Tài liệu Toàn văn kỷ yếu hội nghị conference proceeding fulltext

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ISBN: 978-604-82-1375-6 TOÀN VĂN KỶ YẾU HỘI NGHỊ Conference Proceeding Fulltext TP. HCM – 21/11/2014 www.hcmus.edu.vn TOÀN VĂN BÁO CÁO NÓI ORAL Tiểu ban MÔI TRƯỜNG Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM VI-O-1.1 THỀM BIỂN NAM BỘ - BẰNG CHỨNG VỀ BIẾN ĐỔIMÔI TRƢỜNG Hà Quang Hải, Lê Hoài Nam, Nguyễn Ngọc Tuyến, Nguyễn Thị Phƣơng Thảo Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM TÓM TẮT Thềm biển là một trong những bằng chứng địa mạo phổ biến nhất liên quan đến mực nước biển cổ, rất hữu ích để hiểu sự biến động môi trường trong quá khứ (dao động mực biển và chuyển động kiến tạo địa phương). Kết quả điều tra địa mạo khu vực Nam Bộ đã xác định được 6 bậc thềm biển: T1: 2-3 m, T2:4 - 5 m, T3: 10-15 m, T4: 25 – 35 m, T5: 55 -65 m và T6: 80-100 m (độ cao trên mực biển trung bình hiện tại). Tuổi carbon phóng xạ của thềm T1 và T2 là 3100 - 4670 năm và 5400 – 7510 năm cách ngày nay. Dữ liệu đồng vị oxy biển cho thấy tuổi trầm tích thềm T4 là 97000 ± 27000 năm (MIS 5); như vậy tốc độ nâng trung bình của thềm này khoảng 0,3 mm/năm. Dựa vào tốc độ nâng của thềm T4 có thể xác định sơ bộ tuổi thềm T3: 42000 năm (MIS 3), T5: 200000 năm (MIS 7), và T6: 300.000 năm (MIS 9). Kết quả nghiên cứu này cho thấy các thềm biển khu vực Nam Bộ được thành tạo trong các chu kỳ băng hà và gian băng qui mô toàn cầu. Từ khóa:Địa mạo, thềm biển, biến đổi môi trường, Nam Bộ. GIỚI THIỆU Thềm biển là những bề mặt tương đối bằng phẳng, nằm ngang hoặc hơi nghiêng do biển tạo thành, chủ yếu là các nền mài mòn hoặc mài mòn – tích tụ cổ được nâng lên (hoặc hạ xuống) thoát khỏi phạm vi tác động của sóng. Thềm biển được giới hạn bởi một sườn có độ dốc tăng dần phía biển và một sườn giảm độ dốc về phía lục địa [12]. Trong các khu vực giữa hai chí tuyến, thềm biển có thể là các bề mặt cấu trúc bởi sinh vật như các rạn san hô và tích tụ vỏ sò, điệp. Sự phát triển loạt thềm biển phân bậc thường tương ứng với những biến đổi mực biển chân tĩnh (eustatic) trong khu vực có xu hướng nâng kiến tạo.Trong trường hợp này, các thềm biển hoạt động như một máy ghi hình liên tục, từng bậc phát triển khi mực biển dâng cao vượt quá sự nâng lên của đất liền.Mỗi một thềm nâng lên, cuối cùng bị phủ bởi các vật liệu biển, lở tích, hoặc sông. Mỗi thềm biển tương ứng với một giai đoạn gian băng khác nhau và tuổi thường cổ hơn theo độ cao, mức cao nhất thường có độ bảo tồn kém nhất [12]. Như vậy,thềm biển đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu biến đổi môi trường trong quá khứ bao gồm biến đổi khí hậu, đó là các thời kỳ gian băng và băng hà dẫn đến hiện tượng biển tiến, biển thoái và tốc độ nâng hạ của khu vực liên quan đến hoạt động kiến tạo.Trong một số trường hợp, các vật liệu cấu tạo thềm biển cho biết những sự kiện địa chấn như động đất, sóng thần trong quá khứ [11].Vì vậy, thềm biển cũng có thể là nguồn dữ liệu để dự báo những sự kiện biến đổi khí hậu và xu hướng thay đổi mực nước biển trong tương lai. Nghiên cứu thềm biển ở Việt Nam đã được một số tác giả thực hiện [2, 6, 7,10, 15, 16]. Các kết quả nghiên cứu này cho thấy có sự thống nhất về bậc độ cao và tuổi cho các thềm trong thế Holocen; trong khi đó dữ liệu về tuổi các thềm trong thế Pleistocen rất nghèo nàn. Vì vậy, hầu hết các bậc thềm Pleistocen được định tuổi tương đối, điều này dẫn đến những sai số đáng kể khi sử dụng các bậc thềm để xác định tuổi cho một số hệ tầng trầm tích tương quan cũng như dựng lại lịch sử phát triển địa chất của khu vực. Nói chung, các thềm biển chân tĩnh (eustatic) được hình thành trong thời gian mực nước cao (highstands) của từng giai đoạn gian băng và có sự tương quan với các giai đoạn đồng vị oxygene biển [14].Trong 30 năm qua, đã có những tiến bộ lớn trong sự hiểu biết của các nhà khoa học trái đất về lịch sử mực nước biển Đệ tứ do sự phát triển của phương pháp định tuổi, đặc biệt là sự phương pháp mất cân bằng loạt uran và triệt quang hóa acid amin đối với trầm tích sinh vật hay nhiệt phát quang cho các trầm tích chủ yếu là cát [5]. Một lý do khác cho sự tiến bộ này là lịch sử (hồ sơ) của đường bờ biển có thể được gắn liền với hồ sơ đồng vị oxy(MIS) của trùng lỗ trong các lõi khoan biển sâu. Cả hai hồ sơ này đều liên quan đến biến đổi khí hậu theo các chu kỳ băng hà-gian băng bị chi phối bởi chu kỳ Milankovitch [5.14]. Bài báo này thông báo các kết quả nghiên cứu mới về các bậc thềm biển khu vực Nam Bộ trên cơ sở các khảo sát địa mạo ở đảo Phú Quốc, Côn Đảo và những công bố về tuổi trầm tích bằng phương pháp nhiệt phát quang ở thành phố Hồ Chí Minh, Đồng Nai [18,19]. KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ NGUỒN TÀI LIỆU Khu vực nghiên cứu bao gồm dải ven biển thuộc các tỉnh Nam Bộ và đảo Phú Quốc, Côn Đảo (hình 1). Các tài liệu phân tích được tổng hợp từ các công bố về địa mạo, địa chất và các báo cáo thuộc các công trình điều tra địa chất khoáng sản các tỷ lệ 1:500000, 1:200000 được lưu trữ tại Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam [1,3,6,8]. ISBN: 978-604-82-1375-6 3 Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM Hình 1. Khu vực nghiên cứu HỆ THỐNGCÁC BẬC THỀM BIỂN Tổng hợp tài liệu nghiên cứu Tài liệu tổng hợp từ các tác giả cho thấy khu vực nghiên cứu hiện diện một hệ thống các bậc thềm biển phân bố theo các mức độ cao khác nhau (bảng 1).Nhìn chung, các tác giả có sự thống nhất về mức cao của các bậc thềm trong khu vực, các mức này về cơ bản cũng phù hợp với các khu vực khác ở Việt nam [16]. Các tác giả cũng có sự thống nhất về tuổi hình thành các mức thềm thấp. Hai bậc thềm thấp có nhiều dữ liệu về C14, cổ sinh, khảo cổ nên dễ dàng xác định thời gian hình thành là Holocen giữa (Q22) và muộn (Q23). Bậc thềm cao 5 – 15 m được định tuổi Pleistocen muộn-phần muộn(Q13.3)chủ yếu dựa vào một vài mẫu C14 phân tích san hô ở khu vực Cà Ná,Bình Thuận [15,17]. Tuổi các bậc thềm cao hơn được xác định chủ yếu dựa vào độ cao, hình thái bậc thềm và đối sánh địa tầng nên có sự khác biệt lớn giữa các tác giả, cụ thể: thềm cao 25 – 40 m (20-40 m) có tuổi Pleistocen muộn-phần sớm (Q13.1) [6,16]hoặc Pleistocen giữa - muộn (Q12-3) [7]. Thềm cao 50-70 m (50-80 m) có tuổi Pleistocen sớm – phần muộn(Q11.3) [6,7] hoặc Pleistocen giữa (Q12) [16].Nhìn chung việc định tuổi các bậc thềm Pleistocen cần được xem xét hiệu chỉnh. Bảng 1. Độ cao các bậc thềm biển theo các tác giả Các bậc độ cao Tác giả Phân bồ 2m Carbonnel [2] 1,5-2 m 4m 4m 50 – 70 10-25 m 10-15 m Nam m E. saurin [15] Cam Pu Chia 25 m 100 m Nam Việt Việt Nam, Nam, Cam Pu Chia Nguyễn Thế Thôn, 2m 4m 5 – 15 m 25 – 40 m Nguyễn Thế Tiệp [16] Hà Quang Hải [7] 2m 4m 10 – 15 25 – 30 m m A.M. Koroky[10] 1,5– 2,0; 5m 55 – 70 m 50 – 70 80 – 100 m Rìa Đông đồng bằng sông Cửu Long Đông Nam Bộ m 8 – 10 m Phú Quốc, Côn Đảo, 2,5-3; 3-4 Hòn Khoai m Nguyễn Huy Dũng [6] 2-4 m 5 – 15 m 20-40 m 50—80 Hà Tiên – Phú Quốc m ISBN: 978-604-82-1375-6 4 Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM Khi tiến hành nghiên cứu địa mạo và địa chất môi trường các đảo Phú Quốc và Côn Đảo, chúng tôi nhận dạng được 6 bậc thềm được bảo tồn khá tốt về hình thái và vật liệu thềm. Kết hợp với những tài liệu trong bảng 1, chúng tôi thiết lập hệ thống các bậc thềm biển trong khu vực Nam Bộ theo các mức độ cao như sau: Thềm 1 (T1): 2 – 3 m; thềm 2 (T2): 4 – 5 m; thềm 3 (T3): 10 – 15 m; thềm 4 (T4): 25 – 35 m; thềm 5 (T5): 55 – 65 m; thềm 6 (T6): 80 – 100 m. Đặc điểm sơ bộ các bậc thềm Thềm bậc 1 (T1) cao 2-3 m: phân bố rộng rãi ở dải ven biển Bà Rịa –Vũng Tàu, trên đảo Phú Quốc và Côn Đảo. Kiểu nguồn gốc tích tụ thềm 1chiếm ưu thế, thành phần trầm tích chủ yếu là cát màu trắng xám, hạt mịn. Vùng đồng bằng cửa sông Cửu Long (Bến Tre, Trà Vinh, Sóc Trăng), nơi phân bố các giồng cát tương đương với giai đoạn hình thành thềm 1. Tại Dương Tơ (Phú Quốc), thềm T1 chuyển lên thềm 2 bằng vách mài mòn cao 1,0 m khá rõ. Thềm bậc 2 (T2) cao 4 - 5 m: phân bố rộng ở Bà Rịa-Vũng Tàu và trên đảo Phú Quốc. Thềm 2 chủ yếu là thềm tích tụ, trầm tích cấu tạo thềm hầu hết là cát thạch anh hạt mịn đến trung có độ lựa chọn khá tốt, một số nơi có chứa di tích sinh vật biển [6].Các trầm tích sét màu xám xanh chứa phong phú hóa thạch foraminifera thuộc hệ tầng Hậu Giang ở đồng bằng sông Cửu Long và hệ tầng Bình Chánh ở thành phố Hồ Chí Minh có cùng thời gian thành tạo với bậc thềm 2 [7; 8]. Thềm bậc 3 (T3) cao 15± 3 m:thềm tích tụ phân bố ở rìa đông và rìa tây đồng bằng sông Cửu Long, trầm tích cấu tạo thềm bao gồm chủ yếu cát, sét phong hóa loang lổ, đôi chỗ có cuội sỏi. Trên đảo Phú Quốc; thềm tích tụ chủ yếu là cát hạt trung bình đến mịn màu xám trắng hoặc cát, bột sét màu nâu đỏ chứa các thấu kính cuội phân bố ven chân núi (hình 2). Ở Côn Đảo,bề mặt thềm mài mòn – tích tụthường có diện tích nhỏ, phân bố rời rạc theo chân sườn sườn núi. Tại vách đường cắt vào thềm cách Bến Đầmkhoảng 500 m về phía đông nam quan sát được mặt cắt thềm 2 lớp: trên là cuội, tảng dày 2- 5m; dưới là sét loang lổ (trắng, đỏ vàng) lộ 4 – 5 m. Hố đào tại chân vách sâu 1,5 m trong lớpbột, sét loang lổ chứa rất nhiều mảnh san hô, vỏ sò, điệp (hình 3). Trong mặt cắt địa chất thềm biển cao 10 m ở hòn Bảy Cạnh (Côn Đảo), Korotky [10] có thể hiện một mẫu tuổi tuyệt đối 35.265±70. Nhìn chung, thềm T3 khá bằng phẳng, nghiêng thoải về trung tâm bồn trũng sông Cửu Long hoặc về phía bờ biển. Hình 2. Cát, bột màu nâu đỏ chứa thấu kính cuội sỏi lộ tại vách thềm T3, phía bắc sân bay Phú Quốc cũ 500 m. Hình 3. Bột sét loang lổ cấu tạo thềm 3 chứa vụn san hô, vỏ sò, đông nam Bến Đầm (Côn Đảo) 500 m. Thềm bậc 4 (T4) cao 25 - 35 m: thềm tích tụ phân bố thành các dải đồi thoải kéo dài ở phía đông đồng bằng sông Cửu Long, trầm tích cấu tạo thềm dày tới 30 m; gồm cát, bột màu đỏ, vàng có các thấu kính cuội, sỏi mài tròn khá tốt [7]. Trên đảo Phú Quốc, thềm T3 mài mòn – tích tụ là các dải hẹp ven theo các khối núi và dải núi. Phía đông núi Khu Tượng, đồi thềm T3 có lớp cuội thạch anh, cuội cát kết dày 0,5 m phủ trên đá bột kết (Hình 4).Ở Côn Đảo, quan sát được mặt cắt thềm biển ven đường, cách mũi Cá Mập khoảng 3 km về phía tây. Tại đây lộ tầng cát dày 20 m màu đỏ, hạt mịn, phân lớp ngang, mỏng; phủ trên là lớp cuội, tảng dày 1,0-1,5 m và lớp cát sạn màu xám dày 1,0 m (hình 5). ISBN: 978-604-82-1375-6 5 Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM Hình 4. Vật liệu thềm T4 (cuội thạch anh, cuội cát kết) phủ trên bột kết phong hóa tại xóm Khu Tượng. Hình 5. Cát màu đỏ, phân lớp mỏng cấu tạo thềm T4 phía tây mũi Cá Mập, Côn Đảo Thềm bậc 5 (T5) cao 55-65 m: chủ yếu có nguồn gốc mài mòn hoặc mài mòn – tích tụ. Ở đông bắc Xuyên Mộc (Bà Rịa – Vũng Tàu) lộ các chỏm đá granit cao 20 -30 m trên mặt thềm, vật liệu tích tụ thềm là ít cát, bột màu xám trắng. Ở phía tây đảo Phú Quốc và Côn Đảo, thềm T5phân bố dưới dạng các vai núi. Trên đảo Phú Quốc, tại một mương đào ven đườngphía nam dãy núi Ba Hòn Dung, cách Gành Dàu khoảng 5 km về đông nam (hình 6) lộ mặt cắt lớp phủ thềm gồm 2 lớp: trên là cát thạch anh lẫn ít bột màu vàng, dày 0,4 m; dưới là cuội sỏi thạch anh mài tròn, dày 1,6 m (hình 6).Ở Côn Đảo, tại mũi Chim Chim, trầm tích thềm là cuội, tảng mài tròn dày 1,0 – 1,5 m phủ trên đá phun trào ryolit (hình 7). Hình 6. Cuội sỏi thạch anh cấu tạo thềm T5 phía nam núi Ba Hòn Dung, Phú Quốc Hình 7. Cuội, tảng thềm T5 phủ trên phun trào ryolit tại mũi Chim Chim, Côn Đảo. Thềm bậc 6 (T6) cao 80 - 100 m. Trên đảo Phú Quốc, thềm mài mòn có dạng đồi đỉnh bằng phân bố rải rác ở phía tây đảo và dạng vai núi phân bố ở phía nam dẫy núi Bãi Đại, phía tây dẫy Dương Đông. Ở Côn Đảo, mặt cắt thềm cao 100 m quan sát được tại vách đường dài 40 – 60 m ở mũi Tàu Bể gồm 3 lớp: trên là cát sạn màu xám vàng dày 0,3 – 0,5 m; giữa là cuội, tảng mài tròn có kích thước 1 – 2 cm đến 20 – 30 cm, dày trung bình 1,0 m; dưới là lớp cuội mài tròn, kích thước 1 – 6 cm, dày trung bình 0,5 m phủ trên đá ryolit. Từ bãi Đầm Trâu quan sát được bậc địa hình phía tây núi Con Ngựa cao 100 m, đây có thể là thềm mài mòn T6 ? trên các đá phun trào ryolit (hình 9). ISBN: 978-604-82-1375-6 6 Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM Hình 8. Cuội, tảng thềm T6 phủ trên phun trào ryolit tại mũi Tàu Bể, Côn Đảo Hình 9. Thềm mài mòn T6? trên đá rylolit phía tây núi Con Ngựa, Côn Đảo Nhìn chung, bậc thềm 1 và 2 có diện phân bố rộng, bề mặt khá bằng phẳng, có độ cao ngang với các hang động và các hõm gặm mòn rất rõ ( 2-3 m và 4 – 5m) trên các vách núi đá vôi vùng Kiên Lương, Hà Tiên. Bậc thềm 3 tương đương với tầng hang động có đáy ở độ cao 12 – 15 m (ở Thạch Động, núi Đá Dựng, Hòn Chông, Hòn Nghệ). TUỔI THỀM BIỂN Tuổi bậc thềm T1 và T2 Tuồi thềm T1 và T2 được xác định khá tốt bằng C14 do vật liệu thềm chứa các di tích hữu cơ bảo tồn tốt (san hô, vỏ sò, thân cây). Trung bình 9 mẫu C14 ở thềm T1do A.M Koroky thu thập ở Côn Đảo và Phú Quốc là 4670 ± 100 năm [10]. Hai mẫu C14 từ vỏ sò gắn trên mặt hõm gặm mòn cao 2-3 m ở Chùa Hang là 3100±80 năm [6 ]. Trung bình 12 mẫu C14 ở thềm T2 do A.M Koroky thu thập ở Côn Đảo là 5400 ± 80 [10]. Trung bình 3 mẫu C14 phân tích mùn thực vật trong hệ tầng Hậu Giang phân bố độ sâu 1,0 – 3,8 m là 7510 ± 128 năm [6]. Như vậy, bậc thềm T2 được hình thành vào thời kỳ biển tiến Flandrian đạt mức cực đại, bậc thềm T1 hình thành vào thời kỳ biển thoái sau đó. Tuổi các bậc thềm T3 đến T6 Hai công bố về tướng trầm tích và tuổi hệ tầng Thủ Đức và Bà Miêu ở Đông Nam Bộ được xác định theo phương pháp nhiệt phát quang (OSL) của Toshiyuki Kitazawa đã cho phép định tuổi thềm biển từ bậc thềm T3 đến T6 có cơ sở hơn. Theo công bố này, hệ tầng Thủ Đức và hệ tầng Bà Miêu là các trầm tích biển ảnh hưởng bởi thủy triều cao. Hệ tầng Thủ Đức có tuổi OSL là 97000 ± 27000 (tính trung bình từ 7 mẫu) thuộc MIS 5 (giai đoạn đồng vị biển 5). Hệ tầng Bà Miêu có tuổi OSL là 176000 ± 52000 năm (tính trung bình từ 8 mẫu) thuộc MIS 7–6 [18,19]. Hệ tầng Thủ Đức có tuổi Pleistocen giữa – muộn (Q12-3) do Hà Quang Hải thiết lập để biểu diễn các trầm tích cát, sạn màu đỏ cấu tạo nên bậc thềm cao 30 m ở vùng Thủ Đức (thành phố Hồ Chí Minh) và Long Thành, Nhơn Trạch (Đồng Nai) [7].Với kết quả định tuổi bằng OSL, hệ tầng Thủ Đức là 97000 ± 27000 được xem là tuổi của bậc thềm T4. Dựa vào tuổi và độ cao thềm T4, xác định tốc độ nâng trung bình bậc thềm này xấp xỉ 0,3 mm/năm (0,3 m/1000 năm). Lấy mức cao trung bình thềm T4: 12,5 m; T5: 60 m; T6: 90 m, và vận dụng phương pháp xác định tuổi cho các bậc thềm của Daniel R. Muhs [4] dựa vào tốc độ nâng trung bình, có thể định tuổi thềm T3 là42000 năm; T5:200000 năm; và T6: 300000 năm cách ngày nay. Tuổi các bậc thềm biển được đối sánh với biểu đồ MIS (hình 10) [5]. Hình 10 cho thấy các thềm T4, T5 và T6 tương ứng với MIS 5c, MIS 7 và MIS 9, đây là các thời điểm mực nước đại dương dâng cao (highstand) hình thành vào các kỳ gian băng thuộc thế Pleistocen. ISBN: 978-604-82-1375-6 7 Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM Hình 10. Biểu đồ quan hệ các bậc thềm Pleistocen với hồ sơ đồng vị ô xy (D.R. Muhs et al. có chỉnh sửa) [5] Ở đây có mấy điểm cần trao đổi, cần tiếp tục làm rõ: - Thềm T5 được hình thành trong MIS 7 gần như tương ứng với tuổi trầm tích hệ tầng Bà Miêu [18,19], như vậy phải chăng hệ tầng Bà Miêu là trầm tích tương quan của bậc thềm này? - Thềm T4 cấu tạo bởi cát đỏ quan sát được ở nhiều nơi (Thủ Đức, Hàm Tân, Côn Đảo) thuộc MIS 5c tương ứng với tuổi cát đỏ Phan Thiết (108000 – 85000 năm) [13]. Như vậy, cao nguyên cát đỏ Phan Thiết cao tới 100 – 150m chủ yếu được thành tạo do gió? - Thềm T3 có thể hình thành trong MIS 5a ? vì MIS 3 mực đại dương không ở mức dâng cao. - Có thể có các mức thềm biển cao hơn 100 m ? vì kết quả nghiên cứu các bậc thềm san hô chuẩn ở bán đảo Huon, Papua New Guinea cho thấy thềm cao 350 mcó tuổi 120000 năm); thềm cao nhất ở mũi Laundi, đảo Sumba, Indonesia là 475 m ứng với MIS 27 (0,99 triệu năm) [9,12]. KẾT LUẬN Trong khu vực Nam Bộ, sự hiện diện các bậc thềm biển đã phản ánh các đợt biển tiến, biển thoái liên quan đến các chu kỳ băng hà và gian băng qui mô toàn cầu. Sau khi hình thành, các thềm liên tục nâng lên với tốc độ trung bình 0,3 mm/năm, bị phong hóa, chia cắt và biến dạng để tạo nên dải địa hình ven biển hiện nay. Như vậy,hệ thống thềm biển là bằng chứng quan trọng cho sự biến đổi môi trường (biến đổi khí hậu toàn cầu) và sự biến dạng địa hình khu vực (vận động kiến tạo). Trên đảo Phú Quốc và Côn Đảo, các bề mặt thềm biển cổ được bảo tồn khá tốt, việc nghiên cứu thềm biển tiếp theo dựa trên những hiểu biết về các giai đoạn đồng vị oxy biển (MIS) và các phương pháp phân tích mới như nhiệt phát quang (OSL) sẽ cho phép hiểu biết sâu hơn về lịch sử biến đổi khí hậu và lịch sử địa chất khu vực. NAM BO TERRACES - EVIDENCEOFENVIRONMENTAL CHANGE Ha Quang Hai, Le Hoai Nam, Nguyen Ngoc Tuyen, Nguyen Thi Phuong Thao University of Science, VNU-HCM ABSTRACT Marine terrace is one of the most widespread geomorphological evidence related to former sea levels highstands, very useful to understand past environmental change (sea level fluctuations and local tectonic movements). The result of geomorphological survey has identified six steps of marine terrace in Nam Bo area: T1: 2-3 m, T2: 5 m, T3, 10-15 m, T4: 25 - 35 m, T5: 55 -65 m and T6: 80-100 m amsl. Radiocarbon ages of T1 and T2 are 3100 - 4670 and 5400 - 7510 yr B.P, respectively. Marine oxygen isotope data suggest age of the T4 sediments is 97 ± 27 ka (MIS 5); so an average uplift rate of the steps is ∼ 0,3 mm/year. Based on the uplift rate of the T4 can primarily determine age of terrace steps: T3: 42000 (MIS 3), T5: 200000 (MIS 7), and T6: 300000 yr B.P (MIS 9). The result of this study showed that the marine terraces in Nam Bo area were produced in the glacial - interglacial cycles on global scale. Keywords: Geomorphology, marine terrace, environmental change, Nam Bo. ISBN: 978-604-82-1375-6 8 Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Nguyễn Xuân Bao (chủ biên): Địa chất và khoáng sản tờ Phú Quốc - Hà Tiên (C-48-XIV&C-48-XV), Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, Hà Nội (1996). [2]. Carbonnel, J.P, Le Quaternaire Cambodgien. ORSTOM Memoire No 60.p.248, Paris (1972). [3]. Nguyễn Huy Dũng (chủ biên), Báo cáo Phân chia Địa tầng N - Q và Nghiên cứu Cấu trúc Địa chất Đồng bằng Nam Bộ. Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, Hà Nội (2003). [4]. Daniel R. Muhs, Dating Marine Terraces with Relative-Age and Correlated-Age Methods, Quaternary Geochronology: Methods and Applications, Published by the American Geophysical Union (2000). [5]. Daniel R. Muhs, John F. Wehmiller, Kathleen R. Simmons and Linda L. York, Quaternary sea-level history of the United States, Developments in Quaternary Sciense, volume 1 ISSN 1571-0866. DOI:10.1016/S1571-0866(03)01008-X. [6]. Trương Công Đượng (chủ biên), Báo cáo đo vẽ địa chất và tìm kiếm khoáng sản Nhóm tờ Hà Tiên Phú Quốc tỷ lệ 1:50.000, Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam (1998). [7]. Hà Quang Hải, Đặc điểm địa tầng Đệ tứ và địa mạo Đông Nam Bộ, Đại học Mỏ địa chất, Hà Nội (1996). [8]. Nguyễn Ngọc Hoa (chủ biên), Báo cáo Địa chất và Khoáng sản nhóm tờ đồng bằng Nam Bộ tỷ lệ 1:200.000, Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam. Hà Nội (1994). [9]. Kenneth R. Lajoie, Coastal tectonics, U.S. Geological Survey, Menlo Park. http://www.nap.edu/openbook.php?record_id=624&page=99 [10]. Korotky M., Razjigaeva N.G., Ganzey L. A., Volkov V.G., Grebennikova T.A., Bazarova V.B. and Kovalukh N.N. Late Pleistocene - Holocene coastal development of islands of Vietnam. Journal of Southeast Asian Earth Sciences, Vol. 11, No. 4, pp.301-308 (1995). [11]. Ngô Thị Lư, Rogozhin E.A., Cao Đình Triều, Một số biểu hiện địa chất có khả năng là dấu tích sóng thần cổ dọc bờ biển nam Trung Bộ, Việt Nam, Tạp chí Địa chất, loạt A, số 297, 11-2/2006, tr.24-29. [12]. Maurice L. Schwartz; Enccyclopedia of coastal science, Published by Springer, PO Box 17, 3300 AA Dordrecht, The Netherlands (2005). [13]. Murray-Wallace C.V., et al., Thermoluminescence ages for a reworked coastal barrier, Southeastern Vietnam: a preliminary report, Journal of Asian Earth Sciences 20, 535-548 (2002). [14]. Riccardo Caputo, Sea-level curves: Perplexities of an end-user in morphotectonic applications, Global and Planetary Change 57, 417–423 (2007). [15]. Saurin E, Carte géologique de L‘Indochine au 500.000: feuille de Saigon, no 17, avec notice explicative, Hanoi , 64 p (1937). [16]. Nguyễn Thế Thôn, Nguyễn Thế Tiệp: Các thềm biển ở Đông Dương. Tạp chí địa chất. Số 178-179 (1-4), trang 19-23, Hà Nội (1987). [17]. Nguyễn Đức Thắng (chủ biên), Địa chất và khoáng sản tờ Phan Thiết (C-49-VII), Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, Hà Nội (1999). [18]. Toshiyuki Kitazawa, Takahiro Nakagawa, Tetsuo Hashimoto, Masaaki Tateishi: Stratigraphy and optically stimulated luminescence (OSL) dating of a Quaternary sequence along the Dong Nai River, southern Vietnam, Journal of Asian Earth Sciences 27, 788–804, (2006). [19]. T. Kitazawa, Pleistocene macrotidal tide-dominated estuary–delta succession, along the Dong Nai River, southern Vietnam, Sedimentary Geology 194, 115–140, (2007). ISBN: 978-604-82-1375-6 9 Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM VI-O-1.3 MỨC ĐỘ XÂM NHIỄM ARSEN TRONG NƢỚC NGẦM TẠI HUYỆN AN PHÚ, TỈNH AN GIANG Phạm Công Hoài Vũ1, Lê Hoàng Anh1, Nguyễn Thị Bảo Tú1, Manon Frutschi2, Yuheng Wang2, Rizlan Bernier2, Nguyễn Thị Ngọc Quỳnh1, Võ Lê Phú1 1 Khoa Môi trường và Tài Nguyên, Trường Đại học Bách khoa, ĐHQG-HCM Khoa Kỹ thuật Môi trường, Đại học École Polytechnique Fédérale De Lausanne, Thụy Sĩ 2 TÓM TẮT Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng nước ngầm tại lưu vực sông Mekong bị nhiễm Arsen ở mức độ rất cao. Nghiên cứu này được thực hiện nhằm tập trung xác định nồng độ Arsen trong nước ngầm tại riêng huyện An Phú, tỉnh An Giang thông qua phương pháp lẫy mẫu - xử lý mẫu kỵ khí. 83 mẫu nước ngầm đã được lấy từ các giếng có độ sâu khác nhau (từ 13 đến 37 m) trong ba đợt lấy mẫu từ tháng 1 đến tháng 8 năm 2014. Kết quả phân tích chỉ ra rằng hàm lượng Arsen trong các giếng tại khu vực này đạt từ 280 đến 1523 µg/L, vượt rất xa quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt QCVN 01:2009/BYT (10 µg/L)và quy chuẩn chất lượng nước ngầm QCVN 09:2008/BTNMT (50 µg/L). Sắt, DOC và ammonia cũng có hàm lượng rất cao trong nước ngầm ở khu vực này. Từ khóa: Arsen, sắt, DOC, ammonia, nước ngầm, An Phú, An Giang. MỞ ĐẦU Arsen được biết đến như là một trong các chất có độc tính cao với con người và sinh vật. Một lượng Arsen vô cơ đủ lớn trong nước, trầm tích, đất sẽ gây độc cho thực vật, động vật và con người. Các nghiên cứu về mức độ tác động của Arsen đến con người thông qua việc sử dụng nước ngầm để phục vụ nhu cầu ăn uống đã và đang thu sự quan tâm trên Thế giới [1]. Châu Á được xem là khu vực bị ô nhiễm Arsen trong nước ngầm khá nghiêm trọng bao gồm Đài Loan [2], Ấn Độ [1, 3, 4] và Bangladesh [5, 6]. Nước ngầm có hàm lượng Arsen rất cao đã được tìm thấy tại các quốc gia ở khu vực Đông Nam Á, có thể kể đến như Campuchia [7, 8] và Việt Nam [9]. Các nghiên cứu cũng cho thấy riêng tại khu vực Đồng Bằng Sông Mekong, hàm lượng Arsen trong nước ngầm có nơi đạt đến 1500 µg/L [10, 11]. Tuy nhiên, việc ô nhiễm Arsen trong nước ngầm phân bố không đều trên khu vực Đồng bằng sông Mekong mà tập trung tại một số khu vực thuộc tỉnh An Giang, Đồng Tháp [11]. Năm 2005, Viện Vệsinh Y tếCông cộng Tp.HCM được sự tài trợ của Unicef đã tiến hành một khảo sát khá rộng về hiện tượng ô nhiễm Asen trong nước ngầm tại 4 tỉnh Long An, Đồng Tháp, An Giang và Kiên Giang. Kết quả khảo sát cho thấy An Giang và Đồng Tháp là hai khu vực có hàm lượng Arsen trong nước ngầm cao nhất, trong đó một số huyện của tỉnh An Giang có mức độ ô nhiễm Arsen trong nước ngầm rất cao.Đặc biệt tại huyện An Phú của tỉnh An Giang có 97,30% số giếng điều tra bị ô nhiễm Arsen với hàm lượng cao hơn 100 ppb (253 mẫu trên tổng số 260 mẫu khảo sát)[12]. Mục đích của bài báo này là nhằm đánh giá mức độ xâm nhiễm của Arsen trong nước ngầm theo mùa và vị trí phân bố của giếng dọc sông Hậutạikhu vực xã Khánh An, huyện An Phú, tỉnh An Giang. Đồng thời, nghiên cứu này cũng nhằm tìm hiểu mối tương quan giữa Arsen và một số chỉ tiêu chất lượng nước ngầm khác có trong mẫu phân tích. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Lấy mẫu và xử lý mẫu Việc lấy mẫu được thực hiện trong 3 đợt: đầu tháng 1 (mùa khô), cuối tháng 5 (cuối mùa khô-đầu mùa mưa) và cuối tháng 8 (giữa mùa mưa) năm 2014. Các giếng đều nằm trong địa bàn xã Khánh An, huyện An Phú, tỉnh An Giang; phân bố dọc theo sát bờ sông Hậu và theo tỉnh lộ 956(Hình 1a), chia thành 3 cụm nhỏ(Hình 1b).Khoảng cách trung bình đến bờ sông của nhóm các giếng gần sông là 195 m (88 – 275 m); và nhóm các giếng xa sông là 621 m (408-1014 m). Độ sâu của các giếng không khác biệt nhau nhiều, dao động trong khoảng 13-37 m, trung bình là 24 m. Nước giếng trong khu vực được sử dụng chủ yếu cho mục đích tưới tiêu nông nghiệp (bắp, ớt, đậu xanh) và một phần cho chăn nuôi và sinh hoạt. ISBN: 978-604-82-1375-6 10 Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM (a) (b) Hình 1. Vị trí lấy mẫu trên địa bàn xã Khánh An, huyện An Phú Quy trình lấy mẫu và xử lý mẫu tại hiện trường trong điều kiện kỵ khí được mô tả trong Hình 2.Nước giếng được thu ngay tại đầu xả của máy bơm, sau khi bơm, xả liên tục từ 5 -10 phút để ổn định nồng độ oxy.Khí Argon có độ tinh khiết 99,9995% được dùng để đẩy không khí tạo môi trường anoxic. Túi găng (Glovebag) bằng vật liệu sterile (Z118362-1EA, Sigma-Aldrich) được dùng như buồng kín để thực hiện việc đo đạc các thông số vật lý và xử lý mẫu. Trong quá trình thao tác xử lý mẫu, nồng độ oxy trong Glovebag luôn được khống chế ở 0,0%, kiểm soát bằng thiết bị đo oxy hiệu Greisinger GMH3691. Một phần nhỏ mẫu không lọc được dùng để đo các chỉ tiêu pH, ORP, EC và DO. Phần mẫu còn lại được lọc qua màng 0,22 µm (Hydrophilic Polypropylene, PALL 66557) dùng cho việc phân tích các chỉ tiêu khác.Acid HCl 2M, HNO3 5M được dùng để ổn định các mẫu dùng cho phân tích Fe, Arsen tổng. Tất cả các mẫu được giữ lạnh ở 40C cho đến khi phân tích tại École Polytechnique Fédérale De Lausanne, Thụy Sỹ. ISBN: 978-604-82-1375-6 11 Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM Hình 2. Quy trình lấy mẫu và xử lý mẫu trong điều kiện kỵ khí Phân tích mẫu Các thông số hiện trường (pH, ORP, DO, EC) được đo bằng máy đo đa chỉ tiêu (HACH HQ40d Multi).Ammonia cũng được phân tích tại hiện trường bằng Testkit Ammonia (HACH-AmVerTM Set 26045) và máy so màu cầm tay HACH Portable Colorimeter DR/890. Sắt tổng và Arsen tổng được phân tích bằng máy ICP-EOS (Shimadzu® ICPE-9000 Analyzer). DOC được xác định bằng DOC tự động (Shimadzu® TOCAnalyzer 5000). KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Các thông số vật lý Giá trị các thông số vật lý đo đạc được trong điều kiện kỵ khí được trình bày trong Bảng 1.pH của các mẫu dao động trong khoảng 7,71-8,31, khá cao so với giá trị pH đo được ngay tại giếng là 7,21-7,94. Hiện tượng này có thể được giải thích bởi việc sục khí Argon tạo điều kiện anoxic đã đuổi các khí hòa tan thường hiện hữu trong nước ngầm như CO2 hay H2S. Giá trị DO trong các mẫu đều đạt mức zero, chứng tỏ điều kiện anoxic trong nước được kiểm soát tốt. Giá trị độ dẫn EC dao động rất lớn, từ 667 đến 2046 µS/cm. Tuy nhiên, trên 75% mẫu có giá trị EC trong khoảng 1100 µS/cm. Thế oxy hóa ORP của các mẫu đều có giá trị âm, có thể xuống đến -391 mV.Việc lấy mẫu và đo đạc trong điều kiện kỵ khí có ưu điểmvà tin cậy hơn với thuận lợi là giá trị ORP ghi nhận sẽ gần với giá trị ORP thực tế của nước ngay trong giếng. Như vậy, có thể khẳng định điều kiện khử chiếm ưu thế trong tầng chứa nước nông tạikhu vực nghiên cứu. Sự khác biệt theo mùa đối với ORP cũng được ghi nhận. Theo đó, giá trị ORP trong tháng 8 có khuynh hướng gia tăng theo chiều oxy hóa. Nguyên nhân có thể do trong mùa mưa, nước mưa mang oxy hòa tan đã ngấm vào tầng nước ngầm làm tăng tính oxy hóa của nước. Việc khác biệt về ORP theo vị trí tương quan giữa điểm lấy mẫu với bờ sông không được ghi nhận. Hàm lượng Arsen Hàm lượng Arsen trong nước của tất cả các giếng được khảo sát tại xã Khánh An, huyện An Phú đều rất cao so với chất lượng nước ăn uống QCVN 01:2009/BYT (10 µg/L) và quy chuẩn chất lượng nước ngầm QCVN 09:2008/BTNMT (50 µg/L), dao động trong khoảng 208-1523 µg/L và đạt giá trị trung bình là 715 µg/L. ISBN: 978-604-82-1375-6 12 Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM Khi đối chiếu số liệu trong tháng 1 năm 2014 của 17 giếng mà nhóm nghiên cứu đã khảo sát trùng với loạt giếng do Unicef thực hiện được vào tháng 11 và 12 năm 2005 [14], nhận thấy rằng hàm lượng Arsen có khuynh hướng gia tăng từ 1,3 đến 11,5 lần. Với hàm lượng Arsen cao trong nước ngầm, rủi ro về sức khỏe khi sử dụng nguồn nước này cho ăn uống và khả năngtích tụ sinh học của Arsen trong các loại hoa màu là rất lớn như đã được đề cập trong các nghiên cứu trước đây [15,16]. Bảng 1. Chất lượng nước ngầm tại xã Khánh An, huyện An Phú Chỉ tiêu pHin Glb pH at W ORP EC DO Arsen (tổng) Sắt (tổng) Ammonia DOC Đơn vị Số mẫu Nồng độ (mV) (µS/cm) (mg/L) (µg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) 35 35 35 35 35 81 81 83 35 7,71 ÷ 8,31 7,21 – 7,94 -391,40 ÷-147,90 667 ÷ 2046 0,00 ÷ 0,33 207,83 ÷ 1522,63 1,16 ÷ 20,00 0,40 ÷ 66,80 16,92 ÷ 103,10 Ghi chú: - pH in Glb: giá trị pH đo trong túi Glovebag (điều kiện anoxic) - pH atW: giá trị pH đo tại giếng Hàm lượng Arsen của các giếng qua 3 đợt lấy mẫu phân theo 2 nhóm gần sông và xa sông được biểu diễn trên Hình 4. Dễ dàng nhận thấy rằng nồng độ Arsen trong tháng 1 cao hơn nhiều so với tháng 5 và tháng 8. Chênh lệch nồng độ giữa 2 tháng sau (tháng 5 và tháng 8) không quá lớn nhưng cũng có thể nhận định rằng nồng độ Arsen trong tháng 8 đều cao hơn ở trong phần lớn các giếng. Hình 4. Nồng độ Arsen trong nước ngầm tại xã Khánh An, huyện An Phú Khi xem xét chi tiết hơn theo 3 cụm nhỏ (với số liệu khảo sát vào tháng 5), nồng độ Arsen của nhóm giếng xa sông thể hiện xu hướng cao hơn, nhưng không thật sự rõ nét (Hình 5). Hình 5. Nồng độ Arsen trong tháng 5/2014 theo 3 cụm phân bố tại xã Khánh An, huyện An Phú. ISBN: 978-604-82-1375-6 13 Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM Hàm lượng Sắt Hàm lượng trung bình của Sắt tổng (Fe) trong tất cả các mẫu đều không quá cao,giá trị cao nhất ghi nhận được là 20 mg/L. Tuy nhiên đa số đều vượt ngưỡng cho phép của quy chuẩn quốc gia về chất lượng nước ăn uống QCVN 01:2009/BYT (0,3 mg/L) và chất lượng nước ngầm QCVN 09:2008/BTNMT (5 mg/L). Có 88,24 %, 99,91 %, 99,89 % mẫu giếng của tháng 1, 5 và 8, vượt quá giới hạn tối đa cho phép đối với chất lượng nước ngầm, theo thứ tự tương ứng. Hàm lượng Sắt cũngthay đổi theo thời điểm khảo sát (Hình 6), việc tăng hay giảm qua các tháng khác nhau tùy thuộc vị trí phân bố giếng. Tuy nhiên, sự phụ thuộc này không có khuynh hướng chung cho các mẫu vàảnh hưởng của khoảng cách tương đốicủa giếng so với bờ sông không rõ ràng. Hình 6. Nồng độ Sắt trong nước ngầm tại xã Khánh An, huyện An Phú Hàm lượng Ammonia Nồng độ Ammonia ở các giếng trong các tháng đều vượt quá giới hạn cho phép của QCVN 01:2009/BYT và QCVN09:2008/BTNMT (0,1 mg/L, theo N).Giá trị cao nhất được ghi nhận tại cụm giếng KA-41 và KA-42 với hàm lượng có thể lên đến 66,80 mg/L. Theo biểu đồ Hình 7, nồng độ Ammonia giữa các tháng không có sự khác biệt đáng kể. Ở vị trí xa sông, hàm lượng Ammonia có khuynh hướng giảm nhẹ từ tháng 5 đến tháng 8. Trong khi đó, nồng độAmonia của các giếng ở khu vực gần sông thay đổi không theo một xu hướng chung nào. Hình 7. Nồng độ Ammonia trong nước ngầm tại xã Khánh An, huyện An Phú Hàm lượng DOC Kết quả phân tíchcác mẫu nước giếng được khảo sát trong tháng 5/2014 cho thấy hàm lượng DOC tại khu vực nghiên cứu rất cao, dao động từ 16,92 đến 65,48 mg/L.Nồng độ DOC trong mẫu nước giếng ở khu vực gần sông (KA-22, KA-N15, KA-46) và xa sông(KA-N12, KA-41)xấp xỉ và hơn 60mg/L, cao hơn quy chuẩn nhiều lần với giá trị của DOC cao nhất tại giếng KA-N15 (103,1 mg/L).Hàm lượng DOC cao có thể là do ảnh hưởng từ hoạt động nông nghiệp cao tại khu vực của các giếng này (nuôi bò, lươn).Đối với các giếng còn lại,hàm lượng DOC không có sự chệnh lệch nhiều (Hình 8). ISBN: 978-604-82-1375-6 14 Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM Mối tương quan giữa Arsen và Sắt, Ammonia, DOC Hàm lượng Arsen và Sắt trong nước ngầm không có mối tương quan rõ ràng theo mùa (Hình 9) và không có mối tương quan chặt chẽ theophân bố không gian (3 cụm như Hình 1b),với hệ số r trong tương quan Pearson luôn <0,5. Tương tự, không có sự tương quan giữa hàm lượng Arsen và Ammonia hay DOC (r < 0,5). Hình 8. Hàm lượng DOC trong nước ngầm tại xã Khánh An,huyện An Phú Hình 9. Mối tương quan giữa nồng độ Arsen và Sắt Việc nước ngầm nhiễm Arsen, Sắt, Ammonia và các chấ t hữu cơ có th ể do nhiều nguyên nhân và do nhiều nguồn xâm nhiễm khác nhau. Trong trường hợp nghiên cứu này, kết quả cho thấy tất cả các chỉ tiêu chất lượng nước kể trên đều rất cao so với quy chuẩn về chất lượng nước ngầm QCVN 09:2008/BTNMT nhưng lại không có sự biến động rõ rệt theo các thời điểm trong năm, hay theo vị trí giếng gần sông hay xa sông.Tương tự lưu vực sông Ganges-Brahmaputra (Bangladesh - Ấn Độ), địa chất lưu vực sông Mekong và Đồng bằng sông Mekong có nguồn gốc từ trầm tích của dãy Himalaya [17] và đã hình thành nên châu thổ phù sa có địa hình thấp và bằng phẳngtừ cuối thời kỳ Holocene [18]. Vì vậy, sự có mặt của As và Fe với hàm lượng rất cao trong nước ngầm được xem là có nguồn gốc tự nhiên. Các chỉ tiêu ô nhiễm khác chịu sự chiphối lớn của hoạt động nhân tạo, viê ̣c sử du ̣ng quá mức lươ ̣ng phân bón hữu cơ, thuố c trừ sâu và hoá chấ ttrong canh tác nông nghiệp. KẾT LUẬN Nước ngầm ở xã Khánh An, huyện An Phú bị ô nhiễm nghiêm trọng về Arsen, sắt, ammonia và chất hữu cơ (DOC). Hàm lượng Arsentrongtoàn bộ các mẫu giếng khảo sát đều vượt rất xa so với QCVN 01:2009/BYT và vượt QCVN 09:2008/BTNMT từ 4 đến khoảng 190 lần.Kết quả nghiên cứu cho thấykhông có mối tương quan rõ ràng giữa hàm lượng Arsen và các chất ô nhiễm khác với vị trí của giếng so với bờ sông tại khu vực nghiên. Hàm lượng Arsen và các thông số chất lượng nước ngầm cũng không có sự ảnh hưởng theo mùa (thời điểm khảo sát), ngoại trừ Sắt. Nguồn ô nhiễm ammonia và chất hữu cơ có thể docác hoạt động trong nông nghiệp. Nước ngầm tại các giế ng kh ảo sát khá nông, với độ sâu chỉ từ 13 m đế n 37 m; và đều nằm ngay khu vực canh tác nông nghiệp. Đây có thể là các cửa sổ thủy văn đưa chấ t ô nhiễm xuố ng nước ngầ m . Ngoài ra, viê ̣c khai thác nước ngầm với khối lượng lớn vượt quá lượng bổ cập có thể đã (1) tạo ra các ph ễu nước làm ha ̣ thấ p mực nước ngầm, góp phầ n là m cho chấ t ô nhiễm từ bề mặt xâm nhâ ̣p nhanh hơn ; (2) đẩ y ma ̣nh quá trình xâm thực tự nhiên, nước ngầ m đươ ̣c bổ sung bằ ng viê ̣c thấ m từ nguồ n nước mă ̣t xuố ng . Đây có thể chính là nh ững nguyên nhân của sự gia tăng nồ ng đô ̣ các chấ t ô n hiễm như Arsen , ammonia và chất hữu cơ trong nước ngầ m ở khu vực nghiên cứu. ISBN: 978-604-82-1375-6 15 Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM Lời cảm ơn: Nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn Ủy ban Nhân Dân tỉnh An Giang, Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh An Giang, Phòng Tài nguyên Môi trường huyện An Phú và Ủy ban Nhân Dân xã Khánh An đã giúp đỡ và hỗ trợ chúng tôi trong quá trình khảo sát và thực hiện nghiên cứu này. OCCURRENCE OF ARSENIC IN GROUNDWATER IN AN PHU DISTRICT, AN GIANG PROVINCE Pham Cong Hoai Vu1, Le Hoang Anh1, Nguyen Thi Bao Tu1, Manon Frutschi2, Yuheng Wang2, Rizlan Bernier2, Nguyen Thi Ngoc Quynh1, Vo Le Phu1 1 Faculty of Environment and Natural Resources, University of Technology, VNU-HCM Faculty of Environmental Engineering, École Polytechnique Fédérale De Lausanne, Switzerland 2 ABSTRACT High elevated levels of Arsenic-enrich groundwater were found in the Mekong River Delta.The purpose of this study is to identify the arsenic concentration in groundwater in An Phu district of An Giang province. Three sampling fieldtrips were conducted during Jan and August of 2014 and with more than 83groundwater samples were collected from wells at various depths (13 to 37 m). The analytical results showed that the content of Arsenic in grounwater of this area was from 280 to 1523 µg/L, far exceeded the National standard regulation on domestic water quality qcvn 01:2009/BYT(10 µg/L) and the groundwater quality standard QCVN 09:2008/BTNMT (50 µg/L). Very high concentration of iron, DOC and ammonia were also found in groundwater. Keywords: Arsenic, iron, DOC, ammonia, groundwater, An Phu, An Giang. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Sarkar, B., Heavy Metals in the Environment (2002). [2]. Lin, Y.B., Lin, Y.P, Liu, C.W and Tan, Y.C, Mapping of spatial multi-scale sources of arsenic variation in groundwater on ChiaNan floodplain of Taiwan.The Science of the Total Environment370(2006) 168181. [3]. Sarkar, A., Ecosystem perspective of groundwater arsenic contamination in India and relevance in policy. EcoHealth7(2010) 114-140. [4]. Chakraborti, D., Rahman, M. M., Paul, K., Chowdhurya, U. K., Sengupta, M. K., Lodh, D., Chandaa, C. R., Saha, K. C., Mukherjee, S. C. and Tu, N. P. C., Arsenic Calamity in the Indian Subcotinent - What Lessons Have Been Learned.Talanta58 (2002) 3-22. [5]. Roy, J., Economic benefits of arsenic removal from ground water -A case study from West Bengal, India.The Science of the Total Environment397(2008) 1-12. [6]. Chakraborti, D., Rahman, M. M., Das, B., Murrill, M., Dey, S., Chandra Mukherjee, S., Dhar, R. K., Biswas, B. K., Chowdhury, U. K., Roy, S., Sorif, S., Selim, M., Rahman, M. and Quamruzzaman, Q., Status of groundwater arsenic contamination in Bangladesh: a 14-year study report.Water Research44(2010) 5789-5802. [7]. Halim, M.A., Majumder, R. K., Nessa, S. A., Hiroshiro, Y., Uddin, M. J., Shimada, J., Jinno, K., Hydrogeochemistry and arsenic contamination of groundwater in the Ganges Delta Plain, Bangladesh.Journal of Hazardous Materials164(2009) 1335-1345. [8]. Luu, T.T., S. Sthiannopkao, and K.W. Kim, Arsenic and other trace elements contamination in groundwater and a risk assessment study for the residents in the Kandal Province of Cambodia.Environment International35(2009) 455-460. [9]. Phan, K., Sthiannopkao, S., Heng, S., Phan, S., Huoy, L., Wong, M. H. and Kim, K. W., Health risk assessment of inorganic arsenic intake of Cambodia residents through groundwater drinking pathway.Water Research44(2010) 5777-5788. [10]. Berg, M., Stengel, C., Pham, T. K., Pham, H. V., Sampson, M. L., Leng, M., Samreth, S. and Fredericks, D., Magnitude of arsenic pollution in the Mekong and Red River Deltas--Cambodia and Vietnam. The Science of the Total Environment372(2007) 413-425. [11]. Hoang, T.H., Bang, S., Kim, K. W., Nguyen, M. H. and Dang, D. M., Arsenic in groundwater and sediment in the Mekong River delta, Vietnam.Environmental Pollution158(2010) 2648-2658. [12]. Erban, L.E., Gorelick, S. M., Zebker, H. A. and Fendorf, S., Release of arsenic to deep groundwater in the Mekong Delta, Vietnam, linked to pumping-induced land subsidence.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America110(2013) 13751-13756. [13]. Đặng Ngọc Chánh, Vũ Trọng Thiện, Đặng Minh Ngọcvà Nguyễn Quý Hòa, Nghiên cứu xác định trường hợp nhiễm độc Arsen tại tỉnh An Giang.Y học Thành phố Hồ Chí Minh14(2010) 140-146. ISBN: 978-604-82-1375-6 16 Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM [14]. Unicef và Viện Vệ sinh Y tế Công cộng, Arsenic issue in Mekong, Red river deltas and arsenic mitigation, Workshop in Tp. HCM(2006). [15]. Hossain, M.,Arsenic contamination in Bangladesh-An overview. Natural Resources Canada, Canada Centre for Remote Sensing, Ottawa, Canada(2005). [16]. Liu, W. J., Zhu, Y. G., Hu, Y., Williams, P. N., Gault, A. G., Meharg, A. A., Charnock, J. M. and Smith, P.A., Arsenic Sequenstration in Iron Plaque, Its Accumulation and Speciation in Mature Rice Plants (2006). [17]. Kocar, B.D., Polizzotto, M.L., Benner, S.G., Ying, S.C., Ung, M., Ouch, K., Samreth, S., Suy, B. Phan, K., Sampson, M. and Fendorf, S., Integrated biogeochemical and hydrologic processes driving arsenic release from shallow sediments to groundwaters of the Mekong Delta. Appl.Geochem.23(2008) 30593071. [18]. Ta, T.K.O, Nguyen, V.L., Tateishi, M., Kobayashi, I., Tanabe, S. and Saito, Y., Holocene delta evolution and sediment discharge of the Mekong River, Southern Vietnam.Quaternary Science Reviews21(2002) 1807-1819. ISBN: 978-604-82-1375-6 17 Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM VI-O-1.6 NGHIÊN CỨU SỰ TÍCH LŨY CACBON TRONG CÂY TẠI CỒN ÔNG TRANG, HUYỆN NGỌC HIỂN, TỈNH CÀ MAU Nguyễn Hà Quốc Tín1, Lê Tấn Lợi2, Lý Hằng Ni2 1 Trường Đại học Tây Đô (Nghiên cứu sinh ngành Môi trường đất và nước, khoa Môi Trường & TNTN, ĐHCT) 2 Bộ môn Tài nguyên đất đai, Khoa Môi trường & TNTN, ĐHCT Email: [email protected] or [email protected] TÓM TẮT Mục đích của nghiên cứu nhằm khảo sát mối quan hệ của sự tích lũy cacbon trong cây với các tính chất đất trong hệ sinh thái rừng ngập mặn tại cồn Ông Trang, huyện Ngọc Hiển, tỉnh Cà Mau. Đề tài tập trung nghiên cứu ba vấn đề: (1) khảo sát sinh khối cây và sự tích lũy cacbon trong cây (2) mối quan hệ giữa sinh khối, tích lũy cacbon trong cây với các tính chất đất trên ba địa hình tương ứng với ba loài cây chiếm ưu thế là Mắm trắng (Avicennia alba), Đước đôi (Rhizophora apiculata Blume) và Vẹt tách (Bruguiera parviflora). Bằng phương pháp lập ô định vị, khảo sát đo đạc thực tế và phân tích phòng thí nghiệm đề tài đạt được kết quả: Sinh khối và tích lũy cacbon giữa các loài cây có sự khác biệt ý nghĩa thống kê, trong đó giữa hai loài Mắm Trắng và Vẹt Tách không có khác biệt, giữa Đước Đôi và loài Vẹt Tách không có khác biệt, tuy nhiên giữa loài Đước Đôi và loài Mắm Trắng khác biệt có ý nghĩa. Sinh khối và tích lũy cacbon ở loài Mắm Trắng là thấp nhất, tiếp đến là Vẹt Tách, sinh khối và tích lũy cacbon cây Đước Đôi là cao nhất. Các tính chất đất Eh, pH, độ mặn của nước trong đất có xu hướng giảm dần từ địa hình cao với loài cây Vẹt Tách chiếm ưu thế đến địa hình trung bình với loài Đước Đôi chiếm ưu thế và thấp nhất là địa hình thấp với loài Mắm Trắng chiếm ưu thế. Chưa tìm thấy ảnh hưởng bởi của tính chất đất đến sinh khối và tích lũy cacbon trong cây. Từ khoá: sinh khối, rừng ngập mặn, tích lũy Cacbon, Cồn Ông Trang. GIỚI THIỆU Trên thế giới, rừng ngập mặn chiếm khoảng 22 triệu ha, tuy nhiên số lượng này đã giảm nhiều bởi những hoạt động của con người trong vài thập kỷ qua. Hiện nay, trên thế giới diện tích rừng ngập mặn còn khoảng 15 triệu ha (Tuan et al, 2002). Rừng ngập mặn ở Việt Nam tuy không nhiều nhưng chúng đóng một vai trò quan trọng bảo vệ môi trường, là nguồn tài nguyên vô cùng quý báu vùng ven bi ển nhiệt đới và á nhiệt đới (Nguyễn Hoàng Trí, 1999). Không những thế , rừng được ví như lá phổi xanh của nhân loại với tác dụng bảo vệ môi trường, điều hòa khí hậu, hạn chế xói lở, bảo vệ bờ biển, điều tiết nguồn nước và hạn chế lũ lụt. Hiện nay, trước tốc độ phát triển của các ngành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải… lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính như CO2, CH4, N2O, HFCs, PFCs, FS6…không ngừng tăng lên, khí hậu đang dần ấm lên, hàng loạt các thiên tai như hạn hán, bão, lũ lụt… xảy ra ngày càng nhiều và mức độ ngày càng nghiêm trọng. Rừng nói chung và rừng ngập mặn nói riêng góp phần quan trọng trong giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu, giá trị của rừng càng được nâng cao hơn thông qua khả năng lưu giữ và hấp thụ cacbon từ quá trình quang hợp, lượng cacbon chủ yếu được tích lũy ở dạng tăng sinh khối các bộ phận của cây rừng và trong đất rừng. Rừng là bể chứa cacbon, nó có vai trò đặc biệt quan trọng trong việc cân bằng O2 và CO2 trong khí quyển, do vậy rừng có ảnh hưởng lớn đến khí hậu từng quốc gia, lãnh thổ, từng vùng cũng như toàn cầu. Do đó, thấy được tầm quan trọng của việc xác định khả năng tích lũy cacbon của rừng nói chung và rừng ngập mặn nói riêng là cần thiết trong bối cảnh hiện nay để từ đó đề xuất các phương thức quản lý, bảo vệ rừng góp phần hạn chế sự gia tăng nhiệt độ của Trái đất là việc làm có ý nghĩa vô cùng quan trọng. Chính vì vậy, đề tài ―Nghiên cứu sự tích lũy cacbon trong cây và mối quan hệ giữa tích lũy cacbon với các tính chất đất tại cồn Ông Trang, huyện Ngọc Hiển, tỉnh Cà Mau‖ được thực hiện. PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP Phương tiện nghiên cứu Máy đo pH, Eh, độ mặn, khoan thu mẫu đất, máy định vị GPS, thước dây 2m, 30m, 50m, thước đo đường kính, túi nylon đựng mẫu. Văn phòng phẩm cho việc ghi chép số liệu và viết báo cáo. Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu được thực hiện tại cồn Ông Trang nằm ngay vị trí của sông Ông Trang (Cồn Trong) thuộc huyện Ngọc Hiển tỉnh Cà Mau. Trên cồn chọn ba dạng lập địa tương ứng với mức cao trình khác nhau theo độ dốc triều từ đầu cồn đến cuối cồn. Địa hình cao tương ứng với loài cây Vẹt Tách (Bruguiera parviflora) chiếm ưu thế, địa hình trung bình ISBN: 978-604-82-1375-6 18 Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM tương ứng với loài cây Đước Đôi (Rhizophora apiculata Blume) chiếm ưu thế và cuối cồn có địa hình thấp tương ứng với loài cây Mắm Trắng (Avicennia alba) chiếm ưu thế. Trên mỗi dạng địa hình, lập 3 ô tiêu chuẩn theo lát cắt thẳng hướng từ sông vào trong, ô tiêu chuẩn được bố trí theo dạng hình tròn có đường kính là 24 m và mỗi tâm ô cách nhau 50 m, tổng cộng 9 ô tiêu chuẩn. Trong mỗi ô tiêu chuẩn, tiến hành đo đường kính thân cây tại vị trí ngang ngực 1,3 m (DBH1,3). Dùng khoan lấy đất tại tâm các ô tròn và đo đạc các thông số môi trường như: pH và Eh đất, độ mặn của nước trong đất, hàm lượng chất hữu cơ trong đất ở các độ sâu 0 – 15cm, 15 – 30cm, 30 – 50cm, 50 – 100cm, và 100 – 120 cm. pH và Eh đất được đo trực tiếp tại ô tiêu chuẩn bằng cách sử dụng pH meter với điện cực bằng platin. Độ mặn của nước trong đất (‰) được đo trực tiếp tại ô tiêu chuẩn bằng cách lấy mẫu đất cho vào ống tiêm 50ml (giấy lọc được đặt dưới đáy ống tiêm) và trích dịch nước từ mẫu đất sau đó đo bằng dụng cụ salinometer. Hàm lượng chất hữu cơ (CHC) trong đất được xác định từ mẫu thu ngoài thực địa mang về phòng thí nghiệm phơi khô tự nhiên, sau đó nghiền và sàn qua rây, đối với từng mẫu đem cân khoảng 50g để vào cốc bỏ vào tủ sấy ở 1050C trong 1h30‘ cho hết hơi nước. Đem ra bình hút ẩm cho nguội, kế tiếp cân mẫu, mẫu sau khi sấy mang mẫu vào lò đốt ở 5500C trong 2h, xong để vào bình hút ẩm 30 phút cho nguội rồi cân mẫu để tính ra hàm lượng chất hữu cơ theo công thức: Công thức tính % CHC = ((m1050C - m5500C )/m5500C)*100 m1050C : khối lượng đất sau khi sấy ở lò sấy 1050C m5500C : khối lượng đất sau khi đốt ở lò vô cơ hóa mẫu 5500C Theo (Komiyama, Ong & Poungparn, 2008) sinh khối cây đứng và sinh khói rễ được tính như sau: + Sinh khối cây đứng: Wstand (kg)= 0,251*p*DBH2,46 (1) + Sinh khối rễ: Wroot (kg)= 0,199*p^0,899*DBH2,22 (2) Với: DBH: đường kính thân cây tại vị trí 1,3 m. p: tỉ trọng gỗ. + Cacbon cây đứng: C (Mg/ha) = 0,47*(Wstand /1000)/ ((3,14*R2)/10000) (3) 2 + Cacbon rễ: C (Mg/ha) = 0,39*(Wroot /1000)/ ((3,14*R )/10000) (4) Trong đó: R là bán kính ô tiêu chuẩn thu mẫu Đo các cây có DBH < 5cm trong đường tròn R = 2m. Đo các cây có DBH > 5cm trong đường tròn R = 7m. D A 2m 7m C 12m Mẫu đất thu tại tâm của ô B Hình 1. Sơ đồ bố trí chi tiết ô thu mẫu KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Sinh khối và tích lũy cacbon ba loài cây Vẹt Tách (Bruguiera parviflora), Đước Đôi (Rhizophora apiculata Blume), Mắm Trắng (Avicennia alba) Sinh khối và tích lũy cacbon cây đứng Vẹt Tách (Bruguiera parviflora) Qua Hình 2 ta nhận thấy rằng, sinh khối cây đứng giữa các ô tiêu chuẩn tại địa hình cao tương ứng loài Vẹt Tách là không giống nhau, ở ô tiêu chuẩn 1 sinh khối cây đứng là 204,77 tấn/ha, tiếp theo ô tiêu chuẩn 2 sinh khối cây đứng là 209,40 tấn/ha và tại ô tiêu chuẩn 3 sinh khối cây đứng thấp là nhất 96,52 tấn/ha. Trung bình cho dạng lập địa này ta có 170,23 tấn/ha. ISBN: 978-604-82-1375-6 19 Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM Hình 2. Sinh khối và tích lũy Cacbon theo ô tiêu chuẩn loài Vẹt Tách Sự chênh lệch sinh khối trên có thể nói là do sự hiện diện của số lượng cây tại các ô tiêu chuẩn, tuy số lượng cây tăng dần từ ô tiêu chuẩn 1 đến ô tiêu chuẩn 3 (Bảng 1). Tại ô tiêu chuẩn 3 tổng số cây là 68 trong đó cây có DBH > 5cm chỉ chiếm 19,12% còn lại cây có DBH <5 cm chiếm 80,88%. Ngược lại, tại ô tiêu chuẩn 1 có tổng số cây là 41 nhưng cây có DBH >5 cm chiếm 92,68% còn lại là cây có DBH <5 cm. Tương ứng với sinh khối cao thì tích lũy cacbon cũng cao và ngược lại, chính vì thế tích lũy cacbon cây đứng tại địa hình này là 80,01 tấn/ha. Cụ thể tại ô tiêu chuẩn 2 là cao nhất 98,42 tấn/ha, tiếp theo ô tiêu chuẩn 1 là 96,24 tấn/ha, ô tiêu chuẩn 3 có sinh khối thấp hơn nên tích lũy cacbon thấp hơn với giá trị là 45,37 tấn/ha. Bảng 1. Số lượng cây phân theo DBH trong ÔTC loài Vẹt Tách chiếm ưu thế Số lượng cây (cây) OTC DBH <5 cm DBH >5 cm Tổng 1 3 38 41 2 20 30 50 3 55 13 68 Theo Giz (2011), mật độ gỗ trong cây phần nào ảnh hưởng đến hàm lượng cacbon trong cây và như vậy nó cũng ảnh hưởng đến lâm phần thực vật. Trong nghiên cứu cho thấy các cây rừng có hình thái mảnh, tuy có mật độ dày nhưng sinh khối của chúng chỉ bằng một phần nhỏ của các cây có kích thước lớn, khoảng cách thưa. Qua đó nhận thấy, giá trị sinh khối và tích lũy cacbon cây đứng không bằng nhau ngay cả cùng loài và trên cùng một dạng lập địa, giá trị đó phụ thuộc vào sự chênh lệch về DBH và số lượng cây. Sinh khối và tích lũy cacbon rễ Vẹt Tách (Bruguiera parviflora) Sinh khối rễ dưới mặt đất là một thành phần quan trọng của hệ sinh thái rừng ngập mặn bởi vì nó chiếm một tỷ lệ tương đối cao so với sinh khối rừng trên mặt đất. Việc thu thập số liệu hoặc đo đếm sinh khối dưới mặt đất là một điều rất khó thực hiện và đặc biệt là khó khăn hơn cho việc thu thập và đo lường tại rừng ngập mặn. Hình 3. Sinh khối và tích lũy Cacbon rễ theo ô tiêu chuẩn loài Vẹt Tách Tương tự như sinh khối và tích lũy cacbon trên cây đứng ta dựa vào phương trình tương quan của Komiyama et al (2008) để tính toán sinh khối và tích lũy cacbon rễ. Kết quả nghiên cứu tại địa hình cao tương ISBN: 978-604-82-1375-6 20