Những khái niệm tổng quát
Đất
Xét về cấu trúc của trái đất thì phân chia thành các lớp sau : ã Nhõn trỏi đất (the earth’s core ):
- Lớp vỏ trái đất (the crust )
- Nhân trái đất ( the earth’s core ) : bao gồm 2 phần :
+ Phần bên trong của nhân trái đất – rắn.
Phần nhân trái đất chủ yếu là Fe với khoảng 85-90%. ã Lớp manti
Từ phần ngoài của nhân trái đất đến lớp vỏ trái đất ( crust) được xem là lớp Manti , hay lớp bao vỏ.
Lớp Manti bao gồm oxit magie, sắt, silic của đá. ã Lớp vỏ trỏi đất (the crust )
Vỏ trái đất là lớp bên trên, nó là sản phẩm tiến hóa của vật chất ở lớp Manti trong suốt thời kỳ địa chất.
Sự phát triển của vỏ trái đất được chi phối bởi các quá trình diễn ra ở lớp Manti bên trên Sự chuyển động của lớp Manti này dẫn đến sự hình thành các ngọn núi và đồi, đồng thời tạo ra các chỗ trũng trở thành đại dương.
Lớp vỏ có bề dày khoảng 30 – 40 km, tuy nhiên bề dày phụ thuộc vào từng vị trí, chẳng hạn như:
+ Vùng đồng bằng khoảng 35 – 40 km,
Đất là một vật thể tự nhiên được hình thành qua thời gian dài, theo định nghĩa của Đaucutraep (1879), một nhà thổ nhưỡng học người Nga Định nghĩa này nhấn mạnh rằng đất được hình thành từ sự tác động tổng hợp của năm yếu tố chính: đá mẹ, sinh vật, khí hậu, địa hình và thời gian.
Vỏ trái đất được hình thành từ các loại đá và khoáng chất dưới tác động của khí hậu, sinh vật và địa hình Qua thời gian, những yếu tố này làm cho đá và khoáng chất bị vụn nát, kết hợp với xác hữu cơ để tạo ra đất Ngoài ra, con người cũng đóng vai trò quan trọng trong việc thay đổi tính chất của đất, thậm chí tạo ra những loại đất mới chưa từng tồn tại trong tự nhiên, như đất trồng lúa nước.
Đất có thể được định nghĩa như một hàm số theo thời gian, trong đó các yếu tố hình thành đất được biểu diễn qua nhiều biến số Công thức toán học mô tả mối quan hệ này là: Đ = f(Đh, Đa, Sv, Kh, Nc, Ng)t, trong đó Đ là đất, Đh là đất hữu cơ, Đa là đất ẩm, Sv là sinh vật, Kh là khí hậu, Nc là nước và Ng là nhân tố con người.
Trong đó: Đ: Đất Đa: đá mẹ
Sv: Sinh vật Kh: khí hậu Đh: Địa hình Nc: nước trong đất và nước ngầm t: Thời gian Ng: hoạt động của con người
Đá mẹ đóng vai trò quan trọng trong quá trình hình thành đất, với sự biến đổi do nhiều yếu tố khác nhau Đá là nền tảng của đất, và khi đá bị phá hủy, thành phần khoáng trong đất chiếm đến 95% trọng lượng khô Nếu đá chứa nhiều cát, đất sẽ có nhiều cát, trong khi đá giàu Kali sẽ tạo ra đất giàu Kali.
Sinh vật đóng vai trò quan trọng trong quá trình hình thành đất, đặc biệt là vi sinh vật, giúp phân hủy xác động thực vật để tạo ra chất mùn hữu cơ, từ đó tăng độ phì nhiêu cho đất Trong mỗi gam đất, có hàng triệu vi sinh vật, chúng tích lũy nhiều nguyên tố dinh dưỡng hòa tan và cung cấp Nitơ phân tử (N2) từ không khí vào đất dưới dạng chất hữu cơ chứa Nitơ Ngoài ra, mỗi gam đất còn chứa hàng trăm ngàn động vật nguyên sinh và động vật không xương sống, góp phần vào sự đa dạng sinh học của hệ sinh thái đất.
Khí hậu và địa hình, đặc biệt là trị số nhiệt ẩm, có ảnh hưởng lớn đến sự hình thành đất, sự phát triển của sinh vật và quá trình phong hóa đá Địa hình cũng đóng vai trò quan trọng trong việc tái phân phối năng lượng từ thiên nhiên đến bề mặt đất Ở cùng một mức nhiệt độ, lượng nhiệt mặt trời được cung cấp là như nhau, nhưng ở địa hình cao sẽ lạnh hơn, trong khi ở những khu vực gần mặt đất sẽ ấm hơn.
Thời gian đóng vai trò quan trọng trong mọi quá trình diễn ra trong đất, vì mọi yếu tố ngoại cảnh đều cần một khoảng thời gian nhất định để tác động và phát triển.
Con người đóng vai trò quan trọng trong việc tác động đến thiên nhiên và đất đai thông qua các hoạt động sống và thành tựu khoa học kỹ thuật Tác động này có thể tích cực, như tưới tiêu, cải tạo đất xấu và trồng rừng, mang lại lợi ích cho con người Tuy nhiên, cũng có những tác động tiêu cực, như ô nhiễm đất do hóa chất độc hại và phá rừng gây ra xói mòn đất.
Đất được xem như một hệ thống hở, nơi diễn ra các quá trình tiếp nhận dòng vào và dòng ra Các hoạt động liên tục như bổ sung chất vào đất, mất mát chất ra khỏi đất, di chuyển vị trí trong đất, và các hoạt động chuyển hóa luôn diễn ra.
Quá trình hình thành đất từ đá diễn ra thông qua hai quá trình chính: phong hóa đá và tạo thành đất Những quá trình này bao gồm các thay đổi hóa học, lý học và sinh học, giúp chuyển đổi các nguyên tố dinh dưỡng trong khoáng chất và đá thành dạng hòa tan, dễ dàng hấp thụ cho sinh vật.
Đất là lớp vỏ ngoài của trái đất, hình thành từ sự biến đổi của đá mẹ dưới ảnh hưởng của các yếu tố lý, hóa và sinh vật Đất đóng vai trò quan trọng trong việc nuôi dưỡng cây cối, cung cấp môi trường sống cho sinh vật và là không gian cho con người xây dựng nhà cửa và công trình Tuy là tài nguyên không thể phục hồi, nhưng con người đã có nhiều tiến bộ trong khoa học kỹ thuật để cải tạo đất.
2 Bản chất và các thành phần của đất.
- Phần rắn của đất được hình thành từ thành phần vô cơ và thành phần hữu cơ.
Vô cơ chiếm 97-98% trọng lượng khô của đất, trong đó oxi và silic đóng góp tới 82% Đất bao gồm các cấp hạt với đường kính khác nhau: hạt cát (từ 0,05 đến 2mm), limon (từ 0,002 đến 0,05mm) và sét (nhỏ hơn 0,002mm) Tỉ lệ phần trăm của các loại hạt này quyết định thành phần cơ giới của đất.
Hữu cơ bao gồm các mảnh vụn thực vật như xác lá cây, chất thải động vật như phân, nước tiểu và xác chết, cùng với các chất hữu cơ chưa phân hủy khác Khi những chất này được phân hủy và tái tổ hợp, chúng tạo ra chất mùn, là este của các axít cacboxylic, hợp chất phenol và dẫn xuất benzen, mang màu sắc sẫm và giàu dinh dưỡng.
Vai trò của các hợp chất hữu cơ và mùn:
Giữ nguyên tố vi lượng trong đất
Có khả năng giữ nước làm cho đất tươi tốt hơn.
A) Lớp đất mùn: Là lớp chứa các chất hữu cơ ở dạng tương đối chưa bị phân hủy Lớp này có bề ngoài chung là sẫm màu, mùi và cấu trúc đa dạng Các chất hữu cơ thô, bán phân hủy có thể nhận ra được trong thành phần của lớp này, ví dụ lá khô rụng hay đang thối rữa, cành gãy v.v.
B) Lớp đất mặt: Chứa các chất hữu cơ đã phân hủy tương đối kỹ, trộn lẫn với một lượng nhỏ khoáng chất.
C) Lớp hỗn hợp của các chất hữu cơ đã phân hủy và khoáng chất.
D) Lớp đất cái hay lớp khoáng chất, thành phần của lớp này thay đổi tùy theo bản chất của đất cũng như của vật chất nguồn gốc của nó.
Định nghĩa tài nguyên đất
Đất là một tài nguyên quan trọng của con người, bao gồm hai khía cạnh chính: đất đai, nơi cư trú và xây dựng cơ sở hạ tầng, và thổ nhưỡng, nền tảng cho sản xuất nông lâm nghiệp.
Đất, theo nghĩa thổ nhưỡng, là một vật thể thiên nhiên có cấu trúc độc lập và lâu dài, được hình thành từ sự tương tác của nhiều yếu tố như đá gốc, động thực vật, khí hậu, địa hình và thời gian.
Giá trị của tài nguyên đất được xác định dựa trên diện tích (ha, km2) và độ phì nhiêu, tức là khả năng màu mỡ phù hợp cho việc trồng cây công nghiệp và lương thực.
• Đất trong nghĩa của tài nguyên thiên nhiên là đất trồng hay thổ nhưỡng (soil) có nghĩa là mặt bằng để sản xuất nông lâm nghiệp.
Đất đai là một khái niệm rộng, bao gồm tổng thể lãnh thổ tự nhiên với các thành phần như địa hình, khí hậu, thuỷ văn, thổ nhưỡng và sinh vật Theo FAO (1976), đất đai được hiểu là một phần bề mặt trái đất với các đặc tính ổn định hoặc có thể dự đoán Cụ thể, A L Joshi (1994) định nghĩa đất đai là diện tích cụ thể của bề mặt trái đất, bao gồm các yếu tố sinh thái trên và dưới bề mặt như khí hậu, thổ nhưỡng, nước mặt, nguồn nước ngầm, và các tác động của con người trong quá khứ và hiện tại.
Định nghĩa môi trường đất
Môi trường đất là một hệ sinh thái hoàn chỉnh, bao gồm vật chất vô sinh được sắp xếp thành cấu trúc nhất định, nơi cư trú của thực vật, động vật và vi sinh vật Các thành phần này có mối liên hệ chặt chẽ và tương tác với nhau, đồng thời môi trường đất còn là một phần quan trọng của hệ môi trường xung quanh, bao gồm nước, không khí và khí hậu.
Ô nhiễm môi trường đất là gì?
Theo Tổ chức Y tế thế giới (WHO), ô nhiễm môi trường là sự xâm nhập của các chất thải nguy hại hoặc năng lượng vào môi trường, gây ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe con người và chất lượng cuộc sống Đất được coi là ô nhiễm khi nồng độ chất độc vượt quá mức an toàn, vượt khả năng tự làm sạch của nó Ô nhiễm môi trường đất bao gồm tất cả các hiện tượng làm nhiễm bẩn đất bởi các chất gây ô nhiễm, và có thể được phân loại theo nguồn gốc phát sinh hoặc theo các tác nhân gây ô nhiễm.
Nếu theo nguổn gốc phát sinh có:
+ Ô nhiễm đất do các chất thải sinh hoạt.
+ Ô nhiễm đất do chất thải công nghiệp.
+ Ô nhiễm đất do chất thải nông nghiệp.
Nếu phân loại theo các tác nhân gây ô nhiễm:
- Ô nhiễm do tác nhân hóa học.
- Ô nhiễm do tác nhân sinh học.
- Ô nhiễm do tác nhân vật lý.
Ngày nay, với sự mở rộng hoạt động của con người trong nhiều lĩnh vực, chất thải và ô nhiễm ngày càng trở nên phức tạp và gia tăng Môi trường đất có thể bị ô nhiễm do sự lan truyền từ không khí, khi các chất ô nhiễm trong không khí lắng tụ sẽ rơi xuống và ảnh hưởng đến đất.
Môi trường đất và nước có mối liên hệ chặt chẽ, khi nước bị ô nhiễm sẽ dẫn đến ô nhiễm đất Ô nhiễm môi trường đất chủ yếu do hoạt động của con người làm thay đổi các yếu tố sinh thái Đất không chỉ là nơi cư trú của con người và sinh vật mà còn là nền tảng cho các công trình xây dựng Là nguồn tài nguyên quý giá, đất được sử dụng cho sản xuất nông nghiệp nhằm đảm bảo lương thực Tuy nhiên, với sự gia tăng dân số và phát triển công nghiệp, diện tích đất canh tác đang thu hẹp, chất lượng đất suy giảm, và tình trạng này tại Việt Nam đặc biệt đáng lo ngại.
I.Tài nguyên đất
Vai trò của tài nguyên đất
Đất có vai trò quan trọng trong nhiều quá trình tự nhiên như:
1- Môi trường cho cây trồng sinh trưởng và phát triển, đảm bảo an ninh sinh thái và an ninh lương thực;
2- Nơi chứa đựng và phân huỷ chất thải;
3- Nơi cư trú của động vật đất;
4- Lọc và cung cấp nước,
5- Địa bàn cho các công trình xây dựng Đất là tài nguyên vô giá, giá mang và nuôi dưỡng toàn bộ các hệ sinh thái trên đất, trong đó có hệ sinh thái nông nghiệp hiện đang nuôi sống toàn nhân loại.
Tập quán khai thác tài nguyên đất được phân hóa theo từng cộng đồng, phụ thuộc vào nhiều yếu tố như điều kiện địa lý, khí hậu, đặc điểm cây trồng, văn hóa địa phương, trình độ khoa học công nghệ và mục tiêu kinh tế.
3.Tài nguyên đất trên thế giới
Sự thay đổi khí hậu, thảm thực vật, đá mẹ, địa hình và tuổi của đất trên Trái Đất đã dẫn đến sự hình thành nhiều loại đất khác nhau về màu sắc, độ dày, độ chua và các tính chất khác Trên thế giới, có năm nhóm đất phổ biến nhất.
-Những vùng có khí hậu rét, lượng mưa dồi dào và điều kiện thoát nước tốt có nhóm đất podzol.
-Những vùng khí hậu ôn hòa với rừng rụng lá theo mùa có nhóm đất alfisols, đất có màu nâu hoặc xám.
-Những vùng có khí hậu ôn hòa và đồng cỏ bán khô hạn hình thành nhóm đất đen giàu mùn (mollisols), đất có tầng dày và màu đen.
-Nhóm đất khô hạn (aridosols) phát triển ở những vùng khô hạn ở Bắc
Mỹ, Nam Mỹ và Châu Phi là những khu vực gần hoang mạc hoặc có điều kiện hoang mạc, nơi đất đai kém màu mỡ Khu vực này chỉ phù hợp cho chăn nuôi và phát triển nông nghiệp nếu có nguồn nước tưới đầy đủ.
-Ở những vùng nhiệt đới và á nhiệt đới với lượng mưa phong phú, có nhóm đất đỏ (oxisols), nghèo chất dinh dưỡng.
Tổng diện tích đất tự nhiên trên Thế Giới có khoảng 148 triệu km2 Tỷ lệ
% diện tích các loại đất trên Thế Giới được thể hiện ở bảng sau:
Tỷ lệ % diện tích các loai đất trên thế giới.(FAO.1990)
Theo số liệu, chỉ có 12,6% diện tích đất là loại thuận lợi cho nông nghiệp như đất phù sa, đất đen và đất nâu rừng Trong khi đó, những loại đất kém chất lượng chiếm tới 40,5% tổng diện tích.
Hiện trạng sử dụng đất của thế giới theo FAO như sau:
-20% diện tích đất ở vùng quá lạnh không sản xuất được
-20% diện tích đất ở vùng quá khô, hoang mạc cũng không sản xuất được. -20% diện tích ở vùng quá dốc không canh tác nông nghiệp được.
-10% diện tích đất ở vùng có tầng đất mỏng (núi đá, đất bị xói mòn mạnh). -10% diện tích đang trồng trọt.
-20% diện tích đang làm đồng cỏ, gồm những đồng cỏ chăn thả tự nhiên và đồng cỏ thâm canh.
Hiện nay, diện tích đất đang trồng trọt chiếm 10% nghĩa là có khoảng 1.500 triệu ha và được FAO đánh giá là:
-Đất có năng suất cao 14%.
-Đất có năng suất trung bình: 28%
-Đất có năng suất thấp 58%
Trong tương lai, có khả năng khai thác và sử dụng khoảng 15-20% diện tích đất cho nông nghiệp Tuy nhiên, thực tế cho thấy đất tốt ngày càng khan hiếm, trong khi đất kém chất lượng lại chiếm ưu thế, và quỹ đất đang bị thoái hóa nghiêm trọng.
Sự mất rừng và khai thác rừng quá mức dẫn đến nhiều tổn thất và suy thoái đất, bao gồm xói mòn, đá ong hóa, mất nước và sạt lở Ngoài ra, chăn thả quá mức cũng gây ra tình trạng chặt đất và giảm độ che phủ của cây cỏ Các hoạt động công nghiệp cũng góp phần làm trầm trọng thêm vấn đề này.
Sử dụng đất làm bãi thải và các hoạt động nông nghiệp không hợp lý như tưới tiêu mặn hóa, lạm dụng phân bón hoặc không sử dụng phân bón đều gây ô nhiễm môi trường đất Ngoài ra, ô nhiễm do phân bón, hóa chất bảo vệ thực vật và ô nhiễm sinh học cũng góp phần làm suy thoái đất Tỷ lệ đóng góp của những yếu tố này được thể hiện trong bảng dưới đây.
Tỷ lệ % của các yếu tố đóng góp vào việc làm suy thoái đất trên thế giới
Nguồn: Viện tài nguyên thế giới, 1995
Những nguyên nhân gây thoái hoái đất
- Do khai thác rừng quá mức
- Do gặm cỏ quá mức
- Do hoạt động nông nghiệp
Do hoạt động công nghiệp
4.Tài nguyên đất ở Việt Nam và tình hình sử dụng
Việt Nam có diện tích gần 33 triệu ha, không bao gồm các quần đảo Trường Sa và Hoàng Sa, đứng thứ 55 trong tổng số 200 quốc gia trên thế giới, thuộc quy mô diện tích trung bình Tuy nhiên, do dân số đông, diện tích đất bình quân đầu người chỉ đạt 0,46 ha/người (năm 1995), xếp thứ 120 toàn cầu và chỉ bằng 1/6 bình quân của thế giới.
Theo Lê Văn Khoa, đất bằng ở Việt Nam có khoảng >7 triệu ha, đất dốc
Việt Nam có khoảng 25 triệu ha đất, trong đó hơn 50% diện tích đồng bằng và gần 70% diện tích đất đồi núi gặp vấn đề về chất lượng Cụ thể, có gần 3 triệu ha đất bạc màu, 5,76 triệu ha đất trơ sỏi đá, 0,91 triệu ha đất mặn và khoảng 12,4 triệu ha đất dốc trên 25 độ.
Bình quân đất tự nhiên ở Việt Nam là 0,6 ha/người, với đất nông nghiệp chiếm 9,35 triệu ha, lâm nghiệp 11,58 triệu ha và đất chưa sử dụng 10 triệu ha Tuy nhiên, bình quân đất nông nghiệp theo đầu người giảm mạnh từ 0,2 ha năm 1940 xuống còn 0,095 ha năm 1995, gây cản trở cho sự phát triển Đầu tư và hiệu quả khai thác tài nguyên đất còn thấp, thể hiện qua tỷ lệ đất thủy lợi hóa không cao và năng suất cây trồng chưa đạt yêu cầu, mặc dù năng suất lúa, cà phê và ngô đã đạt mức trung bình thế giới.
Diện tích đất hiện đang sử dụng là 22.226.830 ha, chiếm 68,83% tổng quỹ đất, trong khi đó còn 10.667.577 ha đất chưa sử dụng, tương đương 33,04% diện tích đất tự nhiên Đặc biệt, đất nông nghiệp chỉ chiếm 8,416 triệu ha, tương ứng với 26,1% tổng diện tích đất tự nhiên.
Với tình hình sử dụng đất hiện nay, mặc dù tiềm năng đất nông nghiệp có thể được khai thác hết vào năm 2020 (khoảng trên 10 triệu ha), nhưng dân số đông khiến diện tích đất nông nghiệp chỉ còn dưới 1000m2/người Điều này làm cho Việt Nam trở thành một trong những quốc gia có diện tích đất ít nhất trên thế giới, vì vậy việc phát triển kinh tế - văn hóa - xã hội cần gắn liền với chiến lược sử dụng tiết kiệm và hiệu quả nguồn tài nguyên hạn chế này Đất vùng đồng bằng chủ yếu được sử dụng cho cây hoa màu và lương thực ngắn ngày, phục vụ cho an ninh lương thực quốc gia, nhưng thực tế đã khai thác đến giới hạn Tại các vùng châu thổ đông dân, bình quân canh tác chỉ còn 300m2/người, tức là mỗi người phải sống dựa vào sản phẩm của 1m2 đất mỗi ngày Để đảm bảo an ninh lương thực, việc bảo vệ đất đồng bằng, đặc biệt là đất lúa, cần được thực hiện một cách nghiêm ngặt.
Bảng hiện trạng sử dung đất đến hết năm 1998
Nguồn: Tổng cục địa chính,1999
Vùng Đất đang sử dụng Đất chưa sử dụng
% so với đất tự nhiên của vùng
% so với đất sử dụng của cả nước
% so với đất tự nhiên của vùng
% so với đất đang sử dụng của cả nước
II.Hiện trạng tài nguyên đất
Hiện trang suy giảm chất lượng tài nguyên đất
Khoảng 2/3 diện tích đất nông nghiệp toàn cầu đã bị suy thoái nghiêm trọng trong 50 năm qua do xói mòn, sa mạc hoá, ô nhiễm và khủng hoảng hệ sinh thái Hiện tại, 40% đất nông nghiệp bị suy thoái mạnh, trong khi 10% đã bị sa mạc hoá do biến đổi khí hậu và khai thác không bền vững Mỗi năm, sa mạc Sahara mở rộng thêm 100.000 ha, đe doạ đến đất nông nghiệp và đồng cỏ Nếu tình trạng này tiếp tục, sản lượng lương thực thế giới có thể giảm từ 10 - 20% trong 25 năm tới.
Tỷ trọng đóng góp gây thoái hóa đất toàn cầu bao gồm: mất rừng 30%, khai thác rừng quá mức 7%, chăn thả gia súc quá mức 35%, canh tác nông nghiệp không hợp lý 28%, và ô nhiễm do công nghiệp hóa 1% Các nguyên nhân gây thoái hóa đất có sự khác biệt giữa các châu lục; ở Châu Âu, Châu Á và Nam Mỹ, mất rừng là nguyên nhân chính, trong khi ở Châu Đại Dương và Châu Phi, chăn thả gia súc quá mức đóng vai trò quan trọng nhất.
Mỹ chủ yếu do hoạt động nông nghiệp
Xói mòn rửa trôi là một trong những nguyên nhân chính gây thoái hoá đất, chiếm 15% tổng số nguyên nhân hàng năm Trong đó, nước đóng góp 55,7%, gió 28%, và mất dinh dưỡng 12% Trên toàn cầu, đất đai bị xói mòn với mức trung bình từ 1,8 đến 3,4 tấn/ha/năm, dẫn đến tổng lượng dinh dưỡng bị rửa trôi hàng năm lên tới 5,4 triệu tấn.
- 8,4 triệu tấn, tương đương với khả năng sản sinh 30 - 50 triệu tấn lương thực
Hoang mạc hoá là một quá trình tự nhiên và xã hội, ảnh hưởng đến khoảng 30% diện tích trái đất nằm trong các vùng khô hạn và bán khô hạn Mỗi năm, khoảng 6 triệu ha đất bị hoang mạc hoá, dẫn đến mất khả năng canh tác do các hoạt động của con người.
Việc sử dụng hợp lý tài nguyên đất, đặc biệt là đất nông nghiệp, là rất quan trọng để đảm bảo nguồn lương thực cho gần 7 tỷ người trên Trái Đất Trong giai đoạn từ 1860 đến 1920, khoảng 440 triệu ha đất đã được chuyển đổi thành đất nông nghiệp, tương đương với diện tích lớn hơn cả nước Ấn Độ Đáng chú ý, hơn một nửa diện tích này tập trung tại vùng ôn đới Bắc Mỹ và lãnh thổ Liên bang Xô.
Trong suốt 60 năm, từ năm 1920 đến 1980, Liên Xô cũ đã mở rộng diện tích đất nông nghiệp chủ yếu ở vùng ôn hòa của Châu Âu và Đông Á Gần đây, sự mở rộng này cũng diễn ra ở Châu Phi, Nam Á và Nam Mỹ, những khu vực đang có tốc độ tăng dân số cao.
Trong quá trình sử dụng đất, con người đã làm biến đổi đáng kể tài nguyên đất thông qua việc mở rộng diện tích canh tác, thôn tính đồng cỏ, phá rừng và tháo úng đầm lầy Những đồng cỏ rộng lớn ở Mỹ, Nga, Nam Phi, Brazil và Argentina đã bị chuyển đổi thành đất trồng trọt, gây tác động xấu đến động vật hoang dã và đe dọa hoang mạc hóa ở các vùng khô hạn Việc tháo úng đầm lầy đã trở nên phổ biến toàn cầu từ cuối thế kỷ XIX, cùng với sự gia tăng tưới tiêu cho các vùng khô hạn để phát triển cây công nghiệp xuất khẩu như mía, ca cao và cà phê Trong nửa sau thế kỷ XX, đô thị hóa và công nghiệp hóa đã chuyển đổi đất nông nghiệp thành đất chuyên dùng, ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường sống của động vật hoang dã Sự thâm canh nông nghiệp cũng dẫn đến ô nhiễm đất do hóa chất, khiến con người phải tìm đến các giải pháp nông nghiệp sinh thái Quá trình này tuy diễn ra từ từ nhưng đã có tác động lớn đến tài nguyên đất và môi trường sinh thái toàn cầu.
Trong lịch sử nông nghiệp thế giới, việc sử dụng đất không hợp lý đã khiến 1,5 đến 2 tỉ ha đất nông nghiệp biến thành hoang mạc hoặc đất xấu Hiện nay, mỗi năm, thế giới mất từ 5 đến 7 triệu ha đất trồng trọt do thoái hóa hoặc chuyển đổi cho các nhu cầu khác, đủ nuôi sống 21 triệu người, trong khi dân số tăng thêm 70 triệu người mỗi năm Tình trạng này đặt ra thách thức lớn cho nguồn cung thực phẩm, khi bình quân đất canh tác hiện nay chỉ còn 0,3 ha/người.
Theo B.G Rozanov (1984), quỹ đất canh tác trên toàn cầu có khả năng mở rộng thêm 1 tỉ ha, chủ yếu tập trung ở các vùng nhiệt đới của Châu Mỹ Latinh và Châu Phi Tuy nhiên, những vùng đất màu mỡ đã được khai thác từ lâu, hiện chỉ còn lại các loại đất kém chất lượng như đất cát, đất mặn, đất sét, đất sỏi đá, đầm lầy và các khu vực khô hạn Việc khai thác những loại đất này không chỉ tốn kém về kinh tế mà còn tiềm ẩn nhiều rủi ro về mặt sinh thái.
Giải pháp hiệu quả trong việc sử dụng đất hiện nay là thâm canh nhằm nâng cao năng suất sản xuất của diện tích đất hiện có Đồng thời, cần thực hiện các biện pháp để ngăn chặn tình trạng hao hụt quỹ đất do việc sử dụng không hợp lý và không đúng mục đích.
Các chuyên gia Liên hiệp quốc cảnh báo rằng nếu không có biện pháp khẩn cấp để bảo vệ lớp phủ thổ nhưỡng và ngăn chặn tình trạng suy giảm đất, thế giới có thể mất gần 300 triệu ha đất canh tác vào cuối thế kỷ XX, tương đương với 25% diện tích đất nông nghiệp hiện tại.
Xâm thực đất là một quá trình gây thoái hóa đất nghiêm trọng, dẫn đến việc ứ bùn ở hồ chứa và các công trình thủy lợi, đồng thời gây bồi lắng ở cảng và ảnh hưởng xấu đến các vùng đất ngập nước Tại nhiều khu vực trên thế giới, tốc độ mất đất hiện nay đã nhanh hơn gấp 10 lần so với tốc độ hình thành đất.
Xâm thực gió và xâm thực nước là nguyên nhân chính gây hao hụt 90% diện tích đất, dẫn đến hiện tượng thoái hóa đất trên toàn cầu Tại Ôxtrâylia, 50% diện tích đất nông nghiệp cần áp dụng các biện pháp nghiêm ngặt để chống lại xâm thực Ở Tây Ban Nha, tình trạng này còn nghiêm trọng hơn khi 90% diện tích đất canh tác đang bị đe dọa bởi xâm thực.
Trong vòng 50 năm gần đây lượng phù sa đổ ra biển đã tăng lên 8 lần, từ
Trong những năm 1920, sản lượng đất màu bị cuốn trôi chỉ khoảng 3 tỉ tấn mỗi năm, nhưng con số này đã tăng lên 24 tỉ tấn vào những năm 1970 và đạt khoảng 58 tỉ tấn vào cuối thế kỷ XX (Judson, 1973) Theo đánh giá của Viện Tầm nhìn thế giới năm 1984, mỗi năm có khoảng 25 tỉ tấn đất màu bị cuốn trôi từ các khu vực canh tác trên toàn cầu.
Con người đã mở rộng diện tích đất nông nghiệp thông qua việc phá rừng và khẩn hoang, dẫn đến tình trạng xâm thực đất nghiêm trọng Điều này đặc biệt xảy ra ở các vùng núi nhiệt đới mưa mùa tại Nam Á, Châu Phi, Trung Mỹ và Nam Mỹ.
Ô nhiễm môi trường đất
Tác nhân gây ô nhiễm môi trường
1.Theo nguồn gốc gây ô nhiễm môi trường
Trong đất, các khoáng vật thường chứa một lượng kim loại nặng nhất định, mà trong điều kiện bình thường, chúng là những nguyên tố vi lượng cần thiết cho cây trồng và sinh vật đất Tuy nhiên, trong những điều kiện đặc biệt, hàm lượng kim loại nặng có thể vượt quá mức cho phép và trở thành chất ô nhiễm.
Bảng 1: Thành phần kim loại vết trong một số khoáng vật điển hình.
Trạng thái phong hoá Khoáng vật Hiện diện Thành phần kim loại vết
Dễ bị phong hoá Olivine Đá macma Mn, Co, Ni, Cu, Zn
Augite Đá siêu bazơ và bazơ núi lửa Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Pb Hornblende
Phân bố rộng trong đá macma và biến chất
Mn, Co, Ni, Cu, Zn
Biotite Mn, Co, Ni, Cu, Zn
Orthoclase Đá macma axít Cu, Sr
Muscovite Granite, phiến thạch, thuỷ tinh Cu, Sr Khả năng ổn định khoáng tăng Magnetite Đá mácma và biến chất Cr, Co, Ni, Zn
Bảng 2: Hàm lượng kim loại trong một số loại đá Đá macma Đá thứ sinh
Nguyên tố Đá siêu bazơ (serpentin)
Granie (mg/g) Đá vôi (mg/g) Đát cát kết (mg/g) Đá phân lớp
Hàm lượng asen trong đất trung bình dao động từ 5-6ppm, với mức thấp hơn ở Mỹ (1.7-5ppm) và Pháp, Italia (2ppm), trong khi đồng bằng Nga có 5ppm Đất phát triển trên đá cát kết ở Thái Lan có hàm lượng asen trung bình là 2.4ppm, Nhật Bản 4ppm, Hàn Quốc 4.6ppm Đất phong hóa từ sét kết thường chứa nhiều asen hơn, như ở Bungari (3.4ppm) và Thái Lan (12.8ppm) Tại Việt Nam, tài liệu về asen trong đất còn hạn chế, nhưng hàm lượng trung bình ở Tây Bắc dao động từ 2.6-11ppm, trong khi trầm tích ven bờ có hàm lượng asen từ 0.1-6.1ppm, cao nhất ở các khu vực ven bờ Bạc Liêu, Cà Mau, Phú Yên và Quảng Ngãi.
Trong các loại đá magma, hàm lượng chì (Pb) có xu hướng tăng từ siêu mafic đến axit Chì chủ yếu tập trung trong khoáng vật felspat, sau đó là các khoáng vật tạo đá xẫm màu, đặc biệt là biotit.
Trong thành phần tạo đá trầm tích và biến chất:Ở khu vực Đông Bắc Bộ,
Chì (Pb) thuộc nhóm nguyên tố quặng kim loại phổ biến như thiếc (Sn), đồng (Cu), kẽm (Zn), gallium (Ga) và bạc (Ag) Chì được phát hiện với hàm lượng cao trong các đá trầm tích và trầm tích biến chất, đặc biệt là trong các đá Paleozoi Tại khu vực Tây Bắc Bộ, Pb và Cu là hai nguyên tố quặng kim loại chiếm ưu thế với hàm lượng đáng kể trong các loại đá này Chì thường tập trung nhiều trong các đá trầm tích.
2 bên tả và hữu ngạn sông Đà Tuy nhiên, trong điều kiện bình thường, chì là nguyên tố kém linh động.
Sự kết hợp của phun trào núi lửa, mưa bão và ngập úng đã gây ra tình trạng đất đai bị ô nhiễm và xâm thực, đặc biệt là nhiễm mặn do thủy triều Ngoài ra, đất cũng bị vùi lấp bởi cát bay và ảnh hưởng bởi hạn hán, làm giảm chất lượng và khả năng canh tác của đất.
1.2 Nguồn gốc nhân tạo: Đây là nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường đất trên phạm vi toàn thế giới cũng như ở Việt Nam Trước hết do:
Áp lực gia tăng dân số dẫn đến nhu cầu lương thực và thực phẩm ngày càng cao, yêu cầu phải cải thiện khả năng khai thác độ phì nhiêu của đất Để đáp ứng nhu cầu này, cần tăng cường sử dụng hóa chất như phân bón, thuốc diệt cỏ và thuốc trừ sâu.
Thuốc hóa học trừ sâu, phân bón hóa học trên thế giới ngày càng được sử dụng nhìều
-Trong thập niên 80, thuốc trừ sâu được sử dụng ở các nước indonexia, pakistan, philipin,srilanka tăng hơn 10%/năm
-Thuốc trừ sâu gây hại nghiêm trọng cho môi trường, sức khỏe con người
+Tổ chức WHO ước lượng mỗi năm 3% lao động trong nông nghiệp ở các nước đang phát triển (25 triệu người) bị nhiễm độc thuốc trừ sâu
+Thập niên 90 ở Châu Phi mỗi năm 11 triệu người bị nhiễm độc
+Malayxia 7% nông dân bị ngộ độc hàng năm và 15 % bị ngộ độc ít nhất
1 lần trong đời Ở Việt Nam trên 300 loại thuốc bảo vệ thực vật được sử dụng (có cả các loại thuốc bị cấm như Wolfatox, Monitor, DDT)
+Liều lượng thuốc phun 2-3lit/ha
+Số lần phun vùng chè khỏang 30 lần/năm, vùng rau khỏang 20-60lần/vụ +Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật vượt mức cho phép:
30% số mẫu đất có dư lương thuốc bảo vệ thực vật vuợt quá tiêu chuẩn 2-
● Sử dụng chất kích thích sinh trưởng làm giảm thất thoát và tạo nguồn lợi cho thu hoạch.
● Mở rộng các hệ thống tưới tiêu.
Việc đẩy mạnh đô thị hóa, công nghiệp hóa và mạng lưới giao thông làm cho đất bị ô nhiễm
- Dân số đô thị thế giới tăng 3%/năm, Châu Á tăng 3-6,5%/năm
Việt Nam hiện đang dẫn đầu Đông Nam Á về tốc độ đô thị hóa, với tỷ lệ dân cư sống tại các đô thị tăng từ 19% (11,8 triệu người) vào năm 1986 lên 30,5% (26,3 triệu người) vào năm 2010.
Trên thế giới hiện nay, đã có khoảng 20 siêu đô thị với dân số trên 10 triệu người, và dự kiến đến năm 2015, con số này sẽ tăng lên 22 siêu đô thị.
- Sự hình thành siêu đô thị gây khó khăn cho giao thông vận tải, nhà ở, nguyên vật liệu, xử lý chất thả
1.2.1 Ô nhiễm đất do các chất thải sinh hoạt
Chất thải rắn đô thị có thể gây ô nhiễm môi trường đất nghiêm trọng nếu không được thu gom và quản lý đúng cách Việc kiểm soát quy trình xử lý chất thải là rất cần thiết để bảo vệ môi trường.
Chất thải rắn đô thị rất đa dạng, bao gồm thực phẩm thừa, rác thải từ nhà bếp, vườn tược, đồ dùng hỏng, gỗ, thủy tinh, nhựa, giấy thải, bụi và lá cây Tại các thành phố lớn, chất thải này được thu gom, phân loại và xử lý, với khả năng tái sử dụng hoặc chế biến thành phân hữu cơ Tuy nhiên, việc xử lý cuối cùng thường dẫn đến chôn lấp, gây ra ô nhiễm môi trường đất do mùi hôi thối từ quá trình phân hủy, ảnh hưởng đến sinh vật trong đất và giảm lượng oxy.
Các chất độc hại sản phẩm của quá trình lên men khuếch tán , thấm và ở lại trong đất.
Nước rỉ từ hầm ủ và bãi chôn lấp chứa hàm lượng ô nhiễm chất hữu cơ cao, được đo qua chỉ số BOD và COD, cùng với sự hiện diện của các kim loại nặng như Cu và Zn.
Nước rỉ từ các chất như Pb, Al, Fe, Cd, Hg, cùng với P, N, có nồng độ cao, gây ô nhiễm đất và nước ngầm Ô nhiễm môi trường đất cũng xuất phát từ bùn cống rãnh trong hệ thống thoát nước đô thị, chứa các hợp chất hữu cơ, vô cơ và kim loại, tạo ra những hỗn hợp phức tạp khó phân hủy.
1.2.2 Ô nhiễm do chất thải công nghiệp
Các hoạt động công nghiệp đa dạng có thể gây ô nhiễm đất cả trực tiếp và gián tiếp Ô nhiễm trực tiếp xảy ra khi chất thải được thải ra môi trường đất, trong khi ô nhiễm gián tiếp xảy ra khi chất thải được xả vào nước hoặc không khí, sau đó di chuyển và lắng đọng xuống đất, gây ô nhiễm.
Bảng 3: Nguồn gốc công nghiệp của một số kim loại nặng.
Kim loại nặng Nguồn gốc công nghiệp
As Nước thải công nghiệp thủy tinh, sản xuất phân bón
Cd Luyện kim, mạ điện, xưởng thuốc nhuộm, hơi thải chứa Cd
Cu Luyện kim, công nghiệp chế đồ uống, sản xuất thuốc bảo vệ thực vật( BVTV)
Cr Luy Luyện kim, mạ, nước thải xưởng in và nhuộm
Hg là thành phần chính trong các hợp chất sản xuất, thuốc bảo vệ thực vật và nước thải từ ngành luyện kim Các nhà máy sản xuất pin và ắc quy cũng phát thải khí chứa chì (Pb), gây ô nhiễm môi trường.
Zn Nước thải luyện kim, xưởng dệt, nông dược chứa Zn và Phân lân
Ni Nước thải luyện kim, mạ, luyện dầu, thuốc nhuộm
F Nước thải sau khi sản xuất phân lân
Muối kiềm Nước thải nhà máy giấy, nhà máy hóa chất
Axit nước thải từ nhà máy sản xuất axit sunfuric, đá dầu và mạ điện gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường Quá trình phát triển công nghiệp và đô thị không chỉ làm gia tăng lượng axit thải mà còn tác động đến tính chất lý và hóa học của đất Việc kiểm soát và xử lý nước thải là cần thiết để bảo vệ sức khỏe cộng đồng và duy trì chất lượng đất.
Thực trạng ô nhiễm môi trường đất
Trên tổng diện tích 14.777 triệu ha, có 1.527 triệu ha đất đóng băng và 13.251 triệu ha đất không phủ băng Trong đó, 12% là đất canh tác, 24% là đồng cỏ, 32% là đất rừng và 32% là đất cư trú, đầm lầy Diện tích có khả năng canh tác lên tới 3.200 triệu ha, nhưng hiện tại chỉ mới khai thác hơn 1.500 triệu ha Tại các nước phát triển, tỷ trọng đất đang canh tác trên đất có khả năng canh tác đạt 70%.
% ; ở các nước đang phát triển là 36 %
Tài nguyên đất toàn cầu đang đối mặt với tình trạng suy thoái nghiêm trọng, bao gồm xói mòn, rửa trôi, bạc màu, nhiễm mặn, nhiễm phèn và ô nhiễm, cùng với tác động của biến đổi khí hậu Hiện tại, 10% diện tích đất có tiềm năng nông nghiệp đang bị xa mạc hóa.
Suy thoái tài nguyên đất ở Việt Nam là vấn đề phức tạp, xuất phát từ nhiều quá trình tự nhiên và xã hội khác nhau Các quá trình thoái hoá đất nghiêm trọng đang diễn ra tại Việt Nam cần được chú ý và giải quyết kịp thời.
1- Xói mòn rửa trôi bạc màu do mất rừng, mưa lớn, canh tác không hợp lý, chăn thả quá mức Theo Trần Văn ý – Nguyễn Quang Mỹ (1999) >60% lãnh thổ Việt Nam chịu ảnh hưởng của xói mòn tiềm năng ở mức >50tấn/ha/năm;
2- Chua hoá, mặn hoá, phèn hoá, hoang mạc hoá, cát bay, đá lộ đầu, mất cân bằng dinh dưỡng, Tỷ lệ bón phân N : P2O5 : K2O trung bình trên thế giới là 100 : 33 : 17, còn ở Việt Nam là 100 : 29 : 7, thiếu lân và kali nghiêm trọng
Tài nguyên đất ở nước ta ngày càng bị suy thoáinghiêm trọng do xói mòn, rửa trôi, bạc mầu, nhiễm mặn, nhiễm phèn.Ví dụ như:
Ô nhiễm môi trường đất tại tỉnh Lâm Đồng đang gia tăng nghiêm trọng do việc sử dụng hóa chất nông nghiệp như phân hóa học và thuốc bảo vệ thực vật một cách không kiểm soát Bên cạnh đó, hoạt động khai thác khoáng sản cũng gây ra những tác động tiêu cực đến chất lượng đất Hệ thống xử lý chất thải sinh hoạt, chất thải chăn nuôi và chất thải công nghiệp chưa hoàn thiện càng làm trầm trọng thêm tình trạng suy thoái môi trường đất.
Năm 2009, tỉnh đã bắt đầu thực hiện việc quan trắc chất lượng đất với các thông số chính như thành phần cơ giới, tỉ trọng, độ pH, điện dẫn EC và hàm lượng P2O5.
K2O, tổng Nitơ, tổng hữu cơ, K + , Na + , Asen v.v
Kết quả quan trắc đất tại 13 vị trí trên địa bàn tỉnh Lâm Đồng như sau:
Môi trường đất tại các vị trí quan trắc có giá trị pH dao động từ 3,8 đến 7,6, cho thấy đất tại đây vừa có tính acid vừa có tính kiềm Giá trị pH chủ yếu bị ảnh hưởng bởi việc sử dụng phân bón trong nông nghiệp.
Thành phần cơ giới của đất tại tỉnh chủ yếu là đất sét, chiếm tỉ lệ cao Cụ thể, đất có từ 19,5% đến 35,4% hạt sét, 10,9% đến 21,9% hạt bụi, 3,3% đến 19,4% hạt cát và 0% đến 8,6% hạt sạn sỏi.
Tại huyện Cát Tiên, khu vực đồng bằng có tỷ trọng đất cao nhất với giá trị trung bình đạt 2,7g/cm³ Ngược lại, các vị trí quan trắc ở khu vực đất dốc đồi núi, chủ yếu là trong các khu công nghiệp và vùng trồng cây công nghiệp như chè và cà phê, có tỷ trọng đất thấp hơn.
Giá trị EC dao động từ 6 đến 170 àS/cm, cho thấy tỉ lệ muối tan trong đất tại các vị trí quan trắc khá cao Đặc biệt, vị trí quan trắc đất huyện Lạc Dương ghi nhận giá trị EC cao nhất, từ 158 đến 170 àS/cm.
Hàm lượng dinh dưỡng và hữu cơ trong đất tại hầu hết các điểm quan trắc đều ở mức tương đối thấp, điều này ảnh hưởng đến chất lượng đất và khả năng phát triển cây trồng.
Hàm lượng P2O5 tổng trong đất nông nghiệp dao động từ 0,11 – 0,47%, nhưng ở các khu vực trồng cây công nghiệp như chè và cà phê, mức độ này thường cao hơn so với các loại đất khác.
+ Hàm lượng K2O tổng số dao động từ 0,008 – 0,14% 3 vị trí có hàm lượng K2O cao 0,14% chủ yếu là tại các khu vực trồng lúa, hoa màu, KCN công nghệ cao.
+ Hàm lượng Nitơ tổng số dao động từ 0,01 – 0,24%.
Hàm lượng hữu cơ trong đất tại khu vực mỏ Bôxit Bảo Lộc chỉ đạt dưới 0,5%, cho thấy đất ở đây tương đối nghèo nàn về chất hữu cơ, trong khi mức hàm lượng hữu cơ trong đất nói chung dao động từ 0,5% đến 11,9%.
Hàm lượng P2O5 trong đất dao động từ 2,27 đến 127 mg/100g, với các khu vực trồng chè và cà phê có hàm lượng P2O5 cao nhất Việc sử dụng phân bón trong quá trình chăm sóc cây trồng đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường hàm lượng P2O5 trong đất.
- Hàm lượng K + trao đổi dao động từ 0,74 – 5,85 mg/ 100g
- Hàm lượng Na + trao đổi có hàm lượng dao động từ 0,75 – 34,9 mg/ 100g