Luận án tiến sĩ kỹ thuật: Đặc điểm Địa hóa đất khu vực tả ngạn sông Hồng thuộc địa bàn Hà Nội

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

TRẦN THỊ HỒNG MINH

ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÓA ĐẤT KHU VỰC TẢ NGẠN
SÔNG HỒNG THUỘC ĐỊA BÀN HÀ NỘI
Ngành: Khoáng vật học và Địa hóa học
Mã số: 9 440 205

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

Hà Nội – năm 2020


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

TRẦN THỊ HỒNG MINH

ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÓA ĐẤT KHU VỰC TẢ NGẠN
SÔNG HỒNG THUỘC ĐỊA BÀN HÀ NỘI
Ngành: Khoáng vật học và Địa hóa học
Mã số: 9 440 205

Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS Nguyễn Khắc Giảng
2. TS Nguyễn Thục Anh

Hà Nội – năm 2020

i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan, công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả, số
liệu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công
trình nào khác.
Tác giả luận án

Trần Thị Hồng Minh


ii

CÁC TỪ VIẾT TẮT

Ký hiệu

:

Viết tắt

Am

:

Amphibol

As

:

Arsen

AsS

:

Realga

AsO43-

:

Arsenat

BTNMT

:

Bộ Tài nguyên Môi trường

Bf

:

Biofil

BVTV

:

Bảo vệ thực vật

Const

:

Hằng số

CEC

:

Dung tích trao đổi cation

Cd

:

Cadimi

Cu

:

Đồng

Cr 3+

:

Crom III

Cr 6+

:

Crom VI

Dk

:

Độ keo

Do

:

Dolomit

ĐA

:

Đông Anh

ĐT

:

Đại Thịnh

Ec

:

Độ dẫn diện

Eh

:

Thế năng oxi hóa - khử

FeAsA

:

Arsenopyrit

FeCr2O4

:

Cromit

Gip

:

Gibsit

GL

:

Gia Lâm

Zn

:

Kẽm

Z

:

Hóa trị

Zr

:

Ziron

Hg

:

Thuỷ ngân


iii

KHCN

:

Khoa học Công nghệ

KLN

:

Kim loại nặng

KTTV

:

Khí tượng Thủy văn

LL

:

Đất có tầng sét loang lổ

ML

:

Mê Linh

NCS

:

Nghiên cứu sinh

Ni

:

Niken

NN

:

Nông nghiệp

QCVN

:

Quy chuẩn Việt Nam

pH

:

Độ axit - bazơ

PCBs

:

Polychlorinated bitphenyls

Pb

:

Chì

PS

:

Đất phù sa

PTN

:

Phòng thí nghiệm

PTNT

:

Phát triển Nông thôn

TCVN

:

Tiêu chuẩn Việt Nam

Td

:

Talaofil

Ti

:

Inmenit

Tk

:

Technofil

Tp

:

Thành phố

XA

:

Đất xám

XRD

:

Nhiễu xạ Rơnghen

SEM

:

Hiển vi điện tử quét

VN

:

Vân Nội

VSV

:

Vi sinh vật


iv

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................... i
CÁC TỪ VIẾT TẮT .................................................................................................... i
MỤC LỤC................................................................................................................... iv
CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN - XÃ HỘI VÀ MÔI TRƯỜNG CỦA
KHU VỰC NGHIÊN CỨU ........................................................................................ 7
1.1. CÁC ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU ......................... 7
1.1.1. Vị trí địa lý và dân cư khu vực nghiên cứu ................................................. 7
1.1.2. Đặc điểm địa hình, địa mạo ........................................................................ 8
1.1.3. Đặc điểm địa chất ....................................................................................... 8
1.1.4. Đặc điểm thủy văn khu vực nghiên cứu .................................................... 16
1.2. ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ, XÃ HỘI VÀ MÔI TRƯỜNG VÙNG NGHIÊN
CỨU ........................................................................................................................ 21
1.2.1. Tình hình sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, thủy sản .......................... 21
1.2.2. Chăn nuôi .................................................................................................. 22
1.2.3. Thương nghiệp và dịch vụ......................................................................... 23
1.3. KHÁI QUÁT HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG KHU VỰC NGHIÊN CỨU....23
1.3.1. Hiện trạng hoạt động sản xuất và môi trường địa bàn huyện Mê Linh ... 23
1.3.2. Hiện trạng hoạt động sản xuất và môi trường địa bàn huyện Đông Anh 23
1.3.3. Hiện trạng hoạt động sản xuất và môi trường địa bàn huyện Gia Lâm ... 23

1.3.4. Hiện trạng hoạt động sản xuất và môi trường trên địa bàn quận Long Biên ........24
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............. 25
2.1. CƠ SỞ LÝ LUẬN .......................................................................................... 25
2.1.1. Khái niệm về đất và cơ sở phân loại đất .................................................. 25
2.1.2. Thành phần khoáng vật và thành phần hóa học của đất .......................... 33
2.1.3. Quá trình hình thành và biến đổi đất........................................................ 38
2.1.4. Các khái niệm liên quan đến địa hóa môi trường đất .............................. 46
2.1.5. Tình hình nghiên cứu địa hóa đất trên thế giới và ở Việt Nam ................ 58


v

2.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ KHỐI LƯỢNG THỰC HIỆN ....63
2.2.1. Khái quát chung ........................................................................................ 63
2.2.2. Các phương pháp khảo sát thực địa ......................................................... 64
2.2.3. Các phương pháp nghiên cứu - phân tích trong phòng ............................ 66
2.2.4. Các phương pháp xử lý số liệu ................................................................. 72
CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT ĐẤT KHU VỰC
NGHIÊN CỨU ........................................................................................................... 75
3.1. ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ CÁC LOẠI ĐẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU .... 75
3.1.1. Đất phù sa (Fluvisols) (PS) ...................................................................... 77
3.1.2. Đất cát (Arenosols) (DC) .......................................................................... 79
3.1.3. Đất có tầng sét loang lổ (LL) .................................................................... 80
3.1.4. Đất xám (XA) ............................................................................................ 83
3.2. ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN ĐỘ HẠT CỦA CÁC NHÓM ĐẤT KHU
VỰC NGHIÊN CỨU ............................................................................................ 86
3.2.1. Đặc điểm thành phần độ hạt của đất phù sa ............................................ 86
3.2.2. Đặc điểm thành phần độ hạt của nhóm đất có tầng sét loang lổ ............. 87
3.2.3. Đặc điểm thành phần độ hạt của đất xám ................................................ 88
3.3. ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN KHOÁNG VẬT CỦA ĐẤT TRONG KHU

VỰC NGHIÊN CỨU ............................................................................................ 90
3.3.1. Đặc điểm thành phần khoáng vật của nhóm đất phù sa ........................... 90
3.3.2. Đặc điểm thành phần khoáng vật của nhóm đất có tầng sét loang lổ ...... 92
3.3.3. Đặc điểm thành phần khoáng vật của nhóm đất xám khu vực nghiên cứu94
3.4. ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA NƯỚC TẠI KHU VỰC
NGHIÊN CỨU ...................................................................................................... 96
3.4.1. Khái quát đặc điểm môi trường nước ....................................................... 96
CHƯƠNG 4: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÓA ĐẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU ........... 101
4.1. ĐẶC ĐIỂM VÀ QUY LUẬT PHÂN BỐ CỦA CÁC HỢP PHẦN QUAN
TRỌNG TRONG CÁC NHÓM ĐẤT Ở KHU VỰC NGHIÊN CỨU ................ 101
4.1.1. Đặc điểm phân bố của các nguyên tố trong đất khu vực nghiên cứu ..... 101
4.1.2. Phân bố hàm lượng các chất chất hữu cơ trong đất .............................. 113


vi

4.1.3. Dung lượng (khả năng) trao đổi Cation (CEC) của các nhóm đất ........ 116
4.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÓA MÔI TRƯỜNG ĐẤT TẠI KHU VỰC NGHIÊN
CỨU ...................................................................................................................... 117
4.2.1. Các chỉ số địa hóa môi trường đất ......................................................... 117
4.2.2. Đặc điểm phân bố các kim loại nặng và các chất độc hại khác trong đất ....... 120
4.2.3. Đặc điểm phân bố các chất dinh dưỡng trong đất khu vực nghiên cứu ........... 134
4.3. ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG ĐẤT KHU VỰC NGHIÊN
CỨU ...................................................................................................................... 136
4.3.1. Khái quát chung ...................................................................................... 136
4.3.2. Đánh giá hiện trạng môi trường đất khu vực nghiên cứu ...................... 136
4.3.3. Nguồn gốc, cơ chế tích tụ và phát tán của các hợp phần nhạy cảm trong đất ...........141
4.4. MỘT SỐ ĐỀ XUẤT BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG ĐẤT KHU VỰC NGHIÊN
CỨU ...................................................................................................................... 143
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 144

TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 147


vii

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1. Hàm lượng trung bình của các nguyên tố chính trong vỏ Trái đất ........... 34
và trong đới thổ nhưỡng (lấy trong khoảng 20cm tính từ bề mặt).............................. 34
Bảng 2.2. Hàm lượng trung bình đã được công bố rộng rãi của các nguyên tố vết
trong vỏ lục địa và trong đất tại các khu vực khác nhau (mg/kg)............................... 36
Bảng 2.3. Khái quát các trầm tích Đệ Tứ ven rìa Đông Bắc của đồng bằng Bắc Bộ . 39
Bảng 2.4. Hành vi của các nguyên tố vết trong các điều kiện môi trường ngoại sinh
khác nhau .................................................................................................................... 50
Bảng 2.5. Các dạng hợp chất - ion của một số nguyên tố vết trong dung dịch đất .... 52
Bảng 2.6. Diện tích bề mặt và khả năng trao đổi cation (CEC) của một số khoáng vật
trong đất ...................................................................................................................... 55
Bảng 2.7. Khả năng trao đổi cation của một số loại đất ............................................. 56
Bảng 3.1. Đặc điểm phân bố các nhóm đất, loại đất trong khu vực nghiên cứu ........ 78
Bảng 3.2. Kết quả phân tích thành phần độ hạt của nhóm đất phù sa ........................ 86
Bảng 3.3. Kết quả phân tích thành phần độ hạt của nhóm đất có tầng sét loang lổ ... 87
Bảng 3.4. Thống kê thành phần độ hạt của nhóm đất xám trong khu vực ................. 88
Bảng 3.5. Kết quả phân tích thành phần khoáng vật trong nhóm đất phù sa ............. 91
Bảng 3.6. Kết quả phân tích thành phần khoáng vật của nhóm đất có tầng sét loang lổ
trong khu vực nghiên cứu ........................................................................................... 92
Bảng 3.7. Kết quả thành phần khoáng vật của đất xám trong khu vực nghiên cứu ... 94
Bảng 3.8. Biến thiên hàm lượng các nguyên tố kim loại nặng trong nước mặt tại khu
vực nghiên cứu (đơn vị mg/l) ......................................................................................... 97
Bảng 3.9. Hệ số tương quan giữa các kim loại nặng trong nước mặt khu vực nghiên
cứu ............................................................................................................................... 97
Bảng 3.10. Hệ số tương quan giữa các kim loại nặng trong nước ngầm khu vực

nghiên cứu ................................................................................................................... 99
Bảng 4.1. Bảng thống kê biến thiên hàm lượng các oxit chính trong các nhóm đất .........102
Bảng 4.2.Phân bố hàm lượng một số nguyên tố vết trong các mẫu đất tại khu vực
nghiên cứu (mg/kg) ................................................................................................... 105


viii

Bảng 4.3. Tương quan cặp giữa các kim loại nặng trong đất ................................... 106
Bảng 4.4. Thống kê biến thiên hàm lượng các chất hữu cơ và carbon hữu cơ trong
các nhóm đất khu vực nghiên cứu ............................................................................ 114
Bảng 4.5. Biến thiên hàm lượng các chất hữu cơ và carbon hữu cơ của nhóm đất phù
sa trong khu vực nghiên cứu ..................................................................................... 114
Bảng 4.6. Biến thiên hàm lượng các chất hữu cơ và carbon hữu cơ trong nhóm đất có
tầng sét loang lổ tại khu vực nghiên cứu .................................................................. 115
Bảng 4.7. Kết quả phân tích xác định Dung lượng trao đổi Cation (CEC) trong 3
nhóm đất tại khu vực nghiên cứu .............................................................................. 116
Bảng 4.8. Thống kê biến thiên các chỉ số địa hóa trong các nhóm đất khu vực nghiên
cứu ............................................................................................................................. 118
Bảng 4.9. Biến thiên hàm lượng các nguyên tố vết theo độ sâu mặt cắt của các nhóm
đất tại khu vực nghiên cứu (mg/kg) .......................................................................... 121
Bảng 4.10. Biến thiên hàm lượng các kim loại nặng của 3 nhóm đất chính ............ 122


ix

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Sơ đồ vị trí địa lý khu vực nghiên cứu.......................................................... 7
Hình 1.2. Sơ đồ Địa chất vùng nghiên cứu (theo tài liệu Bản đồ Địa chất tờ Hà Nội
tỷ lệ 1:200.000 của Nguyễn Văn Hoành và nnk ........................................................... 9

Hình 1.3. Phẫu diện của các trầm tích hệ tầng Vĩnh Phúc lộ ra tại xã Vân Nội (a) và
Cổ Loa (b), huyện Đông Anh ..................................................................................... 10
Hình 1.4. Trầm tích cát bãi bồi hiện đại của sông Cà Lồ tại xã Kim Hoa, huyện Mê
Linh (a); Trầm tích hiện đại cát bột ven sông Đuống tại Giang Biên, Gia Lâm (b) ... 12
Hình 1.5. Bãi bồi cao (thềm bậc II) trồng quất ven sông Hồng .................................. 13
Hình 1.6. Các cánh đồng trồng rau thuộc xã Vân Nội, huyện Đông Anh và xã Quang
Minh, huyện Mê Linh ................................................................................................. 21
Hình 2.1. Cấu trúc mặt cắt đất (soil profile) với các đới điển hình ......................................... 30
Hình 2.2. Thành phần khoáng vật và chất hữu cơ của đất vertisols (đất nâu): (a) khối
lượng% của đất, (b) trọng lượng % pha rắn của đất ................................................... 33
Hình 2.3. Thành phần khoáng vật của đất hình thành từ các đá khác nhau trong điều
kiện khí hậu ôn đới ẩm: Đất Podzol trên cát kết; (b) đất Vertisol trên granit; (c) đất
Calcisol ....................................................................................................................... 34
Hình 2.4. Các nguyên tố chủ đạo và thiết yếu trong sinh vật nói chung và trong thực
vật bậc cao nói riêng ................................................................................................... 35
Hình 2.5. Mặt cắt phẫu diện đất với 4 tầng O, A, E, B phát triển trên các trầm tích hệ
tầng Vĩnh Phúc tại xã Kim Hoa, huyện Mê Linh ....................................................... 44
Hình 2.6. Mặt cắt đất với tầng B giàu kết vón laterit ở xã Vân Nội, Đông Anh ........ 45
Hình 2.7. Quan hệ giữa khả năng di chuyển các kim loại nặng với độ pH của đất .... 47
Hình 2.8. Biểu đồ biểu diễn các dạng tồn tại của thủy ngân (a) và cobalt (b) phụ
thuộc vào điều kiện Eh và pH của môi trường ........................................................... 51
Hình 2.9. Vị trí của các kim loại nặng (theo quan niệm được chấp nhận trong các
công trình xuất bản về môi trường và sức khỏe) ........................................................ 57
Hình 2.10. Phẫu diện đất xám bạc màu trên các trầm tích hệ tầng Vĩnh Phúc, Vân
Nội, huyện Đông Anh (a) và các mẫu đất lấy phục vụ cho phân tích trong phòng (b)65


x

Hình 2.11. a-Thiết bị đo các thông số môi trường đất (thế oxy hóa - khử (Eh),

b- Đo đạc, các thông số môi trường đất tại PTN Đại học Tài nguyên và Môi trường
Hà Nội ......................................................................................................................... 67
Hình 2.12 (a,b). Thành phần khoáng vật sét trong các mẫu đất phân tích bằng phương
pháp SEM.................................................................................................................... 70
Hình 3.1. Sơ đồ phân loại đất trong khu vực nghiên cứu trên địa bàn Hà Nội........... 77
Hình 3.2. Đất phù sa trẻ trên bãi sông Hồng thuộc địa bàn quận Long Biên ............. 79
Hình 3.3. Bãi cát ven sông (a) và mặt cắt tầng cát (b) tại xã Chu Phan, huyện Mê
Linh, Hà Nội ............................................................................................................... 80
Hình 3.4. Phẫu diện đất cát điển hình (HN2), huyện Mê Linh ................................... 80
Hình 3.5. Phẫu diện đất có tầng loang lổ bạc trắng (LLbt) điển hình (HN11) khu vàn
cao thuộc xã Hải Bối, huyện Đông Anh ..................................................................... 81
Hình 3.6. Đất xám bạc màu phát triển trên các trầm tích hệ tầng Vĩnh Phúc ở xã Đại
Thịnh, huyện Mê Linh (a) và xã Vân Nội, huyện Đông Anh (b) ............................... 83
Hình 3.7. Khảo sát đất xám có tầng sét loang lổ tại Thượng Thôn, Mê Linh (a)
và xã Đại Mạch, huyện Mê Linh (b) ........................................................................... 85
Hình 3.8. Phân bố thành phần độ hạt (%) của nhóm đất phù sa tại khu vực nghiên
cứu ............................................................................................................................... 87
Hình 3.9. Phân bố thành phần độ hạt trong nhóm đất có tầng sét loang lổ ................ 88
Hình 3.10. Thành phần độ hạt của nhóm đất xám trong khu vực nghiên cứu ............ 89
Hình 3.11. Phân bố thành phần độ hạt của các nhóm đất trong khu vực ................... 90
Hình 3.12. Giản đồ nhiễu xạ Rơnghen của mẫu đất phù sa GL33/1 huyện Gia Lâm
(a), ML43/1 của huyện Mê Linh(b) ............................................................................ 92
Hình 3.13. Giản đồ nhiễu xạ rơnghen của mẫu đất có tầng sét loang lổ: (a) mẫu
GL12/1 từ huyện Mê Linh và mẫu ĐA44/1 lấy từ huyện Đông Anh (b) ................... 93
Hình 3.14. Giản đồ nhiễu xạ rơnghen điển hình của nhóm đất xám: mẫu ML13/1 lấy
từ huyện Mê Linh (a) và mẫu VN38/2 huyện Đông Anh (b) ..................................... 95
Hình 3.15. Biểu đồ tương quan của Ni - As và Cu - Zn trong nước mặt ................... 98
Hình 4.1. Biến thiên hàm lượng các oxit chính trong 3 nhóm đất tại khu vực nghiên
cứu ............................................................................................................................. 102
Hình 4.2. So sánh hàm lượng trung bình các oxit chính của 3 nhóm đất tại khu vực

nghiên cứu ................................................................................................................. 104


xi

Hình 4.3. Biểu đồ tương quan giữa một số nguyên tố vết quan trọng trong đất ở khu
vực nghiên cứu .......................................................................................................... 106
Hình 4.4. Biến thiên hàm lượng trung bình các kim loại nặng trong đất khu vực
nghiên cứu theo chiều từ Bắc xuống Nam ................................................................ 107
Hình 4.5. Biểu đồ biểu diễn biến thiên hàm lượng trung bình KLN trong đất khu vực
nghiên cứu theo mặt cắt dọc (mặt cắt IK) ................................................................. 108
Hình 4.6 Biến thiên hàm lượng các oxit chính theo độ sâu mặt cắt trong khu vực
nghiên cứu ................................................................................................................. 110
Hình 4.7 Biến thiên hàm lượng các kim loại nặng theo độ sâu mặt cắt trong các phẫu
diện của nhóm đất có tầng sét loang lổ ..................................................................... 111
Hình 4.8. Biến thiên hàm lượng các kim loại nặng theo độ sâu mặt cắt của nhóm đất
xám trong khu vực nghiên cứu ................................................................................ 112
Hình 4.9. Biến thiên hàm lượng các kim loại nặng theo độ sâu mặt cắt phẫu diện của
nhóm đất phù sa trong khu vực nghiên cứu .............................................................. 113
Hình 4.10. Biến thiên hàm lượng các chất hữu cơ và carbon hữu cơ trong nhóm đất
phù sa ........................................................................................................................ 115
Hình 4.11. Biến thiên hàm lượng các chất hữu cơ và carbon hữu cơ trong nhóm đất
có tầng sét loang lổ ................................................................................................... 115
Hình 4.12. Biến thiên hàm lượng các chất hữu cơ và carbon hữu cơ trong 3 nhóm đất
khu vực nghiên cứu ................................................................................................... 116
Hình 4.13. Biểu đồ biểu diễn phân bố pH của các nhóm đất theo độ sâu mặt cắt ... 118
trong khu vực nghiên cứu ......................................................................................... 118
Hình 4.14. Biểu đồ biểu diễn giữa thế oxy hóa khử theo độ sâu mặt cắt của 3 nhóm
đất .............................................................................................................................. 119
Hình 4.15. Biểu đồ so sánh độ dẫn điện của 3 nhóm đất trong vùng nghiên cứu ......... 120

Hình 4.16. Biểu đồ thể hiện dạng tồn tại của As trong điều kiện ngoại sinh (nhiệt độ 25oC,
áp suất 1 Bar) trong hệ thống As-O-H (a) và giàu lưu huỳnh (As-S-O-H) (b)
................................................................................................................................... 124
Hình 4.17. Phân bố As trong đất tại khu vực nghiên cứu .............................................. 124
Hình 4.18. Biểu đồ thể hiện các dạng tồn tại của Cd trong điều kiện ngoại sinh
(nhiệt độ 25oC, áp suất 1 Bar) trong hệ thống giàu lưu huỳnh (Cd-C-S-O-H) ....126


xii

Hình 4.19. Biểu đồ thể hiện các dạng tồn tại của Cr trong điều kiện ngoại sinh (Nhiệt độ 25oC,
áp suất 1 Bar) trong hệ thống giàu lưu huỳnh (Cr-O-H)................................................................127
Hình 4.20. Phân bố Cr trong đất tại khu vực nghiên cứu ......................................... 128
Hình 4.21. Biểu đồ thể hiện các dạng tồn tại của Cu trong điều kiện ngoại sinh
(Nhiệt độ 25oC, áp suất 1 Bar) trong hệ thống đơn giản Cu-O-H (a) và giàu lưu
huỳnh - Carbon (Cu-C-S-O-H) (b) ........................................................................... 129
Hình 4.22. Phân bố Cu trong đất tại khu vực nghiên cứu ......................................... 130
Hình 4.23. Biểu đồ thể hiện các dạng tồn tại của Pb trong điều kiện ngoại sinh (nhiệt độ 25oC, áp
suất 1 Bar) trong hệ thống giàu lưu huỳnh (Pb-S-C-O-H) ................................................................. 131
Hình 4.24. Phân bố Pb trong đất tại khu vực nghiên cứu ......................................... 131
Hình 4.25. Biểu đồ thể hiện các dạng tồn tại của Zn trong điều kiện ngoại sinh (nhiệt độ
25oC, áp suất 1 Bar) trong hệ thống giàu oxi và lưu huỳnh (Zn-O-H-S-C) ................... 133
Hình 4.26. Phân bố Zn trong đất tại khu vực nghiên cứu ......................................... 134
Hình 4.27. Hàm lượng phần trăm các chất dinh dưỡng quan trọng của 3 nhóm đất
trong khu vực nghiên cứu ......................................................................................... 136
Hình 4.28. Biểu đồ so sánh các kim loại nặng trong đất tại vùng nghiên cứu với
QCVN 03-MT:2015/ BTNMT .................................................................................. 137
Hình 4.29. Sơ đồ phân bố các chỉ số gây tác động tiêu cực tới hệ sinh thái khu nghiên
cứu ............................................................................................................................. 138
Hình 4.30. Phân bố diện của rủi ro ung thư tổng thể (a) và rủi ro gây ung thư của các

nguyên tố Cr (b), As (c) và Cd (d) tính dựa trên các mẫu của đất lớp trên cùng .......... 138


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết
Đất là thành tạo tự nhiên nằm ở phần trên cùng của vỏ Trái đất, là sản phẩm của
quá trình phong hóa hoàn toàn các đá gốc hoặc sản phẩm trầm tích của các thành tạo
này. Đất là nơi xảy ra mọi hoạt động sinh sống, cư trú, di chuyển, sản xuất nông công nghiệp, khai thác tài nguyên của con người. Với đặc điểm như vậy, đất là đối
tượng dễ bị ô nhiễm, tích tụ các vật chất ô nhiễm từ nhiều nguồn khác nhau.
Hiện nay trên thế giới, nhất là các nước phát triển và các nước có tiềm lực kinh
tế, công tác nghiên cứu địa hóa đất đang rất được chú trọng. Bản đồ địa hóa đất ở các
tỷ lệ khác nhau đã được thành lập tại nhiều quốc gia như Anh Quốc, Hoa Kỳ, New
Zealand, Trung Quốc… Các số liệu về Địa hóa đất chính là một trong những cơ sở
quan trọng để các cơ quan chức năng lập quy hoạch quản lý và sử dụng đất hợp lý,
phục vụ phát triển kinh tế - xã hội bền vững.
Ở Việt Nam, công tác nghiên cứu địa hóa đất mặc dù đã manh nha từ lâu nhưng
được tiến hành mang tính chất đơn lẻ và phiến diện phục vụ cho các khía cạnh riêng
rẽ của Địa hóa đất để phục vụ cho các mục đích khác nhau: Ngành Địa chất nghiên
cứu hàm lượng các nguyên tố có ích trong đất (mẫu kim lượng) để tìm các dị thường
phục vụ cho công tác tìm kiếm, thăm dò khoáng sản. Ngành nông nghiệp nghiên cứu
thành phần hóa của đất (nông hóa-thổ nhưỡng) dưới khía cạnh hàm lượng của các
nguyên tố (chủ yếu là nhóm oxit phổ biến) để phục vụ cho công tác quy hoạch cây
trồng. Ngành môi trường quan tâm đến hàm lượng của các nguyên tố (đặc biệt là các
kim loại nặng trong đất). Tất cả các ngành trên hầu như chỉ quan tâm đến bề nổi
(hàm lượng các nguyên tố) mà chưa nghiên cứu thấu đáo đến hành vi của các nguyên
tố trong môi trường đất: dạng tồn tại, khả năng di chuyển, tích tụ trong đất của các
nguyên tố, đặc biệt là các nguyên tố và hợp chất có vai trò quan trọng trong đất…..
Để làm rõ đặc điểm địa hóa đất, cung cấp các số liệu phục vụ cho công tác quy

hoạch sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên này, đặc biệt là trong các lĩnh vực nông
nghiệp, môi trường và phát triển bền vững, cần phải làm sáng tỏ thành phần vật chất
và đặc điểm môi trường của đất, trong đó có 3 vấn đề chính: (1) thành phần độ hạt và
thành phần khoáng vật của các nhóm đất trong khu vực nghiên cứu; (2) đặc điểm địa
hóa của đất và (3) các thông số môi trường đất: độ pH, Eh, Ec, khả năng trao đổi
cation (CEC) cũng như khả năng hấp phụ các kim loại nặng trong các nhóm đất có


2

mặt trên địa bàn Hà Nội, từ đó bước đầu đề xuất các biện pháp bảo vệ môi trường
đất, phục vụ cho công tác quản lý tài nguyên môi trường, phát triển bền vững của
Thủ đô. Cho đến thời điểm hiện tại, trên địa bàn cả nước cũng như trên địa bàn thủ
đô vẫn chưa có các công trình nghiên cứu địa hóa đất thực thụ để phục vụ cho việc
sử dụng đất hợp lý. Vì vậy, các công tác quy hoạch và sử dụng đất đai còn thiếu
những cơ sở khoa học vững chắc.
Khu vực tả ngạn sông Hồng thuộc địa bàn Hà Nội là một vùng kinh tế đóng vai
trò quan trọng của Thủ đô. Ngoài vai trò là phên dậu phía Bắc của nội thành Hà Nội,
đây còn là một khu vực phát triển rất năng động với các khu công nghiệp, các cụm
dân cư đang hình thành và phát triển rất nhanh, khu vực Tả ngạn sông Hồng còn là
nguồn cung cấp lương thực, thực phẩm cho nội thành. Đặc biệt trên địa bàn đã hình
thành vành đai cung ứng rau xanh, cây ăn quả, hoa và cây cảnh cho thành phố như ở
xã Đại Thịnh, Hát Môn, huyện Mê Linh; ở xã Vân Nội, xã Tiên Dương, huyện Đông
Anh; xã Đông Dư, xã Giang Biên, huyện Gia Lâm. Việc nghiên cứu địa hóa đất là
một vấn đề được đặt ra rất cấp thiết, ngoài việc cung cấp cơ sở khoa học cho công tác
quy hoạch sử dụng đất còn góp phần đảm bảo an toàn và bền vững cho vành đai rau
xanh phía Bắc của Hà Nội.
Đề tài luận án “Đặc điểm địa hóa đất tả ngạn sông Hồng thuộc địa bàn Hà
Nội” được đặt ra nhằm giải quyết những yêu cầu cấp bách của thực tiễn nêu trên.
2. Mục tiêu của luận án

Làm sáng tỏ các đặc điểm địa hóa đất của khu vực tả ngạn sông Hồng thuộc địa
bàn Hà Nội nhằm cung cấp cơ sở khoa học cho việc đánh giá hiện trạng môi trường
đất, phục vụ cho công tác quy hoạch sử dụng tài nguyên đất hợp lý, phát triển bền
vững kinh tế - xã hội trên địa bàn.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án
- Đối tượng: đất trồng (có độ sâu từ 1m trở lên) ở khu vực tả ngạn sông Hồng,
tập trung vào thành phần độ hạt, thành phần khoáng vật và thành phần hóa học của
các nhóm đất chính trên địa bàn nghiên cứu.
- Phạm vi nghiên cứu: diện tích đất tả ngạn sông Hồng thuộc các huyện Mê
Linh, phần lớn huyện Đông Anh (phía Nam sông Cà Lồ), huyện Gia Lâm và quận
Long Biên, Hà Nội.


3

4. Nhiệm vụ của luận án
- Làm sáng tỏ thành phần vật chất của đất trồng và nước ở khu vực nghiên cứu,
bao gồm thành phần độ hạt, thành phần khoáng vật, thành phần hoá học của các nhóm
đất chính trên địa bàn các huyện Mê Linh, huyện Đông Anh, huyện Gia Lâm và quận
Long Biên, Hà Nội.
- Bước đầu đánh giá hiện trạng môi trường đất trồng vùng nghiên cứu, cung cấp
cơ sở khoa học cho việc định hướng, quy hoạch, sử dụng bền vững tài nguyên đất của
Hà Nội nói chung đặc biệt là tài nguyên đất của khu vực nghiên cứu nói riêng.
5. Giá trị khoa học và ý nghĩa thực tiễn của luận án
5.1. Giá trị khoa học
- Số liệu của luận án đóng góp hết sức quan trọng cho việc làm rõ thành phần
độ hạt, thành phần khoáng vật và đặc điểm địa hoá đất, đặc biệt là phân bố các kim
loại nặng trong các nhóm đất chính ở khu vực nghiên cứu (huyện Mê Linh, huyện
Đông Anh, huyện Gia Lâm và quận Long Biên, Hà Nội).
- Cung cấp cơ sở khoa học cho việc luận giải về thành phần độ hạt cũng như

dạng tồn tại của các kim loại nặng: As, Cd, Hg, Pb, Zn, Mn…và làm sáng tỏ mối
tương quan của thành phần độ hạt, thành phần khoáng vật với các chỉ số địa hóa
trong môi trường đất của khu vực nghiên cứu.
- Kết quả nghiên cứu của luận án góp phần bổ sung thêm cơ sở dữ liệu khoa
học về thành phần vật chất và đặc điểm địa hoá đất của Hà Nội nói chung và các
huyện Mê Linh, huyện Đông Anh, huyện Gia Lâm và quận Long Biên nói riêng.
5.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Các kết quả nghiên cứu của luận án cung cấp cơ sở khoa học vững chắc cho
việc định hướng khai thác và sử dụng tài nguyên đất một cách hợp lý trên địa bàn.
Đây là những số liệu tin cậy giúp cho các cơ quan, ban, ngành trong lĩnh vực tài
nguyên và môi trường, nông nghiệp, công nghiệp, xây dựng các quy hoạch vùng
nhằm phát triển hiệu quả quỹ đất, tăng trưởng cây trồng, hợp lý với chủng loại vật
nuôi đồng thời là tài liệu tin cậy phục vụ công tác kiểm soát, đánh giá ô nhiễm đất từ
đó đưa ra các quy chế quản lý và sử dụng đất, hạn chế và giảm thiểu các nguyên
nhân gây ô nhiễm đất, góp phần phát triển bền vững của Thủ đô nói chung và vùng tả
ngạn sông Hồng nói riêng.


4

6. Các luận điểm bảo vệ
Luận điểm 1. Trong khu vực nghiên cứu có 3 nhóm đất chính: (1) đất phù sa, có
nguồn gốc chủ yếu từ các trầm tích của hệ tầng Thái Bình, (2) đất có tầng sét loang lổ
và (3) đất xám, có nguồn gốc từ các trầm tích của hệ tầng Vĩnh Phúc. Giữa các nhóm
đất có sự khác nhau khá rõ về thành phần khoáng vật ngoài nhóm khoáng vật chung
Thạch anh, Illit, Kaolinit thì trong đất phù sa giàu Hematit, Magnetit, Rutil hơn còn
trong nhóm đất có tầng sét loang lổ có mặt Vermiculit, Talc, Jarosit; trong đất xám có
mặt Gibsit, Calcit, Dolomit.
Luận điểm 2. Phần lớn đất trồng trong vùng nghiên cứu thuộc loại đất hơi chua,
có môi trường oxi hóa từ yếu đến trung bình, thuộc loại đất nghèo dinh dưỡng và có

hàm lượng silic rất cao. Hàm lượng nhôm và sắt biến động khá lớn giữa các nhóm
đất, trong đó nhóm đất phù sa có hàm lượng oxit Fe cao hơn so với 2 nhóm đất xám
và đất có tầng sét loang lổ; các oxit kiềm và kiềm thổ (K2O, Na2O, CaO, MgO) trong
nhóm đất phù sa cũng cao hơn so với hai nhóm còn lại. Các nguyên tố vết có hàm
lượng biến thiên rất lớn không có quy luật rõ ràng trong các nhóm đất của vùng
nghiên cứu.
Luận điểm 3. Ở phía Đông Nam vùng nghiên cứu có dị thường khá cao của các
nguyên tố: Pb, Zn, Cd, Cr, Cu và As…So sánh với quy chuẩn quốc gia về môi trường
đất cho thấy đã có sự ô nhiễm kim loại nặng trong nhóm đất phù sa, đặc biệt hàm
lượng As và Cu trong một số mẫu vượt ngưỡng cho phép hàng chục lần. Các kim
loại nặng khác có mức độ ô nhiễm thấp hơn.
7. Các điểm mới trong luận án
Kết quả nghiên cứu của luận án đã xác định chi tiết, có hệ thống về thành phần vật
chất và đặc điểm địa hoá đất trong khu vực nghiên cứu (huyện Mê Linh, huyện Đông Anh,
huyện Gia Lâm và quận Long Biên, Hà Nội), cụ thể:
- Làm sáng tỏ đặc điểm thành phần độ hạt và thành phần khoáng vật cũng như mối
tương quan của chúng với đặc điểm địa hóa đất (phân bố các nguyên tố chính, các nguyên
tố vết, đặc biệt là các kim loại nặng trong đất),.
- Bước đầu xác định được đặc điểm môi trường đất khu vực nghiên cứu (độ pH của
đất và nước, Eh, Ec, khả năng trao đổi Cation…)


5

- Đánh giá đặc điểm phân bố các nguyên tố (các kim loại nặng: As, Cd, Pb, Cu, Mn,
Cr, Hg…) xác định được các dị thường KLN có nguy cơ gây ô nhiễm trong vùng.
- Bước đầu áp dụng phương pháp hiện đại để đánh giá rủi ro tiềm tàng đối với hệ sinh
thái và đánh giá mức độ rủi ro của các nguyên tố gây ung thư trong đất, từ đó đã cung cấp
cơ sở khoa học để định hướng quy hoạch, phát triển bền vững và sử dụng tài nguyên đất
một cách hợp lý.

8. Kết cấu của luận án
Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận án gồm 4 chương:
Chương 1. Đặc điểm tự nhiên, kinh tế, xã hội và môi trường của khu vực
nghiên cứu
Chương 2. Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu
Chương 3. Đặc điểm thành phần vật chất đất khu vực nghiên cứu
Chương 4: Đặc điểm địa hóa đất khu vực nghiên cứu
9. Cơ sở tài liệu của luận án
Luận án được hoàn thành dựa trên kết quả nghiên cứu của NCS trong những
năm gần đây, cụ thể là các tài liệu mới về khảo sát thực địa do chính NCS tiến hành
trong quá trình nghiên cứu và làm luận án, các kết quả phân tích gồm: 324 mẫu về
các chỉ số địa hóa (pH, Eh và Ec), 146 mẫu về thành phần độ hạt, 48 mẫu phân tích
nhiễu xạ rơnghen, 46 mẫu nhiệt vi sai, 42 mẫu về hiển vi điện tử quét; 42 mẫu xác
định hàm lượng: SiO2, TiO2, Al2O3, oxit FeO, MnO, MgO, CaO, Na2O, K2O, P2O5;
Bằng phương pháp phổ huỳnh quang tia X: phân tích 40 mẫu đất; 168 mẫu ICP - MS
với các chỉ tiêu: As, Ba, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb, Sb, Se, Sn, Ti, Zn, Ag, Hg,
Mn…phân tích từ các mẫu đất, nước và rau; 30 mẫu phân tích các chỉ tiêu CEC,
carbon hữu cơ... Ngoài ra, NCS còn thu thập tài liệu nghiên cứu khoa học Bản đồ
quy hoạch đất Hà Nội của Viện Quy hoạch và Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, Bản đồ
địa chất tờ Hà Nội tỷ lệ 1:50.000 và kế thừa kết quả từ đề tài cấp cơ sở đã nghiệm thu
phê duyệt: “Nghiên cứu đặc điểm địa hóa - khoáng vật trong đất và nước huyện Mê
Linh và đề xuất các biện pháp giảm thiểu” do chính NCS làm chủ nhiệm đề tài.
10. Nơi thực hiện đề tài
Luận án được thực hiện tại Bộ môn Khoáng Thạch và Địa hóa, Khoa Khoa học
và Kỹ thuật Địa chất, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội.


6

11. Lời cảm ơn

Luận án được hoàn thành dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Nguyễn
Khắc Giảng và TS. Nguyễn Thị Thục Anh. Nghiên cứu sinh còn nhận được sự giúp
đỡ tận tình và đóng góp ý kiến của TS.Tô Xuân Bản, PGS. TS Đỗ Văn Bình,
PGS.TS Nguyễn Văn Bình, PGS.TS Lê Tiến Dũng, ThS. Nguyễn Kim Long,
PGS.TS Lê Thanh Mẽ, GS.TS Trần Nghi, TS. Đỗ Văn Nhuận, GS.TS Mai Trọng
Nhuận, PGS.TS Nguyễn Văn Phổ, TS. Trần Ngọc Thái, TS. Phạm Văn Thanh,
GS.TSKH Đặng Trung Thuận, TS. Quách Đức Tín, PGS.TS Đỗ Đình Toát, TS. Mai
Trọng Tú, TS. Đặng Thị Vinh, cùng các nhà khoa học, người thân trong gia đình,
bạn bè và đồng nghiệp của NCS.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới tất cả các Thầy giáo, Cô giáo, các
Nhà khoa học, gia đình và bạn bè đồng nghiệp đã tận tình giúp đỡ NCS hoàn thành
luận án.
Nghiên cứu sinh chân thành cám ơn Lãnh đạo Trường Đại học Mỏ - Địa chất,
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Địa Chất, Phòng Sau Đại học, Bộ môn Khoáng Thạch
và Địa hóa; Phòng Thí nghiệm Địa chất, Bộ môn Quản lý Tài nguyên Khoáng sản,
Khoa Địa chất, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội; Viện Hóa học và
Viện Địa chất, Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam; Trung tâm Phân
tích Thí nghiệm Địa chất; Liên đoàn Địa chất Xạ Hiếm, Tổng Cục Địa chất và
Khoáng sản Việt Nam; Đại học Vũ Hán, Trung Quốc…đã tạo mọi điều kiện thuận
lợi giúp NCS hoàn thành luận án này.


7

CHƯƠNG 1
ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN - XÃ HỘI VÀ MÔI TRƯỜNG
CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU
1.1. CÁC ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
1.1.1. Vị trí địa lý và dân cư khu vực nghiên cứu
Khu vực nghiên cứu của luận án nằm ở phía Bắc (tả ngạn) sông Hồng, thuộc địa

bàn các huyện Mê Linh, Đông Anh, huyện Gia Lâm và quận Long Biên, Hà Nội có diện
tích 504,61 km2. Khu vực nghiên cứu được xác định như hình 1.1.
- Phía Bắc giáp huyện Sóc Sơn
- Phía Tây giáp tỉnh Vĩnh Phúc
- Phía Đông giáp tỉnh Hưng Yên
- Phía Nam giáp quận Hoàng Mai, Hà Nội

Hình 1.1. Sơ đồ vị trí địa lý khu vực nghiên cứu
 Dân số:
Theo số liệu của Niên giám thống kê năm 2017, [26] cho thấy, tổng dân số của
khu vực nghiên cứu là 1.091.860 người, trung bình mật độ dân số trong khu vực


8

nghiên cứu là 294.000 người/km2 trong đó dân số của huyện Đông Anh là 381.500
người, huyện Gia Lâm là 276.000 người, huyện Mê Linh gồm 142.460 người và
quận Long Biên là 291.900 người.
Dân cư phân bố không đều, tốc độ đô thị hóa phát triển tương đối nhanh, mật
độ dân số tập trung tại khu vực nghiên cứu dao động từ 1.592 người/km2 đến 4.880
người/km2 trong đó mật độ dân số tại quận Long Biên khá cao là 4.880 người/km2,
thấp nhất là huyện Mê Linh là 1.592 người/km2. Tỷ lệ tăng tự nhiên năm 2017 dao
động từ 12,29% đến 15,77%, trong đó tỷ lệ tăng tự nhiên của khu vực nghiên cứu lần
lượt: huyện Đông Anh là 12,55%, huyện Gia Lâm là 12,29%, huyện Mê Linh là
15,77% và quận Long Biên là 13,16%.
1.1.2. Đặc điểm địa hình, địa mạo
Khu vực nghiên cứu nằm ở rìa phía Bắc của châu thổ sông Hồng với diện tích
chủ yếu là đồng bằng châu thổ có độ cao từ 3 -10m.
Bề mặt địa hình nhìn chung tương đối bằng phẳng và có xu hướng nghiêng dần
từ Tây Bắc xuống Đông Nam. Phía Bắc của vùng nghiên cứu, nơi các trầm tích của

hệ tầng Vĩnh Phúc lộ ra trên mặt đất, địa hình có xu hướng lượn sóng với những dải
đất nhô cao, tạo nên những ruộng cao xen kẽ các chân ruộng trũng có phủ các lớp
mỏng các trầm tích hiện đại tuổi Holocen của hệ tầng Thái Bình.
1.1.3. Đặc điểm địa chất
Khu vực nghiên cứu phân bố ở phần rìa phía Bắc của vùng Đông Bắc châu thổ
sông Hồng, không có mặt các thành tạo magma. Đất đá trong vùng nghiên cứu chủ
yếu là các thành tạo trầm tích hiện đại.
1.1.3.1. Địa tầng
Theo các kết quả nghiên cứu địa chất đã công bố [21],[31],[34],[35], trong
vùng nghiên cứu có mặt các trầm tích Đệ tứ của hệ tầng Hà Nội, Vĩnh Phúc, Hải
Hưng và hệ tầng Thái Bình. Sự phân bố các phân vị trầm tích được thể hiện hình 1.2.
CÁC TRẦM TÍCH PLEISTOCEN
Hệ tầng Hà Nội (a,apQ12-3hn)
Hệ tầng Hà Nội nguồn gốc sông, sông - lũ, tuổi Pleitocen trung - thượng, phần
dưới.


9

Hệ tầng Hà Nội hình thành trong khoảng thời gian từ 700.000 năm đến hơn
100.000 năm trước đây. Trầm tích không chỉ gặp ở hầu hết các lỗ khoan mà còn lộ ra
trên mặt ở rìa đồng bằng thuộc xã Minh Phú, Minh Trí và đến Vệ Linh….

Hình 1.2. Sơ đồ Địa chất vùng nghiên cứu (theo tài liệu Bản đồ Địa chất tờ
Hà Nội tỷ lệ 1:200.000 của Nguyễn Văn Hoành và nnk, [21],[30],[33]
Đặc điểm nổi bật về mặt thành phần thạch học của hệ tầng này là khối lượng
hạt vụn thô gồm cuội, sỏi, sạn, cát chiếm tỷ trọng lớn, do vậy khả năng chứa nước
khá phong phú, đây chính là tầng chứa nước quan trọng nhất không những trên địa
bàn thành phố mà trong cả khu vực đồng bằng Bắc Bộ.
Mặt cắt ở vùng phủ của hệ tầng phân làm 3 lớp từ dưới lên trên được mô tả như sau:

- Lớp 1: Cuội, tảng (kích thước 7 - 10 cm, đôi khi lớn hơn), sỏi sạn lẫn ít cát
bột; thành phần cuội tảng: thạch anh, silic, ít đá phun trào. Kích thước cuội 2 - 5 cm.
- Lớp 2: Sỏi nhỏ, cát hạt thô, cát bột màu vàng, vàng xám; thành phần khoáng vật
chủ yếu là thạch anh, ít silic, felspat và một vài khoáng vật nặng. Bề dày 15 - 17 m.
- Lớp 3: Bột sét, bột cát hạt mịn màu xám vàng, gạch vàng và nâu xám xen kẹp
các thấu kính sét bột lẫn mùn thực vật màu xám đen; thành phần khoáng vật sét chủ
yếu là kaolinit, hydromica. Bề dày 1 - 5 m, pH = 7,5.
Lớp 1,2 là tầng chứa nước ngầm phong phú, chất lượng nước tốt; đây là đối
tượng cung cấp nước chủ yếu cho thành phố Hà Nội.


10

Trong vùng nghiên cứu, các trầm tích này bị hệ tầng Vĩnh Phúc (aQ13vp) phủ
không chỉnh hợp lên trên. Tại nhiều lỗ khoan, bề mặt lớp hạt mịn phần trên cùng của
hệ tầng bị phong hóa nhiễm sắt có màu vàng, nâu sẫm, [21],[31],[34].
Hệ tầng Vĩnh Phúc (a,lbQ13vp)
Hệ tầng Vĩnh Phúc có nguồn gốc sông, hồ - đầm lầy, tuổi Pleistocen thượng.
Hệ tầng Vĩnh Phúc được hình thành trong khoảng thời gian 100.000 - 10.000
năm cách ngày nay. Bề mặt hệ tầng bị phong hóa nên dưới lớp đất trồng mỏng
thường là lớp sét cát nhiễm sắt có màu sắc loang lổ và cứng chắc.
Trong khu vực nghiên cứu, hệ tầng Vĩnh Phúc lộ ra khá rộng tạo thành dải kéo
dài từ xã Kim Hoa, Đại Thịnh, Mê Linh, huyện Mê Linh sang xã Vân Nội, Vân Hà,
Liên Hà, Cổ Loa, huyện Đông Anh. Bề dầy các trầm tích này đạt tới hàng chục mét,
trong đó phần trên chúng đã bị phong hóa và biến đổi thành phần (bị rửa lũa các
phần sét mịn và được bổ sung các vật chất hữu cơ).
Nét đặc trưng nổi bật nhất của hệ tầng là trầm tích lộ trên bề mặt hay bề mặt
của hệ tầng ở vùng phủ ven rìa bị laterit hóa yếu tạo nên lớp sét, sét cát màu sắc vàng
- đỏ - đỏ nâu - nâu vàng loang lổ. Hệ tầng có 2 kiểu nguồn gốc là sông và hồ - đầm
lầy, thể hiện lịch sử tiến hóa trầm tích của sông.

Đặc trưng của hệ tầng Vĩnh Phúc, thể hiện chi tiết ở các lớp 1,2,3 và lớp 4:
- Lớp 1: cuội sỏi, cát lẫn bột sét màu vàng xám, dày 3 - 10m, cấu tạo phân lớp
xiên, đường cong phân bố độ hạt đặc trưng cho tướng lòng sông, hình 1.3.

a

b

Hình 1.3. Phẫu diện của các trầm tích hệ tầng Vĩnh Phúc lộ ra tại xã Vân Nội
(a) và Cổ Loa (b), huyện Đông Anh
- Lớp 2: cát bột lẫn sét, cát vàng cấu tạo phân lớp xiên, cát có thành phần ít khoáng,
chủ yếu là thạch anh, ít mảnh đá, thuộc tướng lòng sông và ven lòng, bề dày 33m.


11

- Lớp 3: sét bột loang lổ xám vàng, xám đen, dày 2 - 10 m.
- Lớp 4: bột sét loang lổ, xám vàng, xám nâu đen lẫn mùn thực vật, thấu kính
than bùn, dày 1 - 3m, [21],[34].
CÁC TRẦM TÍCH HOLOCEN HẠ - TRUNG
Hệ tầng Hải Hưng (Q21-2 hh)
Các trầm tích hệ tầng Hải Hưng được thành tạo trong khoảng thời gian 10.000 4.000 năm trước đây. Trong khoảng thời gian này, đồng bằng Bắc Bộ trong đó có địa
bàn Hà Nội chịu ảnh hưởng của đợt biển tiến cực đại Flandri. Đường bờ biển vào giai
đoạn biển tiến cực đại đồng thời là giới hạn diện phân bố trầm tích sét xám xanh, dẻo, mịn
(đồng nhất về độ hạt) và ổn định về bề dày. Hệ tầng đặc trưng bằng hai kiểu nguồn gốc:
trầm tích hồ - đầm lầy trước biển tiến nằm dưới và trầm tích biển với màu xám xanh,
mịn dẻo nằm trên. Trong vùng nghiên cứu các trầm tích hệ tầng này không lộ ra trên
mặt mà nằm ở độ sâu 1,5 - 20m, bề dày lớn nhất là 13,5m.
Thành phần trầm tích này chủ yếu là bột sét, bột cát chứa tàn tích thực vật, lớp
mỏng than bùn. Đặc trưng mặt cắt của hệ tầng, gồm các lớp chi tiết sau:

- Lớp 1 (18 - 12,6 m): bột cát, bột sét lẫn nhiều mùn thực vật, màu xám đen
nhạt, độ chọn lọc kém đến rất kém, độ pH = 4,5 - 6,5 mang tính môi trường axit và
khử đặc trưng cho đầm lầy ven biển. Lớp này phủ không chỉnh hợp lên lớp sét loang
lổ của hệ tầng Vĩnh Phúc, dày 5,4m.
- Lớp 2 (12,6 - 4,5m): bột sét, bùn lẫn mùn và xác thực vật phân hủy chưa hết,
màu xám, xám sẫm. Thành phần hạt mịn hơn.
Bề dày của lớp khoảng 8,1m. Lớp này bị lớp sét màu xám xanh nguồn gốc biển
cùng hệ tầng Hải Hưng nằm chỉnh hợp lên trên.
HOLOCEN THƯỢNG
Hệ tầng Thái Bình (Q22-3tb)
Đây là các trầm tích hiện đại được thành tạo sau giai đoạn biển lùi, mực nước
biển hạ thấp, vai trò sông Hồng lớn dần trong quá trình hình thành đồng bằng sông
Hồng, trong đó có diện mạo thành phố Hà Nội ngày nay. Sông Hồng trong giai đoạn
này có quá trình xâm thực ngang chiếm ưu thế. Trầm tích hiện đại chủ yếu có nguồn
gốc sông, phân bố dọc theo hai bên bờ các sông lớn: sông Hồng, sông Đuống, sông
Cầu. Hệ thống đê điều ven sông Hồng thiết lập dẫn tới phần trầm tích trong đê bị