Chương 4 HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG ĐẤT
4.1. THÀNH PHẦN CỦA MÔI TRƯỜNG ĐẤT 1 Thành phần cấu trúc
4.1.1. Thành phần cấu trúc
Môi trường đất còn gọi là Địa quyển hoặc Thạch quyển, là phần vỏ cứng và phần trên của Trái đất ởđộ sâu khoảng 70 ÷ 100 km trên lục địa và 2 ÷ 8 km dưới đáy đại dương. Tuy vậy, chúng ta thường chỉ quan tâm tới lớp vỏ ngoài Trái đất ở độ sâu khoảng 16 km, đó là phần mà con người đã khai thác các tài nguyên thiên nhiên. Đặc trưng của lớp vỏ ngoài đối với thành phần Trái đất là hàm lượng cao của các nguyên tố thạch quyển O2, Si, Fe, Al, Ca, Na, K, Mg, Ti, chúng tạo thành các khoáng chất, chiếm tới 99% khối lượng vỏ Trái đất.
Vỏ ngoài Trái đất có thể chia làm hai phần:
Phần đất: từ bề mặt ngoài của Trái đất tới bề mặt đã bị phong hoá, phần này có ý nghĩa rất quan trọng đối với hoá học và sinh học của môi trường. Có thể nói đây là hệ dị thể, nơi tiếp xúc giữa địa quyển, khí quyển và thuỷ quyển, trong đó xảy ra các quá trình trao đổi chất và trao đổi năng lượng. Đồng thời, phần đất này chính là môi trường sống của các vi khuẩn, thực vật và động vật. Dưới tác động của thiên nhiên và con người thì phần này luôn luôn có những biến đổi.
Phần cứng: là phần bên dưới, bao gồm các khoáng silicat và alumino silicat. Liên kết của silic và oxy trong các khoáng silicat là những liên kết rất bền, quá trình thay thế dần từng bước các ngưyên tử silic bằng các nguyên tố
nhôm dẫn tới việc hình thành các alumino silicat của nhiều loại đá, khoáng khác nhau. Trong vỏ Trái đất, những feldspat, pyroxen, amphibol và ôlivin là những khoáng phổ biến, chúng chiếm khoảng 75% khối lượng vỏ Trái đất, chúng chính là các dạng tồn tại khác nhau của các hợp chất silicat, có thể kể một số loại chính là:
SiO4 4-
: Orthosilicat, là thành phần chính của đá Olivin (Mg,Fe)2SiO4 hay
đá Zirkon Zr2SiO4 … Si2O7
2-
Si3O9 6-
: Cyclosilicat, là thành phần chính của đá Benitoit BaTiSi3O9
(SiO2)n: là thành phần chính của thạch anh NaCa2(Al5Si13O36).nH2O Nhiều khi người ta dùng khái niệm Thạch quyển, là lớp vỏ rắn của Trái
Đất, cấu tạo bởi các đá kết tinh của các loại khoáng silicat và alumino silicat khác nhau, vì vậy thạch quyển là quyển đá, nó như là cái áo choàng của Trái
Đất, hay nói cách khác thạch quyển là tất cảđất, đá che phủ cho Trái Đất ở khắp mọi nơi, thạch quyển đồng nghĩa với vỏ Trái đất.
Nhờ các nghiên cứu của địa chất học và địa vật lí, người ta đã xác định
được cấu tạo của Trái Đất. Trái đất được cấu tạo bởi một số phần khác nhau về
thành phần hay trạng thái vật chất, có hình khối cầu hơi bẹp ở hai đầu với bán kính khoảng 6.371km, được chia thành 3 phần: lớp vỏ Trái đất còn gọi là quyển Sial, tiếp đến là quyển Manti và trong cùng là nhân.
Vỏ Trái Đất chiếm khoảng 1% thể tích và 0,5% khối lượng của Trái Đất. Vỏ Trái Đất có bề dày và cấu tạo không giống nhau ở các vùng khác nhau: ở đồng bằng là 35 - 40 km, ở miền núi 50 - 80 km, dưới đáy đại dương 5 - 10 km. Tiếp theo là quyển Manti đến độ sâu 2.900 km, chiếm khoảng 83% thể
tích và 67% khối lượng Trái Đất. Quyển Manti lại được chia thành quyển Manti trên đến độ sâu 900km và quyển Manti dưới. Sự phát triển của vỏ trái đất phụ
thuộc vào các quá trình xảy ra ở quyển Manti trên. Sự vận động vật chất của quyển này làm cho chỗ thì nhô lên thành lục địa hay đồi núi, chỗ thì trũng xuống thành đại dương hay thung lũng. Ở quyển Manti trên, vật chất nóng chảy xuất hiện, xâm nhập vào vỏ trái đất, khi nguội chúng kết tinh lại tạo ra các mỏ
khoáng sản. Có thể nói, vỏ trái đất là là sản phẩm tiến hoá của vật chất ở quyển Manti trên trong suốt thời gian địa chất.
Nhân trái đất chiếm khoảng 16% thể tích trái đất và khoảng gần 33% khối lượng trái đất. Nhân trái đất bắt đầu ở độ sâu 2.900 km vào đến tâm trái đất,
được chia làm 3 lớp: Lớp nhân ngoài ở độ sâu 2.900km đến 5.000km, người ta cho rằng vật chất lớp này đang nóng chảy ở thể lỏng; Lớp chuyển tiếp từ
5.000km đến 5.100km có tính chất chuyển tiếp; cuối cùng là nhân trong, từ độ