Xác định thành phần của bã bùn từ hệ thống xử lý nước thải công ty giấy bãi bằng và tìm hiểu khả năng sử dụng chúng để c

ĐẠI
■ HỌC
■ QUỐC GIA HÀ NỘI
■
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC Tự NHIÊN
■

■

■

■

*********

Xác định thành phần của bã bùn từ hệ
thống xử lý nước thải Công ty giấy Bãi
Bằng và tìm hiểu khả năng sử dụng
chúng để cải tạo đất đồi ở Vĩnh Phú
MÃ số: QT - 08 - 62
CHỦ TRÌ ĐÈ TÀI: PGS.TS. NGUYỀN XUÂN c ự

CÁN Bộ THAM GIA:

Nguyễn Thị Luyến - Học viên cao học
Đào Thị Hoan. CN
Nguyễn Xuõn Huân, CN

ỉ ĐAtHỌC
TRUNT TÁM

'

,
ệvịI

Dr/
HÀ NỘI - 2009
■

J


MỤC LỤC
1. BÁO CÁO TÓM T Ắ T ......................................................................................................... 2
2. SUMMARY.......................................................................................................................... 5
3. PHÀN BÁO CÁO CHÍNH.................................................................................................. 7
MỞ ĐẢU............................. ................................................................................................... 7
Chương 1. TỎNG QUAN TÀI LIỆU.....................................................................................10
1.1. Khái quát về công ty giây Bãi Băng........................................................................... 10
Ị .l.ỉ. Quy trình công nghệ sản xuâí giây...................................................................... 10
ỉ. 1.2. Cóng nghệ xử lý nước thải và tạo bùn ihài.........................................................13
1.2. Chất hữu cơ trong đ ất..................................................................................................20
1.2.1. Nguồn gốc chất hữu cơ của đất........................................................................... 20
Ị. 2.2. Hàm lượng và thành phần chất hữu cơ của đ ấ t.................................................20
ỉ.2.3. Vai trò của chất hữu cơ trong đ ấ t....................................................................... 21
1.3. Chất mùn trong đất...................................................................................................... 24
1.3.1. Khải niệm chung................................................................................................ 24
ỉ .3.2. Các quá trình phân giai hữu cơ và tông họp chăt mùn..................................... 24
1.3.3. Hàm lượng vă í hành phần chất mùn trong đ ấ t...................... ........................... 27
1.3.4. Biện pháp nâng cao hàm hrọvg và chất lượng mùn trong đai..........................29

Chương 2. ĐOI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu ........................................30
2 .1. Đối tượng nghiên cứu.................................................................................................. 30
2.2. Phương pháp nghiên cửu.............................................................................................30
2.2.1. Phuongpháp nghiên círu thực địa, tìm thập só liệu, tài liệu............................30
2.2.2. Phương pháp thí nghiệm ngoài đổng ruộng....................................................... 30
2.2.3. Lấy mẫu nghiên cihi trong thí nghiệm.................................................................32
2.2.4. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm................................................32
2.2.5. Phương phảp xừ lý sổ ỉiệu thống kê toảìì học.................................................... 32
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIEN c ứ u VÀ THẢO LUẬN.................................................. 33
3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội xà Sơn Vi (Lâm Thao, Phủ Thọ)..................... 33
3.1. ỉ. Điểu kiện tự nhiên................................................................................................ 33
3.1.2. Tình hình kinh tế-xã hội........................................................................................ 34
3.1.3 Tinh hình sản xuất nóng nghiệp........................................................................... 34
3.2. Một số tính chất của bùn thải và đất nghiên cứu........................................................35
3.2.1. Một so tính chai hóa học đất thí nghiệm và bùn thài......................................... 35
3.2.2. Hàm lượỉỉg các kim loại nặng trong bùn th à i.................................................... 38
3.3. Ánh hưởng của bón bùn thải đển một số tính chát đất..............................................39
3.3. ỉ. Anh hường của bón bủìì thai đến nỉtơ dề tiêu trong đất.................................... 39
3.3.2. Anh hưởng cùa bón bùn thải đến chất mùn đẩt.................................................. 43
3.4. Ảnh hưởng ciìa bón bùn thải đen sinh trưởng cây trồng...........................................47
3.4.1. Anh Imong cua bón bùn thải đen chiều cao cáy lạ c .........................................47
3.4.2. Aỉỉlỉ hưởng của bón bùn thải đến sinh khói cây lạ c ..........................................48
3.4.3. Anh Inròiĩg cùa bón bìm thải đển nâng suất cây lạc ....................................... 49
KÉT LUẬN VÀ KIÉN NGHỊ................................................................................................. 51
TÁI LIỆU THAM KHẢO.... 52
PHÀN PHỤ LỤC..... ............................................................................................................... 54
5. TÓM TẤT CÁC CÔNG TRÌNH NCKH CỦA CÁ NHÂN.............................................60
6 . SCIENTIFIC PROJECT....................................... ............................................... .
62
PHIÉU ĐẢNG KÝ KẾT QUA NGHIEN c u u

64


1. BÁO CÁO TÓM TẤT
a. Tên đề tài (hoặc dự án)
X á c đ ịn h th à ììh p h ầ n c ủ a b ã b ù n i ừ h ệ th ố n g x ử lý n ư ớ c th ả i C ô n g ty g iấ y
l ĩ (li B ằ n g và tìm h iể u k h ả n ă n g s ử d ụ n g c h ủ n g đ ể c ả i tạ o đ ấ t đ ồ i ở V ĩnh
Phủ

M ã số: Q T - 08 - 62

b. Chủ trì đề tài
Nguyễn Xuân Cự, PGS.TS.
c. Các cán bộ tham gia
N guyễn Thị Luyến - Học viên cao học
Đào Thị Hoan, CN
Nguyễn Xuân Huân CN

(I. M ục tiêu và nội dung nghiên cứu
- M ụ c tiêu của đề tài: Tìm hiểu khả năng sử dụng bùn thải từ hệ thồng xử lý nước
thải Nhà máy giấy Bãi Bằng để cải tạo đất đồi ở Phú Thọ.
- N ộ i (tung ngh iên cứ u của để tài:
1- Điều tra hiện trạng hệ thống xử lý nước thải ở Công ty giấy Bãi Bằng và đất đồi
ở Vĩnh Phú.
2- Lẩy mẫu bủn thải tại nhà máy và mẫu đất đồi tại khu vực nghiên cứu để xác
định các tính chất hoá học của chúng.
3- Bổ trí thí nghiệm đồng ruộng tại Phủ thọ tìm hiểu khả năng cải tạo đất đồi và
à nil hưởng cùa bùn thải đến năng suất cây lạc.

c. C ác kết quả đạt đưọc

- Kct quả ngh iên cứu:

2


f. Tình hình kỉnh phí của đề tài (hoặc dự án)
Tổng kinh phí:

20.000.000 đ (hai mươi triệu đồng)

Kinh phí đà sử dụng:

20.000.000 đ

KHOA QUẢN LÝ

CHỦ TRÌ ĐÈ TÀI

(Kỹ và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)

C ơ QUAN CHỦ TRÌ ĐẺ TÀI

0JÓ Hiêu THƯỚNG


Nhà máy giấy Bãi Bằng (nay là công ty giấy Bãi Bằng) có trụ sở tại thị trấn
Phong Châu, huyện Phù Ninh, tỉnh Phú Thọ có qui mô suất sản xuất và lượng chất
thải phát sinh cũng rất lớn. Chỉ tính riêng nước thải từ N hà máy cũng vào khoảng

khoảng 18.000 m3/ngày đêm. Bùn thải được tách ra từ hệ thống xử lý nước thải
được tách ra nhờ hệ thống tự động và được đưa về bể chứa bùn được gọi là bùn
sinh học (bùn vi sinh dư thừa) với khối lượng khá lớn vào khoảng 40-50 tấn
khô/tháng. Đặc điểm chung của bùn thải này là giàu hữu cơ (hàm lượng c là
28.76%), và m ột số nguyên tố dinh dưỡng khác như nitơ, phốt pho, ca và Mg;
hàm lượng các kim loại nặng không cao nên hoàn toàn có thể tận dụng để cải tạo
đất vừa có ý nghĩa nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp.
Bón bùn thải có tác động tốt đến tính chất đất, làm tăng hàm lượng nitơ dễ
tiêu trong đất, đặc biệt là góp phần cải thiện đáng kể hàm luợng và chất lượng
mùn đất. Hầu hết, ở các lượng bón nghiên cứu đều làm tăng hàm lượng hữu cơ
tổng sổ cũng như các axit mùn (axit humic và fulvic) trong đất so với đối chứng.
Dồng thời cũng lảm tăng tỷ lệ axit humic so với axit fulvic (C|,/Cf) trong thành
phần chất mùn đất. Trong điều kiện đất đồi ở Phú Thọ, hàm lượng c tổng số tăng
từ 1,27 % lên 1,82 % trong thí nghiệm không trồng cây và từ 1,51 lên 2,02 %
Irong thí nghiệm trồng lạc khi lượng bón bùn thải tăng từ 0 lên 30 tấn/ha. Tương
tự như vậy, tỷ ]ệ các axit mùn (humic và fulvic) trong mùn tổng số tăng lừ 39,04
% lên 66,15 % và từ 47,45 % lên 72,68 % ớ thí nghiệm trồng lạc.
Cây trồng ở công thức bón bùn thải với lượng 10 tấn, 20 tấn và 30 tấn/ha
đã làm năng suất lạc tãng tương ứng 128%, 144%, 155% so với đối chứng không
bón bùn thải ( 100 %).
Từ các kết quả nghiên cứu trên cho thấy bùn thải từ hệ thống xử lý nước
thải Nhà máy giấy Bãi Bằng hoàn toàn có thể sử dụng để cảo tạo đất đồi, góp
phần nâng cai năng suất và hiệu quả của quá trình sản xuất nông nghiệp và bảo vệ
môi trường.
- Sởn p h ẩ m khoa học: Đã đăng 1 bài báo trên tạp chí khoa học chuyên ngành
- về đào tạo: Hướng dẫn 2 sinh viên làm KLTN, 1 học viên cao học làm luận văn
riiạc sỹ.
3

f. Tình hình kinh phí của đề tài (hoặc dự án)
Tổng kinh phí:

20.000.000 đ (hai mươi triệu đồng)

Kinh phí dã sử dụng:

20.000.000 đ

KHOA QUẢN LÝ

CHỦ TRÌ ĐÊ TÀI

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)
im ư M

Q
c ơ QUAN CHỦ TRÌ ĐÈ TÀI

nuiỏ UIỀU TBƯỎNO


2. SUMMARY
a. T itle
D eterm ine the com ponents o f sludge fr o m waste water treatm ettt system s o f B ai
B a n g Paper P lant a n d investigate the ability to use fo r h ill soil reclam ation in
Vinh P h u
C ode: Q T - 08 - 62

I). C o o rd in ato r
Associ. Prof. Dr. NGUYEN XUAN CƯ
c. K ey im p lem en ters
Nguyen Thi Luyen - M aster Student
Dao Thi Hoan, BSc.
Nguyen Xuan Huan, BSc.
d. A im s and co n ten ts o f the study
- The aim : Investigate the potential use o f sludge from waste water treatment
system o f Bai Bang Paper Plant for hill soil reclam ation.
- The contents:
1- Survey on the waste water treatment in Bai Bang Paper Plant and hill soil
properties in Phu Thò.
2- Soils and sludge samples were taken for chemical analysis.
3- Field experim ent was carried out to determine the effects o f sludge on soil
properties and performance o f peanuts on the hill soil.
c. M ain results:
- R esults in science:
The main purpose o f the study is to determ ine the com ponents o f sludge
from waste water treatment o f Bai Bang Paper Plant and its ability for soil
improvem ent and crop production. The results show that the sludge has high
5


contents o f humus, nitrogen, phosphorus and some others nutrient elements so
that can be use for soil properties improvement and crop production.
In the field experiments with the hill soils, when sludge applies the
contents o f humus, i.e. humic and fulvic acids, and available nitrogen increased
significantly. Sludge has also increased the ratio o f humic and fulvic acid. It
means that the quality o f humus in soil has been ameliorated.
In term o f crop production, the peanuts yield increased to 119%, 128% and

155% compared to the control when the amounts o f sludge use increased to 10
tones, 20 tones and 30 tones/ha respectively. However, the research also needs
further research in detail to find out the suitable amount o f sludge to apply for
selected crop in the practice
- R esults in practical application:
The results in this research can be applied in practice for soil reclamations,
i.e. use the sludge from waste water treatment o f Bai Bang Paper Plant to soil
improvement and crop production in the hill soils.
- R esults in training: Advisors o f two BSc and one M aster thesis.
- Publications: Published one scientific paper in the Journal.

T he C o o rd in ato r

6


3. PHÀN BÁO CÁO CHÍNH
M Ở ĐẦU
M ột trong những mục tiêu và nhiệm vụ quan trọng của thời kỳ đẩy mạnh
công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước là bảo đảm cho sự phát triển bền vững. Đó
là sự phát triển kinh tể đi đôi với bảo vệ môi trường, bảo vệ nguồn tài nguyên
thicn nhiên và điều kiện sống tốt đẹp cho người dân. Để đạt được mục tiêu trên,
nhiều chính sách, chương trình kế hoạch hành động quốc gia về tiết kiệm năng
lượng và bảo vệ môi trường đã được thực hiện. Trong đó, sử dụng hiệu quả, tiết
kiệm tài nguyên và tìm giải pháp tái chế, tái sử dụng chất thải đang đặt ra những
thách thửc lớn đối với các nhà khoa học.
Trong các ngành công nghiệp đang phát triển hiện nay ở nước ta, ngành
công nghiệp giấy là một trong những ngành đóng vai trò quan trọng cho sự phát
triển của đất nước nhưng đồng thời cũng là ngành gây ảnh hưởng không ít đến
môi trường. Khí thải của ngành công nghiệp giấy chứa nhiều khí độc hại như:

IỈ 2S, CH 3HS, S 0 2..., nước thải có hàm lượng COD, BOD, S S ,...cao, ngoài ra
chất thải rắn cùa ngành cũng chiếm tỳ lệ không nhỏ.
Nhận thức rõ những tác động tiêu cực có thể xảy ra, từ nhiều năm gần đây,
l ong công ty giấy Việt Nam nói chung, Công ty giấy Bãi Bằng nói riêng luôn coi
trọng việc áp dụng những tiến bộ khoa học kỹ thuật tiên tiến trên thế giới nhằm
nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm và bảo vệ môi trường. Việc đầu tư hệ
thống xir lý nước thải bàng phương pháp vi sinh đã làm giảm đáng kể các chất ô
lìliiễm trong nước trước khi thải ra nguồn tiếp nhận.
Nhà máy giấy Bãi Bằng (nay là công ty giấy Bãi Bằng) có trụ sở tại thị trấn
Phong Châu, huyện Phù Ninh, tỉnh Phú Thọ được xây dựng năm 1974 và chính


thức đi vào hoạt động sản xuất kinh doanh từ năm 1982. Đây là nhà máy giấy có
quy mô lớn và hiện đại nhất Việt Nam được xây dựng bằng nguồn vốn viện trợ
cùa Chính phù Thụy Điển.
Với qui mô suất sản xuất lớn, lượng chất thải nói chung phát sinh từ Nhà
máy cũng rất lớn. Chỉ tính riêng nước thải từ Nhà máy cũng vào khoảng khoảng
18.000 m3/ngày đêm, đã phát sinh một khối lượng bùn sinh học khá lớn khoảng
1,5 tẩn khô/ngày. Đặc điểm nguồn nước thải từ nhà máy giấy Bãi Bằng là có hàm
lượng hữu cơ, các chất rắn, nitơ, phôtpho khá cao với các thông số pH 4-10,3;
COD 575 mg/1, BOD 163 mg/L và

ss 523

mg/1. Nước thải này được thu gom và

xử lý khá tốt qua hệ thống xử lý tập trung bao gồm công nghệ xử lý cơ lý, hóa và
bùn hoạt tính sinh học [1], Theo kết quả quan trắc thường xuyên của Nhà máy cho
thay hầu hết các thông số của nước thải sau xử lý đều đạt tiêu chuẩn môi trường
loại A (28/30 thông số), riêng chỉ số màu và COD đạt loại B. [8 ]

Bìin thải được tách ra từ hệ thống xử lý nước thải được tách ra nhờ hệ
(hống tự dộng và được đưa về bể chứa bùn được gọi ]à bùn sinh học (bùn vi sinh
dư thừa) với khối lượng khá lớn vào khoảng 40-50 tấn khô/tháng. Lượng bùn thải
này được vận chuyển tới sân chứa, sau đó được đưa đi thiêu huỷ hoặc đổ bỏ với
khối lượng khá lởn. Đặc điểm chung của bùn thải này là giàu hữu cơ và một sổ
nguyên tố dinh dưỡng khác như nitơ, phot pho nên hoàn toàn có thể tận dụng để
cải tạo đất.
Ở nước ta, đất đồi núi chiếm khoảng 67,3% quỹ đất cả nước song khả
năng khai thác sử dụng đảm bảo yêu cầu an toàn sinh thái và hiệu quả kinh tế cao
chi đạt rất ít. M ặt khác hoạt động cúa con người trong quá trình sử dụng đất đã
làm đất dốc bị thoái hóa nhanh chóng [5]. Vì vậy việc sừ dụng kết hợp cải tạo đất
sẽ là phương thức hiệu quả nhất góp phần quan trọng trong việc chuyển nền nông
nghiệp nước ta thành một nền nông nghiệp đa dạng với san phẩm hàng hóa có
chát lượng cao và đảm bảo sự bền vững về môi trường. Trong quá trình cải tạo đất
dồi núi việc nâng cao hàm lượng và chất lượng mùn đất là biện pháp hiệu quả và
có y nghĩa đặc biệt quan trọng. Việc tận dụng các nguồn chất thải có hàm lượng
8


hữu cơ cao để cải tạo đất đồi được xem là một giải pháp có hiệu quả cao; vừa có ý
nghĩa nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp, vừa góp phần bảo vệ môi trường.
Hiện nay, khối lượng bã bùn ngày một gia tăng cùng với việc nâng cao
năng suất, m ả rộng cùng như việc xây mới các nhà máy giấy. Do đó, cần có biện
pháp thu gom, tái sử dụng thích hợp nhằm tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên. Hơn
nữa, nhu cầu sử dụng phân bón và những chất cải tạo đất thân thiện với môi
trường cũng đang được đặt ra. Việc sử dụng bã bủn làm phân bón và cải tạo đất sẽ
đáp ứng được yêu cầu cả về mặt kinh tế và môi trường.
Xuất phát từ thực trạng trên, đề tài “Xác định thành phần cùa bã bùn từ hệ
thống x ử lý nước tliải Công ty giấy Bãi Bằng và tìm hiểu khả năng sử dụng chúng để
cải lẹo đất đồi ở Phú Thọ ” được xây đựng nhằm tìm hiểu việc tái sử dụng chất thải

hữu cơ để cải tạo đất, nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp và bảo vệ môi
trường.
Nội dung chủ yếu của đề tài bao gồm:
I - Diều tra hiện trạng hệ thống xử lý nước tải ở Công ty giấy Bãi Bằng và đất đồi
ở Vĩnh Phú.
2- Lấy mẫu bùn thải tại nhà máy và mẫu đất đồi tại khu vực nghiên cứu để xác
định các tính chất hoá học của chúng.
3- Bố trí thí nghiệm đồng ruộng tại Phú Hộ (Vĩnh Phú) tìm hiểu khả năng cải tạo
đất và ảnh hường của bùn thải đến năng suất cây lạc; nghiên cứu sự biến đổi chất
hữu cơ và hình thành chất mùn trong đất từ bùn thải.

9


Chương 1. TỎ NG Q UAN TÀI LIỆU

1.1. Khái quát về công ty giấy Bãi Bằng
Công ty giấy Bãi Bằng là doanh nghiệp Nhà nước có trụ sở tại thị trấn
Phong Châu, huyện Phù Ninh, tỉnh Phú Thọ được xây dựng năm 1975, chính thức
di vào hoạt động sản xuất, kinh doanh năm 1982. Hiện Công ty đang sở hữu một
công trình sản xuất giấy có qui mô và hiện đại nhất Việt Nam, xây dựng bằng
nguồn vốn viện trợ không hoàn lại của chính phủ Thụy Điển với công suất thiết kế
ban đầu 55.000 tấn giấy/năm.
Công ty có hệ thống sản xuất khép kín từ khâu trồng rừng, chế biến nguyên
liệu, sản xuất điện, hóa chất, sản xuất bột và giấy đến khâu bảo dưỡng, vận tải.
Với sản phẩm chính là giấy in, giấy viết, giấy photocopy, giấy tissue và các sản
phẩm gỗ như gỗ dán, bàn. ghế...
Nàm ở một vị trí trung tâm của vùng trung du Bắc Bộ đã tạo cho Công ty
Giẩy Bãi Bằng nhiều thuận lợi để phát triển mạnh mẽ. Năm 2003, Bãi Bằng bắt
tay vào dự án mở rộng sản xuất giai đoạn 1, nâng năng lực sản xuất giấy lên

1 0 0 .0 0 0 tấn giấy/năm, đồng thời cũng đánh dấu một giai đoạn mới trong xử lý ô

nhiễm môi trường.
Miện, Công ty đang tiếp tục hoàn thành báo cáo khả thi trình Chính phù
phê duyệt dự án vùng nguyên liệu và chương trình mở rộng giai đoạn 2 - Xây
dựng một nhà máy cung cấp bột giấy cao cấp quy mô lớn nhất nước, công suất
250.000 tấn giấy/năm với chất lượng sản phẩm và môi trường đạt tiêu chuẩn quốc

/. /. /. Q uy trình công n g h ệ sản x u ấ t giấy
Công nghệ sản xuất giấy bao gồm hai quá trình cơ bản: Sản xuất bột giấy
tù' nguyên liệu thô và sản xuất các loại giấy từ bột giấy thường gọi là xeo giấy.
Nguyên liệu chính để sản xuất bột giấy là xơ sợi thực vật, chủ yếu từ gỗ,
các cây ngoài gỗ như đay, gai, tre, nứa và các phụ phẩm nông nghiệp như rơm rạ,
bà mía. các loại sợi tái sinh. Để sản xuất 1 tấn bột giấy cần trung bình 1,5-3 tấn
10


nguyẻn liệu khô tuyệt đối hay từ 3-6 tẩn nguyên liệu có độ ẩm 50%. Nhiên liệu
được sử dụng là than và dầu FO. [8 ]
Ngoài ra nhà máy còn sử dụng một lượng lớn các hóa chất ở các công đoạn
nấu, tẩy, xeo giấy như đá vôi, xút, cao lanh, nhựa thông, các chất kết dính tự nhiên
và tong hợp, các chất oxy hóa để khử lignin như clo, hypoclorit, peroxit...
Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất giấy ở công ty giấy Bãi Bằng được
thực hiện qua nhiều công đoạn khác nhau được trình bày như ờ hình 1 .
Nguyên liệu tre, gã

Hình I. S ơ đồ dây chuyền công nghệ sàn xuất giấy ở công ty giấy Bãi Bằng
Mô tả các công đoạn chính:
* Chuẩn bị và x ư lý nguyên liệu
Nguyên liệu (gồ, tre, nứa) được rửa sạch, loại bỏ tạp chất và cắt mảnh theo

kích cờ thích hợp đáp ứng yêu cầu cùa phương pháp sản xuất bột giấy. Hiệu suất
thu hoạch mảnh đạt 95-97%. Tiêu chuẩn về thành phần hóa học của nguyên liệu
đổ sản xuất bột giấy bao gồm:
- Hàm lượng xenlulo lớn hơn 35% khối lượng trong nguyên liệu khô.
- Hàm lượng lignin, hemixenlulo và các tạp chất khác thấp để giảm hóa
chất nấu. tẩy. giảm thời gian nấu và qua đó tránh được ảnh hưởng xấu tới chất
lượng của xenlulo.


Lignin là chất có độ trùng hợp cao, ở dạng vô định hình, thành phẩn chủ
yểu là các đơn vị phenylpropan kết nói với nhau thành không gian 3 chiều. Lignin
dễ bị oxy hóa, hòa tan trong kiềm, trong dung dịch sunfit hay muối của axit
H 2SO 3 khi đun nóng.
Hemixenlulo là chất không tan trong nước nhưng tan trong dung môi hữu
cơ và bị phân hủy trong dung dịch kiềm hay axit loãng khi đun sôi.
-

Các chất chiết bao gồm axit béo, nhựa, các hợp chất thơm và các loại

alcol. Hầu hết các chất này đều hòa tan trong dung môi hữu cơ.
* Quả trình nấu bột giấy
Đây là công đoạn biến mảnh nguyên liệu thành xơ sợi bột giấy. Bản chất
của quá trinh là loại bỏ lignin và những chất khác (nhựa, các chất bốc, một phần
hem ixenlulo) ra khỏi nguyên liệu, phần thu được là xơ sợi có chứa 75-95%
xcnlulo.
Quá trình nấu bột giấy của nhà máy được tiến hành theo phương pháp
sunfat có thu hồi hóa chất (các hóa chất nấu gồm NaOH + Na2S và được bổ sung
dạng sunfat natri).
Bột sau nấu sẽ được chuyển sang bể chứa, rồi đưa sang hệ thống sàng đế
loại mấu mắt và bột sống. Mấu mất và bột sống này được đưa đi nấu lại còn bột

chín sẽ đưa vào hệ thống rửa.
Dịch đen sau khi nấu bao gồm các hợp chất chứa Na (chủ yếu là N a 2SO,j),
ngoài ra còn chứa NaOH, Na 2S, Na 2C 0 3 và lignin cùng các sản phẩm phân hủy
hydratcacbon. Dịch đen này được cô đặc và thu hồi để tái sử dụng, ô nhiễm gây
ra ở khâu này chủ yếu là khí có mùi, chất hữu cơ và hóa chất kiềm rò rỉ.
Việc áp dụng công nghệ tách loại lignin bằng ôxy đã làm giảm 30% lượng
lignin còn lại trong bột giấy sau nấu.
* Rửa bột
Mục đích tách bột xenlulo ra khỏi dịch nấu. Quá trình rưa bột thường sử
dụng nước sạch, lượng nước sừ dụng sao cho độ pha loãng dịch đen là nhỏ nhất
đổ giảm chi phí cho quá trình xử lý tái sinh thu hồi kiềm mà việc tách bột xenlulo
vẫn đạt hiệu quả cao.
12


* Tẩy trắng bột giấy
Mục đích tẩy trắng bột giấy là khử hoặc làm sáng màu lignin tồn dư trong
bột giấy mà không gây tổn hao quá mức đẻn độ dai hay hiệu suất cùa bột giáy.
Bột giấy được tẩy trắng qua 4 giai đoạn: o (oxygen), c (Clo), EOP (peoxit)
và H (hypoclorit).
* Sản xuất giấy
Trước khi đưa vào mảy xeo bột được nghiền nhỏ, phổi trộn các phụ gia, rồi
đưa vào bộ phận phun bột. Từ đây bột được phun lên thành tờ giấy ướt , sau đó
tách nước, đưa vào hệ thống ép, sấy, làm nhẵn bề mặt và hoàn thiện sản phẩm.
Tải lượng các chất thải vào môi trường ở giai đoạn này không lớn vì nước
thải sản xuất được quay vòng sử dụng theo chu trình khép kín, chỉ có một phần
mrớc thải với một lượng nhỏ hóa chất không độc hại, pH khoảng 5,5-6 và một tỷ
lộ l ất nhỏ xơ sợi vụn, ngắn lọt qua lưới xeo.
Việc áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật trong sử dụng quay vòng nước
trắng (nước trong chu trinh) như sử dụng chất tuyển nổi thu hồi xơ sợi và chất phụ

gia, tận thu xơ sợi trên tuyến nước thải của công ty giấy Bãi Bằng đã làm giảm
đáng kể tình trạng ô nhiễm môi trường.
* Hệ thống phụ trợ
- Lò hơi thu hồi được lắp đặt với mục đích tận dụng lượng nhiệt sinh ra
trong quá trình đốt cháy dịch đen.
- Lò hơi động lực được lẳp đặt với mục đích kết hợp với lò hơi thu hồi đảm
bào cung cấp điện và nhiệt cho toàn bộ nhà máy vận hành bình thường.
/. 1.2. C ông n g h ệ x ử ìỷ nước thải và tạo bùn thải
1.1.2. Ị. Công nghệ x ừ lý mĩởc thải
Hệ thống xử lý nước thải của nhà máy được Thụy Điển đầu tư năm 1982
bằng phương pháp hoá lý và trung hoà. Đen năm 2002 nhà máy đã xây dựng và
lắp đặt hệ thống xử lý mới theo phương pháp vi sinh bùn hoạt tính, công suất
tliict kế 30.000 m3/ngày đêm. Đây là công nghệ hiện đại. được sử dụng phổ biến
cho ngành sản xuất bột giấy và giấy trên thế giới.
13


Với quy mô sản xuất như hiện nay, lượng nước thải của nhà máy phát sinh
khoảng 18.500 m3/ngày đêm, được thu gom và xử lý triệt để qua hệ thống xử lý
tập trung kết hợp các phương pháp cơ lý, hóa và sinh học bùn hoạt tính. Tất cà
mrớc thài sau khi xử lý được bơm ra sông Hồng. [4]
Quá trình xử lý sinh học là công nghệ trung tâm của bộ phận xử lý nước
thải. Trước khi xử lý sinh học nước thải phải qua các giai đoạn khác nhau để đạt
dược các điều kiện tối ưu cho vi sinh vật hoạt động.
Riêng các nguồn nước thải từ sàn gỗ, bể bùn vôi, lò động lực, nhà máy hóa
chất và nước dùng cho mục đích làm mát không được đưa vào bể xử lý sinh học,
mà xử lý sơ bộ bằng bể lắng rồi thải ra mương Phú Nham; nước thải từ công đoạn
tira nguyên liệu được thải ra mương thủy lợi sử dụng làm nước tưới phục vụ sản
xuất nông nghiệp.
Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải tập trung và tạo bùn ở nhà máy giấy Bãi

Hằng dược trình bày ở hỉnh 2 .
* X ư lý sơ cấp
Nước thải của toàn bộ các phân xưởng sản xuất được thu gom bằng hệ
thổng cống ngầm về hệ thống xử lý nước thải tập trung.
Nước thải chảy qua sàng chắn rác, tại đây rác có kích thước lớn sẽ

được

loại bỏ. Nước thải được chảy vào máng đo lưu lượng để bổ sung hóa chất đưa pH
về Irung tính (NaOH hoặc H 2S 0 4 để trung hòa nước thài và phèn nhôm làm tác
nhân bông kết), sau đó chảy ra bể khuấy trộn và chảy sang bể lắng sơ cấp.
Tại bể lẳng sơ cấp các chất rắn lơ lửng được bông kết rồi lắng xuống đáy
bề, được bơm nliúng chìm bơm lên hệ thống tách nước và thải ra sân chứa. Chất
rắn này còn gọi là bùn sơ cấp (bột thải) có thành phần chủ yếu là xơ sợi, được bán
cho một số cơ sở sàn xuất carton, giấy bao bì cấp thấp.
Nước thài sau bể lắng sơ cấp sẽ lưu giữ tại bể điều hòa tối đa 4-8 giờ để
làm giảm dao động lưu lượng và nồng độ.
Từ bể điều hòa nước thải được bơm đến tháp làm mát để điều chinh nhiệt
độ nước thải xuống còn khoảng 35-37°C, đảm bảo tối ưu về nhiệt độ cho vi sinh
vật (VSV) phát triển.
14


Hình 2. Hệ thống xử lý nước thải nhà máy giẩy Bãi Bằng
15


Diễn giải quy trinh công nghệ xử lý nước thải
* X ử lý sinh học
Quá trình xử lý sinh học bằng phương pháp vi sinh bùn hoạt tính dựa trên

nguyên tắc dùng các v s v hiểu khí để phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ có trong
nước thải và tạo thành sinh khối của chúng (bùn sinh học). M ột phần lượng bùn
sinh hục này được quay vòng lại hệ thống làm tác nhân xử lý nước thải, phần còn
lại dược loại bỏ (bùn thải).
Nước sau khi làm mát được bơm sang bể lựa chọn, đây là nơi để lựa chọn
các chủng v s v phù hợp với đặc tính nước thải cần xử lý. Tại đây sẽ phối trộn bùn
hoạt tính với các hóa chất cung cấp dinh dưỡng cho v s v kết hợp sục khí để cung
cấp oxy, tạo điều kiện cho v s v hiếu khí phát triển. Các hóa chất bổ sung dinh
dưỡng nitơ, phốt pho cho

vsv gồm Ưrê và H 3PO 4.

Từ bể lựa chọn nước thài được đưa sang bể sục khí. Đây chính là nơi v s v
phân hủy chất hữu cơ và phát triển sinh khối của chúng.
Công nghệ hoạt hóa bùn cần không khí để cung cấp ôxy cho v s v phân
liủy các chất hữu cơ thành CO 2, nên một phần bọt khí dư thừa bám vào nâng bùn
nổi lên gây khó khăn cho việc lẳng bùn, vì vậy ở đầu ra của bể có lắp thiết bị tách
khí mục đích làm tăng khả năng lắng bùn.
Cuối cùng nước thải được đưa sang bể lắng thứ cấp để lắng trong. Bùn sinh
học được lắng và tách ra khỏi nước ở bể này, một phàn bùn được tuần hoàn trở lại
bể lựa chọn để làm tăng nồng độ bùn và làm tăng hiệu quả xừ lý sinh học. Phần
còn lại được bơm về bể chứa bùn.
Phần nước đã lắng sau khi xử lý được tập trung về máng hứng chảy vào
hầm bơm để bơm thải ra sông Hồng.
Hiệu quả xứ lý nước thải của hệ thống là tương đối tốt. Theo kết quả quan
trắc thường xuyên của Công ty giấy Bãi Bằng cũng như kết quả phân tích của Bộ
Tài nguyên Môi trường 4/2007 cho thấy hầu hết các thông số được quan trắc đều
đạt ticu chuẩn môi trường loại A (28/30 thông số), chỉ còn 2 thông sổ màu và
COD là đạt loại B. Một số tính chất cùa nước thải trước và sau xử lý được trình
bày ở bảng 1.

16


Bàng ỉ. Một số tỉnh chất nước thải trước và sau xử lý
Lưu íượng
Nguồn nước

COD

BODs

TSS

Màu

(mg/l)

(mg/l)

(mg/l)

(mg PƯI)

pH

(m3/ngày)

Nước thải chưa xử lý

18500

4-10,3

575

163

513

472

Nước thải sau xử lý

18500

6 ,5-8,0

120

18

50

118

6-9

80

30

45

50

TCVN 5945: 2005

1. ỉ. 2.2 Sản phẩm bùn d ư (bìm thải)
Bùn thải được tách ra từ tuyến bùn tuần hoàn và được bơm về bể chứa bùn
dược gọi là bùn sinh học (bùn vi sinh dư thừa). Hàm lượng nước có trong bùn rất
cao, vì vậy được chuyển qua máy ép vắt tách nước để giảm khối lượng của chúng.
Trình tự tách thoát nước được chia 3 bước:
- Thoát nước có điều kiện (bổ sung hóa chất).
- Thoát nước trọng lực.
- Thoát nước bằng tấm gạt và ép vắt.
Trước khi đi vào thiết bị tách nước, bùn được bổ sung các chất polyme có
lác dụng làm tăng cường quá trình đông kết bùn và tăng khả năng tách nước ra
khỏi bùn (tức là làm tăng độ khô của bùn).
Trong hệ thống thoát nước sơ bộ, một phần nước thoát qua lưới [ọc nhờ
tiọng lực. Sau đó bùn được vận chuyển đi vào giữa hai lưới ép, lưới ép đi qua các
lô cp, bàng việc tăng dần áp lực nước thoát ra và độ khô bùn tăng dân.
Bùn sau khi 1'a khỏi máy ép vẳt sẽ được vận chuyển tới sân chứa, sau đó
dược vận chuyển đi thiêu huỷ hoặc đổ bỏ. Khối lượng bùn thải trung bình lên tới
40-50 tấn khô/tháng (tức khoảng 7-9 tấn tươi/ngày).

/. 1,3. Bùn thải và hirớng sử dụng bùn thải
Bùn thải (sludge) là loại vật chất ở dạng bùn được hình thành sau quá trình
phân hủy các chất thải hữu cơ ở các nhà máy xư lý nước thải thường có chưa một
số hóa chất khác nhau, do vậy chúng thường được làm khô rồi đem chôn lấp ở các
bài chôn lấp rác thải (landfills). Do có chứa nhiều xác các sinh vật tham gia trong

quá trình pliân hủy các chất hữu cơ trong nước thải nên loại bùn thải từ hệ thống
17

D T

/

q c í


xìr lý nước thải nói chung và ở nhà máy giấy nói riêng còn được gọi là chất rắn
sinh học (biosolids hay bùn thải sludge). Riêng ờ bang Texas, hàng năm có đến
650 nghìn tấn bùn sinh học khô được đem chôn lấp ở các bãi rác. Điều này gây
làng phí và chi phí khá tốn kém cho việc xây dựng các bãi rác. [2 0 ]

Trong những năm gần đây, việc sử dụng bùn thải từ nhà máy giấy để cải
tạo đất cũng được chú ý nghiên cứu, nó có khả năng bổ sung thêm chất hữu cơ và
một số chất dinh dưỡng khoáng cho cây trồng. Ở Mỹ, hàng năm có tới 5-6 triệu
tấn bùn thải loại này (biosolids) được lấy từ các nhà máy xử lý nước thải nói
chung, trong đó khoảng 60% được sử dụng để bón cho đất ở các trang trại và sân
golf. Giải pháp này được xem là có hiệu quả kinh tế và môi trường tốt hơn nhiều
so với việc đem chôn, lấp ở các bãi rác. Tuy nhiên việc sử dụng bùn thải đem bón
cho đất cúng cần phải xem xét đến hàm lượng các chất độc hại nếu có như thuốc
bào vộ thực vật, các kim loại nặng. Trong trường hợp càn thiết phải tiến hành các
hình thức xử lý sơ bộ trước khi đem bón cho cây trồng nông nghiệp. Một số
nghiên cứu ơ Mỳ cho rằng nếu bón ờ lượng cao 50 tấn/acre sẽ có hại cho cây
trồng. [2 1 ]
Trong khoảng 10 năm qua, các nhà khoa học ở Ontario (Canada) đã thực
hiện các thí nghiệm đánh giá việc sử dụng bùn thải nhà máy giấy (paper sludge)
bòn cho đất nông nghiệp. Các bùn thải này thường không chứa các chất độc hại

nên được xem là nguồn cung cấp hữu cơ và chất dinh dưỡng cho đất. Ket quả các
thí nghiệm trong nhà lưới cũng như ngoài đồng ruộng cho thây bùn thải có tác
dụng làm táng sinh trường và năng suất của nhiều loại cây trồng khác nhau. [ 12 ]

/. 1.4. Bùn thải từ hệ thổiỉg xử Ịỷ nước thải Nhà mảy giẩy Bãi bằng và hưởng
sú dụng của bùn thải
Dựa vào nguồn gốc. thành phần và đặc tính mà bùn thải giấy được xếp vào
loại bùn có sợi (hàm lượng xơ sợi chiếm 40-600/o). Sau quá trình xử lý sinh học,
các chất hữu cơ dỗ bị phân hủy đã được vi sinh vật sử dụng làm nguồn dinh
dưỡng cho tế bào mới tăng sinh khối và lẫn với phần hữu cơ khó phân huy đang bị
pliân huy dở dang thành mùn. Tùy thuộc nguyên liệu ban đẩu nhưng nhìn chung
18


chắt hữu cơ trong bùn hoạt tính thu được thường rất giàu tới 80-85 % tính theo
chất khô (trong đó chủ yếu là sinh khối vi khuẩn gồm cỏ protein, ngoài ra còn có
ỉt gluxit và chất béo), chất mùn có tới 15-20 %. Qua quá trình ép tách nước hàm
lượng chất khô trong bùn thải vào khoảng 17-18% khối lượng bùn ướt.
Khối lượng bùn thải của nhà máy giấy Bãi Bằng trung bình lên tới 1,5 tấn
khô/ngày và có xu hướng tăng dần theo lượng sản phẩm đạt được. Nếu không có
biện pháp xử lý triệt để, khi thải vào môi trường với khối lượng bã bùn lớn sẽ tác
động tiêu cực đến vi sinh vật, làm mất cân bằng sinh thái bởi quá trình lên men,
tiêu hao ôxy trong đất cũng như trong nước của những chất hữu cơ chưa được
phân hủy hoàn toàn sau quá trình xử lý sinh học, đây là một trong những vấn đề
bức xúc của nhà máy.
Hiện nay, có nhiều giải pháp đã và đang được nghiên cứu và áp dụng cho
xử lý bùn thải nói chung và bùn thải giấy nói riêng như trộn với than đốt trong nồi
hơi động lực, làm nhiên liệu cho lò cao ở các nhà máy xi măng, thiêu đốt để thu
nhiệt.., những giải pháp này có ý nghĩa về mặt lâu dài, tuy nhiên cần được tính
toán chặt cliẽ các các thông số phát thải khí nhà kính.

Một trong những giải giáp có khả năng đem lại hiệu quả cao là tận dụng
nguồn chất hữu cơ cỏ trong bùn thải để cải tạo đất, sản xuất phân bón nông nghiệp
và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Các vật liệu hữu cơ từ bùn thải khi bón vào đất
với hàm lượng thích hợp sẽ có tác động tích cực tới:
- Tính chất vật lý của đất
+ Tăng khả năng giữ nước
+- Chuyển đẩt sang màu nâu, giúp tăng nhiệt độ trong đất
+ Kích thích quá trình tạo hạt
- Tính chất hóa học của đất
+ Tăng khả năng hấp thụ và trao đổi ion dương
+ Liên kết N, p, s ngăn ngừa rửa trôi các thành phần này
- Tính chất sinh học của đất
+ Tăng khối lượng và hoạt động trao đổi chất của các vi sinh vật
+ Tăng các hoạt động của vi sinh vật trong phân huy hữu cơ.
19


CaCƠ 3 là chất có trong hạt xơ sợi xenlulo có tác dụng tăng pH cùa đất.
Vì vậy, nghiên cứu khả năng sử dụng bùn thải như nguồn phân bón để cải
tạo đất, nâng cao năng suất cây trồng là rất cần thiết trước nhu cầu phân bón đang
trở nên lớn về lượng, đa dạng về loại.

1.2. Chất hữu cơ trong đất

1.2. L Nguồn gốc chất hữu cơ của đất
Nguồn gốc chất hữu cơ trong đất và trên bề mặt là các xác thực vật, động
vật. vi sinh vật. Dưới tác động của vi sinh vật, các xác hữu cơ bị phân giải ở mức
độ khác nhau. Người ta phân các xác hữu cơ trong đất như sau: Đường, axit hữu
cơ, các amino axit dễ bị phân giải và có khả năng hòa tan trong nước (5-15%);
Mỡ, nhựa, sáp, các chất ran không tan trong nước, chỉ hòa tan trong este, benzen,

rượu và các vi siiih vật khó phân giải chủng (5-20%); Xenlulo, hemixelulo, pectin
chỉ bị phân giải dưới tác động của vi sinh vật (30%) và Protein là chất hữu cơ dễ
bị phân giải (5-8%).
Trong đất rừng, nguồn chất hữu cơ lớn, xác thực vật được tích lũy trên mặt
đẩt hình thành thảm mục rừng. Ở đất không có rừ ng (thảo nguyên, đồng cỏ, đất
trồng trọ t...) thì rễ thực vật là nguồn cung cấp chất hữu cơ chủ yểu cho đất.
/.2.2. Hàm lượng và thành phần chất hữu cơ của đất
ỉ. 2.2.1. Hàm lưọng chất hữu cơ của đất
Hàm lượng chất hữu cơ của đất phụ thuộc vào 5 yểu tố của quá trình hinh
thành đất là khí hậu, thực vật, đá mẹ, địa hình và thời gian. Các yểu tố này sẽ xác
định núrc độ cân bằng của chất mùn dất sau một khoảng thời gian nào đó. Chúng
luôn thay đổi và phụ thuộc vào từng loại đất khác nhau, hình thành mức độ cân
bang khác nhau cùa chất mùn đặc trưng cho từng loại đất. [2 ]
Ngoài ra các quá trinh sản xuất nông nghiệp cũng ảnh hưởng đến hàm
lượng chất hữu cơ của đất. Khi đất mới đưa vào trồng trọt, chẩt hữu cơ thường
giảm khá nhanh, nguyên nhân chính là giảm lượng xác hữu cơ cung cấp cho đất.
Quá trình tưới nước làm luân chuyển giữa khô và ướt cũng có tác dụng làm tăng
quá trình hô hấp cùa sinh vật và làm giảm hàm lượng chất hữu cơ trong đất.
1.2.2.2. Thành phần chất hừit cơ cùa đất
20


Tất cả các chất hữu cơ của đất được chia làm hai nhóm chính là chất mùn
điển hình và chất mùn không điển hình.
* Chổi mùn không điển hình: Chất mùn không điển hình hay chất mùn
không đặc trưng bao gồm các xác động thực vật chưa bị phân giải hoàn toàn,
trong chúng còn giữ iại từng phần cấu trúc của tế bào (thực vật, động vật), các cơ
lliể vi sinh vật, các hợp chất hữu cơ khác nhau có nguồn gốc từ xác động thực vật
và Irong các sản phẩm phân giải của chúng như các hợp chất đường, hydrocacbon,
axit luru cơ, rượu, este, aldehyt, nhựa, các hợp chất chứa nitơ.

Nhóm các chất mùn không điển hình chiếm số lượng không lớn (10-20%
chất hữu cơ tổng số trong đất) nhưng đóng vai trò quan trọng trong quá trình
phong hóa hình thành đất cũng như đối với đời sống thực vật. Chúng là nguồn
cung cấp cacbon và thức ăn cho thực vật, đồng thời có chứa các chất có hoạt tính
sinh học cao, có khả năng ức chế, kích thích sinh trưởng, chất kháng sinh.
* Nhóm chẳí mùn điển hình
Chất mùn điển hình là những chất hữu cơ cao phân tử, chiếm 80-90% chất
lũru cơ trong đất, bao gồm bitum, các axit mùn (axit humic, ulmic, fulvic) liumin
và ulmin.
Trong đất các chất mùn có thể tồn tại ở dạng tự do hay kết hợp. Dạng tự do
chiếm số lượng nhỏ hơn, phần lớn chất mùn tồn tại ở dạng liên kết với phần
khoáng cùa đất.
Thành phần và số lượng chất hữu cơ của đất rất biến động, v ề số lượng các
chất hữu cơ biến động lớn Ìihất là các cơ thể vi sinh vật, sau đó là rễ thực vật, các
chất mùn ít biến động hơn.

1.2.3. Vai trò của chất hữu cơ trong đất
1.2.3. ỉ. S ự íham gia của chất hữu cơ trong quả trình phong hóa và tạo thành đất
Viliams cho rằng cơ sở của quá trình hình thành đất là sự tổng hợp và phân
giải chất hữu cơ. Vi sinh vật là đội quân tiên phong tham gia trong các quá trình
chuyển hóa các hợp chat sẳt, lun huỳnh, canxi, silic, photpho...
Viernaski nhấn mạnh vai trò cùa các cơ thể sống và cho rằng cơ thể sống là
nlìân tố tác động mạnh mẽ nhất đến đá và khoáng vật. Trên bề mặt quả đất không


có một nhân tố hóa học nào tác động mạnh mẽ, bền vững, liên tục và đem lại
nhừng kết quả vĩ đại như những cơ thể sống.
Sự tác động của cơ thể sống thể hiện trước hết ở khả năng hòa tan các chất
như canxit (CaCƠ 3), manhezit (M gC 03), đolomit, các muối phốt phát... do các
sàn phẩm tiết từ c a thể chúng như CO 2, H C 0 3\ các axit hữu cơ khác nhau.

Các axit mùn tham gia tích cực vào quá trình phong hóa đá và khoáng vật
vì chúng có đặc tính hình thành các chất chelat làm tăng khả năng hòa tan các
khoáng vật. Các axit humic, crenoic, apocrenic phân giải chủ yếu khoáng vật
nhỏm silicat và aluminosilicat tạo thành các axitsilisic.
ì. 2.3.2. Vai trỏ của chất hữu cơ trong việc tạo thành phau diện và cẩu trúc đất
Phẫu diện đất được tạo thành do kết quả của sự biến đổi và di chuyển vật
chất theo chiều thẳng đứng, trong đó chất hữu cơ đóng vai trò đặc biệt quan trọng
thể hiện qua việc thúc đẩy và hạn chế quá trình di chuyển các chất trong đất.
Đối với cấu trúc đất, bên cạnh các chất mùn điển hình làm tăng độ bền và
lăng khả năng tạo cấu trúc đất thì các cơ thể vi sinh vật với các dịch tiết cũng có
lác dộng đến cấu trúc đất.
Calla (1945), Martin (1945) cho rằng các niêm dịch, chất nhờn của vi
khuẩn (pseudomonas) có tác dụng lớn trong việc kết gắn tạo ra độ bền cấu trúc.
Hàm lượng chất hữu cơ và độ bền cấu trúc liên quan rất chặt chẽ với nhau.
Hằng năm bổ sung xác hữu cơ thực vật đã duy trì hiệu quả độ bền cấu trúc. Ở đất
không cacbonat chứa hàm lượng mùn thấp hơn 3,40/0 thì cấu trúc đất sẽ bị suy
giảm nhanh hơn nhiều so với đất đó chứa 4,3% mùn. Strutt (1996) cho răng chất
hữu cơ nhỏ hơn 3% thì không thích hợp sản xuất lâu dài cây có hạt vì độ bền cấu
trúc sẽ suy giảm nhanh.
['rong đất thường xảy ra quá trình suy thoái chất hữu cơ nhanh hơn quá
Irình tích lũy chúng vì chỉ khoảng 1/3 xác thực vật chuyển hóa thành mùn.
1.2.3.3. Chat hữu cơ và dinh dỉcõng cây (rồng
Hàng năm thực vật trên Trái đất sử dụng khoảng 20 tý tấn cacbon hoặc 80
t> tan C 0 2 cho quá trình quang hợp. Tuy lượng dự trữ C 0 2 trong khí quyển là rất
22


lớn (0,03% ). ước tính khoảng 21 tỷ tấn nhưng số lượng này cũng chỉ đù cung cấp
cho quá trình quang hợp cho cây xanh khoảng vài chục năm.
Hàm lượng C 0 2 trong khí quyển tương đổi ổn định trong suốt thời gian qua

lả do có nguồn cung cấp thường xuyên từ quá trình hô hấp của vi sinh vật cũng
như quá trình phân giải hữu cơ và nhiều quá trình khác.
Bên cạnh việc cung cấp CO 2, chất hữu cơ trong đất còn là nguồn dự trữ và
cung cấp các chất dinh dưỡng quan trọng cho thực vật. Axit mùn có thể xâm nhập
trực tiếp vào thực vật như là nguồn thức ăn, đồng thời axit humic và muối của nó
với nguyên tố vi lượng cũng được coi là chất kích thích sinh trưởng đối với cây
trồng.
Tlico Kononova (1956), Oplov (1974) thì 30-60% đạm của axit humic
được tách ra từ quá trình thủy phân chất mùn. Một số tác giả cho rằng phổt pho
hữu c a cùa đất chủ yểu có trong thành phần chất mùn. Phốt pho hữu cơ chứa
nhiều ở hợp chất phitin (30-80%), axit nucleic khoảng 10%.
Theo M usierrovich (1968) ngoài 2 nguyên tổ cơ bản đối với dinh dưỡng
thực vật là nitơ và phổt pho, chất mùn còn cung cấp nhiều nguyên tố dinh dưỡng
quan Irọng khác kể cả nguyên tố vi lượng (bảng 2 ).
Bủng 2. Hàm lượng ỉrung bình các nguyên tổ cùa chất mùn và thực vậí (%)
N guyên tô

Thực vật không thuộc họ dậu

Chât mùn của đât

c

45,0

58.0

H

6,5

4-5

0

42.0

28,0

N

1,5

1,5-7

Tro

5,0

2-8

Ngoài ra chất mùn còn được xem như là một chất có tác dụng kích thích
sinh trưởng và làm tâng tính thẩm thấu của màng tế bào thực vật. Theo Flaig
(1958) nếu bón dung dịch axit humic (0,00l 0/o) cho cây trồng trên cát hoặc trong
mrớc có khả năng làm cho bộ rễ của cây tăng lên rõ rệt.
23