Giáo trình ô nhiễm môi trường đất và biện pháp xử lý lê văn khoa chủ biên, nguyễn xuân cự, trần thiện cường, nguyễn đình đáp

KHOA (Chủ hiên} Âr cự - TRẨN THIỆN CƯỜNG - NGUYEN ĐÌNH ĐÁP LÊ VĂN KHOA (Chù hiên) NGUYỄN XUÂN Cự- TRẦN THIỆN CƯỜNG - NGUYỄN ĐÌNH ĐÁP GIÁO TRÌNH ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ BIỆN PHÁP xử LÝ NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC VIỆT NAM Công ty cổ phần Sách Đại học - Dạy nghề - Nhà xuất bàn Giáo dục Việt Nam giữ quyền công bô tác phârn 195-2010/CXB/34-249/GD Mã số: 7K840Y0 - DAI LỜI NÓI DẨƯ Đất mịt tài ngun vỏ giá ma tư • 'én ban tâng cho ngươ: '\i'ĩ sinh tốn /á phát triển Trên quan điểm sinh thái va mòi trương đất môt nguồn tài nguyên tái ’ao /ảt thể sống đóng, "vật mang" hệ sinh tha: tốn tai Trái Đất Do đó, - gươ >ác động vào đất chinh tác động váo tất cà sinh thái mà đất "mang" trèn rr, ' ' r.ó Đất la tư liêu sản xuất, đối tượng lao động, lã vật mang đặc thù tính chất độc đác rr.a khống vát thể tư nhiên có đươc - đỏ độ phi nhiêu Chinh nhờ tinh chất độc đáo ma hệ :ná đả tốn phát triển, kết trái xét cho cùng, cuỏc sống lồi •' ZZ /ao tinh chất "độc đáo" đất Đát với người đống hành qua văn minh nóng nghiẽp khác n'5- ’: nông nghiệp sơ khai vao buổi binh minh lồi người đến nịng nghiệp đươc áp O-'C oac tiến vể khoa học công nghệ cao Môt thưc tế hiển nhiên người sinh măt đất, sóng lớn lên nhỡ ãc íẳ’ •chết lại trờ vế với đất Thế khơng người lại thờ với đất không hiểu đất quỹ giá :-ẻ vi phải bảo vệ tài nguyên đất Do nhiều vùng đất đai rộng lớn ’~-~z ă miền núi bi xói mịn, rửa trói khà sân xuắt Nhiều vùng đất màu mỡ đón: : = en thị, gấn khu cóng nghiệp, làng nghể bị ó nhiễm phân bón hoá hoc hoa ấ: : = vê thưc vật chất thài nguy hại BỞI vậy, vân để đạt cho phải xem xét lai mối quan hệ minh VỚI ta iẳ: sở có giải pháp điểu chỉnh tác động đến đất quan điểm phát triển c-ẽr ững có cân nhắc tát khía cạnh kinh tế, xã hội MT Cuốn giáo trinh "ò nhiễm mòi trường dất biện pháp xử lý" GS TS Lẽ ăr ■''hoa làm chủ biên nhằm cung cấp cho giảng viên, sinh viên trường đai học, cao đảng va ban đọc mót cách hệ thõng kiến thức bản, cập nhật sinh thái - môi trướng đất ván đế ó nhiễm mói trường đát bói cành biến đổi khí hậu tồn cấu tiến trinh đẩy mạnh cơng nghiệp hố, đại hoá đất nước Khi đề cập đến vấn đề mỏi trường, thường đề cập tới mức đơ: ó nhiễm, suy thối cổ Nội dung chinh sách chù yếu đề cặp đến loai hình nhiễm, ngun nhân hậu quả, vấn đế suy thoái mõi trưởng đất chù yếu lĩệt ké, khơng sàu phân tích Đặc biệt sách giới thiệu cách có hệ thống công nghệ truyền thống đại xử lý cải tạo đất bị ô nhiễm Đồng thời nhấn mạnh đến cơng nghệ xử lý đất ó nhiễm tác nhân sinh học - viễn cành tương lai chi phí thấp, thân thiện với môi trường nhặn đươc quan tàm lớn nhiều nhà khoa hoc giới Cuốn sách chắn cịn sai sót, tác già mong nhận ý kiến đóng góp quý báu bạn đọc Mọi ý kiến đóng góp xin gửi Cóng ty Sách Đại học - Dạy nghề, Nhà xuất Giáo dục Việt Nam, 25 Hàn Thuyên, Hà Nội CÁC TÁC GIÁ DANH MỤC CÁC CHỬ VIẾT TẮT BĐKH BVTV CĐHH CPSH CTNH CTYT ĐDSH ĐBSH ĐBSCL ĐGRR ĐGRRHC ĐGRRDB ĐGRRMTĐ ĐGRRSB ĐGRRCT ECE EDTA FAO HCBVTV HST HSTNN HMH HOC IPM 1ARC IRTAP KLN MT NLKH NOC POP RAT RRMT SMH TCCP TCVN UNEP VK vsv VSATTP voc Bic'n đổi khí hậu Bảo vệ thực vật Chất độc hoá học Chế phẩm sinh học Chất thãi nguy hại Chất thài y tế Đa dạng sinh học Đồng bàng sông Hổng Đồng bàng sông Cứu Long Đánh giá rủi ro Đánh giá rủi ro hói cò Đánh giá rủi ro dự báo Đánh giá rủi ro MT đăt Đánh giá rủi ro sơ Đánh giá rủi ro chi tiết ùy ban kinh tế Châu Âu Tri lon B Tổ chức Nông Lương Thê' giới Hoá chái bào vệ thực vật Hệ sinh thái Hệ sinh thái nơng nghiệp Hoang mạc hố Các hố chất hữu kỵ nước Quán lý sâu hại lổng hợp Cơ quan nghiên cứu ung thư Quốc lè' Cóng ước nhiễm bẩn khơng khí xuycn biên giới Kim loại nặng Mói trường Nơng lâm kết hợp Chất hữu trung tính đất Chất hữu bền vững gây õ nhiễm Rau an tồn Rủi ro mơi trường Sa mạc hoá Tiêu chuẩn cho phép Tiêu chuẩn Việt Nam Chương trình mói trường Liên Hợp Quởc Vi khuẩn Vi sinh vật Vệ sinh an toàn thực phẩm Chất hữu bay MỤC LỤC Lời nói đầu Danh mục chữ viết tất Chương ĐẤT VÀ QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH ĐẤT I- Khái niệm đất II- Quá trình hình thành đất ' III— Vai trò chức cúa đất 12 Tóm tắt chương 14 Câu hói 14 Chương HỆ SINH THÁI DAT VÀ QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH HỆ SINH THÁT ĐÁT I- Khái niệm Hệ sinh thái II- Đất Hộ sinh thái 17 III- Sự hình thành Hệ sinh thái đất 17 IV- Cấu trúc cùa Hệ sinh thái đất 18 Tóm tất chương 19 Câu hỏi 19 Chương CÁC THÀNH PHẨN BÁN CỦA MỊI TRƯỜNG ĐẤT 1- Đất mơi trường xổp 20 II- Thành phần thê răn cúa đất 21 HI- Thành phần thể lỏng đâ't 32 IV- Thành phần sinh học cùa dất 35 V- Thành phần khí mơi trường dất 48 Tóm tát chương 49 Câu hỏi 49 Chương CÁC VẤN ĐỀ VẺ MỊI TRƯỜNG ĐẤT I- Biến dơi khí hậu - Mơ’i de doạ dô’i với tài nguyên đất 50 II- Các trình làm suy thối mơi trường đất 58 III- Ỏ nhiễm môi trường đất 79 IV- Các tác nhân gây ô nhiễm môi trường đất so Tóm tắt chương 92 Câu hỏi 92 Chương TÁC ĐỘNG CỨA HOẠT ĐỘNG NÔNG NGHIỆP ĐEN mơi trường ĐẤT I- Sứ dụng phân bón nơng nghiệp 93 II- Tác dộng phân bón đến môi trường 99 III-Tác dộng hoá chất BVTV dến môi trường đất 103 Tóm tất chương 116 Câu hỏi 116 Chương HOÁ CHẤT NGUY HẠI VÀ MỊI TRƯỜNG ĐẤT I- Khải qt hố chát nguy hại 117 II- Tác dộng hố chất nguy hại dến mơi trường đất 121 III— Tác động chất độc da cam dến môi trường dất - nước 123 Tóm tất chương 1Õ0 Câu hỏi 150 Chương Sự DI CHUYỂN CÁC CHẤT GÀY Ô NHIEM TRONG MÒI TRƯỜNG DAT 1- Câc dạng tồn củachất gây ô nhiễm môi trường đất 151 II- Cơ chế phát sinh phươngthức chun hố chất nhiễm mịi trường dất 154 111- Sự di chuyển chất ô nhiễm môi trường đất 160 IV- Tác dộng tương hỗ dung dịch dát chuyên hoa chất gây ô nhiễm 165 V-Tác dộng trình sinh học dến hành vi di chuyên chất ò nhiễm hữu nguy hại 177 Tóm tắt chương 188 Câu hỏi 188 Chương ĐÁNH GIÁ RƯ1 RO MÒI TRƯỜNG DAT VÀ CÁC BIỆN PHÁI’ XỬ LÝ Ò NH1ẺM MỎI TRƯỜNG DAT I- Đánh giả ô nhiễm đất vê' mặt hoá học sinh học 189 II- Dánh giá rủi ro 190 III- Dánh giá rủi ro mõi trường dát 198 111 - Các biện pháp xứ lý ỏ nhiễm môi trường dãt 204 Tóm tắt chương 247 Cảu hói 248 Tài liệu tham khảo 249 Chương ĐẤT VÀ QUÁ TRÌNH HÌNH THẢNH ĐẤT I- KHÁI NIỆM VỂ ĐẤT Cho lới có nhiều (lịnh nghía vé dát (lịnh nghĩa cua í>'Z.utr dổi nhiều tính chất dâì-và nhiêu dã lạo loại đất chưa lừng có " dụ (lất trổng lúa nước ) Nếu biếu thị (lịnh nghĩa dạng cóng thức : ta có thè coi dất hàm số theo thời gian cúa nhiều biên số, mà mỏi bls.-.- - _ ■! yếu tổ hình thành dấl: Đ = f(Đh, Đa Sv Kh Ne Ng)t lì ong dó: Đa: đá mẹ D: (lâì Sv: sinh vật Kh: khí hậu Ne: nước đất nước ngầm Đh: (lịa hình Ng: hoạt dộng cùa người l: thời gian Người la khẳng dinh đất hệ thống hở mà dó có q trình liếp nhận dịng di váo di hoại dọng (hình 1.1) Các hoạt dộng thêm vào đất, khỏi đất chuyển dịch vị trí dâì hoạt dộng chuyến hoá (lất xày liên lục - THÊM VÀO DAT (1) Nước mưa, tuyết - Oj co7 tử khí quyến - N, Cl s tử quyên theo mưa Vât chát trám tích Nâng lương tư Mat Trời MẤT KHỎI ĐẤT (2) - Bay nước, bay sinh hoe - N phàn nitrat hỗ - c vá co2 oxy hố chất hũu - Mất vãt chãt xói mơn TANG A dinh ■ CHUYỂN DỊCH TRONG ĐẮT (3) Chật hữu set set quioxit ^/z z^ z^ /'/ Tuấn hoán sinh hoe nguyên tỏ’ Z//< Z,\zz dưỡng Z/Z TTẠNGỹ/ /Z Di chuyển muối tan / / Di chuyển dõng vặt đất ///s' CHUYỂN HOÁ TRONG ĐẤT (4) - Mùn hoá, phong hoá khoáng Tao cấu trúc, kết von kết lùa Chuyển hoá khoáng Tạo thánh sét TÀNG c (5; ị - Nước, chất dung dich (NO3) ( I / ) ý - Các dạng huyen phu ' Hình 1.1 Các trình đất Sự tạo thành đất từ đá xảy lác dụng hai trình diễn bề mặt Trái Đất: phong hố đá tạo thành dốt Các q trình tạo thành đất lổng hợp thay đổi hoá học, lý học, sinh học làm cho nguyên tô' dinh dưỡng khống, đá chun thành dạng hồ lan, dề tiêu sinh vật II- QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH ĐẤT Q trình hình thành đất í í Khái niệm Sự phát sinh phát triển đất giống bát vặt tự nhiên nào, muôh phát sinh phát triển phải trải qua trình đấu tranh thống mặt dối lập cùa bán thân Các máu thuẫn thể mặt sinh học, hoá học lý học, lý - hoá học, chúng tác động tương hỗ lần nhau, có thê nêu ra: - Sự lổng hợp chất hữu phàn giái chúng - Sự lập trung lích luỹ chãi hữu vơ rừa irỏi chúng - Sự phàn huỷ tổng hợp khoáng châì hợp chãi hố học (khống thứ sinh) - Sự xâm nhập cúa nước vào đất nước từ dãì - Sự hấp thụ lượng Mặt Trời cúa đất làm cho dất nóng lẽn lượng lừ dâì làm cho đất lạnh di - Trước sóng xuấl hiện, trẽn Trái Đất chi có vịng tn hồn: Nước bốc từ ao hổ biến tạo inây mưa trôn phán lục dịa Nước mưa hoà lan chất đá, trẽn lục dịa mang chúng với dòng chảy vào chỗ Irũng đại dương Trải qua hàng triệu triệu năm, chỏ trũng, đại dương lại trờ thành lục địa Vịng tuần hồn xảy phạm vi rộng, thời gian dài gọi vịng "đại tuần hồn dịa chất" Bân chất vịng dại tuần hồn địa chất q trình phong hố đá dể tạo thành mẫu chất - Từ sống xuất Trái Đất trình phong hố đá xày thời với vịng luẩn hồn khác Vịng luần hồn xảy quy mơ hẹp, với thời gian ngấn, dược gọi vịng "tiếu luần hoàn sinh học" Mối quan hệ vịng tuần hồn dược minh hoạ hình 1.2 Dong dến xa sóng ngắn Dịng đến xa sóng dái t Năng lương địa chất - -> Chuyển vận nước » Dòng lượng — Dòng vật chất Giới hạn vòng tuấn r - -] hoàn địa chất L ’ —: ( ) Giới hạn tiểu tuần hốn sinh Hình 1.2 Quan hệ vịng đại tuần hồn địa chất vịng tiểu tuần hồn sinh học + Nhừ có vịng tiêu tn hoan sinh học mà chãi dinh dưỡng dược giải phóng vịng dại tuần hồn dịa chất tích luỹ dạng hợp chát hữu khơng bị trơi + Vịng tiêu tuấn hồn sinh hoc khơng chi lích luỹ thức án khống mà dặc biệt tích luỹ cá nilơ lượng sinh học + Nhờ có chất hữu dược lích lu V ma chãi mùn dáì dược hình thành vá chi tiéu quan trọng tạo độ phì nhiêu cùa dấi thiẹn nhiều lính chíít khác cua dá't + Bcin chất cùa vịng dai tuần hồn dĩa c licit trinh phong hoớ dó d>- tao mau chất Cịn bán chất cùa q trình hình thành dât vòng liêu tucin hoan -.inh học ! có licit tuấn hồn sinh học dất dược hình thành, nhãn tị hán cho dó phỉ ' đất dược tao + Hai vòng tuần hoàn liên hệ chặt chẽ với dè tạo thành dất: Khơng có đ.: dịa chất khơng có chất dinh dưỡng dược giãi phóng khơng có - • • g tiếu tuần hồn sinh học phát triển Ngược lại, khơng có vịng tiếu tuấn hồn sinh - : • :c có tập trung lích luỹ chất dinh dưỡng dược giái phóng vịng dại tr chát mầu chãi khơng phát triẽn đe hình thành dâì Bời vậy, bán chát cùa quớ ĩ hình thành dcil thõng Illicit mâu thuẫn vịng deli tuần hồn dịa elicit vòng tiểu ' .< sinh học Cơ sớ cùa trình hình thành dcil vịng dai tuần hồn clịa chốt cịn /■ , q trình hình thành dcít vịng liêu tuần hồn sinh học 1.2 Các u tị hình thánh dát Đất dược hình thành biến đổi liên lục sâu sắc tầng mặt cúa dá hay mâu chát lác dộng cùa sinh vật yếu lô' môi trường Các yen tơ tác dộng vào q trình hình thành đất làm cho dâì dược hình thành gọi yếu tố hình thành dất Docutraev, người dẩu liên néu yếu lố hình thành dất gọi yếu lố phát sinh học (hình 1.3) a) Dá mẹ Nguồn cung cấp vật chài vô cho đất, trước hết khống chất, xương ánh hường tới thành phần giới, khoáng học hố học đất - Thành phấn tính chất đất chịu ánh hưởng đá mẹ thường dược biếu rõ rệt giai đoạn dầu trình hình thành dất, sau bị biến dổi sâu sắc q trình hố học sinh học xảy dát Giữa đá đất ln diễn trao dổi lượng, khí, nước dung dịch Ví dụ: Đá macina axit chứa nhiều SiO2, dấl hình thành dá có nhiều cát thấm khí nước tốt, nghèo chất dinh dưỡng Đá macma bazơ chứa SiO2 dề phong hố, nên có tầng đất dày phàn ứng trung tính, giàu chất dinh dưỡng chứa nhiều sét b) Khi hậu - Thảm thực vật gương phản chiếu cho diồu kiện khí hậu - Khí hâu tham gia vào q trình hình thành dất dược thị qua: sơ kiẹin sốiI pll lị phan ứng Sự lựa chon náy thích hợp với (rám tích thiếu oxy TIiìoIhu illns sp lãng cách nhanh chóng tính hồ tan hợp chất kim loại bị khư ma khơng có giam đáng kế cua pll Do vai tro cua ThiobacHhis sp sán xtiiít ỉ I SO; dất ó mói trường háo khí I uy nhiên / hiohiKillu sp co thê sư dụng trinh XƯ lý