Nghiên cứu, đánh giá lắng đọng axit ở vùng đồng bằng sông Hồng Việt Nam Luận án TS. Môi trường trong phát triển bền vững

I HC QUC GIA HÀ NI
TRUNG TÂM NGHIÊN CU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRNG
*************************




PHM TH THU HÀ



NGHIÊN CU, ÁNH GIÁ LNG NG AXÍT
 VÙNG NG BNG SÔNG HNG VIT NAM




LUN ÁN TIN S KHOA HC MÔI TRNG






HÀ NI, NM 2014


I HC QUC GIA HÀ NI
TRUNG TÂM NGHIÊN CU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRNG
*************************

PHM TH THU HÀ

NGHIÊN CU, ÁNH GIÁ LNG NG AXÍT
 VÙNG NG BNG SÔNG HNG VIT NAM

LUN ÁN TIN S KHOA HC MÔI TRNG


Chuyên ngành: Môi trng trong phát trin bn vng
Mã s: Chuyên ngành đào to thí đim


Ngi hng dn khoa hc:
1. PGS.TS. Hoàng Xuân C
2. GS.TS Lê Trng Cúc





HÀ NI - Nm 2014
LI CAM OAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cu ca riêng tôi.
Các s liu, kt qu nêu trong lun án là trung thc và cha tng đc ai
công b trong bt k công trình nào khác.

Hà Ni, ngày 15 tháng 10 nm 2014
Nghiên cu sinh

Phm Th Thu Hà
LI CM N

 hoàn thành bn Lun án này, tôi xin đc gi li cm n sâu sc ti PGS.TS
Hoàng Xuân C, GS.TS. Lê Trng Cúc nhng ngi thy đã tn tình hng dn,
đng viên nhc nh và đóng góp nhng ý kin quý báu đ tôi hoàn thành Lun án.
Tôi xin chân thành cm n các thy cô giáo  Trung tâm Nghiên cu Tài
Nguyên và Môi trng, các thy cô giáo Khoa Môi trng, các thy cô B môn
Sinh Thái Môi trng đã đóng góp ý kin, to mi điu kin thun li cho tôi trong
quá trình nghiên cu, cng nh hoàn thành mi th tc trong quá trình hc tp và
bo v Lun án.
Tôi xin chân thành cm n Trung tâm Khí tng Thy vn và Môi trng,
Trung tâm Quan Trc và Mô hình hóa Môi trng, Trung tâm Môi trng - Vin
Khí tng Thy Vn, phòng Phân tích Trung Tâm, khoa Nông hc - i hc Nông
nghip I Hà Ni và phòng thí nghim Vin KH & CNMT- i hc Bách Khoa Hà
Ni, khoa Sinh hc trng i hc Khoa hc T nhiên và khoa Sinh hc trng
HSP 1 Hà Ni, gia đình bà Phm Th Ngng  Hi Dng đã to mi điu kin
thun li cho tôi trong quá trình thu thp s liu, làm thc nghim đ hoàn thành
Lun án.
Cui cùng, tôi xin gi li cm n đc bit ti gia đình ca tôi, các đng nghip,
bn bè đã giúp đ và c v tôi trong sut thi gian hc tp và thc hin Lun án.


Hà Ni, ngày 15 tháng 10 nm 2014
Nghiên cu sinh

Phm Th Thu Hà

MC LC

LI CAM OAN
LI CM N
MC LC i
DANH MC CÁC KÝ HIU VÀ CH VIT TT iv
DANH MC CÁC BNG v
DANH MC CÁC HÌNH
vii
M U 1
CHNG 1. TNG QUAN TÀI LIU 6
1.1. Mt s vn đ chung liên quan đn lng đng axít 6
1.1.1. Khái nim lng đng axít 6
1.1.2. Nguyên nhân và c ch gây lng đng axít 7
1.1.3. Các quá trình vn chuyn, chuyn hóa và lng đng axít 10
1.1.4. Cách nhn bit lng đng axít 13
1.2. Tng quan tình hình nghiên cu  nc ngoài liên quan đn
lng đng axít 13

1.2.1. Tình hình lng đng axít trên th gii 13
1.2.2. nh hng ca lng đng axít đn các h sinh thái, các công trình
kin trúc và sc khe con ngi 16

1.2.3. Nhng n lc trong hot đng kim soát lng đng axít 33
1.3. Tng quan tình hình nghiên cu trong nc liên quan đn lng đng axít 36
Kt lun chng 1 40
CHNG 2. I TNG VÀ PHNG PHÁP NGHIÊN CU 43
2.1. i tng nghiên cu 43

2.2. Phm vi nghiên cu 43
2.3. Phng pháp nghiên cu 44
2.3.1. Phng pháp điu tra kho sát thc đa và thu thp s liu 45
2.3.2. Phng pháp tính toán các đc trng lng đng axít 45
2.3.3. Phng pháp b trí thí nghim 47
2.3.4. Phng pháp phân tích trong phòng thí nghim 1
2.3.5. Phng pháp phân tích và x lý s liu 2
2.3.6. Phng pháp mô hình hóa môi trng 3
2.3.7. Phng pháp xây dng phn mm qun lý c s d liu và đánh giá
hin trng lng đng axít 5

Kt lun chng 2 6
CHNG 3. KT QU VÀ THO LUN 7
3.1. ánh giá hin trng và ti lng lng đng axít  mt s khu vc
đng bng sông Hng (Hà Ni, Hi Phòng, Hi Dng, Ninh Bình) 7

3.1.1. Hin trng ma axít 7
3.1.2. Ti lng lng đng axít 24
3.2. ánh giá nh hng ca ma axít đn mt s tính cht đt trng
đu Cô ve (Phaseolus vulgaris L.) 39

3.2.1. Cht lng đt làm thí nghim 39
3.2.2. nh hng ca ma axít đn đ chua ca đt 39
3.2.3. nh hng ca ma axít đn hàm lng cht hu c ca đt (OM) 41
3.2.4. nh hng ca ma axít đn hàm lng N, P, K d tiêu trong đt 42
3.2.5. nh hng ca ma axít đn CEC và hàm lng các cation
Ca
2+
, Mg
2+

trao đi trong đt 44
3.2.6. nh hng ca ma axít đn hàm lng SO
4
2-
trong đt 47
3.2.7. nh hng ca ma axít đn hàm lng Al
3+
, Fe
3+
, Mn
2+
trong đt 48
3.3. ánh giá nh hng ca ma axít đn s sinh trng và phát trin ca
cây đu Cô ve (Phaseolus vulgaris L.) 1

3.3.1. T l ny mm 1
3.3.2. Thi gian ny mm 3
3.3.3. Thi gian dip lc hóa lá mm (TGDLHLM) 4
3.3.4. Chiu cao thân 6
3.3.5. S nhánh/cây 7
3.3.6. Cng đ quang hp 2
3.3.7. Cng đ thoát hi nc 4
3.3.8. Hàm lng dip lc 6
3.4.  xut mt s gii pháp đóng góp cho vic kim soát lng đng axít 9
3.4.1. Kh nng ng dng mô hình Rains -Asia 7.52.2 đ nghiên cu
đánh giá, d báo mc đ phát thi khí SO
2
và lng lng đng S ti
vùng đng bng sông Hng Vit Nam 10

3.4.2. Xây dng phn mm qun lý c s d liu và đánh giá hin trng
lng đng axít  vùng đng bng sông Hng Vit Nam 23

3.4.3  xut gii pháp gim thiu s phát thi các cht khí gây
lng đng axít 34

Kt lun chng 3 40
KT LUN VÀ KIN NGH 41
DANH MC CÔNG TRÌNH KHOA HC CA TÁC GI
LIÊN QUAN N LUN ÁN
44
TÀI LIU THAM KHO 46
CÁC PH LC CA LUN ÁN 62

DANH MC CÁC KÝ HIU VÀ CH VIT TT
Ca
2+
T
Canxi trao đi
CEC Dung tích trao đi cation
CEETIA Trung tâm K thut Môi trng đô th và Khu công nghip
CT Công thc
CSDL C s d liu
C i chng
BSH ng bng sông Hng
DSH a dng sinh hc
EANET Mng li quan trc lng đng axít vùng ông Nam Á
EEC y ban kinh t Châu Âu
HST H sinh thái
K

dt
Kali d tiêu
KTTV Khí Tng Thy Vn
LM Lng ma
MN Mu đt nn
Mg
2+
T
Magie trao đi

N
dt
Nit d tiêu
nss non-sea-salt
OM Cht hu c
P
dt
Pht pho d tiêu

TB Trung bình
TGDLHLM Thi gian dip lc hóa lá mm
Tp Thành ph
TS Tn sut
SPAD Single-photon avalanche diode, a solid-state electronic
photodetector
DANH MC CÁC BNG
Bng 1.1. Ngng pH đi vi s tn ti ca mt s loài sinh vt 18
Bng 2.1. Các công thc thí nghim 50
Bng 2.2. S đ b trí thí nghim 51
Bng 3.1. Giá tr pH nc ma trung bình nm ca 5 trm thuc đng

bng sông Hng giai đon 2006 - 2012 10

Bng 3.2. Kt qu tính toán t l nng đ các thành phn hóa hc
nc ma ti trm Láng - Hà Ni giai đon 2006 – 2012 19

Bng 3.3. Kt qu tính toán t l nng đ các thành phn hóa hc nc ma
ti trm Ph Lin - Hi Phòng giai đon 2006 – 2012 20

Bng 3.4. Kt qu tính toán t l nng đ các thành phn hóa hc nc ma
ti trm Tp Hi Dng giai đon 2006 – 2012 20

Bng 3.5. Kt qu tính toán t l nng đ các thành phn hóa hc nc ma
ti trm Tp Ninh Bình giai đon 2006 – 2012 20

Bng 3.6. Kt qu tính toán t l nng đ các thành phn hóa hc nc ma
ti trm Cúc Phng - Ninh Bình giai đon 2006 – 2012 21

Bng 3.7. Ti lng lng t ca S và N  Hà Ni, Hi Dng,
Hi Phòng và Ninh Bình 30
Bng 3.8. Nng đ trung bình ca các khí SO
2
, NO
x
 Hà Ni,
Hi Dng, Hi Phòng, Ninh Bình giai đon 2006 – 2012 33

Bng 3.9. Ti lng lng khô ca S và N  Hà Ni, Hi Dng,
Hi Phòng, Ninh Bình và Cúc Phng giai đon 2006 – 2012 34

Bng 3.10. Ti lng lng đng S và N  Cúc Phng - Ninh Bình

giai đon 2006-2012 37

Bng 3.11. Các kch bn cho trc 11
Bng 3.12. Mc tiêu th nng lng theo tng loi nhiên liu 12
Bng 3.13. Danh mc kí hiu các loi nhiên liu 13
Bng 3.14. Mc tiêu th nng lng theo tng ngành 14
Bng 3.15. Danh mc kí hiu các lnh vc/loi hình s dng nng lng 14
Bng 3.16. Nng lng tiêu th bi nhiên liu trong tng ngành
vào nm 2015 15

Bng 3.17. Mc phát thi SO
2
theo tng loi nhiên liu 16
Bng 3.18. Mc phát thi SO
2
t các loi hình hot đng sn xut 17
Bng 3.19. Mc phát thi SO
2
t s dng nhiên liu theo
tng ngành nm 2015 18

Bng 3.20. Chi phí gim thiu phát thi SO
2
t vic s dng nhiên liu 18
Bng 3.21. Các kch bn cho trc 19
Bng 3.22. Lng lng đng S theo kch bn bl_cle vào nm 2015 20
Bng 3.23. Lng lng đng S

theo kch bn bl_no_control vào nm 2015 21
Bng 3.24. T l phn trm h sinh thái b nh hng 22

Bng 3.25. Các file c s d liu v lng đng axít ti khu vc nghiên cu 26
Bng 3.26. Danh mc mt s bng trong c s d liu
s dng trên phn mm 28

Bng 3.27. Bng d liu ca lng t NO
3
-
trong nc ma trong CSDL 33
DANH MC CÁC HÌNH

Hình 1.1. Ngun gc gây lng đng axít 10
Hình 1.2. S suy gim pH ca h Gårdsjön, Thy in 21
Hình 1.3. S suy gim sn lng cá Hi trong các con sông b axít hóa
 phía Nam ca Na Uy 21

Hình 1.4. Gii pháp gim s axít hóa trong các h  Thy in 21
Hình 1.5. Mt khu rng  c nm 1970 24
Hình 1.6. S thit hi rng  c do ma axít nm 1986 24
Hình 1.7. Bc tng đá trong lâu đài Herten, Qun Ruhr,
c - đc khc nm 1702. nh chp nm 1908 32

Hình 1.8. Bc tng đá trong lâu đài Herten, Qun Ruhr c. nh chp
nm 1969 32

Hình 2.1. Các phng pháp nghiên cu chính đc s dng trong lun án 44
Hình 3.1 (a, b, c, d, e). T l ma axít (%)  mt s khu vc
thuc đng bng sông Hng - Vit Nam giai đon 2006 - 2012 9

Hình 3.2 (a, b, c, d, e). Bin đng pH qua các tháng ca các trm
thuc khu vc đng bng sông Hng giai đon 2006 - 2012 12

Hình 3.3. Nng đ TB ca các ion chính trong nc ma ti mt s
khu vc thuc đng bng sông Hng giai đon 2006 - 2012 14

Hình 3.4. Giá tr pH và nng đ các ion chính trong mùa ma và mùa
khô (mg/l) ti các trm ca mt s khu vc thuc đng bng
sông Hng giai đon 2006 - 2012 17


Hình 3.5. T l xut hin ma axít (%) theo mùa ti mt s
trm khu vc thuc đng bng sông Hng giai đon 2006 - 2012 18

Hình 3.6 (a, b, c, d, e). So sánh s bin thiên ca giá tr pH và pA
i
ti các trm thuc khu vc đng bng sông Hng giai đon 2006 - 2012 23
Hình 3.7 (a, b, c, d, e). Ti lng lng t ca các ion ti 5 trm
thuc đng bng sông Hng - Vit Nam qua các nm giai đon 2006 - 2012 26

Hình 3.8. S đ tính lng t axít 30
Hình 3.9. Ti lng lng S và N  35
Hà Ni, Hi Dng, Hi Phòng, Ninh Bình giai đon 2006-2012 35
Hình 3.10. Ti lng lng đng S, N  Hà Ni, Hi Dng,
Hi Phòng, Ninh Bình và Cúc Phng giai đon 2006-2012 37

Hình 3.11. Giá tr pH ca đt trng cây đu Cô ve 39
Hình 3.12. Hàm lng cht hu c (OM) trong đt trng cây đu Cô ve 41
Hình 3.13. Hàm lng N, P và K d tiêu trong đt trng đu Cô ve 43
Hình 3.14. Hàm lng Ca
2+
T

, Mg
2+
T
và CEC ca đt trng đu Cô ve 45
Hình 3.15. Triu chng quan sát đc ca cây đu Cô ve thí nghim 46
Hình 3.16. Hàm lng SO
4
2-
trong đt trng đu Cô ve 48
Hình 3.17. Hàm lng Al
3+
, Fe
3+
, Mn
2+
trong đt trng đu Cô ve 49
Hình 3.18. T l ny mm ca đu Cô ve  các công thc thí nghim 1
Hình 3.19. Thi gian ny mm ca cây đu Cô ve  các công thc thí nghim 3
Hình 3.20. Thi gian DLHLM ca cây đu Cô ve  các công thc thí nghim 5
Hình 3.21. Chiu cao cây đu Cô ve  thi k khi cây có 5-7 lá, bt đu
ra hoa và ra qu 6


Hình 3.22. S nhánh/cây đu Cô ve  thi k bt đu ra hoa 8
Hình 3.23. Cng đ quang hp ca cây đu Cô ve  thi k khi cây
có 5-7 lá, bt đu ra hoa và ra qu 2

Hình 3.24. Cng đ thoát hi nc ca cây đu Cô ve  thi k khi
cây có 5-7 lá, bt đu ra hoa và ra qu 4

Hình 3.25. Mi quan h gia cng đ thoát hi nc và cng đ
quang hp ca cây đu Cô ve 5

Hình 3.26. Ch s SPAD ca cây đu Cô ve  ve  thi k khi cây
có 5-7 lá, bt đu ra hoa và ra qu 6

Hình 3.27. Mi tng quan gia ch s SPAD và cng đ quang hp
ca cây đu Cô ve 8

Hình 3.28. Biu đ biu din mc tiêu th nng lng theo tng
loi nhiên liu 12

Hình 3.29. Mc phát thi SO
2
theo tng loi nhiên liu 16
Hình 3.30. Chi phí gim thiu s phát thi SO
2
trong các ngành sn xut 19
Hình 3.31. Lng lng đng S theo kch bn bl_cle vào nm 2015
 Vit Nam và mt s quc gia trong khu vc 20

Hình 3.32. Lng lng đng S

theo kch bn bl_no_control vào nm 2015
 Vit Nam và mt s quc gia trong khu vc 21

Hình 3.33. T l phn trm h sinh thái b nh hng 22
theo các kch bn khác nhau  Vit Nam nm 2015 22
Hình 3.34: Giao din công c lp trình C#.NET 2010 24

Hình 3.35. Phng pháp truy nhp c s d liu ca MS Access
và SQL server 25

Hình 3.36. Ca s chính ca phn mm đc thit k 25
Hình 3.37: Chc nng la chn đa bàn nghiên cu và đc CSDL 29
bng cách la chn trên bn đ 29
Hình 3.38. Danh mc các biu đ/đ th trong phn mm 30
Hình 3.39. T l ma axít  Cúc Phng 30
Hình 3.40. Mi quan h gia pH và pAi  Hà Ni qua các nm 31
Hình 3.41. Ti lng lng t NO
3
-
trong nc ma  Hà Ni 31
Hình 3.42. Ti lng lng t các ion trong nc ma  Hà Ni 32
Hình 3.43. Ti lng lng đng ca S ti Hà Ni 32
Hình 3.44. S đ h thng hp th SO
2
bng đá vôi 37
Hình 3.45. S đ x lý SO
2
bng amoniac 39


M U
1. Tính cp thit ca đ tài
Lng đng axít (Acid deposition) hin đang là mt trong nhng vn đ nhim
bn môi trng nghiêm trng nht không ch vì mc đ nh hng mnh m ca
chúng ti cuc sng ca con ngi và các h sinh thái mà còn vì quy mô tác đng
ca chúng đã vt ra khi phm vi kim soát ca mi quc gia và nhân loi đang

phi xem xét nhng nh hng ca chúng  quy mô khu vc và toàn cu.
Lng đng axít là mt hin tng đã đc phát hin t lâu song đc chú ý
nhiu nht t khong nhng nm 80 cho ti nay do tác hi ca chúng gây ra  nhiu
quc gia, khu vc trên th gii. Lng đng axít đc to thành trong điu kin khí
quyn b ô nhim do s phát thi quá mc các khí SO
2
, NO
x
t các ngun thi công
nghip và các ngun ô nhim khác, có kh nng lan xa ti hàng trm, hàng ngàn
kilomet. Bi vy, có th ngun phát thi sinh ra t quc gia này song li có nh
hng ti nhiu quc gia khác do s chuyn đng quy mô ln trong khí quyn.
Thut ng “Lng đng axít” bao gm c hai hình thc: lng khô (dry deposition) và
lng t (wet deposition). Lng t th hin di nhiu dng nh ma, tuyt, sng
mù, hi nc có tính axít, còn lng khô bao gm các khí (gases), các ht bi
(particulates) và các son khí (aerosols) có tính axít. Ma axít là mt dng th hin
ca lng t [31, 44, 83]. Cng cn nói thêm rng, trong gii chuyên môn đôi khi
ngi ta dùng thut ng "Lng đng axít" (Acid deposition), thay vì ma axít (Acid
rain). Hai thut ng này khác nhau  ch "lng đng axít" là s lng đng ca axít
trong khí quyn xung b mt trái đt (k c dng khô [các ht bi] hay dng t
[ma axít]), còn "ma axít" ch thun túy nói v s lng đng axít trong khí quyn
xung b mt trái đt  dng t. Theo đnh ngha c
a U ban Kinh t Châu Âu
(EEC) thì ma có cha các axít H
2
SO
4
và HNO
3
vi pH ≤ 5,5 là ma axít [51, 62].

Tuy vy, quy đnh v giá tr gii hn ca pH ng vi ma axít  nhng nc khác
nhau có khác nhau, ví d  M quy đnh ma axít là nc ma có pH ≤ 5,0 còn 

nhiu quc gia trên th gii nh n , Inđônêxia, Hàn Quc, Thái Lan, Vit
Nam thì nc ma có pH < 5,6 là ma axít [42, 99].
Hin tng lng đng axít thng xy ra  các khu vc có mc đ công nghip
hoá cao nh Châu Âu, Bc M và hin nay phm vi tác đng ca nó đã m rng ra
 khu vc Châu Á [106]. Lng đng axít gây ra nhng hu qu nghiêm trng v
ngi và ca nh làm h hi mùa màng, gim nng sut cây trng, phá hy các
rng cây, đe da cuc sng ca các loài sinh vt  di nc và trên cn, phá hoi
các công trình kin trúc, xây dng và nh hng nghiêm trng ti sc khe con
ngi. Thit hi hàng nm trên toàn cu c tính ti hàng t đô la M [104, 126,
132]. Nhng tác đng tiêu cc này thng kéo dài và khó khc phc. Bi vy, hin
nay lng đng axít là vn đ mà toàn nhân loi quan tâm và vic duy trì cht lng
môi trng sinh thái nhm hng ti phát trin bn vng đang là yêu cu đt ra đi
vi toàn th gii cng nh đi vi mi mt quc gia.
 Vit Nam, mc dù quá trình công nghip hoá và đô th hoá cha  mc cao
nh trên th gii và khu vc, nhng đang có tim nng lng đng axít cao, mt mt
là do mc tng trng mnh v kinh t ca đt nc, mt khác các cht axít đc
vn chuyn đn t các quc gia lân cn cng đang trên đà phát trin kinh t do nc
ta có đng biên gii đt lin và bin rt ln [14, 16, 17]. Mt s nghiên cu ca
các tác gi trong nc đã khng đnh rng lng đng axít thc t đã xy ra  nc
ta, và tình hình lng đng axít đang xy ra  hu ht  các tnh thành trong c nc,
ch yu ti nhng thành ph đông dân và tp trung nhiu khu công nghip [13, 17,
24, 133]. Chính vì vy, hin tng lng đng axít đã đc đ cp trong các báo cáo
hin trng môi trng toàn quc ca các nm gn đây.
ng bng sông Hng là vùng kinh t trng đim, giàu tim nng và là mt
trong 5 vùng quan trng ca c nc bao gm 11 tnh, thành ph [8]. ây là ni
din ra nhiu hot đng kinh t sôi ni, có nhiu khu công nghip phát trin mnh,
ni s dng nhiu phng tin giao thông và là ni tiêu th nhiu loi nhiên liu

hóa thch. Các hot đng phát trin kinh t - xã hi trong vùng gây gia tng đáng k
s phát thi các khí gây lng đng axít cng nh nhng vn đ v ô nhim không

khí [8, 14, 36]. Cùng vi đó lng lng đng axít s là rt ln, và mt cách trc tip
hay gián tip s nh hng ti các h sinh thái, các công trình kin trúc và cuc
sng ca con ngi. Do đó, vic nghiên cu đánh giá lng đng axít là rt quan
trng trong xây dng l trình kim soát s phát thi các khí gây lng đng axít, góp
phn ci thin cht lng không khí không nhng cho ti ch mà còn toàn cu, cng
nh nhm làm gim chi phí trong vic x lý các thit hi do lng đng axít gây ra
đi vi môi trng, các công trình kin trúc và sc khe ca con ngi, hng ti
phát trin bn vng đt nc và khu vc trong quá trình phát trin kinh t, xã hi.
Vi xut phát đim này, chúng tôi đã thc hin đ tài: "Nghiên cu, đánh giá lng
đng axít  vùng đng bng sông Hng Vit Nam".
2. Mc tiêu nghiên cu
- ánh giá hin trng và ti lng lng đng axít  khu vc nghiên cu.
- Nghiên cu nh hng ca ma axít đn mt s tính cht ca đt, s sinh
trng và phát trin ca cây đu Cô ve (Phaseolus vulgaris L.).
-  xut mt s gii pháp đóng góp cho vic kim soát lng đng axít  khu vc
nghiên cu.
3. Ni dung nghiên cu
3.1. ánh giá hin trng và ti lng lng đng axít  khu vc nghiên cu bao
gm:
- ánh giá tn sut ma axít, giá tr pH và nng đ các ion chính trong nc
ma, s bin đi ion theo mùa, các thành phn chính làm thay đi giá tr pH
trong nc ma, bin lun s trung hòa tính axít trong nc ma thông qua
ch s pA
i
.
- ánh giá ti lng lng đng axít (ti lng lng t ca các ion chính trong
nc ma, ti lng lng đng ca S và N)  khu vc nghiên cu.

3.2. Nghiên cu nh hng ca ma axít đn mt s tính cht ca đt, s sinh
trng và phát trin ca cây đu Cô ve bao gm:
- Nghiên cu, đánh giá nh hng phi hp ca 3 thành t ma axít (pH, tn
sut ma, lng ma) đn tính cht ca đt trng đu Cô ve thông qua mt s
ch tiêu pH
KCl
, pH
H2O
, CEC, Ca
2+
, Mg
2+
trao đi (Ca
2+
T
, Mg
2+
T
), cht hu c
(OM), N, P, K d tiêu ( N
dt
, P
dt
, K
dt
), Al
3+

, Fe
3+
, SO
4
2-
, Mn
2+
.
- Nghiên cu, đánh giá nh hng phi hp ca 3 thành t ma axít (pH, tn
sut ma và lng ma) đn mt s ch tiêu sinh trng và phát trin ca cây
đu Cô ve (t l ny mm, thi gian ny mm, thi gian dip lc hóa lá mm,
chiu cao cây, s nhánh/cây, cng đ quang hp, hàm lng dip lc thông qua
ch s SPAD và cng đ thoát hi nc), trên c s đó xác đnh đc mi quan
h gia các thành t ca ma axít vi các ch tiêu sinh trng và phát trin ca
cây đu Cô ve.
3.3.  xut mt s gii pháp đóng góp cho vic kim soát lng đng axít  khu
vc nghiên cu:
- Kh nng ng dng mô hình Rains - Asia 7.52.2 trong nghiên cu đánh giá, d
báo mc đ phát thi
, chi phí gim thiu phát thi khí SO
2
, lng lng đng S

và t l phn trm h sinh thái b nh hng ti vùng đng bng sông Hng
Vit Nam.
- Xây dng phn mm qun lý c s d liu và đánh giá hin trng lng đng axít
 khu vc nghiên cu.
-  xut gii pháp gim thiu s phát thi các cht khí gây lng đng axít.
4. Ý ngha khoa hc và thc tin ca đ tài
- Hin nay các nghiên cu v lng đng axít, đc bit là v kh nng nh hng

ca lng đng axít đn các h sinh thái  Vit nam còn rt mi m.  tài
nghiên cu có ý ngha khoa hc và giá tr thc tin, góp phn b sung vào s
lng các nghiên cu còn ít v lng đng axít  Vit Nam.

- Kt qu nghiên cu ca lun án đã đa ra mt bc tranh tng th v hin
trng, ti lng lng đng axít  khu vc nghiên cu và nghiên cu nh hng
ca lng t (ma axít) đn cây trng  khu vc nghiên cu. Lun án cng
xây dng đc phn mm qun lý c s d liu và đánh giá hin trng lng
đng axít cho khu vc nghiên cu.
- Kt qu nghiên cu s là tài liu tham kho cho các c quan qun lý v môi
trng, các nhà hoch đnh chính sách, các nhà khoa hc v môi trng,
trong vic kim soát s phát thi các cht khí gây lng đng axít, kim soát
kh nng nh hng ca lng đng axít đn các h sinh thái trong khu vc
nghiên cu nhm làm gim chi phí trong vic x lý các thit hi do lng đng
axít gây ra đi vi môi trng, cng nh đ xut các gii pháp thích hp đ
tng nng sut cây trng.  tài cng là tài liu tham kho cho các nghiên cu
tip theo v lng đng axít.
5. Nhng đóng góp mi ca Lun án
- Phân tích, đánh giá mt cách có h thng hin trng và ti lng lng đng
axít  khu vc nghiên cu trong giai đon 7 nm liên tc (t nm 2006-2012).
- ây là nghiên cu khoa hc đu tiên trong nc đánh giá nh hng ca ma
axít đi vi cây đu Cô ve, góp phn b sung c s lý lun v mi quan h
gia nh hng ca ma axít đn s sinh trng, phát trin ca cây trng nông
nghip và s thay đi mt s tính cht hóa hc ca đt trn
- ng dng phn mm Rains-Asia 7.52.2 trong đánh giá hin trng và kim soát
lng đng axít đã cho thy mô hình này là kh thi và có kh nng s dng phù
hp trong đánh giá phát thi, phân b lng đng S và t l phn trm h sinh
thái b nh hng  khu vc nghiên cu.
- Ln đu tiên xây dng đc phn mm qun lý c s d liu và đánh giá hin
trng lng đng axít cho khu vc nghiên cu.

CHNG 1. TNG QUAN TÀI LIU
1.1. Mt s vn đ chung liên quan đn lng đng axít
1.1.1. Khái nim lng đng axít
Vào nm 1872, mt nhà nghiên cu hoá hc ngi Anh tên là Robert Angus
Smith đã khám phá ra mi liên h gia tính axít trong nc ma gn thành ph
Manchester và khí SO
2
đc phát thi ra khi đt cháy than. Robert Angus Smith là
ngi đu tiên s dng thut ng "ma axít" trong cun sách đc xut bn nm
1872 có tiêu đ “Không khí và ma: S khi đu ca ngành khí hóa hc khí hu”,
nhm mô t bn cht ca ma có tính axít  xung quanh thành ph công nghip
Manchester, Vng quc Anh và ông cng nêu các quan đim c bn liên quan đn
ma axít mà đc xem là mt phn các hiu bit ca chúng ta ngày nay [16, 123,
139]. By nm sau, mt nghiên cu  Châu Âu đã có nhng bng chng cng c
thêm s khám phá ca nhà nghiên cu ngi Anh. Quá trình đt cháy than, du, khí
t nhiên, than bùn sinh ra khí SO
2
và NO
2
, trong khí quyn các khí này có th
chuyn thành axít H
2
SO
4
và HNO
3
. Các axít này có th ri xung b mt trái đt
theo nc ma, tuyt, ma đá, sng mù, sng khói [51]. Chính vì vy, cm t

“ma axít” trong thi gian đó đã đc s dng rng rãi trên khp th gii đ mô t
các kiu ô nhim khác nhau do quá trình đt cháy nhiên liu hoá thch.
Tuy nhiên, theo thi gian cùng vi s tin b trong khoa hc, rt nhiu nghiên
cu ca các nhà khoa hc cho thy các vt cht axít có th đc lng t t khí
quyn vào các h thng sinh thái nc và đt bng nhiu cách, đó là: s lng t hi
m ca nhng cht tham gia trong ma, tuyt và sng mù; s hp th các khí bi
thc vt, đt và nc mt; s lng t di dng khô ca nhng ht [140]. Do đó,
khái nim ch có ma axít gây axít hóa cho các thành phn ca môi trng là cha
đy đ mà khái nim v lng đng axít (lng khô và lng t) theo điu kin thi
tit đc xem là khái nim chun trong nghiên cu hóa hc nc ma. Lng khô
thng xy ra gn các ngun đim phát thi, trong khi đó lng t ch yu xy ra
ti nhng khu vc nm theo hng gió cách xa ngun thi hàng nghìn km [62, 141].

Lng đng axít (Acid deposition) đc đnh ngha là mt quá trình mà các cht
nhim bn có tính axít trong khí quyn ri xung b mt trái đt. Các cht nhim
bn đó gây tác hi đi vi con ngi, cây trng, vt nuôi, n mòn các công trình
kin trúc và khi hòa tan trong nc s gây nh hng ln đn môi trng sng ca
các sinh vt trong nc [42, 44].
1.1.2.
Nguyên nhân và c ch gây lng đng axít
Con ngi t xa xa đã bit s dng các ngun tài nguyên thiên nhiên nhm
phc v cho li ích ca mình thông qua vic ch to ra các công c s dng ngun
tài nguyên nng lng trên Trái t. Các ngun nng lng chính đc to ra do
quá trình đt các nhiên liu hóa thch có th k đn nh than đá, du và khí t
nhiên. Mt mt, làm cho cuc sng tr nên d dàng hn, mt khác gây ra ô nhim
do gii phóng các cht đc hi vào môi trng. Vic đt nhiên liu hóa thch trong
công nghip và giao thông, quá trình công nghip hóa và đô th hóa đã tng dn
nng đ ca khí và ht bi ô nhim trong không khí dn đn ô nhim khí quyn [5,
61, 97]. Hin nay, lng đng axít đang đc nhìn nhn nh mt trong nhng vn đ
môi trng toàn cu nghiêm trng nht do ô nhim không khí.

Vn đ lng đng axít xut phát t vic phát thi oxít lu hunh, oxít nit và
các thành phn khác có mt trong khí quyn [112, 136]. Các khí SO
2
và NO
x
trong
khí quyn đc sinh ra có ngun gc t nhiên và nhân to. Các ngun t nhiên phát
thi khí SO
2
là t đi dng và núi la. Các ngun nhân to phát thi khí SO
2
là t
vic đt các loi nhiên liu hóa thch trong sn xut nng lng nh than đá, du
m; quá trình luyn kim st và các kim loi khác nh Zn và Cu; sn xut axít
sunfuric; hot đng tp trung axít  trong công nghip du khí và mt vài quy trình
công nghip khác [15, 61]. Các ngun t nhiên chính ca NO
x
bao gm các quá
trình sinh hc (đc bit là hot đng ca vi sinh vt), sm sét, phun trào núi la.
Trong quá trình phân hy các hp cht cha nit trong đt, vi sinh vt đã chuyn
hóa nit di dng hp cht thành N
2
O. ây là mt quá trình chính sinh ra NO
x
có
ngun gc thiên nhiên và chúng đc chuyn hóa thành nitrat [15]. Sm - sét gây
tia la đin giúp hình thành phn ng gia nit và oxy có trong khí quyn to thành

NO
x

. Ngun nhân to phát thi NO
x
là t hot đng sn xut trong các nhà máy
nhit đin, các khu công nghip và vic s dng phng tin giao thông. Ngoài ra,
mt s các hot đng công nghip và nông nghip khác cng thi ra hp cht nit
nh sn xut phân đm; hoc bón phân đm dn đn N đc gii phóng ra di
dng NO
x
hoc NH
3
bay vào không khí, hoc có th t hot đng đt sinh khi, khí
thi máy bay, v v [18, 51].
Nng đ ca NO
x
phát thi trong không khí nh hn
ca SO
2
, tuy nhiên nhng đóng góp ca nó trong vic hình thành ma axít đang gia
tng [9, 15, 132]. Các khí SO
2
và NO
x
tn ti trong khí quyn, tri qua nhiu phn
ng hóa hc khác nhau, kt hp vi hi nc  trong khí quyn to thành axít
sunfuric (H
2
SO
4
), axít nitric (HNO
3

), sau đó chúng tr li b mt đt theo nhiu
cách khác nhau.
* C ch hình thành axít H
2
SO
4
:
Quá trình đt cháy lu hunh trong khí oxi s sinh ra lu hunh điôxít.
S + O
2
 SO
2

Phn ng hoá hp gia lu hunh điôxít và các hp cht gc hiđrôxyl.
SO
2
+ OH  HOSO
2

Phn ng gia hp cht gc HOSO
2
và O
2
s cho ra hp cht gc HO
2
và
SO
3
(lu hunh triôxít).
HOSO

2
· + O
2
 HO
2
· + SO
3

Lu hunh triôxít SO
3
s phn ng vi nc và to ra axít sunfuric H
2
SO
4
.
SO
3
(k) + H
2
O(l)  H
2
SO
4
(l)
* C ch hình thành axít HNO
3
:
N
2
+ O

2
 2NO
2NO + O
2
 2NO
2

3NO
2
(k) + H
2
O (l)  2HNO
3
(l) + NO (k)
Các axít sunfuric H
2
SO
4
và axít nitric HNO
3
là thành phn ch yu trong các
dng lng đng axít (ma, sng mù và tuyt axít ). Quá trình lng đng axít din

ra theo hai hình thc bao gm lng t và lng khô. Ban đu lng đng axít thng
xy ra xung quanh các khu công nghip. Nhng vi s gia tng s dng các ng
khói cao  các nhà máy nhit đin và khu công nghip, các cht ô nhim phát thi
vào không khí lan truyn rng rãi theo vùng và thm chí trên quy mô toàn cu [53,
79]. ó là do có th ngun phát thi sinh ra t quc gia này song li có nh hng
ti nhiu quc gia khác do s vn chuyn ca hoàn lu khí quyn, dn ti quy mô
tác đng ca lng đng axít din ra trên din rng hn. Lng khô toàn cu ít đc

bit đn ch yu là do d liu không đy đ. Trái li vi lng t, lng khô khó có
th đo trc tip nên do đó phi đc c tính thông qua nng đ trong không khí và
tc đ lng. Các tính toán cho thy, t l phn trm ca lng khô xy ra rt khác
nhau trên th gii t 10% đn 100%. Lng khô SO
4
2-
và NO
3
-
ln nht ti gn các
ngun đim chính và vùng phát thi lan truyn rng, thng ln hn nhiu so vi
lng t. Cách xa ngun thi theo chiu gió, đc bit là  các v trí ngoài bin khi,
lng t chim u th hn lng khô [83, 85, 132].
Nn công nghip phát trin đang là mi đe da cho môi trng sng ca con
ngi. Các nc công nghip hàng nm thi ra mt khi lng khng l oxít lu
hunh. Trong đó, M đc xem là mt trong s nhng quc gia có phát thi SO
2

hàng đu th gii, do đó t nhng nm 1950 nc M đã xut hin các trn ma
axít [127, 119]. Ch trong nm 1977, nc M đã thi vào bu khí quyn 31 triu
tn oxít lu hunh và 22 triu tn oxít nit. 80% oxít lu hunh là do hot đng ca
các thit b to nng lng, 15% là do hot đng đt cháy ca các ngành công
nghip khác nhau và 5% t các ngun khác. Còn đi vi oxít nit, 1/3 là do hot
đng ca các máy phát nng lng, 1/3 khác là do hot đng đt nhiên liu đ
chuyn hóa thành nng lng và phn còn li cng do các ngun khác nhau. S liu
t các nghiên cu cho thy trung bình mi nm nc M thi ra gn 18 triu tn
SO
2
[129]. Trung Quc và Nga cng là nhng cng quc có mc đ phát thi SO
2

ln trên th gii [51, 99]. Hình 1.1 biu din ngun gc gây lng đng axít.


Hình 1.1. Ngun gc gây lng đng axít [62]
1.1.3. Các quá trình vn chuyn, chuyn hóa và lng đng axít
Lng khô và lng t là nhng quá trình làm gim nng đ mt s cht có trong
khí quyn khi chúng tip xúc vi mt đm do các quá trình khác nhau, ph thuc
vào lng cht ô nhim có mt trong khí quyn, đc trng ca các cht đó, các yu
t khí tng và thi tit cng nh vào các đc tính b mt ti ni xy ra các quá
trình này [18].

S hình thành lng đng axít (lng axít khô và t) đc bao gm các quá trình
sau:
a) Quá trình thi
Các cht khí nh lu hunh đioxít (SO
2
), các nit oxít (NO
x
) b thi vào khí
quyn khi chúng ta đt cháy các nguyên liu hóa thch (nh du và than) trong các
nhà máy hoc các hot đng giao thông s dng xe có đng c (ôtô, xe máy) và các
quá trình công nghip khác.
b) Quá trình khuch tán và lan truyn [15]
Các cht khí, son khí sau khi vào khí quyn chu các tác đng ca điu kin khí
quyn tuân th các quy lut đng lc, nhit đng lc khuch tán, lan truyn trong
không gian.

c) Quá trình vn ti đi xa
Trong khí quyn ngoài s khuch tán, các cht thi còn chu s vn ti đi xa

theo chiu gió, đng thi di tác đng ca sc hút trái đt, các thành phn ht
nguyên gc hoc hình thành trong khí quyn, tùy theo kích thc đ ht cng bt
đu quá trình lng k t khi ri ngun thi. Các ht son khí còn có vai trò làm ht
nhân ngng kt trong quá trình hình thành mây và vn chuyn cùng mây. i vi
các cht khí, cng xy ra hin tng tng ng: hp th trong mây, chuyn hóa hóa
hc [17, 51, 68].
d) Quá trình chuyn hóa hóa hc trong điu kin khí quyn [97]
Trong khí quyn, di tác đng ca ánh sáng mt tri, đ m và s có mt ca
các cht son khí trong vai trò xúc tác, các cht khí tham gia các quá trình chuyn
hóa hóa hc làm thay đi v thành phn cht cng nh v lng. Nhng ngun ô
nhim khí nit đioxít (SO
2
), các nit oxít (NO
x
) s chuyn hóa thành axít
sunfuric (H
2
SO
4
), axít nitric (HNO
3
) và ri xung mt đt. ó chính là quá trình
lng đng axít.
e) Quá trình lng đng axít

Quá trình lng đng axít có th din ra di hai hình thc:
* Lng t (wet deposition): Lng t là quá trình loi b các cht ô nhim ra
khi khí quyn và đa xung mt đt bng ma, tuyt, ht sng ngng kt trên các
b mt, trên thc vt. Axít sunfuric (H
2

SO
4
), axít nitric (HNO
3
) đc ngng t cùng
vi hi nc trong nhng đám mây và ri xung mt đt di các hình thc nh
ma, tuyt, sng mù [18]. Khi trong nc ma có mt lng ln axít, ta thng
gi là ma axít. Ma axít là mt dng th hin ca lng t.
- Có th chia quá trình lng t thành 2 giai đon:
+ Quá trình hình thành mây, các son khí có vai trò là ht nhân ngng kt, các
ht nc ngng t to thành mây hp th các cht khí nh hng ti tính axít ca
giáng thy, quá trình này đc gi là quá trình “ rainout”. Các cht này trong mây
có th đc vn chuyn đi xa hàng trm km [16].