PHÈN HÓA

Nguyễn Duy Phương

PHÈN HÓAI. NGUỒN GỐC VÀ QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH ĐẤT PHÈN

(1)Những nhân tố cấu thành chất phèn(2)Quá trình diễn biến và sơ đồ tạo thành đất phèn (3)Ảnh hưởng của vôi đến quá trình hình thành đất phèn

II. PHÂN LOẠI ĐẤT PHÈN (1)Phân loại đất phèn theo FAO – UNESCO(2)Phân loại của nhân dân vùng đất phèn(3)Phân loại đất phèn nam Việt nam

III. TÁC NHÂN – HÀNH VI ĐẤT PHÈN ĐẾN MÔI TRƯỜNG1) Khái niệm về ô nhiễm đất2) Tác nhân hoá học3) Tác nhân sinh học 4) Tác nhân vật lý 5) Tiêu chuẩn đánh giá đất bị ô nhiễm

a) Quy ướcb) Chỉ số vệ sinh

6) Kết quả phân tích hàm lượngIV. GIẢI PHÁP KIỂM KIỂM SOÁT – CẢI TẠO

(1) Biện pháp phòng chống ô nhiễm đất(2)Dùng nước để ém phèn(3)Cải tạo đất phèn bằng tiêu ngầm(4)Cải tạo đất phèn bằng biện pháp hoá học(5)Cải tạo đất phèn bằng biện pháp lên liếp(6)Trồng cây để cải tạo đất phèn


I. NGUỒN GỐC VÀ QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH ĐẤT PHÈNNhững nhân tố cấu thành đất phèn

1. Sự có mặt với số lượng lớn của lưu huỳnh (S) và hợp chất của lưu huỳnh SO 2-4 ,H2S ,

FeS, FeS2 ở trong đất. S được tạo thành trong đất từ hai con đường:

- Con đường thứ nhất : S, SO2-4 hay các dạng khác của S được tích lũy từ xác động

thực vật đặc biệt là thảm thực vật rừng ngập mặn phổ biến là các loại thực vật Phitophova

và Avicermia (Các loại sú vẹt). Rừng sú vẹt trong điều kiện nước biển, nước lợ, đã tích

lũy nhiều S trong cây, trong rễ, nhờ một áp suất thẩm thấu 5 - 6 at và bộ rễ khoẻ và hệ

thống rễ lớn. Khi rừng sú vẹt bị phù xa vùi lấp, quá trình phân giải trong điều kiện yếm

khí xảy ra có sự tham gia của vi khuẩn Closdium, Thiobacillus, Thiodans để tạo ra S, rồi

các hợp chất của nó là H2S, FeS và FeS2.

- Con đường thứ 2 của sự tạo thành SO2-4 hay S là trong mẫu chất trong nước biển.

Nước biển xâm nhập vào đất theo nước ngầm hoặc nước mặt. Hai con đường này sảy ra

liên tục trong nhiều năm.

2. Trong đất có đầy đủ chất hữu cơ làm nguồn thức ăn cho các vi sinh vật yếm khí

(Closidium, Thiobacillus, Thiocidans), là nơi tích luỹ các dạng lưu huỳnh trong đất. ở

những loại đất có hàm lượng chất hữu cơ nhỏ hơn 1% thì khó có khả năng hình thành đấtphèn.

3. Sự có mặt với số lượng lớn của sắt hoặc nhôm. Nước ta là một nước nhiệt đới, quá

trình Feralit hoá xảy ra mạnh do đó sắt nhôm thường có số lượng lớn do quá trình phân

hủy keo sét, rửa trôi và tích tụ, ở các vùng rừng sú vẹt, vùng biển cạn có hoặc khôngcó sú

vẹt.

4. Trong đất có hàm lượng rất nhỏ của canxi,, chất có thể trung hoà axit sulfuric (H2SO4)

được hình thành trong quá trình oxy hoá pyrit. Nếu trong đất có hàm lượng cao của canxi

thì quá trình oxy hoá sẽ xảy ra theo chiều hướng khác, đất có thể không hình thành đất

phèn (xem chi tiết phần vai trò của vôi trong quá trình hình thành đất phèn).

5. Đất thường xuyên chuyển từ trạng thái khử sang ôxy hoá và ngược lại do ảnh hưởng

của chế độ triều, chế độ nước và chế độ khí hậu trong vùng.

6. Mực nước ngầm cao, nhiễm mặn, hoặc nhiễm phèn và thay đổi theo mùa.

7. Trồng trọt, quản lý khai thác tùy tiện, không khoa học.

Quá trình diễn biến và sơ đồ tạo thành đất phèn


Qúa trình diễn biến và sơ đồ tạo thành đất phèn có thể thông qua các bước chính như sau:

1. Lưu huỳnh được tích tụ trong đất dưới dạng SO2-4 , trong điều kiện yếm khí (thiếu ôxy)

và có đủ chất hữu cơ sẽ tạo thành sunphure.

SO2-4 + 2 CH2O→ 2HCO3 + H2S

2. Do đất chứa nhiều sắt, trong điều kiện yếm khí sunphit và pyrit được tạo thành.

3H2S + 2Fe(OH )3→ 2FeS + S + 6H2O

FeS là hợp chất không bền vững, dễ chuyển thành FeS2.

FeS + S→ FeS2.

Con đường chuyển hoá của sắt, kết hợp với S không chỉ đơn thuần hoá học mà còn có sự tham gia của các vi sinh vật yếm khí và các vi sinh vật sắt để tạo thành FeS và FeS2.

Thực ra trong dung dịch đất, FeS và FeS2 có thể ở dạng FeS2nH2O ( Hydrotry olite ). Đó

là một dạng của pyrit không tinh thể, dạng này làm cho đất có màu sám đen, dù chỉ là

một hàm lượng rất ít.

3. Khi tháo nước mặt và hạ thấp mực nước ngầm xuống dưới tầng pyrit, bằng con đường

tự nhiên hoặc nhân tạo, các quá trình ôxy hoá bắt đầu xảy ra.

a - Quá trình oxy hoá FeS

2FeS + 9/2 O2 + 2H2O→ Fe2O3 + 2H2SO4

b - Quá trình oxy hoá FeS2

2FeS2 + 7O2 + 2H 2O→ 2FeSO4 + 2H2SO4

4. Đồng thời các muối sunphat nhôm, sunphat sắt cũng được tạo thành:

Sau khi FeSO4 và H2SO4 được hình thành, nếu tiếp tục quá trình ôxy hoá thì sunphat sắt

III và sunphat nhôm được hình thành như sau :

4FeSO4 + 2H2SO4 + O2→ 2Fe2(SO4)3 + 2H2O

Fe2(SO4)3 + 6H2O→ 2Fe(OH)3 + 3H2SO4

Al 2O3SiO2 + 3H2SO4→ Al2(SO4)3 + SiO23H2O

Sản phẩm của các quá trình oxy hoá sunphit và pyrit là H2SO4..axit H2SO4 và các muối

sunphat là nguyên nhân gây chua trong đất.

Khi quá trình oxy hoá xảy ra pH trong đất giảm rất nhanh và rõ rệt, ở đất phèn nặng pH

H2O có thể giảm xuống 2,5 - 3, pHkcl giảm xuống 2,0 - 2,5. (Sự chênh lệch độ chua khioxy hoá tầng sinh phèn thường đạt trên 2,5 đơn vị)


Quá trình này chỉ xảy ra khi trong đất có hàm lượng rất nhỏ CaCO3 Nếu đất được ngập

nước thường xuyên, tức đất vẫn ở trạng thái khử, không xuất hiện hệ vi sinh vật oxy hoá

và trong đất có hàm lượng rất nhỏ CaCO3 thì đất đó được gọi là đất phèn tiềm tàng (đất

có khả năng sinh phèn lớn khi xảy ra quá trình oxy hoá).

5. Jarosit được hình thành

Fe(SO4) +1/4O2 +3/2H2O +1/3K+→ 1/3 KFe3(SO4)2(OH)6 + H+ +1/3SO2-4

Khi pH trong đất tăng thì phản ứng trên xảy ra theo chiều ngược lại:

KFe3(SO4)2(OH)6→ 3 FeO.OH + K+ + 3H+ + 2SO2-4

Tương tự như phương trình tạo thành Jarosit, trong đất có thể hình thành các hợp chất

Al3(SO4)2(OH)6, NaFe3(SO4)2(OH)6, (H3O)Fe3(SO4)2(OH)6.

Khi các hợp chất Fe2(SO4)3 và KFe3(SO4)2(OH)6 xuất hiện trong đất, làm cho chất có màu

vàng đặc trưng (vàng trấu, vàng rơm). Sunphát nhôm là muối rất độc đối với con người,

động vật và thực vật.

6. Sơ đồ cấu thành đất phèn :(hình số 3)


Ảnh hưởng của vôi đến quá trình hình thành đất phèn:

Vôi đóng vai trò quan trọng trong quá trình hình thành đất phèn và cải tạo đất phèn.

Trong quá trình hình thành đất phèn nếu trong đất có hàm lượng canxi cao thì quá trìnhoxy hoá có thể xảy ra theo chiều hướng khác. Khi quá trình oxy hoá pyrit xảy ra axit sunphuric được hình thành và gây chua cho đất, nhưng nếu trong đất có hàm lượng canxi đủ để trung hoà lượng H2SO4 được tạo ra thì đất không thể chuyển thành đất chua .

CaCO3 + H2SO4→ CaSO4H2O + CO2

Sau đó Al 3+ và Fe đã được hấp thụ trong đất ở môi trường nước lợ sẽ bị Ca2+ thay thế làm

đất tốt hơn và không trở nên phèn nữa . Để đưa ra một khái niệm về khả năng hình thành

phèn hay không hình thành phèn, người ta so sánh tổng số Bazơ và tổng số SO2-4 ở trong

đất. Hay nói một cách khác pH của đất phụ thuộc vào tỷ số S/ Bazơ.

Trường họp 1 2 3 4 Ghi chú

Chất Ca+ Ca+ Ca+ Ca+ Dấu + là giàu

S S- S+ S- S+ Dấu – là

nghèo

Bảng1: Mối quan hệ giữa hàm lượng Canxi và lưu huỳnh trong đấtCó 4 trường hợp xảy ra:

- Trường hợp 1: Xảy ra khi đất giàu canxi và nghèo S

- Trường hợp 4 : Xảy ra khi đất ít canxi nhưng ít S.

Hai trường hợp này không thể sinh ra đất phèn.

- Trường hợp 2 : Giàu canxi nhưng lại cũng giàu S nên đất có thể sinh ra phèn cục

bộ.

- Trường hợp 3 : Trong đất ít canxi, nhưng lại giàu S nên đất dễ sinh ra phèn và

hàm lượng phèn sẽ cao. (CaCO3 < 3 lần hàm lượng S tổng số).Tuy nhiên sự hữu hiệu của CaCO3 trong quá trình hình thành phèn và cải tạo đất phèn còn phụ thuộc vào môi trường đất, nước, chính xác hơn là còn phụ thuộc vào sự có mặt của khí Cacbonic (CO2). Vì trong dung dịch đất và nước, nếu hàm lượng CO2 càng cao thì càng tạo ra nhiều Ca ( HCO3) 2 theo phản ứng sau: CO2 hoà tan vào nước

H2O + CO2→ H2CO3

H2CO3 + CaCO3→ Ca (HCO3 )2


Vì Ca(HCO3 )2 dễ tan trong nước và dễ rửa trôi vì vậy đất trầm tích vẫn thiếu canxi mặc

dù trong nước mặt vẫn có canxi hoà tan.

II. PHÂN LOẠI ĐẤT PHÈN Phân loại theo Hội khoa học đất Việt Nam năm 1995 (ứng dụng phương pháp định lượng của FAO-UNESCO, trong phân loại và chú dẫn bản đồ cũng được giới thiệu để tham khảo). Đất phèn được xác định bởi sự có mặt trong phẫu diện 2 loại tầng chẩn đoán:

- Tầng sinh phèn (Sunfidic horizon)

- Tầng phèn (Sunfuric horizon)

Đất chỉ có tầng sinh phèn gọi là đất phèn tiềm tàng, đất chỉ có tầng phèn hoặc cả 2 tầng

gọi là đất phèn hoạt động.

Tầng sinh phèn (Sunfidic horizon) là tầng tích luỹ vật liệu chứa phèn (Sunfidic

materials) là tầng sét hoặc hữu cơ ngập nước, thường ở trạng thái yếm khí. Tầng chứa

nhiều SO3 (trên 1,7%) tương đương với 0,75% S. Lưu huỳnh tổng số ở tầng sinh phèn

làchỉ tiêu phân biệt đất phèn và không phèn, đất phèn có S tổng số ở tầng sinh phèn >

0,7- 0,75%.

Tầng phèn (Sunfuric horizon) là một dạng tầng B xuất hiện trong quá trình hìnhthành và phát triển của đất phèn từ đất phèn tiềm tàng, tập trung chủ yếu khoáng Jarositdưới dạng những đốm, những vệt vàng rơm (2,5 Y) có pH thường dưới 3,5. Tầng phènthường vẫn gọi là tầng Jarosit, là tầng chỉ thị cho đất phèn hoạt động.

a. Phân loại đất phèn theo FAO – UNESCO

Với sự phát sinh muôn màu muôn vẻ, với các loại hình rất phong phú nên chúngđược xếp thành nhóm riêng. Nhóm đất phèn (Major soil groupings) (Thionosols). FAO - UNESCO xác định là cấp đơn vị (Soil unit), nằm trong 3 nhóm: Nhóm phù sa (Fluvisols), nhóm đất glây (gleysols) và nhóm đất than bùn (Histosols). Vì vậy dịch sang thuật ngữ FAO - UNESCO. nhóm đất phèn gồm có 3 đơn vị: (Soil units).

- Đất phù sa phèn (Fluvie Thionosols hay Thionic Fluvisols)

- Đất glây phèn (Gleyic Thionosols hay Thionic gleysols)

- Đất than bùn (Histric Thionosols hay Thionic Histosols) Hệ thống phân vị cấp 3

( Subunits ) đối với nhóm đất phèn cũng được nghiên cứu xác định với các đặc tính :

Phèn tiềm tàng (Protothionic), phèn hoạt động (Orthi thionic).b. Phân loại của nhân dân vùng đất phèn

a. Phèn nóng: Chủ yếu do sunphat sắt FeSO4 , Fe2(SO4)3 tạo thành, ít nhôm và sunphat

nhôm. Mức độ độc hại loại phèn này ít hơn so với phèn nhôm. Trên mặt nước ở ruông, ở


kênh thường có một lớp váng vàng . Váng vàng này dính vào tay chân khi làm ruộng,

thường gây ngứa và dễ gây mục quần áo.

b. Phèn lạnh : Chủ yếu do sunphat Nhôm tạo nên Al2(SO4)3, loại này độc hại hơn phèn

nóng. Nước trên ruộng và trong kênh mương ở khu vực đất phèn này trong suốt (nhìn

thấy đáy kênh mương). ở những vùng này, trong vụ hè thu, nếu không đủ nước tưới dễ bị

”xi“ phèn gây chết lúa và cây cối. Các loại động thực vật rất khó sống và phát triển ở

vùng này.c. Phèn đỏ : Một số vùng ở miền tây gọi là phèn đỏ, về bản chất phèn đỏ cũng như phèn d. Phèn trắng : Về bản chất phèn trắng giống như phèn lạnh, do Sunphát nhôm gây nên.

Ở những vùng phèn nhiều và thiếu nước vào cuối mùa khô, muối Al2(SO4)3 bốc lên mặt

và kết tinh thành những hạt muối tròn có đường kính vài milimét dính với nhau thành

từng cụm, khi ẩm thì nhờn trơn, khi khô thì dòn, nhẹ, dễ vỡ, dễ tan vào nước nóng, do

Sunphát Sắt và Oxyt sắt ngâm nước gây nên. Nước trên ruộng thường có váng vàng đỏ

ánh trên mặt. Mức độ độc hại không cao.

e. Phèn đen : Những vùng phèn có tầng hữu cơ lẫn lộn với hợp chất phèn thường gặp ở

những vùng trũng hoặc vùng rừng U minh. Phẫu diện thường có mầu đen, mức độ phèn

phụ thuộc vào môi trường nước xung quang và đặc điểm về nguồn nước mặt và nguồn

nước ngầm. Diện tích loại đất này không lớn, mức độ phèn cũng không như loại phèn

trắng và phèn lạnh.c. Phân loại đất phèn nam Việt nam

Sự phân loại này dựa vào hình thái phẫu diện, tính chất lý, hoá học của đất, địa hình, địa

mạo, phát sinh học , thảm thực vật, môi trường và năng suất cây trồng. Nhìn chung nhóm

đất phèn được chia ra các loại sau: loại đất phèn hoạt động, loại đất phèn tiềm tàng, loại

đất phèn đang chuyển hoá, loại đất phèn than bùn.

Trong loại đất phèn hiện tại được chia ra :

+ Đất phèn nhiều.

+ Đất phèn trung bình và phèn ít

+ Đất phèn mặn.

Trong loại đất phèn tiềm tàng được chia :

+ Đất phèn có tầng an toàn lớn hơn 50 cm.

+ Đất phèn có tầng an toàn 30-50 cm.


+ Đất phèn có tầng an toàn nhỏ hơn 30 cm.+ Đất phèn có tầng hữu cơ một phẫu diện

III. TÁC NHÂN – HÀNH VI ĐẤT PHÈN ĐẾN MÔI TRƯỜNGKhái niệm về ô nhiễm đất- Ô nhiễm được xem là tất cả các hiện tượng (chủ yếu là tác động nhân sinh do gián tiếp hoặc trực tiếp) làm nhiễm bẩn môi trường đất bởi các tác nhân gây ô nhiễm(Poihetauts). Có rất nhiều nguồn mà qua đó đất nhận được những hợp chất lạ có tác động làm giảm độ phì nhiêu trong đất.

- Nếu căn cứ vào các tác động gây ô nhiễm, phân ra làm các loại:

Do phế thải công nghiệp

Do phế thải sinh hoạt

Do hoạt động sản xuất nông nghiệp

Do ảnh hưởng của bầu khí quyển.

* Tác nhân gây ô nhiễm:

Tác nhân hoá học

Tác nhân sinh học

Tác nhân vật lý1. Tác nhân hoá học- Do trong đất, trong nước vùng đất phèn nặng và trung bình xuất hiện hàm lượng cao của các độc tố. Do việc dùng nhiều phân bón hoá học, thuốc trừ sâu, diệt cỏ và chất kích thích sinh trưởng, dẫn đến sự lan truyền độc tố từ vùng này sang vùng khác. Ngoài ra còn do phế thải của hoạt động công nghiệp cũng như sinh hoạt.

- Do những vùng đất phèn nặng và trung bình: Khi xuất hiện những vùng phèn nặng và

trung bình, các độc tố trong đất xuất hiện với hàm lượng cao thì chúng không chỉ xuất

hiện và gây ảnh hưởng tại những vùng đất phèn, mà do ảnh hưởng của chế độ nước trong

khu vực các độc tố sẽ lan truyền sang những khu vực lân cận:

Làm đất bị nhiễm chua, nhiễm mặn.

Tính chất hoá học của đất bị thay đổi.

Chất lượng nước bị thay đổi theo chiều hướng bất lợi.

Chất lượng nước ngầm bị nhiễm bẩn

- Do sử dụng phân bón. Khi bón phân khoáng chỉ có 50% được cây trồng sử dụng. Lượng

còn lại tham gia vào vấn đề gây ô nhiễm môi trường đất.

Biến đổi thành phần tính chất của đất nếu không sử dụng hợp lý.


Làm chua đất

Biến đổi cân bằng dinh dưỡng đất cây trồng

Một lượng lớn xâm nhập vào nguồn nước,vào khí quyển

- Do thuốc trừ sâu, diệt cỏ. Hay gây nên hiện tượng “ phóng đại sinh học “ Tác động

mạnh mẽ nhất đến môi trường đất

- Do chất thải công nghiệp, sinh hoạt.+ Chứa sản phẩm độc hại ở dạng rắn. Nhiều nghiên cứu gần đây đã chứng minh 50% chất thải công nghiệp là rắn: than, bụi, sỉ, quặng..vv. Và từ đó ước tính 15% gây độchại và guy hiểm cho con người và đất đai. Chất thải sinh hoạt ở dạng rắn cũng chiếm tỷ trọng lớn.

+ Chất thải công nghiệp là các hoá chất kim loại nặng như: Cu, Pb, Cs, Hg, Cd...

thường chứa nhiều trong rác phế thải của ngành luyện kim màu, sản xuất ôtô.

+ Trong đất, tính trị độc và gây độc của các kim loại nặng phụ thuộc vào nhiều

yếu tố: ôxy hoá khử, pH, số lượng nước và phức chất mà nó hoà tan các kim loại

nặng2. Tác nhân sinh học- Sự ô nhiễm này xuất hiện do những phương pháp đổ bỏ chất thải mất vệ sinh, loại tưới, thải sinh hoạt, bón trực tiếp cho cây, cho đất. Sử dụng phân không đúng kỹ thuật, vì trong đó chứa nhiều vi khuẩn gây bệnh→ gây nên hậu quả cho con người, gia súc.

-Nhiều loại vi khuẩn trong đất phèn lan truyền theo nước gây nên một số bệnh đối với

nhân dân vùng đất phèn3. Tác nhân vật lý- Ô nhiễm nhiệt: khi nhiệt độ đất tăng gây ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật trong đất, ảnh hưởng đến phân giải chất hữu cơ. Trong nhiều trường hợp ảnh hưởng đến chất dinh dưỡng. Nhiệt độ tăng làm giảm lượng D2 hoà tan trong dung dịch đất dẫn đến thế cân bằng sang xu thế khử. Quá trình phân huỷ chất hữu cơ sang kị khí, sinh ra sản phẩm độc :CH4, NH3, H2S và các andehit.

Quặng thải bỏ của các nhà máy nhiệt điện, luyện kim.

Đốt rẫy, cháy rừng.

- Các tác nhân phóng xạ:

Phế thải của các trung tâm nghiên cứu, bệnh viện..Để đo người ta có hệ số cô đặc: Tỉ lệ nồng độ chất phóng xạ tích huỷ trong cơ thể và lượng đó trong môi trường.

* Ô nhiễm đất phèn:


- Nguyên nhân:

Ngoài các nguyên nhân đã nêu trên còn kể đến:

Do quá trình tưới tiêu không hợp lý làm xuất hiện quá trình mặn hoá, phèn

hoá.

- Độc tố sản sinh trong quá trình phèn hoá:

Trong quá trình phèn hoá do điều kiện môi trường biến đổi từ trạng thái khử

chuyển sang trạng thái oxi hoá trị số pH giảm và giảm đột ngột (trung bình từ 1,5

đến 2,5 đơn vị) và là nguyên nhân chính dẫn đến sự hình thành các độc tố (là hệ

quả của quá trình oxy hoá).Khi pH≤ 3: Fe, Al, SO42- xuất hiện nhiều và linh động. Làm rễ cây không hút chất dinh dưỡng (Al). Fe làm cho rễ chặt không hô hấp được. Chúng ta đều biết Al có tương quan nghịch với giá trị pH. ở nồng độ 1 - 2 ppm Al đã có tác động xấu với cây trồng. Khi đất bị phèn nặng, pH thấp, Al tích trữ trong các mô của hệ rễ ngăn chặn sự kéo dài và phân chia của tế bào, ức chế hoạt động của các enzim làm nhiễm xúc tác cho việc tổng hợp các chất trong vách tế bào, làm cho bộ rễ cuả cây cằn cỗi, lông hút rụng, phát triển không bình thường và dẫn đến chết. Độc tố Fe (Fe2+, Fe3): Khi pH trong đất giảm, Fe2+được giải phóng ra gây độc cho cây - đặc biệt nó có thể lan truyền ra những khu vực rộng lớn xung quanh. Theo một số tác giả F2+ 150 - 200 pp m đã gây độc cho lúa, đồng thời ảnh hưởng đến sự sống của các sinh vật trong vùng và ở nồng độ Fe2+ = 500ppm nhiều cây trồng không sống được. Độc tố H2S và Pyrit xuất hiện do kết quả của quá trình khử Sunphat trong điều kiện yếm khí, đặc biệt là đất có nhiều xác sú vẹt. Theo Đeut ở nồng độ (1-2) x 10 mol/m3 H2S đã làm tổn thương đến chức năng của rễ

- Sự lan truyền nước phèn từ vùng này sang vùng khác thông qua hệ thống kênh rạch.

- Ngoài ra đa số phân bố ở vùng ven biển→ nhiễm mặn (chua mặn): Cl- Na+.

Tiêu chuẩn đánh giá đất bị ô nhiễm

- Hiện chưa có một phương pháp nào hoàn chỉnh để đánh giá tình trạng mẫu đất bị ô

nhiễm vì bản thân việc này rất phức tạp.1. Quy ước

- Dựa vào nồng độ của hoá chất N2 trong quá trình phân huỷ - các hoá chất hữu cơ chứa

đạm thì người ta có thể đánh giá được trạng thái ô nhiễm đất.

{ Nhiều NH3: mới ô nhiễm

{ N02: đang ô nhiễm

{ N03: sạch (đã được cung cấp)2. Chỉ số vệ sinh

Nitơ anbumin của đất (N thuộc cơ thể vi sinh vật)


CSVS =⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯

N hữu cơ của đất

- Môi trường ô nhiễm⇒ chỉ số vệ sinh giảm vì hoạt động sinh vật giảm→ N2 trong

anbumin giảm.

- Đất ô nhiễm⇒ vi sinh vật hoạt động yếu⇒ N hữu cơ tăng chỉ số vệ sinh giảm.

- Trong y tế ta có:

Chỉ số vệ sinh Tình trạng ô nhiễm

<0,7

0,7 - 0,85

0,85 - 0,98

> 0,98

Mạnh

Trung bình

Yếu

sạch (không ô nhiễm)

Kết quả phân tích hàm lượng

* Hàm lượng clo để đánh giá :

- ít Clo : tốt- Nhiều Clo: bẩn xấu

* Xét nghiệm vi sinh vật:

- Chỉ tiêu về bệnh tật. Dựa vào số lượng vi sinh vật mà chủ yếu là trung bình vi khuẩn

(tiểu trung bình/1 g đất) người ta phân tích thấy : - 1 - 2,5 triệu : đất không có vấn đề >

2,5 triệu : đất có vấn đề

- Số lượng trứng giun :

Số trứng giun /1kg đất Tiêu chuẩn đánh giá

< 100

100 - 300

> 300

Sạch

Bị bẩnRất bẩn

V. GIẢI PHÁP KIỂM KIỂM SOÁT – CẢI TẠO1. Biện pháp phòng chống ô nhiễm đất

a. Làm sạch cơ bản

b. Khử những chất thải rắn

i. Rác thải gia đình

ii. Nước thải


c. Tập trung và thải bỏ

d. Điều khiển, kiểm soát chế độ nước ở vùng đất phèn bao gồm cả nước mặt và

nước ngầm2. Dùng nước để ém phèn

Lợp nước trên mặt ruộng có tác dụng hoà tan và làm giảm hàm lượng phèn có trên mặt

ruộng và ở lớp đất mặt, đồng thời thông qua dòng thấm đứng để đưa các độc tố ở trong

các tầng đất xuống tầng nước ngầm.

Qua đồ thị về sự biến động của sắt trong đất sau khi ngâm trong nước ta thấy: Giai đoạn

đầu hàm lượng Fe+2 tăng lên, hàm lượng Fe+3 giảm do có sự chuyển hoá từ sắt III thành

sắt II. Nếu tiếp tục ngâm nước thì đến một giai đoạn nhất định cả hàm lượng sắt II cũng

sẽ giảm.


Hình 28:(Lê Huy Bá 1982): Biến động của độc chất Fe+2, Fe+3 khi ngập nước


3. Cải tạo đất phèn bằng tiêu ngầmDùng nước để ém phèn, thực chất là rửa phèn theo chiều đứng, dùng nước để hoà tan, giảm nồng độ phèn và đưa phèn ngấm xuống tầng sâu nhờ dòng thấp và áp lực cột nước.

Trong thực tế sản xuất không phải ở nơi nào cũng có lũ hoặc có lượng nước ngọt lớn,

ngoài ra do đất phèn có đặc điểm: hàm lượng sét cao, khả năng thấm rất kém, nên hiệu

quả rửa theo chiều đứng rất hạn chế. Ngoài ra ở những vùng đất phèn, mực nước ngầm

thường nông, chất lượng nước ngầm rất xấu vì vậy việc cải tạo đất phèn càng khó khăn,

hay bị nhiễm phèn lại. Để khắc phục những đặc điểm trên, trong một số trường hợp

người ta đã dùng biện pháp tiêu ngầm để cải tạo đất phèn.

A . Mục đích của biện pháp tiêu ngầm

Khống chế mức nước ngầm ở một chiều sâu nhất định, không để cho đất bị nhiễm phèn,

nhiễm mặn lại.Làm tăng khả năng thấm theo chiều ngang và theo chiều đứng của đất cần cải tạo, tạo điều kiện thuận lợi cho việc cải tạo đất bằng biện pháp thuỷ lợi.

B . Các hình thức tiêu ngầm

Tiêu ngầm bằng ống PVC

Tiêu ngầm bằng ống sành

Tiêu ngầm bằng ống cát

Tiêu ngầm bằng bó cành cây

Tiêu ngầm bằng hang chuột


Hình 31 :Tiêu ngầm bằng bó cành cây Hình 32 : Tiêu ngầm bằng ống cát

Hình 33: Tiêu ngầm bằng ống sành Hình 34. Tiêu ngầm bằng hang chuột


Hình 35 : Tiêu ngầm bằng ống PVC

Hình 36: Máy cày sâu cải tạo đất


Hình 37: Máy đặt ống tiêu ngầm PVCC . Tính toán, thiết kế ống tiêu ngầm

a. Chiều sâu đặt ống tiêu ngầm

Chiều sâu ống tiêu ngầm được tính toán phụ thuộc các yếu tố sau:

Chiều sâu mực nước ngầm cần được hạ thấp và khống chế

Yêu cầu về độ dốc thuỷ lực của đường mặt nước ngầm trong quá trình tiêu

Đặc điểm thổ nhưỡng của vùng đất cần tiêu.

Về nguyên tắc nếu có thể thì cần tránh việc tạo cơ hội cho việc oxy hoá tầng

pyrite, như vậy ta cần khống chế mực nước ngầm cao hơn hoặc bằng tầng pyrite. Như

vậy để tạo điều kiện thuận lợi trong quản lý hệ thống tiêu ngầm ta nên đặt ống tiêu ngầm

cao hơn hoặc bằng cao trình tầng pyrite.

Trong thực tế, do đặc điểm các vùng đất phèn ở nước ta thường có tầng pyrite

nông (50-60 cm), trong những trường hợp này, nếu đặt ống tiêu ngầm trên tầng pyrite thì

việc tiêu nước sẽ gặp khó khăn, những yêu cầu về khống chế sự bốc phèn, tái nhiễm phèn

sẽ rất khó khăn. Vì vậy trong nhiều trường hợp người ta vẫn đặt ống tiêu ngầm ở trong

tầng pyrite, khi đó do việc hạ thấp mực nước ngầm sẽ làm cho tầng pyrite trên ống tiêu

ngầm sẽ bị oxy hoá thành tầng Jarosite, rồi cũng sẽ được rửa theo thời gian trở thành tầng


không phèn.

* Tính toán khoảng cách ống tiêu ngầm

Các công thức tính toán khoảng cách ống tiêu ngầm đã được trình bày trong giáo trình

thuỷ nông và thuỷ lực. ở đây chúng tôi chỉ trình bày tiêu chuẩn để tính toán khoảng cách

giữa 2 ống tiêu:

Thời gian cần hạ thấp mực nước ngầm trong quá trình thau rửa

Thời gian cần hạ thấp mực nước ngầm để đảm bảo sự sinh trưởng cho câytrồng cạn.

Tốc độ thấm cần thiết để đảm bảo hiệu của việc thau rửa phèn.

* Kết quả nghiên cứu thực nghiệm về tiêu ngầm cải tạo đất

Kết quả nghiên cứu tiêu ngầm tại huyện Quỳnh Phụ Thái Bình do viện nghiên cứu khoa

học Thuỷ lợi thực hiện đã cho kết quả tích cực trong cải tạo đất bằng tiêu ngầm:

Trong phần quá trình hình thành đã nêu đầy đủ ảnh hưởng của chế độ nước đến sự

hình thành và phát triển đất phèn.

Trong điều kiện yếm khí (đất ngập nước) pyrit được hình thành, tuỳ theo hàm

lượng chất hữu cơ, mức độ tích tụ lưu huỳnh mà dẫn đến hàm lượng của pyrit nhiều hay

ít, tầng pyrite dày hay mỏng.

Khi mực nước ngầm bị rút sâu dưới tầng pyrit quá trình oxy hoá sẽ xảy ra, sự oxy

hoá pyrit, sunphit tạo nên axit sunphuric, sunphat sắt II, sắt III, sunphat nhôm và cuối

cùng là Jarosite. Quá trình oxy hoá xảy ra càng mạnh thì tầng Jarosit phát triển càng lớn,

pH trong đất càng giảm. Tuy nhiên khi đất ngập nước, được rửa phèn thì pH trong đất

được dần tăng lên, các độc tố trong đất cũng giảm dần theo thời gian, tầng Jarosite được

rửa và dần dần trở thành tầng không phèn. Chiều sâu tầng đất phèn được rửa sâu dần theo

thời gian.Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của tiêu ngầm kết hợp rửa phèn cải tạo đất được

thể hiện trong (hình 38).


Hình 38: Quá trình Oxy hoá Pyrite và quá trình thay đổi của Pyrit, Jarosit khi tiêu nướcngầm rửa phèn.

4. Cải tạo đất phèn bằng biện pháp hoá học

Lợi ích của việc bón vôi cho đất phèn rất rõ ràng:

CaCO3 + H2SO4→ CaSO4 + H2O + CO2

Qua các đồ thị 21 thể hiện kết quả nghiên cứu của Maneewon et. al. và Charoenchamrat

cheep et al. (1982) trên đất phèn hoạt động tại Thái Lan cho thấy:

- Bón vôi có tác dụng thay đổi năng suất cây trồng. Tuy nhiên nếu bón nguyên vôi thì tác

dụng không rõ rệt vì vậy rất cần bón thêm đạm và lân.

Như vậy về mặt lý luận cũng như thực tiễn, bón vôi có tác dụng cải tạo đất phèn, tuy

nhiên cần phải tính toán lượng vôi bón đủ liều lượng cho từng loại đất và từng loại cây

trồng . Ngoài ra thời điểm bón vôi cũng rất quan trọng và cũng cần phải bón kết hợp thêm

đạm và đặc biệt là lân, vì trong đất phèn lượng đạm và lân dễ tiêu thường it.


Hình 39: Mối quan hệ giữa năng xuất cây trồng và lượng vôi, phân bón cho đất phèn ở Thái lan (Maneewon et al. 1982)

5. Cải tạo đất phèn bằng biện pháp lên liếp

Kinh nghiệm lâu đời của nhân dân vùng phèn Nam Bộ là lên liếp để trồng cây hoặc gieo

lúa. ở những vùng đất phèn có chiều dày tầng đất từ mặt đến tầng Jarosite hoặc tầng

pyrite quá mỏng, mỏng hơn nhiều so với độ sâu của tầng hoạt động của bộ rễ cây, hoặc ở

những nơi có mực nước ngầm cao gần mặt đất, để cây trồng có thể sinh sống và phát triển

bình thường, đất ít bị tái nhiễm phèn ta có thể lên liếp. Đất lên liếp được rửa phèn rất

nhanh, chúng ta có thể tham khảo kết quả nghiên cứu của trường ĐHNN Thành phố Hồ

Chí Minh. Kết quả theo dõi ghi nhận ở bảng 26 :

Bảng 26: Biến đổi độc chất do lên liếp sau một mùa mưa (ppm)

Tầngđất (cm)

Đất lên liếp Đất không lên liếp

Al+3 SO4-2

Al+3 SO4-2

0 - 3035 - 50

- 848- 1010

- 1300+ 200

- 435- 413

- 900+ 145

Ghi chú : + : Lượng tăng lên sau mùa mưa+ : Lượng giảm sau mùa mưa

So sánh sự biến động của các độc chất ở đất được lên liếp và không lên liếp, thấy rằng :

+ Al+3: ở đất lên liếp giảm nhanh hơn ở đất không lên liếp trong cả 2 tầng (-848 so với -

435 ppm ở tầng mặt và - 1010 so với -413 ppm ở tầng dưới). SO4-2: ở đất lên liếp ở tầng

mặt giảm nhanh hơn ở đất không lên liếp (- 1300 so với -900 ppm).


Chiều cao lên liếp phụ thuộc vào loại đất, loại cây trồng, chiều sâu mực nước ngầm. Chiều rộng của liếp được tính toán dựa vào tán cây trồng dự định gieo trồng. Chiều rộng và chiều sâu phần lấy đất để lên liếp được tính toán phụ thuộc vào chiều dày tầng đất có thể lấy, chiều rộng của liếp, yêu cầu sử dụng phần rãnh sau khi lấy đất trong việc giao thông, nuôi trồng thuỷ sản.

6. Trồng cây để cải tạo đất phèn

Việc trồng lúa tưới ngập và trồng một số loại cây phân xanh họ đậu (H0STylo, eschinono

Americana) đều làm giảm các độc tố trong đất phèn. Ngoài ra cây trồng còn có tác dụng

làm giảm nhiệt độ mặt đất, hạn chế sự bốc phèn từ dưới tầng sâu và mực nước ngầm lên

tầng mặt.

Documents

PHÈN HÓA