Đang tải... (xem toàn văn)
Các tính chất đất như độ pH, thành phần các nguyên tố hóa học đất cũng có ảnh hưởng đến quá trình giải phóng N 2 O.. Trong môi trường axít quá trình này bị hạn chế[r]
(1)BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƢƠNG
KHOA CƠNG NGHỆ SINH HỌC
GIÁO TRÌNH
TÀI NGUYÊN ĐẤT VÀ MÔI
TRƢỜNG
GIẢNG VIÊN : ThS PHAN TUẤN TRIỀU
(2)ThS Phan Tuấn Triều – ĐH Bình Dương MỤC LỤC
CHƢƠNG I: SỰ HÌNH THNH ĐẤT
1 Phong hố qu trình hình thnh đất
1.1 Khái niệm đất
1.2 Qu trình phong hố đá
1.2.1 Khái niệm
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
2 Qu trình hình thnh đất
2.1 Khái niệm
2.2 Các yếu tố hình thnh đất
3 Sự phát triển trinh hionh thành đất
4 Các chức đất
CHƢƠNG II: TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT
1 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
2 Tỷ trọng dung trọng 14
2.1 Tỷ trọng14 2.2 Dung trọng 14
CHƢƠNG III: THÀNH PHẦN HOÁ HỌC VÀ SINH VẬT CỦA ĐẤT 15
1 Các nguyên tố hoá học 15
1.1 Các nguyên tố đa lượng 16
1.2 Các nguyên tố vi lượng 16
2 Độ chua đất (pH đất) 16
3 Khả trao đổi cation ( Cation Exchange Capacity – CEC ) 17
4 Chất hữu 19
4.1 Nguồn gốc chất hữu 19
4.2 Chất hữu cấu trúc đất 19
5 Thành phần sinh vật học 20
CHƢƠNG IV: CÁC TÍNH CHẤT KHÁC CỦA ĐẤT 22
1 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
(3)ThS Phan Tuấn Triều – ĐH Bình Dương
2 Khả hấp phụ đất 24
3 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
4 Tính đệm dung đất 27
4.1 Khái niệm 27
4.2 Các nguyên nhân gây tính đệm 27
5 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
CHƢƠNG V: XÓI MỊN ĐẤT 31
1 Khái niệm xĩi mịn đất 31
2 Tác nhân, nhân tố nguyên nhân xĩi mịn đất 31
3 Các kiểu xĩi mịn đất 33
4 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
5 Những yếu tố ảnh hưởng xoi mịn giĩ 35
6 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
CHƢƠNG VI: Q TRÌNH LM CHẶT, LATERIT, CHUA HỐ, MẶN HỐ MƠI TRƢỜNG ĐẤT 39
1 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
2 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
3 Qu trình axit hố 42
3.1 Nguyên nhân tự nhiên 42
3.2 Nguyên nhân tác động nhân sinh 43
4 Qu trình mặn hố, đất mặn 44
(4)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
CHƢƠNG VII: Ô NHIỄM MÔI TRƢỜNG ĐẤT 48
1 Đất hệ sinh thái hoàn chỉnh 48
2 Tác động hệ thống sản xuất đến mơi trường đất 48
3 Ơ nhiễm mơi trường đất 49
3.1 Ơ nhiễm khu cơng 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 hố học hữu 53
3.2 Ô nhiễm đất hoạt động nơng nghiệp 56
3.2.1 Ơ nhiễm phân bón 56
3.2.2 Ơ 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
CHƢƠNG VIII: ĐẤT VÀ CÁC KHÍ NHÀ KÍNH 65
1 Hố học khí carbon hợp chất nitơ 65
1.1 Mêtan ( CH4 ) carbon monoxít ( CO ) 65
1.2 Các hợp chất nitơ 67
2 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
(5)ThS Phan Tuấn Triều – ĐH Bình Dương CHƢƠNG I: SỰ HÌNH THÀNH ĐẤT
1. 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 mịn - 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
(6)ThS Phan Tuấn Triều – ĐH Bình Dương - 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 N2O 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, cịn 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 o
C Ở 2oC ttrình xảy chậm Đối với trình nitrat hóa nhiệt độ thích hợp vào khoảng 30 – 35oC, 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 q 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)
Rừng ơn đới cũng có khả sinh nhiều N2O 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 ôzon oxi hóa CH4, CO nguồn sản sinh khí NOX đốt cháy nhiên liệu hóa thạch( 40%), đốt cháy sinh khối (25%), ngồi cịn từ uqá trình hoạt động vi sinh vật, sấm sét…
Bảng 8.7 Nguồn phát thải khí NOx trông tầng đối lƣu (Tg N/năm) (brouwman,1990)
Nguồn Trung bình Dao động
Đốt nhiên liệu hoá thạch Đốt cháy sinh khối
Từ trình đất Sấm sét
Oxy hóa NH3 khí
21 5,1 8
14 – 28 3,6 – 6,7
(7)ThS Phan Tuấn Triều – ĐH Bình Dương -Từ tầng bình lưu
-Từ máy bay
Tổng số
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 trị NH3 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 q trình đất, chất thải động vật, sử dụng phân bón, đốt cháy nhiên liệu sinh khối, từ q trình sản xuất phân Nitơ Ước tính tổng lượng phát thải NH3 toàn cầu vào khoảng 117- 150 Tg N/năm
Lượng NH3 phát thải vào khơng khí q trình sản suất phân bón nitơ 29 x 1010 g N/năm, trung bình sản suất phân bón Nitơ sinh kg N Cịn lượng NH3 phát thải đốt than đá – 12 Tg N/năm, tương ứng x 103
g N – NH3 than lượng than tiêu thụ hàng năm 3000 Tg (Svenson, 1970)
Lượng N – NH3 sinh từ 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