Thạc Sĩ Chuyên đề hóa học môi trường nước biển vịnh Bắc Bộ

Mục lục

Mở đầu . 3
Phần thứ nhất
Các yếu tố hoá học và môi tr-ờng n-ớc biển vịnh Bắc Bộ

1. Một số điều kiện tự nhiên chi phối đến các yếu tố hoá học và môi
tr-òng biển vịnh Bắc Bộ .

7
2. Một số đặc điểm cơ bản phân bố và biến động các yếu tố hoá học-
môi tr-ờng biển vịnh Bắc Bộ

8
2.1 Đặc điểm phân bố và biến động trị số pH n-ớc biển . 8
2.2 Đặc điểm phân bố và biến động Ôxy hoà tan 10
2.3 Đặc điểm phân bố và biến động các muối dinh d-ỡng . 12
2.4. Các yếu tố chất l-ợng n-ớc biển ven bờ vịnh Bắc Bộ 14
2.4.1 BOD và COD . 14
2.4.2 Dầu trong n-ớc . 14
2.4.3 Chất rắn lơ lửng tổng số (TSS) 16
2.4.4 Các kim loại nặng 16
2.4.5 Thuốc trừ sâu cơ clo . 18
Phần thứ hai
Năng suất sinh học sơ cấp ở vịnh Bắc Bộ

1. Lịch sử nghiên cứu năng suất sinh học sơ cấp ở vịnh Bắc Bộ 19
2. Tổng quan về sức sản xuất sơ cấp ở Biển Đông . 20
3. Các kết quả nghiên cứu năng suất sinh học sơ cấp ở vịnh Bắc Bộ . 22
3.1 Sức sản xuất sơ cấp ở vịnh Bắc Bộ trong các đợt khảo sát hợp
tác Việt-Trung, Việt-Xô (1959-1963) .

22
3.2 Sức sản xuất sơ cấp vùng biển Ba Lạt-Bạch Long Vĩ (8-1994) . 22
3.3 Sức sản xuất sơ cấp vùng triều của sông Hồng (10-1994) . 25
3.4 Sức sản xuất sơ cấp vùng biển vịnh Hạ Long (1-1997) . 26
3.5 Sức sản xuất sơ cấp vùng biển Quảng Ninh (2000-2001) 26
3.5.1 Kết quả tính năng suất sinh học sơ cấp vùng biển
Quảng Ninh theo hiệu ứng Ôxy trong cặp bình đen trắng

26
3.5.2 Kết quả tính năng suất sinh học sơ cấp vùng biển Quảng
Ninh theo mô hình cạnh tranh .

28
3.6 Kết quả nghiên cứu năng suất sơ cấp vịnh Bắc Bộ bằng mô hình
sinh thái-thuỷ động lực 3D (1996-2000) .

31
4. Đánh giá tổng hợp năng suất sinh học sơ cấp vịnh Bắc Bộ 34
5. Những điều kiện hải d-ơng đặc thù chi phối sức sản xuất sơ cấp VBB 36
Phần thứ ba
Đề xuất kế hoạch khảo sát hoá học môi tr-ờng n-ớc biển VBB

1. Đại c-ơng . . 38
2. Cụ thể . . 39
2.1 Nhiệm vụ của nhóm Hoá học trên tàu Biển Đông . 40
2.2 Nhiệm vụ của nhóm Hoá học trạm liên tục 22 và 34 . 41
2.3 Nhiệm vụ của nhóm Hoá học trạm liên tục số 8 42
Tập Phụ lục: Số liệu hoá học, môi tr-ờng vịnh Bắc Bộ thu thập đ-ợc
Đề tài KC-09-17: Báo cáo chuyên đề
Kết quả thu thập, phân tích số liệu hoá học-môi tr-ờng n-ớc biển vịnh Bắc Bộ từ 1960 đến nay
3



Mở đầu


Trong phần I của nhiệm vụ năm 2003, nhóm chuyên đề “Hoá học-Môi
tr-ờng n-ớc biển Vịnh Bắc Bộ” đã đ-ợc Ban Chủ nhiệm đề tài KC-09-17
giao thực hiện nhiệm vụ thu thập và phân tích các số liệu, tài liệu, t- liệu
hiện có (từ 1960 đến nay) về các yếu tố hoá học–môi tr-ờng n-ớc biển vịnh
Bắc Bộ. Nhiệm vụ này đ-ợc thực hiện tại 2 đơn vị: 1) Phân Viện Hải d-ơng
học Hải Phòng - nơi l-u trữ nhiều t- liệu, số liệu lịch sử điều tra khảo sát và
2) Trung tâm Động lực và Môi tr-ờng Biển, Tr-ờng Đại học Khoa học Tự
nhiên, ĐHQG Hà Nội. Trừ 2 yếu tố nhiệt độ và độ muối n-ớc biển (do
nhóm vật lý-thuỷ văn thu thập), các yếu tố hoá học và môi tr-ờng n-ớc biển
vịnh Bắc Bộ đ-ợc quan tâm ở chuyên đề này gồm: Ôxy hoà tan (DO), độ
đục, trị số pH, các muối dinh d-ỡng Amôni, Nitrit, Nitrat, Phốtphat, Silicat,
nhu cầu ôxy sinh học (BOD 5 ), nhu cầu ôxy hoá học (COD), các kim loại
nặng, ô nhiễm dầu và hoá chất bảo vệ thực vật, năng suất sinh học sơ cấp và
các cấu trúc nhiệt muối đặc tr-ng liên quan đến môi tr-ờng sống của thuỷ
sinh vật.
Qua thời gian thực hiện nhiệm vụ, cùng với những hiểu biết nhất định
về Hoá học biển Việt Nam và những kinh nghiệm nghiên cứu, chúng tôi
nhận thấy thực trạng nguồn số liệu hoá học môi tr-ờng biển vịnh Bắc Bộ
nh- sau:
Về khu vực khảo sát:
Sau các chuyến khảo sát quy mô toàn vịnh Bắc Bộ trong các ch-ơng
trình hợp tác Việt-Trung, Việt-Xô từ năm 1959 đến 1962, cho đến nay đã
có nhiều chuyến điều tra khảo sát thực hiện ở các khu vực khác nhau thuộc
vịnh Bắc Bộ, song hầu hết tập trung ở ven bờ tây vịnh từ Quảng Ninh đến
Hà Tĩnh và từ 30m n-ớc trở vào. Một số chuyến khảo sát hợp tác Việt-Nga
trong các năm 1991-1994 tại vùng thềm lục địa Việt Nam cũng không v-ợt
quá kinh tuyến 108 o E tại khu vực vịnh Bắc Bộ. Nh- vậy hiện trạng các
thông tin về hoá học môi tr-ờng vùng biển khơi vịnh Bắc Bộ nhìn chung
ch-a nhiều.
Về số l-ợng các yếu tố hoá học-môi tr-ờng biển:
Có thể chia thành 3 giai đoạn thu thập nh- sau:
Đề tài KC-09-17: Báo cáo chuyên đề
Kết quả thu thập, phân tích số liệu hoá học-môi tr-ờng n-ớc biển vịnh Bắc Bộ từ 1960 đến nay
4
- Giai đoạn tr-ớc 1975: chủ yếu có các yếu tố nhiệt độ, độ muối, pH,
Ôxy hoà tan, Phốt pho và Silic vô cơ.
- Giai đoạn 1975-1990: có thêm Nitrit và (hoặc) Nitrat.
- Giai đoạn từ 1990 (đặc biệt là từ 1995) đến nay: về “định tính” thì
ngoài các yếu tố nh- trên còn có thêm nhiều yếu tố môi tr-ờng và chất
l-ợng n-ớc biển nh-: các hợp chất Nitơ vô cơ (Amôni, Nitrit, Nitrat), BOD,
COD, kim loại, ô nhiễm dầu và hoá chất bảo vệ thực vật, đôi khi có cả
Coliform và Chlorophyl. Về “định l-ợng” thì các yếu tố này chỉ đ-ợc quan
tâm trong một số đề tài, một số khu vực biển ven bờ, cửa sông . với mức độ
tuỳ thuộc vào mục tiêu và nội dung nghiên cứu.
Nhìn chung, các yếu tố DO, pH hiện có t-ơng nhiều; các yếu tố dinh
d-ỡng PO 4
-3 , SiO 3
-2 t-ơng đối đủ, song NH 4
+ , NO 2
- , NO 3
- còn thiếu nhiều;
các yếu tố hữu cơ BOD, COD, ô nhiễm dầu, năng suất sinh học sơ cấp chỉ
có ở một số vùng biển ven bờ; hoá chất bảo vệ thực vật và kim loại nặng
hầu nh- còn rất ít cho đến không có.
Về chất l-ợng số liệu:
Trong các đợt khảo sát tr-ớc đây, chúng ta th-ờng thu mẫu n-ớc và
bảo quản trong thời gian dài tuỳ thuộc các chuyến khảo sát, sau đợt khảo
sát mới mang về các phòng thí nghiệm chuyên môn để phân tích. Tình
trạng này đã làm nhiều yếu tố dinh d-ỡng và hữu cơ bị biến đổi, dẫn đến
các kết quả phân tích có thể bị sai lệch so với giá trị in situ (tại chỗ) của nó.
ở các pha khảo sát sau này, do đ-ợc đầu t- trang thiết bị kỹ thuật hiện đại
nên nhiều yếu tố đ-ợc đo và phân tích trực tiếp ngay tại hiện tr-ờng, đảm
bảo độ chính xác và tính khách quan của số liệu.
Các thông tin, t- liệu, số liệu hoá học-môi tr-ờng n-ớc biển vịnh Bắc
Bộ hiện có từ 1960 đến nay mà chúng tôi tập hợp đ-ợc bao gồm:
1. Các t- liệu hoá học môi tr-ờng biển trong Ch-ơng trình hợp tác Việt
Trung khảo sát tổng hợp vịnh Bắc Bộ 1959-1960 (l-u trữ tại Phân viện
Hải d-ơng học Hải Phòng).
2. Các t- liệu và số liệu hoá học-môi tr-ờng biển trong Ch-ơng trình hợp
tác Việt-Xô khảo sát tổng hợp Vịnh Bắc Bộ 1961-1962 (13 tháng) tại 18
trạm. Số liệu đ-ợc tập hợp tại các tầng 0, 5, 10, 15 đáy cho các yếu tố
S%o, DO, pH, SiO 3
-2 , PO 4
-3 (l-u trữ tại Phân viện Hải d-ơng học Hải
Phòng).
3. Các t- liệu và số liệu điều tra khảo sát về đặc điểm thuỷ hoá-môi tr-ờng
vùng biển khu vực ven bờ Hải Phòng-Quảng Ninh trong các năm 1971-
1972. Trong thời gian này đã khảo sát tại 39 trạm, mỗi trạm khảo sát
liên tục trong 12 tháng tại các tầng 0, 5, 10, 15 đáy. Các yếu tố đã tập
Đề tài KC-09-17: Báo cáo chuyên đề
Kết quả thu thập, phân tích số liệu hoá học-môi tr-ờng n-ớc biển vịnh Bắc Bộ từ 1960 đến nay
5
hợp đ-ợc gồm: S%o, pH, DO, PO 4
-3 (l-u trữ tại Phân viện Hải d-ơng học
Hải Phòng).
4. Các t- liệu trong đợt điều tra khảo sát vùng biển ven bờ tây vịnh Bắc Bộ
1975-1976 từ Quảng Ninh đến Hà Tĩnh thuộc Ch-ơng trình điều tra
nguồn lợi cá nổi và tôm (Viện Nghiên cứu Hải Sản thực hiện).
5. Các t- liệu và số liệu hoá học môi tr-ờng biển khu vực Thái Bình–Nam
Định trong ch-ơng trình Môi tr-ờng 52-02 (1981-1985): Đề tài 52-02-
02 điều tra khảo sát tổng hợp vùng biển ven bờ đồng bằng Bắc Bộ (3
đợt: 6-1982, 11-1982, 7-1983). Các số liệu thu đ-ợc gồm pH, DO, PO 4
-3 ,
SiO 3
-2 tại các tầng mặt, 10m và đáy (l-u trữ tại Trung tâm Động lực và
Môi tr-ờng Biển).
6. Các t- liệu và số liệu hoá học-môi tr-ờng biển khu vực Móng Cái-Ninh
Bình trong 2 mùa khảo sát: mùa khô (tháng 12-1992) và mùa m-a
(tháng 9-1993). Các số liệu đ-ợc tập hợp tại tầng mặt cho 113 trạm khảo
sát với các yếu tố: DO, S%o, pH, COD, BOD, nồng độ dầu, NH 4
+ , NO 2
- ,
NO 3
- , SiO 3
-2 , Pb, Cu, Zn, Cd, As, Hg (l-u trữ tại Phân viện Hải d-ơng
học Hải Phòng).
7. Các t- liệu và số liệu hoá học-môi tr-ờng biển trong đợt điều tra khảo
sát khu vực nam Vịnh Bắc Bộ (17 trạm) tháng 10-1992. Số liệu thu đ-ợc
tại các tầng 0, 5, 10, 15, 20 đáy cho các yếu tố S%o, pH, DO, NO 2
- ,
SiO 3
-2 , PO 4
-3 (l-u trữ tại Phân viện Hải d-ơng học Hải Phòng).
8. Các t- liệu và số liệu hoá học môi tr-ờng biển thu đ-ợc trong đợt khảo
sát tháng 8-1994 của đề tài KT-03-10 tại vùng biển Ba Lạt-Bạch Long
Vĩ. Số liệu thu đ-ợc tại 8 trạm khảo sát, các tầng 0, 10, 20, 30 đáy cho
các yếu tố DO, pH, PO 4
-3 (l-u trữ tại Trung tâm Động lực và Môi tr-ờng
Biển).
9. Các t- liệu và số liệu hoá học môi tr-ờng biển vùng biển Quảng Ninh do
đề tài độc lập KĐL-SIS-01 thu đ-ợc trong các đợt khảo sát tháng 7-
8/2000, tháng 11-12/2000 và tháng 7-8/2001 tại 260 trạm, 3 tầng (0, 10,
đáy). Các yếu tố thu đ-ợc gồm pH, DO, NH 4
+ , NO 2
- , NO 3
- , PO 4
-3 , SiO 3
-2
(l-u trữ tại Trung tâm Động lực và Môi tr-ờng Biển).
10. Các thông tin về năng suất sinh học sơ cấp trong đợt khảo sát hợp tác
Việt-Xô trên toàn vịnh Bắc Bộ 1961-1962 và số liệu năng suất sơ cấp tại
vùng biển Ba Lạt-Bạch Long Vĩ tháng 8-1994, vùng triều của sông
Hồng tháng 10-1994, vịnh Hạ Long tháng 1-1997, vùng biển Quảng
Ninh các năm 1998-1999 và 2000-2001 (l-u trữ tại Trung tâm Động lực
và Môi tr-ờng Biển).
11. Tập số liệu quan trắc môi tr-ờng biển thuộc hệ thống các trạm quan trắc
và phân tích môi tr-ờng biển Quốc gia 1995-2003 (phần do Phân Viện
Hải d-ơng học Hải Phòng thực hiện).
Đề tài KC-09-17: Báo cáo chuyên đề
Kết quả thu thập, phân tích số liệu hoá học-môi tr-ờng n-ớc biển vịnh Bắc Bộ từ 1960 đến nay
6
12. Cơ sở dữ liệu hải d-ơng học (phần hoá học vịnh Bắc Bộ) do Bộ môn Hải
d-ơng học, Tr-ờng đại học Khoa học Tự nhiên tập hợp từ 1960 đến
1994 khi thực hiện đề tài KT-03-10, trong đó có cả số liệu của các tàu
khảo sát Nga trong Ch-ơng trình hợp tác Việt-Nga điều tra khảo sát
thềm lục địa Việt Nam (l-u trữ tại Trung tâm Động lực và Môi tr-ờng
Biển).
13. Dữ liệu hoá học môi tr-ờng biển vịnh Bắc Bộ trích từ CD át lát đại
d-ơng thế giới (WOA-94 Database) do Mỹ sản xuất, trong đó có một số
yếu tố (nhiệt, muối) đ-ợc tập hợp trong thời gian dài khoảng 100 năm
(l-u trữ tại Trung tâm Động lực và Môi tr-ờng Biển).
Ngoài ra đã tham khảo các vấn đề có liên quan đến hoá học môi tr-ờng
biển vịnh Bắc Bộ trong các báo cáo của các đề tài 52-02-02 (1981-1985)
Điều tra khảo sát tổng hợp vùng biển ven bờ đồng bằng Bắc Bộ, KT-03-07
(1991-1995) ô nhiễm biển do sông tải ra, KT-03-10 (1991-1995) Luận
chứng khoa học cho mô hình dự báo cá khai thác, KT-03-11 (1991-1995)
Sử dụng hợp lý các hệ sinh thái tiêu biểu vùng biển ven bờ, KT-03-21
(1991-1995) Đánh giá hiện trạng ô nhiễm dầu trên biển Việt Nam, KHCN-
06-02 (1996-2000) Nghiên cứu cấu trúc 3D hoàn l-u và nhiệt muối Biển
Đông và nhiều công trình khoa học của các cá nhân, tập thể tác giả đã công
bố trên các tạp chí, hội nghị khoa học trong và ngoài n-ớc.
Theo yêu cầu của Ban chủ nhiệm đề tài, toàn bộ số liệu tập hợp đ-ợc
đã đ-ợc l-u trong các file dạng *.xls, các t- liệu là hình vẽ đ-ợc l-u trong
các file dạng *.jpg và *.srf.
Báo cáo này trình bày tổng quan những kết quả cơ bản nghiên cứu đặc
điểm hoá học-môi tr-ờng biển vịnh Bắc Bộ và một số đặc tr-ng của sức sản
xuất sơ cấp nơi đây trên cơ sở tổng hợp các thông tin, t- liệu, số liệu từ các
nguồn kể trên. Báo cáo gồm 2 phần:
Phần thứ nhất: Các yếu tố hoá học-môi tr-ờng biển vịnh Bắc Bộ
Phần thứ hai: Sức sản xuất sơ cấp ở vịnh Bắc Bộ
Các tác giả xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm đề tài KC-09-17 và 2
đơn vị: Trung tâm Động lực & Môi tr-ờng Biển, Tr-ờng Đại học Khoa học
Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội và Phân Viện Hải d-ơng học tại Hải Phòng đã tạo
nhiều điều kiện để hoàn thành báo cáo tổng quan này.