Bài giảng Ô nhiễm đất và các biện pháp xử lý - Phần I

Chia sẻ: Nguyễn Thị Ngọc Lựu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:41

Thêm vào BST

Báo xấu

236
lượt xem 70
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

(NB) Bài giảng Ô nhiễm đất và các biện pháp xử lý - Phần I trình bày các nội dung: nguồn gốc gây ô nhiễm đất, quá trình chuyển hóa các chất ô nhiễm. Đây là tài liệu học tập, tham khảo dành cho sinh viên và giảng viên ngành Môi trường.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Ô nhiễm đất và các biện pháp xử lý - Phần I

1 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí Bµi gi¶ng m«n häc « nhiÔm ®Êt vµ c¸c biÖn ph¸p xö lý (L-u hµnh néi bé) 1. Kh¸i qu¸t vÒ môc ®Ých, ý nghÜa vµ nhiÖm vô cña m«n häc 2. Kh¸i l-îc vÒ ph-¬ng ph¸p häc tËp trªn líp, t×m kiÕm c¸c tµi liÖu tham kh¶o Giíi thiÖu tµi liÖu tham kh¶o chÝnh: 1. C¸c tiªu chuÈn Nhµ n-íc ViÖt Nam vÒ MT 2002. TËp V phÇn chÊt l-îng ®Êt. 2. Gi¸o tr×nh §éc häc m«i tr-êng, 2000. Lª Huy B¸. NXB §HQG TP. HCM. 3. Lª V¨n Khoa, NguyÔn Xu©n Cù, Lª §øc, TrÇn Kh¾c HiÖp,TrÇn CÈm V©n. §Êt vµ M«i tr-êng. NXB Gi¸o dôc, 2000. 4. Gi¸o tr×nh Sinh th¸i vµ M«i tr-êng ®Êt, 2003. Lª V¨n Khoa. NXB §HQG HN 5. S. Ellis and A.Mellor. Soils and Environment. Routledge - London and NewYork, 1995. 6. Sheila M.Ross, John Wiley & Sons. Toxic metals in soil plant Systems, 1994 7. B. Yaron, R. Culvet, R. Prost. Soil pollution Processes and dynamics. Springer - Verlag Berlin Heidelberg, 1996. 8. R. Naidu, R.S. Kookana, D.P. Oliver, S. Rogers, M.J. Mclaughlin. Contaminants and the soil Environment in the Australia - Pacific Region. Kluwer academic pulicshers. Dordrecht/ Boston/ London, 1995. 9. 6 - 9 December 1992 Karlsruhe, Federal Republic of Germany. Soil decontamination Using biological Processes, 1994. 10. J.P. Vernet. Heavy metal in the Environment. University of Geneva, Versoix, Switzerland, 1995. 1
2 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí 11. W. Salomons and P. Mader. Heavy Metals. Germany, 1995. 2. §iÒu kiÖn tiªn quyÕt Sinh viªn ph¶i cã nh÷ng kiÕn thøc c¬ së cña c¸c m«n häc: Thæ nh-ìng vµ M«i tr-êng ®Êt, ¤ nhiÔm m«i tr-êng vµ Hãa m«i tr-êng. 3. Tãm t¾t néi dung Ch-¬ng tr×nh giíi thiÖu nguån gèc c¸c chÊt g©y « nhiÔm trong ®Êt bao gåm: nguån gèc tù nhiªn vµ nh©n t¹o nh-: ho¹t ®éng c«ng nghiÖp, n«ng nghiÖp, giao th«ng, .... ; c¸c chÊt g©y « nhiÔm chÝnh lµ c¸c chÊt v« c¬ vµ h÷u c¬; t¸c ®éng gi÷a c¸c chÊt g©y « nhiÔm vµ dung dÞch ®Êt; sù chuyÓn ho¸ c¸c chÊt « nhiÔm trong ®Êt; ®¸nh gi¸ rñi ro m«i tr-êng ®Êt. Ch-¬ng 1. Nguån gèc c¸c chÊt g©y « nhiÔm ®Êt 1.1. Kh¸i niÖm « nhiÔm ®Êt Theo ®Þnh nghÜa cña tæ chøc Y tÕ thÕ giíi (WHO) th× "¤ nhiÔm m«i tr-êng lµ sù ®-a vµo m«i tr-êng c¸c chÊt th¶i nguy h¹i hoÆc n¨ng l-îng ®Õn møc ¶nh h-ëng tiªu cùc ®Õn ®êi sèng sinh vËt, søc kháe con ng-êi hoÆc lµm suy tho¸i chÊt l-îng m«i tr-êng". V× vËy: ¤ nhiÔm m«i tr-êng ®Êt ®-îc xem lµ tÊt c¶ c¸c hiÖn t-îng lµm nhiÔm bÈn m«i tr-êng ®Êt bëi c¸c chÊt g©y « nhiÔm, g©y ¶nh h-ëng ®Õn ®êi sèng cña sinh vËt vµ con ng-êi. Khi nghiªn cøu vÒ « nhiÔm m«i tr-êng ®Êt chóng ta cÇn ®Æc biÖt quan t©m ®Õn c¸c chÊt « nhiÔm tån t¹i d-íi nhiÒu d¹ng kh¸c nhau nh-: V« c¬, h÷u c¬, hîp chÊt, ®¬n chÊt, ion, d¹ng láng, d¹ng r¾n vµ d¹ng khÝ g©y t¸c dông xÊu ®Õn sù sinh tr-ëng vµ ph¸t triÓn cña sinh vËt trong ®Êt hay c¸c sinh vËt tiÕp xóc víi ®Êt còng nh- sù t-¬ng t¸c gi÷a c¸c chÊt « nhiÔm kh¸c nhau víi c¸c pha cña ®Êt. 2
3 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí §Êt ®-îc h×nh thµnh do t¸c ®éng 5 yÕu tè KhÝ 25% V« c¬ 45% chÝnh: §¸ mÑ (P), sinh vËt (O), khÝ hËu (C), ®Þa h×nh (R), thêi gian (t) vµ thªm t¸c ®éng cña con ng-êi (H). S = f(P, O, C, R, H)t C¸c lo¹i ®Êt th-êng kh¸c nhau vÒ thµnh Láng 25% H÷u c¬ 5% phÇn vµ tÝnh chÊt do trong qu¸ tr×nh h×nh thµnh vµ ph¸t triÓn chÞu t¸c ®éng cña nhiÒu yÕu tè nªn b¶n th©n nã lµ mét dÞ thÓ, gåm: thÓ r¾n; thÓ láng; thÓ khÝ vµ c¸c sinh vËt C¸c thµnh phÇn cña cïng c¸c tµn d- cña chóng (phÇn h÷u c¬ m«i tr-êng ®Êt lu«n cña ®Êt). Nh- vËy, vÒ b¶n chÊt ®Êt lµ mét lu«n t-¬ng t¸c víi hçn hîp thÓ vËt liÖu t¹o nªn mét m«i tr-êng t¬i xèp. §é xèp cña ®Êt chñ yÕu nhau rÊt phøc t¹p. ®-îc x¸c ®Þnh bëi c¸c hîp phÇn: Kho¸ng, h÷u c¬ vµ thÓ láng. Kh¶ n¨ng ph¶n øng gi÷a pha r¾n vµ pha láng ¶nh h-ëng rÊt lín ®Õn tÝnh bÒn v÷ng vµ æn ®Þnh cña m«i tr-êng xèp, ®Æc biÖt lµ khi cã sù t-¬ng t¸c cña c¸c chÊt « nhiÔm. M«i tr-êng ®Êt + Pha r¾n Pha r¾n ®Êt lµ mét hçn thÓ, nã ®-îc ®Æc tr-ng bëi nhiÒu cÊu tö nh- c¸c axit h÷u c¬ humic, fulvic, c¸c kho¸ng sÐt, c¸c oxit kim lo¹i vµ c¸c kho¸ng kh¸c, .... Pha r¾n phô thuéc rÊt nhiÒu vµo thµnh phÇn c¬ giíi, trong ®ã c¸c cÊu tö ®Êt vµ nh÷ng t¸c nh©n g¾n kÕt chi phèi ®Õn tr¹ng th¸i ®oµn l¹p ®Êt vµ t¹o nªn tæ hîp lç hæng ®Êt, c¸c kho¶ng kh«ng khÝ víi kÝch th-íc kh¸c nhau cßn gäi lµ c¸c kho¶ng hæng cña ®Êt. Chøc n¨ng cña c¸c lç hæng vµ ¶nh h-ëng cña kÝch th-íc lç hæng 3
4 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí ®Õn t×nh tr¹ng n-íc vµ c¸c chÊt hoµ tan trong m«i tr-êng ®Êt ®-îc thÓ hiÖn ë b¶ng 1.1 nh- sau: B¶ng 1.1: Ph©n lo¹i chøc n¨ng lç hæng ®Êt (Greenland, 1997) [7] §-êng kÝnh Tªn gäi Chøc n¨ng (m) Lç hæng chuyÓn ®éng (vËn chuyÓn VËn chuyÓn kh«ng khÝ vµ n-íc > 50 c¸c chÊt) L-u gi÷ n-íc chèng l¹i träng Lç hæng tÝch luü 0.5 - 50 lùc vµ tiÕt ra tõ rÔ c©y Lç hæng tµn d- L-u gi÷ vµ khuÕch t¸n c¸c vËt < 0.5 (cßn l¹i) chÊt d¹ng ion trong dung dÞch Kho¶ng hæng liªn T¹o ra c¸c lùc liªn kÕt c¸c h¹t < 0.05 kÕt ®Êt l¹i víi nhau Sù t¸c ®éng t-¬ng hç gi÷a c¸c cÊu tö kh¸c nhau cña pha r¾n ¶nh h-ëng m¹nh ®Õn ho¹t tÝnh bÒ mÆt h¹t ®Êt. Sù t-¬ng t¸c nµy th-êng x¶y ra m¹nh gi÷a c¸c kho¸ng sÐt vµ chÊt h÷u c¬. + Pha láng Pha láng ®-îc biÕt lµ phÇn dung dÞch ®Êt gåm cã n-íc trong ®Êt vµ c¸c hîp chÊt kh¸c nhau, chñ yÕu c¸c ph¶n øng ho¸ häc trong ®Êt x¶y ra ë pha nµy. Ng-êi ta chia lµm 2 lo¹i: phÇn dung dÞch ®Êt n»m gÇn h¹t ®Êt nhÊt vµ phÇn dung dÞch n»m xa c¸c h¹t ®Êt. C¸c qu¸ tr×nh ho¸ häc x¶y ra ë 2 phÇn dung dÞch nµy kh¸c nhau, thÓ hiÖn nh-: T¹i phÇn n»m gÇn h¹t ®Êt x¶y ra qu¸ tr×nh trao ®æi, hÊp phô, c¸c ph¶n øng liªn kÕt, t¹o phøc, .... + Pha khÝ Pha khÝ lµ phÇn kh«ng khÝ ®Êt chiÕm phÇn lç hæng kh«ng cã n-íc nªn hµm l-îng kh«ng khÝ phô thuéc vµo tæng ®é hæng vµ ®é Èm ®Êt. Pha khÝ chøa tÊt c¶ c¸c khÝ cã mÆt trong khÝ quyÓn: CO2, NOx, ... Sù kh¸c nhau c¬ b¶n gi÷a kh«ng khÝ trong ®Êt vµ khÝ quyÓn lµ hµm l-îng c¸c khÝ. ë ®Êt tho¸ng khÝ O2 kho¶ng 4
5 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí 20% (khÝ quyÓn lµ 21%), CO2 kho¶ng 0.1 - 2% (khÝ quyÓn 0.035%) - ®èi víi nh÷ng ®Êt cã ®é Èm cao lªn ®Õn 10 - 15%. + HÖ sinh vËt ®Êt C¸c sinh vËt ®Êt lµ thµnh phÇn quan träng cña m«i tr-êng ®Êt, chóng xóc tiÕn mét c¸ch liªn tôc sù t¸c ®éng t-¬ng hç gi÷a nh÷ng hîp phÇn sèng vµ kh«ng sèng trong ®Êt. C¸c ho¹t ®éng sinh häc trong ®Êt còng lu«n t¸c ®éng ®Õn nh÷ng tÝnh chÊt lý - ho¸, ®Õn pha khÝ, pha láng cña ®Êt. Nh÷ng sinh vËt sèng tù do cña khu hÖ sinh vËt ®Êt bao gåm: vi khuÈn, x¹ khuÈn, nÊm, t¶o vµ hÖ ®éng vËt ®Êt, ngoµi ra cßn cã c¸c virót chØ ph¸t triÓn trong nh÷ng tÕ bµo cña c¸c c¬ thÓ kh¸c, cßn c¸c vi sinh vËt chiÕm phÇn chñ yÕu ë trong ®Êt. C¸c sinh vËt ®Êt ®ãng vai trß quan träng trong c¸c chu tr×nh chuyÓn ho¸ vËt chÊt x¶y ra trong ®Êt. Chóng ph©n huû c¸c chÊt h÷u c¬, chuyÓn ho¸ c¸c chÊt ®éc h¹i lµm s¹ch m«i tr-êng ®Êt. Kh¶ n¨ng tù lµm s¹ch m«i tr-êng ®Êt phô thuéc chñ yÕu vµo thµnh phÇn vµ sè l-îng c¸c nhãm sinh vËt trong ®Êt, ®Æc biÖt lµ khu hÖ vi sinh vËt ®Êt. 1.2. Nguån gèc c¸c chÊt « nhiÔm trong ®Êt M«i tr-êng ®Êt cã thÓ bÞ « nhiÔm do sù lan truyÒn c¸c chÊt « nhiÔm tõ kh«ng khÝ, n-íc bÞ « nhiÔm hay c¸c x¸c h÷u c¬ ®éng thùc vËt tån d- l©u dµi trong ®Êt, lµm cho nång ®é c¸c chÊt t¨ng lªn v-ît qu¸ kh¶ n¨ng chÞu t¶i cña m«i tr-êng g©y « nhiÔm ®Êt. Cã thÓ xem 2 nhãm nguyªn nh©n chÝnh g©y « nhiÔm m«i tr-êng ®Êt: 1.2.1. Nguån gèc tù nhiªn Nh÷ng nguyªn nh©n n»m ngoµi sù can thiÖp cña con ng-êi nh-: + HiÖn t-îng nhiÔm phÌn HiÖn t-îng nhiÔm phÌn do n-íc phÌn tõ c¸c rèn phÌn (trung t©m sinh phÌn) theo dßng n-íc mÆt hoÆc n-íc ngÇm lan truyÒn ®Õn c¸c vÞ trÝ kh¸c nhau g©y hiÖn t-îng nhiÔm phÌn. C¸c ®Êt nhiÔm phÌn chñ yÕu lµ nhiÔm c¸c chÊt ®éc Fe2+, Al3+, SO42+ vµ ®ång thêi lµm cho nång ®é cña chóng t¨ng cao trong dung dÞch ®Êt, mËt ®é keo ®Êt t¨ng lªn cao, pH cña m«i tr-êng gi¶m xuèng. HËu qu¶ lµ g©y ngé ®éc cho c©y trång vµ c¸c sinh vËt ®Êt. 5
6 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí + HiÖn t-îng nhiÔm mÆn HiÖn t-îng nhiÔm mÆn g©y ra do muèi trong n-íc biÓn, n-íc triÒu hay tõ c¸c má muèi, trong ®ã cã c¸c chÊt ®éc nh-: Na +, K+, Cl-, SO42-. C¸c chÊt nµy g©y t¸c h¹i ®Õn m«i tr-êng ®Êt do t¸c ®éng cña c¸c ion hoÆc còng cã thÓ g©y h¹i do ¸p suÊt thÈm thÊu, nång ®é muèi cao trong dung dÞch ®Êt ®Õn c¬ thÓ sinh vËt, ®Æc biÖt lµ g©y ®éc sinh lý cho thùc vËt. + Qu¸ tr×nh gl©y ho¸ Qu¸ tr×nh gl©y ho¸ trong m«i tr-êng ®Êt lµ qu¸ tr×nh ph©n gi¶i c¸c hîp chÊt h÷u c¬ trong c¸c ®iÒu kiÖn ngËp n-íc yÕm khÝ, n¬i tÝch luü nhiÒu x¸c chÕt cña c¸c sinh vËt sinh ra nhiÒu chÊt ®éc nh-: CH4, H2S, FeS, NH3, ®ång thêi c¸c s¶n phÈm h÷u c¬ ®-îc ph©n huû dë dang d-íi d¹ng c¸c hîp chÊt mïn ®ãng vai trß gi¸n tiÕp trong viÖc g©y « nhiÔm ®Êt do sù liªn kÕt chÆt chÏ gi÷a chóng víi c¸c hîp phÇn « nhiÔm ®i vµo ®Êt. + C¸c qu¸ tr×nh kh¸c: C¸c qu¸ tr×nh vËn chuyÓn c¸c chÊt « nhiÔm theo dßng n-íc m-a lò, theo giã tõ n¬i nµy ®Õn n¬i kh¸c khi x¶y ra ho¹t ®éng nói löa hay c¸t bay. Ngoµi ra « nhiÔm ®Êt tõ qóa tr×nh tù nhiªn cßn do ®Æc ®iÓm, nguån gèc cña c¸c qu¸ tr×nh ®Þa ho¸. T¸c nh©n g©y « nhiÔm ®Êt chÝnh chñ yÕu lµ c¸c kim lo¹i nÆng. 1.2.2. Nguån gèc nh©n t¹o Chøc n¨ng chøa ®ùng phÕ th¶i lµ mét trong nh÷ng chøc n¨ng quan träng cña m«i tr-êng, trong ®ã ®Êt lµ n¬i chÊp nhËn mét khèi l-îng lín c¸c chÊt th¶i do con ng-êi mang ®Õn. XÐt theo nguån gèc ph¸t sinh th× « nhiÔm m«i tr-êng ®Êt do c¸c nguyªn nh©n chÝnh: - ¤ nhiÔm ®Êt do ho¹t ®éng n«ng nghiÖp - ¤ nhiÔm ®Êt do chÊt th¶i c«ng nghiÖp - ¤ nhiÔm ®Êt do chÊt th¶i sinh ho¹t - ¤ nhiÔm ®Êt do t¸c ®éng cña kh«ng khÝ tõ c¸c khu c«ng nghiÖp, ®« thÞ, c¸c khu vùc ®«ng d©n c- vµ ho¹t ®éng giao th«ng. - ¤ nhiÔm do n-íc th¶i ®o thÞ vµ khu c«ng nghiÖp vµ lµng nghÒ thñ c«ng. 6
7 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí Do nhiÒu t¸c nh©n g©y « nhiÔm cã thÓ cã nguån gèc kh¸c nhau nh-ng l¹i g©y t¸c h¹i nh- nhau, nªn ®Ó thuËn lîi cho c«ng viÖc kh¶o s¸t, ®¸nh gi¸, kh¾c phôc xö lý « nhiÔm, ng-êi ta ph©n lo¹i « nhiÔm ®Êt theo t¸c nh©n g©y « nhiÔm: - ¤ nhiÔm do t¸c nh©n ho¸ häc - ¤ nhiÔm do t¸c nh©n sinh häc - ¤ nhiÔm do t¸c nh©n vËt lý Do sù tån d- qu¸ cao c¸c chÊt « nhiÔm khi sö dông ph©n v« c¬, thuèc trõ s©u, diÖt cá, chÊt th¶i n«ng nghiÖp vµ r¸c th¶i sinh ra tõ qu¸ tr×nh sö dông lµm cho m«i tr-êng ®Êt bÞ « nhiÔm. TÊt c¶ c¸c ho¹t ®éng nµy sÏ ¶nh h-ëng tíi c¶ c¸c ®Æc tÝnh ho¸ häc vµ lý häc cña ®Êt, lµm ®¶o lén c©n b»ng sinh th¸i, lµm « nhiÔm m«i tr-êng ®Êt, lµm mÊt c©n b»ng dinh d-ìng, röa tr«i vµ tho¸i ho¸ ®Êt. A/ C¸c nguån « nhiÔm v« c¬  C¸c muèi v« c¬: Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, SO42-, HCO3-, CO32-.  C¸c anion: C¸c d¹ng anion chøa S2-, SO42-, (FeS, ZnS, CrSO4)  C¸c ion Cl- hoµ tan m¹nh, ®éc h¹i nh- NaCl, KCl  C¸c kim lo¹i nÆng Theo sè liÖu tÝnh to¸n cña FAO (1981), s¶n xuÊt ph©n ho¸ häc trung b×nh t¨ng kho¶ng 2 triÖu tÊn/ n¨m. N¨m 1990, tÝnh trung b×nh trªn thÕ giíi lµ 94,5 kg/ha vµ ViÖt Nam lµ 73,3 kg/ha so víi n¨m 1985 lµ 62,7kg/ha. C¸c lo¹i ph©n ho¸ häc thuéc nhãm chua sinh lý (NH4)2SO4, K2SO4, KCl, super ph«t ph¸t cßn tån d- axit, nÕu bãn liªn tôc mµ kh«ng cã biÖn ph¸p trung hoµ sÏ lµm thay ®æi thµnh phÇn vµ tÝnh chÊt ®Êt, nÕu kh«ng sö dông hîp lý sÏ lµm chua ®Êt, lµm thay ®æi c©n b»ng dinh d-ìng gi÷a ®Êt vµ c©y trång, nghÌo kiÖt c¸c ion baz¬ vµ xuÊt hiÖn nhiÒu ®éc tè ®èi víi c©y trång nh- (Al 3+, Fe3+, Mn2+, ....) lµm gi¶m ho¹t tÝnh sinh häc cña ®Êt. MÆt kh¸c khi ®Êt ®· b·o hoµ c¸c chÊt, chóng sÏ x©m nhËp vµo nguån n-íc, vµo khÝ quyÓn vµ g©y « nhiÔm m«i tr-êng. HËu qu¶, t×nh tr¹ng chua ho¸ ë tÇng ®Êt canh t¸c lµ phæ biÕn vµ ngµy nay, ngay c¶ nh÷ng n¬i ®Êt ph× nhiªu vµ cã tËp qu¸n th©m canh do sö dông l©u dµi ph©n kho¸ng còng ®· g©y chua ho¸ m«i tr-êng ®Êt. 7
8 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí C¸c chÊt « g©y « nhiÔm v« c¬ chÝnh trong ®Êt do ho¹t ®éng canh t¸c n«ng nghiÖp g©y ra nh-: c¸c d¹ng nit¬ trong ®Êt (N-h÷u c¬, N-v« c¬: NH4+, NO3-, NO2- ). Ng-êi ta -íc tÝnh chØ cã 50% nit¬ bãn vµo ®Êt ®-îc c©y trång sö dông, l-îng cßn l¹i lµ nguån g©y « nhiÔm m«i tr-êng ®Êt. NO 3- víi c¸c ®Æc tÝnh dÔ bÞ röa tr«i xuèng tÇng n-íc ngÇm vµ kh¶ n¨ng tÝch luü víi hµm l-îng cao vµo trong c¸c n«ng s¶n, NO3- ®Æc biÖt nguy hiÓm, nã cã thÓ ¶nh h-ëng ®èi víi nh÷ng trÎ em tõ 3-6 th¸ng tuæi, lµm t¨ng hµm l-îng methaemoglobin lµm gi¶m sù liªn kÕt oxy vµ vËn chuyÓn oxy trong c¬ thÓ g©y bÖnh trÎ xanh ë trÎ em vµ víi ë ng-êi lín tuæi th× g©y bÖnh ung th- d¹ dµy. Khi hµm l-îng NO 3- n-íc uèng lµ 40 - 100 mgN-NO3-/l ®-îc xem lµ g©y nguy h¹i cho ch¨n nu«i. Ph«t pho trong ®Êt th-êng tån t¹i ë d¹ng P-v« c¬ vµ P- h÷u c¬ (P-h÷u c¬ trong ®Êt chiÕm tõ 5 - 90% tæng sè trong ®Êt). Phèt pho chñ yÕu ë d¹ng P-Ca, P- Al, P-Fe phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn pH cña m«i tr-êng ®Êt. D¹ng hoµ tan tån t¹i trong dung dÞch ®Êt: H2PO4- > HPO42- > PO43-. Phèt pho tæng sè trong ®Êt dao ®éng tõ 0,1 ®Õn 0,8 g/kg ®Êt, kh¶ n¨ng hoµ tan trong n-íc kÐm, th-êng chØ tõ 0,001 - 0,1 mgP/lit dung dÞch ®Êt. Ph«t pho ®-îc xem lµ nguyªn tè kh«ng g©y ®éc trùc tiÕp ®èi víi ng-êi vµ ®éng vËt. Nh-ng trong ho¹t ®éng canh t¸c n«ng nghiÖp ®· g©y ra mét hËu qu¶ gi¸n tiÕp, ®ã lµ lµm gia t¨ng hµm l-îng P trong n-íc, g©y hiÖn t-îng phó d-ìng nguån n-íc, lµm t¨ng sù ph¸t triÓn cña t¶o, thùc vËt thuû sinh, g©y thiÕu hôt oxy trong n-íc. B/ Nguån g©y « nhiÔm sinh häc Nh÷ng t¸c nh©n sinh häc cã thÓ lµm « nhiÔm ®Êt, g©y ra c¸c bÖnh ë ng-êi vµ ®éng vËt nh- trùc khuÈn lþ, th-¬ng hµn, amip, ký sinh trïng (giun,s¸n, ...). Sù « nhiÔm nµy do nh÷ng ph-¬ng ph¸p ®æ bá c¸c chÊt th¶i mÊt vÖ sinh hoÆc sö dông ph©n b¾c t-¬i, bïn ao t-¬i, bïn kªnh dÉn chÊt th¶i sinh ho¹t bãn trùc tiÕp vµo ®Êt. ë n-íc ta, do tËp qu¸n sö dông ph©n b¾c vµ ph©n chuång t-¬i trong canh t¸c n«ng nghiÖp cßn phæ biÕn. HiÖn nay, tËp qu¸n sö dông ph©n b¾c t-¬i theo c¸c h×nh thøc sau: 8
9 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí - 50% l-îng ph©n b¾c trén tro bÕp ®Ó bãn lãt, 10% l-îng ph©n b¾c ®-îc pha lo·ng b»ng n-íc ®Ó t-íi cho c©y trång (rau, lóa). - 40% ph©n b¾c trén tro bÕp céng v«i bét vµ ñ trong kho¶ng 10 - 14 ngµy, sau ®ã bãn cho c©y trång. C¸ch bãn ph©n t-¬i nµy ®· g©y « nhiÔm sinh häc nghiªm träng cho m«i tr-êng ®Êt, kh«ng khÝ vµ n-íc. ChØ tÝnh riªng thµnh phè Hµ Néi, hµng n¨m l-îng ph©n b¾c th¶i ra kho¶ng 550.000 tÊn, trong ®ã 2/3 l-îng ph©n ®ã ®-îc dïng ®Ó bãn cho c©y trång, g©y « nhiÔm m«i tr-êng ®Êt vµ n«ng s¶n. VÝ dô, ë huyÖn Tõ Liªm nhiÒu hé n«ng d©n ®· dïng ph©n b¾c víi liÒu l-îng tõ 7 ®Õn 12 tÊn hoµ víi n-íc t-íi cho 1 ha, do vËy khi kh¶o s¸t trong 1 lit m-¬ng m¸ng khu trång rau cã tíi 360 CFU E.coli, n-íc giÕng c«ng céng lµ 20, cßn trong ®Êt lªn tíi 2.10 5 CFU/100 g ®Êt. V× thÕ, khi ®iÒu tra søc khoÎ ng-êi trång rau th-êng xuyªn sö dông ph©n b¾c t-¬i cã tíi 60% sè ng-êi tiÕp xóc víi ph©n b¾c tõ 5 - 20 n¨m; 26,7% tiÕp xóc trªn 20 n¨m vµ lµm cho 53,3% sè ng-êi ®-îc ®iÒu tra cã triÖu trøng thiÕu m¸u vµ 60% sè ng-êi bÞ m¾c bÖnh ngoµi da. C/ ¤ nhiÔm ®Êt do nhãm t¸c nh©n vËt lý Nguån g©y « nhiÔm nhiÖt trong ®Êt do sù th¶i bá n-íc lµm m¸t cña c¸c thiÕt bÞ nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn, nhµ m¸y ®iÖn nguyªn tö vµ c¸c nhµ m¸y c¬ khÝ. N-íc lµm m¸t khi th¶i vµo ®Êt cã thÓ lµm cho nhiÖt ®é cña ®Êt t¨ng lªn tõ 5 - 150C g©y ¶nh h-ëng ®Õn m«i tr-êng ®Êt, ®Æc biÖt lµ lµm huû ho¹i nhiÒu vi sinh vËt cã Ých trong ®Êt. Khi c¸c sinh vËt ®Êt chÕt ®i, ®Ó l¹i mét l-îng tån d- c¸c chÊt th¶i h÷u c¬ lín lµ nguyªn nh©n g©y ra c¸c nguån « nhiÔm gi¸n tiÕp kh¸c trong ®Êt. VÝ dô, khi hµm l-îng c¸c axit mïn cao ë trong ®Êt bÞ « nhiÔm kim lo¹i nÆng hay thuèc BVTV sÏ gãp phÇn lµm t¨ng tÝnh bÒn v÷ng cña c¸c chÊt « nhiÔm nµy trong ®Êt. Nguån g©y « nhiÔm ®Êt bëi c¸c chÊt phãng x¹ do c¸c phÕ th¶i tõ c¸c trung t©m nghiªn cøu phãng x¹, nhµ m¸y ®iÖn nguyªn tö vµ c¸c bÖnh viÖn cã dïng c¸c chÊt phãng x¹ vµ nh÷ng vô thö vò khÝ h¹t nh©n. Ng-êi ta thÊy r»ng, sau mçi vô thö vò khÝ h¹t nh©n th× chÊt phãng x¹ trong ®Êt t¨ng lªn gÊp 10 lÇn. C¸c chÊt nµy 9
10 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí sau khi x©m nhËp vµo ®Êt ®· ®i theo chu tr×nh dinh d-ìng tíi c©y trång, ®éng vËt vµ con ng-êi lµm thay ®æi cÊu tróc tÕ bµo, g©y ra nh÷ng bÖnh di truyÒn. 1.2.3. C¸c t¸c nh©n g©y « nhiÔm chÝnh 1.2.3.1. ¤ nhiÔm do sö dông c¸c ho¸ chÊt b¶o vÖ thùc vËt TÝnh ®éc h¹i cña c¸c chÊt h÷u c¬ do cÊu tróc ®iÖn tö, kh¶ n¨ng hoµ tan trong n-íc vµ kh¶ n¨ng bay h¬i lµ rÊt quan träng. Kh¶ n¨ng ion ho¸ lµ lý do tr-íc hÕt gi¶i thÝch t¹i sao t-¬ng t¸c ho¸ häc cña c¸c chÊt h÷u c¬ ®éc h¹i l¹i phô thuéc nhiÒu vµo pH. Víi c¸c chÊt h÷u c¬ kh«ng cã kh¶ n¨ng ion ho¸ lµ rÊt quan träng, cã liªn quan chÆt ®Õn ®Æc tÝnh hÊp phô cña ®Êt. Ngoµi ra, c¸c ®Æc ®iÓm nh-: h×nh d¹ng, kÝch th-íc, kh¶ n¨ng ®«ng tô, ph©n cùc, tÝnh axit hay bay h¬i còng cã ý nghÜa quan träng. A/ Giíi thiÖu vÒ thuèc b¶o vÖ thùc vËt Thuèc b¶o thùc vËt: lµ nh÷ng chÊt hoÆc hîp chÊt ®-îc dïng ®Ó phßng chèng, diÖt trõ, xua ®uæi hoÆc gi¶m nhÑ do dÞch h¹i g©y ra cho c©y trång (U.S.EPA). Cã nhiÒu c¸ch ®Ó ph©n lo¹i thuèc BVTV: cã thÓ ph©n lo¹i thuèc theo ®èi t-îng phßng trõ, theo c¬ chÕ t¸c ®éng, theo møc ®é ®éc h¹i, … Theo ®èi t-îng phßng trõ, thuèc BVTV ®-îc ph©n chia thµnh c¸c nhãm chÝnh sau:  Thuèc trõ nhÖn  Thuèc trõ èc  Thuèc trõ nÊm bÖnh  Thuèc trõ chuét  Thuèc trõ cá  Thuèc trõ s©u  Thuèc trõ tuyÕn trïng, … 10
11 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí Trong mçi lo¹i trªn, cã thÓ l¹i ®-îc ph©n chia theo c¸c c¸ch kh¸c nhau. VÝ dô nh- thuèc trõ s©u cã thÓ ®-îc ph©n chia theo b¶n chÊt ho¸ häc thµnh c¸c nhãm: clo h÷u c¬, l©n h÷u c¬, cacbarmat, c¸c nhãm trõ s©u thÕ hÖ míi, … Theo c¬ chÕ t¸c ®éng, cã thÓ ph©n chia thµnh c¸c lo¹i sau:  Thuèc g©y ®éc tiÕp xóc  Thuèc g©y ®éc vÞ ®éc  Thuèc néi hÊp, thÊm s©u  Nhãm thuèc x«ng h¬i Ph©n lo¹i theo ®é ®éc (WHO), thuèc BVTV ®-îc ph©n lo¹i thµnh c¸c nhãm vµ ký hiÖu sau:  Nhãm Ia: §éc m¹nh “rÊt ®éc”, ch÷ ®en nÒn ®á  Nhãm Ib: §éc “®éc”, ch÷ ®en nÒn ®á  Nhãm II: §éc trung b×nh “cã h¹i”, ch÷ ®en nÒn vµng  Nhãm III: §éc Ýt “chó ý”, ch÷ ®en nÒn xanh  Nhãm IV: NÒn xanh l¸ c©y Thuèc b¶o vÖ thùc vËt cã c¸c ®Æc tr-ng: C¸c ho¸ chÊt b¶o vÖ thùc vËt (BVTV), chñ yÕu lµ c¸c ph©n tö h÷u c¬ nhá, ®-îc ¸p dông réng r·i b»ng h×nh thøc phun trªn l¸ hoÆc r¬i xuèng trùc tiÕp xuèng ®Êt nªn chóng ®-îc coi lµ nguån g©y « nhiÔm diÖn trong ®Êt. C¸c HCBVTV th-êng lµ c¸c ho¸ chÊt ®éc, kh¶ n¨ng tån d- l©u trong ®Êt, t¸c ®éng tíi m«i tr-êng ®Êt, sau ®ã ®Õn s¶n phÈm n«ng nghiÖp, ®Õn ®éng vËt vµ ng-êi theo kiÓu tÝch tô, ¨n s©u, bµo mßn. Do viÖc sö dông vµ b¶o qu¶n c¸c thuèc b¶o vÖ thùc vËt kh«ng ®óng quy ®Þnh nªn ®· g©y c¸c hËu qu¶ « nhiÔm m«i tr-êng ®Êt, n-íc, kh«ng khÝ vµ g©y nhiÒu hËu qu¶ nghiªm träng. Nh- vËy, t¸c ®éng cña thuèc BVTV rÊt ©m thÇm, cã tÝnh chÊt ¨n s©u, bµo mßn vµ khi ph¸t hiÖn ë ng-êi rÊt khã cøu ch÷a (h×nh 1.1) 11
12 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí H×nh 1.1. D- l-îng thuèc trõ s©u vµ trõ cá theo thêi gian [4] NÕu dïng nhiÒu lÇn mét lo¹i thuèc th× c«n trïng vµ s©u h¹i sÏ t¹o ra søc ®Ò kh¸ng tr¬ dÇn víi thuèc, lµm xuÊt hiÖn nh÷ng lo¹i ký sinh trïng míi, buéc chóng ta ph¶i dïng nh÷ng loµi thuèc ®Æc hiÖu míi, sè lÇn phun nhiÒu h¬n vµ m«i tr-êng cµng trë nªn « nhiÔm. T¸c ®éng cña thuèc BVTV ®Õn Sinh th¸i - M«i tr-êng ë trong ®Êt, thuèc BVTV sÏ biÕn ®æi vµ ph©n t¸n theo nhiÒu con ®-êng kh¸c nhau. Nã cã thÓ tÝch luü kh«ng nh÷ng trong ®Êt, mµ c¶ trong n-íc bÒ mÆt, n-íc ngÇm, mµ thËm chÝ trong c¶ c¸c cÆn l¾ng vµ kh«ng khÝ. Kh«ng khÝ Thuèc Sö dông §Êt Sö dông BVTV Sö dông Thùc vËt KiÓm so¸t ChÊt g©y Tån d- Vect¬ sö « nhiÔm dông Thùc phÈm N-íc §éng vËt Ng-êi H×nh 1.2. T¸c ®éng cña thuèc BVTV ®Õn m«i tr-êng (Richardson, M.L,1979)[4] T¸c ®éng cña thuèc BVTV ®Õn søc khoÎ con ng-êi: 12
13 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí C¸c yÕu tè quyÕt ®Þnh møc ®é ®éc h¹i cña thuèc BVTV phô thuéc vµo møc ®é ®éc h¹i cña thuèc, tÝnh mÉn c¶m cña tõng ng-êi, thêi gian tiÕp xóc vµ con ®-êng x©m nhËp vµo c¬ thÓ. Cã 3 con ®-êng x©m nhËp vµo c¬ thÓ ng-êi:  §-êng h« hÊp: Khi hÝt thë thuèc d-íi d¹ng khÝ, h¬i hay bôi.  HÊp thô qua da: Khi thuèc dÝnh vµo da.  §-êng tiªu ho¸: Do ¨n, uèng ph¶i thøc ¨n nhiÔm thuèc hoÆc sö dông nh÷ng dông cô ¨n bÞ nhiÔm thuèc. B/ T×nh h×nh sö dông ho¸ chÊt b¶o vÖ thùc vËt ë ViÖt Nam §Êt n«ng nghiÖp ë ViÖt Nam ®-îc chia thµnh 8 vïng sinh th¸i víi c¸c diÖn tÝch trång lóa, mµu l-¬ng thùc, rau mÇu, c©y c«ng nghiÖp ng¾n ngµy vµ c©y c«ng nghiÖp dµi ngµy. Mçi mét tiÓu vïng sinh th¸i cã c¸c ®Æc tr-ng riªng vÒ c¸c ®iÒu kiÖn khÝ hËu, kiÓu ®Êt, kiÓu th¶m phñ thùc vËt, ph-¬ng thøc canh t¸c còng nh- tr×nh ®é hiÓu biÕt cña tõng ®èi t-îng sö dông thuèc BVTV. ViÖc sö dông thuèc (ho¸ chÊt b¶o vÖ thùc vËt - HCBVTV) ë n-íc ta tËp trung ë 3 nhãm chÝnh: - Nhãm clo h÷u c¬ cã thêi gian b¸n ph©n huû trong m«i tr-êng tù nhiªn ®Õn 20 n¨m, chóng sÏ ®-îc tÝch luü l¹i trong c¸c c¬ thÓ sinh vËt mµ kh«ng hoÆc Ýt bÞ bµi tiÕt ra ngoµi. - Nhãm l©n h÷u c¬ cã thêi gian b¸n ph©n huû trong m«i tr-êng tù nhiªn nhanh h¬n nhãm clo h÷u c¬, hiÖn ®ang ®-îc sö dông kh¸ réng r·i ë n-íc ta. - Nhãm cacbamat, ho¸ chÊt thuéc nhãm nµy th-êng Ýt bÒn v÷ng trong m«t tr-êng tù nhiªn nh-ng l¹i cã ®éc tÝnh rÊt cao víi ng-êi vµ ®éng vËt. Trong c¶ n-íc, b×nh qu©n tõ n¨m 1976 - 1980 ®· sö dông thuèc BVTV lµ 5100 tÊn/n¨m; tõ n¨m 1981 - 1985 b×nh qu©n lµ 3.920 tÊn/n¨m. Trong nh÷ng n¨m 1990, l-îng thuèc thµnh phÈm tiªu thô ë n-íc ta lµ kho¶ng 4 000 tÊn ho¹t chÊt (t-¬ng ®-¬ng víi 13 000 - 15 000 tÊn thµnh phÈm). Giai ®o¹n nµy, møc ®é sö dông HCBVTV cßn rÊt thÊp, chØ vµo kho¶ng 0.3 - 0.4 kg a.i/ha, chñng lo¹i thuèc chñ yÕu lµ nhãm clo h÷u c¬ vµ l©n h÷u c¬ (chiÕm 56%). N¨m 1999, sè l-îng thuèc BVTV ®¹t 33.715 tÊn t-¬ng ®-¬ng víi 158.7 triÖu USD, sè tiÒn ®Çu t- cho thuèc b¶o vÖ thùc vËt lµ 15,11 USD/ha. 13
14 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí TÝnh trung b×nh ®Õn thêi ®iÓm hiÖn nay, hµng n¨m n-íc ta ®· sö dông kho¶ng 15.000 ®Õn 25.000 tÊn thuèc BVTV vµ thuèc trõ dÞch h¹i, tû lÖ sö dông b×nh qu©n trªn 1ha gieo trång lµ 0,4 - 0,5 kg.a.i/ha. KÕt qu¶ ®iÒu tra cho thÊy, thuèc BVTV sö dông chñ yÕu cho c©y lóa (chiÕm 70%, l-îng thuèc trõ s©u 82%, thuèc trõ bÖnh h¹i c©y trång vµ thuèc trõ cá 89%). Khèi l-îng thuèc BVTV ®-îc sö dông trªn c©y lóa ®-îc tr×nh bµy ë b¶ng 1.2 nh- sau: Khèi l-îng thuèc BVTV sö dông (kg thµnh phÈm/ha/n¨m) T Thuèc trõ Khu vùc T Tæng Thuèc trõ bÖnh Thuèc trõ sè s©u h¹i c©y cá trång MiÒn nói 1 0,23 0,20 0,03 - phÝa B¾c 2 Trung du 0,65 0,54 0,11 - 3 §BSH 1,15 0,32 0,67 0,11 4 Khu 4 cò 0,97 0,41 0,44 0,12 5 MiÒn trung 2,74 1,14 0,65 0,95 6 Nam Bé 2,66 1,42 0,49 0,35 B¶ng 1.2: Khèi l-îng thuèc BVTV sö dông trªn c©y lóa n¨m 1998 [4] (Nguån: Landell Mills Market. Ltd) Tõ b¶ng trªn cho thÊy, ë khu vùc Trung du vµ MiÒn nói phÝa B¾c, thuèc trõ cá hÇu nh- Ýt ®-îc sö dông, thuèc trõ s©u, thuèc trõ bÖnh h¹i c©y trång ®-îc sö dông còng ë møc thÊp. Khu vùc §BSH lµ mét trong 3 khu vùc sö dông ho¸ chÊt n«ng nghiÖp cao nhÊt, gåm tÊt c¶ c¸c nhãm thuèc, kÓ c¶ thuèc trõ cá. C¬ cÊu c¸c lo¹i thuèc BVTV ë ViÖt Nam còng gièng nh- mét sè n-íc Nam ¸: sè l-îng thuèc trõ s©u ®-îc tiªu thô cao h¬n thuèc trõ bÖnh vµ thuèc trõ cá. Tuy nhiªn nh÷ng n¨m gÇn ®©y, sè l-îng thuèc trõ cá ®-îc ®¨ng ký t¨ng lªn 5,6 lÇn trong khi ®ã thuèc trõ s©u trõ bÖnh chØ t¨ng 2,6 lÇn. §iÒu nµy chøng tá ®ang cã sù thay ®æi ®¸ng kÓ trong c¬ cÊu sö dông thuèc BVTV ë n-íc ta vµ phï hîp víi xu h-íng t¨ng c-êng thuèc trõ cá trªn thÕ giíi. C/ ¤ nhiÔm m«i tr-êng ®Êt do sö dông thuèc BVTV ë ViÖt Nam 14
15 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí C¸c lo¹i ho¸ chÊt nµy ®· vµ ®ang lµ nh÷ng nguyªn nh©n ®ãng gãp vµo viÖc lµm gi¶m sè l-îng nhiÒu loµi vi sinh vËt cã Ých, lµm gi¶m tÝnh ®a d¹ng sinh häc cña hÖ sinh th¸i ®Êt. L-îng thuèc BVTV tån d- trong ®Êt g©y h¹i ®Õn c¸c vi sinh vËt ®Êt lµm nhiÖm vô ph©n huû, chuyÓn ho¸ c¸c chÊt h÷u c¬ thµnh c¸c kho¸ng chÊt ®¬n gi¶n h¬n cÇn cho dinh d-ìng c©y trång. §iÒu nµy ®· g©y t¸c ®éng gi¸n tiÕp ®Õn ®é ph× cña ®Êt, t¸c ®éng tiªu cùc tíi dinh d-ìng c©y trång. C¸ biÖt ë vïng trång rau §µ L¹t ®· sö dông 5,1 - 13,5 kg.a.i/ha. Vïng trång rau Mai DÞch, T©y Tùu (huyÖn Tõ Liªm) trong mçi vô rau phun trung b×nh 28 ®Õn 30 lÇn. Vïng trång lóa ®ång b»ng s«ng Hång mçi vô phun tõ 1 ®Õn 3 lÇn, vïng ®ång b»ng s«ng Cöu Long tõ 2 ®Õn 5 lÇn. Theo c¸c nghiªn cøu kh¶o s¸t th× nh÷ng vïng ven c¸c néi thµnh (nh- §«ng Anh, Thanh Tr×, Tõ Liªm - Hµ Néi) víi møc ®é th©m canh cao th× ®Êt ®Òu bÞ « nhiÔm c¸c thuèc BVTV. Theo Ph¹m B×nh QuyÒn (1995), ë tr¹i rau H÷u NghÞ (Gia L©m) víi diÖn tÝch ®Êt canh t¸c lµ 58 ha hµng n¨m ®· sö dông mét l-îng thuèc rÊt lín phun cho ®ång ruéng. TÝnh b×nh qu©n n¨m 1989 ®· sö dông 36.7 kg thuèc c¸c lo¹i cho 1 ha ®Êt canh t¸c. §©y lµ con sè b¸o ®éng v× ë NhËt B¶n quy ®Þnh ng-ìng tèi ®a lµ 20 kg/ha. KÕt qu¶ ph©n tÝch 17 mÉu ®Êt ®Ó x¸c ®Þnh tån d- HCBVTV gåm c¸c chñng lo¹i DDT, metylparathion, lindan, monitor trong c¸c mÉu ®Êt trång rau ë Hµ Néi cho thÊy, chØ cã 5 mÉu ®Êt lµ kh«ng ph¸t hiÖn thÊy d- l-îng, cßn 17 mÉu ®Òu cã Ýt nhÊt 1 chÊt chiÕm tØ lÖ 70% (trong ®ã 6 mÉu gåm 2 mÉu ë Thanh Tr×, 4 mÉu ë §«ng Anh lµ 35% cã ph¸t hiÖn thÊy DDT v-ît qu¸ ng-ìng cho phÐp). Theo NguyÔn Ph-íc T-¬ng (1999), n«ng d©n trång hµnh ë ThuËn H¶i (cò) ®· phun thuèc trõ s©u 90 lÇn/vô, ë x· VÜnh Long, BÕn H¶i, Qu¶ng TrÞ ®Êt ®· bÞ « nhiÔm thuèc trõ s©u. TÝnh ®Õn thêi nµy khoai sä trång trªn ®Êt ®ã vÉn cßn chøa 5,5 mg DDT; 0,25 mg 666; 4,1 mg Wofatox/kg khoai sä. 15
16 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí C¸c thuèc trõ s©u bao gåm c¸c hîp chÊt v« c¬, h÷u c¬, c¸c vi sinh vËt g©y h¹i cho c«n trïng vµ nh÷ng s¶n phÈm cña chóng cã thÓ giÕt chÕt ®-îc c¸c c«n trïng g©y h¹i. Thuèc trõ s©u x©m nhËp vµo c¬ thÓ c«n trïng b»ng nhiÒu con ®-êng tiÕp xóc, vÞ ®éc, x«ng h¬i, thÊm s©u khi c¸c chÊt ®éc ®-îc dïng ®Ó phun lªn c©y, xö lý ®Êt, xö lý gièng, lµm b¶ ®éc, v.v... C¸c thuèc trõ s©u v« c¬: Tõ cuèi thÕ kû 19 ®Õn nh÷ng n¨m 40 cña thÓ kû 20, thuèc trõ s©u v« c¬ chiÕm vÞ trÝ chñ yÕu trong viÖc phßng trõ s©u h¹i. §Æc ®iÓm chung cña nhãm thuèc nµy lµ: - Lµ c¸c lo¹i thuèc trõ s©u cã t¸c ®éng vÞ ®éc, g©y chÕt nhanh cho s©u h¹i - Cã kh¶ n¨ng tån d- trong m«i tr-êng l©u vµ g©y h¹i cho thùc vËt Trong nöa ®Çu thÓ kû nµy ë Mü vµ c¸c n-íc Ch©u ¢u ®· dïng c¸c hîp chÊt Asen v« c¬ trong nhiÒu n¨m phun lªn c©y b«ng, c©y cam ®Ó trõ s©u, do vËy l-îng As ë trong ®Êt tÝch luü ®Õn møc ®¸ng kinh ng¹c: 1500kgAs trioxit/ha. L-îng chÊt ®éc lín nµy ®· lµm cho c©y trång sinh tr-ëng vµ ph¸t triÓn xÊu, gi¶m s¶n l-îng, g©y chÕt c©y. Do l-îng As cã trong n«ng s¶n lín nªn ®· kh«ng tiªu thô ®-îc n«ng s¶n. §Ó kh¾c phôc ng-êi ta ®· trång c©y ng¾n ngµy kh¸c nh- c©y l-¬ng thùc, thùc phÈm, c©y thøc ¨n gia sóc nh-ng còng thÊt b¹i. ThiÖt h¹i nµy ®· g©y tæn thÊt rÊt lín cho nÒn kinh tÕ ë c¸c n-íc nãi trªn. §Êt canh t¸c còng cã thÓ bÞ « nhiÔm thuû ng©n, c¸c nguån quan träng nhÊt lµ sö dông c¸c hîp chÊt h÷u c¬ thuû ng©n ®Ó xö lý h¹t gièng, kiÓm so¸t c¸c bÖnh do nÊm ë líp cá hay sù ph¸ ho¹i cá d¹i. Sù sö dông c¸c hîp chÊt ankyl thuû ng©n nh- metyl thuû ng©n lµ mét mèi nguy h¹i ®iÓn h×nh do thuû ng©n ë d¹ng nµy rÊt ®éc vµ dÔ bÞ ®ång ho¸ bëi c¸c con thó tõ thøc ¨n cña chóng. ViÖc sö dông thuû ng©n trong xö lý c¸c h¹t gièng ®· bÞ cÊm ë c¸c n-íc c«ng nghiÖp tõ nh÷ng n¨m 60 nh-ng sau ®ã mét sè n-íc Ir¾c 1960 ®· x¶y ra vô ngé ®éc víi kho¶ng 6500 ng-êi trong ®ã cã 5000 ng-êi bÞ chÕt. C¸c thuèc trõ s©u tæng hîp h÷u c¬: HÇu hÕt c¸c thuèc trõ s©u ®-îc dïng hiÖn nay lµ c¸c thuèc tæng hîp h÷u c¬, mµ quan träng nhÊt lµ 4 nhãm: clo h÷u c¬, l©n h÷u c¬, cacbamat vµ pyrethroit. Qu¸ tr×nh sö dông c¸c thuèc trõ s©u h÷u c¬ cã thÓ chia ra lµm 3 giai ®o¹n chÝnh: 1. 1945-1959, chñ yÕu lµ dïng thuèc trõ s©u c¬ clo. Thuèc l©n h÷u c¬ vµ cacbamat ra ®êi nh-ng ch-a ®-îc dïng nhiÒu. 2. 1969-1974, sö dông nhiÒu thuèc trõ s©u l©n h÷u c¬ vµ thuèc trõ s©u cacbamat, gi¶m sù sö dông thuèc trõ s©u c¬ clo. 3. Tõ 1975 ®Õn nay, chñ yÕu lµ sö dông thuèc trõ s©u cacbamat, l©n h÷u c¬ vµ pyrethroit. Thuèc clo h÷u c¬ bÞ thu hÑp ph¹m vi, sè l-îng vµ chñng lo¹i sö dông, nhiÒu thuèc clo h÷u c¬ ®· bÞ cÊm. C¸c ph©n tö h÷u c¬ kh«ng ion ho¸: Nhãm nµy bao gåm c¸c hîp chÊt h÷u c¬ hÇu nh- kh«ng bÞ ph©n ly trong dung dÞch. Nhãm nµy gåm hµng tr¨m chÊt kh¸c nhau lµ dÉn xuÊt cña hydrocacbon cã g¾n clo (c¬ clo), g¾n photpho (c¬ photpho), cacbamat, ure, anilin, amide, nezonitrile. Sù kh¸c biÖt cña c¸c chÊt thuéc nhãm nµy lµ kh¶ n¨ng hÊp phô cña nã bëi c¸c keo h÷u c¬. Ghi chó: PhÇn ®ãng khung nµy dïng ®Ó tham kh¶o thªm. 16
17 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí Thuèc trõ s©u clo h÷u c¬: C«ng thøc tæng qu¸t cña thuèc trõ s©u c¬ clo nh- sau: §¹i diÖn cho nhãm clo h÷u c¬ lµ DDT vµ nh÷ng hîp chÊt cña DDT, 666, Lindan, aldrin, diedrin; cã kh¶ n¨ng tån t¹i bÒn v÷ng trong ®Êt, cã kh¶ n¨ng hoµ tan chËm trong n-íc (trõ lindan), DDT, Endrin, diedrin vµ aldrin cã kh¶ n¨ng hoµ tan lín vµ cã kh¶ n¨ng di ®éng chËm trong ®Êt. Kh¶ n¨ng bay h¬i cña nhãm c¬ clo lµ rÊt thÊp. §é bÒn v÷ng cña nhãm c¬ clo cao h¬n rÊt nhiÒu so víi nhãm c¬ photpho, nh-ng tÝnh ®éc cña nhãm c¬ photpho l¹i cao h¬n rÊt nhiÒu so víi nhãm c¬ clo. Thuèc trõ s©u l©n h÷u c¬: C¸c chÊt c¬ photpho cã c«ng thøc tæng qu¸t nh- sau: Trong ®ã, R lµ nhãm ankyl. C¸c chÊt este lµ bÒn v÷ng trong m«i tr-êng trung tÝnh hoÆc axit nh-ng kh«ng bÒn v÷ng trong m«i tr-êng kiÒm do bÞ qu¸ tr×nh thñy ph©n. Khi ®ã, P-O-X liªn kÕt este bÞ ph¸ vì. Nhãm nµy bao gåm nhiÒu lo¹i thuèc vµ ®-îc dïng phæ biÕn ®Ó trõ s©u, nhÖn, tuyÕn trïng. C¸c lo¹i thuèc ®Æc hiÖu vµ ®-îc dïng phæ biÕn hiÖn nay lµ Parathion vµ Malathion. Thuèc cã phæ t¸c ®éng réng, t¸c ®éng ®Õn dÞch h¹i b»ng con ®-êng tiÕp xóc, vÞ ®éc, x«ng h¬i, néi hÊp vµ thÊm s©u; thuèc Ýt g©y h¹i ®Õn c¸c c«n trïng cã Ých. C¸c thuèc l©n h÷u c¬ th-êng rÊt ®éc ®èi víi ng-êi vµ ®éng vËt m¸u nãng víi c¸c møc ®é kh¸c nhau tuú thuéc vµo lo¹i thuèc. Do c¸c thuèc l©n h÷u c¬ kh«ng cã ®Æc tÝnh ho¸ häc bÒn v÷ng nªn chóng dÔ bÞ ph©n huû nhanh trªn bÒ mÆt vËt phun, kh«ng tÝch lòy trong m«i tr-êng, v× vËy chóng ®-îc sö dông nhiÒu vµ réng r·i. Thuèc trõ s©u cacbamat: §¹i diÖn cho nhãm nµy lµ Cacbaryl vµ Cacbofuran. C¸c thuèc thuéc nhãm nµy kh«ng cã tÝnh ®éc v¹n n¨ng, t-¬ng ®èi an toµn ®èi víi c©y, Ýt ®éc víi c¸ so víi c¸c thuèc thuéc nhãm l©n h÷u c¬. Thuèc kh«ng tån d- qu¸ l©u trong n«ng s¶n vµ trong m«i tr-êng sèng. Khi phun thuèc lªn c©y, thuèc t¸c ®éng nhanh víi c«n trïng vµ bÞ ph©n huû nhanh. C¸c hîp chÊt cacbamat ®Òu Ýt tan trong n-íc, tan nhiÒu trong c¸c dung m«i h÷u c¬, chÊt bÐo vµ dÔ bÞ kiÒm ph©n huû. C¸c chÊt phenyl cacbamat vµ khi ®-îc ure thay thÕ ®Òu lµ thuèc diÖt cá kh«ng bÞ ph©n ly thµnh d¹ng ion. Sù thay thÕ 3 nguyªn tö hydro cña urea b»ng c¸c nhãm chøc n¨ng kh¸c nh- phenyl, metyl hoÆc metoxyl lµm cho thuèc diÖt cá trë nªn cã ho¹t tÝnh. CÊu tróc urea thay thÕ ®-îc biÓu diÔn nh- sau: 17
18 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí Cacbamat vµ thiocacbamat lµ sù biÕn ®æi cÊu tróc baz¬ tõ axit cacbamic: Cacbamat cã thÓ ®-îc phun xuèng ®Êt nh- propham vµ cloropham hoÆc phun trªn l¸ nh- asulam vµ phªnmdipham, chóng cã ®Æc tÝnh chän läc cao h¬n cho tõng lo¹i c©y trång. Cloropham cã tÝnh bÒn v÷ng h¬n propham.C¸c chÊt cacbamat kh¸c nh- barban vµ phªnmdipham th-êng ®-îc phun trªn l¸ vµ cã Ýt sù t-¬ng t¸c víi ®Êt. Thiocacbamat nh- butylat th-êng cã kh¶ n¨ng bay h¬i cao h¬n nªn ®-îc phun vµo ®Êt t¹o nªn c¸c liªn kÕt víi ®Êt. Chóng bÞ hÊp phô bëi h¹t gièng, rÔ c©y, sù n¶y mÇm. Metham cã kh¶ n¨ng hoµ tan tèt ®-îc sö dông ®Ó diÖt nÊm, kiÓm so¸t nÊm cá d¹i, cá d¹i l©u n¨m vµ còng ®-îc phun trªn ®Êt. Thuèc trõ s©u pyrethroit: §©y lµ nhãm thuèc trõ s©u tæng hîp xuÊt hiÖn tõ nh÷ng n¨m 80 cña thÕ kû 20. C¸c thuèc trong nhãm pyrethoit ®-îc tæng hîp dùa trªn c¬ së vËt chÊt tù nhiªn Pyrethrin cã trong hoa cña c¸c c©y s¸t trïng. Pyrethroit cã ®Æc ®iÓm bÒn víi ¸nh s¸ng mÆt trêi, l-îng ho¹t chÊt dïng trªn ®¬n vÞ diÖn tÝch thÊp, cã t¸c dông chän läc cao, Ýt ®éc h¹i ®èi víi c¸c thiªn ®Þch cã Ých. Chóng cã thÓ trõ ®-îc c¸c chñng s©u chèng thuèc l©n h÷u c¬, clo vµ cacbamat Thuèc trõ cá d¹i nhãm Fenoxi: §¹i diÖn nhãm nµy lµ c¸c thuèc 2,4 D; 2,4 DP; 2,4 DB; 2,4,5-T; 2,4,5-TP. C¸c hîp chÊt nµy th-êng ®-îc sö dông ë c¸c d¹ng muèi am«n, muèi kim lo¹i kiÒm, muèi amin, este nhÑ (cã m¹ch hydrocacbin ng¾n) vµ este nÆng (cã m¹ch hydrocabon dµi) vµ t-¬ng ®èi bÒn v÷ng trong m«i tr-êng. C¸c muèi amin cña chóng cã ®é hoµ tan trong n-íc lín h¬n c¶. Ng-îc l¹i, c¸c d¹ng este l¹i kh«ng tan trong n-íc, chØ tan trong c¸c dung m«i h÷u c¬. Thuèc trõ cá thuéc nhãm dÞ vßng chøa nit¬ Bipyridium, ®¹i diÖn lµ Diquat vµ Paraquat cã hiÖu lùc tèt trong trõ cá bß lan trªn mÆt ®Êt. Chóng còng ®-îc sö dông nh- lµ chÊt diÖt c¸c vi sinh vËt thuû sinh. Trªn thÞ tr-êng th-êng sö dông muèi ®ibromit vµ muèi diclorit cã kh¶ n¨ng hoµ tan m¹nh. §Æc tÝnh cña Diquat vµ paraquat lµ nh÷ng chÊt kh«ng bay h¬i, bÞ quang ph©n huû m¹nh d-íi ¸nh s¸ng mÆt trêi hoÆc tia UV; nh-ng kh«ng bÞ quang ph©n huû khi kÕt hîp víi c¸c chÊt d-íi d¹ng phøc hîp trao ®æi ®iÖn tÝch víi phenol vµ c¸c ph©n tö cho ®iÖn tö kh¸c. Nhãm thuèc trõ cá triazin (nhãm c¸c ph©n tö kiÒm) ®¹i diÖn lµ Symmertrical triazin (S- triazin) lµ c¸c dÉn xuÊt nit¬ dÞ vßng, cÊu tróc bao gåm C vµ N. Sù thay thÓ ë vÞ trÝ R 1 sÏ x¸c ®inh ®u«i cña tªn chÊt. Víi nguyªn tö clorin, tªn cã ®u«i lµ -azin; thay b»ng nhãm metylthio, lµ -tryn; vµ b»ng nhãm metoxyl (-OCH3), lµ -ton. Kh¶ n¨ng hoµ tan cña chÊt nµy ®-îc x¸c ®Þnh bëi sù thay thÕ R1, víi -OCH3 cã kh¶ n¨ng hoµ tan cao nhÊt. Víi sù cã mÆt cña nguyªn tö N giµu ®iÖn tö S-triazin sÏ cã kh¶ n¨ng cho ®iÖn tö (tøc lµ mét baz¬ yÕu) vµ cã kh¶ n¨ng t-¬ng t¸c víi c¸c ph©n tö nhËn ®iÖn tö ®Ó h×nh thµnh c¸c phøc chÊt cho nhËn ®iÖn tö. S-triazin cã kh¶ n¨ng hoµ tan trong n-íc kÐm , 2-clo- S-triazin cã kh¶ n¨ng hoµ tan kÐm h¬n 2-metylthio- S-triazin vµ 2-toxyl- anologs. Kh¶ n¨ng hoµ tan t¨ng khi pH gi¶m, chÊt 2-metylthio- S-triazin vµ 2-toxyl- anologs hoµ tan m¹nh khi pH = 3-5, cßn 2-clo-S-triazin hoµ tan m¹nh ë pH = 2. C¸c cÊu tróc biÕn ®æi cña c¸c chÊt thay thÕ cã ¶nh h-ëng m¹nh ®Õn kh¶ n¨ng hoµ tan cña c¸c chÊt diÖt cá. S-triazin ®Æc biÖt lµ clo- S-triazin cã thÓ bÞ ph©n huû mét phÇn d-íi ¸nh s¸ng mÆt trêi do c¸c tia UV vµ IR (tia phãng x¹), trong khi hîp phÇn thay thÕ lµ metoxyl sÏ kh«ng bÞ quang ph©n huû. 18
19 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí Thuèc trõ cá thuéc nhãm dÉn xuÊt cña axit benzoic (nhãm c¸c ph©n tö h÷u c¬ axit): Thuéc nhãm nµy gåm nhiÒu c¸c hîp chÊt ho¸ häc kh¸c nhau nh- c¸c chÊt thay thÕ phenol, c¸c axit alphatic cã g¾n clo, c¸c axit oxyalkanoic-clo vµ c¸c axit benzoic thay thÕ. C¸c nhãm chøc n¨ng cacboxyl hoÆc phenoic cã kh¶ n¨ng ph©n ly trong n-íc thµnh c¸c ion. Møc ®é axit thay ®æi phô thuéc vµo tõng chÊt, chÊt tricloroaxetic (TCA) cã tÝnh axit m¹nh h¬n, cßn 4-cloro-o-t-- lyloxyl butylic axit (MCPB) cã tÝnh axit yÕu. C¸c chÊt b¶o vÖ diÖt cá benzoic lµ dÉn xuÊt cña axit benzoic cã thÓ chøa c¸c nguyªn tö clo, metoxyl hoÆc amino. Kh¶ n¨ng hoµ tan cña c¸c A.phenolxylankanoic kh«ng bÞ ion ho¸ lµ rÊt thÊp. VÝ dô 2,3,6 TBA: axit 2,3,6- Triclobenzoic. TBA cã ®Æc ®iÓm bÒn v÷ng trong thùc vËt vµ trong ®Êt vµ kh¶ n¨ng lµm s¹ch ®Êt kh«ng cã t¸c dông chän läc. Tuy nhiªn, hÇu hÕt thuèc diÖt cá ®Òu cã chøa hîp phÇn cña muèi tan, v× vËy chóng cã kh¶ n¨ng hoµ tan trong n-íc trung tÝnh; trong m«i tr-êng axit chóng tån t¹i ë d¹ng ph©n tö Ýt tan. 1.2.3.2. ¤ nhiÔm kim lo¹i nÆng Kim lo¹i nÆng gåm c¸c kim lo¹i cã tû khèi > 5g/cm3, trong tù nhiªn cã h¬n 70 nguyªn tè KLN. C¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu cho thÊy, chØ cã mét sè nguyªn tè KLN lµ cÇn thiÕt ®èi víi sinh vËt, ®ã lµ c¸c nguyªn tè vi l-îng nh-: Cu, Zn, Mn, B, Mo, ... C¸c nguyªn tè nµy th-êng lµ thµnh phÇn thiÕt yÕu trong c¸c enzim, protein h« hÊp vµ trong c¸c cÊu tróc cña c¬ thÓ sinh vËt. ë hµm l-îng qu¸ cao (thõa) hay qu¸ thÊp (thiÕu), c¸c nguyªn tè cÇn thiÕt nµy ®Òu trë nªn bÊt lîi víi c¬ thÓ sinh vËt. §a sè c¸c KLN víi ®Æc tÝnh bÒn v÷ng trong m«i tr-êng, kh¶ n¨ng g©y ®éc ë liÒu l-îng thÊp vµ tÝch lòy l©u dµi trong chuçi thøc ¨n, ®-îc thÕ giíi xem lµ mét lo¹i chÊt th¶i nguy h¹i. C¸c KLN vµo ®Êt kh«ng chØ tÝch tô ë mét ®iÓm mµ cã kh¶ n¨ng lan truyÒn phô thuéc vµo c¸c tÝnh chÊt lý - ho¸ häc ®Êt nh-: thµnh phÇn c¬ giíi, pH dung dÞch ®Êt, thÕ oxi ho¸ khö, kh¶ n¨ng hÊp phô vµ trao ®æi cation, c¸c phøc hÖ h÷u c¬ d¹ng chelat vµ c¸c vi sinh vËt ®Êt, ... §iÒu nµy ph¶n ¸nh kh¶ n¨ng suy tho¸i vµ g©y « nhiÔm m«i tr-êng ®Êt trªn diÖn réng. Nguån g©y « nhiÔm kim lo¹i nÆng chÝnh lµ do c¸c qu¸ tr×nh ®Þa ho¸ tù nhiªn vµ c¸c ho¹t ®éng nh©n t¹o. A/ Nguån gèc tù nhiªn 19
20 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí C¸c KLN cã thÓ x©m nhËp vµo ®Êt theo con ®-êng tù nhiªn nh- ho¹t ®éng cña nói löa vµ qu¸ tr×nh phong ho¸ cña c¸c ®¸ biÕn chÊt. C¸c kim lo¹i nÆng tÝch luü t¹i chç trong ®Êt do t¸c ®éng cña ®iÒu kiÖn thêi tiÕt lªn c¸c kho¸ng vËt. Th«ng th-êng l-îng kim lo¹i trong ®¸ mac ma cao h¬n trong c¸c ®¸ trÇm tÝch, Mn, Cr, Co, Ni, Cu vµ Zn cã nhiÒu nhÊt trong mäi lo¹i ®¸. §¸ mac ma vµ ®¸ biÕn chÊt lµ c¸c nguån tù nhiªn phæ biÕn nhÊt ®-a c¸c kim lo¹i nÆng vµo trong ®Êt. Hai lo¹i ®¸ nµy chiÕm tíi 95% vá qu¶ ®Êt vµ ®¸ trÇm tÝch chØ chiÕm 5%. Sa th¹ch gåm c¸c kho¸ng chÊt khã bÞ phong ho¸, gãp mét l-îng nhá nhÊt kim lo¹i vµo ®Êt. Mét sè kho¸ng chÊt trong ®¸ biÕn chÊt vµ ®¸ mac ma bÞ phong ho¸ dÔ dµng (kÓ c¶ kho¸ng chÊt olivin, hocblen vµ ogit), cung cÊp mét l-îng lín Mn, Co, Ni, Cu vµ Zn vµo ®Êt. RÊt nhiÒu nguyªn tè kim lo¹i nÆng ®-îc t×m thÊy trong quÆng sulfit. §èi víi c¸c lo¹i ®Êt cã nguån gèc tõ nh÷ng lo¹i ®¸ mÑ kh¸c nhau, nång ®é KLN cã thÓ kh¸c nhau. §Êt h×nh thµnh tõ ®¸ mac ma baz¬ cã l-îng Cr, Mn, Co vµ Ni cao nhÊt, trong khi ®ã ®Êt h×nh thµnh tõ ®¸ trÇm tÝch, phiÕn sÐt cã l-îng Cr, Co, Ni, Zn vµ Pb cao nhÊt. Tû lÖ phong ho¸ kho¸ng vËt x¸c ®Þnh sù x©m nhËp c¸c nguyªn tè nµy vµo ®Êt, ban ®Çu theo h×nh d¹ng c¸c phèi tö v« c¬ ®¬n gi¶n hoÆc phøc t¹p. Tuú vµo ®é hoµ tan cña kho¸ng vËt d-íi c¸c ®iÒu kiÖn pH vµ Eh mµ Mn, Ni vµ Cr cã hµm l-îng cao nhÊt trong ®Êt, cßn Cd vµ Hg lµ nhá nhÊt. Cã thÓ c¸c ng-ìng ®éc cña ®Êt vµ dung dÞch ®Êt theo cïng kiÓu, víi nång ®é giíi h¹n thÊp nhÊt cña Hg, Cd, Pb, Cr vµ Zn. Nång ®é dung dÞch ®Êt biÓu thÞ møc ®é cã thÓ hoµ tan cao nhÊt nång ®é ph©n tö gam trong dung dÞch ®Êt. V× vËy nång ®é Pb vµ Zn trong ®Êt cao h¬n Hg, Cd hoÆc Cr, cã thÓ nång ®é ®éc cña Pb vµ Zn cao h¬n nång ®é Hg, Cd hoÆc Cr. C¸c nghiªn cøu vÒ KLN ë tÇng ®Êt d-íi cña phÉu diÖn ®Êt cho thÊy r»ng c¸c nguyªn tè Mn, Ni vµ Cr cã thÓ tÝch luü ë møc ®é cao h¬n ë tÇng ®Êt trªn. VÝ dô, nång ®é Ni trong ®Êt ph¸t triÓn trªn kho¸ng chÊt Xecpectin cã thÓ ®¹t tíi 100-7000 g Ni g-1 (Brooks 1987), nh-ng chØ cã nång ®é thÊp trªn nÒn chÊt h÷u c¬ bÒ mÆt ®Êt. RÊt nhiÒu kho¸ng cã chøa KLN kh«ng tan vµ chèng chÞu víi sù phong ho¸, nång ®é cao h¬n cã thÓ t×m thÊy ë ®Êt nhiÖt ®íi, n¬i mµ qu¸ tr×nh phong ho¸ m¹nh vµ l©u h¬n. 20