ĐOƠC HĨC MOĐI TRƯỜNG ĐÂT, TRAĂM TÍCH (∗)
2.3.1.1. Moơt sô chât đieơn hình
Đât ngaơp nước là moơt mođi trường yêm khí, vieơc phađn hụy yêm khí các chât từ rác thại hữu cơ, tàn tích sinh vaơt, thođng qua hốt đoơng vi sinh vaơt sẽ làm sinh sạn moơt sô chât mà khi noăng đoơ vượt quá mức đoơ cho phép sẽ trở neđn đoơc đôi với các thụy sinh vaơt. Các đoơc chât chính cụa quá trình phađn hụy yêm khí chụ yêu là các chât: H2S, NH4+, P, S, kim lối naịng. Các đoơc chât này ít nhieău cũng có các tác đoơng tieđu cực đên đời sông cụa sinh vaơt trong mođi trường đât ngaơp nước. Tuy nhieđn, với khạ naíng thích ứng cụa mình, các sinh vaơt đã có cơ chê hốt đoơng thích hợp đeơ toăn tái và phát trieơn được trong mođi trường này. Trong đieău kieơn đât ngaơp nước hoàn toàn, thì tình tráng yêm khí luođn táo neđn các quá trình khử trong đât
và hình thành các sạn phaơm: Fe2+, Mn2+ (khử Fe3+ thành Fe2+, Mn4+ thành Mn2+), SO32-, (khử sulfate thành sulfide) và NH4+ từ NO3-. Đoăng thời sinh ra nhieău đoơc chât trong đât như CH4, H2S, FeS2 cùng với hàng lốt vi sinh vaơt, gađy tác đoơng xâu đên mođi trường.
Theo Van Ranst (1991), phạn ứng khử mánh có theơ xạy ra trong những traăm tích chứa moơt lượng lớn các chât hữu cơ và bị traăm laĩng thường xuyeđn mà ta thường thây ở các vùng ngaơp nước ven bieơn. Nêu sạn phaơm cụa Fe3+ có maịt trong vaơt lieơu được chuyeơn đên do sođng và muôi SO42- có maịt trong mođi trường như trong chât hữu cơ hoaịc hòa tan trong nước ngaăm, chúng sẽ được sử dúng như những chât oxy hóa bởi heơ đoơng vaơt đât sông trong các tàn dư thực vaơt.
Các phạn ứng táo ra khí H2S dieên ra trong đât ngaơp nước: Na2SO4 + CH4 2Na+ + S2- + CO2 + 2H2O S2- + H2O HS + OH-
HS + OH- H2S + OH-
Phaăn lớn các phạn ứng trong đieău kieơn yêm khí là những phạn ứng sinh hóa, có sự tham gia cụa các vi sinh vaơt trong đât. Đoăng thời, các phạn ứng này cũng là những phạn ứng oxy hóa - khử với các chât nhaơn và cho đieơn tử. Phạn ứng táo ra Fe2+ và sulfide trong đât được theơ hieơn dưới dáng phương trình đieơn tử rút gĩn như sau:
S2- + Fe2+ FeS
2S2- + Fe2+ FeS2 + 2e- SO42- + 8H+ + 8e- S2- + 4H2O Fe3+ + e- Fe2+
Ngoài ra, trong đieău kieơn yêm khí, sạn phaơm cụa quá trình có sự taơp trung cụa moơt lượng khá lớn khí CO2, H2, CH4 và N2.
Moơt trong những quá trình khá quan trĩng trong đât ngaơp nước, mà thođng qua nó nhieău đoơc chât được sinh ra trong đât là quá trình gley hóa với các bước sau:
1) Sự mât oxy do bị ngaơp nước và lây đi oxy do sự hođ hâp cụa vi sinh vaơt hiêu khí.
2) Sự khử nitrate do vi sinh vaơt sử dúng nó như những chât nhaơn đieơn tử thay thê cho oxy. Kêt quạ cụa quá trình này sinh ra NO, N2O, và N2 trong đât.
3) Sự chuyeơn hóa gôc methyl cụa các acid acetic và moơt phaăn từ gôc CO32- trong đât.
Như đã đeă caơp veă sự khử Fe3+ thành Fe2+ cùng với sự tham gia cụa các vi sinh vaơt mà đaịc trưng là sự hođ hâp cụa vi sinh vaơt yêm khí, các chât hữu cơ cao phađn tử biên đoơi và phađn giại thành các acid hữu cơ và sau đó nhờ vi khuaơn bacteria methane đeơ trở thành CH4.
Trong mođi trường yêm khí, các chât có quá trình biên đoơi khác nhau, tùy thuoơc vào sạn phaơm cụa quá trình biên đoơi mà chúng có theơ được coi là chât đoơc hoaịc khođng đoơc. Dieên biên đoơc chât cụa moơt chât chính trong mođi trường đât ngaơp nước được trình bày như sau:
+ Nitrogen: trong đât, nitrate thường bị thay thê bởi các amonium, dù sự hâp thú cụa thực vaơt lái ở dáng nitrate. Tuy nhieđn, sự thay đoơi này trong các caịn đáy cho thây chúng có khạ naíng duy trì tỷ leơ nitrogen ở mức bình thường. Khạ naíng này lieđn quan đên ba quá trình chính:
-Khạ naíng oxy hóa amonium thành nitrate trong boơ reê thođng qua vieơc lây oxy từ các lođng hút.
-Moơt sô loài đaịc bieơt có khạ naíng hâp thú amonium moơt cách trực tiêp.
-Khạ naíng hâp thú cụa các loài thực vaơt đeơ duy trì hốt đoơng trao đoơi chât hâp thú, chât dinh dưỡng.
Như vaơy, hốt đoơng yêm khí đã làm thay đoơi quá trình biên đoơi đám cụa mođi trường đât. Tuy nhieđn, ạnh hưởng đoơc đên hốt đoơng cụa sinh vaơt là khođng cao.
+ Saĩt và mangan: Nhu caău veă Fe và Mn cụa cađy troăng chư ở mức rât thâp. Vì vaơy, chúng có theơ sẽ đát đên mức đoơ đoơc hái ở rât nhieău mođi trường khác nhau. Hai nguyeđn tô này đeău bị biên đoơi và trở neđn giàu hơn trong đât ngaơp nước. Hàm lượng cụa saĩt và mangan tham gia vào các hốt đoơng trao đoơi cation và tích tú lái trong các mođ cụa thực vaơt. Thực vaơt ngaơp nước chịu đựng được hai nguyeđn tô này chư là nhờ vào moơt sô thích nghi rieđng: Thứ nhât là khạ naíng oxy hóa cụa boơ reê có theơ cô định và biên đoơi chúng xuông đên moơt noăng đoơ thích hợp. Thứ hai, nhieău chât khoáng thâm vào beđn trong các mođ có theơ được tích tú lái trong các khoang bào cụa tê bào, trong các khoang bào cụa các maăm choăi. Ở đó, chúng khođng tác đoơng đên sự trao đoơi chât cụa tê bào chât. Thứ ba, nhieău loài thực vaơt ngaơp nước xuât hieơn moơt cơ chê có theơ sử dúng moơt hàm
lượng hai nguyeđn tô này (Fe, Mn) cao hơn mức thích ứng trao đoơi chât trung bình.
+ Lưu huỳnh: lưu huỳnh xuât hieơn dưới dáng sulfide thì rât đoơc đôi với các mođ thực vaơt. Lưu huỳnh bị biên đoơi thành dáng sulfide trong quá trình phađn hụy yêm khí trong đât và tích lũy đên noăng đoơ gađy đoơc trong đaăm laăy ngaơp maịn. Sự thích ứng với noăng đoơ sulfur cao cụa thực vaơt ngaơp nước có bieđn đoơ thay đoơi roơng. Các loài thực vaơt khác nhau thì có khạ naíng chịu đoơc khác nhau. Đó là những cơ chê thích nghi với vieơc oxy hóa sulfide thành sulfate, tích tú sulfate trong các khoang bào. Đaịc đieơm này chúng ta thây ở mođi trường đât ngaơp nước cụa rừng ngaơp maịn ven bieơn.