Nghiên Cứu Chất Lượng Trầm Tích và Dioxin Trong Rừng Ngập Mặn Cần Giờ, Việt Nam

Nghiên cứu nguyên tố vết và dioxin trong trầm tích rừng ngập mặn Cần Giờ, Việt Nam, cung cấp thông tin quan trọng về ô nhiễm môi trường.

• Tác giả: Trần Trọng Hưng
• Người hướng dẫn: TS. Trần Anh Tú
• Trường học: Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Địa chất học
• Đề tài: Nghiên Cứu Chất Lượng Trầm Tích và Sự Tồn Tại Của Dioxin Trong Rừng Ngập Mặn Cần Giờ, Việt Nam
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• TÓM TẮT LUẬN ÁN
• ABSTRACT
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực rừng ngập mặn Cần Giờ
• 1.2. Đặc điểm tự nhiên
• 1.3. Đặc điểm kinh tế - xã hội
• 1.4. Ảnh hưởng của hoạt động nhân sinh đến môi trường trầm tích
• 1.5. Nguyên tố vết trong trầm tích
• 1.5.1. Khái niệm và tính chất của nguyên tố vết
• 1.5.2. Các nghiên cứu về nguyên tố vết trong trầm tích
• 1.6. Dioxin trong môi trường trầm tích
• 1.6.1. Khái niệm về dioxin
• 1.6.2. Đặc điểm dioxin
• 1.6.3. Nghiên cứu dioxin trong trầm tích trên thế giới và ở Việt Nam
• 1.7. Sử dụng đồng vị phóng xạ 210Pb tự nhiên và 137Cs trong nghiên cứu trầm tích RNM Cần Giờ
• 1.7.1. Xác định tốc độ tích tụ trầm tích
• 1.7.2. Những nghiên cứu về tích tụ trầm tích bằng sử dụng đồng vị phóng xạ 210Pb và 137Cs ở Việt Nam
• 2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Phương pháp luận
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.2.1. Phương pháp tổng quan tài liệu
• 2.2.2. Phương pháp thiết kế tuyến hố khoan
• 2.2.3. Phương pháp lấy mẫu, bảo quản và xử lý mẫu trước khi phân tích
• 2.2.4. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm
• 2.2.5. Phương pháp phân tích thống kê
• 3. CHƯƠNG 3: SỰ PHÂN BỐ VÀ TÍCH TỤ NGUYÊN TỐ VẾT TRONG TRẦM TÍCH RỪNG NGẬP MẶN CẦN GIỜ
• 3.1. Đặc điểm cấu trúc và thành phần địa hóa trầm tích rừng ngập mặn Cần Giờ
• 3.2. Đặc điểm cấu trúc và cấp độ hạt của trầm tích
• 3.3. Thành phần địa hóa qua nguyên tố chính, tỷ lệ tổng carbon
• 3.4. Sự phân bố và tích tụ của nguyên tố vết trong trầm tích rừng ngập mặn Cần Giờ
• 3.5. Chất lượng trầm tích dựa trên nồng độ và sự phân bố nguyên tố vết trong trầm tích rừng ngập mặn
• 3.6. Tích tụ và làm giàu nguyên tố vết trong trầm tích
• 3.7. So sánh chất lượng trầm tích với một số khu vực rừng ngập mặn trên thế giới
• 4. CHƯƠNG 4: SỰ TỒN TẠI CỦA DIOXIN VÀ ỨNG DỤNG XÁC ĐỊNH TUỔI TRẦM TÍCH CHO KHU VỰC RỪNG NGẬP MẶN CẦN GIỜ
• 4.1. Đặc điểm dioxin trong trầm tích rừng ngập mặn Cần Giờ
• 4.2. Đặc điểm các đồng phân dioxin và đánh giá chất lượng trầm tích
• 4.3. Đặc điểm dioxin phân bố theo chiều sâu hố khoan trầm tích
• 4.4. Khả năng sử dụng dioxin trong nghiên cứu trầm tích và kiểm chứng cho phương pháp đồng vị 210Pb, 137Cs ở khu vực nghiên cứu RNM Cần Giờ
• 4.4.1. Sử dụng đồng vị phóng xạ 210Pb tự nhiên và 137Cs nhân tạo
• 4.4.2. So sánh việc sử dụng dioxin và đồng vị phóng xạ trong nghiên cứu trầm tích
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 0.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 0.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 0.4. Nội dung nghiên cứu
• 0.5. Luận điểm bảo vệ

Tóm tắt

I. Tổng quan về Nghiên Cứu Chất Lượng Trầm Tích và Dioxin

Nghiên cứu chất lượng trầm tích và sự tồn tại của dioxin trong rừng ngập mặn Cần Giờ, Việt Nam, là một chủ đề quan trọng trong bối cảnh ô nhiễm môi trường hiện nay. Rừng ngập mặn Cần Giờ không chỉ là một hệ sinh thái đa dạng mà còn là một vùng đất chiến lược về kinh tế và sinh thái. Việc đánh giá chất lượng trầm tích dựa trên nồng độ nguyên tố vết và dioxin sẽ giúp hiểu rõ hơn về tình trạng ô nhiễm và tác động của nó đến môi trường sống.

1.1. Đặc điểm tự nhiên và kinh tế xã hội của Cần Giờ

Cần Giờ là một khu vực có hệ sinh thái phong phú, với nhiều loài động thực vật quý hiếm. Kinh tế của khu vực chủ yếu dựa vào nông nghiệp và du lịch sinh thái. Tuy nhiên, sự phát triển này cũng đi kèm với nhiều thách thức về ô nhiễm môi trường.

1.2. Tác động của ô nhiễm đến chất lượng trầm tích

Ô nhiễm từ các hoạt động công nghiệp và đô thị đã ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng trầm tích trong khu vực. Nồng độ các nguyên tố vết và dioxin trong trầm tích cần được nghiên cứu để đánh giá mức độ ô nhiễm.

II. Vấn đề ô nhiễm Dioxin trong Trầm Tích Cần Giờ

Dioxin là một trong những chất ô nhiễm nguy hiểm nhất, có thể gây ra nhiều tác động xấu đến sức khỏe con người và hệ sinh thái. Nghiên cứu về sự tồn tại của dioxin trong trầm tích Cần Giờ là cần thiết để đánh giá mức độ ô nhiễm và tìm ra giải pháp khắc phục.

2.1. Nguồn gốc và tính chất của Dioxin

Dioxin được hình thành chủ yếu từ các hoạt động công nghiệp và quân sự, đặc biệt là trong chiến tranh. Tính chất độc hại của dioxin khiến nó trở thành một mối đe dọa lớn cho sức khỏe con người và động vật.

2.2. Tác động của Dioxin đến môi trường và sức khỏe

Dioxin có thể tích tụ trong chuỗi thức ăn, gây ra các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng như ung thư và rối loạn sinh sản. Việc nghiên cứu nồng độ dioxin trong trầm tích sẽ giúp đánh giá tác động của nó đến môi trường sống.

III. Phương pháp Nghiên Cứu Chất Lượng Trầm Tích

Để đánh giá chất lượng trầm tích và sự tồn tại của dioxin, nhiều phương pháp nghiên cứu đã được áp dụng. Các phương pháp này bao gồm phân tích mẫu trầm tích, khảo sát địa chất và phân tích thống kê.

3.1. Phương pháp thu thập và phân tích mẫu

Mẫu trầm tích được thu thập từ nhiều vị trí khác nhau trong khu vực nghiên cứu. Các mẫu này sau đó được phân tích để xác định nồng độ các nguyên tố vết và dioxin.

3.2. Phương pháp phân tích thống kê

Phân tích thống kê được sử dụng để đánh giá sự biến động của nồng độ dioxin và các nguyên tố vết theo không gian và thời gian. Điều này giúp xác định các xu hướng ô nhiễm trong khu vực.

IV. Kết quả Nghiên Cứu Chất Lượng Trầm Tích

Kết quả nghiên cứu cho thấy nồng độ các nguyên tố vết trong trầm tích Cần Giờ đạt tiêu chuẩn quy định của Việt Nam và quốc tế. Tuy nhiên, nồng độ dioxin vẫn nằm trong giới hạn cho phép, nhưng cần được theo dõi thường xuyên.

4.1. Đánh giá chất lượng trầm tích theo tiêu chuẩn

Chất lượng trầm tích được đánh giá dựa trên nồng độ các nguyên tố vết như Cd, Cr, Cu, Ni, Pb và Zn. Kết quả cho thấy chất lượng trầm tích ở mức an toàn cho sinh vật.

4.2. Sự tồn tại của Dioxin trong trầm tích

Nồng độ dioxin trong trầm tích không biến động nhiều theo thời gian và không gian. Điều này cho thấy sự ổn định của chất lượng trầm tích trong khu vực nghiên cứu.

V. Kết luận và Hướng phát triển tương lai

Nghiên cứu về chất lượng trầm tích và sự tồn tại của dioxin trong rừng ngập mặn Cần Giờ đã cung cấp những thông tin quan trọng về tình trạng ô nhiễm môi trường. Các kết quả này sẽ là cơ sở cho việc xây dựng các chính sách bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

5.1. Ý nghĩa của nghiên cứu đối với quản lý môi trường

Kết quả nghiên cứu sẽ giúp các cơ quan chức năng có cái nhìn rõ hơn về tình trạng ô nhiễm trong khu vực, từ đó đưa ra các biện pháp quản lý hiệu quả.

5.2. Định hướng nghiên cứu trong tương lai

Cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về sự biến động của dioxin và các nguyên tố vết trong trầm tích, cũng như tác động của chúng đến hệ sinh thái và sức khỏe con người.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tông quan Chương 2: Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu Chương 3: Nguyên tổ vết phân bố trong trầm tích rừng ngập mặn cần Giờ Chương 4: Sự tồn tại của dioxin phân bố sâu trong trầm tích rừng ngập mặn cần Giờ. 4 sông rạch chiếm 31,76 % tổng diện tích tự nhiên của khu vực cần Giờ. Hai hệ thống sông Lòng Tàu và Soài Rạp chi phối chinh cho toàn bộ thủy văn của khu vực cần Giờ. Đặc điểm của các sông chính ở cần Giờ được thể hiện trong báng 1.

Khu vực Cần Giờ nằm trong vùng có chế độ bán nhật triều không đều. Biên độ dao động cúa thủy triều khoáng 2 m khi nước triều trung binh và 4 m khi nước triều lớn. Hai đinh thủy triều thường bằng nhau nhưng chân thủy triều lệch nhau. Biên độ triều có xu hướng giám dẩn từ phía Nam lên phía Bắc.

Thời gian có biên độ triều lớn nhất dao động từ 3,6 - 4,2m ờ vùng phía Nam và 2,8 - 3,3 m ở vùng phía Bắc của cần Giờ thường từ tháng chín đến tháng giêng. Đỉnh thủy triều cao nhất vào tháng 10 và 11 cúa năm, thấp nhất vào tháng 4, 5 [1,2]. Sự dao động lên - xuống của các dòng triều ảnh hưóng đến quá trình bồi tụ và mài mòn trầm tích ớ khu vực rừng ngập mặn Can Giờ qua các pha triều dâng, triều xuống và triều chuyển pha. Quá trình triều dâng mang vật chất phù sa từ biển tiến vào và kết hựp với phù sa từ sông đố xuống, khi triều chuyến pha tại thời điểm vận tốc triều dạt giá trị min sẽ tạo điều kiện cho quá trình bồi tụ vật chất trầm tích xuống.

Kết quà đo đạc vật chất bồi tụ ở bên trong RNM thuộc cứa sông Đồng Tranh cúa Nguyền Thị Bảy năm 2006 dạt giá trị từ 0,017 đến 0,058 kg/m3 [4]. Ngược lại, quá trình triều xuống có vận tốc lớn sẽ gây mài mòn ở một số cứa sông hoặc dọc bãi biên cần Giờ.3 Địa hình, địa mạo Khu vực nghiên cứu thuộc đồng bàng châu thố sóng Dồng Nai - Sài Gòn, được hình thành sau thời kỳ biển từ từ rút theo cứa cần Giờ từ cuối Holoccn đen giữa-đầu Holocen muộn [5]. Trong pha biên thoái Holocen muộn được chia thành 2 giai đoạn cơ bản: Giai đoạn bồi tụ (khoáng 3000 - 1000 năm) và giai doạn bồi tụ - xói lờ (1000 năm - đến nay) [6]. Ọuá trình tương tác giao thoa giừa thúy triều và sông đã biến cần Giờ thành một vùng RNM cứa sông ven biến với nhiều sông rạch và lạch triều đan xen nhau.

Quá trinh bồi tụ - xói lờ sông biến đã tạo nên đồng bàng đầm lầy sông - biển có địa hình tương đối bằng phắng, trũng lòng chảo ở trung tâm. Xét ớ từng khu vực nhỏ, địa hình Cần Giờ cũng có biến đôi nhưng độ chênh cao không lớn trung bình từ 0 - 2 m, trừ diem núi Giồng Chùa cỏ độ cao hơn 10m tại tiểu khu 14 (hình 1. Dặc điểm nổi bật 7 Nhà Bè và tình Dồng Nai, phía Nam giáp biển Dông, phía Dông giáp tỉnh Dồng Nai và Bà Rịa - Vũng Tàu, phía Tây giáp tỉnh Long An và tinh Tiền Giang. Tọa độ địa lý của khu vực Cần Giờ là từ 10°36’ 14 đen 10°70 00 vĩ độ Bắc và 106°76’22” đen 107°00 50 kinh độ Đông.2 Khí hậu, thủy văn, hái văn Khí hậu Khí hậu ơ khu vực cần Giờ mang đặc tính nóng ẩm và gió mùa cận xích đạo với hai mùa mưa và khô rõ rệt.

Mùa mưa từ tháng 5 đen tháng 10 và mùa khô từ tháng 11 đen tháng 4 năm sau. Lượng mưa tại cần Giờ thấp nhất khu vực TP.HCM, trung bình năm từ 1. Nhiệt độ trung bình năm là 25,8°c, giảm dần từ phía Bắc xuống phía Nam nhưng không đáng kể. Khu vực cần Giờ chịu ảnh hưởng bời hai hướng gió chính [1, 2]: Gió mùa Tây Nam, bắt đầu từ tháng 5 đen tháng 10, trùng với mùa mưa, sức gió mạnh nhất thường vào tháng 7 và 8.

Gió mùa Đông Bắc, xuất hiện từ tháng 11 đến tháng 4, trùng với mùa khô, mạnh nhất vào tháng 2 và 3. Thủy - hải văn Khu vực Cần Giờ có mạng lưới sông rạch chằng chịt, đan xen nhau. Lưu lượng nước ngọt từ sông ước tính khoảng 47,065 tỷ m3/năm [3] là nơi hợp lưu cùa hệ thống sông Đồng Nai - Sài Gòn đổ ra bicn Đông qua hai luyến sông chinh là Lòng Tàu và Soài Rạp. Ngoài ra, nước còn chảy ra qua sông Thị Vải, Gò Gia, Vàm cỏ và các phụ lưu sông cua chúng.

Do đó, khu vực cần Giờ có sự hòa trộn đáng kể của hai nguồn nước mặn và nước ngọt tại hai cứa sông chính hình phễu là vịnh Đồng Tranh và vịnh Gành Rái. Diện tích Bảng 1.1 Các sông chính ở cần Giờ 111 Sông Dài (km) Rộng (km) Sâu (m) Nhà Bè 29,50 1,670 10-20 Soài Rạp 14,50 3,100 < 10 Đồng Tranh 67,50 1,800 01-25 Lòng Tàu 32,00 0,550 10 25 Ngà Bảy 10,00 0,900 10-30 Gò Gia 12,00 0,600 10-20 6 của đồng bằng là sự chia cắt ngang mạnh mẽ bời hệ thống sông, rạch chằng chịt. Quá trình địa mạo hiện đại đà tác động lên địa hình do quá trình xâm thực ngang gây sạt lở các bờ sông, quá trình hoạt động của thúy triều và cùa sông vcn bờ biển đã xâm thực sâu ơ cưa sông. Bên cạnh đỏ, lực tương tác sông - biến đà tạo thành địa hình theo 2 xu hướng chính |4, 81: Tuyến thứ nhất, tuyến trên hệ thống sông Soài Rạp, bồi tụ chiếm ưu thổ tại những khu vực bôn trong RNM và mài mòn xuất hiện ở nhừng khu vực cửa sông.

Tuyến thứ hai thuộc hệ thống sông Lòng Tàu - Gò Gia - Thị Vải, đặc biệt là tại cứa sông Gò Gia, hiện tượng xâm thực, mài mòn diễn ra mạnh hơn.2 Mặt cat ngang cấu trúc địa hình, dịa mạo và địa chất cúa khu vực RNM cần Giờ theo hướng Tây Nam - Đông Bẳc [7] 1.4 Địa chất Nhìn chung, trầm tích bề mặt ở khu vực cần Giờ thê hiện ở hình 1.3 được cáu tạo bới các trầm tích thuộc hệ tầng cần Giờ có tông bề dày khoang 8m và các lớp trầm tích hiện đại phu gối lên [5, 6, 7], Các trầm tích thuộc hệ tầng cần Giờ có nguồn gốc sông - biên (amQ22'3cg) phân bố ở phía táy ven sông Soài Rạp. Trầm tích có nguồn gốc đầm lầy biổn (bmQ22’3cg) phân bố ờ phần trung tâm và trầm tích bicn (mQ22’3cg) là các giồng cát. Trầm tích hiện đại (Q23) cũng có 3 kiểu nguồn gốc chính: sông biển, đằm lầy biển và biển, phân bố dọc theo các sông hiện hữu và các khu vực trũng ớ trung tâm RNM Cần Giờ. đã tạo nên bậc địa hình cỏ độ cao dưới 1 m.

Từ độ sâu 8 m trờ xuống, các trầm tích thuộc hệ tầng Bình Chánh, đặc trưng cho điều kiện vũng vịnh có dộ mặn khá cao. Đặc điểm chi tict về địa chất cùa một sổ khu vực trùng ớ trung tâm rừng ngập mặn qua tuyến hố khoan dự kiến lấy mẫu, sẽ cat ngang cấu trúc địa chất, địa mạo cua khu vực Cần Giờ được thế hiện ớ bân đồ hình 1. Địa chất tại rạch Tràm thuộc tiêu khu 16 (TKI6) với hai hố khoan tay S.4237 theo nghiên cứu của Hà Quang Hải 17], trầm tích hệ tầng cần Giờ có nguồn gốc đầm lầy biển (bmQ22'3cg) phân bố dọc các bãi triều thuộc sông Cát Lái, Dinh Bà và sông Mũi Nai, rạch Tràm, và trầm tích hiện 8 <’90 '20 o r 11 «90 _____ , _ » 20 CHÚ DẢN 1 Dằm lầy sông Đầm lầ\ sông Sạn Vách xàm thực vao trầm tích 2 Đầm lầv ven biên Dầm lằx biên Cát Vách them sông cát da vụn Bon thu nước Sòng Sông Bột Đương hờ hiện đại Sông biên Sông biên Sét Bài cát ngầm Bài triều Thành tao giồng Tuổi trầm lích $$SS5SỈ Sườn ngầm bồi tụ Đút gãy dịa lý - dịa mao Đầm than bùn Dai cát nho Hình 1.3 Bàn đồ địa chất, địa mạo khu vực cần Giờ [7] 9 đại có nguồn gốc đầm lầy biển (bmQ23) phân bố ở khu vực trũng bồn thu nước cuối rạch Tràm. Tại rạch Long Giang Xây giao vói rạch thuộc sông Lôi Giang thuộc tiểu khu 10 (TK10), trầm tích hộ tầng cần Giờ nguồn gốc đầm lầy biến (bmQ22'3cg) phân bố chu yếu dọc các sông Dan Xây, sông Lôi Giang và vách xâm thực của sông Lòng Tàu.

Trầm tích hiện đại phân bố đan xen với trầm tích đầm lầy biền, tập trung phần lớn ớ các bồn thu nước cuối các rạch thuộc sông Long Giang Xây và Lôi Giang. Tại rạch cầu Kho thuộc sông Đồng Tranh giao với rạch Ăn Tết thuộc sông Dừa ở tiểu khu 1-3-4 (TK1,3,4), trầm tích hệ tầng cần Giờ có nguồn gốc sông biển (bmỌ22 3cg) phân bố chu yếu dọc các vách xâm thực và mài mòn. Trầm tích hiện đại (bmQ23cg) phủ gối ờ những bãi bồi và khu vực trũng cúa bồn thu nước. Thành phần khoáng chất kýp trầm tích bề mặt ở hệ tầng cần Giờ chiếm chủ yếu là lớp bùn sét chứa nhiều thực vật phân húy, dày khoảng 2 m và lớp sét xám đen mịn deo, phu trên các trầm tích hệ Binh Chánh, dày khoảng 6 m.

Khoáng sét với tý lệ ưu thế cao lần lượt từ montỉĩiorilonit, kaolinil và hydromica [5, 9J. Khá năng hấp phụ và trao dổi cation của những khoáng sét này giam dần theo montmorilonit > kaolinit > hydromica 1101- /.5 Lịch sử khôi phục rừng ngập mặn Cân Giở Trước những năm 1970, cần Giờ có trên 40.000 ha diện tích rừng ngập mặn tự nhiên, với tán rừng dày, cây cao trên 25 m, đường kính lên tới 40 cm. Tuy nhiên, những năm từ 1961 đến 1971, quân đội Mỳ tiến hành chiên dịch khai quang bằng chất hóa học trên toàn lãnh thổ MNVN, với tồng chiến dịch bay trên 6.239 triệu gallon gồm chất màu da cam, chất màu xanh, màu trẳng và màu tím, trong đó chất màu da cam chiếm gần 65%. Theo HERBS Tape (1965), chiến dịch khai quang ở RNM Can Giờ diền ra trong những năm 1965 -1970 với tòng nhiệm vụ bay là 229, đà rai khoảng 527.205 gallon chất màu da cam, 221.910 gallon chất màu tráng, 51.010 gallon chất màu xanh và 3.000 gallon chất màu tím.

Các hóa chất này đã phá huy gần 57% tống diện tích rừng ngập mặn tự nhiên của cần Giờ (hình 1. Nãm 1978, huyện Cân Giờ được giao quàn lý 34.468 ha diện tích rừng và đât lâm nghiệp. / r Diện tích đât có rừng tự nhiên chi khoang 4.500 ha, diện tích đât lâm nghiệp còn lại là 10 thảm thực vật xơ xác với độ che phù dưới 30% [1, 15J.