5.1.1. Đối tượng quan trắc
Đối tượng quan trắc môi trường đất có thể bao gồm: + Thành phần vật lý, hoá học và sinh học đất;
+ Biến động tài nguyên môi trường đất (xói mòn, rửa trôi, sa mạc hoá,…); + Tình trạng sức khoẻ của dân cư trong vùng đất nghiên cứu;
+ Tình trạng hoạt động của hệ sinh thái.
Đối tượng quan trắc như đã nói ở trên là các thành phần môi trường chịu ảnh hưởng của các tác động ngoại cảnh hoặc do nội lực gây nên (thiên tai, hạn hán, bão lụt; hoạt động của con người: chặt phá rừng; chất thải độc hại thải trực tiếp ra môi trường,…).
5.1.2. Lựa chọn địa điểm quan trắc
Việc chọn địa điểm quan trắc là nhằm xác định đúng vấn đề cần quan trắc. Cần phân biệt giữa địa điểm quan trắc và vị trí quan trắc và điểm lấy mẫu. Tại một địa điểm quan trắc, có thể quan trắc nhiều vị trí (ví dụ: đông, tây, nam, bắc), và tại một vị trí có thể có nhiều điểm lấy mẫu.
Địa điểm quan trắc phải là đại diện, liên quan đến vấn đề quan tâm, ưu tiên, có tác động đến môi trường và dân sinh trước mắt cũng như lâu dài hoặc là do đặt hàng cụ thể.
Ví dụ: quan trắc và phân tích ô nhiễm môi trường đất, ô nhiễm tổng hợp tại địa điểm Thanh Trì (Hà Nội).
Chọn địa điểm quan trắc điển hình đáp ứng được mục tiêu và đặc điểm đối tượng quan trắc là yếu tố đầu tiên đảm bảo chất lượng quan trắc.
Ví dụ: Quan trắc theo dõi quá trình thâm canh vùng đất bạc màu có độ phì nhiêu thấp, chọn địa điểm Hiệp Hoà-Bắc Giang. Số vị trí quan trắc phải đủ lớn và đại diện để có lượng thông tin đủ tin cậy.
Khi quan trắc cho một vùng cần có nhiều địa điểm, để thông tin mang tính đại diện (theo chiều rộng). Do đó ngoài những kiến thức về khoa học đất, cần phải có kiến thức địa chấtvà bản đồ để xác định điểm quan trắc. Nếu không có một định hướng hợp lý và kinh nghiệm thì không thể nào đảm bảo độ tin cậy trong bối cảnh không đồng đều của đất, hơn nữa việc chọn địa điểm chính xác thông qua bản đồ và các công cụ hỗ trợ hợp lý còn giúp chúng ta đánh giá quá trình và mức độ của các "nền" đất khác nhau. Nếu có một sơ đồ các điểm quan trắc hợp lý kết hợp với những phẫu diện hoàn chỉnh ta dễ dàng phát hiện được quy luật biến đổi cũng như
Để đảm bảo tính đại diện và độ tin cậy trong việc lựa chọn một địa điểm quan trắc, chúng ta cần phải đảm bảo những bước sau:
- Điều tra và thu thập các dữ liệu đã có: Mục đích là tập hợp và tổ chức lại một cách có hệ thống những thông tin đã biết dựa trên các tài liệu đã công bố, thông báo dưới nhiều dạng như: văn bản, bản đồ, các cuộc phỏng vấn liên quan đến vấn đề môi trường đất đang quantâm (ví dụ như vấn đề ô nhiễm đất).
- Phân tích lịch sử điểm nghiên cứu: Trong QT/PT môi trường đất, việc phân tích các hoạt động sản xuất, xã hội trong quá khứ và hiện tại thuộc địa bàn nghiên cứu là hết sức quan trọng. Nó bao gồm việc xác định sự tồn tại của các hoạt động dịch vụ và sản xuất, nhà máy công nghiệp, qui trình và công nghệ sản xuất, hình thức thải cũng như các hoạt động khác liên quan đến môi trường đất ở địa bàn nghiên cứu.
- Đánh giá sơ bộ: Cần đánh giá sơ bộ một cách lý thuyết về đầu vào, đầu ra và các biến động có thể liên quan đến môi trường đất vùng nghiên cứu do tác động của sản xuất, sinh hoạt, chế độ khí hậu, thủy văn, thuỷ triều và những ảnh hưởng có thể cản trở đến việc thực hiện QT/PT cũng như khả năng đảm bảo chính xác việc lấy mẫu và quan trắc hiện trường sau này.
- Tham quan, dã ngoại: Trước khi quyết định lựa chọn một địa điểm QT/PT môi trường đất việc tham quan, dã ngoại và sơ bộ điều tra về kinh tế -xã hội của vùng nghiên cứu là hết sức cần thiết.
5.1.3. Lựa chọn các thông số quan trắc
Để lựa chọn thông số quan trắc của một đối tượng nào đó, trước hết cần xác định rõ vấn đề cần quan trắc. Từ các vấn đề cần quan trắc sẽ đề xuất các thông số cụ thể.
- Vấn đề cần quan trắc bao gồm: chia làm 2 nhóm vấn đề: Quan trắc hiện trạng Môi trường Đất nói chung và quan trắc đất chuyên đề. Dưới đây là một số chuyên đề chủ yếu:
1. Hoạt động công nghiệp. 2. Hoạt động nông nghiệp. 3. Xói mòn, rửa trôi.
4. Sa mạc hoá. 5. Chất thải đô thị. 6. Chất thải nông thôn. 7. Chất thải bệnh viện. 8. Mặn hoá, phèn hoá,…
Ở trường hợp quan trắc hiện trạng môi trường đất nói chung, các thông số cần lựa chọn để chỉ thị đầy đủ các yếu tố đặc trưng của môi trường trên ba mặt: hiện trạng, các nhân tố và quá trình tác động đến quá trình đó. Các nhóm thông số lại liên quan đến bản chất hoá học, vật lý, sinh học, địa chất hay tổng hợp nhiều thuộc tính. Trong trường hợp quan trắc đất chuyên đề, những thông số quan trắc có tính chỉ định, một tính chất cụ thể, một thông số cụ thể.
Tuỳ thuộc vào bản chất của thông số, có thể chia ra hai nhóm thông số cơ bản: Nhóm thông số biến đổi chậm, nhóm thông số biến đổi nhanh.
Nhóm thông số biến đổi chậm như: Thành phần cơ giới, CEC, N tổng số, P tổng số, K tổng số,…
Nhóm thông số biến đổi nhanh như: Các cation trao đổi, ion hoà tan, các chất độc hại, tồn dư phân bón, thuốc bảo vệ thực vật,…
5.1.4. Tần suất và thời gian quan trắc
Từ mục tiêu, nội dung và đặc điểm của đối tượng quan trắc, cần xác định các thông số, thời gian, tần suất và phương pháp quan trắc. Để đảm bảo công tác QT/PT môi trường đất thành công, trước hết cần phải nắm vững tại một địa điểm đã chọn có thể quan trắc và phân tích vấn đề gì? qui mô, với phương pháp, trong điều kiện như thế nào? và giải quyết mục đích gì? những thông số và chỉ thị nào cung cấp thông tin môi trường đất? Thời điểm và tần suất quan trắc phân tích phụ
thuộc vào mục tiêu quan trắc, đối tượng quan trắc và các yếu tố ngoại cảnh. Tuỳ theo từng đối tượng môi trường cần quan trắc và phân tích mà có những qui định cụ thể về tần suất và thời gian lấy mẫu.
Thời gian quan trắc phải lựa chọn sao cho phù hợp với mục đích quan trắc và có thể giúp trả lời những câu hỏi mà vấn đề QT/PT môi trường đất đặt ra.
Thời gian quan trắc cũng phải lựa chọn sao cho việc QT/PT không bị trở ngại không cần thiết của những yếu tố ngoại cảnh.
5.1.5. Lựa chọn phương pháp phân tích
Hiện nay, với một chỉ tiêu có thể có nhiều phương pháp phân tích. Các phương pháp phân tích sử dụng là các phương pháp chuẩn TCVN, TCN, ISO. Nếu không có các phương pháp chuẩn thì có thể chọn các phương pháp đã được công bố hoặc là phương pháp đặc thù của phòng thí nghiệm đã được kiểm định. Tuy nhiên, nên lựa chọn phương pháp phân tích có độ chính xác cao và mang tính kinh tế, vừa phù hợp với khả năng của phòng thí nghiệm, đặc trưng của từng loại đất và chỉ tiêu phân tích vừa theo yêu cầu về tính chính xác của số liệu cần
5.2.CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG ĐẤT
5.2.1. Lựa chọn địa điểm lấy mẫu
Hiện nay tại các trạm quan trắc đất trong mạng lưới quan trắc quốc gia, việc lựa chọn địa điểm quan trắc có thể tham khảo theo các nội dung như bảng
Bảng 5.1. Nội dung lựa chọn các địa điểm quan trắc
1 Vùng đất có nguy cơ ô nhiễm tổng hợp
Địa điểm quan trắc
Trạm miền Bắc: Thanh Trì - Hà Nội 2 Vùng đất có nguy cơ thoái
hóa do xói mòn, rửa trôi
Trạm miền Bắc: Đoan Hùng – PhúThọ
Trạm miền Trung Vùng đất đỏ bazan Đaklac
Trạm miền nam Vùng đất đỏ bazan Đồng Nai–Bình Phước
3 Vùng đất mặn ven biển
Trạm miền Bắc: Nghĩa Hưng – Nam Định Trạm miền Trung và Tây
Nguyên
Khánh hòa
Trạm miền Nam Đồng bằng sông Cửu Long (65 huyện ven biển)
4 Vùng đất bạc màu có độ phì nhiêu tự nhiên thấp
Trạm miền Bắc Hiệp Hòa – Bắc Giang
Nguyên
5 Vùng đất cát ven biển
Trạm miền Bắc Diễn Châu – Nghệ An
6 Đất phù sa các sông
Trạm miền Bắc Yên Định – Thanh Hóa
7 Vùng đất nông lâm kết hợp
Trạm miền Bắc Yên Định – Thanh Hóa
8 Vùng đất có nguy cơ ô nhiễm do rác thải thành phố
Trạm miền Bắc : Sóc Sơn – Hà Nội
Trạm miền Nam Hóc Môn – TP. HCM
9 Vùng đất có nguy cơ ô nhiễm do chất thải công nghiệp
Trạm miền Nam Nhà Bè –Bình
Chánh. TP.Hồ Chí Minh; Tân Phú Trung - Củ Chi; KCN Đồng Nai
Mỗi nội dung quan trắc có thể lựa chọn ở một số vùng đặc trưng cho nội dung đó. Trên đây chỉ là một số địa điểm ví dụ, tùy theo kinh phí và hợp đồng nghiên cứu, các điểm quan trắc của một số nội dung có thể mở rộng hoặc có thêm điểm mới ở các vùng đặc trưng cho nội dung quan trắc.
5.2.2. Thông số quan trắc
Số lượng và thành phần của các thông số cần quan trắc phụ thuộc vào đối tượng và mục đích quan trắc. Tuy nhiên nếu là lần đầu tiên quan trắc đất thì cần thiết phải phân tích tất cả tính chất lý học, hóa học thông thường của đất, một số chỉ tiêu sinh học đặc thù (VSV, giun đất,...)
a. Các thông số chung quan trắc, phân tích môi trường đất:
• Thông số vật lý:
+ Thành phần cơ giới;
+ Kết cấu đất (đoàn lạp bền trong nước);
+ Các đặc trưng về độ ẩm (sức hút ẩm tối đa, độ ẩm cây héo,...); + Độ xốp, độ chặt, dung trọng, tỷ trọng;
+ Khả năng thấm và mức độ thấm nước.
• Thông số hóa học:
+ pH (H2O, KCl); + N, P, K tổng số; + Hữu cơ tổng số;
+ Lân dễ tiêu, kali dễ tiêu;
+ Cation trao đổi (Ca2+, Mg2+, K+, Na+,…); + Dung tích hấp thu (CEC);
+ Độ no bazơ; (BS% = (Ca2+ + Mg2+ + K+ + Na+)*100/CEC); + Độ dẫn điện, tổng số muối tan;
+ HCO3- (chỉ với đất mặn lục địa); + Các anion (Cl-, SO42- );
+ Tỷ lệ % của Na trao đổi; (ESP = %Na*100/CEC);
+ Tỷ lệ hấp phụ Na; (SAR=1,41Na/(Ca+Mg)0,5); + NH4+, NO3-; + Các kim loại: Cu, Pb, Zn, Cd, As, Hg, Cr;...;
+ Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật (chất trừ sâu bệnh, diệt cỏ tổng hợp); + Phenol, cyanua, dầu mỡ, chất tẩy rửa,...
• Thông số sinh học:
+ Vi sinh vật tổng số trong đất; + Vi khuẩn;
+ Nấm; + Giun đất.
b. Các thông số quan trắc theo đặc thù của từng vùng đất
Theo nội dung nghiên cứu, xem xét và đặc thù của vùng đất có thể đề xuất các thông số quan trắc cho các vùng như sau:
1- Vùng đất có nguy cơ ô nhiễm tổng hợp (chất thải công nghiệp, thành phố, hạ lưu các dòng chảy trong thành phố): pH, TSMT, OC, N, P, K tổng số, CEC, các cation trao đổi, thành phần cơ giới, NO¬3-, NH+4 và kim loại nặng: Cu, Pb, Zn, Cd, Hg, As, Cr; phenol, VSV tổng số.
2- Vùng đất dốc có nguy cơ thoái hoá do xói mòn rửa trôi: tổng lượng đất trôi, hàm lượng dinh dưỡng (N, P, K, Ca, Mg) trong đất trôi, pH, OC, N, P, K tổng số, P2O5dt, K2Odt, CEC, Al3+, Fe3+, Ca2+, Mg2+, BS, thành phần cơ giới.
3- Vùng đất do quá trình mặn hoá: pH, EC, TSMT, HCO3-, Cl-, SO42-, OC, N, P, K tổng số, P2O5dt, K2Odt, CEC, Ca2+, Mg2+, K+, Na+, SAR, thành phần cơ giới.
4- Vùng đất bạc màu có độ phì nhiêu tự nhiên thấp: pH, OC, N, P, K tổng số, P2O5 dt, K2Odt, CEC, Ca2+, Mg2+, thành phần cơ giới.
5- Đất bị ảnh hưởng của quá trình sa mạc hoá: pH, EC, OC, N, P, K tổng số, P2O5 dt, K2Odt, CEC, Ca2+, Mg2+, Na+, K+, ESP, thành phần cơ giới, sức chứa ẩm cực đại, độ ẩm cây héo.
6- Quan trắc và phân tích đất ảnh hưởng của quá trình phèn hoá : pH (chênh lệch pH đất tươi và đất khô), TSMT, Cl-, SO42-, N, P, K tổng số, S tổng số, CEC, Al3+, H+, BS, SAR,ESP, Fe2+, Fe3+, thành phần cơ giới của các tầng.
7- Quan trắc và phân tích đất ảnh hưởng do đầu tư thâm canh trong nông nghiệp: pH, OC,N, P, K tổng số, NH4+, CEC, Ca2+, Mg2+, kim loại nặng : Cu, Pb, Zn, Cd, As, Hg, Cr;thành phần cơ giới, dư lượng TBVTV.
5.2.3. Thời gian và tần suất quan trắc
Nguyên tắc chung là quan trắc đúng vào thời điểm những biểu thị của thông số rõ ràng nhất, điển hình nhất và ổn định nhất.
Tần suất quan trắc phải hợp với chu kỳ biến đổi hàm lượng các thông số cần quan trắc.
Tuỳ theo đặc điểm của thông số để chọn tần số quan trắc thích hợp.
Đối với những vùng đã xác định có nguy cơ ô nhiễm hoặc có biểu hiện ô nhiễm thì cần thiết lập một chương trình quan trắc và phân tích riêng biệt (bao gồm cả phương pháp, tần suất lấy mẫu, chỉ tiêu, phương pháp quan trắc và phân tích) phù hợp với vấn đề ô nhiễm liên quan để có sự đánh giá cần thiết, kịp thời phục vụ các chính sách kiểm soát ô nhiễm.
Quan trắc mẫu đất có thể phân ra các trường hợp sau:
• Nhóm 1: Các thông số biến đổi nhanh như: Các cation trao đổi, ion hoà tan, các chất độc hại, tồn dư phân bón, thuốc bảo vệ thực vật,...
- Quan trắc ít nhất một lần trong năm.
• Nhóm 2: Các thông số biến đổi chậm như: Thành phần cơ giới, CEC, N, P, K tổng số,...
- Quan trắc ít nhất một lần trong 3 (hoặc 5) năm.
Trong năm đầu (hoặc vài năm) có thể quan trắc đầy đủ các thông số cần thiết để có một bộ tư liệu đầy đủ và toàn diện nhưng sau đó từ thực tế có thể chọn lựa lại bộ thông số phù hợp hơn và tiếp tục quan trắc, phân tích theo tần suất đã định.
Cụ thể cho từng vùng đất với các nội dung sau:
1. Vùng đất có nguy cơ ô nhiễm tổng hợp (chất thải công nghiệp, thành phố, hạ lưu các dòng chảy trong thành phố):
- pH, TSMT, NO3-, NH4+, các cation trao đổi, các kim loại (Cu, Zn, Pb, Cd, As, Hg,Cr...): 1 năm/1 lần.
- OC, N, P, K tổng số, CEC, thành phần cơ giới, phenol: 3 năm/1 lần. - Các chất hữu cơ đặc thù, VSV tổng số phân tích theo chỉ định... 2. Vùng đất dốc có nguy cơ thoái hoá do xói mòn, rửa trôi:
- Tổng lượng đất trôi, hàm lượng dinh dưỡng (N, P, K, Ca, Mg) trong đất trôi (theo trận mưa).
- pH, Al3+, Fe3+, Ca2+, Mg2+, P2O5 dt : 1 năm/1 lần.
- OC, N, P, K tổng số, CEC, thành phần cơ giới: 3 năm/1lần. 3. Vùng đất do quá trình mặn hoá:
- pH, EC, TSMT, Cl-, SO42-, HCO3-, Ca2+, Mg2+, K+, Na+, SAR, ESP P2O5 dt, K2O dt: 1 năm/1 lần.
- OC, N, P, K tổng số, CEC, thành phần cơ giới: 3 năm/1 lần. 4. Vùng đất bạc màu có độ phì nhiêu tự nhiên thấp:
- pH, Ca2+, Mg2+, P2O5 dt, K2O dt: 1 năm/1lần.
- OC, N, P, K tổng số, CEC, thành phần cơ giới: 3 năm/1lần. 5. Đất bị ảnh hưởng của quá trình sa mạc hoá:
- Sức chứa ẩm tối đa, độ ẩm cây héo, pH, P2O5 dt, K2O dt, Na+, Ca2+, Mg2+: 1 năm/1lần.
- OC, N, P, K tổng số, CEC, thành phần cơ giới: 3 năm/1lần. 6. Quan trắc và phân tích đất ảnh hưởng của quá trình phèn hoá:
- pH, TSMT, Cl-, SO42-, Al3+, H+, Fe3+, Fe2+, BS, SAR, ESP: 1năm /1lần. - OC, N, P, K tổng số, S tổng số, CEC, thành phần cơ giới: 3 năm/1lần.
7. Quan trắc và phân tích đất ảnh hưởng do đầu tư thâm canh trong nông nghiệp:
- pH, TSMT, P2O5 dt, K2O dt, Ca2+, Mg2+, kim loại nặng: Cd, Cu, Zn, Pb, Cr, Hg, As;dư lượng TBVTV: 1 năm/1 lần.
- OC, N, P, K tổng số, CEC, thành phần cơ giới: 3 năm/1lần.