1.    Đánh giá được nguồn, thực trạng và dự báo quá trình đục hóa, tốc độ bồi lắng trầm tích đáy Vịnh Hạ Long bằng các phương pháp chủ đạo đồng vị phóng xạ đánh dấu và mô hình vận chuyển trầm tích.
2.    Đề xuất được các giải pháp ngăn ngừa và hạn chế đục hóa, bồi lắng đáy vịnh góp phần bảo vệ và phát huy các giá trị của Di sản Thiên nhiên Thế giới.

- Về khoa học
Quá trình đục hóa và bồi lắng ở Vịnh Hạ Long đang diễn ra dưới tác động của cả tự nhiên và hoạt động nhân sinh. Hoạt động tự nhiên là do các nguồn cung cấp từ các sông đổ ra chảy vào Vịnh Hạ Long, hoạt động nhân sinh là do các nguồn thải hoạt động khai khoáng, sinh hoạt, đô thị hóa và nhiều hoạt động khác.
Quá trình đục hóa diễn ra vào mùa mưa lớn hơn mùa khô, về mùa mưa nước tầng mặt độ đục cao hơn nước tầng đáy, về mùa khô nước tầng đáy đục hơn nước tầng mặt, các khu vực có độ đục cao thường xuất hiện ở gần bờ phía tây Vịnh Hạ Long. Độ đục về mùa mưa tầng mặt trung bình ở 17,39±20,00 mg/l và tầng đáy 14,72 ±18,28 mg/l, về mùa khô độ đục tầng mặt 7,44±7,38 mg/l và tầng đáy 23,73±36,82 mg/l. Tổng chất rắn lơ lửng về mùa mưa tầng mặt có hàm lượng 14,59±18,20 mg/l và tầng đáy hàm lượng 40,92±76,29 mg/l, về mùa khô tầng mặt hàm lượng 20,3±64,8 mg/l và tầng đáy hàm lượng 27,75±57,12 mg/l. Theo các kịch bản dự báo cho năm 2025 thì thấy rằng độ đục có tăng lên nhưng chủ yếu tập trung ở gần bờ và gần các vùng cửa sông, tuy nhiên chúng thấp hơn TCVN cho mục đích nuôi trồng thủy sản.
Quá trình bồi lắng làm nông hóa thủy vực hiện tai đang diễn ra, tốc độ lắng đọng trầm tích Vịnh Hạ Long dao động từ 0,02–1,56 cm/năm. Tốc độ lắng đọng lớn nhất ở phía bắc Vịnh Hạ Long , sau đến trung tâm và phía tây Vịnh những nơi này gần các nguồn cung cấp trầm tích của cửa sông Bạch Đằng, vị trí đổ thải của mỏ than Hà Tu. Các vị trí khác còn lại có tốc độ lắng đọng trầm tích thấp hơn, phân bố ở phía đông và phía nam Vịnh Hạ Long. Các kịch bản dự báo về bồi lắng nông hóa cho thấy kịch bản chỉ tính đến tốc độ lắng đọng trầm tích và kịch bản nâng kiến tạo sẽ làm cho quá trình nông hóa diễn ra nhanh đến năm 2100, các kịch bản còn lại tính đến nước biển dâng chân tĩnh thì một số khu vực gần bờ quá trình nông hóa vẫn diễn ra nhưng chậm, quá trình sâu hóa diễn ra ở một số khu vực xa bờ và ven bờ phía đông của Vịnh, với kịch bản nước biển dâng do biến đổi khí hậu ở mức thấp nhất thì hầu hết các vị trí đều thể hiện sâu hóa.
Nguồn vật chất hữu cơ có trong trầm tích được xác định từ cung cấp lục địa, từ biển đều có mặt ở hiện tại và quá khứ với 3 nhóm cơ bản. Nhóm 1 có nguồn gốc biển chịu chi phối mạnh mẽ của lục địa có các đặc trưng δ13C = -17,47±7,11 ‰, δ15N = 4,26±0,91 ‰, C/N = 15,53±5,48. Nhóm 2 có nguồn gốc trầm tích biển bị phong hóa do quá trình biển thoái hoặc nguồn gốc biển nhưng bị tác động của lục địa mạnh mẽ, chúng phân bố ở lớp sâu của đáy vịnh có các đặc trưng δ13C = -16,49±4,42 ‰, δ15N = 2,28±0,72 ‰, C/N = 7,54 ± 2,89. Nhóm 3 có nguồn gốc trầm tích biển ít chịu ảnh hưởng khối nước lục địa nhưng chịu ảnh hưởng nhiều của thảm thực vật bậc cao lục địa đặc trưng bởi δ13C = -17,17± 5,25 ‰, δ15N = 4,33±0,27 ‰ và C/N = 26,33±9,95.
Chịu nhiều tác động của hoạt động nhân sinh, môi trường trầm tích đã có những biểu hiện tích lũy ô nhiễm tăng cao theo thời gian về hàm lượng các kim loại nặng trong các lỗ khoan trầm tích, tăng dần hàm lượng từ xa bờ vào gần bờ trong trầm tích tầng mặt, chúng là những nguy cơ tiềm ẩn đến các hệ sinh thái ven bờ. Các kim loại nặng vượt ngưỡng tiêu chuẩn TELs của Canada là Cu, Pb, As..
Những dấu hiệu tác động của tự nhiên và nhân sinh lên môi trường trầm tích Vịnh Hạ Long làm giảm yếu tố cảnh quan, suy giảm chất lượng môi trường làm cho phát triển bền vững ở khu vực này bị ảnh hưởng và chịu tác động mạnh mẽ. Các biện pháp ngăn ngừa bồi lắng và đục hóa ở Vịnh Hạ Long cần thiết phải được quan tâm đúng mức và cần thiết phải tiến hành gồm: các biện pháp công trình và phi công trình. Các biện pháp công trình bao gồm xây dựng các khu xử lý rác thải sinh hoạt, đô thị, rác thải công nghiệp, các công trình này cần thiết phải áp dụng các công nghệ tiên tiến nhằm xử lý tối đa các chất ô nhiễm trước khi đổ thải ra Vịnh. Các giải pháp phi công trình cần thiết phải tính đến là quản lý phát triển công nghiệp và khai khoáng, quản lý hoạt động cảng biển và giao thông thủy, quản lý hoạt động đánh bắt, nuôi trồng và chế biến thủy sản, quản lý hoạt động du lịch và dịch vụ, quản lý hoạt động lấn biển xây dựng cơ sở hạ tầng, đầu tư tài chính để đảm bảo tính bền vững lâu dài trong quá trình phát triển.
- Về ứng dụng
Sử dụng đồng vị phóng xạ và đồng vị bền trong trầm tích đánh giá tốc độ lắng đọng trầm tích và nhận dạng nguồn cung cấp vật chất hữu cơ cho trầm tích Vịnh Hạ Long để theo dõi các quá trình tự nhiên và tác động nhân sinh theo thời gian.
    Quá trình đục hóa, phân tán đục hóa, dự báo đục hóa trong không gian Vịnh Hạ Long được sử dụng mô hình DELF 3D. Tốc độ lắng đọng trầm tích trong 150 năm qua tính toán trên cơ sở 210Pb làm cơ sở để dự báo nông hóa và sâu hóa trong các kịch bản khác nhau ở Vịnh Hạ Long.
    Diễn biến môi trường trước tác động của con người theo thời gian được theo dõi qua kim loại nặng trong trầm tích thấy tăng theo thời gian ở một số trạm gần bờ, đã có một số trạm vượt ngưỡng TELs của Canada.

Tính toán được tốc độ bồi lắng ở Vịnh Hạ Long trong 150 năm qua dao động  từ 0,02–1,56 cm/năm, độ đục cao ở tầng mặt là phía tây Vịnh Hạ Long, xác định được nguồn vật chất hữu cơ trong trầm tích được cung cấp cả biển và lục địa. Bằng sử dụng mô hình DELF 3D và kịch bản dự báo mức độ đục hóa, mức độ bối lắng trong tương lai.

- Các bài báo đã công bố (liệt kê): 03 bãi báo: 02 bài trên tạp chí quốc gia, 01 bài tạp chí Quốc Tế trong danh mục SCI-E.
1.    Đặng Hoài Nhơn, Võ Thị Tường Hạnh, Joy Matthews,  Bùi Văn Vượng, Đinh Văn Huy, Nguyễn Đình Khang, Nguyễn Mai Lựu, Nguyễn Đắc Vệ, Phạm Văn Lượng, Phan Sơn Hải, 2016. Tốc độ lắng đọng và nguồn cung cấp vật liệu trầm tích vịnh Hạ Long trong 150 năm qua. Tạp chí Khoa học - Trái Đất và Môi trường, tập 32, số 2, trang 46-56.
2.    Bùi Văn Vượng, Zhifei Liu, Trần Đức Thạnh, Chih-An Huh, Đặng Hoài Nhơn, Nguyễn Đắc Vệ, Đinh Văn Huy, 2016. Kết quả bước đầu nghiên cứu tốc độ lắng đọng, nguồn trầm tích đáy Vịnh Hạ Long: Dấu hiệu từ khoáng vật sét, đồng vị 210Pb và 137Cs. Tạp chí Khoa học và Công nghệ biển, tập 16, 54-63.
3.    Giuliani S,  Bellucci L.G., Romano S., Piazza R., Turetta C., Vecchiato M., Nhon D.H., Frignani M., 2015. Exploring the possibility to detect recent temporal changes in highly disturbed sedimentary records through sampling repetitions and core comparisons of porosity and sand content. Environmental Monitoring and Assessment, Vol. 187, issue 7, p. 1-12.