Bài giảng Môi trường đại cương - ĐH Phạm Văn Đồng

oxy thấp, có thể gây ảnh hƣởng đến việc nuôi trồng thuỷ sản. b. Phƣơng pháp xử lý hóa và hóa lý Các phƣơng pháp xử lý hoá và hoá lý đƣợc sử dụng rộng rãi trong kiểm soát ô nhiễm nƣớc thải công nghiệp, đặc biệt khi cần phải xử lý ở mức cao hoặc cần phải quay vòng nƣớc. Phƣơng pháp này đƣợc dùng để thu hồi các chất hoặc khử các chất độc, các chất có ảnh hƣởng xấu đối với giai đoạn làm sạch sinh hoá sau này. Cơ sở của các phƣơng pháp hoá học là các phản ứng hoá học, các quá trình lý hoá diễn ra giữa chất ô nhiễm với hoá chất cho thêm vào. Những phản ứng diễn ra có thể là phản ứng oxy hoá khử, các phản ứng tạo chất kết tủa hoặc các phản ứng phân huỷ chất độc hại. Các phƣơng pháp hoá học là oxy hoá, trung hoà và keo tụ (hay còn gọi là đông tụ). Thông thƣờng đi đôi với trung hoà có kèm theo quá trình keo tụ. * Trung hoà: Mục đích của phƣơng pháp này là xử lý để nƣớc thải đạt đƣợc độ trung hoà. Trong công nghệ xử lý nƣớc thải, giá trị pH cho phép thải ra nguồn tiếp nhận phải theo TCVN. * Keo tụ - Tạo bông: Tạo bông là quá trình làm keo tụ các hạt keo hoặc dính các hạt nhỏ lại thành một tập hợp hạt lớn hơn để lắng bằng cách đƣa vào chất lỏng các tác nhân tạo 84 bông có tác dụng phá keo hoặc hấp phụ các hạt nhỏ lên bề mặt của nó hoặc dính các hạt nhỏ lại với nhau. * Oxy hoá và khử: sử dụng ozon, peroxyt, pemanganat kaly. Quá trình khử cũng là thực hiện phản ứng oxy hoá khử đƣợc dùng để làm sạch nƣớc thải khỏi các hợp chất Hg, Cr, As. * Trao đổi ion: Trao đổi ion là quá trình tƣơng tác của dung dịch với pha rắn có tính chất trao đổi lớn trong pha rắn. Quá trình đƣợc dùng để tách các kim loại Pb, Zn, Cu, Hg, Cr, Ni, Cd, Mn... hợp chất As, P, CN các chất lỏng phóng xạ khỏi nƣớc thải. Trao đổi ion có thể sử dụng với cation và anion hữu cơ hoặc vô cơ. Tuy nhiên, phần lớn các ứng dụng trao đổi ion đều liên quan đến các loại chất vô cơ vì các loại chất hữu cơ thƣờng đòi hỏi chất tái sinh có nồng độ rất cao hoặc sử dụng các dung môi hữu cơ để khử chất hữu cơ. Nói chung, các ion điện tích cao dễ tạo ra các muối bền vững với các chất trao đổi ion so với các ion có điện tích thấp vì các loại có hoá trị cao thƣờng dễ bị khử khỏi dung dịch so với các loại có hoá trị thấp. * Hấp phụ: Hấp phụ tách các chất hữu cơ và khí hoà tan khỏi nƣớc thải bằng cách tập trung các chất đó trên bề mặt chất rắn (hấp phụ vật lý) hay bằng cách tƣơng tác các chất bẩn hoà tan với các chất rắn (hấp phụ hoá học). Phƣơng pháp hấp phụ dùng để khử mùi vị, màu, chất bẩn hữu cơ khó phân hủy, kim loại nặng,... ra khỏi nƣớc thải công nghiệp. Phƣơng pháp này thƣờng đƣợc sử dụng khi nƣớc thải cần xử lý đạt tiêu chuẩn cao hoặc tái sử dụng lại nƣớc thải. Trong phần lớn các trƣờng hợp, phƣơng pháp hấp phụ đƣợc dùng nhƣ là phƣơng pháp xử lý cuối cùng, sau xử lý sính học. Chất hấp phụ dùng phổ biến là than hoạt tính và các loại vật liệu khác nhƣ than bùn, gỗ, than củi, tro, xỉ.. * Tuyển nổi Tuyển nổi loại các tạp chất bẩn ra khỏi nƣớc bằng cách tạo cho chúng khả năng dễ nổi lên mặt nƣớc. Muốn vậy ngƣời ta cho vào nƣớc chất tuyển nổi hoặc tác nhân tuyển nổi để thu hút và kéo các chất bẩn nổi lên mặt nƣớc, sau đó loại hỗn hợp chất bẩn và chất tuyển nổi ra khỏi nƣớc. Khi tuyển nổi ngƣời ta thƣờng dùng các bọt khí nhỏ li ti phân tán và bão hoà trong nƣớc. Những hạt chất bẩn chứa trong nƣớc (dầu, sợi gíấy, ce11ulose, len...) sẽ dính vào các bọt không khí và cùng các bọt không khí nổi lên mặt nƣớc, rồi đƣợc loại khỏi nƣớc.Tuyển nổi là quá trình tách các hạt lơ lửng ra khỏi chất 85 lỏng bàng cách sục vào chất lỏng dòng khí phân tán ở dạng bọt rất nhỏ, các hạt không thấm ƣớt sẽ dính vào bọt và cùng với bọt nổi lên trên bề chất lỏng và đƣợc hớt ra ngoài. Bọt khí có thể tạo ra bằng cách sục khí, bằng các phản ứng hoá học và sinh học sinh ra. * Thẩm thấu ngƣợc Thẩm thấu ngƣợc là quá trình tách nƣớc qua màng bán thấm từ phía dung dịch đặc hơn sang phía dung dịch loãng hơn khi áp suất tác đụng lên dung dịch vƣợt quá áp suất thẩm thấu. Màng thƣờng sản xuất từ vật liệu polyme. * Điện hoá học Phƣơng pháp điện hoá học phá huỷ các tạp chất độc hại trong nƣớc thải hoặc trong dung dịch bằng cách oxy hoá điện hoá trên điện cực anốt hoặc cũng có thể phục hồi các chất quý rồi đƣa về dùng lại trong sản xuất. Thông thƣờng 2 nhiệm vụ phân huỷ các chất độc hại và thu hồi chất quý hiếm đƣợc giải quyết đồng thời. Nhờ các quá trình oxy hoá khử mà các chất bẩn độc hại đƣợc biến đổi thành các chất không độc. Vì vậy để khử các chất độc hại trong nƣớc thải thƣờng phải dùng nhiều phƣơng pháp nối tiếp: oxy hoá-lắng cặn và hấp phụ: tức là hoá học, cơ học và hoá lý học. Những biện pháp hoá lý để xử lý nƣớc thải đều dựa trên cơ sở ứng dụng các quá trình: keo tụ, hấp phụ, trích ly, bay hơi, tuyển nổi, trao đổi ion, tinh thể hoá, dùng màng bán thấm, cô đặc, khử hoạt tính phóng xạ, khử khí, khử màu... * Hấp phụ cacbon Tách các chất hữu cơ và khí hoà tan khỏi nƣớc thải bằng cách tập trung các chất đó trên bề mặt chất rắn (hấp phụ) hoặc bằng cách tƣơng tác giữa các chất bẩn hoà tan với các chất rắn (hấp phụ hoá học). c. Xử lý sinh học Phƣơng pháp dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn trong nƣớc thải. Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số chất khoáng làm chất dinh dƣỡng và tạo năng lƣợng. Chúng nhận các chất dinh dƣỡng để xây dựng tế bào, sinh trƣởng, sinh sản nên sinh khối của chúng tăng lên. Quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hóa sinh hóa. Nƣớc thải đƣợc xử lý bằng phƣơng pháp sinh học đặc trƣng bởi hai chỉ tiêu là COD và BOD. Trong môi trƣờng nƣớc có các vi khuẩn giúp cho quá trình chuyển hóa, phân hủy chất hữu cơ nên khi xử lý 86 nƣớc thải cần xem xét nƣớc thải có các vi sinh vật hay không để lợi dụng sự có mặt của nó và nếu có thì tạo điều kiện tốt nhất cho các vi sinh vật phát triển. 3.3. Bảo vệ tài nguyên nƣớc 3.3.1. Giám sát chất lƣợng nƣớc Giám sát chất lƣợng nƣớc các thuỷ vực nhằm đánh giá tình trạng chất lƣợng nƣớc, dự báo mức độ ô nhiễm nguồn nƣớc do sự phát triển kinh tế xã hội và là cơ sở để xây dựng các biện pháp bảo vệ nguồn nƣớc hiệu quả. Mỗi mục đích sử dụng nguồn nƣớc có yêu cầu chất lƣợng nƣớc riêng. Hiện nay trong quản lý nƣớc đô thị ngƣời ta phân thành hai loại nguồn nƣớc theo mục đích sử dụng, nguồn cấp nƣớc cho đô thị, khu dân cƣ, công nghiệp thực phẩm (Loại A) và nguồn cấp nƣớc cho sinh hoạt văn hoá, nghỉ ngơi (Loại B) nằm trong khu dân cƣ. Việc quy định các điều kiện vệ sinh xả nƣớc thải khi thải ra nguồn nhằm mục đích hạn chế lƣợng chất bẩn thải vào môi trƣờng, đảm bảo sự an toàn về mặt vệ sinh cho việc sử dụng nguồn nƣớc. Năm 1995, Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trƣờng ban hành TCVN 5942-1995 quy định giới hạn cho phép bằng nồng độ của các chất ô nhiễm trong nguồn nƣớc mặt. Bảng 3.1. Giá trị giới hạn cho phép của các thông số và nồng độ các chất ô nhiễm trong nƣớc mặt (TCVN 5942-1995) TT Thông số Đơn vị Giá trị giới hạn A B 1 pH Mg/L 6 – 8,5 5,5 – 9 2 BOD5 Mg/L 25 3 COD Mg/L >10 >35 4 Oxy hoà tan Mg/L >6 >2 87 5 Chất rắn lơ lửng Mg/L 20 80 6 Asen Mg/L 0,05 0,1 7 Bari Mg/L 1 4 8 Cadimi Mg/L 0,01 0,02 9 Chì Mg/L 0,05 0,1 10 Crom VI Mg/L 0,05 0,05 11 Crom III Mg/L 0,1 1 12 Đồng Mg/L 0,1 1 13 Kẽm Mg/L 1 2 14 Mangan Mg/L 0,1 0,8 15 Niken Mg/L 0,1 1 16 Sắt Mg/L 1 2 17 Thuỷ ngân Mg/L 0,001 0,002 18 Thiếc Mg/L 1 2 19 Amoniac Mg/L 0,05 1 20 Florua Mg/L 1 1,5 21 Nitrat Mg/L 10 15 22 Nitric Mg/L 0,01 0,05 23 Cyanua Mg/L 0,01 0,05 24 Phenola Mg/L 0,001 0,02 88 25 Dầu, mỡ Mg/L 0 0,3 26 Chất tẩy rửa Mg/L 0,5 0,5 27 Coliform MPN/100mL 5000 10000 28 Tổng hoá chất bảo vệ thực vật Mg/L 0,15 0,15 29 DDT Mg/L 0,01 0,01 30 Tổng hoạt độ phóng xạ α Bq/L 0,1 0,1 31 Tổng hoạt độ phóng xạ β Bq/l 1 1 Để bảo vệ nguồn nƣớc mặt có hiệu quả các chỉ tiêu về nồng độ giới hạn cho phép các chất bẩn và chất độc hại trong nƣớc phải đƣợc kiểm tra tại vị trí có điều kiện xáo trộn nƣớc thải với nguồn yếu nhất tính từ điểm xả nƣớc thải đến mốc tính sử dụng nƣớc. Các công tác thƣờng xuyên của các trạm giám sát chất lƣợng nƣớc là theo dõi chế độ thuỷ văn, lấy mẫu nƣớc và phân tích các chỉ tiêu thuỷ hoá và thuỷ sinh của nƣớc. Trong trƣờng hợp giám sát ô nhiễm do sự cố môi trƣờng thì việc thu mẫu đƣợc thực hiện hằng ngày hoặc nhiều lần trong ngày ở nhiều vị trí khác nhau phụ thuộc vào mức độ sự cố, chế độ thuỷ văn, địa hình, đặc điểm phân bố dân cƣ, sản xuất trong vùng. 3.3.2. Xử lý nƣớc thải Xử lý nƣớc thải là một trong những việc đầu tiên để bảo vệ nguồn nƣớc. Do nƣớc đƣợc sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau nên yêu cầu về chất lƣợng, mức độ và biện pháp xử lý cũng khác nhau. Việc lựa chọn phƣơng pháp xử lý còn tuỳ thuộc vào lƣu lƣợng, thành phần tính chất nƣớc thải, khả năng tự làm sạch của nơi tiếp nhận nguồn thải, điều kiện tự nhiên khu vực. 3.3.3. Sử dụng lại nƣớc thải trong công nghiệp 89 Để giảm lƣợng nƣớc thải cũng nhƣ hàm lƣợng các chất bẩn và chất độc hại thì việc áp dụng công nghệ tiên tiến trong sản xuất là cần thiết tuy nhiên vấn đề đầu tƣ và khả năng áp dụng công gnhệ là những vấn đề phức tạp và khó khăn. Do vậy, khi thiết kế thoát nƣớc cho các nhà máy trƣớc hết phải xem xét đến khả năng tận dụng nƣớc thải và thu hồi chất quý trong đó. Nƣớc sau khi sử dụng có thể qua quá trình xử lý làm sạch rồi trở về dùng lại trong sản xuất, mức độ xử lý xác định theo yêu cầu công nghệ. Nhờ sử dụng nối tiếp và tuần hoàn nƣớc, lƣợng nƣớc thải có thể giảm từ 20 -30%. Ở nhiều nƣớc trên thế giới, để tránh tình trạng nhiễm bẩn ngƣời ta đƣa ra quy định phải sử dụng hệ thống cấp nƣớc tuần hoàn hoặc sử dụng lại nƣớc trong các nhà máy. Một số loại nƣớc thải có nhiều chất hữu cơ, dinh dƣỡng có thể sử dụng để nuôi cá và tƣới ruộng, tuy nhiên nƣớc để nuôi cá hoặc tƣới ruộng vẫn phải tuân theo những tiêu chuẩn nhất định. Nƣớc thải của nhiều nhà máy chứa các chất quý nhƣ dầu, mỡ, crom thì những chất này đƣợc thu hồi và đƣa trở lại phục vụ sản xuất, những trạm thu hồi chất thải sẽ đóng vai trò là một khâu công nghệ trong các nhà máy, một mặt để làm giảm chi phí mua nguyên liệu, mặt khác và chính yếu là do yêu cầu kỹ thuật xử lý nƣớc. 3.3.4. Sử dụng tổng hợp và hợp lí nguồn nƣớc Ngày nay, nhu cầu sử dụng nƣớc ngày càng tăng, lƣợng nƣớc thải ngày càng nhiều nên nguồn nƣớc sạch đang ngày càng cạn kiệt, do vậy cần có một chiến lƣợc và biện pháp sử dụng hợp lí nguồn nƣớc dự trữ. Sử dụng tổng hợp và hợp lí nguồn nƣớc chính là sự điều hoà khối lƣợng và chất lƣợng nƣớc tiêu thụ. Sử dụng nƣớc thải sinh hoạt và nƣớc thải một số ngành công nghiệp để tƣới ruộng và nuôi trồng thuỷ hải sản là một khía cạnh sử dụng nƣớc thải hành phố. Ngoài việc sử dụng trong nông nghiệp có thể sử dụng nƣớc thải để sản xuất điện, nhiệt hoặc cho những ngành công nghiệp không đòi hỏi chất lƣợng nƣớc cao. Xây dựng các hồ và bể chứa nƣớc để điều chỉnh dòng chảy của sông, phân bố lại khối lƣợng lớn nƣớc trong không gian và thời gian, điều chỉnh lũ, cung cấp nƣớc tƣới ruộng và 90 sinh hoạt của con ngƣời. Hồ chứa nƣớc còn góp phần cải tạo khí hậu khu vực, nơi du lịch. Hiện nay, một lƣợng nƣớc rất lớn bị tổn thất trong quá trình sử dụng ở các đô thị (40- 45% tổng lƣợng nƣớc khai thác) trong số đó lƣợng nƣớc bị mất đi do quá rửa lọc và nhu cầu khác của nhà máy nƣớc lên đến khoảng 10%, do vậy việc bảo vệ trữ lƣợng nƣớc trong quá trình khai thác là một vấn đề cấp thiết. Ngoài ra, một lƣợng lớn nƣớc ngọt hiện đang nằm ở trạng thái băng hà tại các cực núi, việc khai thác nƣớc ở đây vừa gớp phần giải quyết thiếu nƣớc vừa làm tăng chu trình thủy văn. Hay việc ngọt hoá nƣớc biển cũng là một việc làm mang tính cấp bách. Tuy nhiên, các vấn đề này đòi hỏi phải có đầu tƣ về kỹ thật và tài chính rất lớn. 3.3.5. Quản lý và giáo dục cộng đồng Để bảo vệ nguồn nƣớc đạt chất lƣợng thì công tác giáo dục cộng đồng là một việc làm cấp thiết. Để quản lý và giáo dục cộng đồng tốt cần tiến hành những nội dung sau: - Cần có sự hợp tác toàn diện giữa Ban quản lý các dự án với các ban ngành có liên quan của địa phƣơng bàn về vấn đề tổ chức thực hiện, về tiến độ thi công, về biện pháp thi công và về giám sát thi công công trình. - Thông báo cho ngƣời dân trong vùng dự án về những kế hoạch, tiến độ xây dựng các công trình và lợi ích của các công trình này đối với đời sống dân sinh kinh tế. - Tuyên truyền vận động quần chúng hƣởng ứng các chƣơng trình chống ô nhiễm môi trƣờng nƣớc: Không thải các chất thải sinh hoạt, chất thải chăn nuôi và chất thải rắn xuống các kênh rạch. - Di rời các nhà ở phía lòng kênh vào phía trong để tránh hiện tƣợng xả thải xuống lòng kênh và tai nạn giao thông đƣờng thuỷ. - Xây dựng các khu tái định cƣ cần phải bố trí hệ thống thu gom xử lý nƣớc thải, rác thải, xây dựng hệ thống nƣớc cấp sinh hoạt. - Cần xây dựng kế hoạch thu thập, phân tích định kỳ về chất lƣợng nƣớc trong vùng. Phân tích diễn biến về thành phần các loài sinh vật nƣớc. Ở Việt Nam, Thủ tƣớng Chính phủ vừa phê duyệt Kế hoạch hành động quốc gia nâng cao hiệu quả quản lý, bảo vệ, sử dụng tổng hợp tài nguyên nƣớc giai đoạn 2014-2020. Mục đích của Kế hoạch hành động là bảo đảm quản lý, khai thác sử dụng và bảo vệ tài nguyên nƣớc theo phƣơng thức tổng hợp, toàn diện và hiệu quả cao nhằm bảo đảm an ninh nguồn 91 nƣớc quốc gia cho trƣớc mắt và lâu dài, góp phần phát triển bền vững, bảo vệ môi trƣờng, bảo đảm an sinh xã hội và quốc phòng, an ninh trƣớc diễn biến của biến đổi khí hậu, nƣớc biển dâng và sự suy giảm nguồn nƣớc. Kế hoạch hành động đƣa ra chỉ tiêu phấn đấu là 100% lƣu vực sông lớn, quan trọng có hệ thống quan trắc, giám sát tự động, trực tuyến; 100% các hồ chứa lớn, quan trọng trên các lƣu vực sông đƣợc vận hành theo cơ chế phối hợp liên hồ; kiểm soát, giám sát đƣợc việc vận hành bảo đảm duy trì dòng chảy tối thiểu của 70% các hồ chứa lớn; đồng thời, kiểm soát đƣợc tình trạng ô nhiễm, cạn kiệt nguồn nƣớc; một số dòng sông, đoạn sông bị ô nhiễm, cạn kiệt nghiêm trọng đƣợc cải tạo, phục hồi; hoàn thành việc lập hành lang bảo vệ nguồn nƣớc cho một số dòng sông, hồ chứa và các nguồn nƣớc quan trọng... Để đạt đƣợc các mục tiêu, Kế hoạch đề ra 9 nhiệm vụ cần phải thực hiện gồm: 1. Hoàn thiện chính sách, pháp luật, chiến lƣợc về tài nguyên nƣớc nhằm nâng cao hiệu lực, hiệu quả công tác quản lý, bảo vệ, khai thác, sử dụng nƣớc hợp lý, tiết kiệm tài nguyên nƣớc và phòng chống có hiệu quả các tác hại của nƣớc do các hoạt động của con ngƣời gây ra. 2. Chủ động thích nghi, ứng phó với những diễn biến của biến đổi khí hậu, nƣớc biển dâng và việc sử dụng nƣớc ở thƣợng nguồn các lƣu vực sông liên quốc gia. 3. Quy hoạch, kiểm kê, điều tra cơ bản, quan trắc, giám sát tài nguyên nƣớc. 4. Chủ động kiểm soát, ngăn ngừa, hạn chế tình trạng ô nhiễm, suy thoái, cạn kiệt nguồn nƣớc. 5. Điều hòa, sử dụng tổng hợp, tiết kiệm tài nguyên nƣớc và phát triển các mô hình sử dụng nƣớc hiệu quả. 6. Ứng dụng khoa học và công nghệ trong việc nâng cao hiệu lực, hiệu quả quản lý, bảo vệ, sử dụng tổng hợp tài nguyên nƣớc. 7. Mở rộng, tăng cƣờng hiệu quả hợp tác quốc tế về tài nguyên nƣớc. 8. Tuyên truyền, giáo dục, nâng cao nhận thức về quản lý, bảo vệ và khai thác, sử dụng tài nguyên nƣớc. 92 9. Hoàn thiện bộ máy, nâng cao năng lực, hiệu quả quản lý tài nguyên nƣớc ở các cấp. Cụ thể, trong giai giai đoạn 2014-2020, Kế hoạch hành động sẽ ƣu tiên thực hiện một số Đề án nhƣ: Đề án lập quy hoạch tài nguyên nƣớc; điều tra, đánh giá, lập bản đồ tài nguyên nƣớc các lƣu vực sông, các vùng khan hiếm nƣớc, thiếu nƣớc và các vùng trọng điểm; Đề án thiết lập hành lang bảo vệ nguồn nƣớc; cải tạo, phục hồi một số dòng sông, đoạn sông, hồ chứa ở các đô thị bị ô nhiễm, cạn kiệt nghiêm trọng... 93 CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Nêu vai trò của nƣớc trong cuộc sống? 2. Nêu những hiểu biết về tài nguyên nƣớc trên thế giới và ở Việt Nam? 3. Thế nào là nƣớc bị ô nhiễm? Phân tích các tiêu chí đánh giá nƣớc bị ô nhiễm? 4. Phân tích các nguồn và các tác nhân gây ô nhiễm nƣớc? 5. Phân tích các biện pháp bảo vệ nguồn nƣớc? 94 CHƢƠNG IV. MÔI TRƢỜNG ĐẤT 4.1. Khái quát về môi trƣờng đất 4.1.1. Tài nguyên đất và việc sử dụng tài nguyên đất Đất là một thể tự nhiên độc lập, tạo thành lớp trên cùng của Vỏ Trái đất, là dạng tài nguyên vật liệu của con ngƣời. Đất có ý nghĩa sinh thái vô cùng quan trọng, là phần thạch quyển quan trọng nhất đối với loài ngƣời và đa số các sinh vật trên Trái đất. Mặc dù có độ dày rất mỏng so với bán kính của Trái đất, song đất là tài nguyên vô giá, mang và nuôi dƣỡng toàn bộ các hệ sinh thái trên đất, là môi trƣờng cho cây trồng sinh trƣởng và phát triển, đảm bảo an ninh sinh thái và an ninh lƣơng thực, là nơi cƣ trú của động vật đất, là địa bàn xây dựng các công trình, bên cạnh đó đó, đất cũng là bồn chứa tiếp nhận một khối lƣợng lớn các chất ô nhiễm có nguồn gốc tự nhiên và nhân sinh, đất còn lọc và cung cấp nƣớc. Đất là một vật thể thiên nhiên cấu tạo độc lập lâu đời do kết quả của quá trình hoạt động tổng hợp của 5 yếu tố hình thành: Đá, thực vật, động vật, khí hậu, địa hình và thời gian. Sau này, nhiều nhà nghiên cứu cho rằng cần bổ sung thêm một số yếu tố khác cho định nghĩa về đất, đặc biệt là con ngƣời. Chính do tác động của con ngƣời, nhiều tính chất của đất bị thay đổi, tạo nên những đặc tính mới. Sự hình thành đất là một quá trình phức tạp, biến đổi bởi các yếu tố nêu trên. Đá là nền tảng của đất, do bị phá hủy tạo nên thành phần khoáng của đất chiếm tới 95% trọng lƣợng khô. Chƣa có sinh vật thì đá chƣa tạo thành đất. Nhờ có vòng tuần hoàn sinh học đá vụn mới biến thành đất. Sinh vật chết đi, để lại chất hữu cơ, gọi là chất mùn tạo độ phì nhiêu cho đất. Chính nhờ chất mùn này mà các thế hệ thực vật kế tiếp nhau lấy chất dinh dƣỡng, tồn tại phát triển và chết đi. Vi sinh vật trong đất tích lũy một lƣợng lớn các nguyên tố dinh dƣỡng hòa tan trong quá trình phong hóa, đặc biệt là đƣa vào nƣớc nitơ phân tử từ không khí ở dạng chất hữu cơ chứa nitơ của bản thân chúng. Mặt khác chính chúng lại phân giải chất hữu cơ từ thực vật đƣa vào đất rồi tổng hợp nên chất hữu cơ đặc biệt, chất mùn trong đất. Cùng với vi sinh vật, động vật nguyên sinh và các động 95 vật không xƣơng sống khác trong đất cũng góp phần quan trọng trong việc hình thành đất. Khí hậu, đặc biệt là trị số nhiệt ẩm, ảnh hƣởng lớn đến sự hình thành đất, tác động đến sinh vật và sự phá hủy của đá. Nhờ có năng lƣợng ở dạng nhiệt và có vai trò của nƣớc, sinh vật mới tăng trƣởng, phát triển đƣợc và đá mới bị phá hủy. Nƣớc trong đất và nƣớc ngầm có ảnh hƣởng đến sự hình thành đất. Nƣớc là dung môi hòa tan các chất hóa học (trong đó có chất dinh dƣỡng). Và ngƣợc lại nếu nƣớc ra khỏi đất, nó sẽ mang theo nhiều chất khác nhau, trong đó có các chất khoáng cần thiết cho cây trồng. Địa hình đóng vai trò tái phân phối những năng lƣợng mà thiên nhiên cung cấp cho mặt đất. Cùng ở một nhiệt độ nghĩa là đƣợc một lƣợng nhiệt mặt trời nhƣ nhau nhƣng ở núi cao thì lạnh, ở dƣới đất thì nóng. Cùng một lƣợng mƣa nhƣ nhau, vùng trũng thì lụt, vùng cao lại hạn Thời gian là một yếu tố đặc biệt. Mọi yếu tố ngoại cảnh tác động, mọi quá trình diễn ra trong đất đều đòi hỏi một thời gian nhất định. Vả lại, bản thân chúng cũng biến đổi theo thời gian, khí hậu thời kỳ này nóng, thời kỳ sau lạnh, rừng thời kỳ này âm u thời kỳ sau là hoang mạcVì vậy đất cũng biến đổi, tiến hóa theo thời gian. Vai trò của con ngƣời thì khác hẳn các yếu tố trên. Qua hoạt động sống, nhờ các thành tựu khoa học, con ngƣời tác động vào thiên nhiên và đất đai một cách mạnh mẽ. Tác động này có thể là tích cực, phù hợp với quy luật tự nhiên, đem lại lợi ích cho con ngƣời nhƣ tƣới nƣớc, tiêu nƣớc, bón phân cho đất xấu, trồng rừng cho đồi trọc hoặc tiêu cực nhƣ làm ô nhiễm đất bởi các chất độc hóa học, phá rừng gây xói mòn đất Đất có hai nghĩa là đất đai và thổ nhƣỡng. Đất theo nghĩa thổ nhƣỡng là mặt bằng để sản xuất nông lâm nghiệp, là vật thể thiên nhiên có cấu tạo độc lập lâu đời, giá trị của thổ nhƣỡng đƣợc đo bằng số lƣợng diện tích (ha, km2) và độ phì (độ mầu mỡ thích hợp cho trồng cây công nghiệp và lƣơng thực). Nghĩa khác của tài nguyên đất là đất đai. Đất đai là nơi ở, xây dựng cơ sở hạ tầng của con ngƣời, xác định điều kiện cần thiết cho việc xây dựng công trình hạ tầng cơ sở. Giá trị của đất đai đƣợc đo bằng điều kiện thuận lợi cho việc kiến thiết và xây dựng. 96 4.1.1.1. Tài nguyên đất trên thế giới Tổng diện tích đất tự nhiên là 148 triệu km2, trong đó đất tốt thích hợp cho sản xuất nông nghiệp (đất phù sa, đất rừng nâu, đất đen) chiếm 12,6%, đất xấu (nhƣ tuyết, băng hà, đất hoang mạc, đất núi, đất đài nguyên) chiếm đến 40,5%, còn lại là các loại đất không phù hợp với việc trồng trọt nhƣ đất dốc, tầng đất mỏng, vv. Theo tổ chức FAO thì trên thế giới có 20% diện tích đất ở vùng quá lạnh, 20% ở vùng quá khô, 20% ở vùng quá dốc, 10% có tầng đất mỏng, 10% ở vùng trồng trọt đƣợc, 20% có thể làm đồng cỏ, đất trồng trọt chiếm tỉ lệ thấp, trong đó, đất có năng suất cao (14%), trung bình (28%) và thấp (58%). Diện tích đất có khả năng canh tác là 32 triệu km2, hiện mới khai thác hơn 15 triệu km2. Tỷ trọng đất đang canh tác trên đất có khả năng canh tác ở các nƣớc phát triển là 70%; ở các nƣớc đang phát triển là 36%, nguyên nhân chƣa khai thác hết diện tích đất có khả năng canh tác gồm tập quán khai thác, điều kiện địa lý, khí hậu, đặc trƣng cây trồng, đặc thù văn hoá, trình độ khoa học công nghệ và kinh tế. Với đất chƣa sử dụng thì đất không đòi hỏi các khoản chi phí lớn vào khai khẩn chỉ chiếm 5% diện tích đất tự nhiên còn đất cần những chi phí lớn trong sử dụng chiếm 24% (gồm hoang mạc, đầm lầy, sƣờn dốc đứng, đài nguyên rừng, đất hoang do con ngƣời); đất không dùng đƣợc chiếm 15% (gồm sông băng, núi cao gần đƣờng tuyết). 4.1.1.2. Tài nguyên đất ở Việt Nam Diện tích đất tự nhiên ở Việt Nam khoảng 33 triệu ha, đƣợc xếp thứ 57/200 nƣớc, nhƣng vì dân số đông nên diện tích đất bình quân mỗi ngƣời vào loại thấp khoảng 0,5 ha (xếp thứ 159). Đất vùng đồi núi, dốc chiếm 67% diện tích cả nƣớc, đất bazan chiếm 7,2%, đất phù sa chiếm 8,7%. Nhìn chung đất tốt chỉ khoảng 20%. Diện tích đất nông nghiệp những năm qua có tăng nhƣng so với tỉ lệ tăng dân số thì vẫn sụt giảm. Đây là một hạn chế rất lớn cho phát triển. Đầu tƣ và hiệu quả khai thác tài nguyên đất ở Việt Nam chƣa cao, thể hiện ở tỷ lệ đất thuỷ lợi hoá thấp, hiệu quả dùng đất thấp. Khả năng mở rộng đất nông nghiệp là rất hạn chế do điều kiện tự nhiên và kỹ thuật. 97 Ngoài ra đất chuyên dùng nhƣ đất xây dựng, giao thông, thủy lợi, đất ở ngày một tăng càng làm thu hẹp đất nông nghiệp. Trừ đất ở hai vùng đồng bằng sông Cửu Long, sông Hồng và đất ở Tây Nguyên là đất tốt, những vùng đất còn lại đều có tiềm năng năng suất thấp, lại bị rửa trôi, xói mòn, nhiễm mặn, nhiễm phèn. Cơ cấu sử dụng đất ở Việt Nam cũng có xu hƣớng giống thế giới: 55% diện tích đất tự nhiên đƣợc sử dụng vào 4 mục đích cơ bản: nông nghiệp, lâm nghiệp, chuyên dụng và các khu dân cƣ. Khoảng 7 triệu ha đất (21,13% diện tích đất tự nhiên) đƣợc sử dụng vào nông nghiệp nhƣ trồng cây hàng năm (5,5 triệu ha), trồng cây lâu năm (1,1 triệu ha), đồng cỏ chăn nuôi (0,35 triệu ha). 4.1.2. Những nguyên nhân cơ bản dẫn đến cạn kiệt tài nguyên đất Tài nguyên đất của thế giới hiện đang bị suy thoái nghiêm trọng do xói mòn, rửa trôi, bạc màu, nhiễm mặn, nhiễm phèn và ô nhiễm đất, biến đổi khí hậu. Thoái hoá môi trƣờng đất có nguy cơ làm giảm 10 - 20% sản lƣợng lƣơng thực thế giới trong 25 năm tới. Hàng năm trên thế giới diện tích đất canh tác bị thu hẹp, kinh tế nông nghiệp trở nên khó khăn. Hiện nay 10% đất có tiềm năng nông nghiệp bị sa mạc hoá. Hoang mạc hoá hiện đang đe doạ 1/3 diện tích trái đất, ảnh hƣởng đời sống ít nhất 850 triệu ngƣời. Tài nguyên đất bị suy giảm do áp lực tăng dân số, giảm diện tích đất trồng để phục vụ cho việc đô thị hóa, chăn thả gia súc quá mức, mất rừng, canh tác nông nghiệp không hợp lý , khai thác rừng quá mức và do ô nhiễm Ở châu Âu, châu Á, Nam Mỹ mất rừng là nguyên nhân hàng đầu gây suy thoái đất, châu Đại Dƣơng và châu Phi chăn thả gia súc quá mức có vai trò chính yếu nhất, Bắc và Trung Mỹ chủ yếu do hoạt động nông nghiệp. Suy thoái tài nguyên đất Việt Nam bao gồm nhiều vấn đề và do nhiều quá trình tự nhiên xã hội khác nhau đồng thời tác động. Những quá trình gây thoái hoá đất nghiêm trọng ở Việt Nam là: - Mất rừng, mƣa lớn là một trpong những nguyên nhân gây suy thoái đất. Việt Nam nằm ở vùng nhiệt đới, mƣa nhiều (1.300-3.000 mm/năm), 85% lƣợng mƣa tập trung 98 từ tháng 6-9, nhiệt độ không khí cao, khoáng hóa mạnh, dễ bị rửa trôi, xói mòn, ruộng đất dễ bị thoái hóa, khó khôi phục lại trạng thái ban đầu; - Chua hoá, mặn hoá, phèn hoá, hoang mạc hoá, cát bay, đá lộ đầu, mất cân bằng dinh dƣỡng,... - Phát triển hệ thống giao thông và khu công nghiệp. Từ năm 1978 đến nay, 130.000 ha bị lấy cho thủy lợi, 63.000 ha cho phát triển giao thông, 21 ha cho các khu công nghiệp. - Ô nhiễm môi trƣờng đất đang có chiều hƣớng tăng lên do chăn thả quá mức, tăng mức sử dụng, sử dụng không hợp lý các dạng phân bón, chất thải rắn đô thị chƣa đƣợc thu gom, vận chuyển và xử lý kịp thời, phƣơng thức canh tác không đúng kỹ thuật, đốt nƣơng làm rẫy trên các vùng đất dốc, tƣới tiêu không hợp lý đã làm thoái hóa đất nhƣ rửa trôi, xói mòn, phèn hóa, mặn và chua hóa thứ sinh. 4.2. Ô nhiễm và thoái hóa đất 4.2.1. Khái niệm ô nhiễm đất Nếu xét trên quan điểm cấu trúc và chức năng thì đất đã tự nó hình thành nên một hệ sinh thái hoàn chỉnh. Tổ chức của đất là sự thể hiện qua sự phân loại thức ăn của các cơ thể sống với các tác nhân sản xuất, tiêu thụ và phân hủy. Tác nhân sản xuất là những thực vật bậc thấp và vi sinh vật tự dƣỡng nhƣ: địa y, tảo, rêu còn tác nhân tiêu thụ và tác nhân phân phân hủy là các động vật đất, nấm và vi sinh vật. Tuy nhiên, về mặt số lƣợng và tổng sinh khối thì hệ sinh thái đất nhỏ hơn so với các hệ sinh thái khác cùng tồn tại trên đất. Cũng giống nhƣ các hệ sinh thái tự nhiên khác, hệ sinh thái đất có cách phát triển riêng, đó là hệ quả của các mối quan hệ qua lại giữa các yếu tố hữu sinh, vô sinh và khả năng tự điều chỉnh riêng. Cũng nhờ khả năng tự điều chỉnh này mà hệ sinh thái đất giữ đƣợc ổn định mỗi khi bị tác động của các yếu tố ngoại cảnh. Tuy nhiên, sự tự điều chỉnh của hệ sinh thái đất có giới hạn nhất định, nếu sự thay đổi vƣợt quá mức giới hạn này, hệ sinh thái đất mất khả năng tự điều chỉnh và hậu quả là đất bị ô nhiễm, giảm độ phì, giảm tính năng sản xuất. 99 Ô nhiễm môi trƣờng đất là hậu quả của các hoạt động của con ngƣời làm thay đổi các nhân tố sinh thái ra ngoài giới hạn sinh thái của các quần xã sống trong đất. Muốn kiểm soát đƣợc ô nhiễm môi trƣờng đất, phải biết đƣợc giới hạn sinh thái của quần xã sống trong đất với từng nhân tố sinh thái. Xử lý ô nhiễm môi trƣờng đất có nghĩa là tìm các biện pháp để điều chỉnh và đƣa các nhân tốsinh thái trở về giới hạn sinh thái của quần xã đất. Đây chính là nguyên lý sinh thái cơ bản đƣợc vận dụng vào việc sử dụng hợp lý tài nguyên đất và bảo vệ môi trƣờng. 4.2.2. Các nguồn gây ô nhiễm đất 4.2.2.1. Nguồn tự nhiên Do sự phân giải các hợp chất ở trong đất diễn ra tự nhiên, ví dụ nhƣ phân hủy kị khí chất mùn ở các khu vực ngập nƣớc lâu ngày, sinh ra nhiều chất độc trong đất nhƣ CH4. Do sự xâm thực của triều cƣờng làm cho đất bị nhiễm mặn, hoặc do quá trình phèn hóa làm đất bị nhiễm phèn và thay đổi tính chất, làm rối loạn các quá trình sinh học bình thƣờng trong đất, tác động xấu đến hệ thực vật. 4.2.2.2. Nguồn nhân tạo a) Ô nhiễm do hóa chất nông nghiệp Một lƣợng lớn thuốc bảo vệ thực vật tàn dƣ trong đất, trong đó có những chất tồn dƣ trong một giai đoạn dài trong đất. Chúng tác động trực tiếp giết chết nhiều sinh vật trong đất, tồn dƣ lâu dài trong đất rồi thấm từ từ vào nguồn nƣớc, cây cối và đi vào cơ thể động vật, con ngƣời, gây nhiều bệnh tật và có thể dẫn đến chết. Các loại phân bón vô cơ làm thay đổi tính chất hóa lý của đất, phá hủy kết cấu của keo đất làm đất xấu, chai cứng. Hệ sinh vật phong phú trong đất là tác nhân chuyển hóa các hợp chất hữu cơ để đảm bảo độphì nhiêu trong đất (nhƣ giun, giáp xác, nhện, mối, bọnhảy, các vi khuẩn, tảo, nấm mốc ). Việc sử dụng các chất trừ sâu trong nông nghiệp đã đƣa vào đất nhữnghóa chất có độ bền vững cao nhƣ nhóm clo hữu cơ (DDT,endrin, tocaphen), các chất này làm giảm một lƣợng lớn các chủng loại sinh vật trong đất và làm giảm độ phì nhiêu trong đất. b) Ô nhiễm do hoạt động công nghiệp Chất thải công nghiệp có thể đƣợc thải trực tiếp vào đất hoặc gián tiếp chuyển vào đất từ 100 nƣớc, không khí và làm cho đất bị ô nhiễm. Nhiều chất tồn tại ở thể rắn trong đất, trong đó có một số chất gây độc nhƣ chất phóng xạ, kim loại nặng, axit. Dầu do sự cố tràn dầu, do hoạt động giao thông vận tải và công nghiệp thấm vào đất sẽ phá hủy keo đất, làm cho nó mất khả năng hấp phụ, từ đó làm giảm độ phì của đất, cản trở sự trao đổi khí của đất và gây ngộ độc cho các loại động vật đất, vi sinh vật và thực vật. c) Ô nhiễm do chất thải sinh hoạt Trung bình dân cƣ mỗi nƣớc nghèo thải ra 0,3-0,5 kg rác/ngày, nƣớc giàu từ 2,5-3,5 kg rác/ngày, và cứ mỗi tỷ USD trong GDP của các nƣớc công nghiệp lại thải ra 5000 tấn rác (Theo Võ Văn Minh, 2007). Nhƣ vậy, lƣợng rác thải sinh hoạt thải ra rất lớn, và các nƣớc càng phát triển thì càng thải nhiều. Tình trạng quá tải rác thải đô thị diễn ra ở khắp nơi, ở Việt Nam cũng rất trầm trọng. Rác thải sinh hoạt có nhiều thành phần khác nhau nhƣ phân, thức ăn thừa, thủy tinh, kim loại, nilon, làm đất bị ô nhiễm cả về vật lý, hóa học và sinh học. Các chất thải sinh hoạt có nhiều mầm bệnh là vi sinh vật gây bệnh cho ngƣời và động vật. Nƣớc rỉ ra từ các bãi chôn rác tập trung ngấm vào đất, dịch nƣớc này có nhiều chất độc đối với hệ động, thực vật. Các túi nilon có thể tồn tại trong đất trong thời gian dài, làm thay đổi kết cấu của đất. Các chất tẩy rửa sinh hoạt và cả công nghiệp cũng phá hủy kết cấu của đất, suy giảm chất lƣợng đất nghiêm trọng. Ô nhiễm đất ảnh hƣởng năng nề đến năng suất, chất lƣợng cây trồng và sức khỏe của con ngƣời cũng nhƣ của các loài động vật, làm đất suy kiệt dinh dƣỡng, phá hủy tính chất sinh học của đất, đất trở nên già cỗi, làm giảm độ phì và giảm diện tích đất canh tác. Riêng ở Việt Nam ta, ngoài các nguồn trên, trong đất còn lại tồn dƣ rất nhiều chất độc hóa học đƣợc sử dụng trong chiến tranh cho, trong đó đặt biệt là chất dioxin, hiện vẫn còn cao hơn mức cho phép ở nhiều nơi, tiếp tục gây bệnh tật cho ngƣời dân. Nhƣ vậy, ô nhiễm môi trƣờng đất đƣợc xem là tất cả các hiện tƣợng làm nhiễm bẩn môi trƣờng đất bởi các tác nhân gây ô nhiễm. Có rất nhiều nguồn mà qua đó đất nhận đƣợc những đơn chất hoặc hợp chất lạ làm giảm độ phì nhiêu của đất. Nếu căn cứ vào nguồn phát sinh có thểphân ra từ nhiều nguồn nhƣ trên nhƣng nhiều tác nhân gây ô nhiễm có 101 thểcó từ nhiều nguồn gốc khácc nhau và tác hại gây ra nhƣ nhau nên ngƣời ta có thể phân loại theo các tác nhân gây ô nhiễm nhƣ ô nhiễm đất do tác nhân hóa học, ô nhiễm đất do tác nhân vật lý và ô nhiễm đất do tác nhân sinh học. 4.2.3. Các tác nhân gây ô nhiễm môi trƣờng đất 4.2.3.1. Tác nhân hóa học Các chất hóa học thƣờng thấy trong môi trƣờng đất bao gồm các loại phân bón hóa học và các chất diệt côn trùng, diệt cỏ, đặc biệt trong các chất diệt cỏ chứa các sản phẩm clo của phenol khi vào đất, các chất này làm cho số lƣợng các trực khuẩn tích tụ phenol phát triển mạnh. Ngoài ra các hợp chất của chì, thủy ngân hợp thành trong đất, những chất cặn lắng bền vững và truyền vào cây trồng. Đa số các loại hóa chất trừ sâu, diệt cỏ đều làm ô nhiễm cây trồng, làm các rễ cây cằn cỗi trong đất và cây trồng không phát triển đƣợc. Thí dụ thuốc bảo vệ thực vật DDT sau 5 năm sử dụng vẫn còn tìm thấy 4-5% sót lại trong đất do khó bị hấp thụ vào các cấu tử của đất. DDT ở nồng độ thấp (24 mg/l) gây nên sự thay đổi sinh lý ngƣợc của cá, làm chết các loài chim. Các chất hoá học mang tính độc hại cao đối với môi trƣờng đất là asen, flo và chì. Sau khi đƣợc hấp thụ, các chất này qua con đƣờng thực vật, sữa bò vào cơ thể con ngƣời. Hàm lƣợng các chất này ở khu vực nhà máy thƣờng cao gấp 5 – 6 lần so với vùng đất xa cách 500m. Các chất thải công nghiệp mang tính nguy hại: các phế thải công nghiệp rắn tạo nên nguồn quan trọng các chất gây ô nhiễm đất do các sản phẩm hóa học độc hại gây ra. Theo ƣớc tính, trong số 50% các phế thải công nghiệp có tới 15% gây độc hại nguy hiểm. Ở Mỹ, gần 106 tấn chất thải không cháy, axit ăn mòn hoặc gây độc hại đƣợc xả bừa bãi ra môi trƣờng xung quanh. Nếu tính theo đầu ngƣời là 20kg chất thải công nghiệp/năm. Những chất hóa học độc hại thƣờng gặp trong đất là asen, flo, chì Các chất rắn vô cơ có kích thƣớc lớn nhƣ vật liệu xây dựng, phế liệu sắt théphoặc các chất nhựa tổng hợp, polyetilenbền vững trong đất. Chúng khó bị phân hủy và khi thải vào đất sẽ ngăn cản sự phát triển của thảm thực vật, hay thay đổi cấu trúc và địa hình. Vì thế ngƣời ta tận dụng các loại này sang nền hay tận dụng lại. 102 Các chất phóng xạ: các chất phóng xạ từ các vụ nổ bom hạt nhân hoặc các chất thải phóng xạ phát ra từ các trung tâm công nghiệp hoặc trung tâm nghiên cứu khoa học lắng xuống mặt đất và đƣợc tích tụ lại trong đất nhƣ các C14, Sr90, CsNgoài ra còn có các yếu tố vi lƣợng nhƣ Be, Bo, Se Các chất phóng xạ xuất phát từ những vụ nổ bom hạt nhân hoặc những chất phóng xạ lỏng hay rắn từ các trung tâm công nghiệp hay nghiên cứu khoa học có thể lắng xuống đất và tích tụ ở đó. Các chất phóng xạ này xâm nhập vào cơ thể động vật và vào đất. 4.2.3.2. Tác nhân sinh học Gồm các trực khuẩn và nguyên sinh động vật đƣờng ruột, các loại này làm ô nhiễm đất do việc sử dụng các loại phân bón lấy từ hố xí hoặc bùn hay sự xả các chất thải sinh hoạt bừa bãi. Ngoài ra, có các loại ký sinh trùng nhƣ giun, sán, các loại nấmCác loại vi khuẩn gây bệnh có thể tồn tại phát triển trong đất bị nhiễm bẩn các phế thải hữu cơ nhƣ phân, rác, phế thải công nghiệp thực phẩm Đất có thể bị nhiễm bẩn bởi các trực khuẩn lị, thƣơng hàn, phẩy khuẩn tả hoặc amip. Các bệnh do các vi khuẩn này gây ra theo con đƣờng tiếp xúc trực tiếp giữa con ngƣời và đất bẩn, nƣớc bẩn hoặc do ruồi, bọ Ngoài vi khuẩn gây bệnh, trong đất còn phát triển các loại côn trùng gây bệnh, là nơi chứa trứng giun, sán Điều kiện phát triển của mỗi loại vi khuẩn gây bệnh phụ thuộc vào lƣợng mƣa, nhiệt độ không khí, thực vật, ánh sáng mặt trời, độ ẩm của đất Hiện nay ngƣời ta thƣờng dùng các loại vi khuẩn Coli Aerogennes và Bact perfrigens, phát triển trong môi trƣờng phân tƣơi, làm vi sinh vật chỉ thị cho độ nhiễm bẩn phân của đất. 4.3. Bảo vệ môi trƣờng đất 4.3.1. Bảo vệ và cải tạo đất 4.3.1.1. Chống xói mòn, giảm bạc màu đất Xói mòn là hiện tƣợng lớp đất mặt màu mỡ bị mất đi do gió ở vùng khí hậu khô và do nƣớc chảy ở cùng khí hậu ẩm. Ở Việt Nam xói mòn chủ yếu xảy ra do nƣớc vì lƣợng mƣa rất lớn, rừng đồi bị phá huỷ và địa hình dốc. Hằng năm trên những đồi trọc bị xói mòn mất 200 tấn đất màu mỡ/1 ha đất. Cƣờng độ xói mòn phụ thuộc vào độ dốc, độ che 103 phủ của cây Các biện pháp chống xói mòn chủ yếu là làm giảm độ dốc và chiều dài sƣờn dốc, trồng lại cây, phục hồi rừng. a) Làm giảm độ dốc, chiều dài sƣờn dốc: bằng các biện pháp nhƣ san ruộng bậc thang, đào mƣơng, đắp bờ, trồng các cây để ngăn chiều dài dốc ra nhiều đoạn ngắn hơn. Các biện pháp thuỷ lợi nhƣ xây dựng đập, hệ thống tƣới tiêu theo các đƣờng đồng mức để ngăn nƣớc, xây các đập và giếng tiêu năng tại những vị trí quá dốc là những biện pháo chống xói mòn hiệu quả. b) Trồng cây, phục hồi rừng: Rừng cây có vai trò lớn trong việc bảo vệ đất nhất là ở những vùng có địa hình dốc lớn. Việc phục hồi và trồng lại rừng đƣợc tiến hành trên các vùng đồi, rừng bị phá huỷ do khai hoang, khai thác gỗ tại các vùng khai mỏ. Biện pháp lâm nghiệp che phủ kín mặt đất, cụ thể là gieo trồng theo hƣớng ngang sƣờn dốc; làm luống ngang sƣờn dốc; nếu là cây hàng thƣa thì giữa hàng cây phải có dải cây nông nghiệp ngăn ngày; cú trọng giữ rừng ở đầu gnuồn và chỏm đồi; chọn cây phù hợp với đất để nâng cao năng suất cây trồng. 4.3.1.2. Cải tạo đất bị chua hóa Bón vôi thƣờng xuyên là biện pháp cải tạo đất chua phổ biến. Căn cứ vào độ chua (pH) của đất, mà sử dụng lƣợng vôi thích hợp, dùng vôi xám tốt hơn vôi trắng vì trong vôi xám có cả Ca và Mg. Mặc khác, việc tăng cƣờng bón phân hữu cơ (phân chuồng, phân xanh, phân Komix) cũng là phƣơng pháp tốt cải tạo đất chua; nếu có điều kiện lấy đất sét nặng trộn với đất mặt cũng là biện pháp cải tạo đất cát, đất bạc màu để tăng khả năng hấp thụ của đất. Nếu cải tạo đất chua bằng cách dùng phân hóa học thì nên chọn loại phân trung tính hoặc kiềm nhƣ DAP, KNO3, CA(NO3)2, lân nung chảy, Apatic, Phosphorit, Urê, NH4NO3,. không dùng phân chua sinh lý nhƣ SA, KCl, K2SO4, Suppe lân Trong canh tác phải quản lý nƣớc thích hợp, hạn chế dòng chảy, trồng cây phủ đất kết hợp làm phân xanh. Hạn chế tối đa dùng thuốc trừ cỏ làm trắng đất, làm giảm lƣợng hữu cơ trong đất. 4.3.1.3. Cải tạo đất bị mặn 104 Biện pháp thủ lợi: Cần xây dựng 1 hệ thống hoàn chỉnh tƣới tiêu để có thể thực hiện việc rửa mặt cho đất, cụ thể là đƣa nƣớc ngọt vào đồng ruộng, cày bừa, sục bùn để hòa tan các loại muối tan trong đất rồi ngâm ruộng và tháo nƣớc tiêu. Nếu thực hiện nhiều lần biện pháp này, độ mặn sẽ đƣợc giảm đáng kể. Mặc dù đây là biện pháp cần có sự đầu tƣ lớn ban đầu nhƣng hiệu quả mang lại cao và có tính bền vững lâu dài. Biện pháp nông lý: Một trong số những cách thực hiện phổ biến của biện pháp này là: Cày sâu ko lật, xới đất nhiều lần nhằm cắt đứt mao quản làm cho muối không bốc lên tầng mặt. Biện pháp sinh học: Trồng các giống cây chịu mặn phù hợp với từng giai đoạn cải tạo đất (trồng cậy chịu mặn cao trƣớc, rồi đến cây chịu mặn thấp sau). Hay còn gọi là cải tạo đất mặn bằng luân canh cơ cấu cây trồng. Biện pháp hóa học: Na+ là ion quan trọng trong đất mặn và chủ yếu gây nên những tính chất lý/hóa xấu cho đất. Ion này đƣợc tồn tại ở các dạng muối hóa tan nhƣ NaCl, NaHCO3, Na2SO4 ...., đặc biệt còn ở dạng trao đổi hấp phụ trên bề mặt keo đất. Vì vậy, để cái tạo đất mặn, điều kiện tiên quyết đầu tiên là loại trừ ion Na+ trong đất. Ion Na+ sẽ đƣợc loại bỏ khỏi đất bằng cách thay thế ion Ca2+ vào.Một số vật liệu/ chất thƣờng đƣợc áp dụng để thay thể ion Ca2+ vào đất thay cho ion Na+ là: thạch cao CaSO4.2H20; hay vôi CaCO3. 4.3.1.2. Xử lý chất thải rắn a) Xây dựng chiến lƣợc và lập kế hoạch quản lý chất thải rắn Cần phải nghiên cứu đánh giá chính xác hiện trạng chất thải rắn đô thị và công nghiệp hiện có của địa phƣơng, cũng nhƣ dự báo chúng trong tƣơng lai 10 – 15 năm tới. Đặc biệt làm rõ các vấn đề:các nguồn thải chất thải rắn, trƣớc mắt và lâu dài; lƣợng thải là bao nhiêu, trƣớc mắt và lâu dài; thành phần và tính chất của chất thải rắn, trƣớc mắt và lâu dài. Từ kết quả nghiên cứu trên tiến hành xây dựng chiến lƣợc và lập kế hoạch quản lý môi trƣờng ngắn hạn và dài hạn cho phù hợp. b) Xử lý chất thải rắn do sinh hoạt 105 Xử lý chất thải rắn do sinh hoạt là công đoạn cuối cùng của công tác vệ sinh môi trƣờng đô thị. Đây là quá trình thu gom, vận chuyển, tập trung và xử lý chế biến. Trong chất thải rắn đô thị, thành phần hữu cơ chiếm 40-60%, các loại chất thải có khả năng tái chế chiếm 8-15%, còn lại là các loại chất thải khác. Để chống lại tất cả các loại ô nhiễm thì việc xử lí chất thải rắn, tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh, chuyển hoá chất hữu cơ dễ phân huỷ thành dạng không hôi thối, dễ sử dụng là điều rất cần thiết. Các loại chất thải rắn đƣợc chế biến làm phân bón cho nông nghiệp. Có hai phƣơng pháp để chế biến chất thải rắn do sinh hoạt là phƣơng pháp loại trừ và phƣơng pháp sử dụng lại. Các phƣơng pháp này gồm các bƣớc: xử lý sơ bộ (tách, phân loại, giảm thể tích chất thải), phƣơng pháp sinh học (ủ hiếu khí để xử lý phần hữu cơ của chất thải rắn nhờ vi sinh vật), phƣơng pháp nhiệt (đốt rác), phƣơng pháp hoá học (thuỷ phân chƣng không có không khí chất thải) và cơ học (ép, nén chất thải để dễ sử dụng và vận chuyển). Hiện nay ngƣời ta thƣờng dùng các biện pháp sinh học nhƣ xử lí hiếu khí tại bãi tập trung rác, tích trữ và chôn lấp rác tại các bãi chôn lấp và đốt rác. Chôn lấp chất thải rắn là công nghệ thông dụng nhất, đỡ tốn kém nhất nhƣng đòi hỏi có diện tích lớn. Chất thải tập trung chôn lấp và phải đáp ứng các điều kiện vệ sinh môi trƣờng, không gây ô nhiễm môi trƣờng đất, môi trƣờng nƣớc ngầm, nƣớc mặt và không khí. Việc lựa chọn bãi chôn rác là hết sức quan trọng phải đáp ứng các yêu cầu nhƣ khoảng cách cách ly từ bãi chôn lấp đến khu dân cƣ, công trình văn hoá, tôn giáo, giải trí, đến nguồn nƣớc sông, suối, giếng khoan gần nhất là > 400m, cách đƣờng giao thông là 100 – 300m, khoảng cách từ đáy bãi rác đến tầng nƣớc ngầm có trữ lƣợng lớn > 3m. Bãi chôn lấp phải đƣợc tính toán để tập trung và ủ rác trong thời gian 15 đến 20 năm. Để giảm diện tích bãi chôn chất thải rắn đƣợc ủ thành nhiều lớp. Khi chất thải cao 2m thì đắp đất ủ; xung quanh trên đó trồng cây, cỏ Bãi chôn lấp rác phải có lớp ngăn nƣớc dƣới đáy và thành xung quanh, có hện thống đƣờng ống thu nƣớc đáy, có trạm xử lý nƣớc rỉ rác trƣớc khi thải ra môi trƣờng xung quanh. Bãi chôn lấp sau khi đóng cửa thì có thể sử dụng diện tích đất này để làm công viên, khu du lich sinh tháivà khí sinh học sinh ra trong quá trình phân hủy có thể sử dụng làm nhiên liệu. c) Xử lý chất thải rắn công nghiệp 106 Các loại chất thải rắn tạo nên trong quá trình sản xuất công nghiệp có thể sử dụng lại làm nguyên liệu thứ cấp cho quá trình sản xuất đó hoặc ở một quá trình khác. Các chất thải không sử dụng lại đƣợc, tuỳ loại chất thải có thể xử lý theo các phƣơng pháp khác nhau Bảng 4.2. Các phƣơng pháp xử lý chất thải rắn công nghiệp Mức độc hại Đặc điểm chất thải Phƣơng pháp xử lý I Không bẩn không độc hại Dùng san nền hoặc làm lớp phân cách ủ chất thải sinh hoạt II Chất hữu cơ dễ oxy hoá Tập trung và xử lý cùng chất thải sinh hoạt III Chất hữu cơ ít độc và khó tan trong nƣớc Ủ cùng chất thải sinh hoạt IV Các chất chứa dầu mỡ Đốt cùng chất thải sinh hoạt V Độc hại đối với môi trƣờng không khí Tập trung trong các poligon đặc biệt VI Độc hại Chôn hoặc khử độc trong các thiết bị đặc biệt Phƣơng pháp chôn lấp và khử độc: Chôn lấp là công đoạn cuối cùng của hệ thống quản lý chất thải rắn. Các chất độc hại trong công nghiệp nhƣ thủy ngân, crôm, chì đƣợc trung hoà, xử lý hoặc khử độc trong các công trình thiết bị đặc biệt trong phạm vi nhà máy hoặc ngoài nhà máy. Các phế thải đặc biệt độc hại đƣợc chôn trong thùng bê tông đặt sâu dƣới đất không thấm nƣớc từ 10 – 12m. Các chất hoạt tính phóng xạ đƣợc thu gom riêng vào thùng mặt nhẵn và sau đó vận chuyển đến chỗ chôn lấp trong xe đặc biệt, chống phóng xạ. Vấn đề chôn lấp các chất đồng vị phóng xạ trong đất hiện nay vẫn chƣa giải quyết triệt để. Ở Mỹ ngƣời ta chôn nó dƣới dạng dịch ximăng trong lớp nham thạch, ở Nga ngƣời ta chôn nó dƣới đất giữa hai lớp cách nƣớc Đốt chất thải rắn: Đốt chất thải rắn trong các lò đốt không phải là biện pháp ƣu việt vì nó có thể làm nhiễm bẩn môi trƣờng không khí nếu hệ thống xử lý khí thải của lò không 107 tốt. Song trong điều kiện không có diện tích nhiều thì phƣơng pháp này lại là một phƣơng pháp hợp lý. Nhiệt độ trong lò đốt thƣờng 800 – 1100oC. Để khử các mùi hôi và độc hại khi đốt chung các loại chất thải với nhau cần phải tính toán lƣợng nhiệt đơn vị giải phóng, độ tro, khả năng gây nổ. Nhiệt độ bắt lửa, nóng chảycủa từng loại chất thải. Xây dựng các lò đốt rác với nhiệt độ cao có thể đốt đƣợc chất thải rắn thông thƣờng, cũng nhƣ chất thải rắn nguy hại, trong nhiều trƣờng hợp ngƣời ta kết hợp lò đốt rác với sản xuất năng lƣợng nhƣ phát điện, cấp nƣớc nóng. 4.3.2. Các biện pháp xử lý đất 4.3.2.1. Phương pháp xử lí tại chỗ: - Phƣơng pháp bay hơi: gần nhà máy hóa chất và khu công nghiệp, dùng dong không khí mạnh làm bay hơi các chất ô nhiễm có trong đất, hấp thụ bằng than hoạt tính. - Phƣơng pháp xử lí bằng thực vật: hoa hƣớng dƣơng hấp thụ urani, một số loại dƣơng xỉ hấp thụ asen, nhiều cây vùng núi hấp thụ mạnh mẽ kẽm, cây mù tạc hấp thụ chì, cỏ ba lá hấp thụ dầu,. - Phƣơng pháp ngâm chiết: kết hợp với chất hoạt động bề mặt để ngâm và chiết các chất gay ô nhiễm ra khỏi đất thu gom chất chiết bằng hệ thống thu gom và sử lí riêng. - Phƣơng pháp cố định chất ô nhiễm bằng dòng điện - Phƣơng pháp xử lí thụ động: sử dụng các quá trình xảy ra một cách tự nhiên nhƣ các quá trình bay hơi, thông khí, phân hủy sinh học, phân hủy do ánh sáng để phân hủy các chát gây ô nhiễm. 4.3.2.2. Xử lí đất bị ô nhiễm sau khi đã bóc khỏi vị trí - Phƣơng pháp xử lí bằng mặt đất: Rải trên một bề mặt đất khác để phân hủy các chất ô nhiễm bằng quá trình phân hủy sinh học, phân hủy do ánh sáng xảy ra một cách tự nhiên. - Phƣơng pháp nhiệt. - Phƣơng pháp trộn với nhựa đƣờng asphalt. 108 - Phƣơng pháp đóng khối. - Phƣơng pháp bóc và chôn lấp. 4.3.2.3. Loại bỏ nguồn gây ô nhiễm: Trong các xí nghiệp, nhà máy, hầm mỏ cần nghiên cứu công nghệ khép kín, không sản xuất hoặc ít sản xuất chất độc. Những chất thải loại cần có cách xử lý thu hồi. Hiện nay, ô nhiễm đất chủ yếu bắt nguồn từ các nhà máy và nƣớc cống thành phố, bởi vậy lúc tƣới nƣớc cho cây trồng cần phải cẩn thận. Cần chọn dùng loại nông dƣợc có hiệu lực cao nhƣng ít độc, ít tồn lƣu trong đất. Loại bỏ hoàn toàn các nông dƣợc đã cấm sử dụng. Một hƣớng mới hạn chế dùng thuốc gây ô nhiễm là cần mở rộng phƣơng pháp sinh vật phòng trừ kết hợp với các phƣơng pháp khác (phòng trừ tổng hợp) 4.3.2.4. Làm sạch hóa đồng ruộng: Dùng vôi và muối phốt phát kiềm để khử chua, chuyển phần lớn nguyên tố kim loại sang hợp chất khó tan từ đó làm giảm nồng độ của chúng trong dung dịch. Tiêu nƣớc vùng trũng, điều tiết Eh đất làm cho một số nguyên tố kim loại nặng chuyển sang dạng khó tan. Luân canh lúa màu để xúc tiến phân hủy DDT Cải thiện thành phần cơ giới đất, tăng cƣờng bón phân hữu cơ Đối với đất cát cần nâng cao tính đệm và khả năng hấp phụ để hút các cation kim loại và nông dƣợc, áp dụng biện pháp tổng hợp nâng cao độ màu mỡ của đất, tạo điều kiện cho sinh vật hoạt động phân hủy các nông dƣợc tồn lƣu trong đất 4.3.2.5. Đổi đất, lật đất: Khi đất bị nhiễm kim loại nặng (nhƣ Cd) có thể áp dụng biện pháp đổi đất, lật đất. Biện pháp này cải tạo triệt để nhƣng khó thực hiện trên diện rộng. 4.3.2.6. Thay đổi cây trồng và lợi dụng hấp thu sinh vật: 109 Nếu đất bị ô nhiễm nặng nên thay cây lƣơng thực, cây ăn quả bằng cây quả, cây cảnh hoặc cây lấy gỗ. Nếu đất trồng cỏ chăn nuôi thì nên thu hoạch vào thời gian hàm lƣợng chất độc thấp nhất. Ngoài ra, có thể trồng những cây không dùng để ăn mà có khả năng hút mạnh các hcaats có chứa nguyên tố kim loại nặng, ví dụ: trồng cúc vạn thọ để cải tạo đất bị nhiễm Cd. Hoặc có thể lợi dụng vi sinh vật để chống ô nhiễm đất. 4.3.2.7. Hạn chế sử dụng phân hóa học, thuốc bảo vệ thực vật, Sử dụng phân bón đúng cách - Bón phân theo kết quả phân tích môi trƣờng - Sử dụng giống cây trồng thích hợp - Bón phân cân đối (N:P:K và hữu cơ) - Số lần bón phù hợp, đặc biệt là phân đạm - Quản lý nƣớc thích hợp - Các nhà máy phải xây ống khói cao để đƣa khí thải lên cao, phải có hệ thông xử lí chất thải, để tiết kiệm nhƣng vẫn đảm bảo chất lƣợng xử lí chất thải, có thể xây dựng hệ thống xử lí chất thải tập trung. 4.3.2.8. Tuyên truyền bảo vệ môi trường Trƣớc hết cần giáo dục ngƣời dân trong việc thực hiện bảo vệ môi trƣờng nói chung và môi trƣờng đất nói riêng. Đối với các đơn vị vi phạm luật môi trƣờng, cần phải xử lý nghiêm khắc Ðiều 184 (BLHS) Tội gây ô nhiễm đất: “Ngƣời nào chôn vùi hoặc thải vào đất các chất độc hại quá tiêu chuẩn cho phép, đã bị xử phạt hành chính mà cố tình không thực hiện các biện pháp khắc phục theo quyết định của cơ quan có thẩm quyền gây hậu quả nghiêm trọng, thì bị phạt tiền từ mƣời triệu đồng đến một trăm triệu đồng, cải tạo không giam giữ đến ba năm hoặc phạt tù từ sáu tháng đến ba năm. + Phạm tội gây hậu quả rất nghiêm trọng thì bị phạt tù từ hai năm đến bảy năm. 110 + Phạm tội gây hậu quả đặc biệt nghiêm trọng thì bị phạt tù từ năm năm đến mƣời năm. Ngƣời phạm tội còn có thể bị phạt tiền từ năm triệu đồng đến năm mƣơi triệu đồng, cấm đảm nhiệm chức vụ, cấm hành nghề hoặc làm công việc nhất định từ 1 năm đến 5 năm. 111 CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Vai trò của tài nguyên đất? Nêu những hiểu biết về tài nguyên đất và thực trạng sử dụng tài nguyên đất? 2. Phân tích 5 yếu tố hình thành đất? 3. Phân tích nguyên nhân gây ô nhiễm và suy thoái đất và biện pháp khắc phục ô nhiễm đất? 112 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Lê Huy Bá. 1997. Môi trƣờng tập I. NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội. 2. Lê Thạc Cán.1995. Cơ sở khoa học môi trƣờng. ĐH Mở Hà Nội 3. Tăng Văn Đoàn. 2006 Kỹ thuật môi trƣờng. NXB Giáo dục (tái bản lần thứ 4) 4. Lƣu Đức Hải. 2001. Cơ sở Khoa học môi trƣờng. NXB ĐH Quốc gia HÀ Nội 5. Lê Văn Khoa. Môi trƣờng và ô nhiễm. NXB Giáo dục Hà Nội 6. Lê Văn Khoa, Nguyễn Ngọc Sinh. Nguyễn Tiến Dũng. 2000. Chiến lƣợc và chính sách môi trƣờng. NXB ĐH QG Hà Nội. 7. Lê Văn Thăng. 2007. Giáo trình Khoa học môi trƣờng đại cƣơng. NXB ĐH Huế. 8. Luật bảo vệ môi trƣờng. NXB Chính trị quốc gia Hà Nội. 9. Bài giảng Môi trƣờng và Con ngƣời của bộ môn Nông lâm Ngƣ, Khoa Kỹ thuật Công nghệ, ĐH Phạm Văn Đồng. 113 MỤC LỤC