Luận án tiến sĩ các thành tạo trầm tích tầng mặt và mối liên quan với địa hoá môi trường trên địa bàn tỉnh ninh binh

Luận án tiến sĩ môi trường nghiên cứu các thành tạo trầm tích tầng mặt và mối liên quan với địa hoá môi trường trên địa bàn tỉnh ninh binh, phân tích chuyên sâu, xây dựng mô hình

• Tác giả: Đặng Thị Vinh
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Khắc Giảng
• Trường học: Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất
• Chuyên ngành: Khoáng vật học và địa hóa học
• Đề tài: Nghiên Cứu Địa Hóa Môi Trường Trầm Tích Tầng Mặt Tại Tỉnh Ninh Bình
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT VÙNG
• 1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên
• 1.2. Vị trí địa lý. Điều kiện tự nhiên
• 1.3. Tổng quan về tình hình nghiên cứu địa hoá môi trường trầm tích tầng mặt
• 1.3.1. Trên thế giới
• 1.3.2. Tại Việt Nam và vùng nghiên cứu
• 1.4. Đặc điểm địa chất và khoáng sản
• 1.5. Đặc điểm kiến tạo
• 1.6. Đặc điểm khoáng sản
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Tiếp cận hệ thống
• 2.2. Tiếp cận nhân quả
• 2.3. Khái quát lịch sử hình thành trầm tích Đệ tứ tại vùng nghiên cứu và cơ sở xây dựng hệ phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Khái quát lịch sử hình thành trầm tích Đệ tứ tại vùng nghiên cứu
• 2.4. Một số khái niệm, thuật ngữ liên quan
• 2.5. Các phương pháp nghiên cứu
• 2.6. Lộ trình khảo sát địa chất
• 2.7. Nhóm các phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm
• 3. CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM TƯỚNG ĐÁ CÁC THÀNH TẠO TRẦM TÍCH TẦNG MẶT TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH NINH BÌNH
• 3.1. Trầm tích tầng mặt thuộc thành tạo Pleistocen muộn
• 3.2. Trầm tích tầng mặt thuộc thành tạo Holocen sớm - giữa
• 3.3. Tướng bùn đầm lầy ven biển chứa than bùn
• 3.4. Tướng sét xám xanh vũng vịnh
• 3.5. Trầm tích tầng mặt thuộc thành tạo Holocen muộn
• 3.6. Tướng bột cát bãi bồi sông
• 3.7. Tướng bùn đầm lầy trên bãi bồi
• 3.8. Tướng bột cát đồng bằng châu thổ (amQ 2)
• 3.9. Tướng bùn châu thổ bị đầm lầy hóa (ambQ 23)
• 3.10. Tướng cát cồn cát chắn cửa sông tàn dư
• 3.11. Tướng bùn cát bãi triều hiện đại (tfQ23)
• 3.12. Tướng cát bột lạch triều (tcQ 23)
• 3.13. Tiến hoá trầm tích Pleistocen muộn - Holocen của vùng nghiên cứu
• 3.13.1. Theo thời gian
• 3.13.2. Theo không gian
• 3.14. Nguồn cung cấp vật liệu trầm tích
• 4. CHƯƠNG 4: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HOÁ MÔI TRƯỜNG CÁC KIM LOẠI NẶNG TRONG TRẦM TÍCH TẦNG MẶT TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH NINH BÌNH
• 4.1. Đặc điểm môi trường hóa lý của trầm tích tầng mặt và nước mặt trên địa bàn tỉnh Ninh Bình
• 4.2. Đặc điểm hóa lý của nước mặt khu vực nghiên cứu
• 4.3. Đặc điểm hóa lý của trầm tích tầng mặt khu vực nghiên cứu
• 4.4. Mối quan hệ của các kim loại nặng trong môi trường nước mặt và trầm tích
• 4.5. Hành vi các kim loại nặng trong trầm tích tầng mặt trên địa bàn tỉnh Ninh Bình
• 4.5.1. Nguyên tố Arsen (As)
• 4.5.2. Nguyên tố Crom (Cr)
• 4.5.3. Nguyên tố Niken (Ni)
• 4.5.4. Nguyên tố Cadimi (Cd)
• 4.5.5. Nguyên tố Đồng (Cu)
• 4.5.6. Nguyên tố Chì (Pb)
• 4.5.7. Nguyên tố Kẽm (Zn)
• 4.5.8. Nguyên tố Molipden (Mo)
• 4.6. Đặc điểm địa hoá môi trường các kim loại nặng trong trầm tích tầng mặt trên địa bàn tỉnh Ninh Bình
• 4.6.1. Trầm tích tầng mặt thuộc thành tạo Pleistocen
• 4.6.2. Trầm tích tầng mặt thuộc thành tạo Holocen sớm - giữa
• 4.6.3. Trầm tích tầng mặt thuộc thành tạo Holocen muộn
• 4.7. Đánh giá mức độ ô nhiễm các kim loại nặng trong trầm tích tầng mặt và nước mặt trên địa bàn tỉnh Ninh Bình
• 4.7.1. Đánh giá mức độ ô nhiễm các kim loại nặng trong trầm tích tầng mặt và nước mặt khu vực trong đê
• 4.7.2. Đánh giá mức độ ô nhiễm trầm tích tầng mặt và môi trường nước mặt khu vực ngoài đê
• 4.8. Một số nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường trầm tích tầng mặt trong vùng nghiên cứu
• 4.8.1. Nguyên nhân gây ô nhiễm cho trầm tích tầng mặt khu vực trong đê
• 4.8.2. Nguyên nhân gây ô nhiễm cho trầm tích tầng mặt khu vực ngoài đê (khu vực bãi triều, cửa sông ven biển)
• 4.9. Các đề xuất khắc phục và giảm thiểu ô nhiễm môi trường khu vực nghiên cứu
• 4.10. Một số đề xuất xử lý ô nhiễm
• 4.10.1. Các đề xuất chung nhằm bảo vệ môi trường khu vực
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC: CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ VÀ ẢNH MINH HỌA

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Địa Hóa Môi Trường Tại Ninh Bình

Ninh Bình, một tỉnh ven biển miền Bắc Việt Nam, nổi bật với sự đa dạng về địa chất và môi trường. Nghiên cứu địa hóa môi trường trầm tích tầng mặt tại đây không chỉ giúp hiểu rõ hơn về cấu trúc địa chất mà còn đánh giá tác động của các yếu tố môi trường đến sự phát triển bền vững. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng trầm tích tầng mặt tại Ninh Bình chứa nhiều thông tin quý giá về lịch sử địa chất và biến đổi môi trường.

1.1. Đặc Điểm Địa Chất Tỉnh Ninh Bình

Tỉnh Ninh Bình có cấu trúc địa chất phong phú, bao gồm các thành tạo trầm tích từ thời kỳ Pleistocen đến Holocen. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự phân bố của các loại trầm tích này ảnh hưởng lớn đến môi trường sống và tài nguyên thiên nhiên trong khu vực.

1.2. Tình Hình Nghiên Cứu Địa Hóa Môi Trường

Nghiên cứu địa hóa môi trường tại Ninh Bình đã được thực hiện từ nhiều năm qua, với mục tiêu chính là đánh giá mức độ ô nhiễm và tác động của các kim loại nặng trong trầm tích. Các kết quả nghiên cứu đã cung cấp cái nhìn sâu sắc về tình trạng môi trường hiện tại.

II. Vấn Đề Ô Nhiễm Môi Trường Tại Ninh Bình

Ô nhiễm môi trường tại Ninh Bình đang trở thành một vấn đề nghiêm trọng, đặc biệt là trong các khu vực gần sông và biển. Các hoạt động công nghiệp và nông nghiệp đã dẫn đến sự gia tăng hàm lượng kim loại nặng trong trầm tích tầng mặt. Việc đánh giá mức độ ô nhiễm này là cần thiết để đưa ra các biện pháp khắc phục hiệu quả.

2.1. Nguyên Nhân Gây Ô Nhiễm

Các nguyên nhân chính gây ô nhiễm môi trường tại Ninh Bình bao gồm hoạt động khai thác khoáng sản, xả thải từ các nhà máy và nông nghiệp. Những yếu tố này đã làm gia tăng hàm lượng kim loại nặng trong trầm tích, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng.

2.2. Tác Động Của Ô Nhiễm Đến Sức Khỏe

Ô nhiễm môi trường không chỉ ảnh hưởng đến hệ sinh thái mà còn tác động trực tiếp đến sức khỏe con người. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc tiếp xúc với kim loại nặng có thể gây ra nhiều bệnh lý nghiêm trọng.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Địa Hóa Môi Trường Tại Ninh Bình

Để đánh giá chính xác tình trạng ô nhiễm môi trường, các phương pháp nghiên cứu địa hóa đã được áp dụng. Những phương pháp này bao gồm phân tích mẫu trầm tích, khảo sát địa chất và đánh giá chất lượng nước. Việc sử dụng các công nghệ hiện đại giúp nâng cao độ chính xác của kết quả nghiên cứu.

3.1. Phân Tích Mẫu Trầm Tích

Phân tích mẫu trầm tích là bước quan trọng trong nghiên cứu địa hóa. Các mẫu được thu thập từ nhiều vị trí khác nhau để đảm bảo tính đại diện và độ chính xác của kết quả.

3.2. Khảo Sát Địa Chất

Khảo sát địa chất giúp xác định cấu trúc và thành phần của trầm tích. Các phương pháp như khoan địa chất và phân tích địa vật lý được sử dụng để thu thập dữ liệu cần thiết.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Địa Hóa Môi Trường Tại Ninh Bình

Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng kim loại nặng trong trầm tích tầng mặt tại Ninh Bình vượt mức cho phép. Điều này cho thấy sự cần thiết phải có các biện pháp quản lý và bảo vệ môi trường hiệu quả. Các dữ liệu thu thập được sẽ là cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo.

4.1. Đánh Giá Mức Độ Ô Nhiễm

Mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích đã được đánh giá dựa trên các tiêu chuẩn quốc gia. Kết quả cho thấy nhiều khu vực có hàm lượng kim loại nặng cao, cần có biện pháp khắc phục kịp thời.

4.2. Ứng Dụng Kết Quả Nghiên Cứu

Kết quả nghiên cứu có thể được ứng dụng trong việc xây dựng các chính sách bảo vệ môi trường và quản lý tài nguyên nước. Điều này sẽ giúp cải thiện chất lượng môi trường sống cho người dân.

V. Kết Luận Về Nghiên Cứu Địa Hóa Môi Trường Tại Ninh Bình

Nghiên cứu địa hóa môi trường trầm tích tầng mặt tại Ninh Bình đã chỉ ra nhiều vấn đề nghiêm trọng liên quan đến ô nhiễm. Việc áp dụng các phương pháp nghiên cứu hiện đại đã giúp thu thập dữ liệu chính xác, từ đó đưa ra các khuyến nghị cần thiết cho việc bảo vệ môi trường. Tương lai của nghiên cứu này sẽ tiếp tục tập trung vào việc phát triển các giải pháp bền vững.

5.1. Hướng Đi Tương Lai

Nghiên cứu sẽ tiếp tục được mở rộng để bao quát nhiều khía cạnh khác nhau của môi trường. Các giải pháp bền vững sẽ được đề xuất nhằm giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ tài nguyên thiên nhiên.

5.2. Tầm Quan Trọng Của Nghiên Cứu

Nghiên cứu địa hóa môi trường không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn có giá trị thực tiễn cao. Nó giúp nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Chất lượng môi trường nước và các thành tạo trầm tích tầng mặt có mối liên hệ trực tiếp đối với sự tồn tại, phát triển của hệ sinh thái và đời sống con người. Trầm tích tầng mặt là nơi cư trú, sinh trưởng của nhiều loài sinh vật, đồng thời là môi trường lưu giữ các nguyên tố vi lượng, kim loại nặng và vật chất hữu cơ. Khả năng hấp phụ, lưu giữ các tổ phần gây ô nhiễm của trầm tích phụ thuộc chặt chẽ vào thành phần vật chất (độ hạt, thành phần khoáng vật) và điều kiện hóa lý môi trường. Trong bối cảnh phát triển kinh tế mạnh mẽ của tỉnh Ninh Bình với các ngành công nghiệp vật liệu xây dựng, chế tạo, du lịch và nuôi trồng thủy sản, nguy cơ ô nhiễm môi trường đất, nước và trầm tích ngày càng gia tăng. Trước khi luận án được thực hiện, tại đồng bằng sông Hồng nói chung và Ninh Bình nói riêng, chưa có công trình nào nghiên cứu chuyên sâu, chi tiết và có hệ thống về thành phần vật chất cũng như đặc điểm địa hóa môi trường trầm tích tầng mặt trên toàn bộ diện tích tỉnh.

Mục tiêu nghiên cứu:

• Làm sáng tỏ thành phần vật chất (đặc điểm độ hạt, thành phần khoáng vật, thành phần hóa học) và quy luật phân bố độ hạt của trầm tích tầng mặt trên địa bàn tỉnh Ninh Bình.
• Làm sáng tỏ đặc điểm địa hóa môi trường của các kim loại nặng trong trầm tích tầng mặt trên địa bàn tỉnh Ninh Bình, tạo cơ sở khoa học cho định hướng quy hoạch, sử dụng và bảo vệ bền vững tài nguyên thiên nhiên.

Nhiệm vụ nghiên cứu (được đánh số theo văn bản):

1. Nghiên cứu các điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội tác động đến địa hóa môi trường trên địa bàn tỉnh Ninh Bình.
2. Nghiên cứu sự phân bố các tướng trầm tích tầng mặt và đặc điểm thành phần vật chất (độ hạt, thành phần khoáng vật, hóa đa lượng và hóa vi lượng) của trầm tích tầng mặt phân bố trên địa bàn tỉnh Ninh Bình.
3. Nghiên cứu môi trường hóa lý của trầm tích tầng mặt và nước mặt trên địa bàn tỉnh Ninh Bình.
4. Nghiên cứu đặc điểm địa hóa các kim loại nặng trong trầm tích tầng mặt và nước mặt, đánh giá mức độ ô nhiễm của chúng, tìm hiểu nguyên nhân gây ô nhiễm và đưa ra một số biện pháp nhằm hạn chế ô nhiễm.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng: Các thành tạo trầm tích tầng mặt lộ ra trên mặt đất có tuổi từ Pleistocen muộn đến nay phân bố trên địa bàn tỉnh Ninh Bình, được lấy mẫu khảo sát ở độ sâu không quá 0,5 m tính từ bề mặt.
• Phạm vi không gian: Toàn bộ lãnh thổ tỉnh Ninh Bình, giới hạn trong tọa độ địa lý từ 105°32'9,5'' đến 106°10'23'' kinh độ Đông.
• Phạm vi thời gian và tài liệu thực địa: Số liệu nghiên cứu được tác giả thu thập trực tiếp trong giai đoạn 2009 - 2012 (trong khuôn khổ đề tài cấp Bộ mã số B2010-02-99) kết hợp số liệu phân tích bổ sung từ đề tài khoa học công nghệ cấp tỉnh tại khu vực Cồn Nổi và vùng đất ngập nước ven biển Kim Sơn.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Trên thế giới, nghiên cứu địa hóa môi trường trầm tích tầng mặt và nước mặt đã phát triển từ nhiều thập kỷ. Các công trình tiêu biểu gồm nghiên cứu của Ashley M. Woods và cộng sự, Lusan Mlroddy, Fadhled, Mario và cộng sự, Guilbert Lavaus (Pháp), Berhard A., Stepen L. (Canada, Australia), Luca Giorgio Bellucci, Mauro Frignani (Italia), Hinrich J., Dellwig O., Brumsack H. J., John Higman, Alison Sweeney V., Cundy A. (Anh). Các nghiên cứu thực tế tại vịnh Mexico (2004), vịnh Texas và Newark (Bonnevie N., Mỹ), vịnh Manila (Philippines), vịnh Hạ Môn / Xiamen (Trung Quốc), vịnh Lingding (Trung Quốc), vịnh Trieste (Italia), cùng các công trình của Katherina Seiter (2004) và Rainer Petschick đã xác định quy luật phân bố kim loại nặng, nguồn gốc vật chất hữu cơ và hành vi khoáng vật sét trong trầm tích bở rời.

Tại Việt Nam, các nghiên cứu địa hóa môi trường được thực hiện bởi Nguyễn Đức Cự, Nguyễn Đức Thạnh, Mai Trọng Nhuận, Chu Văn Ngợi, Nguyễn Biểu, Đào Mạnh Tiến, Vũ Trường Sơn, Nguyễn Văn Quảng, Đào Đình Nam, Phạm Văn An, Nguyễn Khắc Giảng. Các đề án điều tra địa chất môi trường biển ven bờ từ 0-30 m nước (1990-2001, 2007) và khu vực Bạch Long Vỹ, Hải Phòng - Quảng Ninh (Nguyễn Khắc Giảng và nnk, 2000; Nguyễn Thị Thục Anh, 2006) đã chỉ ra hiện trạng tích tụ kim loại nặng ở bãi triều cửa sông. Các đề tài cấp Nhà nước như KC09.06/06-10 (Nguyễn Địch Dỹ làm chủ nhiệm), KC09.21/06-10 (Đào Mạnh Tiến làm chủ nhiệm), công trình của Trần Đăng Quy (2012) tại vịnh Tiên Yên cũng làm rõ đặc điểm địa hóa môi trường vùng ven biển.

Tại khu vực đồng bằng châu thổ sông Hồng và tỉnh Ninh Bình, các công trình nghiên cứu địa chất, trầm tích gồm: Chương trình hợp tác nghiên cứu đồng bằng sông Hồng (1999-2001), Vũ Quang Lân, Doãn Đình Lâm, Vũ Nhật Thắng, Đỗ Cảnh Dương (2007-2008), Lê Tiến Dũng (2005-2006, 2007-2008). Tại khu vực hạ lưu sông Đáy và ven biển Kim Sơn có các nghiên cứu của Nguyễn Ngọc Trường (2000), Đề tài cấp Bộ 741610 (2001-2003), Đề tài mã số TN (2005), Nguyễn Văn Bình (2006, 2011), Đặng Thị Vinh (2007, 2012).

Khoảng trống nghiên cứu luận án giải quyết: Mặc dù đã có các công trình nghiên cứu địa chất tổng quát hoặc khảo sát môi trường cục bộ, nhưng chưa có công trình nào nghiên cứu toàn diện, đồng bộ và có hệ thống về mối quan hệ giữa các tướng trầm tích tầng mặt với đặc điểm địa hóa môi trường, sự phân bố và hành vi của các kim loại nặng (As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn, Mo) trên toàn địa bàn tỉnh Ninh Bình.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

Luận án tiếp cận nghiên cứu dựa trên hai nguyên lý cốt lõi:

• Tiếp cận hệ thống: Đồng bằng Ninh Bình là một bộ phận của đồng bằng châu thổ sông Hồng, lịch sử hình thành trầm tích gắn liền với sự dao động mực nước biển toàn cầu thời kỳ Pleistocen muộn - Holocen qua 3 chu kỳ: chu kỳ Pleistocen muộn (Q13), chu kỳ Holocen sớm - giữa (Q21-2) và chu kỳ Holocen muộn (Q23). Quá trình biển tiến tạo nên nhóm tướng estuary - vũng vịnh, đầm lầy; quá trình biển thoái tạo nhóm tướng châu thổ, bãi bồi, cồn cát ven biển.
• Tiếp cận nhân quả: Mực nước biển và chế độ thủy thạch động lực là nguyên nhân quyết định môi trường lắng đọng, từ đó quy định thành phần độ hạt, tổ hợp khoáng vật và tính chất hóa lý của trầm tích. Thành phần vật chất và môi trường hóa lý là yếu tố trực tiếp chi phối sự tích lũy, phân bố và dạng tồn tại của các kim loại nặng.
• Khái niệm tướng và trầm tích tầng mặt: Tác giả vận dụng định nghĩa tướng trầm tích của Rukhin L. B. (1969), xác định tướng là sự thống nhất giữa môi trường cổ địa lý và đặc điểm thạch học, cổ sinh, địa hóa. Trầm tích tầng mặt được xác định là tầng vật liệu bở rời lộ trên mặt đất chịu tác động trực tiếp của các quá trình sinh hóa và nhân sinh, giới hạn nghiên cứu ở độ sâu ≤ 0,5 m (phù hợp với định nghĩa trong QCVN 43:2012/BTNMT).
• Khung phân loại trầm tích: Sử dụng bảng phân loại kích thước hạt của Krumbein / Crumben (1936), phân loại trầm tích vụn cơ học của Cục Địa chất Hoàng gia Anh (British Geological Survey) và sơ đồ phân loại châu thổ theo Galloway (1975).

Phương pháp nghiên cứu thực tế

• Khảo sát thực địa và lấy mẫu: Khảo sát tại 145 điểm, đào hố khảo sát (mẫu điển hình NB19), thu thập 161 mẫu trầm tích tầng mặt (gồm 53 mẫu bùn đáy và 108 mẫu trầm tích bở rời) cùng 52 mẫu nước mặt. Luận án tích hợp thêm số liệu phân tích của 50 mẫu trầm tích và 20 mẫu nước mặt từ đề tài nghiên cứu khu vực Cồn Nổi.
• Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm:
  • Phân tích độ hạt: Sử dụng phương pháp rây sàng cơ học và phương pháp lắng tỷ trọng kế theo A. đối với cấp hạt mịn (<0,05 mm). Xử lý dữ liệu và vẽ biểu đồ tam giác phân loại bằng phần mềm IGPETWIN.
  • Phân tích khoáng vật: Kính hiển vi soi nổi, kính hiển vi phân cực (2 nicon vuông góc với các độ phóng đại 15x, 20x, 25x, 30x, 45x), kính hiển vi điện tử quét (SEM) phân tích cấp hạt mịn <0,063 mm, chụp ảnh phát quang âm cực cho đơn khoáng zircon.
  • Phân tích hóa học và địa hóa: Phương pháp khối phổ plasma cảm ứng (ICP-MS) xác định hàm lượng kim loại nặng (As, Cr, Ni, Cd, Cu, Pb, Zn, Mo, Hg). Phân tích hóa học silicat xác định thành phần hóa đa lượng (SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, TiO2, MKN).
  • Phương pháp địa hóa môi trường: Đo đạc tại hiện trường và phân tích trong phòng các chỉ tiêu hóa lý: pH, thế oxy hóa khử (Eh), hệ số cation trao đổi (Kt), tỷ số Fe2+s/Corg. Xây dựng mô hình cân bằng nhiệt động lực học và biểu đồ trạng thái pH - Eh cho các nguyên tố dựa trên mô hình của Bale và cộng sự, Brookins (1988), Barnes và Langmuir (1978), Drever (1997), Bodek và cộng sự.
  • Phương pháp xử lý thống kê: Tính toán giá trị nhỏ nhất (Cmin), lớn nhất (Cmax), trung bình (Ctb), độ lệch chuẩn và thiết lập ma trận tương quan tuyến tính giữa hàm lượng kim loại nặng với tỷ lệ cấp hạt mịn và khoáng vật hấp phụ.

Phương pháp / Kỹ thuật	Đối tượng phân tích	Mục đích xác định
Rây sàng và lắng tỷ trọng	Mẫu trầm tích bở rời, bùn đáy	Thành phần độ hạt, đường cong tích lũy, hệ số Md, S0, Sk
Kính hiển vi phân cực & Soi nổi	Cấp hạt vụn cơ học (>0,063 mm, >0,25 mm, >0,5 mm)	Thành phần thạch học vụn, khoáng vật tại sinh, độ mài tròn R0
Hiển vi điện tử quét (SEM)	Cấp hạt mịn (<0,063 mm)	Cấu trúc bề mặt, vi khoáng vật sét, vật chất vô cơ
Phát quang âm cực	Đơn khoáng Zircon	Cấu trúc nội tại zircon, nguồn gốc vật liệu trầm tích
Khối phổ plasma cảm ứng (ICP-MS)	Trầm tích tầng mặt, nước mặt	Hàm lượng vết các kim loại nặng (As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn, Mo)
Đo đạc hóa lý (pH, Eh)	Nước mặt, dung dịch bùn trầm tích	Môi trường oxy hóa - khử, độ kiềm - toan, dự báo dạng tồn tại

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về tình hình nghiên cứu và cấu trúc địa chất vùng

Chương 1 tổng hợp điều kiện địa lý tự nhiên, kinh tế - xã hội và cấu trúc địa chất vùng nghiên cứu. Tỉnh Ninh Bình nằm ở tọa độ 105°32'9,5'' - 106°10'23''Đ, giáp Hòa Bình, Hà Nam, Nam Định (qua sông Đáy), Thanh Hóa và Vịnh Bắc Bộ. Địa hình phân thành: vùng núi đồi chiếm 2/3 diện tích (gồm địa hình karst và bóc mòn xâm thực); vùng đồng bằng gồm đồng bằng tích tụ sông - biển Pleistocen muộn (amQ13), đồng bằng aluvi Holocen sớm - giữa (aQ21-2hh), đồng bằng biển Holocen sớm - giữa (mQ21-2hh) và đồng bằng Holocen muộn - hiện đại với các gờ cát cổ hướng ĐB - TN; vùng bờ biển giữa cửa Đáy và cửa Càn có bãi triều rộng 6-7 km khi triều kiệt. Thủy văn gồm 811,2 km sông suối (sông Đáy, Hoàng Long, Tống Càn, Bôi, Lạng, Vạc...), 2.367,5 km kênh mương và 39 hồ chứa. Chế độ thủy triều thuộc nhật triều không đều (22-25 ngày nhật triều/tháng, biên độ 2-4 m).

Về kinh tế - xã hội, địa bàn phát triển 7 khu công nghiệp tập trung (Khánh Phú 334 ha, Tam Điệp 450 ha, Gián Khẩu 262 ha, Khánh Cư 170 ha, Xích Thổ 300 ha, Sơn Hà 300 ha, Phúc Sơn 145 ha), 22 cụm công nghiệp (880 ha), nhiều nhà máy xi măng lớn (The Vissai, Tam Điệp, Hệ Dưỡng, Duyên Hà, Phú Sơn, Hướng Dương), cùng 84 đơn vị khai thác khoáng sản.

Về cấu trúc địa chất, vùng nghiên cứu thuộc đới Sông Đà phương TB - ĐN, gồm 2 tầng cấu trúc:

• Tầng cấu trúc dưới: Trầm tích lục nguyên và carbonat Trias gồm Hệ tầng Cò Nòi ($T_1cn$, 2 tập sét bột kết, sét kết, đá vôi xen kẹp), Hệ tầng Đồng Giao ($T_2ađg$, 3 tập đá vôi dày 200 - 1300 m, tạo nguồn nguyên liệu xi măng trải dài hơn 40 km với diện tích trên 1.200 ha) và Hệ tầng Nậm Thẳm.
• Tầng cấu trúc trên: Trầm tích Đệ tứ bở rời gồm Hệ tầng Vĩnh Phúc ($Q_1^3avp$, nguồn gốc sông - biển, biển, có bề mặt phong hóa loang lổ đặc trưng, chứa vi cổ sinh Pseudorotalia sp., Navicula sp., Gleichenia sp., pH: 7,23-7,83, Kt: 1,04-1,5); Hệ tầng Hải Hưng ($Q_2^{1-2}hh$, nguồn gốc sông - biển, biển - đầm lầy, biển vũng vịnh, chứa tầng sét xi măng Ninh Thắng dày trung bình 2,15 m với hàm lượng $\text{SiO}_2$ trung bình 62,6%, $\text{Al}_2\text{O}_3$ trung bình 13,6%); Hệ tầng Thái Bình ($Q_2^3tb$, phân chia thành 6 kiểu nguồn gốc gồm trầm tích biển $mQ_2^3tb$, biển - đầm lầy $mbQ_2^3tb$, sông - biển $amQ_2^3tb$, sông - biển - đầm lầy $ambQ_2^3tb$, sông - đầm lầy $abQ_2^3tb$ và sông $aQ_2^3tb$); cùng các thành tạo tàn tích - sườn tích ($edQ$) chứa đá ong, laterit kết vón (tài nguyên dự báo 5 triệu tấn laterit kết vón, >3 triệu tấn laterit đá ong) và sườn tích - lũ tích ($dpQ$).

Chương 2: Cơ sở lý luận và các phương pháp nghiên cứu

Chương 2 trình bày chi tiết cơ sở lý luận về lịch sử tiến hóa trầm tích Đệ tứ gắn liền với biến động mực nước biển. Trong băng hà Wurm cuối Pleistocen muộn, mực nước biển hạ thấp -100 m đến -120 m so với hiện nay, bóc mòn bề mặt tạo lớp phong hóa loang lổ kết vón sắt của Hệ tầng Vĩnh Phúc (tầng đánh dấu ranh giới Pleistocen - Holocen). Thời kỳ Holocen sớm - giữa diễn ra biển tiến Flandrian đạt cực đại cách đây khoảng 6.000 năm (mực nước dâng cao 4-5 m để lại các ngấn nước chân núi đá vôi), lắng đọng trầm tích sét xám xanh và đầm lầy Hệ tầng Hải Hưng. Thời kỳ Holocen muộn, biển lùi dần theo chu kỳ tắt dần, bồi tụ đồng bằng và cửa sông hình thành Hệ tầng Thái Bình.

Chương này chuẩn hóa các định nghĩa khoa học về "trầm tích tầng mặt" và "tướng trầm tích" (theo Rukhin L.B., 1969). Toàn bộ quy trình khảo sát 145 điểm thực địa, kỹ thuật thu thập 161 mẫu trầm tích và 52 mẫu nước mặt được thiết lập chi tiết. Hệ thống các phương pháp phân tích phòng thí nghiệm bao gồm: rây sàng, lắng tỷ trọng kế theo A., kính hiển vi phân cực, SEM, phát quang âm cực, ICP-MS, đo đạc hóa lý (pH, Eh, Kt) và các phương pháp biểu diễn số liệu bằng phần mềm chuyên dụng (IGPETWIN, biểu đồ tam giác phân loại của Cục Địa chất Hoàng gia Anh, biểu đồ cân bằng thế oxy hóa khử - pH).

Chương 3: Đặc điểm tướng đá các thành tạo trầm tích tầng mặt trên địa bàn tỉnh Ninh Bình

Chương 3 xác lập chi tiết đặc điểm thạch học, độ hạt và khoáng vật học của các tướng trầm tích tầng mặt phân bố tại Ninh Bình:

1. Trầm tích Pleistocen muộn ($Q_1^3avp$): Tướng bùn châu thổ - biển ven bờ bị phong hóa loang lổ, độ chọn lọc kém đến trung bình.
2. Trầm tích Holocen sớm - giữa ($Q_2^{1-2}hh$):
   • Tướng bùn đầm lầy ven biển chứa than bùn: giàu vật chất hữu cơ, mùn thực vật màu đen xám, chứa tập hợp bào tử phấn hoa đầm lầy.
   • Tướng sét xám xanh vũng vịnh: cấu tạo dẻo mịn, đồng nhất, vi cổ sinh biển nông.
3. Trầm tích Holocen muộn ($Q_2^3tb$):
   • Tướng bột cát bãi bồi sông ($aQ_2^3$): phân bố ở bãi bồi ven sông Đáy, sông Hoàng Long, sông Vạc.
   • Tướng bùn đầm lầy trên bãi bồi ($abQ_2^3$): cấu tạo sét bột chứa hữu cơ thực vật phân hủy.
   • Tướng bột cát đồng bằng châu thổ ($amQ_2^3$): diện phân bố rộng, thành phần bột sét pha cát mịn, chứa nhiều vảy muscovit.
   • Tướng bùn châu thổ bị đầm lầy hóa ($ambQ_2^3$): màu nâu gụ, lẫn nhiều vụn vỏ thân mềm.
   • Tướng cát cồn cát chắn cửa sông tàn dư ($cdQ_2^3$): phân bố thành các gờ cao nổi dạng cồn cát cổ chạy hướng ĐB - TN (như dải Phượng Đình, Yên Khánh), độ mài tròn $R_0$ và độ chọn lọc $S_0$ cao.
   • Tướng bùn cát bãi triều hiện đại ($tfQ_2^3$): phân bố ở vùng bãi triều ven biển Kim Sơn, chịu động lực triều mạnh.
   • Tướng cát bột lạch triều ($tcQ_2^3$): phân bố xen kẽ trong các kênh lạch triều vùng ven biển.

Phân tích biến đổi độ hạt theo không gian được minh chứng qua hai mặt cắt: hướng TB - ĐN (từ Gia Hưng - Gia Viễn đến Xuân Thiện - Kim Sơn) và hướng ĐB - TN (từ Khánh Thiện - Yên Khánh đến Yên Đồng - Yên Mô), thể hiện rõ xu thế mịn hóa của trầm tích từ vùng chân núi ra phía châu thổ và biến đổi cục bộ tại các cồn cát chắn cửa sông. Nghiên cứu đơn khoáng zircon dưới ảnh phát quang âm cực và các khoáng vật vụn chỉ ra nguồn cung cấp vật liệu trầm tích chủ yếu bắt nguồn từ lưu vực sông Đáy, sông Hoàng Long kết hợp nguồn bồi tích từ biển đưa vào.

Chương 4: Đặc điểm địa hoá môi trường các kim loại nặng trong trầm tích tầng mặt trên địa bàn tỉnh Ninh Bình

Chương 4 tập trung phân tích môi trường hóa lý và hành vi địa hóa của các kim loại nặng (As, Cr, Ni, Cd, Cu, Pb, Zn, Mo, Hg) trong nước mặt và trầm tích:

• Đặc tính hóa lý: Xác định giá trị pH, Eh, hàm lượng anion trong nước mặt và trầm tích tầng mặt phân định rõ giữa khu vực trong đê và ngoài đê.
• Hành vi địa hóa và cơ chế hấp phụ: Sử dụng biểu đồ pH - Eh để xác định các dạng ion hòa tan, hợp chất kết tủa và dạng phức chất của từng kim loại nặng. Hàm lượng kim loại nặng có mối tương quan thuận rõ rệt với tỷ lệ cấp hạt mịn (<0,063 mm) và tổng hàm lượng các nhóm khoáng vật hấp phụ (khoáng vật sét, oxit/hydroxit Fe-Mn, vật chất hữu cơ).

Tướng trầm tích tầng mặt tiêu biểu	Số mẫu ($n$)	Đặc điểm tích lũy & Ma trận tương quan kim loại nặng	Hiện trạng so sánh quy chuẩn
Bùn châu thổ biển phong hóa loang lổ ($Q_1^3avp$)	Phân tích loạt mẫu đại diện	Tương quan thuận giữa As, Hg, Cr, Ni với cấp hạt mịn	Ô nhiễm cục bộ Hg và As mức độ nhẹ theo QCVN 43:2012
Bùn đầm lầy ven biển chứa than bùn ($Q_2^{1-2}hh$)	Phân tích loạt mẫu đại diện	VCHC cao, hấp phụ mạnh Cu, Pb, Zn, Cd	Ô nhiễm cục bộ Hg và As nhẹ
Bột cát bãi bồi sông ($aQ_2^3tb$)	$n = 10$	Tương quan cặp nguyên tố phụ thuộc tỷ lệ bột - sét	Ô nhiễm cục bộ As, Hg mức độ nhẹ
Bùn đầm lầy trên bãi bồi ($abQ_2^3tb$)	Phân tích loạt mẫu đại diện	Môi trường khử, tích lũy các phức chất kim loại	Xuất hiện điểm dị thường As, Hg nhẹ
Bột cát đồng bằng châu thổ ($amQ_2^3tb$)	$n = 16$	Phân bố hàm lượng phụ thuộc cấp hạt <0,063 mm	Một số điểm có hàm lượng As vượt ngưỡng nhẹ
Bùn châu thổ bị đầm lầy hóa ($ambQ_2^3tb$)	$n = 11$	Tương quan cặp nguyên tố chặt chẽ	Ô nhiễm nhẹ cục bộ
Cát cồn chắn cửa sông tàn dư ($cdQ_2^3tb$)	$n = 50$	Cấp hạt thô chiếm ưu thế, hàm lượng KLN thấp nhất	Đạt chuẩn an toàn trầm tích
Bùn cát bãi triều hiện đại ($tfQ_2^3tb$)	$n = 6$	Cấp hạt mịn kết hợp động lực triều, tích tụ As cao	Hàm lượng As tăng cao đột ngột (vượt chuẩn QCVN và ISQG)

• Quy luật phân bố: Hàm lượng trung bình của các kim loại nặng điển hình (Hg, Cr, Ni, Cd) có xu thế giảm dần từ lục địa ra phía biển (ngoại trừ tướng cát cồn chắn cửa sông). Các tướng trầm tích hạt mịn trong đê xuất hiện dấu hiệu ô nhiễm cục bộ Hg và As ở mức độ nhẹ; riêng tướng bùn cát bãi triều hiện đại ngoài đê ghi nhận hàm lượng As tăng cao đột biến.
• Nguyên nhân và giải pháp: Ô nhiễm bắt nguồn từ hai yếu tố: nguồn gốc tự nhiên (thành phần thạch học, khoáng vật nguyên sinh, quá trình phong hóa bóc mòn) và nguồn gốc nhân sinh (nước thải từ 7 khu công nghiệp, khai thác khoáng sản vật liệu xây dựng, sản xuất xi măng, nước thải sinh hoạt đô thị, hoạt động giao thông thủy bộ và dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong nông nghiệp). Luận án đề xuất các giải pháp kỹ thuật xử lý ô nhiễm cục bộ và các giải pháp quản lý môi trường lưu vực tổng thể.

Kết quả và những đóng góp mới

Những luận điểm và đóng góp mới của luận án:

• Xác định một cách chi tiết, có hệ thống và toàn diện thành phần vật chất (độ hạt, thành phần khoáng vật, hóa học đa lượng và vi lượng) cùng các chỉ số hóa lý địa hóa môi trường của các thành tạo trầm tích tầng mặt từ Pleistocen muộn đến nay trên địa bàn tỉnh Ninh Bình.
• Xác định và định danh chính xác các kiểu trầm tích tầng mặt tại Ninh Bình dựa trên bảng phân loại của Cục Địa chất Hoàng gia Anh, ứng dụng xử lý dữ liệu qua phần mềm IGPETWIN.
• Làm sáng tỏ quy luật phân bố cấp hạt trầm tích tầng mặt theo không gian và thời gian, cung cấp cơ sở khoa học xác định nguồn gốc vật liệu trầm tích và hoàn cảnh lắng đọng cổ địa lý.
• Thiết lập mối quan hệ định lượng giữa hàm lượng các kim loại nặng (As, Cd, Hg, Cr, Ni, Cu, Pb, Zn, Mo) với tỷ lệ cấp hạt mịn (<0,063 mm) và tổng hàm lượng các nhóm khoáng vật có khả năng hấp phụ trong từng tướng đá.
• Phát hiện quy luật biến đổi hàm lượng trung bình của các kim loại nặng (Hg, Cr, Ni, Cd) có xu thế giảm dần từ đất liền ra biển; đánh giá thực trạng ô nhiễm cục bộ kim loại nặng (As, Hg ở khu vực trong đê và As tăng cao đột biến tại bãi triều ngoài đê) theo QCVN 43:2012/BTNMT, QCVN 08:2008/BTNMT, QCVN 10:2008/BTNMT và tiêu chuẩn ISQG của Canada.

Kiến nghị và giải pháp đề xuất:

• Đề xuất các giải pháp xử lý kỹ thuật đối với các khu vực trầm tích bị ô nhiễm cục bộ.
• Đề xuất các giải pháp quản lý, kiểm soát nguồn thải công nghiệp từ các nhà máy xi măng, khu công nghiệp Khánh Phú, Tam Điệp, Gián Khẩu và hoạt động khai thác khoáng sản.
• Cung cấp cơ sở khoa học để chính quyền địa phương định hướng quy hoạch không gian lãnh thổ, khai thác hợp lý tài nguyên đất bãi bồi ven biển huyện Kim Sơn, khu vực Cồn Nổi và bảo vệ môi trường sinh thái vùng cửa sông Đáy.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế: Luận án tập trung khảo sát trầm tích tầng mặt ở độ sâu giới hạn ≤ 0,5 m nhằm phục vụ đánh giá tương tác môi trường trực tiếp, chưa mở rộng nghiên cứu sâu biến động địa hóa theo các tầng trầm tích ở độ sâu lớn hơn trong cùng mặt cắt thẳng đứng.
• Hướng nghiên cứu tiếp: Cần tiếp tục quan trắc định kỳ theo mùa (mùa mưa và mùa khô) sự biến động hàm lượng các kim loại nặng trong nước mặt và trầm tích bãi triều; mở rộng nghiên cứu cơ chế bồi tụ - xói lở và lắng đọng ô nhiễm tại khu vực cửa sông Đáy - Cồn Nổi dưới tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng.

Giá trị tham khảo

• Đối với công tác đào tạo và nghiên cứu khoa học: Luận án là tài liệu tham khảo cho giảng viên, nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên các chuyên ngành Địa chất, Khoáng vật học, Địa hóa học, Địa chất môi trường tại các trường đại học (như Đại học Mỏ - Địa chất, Đại học Khoa học Tự nhiên). Phần mô tả đặc điểm thạch học lát mỏng, ảnh SEM khoáng vật sét, phân tích độ hạt bằng phần mềm IGPETWIN và các biểu đồ pH - Eh là nguồn dữ liệu chuẩn mực cho các nghiên cứu tiếp theo.
• Đối với cơ quan quản lý và hoạch định chính sách: Cung cấp cơ sở dữ liệu thực chứng cho Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Ninh Bình, Ban quản lý các khu công nghiệp và chính quyền địa phương trong việc kiểm soát ô nhiễm nguồn nước, cấp phép khai thác khoáng sản, quy hoạch phát triển bền vững vùng đất ngập nước ven biển Kim Sơn và khu dự trữ sinh quyển thế giới.

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án phân chia trầm tích tầng mặt tỉnh Ninh Bình thành những phân vị địa tầng nào?
Trầm tích tầng mặt trên địa bàn tỉnh Ninh Bình gồm 3 phân vị chính có tuổi từ Pleistocen muộn đến nay:

• Hệ tầng Vĩnh Phúc ($Q_1^3avp$, tuổi Pleistocen muộn): gồm tướng bùn châu thổ - biển ven bờ bị phong hóa loang lổ.
• Hệ tầng Hải Hưng ($Q_2^{1-2}hh$, tuổi Holocen sớm - giữa): gồm tướng bùn đầm lầy ven biển chứa than bùn và tướng sét xám xanh vũng vịnh.
• Hệ tầng Thái Bình ($Q_2^3tb$, tuổi Holocen muộn): gồm tướng bột cát bãi bồi sông, tướng bùn đầm lầy trên bãi bồi, tướng bột cát đồng bằng châu thổ, tướng bùn châu thổ bị đầm lầy hóa, tướng cát cồn cát chắn cửa sông tàn dư, tướng bùn cát bãi triều hiện đại và tướng cát bột lạch triều. Ngoài ra còn có các tích tụ tàn tích - sườn tích ($edQ$) và sườn tích - lũ tích ($dpQ$) tuổi Đệ tứ không phân chia.

2. Quy luật phân bố của các kim loại nặng trong trầm tích tầng mặt từ đất liền ra biển diễn ra như thế nào?
Hàm lượng trung bình của các kim loại nặng đặc trưng gồm Hg, Cr, Ni, Cd có xu thế giảm dần theo hướng từ đất liền ra biển (ngoại trừ trong tướng cát cồn cát chắn cửa sông có hàm lượng rất thấp do thành phần hạt thô). Ở khu vực trong đê, các tướng trầm tích hạt mịn (bùn châu thổ phong hóa loang lổ, bùn than bùn, bột cát bãi bồi) có biểu hiện ô nhiễm cục bộ As và Hg ở mức độ nhẹ. Ở khu vực ngoài đê, tại tướng bùn cát bãi triều hiện đại, hàm lượng As tăng cao đột biến so với các khu vực khác.

3. Tác giả đã sử dụng các công cụ, phương pháp phân tích chuyên sâu nào trong phòng thí nghiệm?
Nghiên cứu sử dụng hệ phương pháp hiện đại gồm: rây sàng kết hợp phương pháp lắng tỷ trọng kế theo A. xác định độ hạt; phần mềm IGPETWIN phân loại trầm tích theo Cục Địa chất Hoàng gia Anh; kính hiển vi phân cực (2 nicon) và kính hiển vi soi nổi kiểm tra lát mỏng thạch học; kính hiển vi điện tử quét (SEM) phân tích khoáng vật cấp hạt mịn (<0,063 mm); ảnh phát quang âm cực nghiên cứu đơn khoáng zircon; phương pháp khối phổ plasma cảm ứng (ICP-MS) phân tích hàm lượng các kim loại nặng; cùng các biểu đồ trạng thái thế oxy hóa khử - pH (pH - Eh) theo mô hình của Bale, Brookins, Barnes - Langmuir, Drever và Bodek.

4. Khả năng hấp phụ kim loại nặng của trầm tích tầng mặt Ninh Bình phụ thuộc vào những yếu tố vật chất nào?
Hàm lượng và mức độ tích lũy các kim loại nặng phụ thuộc trực tiếp vào tỷ lệ cấp hạt mịn (<0,063 mm) và tổng hàm lượng các nhóm khoáng vật có khả năng hấp phụ trong trầm tích, bao gồm: nhóm khoáng vật sét, các oxit/hydroxit sắt - mangan và hàm lượng vật chất hữu cơ (mùn thực vật, than bùn). Môi trường hóa lý (giá trị pH, Eh) quyết định dạng tồn tại hòa tan hoặc kết tủa của từng nguyên tố.

5. Cơ sở dữ liệu và khối lượng mẫu khảo sát thực địa của luận án gồm những gì?
Luận án được xây dựng từ kết quả khảo sát 145 điểm thực địa trên toàn tỉnh Ninh Bình trong giai đoạn 2009 - 2012, thu thập và phân tích 161 mẫu trầm tích tầng mặt (53 mẫu bùn đáy và 108 mẫu bở rời) cùng 52 mẫu nước mặt thuộc đề tài B2010-02-99 do tác giả làm chủ nhiệm. Ngoài ra, tác giả sử dụng bổ sung số liệu phân tích của 50 mẫu trầm tích và 20 mẫu nước mặt từ đề tài nghiên cứu khu vực Cồn Nổi và đất ngập nước Kim Sơn do PGS.TS Lê Tiến Dũng chủ trì.

Kết luận

Luận án của tác giả Đặng Thị Vinh đã giải quyết trọn vẹn việc nghiên cứu thành phần vật chất, tướng đá thạch học và đặc điểm địa hóa môi trường các kim loại nặng trong trầm tích tầng mặt trên toàn địa bàn tỉnh Ninh Bình. Công trình đã làm rõ mối tương quan có quy luật giữa môi trường cổ địa lý, đặc điểm thạch học - khoáng vật học với khả năng lưu giữ, hấp phụ và hành vi địa hóa của 9 nguyên tố kim loại nặng. Những phát hiện về thực trạng phân bố ô nhiễm As, Hg ở khu vực trong đê và sự tích tụ As tại vùng bãi triều ven biển mang lại cơ sở khoa học quan trọng phục vụ quy hoạch lãnh thổ và quản lý môi trường bền vững tại địa phương.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT VÙNG 1. Đặc điểm địa lý tự nhiên 1. Vị trí địa lý Ninh Bình có vị trí nằm ở phía nam của miền Bắc, có trung tâm là thành phố Ninh Bình cách thủ đô Hà Nội khoảng 93 km về phía nam, với p hía Bắc giáp với Hoà Bình và Hà Nam, phía Đông được ngăn cách với Nam Định bởi con sông Đáy, phía Tây tiếp giáp với Thanh Hoá, phía Đông Nam tiếp giáp với Vịnh Bắc Bộ (Hình 1. Toạ độ địa lý: Kinh độ: 105 032’9,5’’ đến 106 010’23’’ kinh độ Đông.1: Vị trí tỉnh Ninh Bình trên bản đồ hành chính Miền Bắc Việt Nam (nguồn từ internet).

Điều kiện tự nhiên 1. Đặc điểm địa hình , địa mạo Ninh Bình mặc dù nằm ở đồng bằng Bắc Bộ nhưng có địa hình khá phức tạp. Địa hình của tỉnh có cả núi, đồi, đồng bằng và bờ biển. 7 a) Địa hình núi và đồi khá phổ biến, chiếm khoảng 2/3 diện tích của toàn tỉnh, phân bố chủ yếu ở phía Tây và phía Bắc của vùng nghiên cứu.

Chúng gồm hai kiểu đó là: Kiểu địa hình karst và địa hình đồi núi bóc mòn - xâm thực và rửa trôi bề mặt. b) Địa hình đồng bằng Xét về mặt nguồn gốc và hình thái, đồng bằng trong vùng nghiên cứu cũng rất đa dạng. Căn cứ vào nguồn gốc các trầm tích tạo nên đồn g bằng có thể chia đồng bằng ở đây thành các kiể u sau: Đồng bằng tích tụ sông biển hỗn hợp tuổi Pleistocen muộn (amQ13) phân bố ở phía Tây, phía Nam huyện Nho Quan và rải rác ở một số nới khác. Đồng bằng alluvi tuổi Holocen sớm - giữa (aQ 21-2hh) có diện tích không lớn, khá bằng phẳng, phân bố thành các dải hẹp ở ven sông Bôi (thuộc huyện Nho Quan và Gia Viễn), độ cao từ 3-5 mét, phần lớn diện tích bị ngập nước vào mùa mưa.

Đồng bằng tích tụ biển tuổi Holocen sớm - giữa (mQ 21-2hh) phân bố chủ yếu ở phần lãnh thổ của huyện Gia Viễn, Trường Yên - Hoa Lư một phần của huyện Nho Quan và Tam Điệp. Đồng bằng tích tụ tuổi Holocen muộn - hiện đại phân bố chủ yếu ở phía nam và đông nam tỉnh Ninh Bình, đó là ở các huyện Yên Khánh, Yên Mô, Kim Sơn. Xét về mặt hình thái, đồng bằng này còn mang các dấu vết của đường bờ cổ. Đó là sự tồn tại của các gờ cát chạy theo hướng gần song song với nhau và kéo dài theo hướng Đông Bắc - Tây Nam.

c) Địa hình bờ biển Bờ biển Ninh Bình nằm kẹp giữa hai cửa sông Đáy và cửa Càn, chiều dài của đường bờ biển ở đây không ổn định do có sự biến động cao của luồng lạch vùng cửa sông. So với nhiều vùng khác, bãi biển của Ninh Bình có chiều rộng lớn nhất miền Bắc nước ta. Tại lúc triều kiệt, chiều rộng của bãi đạt tới 6 -7 km. Nhìn chung bãi biển ở đây khá bằng phẳng và hầu như nằm ngang [ 55].

Đặc điểm thuỷ văn, hải văn Đặc điểm mạng lưới sông suối trong vùng khá dày, bao gồm các sông lớn nhỏ, các kênh đào và các hồ chứa nhân tạo. Trong đó, toàn tỉnh có 811,2 km chiều dài sông suối; 2.367,5 km kênh mương. Ninh Bình có tới 39 hồ lớn nhỏ và 100.000 ao, chứa gần 30. Các con sông, các hồ chính như: sông Đáy, sông Hoàng Long, sông Tống Càn, sông Bôi, sông Lạng, sông Vạc.Các sông nhỏ như: sông Vân, sông Luồn, sông Chan h, Sông Bến, Sông Hệ, sông Cầu Mới, sông Con, sông Đền Vôi, sông Bút… 8 Ngoài ra, hệ thống các kênh đào, bắt đầu từ thời Nguyễn Công Trứ nhằm thau chua rửa mặn cho vùng đất bồi … Các hồ chứa nước gồm: Hồ Yên Thắng , hồ Mùa Thu, hồ Đồng Thái, hồ Quang Sỏi , Hồ Thường Sung.

Các hồ trên ngoài việc phục vụ tưới tiêu thì còn ít nhiều góp phần cải tạo khí hậu cho vùng nghiên cứu. Đặc điểm hải văn: Hoạt động thuỷ triều của vùng nghiên cứu thuộc chế độ nhật triều không đều. Mỗi tháng có 22 - 25 ngày nhật triều và từ 5 - 6 ngày bán nhật triều, những ngày triều lớn trong tháng biên độ triều dao động từ 2 đến 4 mét, còn những ngày triều thấp biên độ triều dao động từ 1 đến 2 mét [6]. Trên địa bàn tỉnh Ninh Bình nhiều sông ngòi thường xuyên bị ảnh hưởng của thuỷ triều, bã o và áp áp thấp nhiệt đới… nên gây ra mưa lũ làm ngập úng trên diện rộng.

Đặc điểm kinh tế - xã hội Ninh Bình là vùng đất có con người cư trú rất sớm. Đây là vùng đất có nền văn hoá lâu đời, Ninh Bình là kinh đô của nước ta ở thế kỷ X, mảnh đất g ắn với sự nghiệp của 6 vị vua thuộc ba triều đại Đinh - Lê - Lý với các dấu ấn lịch sử. Cho đến nay vùng đất Ninh Bình vẫn tiến ra biển mỗi năm gần 100 m. Ninh Bình là một tỉnh mở rộng không gian văn hoá Việt xuống biển Đông, đón nhận các luồng dân cư, các yếu tố văn hoá từ Bắc vào Nam, từ biển vào.

Hiện nay, trên địa bàn tỉnh đã có Trường Đại học Hoa Lư và 4 trường cao đẳng , có đủ các trường từ tiểu học, phổ thông cơ sở cho đến phổ thông trung học. Đặc điểm kinh tế: Ninh Bình có vị trí quan trọng của vùng cửa ngõ miền Bắc và vùng kinh tế trọng điểm phía Bắc. Đây là nơi tiếp nối giao lưu kinh tế và văn hoá giữa khu vực châu thổ sông Hồng với Bắc Trung Bộ, giữa vùng đồng bằng Bắc Bộ với vùng rừng núi Tây Bắc. Thế mạnh kinh tế nổi bật của Ninh Bình là các ngành công nghiệp vật liệu xây dựng và du lịch.

Các hoạt động kinh tế như: Hoạt động giao thông vận tải trong vùng nghiên cứu khá phát triển, trong đó các tuyến đường bộ đóng vai trò chủ đạo. Quốc lộ 1A, đường sắt Bắc - Nam chạy qua vùng với các ga là Ninh Bình, ga Ghềnh, ga Đồng Giao và ga Cầu Yên rất thuận l ợi cho việc vận chuyển hành hóa. Về đường bộ có: Quốc lộ 10 , quốc lộ 12B, quốc lộ 45. Hiện đang có 3 dự án đường cao tốc đi qua Ninh Bình được triển khai là: đường cao tốc Ninh Bình - Cầu Giẽ; Ninh Bình - Thanh Hóa và Ninh Bình - Hải Phòng - Quảng Ninh.

Ngoài ra, còn các tuyến đường liên huy ện, liên xã phát triển khá dày. Hầu hết các tuyến đường bộ trong vùng nghiên cứu đã được trải nhựa, bê tông hóa và nhiều đoạn đã có đèn chiếu sáng. Bên cạnh đó, giao t hông đường thủy ở 9 trong vùng nghiên cứu cũng khá phát triển do có hệ thống sông lớn, nhỏ khá dày , góp phần phát triển kinh tế trong vùng nghiên cứu. Hoạt động công nghiệp, thủ công nghiệp : Trong những năm gần đây các ngành công nghiệp của vùng nghiên cứu đ ang trên đà phát triển.

Việc hoạt động sản xuất của các nhà máy xi măng, gạch ngói, các xưởng đóng tàu, xưởng hàn. đã góp phần không nhỏ vào sự phát triển kinh tế cho vùng. Ninh Bình có tiềm năng và thế mạnh phát triển công nghiệp vật liệu xây dựng với s ố lượng nhà máy sản xuất xi măng nhiều, trong đó nổi bật là các doanh nghiệp xi măng The Vissai, xi măng Hệ Dưỡng, xi măng Tam Điệp, xi măng Phú Sơn, xi măng Duyên Hà, xi măng Hướng Dương… Sản phẩm chủ lực của địa phương là xi măng, đá, thép, vôi, gạch .v… Hiện nay, Ninh Bình có 7 khu công nghiệp gồm: Khu công nghiệp Khánh Phú tại xã Ninh Phúc, thành phố Ninh Bình và xã Khánh Phú, huyện Yên Khánh. Tổng diện tích đất phát triển 334 ha, trong đó đất xây dựng nhà máy là 231,54ha.

Dự kiến các loại hình sản xuất chủ yếu: Đạm 56 vạn tấn/năm, than (sàng tuyển) 300.000/năm; Bốc hàng hoá 1,1 tr tấn/năm; ngoài ra còn đóng mới và sửa chữa tàu thuyền. Khu công nghiệp Tam Điệp tại xã Quang Sơn và một phần thuộc phường Tây Sơn, thị xã Tam Điệp. Diện tich 450 ha (gia i đoạn I: 200ha, giai đoạn II: 250 ha), trong đó đất xây dựng nhà máy là 228,3ha. Dự kiến bố trí công nghiệp chế biến nông sản thực phẩm, may mặc, giầy da, cơ khí chế tạo, sản xuất vật liệu xây dựng, điện tử; Công nghiệp hàng tiêu dùng.

Khu công nghiệp Gián Khẩu nằm trên địa bàn các xã Gia Trấn, Gia Tân, Gia Xuân, Gia Thanh, Gia Lập, huyện Gia Viễn. Tổng diện tích là 262ha. Đây là khu công nghiệp đa ngành như dệt may; cơ khí sản xuất, lắp ráp; sản xuất vật liệu xây dựng; Sản xuất, lắp ráp điện tử. Khu công nghiệp này đã được xây dựng, đã lấp đầy, đã sản xuất hiệu quả.

Khu công nghiệp Khánh Cư nằm trên địa bàn các xã Khánh Cư, Khánh Hải, huyện Yên Khánh. Tổng diện tích 170 ha, tập trung phát triển công nghiệp chế tạo và sản x uất thiết bị, phụ tùng vận tải … Khu Xích Thổ Địa chỉ tại xã Xích Thổ, huyện Nho Quan. Tập trung sản xuất vật liệu xây dựng bao gồm sản xuất phụ gia công nghiệp; Vật liệu xây dựng; Chế biến đồ gỗ; Cơ khí chế tạo lắp máy. Khu công nghiệp được thành lập trên cơ sở đầu tư dự án sản xuất Sô Đa 1,5 triệu tấn/năm với diện tích 300 ha.

10 Khu công nghiệp Sơn Hà nằm trên đ ịa bàn hai xã Sơn Hà, Quảng Lạc huyện Nho Quan. Tổng diện tích 300ha. Là khu công nghiệp chế biến nông sản, thực phẩm; Thức ăn gia súc; May mặc; Sản xuất vật liệu xây dựng. Khu công nghiệp Phúc Sơn nằm tại phường Ninh Sơn và xã Ninh Phúc, thành phố Ninh Bình.

Tổng diện tích 145ha, là khu công nghiệp sạch với sản phẩm may mặc, lắp ráp điện tử, dụng cụ đo lường và sản xuất phần mềm. Ngoài ra, trên địa bàn tỉnh Ninh Bình còn có 22 cụm khu công nghiệp với diện tích 880 ha. Nghề thủ công truyền thống địa phương có: thêu ren ở Hoa Lư diệt chiếu và làm hàng cói mỹ nghệ ở Kim Sơn, Yên Khánh., đan lát mây tre ở Gia Viễn, Nho Quan, sản xuất đồ đá mỹ nghệ ở Ninh Vân (Hoa Lư). Hoạt động du lịch, thương mại : - Du lịch: Ninh Bình có tiềm năng du lịch rất lớn, nhiều danh lam, thắng cảnh và di tích lịch sử văn hoá nổi tiếng như: Cố đô Hoa Lư, chùa Bái Đính, quần thể thẳng cảnh Tràng An, khu du lịch Tam Cốc Bích Động, vườn Quốc gia Cúc Phương, nhà thờ Phát Diệm, khu bảo tồn thiên nhiên Vân Long .