Mở đầu
Ô nhiễm môi trường đang là mối đe dọa của tất cả loài người chúng ta. Có
thể nói rằng ‘Bà mẹ thiên nhiên đang kêu cứu chúng ta, muốn chúng ta hãy
có những hành động tốt để cứu lấy môi trường chúng ta đang sống.Và để tìm
ra biên pháp tốt nhằm bảo vệ và cứu lấy môi trường trước hết chúng ta phải
tìm ra nguyên nhân gây ra ô nhiễm môi trường. Có rất nhiều loại ô nhiễm
môi trường và mỗi loại lại xuất phát từ nhiều nguyên nhân khác nhau.Sau
đây chúng tôi xin đưa ra một loại ô nhiễm môi trường mà tôi nghĩ nó rất gần
với chúng ta đó là ô nhiễm môi trường đất. Nguyên nhân gây ra tình trạng ô
nhiễm này có từ rất lâu nhưng nó lại rất mới so với chúng ta đó chính là ô
nhiễm đất do đất bị nhiễm phèn.
I: Khái niệm ô nhiễm môi trường đất
1.Định nghĩa môi trường đất
Môi trường đất là nơi trú ngụ của con người và hầu hết các sinh vật
cạn, là nền móng cho các công trình xây dựng dân dụng, công nghiệp và văn
hóa của con người. Đất là một nguồn tài nguyên quý giá, con người sử dụng
tài nguyên đất vào hoạt động sản xuất nông nghiệp để đảm bảo nguồn cung
cấp lương thực thực phẩm cho con người. Nhưng với nhịp độ gia tăng dân số
1 | P a g e
và tốc độ phát triển công nghiệp và hoạt động đô thị hoá như hiện nay thì
diện tích đất canh tác ngày càng bị thu hẹp, chất lượng đất ngày càng bị suy
thoái, diện tích đất bình quân đầu người giảm.
+ Thế nào nhiễm môi trường đất
Ô nhiễm môi trường đất được xem là tất cả các hiện tượng làm
nhiễm bẩn môi trường đất bởi các tác nhân gây ô nhiễm. Đất bị ô nhiễm
có chứa một số độc tố, chất có hại cho cây trồng vượt quá nồng độ đã
được quy định. Thí dụ nồng độ thuốc trừ sâu, phân hóa học, kim loại
nặng quá mức quy định của Tổ chức Y tế thế giới.
+ Nguyên nhân ô nhiễm môi trường đất
* Tự nhiên:
- Nhiễm phèn: do nước phèn tự một nơi khác di chuyển đến. Chủ
ẩm cao nhiều vi khuẩn vi trùng gây bệnh.
+Nước thải sinh hoạt theo cống rãnh đổ ra mương và có thể đổ ra
đồng ruộng kéo theo phân rác và làm ô nhiễm đất
- Chất thải nông nghiệp:
+ Phân và nước tiểu động vật
+ Sử dụng dư thừa các sản phẩm hóa học như phân bón hóa học,
chất kích thích sinh trưởng, thuốc trừ sâu, trừ cỏ, tồn tại lâu trong đất,
tích tụ sinh học, thay đổi cân bằng sinh học giữa đất và cây trồng
+ Lan truyền từ môi trường đã ô nhiễm (không khí, nước), từ xác
bã thực, động vật
3 | P a g e
Để phân loại ô nhiễm môi trường đất có thể dựa theo các tác nhân
gây ô nhiễm có:
• Ô nhiễm đất do tác nhân hoá học: Bao gồm phân bón N, P (dư
lượng phân bón trong đất), thuốc trừ sâu (clo hữu cơ, DDT, lindan,
aldrin, photpho hữu cơ v.v.), chất thải công nghiệp và sinh hoạt (kim loại
nặng, độ kiềm, độ axit v.v ).
• Ô nhiễm đất do tác nhân sinh học: Trực khuẩn lỵ, thương hàn,
các loại ký sinh trùng (giun, sán v.v ).
• Ô nhiễm đất do tác nhân vật lý: Nhiệt độ (ảnh hưởng đến tốc độ
phân huỷ chất thải của sinh vật), chất phóng xạ (Uran, Thori, Sr90, I131,
Cs137).
II. Ô nhiễm môi trường đất do nhiễm phèn
2.1.Khái niệm nhiễm phèn:
Phèn được sinh ra có thể do nguyên nhân oxy hóa phèn tiềm tàng
(FeS) tại chỗ để tạo thành acid H2SO4, chứa nhiều độc chất
Al3+, Fe2+, SO4-2; hay cũng có thề do nước phèn đi từ nơi khác
gây nhiễm phèn cho MTST đất. Quá trình thứ nhất gọi là quá
trình phèn hóa (sulphate acidification) và quá trình thứ hai là quá
trình nhễm phèn (contamination of acid sulphate). Dù nguyên
phát triển không bình thường và dẫn đến chết.
Độc tố Fe(Fe
2+
, Fe
3+
): khi pH trong đất giảm, Fe
2+
được
giải phóng ra gây độc cho cây- đặc biệt nó có thể lan truyền ra
những khu vực rộng lớn xung quanh. Theo một số tác giả Fe
2+
150 – 200ppm đã gây độc cho lúa, đồng thời ảnh hưởng đến sự
sống của các sinh vật trong vùng và ở nồng độ Fe
2+
= 500ppm
nhiều cây trồng không sống được.
Độc tố H
2
S và Pyrit xuất hiện do kết quả của quá trình
khử Sunphat trong điều kiện yếm khí, đặc biệt là đất có nhiều
xác sú vẹt
Theo Đeut ở nông độ (1-2)x 10 mol/m
3
H
2
S đã làm tổn
thương đến chức năng của rễ.
6 | P a g e
- Sự lan truyền nước phèn từ vùng này sang vùng khác
N hữu cơ của đất
- Môi trường ô nhiễm => chỉ số vệ sinh giảm vì hoạt động sinh
vật giảm → N
2
trong anbumin giảm.
- Đất bị ô nhiễm => vi sinh vật hoạt động yếu=> N hữu cơ tăng
chỉ số vệ sinh giảm
- Trong y tế ta có:
Chỉ số vệ sinh tình trạng ô nhiễm
<0,7 mạnh
0,7-0,85 trung bình
0,85-0,98 yếu
>0,98 sạch(không ô nhiễm)
2.2.4 Kết quả phân tích hàm lượng
8 | P a g e
* Hàm lượng Clo để đánh giá:
- Ít Clo: tốt
- Nhiều clo: bẩn xấu
• xét nghiệm vi sinh vật:
- Chỉ tiêu về bệnh tật. dựa vào số lượng vi sinh vật mà chủ
yếu là trung bình vi sinh khuẩn (tiểu trung bình/1g đất)
người ta phân tích thấy:
- 1-2,5 triệu : đất không có vấn đề
- >2,5 triệu: đất có vấn đề
- Số lượng trứng giun:
Số trứng giun/1kg đất tiêu chuẩn đánh giá
<100 sạch
100 – 300 bị bẩn
> 300 rất bẩn
2.2.5 Biện pháp phòng chống ô nhiễm đất
là một chất dinh dưỡng cho cây trồng tuy nhiên khi
hàm lượng trong đất vượt quá 1/500 lại gây độc cho các loại cây
trồng. hay Mn
+2
có hàm lượng vượt quá 1-10
+2
% trong tro thực
vật thì gây độc cho một số loại cây.
• Mỗi loại giống lúa và giai đoạn sinh trưởng của chúng đều
có khả năng chịu đựng mức độ độc tố khác nhau. Nhưng
theo nhiều kết quả nghiên cứu của các tác giả trong nước
với nước ngầm, nhìn chung mức độ chịu đựng các độc tố
của lúa trung bình như sau:
pH EC
(ms /cm)
Al
3 +
(ppm)
Fe
2 +
(ppm)
SO
4
2
(ppm)
5,0 ÷5,5 ≤2.50 0 ≤ 3 0 ≤ 1 50÷200 ≤ 1500
Bảng: mức độ chiu đựng của cây lúa đối với những độc tố
trong đất
Trong đất phèn các nguyên tố sắt, nhôm, sunphat (dưới dạng
Fe
+ Làm đất bị nhiễm chua, nhiễm mặn.
+ Tính chất hoá học của đất bị thay đổi.
+ Chất lượng nước bị thay đổi theo chiều hướng bất lợi.
12 | P a g e
+ Chất lượng nước ngầm bị nhiễm bẩn
- Do sử dụng phân bón.
Khi bón phân khoáng chỉ có 50% được cây trồng sử dụng.
Lượng còn lại tham gia vào vấn đề gây ô nhiễm môi trường
đất.
+ Biến đổi thành phần tính chất của đất nếu không sử
dụng hợp lý.
+ Làm chua đất
+ Biến đổi cân bằng dinh dưỡng đất và cây trồng.
+ Một lượng lớn xâm nhập vào nguồn nước, vào khí
quyển
- do thuốc trừ sâu, diệt cỏ.
+ Hay gây nên hiện tượng “ phóng đại sinh học”
Tác động mạnh mẽ nhất đến môi trường đất
- Do chứa chất thải công nghiệp, sinh hoạt.
+ Chứa sản phẩm độc hại ở dạng rắn. nhiều nghiên cứu
gần đây đã chứng minh 50% chất thải công nghiệp là rắn:
than, bụi, sỉ, quặng…. Từ đó ước tính 15% gây độc hại và
13 | P a g e
nguy hiểm cho con người và đất đai. Chất thải sinh hoạt ở
dạng rắn cũng chiếm tỷ trọng lớn.
+ Chất thải công nghiệp là các hoá chất kim loại nặng
như: Cu, Pb, Hg, Sđ…. Thường chứa nhiều trong rác phế thải
của ngành luyện kim màu, sản xuất ô tô.
+ Trong đất, tính trị độc và gây độc của các kim loại
nặng phụ thuộc vào nhiều yếu tố: ooxxy hoá khử, Ph, số lượng
4. Nguồn gốc và quá trình hình thành đất phèn
4.1Nguồn gốc đất phèn
Nghiên cứu đất phèn ở miền bắc Việt Nam, Fritlan cho rắng đất phèn giàu
sunfat và sunfat là do lưu quỳnh (S) trong nước lợ và không liên quan dến sú
vẹt.
Qua các thí nghiệm, kết hợp với điều tra thực tế trong dịp lập bản đồ đất cho
miền Bắc việt Nam, Fritlan đã giải thích sự hình thành đất phèn: S có trong
nước biển theo thủy triều và vùng nước lợ. còn sắt, nhôm (Fe,Al) do sự
phân tích củ keo sắt và sự rủa trôi của các dòng chảy, trầm tích ờ vùng nước
lợ, cùng với S lắng đọng trong phù sa, tạo nên phèn. Quan điểm này chua
15 | P a g e
giải thích đượcnhững nơi có chế độ nước của các con sông giống nhau,
nhưng có vùng tạo phèn, có vùng không tạo phèn
Moorman và những nơi cộng sữ cho rằng sự hình thành đất phèn xuất hiện ở
vùng nước lợ, có thủy triều xâm nhập và có sự tham gia của vi sinh vật với
các điều kiện và các giai đoạn sau:
- Ion SO
4
2-
bị khử trong điều kiện thiếu oxy, có sự tham gia của vi sinh
vật yếm khí. Trong giai đoạn này cần phải có đầy đủ chất hữu cơ để làm
thức ăn cho vi sinh vật yếm khí Thibacillus…
- Tiếp đó phản ứng giũa sunphure H
2
S với sắt có trong đất để tạo
thành FeSO
4
và H
2
SO
(SO
4
)
3
+H
2
O
Trong đất xuất hiện từng vệt màu vàng trấu, chính là màu vàng của
Fe
2
(SO
4
)
3
Theo tác giả ở đây cũng có phản ứng thuận nghịch :
Fe
2
(SO
4
)
3
+ 2H
2
O 2FeSO
4
(OH) + H
2
O
16 | P a g e
+ sau đó ấn có môi trướng oxy hóa để oxy hóa sunphua sắt tạo ra
H
2
SO
4
,Al
2
(SO
4
)
3
, FeSO
4
. đất trở nên chua, hóa phèn.
+ nếu trong đấtn có CaCO
3
thì phản ứng tiếp tục theo một chiều
hướng sau:
2CaCO
3
+ H
2
SO
4
CaSO
4
.2H
2
O + 2CO
2
6% pyrite. Nhưng những vùng có than bùn hoặc cát thạch anh thì chất sắt rất
ít. Trong biển nhiệt đới, các chất lắng tụ thường chứa rất ít c hất hữu cơ hữu
dụng cho sự tạo thành pyrit. Nhưng dưới những rừng đước dày đặc mọc trên
đất sình lầy lại có rất nhiều chất hữu cơ. Do đó tại những vùng đước lầy lội,
18 | P a g e
vật liệu hữu cơ và các chất vật liệu khác tạo pyrite có đầy đủ. ở đây mức
thủy triều cao hay thấp có ảnh hưởng đến thời gian thoáng khí lâu hay
mau(nghĩa là ảnh hưởng đến sự hình thành phèn). Pyrite được hình thành và
tích tụ nhiều ờ vùng kênh rạch chằng chịt vì ảnh hưởng của thủy triều rất
lớn. những vùng đó thường gặp ở châu á, nơi có rừng dừa nước mọc dày.
Những vùng có cây Brugnicra hay rừng Avicenina(mắm) và ít kênh rạch hơn
thì ít xuất hiện pyrite. Tác giả còn cho biết them: đối với những nước mà
mực nước thủy triều chênh lệch ít và nơi không có nước biển tràn lên trong
niên đại vừa qua thì lớp pyrite mỏng. đất dọc theo bờ biển mới bồi sở dĩ
chứa ít pyrit, có lẽ phần lớn vì chưa đủ thời gian cho pyrite lắng tụ. bởi vì
muốn tạo được 1% pyrit trong đất phải mất từ 50-1000 năm. Nếu bờ biển
được bồi lên nhanh chóng thì rừng đước cũng phát triền theo sau đó, sau một
thời gian ngắn, cho nên sự tạo thành pyrite cũng gắn theo. Điều này được
chứng minh ở vùng đất bồi đáp nhanh của sông Cửu Long và một số chi
nhánh của sông Đồng Nai.
Một tác giả khác, các tác giả đã đưa ra một điều kiện cho sự hình
thành phèn là phụ thuộc vào lượng CaCO
3
.
Về nguồn gốc của đất phèn hiện tại:
Theo tác giả: sự hình thành đất phèn hiện tại cũng phải có đất phèn tiểm
tàng. Khi đất phèn tiềm tàng thoáng khí trong một thời gian lâu, khi mà mực
19 | P a g e
nước ngậm giảm xuống dưới lớp đất chứa pyrite trong nhiều tuần lễ. hein65
tượng này xảy ra một cách từ từ trong quá trình tự nhiện do sự nâng lên của
2
O Fe(OH)
3
+ 2SO
4
2-
Fe
2+
+SO
4
2-
+ 1/4O
2
+5/2H
2
O +1/3K
+
1/3KFe(SO
4
)
2
(OH)
6
+1/3SO
4
2-
Sự xuất hiện của sắt Fe
3+
dưới dạng KFe
3
+lưu huỳnh được tích tụ trong đất dưới dạng SO
4
2-
, trong điều kiện
yếm khí (thiếu oxy) và có đủ chất hữu cơ sẽ tạo thành sunphure.
SO
4
2-
+ CH
2
O 2HCO
3
+H
2
S
+ do đất chứa nhiều sắt, trong điều kiện yếm khí sunphit và pyrite
được tạo thành
3H
2
S +2Fe(OH)
3
2FeS +S + 6H
2
S
Khi tháo nước mặt và hạ thấp nước ngầm xuống dưới tầng pyrite, bằng con
đường tự nhiên hay nhận tạo, các quá trình oxy hóa bắt đầu xảy ra.
Quá trình oxy hóa FeS
2FeS +9/2 O
2
+2H
và Fe
2
SO
4
được hình thành, nếu tiếp tục oxy hóa thì sunphat
sắt III và sunphat nhôm được hình thành như sau:
2Fe
2
SO
4
+ 2 Fe
2
SO
4
+ O
2
2Fe(SO
4
)
3
+ 2H
2
O
Fe(SO
4
)
3
+ 6H
2
O Fe(OH)
KFe
3
(SO
4
)
2
(OH)
6
3FeO.OH +K
+
3H
+
+2SO
2-
4.3 Những nhân tố cấu thành chất phèn
Có nhiều tác giả, nhiều học thuyết và trường phái nói về nguồn gốc của đất
phèn. Nhưng những nhân tố cấu thành đất phèn ở đồng bằng nước ta có thể
nêu ra như sau:
- Sự có mặt với số lượng lớn của lưu huỳnh (S) và hợp chất của lưu
huỳnh SO
4
2-
, H
2
S, FeS, FeS
2
ở trong đất. S được tạo thành trong đất từ hai
con đường:
+ con đường thứ nhất: S, SO
4
sú vẹt, vùng biển cạn có hoặc không có sú vẹt.
-Trong đất có hàm lượng rất nhỏ của canxi, chất có thể trung hòa acid
sulfuaic (H
2
SO
4
) được hình thành trong quá trình oxy háo pyrit. Nếu trong
đất có hàm lượng của canxi thì quá trình oxy hóa sẽ xảy ra theo chiều hướng
khác, đất có thể không hình thành đất phèn.
-Đất thường xuyên thay đổi từ trạng thái khử sang oxy hóa và ngược
lại do ảnh hưởng của chế độ triều, chế độ nước vá chế độ khí hậu trong
vùng.
24 | P a g e
-Trồng trọt, quản lý khai thác tùy tiện, không khoa học
4.4 Hình thái phẫu diện
- 0 – 1 cm (Ho), lớp thảm mục thô, chưa phân giải, bao gồm
thân, lá, cành, rễ cây 53 tràm khô.
- 1 – 30 cm (H1), Tầng hữu cơ bán phân giải, nhiều rễ cây tràm
phân bố, hàm lượng mùn 63 – 90 % có màu nâu đen.
- 30 – 72 cm (H2), Lớp than bùn thô, hàm lượng mùn 65 – 85 %
than bùn có màu đen.
- 72 – 100 cm (H3), Lớp than bùn mịn, hàm lượng mùn 35 – 55
% lẫn sét, đất có màu đen hoặc đen đậm.
- 100 – 150 cm (Cp), tầng sinh phèn, sét pha thịt, có màu xám
đen, rất ẩm ướt, vẫn còn lẫn than bùn, đất bị glây mạnh. Mùa khô
độ sâu của mực nước ngầm xuất hiện 130 cm cách mặt đất.
4.5 Đặc điểm hóa tính
Độ dày của tầng than bùn thường từ 40 – 100 cm có nơi tới trên
100 cm.
Hàm lượng chất hữu cơ trong tầng than bùn biến động từ 30 – 90