CHƯƠNG I. Một số khái niệm I. Đất Đất hay thổ nhưỡng là lớp ngoài cùng của thạch quyển bị biến đổi tự nhiên dưới tác động tổng hợp của nước, không khí, sinh vật. Môi trường đất Môi trường đất là môi trường sinh thái hoàn chỉnh, bao gồm vật chất vô sinh sắp xếp thành cấu trúc nhất định.
Các thực vật, động vật và vi sinh vật sống trong lòng trái đất. Các thành phần này có liên quan mật thiết và chặt chẽ với nhau. Môi trường đất được xem như là môi trường thành phần của hệ môi trường bao quanh nó gồm nước, không khí, khí hậu. Ô nhiễm môi trường đất Ô nhiễm môi trường là sự đưa vào môi trường các chất thải nguy hại hoặc năng lượng đến mức ảnh hưởng tiêu cực đến đời sống sinh vật, sức khỏe con người hoặc làm suy thoái chất lượng môi trường.
Đất được xem là ô nhiễm khi nồng độ các chất độc tăng lên quá mức an toàn, vượt lên khả năng tự làm sạch của môi trường đất. Cấu tạo của đất Các loại đá và khoáng cấu tạo nên vỏ trái đất dưới tác động của khí hậu, sinh vật, địa hình, trải qua một thời gian nhất định dần dần bị vụn nát và cùng với xác hữu cơ sinh ra đất. Sau này, các nhà nghiên cứu bổ sung thêm một yếu tố đặc biệt quan trọng đó là con người. Chính con người khi tác động vào đất đã làm thay đổi nhiều tính chất đất và nhiều khi đã tạo ra một loại đất mới chưa từng có trong tự nhiên (ví dụ như đất trồng lúa nước…).
Đất có cấu trúc hình thái rất đặc trưng, sự phân tầng cấu trúc từ trên xuống dưới: - Tầng thảm mục và rễ cỏ được phân huỷ ở mức độ khác nhau. - Tầng mùn thường có mầu thẫm hơn, tập trung các chất hữu cơ và dinh dưỡng của đất. - Tầng rửa trôi do một phần vật chất bị rửa trôi xuống tầng dưới. Sinh viên: Nguyễn Thị Trang 7 Khóa luận tốt nghiệp - Tầng tích tụ chứa các chất hoà tan và hạt sét bị rửa trôi từ tầng trên.
- Tầng đá mẹ bị biến đổi ít nhiều nhưng vẫn giữ được cấu tạo của đá. - Tầng đá gốc chưa bị phong hoá hoặc biến đổi. Đất được được tổng hợp bởi: đá mẹ, sinh vật, khí hậu, địa hình và thời gian, đó là những nhân tố quyết định tới việc hình thành đất. Bản chất và thành phần của đất Phần rắn của đất được hình thành từ thành phần vô cơ và thành phần hữu cơ: - Vô cơ (chiếm 97-98% trọng lượng khô): oxi và silic chiếm tới 82% trọng lượng, các cấp hạt có đường kính khác nhau hạt cát( từ 0,05 đến 2mm), limon (bột, bụi) (từ 0,002 đến 0,05mm) và sét (nhỏ hơn 0,002mm).
Tỉ lệ % của các hạt cát, limon và sét trong đất tạo nên thành phần cơ giới của đất. - Hữu cơ: các mảnh vụn thực vật (xác lá cây), các chất thải động vật (phân, nước tiểu, xác chết v.v) và các chất hữu cơ chưa phân hủy khác. Các chất này khi bị phân hủy, tái tổ hợp tạo ra chất mùn (este của các axít cacboxylic, các hợp chất của phenol, và các dẫn xuất của benzen, là một loại chất màu sẫm và giàu các chất dinh dưỡng). Vai trò của các hợp chất hữu cơ và mùn: + Giữ nguyên tố vi lượng trong đất + Là hệ đệm + Có khả năng giữ nước làm cho đất tươi tốt hơn.
Tính chất của đất Đất có những tính chất khác nhau như cơ học, vật lí, hoá học, sinh học. Tính chất đất quyết định độ phì nhiêu đất, khả năng trồng trọt của đất. - Tính chất cơ học quyết định quan hệ của đất với những tác động cơ học bên trong và bên ngoài như tính dính, tính dẻo, tính trương, tính co, độ cứng, độ đàn hồi, sức chống nén, vv. - Tính chất vật lí: biểu thị trạng thái vật lí học của đất như thành phần kích thước cấp hạt, cấu trúc (kết cấu đất), tỉ trọng, độ xốp của đất, tính dẫn nhiệt, không khí, dẫn điện, phóng xạ.
Các tính chất này quyết định chế độ thông khí, chế độ nhiệt, chế độ nước của đất. Sinh viên: Nguyễn Thị Trang 8 Khóa luận tốt nghiệp - Tính chất hoá học (nông hoá), hàm lượng và thành phần các hợp chất hoá học trong đất, độ chua, độ kiềm, độ trung tính của đất, khả năng hấp phụ (CEC) của đất, độ no kiềm, độ mặn, độ phèn của đất, vv. - Tính chất nước của đất gồm tính thấm, tính hút ẩm, tính leo của nước, các loại độ ẩm đất, vv. - Tính chất sinh học của đất: quần thể sinh vật đất, vi sinh vật đất, hàm lượng các hợp chất men, vitamin, kháng sinh của đất.
Thực trạng ô nhiễm môi trường đất I. Trên thế giới Tài nguyên đất trên thế giới dang bi suy thoái nghiêm trọng do xói mòn, rửa trôi, bạc màu, nhiễm mặn, nhiễm phèn và ô nhiễm đất, biến đổi khí hậu. Trên tổng diện tích 14.777 triệu ha , với 1.527 triệu ha đất đóng băng và 13.251 triệu ha đất không phủ băng. Trong đó, 12 % tổng diện tích là đất canh tác, 24% là đồng cỏ, 32% là đất rừng và 32% là đất cư trú, đầm lầy.
Điện tích có khả năng canh tác là 3.200 triệu ha, hiện mới khai thác hơn 1. Tỷ trọng đất đang canh tác trên đất có khả năng canh tác ở các nước phát triển là 70%; ở các nước đang phát triển là 36%. Tài nguyên đất của thế giới hiện đang bị suy thoái nghiêm trọng do xói mòn, rửa trôi, bạc màu, nhiễm mặn, nhiễm phèn và ô nhiễm đất, biến đổi khí hậu. Hiện nay 10% đất có tiềm năng nông nghiệp bị sa mạc hóa.
Tại Việt Nam Ở Việt Nam tổng diện tích đất hơn 33 triệu hecta, tổng diện tích đất bình quân đầu người là 0,6 hecta, đứng thứ 159 thế giới, bao gồm: - Đất feralit khoảng hơn 16 triệu hecta - Đất phù sa (Alluvial soil) khoảng hơn 3 triệu hecta - Đất xám bạc màu (Grey exhausted soil) hơn 3 triệu hecta - Đất mùn vàng đỏ hơn 3 triệu hecta - Đất mặn (saline soil) khoảng 1,9 triệu hecta - Đất phèn ( acid sulphate soil ) khoảng 1,7 triệu hecta - Tổng số có hơn 13 triệu hecta đất trống đồi trọc Sinh viên: Nguyễn Thị Trang 9 Khóa luận tốt nghiệp Tổng quỹ đất nông nghiệp ở Việt Nam là khoảng 10 - 11 triệu hecta, trong đó gần 7 triệu hecta đất được sử dụng vào nông nghiệp, phần còn lại là dùng để trồng cây hàng năm và cây lâu năm. Việt nam cũng như các quốc gia khác trên thế giới cùng đứng trước thách thức lớn về vấn đề ô nhiễm đất và những ảnh hưởng to lớn do ô nhiễm đất đem lại. Nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường đất I. Do tự nhiên Trong các khoáng vật hình thành nên đất thường chứa 1 hàm lượng nhất định kim loại nặng, trong điều kiện bình thường chúng là những nguyên tố trung lượng và vi lượng không thể thiếu cho cây trồng và sinh vật trong đất, tuy nhiên trong một số điều kiện đặc biệt chúng vượt một giới hạn nhất định và trở thành đất ô nhiễm.
Do hoạt động nông nghiệp: Việc sử dụng quá nhiều phân hóa học và phân hữu cơ, thuốc trừ sâu, và thuốc diệt cỏ. Phân bón hóa học Phân hóa học được rải trong đất nhằm gia tăng năng suất cây trồng. Nguyên tắc là khi người ta lấy đi của đất các chất cần thiết cho cây thì người ta sẽ trả lại đất qua hình thức bón phân. Đây là loại hoá chất quan trọng trong nông nghiệp, nếu sử dụng thích hợp sẽ có hiệu quả rõ rệt đối với cây trồng.
Nhưng nó cũng là con dao hai lưỡi, sử dụng không đúng sẽ lợi bất cập hại, một trong số đó là ô nhiễm đất. Nếu bón quá nhiều phân hoá học là hợp chất nitơ, lượng hấp thu của rễ thực vật tương đối nhỏ, đại bộ phận còn lưu lại trong đất, qua phân giải chuyển hoá, biến thành muối nitrat trở thành nguồn ô nhiễm cho mạch nước ngầm và các dòng sông. Cùng với sự tăng lên về số lượng sử dụng phân hoá học, độ sâu và độ rộng của loại ô nhiễm này ngày càng nghiêm trọng. Sự tích lũy cao các chất hóa chất dạng phân bón cũng gây hại cho MTST đất về mặt cơ lý tính.
Khi bón nhiều phân hóa học làm đất hở nên chặt hơn, độ trương Sinh viên: Nguyễn Thị Trang 10 Khóa luận tốt nghiệp co kém, kết cấu vững chắc, không tơi xốp mà nông dân gọi là đất trở nên “chai cứng”, tính thoáng khí kém hơn đi, vi sinh vật ít đi vì hóa chất hủy diệt vi sinh vật. Phân hữu cơ Phần lớn nông dân bón phân hữu cơ chưa được ủ và xử lí đúng kĩ thuật nên gây nguy hại cho môi trường đất.nguyên nhân là do trong phân chứa nhiều giun sán, trứng giun, sâu bọ, vi trùng và các mầm bệnh khác.khi bón vào đất, chúng có điều kiện sinh sôi nảy nở, lan truyền môi trường xung quanh, diệt một số vi sinh vật có lợi trong đất Bón phân hữu cơ quá nhiều trong điều kiện yếm khí sẽ làm quá trình khử chiếm ưu thế; sản phẩm của nó chứa nhiều acid hữu cơ làm môi trường sinh thái đất chua, đồng thời chứa nhiều chất độc như H2S, CH4, CO2. Sư tích lũy cao các hóa chất dạng phân hóa học sẽ gây hại cho môi trường sinh thái đất về mặt cơ lý tính , đất nén chặt , độ trương co kém, không tơi xốp, tính thoáng khí kém, vi sinh vật cũng ít đi vì hóa chất hủy diệt sinh vật. Thuốc trừ sâu Nông dược chiếm một vị trí nổi bật trong các ô nhiễm môi trường.
Khác với các chất ô nhiễm khác, nông dược được rải một cách tự nguyện vào môi trường tự nhiên nhằm tiêu diệt các ký sinh của động vật nuôi và con người hay để triệt hạ các loài phá hại mùa màng Bản chất của nó là những chất hóa học diệt sinh học nên đều có khả năng gây ô nhiễm môi trường đất. Đặc tính của thuốc trừ sâu bệnh là tính bền trong môi trường sinh thái nên nó tồn tại lâu dài trong đất, sau khi xâm nhập vào môi trường, thời kì “nằm” lại đó, các nhà môi trường gọi là “thời gian bán phân giải”. “nữa cuộc đời này”được xác định như là cả thời gian nó trốn vào trong các dạng cấu trúc sinh hóa khác nhau hoặc các dạng hợp chất liên kết trong môi trường sinh thái đất. Mà các hợp chất mới này thường có độc tính cao hơn nó.