GIÁO TRÌNH TÀI NGUYÊN ĐẤT VÀ MÔI TRƯỜNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG KHOA CƠNG NGHỆ SINH HỌC GIÁO TRÌNH TÀI NGUN ĐẤT VÀ MÔI TRƯỜNG GIẢNG VIÊN : ThS PHAN TUẤN TRIỀU Bình Dương 7/ 2009 ThS Phan Tuấn Triều – ĐH Bình Dương MỤC LỤC CHƯƠNG I: SỰ HÌNH THNH ĐẤT 1 Phong hố qu trình hình thnh đất 1.1 Khái niệm đất .1 1.2 Qu trình phong hố đá 1.2.1 Khái niệm .2 1.2.2 Cc qu trình phong hố 1.2.2.1 Phong hố lý học 1.2.2.2 Phong hoá hoá học 1.2.2.3 Phong hoá sinh học Qu trình hình thnh đất 2.1 Khái niệm 2.2 Các yếu tố hình thnh đất Sự phát triển trinh hionh thành đất .7 Các chức đất .7 CHƯƠNG II: TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT .8 Đặc điểm hình thi học đất 1.1 Phẫu diện đất ( trắc diện đất ) 1.2 Thành phần đất 1.3 Sa cấu đất ( soil texture ) 10 1.4 Cơ cấu đất (soil structure) .12 1.5 Độ dày đất 13 1.6 Màu sắt đất .13 Tỷ trọng dung trọng 14 2.1 Tỷ trọng14 2.2 Dung trọng 14 CHƯƠNG III: THÀNH PHẦN HOÁ HỌC VÀ SINH VẬT CỦA ĐẤT 15 Các nguyên tố hoá học .15 1.1 Các nguyên tố đa lượng 16 1.2 Các nguyên tố vi lượng 16 Độ chua đất (pH đất) 16 Khả trao đổi cation ( Cation Exchange Capacity – CEC ) 17 Chất hữu 19 4.1 Nguồn gốc chất hữu 19 4.2 Chất hữu cấu trúc đất 19 Thành phần sinh vật học 20 CHƯƠNG IV: CÁC TÍNH CHẤT KHÁC CỦA ĐẤT 22 Keo đất khả hấp phụ đất 22 1.1 Keo đất 22 1.2 Cấu tạo keo đất .22 1.3 Phân loại hạt keo 23 1.4 Tính chất keo đất 23 Giáo trình Tài ngun đất mơi trường ThS Phan Tuấn Triều – ĐH Bình Dương Khả hấp phụ đất 24 Dung dịch đất 25 3.1 Khái niệm 25 3.2 Nguồn gốc, thành phần yếu tố ảnh hưởng đến dung dịch đất 26 3.2.1 Nguồn gốc 26 3.2.2 Thành phần 26 3.2.3 Những nhân tố ảnh hưởng đến dung dịch đất 27 Tính đệm dung đất 27 4.1 Khái niệm 27 4.2 Các nguyên nhân gây tính đệm .27 Tính oxy hố – khử dung dịch đất 28 5.1 Khái niệm 28 5.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến qu trình oxy hố – khử 29 5.3 Độ dẫn điện ( EC ) dung dịch đất 30 CHƯƠNG V: XÓI MỊN ĐẤT 31 Khái niệm xĩi mịn đất 31 Tác nhân, nhân tố nguyên nhân xĩi mịn đất 31 Các kiểu xĩi mịn đất 33 Các yếu tố ảnh hưởng tới lượng đất bị xĩi mịn 33 4.1 Con người .33 4.2 Yếu tố khí hậu .33 4.3 Yếu tố độ dốc 34 4.4 Tính chất đất 35 Những yếu tố ảnh hưởng xoi mịn giĩ 35 Các biện php phịng chống xĩi mịn 36 6.1 Phịng chống xoi mịn trn phạm vi tồn lnh thổ .37 6.2 Phịng chống xĩi mịn trn phạm vi khu vực 37 CHƯƠNG VI: Q TRÌNH LM CHẶT, LATERIT, CHUA HỐ, MẶN HỐ MƠI TRƯỜNG ĐẤT 39 Qu trình lm chặt đất 39 1.1 Độ chặt đất .39 1.2 Nguyên nhân 39 1.3 Các biên pháp quản lý v cải tạo đất chặt 40 Qu trình laterit hố .40 2.1 Bản chất qu trình laterit 40 2.2 Các loại đá ong .40 2.3 Các điều kiện hình thnh đá ong 41 2.4 Các điều kiện hình thnh kết von 41 2.5 Ảnh hưởng đá ong kết von lên môi trường sinh thái 42 Qu trình axit hố 42 3.1 Nguyên nhân tự nhiên 42 3.2 Nguyên nhân tác động nhân sinh .43 Qu trình mặn hố, đất mặn 44 4.1 Khái niệm đất mặn 44 Giáo trình Tài ngun đất mơi trường ThS Phan Tuấn Triều – ĐH Bình Dương 4.2 Qu trình mặn hố, nguồn gốc đặc điểm 45 4.3 Cải tạo đất mặn .46 4.3.1 Ảnh hưởng đất mặn đến sinh trưởng phát triển trồng 46 4.3.2 Biện pháp cải tạo đất mặn 46 CHƯƠNG VII: Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG ĐẤT 48 Đất hệ sinh thái hoàn chỉnh 48 Tác động hệ thống sản xuất đến môi trường đất 48 Ơ nhiễm mơi trường đất 49 3.1 Ô nhiễm khu công nghiệp đô thị 50 3.1.1 Chất thải xây dựng .50 3.1.2 Chất thải kim loại .50 3.1.3 Chất thải khí .53 3.1.4 Chất thải hoá học hữu 53 3.2 Ô nhiễm đất hoạt động nông nghiệp 56 3.2.1 Ơ nhiễm phân bón 56 3.2.2 Ô nhiễm thuốc bảo vệ thực vật .57 3.2.3 Ô nhiễm đất dầu 57 3.3 Tính độc hại kim loại nặng hệ thống đất 58 3.3.1 Tính độc hại kim loại nặng 58 3.3.2 Ảnh hưởng kim loại sinh vật đất .59 CHƯƠNG VIII: ĐẤT VÀ CÁC KHÍ NHÀ KÍNH 65 Hố học khí carbon hợp chất nitơ .65 1.1 Mêtan ( CH4 ) carbon monoxít ( CO ) .65 1.2 Các hợp chất nitơ 67 Sự trao đổi khí nhà kính đất khí 69 2.1 Khí cacbonic ( CO2 ) 69 2.2 Trao đổi cacbon monoxit ( CO ) 71 2.3 Trao đổi khí mêtan ( CH4 ) .73 2.4 Trao đổi dinitro oxyt (N2O) 76 2.5 Trao đổi nitơ oxyt ( NO ) nitơ dioxyt ( NO2) 78 2.6 Amoniac ( NH3) 79 Giáo trình Tài nguyên đất môi trường ThS Phan Tuấn Triều – ĐH Bình Dương CHƯƠNG I: SỰ HÌNH THÀNH ĐẤT Phong hố hình thành đất 1.1 Khái niệm đất Đất hình thành tiến hố chậm hàng kỷ phân huỷ xác thực vật ảnh hưởng yếu tố môi trường Một số đất hình thành bồi lắngphù sa song, biển hay gió Đất có chất chất khác với đá có độ phì nhiêu tạo sản pẩm trồng Đất xem sản phẩm hoạt động khí hậu (Cl) đá mẹ (p) uược làm thay đổi ảnh hưởng thực vật thể sống khác (o), địa hình (r) phụ thuộc vào thời gian (t) Jenny biểu diễn mối quan hệ sau: Đất = f(p, Cl, t, r, o), bao gồm biến số người ta gọi yếu tốhình thành đất Người ta khẳng định đất thực tế hệ thống hở cuối mà q trình hoạt động: – Hoạt động thêm vào đất: - Nước, mưa, tuyết, sương - O2, CO2 từ khí - N, Cl, S từ khí theo mưa - Vật chất trầm tích - Năng lượng từ mặt trời – Mất khỏi đất: - Bay nước - Bay N q trình phản ứng nitrat hố - C CO2 oxy hoá chất hữu - Mất vật chất xói mòn - Bức xạ lượng – Chuyển dịch vị trí đất: - Chất hữu cơ, sét, sét quioxit - Tuần hoàn sinh học nguyên tố dinh dưỡng - Di chuyển muối tan - Di chuyển động vật đất – Hoạt động chuyển hoá đất: - Mùn hoá, phong hoá khoáng - Tạo cấu trúc kết von, kết tủa - Chuyển hoá khoáng - Tạo sét Sự tạo thành từ đá xảy tác dụng hai trình diễn bề mặt trái đất:sự phong hoá đá tạo thành đất Các trình tạo thành đất tổng hợp thay đổi hoá học, lý học, sinh học làm cho nguyên tố dinh dưỡng khoáng, đá chuyển thành dạng dễ tiêu 1.2 Q trình phong hố đá 1.2.1 Khái niệm Giáo trình Tài nguyên đất mơi trường ThS Phan Tuấn Triều – ĐH Bình Dương Dưới tác động nhân tố bên ( nhiệt độ, nước, hoạt động vi sinh vật… ) mà trạng tháivật lý hoá học đá khoáng bề mặt đất bị biến đổi Quá trình gọi q trình phong hố Kết q trình phong hố đá khống chất bị phá vỡthành mảnh vụn, hoà tan, di chuyển làm cho trạng thái tồn thành phần hoá học hoàn toàn bị thay đổi Kết tạo vật thể vun xốp - sản phẩm phong hố sau q trình phong hố gọi mẫu chất – vật liệu để tạo thành đất Mẫu chất đất có mối liên quan mật thiết, đặc tính thành phần hố học mẫu chất phản ánh đặc tính thành phần đất Dựa vào đặc trưng nhân tố tác động, phong hoá chia thành loại: Phong hoá lý hoc, phong hoá hoá học phong hố sinh vật học Các q trình xảy đồng thời liên quan khăng khít 1.2.2 Các q trình phong hố 1.2.2.1 Phong hố lý học Q trình làm vỡ vụn đá có tính chất lý học (cơ học) đơn Nguyên nhân: - Sự thay đổi nhiệt độ - Sự thay đổi áp suất (mao quản) - Sự đóng băng nước kẽ nứt - Sự kết tinh muối 1.2.2.2 Phong hóa hóa học Q trình phá hủy đá khống chất tác động hóa học nước dung dịch nước Phong hóa hóa học làm cho thành phần khống học thành phần hóa học đá thay đổi Kết quả: - Làm đá vụn xốp - Xuất khống thứ sinh ( khống ) - Q trình hòa tan Các loại muối clorua sunfat cation kim loại kiềm kiềm thổ khoáng dễ hòa tan - Q trình hydrat hóa ( q trình ngậm nước) Giáo trình Tài nguyên đất mơi trường ThS Phan Tuấn Triều – ĐH Bình Dương Nước phân tử có cực, nên khống chất có cation anion có hóa trị tự hút phân tử nước trở thành ngậm nước 2Fe2O3 + 3H2O  2Fe2O3 3H2O CaSO4 + 2H2O  CaSO4 2H2O Na2SO4 + 10H2O  Na2SO4 3H2O Hydat hóa làm độ cứng khống giảm, thể tích tăng làm đá bị vỡ vụn hòa tan Như phong hóa hóa học khơng phá vỡ đá mặt hóa học, mà thúc đẩy q trình phong hóa lý học Q trình oxy hóa Trong khống chất cấu tạo đá, chứa nhiều ion hóa trị thấp (Fe 2+ , Mn2+ ), ion bị oxy hóa thành hóa trị cao làm cho khống bị phá hủy thay đổi thành phần 2FeS2 + 2H2O + 7O2  2FeSO4 + 2H2SO4 4FeSO4 + 2H2SO4 + O2  2Fe2(SO4)3 + H2O Quá trình thủy phân Nước bi phân ly thành H+ + OH– Trong vỏ đất chứa nhiều khống silicat – muối axit yếu (axit silic: H2SiO3, axit amulosilic: H2[Al2Si6O16]) Trong các khoáng chứa ion kim loại kiềm kiềm thổ, trình thủy phân, ion H + nước điện ly thay cation K[AlSi3O8] + H+ + OH–  HalSi3O8 + KOH Quá trình phong hóa hóa học làm đá vỡ vụn thay đổi thành phần khoáng đá 1.2.2.3 Phong hóa sinh học Là q trình biến đổi học, hóa học loại khống chất đá tác dụng sinh vật sản phẩm chúng Sinh vật hút nguyên tố dinh dưỡng q trình phong hóa giải phóng để tồn Sinh vật tiết axit hữu ( axit axetic, malic, oxalit,…) CO dạng H2CO3 Các axit phá vỡ phân giải đá khoáng chất Những vi sinh vật hoạt động phân giải cũng giải phóng axit vơ ( axit nitric, sunfuric…) làm tăng trình 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 đá Quá trình hình thành đất 2.1 Khái niệm Quá trình hình thành đá phức tạp, bao gồm nhiều hoạt động: sinh học, hóa học, lý học, lý – hóa học tác động tương hổ lẫn nhau: Sự tổng hợp chất hữu phân giải chúng Sự tập trung tích lũy chất hữu cơ, vơ rửa trơi chúng Sự phân hủy khống chất tổng hợp hợp chất hóa hoc - Giáo trình Tài ngun đất mơi trường ThS Phan Tuấn Triều – ĐH Bình Dương Sự xâm nhập nước vào đất nước từ đất Sự hấp thu lượng mặt trời đất làm đất nóng lên lượng từ đất, làm cho đất lạnh Từ xuất sống trái đất q trình phong hóa xảy đồng thời với - trình hình thành đất Thực chất q trình hình thành đất vòng tiểu tuần hoàn sinh học, thưc hoạt động sống sinh học (động vật, thực vật vi sinh vật) Trong vòng tuần hồn sinh vật hấp thu lượng, chất dinh dưỡng khí từ khí để tổng hợp nên chất hữu ( quang hợp ) Các chất hữu vô hóa nhờ vi sinh vật nguồn thức ăn cho sinh vật hệ sau Thưc vật vòng đại tuần hồn đia chất q trình phong hóa đá để tạo thành mẫu chất Còn chất q trình hình thành đất vòng tiểu tuần hồn sinh học, có tiểu tuần hồn sinh học đất hình thành, nhân tố cho độ phì nhiêu đất tạo Dòng đến xạ Dòng xạ sóng ngắn sóng dài Giáo trình Tài ngun đất mơi trường ThS Phan Tuấn Triều – ĐH Bình Dương Năng lượng địa chất Chuyển vận nước Dòng lượng Dòng vật chất Giới hạn vòng tuần hồn địa chất Giới hạn vòng tiểu tuần hồn sinh vật học Hình 1.1 Quan hệ vòng tuần hồn địa chất tiểu tuần hồn sinh hoc 2.2 Các ́u tớ hình thành đất Giáo trình Tài nguyên đất mơi trường ThS Phan Tuấn Triều – ĐH Bình Dương Đất hình thành biến đổi liên tục sâu sắc tầng mặt đất tác dụng sinh vật yếu tố môi trường Các yếu tố tác động vào trình hình thành đất làm cho đất hình thành gọi yếu tố hình thành đất Docuchaev người nêu yếu tố hình thành đất gọi yếu tố phát sinh học (1) Đá mẹ Nguồn cung cấp vật chất vô cho đất, trước hết khống chất, xương ảnh hưởng tới thành phần giới, khoáng học học đất Thành phần tính chất đất chịu ảnh hưởng đá mẹ thường biểu rõ rệt giai đoạn đầu trình hình thành đất, sau bị biến đổi sâu sắc q trình hóa học sinh học xảy đất (2) Khí hậu Khí hậu tham gia vào trình hình thành đất thể qua: Nước mưa Các chất khí quyển: O2, CO2, NO2 Hơi nước lượng mặt trời Sinh vật sống trái đất Khí hậu có ảnh hưởng trực tiếp gián tiếp đến trình hình thành đất: Trực tiếp: nước nhiệt độ Nước mưa định độ ẩm, mức độ rửa trôi, pH dung dịch đất tham gia tích cực vào phong hóa hóa học Nhiệt độ làm cho đất nóng hay lạnh, thúc đẩy q trình hóa học, hòa tan tích lũy chất hữu Gián tiếp: Biểu qua giới sinh vật mà sinh vật yếu tố chủ đạo cho trình hình thành đất: biểu qua quy luật phân bố địa lý theo vĩ độ, độ cao khu vực (3) Yếu tố sinh học Cây xanh có vai trò quan trọng tổng hợp nên chất hữu từ chất vô đất khí – nguồn chất hữu đất Vi sinh vật phân hủy, tổng hợp cố định nitow (N) Các động vật có xương không xương xới đảo đất làm cho đất tơi xốp, đất có cấu trúc Xác sinh vật nguồn chất hữu cho đất , nói vai trò sinh vật q trình hình thành đất là: tổng hợp, tập trung, tích lũy chất hữu cơ, phân giải biến đổi chất hữu (4) Yếu tố địa hình Địa hình khác xâm nhập nước, nhiệt chất hòa tan khác Nơi có địa hình cao, dốc, độ ẩm bé nơi có địa hình thấp trũng Địa hình cao thường bị rửa trơi, bào mòn Hướng dốc ảnh hưởng đến nhiệt độ đất Địa hình ảnh hưởng tới hoạt động sống giới sinh vật, tới chiều hướng cường độ trình hình thành đất (5) Yếu tố thời gian 10 Giáo trình Tài nguyên đất môi trường ThS Phan Tuấn Triều – ĐH Bình Dương Phản ứng oxy hố HCHO điều kiện khác NO: HCHO + hv H* + O2 + M HCHO + OH* HCO* + O2 H* + HCO* HO2* H2O + HCO* CO + HO2* Chính mà q trình oxy hóa CH4 làm tăng lượng CO khí CO khí tiếp tục bị oxy hóa thành CO2: CO + OH* H* + CO2 Phụ thuộc vào lượng NO khí mà diễn trình sau: - - Khi NO > 10 ppt H* + O2 + M 3[HO2* + NO 3[NO2* + hv 3[O* + O2 + M HO2* NO2 + O*] NO + O*] O3] HCHO +6O2 CO2 + 3O3 + 2OH Khi NO < 10 ppt 2[H* + O2 3[HO2* + O3 HO2*] HO* +2O2] HCHO + 3O2 CO2 + 3O2 +2OH Trong điều kiện có đủ NO, phân tử CH bị oxy hóa sinh 3,7 phân tử O 0,5 nhóm OH, thiếu NO q trình oxy hóa phần CH tiêu thụ 1,7 phân tử O 3,5 nhóm OH (Crutzen Graede, 1986) Như q trình oxy hóa CH làm ảnh hưởng đến nồng độ CO OH khí Khi lượng CH4 CO tăng dẫn đến làm giảm lượng OH Phản ứng CH4 với Cl cũng có ý nghĩa quan trọng tầng đối lưu làm hoạt tính Cl ngun tử: CH4 + Cl CH3 + HCl 74 Giáo trình Tài nguyên đất môi trường ThS Phan Tuấn Triều – ĐH Bình Dương Đối với hợp chất hydratcacbon khác (RH), q trình oxy hóa diễn tương tự CH4 RH + OH* R* + O2 R* + H2O RO2* Phụ thuộc vào lượng NO có khí mà phản ứng xảy theo đường sau: RO2* + NO RO* + NO2 RO2* + R’OO ROOR’ + O2 RO* + O2 R1*CHO + HO2* ROOR’ + hv RO* + R’O* 1.2 Các hợp chất nitơ Các trình tầng đối lưu: trình bày trên, NO x có vai trò quan trọng q trình oxy hóa CH4 CO Các phản ứng NO NO2 khác chúng đóng vai trò chất xúc tác quan trọng nhiều phản ứng quang hóa Ở tầng đối lưu,NO x làm tăng cường qú trình hình thành O 3, tầng bình lưu nhưộc lại Theo Bouwman (1990) phản ứng biến đổi hợp chất nitơ khí xảy sau: Vào ban ngày, HNO3 hình thành theo phản ứng sau: NO2 + OH* + M HNO3 Vào ban đêm có phản ứng: NO2 + O3 NO3* + O2 NO3* + NO2 N2O5 N2O5 + H2O 2HNO3 Trong phản ứng quang hóa nhiều hợp chất hydrocacbon ( khơng phải CH 4) có khả hình thành chất hữu chứa nitơ (N) Trong peroxyacetylnitrat [CH 3C(O)O2NO2] nguồn quan trọng giải phóng Nox vùng đô thị Chúng tập trung nhiểu tầng cao tầng đối lưu (Levine et al 1984): CH3C(O)O2NO2 CH3O(O)O2* + NO2 Bản thân NH3 khơng có khả hấp thụ xạ nhiệt, có khả bị oxy hóa thành oxit nitơ có khả hấp thu nhiệt Trong khí khoảng 10 – 20% NH bị oxy hóa OH: OH* +NH3 NH2 + H2O 75 Giáo trình Tài nguyên đất môi trường ThS Phan Tuấn Triều – ĐH Bình Dương NH2 bị oxy hố theo đường khác nhau: Hoặc NH2 + O2 NH2O2 NH2 + NO Các sản phẩm (N2, N2O) NH2 + NO2 Các sản phẩm (N2, N2O) NH2 + O2 Các sản phẩm (NH*, HNO, NO) NH3 cũng có khả phản ứng với khí HNO3 để hình thành dạng sol khí nitrat: NH3 + HNOx - NH4NOx Các trình tầng bình lưu: Nguồn cung cấp Nox cho tầng bình lưu q trình phân hóa chất N2O: O3 + hv O* +O2 O* N2O 2NO3 NO3 làm tăng trình phá hủy tầng ozon theo phản ứng sau: O3 + hv O* + O2 O* + NO2 NO + O2 NO + O3 NO2 + O2 2O3 3O2 Ở độ cao 40 km, O3 hình thành nhờ trình liên kết phân tử O2 với O nguyên tử O2 + hv 2O* 2[O* + O2 + M O3] 3O2 2O3 Lượng O3 khí tập trung chủ yếu độ cao 10 – 40 km Dưới 25 km, NO x có tác dụng tăng cường q trình hình thành O3 nhờ tác dụng ánh sáng mặt trời 76 Giáo trình Tài ngun đất mơi trường ThS Phan Tuấn Triều – ĐH Bình Dương HO2* + NO NO2 + hv O* + O2 + M HO2* + O2 OH* + NO2 NO + O* O3 OH* + O3 Trong phạm vi độ cao 10 – 40 km, OH tham gia vào trình phân huỷ O3: OH* + O3 HO2* O3 2O3 HO2* + O2 OH* + 2O2 3O2 Thơng thường độ cao 25 km NO x làm giảm nồng độ O3, độ cao dứơi 25 km, NOx có tác dụng bảo vệ tầng ozon khỏi bị phá hủy 2.Sự trao đổi khí nhà kính đất khí quyển: CO2, CO, CH4, N2O, NO, NO2, NH3 2.2 Khí cacbonic (CO2) CO2 loại khí nhà kính phổ biến Hàm lượng khí vào khoảng 345 ppm tốc độ gia tăng hàng năm 0,5% Ước tính tổng lượng C sinh khối 835 Gt (1 Gt = 1015 gam) (Whittaker Likens, 1975), C khí 720 Gt, đại dương 38000 Gt, nhiên liệu hóa thạch 6000 Gt (Goudriaan Ketner, 1984) Hàng năm sinh vật cạn có khả tích luỹ khoảng 60 Gt Lượng CO giải phóng đốt nhiên liệu hố thạch vào khoảng 5,3 Gt (Rotty, 1987) chặt phá rừng 0,3 – 1,7 Gt (Detwiter Hall, 1988) Ứơc tính đến 2050, lượng CO khí la 440 – 660 ppm Do hấp phụ đại lượng bị hạn chế nên hàm lượng CO khí tăng hàng năm khoảng 0,5% 3,6 Gt cacbon Q trình khóang hố chất hữu đất giải phóng CO phụ thuộc vào nhiều điều kiện khác nhau, hoạt đông vi sinh vật đất, độ ẩm, cấu trúc thành phần giới đất, thành phần khóang hóa đất, khơng khí đất… Các hoạt động sản xuất nơng nghiệp, sử dụng đất cũng có tác động mạnh đến q trình phân giải chất hữu giải phóng CO2 từ đất Trong nông nghiệp đại, với trồng độc canh, sử dụng chủ yếu loại phân khóang làm giảm đáng kể chất hữu đất Các đất rừng hệ sinh thái tự nhiên chuyển sang đất nông nghiệp cũng làm tăng cường chất hữu đất 77 Giáo trình Tài ngun đất mơi trường ThS Phan Tuấn Triều – ĐH Bình Dương Bảng 8.1 Lượng C chuyển đổi sử dụng đất từ trạng thái hệ sinh thái tự nhiên sang sản xuất nông nghiệp ( nguồn Schesinger, 1986) Trạng thái tự nhiên Lượng C trung bình (%) Rừng ơn đới 34,0 Đồng cỏ ôn đới 28,6 Rừng nhiệt đới 21,0 Savan nhiệt đới 46,0 Khoảng dao động (%) 3,0 – 56,5 2,5 – 47,5 1,7 – 69,2 Tốc độ phân hủy chất hữu xúc tiến mạnh trình sản xuất nơng nh\ghiệp gia tăng hoạt động vi sinh vật điều kiện thuận lợi độ ẩm nhiệt độ Những nghiên cứu lâu dài Đan Mạch cho thấy hàm lượng cacbon đất giảm 25% đất sử dụng phân khoáng (N, P, K) (Dam Kofoed, 1982) Ở đất có thành phần giới nặng hàm lượng C giảm (khoảng 15 – 25%) Hàm lượng chất hữu giảm tới 50% sau đẩt đồng cỏ Chernozem (đất đen ôn đới) chuyển sang đất nông nghiệp (Van Veen Paul, 1981) Các nghiên cứu chung ảnh hưởng trình canh tác đến hàm lượng chất hữu đất fefalit Tây Phi (Bram, 1971) cho thấy chúng khoảng 40 – 60% hàm lượng chất hữu 30% so với đất ban đầu Trong giai đoạn cách mạng nông nghiệp trước đáy, diện tích lớn rừng bị chuyển thành đất nơng nghiệp làm giảm lựơng CO lớn, ước tính có tới 537 Gt C (Buringh, 1984) Lượng CO2 giải phóng hàng năm ước tính khác tuỳ theo tác giả (bảng 8.2) Các trình cải tạo đầm lầy, đất giàu chất hữu cũng đóng góp đáng kể vào việc làm tăng lượng CO2 khí Theo Armentano (1980) Trái Đất có khoảng 450x10 10 m2 đất bùn với lượng tích luỹ trung bình C vào khỏang 300 kg/ha/năm Ước tính tổng lượng C tích luỹ hàng năm 0,135 Gt C Theo Armentano (1980) Trái Đất có khoảng 450x1010 m2 đất than bùn với lượng tích luỹ trung bình C vào khoảng 300kg/ha/năm Ước tính tổng lượng C tích luỹ hang năm 0.135 Gt C 78 Giáo trình Tài ngun đất mơi trường ThS Phan Tuấn Triều – ĐH Bình Dương Duxbury (1979) ước tính có – 35x10 10 m2 đát ướt (wetlands) cải tạo làm giải phóng lượng C tưong ứng la 10 T C/ha/năm; hay 0,05 – 0,35 Gt C hằng năm Quá trình tiêu nước đất gley cũng làm giải phóng thêm lượng C 0,01 Gt C/năm Bảng 8.2 Ước tính lượng cacbon giải phóng từ đất năm của thập kỷ 80 (1980s) Tác giả Lượng C giải phóng từ đất, Dt C/ năm Bolin, 1977 0,30 Schesinger, 1977 0,85 Buringh, 1984 1,50 – 5,40 Bouwman, 1989 0,10 – 0,40 Detwilet and Hall, 1988 0,11 – 0,25 Armentano Menges (1986) cho rằng đất ướt vùng ôn đới chiếm khoảng 350x1010m2 Trong giai đoạn 1795 – 1980 có khoảng 8,2 x 10 10 m2 chuyển thành đất nông nghiệp 5.5 x 1010 m2 cho đồng cỏ 9,4 x 1010 m2 cho đất rừng Còn vùng nhiệt đới có khoảng 4% đất ướt cải tạo giai đoạn Hàm lượng C giải phóng trình vào khoảng 0,15 – 0,184 Gt C/năm Quá trình chặt phá rừng giới cũng đóng góp quan trọng vào việc phát thải khí CO2, ước tính vào khoảng 0,3 – 1,7 Gt C/ năm, hầu hết lượng từ vùng nhiệt đới (Derwiter Hall, 1988) Ngược lại trình trồng rừng lại có tác dụng hấp thu khí CO tới 6240 kg C/ha/năm (Sedjo, 1989) 2.2 Trao đổi cacbon monoxyt (CO) Trên thực tế, CO khơng có ý nghĩa trực tiếp vào cân bằng xạ khí mà chủ yếu có ảnh hưởng đến hàm lượng khí nhà kính như: CH 4, CH3Cl, CH3CCl3 CHClF2 Ngồi CO cũng nguồn quan trọng hình thành CO2 khí Việc tăng hàm lượng CO tầng đối lưu làm giảm hàm lượng OH (Khalit Rasmussens, 1984, 1985) dẫn tới ảnh hưởng đến tầng ozon làm tăng hàm lượng chất khí như: CH4, hydratcacbon – Clo Trong thời gian qua tích lũy CO khí cũng tăng đáng kể , với tốc độ 0,6 – 1%/ năm (Bolle et al, 1986) đến – 6% (Khalit Rasmussens, 1984) Nguồn sản sinh nơi hấp thu CO giới trình bày bảng 8.3 79 Giáo trình Tài ngun đất mơi trường ThS Phan Tuấn Triều – ĐH Bình Dương Bảng 8.3 Các nguồn sản sinh hấp thu CO (Tg CO/năm) Nguồn Dao động Trung bình Tác giả 1.Nguồn sinh CO - Thực vật 20 – 200 110 Crutzen, 1983 – 30 17 Conrad Seiler, 1985 240 – 1660 840 Crutzen et al, 1979 20 – 80 40 Longgan et al, 1981 - Đốt nhiên liệu hóa thạch 400 – 1000 450 Longgan et al,1981 - Oxy hoá NHMC* tự nhiên 280 – 1200 560 Longgan et al,1981 - Oxy hóa NHMC nhân tạo – 180 90 Longgan et al,1981 400 – 1000 810 Longgan et al, 1981 - Oxy hóa CO thành CO2 1600 – 4000 3170 Longgan et al,1981 - Tích lũy tầng binh lưu 190 – 580 170 Crutzen et al, 1983 - Oxy hóa vi sinh vật đất 190 – 580 450 Crutzen et al, 1983 - Đất - Đốt cháy sinh khối - Đại dương - Oxy hóa CH4 2.Nguồn hấp thu CO *NHMC: hydratcacbon khơng chứa metan Hầu hết đất có khả hấp thụ khí CO2, đát khơ có khả sinh CO (Bartholomew Alexander, 1981) Vì qú trinh sản sinh CO đất chủ yếu xảy vùng khô hạnvà bán khơ hạn Q trìng phóng thích CO q trình hố học, ngược lại q trình oxy hóa CO đất lại kết hoạt động vi sinh vật Trên thực tế trình sản sinh CO2 CO thường xảy đồng thời nên khó xác định riêng cho loại Conrat Seiler, 1985 nghiên cứu đất vùng khô hạn cận nhiệt đới cho thấy phụ thuộc chặt chẽ lượng CO sinh với nhiệt độ bề mặt đất, mức độ tiêu thụ CO khơng phụ thuộc vào nhiệt độ bề mặt đất Điều chứng tỏ rằng CO sinh chủ yếu tầng mặt CO tiêu thụ chủ yếu tầng bên với nhiệt độ thấp Ở vùng khí hậu ơn đới ẩm, trình sản sinh CO hạn chế, ngược lại trình tiêu thụ CO lại xảy mạnh mẽ Ở vùng nhiệt đới ẩm chưa nghiên cứu đầy đủ Theo Seiler Conrad, 1987 vùng nhiệt đới ẩm, khả tiêu thụ CO lớn sản sinh CO Quá trình sản sinh CO từ đất 80 Giáo trình Tài nguyên đất môi trường ThS Phan Tuấn Triều – ĐH Bình Dương phạm vi tồn cầu ước tính vào khoảng 17 Tg/năm (3 30 Tg/năm vùng nhiệt đới khô hạn) Lượng tiêu thụ CO vào khoảng 300 – 530 Tg/năm, 70 – 140 Tg/năm oxy hóa vùng nhiệt đới ẩm Trên phạm vi toàn cầu, tổng lượng CO phát thải hàng năm 2920 Tg (1270 – 5700 Tg CO/năm) Các nguồn có khả hấp thu CO 3600 Tg/năm (1960 – 4750 Tg CO/năm).Trong chưa kể đến khả sinh CO đại dương Khả không cân bằng mơ hình cũng phần cho thấy thiếu xác số liệu đưa 2.3 Trao đổi khí metan (CH4) Khí metan tầng khí biết đến từ năm 1940 CH có khả hấp thu mạnh lượng tia hồng ngoại Hàm lượng CH khí vào khoảng 1,7 ppm.V (ppm V = phần triệu theo thể tích) Bắc bán cầu, 1,6 ppm.V Nam bán cầu (Rasmussen Khalil, 1986; Steele et al 1987) Trong thời gian qua lượng CH4 khí ngày gia tăng Chỉ tính riêng giai đoạn 1978 – 1983, lượng CH4 tăng trung bình 18 ppb.V/năm (ppb.V: phần tỷ theo thể tíc) 1,1% (Bolle et al, 1986) Nguyên nhân làm tăng CH4 khí nguồn thải tăng nguồn hấp thu phân hủy CH4 lại có hạn (Khalil Rusmussen, 19885) Lượng phát thải CH từ nguồn khác trình bày bảng 8.4 (Bouwman, 1990) Bảng 8.4 Nguồn phát thải CH4 Nguồn Đồng lúa Đất ướt Bãi rác thải Đại dương, mặt nước khác Động vật nhai lại Mối Khai thác khí thiên nhiên Khai thác than Đốt sinh khối Các nguồn khác Cộng Tổng nguồn phát thải Tổng nguồn hấp Lượng CH4 (1012 g CH4/năm) 60 – 140 40 – 160 30 – 70 15 – 35 66 – 99 2–5 30 – 40 35 55 – 100 1–2 334 – 714 400 – 600 300 – 6500 81 Giáo trình Tài nguyên đất môi trường ThS Phan Tuấn Triều – ĐH Bình Dương Các trình phân giải chất hữu điều kiện kỵ khí dẫn đến hình thành CO CH4 Tỷ lệ CO2 CH4 phụ thuộc vào mức độ oxy hóa chất hữu ban đầu - Q trình giải phóng CH4 từ đất lúa: Q trình giải phóng CH4 từ đất phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác Theo Sebacher et al (1986) đất bị ngập nước 10 cm có tác động làm tăng q trình giải phóng CH Còn mực nước 10 cm q trình giải phóng CH 4, có tương quan thuận với độ sâu tầng đất ngập Trong phẩu diện đất ngập nước thường chia tầng có mức độ khử khác Tầng mặt xem tầng oxy hóa, tiếp đến tầng khử chứa nhiều Fe 2+, Mn4+ tồn NO3- Tiếp theo tầng khử SO42- cuối tầng sản sinh khí CH 4, cũng tầng có điện oxy hóa khử thấp Một phần CH4 hình thành tầng sản sinh CH4 bị phân hủy tầng đất oxy hóa thực tế có khoảng 23% vào khí Trong trừơng hợp khơng có lúa, khoảng 35% lượng khí phát thải vào khí (Holzapfel – Pschoru et al, 1986) Metan giải phóng vào khí theo đường sau: (1) Sủi bọt: Là tượng hình thành bọt khí từ trầm tích, chiếm khoảng 49 – 64% (Barlett et al, 1988) đến 70% (Crill et al,1988) lượng CH4 phát thải từ đất (2) Khuếch tán: CH4 khuếch tán vào nước tới bề mặt nước vào khí (Sebacher et al 1983) (3) Được vận chuyển thông qua trồng, đặc biệt phần sống nước, lúa (de Bont et al, 1978; Seiler, 1978) Quá trình có ý nhĩa quan trọng đất lúa nước Theo Seiler (1984), Holzappel Pschorn et al, (1986) có tới 95% tổng số CH giải phóng tử đất vào khí thơng qua mơ khí lúa Sự CH vào khí thơng qua việc hình thành bong bóng khí có ý nghĩa lớn đất không cấy lúa Khi lúa già (lúa chín) có khả giải phóng lượng CH4 nhiều gấp 20 lần lúa có tuần tuổi Diện tích đất lúa nước giới ước tính 144 x 10 ha, 95% tập trung vùng Đông Á (FAO, 1985), chiếm 9,5% diện tích đất trồng trọt tồn giới ( bảng 8.5) Đất lúa tăng nhanh chóng từ 86x10 lên 144x106 thời gian 50 năm (1935 – 1985), với tốc độ tăng trung bình hàng năm 1,05% Riêng giai đoạn 1950 – 1980 tốc độ tăng đạt 1,23% năm Tuy nhiên năm gần diện tích đất lúa có chiều hướng giảm Bảng 8.5 Diện tích đất lúa thế giới giai đoạn 1935 – 1985 (107 m2) Châu lục 1935 1950 1960 1970 1980 1985 82 Giáo trình Tài nguyên đất mơi trường ThS Phan Tuấn Triều – ĐH Bình Dương Châu Phi Châu Mỹ Châu Á Châu Âu Châu Đại Dương Liên Xô (cũ) 1850 1730 82000 220 10 148 2900 3340 87600 300 30 2880 4160 110940 350 40 100 3960 7169 122302 395 50 356 8494 9334 128393 366 123 637 5467 8036 129977 388 140 667 Tốc độ giải phóng CH4 từ đất lúa cũng khác phụ thuộc vào thời vụ, khí hậu Những nghiên cứu Seilet et al.(1984) cho thấy trung bình có 12g CH giải phóng m2 suốt giai đoạn trồng lúa đất lúa Tây Ban Nha Trong Holzappel Pschorn Seiler (1986) nghiên cứu với đất lúa Itali cho lượng CH4 giải phóng cao nhiều (27 – 81 mg CH4/m2) Ở Châu Á, khoảng 50% diện tích trồng lúa lúa nứơc với chế độ ngập nước lâu dài, 39% ngập nước mưa Nhìn chung thời gian ngập nước chiếm 80% thời gian vụ sản xuất Ước tính q trình sản xuất lúa phát thải vào khí lượng CH 53 – 114 Tg/năm (1985), 60 – 120 Tg CH4/năm (1989) - Quá trình giải phóng CH4 từ đất ướt khơng trơng lúa Các loại đất ướt cũng nguồn cung cấp khơng ngừng khí CH cho khí Hiện diện tích đất ướt giới cũng lớn gồm nhiều loại khác (bảng 8.6) Theo Matthews Fung (1987) giới có khoảng 1283 x 106 đất ướt không trồng trọt, khoảng 35% phân bố vùng nhiệt đới Bảng 8.6 Diện tích loại đất ướt thế giới (x1010 m2) (thưo FAO/UNESCO, 1771 – 1981; Matthews, 1983; FAO, 1983) Loại đất Vùng nhiệt đới Đất đầm lầy 120 Đất than bùn khác (trừ đầm lầy) 25 Đất Gley 104 Đất đồng rêu (tundras) Đất ướt khác (đất phù sa không 102 trồng trọt) Tổng 351 (27%) Đất phù sa có trồng trọt 78 Đất Gley (có trồng trọt) 52 Vùng ôn đới 90 175 51 545 71 932 (73%) 47 93 Tổng số 210 200 155 545 173 1283 (100%) 125 145 83 Giáo trình Tài nguyên đất mơi trường ThS Phan Tuấn Triều – ĐH Bình Dương Harriss et al (1982) cho rằng đất than bùn nước ngọt, điều kiện ngập nước giải phóng khoảng 0,001 – 0,02 g CH4/m2/ngày Ngược lại đất đầm lầy khô hạn hấp phụ khoảng 0,001 – 0,005 g CH4/m2/ngày Lượng CH4 tích luỹ đất giảm có hàm lượng SO42- cao Nguyên nhân do: - Sự cạnh tranh chất vi khuẩn khủ SO42- vi khuẩn sinh metan Ảnh hưởng kim hảm sunphat sunphit trình metan Khả phụ thuộc trình sinh metan vào sản phẩm vi khuẩn khử sunphat Metan bị oxy hóa vi khuẩn dinh dưỡng metan hiếu khí kỵ khí Q trình giải phóng CH4 môi trường nước mạnh nước mặn (Smith et al, 1982) Nguyên nhân nước có hàm lượng SO42- thấp Q trình giải phóng CH4 có dao động lớn, khơng phụ thuộc vào lượng nước, nhiệt độ, yếu tố khí hậu khác mùa vụ Harriss (1988) cho rằng, nhiệt độ khí tăng Bắc bán cầu làm tăng cường q trình giải phóng CH việc tăng trình sản xuất sinh khối thực vật trình lên men - Sự sản sinh CH4 động vật ăn cỏ (1) Động vật nhai lại (trâu, bò): nguồn phát thải CH quan trọng Theo Crutzen et al(1986) có tới Tg CH4 sinh động vật nhai lại gia súc, bò chiếm 74% (54 Tg), trâu Tg cừu Tg Phần lại lạc đà, ngựa vật nuôi khác Ước tính tồn giới, lượng phế thải CH từ động vật nhai lại vào khoảng – Tg CH4/năm Từ người sản sinh lượng CH4 Tg (2) Mối: điều kiện sinh thái thích hợp cho việc giải phóng CH thơng qua hoạt động mối vùng nhiệt đới ẩm bị chặt phá đốt, vùng đất trồng trọt vùng cận nhiệt đới CH4 sinh ruột nhiều loại trùng khác lồi gián ăn gỗ, lồi cánh cứng… - Giải phóng CH4 từ việc đốt cháy sinh khối bãi rác Việc đốt cháy sinh khối chất thải hữu cũng nguồn phát thải CH vao khí Crutzen et al(1979) ước đoán lượng CH sinh đốt sinh khối toàn cầu vào khoảng 25 – 110 Tg CH4/năm Nếu tính từ đốt chất thải từ nơng nghiệp tỷ lệ CH 4/CO2 : 53 84 Giáo trình Tài nguyên đất môi trường ThS Phan Tuấn Triều – ĐH Bình Dương Ở bãi rác, CH4 hình thành qua trình phân huỷ kỵ khí chất hữu Ước đoán lượng Ch4 sinh từ bãi rác thải toàn giới 30 – 70 Tg CH (Bingemer Crutzen, 1987) Số liệu tính sở phân huỷ sinh học khoảng 85 x 10 T C/năm bãi rác giới Trong có khoảng 20% từ nước phát triển Mức độ giải phóng CH dựa tỷ lệ: 0,5 kg CH4 kg C phân huỷ - Q trình oxy hóa CH4 đất khô Ở đất khô,một số vi sinh vật có khả sử dụng CH nguồn cung cấp lượng cho hoạt động chúng (vi khuẩn dinh dưỡng CH 4), loài Nitrosomonas (Seiler Conrad, 1987) Theo nghiên cứu Seiler (1984), đất vùng khí hậu bán khơ hạn, có khả tiêu huỷ x 10-4 đến 24 x 10-4 g CH4/m2 mùa khô với nhiệt độ 20 – 450C 2.4.Trao đổi dinitro oxyt (N2O) N2O chất có khả hấp thụ xạ hồng ngoại lại hoạt động (khí trơ) tầng bình lưu Trong tầng đối lưu bị phá huỷ nguyên tử oxy (O), trình nitơ oxyt (NO) hình thành Chất khí phản ứng với O dẫn đến làm phá huỷ tầng ozon khí NO cũng tham gia q trình oxy hóa CH4 CO Trong vòng 100 năm qua N2O đóng góp 5% làm tăng nhiệt độ trái đất Lượng N 2O khí hấp thụ tầng bình lưu 10,5 Tg/năm Vì thời gian tồn N2O khí vào khoảng 100 – 200 năm nên có ảnh hưởng lâu dài nhiệt độ Trái Đất Quá trình giải phóng oxy hố oxyt nitơ đất (N 2O, NO, NO2) có tham gia tích cực vi sinh vật phản nitrat hóa (denitrification) - Quá trình phản nitrat sinh học Quá trình phản nitrat q trình khử NO3- NO2- thành dạng khí nitơ (N2 nitơ oxyt chủ yếu vi khuẩn kỵ khí Pseudomonas, Bacillus Paracocus Các lồi Thiobacillus denitrificans, Chromobacterium, Coryebaterium, Hyphomicrobium serratia có khả xúc tiến trình khử Quá trinh khử nitrat xảy điều kiện thiếu hụt oxy, đăc biệt đất ngập nước Ước tính có khoảng 10 – 30% lượng N bón bị dạng khí q trình gây nên Có thể mơ tả q trình nitrat hóa sau: NO3- NO2- NO N2O N2 + H2O 85 Giáo trình Tài ngun đất mơi trường ThS Phan Tuấn Triều – ĐH Bình Dương Các khí NO N2O giải phóng vào khí trước bị khử tiếp tục đến N Tỷ lệ N2 : N2O khí sản sinh phụ thuộc vào yếu tố môi trường pH, độ ẩm đất, điện oxy hoá khử, nhiệt độ, nồng độ NO3- hàm lượng C hữu Các vi khuẩn cố định nitơ nốt sần họ đậu có khả thực chức khác nhau: cố định N phản nitrat Quá trình nitrat làm giảm lượng NO 3-, NO2- N2O, chúng chất kìm hãm trình cố định N2 từ khí - Q trình nitrat hóa Là q trình oxy hóa sinh học NH4+ thành NO2- NO3- Các vi sinh vật Nitrosomonas,Nitrosocous, Nitrospira, Nitrosolobus thực trìnhoxy hóa NH 4+ đến NO2-, Nitrobacter oxy hóa NO2- thành NO3- Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến hoạt động vi sinh vật chuyển hoá nitơ, Nitrobacter nhạy cảm với nhiệt độ so với Nitrosomonas Trong điều kiện khí hậu lạnh tích lũy NO 2nhiều đất - Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ giải phóng N2O Hàm lượng oxy độ ẩm đất có ảnh hưởng lớn đến trình hình thành N 2O Quá trình bị hàn chế độ ẩm đất nhỏ 2/3 độ trử ẩm toàn phần xảy mạnh đất ngập nước Khi đất làm ướt, N2O giải phóng nhanh Khi đất làm khơ đủ nhanh q trình khử N2O thành N2 bị hạn chế N2O giải phóng vào khí tăng Trong điều kiện đất thơng thống hai sinh vật nitrat hóa phản nitrat hóa tham gia giải phóng N2O Tuy nhiên q trình nitrat hóa chiếm ưu tầng đất mặt, q trình phản nitrat hóa chiếm ưu tầng đất sâu giai đoạn đất có độ ẩm cao nhiệt độ đất ảnh hưởng đén q trình giải phóng N2O từ đất Nhiệt độ thích hợp cho q trình phản nitrat hóa vào khoảng 25oC đến 60- 65 oC Ở 2oC ttrình xảy chậm Đối với q trình nitrat hóa nhiệt độ thích hợp vào khoảng 30 – 35 oC, 5oC 40oC trình xảy chậm(Alexander, 1977) Các tính chất đất độ pH, thành phần nguyên tố hóa học đất cũng có ảnh hưởng đến trình giải phóng N2O Trong mơi trường axít q trình bị hạn chế Tốc độ giải phóng N2O từ đất khác phụ thuộc vào loại đất , điều kiện khí hậu trồng Nhìn chung N2O giải phóng từ rừng nhiệt đới ẩm lớn so với vùng ôn đới( Keller et al, 1988) 86 Giáo trình Tài ngun đất mơi trường ThS Phan Tuấn Triều – ĐH Bình Dương Rừng ơn đới cũng có khả sinh nhiều N 2O so với đồng cỏ Rừng rụng ôn đới giải phóng N2O nhiều so với rừng kim (Keeney, 1984) 2.5 trao đổi nitơ oxyt (NO) nitơ đioxyt (NO2) NO NO2 khơng có ý nghĩa hấp thụ lượng tia hồng ngoại, nhiên tham gia nhiều phản ứng hóa học xảy khí Nó ảnh hưởng lớn đến việc tích lũy nhiều loại khí nhà kính khác Nó làm tăng q trình phá hủy tầng ơzon oxi hóa CH 4, CO nguồn sản sinh khí NOX đốt cháy nhiên liệu hóa thạch( 40%), đốt cháy sinh khối (25%), ngồi từ uqá trình hoạt động vi sinh vật, sấm sét… Bảng 8.7 Nguồn phát thải khí NOx trơng tầng đối lưu (Tg N/năm) (brouwman,1990) Nguồn Đốt nhiên liệu hoá thạch Đốt cháy sinh khối Từ q trình đất Sấm sét Oxy hóa NH3 khí -Từ tầng bình lưu -Từ máy bay Tổng số Trung bình 21 5,1 8 Dao động 14 – 28 3,6 – 6,7 – 16 – 20 0,5 0,25 50 25 - 90 Các q trình giải phóng NO thường đồng thời giải phóng N2O Cả q trinh nitrat hố phản nitrat hóa sinh NO, q trình nitrat hóa có ý nghĩa Tỷ lệ NO : NO2 sinh từ q trình nitrat hóa vào khoảng – 5, q trình phản nitrat hóa 0,01 (Lipschultz et al, 1981; Anderson Livine, 1986) Theo Lipschultz et al., (1981) lượng NO giải phóng khoảng 15 Tg N/năm, với tỷ lệ NO:NO2 =2:1 giải phóng NO góp phần đáng kể làm tăng hàm lượng NOx khí 2.6 Amoniac (NH3) NH3 có khả hấp thu xạ hồng ngoại vai trò NH khí khơng lớn có thời gian tồn ngắn đất NH3 có ý nghĩa quan trọng làm axít hóa đất gây nhiễm khơng khí Các nguồn phát thải NH3 vào khí bao gồm trình đất, chất thải động vật, sử dụng phân bón, đốt cháy nhiên liệu sinh khối, từ trình sản xuất phân Nitơ Ước tính tổng lượng phát thải NH3 toàn cầu vào khoảng 117- 150 Tg N/năm 87 Giáo trình Tài ngun đất mơi trường ThS Phan Tuấn Triều – ĐH Bình Dương Lượng NH3 phát thải vào khơng khí q trình sản suất phân bón nitơ 29 x 10 10 g N/năm, trung bình sản suất phân bón Nitơ sinh kg N Còn lượng NH phát thải đốt than đá – 12 Tg N/năm, tương ứng x 10 g N – NH3 than lượng than tiêu thụ hàng năm 3000 Tg (Svenson, 1970) Lượng N – NH3 sinh từ q trình bón phân khống nitơ ước tính đạt 3,7 Tg/năm (Crutzen, 1983) Trong lượng phát thải từ động vật 20 – 30 Tg N-NH3/năm Trong khí lượng NH3 bị biến đổi lớn Theo Crutzen (1983) ước tính có khoảng 10% lượng NH3 khí (12 – 15 Tg N) tham gia phản ứng với OH để hình thành NO NO2 88 Giáo trình Tài ngun đất mơi trường