MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Quá trình phát triển kinh tế mạnh mẽ kéo theo những hệ lụy về môi trường, đó là điều không thể tránh khỏi. Ở Việt Nam trong những năm gần đây, quá trình đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa và phát triển đô thị đã làm gia tăng sự phát thải độc hại gây ô nhiễm môi trường. Hàng năm ngành công nghiệp nhiệt điện của nước ta thải ra môi trường một lượng rất lớn các chất thải rắn và tro bay là sản phẩm phế thải rắn được tạo ra do quá trình đốt than ở nhiệt độ cao tại các nhà máy nhiệt điện.
Ở Việt Nam, hầu hết lượng tro bay thải ra môi trường được xem như là một rác thải công nghiệp mà không có biện pháp xử lý, gây ô nhiễm môi trường, trong khi đó các nước trên thế giới thì tái sử dụng tro bay như là nguồn tài nguyên thân thiện môi trường cho các mục đích như nông nghiệp, xây dựng, vật liệu tiên tiến… Tính đến năm 2016, nước ta có tổng cộng 20 nhà máy nhiệt điện hoạt động, trong đó có 12 nhà máy sử dụng công nghệ đốt than phun, 8 nhà máy sử dụng công nghệ đốt than tầng sôi. Tổng công suất nhiệt điện 13. Tổng lượng tro, xỉ thực tế phát sinh năm 2016 khoảng 15.357 tấn/năm, trong đó tro, xỉ đốt theo công nghệ than phun PC là 10.896 tấn/năm chiếm khoảng 68%, công nghệ đốt than tầng sôi là 5.461 tấn/năm chiếm khoảng 32%. Dự kiến đến năm 2020, sẽ có thêm 28 nhà máy nhiệt điện đốt than đi vào hoạt động.
Khi đó, lượng tro, xỉ thải ra hàng năm vào khoảng 60 triệu tấn. Ở nhiều nước trên thế giới, tro bay được sử dụng rất hiệu quả trong nhiều lĩnh vực khác nhau (xây dựng, nông nghiệp, vật liệu xử lý môi trường. Tuy vậy ở Việt Nam, lượng tro bay được sử dụng rất hạn chế (chủ yếu làm vật liệu xây dựng thủy điện và đóng gạch.), phần còn lại được thải trực tiếp ra môi trường, gây nên sự lấn chiếm diện tích đất, ô nhiễm môi trường và gây lãng phí tài nguyên. Trong khi đó, sự biến đổi khí hậu toàn cầu đang thực sự đe dọa đến nền nông nghiệp ở Việt Nam, đặc biệt là ở các khu vực khô hạn ven biển miền Trung với chủ yếu là đất cát ven biển (ĐCVB).
Ở nước ta có khoảng 3.200 km bờ biển, phân bố dọc theo nó là những vùng đất cát và bãi bồi ven biển với trên 2 triệu héc ta. Chỉ tính riêng ĐCVB có đến gần 500 nghìn héc ta, tập trung nhiều nhất ở Duyên hải miền Trung, 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com bắt đầu từ Nga Sơn (Thanh Hóa) đến tận cùng của miền Duyên hải Nam Trung Bộ (Bình Thuận) với trên 400 nghìn héc ta, chiếm trên 90% diện tích ĐCVB toàn quốc, trong đó khoảng 30% đang còn bỏ trống. Vì vậy việc cải tạo, nâng cao độ phì nhiêu đất, tăng năng suất cây trồng, đặc biệt cải thiện các tính chất nước của đất cát, cung cấp các chất dinh dưỡng bằng các chất cải tạo đất thân thiện môi trường cho vùng đất này được xem là hướng ưu tiên trong phát triển nông nghiệp bền vững cho khu vực này. Và “tro bay” được xem là một trong các giải pháp cho lời giải về các vấn đề này và cần được quan tâm nghiên cứu đúng mức.
Chính vì vậy, đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của liều lượng tro bay đến một số tính chất đất cát và sinh trưởng của cây trồng" được thực hiện và được xem là một bước tiến hết sức quan trọng trong việc giải quyết đồng thời nhiều vấn đề như giảm thiểu ô nhiễm môi trường, tái sử dụng tài nguyên tro bay làm chất cải tạo đất, nâng cao độ phì nhiêu và cải thiện các tính chất đất cát ven biển phục vụ cho sản xuất nông nghiệp. Mục tiêu đề tài Nghiên cứu một số tính chất cơ bản của tro bay nhà máy nhiệt điện Phả Lại phục vụ mục đích cải tạo đất cát ven biển. Nghiên cứu ảnh hưởng của liều lượng tro bay nhà máy nhiệt điện Phả Lại đến một số tính chất đất cát ven biển của xã Sen Thủy, huyện Lệ Thủy, tỉnh Quảng Bình. Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của liều lượng tro bay tới sự sinh trưởng và phát triển cây khoai lang.
Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của liều lượng tro bay tới sự sinh trưởng và phát triển của cây lạc. Đề xuất liều lượng tro bay thích hợp bón cho đất cát trên đối tượng cây lạc và cây khoai lang nhằm cải thiện tính chất đất cát và sinh trưởng của cây trồng. Ý nghĩa đề tài - Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học - Làm cơ sở đóng góp cho nghiên cứu sử dụng tro bay trong việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường và cải thiện các tính chất đất, tăng năng suất cây trồng. - Xác định liều lượng tro bay thích hợp cho những nghiên cứu sau này 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.
Tổng quan đất cát ven biển và các biện pháp cải tạo đất cát ven biển 1. Khái niệm về đất cát ven biển Định nghĩa đất cát: Theo FAO – 2001 [5], đất cát từ tiếng La tinh “arena”; tên theo FAO – UNESCO: Arenosols (AR), là những loại đất có: Thành phần cơ giới cát pha thịt hoặc cát thô hơn tới độ sâu ít nhất là 100cm tính từ mặt đất, hoặc tới tầng loang lổ, tầng đá ong, hoặc tầng mặn ở độ sâu 50 – 100 cm tính từ mặt đất. Có ít hơn 35% (theo thể tích) đá lẫn hoặc các vật liệu vật vụn thô khác trong khoảng độ sâu tới 100 cm tính từ lớp bề mặt. Không có tầng chẩn đoán khác ngoài tầng sáng màu (ochric), tầng sa mạc (yermic), tầng bạc trắng (albic), tầng loang lổ (plinthic), tầng đá ong (petroplinthic) hoặc tầng mặn (salic), nằm ở độ sâu dưới 50 cm tính từ mặt đất.
- Theo Phan Liêu, ĐCVB là đất được hình thành do quá trình bồi tích của phù sa sông và biển, như vậy sản phẩm này đều được nước cuốn trôi theo và bồi tích ở những vùng ven biển. Nhận dạng các loại đất cát ven biển Đất cát có nhiều loại và dựa vào nguồn gốc phát sinh của đất cát để nhận dạng: - Đất cát ở vùng khô hạn: Thường là các đụn cát, cồn cát (di động), đất hình thành do được cố định bởi thực vật, các chất hữu cơ tích lũy lại trên bề mặt hình thành. Tùy thuộc vào vật liệu tạo đất và điều kiện địa hình mà có các đất cát thạch cao (Gypsiric), cát tích vôi (Calcisols), cát nhiễm mặn (Solonchak) và cát cứng rắn (Durisols). Tính thấm cao, khả năng giữ nước kém và hoạt động sinh học ở mức thấp là đặc tính cơ bản của đất cát vùng khô hạn.
Trên thế giới những vùng sa mạc là điển hình của đất cát khô hạn [24]. - Đất cát vùng nhiệt đới ẩm: Hoặc là đất mới phát triển trên những vùng đất mới bồi, thành phần cơ giới thô, ven sông, ven biển hoặc trầm tích do gió thổi tới hoặc là những đất rất cổ trên tàn tích sản phẩm phong hóa, đá axit đã mất hết những vật liệu khoáng nguyên sinh chỉ còn lại các hạt thạch cao (hạt thô) trong tiến trình hình thành đất. 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Đất cát ở những vùng đồng bằng ven biển: Có nguồn gốc tích tụ, nhưng chúng ở những giai đoạn khác nhau, còn gọi là “đất cát trẻ”. Có nơi đồng bằng được tiếp tục bồi đắp bởi cát biển, có nơi tích tụ lại xảy ra chủ yếu bởi phù sa sông - biển được tích tụ cùng một lúc.
Sự phân bố và phân loại đất cát ven biển Phân bố - Diện tích phân bố: > 533.434 ha - Các tỉnh duyên hải miền Trung: Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên- Huế, Ninh Thuận, Bình Thuận. - Các cửa sông lớn. - Ở các vùng đất được hình thành từ nền đá mẹ sa thạch hoặc granit Phân loại đất cát Trong tài liệu nghiên cứu về ĐCVB, tác giả Phan Liêu có đề cập đến một số thông tin về sự phân loại đất trên thế giới. Như Liên Xô (cũ) các loại đất cát như podzol, cát sa mạc, cát nâu, cát màu hạt dẻ, đụn cát…được xếp vào ngành phụ “đất không hoặc kém phát triển”.
- Theo hệ thống phân loại mới của Mỹ (American New Clasification of soils 7th Approximation), tất cả các loại đất cát được xếp vào bộ (order) Entisol, trong đó tách ra bộ phụ (Suborder) Fluvents gồm các cát trầm tích sông và cát dốc tụ (FAO dùng thuật ngữ fluvisols), bộ phụ Psamments gồm các đụn cát, cát sa mạc (FAO gọi là Regosols). Các tác giả phương Tây khác thì xếp đất cát vào một nhóm lớn gọi là “đất kém phát triển” (The Weakly developed soils). - Ở Việt Nam, có một loại đất cát như cát dốc tụ chân đồi núi, cát bờ các sông lớn, cát ven biển…trong đó ĐCVB có tiềm tàng diện tích lớn nhất và đây là đối tượng được nghiên cứu trong đề tài này. - Theo phương pháp đánh giá đất của FAO-UNESCO, ĐCVB được xếp vào nhóm Arenosols (AR), phân chia ra các đơn vị là [24]: + Cồn cát trắng và vàng (Cc), tên quốc tế là Luvic Arenosols (ARl) + Cồn cát đỏ (Cđ), tên quốc tế: Rhodic Arenosols (ARr) + Đất cát biển (C), tên quốc tế: Haplic Arenosols (ARh) 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com + Đất cát mới biến đổi (Cb), tên quốc tế: Cambic Arenosols (ARb) + Đất cát glây (Cg), tên quốc tế: Gleyic Arenosols (ARg) - Dựa theo cách phân cấp này, đất cát ở tỉnh Quảng Bình có diện tích 37.243 ha, nhóm đất cát ven biển chủ yếu là đất cồn cát trắng vàng Cc (Luvic Arenosols ARl) có (S = 27.659 ha), tại huyện Lệ Thủy thuộc đất cát biển trung bình, ít chua.
- Sự hình thành đất cồn cát trắng và vàng chủ yếu liên quan đến hoạt động của biển và thủy triều, đặc điểm địa hình của các cồn cát có sự thay đổi khác nhau theo từng khu vực, có nơi tương đối bằng phẳng hoặc lượn sóng, nhưng cũng có nơi lại tạo thành những cồn cát có độ cao khác nhau (có cồn cao tới 50 m). Những cồn cát này thường chảy song song với bờ biển có xu hướng lấn sâu vào đất liền khi có gió mạnh từ biển thổi vào. Khi có mưa, bão lớn do ảnh hưởng của tác động của nước chảy bề mặt ở các cồn cát có thể tạo ra các rãnh xói sâu tới 8 – 9 m và rộng tới 2 – 3 m.