Chương 4:
Quan trắc, khảo sát & đánh giá chất lượng môi
trường đất
4.1. Khái quát chung về môi trường đất
4.1.1. Cấu tạo, thành phần hoá học của đất
4.1.1.1. Cấu tạo
- Địa quyển là phần vỏ cứng của Trái đất và phần trên của vỏ Trái đất ở độ
sâu khoảng 70 100km. Phần tiếp xúc bên trong của vỏ Trái đất là phần
mềm của Trái đất.
- Trên thực tế người ta chỉ quan tâm tới lớp vỏ ngoài Trái đất ở độ sâu
khoảng 16km. Đây là phần mà con người có thể khai thác các nguyên liệu
cho công nghiệp.
- Vỏ trái đất có thể chia thành 02 phần:
1. Phần đất: từ bề mặt ngoài của Trái đất tới phần bề mặt đã bị phong hoá có
ý nghĩa đối với hoá học và sinh học đối với môi trường.
Phần đất này chính là môi trường sống của vi khuẩn, động vật, thực vật.
Dưới tác động của thiên nhiên và môi trường thì phần này luôn có những
biến đổi liên tục.
2. Phần cứng của Vỏ Trái đất chủ yếu gồm Silicat và Alumini Silicat.
4.1.1.2. Hoá học của đất
1. Các thành phần vô cơ của đất
- Cát, đất sét, đất thịt là những thành phần vô cơ chính của đất.
- Đất cát gồm những hạt có đường kính 50 2000m (thạch anh), màu
sáng, dễ xử lý gia công, có khả năng thấm nước và các muối hoà tan, khả
năng hấp thụ ít.
- Đất thịt gồm các hạt có đường kính 2 50m và chủ yếu gồm cát,
CaCO3, Ca và Aluminí silicat.
- Đất sét có đường kính hạt < 2m.
2. Nước và không khí trong đất
- Phần rỗng xốp trong đất chứa đầy nước và khí.
- Nước trong đất lưu thông nhờ những rảnh nhỏ với đường kính trên
10m.
- Nước giữ trong các lỗ xốp có d < 2m thường không sử dụng được cho
cây trồng bởi nó thường tồn tại ở dạng hơi nước và hàm lượng lớn hơn rất
nhiều so với hơi nước trong khí quyển.
- Khí trong đất được xác định qua hàm lượng oxy của chúng cần cho sự
phân hủy oxy hoá các hợp chất hữu cơ.
- Khí trong đất khác với không khí bình thường bởi hàm lượng nước rất
cao, bởi liên kết của chúng trong những lỗ rỗng và không gian trống của đất
khác nhau. Nồng độ CO2 cao hơn 5 100 lần so với nồng độ CO2 trong khí
quyển.
3. Các thành phần hữu cơ của đất
- Chỉ chiếm 2 5% tổng khối lượng của đất nhưng rất quan trọng.
- Bao gồm các khí sinh học (sinh khối), một phần các chất phân hủy của
động thực vật và các chất mùn,...
- Thành phần hữu cơ trong đất phụ thuộc vào các yếu tố khí hậu, địa hình
và tình trạng cải tạo đất.
- Các vi sinh vật trong đất:
Do đất có nhiều chất dinh dưỡng nên có nhiều loại sinh vật có thể sống
trong đất như các vi khuẩn, tảo đơn bào, giun, bọ nhặng,...
Đất càng giàu chất hữu cơ và có độ ẩm cao thì càng chứa nhiều vi sinh
vật vì đây là môi trường tốt cho vi sinh vật phát triển.
Độ pH của đất ảnh hưởng nhiều đến quá trình sống và phát triển của sinh
vật, quyết định tới thành phần của đất, chủng loại cũng như số lượng của vi
sinh vật.
Độ sâu của lớp đất cũng ảnh hưởng đến sự sống của vi sinh vật. Ở lớp
trên cùng có chứa nhiều vi khuẩn hiếu khí. Ngược lại ở lớp đất dưới sâu có
nhiều vi khuẩn yếm khí.
4. Tính chất của đất
Đất là một thành phần của môi trường được đặc trưng bởi các yếu tố
vật lý và hóa học cũng như các thong số tương ứng như độ phân bố hạt theo
kích thước, độ pH, thành phần khô, hàm lượng nước, độ rỗng, khả năng hấp
thụ - trao đổi ion,..
Các thành phần vô cơ và hữu cơ trong đất có khả năng trao đổi ion và
tạo thành các hợp chất hóa học dưới dạng các keo đất.
Nhóm OH là nhóm có khả năng nhận - khử prôton.
Các humic có dung lượng trao đổication rất cao,...
5. Những chất dinh dưỡng vi mô và vĩ mô
Đối với cây, những nguyên tố vi lượng Bo, Clo, Natri, đồng, sắt,...chỉ
có giá trị dinh dưỡng ở mức vi lượng, ở hàm lượng cao chúng lại gây độc.
Phần lớn trong số đó có vai trò như thành phần của enzyme, một số khác
như Cl, Mn, Fe, Zn tham gia trong quá trình tổng hợp quang học.
Các chất dinh dưỡng vĩ mô gồm cacbon, hydro, oxy, nitơ,phôtpho, lưu
huỳnh, kali, canxi, magie,... Khí quyển và nước là nguồn cung cấp C, H và
O2. Các chất dinh dưỡng gốc nitơ có thể được tạo ra trực tiếp từ một số thực
vật và từ nitơ trong khí quyển nhờ vi khuẩn cố định nitơ,..
4.1.2. Sự ô nhiễm môi trường đất
Đất là nơi tiếp nhận một khối lượng lớn các chất thải của thiên nhiên
và do con người mang đến.
Quá trình công nghiệp hoá càng phát triển với tốc độ cao thì hàng loạt
các hoạt động nhân tạo càng mở rộng ra ở nhiều lĩnh vực và chất thải ngày
càng sinh ra nhiều hơn đi vào môi trường đất, làm ô nhiễm môi trường đất.
Các nguồn gây ô nhiễm môi trường đất:
- Ô nhiễm do chất thải công nghiệp
- Ô nhiễm do chất thải nông nghiệp
- Ô nhiễm do thuốc bảo vệ thực vật và phân bón hoá học
- Ô nhiễm do chất thải đô thị
- Ô nhiễm đất do dầu mỏ
- Ô nhiễm đất do các độc chất hoá học khác
4.2. Trình tự tiến hành quan trắc - khảo sát
4.2.1. Lập kế hoạch và xây dựng nội dung quan trắc
- Xác định mục đích và nội dung quan trắc
- Xác định đối tượng và phạm vi quan trắc
- Lên kế hoạch và xác định các vị trí lấy mẫu
4.2.2. Thực hiện quan trắc
4.2.2.1. Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu đất
Chuẩn bị mẫu là khâu cơ bản, quan trọng đầu tiên trong phân tích đất. Hai
yêu cầu chủ yếu của công tác chuẩn bị mẫu là:
- Mẫu phải có tính đại diện cho vùng nghiên cứu.
- Mẫu phải được nghiền nhỏ đến độ mịn thích hợp tùy thuộc vào yêu
cầu phân tích.
1. Lấy mẫu phân tích
Tùy thuộc vào mục đích nghiên cứu mà lựa chọn cách lấy mẫu thích
hợp. Thông thường có một số cách lấy mẫu như sau: lấy mẫu theo tầng phát
sinh, lấy mẫu cá biệt hoặc hỗn hợp, lấy mẫu nguyên trạng thái tự nhiên
không phá hủy cấu tạo của đất.
a. Lấy mẫu theo tầng phát sinh:
Khi nghiên cứu đất về phát sinh học hoặc nghiên cứu tíh chất vật lý,
tính chất nước của đất thì tiến hành lấy mẫu như sau:
- Đào phẫu diện đất: chọn điểm đào phẫu diện phải đại diện cho toàn
vùng cần lấy mẫu nghiên cứu. Phẫu diện thường rộng 1.2m, dài 1.5m, sâu
đến tầng đá mẹ hoặc sâu 1.5 – 2m ở những nơi có tầng đất dày.
- Lấy mẫu đất: lần lượt lấy mẫu đất từ tầng phát sinh dưới cùng lên
đến tầng mặt. Mỗi tầng, mẫu đất được đặt trong một túi riêng, có ghi nhãn rõ
ràng. Lượng đất lấy từ 0.5 – 1 kg là vừa.
Đối với tầng cuối cùng (sâu nhất) thì lấy mẫu ở phần giáp với đáy
phẫu diện, tầng mặt (tầng canh tác) lấy dọc suốt cả tầng đến cách đường
phân tầng 2 – 3cm, các tầng khác lấy ở giữa tầng phát sinh với độ dày 10cm.
Với những tầng phát sinh quá dày thì lấy ở 2 hoặc 3 điểm (mỗi điểm lấy với
độ dày 10cm) rồi gộp lại, còn với tầng phát sinh mỏng (có thể nhỏ hơn
10cm) thì lấy bề dày cả tầng (cách đường ranh giới trên và dưới khoảng
2cm). Đối với tầng tích tụ của đất mặn thì chọn vị trí lấy mẫu ở chổ chặt
nhất của tầng này.
Mỗi mẫu đất đều được ghi phiếu chỉ rõ: độ sâu lấy mẫu, địa điểm lấy
mẫu, thời gian lấy mẫu, người lấy mẫu,..
b. Lấy mẫu hỗn hợp:
Nguyên tắc của lấy mẫu hỗn hợp là lấy các mẫu riêng biệt ở nhiều
điểm khác nhau rồi hỗn hợp lại, lấy mẫu trung bình. Thông thường lấy từ 5 –
10 điểm rồi hỗn hợp lại để lấy mẫu trung bình (mẫu hỗn hợp). Khi lấy mẫu ở
các điểm riêng biệt cần tránh các vị trí cá biệt không đại diện như: chỗ bón
phân hoặc vôi tụ lại, chỗ cây quá tốt hoặc quá xấu, chỗ cây bị sâu bệnh,…