Đề tài:
Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG ĐẤT DO NHIỄM MẶN
1. Sự mặn hóa (Saltinization )
“ Mặn hóa là quá trình xâm nhiễm và tích tụ các muối và kim loại kiềm
trong môi trường đất, nước. Khi các môi trường này từ chỗ chưa mặn thành mặn.”
Theo PGS.TS Lê Huy Bá thì : “ Môi trường đất bị xem là ô nhiễm mặn khi
nồng độ muối hòa tan > 0,3%, trong đó, muối Cl
-
> 0,15% và Na có hàm lượng trên
10mEg/10gr, sau 24g bị ngập nước mặn hóa bị bốc mặn lên bề mặt. Nồng độ cao
của muối gây hại sinh lý cho thành phần và tiêu chí diệt vi sinh vật cùng động vật
trong môi trường đất.” ( Sinh thái môi trường đất, Lê Huy Bá)
2. Đất mặn
Tất cả các loại đất đều chứa một lượng muối tan nào đó. Trong số đó có loại
muối là chất dinh dưỡng cho cây trồng. Tuy nhiên khi các muối trong đất vượt quá
một giá trị nào đó thì sự phát triển, năng suất, chất lượng của hầu hết các loại cây
đều bị ảnh hưởng xấu, tới một mức độ tùy thuộc vào loại và số lượng muối có
trong đất, tùy thuộc vào giai đoạn sinh trưởng, vào loại thực vật và các yếu tố môi
trường. Do đó, khi đất chứa các loại muối ảnh hưởng đến năng suất thực vật thì đất
đó gọi là đất mặn.
Ths Phan Tuấn Điều - ĐH Bình Dương thì "Đất mặn là đất chứa nhiều muối
hòa tan (1- 1,5% hoặc hơn). Những loại muối tan thường gặp trong đất là: NaCl,
Na
2
SO
4
, CaCl
2
, CaSO
4
, MgCl
Đất mặn là đất có độ dẫn điện của dung dịch trích(Eco) là từ 4 mmho/cm trở
lên ở 250C. Đây là ngưỡng mà vượt quá mức này năng suất cây trồng sẽ giảm
đáng kể vì lượng muối gia tăng (Akbar và Ponnamperuma, 1980). Các loại ion
chính yếu của muối gồm Na
+
,
Ca
2+
, Mg
2+
, Cl
-
, SO
4
2-
. Trong đó muối NaCl chiếm ưu
thế.
Bảng1: Các chỉ tiêu xác định độ mặn của môi trường đất
Loại đất
Độ dẫn điện, mmho/cm, 25
0
C
( của phần trích dẫn hòa tan)
% Na dung lượng
trao đổi
Đất mặn ( pH > 5,5; >4 <15
[Cl-] = 0,05 – 0,25% )
Đất mặn kiềm >4 >15
Đất không mặn kiềm <4 <15
Đất mặn được chia làm hai dạng khác nhau rõ rệt: đất mặn duyên hải và đất
Diện tích đất nhiễm mặn
( 1000ha)
Bắc Mỹ 15.755
Mexico và Trung Mỹ 1.965
Nam Mỹ 129.163
Châu Phi 80.436
Nam Á 85.110
Bắc và Trung Á 211.448
Đông Nam Á 19.983
Australia 357.568
Châu Âu 50.749
3.2. Tình hình ô nhiễm môi trường đất do nhiễm mặn ở Việt Nam.
Đất bị nhiễm mặn ở Việt Nam có diện tích khoảng 1 triệu ha ( Hoàng Kim,
Phạm Văn Biên và R.H Howeler, 2003), chiếm gần 3% diện tích tự nhiên cả nước.
Trong đó, hai vùng nhiễm mặn tập trung chủ yếu là hai châu thổ lớn Đồng bằng
sông Cửu Long, Đồng bằng Sông Hồng. Ảnh hưởng của nước biển ở vùng cửa
sông vào đất liền Đồng bằng Sông Hồng chỉ khoảng 15km, nhưng ở Đồng bằng
sông Cửu Long lại có thể xâm nhập tới 40-50km ( FAO, 2000).
Các tỉnh vùng Đồng bằng sông Cửu Long như: Sóc Trăng, Bến Tre, Tiền
Giang, Trà Vinh, Bạc Liêu, Cà Mau, Kiên Giang đều bị nhiễm mặn. Đất mặn có
diện tích là 744.000ha , chiếm 18,9% làm hạn chế tăng vụ và tăng năng suất của
vùng.
Bảng 3: Diện tích bị nhiễm mặn ở ĐBSCL trung bình tháng 4 (1991-2000)
Các vùng nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Hồng thuộc các tỉnh như: Thái
Bình, Hải Phòng, Nam Định, Ninh Bình, Thanh Hóa….
Bảng 4: Diện tích các tỉnh ĐBSH bị nhiễm mặn.
Tỉnh Diện tích nhiễm mặn (ha)
Thái Bình 18.000
Hải Phòng 20.000
Nam Định 10.000
khoảng 50-80cm thường gặp lớp cát xám xanh, có xác vỏ sò, ốc biển.
3.2.3. Đất mặn trung bình và ít
Có tổng diện tích 732.584ha, phân bố tiếp giáp với đất phù sa, bên trong
vùng đất mặn nhiều, đại bộ phận ở địa hình trung bình, cao còn ảnh hưởng của
thủy triều. Loại đất này chiếm 2,4% có diện tích đất toàn quốc và khoảng 75% của
nhóm đất mặn, tập trung ở Đồng bằng sông Cửu Long
Đất mặn trung bình và ít có Cl
-
<0,25% và EC <4 ms/cm, đất có phản ứng
trung tính ít chua, xuống sâu pH có tăng lên do nồng độ muối tăng cao hơn, tỷ lệ
Ca
++
/Mg
++
<1, mùn, đạm trung bình, lân trung bình và nghèo.
3.2.4. Đất mặn kiềm.
Có diện tích: khoảng 200ha. Phân bố ở môt số vùng thuộc tỉnh Ninh Thuận,
Bình Thuận với diện tích nhỏ. Trong đất mặn loại này có chừa nhiều Na
2
CO
3
và
NaHCO
3
, đất có độ pH khá cao ( pH>8).
Bảng 5: Số liệu phân tích mẫu đất ở Phan Rang cho thấy:
Na
2
CO
3
Thông thường những loại đất có cấu trúc nhẹ bị mặn ít hơn những đất có cấu
trúc nặng hơn vì:
- Những loại đất có cấu trúc nhẹ được tiêu nước tốt hơn, do đó các
muối được rửa dễ dàng và nhanh chóng.
- Những đất này có CEC thấp nên giữ ít muối hơn những đất nặng
- Những loại đất có cấu trúc nhẹ có khả năng dâng leo mao dẫn kém và
do đó có thể chịu ảnh hưởng của nước ngầm lợ ít hơn.
4.3. Các điều kiện thủy văn.
Các điều kiện thủy văn sau đây có thể tạo điều kiện thuận lợi cho sự úng
ngập và tích lũy muối, gây nên sự hình thành đất mặn:
- Các vùng đất nằm thấp có thể được tích lũy muối trên bề mặt nhờ
dòng chảy mặt từ nơi khác đến. vào mùa mưa, những khu vực này trong có vẻ như
úng ngập nhưng vào mùa khô lại khô ráo tạo nên đất bị mặn. Ở các vùng ven biển,
thủy triều dâng lên làm ngập đất mặn. Sự xâm nhập của nước biển qua các sông,
cửa sông, các tầng nước ngầm mặn là nguyên nhân chính hình thành nên các loại
đất mặn.
- Sự tham gia của các tầng nước ngầm nằm nông và các vùng lân cận
thông qua sự thấm được Van Der Molen(1976) mô tả có thể làm tăng tổng số
muối và làm mực nước ngầm dâng lên, thúc đẩy sự hình thành đất mặn. Thêm vào
đó, sự thấm mặn, một hiện tượng thường thấy ở Australia, Bắc Mỹ và một số nước
khác cũng có thể gây nên sự tích lũy muối các vùng thấp hơn. Thay đổi sử dụng
đất từ rừng tự nhiên sang trồng cây ngũ cốc hoặc thay đổi cơ cấu cây trồng. Ví dụ:
bỏ đất hoang vào mùa hè có thể làm một lượng nước lớn nước đi qua đất và mang
theo các muối đến các vùng đất thấp nằm kề.
Hình 1: Hiện tượng thấm theo Van Der Molen (1976).
- Sử dụng các kênh tưới gây nên:
+ Tổng số lượng nước đến khu vực lớn hơn, nhiều lần trong thời kỳ cây
trồng yêu cầu ít nước.
+ Giảm việc khai thác nước ngầm và do đó gây nên sự xáo trộn trong cân
bằng nước của khu vực.
20-100kg/ha/ năm muối NaCl, còn đối với vùng ven biển có thể đạt đến 100-
200kg/ha/năm. Sau một thời gian dài, sự tích lũy này làm đất nhiễm mặn.
3.2. Do hoạt động của con người.
3.2.1. Mực nước ngầm nằm nông:
Do việc quản lý tưới tiêu chưa tốt, sau khi tưới mực nước ngầm dâng lên, ở
một số khu tưới, mực nước ngầm thậm chí dâng lên với tốc độ rất cao: 1-2m/năm.
Thường các loại nước ngầm như vậy thường bị khoáng hóa. Sự dâng leo mao dẫn
đã làm cho đất bị mặn. Đó là nguyên nhân chủ yếu nhiễm mặn cho vùng đất tưới.
Hình 2: Sơ đồ về sự chuyển động của muối trong đất có mực nước ngầm
nông
Sự dâng lên của nước ngầm từ mặt nước tự do gọi là sự dâng leo mao
dẫn. Đây là một cơ chế quan trọng trong gây mặn cho đất do nước ngầm di chuyển
lên phía trên, sau đó bay hơi. Nước ngầm bay hơi để lại muối cho tầng đất mặt. Số
lượng muối đi lên do tầng đất mặt do sự dâng leo mao dẫn phụ thuộc vào cấu trúc
của đất, độ sâu phân bố của mực nước ngầm, nồng độ muối của nước ngầm.
Về mặt toán học, sự dâng mao dẫn được trình bày như sau:
trong đó: hc : độ cao dâng mao dẫn cân bằng
: lực căng mặt ngoài
góc thấm ướt
r: bán kính của ống mao quản
dw: khối lượng riêng của nước
g: gia tốc trọng trường
3.2.2. Tưới bằng nước mặt chứa muối:
Một hiện tượng thường có ở các vùng khí hậu khô hạn và bán khô hạn là sự
có mặt của nước ngầm chứa muối. Việc khai thác nước ngầm để tưới ruộng ngày
càng tăng lên. Đây chính là nguồn muối chính cho cả những đất đai phì nhiêu, làm
cho đất bị nhiễm mặn. Việc sử dụng nước ngầm có chứa nhiều Na chính là nguyên
nhân gây cho đất có tính thấm chậm và làm cho đất bị kiềm hóa.
3.2.3. Sự tích lũy muối trong tầng nước mặt do tưới trong điều
Khi ướt đất dính dẻo, hạt đất trương mạnh, bích kín tất cả các khe hở làm
cho đất hoàn toàn trở nên không thấm nước. đất mặn có phản ứng kiềm, độ
pH có khi lên tới 11 – 12. Ở độ pH này không có một loại cây trồng nào có
thể phát triển được.
Bảng 6: Ảnh hưởng của mặn đối với cây trồng.
Phân loại đất
mặn
Độ dẫn điện của dung dịch
đất trích bão hòa
( mmh
0
/cm)
Ảnh hưởng đến cây trồng
Không mặn 0-2
Mặn ảnh hưởng không đáng
kể
Mặn ít 2-4
Năng suất của nhiều loại cây
có thể bị giới hạn
Mặn trung bình 4-8
Năng suất của nhiều loại cây
trồng bị giới hạn
Mặn 8-16 Chỉ một số cây trồng chịu
đựng được
Rất mặn >16
Chỉ rất ít cây trồng chịu đựng
được.
Lượng muối tan vượt qua mức cho phép sẽ ảnh hưởng đến sự phát triển của
thực vật:
6.1. Lượng nước dễ tiêu
và NO
3
-
, Cl
-
và SO
4
-
, Na
+
và K
+
có thể làm xáo trộn chất dinh dưỡng bình
thường của thực vật. Các sumphat tham gia quá trình trao đổi chất như một
phần tích hợp của các protein và các enzim có thể làm xáo trộn hệ thống các
cơ quan của thực vật và thường độc hại hơn clorua. Tuy nhiên, đối với một
số cây ăn quả như chanh, nho và nhiều cây lấy gỗ khác, Cl
-
độc hại hơn
SO
4
2-
và gây triệu
6.4. Ảnh hưởng của sự úng ngập đến sự sinh trưởng của cây.
chứng cháy là đặc trưng.
Các nguyên tố như B, Li, Se cũng có thể có trong đất với nồng độ độc hại,
đặc biệt đối với ngầm bị mặn. Ví dụ như nồng độ B lớn hơn 4mg/l trong
dịch chiết của đất bảo hòa độc hại đối với hầu hết các loại cây.
Mực nước ngầm nông gây nên sự úng ngập và tích lũy muối là nguyên nhân
thường xuyên nhất làm giảm năng suất nông nghiệp có tưới. Sự ngập úng
Dùng biện pháp cơ học để loại bỏ muối tích lũy trên đất. Đây là biện pháp
đơn giản và kinh tế nhất để cải tạo đất mặn nếu khu đất cần cải tạo có diện tích
nhỏ. Ví dụ: một bãi đất trong vườn, một miếng đất ngoài đồng. việc cải tạo muối
chỉ cải thiện sự phát triển của thực vật một cách tạm thời vì các muối sẽ lại được
tích lũy.
8.2. Xối nước.
Đôi khi việc rửa muối trên mặt đất bằng cách xối nước có tác dụng rửa
muối. Phương pháp này có tính thực tiễn cao đối với những lớp đất có lớp váng
muối và có tính thấm kém. Tuy nhiên phương pháp này cũng không triệt để vì
muối sẽ tích lũy trên mặt đất. Hơn nữa, nếu việc thoát nước rửa không thuận lợi thì
nước thải chứa nhiều muối sẽ gây bất lợi cho các vùng khác.
8.3. Biện pháp thủy lợi: Rửa mặn.
Rửa mặn bằng nước mưa hay nước tưới là con đường duy nhất để loại bỏ
muối thừa ra khỏi đất. Phương pháp này sẽ có hiệu quả nếu việc tiêu nước thuận
lợi vì nó sẽ hạ thấp mực nước ngầm và loại bỏ các muối khỏi các vị trí chứa nhiều
muối. Để thực hiện có hiệu quả biện pháp này cẩn xây dựng hệ thống thủy lợi hoàn
chỉnh để đưa nước vào các cánh đồng để rửa mặn và tiêu nước đi. Việc rửa mặn sẽ
được tiến hành trong nhiều mùa, tùy theo điều kiện về nguồn nước ngọt có sẵn.
Song song với việc rửa mặn cần tiến hành tiêu nước ngầm, hạ thấp mực nước
ngầm dưới mức cho phép. Ngoài ra, còn đắp đê ngăn nước biển, xây dựng hệ thống
mương máng tưới, tiêu hợp lý. Nhằm không cho nước biển do hoạt động thủy triều
và sóng biển tràn vào.
8.4. Biện pháp nông nghiệp.
Sử dụng kỹ thuật canh tác thích hợp như cày sâu không lật, xới nhiều lần, cắt
đứt mao quản làm cho muối không bốc lên mặt ruộng.
Cải tạo đất bằng luân canh cơ cấu cây trồng, vật nuôi. Trên các vùng đất
mặn vùng sát biển nhất thì nuôi trồng thủy sản, tiếp theo là trồng cói và các cây
chịu mặn, trong cùng là trồng lúa. Từ thực tiễn luân canh cơ cấu cây trồng vật nuôi
ở các tỉnh ven biển miền Bắc người ta đã đút kết kinh nghiệm: lúa lấn cói, cói lấn
cá, cá lấn biển.
TP HCM, năm 2007.
3. Sinh thái môi trường ưng dụng – GS.TSHK. Lê Huy Bá – NXB KHKT, năm
2005.
4. Tài nguyên đất và môi trường – Ths. Phan Tuấn Điều.
5. Đất và môi trường – GS.TS. Lê Văn Khoa – NXB Giáo Dục, năm 2004.
6. Sinh thái và môi trường đất – GS.TS. Lê Văn Khoa – NXB Đại Học Quốc
Gia Hà Nội, năm 2004.
Các Website đã tham khảo:
www.vi.wikipedia.org
www.tailieu.vn
www.yeumoitruong.net