bài giảng kỹ thuật xử lý ô nhiễm đất

10/14/2013
1
KỸ THUẬT XỬ LÝ
Ô NHIỄM ĐẤT
Trần Nguyễn Vân Nhi
Tài liệu tham khảo
TT Tên tác giả Tên tài liệu
Năm
xuất bản
Nhà
xuất bản
1 Lê Văn Khoa, Nguyễn
Xuân Cự, Trần Thiện

Cường, Nguyễn Đình
Đáp
Ô nhiễm môi
trường đất và
biện pháp xử lý
2010 GDVN
2 Lê Huy Bá Sinh thái môi
trường đất
2007 ĐHQG
TPHCM
3 Lê Văn Khoa Sinh thái và môi
trường đất

2004 ĐHQG HN
4 W. Nclson Beycr Evaluating Soil
contamination
1990 U.S.
Department of
the Interior
10/14/2013
2
Nội dung
1.Đất và quá trình hình thành hệ sinh thái đất
2.Các thành phần cơ bản của môi trường đất
3.Ô nhiễm môi trường đất

4.Phương pháp xử lý ô nhiễm đất
Mục đích
1.Nắm được cơ sở về cấu trúc lý, hóa, sinh học
của đất
2.Các vấn đề suy thoái đất đang gặp phải hiện
nay
3.Các phương pháp cơ bản trong xử lý/cải tạo đất
ô nhiễm
10/14/2013
3
Đất và quá trình hình
thành đất

Chương 1
Sơ lược trái đất và đất
R=6370km
10/14/2013
4
Plate Tectonic Theory
Hình thành núi, e.g. dãy Alps, dãy Himalayas
Continent-Continent Collision
(va chạm lục địa)
10/14/2013
5
“200 triệu năm trước đây, trái đất là 1 khối…”

theo Alfred Wegener, German meteorologist, 1912
Đến năm 1912, ý tưởng về sự
dịch chuyển của các lục địa bắt
đầu hình thành- được gọi là
Continental Drift
Lý thuyết này được phát biểu
bởi nhà khoa học 32 tuổi người
Đức tên là Alfred Lothar
Wegener
CONTINENTAL DRIFT THEORY
10/14/2013
6

10/14/2013
7
According to the continental drift theory, the super continent Pangaea began to break up about 225-200 million
years ago, eventually fragmenting into the continents as we know them today.
Mantle
Vùng dày nhất của bên
trong trái đất
Vùng lớn nhất bên trong
của trái đất có các nguyên tố:
Iron, Magie, Oxygen, and
Silicon
Chủ yếu là đá

Under rock, zone of melted
rock - asthenosphere
10/14/2013
8
Crust-vỏ cứng
Lớp mỏng nhất của vỏ
trái đất
Igneous (núi lửa),
sedimentary (trầm tích),
metamorphic (biến chất)
Vỏ vùng biển (Oceanic
Crust)

Underlies ocean
Che phủ - Cover’s 71%
Vỏ vùng đất liền
(Continental Crust)
Underlies continents
Plate Tectonics - kiến tạo mảng
Phần cứng của lớp mantle và lõi liên tục thay đổi
(constantly changing)
Hầu hết các hiện tượng tự nhiên xảy ra trên các
mảng
Dày 60 miles
Di chuyển liên tục

Cố định trên thạch quyển (lithosphere)
10/14/2013
9
Types of Plate Boundaries
Convergent - chồng lấn
Divergent - tách
Transform - dịch chuyển ngược
nhau giữa 2 mảng
10/14/2013
10
Convergent – chồng lấn
Thạch quyển chuyển

theo hướng xuống
Thông thường tạo khe
rãnh
Tạo ra nhiều động đất
Divergent - tách
Plates di
chuyển theo
hướng ngược
nhau hình thành
nên những rặng
núi
10/14/2013

11
Transform - dịch chuyển
ngược nhau
Các mảng dịch
ngược chiều nhưng
song song
Xuất kiện dọc các
đứt gãy
Hầu hết xảy ra
trong lòng đại dương
Erosion – Sự xói mòn
10/14/2013

12
SỰ HÌNH THÀNH ĐẤT
(Soil Development)
Phong hóa làm gãy vỡ bề mặt đá bởi quá trình
cơ học hoặc hóa học
Sự hình thành đất bởi 5 yếu tố:
•Climate: khí hậu
•Topography: địa hình
•Parent material: đá gốc (rock from which the
soil is formed)
•Time: thời gian
•Biological processes: các quá trình sinh học

What is soil?
Soil scientists’ definition:
“solid earth material that
has been altered by
physical, chemical, and
biological processes such
that it can support rooted
plant life.”
Engineers’ definition:
“solid earth material that
can be removed without
blasting.”

Geologists use both
definitions
10/14/2013
13
Định nghĩa
1. “Vật liệu khoáng rời trên bề mặt trái đất phục vụ
như là môi trường sống của cây trồng”;
2. “Vật chất khoáng trên bề mặt trái đất là chủ thể
của sự sống và và các nhân tố môi trường: vật
liệu gốc, khí hậu, sinh vật macro và micro, địa
hình, tất cả các vấn đề này tác động qua thời gian
và tạo ra ĐấT – mà nó khác với vật liệu ban đầu

bởi các đặc tính lý, hóa, sinh học và hình thể”.
(Glossary of soil science terms. Soil Science Society of America, 1979)
Định nghĩa (tt)
3. Khoa học môi trường: “Là lớp bề mặt của
trái đất bao gồm chất rắn, nước, khí. Đó
là nơi cư trú của sinh vật (lớn và nhỏ) và
là cái neo của rễ cây trồng”.
4. Người Hà Lan (Luật bảo vệ đất):
“Đất là 1 phần rắn của trái đất cũng bao
gồm các thành phần khác như dạng khí,
lỏng và sinh vật”
10/14/2013

14
Các quá trình trong đất
Quá trình hình thành đất
Quan hệ giữa vòng đại tuần hoàn địa chất và vòng tiểu tuần
hoàn sinh học
10/14/2013
15
Vai trò của đất
Nhân tố hình thành môi trường đất
Nhân tố
Vô sinh
Đá mẹ

Chế độ
nước
Khí hậu
Địa hình
Thời gian
Hữu sinh
Thực vật
Động vật
Vi sinh vật
Con người
10/14/2013
16

Vai trò của đá mẹ
• Hình thành từ phá hủy của đá gốc.
• Cung cấp vật chất vô cơ cho đất.
• Ảnh hưởng đến tính lý hoá của đất.
• Quyết định thành phần khoáng vật.
Đá acid (đá granit có tỉ lệ SiO
2
65 –
75%) khi phong hóa cho ra lớp đất
mỏng, chua, nhiều cát, ít sét, nghèo
chất kiềm và kiềm thổ.
Đá baz và siêu baz (có tỉ lệ SiO

2
<
40%) cho ra tầng đất dày, pH trung
tính hay kiềm, thành phần chứa
nhiều kiềm và kiềm thổ, sét cao, ít
cát, cấu trúc đất thoáng, tốt.
Chế độ nước
Vùng khô hạn đất nghèo kiệt
Vùng ngập úng đất yếm khí
Vùng nước phèn đất bị phèn hóa
Vùng nước mặn đất bị nhiễm mặn
Nước ô nhiễm dầu đất ô nhiễm dầu

Vùng nhiệt đới mưa nhiều đất chua
10/14/2013
17
Vai trò của khí hậu
• Ở mỗi đới khí hậu hình thành một
loại môi trường đất riêng: đất ôn đới,
đất nhiệt đới, đất hàn đới.
• Ảnh hưởng nhiệt độ và ẩm độ làm
cho đá bị phá hủy.
• Nhiệt và ẩm ảnh hưởng đến sự
hoà tan, rửa trôi hoặc tích tụ vật chất
trong các tầng đất.

• Tạo môi trường để vi sinh vật
phân giải và tổng hợp chất hữu cơ
cho đất.
Vai trò của địa hình
• Ở vùng núi cao, nhiệt độ thấp nên
quá trình hình thành đất chậm.
• Độ cao: dưới 1800m, môi trường
đất được hình thành bởi quá trình
feralite; từ 1800 – 2300m, đất
được hình thành theo quá trình
mùn Alit…
• Độ dốc: Địa hình dốc làm cho quá

trình xói mòn mạnh. Nơi bằng
phẳng, quá trình bồi tụ chiếm ưu
thế và giàu chất dinh dưỡng.
10/14/2013
18
Vai trò của thời gian
• Ảnh hưởng đến các quá trình xói mòn, quá
trình di chuyển vật chất, hình thành vật chất
hữu cơ,…
• Thời gian hình thành đất quyết định đến tuổi
đất.
Vai trò của thực vật

• Thực vật góp phần lớn vào
hàm lượng và chất lượng
mùn trong tầng mặt của
MTST đất.
• VD: địa y nhận nước và
carbon từ không khí và các
nguyên tố khoáng từ trong
sự phá hủy đá, để rồi tiếp
tục phá hủy đá. Địa y hấp
thụ nguyên tố có chọn lọc,
trước hết là P, S, Ca, K và
Na.

10/14/2013
19
Vai trò của động vật
Động vật sống trong đất như giun, kiến, mối,…
góp phần làm thay đổi tính lí, hoá của đất thông
qua các hoạt động:
• Ăn các chất hữu cơ tàn tích trong đất, trên mặt
đất, thải ra các chất hữu cơ đơn giản gần với các
hợp chất mùn để cùng làm giàu dinh dưỡng cho
đất.
• Quá trình hoạt động sống
Vai trò của vi sinh vật

Trong đất có nấm, xạ khuẩn, vi khuẩn hiếu khí,
kị khí, yếm khí, tảo và nguyên sinh động vật làm
nhiệm vụ:
• Phân giải chất hữu cơ
• Tổng hợp chất hữu cơ
• Cố định đạm
10/14/2013
20
Vai trò của con người
Tích cực:
• Cải tạo đất làm đất
màu mỡ.

Tiêu cực:
• Đốt phá rừng làm đất
xói mòn.
• Nước thải các khu công
nghiệp.
Profile đất
O - Lớp mùn
A - Thịt - sét
B – Phong hóa
C – Đá gốc –
phong hóa
10/14/2013

21
Eluviation & Illuviation
41
/>Soil Development
10/14/2013
22
The
rock
cycle
/>Các loại đá
Igneous rock: đá lửa
Sedimentary rock: đá trầm tích

Metamorphic rock: đá biến chất
10/14/2013
23
Các tác nhân liên quan tới thành phần của đá gốc
46
Chemical weathering
by dissolution
Limestone
Weathering-resistant sandstone yields little soil
Soil
Soil Soil
Feldspar-rich

granite
Iron-rich
basalt
Chemical
weathering
by oxidation
Chemical
weathering
by hydrolysis
10/14/2013
24
Quá trình biến đổi

Phong hóa: – sự phân rã và phân hủy lớp đất bề mặt
trái đất. Quá trình này chỉ diễn ra tại chỗ và ko có sự vận
chuyển, khác biệt với sự xói mòn.
Phong hoá cơ/lý học: - sự phân rã lý học của đá
thành những phần nhỏ hơn, mà các phần này có đặc tính
giống như ban đầu. Xảy ra chủ yếu bởi thay đổi nhiệt độ
và áp suất.
Phong hóa hoá học: – là quá trình xảy ra bên trong
cấu trúc khi thêm hoặc bớt các nguyên tố. Thay đổi theo
phase (mineral type) và thành phần của chúng phụ thuộc
vào các chất phản ứng từ bên ngoài. Phong hóa hoá học
phục thuộc vào diện tích bề mặt cho các động học phản

ứng như nhiệt độ và dung dịch hoạt hóa. Như vậy hạt
càng nhỏ thì diện tích bề mặt càng lớn.
47
Source: Tom Bean/DRK Photo
10/14/2013
25
Phong hóa cơ học
Frost Wedging – sự
giãn nở của nước khi
băng tan. Quá trình
tương tự khi đá từ khô
sang ướt, ở đó các tinh

thể muối hoà tan từ đá
mọc lên khi đất khô.
49
Frost
Wedging
50