Cơ sở môi trường đất, nước, không khí

CƠ SỞ MƠI TRƯỜNG ĐẤT, NƯỚC, KHƠNG KHÍ A PHẦN ĐẤT Khái niệm đất? Đất có vai trò chức nào? - “Đất vất thể thiên nhiên, cấu tạo độc lập, lâu đời kết trình hoạt động tổng hợp yếu tố hình thành đất gồm: đá, thực vật, động vật, khí hậu, địa hình thời gian” - Vai trò đất • Đất nơi sinh sống người sinh vật cạn khác, móng, địa bàn cho hoạt động sống, đất địa bàn cho hệ thống cơng trình xây dựng, hoạt động lao động sản xuất tạo cải vật chất cho người sinh vật • Đất vật sống ví chứa nhiều VSV từ VK, nấm, trùng đến động vật khơng có xương có xương • Đất tự mang HST Một vật mang lại đặc thù tính chất độc đáo mà khơng vật thể tự nhiên có được-đó độ phì nhiêu Đối với HST tính chất độc đáo đất, giúp cho HST tồn tại, phát triển Đối với nông nghiệp, đất đối tượng lao động độc đáo TLSX đặc biệt, đất sd cho phát triển sinh vật (chủ yếu thực vật) - Đất có chức • MT để loại trồng sinh trưởng phát triển • Địa bàn cho QT biến đổi phân hủy phế thải hữu khống • Nơi cư trú cho động vật đất • Địa bàn cho cơng trình xây dựng • Địa bàn để lọc nước cung cấp nước Nêu trình phong hóa hình thành đất? - Q trình phong hóa • Dưới tác động nhân tố bên (nhiệt độ, nước, hoạt động VSV,…) mà trạng thái vật lý hóa học đá khống chất bề mặt đất bị biến đổi gọi QT phong hóa • Các QT phong hóa QT phong hóa Phong hóa lý học (cơ học): Chỉ QT làm vỡ vụn đá có tính chất lý học đơn Trải qua QT này, TP hóa học đá chưa thay đổi, đá hình thành đặc tính mới- khả thấm nước khơng khí ví tơi xốp, vỡ vụn, tổng thể tích lớn lên tạo điều kiện cho phong hóa hóa học làm phả hủy triệt để Các yếu tố gây nên - Sự thay đổi nhiệt độ ngày đêm, mùa khác nhau, nên nhiệt độ khoáng cấu tạo nên đá biển đổi theo Sự biến đổi xảy mạnh bề mặt đá, vào sâu, giảm dần - Sự thay đổi áp suất (mao quản): Đá co dãn theo nhiệt độ, khả dẫn nhiệt đá kém, nên nhiệt độ bề mặt đá bên đá khác nhau, làm xuất sức căng bề mặt phiến đá - Sự đóng băng nước kẽ nứt: Khi nhiệt độ thấp, nước đóng băng làm thể tích tăng lên, có áp lực đóng băng nước đạt 950 kg/cm2 làm đá tiếp tục vỡ vụn Phong hóa hóa học: Chỉ QT phá hủy đá - Nước, nước chứa H2CO3 tạo tính khống chất tác động hóa học nước axit yếu Thực chất phong hóa hóa học dd nước làm cho TP khoáng học hóa học phản ứng hóa học đá dd Ngồi đá thay đổi: phụ thuộc vào chất khoáng tạo thành đá - Kết đá vụn xốp - Xuất khoáng thứ sinh (khống mới) - Các QT chính: • QT hòa tan • QT hydrat hóa (ngậm nước) • QT oxy hóa • QT thủy phân Phong hóa sinh học: Là QT biến đổi học - Sinh vật hút nguyên tố dinh dưỡng hóa học loại khoáng chất đá tác QT phong hóa giải phóng để tồn dụng sinh vật sản phẩm sống - Sinh vật tiết axit hữu phân tử bé (axetic, chúng malic, oxalic,…) CO2 dạng H2CO3 Các axit phá vỡ phân giải đá khoáng chất - Những VSV hđ phân giải giải phóng axit vơ (nitoric, sunfuric,…) làm tăng QT phá hủy đá - Tảo, địa y có khả phá hủy đá thông qua tiết hệ rễ len lỏi vào khe đá - Tác dụng phong hóa học hệ rễ len lỏi gây áp suất lên đá - Quá trình hình thành đất • Sự tổng hợp CHC phân giải chúng • Sự tập trung tích lũy CHC, vơ rửa trối chúng • Sự phân hủy khống chất tổng hợp nên khoáng chất hợp chất hóa học • Sự xâm nhập nước vào đất nước từ đất • Sự hấp thụ lượng Mặt Trời đất làm cho đất nóng lên lượng từ đất, làm cho đất lạnh Thành phần cấp hạt tính chất chúng? - Khái niệm: Thành phần giới (cấp hạt) đất tỷ lệ % ngun tố học có kích thước khác chứa đất tỷ lệ khác - Phân loại • Sét 0,005 mm khơng có tính dính, tính dẻo, tính trương • Các ngun tố học ximang hóa, kết dính tương hỗ lẫn tạo thành đồn lạp, làm cho đất có cấu trúc • Theo thành phần giới đất chia thành đất cát, cát pha, đất thịt đất sét Đất có thành phần giới khác độ phì khác thích hợp khác Đất thành phần giới nhẹ (đất cát, cát pha) có độ thấm nước tốt, thống khí, Cơ sở mơi trường đất, nước, khơng khí-Đất-Hồng Phương Thảo- K60CNKTMT giữ nước kém, chúng khơng có cấu trúc, nghèo chất hữu nguyên tố dinh dưỡng Đất nặng (thịt, sét) có lực cản lớn canh tác tính LK tính dính trạng thái ẩm Đất thấm nước kém, có khả giữ nước lớn theo thời gian, mùn tích lũy nhiều, đất có cấu trúc giàu chất dinh dưỡng Thành phần hóa học đất? Trong đất có nhóm nguyên tố nào? - Các NTHH chứa chủ yếu phần khoáng, hữu đất Nguồn gốc chúng có từ đá khống tạo thành đất TPHH nguyên tố đất liên quan chặt chẽ với giai đoạn đầu QT hình thành đất Các giai đoạn sau QT phát triển lại chịu chi phối QT lý hóa sinh học hoạt động sản xuất người tác động lên MT đất - Các nhóm nguyên tố đất • Các nguyên tố đa lượng: Các nguyên tố đa lượng cần thiết cho đời sống trồng C, H, O, N, K, Ca, Mg, P, S Na (nhiều trồng không cần Na) Gọi nguyên tố đa lượng nhu cầu lớn, hàm lượng chúng từ 0,1 đến vài chục phần trăm khối lượng chất khô C, H, O đến 96% KL chất khô, hấp thụ từ CO2, H2O Còn nguyên tố đa lượng khác hấp thụ từ đất QT dinh dưỡng rễ • Các nguyên tố vi lượng: o Sở dĩ gọi vi lượng thực vật đòi hỏi chúng với lượng nhỏ Ngồi hàm lượng chúng tự nhiên nhỏ Đó nguyên tố Mn, Zn, Cu, Co, B Mo, chúng có ý nghĩa đặc biệt với đời sống thực vật, động vật o Trong đá macma bazo hàm lượng Co, Cu, Zn lớn đá axit Các nguyên tố Mn, Zn, Cu Co cation có đường kính từ 0,8-1,0 phần lớn chứa mạng lưới tinh thể khoáng o Các nguyên tố vi lượng giải phóng QT phong hóa, phụ thuộc trước hết vào phản ứng MT điện oxy hóa khử (Eh) o Ở đất nguyên tố vi lượng tồn dạng vô hữu Có ý nghĩa dinh dưỡng khác trồng Dạng hợp chất phức chelat nhiều nguyên tố vi lượng với CHC (đặc biệt mùn) sử dụng phân bón Tầng bề mặt giàu mùn thường giàu nguyên tố vi lượng tầng sâu, liên quan đến hđ hệ thống rễ thực vật Đặc biệt độ chua đất ảnh hưởng lớn tới trạng thái tồn nhiều nguyên tố dinh dưỡng đa lượng (N, P, K, Ca, Mg, S) vi lượng (Cu, Zn, Mn, Mo, B,…) dd đất • Các ngun tố phóng xạ: o Các NTPX đặc biệt đồng vị chúng urani, radi, actini, thori SP trung gian phá hủy chúng đồng vị thể rắn thể khí o Các đồng vị NTHH “thơng thường” K 40, Rb87, Sm147, Ca48, Zn96,… Trong K có ý nghĩa lớn tính phóng xạ tự nhiên lớn o Những đồng vị phóng xạ tạo thành khí tác dụng tia vũ trụ H3, Be7, Be10, C14 o Tính phóng xạ tự nhiên đất phụ thuộc chủ yếu vào đá hình thành đất Tính phóng xạ đất hình thành đá axit lớn đá bazo siêu bazo Các TP đồng vị phóng xạ dạng khí thường chứa khơng khí đất hay dd đất Chất hữu đất gì? Trong đất có loại chất hữu nào? Ý nghĩa chất hữu môi trường đất? Cơ sở mơi trường đất, nước, khơng khí-Đất-Hồng Phương Thảo- K60CNKTMT Khái niệm: CHC đất hốn thể sản phẩm sinh từ QT chuyển hóa hóa học VSV tàn tích hữu CHC đất thường chiểm lượng nhỏ so với thể rắn đất có vai trò quan trọng định tới tính chất đất, độ phì đất, giữ nhiệt, khả cung cấp chất dinh dưỡng, khả hấp phụ, kích thích sinh trưởng trồng CHC đất nguồn cung cấp nguồn cung cấp chất dinh dưỡng lượng chủ yếu đất - Phân loại • CHC đất tồn dạng nguyên dạng hay bán phân hủy Nhóm chất hình thành đất QT mùn hóa gọi nhóm chất mùn đặc trưng- hợp chất axit mùn • Chất mùn đất khơng đặc trưng bao gồm sản phẩm hữu phân hủy từ xác thực vật, động vật VSV chiếm khoảng 10-20% CHC tổng số đất Trong thành phần chúng chứa: đường, axit hữu cơ, axit amin dễ hòa tan dung mơi hữu cơ, khó phân giải (15-20%) Xenlulozo, hemixenlulozo, pectin bị phân giải khó VSV (30%) Protein CHC dễ phân giải khác chiếm 5-8% • Trong đất rừng nguồn CHC chủ yếu xác thực vật, tích lũy mặt lâu năm tạo thành thảm mục rừng • Chất mùn khơng đặc trưng có nguồn gốc từ thực vật, động vật có vai trò phong hóa đá, cung cấp chất dinh dưỡng cho cây, số chúng có hoạt tính sinh học Đây nguồn bổ sung cho QT tạo thành mùn • Chất mùn điển hình bao gồm axit mùn (axit humic, axit fulvic), hợp chất humin ulmin - Ý nghĩa • CHC đất hợp phần đất: phần khoáng, phần CHC, phần kk dd đất • CHC đất tiêu số độ phì ảnh hưởng đến nhiều tính chất đất: khả cung cấp chất dinh dưỡng, khả hấp thụ, giữ nhiệt kích thích sinh trưởng trồng • CHC đất nguồn cung cấp chất dinh dưỡng NL chủ yếu HST đất CHC đất phần C sinh khí quyển, có liên quan đến thay đổi hàm lượng CO2 khí CO2 khí nhà kính, hàng năm tăng 0,5% liên quan đến phá rừng, thối hóa đất Xói mòn đất? (Đất dốc vùng đồi núi) - Xói mòn chuyển dời vật lý lớp đất nhiều tác nhân khác lực đập giọt nước mưa, dòng nước chảy bề mặt qua chiều dày phẫu diện đất, tốc độ gió sức kéo trọng lực Xói mòn đất mang lớp đất mặt nước chảy, gió, tuyết tác nhân địa chất khác, bao gồm QT sạt lở trọng lực - Xói mòn vật lý gồm tách rời di chuyển cấu tử đất không tan cát, sét, bùn CHC Sự di chuyển xảy theo phương nằm ngang bề mặt đất theo phương thẳng đứng dọc theo bề dày phẫu diện dất qua khe hở, kẽ nứt, lỗ hổng vốn có sẵn đất - Sự di chuyển vật liệu hòa tan gọi xói mòn hóa học Xói mòn hóa học xảy tác động dòng chảy bề mặt dòng chảy ngầm từ tầng đất tới tầng đất khác - Xói mòn gió gồm QT giống QT nước gây nên, có điều khác tác động gió - Các tác nhân, nhân tố, nguyên nhân gây xói mòn đất: • Tác nhân xói mòn vật mang hệ thống di chuyển CĐ đất - Cơ sở mơi trường đất, nước, khơng khí-Đất-Hồng Phương Thảo- K60CNKTMT Nhân tố xói mòn đất số có tính tự nhiên nhân sinh định độ lớn đảo lộn cân KH, địa hình, đặc tính đất, thảm thực vật trình độ quản lý đất, trồng • Ngun nhân xói mòn thường làm tăng tác động tác nhân nhân tố xói mòn đất Những ngun nhân xói mòn đất bao gồm hoạt động sản xuất người chặt phá rừng làm nương rẫy, phương thức canh tác không kỹ thuật đất dốc - Những nguyên nhân gây xói mòn đất • Lượng mưa cường độ: Lượng mưa VN lớn, vùng núi có nơi tới 3000 mm/năm Nhìn chung, lượng mưa lớn cường độ mưa (lượng mưa đơn vị thời gian) mạnh lượng đất bị xói mòn nhiều • Độ che phủ đất cây: Độ che phủ đất có ý nghĩa định tới lượng đất bị xói mòn Nếu mặt đất có che phủ mưa khơng rơi trực tiếp xuống đất mà rơi phân tán cành, rụng xói mòn xảy cường độ nhỏ - Các kiểu xói mòn đất • Gây nên gió: Xói mòn gió • Gây nên trọng lực: Chuyển vận khối o Đổ o Sạt lở o Dòng vụn thơ o Đất trượt • Gây nên thể lỏng: o Nước  Mưa: Xói mòn tóe  Nước chảy  Dòng chảy bề mặt: Xói mòn suối, Xói mòn rãnh, Xói mòn bờ suối  Dòng chảy ngầm: Xói mòn ống xói mòn rãnh ngầm  Đại dương: Xói mòn bờ biển o Xói mòn băng hà - Các yếu tố ảnh hưởng • Yếu tố KH o Hai yếu tố quan trọng có tác động trực tiếp đến xói mòn lượng giáng thủy (sương mù, tuyết rơi, mưa đá mưa) tốc độ gió Những yếu tố KH có tác động gián tiếp cân nước, bay hơi, nhiệt độ độ ẩm tương đối Các yếu tố ảnh hưởng tới lượng mưa việc thay đổi chế độ nước đất tỷ lệ lượng mưa- tác nhân dòng chảy bề mặt o Mưa có ảnh hưởng lớn đến xói mòn đất QT xói mòn bị chi phối đặc trưng mưa như: phân bố mưa, lượng mưa, cường độ mưa, loại mưa chế độ mưa o Lượng đất bị xói mòn tương quan thuận với lượng mưa • Yếu tố độ dốc o Độ dốc có tác động tới kiểu xói mòn đất Sự phân chia cường độ dòng nước chảy bị chi phối độ dốc Những đặc trưng dốc có liên quan tới xói mòn độ sâu dốc, chiều dài dốc hình dạng dốc o Nhìn chung xói mòn xảy o độ dốc tăng lên lần cường độ xói mòn tăng lên nhiều lần • Cơ sở mơi trường đất, nước, khơng khí-Đất-Hồng Phương Thảo- K60CNKTMT Mức độ che phủ cây: Lượng đất bị xói mòn phụ thuộc chặt chẽ vào mức độ che phủ cấy ngăn dòng chảy, phân tán xung lực giọt mưa phân tán dòng chảy bề mặt • Tính chất đất: Tính chất đất đặc trưng cho tính chất ứng chịu xói mòn đất Xói mòn đất biểu lực đối lập Lực di chuyển tác nhân xói mòn lực chống đỡ đất Tính ứng chịu đất lại phụ thuộc nhiều vào tính chất nó, đặc biệt tính chất vật lý Nếu đất tơi, xốp, có kết cấu nước mưa thấm vào đất nhiều, lượng dòng chảy bề mặt ít, đất bị xói mòn Biện pháp khắc phục • Ngun lý chung o Giảm tác động xung lực hạt mưa  Quản lý đất  Quản lý trồng o Tăng sức ứng chịu đất  Cải thiện cấu trúc đất tính bền vững cấu trúc đất  Tăng mức độ gồ ghề o Giảm dòng chảy lỏng  Tăng sức chống đỡ dòng chảy  Giảm tốc độ dòng chảy • Phòng chống xói mòn phạm vi toàn lãnh thổ o Điiều tra khoanh vẽ đồ xói mòn lãnh thổ o XD thực thi biện pháp chống xói mòn:  Bảo vệ rừng đầu nguồn, trồng nuôi dưỡng rừng đầu nguồn  Cần xác định cụ thể phạm vi, diện tích, chủng loại rừng đầu nguồn o XD thiết lập mạng lưới hồ chứa để giữ giam nước tránh dòng nước chảy mạnh, chảy xiết, lũ qt o XD cơng trình ngăn lũ phân lũ • Phòng chống xói mòn phạm vi khu vực o Canh tác đồng mức: Cày, đất, gieo hạt, trồng cây, chăm sóc lối lại theo đường đồng mức o Hàng gieo dày, hàng cách hàng thưa, mật độ hàng cần phải dày o Trồng xen, trồng gối, nông-lâm nghiệp kết hợp o Lên luống cắt ngang sườn dốc loại trồng phải lên luống khoai lang, khoai sọ o Băng đệm: Có thể dùng cỏ khô, cỏ tươi, thân khô tươi rải ngang dốc để chảy Hoang mạc hóa Hoang mạc hóa tượng suy thoái đất đai vùng khô cằn, gây sinh hoạt người biến đổi khí hậu Nguyên nhân: Trong nguyên nhân gây nạn hoang mạc hóa, phần lớn tác động người từ khoảng 10.000 năm Việc lạm dụng đất đai ngành chăn nuôi gia súc, canh tác ruộng đất, phá rừng, đốt đồng, trữ nước, khai giếng, tăng lượng thổ diêm BĐKH tồn cầu góp sức làm sa mạc hóa nhiều vùng TĐ Đất sa mạc thường có biên giới rõ rệt với miền kế cận có vùng sa mạc tiếp giáp vùng chuyển tiếp đến vùng đất ẩm nên miền ven sa mạc khó ấn định Vùng chuyển tiếp ven sa mạc thường có hệ sinh thái mong manh Đây nơi có nhiều tiểu • - - - Cơ sở mơi trường đất, nước, khơng khí-Đất-Hồng Phương Thảo- K60CNKTMT - - - - khí hậu Thí dụ như: cồn cát cao che khuất gió cho đất trũng, từ tạo điều kiện cho cỏ mọc xen vào Đến có mưa vùng có thảo mộc có nhiệt độ mát Hệ sinh thái vùng ven dễ bị dao động sinh hoạt người trường hợp chăn ni Móng guốc lồi mục súc thường nện chặt tầng đất, làm giảm lượng nước thấm xuống mạch nước ngầm.Những lớp đất chóng khơ, dễ bị gió mưa soi mòn Con người gây nên nạn đốn lấy củi động tác loài gia súc gặm cỏ làm hư lớp rễ thảo mộc vốn quyện lớp đất xuống Đất dễ tơi lên, chóng bị khơ biến thành bụi Hiện tượng diễn vùng ven sa mạc người chuyển từ lối sống du mục sang lối sống ngụ canh Các cồn cát sa mạc di chuyển góp phần vào tượng sa mạc hóa Gió động lực đẩy cồn cát Những hạt cát lăn mặt đất tung lên không rơi xuống Chính động tác tung lên làm dao động thêm, khuếch đại lượng cát bị xô đẩy Kết lũ cát cồn cát trườn vào Khi có gió mạnh làm bão cát lũ cát làm cồn cát tiến lên hàng chục mét tương tự tượng tuyết truồi (avalanche) Lũ cát xảy cát dồn lên đến đỉnh cồn trượt xuồng triền dốc bên kia, làm cồn cát tiến lên Ô nhiễm đất canh tác nơng nghiệp Phân bón • Khái niệm: Phân bón chất đưa vào đất có tác dụng trực tiếp cải thiện dinh dưỡng trồng độ phì nhiêu đất • Phân loại: o Phân hóa học (phân N, P, K, …) o Phân hữu (phân chuồng, phân bắc, phân than xanh, …) • Khi bón phân, trồng hấp thụ phần, lại vào mơi trường đất-nước-khơng khí gây ảnh hưởng xấu (Nito tồn dd đất dạng NO3 linh động, dễ bị rửa trôi vào nguồn nước) • Hiện trạng VN: Nước ta sử dụng lượng phân bón khơng nhiều so với nước giới chất lượng đáng lo ngại, cách sử dụng người dân khơng hợp lí gây tổn hại mơi trường: xói mòn đất, giảm độ phì nhiêu… Thuốc bảo vệ thực vật • Khái niệm: Thuốc BVTV loại hóa chất có nguồn gốc tự nhiên tổng hợp đường cơng nghiệp dùng để phòng chống tiêu diệt sinh vật gây hại mùa màng nông lâm nghiệp gây bệnh sức khỏe người (thuốc trừ sâu, diệt cỏ, trừ nấm…) • Tác hại: o Khi phun khoảng 50% rơi vào đất phân tán nhiều đường khác nhau; tồn đọng lâu dài đất, nước o Rất độc thể sinh vật không phân biệt sinh vật (diệt sinh vật có hại có ích) o Nếu dùng nhiều lần loại, sv hại kháng thuốc, xuất sv hại đòi hỏi phải dùng thuốc mức độ diệt cao => ảnh hưởng nặng tới môi trường o Ý thức người sử dụng, nhà sản xuất nước ta chưa cao Sử dụng ko liều lượng, đối tượng, cách dùng… gây nguy hiểm cho mơi trường sinh vật • Biện pháp: o Quản lí sâu hại tổng hợp – IPM” giữ sâu hại bệnh mức chấp nhận o Sử dụng đồng thời thuốc trừ sâu cách chọn lọc dựa sử dụng phương pháp sinh học, tính đề kháng di truyền, thực tiễn quản lí thích hợp Cơ sở mơi trường đất, nước, khơng khí-Đất-Hồng Phương Thảo- K60CNKTMT Xen canh, luân canh, nông lâm kết hợp với thích hợp (sâu hại lồi khống chế sâu hại lồi khác, cắt thói quen ăn uống sâu hại) o Đào tạo, giáo dục người trực tiếp sử dụng gián tiếp tiếp xúc Mặn hóa chua hóa đất? - Mặn hóa • Khái niệm: Đất mặn đất chứa nhiều muối hòa tan (1-1,5% hơn) Những loại muối tan thường gặp đất mặn là: NaCl, Na 2SO4, CaCl2, CaSO4, MgCl2, NaHCO3,… Những loại muối có nguồn gốc khác nhau, nguồn gốc nguyên thủy chúng từ thành phần khoáng đá núi lửa Trong QT phong hóa đá, muối bị hòa tan, di chuyển tập trung dạng địa hình trũng, khơng nước Ở vùng nhiệt đới, mưa nhiều VN, phong hóa đá xảy mạnh mẽ, tất loại muối, kể loại muối khó tan CaCO3, CaSO4,… bị hòa tan rửa trơi sơng, biển • Nguồn gốc, đặc điểm QT mặn hóa o QT mặn hóa ảnh hưởng nước biển: QT xảy miền nhiệt đới ảnh hưởng trực tiếp biển Nước biển xâm nhập vào nội đồng theo sơng ngòi thủy triều lên cao, qua trận mưa bão vỡ đê biển vào mùa khô nước sơng chảy biển có lưu lượng thấp, nước không đủ lực để đẩy nước mặn thủy triều mạnh Nước mặn theo mao mạch, đường nứt đất, qua đê biển thấm sâu vào nội đồng o QT mặn hóa lục địa: Ở vùng khô hạn bán khô hạn, loại muối khó tan lại đất, muối dễ tan NaCl, MgCl 2, Na2SO4,… bị hòa tan, rửa trơi, khơng vận chuyển xa, mà tích đọng địa hình trũng khơng nước dạng nước ngầm Ở hanh khô mực nước ngầm nông, muối di chuyển tập trung lên lớp đất mặt nhờ QT bốc thoát nước o QT mặn hóa thứ sinh: Ở vùng khơ hạn bán khô hạn lượng giáng thủy thấp (200-500 mm), nơng nghiệp có tưới cần tưới phổ biển Do việc quản lý đất tưới dùng nguồn nước tưới bị nhiễm mặn, nên tầng đất bề mặt bị nhiễm mặn QT thường diễn nhanh, mạnh nguyên nhân gây mặn từ đất lên tử bề mặt đất xuống • Phân loại độ mặn, đất mặn o PP hóa học o Cấp độ mặn Tổng số muối tan (%) Đất mặn nhiều >1 Đất mặn trung bình 0,5-1,0 Đất mặn 0,25-0,5 Đất mặn không mặn pH giảm đột ngột từ 5,5 xuống 2,5 • Tác động: o Al trở lên linh động – đặc biệt độc với nhiều sinh vật nước ngọt, ảnh hưởng trực tiếp đời sống trồng ( đậu đỗ, ngũ cốc) suất trồng o Với nhiều trồng nhiệt đới, Al 3+ dung dịch đất 1500-2000oK Luôn xảy tượng chất khí bay khỏi khí vào không gian vũ trụ o Độ cao 2000-3000km, nơi khí tiếp giáp với chất liên hành tinh Nêu phương trình tĩnh học khí Thiết lập quy luật biến đổi áp suất khí đồng nhất, khí đẳng nhiệt, khí đa nguyên - PTCB tĩnh học khí • Giả thiết o Khơng khí coi khí lý tưởng o TPKK khơng thay đổi theo chiều cao • Xét cột KK thẳng đứng tiết diện đơn vị • Áp suất p trọng lượng cột khơng khí bên mực Z Q=p • P giảm dần theo độ cao giảm trọng lượng Q • Xét TH khơng có xáo trộn thẳng đứng o Tại độ cao z, tách cột không khí tiết diện đơn vị o Giả sử: P áp suất đáy dưới, p-dp áp suất đáy o Hiệu áp suất theo phương nằm ngang =0, mức giảm áp suất –dp xác định trọng lượng cột khơng khí -dp= ρgdz hay = -ρg (2) ρ mật độ khơng khí độ cao z g: gia tốc trọng trường - CT khí áp tổng quát • Từ PT trạng thái ρ = p= Biến đổi PT tĩnh học (2) thành dạng: - dp = pdz = dz (3) hay = -dz Tích phân PT (3) từ z0=0 ứng với p=p0 đến z ứng với p=pz • CT khí áp tổng qt pz = p0= p0 (4) • CT biểu diễn biến đổi mật độ theo chiều cao ρz = ρo - CT khí áp riêng • Khí đồng Do ρ (z) = ρo = const Tích phân PT tĩnh học khí (2) TH g = g = const từ mực z = (ứng với p = p0) đến mực z (p = pz) pz = p0 – g0ρ0z (5) Trong khí đống nhất, áp suất giảm tuyến tính theo độ cao Áp suất độ cao z = = = H (Độ cao khí đồng nhất) (6) T (0): Nhiệt độ mặt đệm z = Về giá trị, với KKK μ=28,966 T(0) = T0 = 273oK, g0 = 9,8 m/s2 H0 = 7990m = 8000m Khi T(0) ≠ T0 T(0) = T H = = = H0 = (6’) 27 o o Cơ sở môi trường đất, nước, khơng khí-Khơng khí-Hồng Phương Thảo-K60CNKTMT H0 tương ứng với chất khí riêng biệt Trong KQ đồng nhất, nhiệt độ biến đổi theo chiều cao Từ PT trạng thái: T = , đạo hàm vế theo z với ρ = ρ0 = const - - = = 3,24o/100m (7) (Gradient nhiệt độ khí đồng nhất) • Khí đẳng nhiệt pz = p0 (8) o Áp suất giảm theo QL hàm số mũ  KQ đẳng nhiệt khơng có giới hạn  Khi z = H áp suất giảm e lần Có thể tính độ cao z biết áp suất pz KQ đẳng nhiệt z = 18400(1+αt)lg() (9) Khi t=0 (oC)  Ở độ cao z=18km, áp suất giảm 10 lần  z=37 km, áp suất giảm 100 lần o Đối với KQ thực, giá trị nhỏ • Khí đa ngun o Giả thiết nhiệt độ giảm theo chiều cao với quy luật tuyến tính: T = T0 – γz (10) γ = - gradient nhiệt độ thẳng đứng Khi PT tĩnh học có dạng: o o Tích phân (11) theo giới hạn (p0, pz), (T0, Tz), (0,z) ta o Biến đổi (12) thành dạng Tính độ cao z ứng với áp suất pz o Giới hạn khí đa nguyên nơi áp suất (tính từ (13))    Nếu lấy T0 = 273 K γ=6o/ 1km Hγ= 45km Nếu γ→0 Hγ→, kq trùng với TH khí đẳng nhiệt Nếu lấy γ = +3,24o/ 100m T0 = 273K Hγ = 8000m độ cao khí đồng Khí đa nguyên TH tổng quát khí đồng khí đẳng nhiệt Trình bày khái niệm tầng kết nhiệt (độ ổn định) khí Nêu tiêu đánh giá độ ổn định khí theo gradient thẳng đứng nhiệt độ - Để đánh giá độ biến thiên nhiệt độ khí theo chiều cao dùng gradient thẳng đứng nhiệt độ T: Nhiệt độ khí (oK) 28 Cơ sở môi trường đất, nước, không khí-Khơng khí-Hồng Phương Thảo-K60CNKTMT - Ảnh hưởng nhiệt độ tới QT khuếch tán chủ yếu phụ thuộc vào độ biến thiên nhiệt độ theo phương thẳng đứng lớp khí khảo sát Độ biến thiên nhiệt độ theo phương thẳng đứng liên quan chặt chẽ với độ ổn định khí Tiêu chí đánh giá độ ổn định khí quyển: Lấy gradient nhiệt độ thẳng đứng phân tử khơng khí khơ di chuyển đoạn nhiệt làm thước đo T*: Nhiệt độ phân tử KKK (Theo lý thuyết γa - Chỉ tiêu đánh giá độ ổn định khí • Nếu γ < γa: KQ trạng thái tầng kết nhiệt ổn định (hay KQ gọi ổn định) • Nếu γ = γa: KQ trạng thái CB nhiệt phiếm định (KQ gọi CB phiếm định) • Nếu γ > γa: KQ có tầng kết nhiệt bất ổn định (KQ gọi bất ổn định) Thiết lập công thức profile thẳng đứng nhiệt độ - TH γ=0 - Hay T=const Khí có nhiệt độ khơng đổi gọi khí đẳng nhiệt độ TH γ > - Nhiệt độ giảm theo chiều cao (trạng thái thơng thường khí quyển) Lực đẩy Acsimet có giá trị lớn trọng lực phân tử không khí Phân tử khơng khí để rời mặt đất để di chuyển lên TH γ < - Nhiệt độ tăng theo chiều cao (nghịch nhiệt) Thông lượng nhiệt hướng từ xuống Hạn chế phát tán phân tử vật chất lên Gây ô nhiễm lớp khơng khí sát đất TH γ = γ0 = const • • • • • • • Tích phân (20) từ mực z0 có nhiệt độ T0 đến mực z có nhiệt độ T ta Hay T = T0 – γ0(z – z0) = β – γ0z (β = T0 + z0γ0) Nếu z0 = (tại bề mặt Trái Đất) (20) thành Nhiệt độ giảm tuyến tính theo chiều cao (KQ đa nguyên) - TH tổng quát γ ≠ const • T phụ thuộc z (hàm số phức tạp khơng lấy tích phân trực tiếp được) • Profile thẳng đứng T đường cong Thiết lập profile tốc độ gió lớp khí sát đất điều kiện cân không cân Profile dạng ứng dụng có tính khả thi mơ hình lan truyền khuếch tán chất nhiễm - Profile tốc độ gió lớp khơng khí sát đất ĐK cân • Gọi quãng đường dịch chuyển tự từ vị trí phát sinh xốy đến chỗ tan biến • Tại sát mặt đất có giá trị nhỏ • Càng lên cao tăng 29 Cơ sở môi trường đất, nước, khơng khí-Khơng khí-Hồng Phương Thảo-K60CNKTMT Trong ĐK cân • • • • số Karman có giá trị từ 0,36-0,43 χ=0,4 (thực tế) Coi hướng gió khơng đổi theo chiều cao Xét phụ thuộc độ lớn tốc độ gió V theo chiều cao Hướng trực X dọc theo chiều chuyển động Bỏ qua biến đổi không đáng kể mật độ p giới hạn lớp khí sát đất PT biểu diễn mqh hệ số rối K mặt đất với gradient thẳng đứng tốc độ K: Hệ số rối V: Tốc độ động lực Thay (24) vào (23) Tích phân (25) theo z ta CT tính tốc độ gió V theo chiều cao V=0 mực z = z0 (do khơng phẳng mặt đệm Mực z0 gọi tham số gồ ghề tham số nhám • Gọi V1 tốc độ gió mực z1 ta có Trừ (26) với (27) ta Trong ĐK cân độ lớn gió lớp khí sát mặt đất tăng theo độ cao với quy luật phân bố logarit-nội dung ĐL phân bố logarit tốc độ gió lớp khí Prant Karman • Hệ số rối K Từ (24) (25) ta có CT tính hệ số rối K 10 Như hệ số rối lớp khí sát đất tăng tuyến tính theo chiều cao - Profile tốc độ gió lớp khơng khí sát đất ĐK khơng cân (Mơ hình profile lũy thừa) Xấp xỉ profile gió CT giải tích chứa tham số đặc trưng cho mức độ ổn định khí (30) V V1 tốc độ gió mực z z1 n tham số phụ thuộc độ ổn định khí Phân loại nguồn gây nhiễm chất gây ô nhiễm - Nguồn gây ô nhiễm MTKK • Nguồn nhiễm thiên nhiên hoạt động tự nhiên gây như: o Núi lửa phun bụi nham thạch thải vào khơng khí CO2, CO tro bụi o Các QT phân hủy động thực vật thải NH3, CH4 o Sấm chớp làm xuất HNO3, NH3,… 30 Cơ sở môi trường đất, nước, khơng khí-Khơng khí-Hồng Phương Thảo-K60CNKTMT Nguồn nhiễm nhân tạo hoạt động người gây nguồn ô nhiễm sản xuất CN, giao thông vận tải, ô nhiễm sinh hoạt,… Các chất gây ô nhiễm • Các chất khí o Các chất gây nhiễm sơ cấp chất trực tiếp phát từ nguồn thân chúng có tính độc hại o Các chất gây ô nhiễm thứ cấp chất tạo khí tương tác hóa học chất gây nhiễm sơ cấp với chất vốn thành phần khí • Bụi o Bụi lắng: có kích thước 100-500μm khơng tồn khí rơi xuống gây nhiễm o Bụi lơ lửng tập hợp hạt bụi có kích thước 1500-2000oK Luôn xảy tượng chất khí bay khỏi khí vào không gian vũ trụ