăng từ 84.29% ở RNM lên 88.77% ở ĐNT tương ứng với quá trình giảm hàm lượng cấp hạt sét và quá trình rửa trôi lớp trầm tích mặt c. Khu vực đầm Nha Phu Độ hạt ở đầm Nha Phu chủ yếu nằm trong khoảng của các thành tạo cát, chỉ có khu vực đầm nuôi tôm là có sự phân dị về độ hạt đáng kể ( hình 3.5 ) Như vậy, ta có thể thấy sự phân dị về độ hạt ở 3 khu vực là rất khác nhau.Ở khu vực cửa sông Hồng độ hạt phân cấp từ to tới nhỏ theo khoảng cách từ bờ ra khơi do có sự tích tụ của trầm tích là khá lớn.Còn 2 khu vực còn lại khá giống nhau về sự phân dị độ hạt,chủ yếu là các thành tạo của cát thạch anh, quá trình tích tụ trầm tích là rất thấp. Hình 3.5 Biểu đồ phân dị thành phần độ hạt lhu vực Nha Phu Quá trình biến đổi từ RNM sang ĐNT làm thay đổi môi trường địa hóa một cách đáng kể. Đặc biệt quá trình rửa trôi trầm tích mặt trong đầm tôm, ngược với quá trình tích lũy hạt mịn ở tầng mặt trầm tích RNM dã làm mất đi lớp khoáng sét trên bề mặt (là một trong những yếu tố hấp thụ các kim loại nặng) làm phát tán các kim loại nặng ra môi trường nước gây tác hại cho hệ sinh thái cũng như làm giảm chất lượng nước 3.2.2. Thành phần các nguyên tố đa lượng a. Khu vực cửa sông Hồng Hình 3.6 Biểu đồ phân dị các nguyên tố đa lượng khu vực cửa sông Hồng Tại khu vực đồng bằng cửa sông Hồng, do sự tập trung đông dân cư cùng với các tác động nhân sinh lên tầng trầm tích bề mặt rất lớn với tốc độ cao đã khiến cho sự phân dị về thành phần hóa học diễn ra khá mạnh.Việc chặt bỏ cây ngập mặn để nuôi trồng thủy sản đẵ làm giảm các tác động của thực vật ngập mặn đến môi trường địa hóa ở khu vực này. Nhìn vào biểu đồ hình 3.6 ta thấy sự phân dị của các nguyên tố hóa học đa lượng ở khu vực xây dựng đầm nuôi tôm là rõ ràng nhất, đi theo xu hướng tăng lượng cát, giảm lượng sét. Ngoài ra, ở 2 khu vực còn lại không có sự phân dị rõ ràng lắm,ở khu vực rừng ngập mặn xu hướng chủ yếu vẫn là tăng hàm lượng các khoáng vật sét,còn ở bãi triều thấp thì xu hướng tăng nhẹ hàm lượng cát. Việc chặt phá rừng ngập mặn để xây dựng đầm nuôi tôm đã làm giảm tác động của thực vật ngập mặn đến môi trường. Ngoài ra, việc sả nước qua cửa cống đầm đã dẫn tới việc xói mòn trên tầng mặt trầm tích, làm giảm hàm lượng của Al (từ 12.44% ở RNM xuống còn 11.97% ở ĐNT) và tăng tương ứng của Si (từ 70.37% ở RNM lên 70.55% ở ĐNT). b. Khu vực Đầm Môn Đặc trưng của khu vực này là bán đảo nên dân cư rất thưa thớt, có rừng ngập mặn lâu đời, các hoạt động nhân sinh chủ yếu chỉ gắn liền với hoạt động nuôi tôm. Xu hướng chung của khu vực là tăng hàm lượng cát thạch anh, ngoài ra trầm tích cũng chứa nhiều vật chất hữu cơ. Hình 3.7 Biểu đồ phân dị các nguyên tố đa lượng khu vực Đầm Môn Nhìn vào biểu đồ hình 3.7 ta thấy có sự phân nhóm thông số địa hóa của 3 môi trường. Sự phân dị này tuy không thực sự rõ rệt như ở cửa Sông Hồng, song cũng đã phản ánh sự phân dị địa hóa khi môi trường có sự chuyển đổi từ bãi triều thấp sang rừng ngập mặn cũng như từ rừng ngập mặn sang đầm nuôi tôm. SiO2% TiO2% Al2O3% Fe2O3% MnO% CaO% Na2O% K2O% MF 83.72 0.468 5.39 1.44 0.027 0.54 1.07 1.78 LM 87.88 0.361 3.97 0.93 0.019 0.72 0.68 1.54 SP 89.7 0.234 4.03 0.75 0.012 0.31 0.76 0.79 Bảng 3.4 Giá trị trung bình hàm lượng các nguyên tố đa lượng khu vực Đầm Môn Nhìn vào bảng 3.4 ta thấy khi chuyển từ môi trường RNM sang ĐNT thì hàm lượng SiO2 tăng từ 83.72% lên 89.70% chứng tỏ sự tăng lên của cát thạch anh có thể do quá trình xả nước qua cửa cống ngầm đã làm mất đi lượng khoáng vật sét trên lớp trầm tích bề mặt, chỉ còn trơ lại các khoáng vật thạch anh. Ngoài ra còn thấy xu hướng giảm nhẹ của Ti, Al, Ca, Na, K…do mất đi hàm lượng các khoáng vật sét. c.Khu vực đầm Nha Phu Hình 3.8 Biểu đồ phân dị các nguyên tố đa lượng khu vực Nha Phu Khu vực đầm Nha Phu vốn là đồng bằng nhỏ ven núi, mật độ dân cư thấp, rừng ngập mặn non cùng các hoạt động nhân sinh yếu là nguyên nhân chính làm giàu khoáng fenspat chứa Ca và Na, đây cũng là quá trình đặc trưng nhất của vùng. Ngoài ra còn thấy xu hướng tăng nhẹ lượng cát ở khu vực rừng ngập mặn và bãi triều thấp, còn ở khu vực đầm nuôi tôm lại là xu hướng tăng nhẹ hàm lượng các nguyên tố tạo khoáng sét (hình 3.8) SiO2% TiO2% Al2O3% Fe2O3% MnO% MgO% CaO% Na2O% K2O% MF 74.44 0.420 9.41 2.85 0.041 0.69 1.41 1.57 2.57 LM 72.92 0.381 9.83 2.43 0.034 0.51 0.66 1.68 2.58 SP 62.23 0.587 14.15 4.52 0.064 1.18 1.50 1.90 2.93 Bảng 3.5 Giá trị trung bình các nguyên tố đa lượng khu vực đầm Nha Phu Từ bảng 3.5 ta thấy khi chuyển đổi từ môi trường RNM thành ĐNT thì hàm lượng Ca tăng từ 1.41% lên 1.50%, Na tăng từ 1.57% lên 1.90% chứng tỏ có quá trình làm giàu khoáng fenspat có chứa Ca và Na. Ngoài ra các nguyên tố Ti, Al, Fe, Mn cũng có xu hướng tăng nhẹ ( Al từ 9.41 lên 14.15%, Ti từ 0.42 lên 0.587%...) Đáng chú ý là hàm lượng SiO2 giảm từ 74.44% xuống còn 62.23% khi chuyển RNM thành ĐNT. Nguyên nhân của sự khác biệt này so với cửa sông Hồng và Đầm Môn là do khu vực này quá giàu cát nên các môi trường mở như RNM, bãi triều thấp khó lưu giữ khoáng vật hạt mịn. Duy chỉ có đầm nuôi tôm được quây kín tạo môi trường nước tĩnh hơn nên lắng đọng được nhiều hạt mịn hơn. Tuy nhiên, quá trình rửa trôi hạt mịn trên tầng mặt của trầm tích đầm tôm vẫn được quan sát thấy, ở độ sâu 5cm (tầng mặt) hàm lượng SiO2 là 68.44% trong khi ở độ sâu 95cm (tầng đáy) hàm lượng SiO2 giảm xuống còn 51.27% 3.2.3. Hàm lượng nguyên tố vi lượng a. Khu vực cửa sông Hồng Khi trầm tích lục nguyên theo sông ra tới biển, sự thay đổi môi trường từ nước ngọt sang nước biển có thể là điều kiện thuận lợi cho quá trình giải hấp một phần các nguyên tố kim loại nặng ra khỏi bề mặt khoáng sét, các nguyên tố kim loại nặng này dễ dàng bị tái hấp phụ bởi các chất hữu cơ đươc sản sinh ra chủ yếu từ thảm thực vật ngập mặn ven biển.Việc chặt phá rừng ngập mặn để xây dựng đầm nuôi tôm một mặt làm giảm tác động của thực vật ngập mặn đến môi trường, mặt khác việc xả nước qua cửa cống ngầm đã dẫn tới việc xói mòn lớp khoáng sét bề mặt để trơ lại các khoáng vật thạch anh và fenspat là các khoáng vật có khả năng lưu giữ kim loại nặng kém. …. Đây là hai nguyên nhân dẫn đến việc giảm hàm lượng một số kim loại nặng trong môi trường nước của khu vực(Cu từ 102 ppm xuống 89 ppm, Pb từ 97 ppm xuống 87 ppm, Zn từ 114 ppm xuống 93 ppm…), gây tác hại rất lớn đến môi trường sinh thái ven biển, ô nhiễm nguồn nước. Hình 3.9 Biểu đồ phân dị các nguyên tố vi lượng khu vực cửa Sông Hồng Xu hướng phân bố theo độ sâu cột trầm tích đã bị biến đổi khi chuyển hóa RNM thành ĐNM. Ở RNM, các KLN được tích tụ mạnh trên tầng mặt (hàm lượng Cu ở 1.5cm là 143ppm còn ở độ sâu 72cm là 86 ppm, đối với Pb hàm lượng là 120 ppm ở độ sâu 1.5cm còn ở độ sâu 72cm hàm lượng là 61 ppm…). Tuy nhiên, ở ĐNT, xu hướng này đã bị thay đổi, các KLN lại bị giảm mạnh trên tầng mặt ( hàm lượng Cu ở 2.5cm là 88 ppm còn ở độ sâu 91cm là 91 ppm, hàm lượng Pb ở 2.5 cm là 61 ppm còn ở độ sâu 91cm là 108 ppm…) (bảng 3.6), phản ánh quá trình phát tán ra môi trường