Tiểu Luận - Hoa Môi Trường - Đề Tài - Đất Và Ô Nhiễm Đất

Sự phân hủy cách khoáng chất và sự hình thành nên các chất hóa học mới Sự xâm nhập của nước vào đất Và sự mất nước từ đất.. * Khí hậu tham gia vào quá trình hình thành đất được thể hiện

Tiểu luận:Đất và ô nhiễm đất

Đất và sự hình thành đất Quá trình phong hóa đất Thành phần chính của đất

Tính chất của đất các chất dinh dưỡng trong đất

Ô nhiễm đất và hướng giải quyCác vấn đề chính

1.Khái niệm:

 Đất là lớp ngoài cùng của thạch quyển bị biến đổi tự

nhiên dưới sự ảnh hưởng của các yếu tố môi

trường(nước,không khí,sinh vật…) Một số đất được hình thành do sự bồi lắng phù sa sông, biển hay gió

 Đất có bản chất khác cơ bản với đá là có độ phì nhiêu và tạo sản phẩm cây trồng

Đất và sự hình thành đất

Sự phân hủy cách khoáng chất và

sự hình thành nên các chất hóa học mới

Sự xâm nhập của nước vào đất

Và sự mất nước từ đất.

Sự hấp thụ năng lượng mặt trời của đất

Và sự mất năng lượng từ đất.

a.Đá mẹ

 Nguồn cung cấp vật chất vô cơ cho đất, trước hết là khoáng chất, cho nên nó là bộ xương và ảnh hưởng tới thành phần cơ giới, khoáng học và cơ học của đất

3 Các yếu tố hình thành đất

* Khí hậu tham gia vào quá trình hình thành đất được thể hiện qua:

 Các chất trong khí quyển: O2, CO2, NO2

 Hơi nước và năng lượng mặt trời

 Sinh vật sống trên trái đất

2.Khí hậu

Sinh vật sống trên trái đất

qua:

 Trực tiếp: nước và nhiệt độ

 Gián tiếp: Biểu hiện qua thế giới sinh vật

*Khí hậu có ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp đến quá trình hình thành đất:

Cây xanh

 tổng hợp nên chất hữu cơ từ

những chất vô cơ của đất và của

khí quyển – nguồn chất hữu cơ

của đất.

Vi sinh vật

 phân hủy, tổng hợp và cố định

ni-tơ (N).

thành đất.

 Yếu tố này được coi là tuổi của đất Đó là thời gian diễn

ra quá trình hình thành đất và một loại đất nhất định

được tạo thành đó là tuổi

 Đất có tuổi càng cao, thời gian hình thành đất càng dài thì sự phát triển của đất càng rõ rệt

5.Yếu tố thời gian.

I.khái niệm.

 Phong hóa đất đá là hiện tượng biến đổi , phá hủy ngay tại chỗ đất

đá ở phần trên cùng của vỏ Trái Đất do các tác nhân bên ngoài

(không khí, nược, sự biến đổi nhiệt độvà hoạt động của vi sinh vật ) làm đất đá thay đổi thành phân, cấu trúc và trạng thái

 Nguồn năng lượng gây nên quá trình phong hóa xuất phát từ ngoài

vỏ Trái Đất hoặc ngay tại vỏ Trái Đất.

 Năng lượn mặt trời điều hành quá trình phong hóa.

 Năng lượng bên trong Trái Đất với các hoạt động kiến tạo , tạo núi, đưa các đá váo đới phong hóa.

Quá trình phong hóa đất.

Phong hóa sinh học

là quá trình phong hóa hóa học nhưng các tác nhân gây phong hóa là các chất có nguồn gốc sinh học

1: phong hóa cơ học.

Là sự phá hủy đất đá dưới tác động vật lý, đá bị vỡ vụn nhueng không thay đổi thành phần hóa học vơi khoáng vật

Chủ yếu do dao động nhiệt độ, nước đóng băng hoặc tan chảy, muối kết tinh trong các khe nứt của đá

2.phong hóa hóa học

Là quá trình phá hủy đất đá do tác dụng hóa học giữa các

khoáng vật của đất đá với nước, không khí , các chất hóa học chứa trong nước Đất đá bị biến đổi về thành phần khoáng vật

a.Quá trình oxi hóa.

Phong hóa quặng Pyrit:

4FeS2 + 15O2 +8H2O →4Fe(OH)3↓ +8SO 42- +16H+

Quặng limonitFeSO4 → Fe2(SO4)3 → Fe2O3.nH2O

b.quá trình thủy phân: là quá trình phân hủy các hợp chất dưới tác dụng của nước

K[AlSi3O8] + H2O + CO2 → Al4[Si4O10](H2O)8

(kaolinit)

+SiO2.H2O + K2CO3

Nước có tính xâm thực: CO2 , axit…hòa tan ( rửa trôi ) các khoáng vật dễ hòa tan do đó sẽ hinhf thành nên các hang hốc trong đá.

CaCO 3 + H2O + CO2 →Ca(HCO3)

NaCl ở 25◦C có độ hòa tan trong H2O là ms=6,15 mol/l.

SiO2 là thành phần chính của địa quyển , hòa tan trong nước theo cân bằng phản ứng sau:

SiO2(r) +2H2O H4SiO4



c quá trình thủy hóa

là phản ứng tạo thành hợp chất nước

CaSO4 + 2 H2O → CaSO 4.2H2O (thạch cao)Khi tạo thành thạch cao thì thể tích tăng 30%

3.phong hóa sinh học.

 Sinh vật tác động đến khoáng vật ở cả 2 quá trình là phong hóa vật lý và phong hóa hóa học

 Phong hóa sinh học – vật lý: sinh vật phá hoại đá theo phương thức cơ học rễ cây phát triển có thể gây một áp lực từ 10-

15mg/cm3 Sinh vật lúc đào hang.khoét lỗ để sư trú cũng làm phá hoại đất đá

quá trình phong hóa.

 Trong môi trường axit thì phong hóa thường xảy ra nhanh hơn

Các thành phần chính của đất

 Đất là một hệ dị thể,nơi tiếp xúc giữa địa quyển với khí quyển

và thủy quyển nên trong đất luôn xảy ra các quá trình trao đổi chất và năng lượng

 Các nguyên tố hóa học trong đất tồn tại dưới dạng hợp chất vô

cơ , hữu cơ có hàm lượng biến động và phụ thuộc vào quá trình hình thành đất

 Thành phần hóa học của đất và đá mẹ ở giai đoạn đầu của quá trình hình thành đất có quan hệ chặt chẽ với nhau Về sau ,

thành phần hóa học của đất phụ thuộc nhiều vào sự phát triển của đất , các quá trình hóa, lý, sinh học trong đất và tác động của con người

gồm các vật liệu vô cơ (khoáng sét) và hữu cơ (mùn) ( chiếm 50% thể tích đất.)

Lỏng

gồm nước trong đất hoặc dung dịch đất, trong một môi trường lý tưởng, thành phần nước sẽ chiếm 25% thể tích.

Khí phần không khí trong đất (25% thể tích còn lại) gồm tất cả các loại khí chủ yếu

như CO2, O2 , N2, trong các đất bùn có thêm khí metan và H2S (hyđro sulfit).

Theo thành

phần pha

trong đất

Rắn Lỏng Khí

Hình 1: Tỷ lệ phần trăm (%) lý tưởng

cho các thành phần của đất

Không khí trong đất chứa nhiều

cơ, sự hô hấp của rễ cây thải ra) và

ít O2

Dựa vào thành phần hợp chất chứa trong đất:

Đất gồm các thành phần chính: thành phần vô cơ, thành phần hữu

cơ, nước và khí,các loại sinh vật từ vi sinh vật cho đến côn trùng chân đốt…v.v

1.Thành phần vô cơ trong đất

Cát, đất sét, đất thịt là những thành phần vô cơ chính của đất

Các hạt được phân định dựa theo đường kính (D) hạt như sau:

nước và các muối hòa tan

nên do quá trình phong hóa

-Hàm lượng các nguyên tố hóa học trong đất chiếm tới 97-98% lượng đất khô.

a,Các nguyên tố đa lượng

 Các nguyên tố đa lượng cần thiết cho cây trồng là H, C, O, N, P,

K, Ca, Mg, S Gọi là các nguyên tố đa lượng vì nhu cầu của cây cần lớn C, H, O cây hấp thu từ CO2, H2O Các nguyên tố khác, cây hấp thu từ đất do quá trình dinh dưỡng rễ

b,Các nguyên tố vi lượng

 Các nghuyên tố vi lượng do cây trồng đòi hỏi với lượng nhỏ, hàm lượng của chúng trong tự nhiên cũng rất nhỏ Đó là các nguyên tố: Fe, Mn, Zn, Cu, Mo, B, Cl

 Các nguyên tố vi lượng được giải phóng do quá trình phong hoá phụ thuộc trước hết vào phản ứng của môi trường và điện thế oxy hoá khử (Eh)

Bảng 2 Một số nguyên tố thiết yếu cho cây trồng; lượng cần thiết và dạng cây hút.

Nguyên tố Lượng cần cho một ha Dạng cây hút

* Từ không khí & nước

Cacbon

Hydrogen

Oxygen

   

C H O

   

Hàng tấn Hàng tấn Hàng tấn

   

Vài chục - trăm kg Vài chục - trăm kg Vài chục - trăm kg Vài chục - trăm kg Vài chục - trăm kg Vài chục - trăm kg Vài chục - trăm kg Vài chục - trăm kg Vài chục - trăm kg Vài chục - trăm kg Vài chục - trăm kg Vài chục - trăm kg

3-xác thực vật, động vật,cơ thể vi sinh vật

và xác một số động vật đất.

xác thực vật, động vật,cơ thể vi sinh vật

và xác một số động vật đất.

Do quá trình mùn hóa tạo nhóm chất Mùn – axit mùn

Do quá trình mùn hóa tạo nhóm chất Mùn – axit mùn

Phân hữu cơ như phân chuống, phân bắc, phân xanh…

Phân hữu cơ như phân chuống, phân bắc, phân xanh…

Thành phần hữu cơ

 Thêm chú thích quan trọng ( nếu có)

 Thêm chú thích quan trọng ( nếu có)

Nguồn gốc

b.Chất mùn hữu cơ

 Các chất hữu cơ từ xác động vật, thực vật có trong đất,dưới tác động của

không khí,nước, nhiệt độ,các vi sinh vật chúng bị biến đổi dần theo hai quá trình:

Quá trình khoáng hóa:Là quá trình

phân hủy các chất hữu cơ để biến đổi chúng thành các hợp chất vô cơ đơn giản như các muối khoáng,các khí như

CO2,NH3,H2O,H2S…

Quá trình mùn hóa: Là quá trình tổng hợp các chất hữu cơ lẫn vô cơ để tạo nên hợp chất cao phân tử có màu đen gọi là mùn

Mùn là sản phẩm hình thành trong đất do quá

trình tích lũy và phân giải không hoàn toàn trong điều kiện yếm khí xác thực vật và các tồn dư sinh vật khác trong đất do các vi sinh vật đất.

 Axit humic:

+ Thành phần nguyên tố của axit humic chủ yếu bao gồm C, H, O, N

Bảng 3 Công thức và phân tử lượng của đơn vị và mạng cấu trúc mùn của một số loại đất

Loại đất

Ðơn vị cấu trúc Mạng lưới cấu trúc

Công thức Phân tử lượng Công thức Phân tử 

lượng

Ðất Potzon C16H17O8N 354 C173H183O92N11 3885

+ Cấu trúc của axit fulvic

Nguyên tắc và thành phần cấu trúc của axit fulvic cũng giống

như đối với axit humic Ðiều khác nhau giữa chúng là phân tử axit fulvic ít nhân vòng hơn, trái lại mạch nhánh nhiều hơn, số nhóm định chức đặc biệt là nhóm COOH và OH phenol nhiều hơn, vì thế axit fulvic chua hơn nhiều. 

 Humin:Gồm các hợp chất cao phân tử còn lại,không tan,có màu đen,xuất hiện do quá trình lão hóa các axit humic và fulvic.

Như là một kho tích trữ dưỡng Chất từ phân hóa học

Cải thiện cấu trúc dất, làm cho đất

có nhiều lỗ rỗng hơn

Cải thiện cấu trúc dất, làm cho đất

có nhiều lỗ rỗng hơn

Làm tăng mật

độ số vi sinh vật trong đất , bao gồm cả

vi sinh vật

có lợi.

Làm tăng mật

độ số vi sinh vật trong đất , bao gồm cả

vi sinh vật

có lợi.

Kích thích sự nảy mầm của hạt và sự tăng trưởng của cây con

Kích thích sự nảy mầm của hạt và sự tăng trưởng của cây con

Vai trò c a ch t mùn h u c ủa chất mùn hữu cơ ất mùn hữu cơ ữu cơ ơ

3 Nước và khí trong đất.

 Trong đất có những khoảng trống được xác định bởi phần rỗng xốp, phần rỗng xốp đó chứa đầy nước và khí có thẻ vận chuyển được

trong đất

Dạng hơi nước

Dạng nước liên kết hóa

học

Dạng nước tự do

Dạng nước hấp phụ

www.website.com

Các d ng n ạng nước tồn tại trong đất ước tồn tại trong đất ồn tại trong đất ạng nước tồn tại trong đất c t n t i trong đ t ất mùn hữu cơ

Khí trong đất được xác định qua hàm lượng O 2 , lượng O2

này cần thiết cho sự oxi hóa các chất hữu cơ

+ tham gia vào hoạt động

hô hấp của các loại sinh

vật nhỏ trong đất.

CO 2

+CO2 trong đất cao gấp 5-100 lần trong khí quyển

+ tham gia vào quá trình quang hợp, cây hút CO2

từ đất.

+ tham gia vào quá trình phàn ứng hóa học trong đất nhất là những phản ứng hóa tan.

Khí KHác

có các khí khác như NH3 , CH4 ,

H2S… nhưng với hàm lượng thấp

Khí trong đất

a) Tỉ trọng của đất

Là tỷ số khối lượng của 1 đơn vị thể tích đất ở trạng thái rắn, khô kiệt với các hạt đất xếp sít vào nhau so với khối lượng nước cùng thể tích ở điều kiện nhiệt độ 4oC

Tỉ trọng của một số loại đất như sau:

 Từ tỷ trọng của đất → hàm lượng chất hữu cơ,sét hay tỉ lệ FE, Al của 1 loại đất cụ thể nào đó.

b) Dung trọng của đất

o Là khối lượng của 1 đơn vị thể tích đất ở trạng thái

tự nhiên (có khe hở) sau khi được sấy khô kiệt:

 Phân loại (theo Katrinski)

đất, xác định lượng dinh dưỡng, lượng vôi cần bón cho

2 Tính chất cơ lí

a)Tính liên kết của đất

này thường tạo thành trong đất những kiểu liên kết cấu tảng cục lớn

b) Tính dính của đất

o Là khả năng liên kết dính của đất với những vật tiếp xúc với chúng.

o Tính dính của đất thường phụ thuộc vào các cấp hạt

sét cao với các thành phần khoáng sét,nếu chứa:

• Khoáng sét montmoronit, illit có tính liên kết và tính

dính cao

• Khoáng sét kaolinit, và các hydroxit sắt thì có tính

liên kết và tính dính thấp hơn

o Độ dính được đo bằng lực cần thiết [G/cm2] để làm dứt rời, tách phân tiếp xúc đất ra khỏi đĩa, được xác định bằng công thức:

r=

P: Lực hao tổn để làm rơi phân đất tiếp xúc cới đĩa G

 

o Đất có chứa 15% sét trở lên bắt đầu thể hiện tính dẻo (khả

năng hấp phụ nước của hạt sét)

o Tính dẻo của đất thể hiện :

 Khi đất ở trạng thái ẩm,

 Khả năng tạo được hình dạng nhất định,khả năng giữ được

hình dạng khi không có tác động bên ngoài

o Phụ thuộc vào thành phần cơ giới và thành phần khoáng sét

của đất

(Đất càng giàu sét,khoáng sétmontmoronit, illit thì đất càng dẻo

và ngược lại)

c) Tính dẻo của đất

Mức co Thành phần cơ giới của đất

 Là sự tăng thể tích của đất khi ẩm và co lại khi khô

 Liên quan đến sự xâm nhập và mất nước giữa các tầng khoáng sét có trong đất và các thành phần cation hấp thụ trong đất

o Lực cản riêng của đất là lực cần thiết để cắt mảnh đất có tiết diện ngang là 1cm2 :

P = k.a.b

k: hệ số chỉ sức cản riêng của từng loại đất [kg/cm2]

a: chiều sâu cày (cm)

b: chiều hoạt động của lưỡi càng (cm)

o Yếu tố chi phối và ảnh hưởng đến lực cản riêng của đất như:

thành phần cấp hạt, độ ẩm, độ mùn, kết cấu đất…

→Dựa vào độ cản của đất để nhận định về mức độ làm đất và khả năng phát triển của sinh vật…

e) Sức cản của đất

  Cây trồng sinh trưởng và phát triển được là nhờ hút chất khoáng từ đất và phân bón, thực hiện quá trình quang

hợp từ nước và cácboníc dưới tác động của ánh sáng mặt trời

 Trong thành phần của cây trồng có mặt hầu hết các chất hoá học tự nhiên (khoảng 92 nguyên tố), nhưng chỉ có

16 nguyên tố thiết yếu với cây trồng, trong đó có 13

nguyên tố khoáng

Các chất dinh dưỡng trong đất cần cho cây

• Đạm (N), Lân(P), Kali(K)

được cây trồng lấy đi với

số lượng lớn được gọi là Nguyên tố đa lượng

• Ca, Mg, S được cây trồng

hút/lấy đi với số lượng ít hơn nhưng cũng đáng kể nên được gọi là Nguyên tố trung lượng

Khi xuất hiện triệu chứng thiếu hụt dinh dưỡng, cần bổ xung lượng thiếu hụt hợp lý nhằm đảm bảo cho cây

trồng phát triển tốt.

Tình hình thoái hóa đất ở nước ta:

Việt Nam có khoảng 9 triệu ha đất bị hoang hóa (chiếm 28% tổng diện tích đất toàn quốc) trong đó có 5,06 triệu

ha đất chưa sử dụng và 2 triệu ha đất đang sử dụng bị thoái hóa nặng.

Thế nào là đất bị suy thoái?

Là những loại đất do những nguyên nhân tác động nhất định theo thời gian đã và đang mất đi những đặc tính và tính chất vốn có ban đầu trở thành các loại đất mang đặc tính và tính chất không có lợi cho sự sinh

Nguyên nhân gây ra sự thoái hóa đất

Do t nhiênự nhiên Do con người gây nêni gây nên

Nguyên nhân thoái hóa đất

Nguyên nhân

thoái hóa đất

Hậu quả

Ô nhiễm môi trường đất

 -Môi trường đất là nơi cư trú của con người và hầu hết các loài sinh vật cạn.

 Đất còn là tài nguyên quý giá được con người sử dụng vào hoạt động sảnxuất.

 Gia tăng dân số, phát triển công nghiệp cùng với hoạt động

đô thị hóa như hiện nay làm cho diện tích đất canh tác ngày càng bị thu hẹp, chất lượng đất ngày càng bị suy giảm.

 Cùng với sự ô nhiễm không khí, ô nhiễm nước thì ô nhiễm môi trường đất cũng là vấn đề đáng báo động hiện nay.

1 Đặt vấn đề

 Ô nhiễm môi trường đất là quá trình làm biến đổi hoặc thải vào đất các chất ô nhiễm làm thay đổi tính chất và cấu trúc của nó theo chiều hướng không có lợi, mắt khả năng đáp ứng cho nhu cầu sống của con người.

2 Định nghĩa ô nhiễm môi trường đất

 Tài nguyên đất đang bị suy thoái nghiêm trọng do xói mòn, rửa trôi, bạc màu, nhiễm mặn, nhiễm phèn, biến đổi khí hậu.

nhiễm, như ở Anh đã chính thức xác nhận 300 vùng với diện tích 10000 ha Ở Mỹ có khoảng 25000 vùng, Hà Lan là 6000 vùng ô nhiễm cần xử lý

3.Thực trạng ô nhiễm môi trường.

Trên thế giới

 Hàm lượng kim loại trong đất tại cụm công nghiệp Phước

Long(Bình Phước) hàm lượng Cr tăng gấp 15 lần so với tiêu

chuẩn, Cd cao từ 1,5 đến 5 lần, As cao hơn tiêu chuẩn 1,3 lần

Thuốc bảo vệ thực vật cũng gây ô nhiễm đến đất

0,5-1 kg/ha/năm, tuy nhiên ở nhiều nơi đã phát hiện dư lượng

thuốc bảo vệ thực vật trong đất

nên hiệu lực phân bón thấp, có trên 50% lượng đạm, 50% lượng Kali và xấp xỉ 80% lượng lân dư thừa trực tiếp hay gián tiếp gây ô nhiễm môi trường đất

Ở Việt Nam

4.1.1 Do nhiễm mặn.

và trong dung đất Một số vùng do nước biển tràn vào hoặc do muối hòa tan vào các mao dẫn ở mạch nước

ngầm dẫn đến làm mặn,….Đất bị nhiễm mặn có nồng độ

áp suất thẩm thấu cao gây hại sinh lý cho thực vật

4 Nguyên nhân ô nhi m ễm.

4.1 Do t nhiên ự nhiên