ĐOƠC HĨC MOĐI TRƯỜNG ĐÂT, TRAĂM TÍCH (∗)
2.2. CÁC DÁNG NHIEÊM ĐOƠC TRONG MOĐI TRƯỜNG ĐÂT
Mođi trường đât có theơ bị nhieêm đoơc do sự lan truyeăn từ mođi trường khođng khí, nước bị ođ nhieêm hay xác bã đoơng thực vaơt toăn tái lađu dài tređn maịt đât, trong đât, làm cho noăng đoơ các đoơc chât taíng leđn, vượt quá mức an toàn và gađy ra ođ nhieêm và sau đó là nhieêm đoơc heơ sinh thái đât.
a) Nhieêm đoơc do ođ nhieêm tự nhieđn
+ Nhieêm phèn: do nước phèn từ các “rôn” phèn (trung tađm phèn) theo dòng nước maíït hoaịc nước ngaăm lan đên vị trí khác làm nhieêm phèn ở nơi này. Dáng nhieêm phèn này chụ yêu là nhieêm các chât đoơc Fe2+, Al3+, SO42-
đoăng thời làm cho noăng đoơ cụa chúng trong dung dịch đât, keo đât taíng leđn cao. Đoăng thời, nhieêm đoơc phèn cũng làm pH cụa mođi trường đât giạm xuông. Kêt quạ, gađy ngoơ đoơc cho cađy troăng, sinh vaơt trong đât.
+ Nhieêm maịn: nhieêm maịn gađy ra do muôi trong nước bieơn, nước trieău hay từ các mỏ muôi, trong đó có các chât đoơc Na+, K+, Cl-, SO42-, CO32- . Chúng gađy hái do tác đoơng ion, cũng có theơ gađy hái bởi áp suât thaơm thâu. Noăng đoơ muôi cao trong dung dịch đât gađy hán sinh lý cho thực vaơt.
+ Gley hóa: quá trình gley hóa trong mođi trường đât là quá trình phađn giại chât hữu cơ trong đieău kieơn ngaơp nước, yêm khí, nơi tích lũy nhieău xác bã sinh vaơt, sạn sinh ra nhieău chât đoơc dưới dáng CH4 , H2S, N2O, CO2 , FeS và các acid hữu cơ khác… đó là những chât gađy đoơc cho sinh thái mođi trường.
b) Nhieêm đoơc do ođ nhieêm nhađn táo
- OĐ nhieêm daău: làm giạm hieơu quạ cụa tráng thái đât đôi với đoơng vaơt và thực vaơt.
-OĐ nhieêm kim lối naịng (từ nước thại hay búi chứa nhieău kim lối naịng) gađy nhieêm Hg, Pb, Cu, Cd.
-OĐ nhieêm chât hữu cơ: gađy ra bởi sự tích tú xác bã hữu cơ do rác thại hữu cơ khu dađn cư, các bãi rác đođ thị, vượt quá khạ naíng tự làm sách cụa mođi trường đât, táo ra các khí đoơc: CH4 , H2S, các acid hữu cơ và dư thừa vi sinh vaơt yêm khí, vi khuaơn gađy beơnh.
-OĐ nhieêm do chât phóng xá: do các phạn ứng neutron hóa tác dúng neutron leđn các protein, từ các vú noơ bom H và do tác dúng bức xá vũ trú, làm sinh ra các chât phóng xá. Khi các chât này xađm nhaơp vào mođi trường đât, nó sẽ xađm nhaơp vào các thực vaơt, đoơng vaơt trong các chu trình sinh địa hóa hay qua dađy chuyeăn thực phaơm.
-OĐ nhieêm vi sinh vaơt trong mođi trường đât: vi trùng gađy beơnh có maịt trong đât nhieău hơn veă chụng lối và sô lượng có theơ so với trong nước. Khạ naíng sinh sođi nạy nở và lan truyeăn beơnh cụa chúng cũng cao như trong mođi trường nước và khođng khí.
-OĐ nhieêm hóa chât nođng nghieơp: các chât hữu cơ, hữu vođ cơ, hay cơ kim thường có đaịc tính beăn vững trong mođi trường đât, neđn nó có các tác đoơng gađy đoơc trực tiêp hoaịc tieăm tàng và nguy hieơm đôi với con người. Đoơc chât trong đât có theơ truyeăn trực tiêp vào sinh vaơt và người khi tiêp xúc và cũng có theơ qua con đường thực phaơm: Đât → cađy →
đoơng vaơt aín thực vaơt → con người
c) Đoơc chât trong đât và mođ hình QSAR
Sự lan truyeăn ođ nhieêm và vieơc đeă ra kê hốch cại táo, bạo toăn đât nođng nghieơp gaịp khó khaín trong quá trình taơp trung chât ođ nhieêm naịng. Có theơ sử dúng vi sinh vaơt đeơ phađn giại moơt sô đoơc chât sinh ra từ các chât ođ
nhieêm có quy mođ lớn gađy ạnh hưởng đên các hốt đoơng troăng trĩt (như CxHy sinh ra trong daău mỏ và sạn phaơm daău, hoaịc chât hữu cơ hòa tan). Những đoơc chât khođng có thuôc đaịc trị là nguyeđn nhađn đeơ chât ođ nhieêm hòa tan vào nước gađy ra tình tráng lan roơng ođ nhieêm thành các màng ođ nhieêm (Baughman và Paris, 1981). Hàng lốt màng tê bào bị phađn hụy táo ra các màng ođ nhieêm hữu cơ chứa các dáng hữu cơ vi sinh vaơt (Bitton và đoăng nghieơp, 1988; Sikkema cùng đoăng nghieơp, 1995). Kêt quạ các màng này làm cho những chât ođ nhieêm taíng tính thâm qua màng. Quá trình quang hợp ở 14oC cụa các tê bào cụa tạo làm mât đi kali trong tạo (Hutchinsonquy và đoăng nghieơp, 1981) và vi khuaơn (Bernheim, 1974).
Sự phát trieơn cụa chât đoơc do ođ nhieêm hữu cơ làm phá vỡ cađn baỉng sinh hĩc và gađy đoơc lý hóa. Những mău này được quy thành định lượng câu trúc hốt đoơng vaơn chuyeơn (QSAR). Mođ hình toán QSAR cho phép mieđu tạ cách dùng phương pháp dự đoán đoơc chât cụa các hữu cơ phi kim lối có ạnh hưởng đên sự đa dáng sinh hĩc cụa vi sinh vaơt và hướng dăn cách sử dúng vi sinh vaơt có ích vào thực tê (Blum và Spcue, 1990). Sự mođ tạ veă beă maịt địa hình cụa moơt đoơc chât baỉng mođ hình QSAR được Warne cùng đoăng nghieơp tìm ra vào naím 1988. Trong mođ hình này, ođng đã tìm ra sức mánh kêt hợp giữa sự phát trieơn và taơp quán toăn tái cụa vi khuaơn trong các thành phaăn cụa mạng daău bao goăm alkyl-subotituted benzene, napthadium pyridin và phenol. Tương tự, những nghieđn cứu boơ sung tiêp theo đã tìm ra đoơc chât cụa mono, di, tri, tetra và pentachlorophenol đóng vai trò quan trĩng trong sự phát trieơn cụa các vi khuaơn đât (Liu và đoăng nghieơp, 1982). Với phương pháp này, người ta làm taíng tính chlor hóa cụa phenol.
d) Vi sinh vaơt và đoơc chât, đoơc tô trong đât
Các chât hữu cơ có nguoăn gôc tự nhieđn có ạnh hưởng đên sự toăn tái, hốt đoơng và phát trieơn cụa vi sinh vaơt trong mođi trường đât.
Các chât benzene, oxy thơm (benzenoate hay phenol) và alkyltaled thơm (toluene) có xu hướng làm giạm đa dáng sinh hĩc cụa vi sinh vaơt đât dưới các đieău kieơn kỵ khí. NO3-, Fe hoaịc SO42- có giá trị sử dúng như chât cho - nhaơn đieơn tử (Lonergan, 1990). Ở đieău kieơn cho, thê naíng cụa vi sinh vaơt kỵ khí bị suy thoái do hydrocarbon hexandecan có noăng đoơ dưới mức bình thường (Aeekersberg và đoăng nghieơp, 1991). Sự phađn giại sinh hĩc cụa nhieău hợp chât được táo bởi các hốt đoơng cụa vi khuaơn kỵ
khí và thời đieơm toăn tái cụa vi sinh vaơt kỵ khí trong mođi trường. Sự phađn giại cụa vi sinh vaơt kỵ khí có theơ đem lái lợi ích cho mođi trường và làm giạm moơt lượng lớn chât ođ nhieêm (Loviety và đoăng nghieơp, 1995). Maịt khác, sự suy giạm cụa vi sinh vaơt kỵ khí cung câp theđm thođng tin cho vân đeă này.
Tàn tích sinh vaơt cụa các chât trong hieơn tượng ođ nhieêm hữu cơ, mà trong chúng chứa nhieău thành phaăn cacbon và hydro là nhu caău caăn thiêt cung câp moơt lượng chât ban đaău cho quá trình thay đoơi đoơc tính. Sự thay đoơi, suy giạm cụa hydro phú thuoơc vào nhieơt đoơ và theo mùa.
Sự giạm H2 xạy ra ở moơt khoạng nhieơt đoơ giữa mùa đođng lánh đên - 30oC (Foght và Weslake, 1987). Vi trùng có theơ chịu nhieơt đoơ cực cao (Leahy và Colwell, 1990). Tuy nhieđn, sự suy giạm H2 sẽ xạy ra trong mođi trường tự nhieđn (Palmisano và đoăng nghieơp, 1991).
Trong đât, tỷ leơ suy giạm cụa H2 thường khođng cao khi ở đieău kieơn kieăm, cao hơn là ở đieău kieơn acid. Mođi trường acid táo đieău kieơn phát trieơn cho nâm, chúng là thành phaăn cụa H2 nhưng thường có tỷ leơ thâp hơn vi khuaơn. Chúng thích nghi với hàm lượng nitơ ở ngưỡng kieăm (Hambruk, 1980). Trong mođi trường đât, pH có tác đoơng đên sự suy giạm cụa H2 ở traăm tích chứa muôi. pH cụa traăm tích taíng từ 6,5 - 8,0 nhưng các mău traăm tích khác nhau có pH cũng khác nhau, tỷ leơ suy giạm cụa H2 ở pH = 5,0 và pH = 6,5 thâp hơn ở pH = 8,0.
Đieău kieơn tôt nhât đeơ có đoơ dăn đieơn thích hợp với vi sinh vaơt hiêu khí trong đât là khạ naíng giữ nước (WHC) từ 50 - 70%, chúng phát trieơn tôt nhât khi đoơ dăn nước khoạng 0,98 - 0,99 (Attlas và Bartha, 1993). Nước cât có giá trị EC = 1. Trong mođi trường đât, đoơ dăn đieơn cụa nước trong đât có theơ bị giới hán bởi nguoăn gôc cụa nó. Tỷ leơ cụa mạng daău có ạnh hưởng đên sự chuyeơn hóa sinh hĩc trong đât khi WHC có giá trị từ 30 - 90%. Sự phađn hụy H-C tôt nhât với moơt lượng nhỏ hơn trong nước hòa tan. Nước có vai trò quan trĩng trong vieơc phađn hụy H-C trong đât.
Các phạn ứng biên đoơi cụa các chât hữu cơ trong mođi trường đât thường dieên ra nhanh. Tuy nhieđn, những hợp chât khó phađn hụy như thuôc trừ sađu thì có các phạn ứng phađn hụy dieên ra chaơm hơn.
Tređn beă maịt cụa oxy, những vi sinh vaơt hiêu khí sẽ oxy hóa hoàn toàn các carbon trong tự nhieđn thành CO2. Oxy được sử dúng giông như
chât cho - nhaơn đieơn tử (oxy có nguoăn gôc từ nước). Tuy nhieđn, oxy thường đóng vai trò chụ chôt trong quá trình sinh trưởng và phát trieơn cụa các tê bào.
e) Sự biên đoơi sinh hĩc cụa đoơc chât trong đât: thường những sạn phaơm trung gian cụa quá trình biên đoơi sinh hĩc có theơ đoơc hơn hợp chât ban đaău.
Thuôc BVTV: thuôc dieơt cỏ duiron và propamat đã giạm trong đât nhưng khi ở giới hán cho phép là > 5mg/kg có theơ ngaín cạn hốt đoơng cụa vi khuaơn mitrifying trong đât (Thompson và Corke, 1969). Short cùng đoăng nghieơp (1991), thực hieơn phađn tích, nghieđn cứu trong đât với chât chung là acid 2,4 diclorophenolxyaxetic (2,4 D) đã rút ra kêt luaơn quá trình này làm giạm pseudomnas putida PP0301. Trong đó, vi khuaơn làm giạm noăng đoơ cụa 2,4 D từ 500 mg/l đên 100 mg/l. Sự dao đoơng noăng đoơ 2,4 D từ 10 đên 25 mg/l có theơ làm ngaín cạn sự phát trieơn cụa các loài nâm nói chung.
Như vaơy, phúc hoăi baỉng bieơn pháp sinh hĩc cho các trường hợp đât ođ nhieêm là caăn thiêt và mang lái tính hieơu quạ cho vieơc giạm bớt hay chuyeơn hóa các chât ođ nhieêm hữu cơ, tức là làm giạm đoơc tô cho mođi trường đât.