Dòng vật chất tan của sông (còn gọi là dòng rắn) là khối lƣợng các chất vô cơ, hữu cơ tồn tại ở dạng ion, phân tử hoặc keo có kích thước nhỏ hơn 10-5cm đƣợc sông mang đi khỏi một lãnh thổ nào đó trong một khoảng thời gian nhất định (thường là một năm). Nguồn cung cấp vật chất cho dòng vật chất tan của sông bao gồm sản phẩm của quá trình phong hoá các loại đất đá, thổ nhƣỡng, các sản phẩm trong quá trình hoạt động của sinh vật và con người. Dòng vật chất tan (ký hiệu RVCT) được chia thành 5 loại sau đây:
Dòng muối hoà tan hay dòng ion (ký hiệu RI) Dòng các nguyên tố dinh dƣỡng (RDD)
Dòng các nguyên tố vi lƣợng (RVL) Dòng các chất hữu cơ (RHC)
Dòng các keo khoáng (RKK).
Ở mức độ chi tiết hơn có thể phân chia các dòng kể trên thành những đơn vị nhỏ hơn, ví dụ dòng của một ion, một nguyên tố hoặc một hợp phần nào đấy. Trong 5 loại dòng rắn kể trên, dòng muối hoà tan hay ion chiếm khối lượng lớn nhất và cũng được nghiên cứu nhiều hơn. Dưới đây ta sẽ xem xét những khái niệm đối với dòng này, đương nhiên nó cũng đúng cho các dòng rắn khác.
Để đánh giá định lượng dòng RI, người ta đã sử dụng 2 đặc trưng là đại lượng tuyệt đối và đại lượng tương đối.
Đại lƣợng tuyệt đối của dòng ion là tổng khối lƣợng các muối hoà tan và ion (tính bằng tấn) đƣợc sông đem đi khỏi một lãnh thổ nào đó trong một năm. Đại lƣợng này đƣợc tính theo công thức:
RI = a.Q.CI [Tấn/năm]
Trong đó Q là giá trị trung bình lưu lượng dòng nước trong khoảng thời gian đang xét, CI - nồng độ trung bình của các muối và ion, a - hệ số quy chuyển của các đơn vị đo tương ứng.
Đại lượng tương đối của dòng ion (KI) là tỷ số của RI và diện tích lãnh thổ F (km2)
KI = RI/F [Tấn/km2.năm]
Tương tự như vậy có thể tính được các đặc trưng định lượng của các dòng khác.
Dòng ion là nhân tố quan trọng và cơ bản trong quá trình trao đổi muối giữa đại dương và lục địa. Khối lượng toàn bộ dòng vật chất tan của hành tinh rất lớn và đã đƣợc xác định là:
RVCT = RI + RDD + RVL + RKK = 2316 + 18 + 17 + 175 = 2526 [triệu tấn/năm]
Nếu tính cả dòng các chất hữu cơ (674 triệu tấn/năm) thì RVCT sẽ là 3200 triệu tấn/năm.
Dòng vật chất tan phân bố không đều ở các lục địa, phụ thuộc vào các điều kiện khu vực nhƣ đặc trƣng dòng chảy, diện tích lãnh thổ, cấu trúc địa chất, địa hình... Theo Alekin, riêng dòng ion phân bố ở các châu lục nhƣ trong bảng 1.8 và thành phần hoá học đƣợc cho ở bảng 1.9.
Bảng 1.8 : Dòng ion từ các châu lục (theo Alekin) LỤC ĐỊA Diện tích
106 km2
Lưu lượng nước (km3/năm)
RI
(106tấn/năm)
KI (tấn/Km2.năm)
Châu Á 42,275 12580 583 13,791
Châu Phi 29,800 5390 425 14,262
Bắc Mỹ 20,400 4655 421 20,637
Nam Mỹ 18,000 7450 442 24,556
Châu Âu 11,320 2845 222 19,611
Châu Úc 7,695 3500 79 10,266
Quần đảo Mã Lai 3,200 2020 144 45,000
Toàn bộ lục địa 132,690 35560 2316 17,454
Bảng 1.9: Thành phần hoá học chủ yếu của dòng ion (theo Alekin) Ca+2 Mg+2 Na+ +K+ HCO3
- SO4
-2 Cl- Tổng
mg/l 10,16 2,41 4,43 34,78 8,66 4,69 65,13
% trọng lƣợng 15,6 3,7 6,8 53,4 13,3 7,2 100,0 Đƣa ra biển (106 tấn/năm) 361 86 158 1237 308 167 2316
Giá trị tuyệt đối của dòng ion lớn nhất thuộc về Châu Á (583 triệu tấn/năm) nhưng đại lượng tương đối của nó lại thuộc về quần đảo Mã Lai, sau
đó đến Nam Mỹ và cuối cùng là Châu Úc. Giá trị trung bình KI của hành tinh là 17,454 tấn/km2.năm.
Dòng vật chất tan do sông đƣa ra biển có ý nghĩa quan trọng trong việc thành tạo thành phần hoá học nước biển, đặc biệt là các cation. Đây là qúa trình tích luỹ muối lâu dài của biển, phải trải qua nhiều triệu năm mới có đƣợc thành phần ổn định như hiện nay. Hiện tại, ảnh hưởng của dòng vật chất tan do sông đưa ra biển đối với các vùng biển khơi và đại dương không nhiều, song lại rất đáng kể ở các vùng biển ven bờ, cửa sông, vũng vịnh, đầm phá...
Bởi vậy, nếu các hoạt động của con người gây ảnh hưởng xấu tới thành phần và khối lượng dòng vật chất tan thì ô nhiễm môi trường nước biển vùng ven bờ là điều khó tránh khỏi.
Chương 2