øng dông kü thuËt ®ång vÞ trong nghiªn cøu xãi mßn ®Êt 70 NGHIÊN CỨU TƢƠNG QUAN GIỮA MẤT CS 137 VÀ XÓI MÒN ĐẤT TẠI TÂY NGUYÊN Trình Công Tư 1 ,Phan Sơn Hải 2 TÓM TẮT Đồng vị 137 Cs xuất hiện trong khí[.]
NGHIÊN CỨU TƢƠNG QUAN GIỮA MẤT CS-137 VÀ XĨI MỊN ĐẤT TẠI TÂY NGUN Trình Cơng Tư1,Phan Sơn Hải TĨM TẮT Đồng vị 137Cs xuất khí vụ thử vũ khí hạt nhân Khi rơi xuống mặt đất 137Cs bị đất hấp thụ nhanh khơng có khả giải hấp hầu hết mơi trường Do đó, phân bố lại 137Cs sau rơi lắng chủ yếu phân bố lại đất bề mặt gây chúng đóng vai trị chất thị cho q trình xói mịn Quan hệ chuẩn hóa 137 Cs xói mịn đất 24 điểm có độ dốc 20 -25% thuộc tỉnh Lâm Đồng thể qua phương trình hồi qui tuyến tính Y = 20,123X1,0967 Phương trình kiểm định ô quan trắc Đak Lak ô Gia Lai, kết cho sai số 7,3 – 35,8% Quan hệ chuẩn hoá thực nghiệm dùng để đánh giá tốc độ phân bố lại đất cho lưu vực Buôn Yông Ea Kao, tỉnh Đak Lak Kết cho thấy lượng đất hàng năm lưu vực biến động khoảng 3,44 - 26,38 tấn/ha, tùy thuộc vào điều kiện địa hình thảm phủ Từ khóa: Cs; tương quan; xói mịn Đặt vấn đề Trong suốt 20 năm qua, nhiều nhà khoa học khắp giới bỏ nhiều công sức để nghiên cứu khả sử dụng đồng vị phóng xạ tự nhiên nhân tạo lĩnh vực xói mịn trầm tích Các đồng vị 137Cs Be, 210Pb ứng dụng thành công để nghiên cứu tốc độ xói mịn trầm tích, mơ hình phân bố lại đất phạm vi lưu vực (Walling, 1998; Walling et al., 1999; Zapata and G Agudo, 2000) Khi 137Cs rơi lắng xuống mặt đất, chúng bị đất hấp thụ mạnh nhanh cách trao đổi vị trí với nguyên tố khác khơng có khả giải hấp hầu hết môi trường (Tamura, 1964; Cremers et al., 1988; Robbins, 1978; Olsen et al., 1986) Do đó, phân bố lại đồng vị sau rơi lắng chủ yếu phân bố lại đất bề mặt gây chúng đóng vai trị chất thị cho q trình xói mịn 137Cs đồng vị lý tưởng để nghiên cứu xói mịn phân bố lại đất bề mặt giai đoạn lịch sử khoảng 50 năm gần Trung tâm Nghiên cứu đất, Phân bón Mơi trường Tây Ngun Viện Nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt 70 Phƣơng pháp nghiên cứu 2.1 Địa điểm thời gian nghiên cứu: Nghiên cứu chuẩn hóa thực năm 2009, 24 điểm , thuộc đất nâu đỏ đá bazan có độ dốc 20 – 25%, Lâm đồng Quan hệ chuẩn hóa kiểm chứng điểm thuộc huyện Buôn Đôn, tỉnh Đăk Lăk điểm thuộc huyện Chư Sê tỉnh Gia Lai năm 2010; Kết nghiên cứu chuẩn hóa áp dụng để tính tốn lượng đất xói mịn lưu vực Ea Kao Buôn Yông, tỉnh Đăk Lăk năm 2010, đất có độ dốc đối tượng trồng khác 2.2 Phương pháp lấy mẫu: Để nghiên cứu xói mịn chi tiết cho vùng đó, bao gồm đánh giá phân bố lại đất vùng, điểm lấy mẫu thiết kế theo kiểu mạng lưới Mức độ chi tiết lưới phụ thuộc vào hình dạng địa hình cụ thể Nói chung mẫu lấy theo đường thẳng song song, cách 20 - 30 m từ đỉnh đến chân dốc Các điểm lấy mẫu đường cách khoảng - 15 m tùy theo mức độ phức tạp địa hình Địa hình thay đổi nhanh điểm lấy mẫu phải dày để tăng độ xác nghiên cứu Mẫu nghiên cứu chuẩn hóa lấy Bảo Lộc, Lâm Đồng (24 mẫu); Mẫu kiểm chứng lấy xã Ea Nuôl, huyện Buôn Đôn, tỉnh Đak Lak (3 mẫu) xã Dun, huyện Chư Sê, tỉnh Gia Lai (2 mẫu) 2.3 Xác định mật độ tồn lưu: Các mẫu đất sau lấy sấy khô, rây bỏ phần sỏi đá thô, nghiền mịn, gia công theo dạng hình học mong muốn để phân tích Hàm lượng 137Cs xác định qua vạch gamma tương ứng 661.7 keV Thời gian đo mẫu kéo dài khoảng 24 2.4 Mơ hình tính tốn: Quan hệ xói mòn đất tương đối 137 Cs: Y = aXb Trong đó: Y lượng đất xói mịn (t/ha); X lượng 137Cs tương đối (%); a b số xác định thực nghiệm Kết nghiên cứu Để chuẩn hoá mối quan hệ thay đổi hàm lượng 137Cs lượng đất thực tế điều kiện Tây Nguyên, thực nghiệm nghiên cứu xói mịn xây dựng đất có độ dốc 20-25%, cuối có bể hứng cặn xói mịn Đất khu vực đất nâu đỏ đá bazan với hàm lượng hữu trung bình (khoảng 3%) CEC thấp (13 me/100g sét) 71 Bảng Lượng đất trôi điểm thực nghiệm lượng 137Cs bị Điểm* Lượng đất (tấn/ha) Lượng 137Cs bị (Bq/m2) Mất 137Cs tương đối (%) 10 11 12 13 14 15 15 17 18 19 20 21 22 23 24 41,37 26,28 28,36 28,19 2,92 0,8 1,36 1,67 30,82 25,11 28,66 28,73 22,57 11,69 13,35 14,26 26,55 10,33 11,59 11,5 34,28 21,16 22,57 23,81 6,4 4,81 4,31 4,25 0,571 0,192 0,309 0,341 4,53 3,17 3,42 3,53 3,11 1,74 1,96 2,05 3,24 3,58 3,79 3,92 4,62 3,55 3,19 3,26 1,93 1,45 1,30 1,28 0,17 0,06 0,09 0,10 1,37 0,96 1,03 1,07 0,94 0,53 0,59 0,62 0,98 1,08 1,15 1,18 1,40 1,07 0,96 0,98 Lượng đất xói mịn thực nghiệm lượng 137Cs tương ứng bị thể bảng Lượng 137Cs bị đơn vị diện tích xác định dựa giá trị tổng lượng 137Cs cặn xói mịn diện tích biết ô thực nghiệm Khi xác định độ tương đối 137Cs, giá trị mật độ tồn lưu tham chiếu trung bình cho vùng sử dụng Ir = 331 Bq/m2 Xử lý hồi quy tuyến tính số liệu thực nghiệm theo quy luật y = aXb hệ số a b tương ứng 20,123 1,0967 với hệ số tương quan r = 0,95 Quan hệ Y = 20,123X1,0967 (1) kiểm định với ô thực nghiệm Buôn Đôn (Đak Lak) ô Chư Sê (Gia Lai) Kết cho thấy sai số 72 đất theo thực tế số liệu tính tốn biến động khoảng 7,3 – 35,8% (bảng 2) Bảng Mất đất mơ hình thực nghiệm Gia Lai Đak Lak thực tế theo đánh giá thông qua kỹ thuật 137Cs Mất tương đối Mất đất theo tính Mất đất thực tế Thực tế / tính Địa điểm* 137 Cs (%) tốn (tấn/ha) (tấn/ha) tốn (%) Bn Đôn 0,84 16,17 18,32 13,3 Buôn Đôn 0,33 5,76 7,82 35,8 Buôn Đôn 0,27 4,67 6,04 29,3 Chư Sê 0,40 7,13 8,92 25,1 Chư Sê 0,13 2,06 2,21 7,3 *Buôn Đôn 1, Buôn Đôn 2, Buôn Đôn thuộc xã Ea Nuôl huyện Buôn Đôn, tỉnh Đak Lak; Chư Sê 1, Chư Sê thuộc xã Dun huyện Chư Sê tỉnh Gia Lai Quan hệ chuẩn hoá thực nghiệm (1) dùng để đánh giá tốc độ phân bố lại đất cho số lưu vực Đak Lak lưu vực Buôn Yông, lưu vực Ea Kao Kết cho thấy lượng đất hàng năm lưu vực biến động khoảng 3,44 - 26,38 tấn/ha, tùy thuộc vào điều kiện địa hình thảm phủ (bảng 3) Bảng 3: Kết tính tốn lượng đất xói mịn theo quan hệ chuẩn hóa (1) lưu vực Bn ng Ea Kao tỉnh Đak Lak Lưu vực Buôn Yông Ea Kao Thảm phủ Cà phê Cao su Hoa màu Cà phê Hoa màu Độ dốc (%) 12 12 11 14 Mất tương đối 137 Cs (%) 0,22 0,38 1,19 0,20 1,28 Mất đất theo tính tốn (tấn/ha) 3,82 6,96 24,35 3,44 26,38 Kết luận Quan hệ chuẩn hoá tốc độ xói mịn/ bồi tích mất/ nhận 137Cs xây dựng loại đất nâu đỏ đá bazan, canh tác thường xuyên dựa số liệu thực nghiệm 24 điểm có dạng Y = 20,123X1,0967 Quan hệ chuẩn hố tỏ phù hợp với số liệu thực nghiệm ô quan trắc Gia Lai Đak Lak, với sai số 7,3 – 35,8% % Khi dùng quan hệ chuẩn để đánh giá tốc độ xói mịn lưu vực Bn ng Ea Kao tỉnh Đak Lak cho thấy lượng đất hàng năm lưu vực biến động khoảng 3,44 - 26,38 tấn/ha, tùy thuộc vào điều kiện địa hình thảm phủ 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO Phan Son Hai, Nguyen Thanh Binh, Nguyen Dao - Spatial variability of 137Cs inventory at reference sites and influence of sampling strategy on the uncertainty in estimation of soil erosion rates - In proceedings of the fifth National Conference on Nuclear Physics and Techniques, Ho Chi Minh City, 27 - 28 April, 2003, pp 234-237 Nguyễn Hào Quang - Thử nghiệm ứng dụng kỹ thuật Cs-137 đánh giá tình trạng xói mịn đất lâm trường Sơng Đà - Báo cáo tổng kết đề mục thuộc đề tài độc lập cấp nhà nước, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, 2000 Trình Cơng Tư, Phan Sơn Hải - Khảo sát xói mịn đất thơng qua kỹ thuật đo hàm lượng Cs-137 - Khoa học đất Việt Nam số 21/2005, trang 178-179 Walling D.E., T.A Quine - Calibration of 137Cs Measurements to Provide Quantitative Erosion Rate Data - Land Degradation & Rehabilitation, Vol 2/1990, pp 161-175 THE CORRELATION BETWEEN 137CS LOSS AND SOIL EROSION IN CENTRAL HIGHLANDS Trinh Cong Tu3, Phan Son Hai4 SUMMARY The correlation between 137Cs loss and soil erosion in Central Highlands was established with the equation of Y = 20.123X1.0967, r = 0.95 This equation was applied to check soil loss in plots in Dak Lak and Gia Lai The results showed that the soil loss in theory were the similar in the plots with the error of 7.3 - 35.8% The equation was also used to estimate soil erosion in some catchments The results showed that soil loss in Buon Yong and Ea Kao catchment ranged in 3.44 – 26.38 tons.ha-1 Keywords: correlation; Cs; soil erosion Central Highlands Soils, Fertilizers and Environment Research Center Dalat Nuclear Research Institute 74 ... gian đo mẫu kéo dài khoảng 24 2.4 Mơ hình tính tốn: Quan hệ xói mịn đất tương đối 137 Cs: Y = aXb Trong đó: Y lượng đất xói mịn (t/ha); X lượng 137Cs tương đối (%); a b số xác định thực nghiệm Kết