
Phương pháp khảo sát thực địa
Mục đích: nhằm thu thập các số liệu về cấu trúc các tầng đất, đặc điểm địa hình, địa mạo, đặc điểm phân bố các nguồn nước, cây trồng; nghiên cứu khái quát thành phần độ hạt, thành phần khoáng vật của đất; thu thập các mẫu đất, mẫu nước, mẫu cây trồng tại khu vực nghiên cứu để phục vụ công tác phân tích trong phòng.
Khảo sát thực địa để nghiên cứu đặc điểm phân bố cũng như quan hệ của các đối tượng đất và nước, lấy các loại mẫu đất và mẫu nước, môi trường để phân tích thành phần vật chất đồng thời đánh giá mức độ ONMT do sự phân tán các chất độc hại, các kim loại nặng. Quá trình nghiên cứu thực địa đã được tiến hành theo hai bước:
Bước I: Khảo sát tổng quan, bước đầu khảo sát chung trên phạm vi diện tích toàn huyện để nắm được đặc điểm tổng thể của đất, nước và cây trồng, phân bố dân cư và sản xuất công nông nghiệp trên địa bàn toàn khu vực nghiên cứu.
Bước II: Tiến hành khảo sát chi tiết theo các mặt cắt điển hình cắt qua các đối tượng của khu vực nghiên cứu. Tiến hành nghiên cứu các khu vực ô chìa khóa, tập trung vào khu vực nghiên cứu
Khảo sát chi tiết tập trung vào tuyến mặt cắt điển hình qua các xã của vùng nghiên cứu…. Trên mỗi tuyến khảo sát khoảng 10-15 vị trí, tại các vị trí đó được đào các phẫu diện, quan trắc mô tả các phẫu diện. Tác giả đã tiến hành đào các phẫu diện theo kích thước có tỷ lệ 80x80cm với độ sâu dao động từ 60cm đến 100cm tùy theo cấu trúc của các tầng đất, lấy mẫu theo tầng, lấy ít nhất 1mẫu /1 tầng (xem hình 1.1 a,b,c,d
Hình 1.1 : Các phẫu diện đất điển hình tại khu vực Bắc sông Hồng thuộc địa bàn Hà Nội
Ở tại mỗi vị trí phẫu diện lấy mẫu dao động từ 1-4 mẫu theo các tầng khác nhau, mỗi mẫu có trọng lượng từ 2-3kg (trong đó chia làm 2 túi, 01 túi dùng để phân tích và 01 túi để lưu trong phòng thí nghiệm). Túi đựng mẫu là loại túi đựng được từ 3-5kg, có nẹp ở trên để tránh không khí vào trong, trên mỗi túi có ghi ký hiệu mẫu.
Các phân tích phân tích trong phòng
Các phương pháp xác định thành phần khoáng vật: Có rất nhiều phương pháp xác định thành phần khoáng vật trong đất, mỗi phương pháp đều có các ưu điểm khác nhau. Do đối tượng nghiên cứu chủ yếu là các loại đất mềm bở nên NCS chủ yếu sử dụng các phương pháp phân tích kính hiển vi hai mắt (trọng sa) để xác định thành phần của bè khoáng vật hạt thô (có kích thước hạt >0,1mm) và dùng các phương pháp hiển vi Điện tử, nhiệt vi sai và nhiễu xạ Rơnghen để xác định thành phần khoáng vật của bè hạt mịn (kích thước <0,1mm).
Phương pháp Nhiệt vi sai: Phương pháp này dựa trên cơ sở biến đổi nhiệt độ (nhiệt độ phân ly) của mỗi khoáng vật khác nhau. Trong quá trình nung nóng khoáng vật các phản ứng của chúng xảy ra có đặc trưng riêng (biểu diễn bằng các đường cong vi sai nhiệt và tổn thất trọng lượng). Qúa trình thay đổi trạng thái của khoáng vật kèm theo các hiệu ứng thu hay tỏa nhiệt và sự biến đổi khối lượng của nó. Vì vậy có thể dựa vào nhiệt độ xuất hiện và mất đi của hiệu ứng thu hoặc tỏa nhiệt, sự giảm khối lượng tương ứng của khoáng vật để nghiên cứu chúng bằng phương pháp nung nóng.
Phương pháp phân tích nhiệt rất có hiệu quả trong việc nghiên cứu các khoáng vật có chứa nước cấu trúc và nước kết tinh như các khoáng vật sét, các khoáng vật silicat ngậm nước, carbonat, sulphat và hydroxit kim loại nặng.
Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen
Nguyên lý cơ bản của phương pháp nhiễu xạ Rơnghen là tia Rơnghen (tia X) có bước sóng ngắn khi tới các hệ mật mạng (do ion, nguyên tử xếp thành) trong cấu trúc tinh thể của từng khoáng vật thì phản trở lại với góc phản xạ (2) đúng bằng góc tới (1) theo luật Bragg.
Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM): Kính hiển vi điện tử quét (Scaning Electronic Microscop-SEM) dùng dòng thứ cấp và các điện tử bức xạ từ vật liệu bị bắn phá bởi nguồn điện tử để tạo thành một hình ảnh về cường độ của vật liệu. Kết quả là cho ta thấy hình ảnh mẫu theo dạng không gian ba chiều. Phương pháp này rất hữu ích trong việc xác định kết cấu và hình dáng của tập hợp các hạt khoáng vật. Kính hiển vi điện tử quét được dùng để xác định đặc điểm các kết cấu của các khoáng vật sét trong các đá trầm tích, trong vỏ phong hóa và trong đới thổ nhưỡng, trong nghiên cứu kỹ thuật môi trường, đặc biệt quá trình lưu thông chất lỏng và hấp thụ các chất bẩn trong sét.
Sử dụng kính hiển vi điện tử có khả năng xác định hình dạng và kích thước các hạt khoáng vật nhỏ tới 1nm (10-6m).Ưu điểm là có độ phóng đại lớn (bình thường tới 50.000 lần, nhiều kính có độ phóng đại tới hàng triệu lần). Với độ phân giải cao, có khả năng xác định hình thái khoáng vật và mối quan hệ giữa các hạt khoáng vật có kích thước rất nhỏ một cách chính xác. Kính SEM với các thiết bị phụ trợ còn có thể phân tích thành phần hóa học của các đơn khoáng, tương tự như khả năng phân tích của máy vi dò. Loại kính này rất hữu ích khi nghiên cứu các khoáng vật có kích thước nhỏ, đặc biệt là nhóm khoáng vật sét thường có kích thước nhỏ hơn 0,001mm.
Tóm lại, các phương pháp lấy và phương pháp phân tích mẫu có ý nghĩa rất quan trọng trong nghiên cứu thành phần khoáng vật đặc biệt là nghiên cứu nhóm khoáng vật sét vì các phương pháp này có các ưu điểm như có độ phóng đại lớn, có độ phân giải cao, có khả năng xác định hình thái khoáng vật và mối quan hệ giữa các hạt khoáng vật có kích thước nhỏ, ngoài ra chum điện tử phản xạ lại khi gặp bề mặt khoáng vật thì chúng xuyên qua chúng và hội tụ và nhóm khoáng vật sét là nhóm khoáng vật thấu quang.…Ngoài các phương pháp trên, trong nghiên cứu khoáng vật người ta còn sử dụng các phương pháp phân tích bao thể trong khoáng vật, các phương pháp phân tích thành phần vật chất khác như quang phổ laser, quang phổ khối, các phương pháp phân tích xác định tuổi khoáng vật...
Tài liệu tham khảo
1. Nguyễn Khắc Giảng (2008), Bài giảng Khoáng vật sét, trường Đại học Mỏ - Địa chất.
2. Nguyễn Khắc Giảng (2013), Bài giảng khoáng vật học, trường Đại học Mỏ - Địa chất.
3. Trần Thị Hồng Minh (2016), Báo cáo tổng hợp nghiên cứu địa hóa - khoáng vật để đánh giá môi trường đất huyện Mê Linh, Hà Nội, Trường Đại học TN&MT Hà Nội.
TRẦN THỊ HỒNG MINH; LÊ TRUNG KIÊN