Đánh giá chất lượng nước các khu vực đảo và quần đảo đá vôi ở Việt Nam

Kỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu cơ bản trong “Khoa học Trái đất và Môi trường” DOI: 10.15625/vap.2019.000177 450 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG NƢỚC CÁC KHU VỰC ĐẢO VÀ QUẦN ĐẢO ĐÁ VÔI Ở VIỆT NAM Cao Thị Thu Trang, Đỗ Công Thung, Lê Văn Nam, Phạm Thị Kha, Nguyễn Văn Bách, Đinh Hải Ngọc Viện Tài nguyên và Môi trường biển, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam Email: trangct@imer.vast.vn TÓM TẮT Với gần 3000 hòn đảo lớn nhỏ, các khu vực đảo và quần đảo của Việt Nam có các đặc trưng nổi bật về chất lượng nước, đa dạng sinh học và môi trường. Các đảo chủ yếu được thành tạo từ đá cacbonat (đá vôi), đá mắcma, đá xâm nhập, đá trầm tích và phun trào, trong đó các đảo đá vôi chiếm ưu thế, tập trung chủ yếu ở khu vực vịnh Bắc Bộ. Bài báo này trình bày các kết quả nghiên cứu, đánh giá về chất lượng nước biển các khu vực đảo và quần đảo đá vôi đặc trưng của Việt Nam qua các đợt khảo sát năm 2017 - 2018. Các kết quả nghiên cứu góp phần làm rõ đặc điểm môi trường nước tại các khu vực đảo đá vôi của Việt Nam trong mối liên hệ với đa dạng sinh học biển. Từ khóa: Đảo đá vôi, chất lượng nước. 1. GIỚI THIỆU Việt Nam có khoảng 2773 hòn đảo ven bờ với diện tích 1721km2 song lại phân bố rất khác nhau tại các vùng biển. Ven bờ Bắc Bộ là nơi tập trung nhiều đảo nhất (2321 đảo) chiếm tới 83,7% tổng số đảo và 48,9% tổng diện tích đảo.Ven bờ Bắc Trung Bộ có ít đảo nhất, chỉ chiếm 2% tổng số đảo và 0,83% tổng diện tích các đảo. Ven bờ Nam Trung Bộ và Nam Bộ có số lượng đảo tương đương nhau (khoảng 7%) nhưng về mặt diện tích thì các đảo ven bờ Nam Bộ lại khá tương đương với Bắc Bộ, chiếm 40,3% tổng diện tích các đảo, còn các đảo ven bờ Nam Trung Bộ chỉ chiếm 10% [1]. Các đảo chủ yếu được thành tạo từ đá cacbonat (đá vôi), đá mắcma, đá xâm nhập, đá trầm tích và phun trào, trong đó các đảo đá vôi chiếm ưu thế, tập trung chủ yếu ở khu vực vịnh Bắc Bộ. Môi trường nước của các đảo đá vôi cũng có những đặc trưng cơ bản, quy định phân bố loài và đa dạng sinh học. Trong khuôn khổ đề tài cấp nhà nước “Nghiên cứu đa dạng sinh học các đảo đá vôi, quần đảo đá vôi vùng biển Việt Nam; đề xuất giải pháp và mô hình sử dụng, bảo tồn và phát triển bền vững”, mã số KC09-11/16/20, các đợt khảo sát thực địa đã được thực hiện nhằm đánh giá đặc trưng chất lượng nước của các đảo đá vôi. 2. PHƢƠNG PHÁP 2.1. Phƣơng pháp điều tra khảo sát biển 2.1.1. Thời gian và địa điểm khảo sát Hai đợt khảo sát đã được thực hiện tại các vùng trọng điểm nghiên cứu - nơi phân bố các đảo đá vôi. Đợt khảo sát thứ nhất diễn ra từ tháng 12/2017 đến tháng 1/2018, đợt khảo sát thứ hai diễn ra từ tháng 7 đến tháng 8/2018. Các khu vực trọng điểm bao gồm: Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long (các điểm Vụng Hà, Cống Đỏ, Đầu Gỗ, Hòn Đá Đen, Hang Tè, Cất Chương To, Đầu Bê, Bồ Nâu, Hang Trai, Bù Xám, Hòn Tây Hói, Cuồn Buồm), khu vực Cát Bà - Long Châu (các điểm Hang Sáng, Vạn Bội, Giỏ Cùng, Cát Dứa, đảo Long Châu) và khu vực Kiên Giang (Hòn Tre, Hòn Rễ Nhỏ, Hòn Đá Lửa, Hang Tuyền) - hình 1. 2.1.2. Phương pháp thu, bảo quản mẫu Mẫu nước biển được thu tuân theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5998 : 1995 (ISO 5667-9 : 1992) - Chất lượng nước - Lấy mẫu - Hướng dẫn lấy mẫu nước biển [2]. Kỹ thuật bảo quản mẫu để phân tích các thông số này tuân theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5993 : 1995 (ISO 5667 - 3 : Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2019 451 1985) - Mẫu nước - Chất lượng nước - Lấy mẫu - Hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu [3]. Các chỉ tiêu được đo đạc ngoài hiện trường gồm nhiệt độ, pH, oxy hòa tan (DO), độ muối và độ đục. (a) (b) Hình 1-a. Sơ đồ vị trí thu mẫu a - khu vực Đông Bắc Bộ: Hạ Long - Cát Bà -Long Châu và b - khu vực Kiên Giang. 2.1.3. Phương pháp phân tích mẫu trong Phòng thí nghiệm Các chỉ tiêu được phân tích trong phòng thí nghiệm gồm: chất hữu cơ (BOD5, COD), chất dinh dưỡng (nitrit, nitrat, amoni, photphat, N-T, P-T), dầu mỡ, kim loại nặng (Cu, Pb, Zn, Hg), và các hợp chất bảo vệ thực vật cơ clo. Các phương pháp phân tích các thông số chất lượng nước trong phòng thí nghiệm được tuân theo các tiêu chuẩn của Việt Nam và quốc tế đã ban hành. 2.2. Xử lý số liệu Các số liệu khảo sát và phân tích được xử lý thống kê và so sánh với các quy chuẩn chất lượng nước biển ven bờ của Việt Nam QCVN 10:2015/BTNMT và các tiêu chuẩn Asean đối với nước biển ven bờ dùng để bảo vệ đời sống thủy sinh. 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Các yếu tố thủy lý, thủy hóa trong nƣớc các đảo và quần đảo đá vôi - Nhiệt độ nước biển các khu vực đảo đá vôi dao động từ 20,4 - 32,5oC, trong đó sự chênh lệch nhiệt độ nước giữa mùa mưa và mùa khô khá rõ ở các khu đảo và quần đảo miền Bắc. Tại khu vực miền Bắc, vào mùa mưa, do trùng với các tháng hè nên nhiệt độ nước tăng cao có thể ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của các hệ sinh thái san hô, cá v.v. - Giá trị pH dao động từ 7,45 đến 8,35 đơn vị trong đó pH thấp bắt gặp ở khu vực vịnh Hạ Long và Cát Bà vào các tháng mùa mưa. pH nước biển khá ổn định, dao động quanh giá trị 8 chứng tỏ vai trò to lớn của hệ đệm cacbonat - bicacbonat trong nước biển, có tác dụng cân bằng các ion trong thủy vực, giúp cho chất lượng nước ổn định. - Độ muối nước biển các khu vực đảo đá vôi dao động từ 17 - 32‰ trong đó vào mùa khô độ muối cao và ổn định, giá trị trung bình các khu vực là 29,5‰. Mùa mưa, do ảnh hưởng nguồn nước ngọt từ lục địa nên độ muối có giảm, đặc biệt tại khu vực vịnh Hạ Long và Cát Bà, giá trị trung bình mùa mưa là 28‰. - Độ đục nước biển khá thấp, dao động từ 1 - 6 NTU rất thuận lợi cho sự phát triển của rạn san hô và sự quang hợp của thực vật thủy sinh. Mùa mưa, nước có xu hướng đục hơn so với mùa khô liên quan đến sự khuấy động của nước mưa và nguồn nước sông đổ ra. 3.2. Các chất hữu cơ tiêu oxy trong nƣớc Hàm lượng oxy hòa tan (DO): DO trong nước biển khu vực các đảo và quần đảo đá vôi khá cao, giá trị nằm trong khoảng 5,67 - 7,02mg/l, trung bình 6,64 mg/l trong mùa khô và 6,49 mg/l trong mùa mưa, nằm trong GTGH của QCVN 10:2015/BTNMT đối với nước biển ven bờ. Hàm lượng oxy hòa tan trong nước cao rất thuận lợi cho sự sinh trưởng và phát triển của sinh vật. Kỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu cơ bản trong “Khoa học Trái đất và Môi trường” 452 Nhu cầu oxy sinh hóa nằm trong khoảng 1,42 - 3,18 mgO2/l. So sánh nhu cầu oxy sinh hóa giữa các khu vực nhận thấy nước tại Long Châu có nhu cầu oxy sinh hóa thấp nhất, tiếp đến là khu vực Cát Bà, vịnh Hạ Long - Bái Tử Long, cao nhất là tại Kiên Lương. Đây là các khu du lịch nên chất lượng nước tại đây chịu ảnh hưởng lớn bởi các hoạt động du lịch - dân sinh, đặc biệt là khu vực Kiên Lương. So với GTGH được quy định trong QCVN 08:2015/BTNMT đối với nước mặt (6mg/l) thì nước khu vực các đảo đá vôi không có biểu hiện ô nhiễm chất hữu cơ dễ phân hủy. - Nhu cầu oxy hóa học trong khoảng 2,0 - 4,42 mg/l trong đó các giá trị cao bắt gặt tại tại Cống Đỏ (Vịnh Hạ Long) mùa tháng 12/2017. So sánh nhu cầu oxy hóa học giữa các khu vực nhận thấy nước tại Cát Bà và Long Châu có nhu cầu oxy hóa học thấp nhất, tiếp đến là khu vực vịnh Hạ Long - Bái Tử Long, cao nhất là tại Kiên Lương. So với GTGH được quy định trong QCVN 08:2015/BTNMT đối với nước mặt (15mg/l) thì nước khu vực các đảo đá vôi không có biểu hiện ô nhiễm chất hữu cơ. Tuy nhiên cần chú ý đến nước tại khu vực các đảo của Kiên Lương có nhu cầu oxy hóa học cao hơn so với các điểm khác 3.3. Các chất dinh dƣỡng trong nƣớc Hàm lượng muối dinh dưỡng khoáng nitrit dao động từ 4,35 - 48,87 g/l trong đó giá trị trung bình cao nhất tại Cát Bà, Vịnh Hạ Long, Kiên Lương và vịnh Bái Tử Long. Việt Nam không quy định GTGH của nitrit đối với nước biển ven bờ, tuy nhiên giá trị này trong tiêu chuẩn Asean là 55 g/l. So với tiêu chuẩn này thì nước các khu vực đảo đá vôi không bị ô nhiễm bởi nitrit. Ngược lại, hàm lượng muối nitrat khá cao khi so với tiêu chuẩn Asean (60 g/l), giá trị tại các khu vực đảo và quần đảo đá vôi là từ 22,46 -119,17 g/l trong đó nước có biểu hiện ô nhiễm nitrat tại Cống Đỏ (Vịnh Hạ Long), Cất Chương To (vịnh Bái Tử Long), Cát Dứa (Cát Bà) và đặc biệt là khu vực Kiên Lương (Kiên Giang) có biểu hiện ô nhiễm tại tất cả các điểm thu mẫu trong tháng 8/2018. Hàm lượng muối amoni trong nước dao động khá lớn từ 15,83 - 553,18 g/l trong đó các đảo và quần đảo đá vôi miền Bắc không bị ô nhiễm amoni nếu so với GTGH của QVN 10:2015/BTNM đối với nước biển ven bờ (100 g/l), tuy nhiên có xu hướng tăng cao vào mùa mưa. Trong khi tại Kiên Lương, nước có biểu hiện ô nhiễm amoni vào mùa mưa tại hầu hết các điểm thu mẫu, đặc biệt tại Hang Tuyền, giá trị amoni lớn hơn GTGH 5,5 lần. Sự gia tăng hàm lượng muối dinh dưỡng khoáng của nitơ vào mùa mưa tại Kiên Lương có thể có ảnh hưởng đến sự tồn tại, sinh trưởng của rạn san hô, vì vậy cần có các giám sát rạn san hô kịp thời để sớm ngăn chặn sự suy thoái rạn. Hàm lượng muối photphat dao động từ 9,8 - 175,73 g/l thấp hơn GTGH được quy định trong QCVN 10:2018/BTNMT đối với nước biển ven bờ (200 g/l). Tuy nhiên, so với tiêu chuẩn Asean (45 g/l) thì khu vực Vụng Hà (vịnh hạ Long) và Cát Bà có biểu hiện ô nhiễm photphat, đặc biệt vào mùa khô. 3.4. Các chất ô nhiễm - Dầu mỡ: nước biển khu vực đảo và các đảo đá vôi có hàm lượng dầu trong nước từ 0,05 -0,5 mg/l, hầu hết các điểm khảo sát đều có hàm lượng dầu nhỏ hơn GTGH được quy định trong QCVN 10:2015/BTNMT. Tuy nhiên, nếu so với Tiêu chuẩn Asean (0,14 mg/l) thì nước tại các khu vực đều bị ô nhiễm dầu, trừ khu vực Kiên Lương - Kiên Giang (mùa mưa). - Các kim loại nặng: trong số 4 kimn loại nặng được khảo sát là Cu, Pb, Zn và Hg, không phát hiện thấy sự ô nhiễm các kim loại nặng này trong nước biển khu vực đảo và quần đảo đá vôi. - Các Hóa chất bảo vệ thực vật gốc clo: Kết quả khảo sát dư lượng HCBVTV cơ clo trong nước khu vực các đảo đá vôi cho thấy, giá trị tổng HCBVTV cơ clo dao động từ không phát hiện đến 139,48 ng/l trong đó hàm lượng cao nhất phát hiện tại Long Châu. Ngoại trừ mẫu cao đột biến tại Long Châu thì giá trị trung bình của tổng HCBVTV cơ clo dao động khá tương đồng giữa các khu vực (từ 0,7 - 4,7 ng/l), nước không bị ô nhiễm các hợp chất này. Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2019 453 4. KẾT LUẬN Các kết quả khảo sát tháng 11/2017 và tháng 8/2018 cho thấy nước biển các khu vực đảo và quần đảo đá vôi có độ đục thấp, nồng độ oxy hòa tan cao, thuận lợi cho sự phát triển của các sinh vật, đặc biệt là các rạn san hô. Nước có pH cao và ổn định, dao động quanh giá trị 8 đơn vị pH. Độ muối của nước có giá trị từ lợ mặn đến mặn. Theo không gian, các đặc trưng thủy lý thủy hóa có sự khác biệt trong đó các khu vực vịnh Hạ Long - vịnh Bái Tử Long và Cát Bà chịu ảnh hưởng lớn từ nguồn lục địa nên có giá trị oxy hòa tan và pH thấp vào mùa mưa. Trong khi đó, khu vực Long Châu ít bị ảnh hưởng từ nguồn lục địa. Khu vực Long Châu có thể đại diện cho vùng nước biển điển hình với độ muối cao, ổn định, oxy hòa tan cao, pH cao, ít thay đổi. Một số điểm thu mẫu có biểu hiện ô nhiễm nitrat khi so sánh với tiêu chuẩn Asean (60 g/l) là Cống Đỏ, Cất Chương To, Kiên Lương (Kiên Giang), đặc biệt trong mùa mưa. Tại Kiên Lương, vào mùa mưa, nước bị ô nhiễm amoni với hệ số vượt GHCP trung bình là 2,5 lần. Nước tại khu vực đảo Cát Bà về mùa khô bị ô nhiễm phosphat nếu so với tiêu chuẩn Asean (45 g/l -đối với nước cửa sông), các khu vực khác không bị ô nhiễm phosphat. Nếu so với GHCP trong QCVN 10:2015 đối với nước biển ven bờ dùng cho NTTS và bảo tồn (200 g/l) thì nước không có biểu hiện ô nhiễm phosphat. Nước tại các khu vực đảo đá vôi không bị ô nhiễm bởi dầu mỡ, kim loại nặng và các HCBVTV cơ clo. Tuy nhiên có những điểm thu mẫu phát hiện giá trị đột biến cao hơn so với phông nền, tuy nhiên các kết quả này vẫn nằm trong GHCP. Đánh giá chung, chất lượng nước khu vực các đảo đá vôi của Việt Nam còn khá tốt và an toàn đối với sự phát triển của các hệ sinh thái dưới nước. Lời cảm ơn Tập thể tác giả xin cảm ơn đề tài Cấp nhà nước KC09-11/16/20 đã cho phép công bố các số liệu của đề tài. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Lê Đức An (chủ biên), (1995). Đánh giá điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội hệ thống đảo ven bờ Việt Nam trong chiến lược phát triển kinh tế - xã hội biển. Báo cáo ĐT cấp NN (KT-03-12); 219 tr, Hà Nội. [2]. TCVN 5998 : 1995 (ISO 5667-9 : 1992) - Chất lượng nước - Lấy mẫu - Hướng dẫn lấy mẫu nước biển [3]. TCVN 5993 : 1995 (ISO 5667 - 3: 1985) - Mẫu nước - Chất lượng nước - Lấy mẫu - Hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu. [4]. Karpervich A. Ph. 1975. Lý thuyết và thực tiễn của sự thích nghi của các sinh vật thuỷ sinh. NXB Công nghiệp thực phẩm, Mascơva. [5]. APHA, 2002. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewate, 20th ed. Wasington, DC 20005, 2002. [6]. ANZEC, 1992. Australia Guidelines for Fresh and Marine Water.