PHÉP PHÂN TÍCH
ĐẤT, BÙN LẮNG VÀ BỤI
5.1. GIỚI THIỆU:
Những thí nghiệm được phác thảo trong chương này có thể được dùng để phân tích
những mẫu đặc trưng như đất, cặn, bùn quánh, và bụi. Những thủ tục thực nghiệm cho những
mẫu này hoàn toàn tương tự nhau và chúng được nghiên cứu trên các mẫu phân tich. Điều này
trái ngược với mẫu nước , có thể trực tiếp phân tích hay chỉ cần sử lí sơ bộ. So với những mẫu
khác thì việc phân tích đất được xem là quan trọng nhất do vai trò của đất trong chu kỳ sinh hóa
các chất dinh dưỡng, những chất gây ô nhiễm và vai trò lớn của chúng là môi trường trung gian
cho các hoạt động nuôi trồng tạo nguồn thức ăn cho con người.
5.1.2.ĐẤT:
Đất là sự pha trộn của các khóang chất (hạt sét, thạch anh…), nước, không khí và sinh vật
sống. Đất được hình thành bởi sự phong hóa đá mẹ và sự phân hủy các chất hữu cơ (bề mặt đất là
một lớp mỏng những cành và lá bị mục rữa…). Sự phong hóa có thể theo kiểu cơ học (sự xói
mòn, nhiệt độ thay đổi) hoặc theo kiểu hóa học (sự thủy phân, sự oxy hóa…). Những tính chất
hóa học và lý học có thể thay đổi khác nhau về mặt địa lý, tùy thuộc vào chất liệu của đá mẹ ,
thời tiết và kiểu phong hóa…
Quá trình hình thành đất diễn ra nhanh trong các chí tuyến có khí hậu ấm và mưa nhiều.
Đất được phân loại dựa theo kích thước của khóang chất:
Sét < 0.002 mm
Bùn lắng 0,002 – 0,02 mm
Bụi 0,002 – 2 mm
Cát > 2 mm
Những đất khác nhau chứa đựng những sự pha trộn khác nhau của các khoáng chất trên với tỉ
lệ khác nhau và điều này được minh họa bằng hình biểu diễn tam giác sa cấu đất của cục phân
loại đất nông nghiệp ở Mỹ (USDA).
Thành phần hóa học của bùn và cát gần giống với đá mẹ. Trong những vùng ôn đới thành
phần chủ yếu trong đất là khóang thạch anh. Đá calcite, CaCO3 và dolomite, CaMg(CO3)2 có thể
vượt trội hơn trong những vùng đất được thành lập từ đá vôi. Trong những miền khô hạn , toàn
bộ đất được hình thành do ảnh hưởng của sự bào mòn bề mặt của đá mẹ, do sự thiếu nước và
những hóa chất cần thiết cho các quá trình sinh hóa. Ờ chí tuyến, nhôm, oxit sắt và các hydroxit
chiếm tỉ lệ lớn là kết quả của quá trình phong hóa mãnh liệt.
Đất sét gồm những thành phần chinh là: các hạt sét, acid humic, oxit của Fe và Al. Các
khoáng vật sét là những hydroxisilicate kết tinh bao gồm các phiến hoặc các lớp nguyên tử.
Chúng có thể chứa một lượng nhỏ Al, Fe, Mg và các cation khác. Các khóang vật sét (kaolinit,
montmorillonite,…) thể hiện đặc tính dính đặc trưng của đất sét như sự duy trì nước và tính dẻo.
Những mẩu sét có thể hấp thụ nước ở mức cao, mặc dù lượng nước được hấp thụ đối với các loại
sét là khác nhau. Bề mặt của các khóang sét thì được tích điện và chúng có thể tham gia trong
TAM GIÁC SA CẤU ĐẤT
quá trình trao đổi ion. Tính chất này đặc biệt quan trọng giúp sét có thể giữ được các chất dinh
dưỡng cần thiết cho cây trồng .
Những chất ẩm ướt có thể thu được từ sự phân rã của các hợp chất hữu cơ. Lát cắt ngang
thẳng đứng xuyên qua lớp đất được gọi là phẩu diện đất. Các mặt cắt đất là thiết yếu để hiểu
được đất được hình thành liên quan như thế nào đối khác nhau. Một mặt cắt đất được mô tả trong
hình 5.2 .
Hình 5.2
PHẨU DIỆN ĐẤT
Những đường ranh giới nằm ngang có thể dùng để phân chia các lớp đất khác nhau về
tính chất hóa học và lý học. Có 5 đường ngang cơ bản bên trong một mặt cắt đất để phân chia đất
thành các tầng: O,A,B,C và R. Đặc trưng của các tầng đất khác nhau được tổng kết trong bảng
5.1. Bề dày tương đối của các tầng đất riêng lẻ có thể thay đổi đáng kể từ đất này sang đất khác.
BẢNG 5.1. ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC TẦNG ĐẤT TRONG PHẨU DIỆN ĐẤT
Tầng đất Mô tả tổng quát Đặc điểm đặc trưng
O Lớp rác Nhiều hoặc it lá bị phân hủy
A Tầng đất mặt Tích lũy vật chất hữu cơ và
các khoáng vô cơ. Chất dinh
dưỡng và vi sinh vật trong
tầng này là cao nhất. Các
khóang chất ngấm từ nước
xuống đất
B Tầng đất ở dưới Lớp khoáng chứa sét silicat,
Fe, Al, mùn, thạch cao và
SiO2. Kết tủa nhiều khoáng
chì từ tầng A chuyển
xuống.Hàm lượng vật chất
hữu cơ và sinh vật sống giảm
C Đá phong hóa Hầu như thiếu khoáng vật hữu
cơ
R Đá gốc Dưới lớp đá phong
hóa(granite,basalt,khoáng
thạch,đá vôi, đá cát) . Tầng
này sinh vật rất khó xâm nhập
Có nhiều loại đất nhưng đa số các đất màu mỡ có thể phân loại thành đất đồng cò (đất
đen và những loại đất tương tự đất đen) hoặc đất rừng (podzol và podsoluvisiols). Đất đen có
tầng A sâu hơn và tầng B nông hơn so với các loại đất nghèo dinh duỡng không có khả nặng hỗ
trợ cho cây phát triển. podzol và podsoluvisiols có tầng A mòng và tầng B dày hơn chứa nhiều
chất dinh dưỡng. Đất hoang mạc thì có các tầng đất kém phát triển vì ít mưa và địa hình ít cây
cỏ.
5.1.3. Ô NHIỄM ĐẤT:
Việc sử dụng đất của con người có thể dẫn đến sự suy thoái đất do những chất ô nhiễm
khác nhau Sự suy giảm các vật chất hữu cơ của đất và sự gỉam sút tính màu mỡ của các lớp đất
nằm trên do quá trình bào mòn và sử dụng quá mức tạo ra những khúc mắc từ những ngày đầu
của hoạt động nông nghiệp. Tuy nhiên, ô nhiễm đất đã trở thành vấn đề lớn kể từ khi ó sự tham
gia của các hoạt ,độ ng công nghiệp. Các nhân tố vật lý và các khoáng chất sinh học có thể là
nguyên nhân gây ô nhiễm đất nhưng phần lớn các chất gây ô nhiễm lại là các cất hóa học. Tính
chất đất được xác định và có nhiều tiềm năng ứng dụng thực tế. Đất tham gia vào ứng dụng nông
nghiệp dựa trên hàm lượng của các kim loại nặng và sự tồn đọng của thuốc trừ sâu.
Việc duy trì những đặc tính tốt của đất giảm thiểu sự ô nhiễm đất là do các nguyên nhân cơ
bản sau:
Bảo vệ nguồn thức ăn của con người không bị ngấm chất độc tích lũy trong đất làm ảnh
hưởng đến mủa màng ngay khi đi vào chuỗi thức ăn
Bảo vệ hệ thống cung cấp nước ngầm tránh những chất gây ô nhiễm có thể ngấm xuyên
qua các tầng đất vào trong nguồn nước ngầm
Bảo vệ nguồn nước mặt tránh bị nhiễm bẩn bởi các hóa chất nông nghiệp như phân bón
và thuốc trừ sâu
Chất lượng đất dược phục vụ trong nông nghiệp. các sản phẩm nông nghiệp cần được chú
ý kiểm tra kĩ lưỡng vì chúng rất dễ nhiễm những chất độc gây hại cho con người.Đứng trên lập
trường sức khỏe cộng đồng, điều này là quan trọng nhất để đảm bảo các kim loại nặng và những
vi sinh vật dai dẳng pha trộn trong thuốc trừ sâu không thể truyển đi theo chuỗi thức ăn ( gia súc,
động vật) hoặc trực tiếp từ việc gieo trồng vào trong cơ thể con người. Ô nhiễm sinh học bởi các
mầm bệnh đôi lúc có thể dẫn đến sự truyền bệnh cho người bằng cách mang theo các vi sinh vật
từ đất vào nước và rau. Tuy nhiên có một điều đáng chú ý là đất có thể tự làm sạch. Nó chứa
nhiều vi sinh vật có khả năng dọn và lọc , ngăn cản sự xâm nhập của các mầm bệnh vào trong
nguồn nước ngầm cung cấp cho hộ gia đình. Ở các nước phát triển tại Châu Âu và Bắc Mỹ, đất
thường bị ô nhiễm bởi các chất độc hóa học như: thuốc trừ sâu, kim loại nặng, chất phóng xạ và
các hydrocacbon. Tuy nhiên, điều này còn tồi tệ hơn ở các nước đang phát triển, nơi mà các bệnh
dịch lây nhiễm bằng nguồn nước vẫn còn đang hoành hành như: sốt thương hàn, dịch tả…
Nguyên nhân gây ra đất axit là do sự lắng đọng của các chất gậy ô nhiễm trong khí quyển
và các chất giàu Nitơ là vấn đề toàn cầu. Axít hóa quá mức những hỗn hợp có thể chất quá nặng
làm khả năng đệm của đất bị giảm phẩm cấp.
Nhiều chất gây ô nhiễm liên tục được giải phóng ào trong đất thông qua sự xử lý chất thải
đất.Một ví dụ nổi bật là dẫn xuất của các chất phóng xạ từ nhà máy năng lượng hạt nhân
Chernobyl thuộc Liên Xô cũ vào năm 1986, gây ra sự nhiễm bẩn mảng đất khắp Châu Âu với
những hệ quả nguy hiểm cho nông nghiệp khu vực này. Cây trồng và nhiều loài động vật không
đủ tiêu chuẩn cho con người sử dụng và nguy hiểm hơn là gây ra những dịch bệnh chết người .
Sự cố rò rỉ dầu từ các ống dẫn trên khắp Thế Giới là một trong những nguyên nhân chính gây ô
nhiễm đất trong các giai đoạn gần đây.
Biện pháp xử lý chất thải bằng cách chôn lấp chúng trong các hố đất không hợp vệ sinh
và tiêu chuẩn là một nguồn tiềm tang ô nhiễm đất và nước ngầm. Một lượng lớn rác thải từ các
vật nuôi trong nhà, hoạt động thương mại và công nghiệp nặng đều thải vào trong đất. Vì vậy,
những biện pháp chôn lấp an toàn, hiện đại phải kiểm soát được lượng chất lỏng rửa lũa có thể
rửa trôi chất dinh dưỡng từ các khe nứt nhỏ trên đất hoặc ít nhất cũng phải phát hiện được những
chỗ bị rò rỉ . Những chất dẻo không thấm nước hoặc các đá bọc lót đất sét được dùng để bao
xung quanh tránh không cho đất bên dưới bị tiêu phí. Một hệ thống các rãnh được tập hợp rửa
lũa trong một vịnh tiêu nước từ đó chất thải có thể được chuyển tới một hệ thống xử lý nước thải.
Thông thường vài lớp không thấm nước được huy động để làm tối giản bất kì khe hở nào trong
trường hợp một trong những lớp bao xung quanh bị cắt đứt. cần kiểm soát những sinh vật có thể
nhai xuyên qua lớp đá bọc lót gây ra khe hở. Tại một số nơi, các khí trong các hố đất được tập