CÁC CHẤT Ô NHIỄM TRONG TRẦM TÍCH TẦNG MẶT CÁC ĐẦM PHÁ VEN BỜ MIỀN TRUNG VIỆT NAM

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Tập 48, số 2A, 2010 Tr.804-814 CÁC CHẤT Ô NHIỄM TRONG TRẦM TÍCH TẦNG MẶT CÁC ĐẦM PHÁ VEN BỜ MIỀN TRUNG VIỆT NAM ĐẶNG HOÀI NHƠN, NGUYỄN THỊ KIM ANH, NGUYỄN HỮU CỬ 1. MỞ ĐẦU Đầm phá là một thủy vực ven bờ có địa hình tương đối nông, chứa đựng nhiều giá trị tài nguyên. Các giá trị tài nguyên sinh vật và sinh thái là những giá trị tiêu biểu của đầm phá ven bờ Việt Nam. Các đầm phá ven bờ miền Trung ngày càng chịu tác động của con người đến môi trường trong đó có môi trường trầm tích. Các đặc trưng môi trường trầm tích đầm phá ven bờ miền Trung Việt Nam được một số tác giả trong và ngoài nước đề cập và đánh giá [1, 3, 4, 12] và các chất ô nhiễm trong trầm tích [5, 7, 9, 10, 11]. Các xuất bản nêu trên thuộc đề tài hợp tác song phương giữa Việt Nam-Italia giai đoạn 2004-2006 phần lớn tập trung vào đầm phá Tam Giang - Cầu Hai, các đầm phá nhỏ khác còn thiếu thông tin. Ngoài ra còn các tác giả trong nước khác liên quan đến các chất ô nhiễm trong trầm tích qua các báo cáo và các xuất bản [6, 13] đã làm sáng tỏ một phần những thông tin của các chất ô nhiễm trong trầm tích. Trong khuôn khổ của bài báo này chúng tôi đề cập đến các đầm phá Tam Giang - Cầu Hai, Lăng Cô, Trường Giang, Nước Mặn, An Khê, Nước Ngọt, Thị Nại, Cù Mông, Ô Loan, Thủy Triều, Đầm Nại của dải ven bờ miền Trung Việt Nam. 2.1. Tài liệu 2. TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP Kết quả trình bày trong bài báo này là số liệu khảo sát của đề tài hợp tác song phương giữa Việt Nam và Italia trong 2 giai đoạn là 2004-2006 và 2007-2009. Hai đợt khảo sát được tiến hành vào tháng 12 năm 2007 và tháng 6-7 năm 2008, có tổng số 11 đầm phá được khảo sát. 2.2. Phương pháp Phương pháp điều tra khảo sát chi tiết được tiến hành vào mùa mưa và mùa khô. Các mẫu thu ngoài hiện trường được bảo quản ở 4 o C cho các phân tích địa hóa. Các trạm khảo sát được xác định bằng GPS Garmin 126 và được lên như hình 1. Phương pháp phân tích dầu: lấy mẫu trầm tích sau khi đã được nghiền và loại bỏ cấp hạt lớn hơn 2 mm sau đó cho n-hexan để qua đêm, ngày hôm sau chiết rút bằng phễu chiết thêm 2 lần nữa, đảm bảo rằng dầu mỡ trong mẫu được chiết hết. Sử dụng Na 2 SO 4 khan để hút nước có ở trong mẫu, tránh còn lại nước trong dung dịch chiết. Dung dịch chiết còn lại đem cho dòng khí nitơ lạnh đi qua làm bay hơi dung môi n-hexan, khối lượng dầu-mỡ còn lại đem cân và tính khối lượng. 804

Hình 1. Sơ đồ trạm khảo sát các đầm phá miền Trung 805

Hình 1 (tiếp). Sơ đồ trạm khảo sát các đầm phá miền Trung 806

Phương pháp phân tích cyanua: lấy mẫu trầm tích ướt, thêm H 2 SO 4 đặc nóng, lắp vào bộ chưng cất hồi lưu đảo ngược. Khi đó lượng cyanua tạo ra trong môi trường axit sẽ bay hơi và được đưa qua ống sinh hàn, khí thoát ra được hấp thụ trong dung dịch NaOH 0,1 N. Lượng dung dịch thu được sẽ được định mức 40 ml và so màu với thuốc thử pyridin (axit barbituric) tại bước sóng 582 nm Phương pháp phân tích kim loại: lấy một lượng trầm tích cho vào bình tam giác sau đó thêm vào H 2 O 2 30% và HNO 3 8N sử dụng ống hoàn lưu làm mát bằng không khí (Vigreux Refux) tránh mất các nguyên tố dễ bay hơi như As, Hg, Se. Đun trên bếp phá mẫu ở 120 o C trong 2 giờ, để nguội và lọc qua giấy 0,45 μm, cố định mẫu đến 100 ml rồi đem phân tích trên máy quang phổ hấp phụ nguyên tử (ASS). Các kim loại Cu, Pb, Zn, Cr, Cd sử dụng kĩ thuật phân tích ngọn lửa. Riêng phân tích Hg và As sử dụng kĩ thuật hydrit hóa (Hydride Generation). Để bảo đảm chất lượng và kiểm soát chất lượng phân tích mẫu trầm tích, các kĩ thuật cài đặt mẫu trắng phòng thí nghiệm, phân tích trầm tích chuẩn PACS-2 và MESS-3 được sử dụng nhằm đánh giá quá trình phá mẫu trầm tích Phương pháp phân tích hóa chất bảo vệ thực vật: lấy trầm tích sau đó sử dụng dung môi n- hexan để rút các hợp chất hóa chất bảo vệ thực vật trong trầm tích bằng soxlet trong 8h, mẫu sau khi được chiết ra từ trầm tích được làm giàu sau đó loại bỏ các chất gây cản trở rồi đem phân tích trên máy sắc kí khí. 3.1. Dầu - mỡ trong trầm tích 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Hàm lượng dầu-mỡ trong trầm tích tầng mặt vào mùa mưa hàm lượng dao động 57,49 mg/kg - 591,60 mg/kg. Mùa khô hàm lượng dầu-mỡ dao động 62,56 mg/kg - 644,91 mg/kg. Đầm phá có hàm lượng dầu-mỡ trong trầm tích cao là đầm Cù Mông, Thủy Triều, An Khê. Hàm lượng dầu thấp tập trung trong các đầm Ô Loan, Nước Mặn, Nước Ngọt (hình 2). 3.2. Cyanua trong trầm tích 70 0.40 60 50 0.30 DÇu-mì (mg/kg) 40 30 Cyanua (mg/kg) 0.20 20 0.10 10 TG-CH LC Tr.G. AK NM NN TN CM OL Th.T N Hình 2. Hàm lượng dầu - mỡ trong trầm tích tầng Tr.G. AK NM NN TN CM OL Th.T N Tr.G. - Tr êng Giang; AK - An Khª; NM - N íc MÆn; NN - N íc Ngät; TN - ThÞ N¹i; CM - Cï M«ng; OL - Loan; Hình 3. Hàm lượng cyanua trong trầm tích tầng 807

mặt các đầm phá miền Trung mặt các đầm phá miền Trung Hàm lượng cyanua trong trầm tích vào mùa mưa dao động 0,09 mg/kg - 0,37 mg/kg, mùa khô hàm lượng cyanua dao động 0,07 mg/kg - 0,28 mg/kg. Các đầm có hàm lượng cyanua cao tập trung vào mùa mưa là Trường Giang, Ô Loan, Nước Ngọt. Các đầm có hàm lượng cyanua thấp là Thị Nại, Thủy Triều (hình 3). 3.3. Đồng trong trầm tích Hàm lượng Cu trong trầm tích tầng mặt dao động từ 7,82 mg/kg - 29,68 mg/kg. Một vài đầm đã vượt quá các ngưỡng gồm Lăng Cô, Nước Mặn, Nước Ngọt, Thị Nại và Ô Loan, các đầm còn lại chưa vượt ngưỡng, tuy vậy chưa có đầm nào vượt ngưỡng (hình 4). 3.4. Chì trong trầm tích Hàm lượng Pb trong trầm tích tầng mặt 23,17 mg/kg - 53,16 mg/kg, ở hầu hết các đầm phá hàm lượng Pb đều vượt ngưỡng, một số đầm vượt ngưỡng. Các đầm phá có hàm lượng Pb thấp hơn là Thủy Triều, Nước mặn và Cù Mông (hình 5). 3.5. Kẽm trong trầm tích Hàm lượng Zn trong các trầm tích tầng mặt dao động từ 60,57 mg/kg - 125,00 mg/kg. Hàm lượng Zn thấp nhất bắt gặp trong trầm tích Đầm Nại và cao nhất bắt gặp trong trầm tích đầm Lăng Cô và Nước Ngọt còn lại hầu hết các đầm đều có hàm lượng thấp hơn ngưỡng và (hình 6). 3.6. Cadimi trong trầm tích Hàm lượng Cd trong trầm tích tầng mặt dao động từ 0,04 mg/kg - 0,48 mg/kg, hàm lượng Cd cao nhất bắt gặp trong đầm An Khê, Nước Ngọt, Nước Mặn. Hàm lượng Cd trong trầm tích tầng mặt các đầm phá đều có hàm lượng Cd thấp hơn các ngưỡng và (hình 7). 3.8. Asen trong trầm tích Hàm lượng As trong các trầm tích tầng mặt dao động 0,22 mg/kg - 1,31 mg/kg, hàm lượng As thấp ở hầu hết các đầm phá, cao nhất bắt gặp ở các đầm Lăng Cô, Nước Mặn, Nước Ngọt và Thị Nại với hàm lượng lớn hơn 1,00mg/kg, còn lại là các đầm đều có hàm lượng thấp hơn 1,00 mg/kg. (hình 8). 3.9. Thủy ngân trong trầm tích Hàm lượng Hg trong trầm tích tầng mặt 0,11 mg/kg - 0,59 mg/kg, hàm lượng Hg vượt quá ngưỡng và ở hầu hết các đầm phá, vượt quá ngưỡng PEL là Nước Ngọt và Thủy Triều. Một số đầm phá như Trường Giang, An Khê có hàm lượng Hg nhỏ hơn ngưỡng và (hình 9). 3.10. Lindan trong trầm tích 808

Hàm lượng lindan trong trầm tích dao động từ 0,0150 µg/kg - 1,0677 µg/kg, hàm lượng lindan cao tập trung trong trầm tích Đầm Nại, Cù Mông. Các đầm phá còn lại có hàm lượng thấp hơn. Phần lớn lindan xuất hiện trong mùa khô với hàm lượng cao hơn mùa mưa. Hàm lượng lindan chỉ xuất hiện ở đầm Tam Giang Cầu Hai vào cả mùa mưa và mùa khô, lindan trong trầm tích các đầm phá khác hầu như mùa mưa không phát hiện được (hình 10). 5 6 4 5 4 Cu (mg/kg) 3 2 Pb (mg/kg) 3 2 1 1 Hình 4. Hàm lượng Cu trong trầm tích tầng mặt các đầm phá miền Trung 18 16 Hình 5. Hàm lượng Pb trong trầm tích tầng mặt các đầm phá miền Trung 0.80 Zn (mg/kg) 14 12 10 8 Cd (mg/kg) 0.60 0.40 0.20 6 4 0.10 2 Hình 6. Hàm lượng Zn trong trầm tích Hình 7. Hàm lượng Cd trong trầm tích 3.11. Aldrin trong trầm tích Hàm lượng aldrin trong trầm tích dao động 0,0420 µg/kg - 0,0900 µg/kg, hàm lượng aldrin chỉ phát hiện được trong một số đầm Tam Giang Cầu Hai, Trường Giang, Nước Mặn, Thủy Triều. Phần lớn hàm lượng adrin xuất hiện vào mùa khô, mùa mưa không thấy xuất hiện trong bất kì đầm nào (hình 11). 809

3.12. Endrin trong trầm tích Hàm lượng endrin trong trầm tích dao động 0,0681 µg/kg - 26,8815 µg/kg, hàm lượng endrin cao xuất hiện trong các đầm An Khê, Nước Mặn, Nước Ngọt. Phần lớn endrin xuất hiện vào mùa mưa, mùa khô hàm lượng thấp và gần như không phát hiện được, duy nhất có đầm Tam Giang Cầu Hai phát hiện được trong cả hai mùa (hình 12). 8.00 0.70 0.60 As (mg/kg) 7.00 2.00 Hg (mg/kg) 0.50 0.40 0.30 PEL 1.00 0.20 0.10 Hình 8. Hàm lượng As trong trầm tích Hình 9. Hàm lượng Hg trong trầm tích 1.2000 0.1000 Lindan (microgram/kilogram) 0.8000 0.4000 0.2000 Aldrin (microgram/kilogram) 0.0800 0.0600 0.0400 0.0200 00 TG-CHTr.G. AK NM NN TN CM OL Th.T N Hình 10. Hàm lượng lindan trong trầm tích tầng mặt các đầm phá miền Trung 00 TG-CHTr.G. AK NM NN TN CM OL Th.T N Hình 11. Hàm lượng aldrin trong trầm tích tầng mặt các đầm phá miền Trung 3.13. 4,4 DDE trong trầm tích Hàm lượng 4,4 DDE trong trầm tích tầng mặt dao động 0,0290 µg/kg - 0,8762 µg/kg, 4,4 DDE xuất hiện trong trầm tích cả mùa mưa và mùa khô tuy vậy 4,4 DDE xuất hiện phần lớn 810

vào mùa khô, mùa mưa chỉ xuất hiện vào đầm Tam Giang-Cầu Hai và Ô Loan (hình 13). Hầu hết các đầm có hàm lượng 4,4 DDE nhỏ hơn ngưỡng và vào cả hai mùa. 3.14. Dierin trong trầm tích Hàm lượng diedrin trong trầm tích dao động 0,0663 µg/kg - 0,2320 µg/kg, dielrin xuất hiện trong các đầm Tam Giang - Cầu Hai, Thị Nại, Cù Mông, Ô Loan, Đầm Nại. Các đầm khác diedrin không xuất hiện. Hàm lượng dierin cao trong các đầm Tam Giang - Cầu Hai, Thị Nại, Cù Mông đã vượt ngưỡng, tuy vậy chưa có đầm nào vượt ngưỡng (hình 14). Endrin (microgram/kilogram) 500 300 100 4,4' DDE (microgram/kilogram) 0.1000 0.1000 TG-CH Tr.G. AK NM NN TN CM OL Th.T N Hình 12. Hàm lượng endrin trong trầm tích 0.0100 TG-CHTr.G. AK NM NN TN CM OL Th.T N Hình 13. Hàm lượng 4,4 DDE trong trầm tích Dieldrin (microgram/kilogram) 0.2000 0.1000 0.0500 4,4' DDD (microgram/kilogram) 800 600 3.0000 2.0000 0.0100 TG-CHTr.G. AK NM NN TN CM OL Th.T N 00 TG-CH Tr.G. AK NM NN TN CM OL Th.T N Hình 14. Hàm lượng diedrin trong trầm tích Hình 15. Hàm lượng 4,4 DDD trong trầm tích 811

300 4,4' DDT (microgram/kilogram) 0.1000 0.0100 TG-CHTr.G. AK NM NN TN CM OL Th.T N Hình 16. Hàm lượng 4,4 DDT trong trầm tích 3.15. 4,4 DDD trong trầm tích Hàm lượng 4,4 DDD trong trầm tích dao động 0,1336 µg/kg - 84,6526 µg/kg, hầu hết các đầm phá đều có hàm lượng vượt quá ngưỡng và vào mùa mưa. Vào mùa khô 4,4 DDD có hàm lượng thấp hơn mùa mưa, một số đầm phá Tam Giang-Cầu Hai, Trường Giang, Nước Mặn có hàm lượng vượt ngưỡng và, các đầm phá khác có hàm lượng 4,4 DDD thấp hơn ngưỡng (hình 14). 3.16. 4,4 DDT trong trầm tích Hàm lượng 4,4 DDT trong trầm tích dao động 0,1297 µg/kg - 16,1551 µg/kg, một số đầm phá có hàm lượng 4,4 DDT vượt quá ngưỡng và là các đầm Trường Giang, Nước Mặn vào mùa khô. 4,4 DDT trong các đầm vào mùa mưa có hàm lượng thấp hơn ngưỡng và (hình 16). 4. KẾT LUẬN Các chất ô nhiễm trong trầm tích tầng mặt các đầm phá ven bờ miền Trung Việt Nam đã bắt đầu bị những tác động do những hoạt động của con người, một số kim loại nặng, hoá chất bảo vệ thực vật, dầu-mỡ trong trầm tích có hàm lượng khá cao. Một số chất ô nhiễm vượt ngưỡng và. Những hóa chất bảo vệ thực vật có hàm lượng cao đột biến trong trầm tích có liên quan mật thiết đến các hoạt động canh tác nông nghiệp quanh đầm phá và có liên quan đến quá trình và thời gian canh tác. Hàm lượng của các chất ô nhiễm trong trầm tích cao có nguy cơ ảnh hưởng đến sức khỏe của các hệ sinh thái trong các đầm phá ven bờ miền Trung và sức khỏe của con người thông qua tích lũy của các chất ô nhiễm trong chuỗi thức ăn. 812

TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Albertazzi S. et al. - 210 Pb and 137 Cs in sediment of Central Vietnam coastal lagoons: Tentative assessment of accumulation rate, Journal of Marine Science and Technology, Supplement 1, 73-81. Vietnamese Academy of Science and Technology Publisher, Hanoi, 2007. 2. Canadian Council of Ministers of the Environment - Canadian environmental quality guidelines, 1999. 3. Nguyen Huu Cu, Mauro Frignani and Gabriele Capodaglio - Studying the coastal lagoon environment in Central Vietnam, Journal of Marine Science and Technology, Supplement 7 (1) (2007) 6-19. 4. Nguyễn Hữu Cử và nnk - Nghiên cứu sử dụng hợp lý tiềm năng đầm Lập An, Báo cáo đề tài cấp tỉnh, lưu trữ tại Viện Tài nguyên và Môi trường biển, Hải Phòng, 2007. 5. Gabriele Capodaglio et al. - Heavy metals in sediment of Tam Giang - Cau Hai lagoon, Journal of Marine Science and Technology, Supplement 7 (1) (2007) 82-91. 6. Nguyễn Văn Hợp et al. - Đánh giá chất lượng nước và trầm tích đầm phá Tam Giang - Cầu Hai 2006-2007, Báo cáo hợp phần Tài nguyên Thiên nhiên, Dự án IMOLA, Huế, 2008, 101 trang. 7. Mario Sprovieri et al. - PAHs in sediment of coastal lagoon in Central Vietnam, Journal of Marine Science and Technology, Supplement 7 (1) (2007) 121-131. 8. National Oceanic and Atmospheric Administation - Sediment Quanlity Guidelines develovep for the National Status and Trend Program, Washington, USA, 1999. 9. Rossano Piazza et al. - PCDD/F, hydrocarbons and pesticides in sediments of Tam Giang - Cau Hai, Central Vietnam, Journal of Marine Science and Technology, Supplement 7 (1) (2007a) 102-109. 10. Rossano Piazza et al. - PCBs in sediment of the coastal lagoon in Central Vietnam, Journal of Marine Science and Technology, Supplement 7 (1) (2007b) 110-120. 11. Silvia Giuliani et al. - Sediment contamination in Central Vietnam coastal lagoons: Discussion, Journal of Marine Science and Technology, Supplement 7 (1) (2007) 140-158. 12. Stefania Romano et al. - General Sedimentological characteristics of the Tam Giang - Cau Hai lagoon, Journal of Marine Science and Technology, Supplement 7 (1) (2007) 63-72. 13. Nguyễn Mạnh Thắng, Nguyễn Thị Kim Anh, Nguyễn Hữu Cử, Đặng Hoài Nhơn - Dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong trầm tích đầm phá Tam Giang - Cầu Hai (Thừa Thiên Huế), Tuyển tập Tài nguyên và Môi trường biển, Tập XIII, NXB Khoa học và Kĩ thuật Hà Nội, 2008, tr. 92-101. SUMMARY POLLUTANTS IN SURFACE SEDIMENT OF COASTAL LAGOONS IN CENTRE OF VIET NAM Coastal lagoons in the Centre of Vietnam are shallow coastal bodies; there are rich resources, especially biological resource. The human activities began effect to sedimentary environment; this study had been carrying out in 11 coastal lagoons from Thua Thien Hue to 813

Ninh Thuan province including Tam Giang - Cau Hai, Lang Co, Truong Giang, An Khe, Nuoc Man, Nuoc Ngot, Cu Mong, Thi Nai, O Loan, Thuy Trieu and Dam Nai. Pollutants had been carrying out study are cyanide, oil-grease, heavy metals and pesticide. The concentration of pollutants in surface sediment of lagoons included oil-grease was ranged from 57.49 mg/kg - 644.91 mg/kg, cyanide was ranged from 0.07 mg/kg - 0.37 mg/kg, Cu was ranged from 2.28 mg/kg - 32.11 mg/kg, Pb was ranged 7.75 mg/kg - 56.80 mg/kg, Zn was ranged 11.34 mg/kg - 156.84 mg/kg, Cd was ranged 0.02 mg/kg - 0.57 mg/kg, As was ranged 0.22 mg/kg - 1.66 mg/kg, Hg was ranged 0.03 mg/kg - 1.04 mg/kg, lindan was ranged 0.0150 mg/kg - 1.0677 µg/kg, aldrin was ranged 0.0420 mg/kg - 0.0900 µg/kg, endrin was ranged 0.0681 mg/kg - 26.8815 µg/kg, 4,4 DDE was ranged 0.0290 mg/kg - 0.8762 µg/kg, diedrin was ranged 0.0663 mg/kg - 0.2320 µg/kg, 4,4'DDD was ranged 0.1336 mg/kg - 84.6526 µg/kg, 4,4'DDT was ranged 0.1297 mg/kg - 16.1551 µg/kg. Some heavy metals in sediment were over or as Cu, Pb, Zn, Hg from 1 to 2 times. These pesticides were 4,4 DDE, dieldrin, 4,4'DDD were over or. These pollutants are factor impact to organism, environmental coastal lagoons and impact to health of ecosystem and human. Đặng Hoài Nhơn a,b, Nguyễn Thị Kim Anh a, Nguyễn Hữu Cử a a Viện Tài Nguyên và Môi trường biển 246 Phố Đà Nẵng, TP. Hải Phòng b Khoa Địa chất, Trường đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, 334 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội Email: nhondh@imer.ac.vn 814