Xác định thành phần của bã bùn từ hệ thống xử lý nước thải công ty giấy bãi bằng và tìm hiểu khả năng sử dụng chúng để c

Đặc điểm chung của bùn thải này là giàu hữu cơ hàm lượng c là 28.76% , và m ột số nguyên tố dinh dưỡng khác như nitơ, phốt pho, ca và Mg; hàm lượng các kim loại nặng không cao nên hoàn t

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI ■ ■ ■ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC Tự NHIÊN■ ■ ■ ■

*********

Xác định thành phần của bã bùn từ hệ thống xử lý nước thải Công ty giấy Bãi Bằng và tìm hiểu khả năng sử dụng chúng để cải tạo đất đồi ở Vĩnh Phú

MỤC LỤC

1 BÁO CÁO TÓM T Ắ T 2

2 SUMMARY 5

3 PHÀN BÁO CÁO CHÍNH 7

MỞ ĐẢU 7

Chương 1 TỎNG QUAN TÀI LIỆU 10

1.1 Khái quát về công ty giây Bãi Băng 10

Ị l ỉ Quy trình công nghệ sản xuâí giây 10

ỉ 1.2 Cóng nghệ xử lý nước thải và tạo bùn ih à i 13

1.2 Chất hữu cơ trong đ ấ t 20

1.2.1 Nguồn gốc chất hữu cơ của đất 20

Ị 2.2 Hàm lượng và thành phần chất hữu cơ của đ ấ t 20

ỉ 2.3 Vai trò của chất hữu cơ trong đ ấ t 21

1.3 Chất mùn trong đ ất 24

1.3.1 Khải niệm chung 24

ỉ 3.2 Các quá trình phân giai hữu cơ và tông họp chăt mùn 24

1.3.3 Hàm lượng vă í hành phần chất mùn trong đ ấ t 27

1.3.4 Biện pháp nâng cao hàm hrọvg và chất lượng mùn trong đ ai 29

Chương 2 ĐOI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu 30

2 1 Đối tượng nghiên cứu 30

2.2 Phương pháp nghiên cửu 30

2.2.1 Phuongpháp nghiên círu thực địa, tìm thập só liệu, tài liệu 30

2.2.2 Phương pháp thí nghiệm ngoài đổng ruộng 30

2.2.3 Lấy mẫu nghiên cihi trong thí nghiệm 32

2.2.4 Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm 32

2.2.5 Phương phảp xừ lý sổ ỉiệu thống kê toảìì h ọ c 32

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIEN c ứ u VÀ THẢO LUẬN 33

3.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội xà Sơn Vi (Lâm Thao, Phủ Thọ) 33

3.1 ỉ Điểu kiện tự nhiên 33

3.1.2 Tình hình kinh tế-xã hội 34

3.1.3 Tinh hình sản xuất nóng nghiệp 34

3.2 Một số tính chất của bùn thải và đất nghiên cứu 35

3.2.1 Một so tính chai hóa học đất thí nghiệm và bùn thài 35

3.2.2 Hàm lượỉỉg các kim loại nặng trong bùn th à i 38

3.3 Ánh hưởng của bón bùn thải đển một số tính chát đ ất 39

3.3 ỉ Anh hường của bón bủìì thai đến nỉtơ dề tiêu trong đất 39

3.3.2 Anh hưởng cùa bón bùn thải đến chất mùn đẩt 43

3.4 Ảnh hưởng ciìa bón bùn thải đen sinh trưởng cây trồng 47

3.4.1 Anh Imong cua bón bùn thải đen chiều cao cáy lạ c 47

3.4.2 Aỉỉlỉ hưởng của bón bùn thải đến sinh khói cây l ạ c 48

3.4.3 Anh Inròiĩg cùa bón bìm thải đển nâng suất cây lạc 49

KÉT L UẬN VÀ KIÉN NGHỊ 51

TÁI LIỆU THAM KHẢO 52

PHÀN PHỤ LỤC 54

5 TÓM TẤT CÁC CÔNG TRÌNH NCKH CỦA CÁ NHÂN 60

6 SCIENTIFIC PROJECT 62

N guyễn X uân Huân CN

(I M ục tiêu và nội dung nghiên cứu

- M ụ c tiêu của đề tài: Tìm hiểu khả năng sử dụng bùn thải từ hệ thồng xử lý nước

thải Nhà máy giấy Bãi Bằng để cải tạo đất đồi ở Phú Thọ

- N ộ i (tung n g h iên cứ u của để tài:

1- Điều tra hiện trạng hệ thống xử lý nước thải ở Công ty giấy Bãi Bằng và đất đồi

ở Vĩnh Phú

2- Lẩy m ẫu bủn thải tại nhà máy và mẫu đất đồi tại khu vực nghiên cứu để xác định các tính chất hoá học của chúng

3- Bổ trí thí nghiệm đồng ruộng tại Phủ thọ tìm hiểu khả năng cải tạo đất đồi và

à nil hưởng cùa bùn thải đến năng suất cây lạc

c C ác kết quả đạt đư ọc

- Kct q u ả n g h iên cứu:

2

f Tình hình kỉnh phí của đề tài (hoặc dự án)

Tổng kinh phí: 20.000.000 đ (hai mươi triệu đồng)Kinh phí đà sử dụng: 20.000.000 đ

C ơ QUAN CHỦ TRÌ ĐẺ TÀI

0JÓ Hiêu THƯỚNG

Nhà máy giấy Bãi Bằng (nay là công ty giấy Bãi Bằng) có trụ sở tại thị trấn Phong Châu, huyện Phù Ninh, tỉnh Phú Thọ có qui mô suất sản xuất và lượng chất thải phát sinh cũng rất lớn Chỉ tính riêng nước thải từ N hà máy cũng vào khoảng khoảng 18.000 m3/ngày đêm Bùn thải được tách ra từ hệ thống xử lý nước thải được tách ra nhờ hệ thống tự động và được đưa về bể chứa bùn được gọi là bùn sinh học (bùn vi sinh dư thừa) với khối lượng khá lớn vào khoảng 40-50 tấn khô/tháng Đặc điểm chung của bùn thải này là giàu hữu cơ (hàm lượng c là 28.76% ), và m ột số nguyên tố dinh dưỡng khác như nitơ, phốt pho, ca và Mg; hàm lượng các kim loại nặng không cao nên hoàn toàn có thể tận dụng để cải tạo đất vừa có ý nghĩa nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp.

Bón bùn thải có tác động tốt đến tính chất đất, làm tăng hàm lượng nitơ dễ tiêu trong đất, đặc biệt là góp phần cải thiện đáng kể hàm luợng và chất lượng mùn đất Hầu hết, ở các lượng bón nghiên cứu đều làm tăng hàm lượng hữu cơ tổng sổ cũng như các axit mùn (axit humic và fulvic) trong đất so với đối chứng Dồng thời cũng lảm tăng tỷ lệ axit humic so với axit fulvic (C|,/Cf) trong thành phần chất mùn đất Trong điều kiện đất đồi ở Phú Thọ, hàm lượng c tổng số tăng

từ 1,27 % lên 1,82 % trong thí nghiệm không trồng cây và từ 1,51 lên 2,02 %

Irong thí nghiệm trồng lạc khi lượng bón bùn thải tăng từ 0 lên 30 tấn/ha Tương

tự như vậy, tỷ ]ệ các axit mùn (humic và fulvic) trong mùn tổng số tăng lừ 39,04

% lên 66,15 % và từ 47,45 % lên 72,68 % ớ thí nghiệm trồng lạc

Cây trồng ở công thức bón bùn thải với lượng 10 tấn, 20 tấn và 30 tấn/ha

đã làm năng suất lạc tãng tương ứng 128%, 144%, 155% so với đối chứng không bón bùn thải (1 0 0%).

Từ các kết quả nghiên cứu trên cho thấy bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải Nhà máy giấy Bãi Bằng hoàn toàn có thể sử dụng để cảo tạo đất đồi, góp phần nâng cai năng suất và hiệu quả của quá trình sản xuất nông nghiệp và bảo vệ môi trường

- Sở n p h ẩ m khoa học: Đã đăng 1 bài báo trên tạp chí khoa học chuyên ngành

- về đào tạo: Hướng dẫn 2 sinh viên làm KLTN, 1 học viên cao học làm luận văn

riiạc sỹ

3

f Tình hình kinh phí của đề tài (hoặc dự án)

Tổng kinh phí: 20.000.000 đ (hai mươi triệu đồng)

KHOA QUẢN LÝ

(Ký và ghi rõ họ tên)

CHỦ TRÌ ĐÊ TÀI (Ký và ghi rõ họ tên)

2 SUMMARY

a T itle

D eterm ine the com ponents o f sludge fr o m waste water treatm ettt system s o f B a i

B a n g Paper P la n t a n d investigate the ability to use f o r h ill so il reclam ation in Vinh P h u

- The aim : Investigate the potential use o f sludge from waste w ater treatm ent

system o f Bai Bang Paper Plant for hill soil reclam ation

- The contents:

1- Survey on the w aste w ater treatment in Bai Bang Paper Plant and hill soil properties in Phu Thò

2- Soils and sludge samples were taken for chem ical analysis

3- Field experim ent was carried out to determ ine the effects o f sludge on soil properties and perform ance o f peanuts on the hill soil

contents o f hum us, nitrogen, phosphorus and some others nutrient elem ents so that can be use for soil properties improvement and crop production.

In the field experiments with the hill soils, when sludge applies the contents o f humus, i.e humic and fulvic acids, and available nitrogen increased significantly Sludge has also increased the ratio o f humic and fulvic acid It

m eans that the quality o f humus in soil has been ameliorated

In term o f crop production, the peanuts yield increased to 119%, 128% and 155% com pared to the control when the amounts o f sludge use increased to 10 tones, 20 tones and 30 tones/ha respectively However, the research also needs further research in detail to find out the suitable amount o f sludge to apply for selected crop in the practice

- R e su lts in practical application:

The results in this research can be applied in practice for soil reclam ations, i.e use the sludge from waste water treatment o f Bai Bang Paper Plant to soil

im provem ent and crop production in the hill soils

- R esu lts in training: Advisors o f two BSc and one M aster thesis.

- Publications: Published one scientific paper in the Journal.

T h e C o o rd in a to r

Trong các ngành công nghiệp đang phát triển hiện nay ở nước ta, ngành công nghiệp giấy là một trong những ngành đóng vai trò quan trọng cho sự phát triển của đất nước nhưng đồng thời cũng là ngành gây ảnh hưởng không ít đến môi trường Khí thải của ngành công nghiệp giấy chứa nhiều khí độc hại như: IỈ2S, CH3HS, S 0 2 , nước thải có hàm lượng COD, BOD, S S , cao , ngoài ra chất thải rắn cùa ngành cũng chiếm tỳ lệ không nhỏ.

N hận thức rõ những tác động tiêu cực có thể xảy ra, từ nhiều năm gần đây,

l ong công ty giấy V iệt Nam nói chung, Công ty giấy Bãi Bằng nói riêng luôn coi trọng việc áp dụng những tiến bộ khoa học kỹ thuật tiên tiến trên thế giới nhằm nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm và bảo vệ môi trường V iệc đầu tư hệ thống xir lý nước thải bàng phương pháp vi sinh đã làm giảm đáng kể các chất ô lìliiễm trong nước trước khi thải ra nguồn tiếp nhận

Nhà máy giấy Bãi Bằng (nay là công ty giấy Bãi Bằng) có trụ sở tại thị trấn Phong Châu, huyện Phù Ninh, tỉnh Phú Thọ được xây dựng năm 1974 và chính

thức đi vào hoạt động sản xuất kinh doanh từ năm 1982 Đây là nhà máy giấy có quy mô lớn và hiện đại nhất Việt Nam được xây dựng bằng nguồn vốn viện trợ cùa Chính phù Thụy Điển.

Với qui mô suất sản xuất lớn, lượng chất thải nói chung phát sinh từ Nhà máy cũng rất lớn Chỉ tính riêng nước thải từ N hà máy cũng vào khoảng khoảng18.000 m3/ngày đêm, đã phát sinh một khối lượng bùn sinh học khá lớn khoảng 1,5 tẩn khô/ngày Đặc điểm nguồn nước thải từ nhà máy giấy Bãi Bằng là có hàm lượng hữu cơ, các chất rắn, nitơ, phôtpho khá cao với các thông số pH 4-10,3;

CO D 575 mg/1, BOD 163 mg/L và ss 523 mg/1 Nước thải này được thu gom và

xử lý khá tốt qua hệ thống xử lý tập trung bao gồm công nghệ xử lý cơ lý, hóa và bùn hoạt tính sinh học [1], Theo kết quả quan trắc thường xuyên của N hà máy cho thay hầu hết các thông số của nước thải sau xử lý đều đạt tiêu chuẩn môi trường loại A (28/30 thông số), riêng chỉ số màu và COD đạt loại B [8]

Bìin thải được tách ra từ hệ thống xử lý nước thải được tách ra nhờ hệ (hống tự dộng và được đưa về bể chứa bùn được gọi ]à bùn sinh học (bùn vi sinh

dư thừa) với khối lượng khá lớn vào khoảng 40-50 tấn khô/tháng Lượng bùn thải này được vận chuyển tới sân chứa, sau đó được đưa đi thiêu huỷ hoặc đổ bỏ với khối lượng khá lởn Đặc điểm chung của bùn thải này là giàu hữu cơ và m ột sổ nguyên tố dinh dưỡng khác như nitơ, phot pho nên hoàn toàn có thể tận dụng để cải tạo đất

Ở nước ta, đất đồi núi chiếm khoảng 67,3% quỹ đất cả nước song khả năng khai thác sử dụng đảm bảo yêu cầu an toàn sinh thái và hiệu quả kinh tế cao chi đạt rất ít M ặt khác hoạt động cúa con người trong quá trình sử dụng đất đã làm đất dốc bị thoái hóa nhanh chóng [5] Vì vậy việc sừ dụng kết hợp cải tạo đất

sẽ là phương thức hiệu quả nhất góp phần quan trọng trong việc chuyển nền nông nghiệp nước ta thành một nền nông nghiệp đa dạng với san phẩm hàng hóa có chát lượng cao và đảm bảo sự bền vững về môi trường Trong quá trình cải tạo đất dồi núi việc nâng cao hàm lượng và chất lượng mùn đất là biện pháp hiệu quả và

có y nghĩa đặc biệt quan trọng Việc tận dụng các nguồn chất thải có hàm lượng

hữu cơ cao để cải tạo đất đồi được xem là một giải pháp có hiệu quả cao; vừa có ý nghĩa nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp, vừa góp phần bảo vệ môi trường.

Hiện nay, khối lượng bã bùn ngày một gia tăng cùng với việc nâng cao năng suất, m ả rộng cùng như việc xây mới các nhà máy giấy Do đó, cần có biện pháp thu gom, tái sử dụng thích hợp nhằm tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên Hơn nữa, nhu cầu sử dụng phân bón và những chất cải tạo đất thân thiện với môi trường cũng đang được đặt ra Việc sử dụng bã bủn làm phân bón và cải tạo đất sẽ đáp ứng được yêu cầu cả về mặt kinh tế và môi trường

X uất phát từ thực trạng trên, đề tài “Xác định thành phần cùa bã bùn từ hệ

thống x ử lý nước tliải Công ty giấy Bãi Bằng và tìm hiểu khả năng sử dụng chúng để cải lẹo đất đồi ở Phú Thọ ” được xây đựng nhằm tìm hiểu việc tái sử dụng chất thải

hữu cơ để cải tạo đất, nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp và bảo vệ môi trường

Nội dung chủ yếu của đề tài bao gồm:

I - Diều tra hiện trạng hệ thống xử lý nước tải ở Công ty giấy Bãi Bằng và đất đồi

9

C hương 1 TỎ N G Q U A N T À I LIỆ U

1.1 Khái quát về công ty giấy Bãi Bằng

Công ty giấy Bãi Bằng là doanh nghiệp N hà nước có trụ sở tại thị trấn Phong Châu, huyện Phù Ninh, tỉnh Phú Thọ được xây dựng năm 1975, chính thức

di vào hoạt động sản xuất, kinh doanh năm 1982 Hiện Công ty đang sở hữu một công trình sản xuất giấy có qui mô và hiện đại nhất Việt Nam, xây dựng bằng nguồn vốn viện trợ không hoàn lại của chính phủ Thụy Điển với công suất thiết kế ban đầu 55.000 tấn giấy/năm

Công ty có hệ thống sản xuất khép kín từ khâu trồng rừng, chế biến nguyên liệu, sản xuất điện, hóa chất, sản xuất bột và giấy đến khâu bảo dưỡng, vận tải Với sản phẩm chính là giấy in, giấy viết, giấy photocopy, giấy tissue và các sản phẩm gỗ như gỗ dán, bàn ghế

Nàm ở m ột vị trí trung tâm của vùng trung du Bắc Bộ đã tạo cho Công ty Giẩy Bãi Bằng nhiều thuận lợi để phát triển mạnh mẽ Năm 2003, Bãi Bằng bắt tay vào dự án m ở rộng sản xuất giai đoạn 1, nâng năng lực sản xuất giấy lên

1 0 0 0 0 0 tấn giấy/năm, đồng thời cũng đánh dấu một giai đoạn mới trong xử lý ô nhiễm môi trường

Miện, Công ty đang tiếp tục hoàn thành báo cáo khả thi trình Chính phù phê duyệt dự án vùng nguyên liệu và chương trình m ở rộng giai đoạn 2 - Xây dựng một nhà máy cung cấp bột giấy cao cấp quy mô lớn nhất nước, công suất250.000 tấn giấy/năm với chất lượng sản phẩm và môi trường đạt tiêu chuẩn quốc

nguyẻn liệu khô tuyệt đối hay từ 3-6 tẩn nguyên liệu có độ ẩm 50% Nhiên liệu được sử dụng là than và dầu FO [8]

Ngoài ra nhà máy còn sử dụng một lượng lớn các hóa chất ở các công đoạnnấu, tẩy, xeo giấy như đá vôi, xút, cao lanh, nhựa thông, các chất kết dính tự nhiên

và tong hợp, các chất oxy hóa để khử lignin như clo, hypoclorit, p ero x it

Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất giấy ở công ty giấy Bãi Bằng được thực hiện qua nhiều công đoạn khác nhau được trình bày như ờ hình 1.

Nguyên liệu tre, gã

Hình I S ơ đồ dây chuyền công nghệ sàn xuất giấy ở công ty giấy Bãi Bằng

Mô tả các công đoạn chính:

* Chuẩn bị và x ư lý nguyên liệu

Nguyên liệu (gồ, tre, nứa) được rửa sạch, loại bỏ tạp chất và cắt mảnh theo kích cờ thích hợp đáp ứng yêu cầu cùa phương pháp sản xuất bột giấy Hiệu suất thu hoạch mảnh đạt 95-97% Tiêu chuẩn về thành phần hóa học của nguyên liệu

đổ sản xuất bột giấy bao gồm:

- Hàm lượng xenlulo lớn hơn 35% khối lượng trong nguyên liệu khô

- Hàm lượng lignin, hemixenlulo và các tạp chất khác thấp để giảm hóa chất nấu tẩy giảm thời gian nấu và qua đó tránh được ảnh hưởng xấu tới chất lượng của xenlulo

Lignin là chất có độ trùng hợp cao, ở dạng vô định hình, thành phẩn chủ

yểu là các đơn vị phenylpropan kết nói với nhau thành không gian 3 chiều Lignin

dễ bị oxy hóa, hòa tan trong kiềm, trong dung dịch sunfit hay muối của axit

H2SO3 khi đun nóng

H em ixenlulo là chất không tan trong nước nhưng tan trong dung môi hữu

cơ và bị phân hủy trong dung dịch kiềm hay axit loãng khi đun sôi

- Các chất chiết bao gồm axit béo, nhựa, các hợp chất thơm và các loại alcol Hầu hết các chất này đều hòa tan trong dung môi hữu cơ

* Q uả trình nấu bột giấy

Đây là công đoạn biến mảnh nguyên liệu thành xơ sợi bột giấy Bản chất

của quá trinh là loại bỏ lignin và những chất khác (nhựa, các chất bốc, một phần

hem ixenlulo) ra khỏi nguyên liệu, phần thu được là xơ sợi có chứa 75-95%

xcnlulo

Quá trình nấu bột giấy của nhà máy được tiến hành theo phương pháp

sunfat có thu hồi hóa chất (các hóa chất nấu gồm N aO H + N a2S và được bổ sung

dạng sunfat natri)

Bột sau nấu sẽ được chuyển sang bể chứa, rồi đưa sang hệ thống sàng đế

loại mấu mắt và bột sống M ấu mất và bột sống này được đưa đi nấu lại còn bột

chín sẽ đưa vào hệ thống rửa

Dịch đen sau khi nấu bao gồm các hợp chất chứa Na (chủ yếu là N a2SO,j),

ngoài ra còn chứa NaOH, N a2S, Na2C 03 và lignin cùng các sản phẩm phân hủy

hydratcacbon D ịch đen này được cô đặc và thu hồi để tái sử dụng, ô nhiễm gây

ra ở khâu này chủ yếu là khí có mùi, chất hữu cơ và hóa chất kiềm rò rỉ

Việc áp dụng công nghệ tách loại lignin bằng ôxy đã làm giảm 30% lượng

lignin còn lại trong bột giấy sau nấu

* Rửa bột

Mục đích tách bột xenlulo ra khỏi dịch nấu Quá trình rưa bột thường sử

dụng nước sạch, lượng nước sừ dụng sao cho độ pha loãng dịch đen là nhỏ nhất

đổ giảm chi phí cho quá trình xử lý tái sinh thu hồi kiềm mà việc tách bột xenlulo

vẫn đạt hiệu quả cao

Tải lượng các chất thải vào môi trường ở giai đoạn này không lớn vì nước thải sản xuất được quay vòng sử dụng theo chu trình khép kín, chỉ có một phần mrớc thải với một lượng nhỏ hóa chất không độc hại, pH khoảng 5,5-6 và một tỷ

lộ l ất nhỏ xơ sợi vụn, ngắn lọt qua lưới xeo

Việc áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật trong sử dụng quay vòng nước trắng (nước trong chu trinh) như sử dụng chất tuyển nổi thu hồi xơ sợi và chất phụ gia, tận thu xơ sợi trên tuyến nước thải của công ty giấy Bãi Bằng đã làm giảm đáng kể tình trạng ô nhiễm môi trường

13

Với quy mô sản xuất như hiện nay, lượng nước thải của nhà m áy phát sinh khoảng 18.500 m3/ngày đêm, được thu gom và xử lý triệt để qua hệ thống xử lý tập trung kết hợp các phương pháp cơ lý, hóa và sinh học bùn hoạt tính Tất cà mrớc thài sau khi xử lý được bơm ra sông Hồng [4]

Q uá trình xử lý sinh học là công nghệ trung tâm của bộ phận xử lý nước thải Trước khi xử lý sinh học nước thải phải qua các giai đoạn khác nhau để đạt dược các điều kiện tối ưu cho vi sinh vật hoạt động

Riêng các nguồn nước thải từ sàn gỗ, bể bùn vôi, lò động lực, nhà máy hóa chất và nước dùng cho mục đích làm mát không được đưa vào bể xử lý sinh học,

mà xử lý sơ bộ bằng bể lắng rồi thải ra mương Phú Nham; nước thải từ công đoạn tira nguyên liệu được thải ra mương thủy lợi sử dụng làm nước tưới phục vụ sản xuất nông nghiệp

Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải tập trung và tạo bùn ở nhà máy giấy Bãi Hằng dược trình bày ở hỉnh 2

Tại bể lẳng sơ cấp các chất rắn lơ lửng được bông kết rồi lắng xuống đáy

bề, được bơm nliúng chìm bơm lên hệ thống tách nước và thải ra sân chứa Chất rắn này còn gọi là bùn sơ cấp (bột thải) có thành phần chủ yếu là xơ sợi, được bán cho một số cơ sở sàn xuất carton, giấy bao bì cấp thấp

Nước thài sau bể lắng sơ cấp sẽ lưu giữ tại bể điều hòa tối đa 4-8 giờ đểlàm giảm dao động lưu lượng và nồng độ

Từ bể điều hòa nước thải được bơm đến tháp làm mát để điều chinh nhiệt

độ nước thải xuống còn khoảng 35-37°C, đảm bảo tối ưu về nhiệt độ cho vi sinh vật (V SV ) phát triển

Hình 2 Hệ thống xử lý nước thải nhà máy giẩy Bãi Bằng

15

D iễn giải quy trinh công nghệ xử lý nước thải

* X ử lý sinh học

Q uá trình xử lý sinh học bằng phương pháp vi sinh bùn hoạt tính dựa trên nguyên tắc dùng các v s v hiểu khí để phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ có trong nước thải và tạo thành sinh khối của chúng (bùn sinh học) M ột phần lượng bùn sinh hục này được quay vòng lại hệ thống làm tác nhân xử lý nước thải, phần còn lại dược loại bỏ (bùn thải)

Nước sau khi làm mát được bơm sang bể lựa chọn, đây là nơi để lựa chọn các chủng v s v phù hợp với đặc tính nước thải cần xử lý Tại đây sẽ phối trộn bùn hoạt tính với các hóa chất cung cấp dinh dưỡng cho v s v kết hợp sục khí để cung cấp oxy, tạo điều kiện cho v s v hiếu khí phát triển Các hóa chất bổ sung dinh dưỡng nitơ, phốt pho cho vsv gồm Ưrê và H3PO4

Từ bể lựa chọn nước thài được đưa sang bể sục khí Đây chính là nơi v s v phân hủy chất hữu cơ và phát triển sinh khối của chúng

Công nghệ hoạt hóa bùn cần không khí để cung cấp ôxy cho v s v phân liủy các chất hữu cơ thành CO2, nên một phần bọt khí dư thừa bám vào nâng bùn nổi lên gây khó khăn cho việc lẳng bùn, vì vậy ở đầu ra của bể có lắp thiết bị tách khí mục đích làm tăng khả năng lắng bùn

Cuối cùng nước thải được đưa sang bể lắng thứ cấp để lắng trong Bùn sinh học được lắng và tách ra khỏi nước ở bể này, m ột phàn bùn được tuần hoàn trở lại

bể lựa chọn để làm tăng nồng độ bùn và làm tăng hiệu quả xừ lý sinh học Phần còn lại được bơm về bể chứa bùn

Phần nước đã lắng sau khi xử lý được tập trung về máng hứng chảy vào hầm bơm để bơm thải ra sông Hồng

Hiệu quả xứ lý nước thải của hệ thống là tương đối tốt Theo kết quả quan trắc thường xuyên của Công ty giấy Bãi Bằng cũng như kết quả phân tích của Bộ Tài nguyên Môi trường 4/2007 cho thấy hầu hết các thông số được quan trắc đều đạt ticu chuẩn môi trường loại A (28/30 thông số), chỉ còn 2 thông sổ m àu và

CO D là đạt loại B M ột số tính chất cùa nước thải trước và sau xử lý được trình bày ở bảng 1.

Bàng ỉ Một số tỉnh chất nước thải trước và sau xử lý

Nguồn nước

Lưu íượng (m3/ngày)

(mg/l)

BODs(mg/l)

TSS(mg/l)

Màu (mg PƯI)

Nước thải sau xử lý 18500 6,5-8,0 120 18 50 118

1 ỉ 2.2 Sản phẩm bùn d ư (bìm thải)

Bùn thải được tách ra từ tuyến bùn tuần hoàn và được bơm về bể chứa bùn dược gọi là bùn sinh học (bùn vi sinh dư thừa) Hàm lượng nước có trong bùn rất cao, vì vậy được chuyển qua máy ép vắt tách nước để giảm khối lượng của chúng Trình tự tách thoát nước được chia 3 bước:

- Thoát nước có điều kiện (bổ sung hóa chất)

- Thoát nước trọng lực

- Thoát nước bằng tấm gạt và ép vắt

Trước khi đi vào thiết bị tách nước, bùn được bổ sung các chất polyme có lác dụng làm tăng cường quá trình đông kết bùn và tăng khả năng tách nước ra khỏi bùn (tức là làm tăng độ khô của bùn)

Trong hệ thống thoát nước sơ bộ, một phần nước thoát qua lưới [ọc nhờ tiọng lực Sau đó bùn được vận chuyển đi vào giữa hai lưới ép, lưới ép đi qua các

lô cp, bàng việc tăng dần áp lực nước thoát ra và độ khô bùn tăng dân

Bùn sau khi 1'a khỏi máy ép vẳt sẽ được vận chuyển tới sân chứa, sau đó dược vận chuyển đi thiêu huỷ hoặc đổ bỏ Khối lượng bùn thải trung bình lên tới 40-50 tấn khô/tháng (tức khoảng 7-9 tấn tươi/ngày)

/ 1,3 Bùn thải và hirớng sử dụng bùn thải

Bùn thải (sludge) là loại vật chất ở dạng bùn được hình thành sau quá trình phân hủy các chất thải hữu cơ ở các nhà máy xư lý nước thải thường có chưa một

số hóa chất khác nhau, do vậy chúng thường được làm khô rồi đem chôn lấp ở các bài chôn lấp rác thải (landfills) Do có chứa nhiều xác các sinh vật tham gia trong quá trình pliân hủy các chất hữu cơ trong nước thải nên loại bùn thải từ hệ thống

17

D T / q c í

xìr lý nước thải nói chung và ở nhà máy giấy nói riêng còn được gọi là chất rắn sinh học (biosolids hay bùn thải sludge) Riêng ờ bang Texas, hàng năm có đến

650 nghìn tấn bùn sinh học khô được đem chôn lấp ở các bãi rác Điều này gây làng phí và chi phí khá tốn kém cho việc xây dựng các bãi rác [2 0]

Trong những năm gần đây, việc sử dụng bùn thải từ nhà máy giấy để cải tạo đất cũng được chú ý nghiên cứu, nó có khả năng bổ sung thêm chất hữu cơ và một số chất dinh dưỡng khoáng cho cây trồng Ở Mỹ, hàng năm có tới 5-6 triệu tấn bùn thải loại này (biosolids) được lấy từ các nhà máy xử lý nước thải nói chung, trong đó khoảng 60% được sử dụng để bón cho đất ở các trang trại và sân golf Giải pháp này được xem là có hiệu quả kinh tế và môi trường tốt hơn nhiều

so với việc đem chôn, lấp ở các bãi rác Tuy nhiên việc sử dụng bùn thải đem bón cho đất cúng cần phải xem xét đến hàm lượng các chất độc hại nếu có như thuốc bào vộ thực vật, các kim loại nặng Trong trường hợp càn thiết phải tiến hành các hình thức xử lý sơ bộ trước khi đem bón cho cây trồng nông nghiệp Một số nghiên cứu ơ Mỳ cho rằng nếu bón ờ lượng cao 50 tấn/acre sẽ có hại cho cây trồng [2 1]

Trong khoảng 10 năm qua, các nhà khoa học ở Ontario (Canada) đã thực hiện các thí nghiệm đánh giá việc sử dụng bùn thải nhà máy giấy (paper sludge) bòn cho đất nông nghiệp Các bùn thải này thường không chứa các chất độc hại nên được xem là nguồn cung cấp hữu cơ và chất dinh dưỡng cho đất K et quả các thí nghiệm trong nhà lưới cũng như ngoài đồng ruộng cho thây bùn thải có tác dụng làm táng sinh trường và năng suất của nhiều loại cây trồng khác nhau [12]

/ 1.4 Bùn thải từ hệ thổiỉg xử Ịỷ nước thải Nhà mảy giẩy Bãi bằng và hưởng

sú dụng của bùn thải

Dựa vào nguồn gốc thành phần và đặc tính mà bùn thải giấy được xếp vào loại bùn có sợi (hàm lượng xơ sợi chiếm 40-600/o) Sau quá trình xử lý sinh học, các chất hữu cơ dỗ bị phân hủy đã được vi sinh vật sử dụng làm nguồn dinh dưỡng cho tế bào mới tăng sinh khối và lẫn với phần hữu cơ khó phân huy đang bị pliân huy dở dang thành mùn Tùy thuộc nguyên liệu ban đẩu nhưng nhìn chung

chắt hữu cơ trong bùn hoạt tính thu được thường rất giàu tới 80-85 % tính theo chất khô (trong đó chủ yếu là sinh khối vi khuẩn gồm cỏ protein, ngoài ra còn có

ỉt gluxit và chất béo), chất mùn có tới 15-20 % Qua quá trình ép tách nước hàm lượng chất khô trong bùn thải vào khoảng 17-18% khối lượng bùn ướt

Khối lượng bùn thải của nhà máy giấy Bãi Bằng trung bình lên tới 1,5 tấn khô/ngày và có xu hướng tăng dần theo lượng sản phẩm đạt được N ếu không có biện pháp xử lý triệt để, khi thải vào môi trường với khối lượng bã bùn lớn sẽ tác động tiêu cực đến vi sinh vật, làm mất cân bằng sinh thái bởi quá trình lên men, tiêu hao ôxy trong đất cũng như trong nước của những chất hữu cơ chưa được phân hủy hoàn toàn sau quá trình xử lý sinh học, đây là một trong những vấn đề bức xúc của nhà máy

Hiện nay, có nhiều giải pháp đã và đang được nghiên cứu và áp dụng cho

xử lý bùn thải nói chung và bùn thải giấy nói riêng như trộn với than đốt trong nồi hơi động lực, làm nhiên liệu cho lò cao ở các nhà máy xi măng, thiêu đốt để thu nhiệt , những giải pháp này có ý nghĩa về mặt lâu dài, tuy nhiên cần được tính toán chặt cliẽ các các thông số phát thải khí nhà kính

M ột trong những giải giáp có khả năng đem lại hiệu quả cao là tận dụng nguồn chất hữu cơ cỏ trong bùn thải để cải tạo đất, sản xuất phân bón nông nghiệp

và giảm thiểu ô nhiễm môi trường Các vật liệu hữu cơ từ bùn thải khi bón vào đất với hàm lượng thích hợp sẽ có tác động tích cực tới:

- Tính chất vật lý của đất

+ Tăng khả năng giữ nước+- Chuyển đẩt sang m àu nâu, giúp tăng nhiệt độ trong đất+ Kích thích quá trình tạo hạt

CaCƠ3 là chất có trong hạt xơ sợi xenlulo có tác dụng tăng pH cùa đất.

Vì vậy, nghiên cứu khả năng sử dụng bùn thải như nguồn phân bón để cải tạo đất, nâng cao năng suất cây trồng là rất cần thiết trước nhu cầu phân bón đang trở nên lớn về lượng, đa dạng về loại

1.2 C hất hữu cơ trong đất

1.2 L Nguồn gốc chất hữu cơ của đất

Nguồn gốc chất hữu cơ trong đất và trên bề mặt là các xác thực vật, động vật vi sinh vật Dưới tác động của vi sinh vật, các xác hữu cơ bị phân giải ở mức

độ khác nhau Người ta phân các xác hữu cơ trong đất như sau: Đường, axit hữu

cơ, các amino axit dễ bị phân giải và có khả năng hòa tan trong nước (5-15% );

Mỡ, nhựa, sáp, các chất ran không tan trong nước, chỉ hòa tan trong este, benzen, rượu và các vi siiih vật khó phân giải chủng (5-20%); Xenlulo, hem ixelulo, pectin chỉ bị phân giải dưới tác động của vi sinh vật (30%) và Protein là chất hữu cơ dễ

bị phân giải (5-8%)

Trong đất rừng, nguồn chất hữu cơ lớn, xác thực vật được tích lũy trên mặt đẩt hình thành thảm mục rừng Ở đất không có rừ n g (thảo nguyên, đồng cỏ, đất trồng trọ t ) thì rễ thực vật là nguồn cung cấp chất hữu cơ chủ yểu cho đất

/.2.2 Hàm lượngvà thành phần chất hữu cơ của đất

ỉ 2.2.1 H àm lưọng chất hữu cơ của đất

Hàm lượng chất hữu cơ của đất phụ thuộc vào 5 yểu tố của quá trình hinh thành đất là khí hậu, thực vật, đá mẹ, địa hình và thời gian Các yểu tố này sẽ xác định núrc độ cân bằng của chất mùn dất sau một khoảng thời gian nào đó Chúng luôn thay đổi và phụ thuộc vào từng loại đất khác nhau, hình thành mức độ cân bang khác nhau cùa chất m ùn đặc trưng cho từng loại đất [2]

Ngoài ra các quá trinh sản xuất nông nghiệp cũng ảnh hưởng đến hàm lượng chất hữu cơ của đất Khi đất mới đưa vào trồng trọt, chẩt hữu cơ thường giảm khá nhanh, nguyên nhân chính là giảm lượng xác hữu cơ cung cấp cho đất

Q uá trình tưới nước làm luân chuyển giữa khô và ướt cũng có tác dụng làm tăng quá trình hô hấp cùa sinh vật và làm giảm hàm lượng chất hữu cơ trong đất

1.2.2.2 Thành phần chất hừit cơ cùa đất

Tất cả các chất hữu cơ của đất được chia làm hai nhóm chính là chất mùn điển hình và chất mùn không điển hình.

* Chổi mùn không điển hình: Chất mùn không điển hình hay chất mùn

không đặc trưng bao gồm các xác động thực vật chưa bị phân giải hoàn toàn, trong chúng còn giữ iại từng phần cấu trúc của tế bào (thực vật, động vật), các cơ lliể vi sinh vật, các hợp chất hữu cơ khác nhau có nguồn gốc từ xác động thực vật

và Irong các sản phẩm phân giải của chúng như các hợp chất đường, hydrocacbon, axit luru cơ, rượu, este, aldehyt, nhựa, các hợp chất chứa nitơ

Nhóm các chất mùn không điển hình chiếm số lượng không lớn (10-20% chất hữu cơ tổng số trong đất) nhưng đóng vai trò quan trọng trong quá trình phong hóa hình thành đất cũng như đối với đời sống thực vật Chúng là nguồn cung cấp cacbon và thức ăn cho thực vật, đồng thời có chứa các chất có hoạt tính sinh học cao, có khả năng ức chế, kích thích sinh trưởng, chất kháng sinh

Thành phần và số lượng chất hữu cơ của đất rất biến động, v ề số lượng các chất hữu cơ biến động lớn Ìihất là các cơ thể vi sinh vật, sau đó là rễ thực vật, các chất mùn ít biến động hơn

1.2.3 Vai trò của chất hữu cơ trong đất

1.2.3 ỉ S ự íham gia của chất hữu cơ trong quả trình p h o ng hóa và tạo thành đất

Viliams cho rằng cơ sở của quá trình hình thành đất là sự tổng hợp và phân giải chất hữu cơ Vi sinh vật là đội quân tiên phong tham gia trong các quá trình chuyển hóa các hợp chat sẳt, lun huỳnh, canxi, silic, photpho

Viernaski nhấn mạnh vai trò cùa các cơ thể sống và cho rằng cơ thể sống là nlìân tố tác động mạnh mẽ nhất đến đá và khoáng vật Trên bề mặt quả đất không

có một nhân tố hóa học nào tác động mạnh mẽ, bền vững, liên tục và đem lại nhừng kết quả vĩ đại như những cơ thể sống.

Sự tác động của cơ thể sống thể hiện trước hết ở khả năng hòa tan các chất như canxit (CaCƠ3), manhezit (M g C 0 3), đolomit, các muối phốt p h át do các sàn phẩm tiết từ c a thể chúng như CO2, H C 0 3\ các axit hữu cơ khác nhau

Các axit mùn tham gia tích cực vào quá trình phong hóa đá và khoáng vật

vì chúng có đặc tính hình thành các chất chelat làm tăng khả năng hòa tan các khoáng vật Các axit humic, crenoic, apocrenic phân giải chủ yếu khoáng vật nhỏm silicat và aluminosilicat tạo thành các axitsilisic

ì 2.3.2 Vai trỏ của chất hữu cơ trong việc tạo thành phau diện và cẩu trúc đất

Phẫu diện đất được tạo thành do kết quả của sự biến đổi và di chuyển vật chất theo chiều thẳng đứng, trong đó chất hữu cơ đóng vai trò đặc biệt quan trọng thể hiện qua việc thúc đẩy và hạn chế quá trình di chuyển các chất trong đất

Đối với cấu trúc đất, bên cạnh các chất mùn điển hình làm tăng độ bền và lăng khả năng tạo cấu trúc đất thì các cơ thể vi sinh vật với các dịch tiết cũng có lác dộng đến cấu trúc đất

Calla (1945), Martin (1945) cho rằng các niêm dịch, chất nhờn của vi khuẩn (pseudom onas) có tác dụng lớn trong việc kết gắn tạo ra độ bền cấu trúc

Hàm lượng chất hữu cơ và độ bền cấu trúc liên quan rất chặt chẽ với nhau Hằng năm bổ sung xác hữu cơ thực vật đã duy trì hiệu quả độ bền cấu trúc Ở đất không cacbonat chứa hàm lượng mùn thấp hơn 3,40/0 thì cấu trúc đất sẽ bị suy giảm nhanh hơn nhiều so với đất đó chứa 4,3% mùn Strutt (1996) cho răng chất hữu cơ nhỏ hơn 3% thì không thích hợp sản xuất lâu dài cây có hạt vì độ bền cấu trúc sẽ suy giảm nhanh

['rong đất thường xảy ra quá trình suy thoái chất hữu cơ nhanh hơn quá Irình tích lũy chúng vì chỉ khoảng 1/3 xác thực vật chuyển hóa thành mùn

1.2.3.3 Chat hữu cơ và dinh dỉcõng cây (rồng

Hàng năm thực vật trên Trái đất sử dụng khoảng 20 tý tấn cacbon hoặc 80 t> tan C 02 cho quá trình quang hợp Tuy lượng dự trữ C 02 trong khí quyển là rất

lớn (0,03% ) ước tính khoảng 21 tỷ tấn nhưng số lượng này cũng chỉ đù cung cấp cho quá trình quang hợp cho cây xanh khoảng vài chục năm.

Hàm lượng C 0 2 trong khí quyển tương đổi ổn định trong suốt thời gian qua

lả do có nguồn cung cấp thường xuyên từ quá trình hô hấp của vi sinh vật cũng như quá trình phân giải hữu cơ và nhiều quá trình khác

Bên cạnh việc cung cấp CO2, chất hữu cơ trong đất còn là nguồn dự trữ và cung cấp các chất dinh dưỡng quan trọng cho thực vật Axit mùn có thể xâm nhập trực tiếp vào thực vật như là nguồn thức ăn, đồng thời axit humic và muối của nó với nguyên tố vi lượng cũng được coi là chất kích thích sinh trưởng đối với cây trồng

Tlico Kononova (1956), Oplov (1974) thì 30-60% đạm của axit humic được tách ra từ quá trình thủy phân chất mùn M ột số tác giả cho rằng phổt pho hữu c a cùa đất chủ yểu có trong thành phần chất mùn Phốt pho hữu cơ chứa nhiều ở hợp chất phitin (30-80%), axit nucleic khoảng 10%

Theo M usierrovich (1968) ngoài 2 nguyên tổ cơ bản đối với dinh dưỡng thực vật là nitơ và phổt pho, chất mùn còn cung cấp nhiều nguyên tố dinh dưỡng quan Irọng khác kể cả nguyên tố vi lượng (bảng 2)

Bủng 2 Hàm lượng ỉrung bình các nguyên tổ cùa chất mùn và thực vậí (%)

N guyên tô Thực vật không thuộc họ dậu Chât mùn của đât

23

Ý nghĩa to lớn của chất mùn đổi với độ phì đất còn được thể hiện ở việc làm khả năng tăng hấp thụ trao đổi cation, tăng tính đệm.

1.3 Chất mùn trong đất

1.3.1 Khái niệm chung

Chat mùn được định nghĩa là các chất hữu cơ cao phân tử được hình thành một cách tự nhiên dưới tác động của vi sinh vật đất

Theo nghĩa rộng chất mùn được dùng để chỉ chất hữu cơ tổng số trong đất

Nỏ bao gồm tất cả các hợp chất hữu cơ khác nhau trong đất từ các IĨ1Ô hoặc xác sinh vật chưa hoặc đang phân hủy và các xác sinh vật sống trong đất (Stevenson, 1982)

Theo Kononova, mùn là hợp chất hữu cơ cao phân tử có chứa nitơ có cẩu trúc vòng, được hình thành trong quá trình phân hủy và mùn hỏa xác hữu cơ trong đất, nó tương đối bền đối với sự phân hủy của vsv.

Chất m ùn khác chất hữu cơ thông thường về thành phần nguyên tố, tính cliất và cấu tạo nguyên tử Thành phần cơ bản và có ý nghĩa nhất trong chất mùn

là axit humic và axit fulvic

ỉ 3.2, Các quá trình phân giải hữu cơ và tổng hợp chẩt mùn

Chất hữu cơ có đặc điểm là không bền vững, chúng thường xuyên chịu tácđộng phân hủy của các yếu tố ngoại cảnh và sinh vật Nó bị biến đổi không ngừng

để tạo ra các chất trung gian khác nhau hoặc bị phân giải hoàn toàn thành các chất

vô cơ

Quá trình phân giải chất hữu cơ đến sản phẩm cuối cùng là các chất vô cơ gọi là quá trình khoáng hóa Quá trình biến đổi chất hữu cơ thành các chất trung gian rồi mới tổng hợp thành chất mủn gọi là quá trình mùn hóa

ì 3.2 ì Quá trinh khoáng hỏa (vô cơ hỏa)

Đây là quá trình biến đổi chất hữu cơ thành các chất vô cơ có sự tham gia cùa các quá trình sinh học, lý, hóa học Các chất hữu cơ phức tạp sẽ bị thủy phân, phàn giải và tạo ra nhũng sản phẩm trung gian Cuối cùng là sự ôxy hóa hoàn toàn các chất hCru cơ Quá trình khoáng hóa chất hữu cơ diễn ra theo 2 quá trình nhỏ là quá trình thối m ục và quá trình thối rữa

+ Quá trình thổi mục xảy ra trong điều kiện có đẩy đủ oxy Sản phẩm cuối cùng là các chất khoáng ở dạng ôxy hóa như C 0 2; H20 ; N O3' ; PO 43' ; SO 42'

Đ ây là quá trình tỏa nhiệt, kết quà giải phóng một năng lượng lớn

+ Quá trình thối rữa xảy ra trong điều kiện thiếu ôxy do đất quá ẩm, độ thoáng khí kém hoặc do vi sinh vật háo khí phát triển quá nhanh đã sử dụng hết ôxy trong đất dẫn đến tình trạng kỵ khí giai đoạn Trong quá trình này, bên cạnh những sản phẩm bị ôxy hóa hoàn toàn ( C 0 2; H20 ) còn tạo ra một lượng lớn các chất khử như CH4; N H3; H2S

Sơ dồ tổng quát về sự phân hủy chất hữu cơ trong đất được thể hiện ở hình 3

Hình 3 Con đường phân hủy chơi hữu cơ trong đẩl

ì 3.2.2 Quả (rình mùn hóa (hình thành mùn đát)

Mùn hóa là quá trình sinh học có điều kiện dưới tác dụng của vi sinh vật (pliân giải và tổng hợp), động vật đất và kết quả chất mùn được hình thành

Lý thuyết hình thành chất mùn đã được nhiều nhà khoa học như

D okutraev, Uyliam, Kononova, Chiurin, S tev en so n nghiên cứu và đưa ra các sơ í1ồ cùa mùn hoá khác nhau Hầu hết các tác giả đều cho rằng quá trình mùn hóa có

sự tham gia tích cực cùa các vsv đất Tuy nhiên trong những trường hợp đặc

25

biệt, các quá trình lý hóa học có thể đóng vai trò quan trọng cùa quá trình mùnhóa.

M ột trong những sơ đồ mùn hoá thể hiện khá hoàn chình các con đường

m ùn hoá được mô tả bởi Stevenson, 1982 Theo ông mùn được hình thành từ các chíìt hữu cơ là sản phâm phân giải hoặc biến đổi của các xác sinh vật theo 4 con dường khác nhau (hình 4)

ỈTình 4 Các con đường hình thành chất mùn (Stevenson, 1982)

Tuy nhiên cũng có tác giả cho ràng chất mùn được hình thành chù yếu từ các hợp chất lignin (con đuờng 4) còn gọi là thuyết lignin hình thành mùn

Một số tác giả khác lại cho ràng chất mùn được hình thành theo con đường

2 và 3 là chính và được gọi là học thuyết polyphenol hình thành chất mùn Lignin cũng được xem là nguồn gốc quan trọng để hình thành chất mùn Dưới tác động cùa các men sinh học (enzyme), lignin bị phân huy thành các aldehyt phenol và các axit Sau đó chúng chuyển hóa thành các quinol rồi trùng hợp lại (polyme hóa) với sự cỏ mặt cua các hợp chất amin đé hình thành các chất cao phân từ kiểu

axit mùn (Stevenon, 1982).

26

Hiện nay, người ta cho rằng sự hỉnh thành chất mùn có thể diễn ra đồng Ihời theo 4 con đường trên Tuy nhiên, trong đó có thể có m ột con đường chiếm

ưu thế hom, điều đó phụ thuộc vào từng loại đất khác nhau

ĩ.3.3 Hàm lượng và thành phần chất mùn trong đẩt

1.3.3.1 Hàm lượng mùn trong đất

Hàm lượng mùn trong đất thường chiếm tới 80-90 % tổng sổ chất hữu cơ của đất Nó không phải là hợp chất đồng nhất mà là tổ hợp nhiều chất có cấu tạo phức tạp bao gồm bitum, các axit mùn (humic, íìilvic, ulnic), các hum in và ulmin

Hàm lượng mùn trong đất không ổn định và luôn biến động phụ thuộc vào các yếu tố ngoại cảnh Trong phạm vi hẹp thì nó chịu sự chi phối cùa các yếu tố

độ ầm, khí hậu và chế độ canh tác Trong những điều kiện xác định, trong đất có thể xảy ra quá trình cân bàng động giữa quá trình khoáng hóa và mùn hóa các chất mùn Do vậy, trên thực tế hàm lượng mùn ít biến đổi mà chỉ xảy ra sự tái tạo chúng một cách thường xuyên

N hìn chung, trong đất Việt Nam hàm lượng mùn tổng số thấp, đặc biệt là ilất đồi Trong thành phần mùn hàm lượng humic/fulvic bé hơn 1, tỷ lệ C/N thường thấp do quá trình khoáng hóa mạnh Điều này cho thấy chất lượng mùn ở dấl Việt Nam không cao

1.2.3.2 Thành phầ n nguyên tổ tham gia cáu tạo chất mùn.

Theo nhiều nghiên cứu khác nhau cho thấy có khoảng 26 nguyên tố vi lượng và đa lượng có trong thành phẩn chất mùn, bao gồm Na, K, Cu, Ag, Ca, Sr,

Ba, Zn, Cd, Al Ti, Si, Sn, Pb, p, V, Cr, Mo, Mn, Fe, N, Co, w , c , H, o Trong đó chu yếu là các nguyên tố c , H, o

Theo Viliam s và Skott (1960) tỷ lệ các chất khoáng trong m ùn là tương đối

ổn định, đặc biệt là tỷ lệ c : N : s : p dao động vào khoảng 87 : 7 : 1 : 1 đến 59 : 4 : 0.6 : 1 Riêng tỷ lệ c : N : s ổn định hon và có giá trị xung quanh 100 : 7 : 1 Lưu huỳnh thường chiếm 0,6-1 % trong chất mùn

Mùn điển hình trong đất bao gồm 3 nhóm chính là bitum, các axit mùn, humin và ulmin Trong đó phần có ý nghĩa và được nghiên cứu nhiều hơn cá là các axit mùn (axit humic và axit fulvic)

27

A xit humỉc thuộc nhóm các hợp chất polyme bao gồm nhiều m onom e liên kẽt lại với nhau Các monome này lại được hình thành từ nhiều đơn vị cấu trúc cơ bàn Tuy nhiên các quan niệm về cấu tạo các monome và polyme thì còn rất khác nhau Câu trúc phân tử của axit humic không giống cấu trúc phân tử của các chất hữu cơ thông thường khác như xellulo, protein Theo quan điểm hiện đại, cấu trúc phân tử axit humic bao gồm nhân, các nhóm chức năng và cầu nổi.

Với cấu trúc như vậy có thể cho phép giải thích sự khác nhau về cấu tạo và khối lượng phân từ axit humic có nguồn gốc khác nhau

Từ các nghiên cứu của các tác giả khác nhau cho thấy nhân của axit humic được hình thành tù các chất thơm kiểu phenol, quinol, các hợp chất chứa nitơ dạng vòng và dị vòng (indol, pirimidin, purin), các axit béo Các cầu nối có thể là các nguyên tử riêng biệt hoặc nhóm các nguyên tử như -0 -, -NH-,-CH2-, hoặc cũng có thể liên kết trực tiếp qua cầu nối C-C

Các nhóm chức cùa axit humic bao gồm cacboxyl (-COOH); hydroxyl (- OH); m etocxyl (-O CH3); nhóm cacbonyl ( = c = 0 ); nhóm quinon (=CO); nhóm sunfon (SO3H); nhóm (=C -C =)

Axit humic là chất vô định hình, phân tử có dạng hình khối, xốp, trong môi tnrờng kiềm có đường kính 30A°, trong môi trường axit là 60-100A°

Khối lượng phân tử axit humic luôn dao động vì phụ thuộc vào độ ẩm, nhiệt độ, quá trình polyme hóa khác nhau cũng như phương pháp tách chiết, thông thường khối lượng phân từ axit humic dao động từ 700 đến 1400 (Theo Zamek,

A rnold, Fuchs, Tissen, Scheffer, Ulrich)

Thành phần hóa học của axit humic chủ yếu là các nguyên tổ c , H, o , N,

CÒ11 các nguyên tố khác như p, s , Si, Fe, Al, Ca, Mg dao động khoảng 1-10 % Theo Kononova thành phần một số nguyên tố cơ ban trong axit humic bao gồm c

52-60 %, 0 30-33 %, H 3,0-5,5 %, N 3,5-5,0 %.

A xit humic có tính axit (pH 3-3,5), có khá năng hòa tan trong kiềm nhưng không hòa tan trong dung dịch axit loãng Humat kim loại hóa trị 1 có khả năng hòa tan trong nước, với kim loại hóa trị 2 và 3 không hòa tan trong nước Axit luimic có khả năng phân ly H + và mang điện tích, có khả năng hấp phụ trao dổi

cation cao, có khả nãng tạo thành các hợp chất dạng chelat phức tạp với các cation kim loại trong dất.

Vẽ thành phân và cẩu trúc của axit fulvic cũng tương tự như axit humic Chúng khác nhau chủ yếu về mức độ polyme hoá Thông thường axit fulvic cỏ câu trúc đơn giản hơn, mức độ polyme hoá kém hơn so với humic

A xit fulvic có màu vàng sáng, hàm lượng cacbon ít hơn so với humic, dễ hòa tan trong nước, rượu, kiềm và axit khoáng Axit fulvic cũng là hợp chất cao phân tử nhưng ở mức độ thấp hơn axit humic Dung dịch axit fulvic có pH khoảng 2,8-3

1 heo K ononova thành phần của axit fulvic bao gồm c 44-48%; o 44-48%; 114,0-5,5% ; N 1,5-25 %

Các muối cùa axit íulvic với các kim loại hóa trị 1 2 và 3 (N a+, K+ NH4

C a2\ M g2\ A l3+) đều có khả nãng hòa tan trong nước ở các mức độ khác nhau

A xit íulvic kết hợp với sắt, nhôm tạo ra các phức hệ hữu cơ-khoáng có khả năng hòa tan trong các dung dịch axit và kiềm, chúng chỉ bị ngưng tụ khi pH <5,0

Túih dễ hòa tan của các muối íulvat quyết định tính linh động và khả năng

dc bị rửa trôi của chúng Trong đất, axit fulvic có đóng góp quan trọng trong quá trình rira trôi các nguyên tố Fe và AI trong phẫu diện đất Nhìn chung cho dến nay

về cấu tạo và tính chất của axit fulvic vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ

J.3.4 Biện pháp nâng cao hàm lưọitg và chất lượng mùn trong đất

Để tạo điều kiện thích hợp cho quá trình tích lũy chất mùn cần phải căn cú vào điều kiện của từng loại đất mà có những biện pháp tác động thích hợp Nhìn chung có các nhóm giải pháp sau:

- ră n g cường số lượng và cải tạo chất lượng nguồn xác hữu cơ cung cấp cho đất như bón phân hCai cơ, phân xanh, tránh độc canh cây trồng

- Cái tạo tính chất lý học của đất nhất là thành phần cơ giới cùa đất, tạo điều kiện nhiệt ẩm thích hợp cho quá trình mùn hóa

- Cải tạo tính chất hóa học đất như bón vôi cho đất chua, làm trung tính phàn írng dung dịch đất bổ sung các chất dinh duỡng khi cẩn thiết

29

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u

2.1 Đối tư ọ n g nghiên cứu

* Bùn thải: Được lấy từ hệ thống xừ lý nước thải nhà máy giấy Bãi Bằng,

huyện Phong Châu, tỉnh Phú Thọ

* Địa điểm thí nghiệm: Thí nghiệm đồng mộng được bố trí trên đồi đang

được sư dụng trồng lạc ở xã Sơn Vi, Lâm Thao, Phú Thọ

* Cây {rồng thí nghiệm: Cây lạc (Arachis hypogaea), là một loài cây thực

phẩm quan trọng rất giàu năng lượng vì có chửa nhiều lipit, thuộc họ đậu Lạc

cũng là cây trồng có thời gian sinh trưởng ngắn 1 0 0 -1 2 0 ngày tùy theo giống lạc

và mùa vụ gieo trồng Một năm có thể gieo trồng 3 vụ: Vụ xuân gieo từ 20/01-

30/02, vụ hè-thu gieo tốt nhất từ 01/06-15/06 và vụ thu đông gieo từ 25/08-25/09

2.2 P h u o n g pháp nghiên cứu

2.2 ỉ Phumtg pháp nghiên cứu thực địa, thu thập số liệu, tài liệu

Tiến hàiih khảo sát thực địa tại nhà máy giấy Bãi Bằng, tìm hiểu quy trình

công nghệ sản xuất giấy, xử lý nước thải cùa nhà máy, quá trình tạo bùn thải và

lay mẫu bùn tliải để phân tích

Khảo sát địa điểm thí nghiệm tại Xã Sơn Vi, Lâm Thao, Phú Thọ về điều

kiện lự nhiên, kinh tể xã hội của địa phương và lấy mẫu đất nghiên cứu để xác

dinh thành phần cua đất nền

2.2.2 Phương pháp thi nghiệm ngoài đồng ruộng

íì- Thiết kế thí nghiệm đồng ruộng

Bố trí thí nghiệm đồng ruộng gồm 8 công thức (CT) được thiết kể theo

khối ngẫu nhiên theo (Randomized block design) Mỗi thí nghiệm được ỉặp lại 3

lần với diện tích mỗi ô thí nghiệin là 2m2 Thời gian thí nghiệm từ 27/02/2008 đến

07/06/2008

- Các công thức thí nghiệm CT1, CT2, CT3 và CT4 nghiên cứu về ảnh hương cùa bón bùn thài đển một số tính chất đất đặc biệt là chất mùn đất trong

diều kiện không bón thêm phân khoáng và không trồng cây Thí nghiệm được bón

bùn Ihai với các lượng khác nhau

- Các công thức thí nghiệm CT5, CT6, CT7 và C T8 nghiên cứu ảnh hưởng cùa bón bùn thải đến đất trong điều kiện có cây trồng (cây lạc) Đồng thời tìm

liiêu các tác động của bón bùn thải đến sinh trưởng của cây lạc

b- Lượng bón phân ở các công thức thỉ nghiệm: Lượng phân bón NPK

lông hợp được bón theo lượng bón trung bình cùa người dân Các lượng bón bùn

thài được tăng dần tuơng ứng với 0-10-20 và 30 tấn/ha (Bảng 3)

Bảng ỉ Các công thức thỉ nghiệm đồng ruộng

Thí nghiệm Công thức Phân tổng hợp N PK ’ Lượng bón bùn

a) Phân N PK tông hợp (5:10 :3) do công ty Super Photpat và hóa chât Lâm Thao

Scản xuất (**) Bùn thải lấy từ hệ thống xừ lý nước thải nhà máy giấy Bãi Bằng

Áp dụng phương pháp bón lót toàn bộ lượng phân và bùn thải

- Các chi tiêu theo dõi:

+ Phân tích các chỉ tiêu cơ bán của đẩt và bùn thải trước khi thí nghiệm: c

lổng số, N PK tổng số, Ca2+, M g2+, axit hunic, axit fulvic

+ Lấy mẫu đất định kỳ để theo dõi sự biển động hàm lượng chất mùn trong

dát như: c tổng số, N 0 3\ N H 4+, axit hunic axit fulvic

- Thời gian lẩy mẫu đất và cây trồng (mẫu cây lấy từ đợt 2):

+ Đợt 1 (ngay sau khi bón, trước khi gieo hạt)+ Đợt 2 (sau bón 30 ngày)

+ Đợt 3 (sau bón 60 ngày)+ Đợt 4 (sau bón 110 ngày, lúc thu hoạch)

31

2.2.3 Lấv mẫu nghiền cứu trong thí nghiệm

+ Mầu đất tầng mặt (0-20cm) theo phương pháp lấy mẫu hỗn hợp

+ M ẫu cây trồng được xác định ở 5 cây lấy ngẫu nhiên cho mỗi công thức thí nghiệm , rửa sạch, sấy khô, cân sinh khối

2.2.4 Phuơng pháp phân tích trong phòng thi nghiệm

- Xác định N itơ dễ tiêu dạng N 0 3' theo phương pháp đisunphophenic

- X ác định N itơ dễ tiêu dạng N R ặ + theo phương pháp so màu với nestle

- Xác định Cacbon tổng số (Cts) theo phương pháp Chiurin

- Xác định N, p, K tổng số (N, p, K tổng số); Phân hủy mẫu bằng H2S 0 4 đặc kết hợp H C104: Xác định N ts theo phương pháp Kendan, xác định p ls theo phương pháp so màu “xanh molipđen”, xác định Kls theo phương pháp quang phổ hẩp thụ nguyên tử

- Xác định Ca2+, M g2+ trao đổi bằng Trilon B (EDTA)

- Xác định thành phần mùn (Humic và Fulvic) trong đất theo Ponom areva- Plotnhicova)

2.2.5 Phương pháp xử lý số liệu thống kê toán học

Số liệu dược xử lý trên phần mềm M icrosoft Office Excel

C h u ô n g 3 KẾT QUẢ NGHIÊN c ứ u VÀ THẢO LUẬN

3.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội xã Sơn Vi (Lâm Thao, Phú Thọ)

3.1 ỉ Điều kiện tự’nhiên

3 ỉ 1.1 Vị trí địa lý

Xã Sơn Vi có tổng diện tích tự nhiên là 660,7 ha; dân số 9560 người, nằm

ở phía N am huyện Lâm Thao, tỉnh Phủ Thọ, cách huyện lỵ 3km và có ranh giới dịa lý như sau: Phía Bắc giáp xã Thanh Đình - Thành Phố Việt Trì, Phía Nam giáp

xã Sơn Dương, Tứ Xã - huyện Lâm Thao, Phía Đông giáp xã Cao Xá - huyện Lâm Thao, Phía Tây giáp thị trấn Lâm Thao

3 1.1.2 Đặc điêm khỉ hậu

Xà Sơn Vi nam trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa mang đặc điểm cluing của vùng đồng bằng trung du Bắc Bộ Nhiệt độ trung bình năm là 22,5°c (cao nhất là 3 9°c và thấp nhất là 6°C)

Lượng mưa trung bình năm là 1724 mm (cao nhất là 2185 ram và thấp nhất

là 124 lm m ), mưa chủ yếu tập trung vào các tháng 6, 7, 8.

Xã có hệ thống kênh tưới tiêu tương đối thuận lợi cho sản xuẩt nông nghiệp ở vùng đất thấp, tuy nhiên sản xuất nông nghiệp trẽn đất đồi thường gặp khó khăn do đất dốc, độ phì thấp và đặc biệt là thiếu nước trong mùa khô

p IIKn tầng mặt dao động trong khoảng 4.0-5,5 Đất đồi chủ yếu hình thành trên nền dá gơnai và phù sa cổ, thích hợp với việc trồng các loại cây hoa màu, cây có

củ như khoai sẳn và cây lâu năm

33

3.1.2 Tình hình kinh tể-xã hội

3.1.2.1 Tình hình phát triển kinh tế

Trong những năm gần đây tốc độ tăng trưởng kinh tế đạt khá, đời sống nhân dân được cải thiện đáng kể và các ngành kinh tế mũi nhọn của xã cũng cho thấy sự phát triển khả quan

Theo báo cáo của UBND xã về kết quả thực hiện nhiệm vụ phát triển kinh tế-xã hội nãm 2007 cho thấy tổng sản lượng lương thực đạt 2.355 tấn, bình quân lương thực đạt 280 kg/người/năm (tính theo khẩu nông nghiệp)

Tổng giá trị sản xuất ước tính 52,8 tỷ đồng, đạt 122,8% so với năm 2006 và 112,3% kế hoạch đề ra Bình quân thu nhập đạt 5,5 triệu đồng/người/năm Trong

đó giá trị sản xuất nông nghiệp là 18,5 tỷ đồng, sản xuất tiểu thù công nghiệp 18,5

tỷ dồng, các ngành dịch vụ khác 15,8 tỷ đồng

Cơ cấu kinh tể chuyển dịch theo hướng giảm tỳ trọng ngành nông nghiệp, tăng tỷ trọng tiểu thủ công nghiệp và dịch vụ Cụ thể nông nghiệp 35,04°'o (giảm6,82% so với năm 2006), tiểu thủ công nghiệp 35,04% (tăng 3,65% so với năm 2006) dịch vụ 29,92% (tăng 3,18% so với năm 2006)

3 ỉ 2.2 về mặt xã hội

Toàn xã có 9.560 nhân khẩu, tỷ lệ tăng dân số tự nhiên của xã năm 2007 là 0.92% , tỷ lệ hộ nghèo 100 hộ (giảm 7 hộ), tỷ lệ trẻ em dưới 5 tuổi suy dinh dưỡng 18,7% (giảm 0,8% so với 2006), tỷ lệ gia đình đạt gia đình văn hóa 1 866 hộ/2.042 hộ, số m áy điện thoại cổ định 999 máy (tăng 366 máy so với năm 2006), bình quân 10.5 máy/ 1 0 0 dân, duy trì phổ cập tiểu học đúng độ tuổi, phổ cập trung học cơ sở đạt 94%

3.1.3 Tình /tình sản xuất nông nghiệp

Diện tích đất cho sán xuất nông nghiệp của xã là 460,57 ha (chiếm 6l 7°0 diện tích toàn xà) trong đó: Đất trồng cây hàng năm 394,32 ha (gồm đất trồng lúa 363,55 ha; đất trồng cây hàng năm khác 30,77 ha); ngoài ra còn có đẩt trồng cây lâu năm chiếm 32,31 ha, đất nuôi trồng thủy sản 34.79 ha

Năm 2007 tồng diện tích trồng lúa cà năm đạt 512 ha, năng suất bình trung binh 4.3 tẩn/ha, sản lượng đạt 2193 tấn Diện tích cây ngô 3õ ha, năng suất 4.5

tân/ha, sản lượng đạt 162 tấn Các loại cây trồng khác chủ yếu là đậu đỗ 10 ha ỉạc

13 ha, cây bí đỏ 8 ha, cây hành 15 ha, cây sẳn 9,5 ha và cây rau màu khác 25 ha

Phương hướng phát triển trong những năm tới của xã được xác định theo hướng tăng cường công tác điều hành cùa chính quyền trong phát triển nông nghiệp Tiếp tục đẩy mạnh chuyển dịch cơ cấu kinh tế nông nghiệp theo hướng pliát triển vững chắc ngành trồng trọt, tăng tỷ trọng ngành chăn nuôi và nuôi trồng thủy sàn Chuyển đổi mục đích số diện tích một vụ bấp bênh hoặc đất đai hai vụ nhưng chất đất xấu ở vùng thấp sang nuôi trồng thủy sản, chăn nuôi, đẩy mạnh sản xuất nông nghiệp theo hướng sản xuất hàng hóa nhằm tãng giá trị thu nhập tiền một đơn vị diện tích Chủ trọng đưa vào trong hệ thống canh tác của địa phương các giống cây trồng có năng suất và giá trị kinh tế cao

Tổ chức thực hiện tốt kế hoạch dồn đổi ruộng đất nông nghiệp nhằm tạo điều kiện tiếp tục thực hiện các chương trình, dự án, đề án phát triển kinh tế nông nghiệp trọng điểm, thực hiện tốt dự án kiên cố hóa kênh mương và các dự án mở rộng nâng cấp đường giao thông nội đồng giai đoạn 2006-2010

Đẩy mạnh công tác chuyển giao và áp dụng tiến bộ KHKT vào sản xuất Phổi hợp chặt chẽ giữa tổ khuyến nông với các tổ chức chính trị-xã hội dể tuyên Iruyền và phổ biến cho nông dân; chù động tích cực phòng trừ sâu bệnh và dịch bệnh cho đàn gia súc gia cầm

3.2 M ột số tính chất của bùn thải và đất nghiên cứu

3.2 ỉ Một sổ íinh chất hóa học đất thỉ nghiệm và bùn thải

Kết quả phân tích một số tính chất đất thí nghiệm và bùn thải được thể hiện

a bàng 5 N hìn chung đất thí nghiệm có độ phì nhiêu thấp, đặc biệt là hàm lượng kali tổng số trong đất rất nghèo Trong khi bùn thải có hàm lượng các chất tương

tự cao hơn nhiều, đặc biệt là các chất hữu cơ nitơ, Ca và Mg Đây là những yếu tố rất quan trọng có tác động đến các tính chất đất và dinh dường cây trồng

* Độ chua cua đất:

Dộ chua cua đất được đặc trưng bàng giá trị cũa pH(KCl), là yếu tổ độ phì quail trọng cùa đất, nó ảnh hưởng đến quá trình lý hóa sinh học cùa đất và có lác động đến cây trồng Sự hẩp thụ các chất dinh đường của thực vật, cường độ hoạt

35

động của các vi sinh vật trong đất, sự khoáng hóa các chất hữu cơ, sự phân hủy các chất khoáng và hòa tan các chất trong đất, sự ngưng kết và phân ly keo đất, các quá trình lý hóa khác đều phụ thuộc rất nhiều vào pH cùa đất [13] Chính vi vậy, chỉ số pH là chỉ tiêu cần thiết để đánh giá điều kiện môi trường của đất và tính thích ứng của nó đối với các loại cây trồng nông nghiệp.

Đa số cây trồng thích ứng ở đất trung tính (pH từ 6 đến 7) M ột số cây thích ứng với phạm vi pH rộng như chè, cà phê, sắn, lúa nương M ột số cây khác

có nhu cầu vôi cao như hồ tiêu, mía, họ đậu, cây ăn quả Để phát huy hiệu quả tài nguyên đất có thể điều chỉnh độ chua cho phù hợp với từng cây trồng bằng sừ dụng vôi hoặc phân hóa học

Do đặc điểm bùn thải có pH =10,84 khá cao, trong khi đất nghiên cứu có

pl 1=5,1 Vì vậy, khi bón vào đất bùn thải sẽ góp phần lảm giảm độ chua, giảm độ dộc hại của A l3+, cải thiện hàm lượng Ca, Mg trong dung tích hấp thu và tăng khả năng hoạt động của vi sinh vật

Bang5 Thành phần một số nguyên tố dinh dưỡtig /rong đẳt vờ bùn thai

CI5 CTM N „ p20 5 k 20 c ,s%

Humic o.„ c

cây trổng Chỉ có một phần nhỏ nitơ trong đất ở dạng vô cơ (2-5% ) như aniôn (NH4 ), nitrat (N O 3), nitrit (NO2) cây dễ dàng lấy để sử dụng.

N itơ tổng sổ là chỉ tiêu đánh giá toàn diện khả năng cung cấp nitơ cho cây trông của đât Kêt quả phân tích cho thấy nitơ tổng số của mẫu bùn thải có hàm lượng 1,07%, trong khi hàm lượng ở trong đất chi có 0,09% N hư vậy so với mầu đât nghiên cứu thì mẫu bùn thải có hàm lượng nitơ tổng sổ cao hơn gần 12 lần Kết quả này phù hợp với đặc điểm hình thành của bùn thải là do trong quá trình

xử lý nước thải có sự bổ sung đạm urê làm chất dinh dưỡng cho vi khuẩn hoạt động nên đã làm tăng đáng kể hàm lượng nitơ trong bùn Vì vậy, đây thực sự là nguồn bổ sung nitơ cho đất cũng như dinh dưỡng cho cây trồng

* Hàm lượng phot pho và ka lỉ tổng số

Photpho (P) và kali (K) là những nguyên tố đa lượng quan trọng đối với cây trồng sau nitơ Tuy nhiên trong điều kiện đất đồi ở Phủ Thọ, p trong đất

I hường bị cố định chặt, lượng p mà cây trồng có thể sư đụng được thường rất thấp, chỉ chiếm 1-2% so với p tổng số Trong khi quá trình khoáng hóa và rửa trôi

m ạnh cũng làm cho các đất nghiên cứu nghèo những nguyên tố này trong đât

Ket quả nghiên cứu cho thấy bùn thải có hàm lượng p và K thấp hơn trong đất' N hư vậy xét về góc độ dinh dưỡng, bón bùn thải tuy có tăng cường thêm các nguyên tố này cho đất nhưng thực tế sẽ không có tác động mạnh đến hàm lượng của chủng trong đất

* c a íio n tra o đ ô i

N hững cation tham gia vào thành phần cùa phức hệ hấp phụ của đất có khả năng bị thay thể bởi các cation khác Các cation trao đối chủ yếu là Ca2+, M g2\ K+ N a+ A l3+, H +, N R ị+ T rong phần lớn trường hợp đặc biệt là các đất chua hàm lượng kali, natri và amon trao đổi thường rất nhỏ do đó có thể coi tổng cation trao dổi là tổng C a2+, M g2+, A l3+ và H + trao đổi trong đất

Một mặt, Ca, M g được coi là nguyên tổ dinh dưỡng trung lượng Mặt khác, chúng là những nguyên tố có tác dụng tốt nhất làm giảm độ chua cũng như nhiều tính chất lý hóa học khác cùa đất Vì vậy có thể nói sự thoái hóa đất, chua hóa là đo sự mất mát thiểu hụt cation kim loại mà điển hình là Ca, Mg

37