Bộ môn: Địa chất môi trường - Chương 3: đất và môi trường

Click to edit Master title style Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level 2/27/2012 ‹#› TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊNKhoa Môi Trường Bộ môn: Địa chất môi trường Chương 3: ĐẤT VÀ MÔI TRƯỜNG GVHD: PGS. TS. Hà Quang hải Thực hiện: Nhóm 09KMT Danh sách nhóm 09KMT 1. Nguyễn Thùy Dung 0917039 2. Nguyễn ĐăngHiền 0917099 3. Lê Thị Khởi 0917147 4. Huỳnh VănNinh 0917237 5. Lê Thị Phương 0917252 6. Nguyễn Thị Ngọc Phương 0917255 7. Lê Dương Sang 0917278 8. Nguyễn Thị Thoa 0917321 9.Trịnh Thùy Vân 0917402 Đất là nhân tố môitrường hết sức quantrọng, có Đất là nhân tố môitrường hết sức quan trọng, có vai trò ý nghĩa lớn đối với cuộc sống của con người. ng hết sức quantrọng, có vai trò ý nghĩalớn đối với cuộc sốngcủa con người. đối với cuộc sốngcủa con người. Hiện nay, nguồn tài nguyên đất ngày càng bị con người lạm dụng nên ngày càng trở nên cạn kiệt và suy thoái.  Nội dung I. Giới thiệu II. Sự hình thành của đất III. Các chức năng chính của đất IV. Đặc điểm hình thái học của đất V. Độ phì nhiêu (soil fertility) VI. Nước trong đất VII. Phân loại đất VIII. Đặc tính cơ học của đất IX. Cạn kiệt và suy thoái tài nguyên đất X. Sử dụng đất và vấn đề môi trường của đất XI. Ô nhiễm đất XII. Hoang mạc hóa XIII. Khảo sát đất và quy hoạch sử dụng đất I. Giới thiệu 1 ) Một số định nghĩa: Các nhà khoa học đất: Đất là vật liệu rắn của trái đất, chịu ảnh hưởng của các quá trình lí học, hoá học, sinh học, là nguồn sinh sống của cây xanh. Các nhà kỹ thuật: đất là vật liệu rắn của trái đất có thể dịch chuyển mà không cần cho nổ tung (soil is any solid earth material that can be removed without blasting). Cả hai định nghĩa trên đều quan trọng trong đia chất môi trường. Các nhà địa chất phải hiểu không chỉ về các định nghĩa khác nhau mà cả quan điểm khác nhau của các nhà nghiên cứu trong các lĩnh vực khác nhau quan tâm đến quá trình tạo thành đất và vai trò của đất liên quan đến vấn đề môi trường. II) Sự hình thành đất Quá trình hình thành Các chức năng chính của đất Hình thái phẫu diện  phong hóa phân hủy   Quá trình hình thành Yếu tố môi trường Đất Xác sinh vật Sông, biển gió đá bồi lắng phù sa Quá trình hình thành đất từ đá xảy ra 2 quá trình: phong hóa hình thành đất III) Các chức năng chính của đất Môi trường để các loại cây trồng sinh trưởng và phát triển Địa bàn cho các quá trình biến đổi và phânhủy các phế thải hữu cơ và chất khoáng Nơi cư trú cho các động vật đất Địa bàn cho các công trình xây dựng Địa bàn để lọc nước và cung cấp nước    IV) Đặc điểm hình thái học của đất Phẫu diện đất Cấu trúc của đất Sa cấu đất Màu đất Phát triển phẫu diện tương đối Thành phần của đất Niên đại đất 1) Phẫu diện đất Là mặt cắt thẳng đứng từ bề mặt đất xuống tầng đá mẹ, là hình thái biểu hiện bên ngoài phản ánh quá trình hình thành, phát triển và tính chất của đất 0 :tích tụ chất hữu cơ trên mặt A:Tích lũy mùn E:Tầng rửa trôi B:tầng tích tụ C:Chứa vật liệu gốc R: Tầng đá móng 2)Màu đất: Phản ánh các tính chất của đất - Phụ thuộc vào hàm lượng mùn, thành phần khoáng học và hóa học của đất. -3 nhóm hợp chất ảnh hưởng tới màu của đất: Chất mùn (đen) Chất chứa sắt (đỏ) Oxytsilic, canxicacbonat, canxisunfat (trắng)         Tầng O, A:Có xu hướng màu đen do chứa nhiều hợp chất hữu cơ Tầng E:có màu trắng do rữa lũy oxit sắt và nhôm Tâng B: biểu lộ sự khác nhau đáng kể nhất về màu sắc, biến đổi từ vàng/ nâu đến đỏ thẫm, phụ thuộc vào sự hiện diện của các khoáng sét và các oxit sắt Tầng Bk: có thể có màu sáng do chứa cacbonat, đôi khi có màu đỏ do chưa oxit sắt Tầng K: Nếu thực sự phát triển nó có màu gần như trắng do chứa nhiều cacbonat canxi màu của đất là chỉ số quan trọng để biết được đất bị rửa trôi tốt như thế nào ? + Đất bị rửa trôi tốt là những điều kiện thông khí tốt( điều kiện oxi hóa) và săt oxi hóa ra màu đỏ + Đất bị rửa trôi kém là đất ẩm ướt, sắt ít bị oxi hóa 3) Sa cấu đất Sa cấu đất phụ thuộc vào tỷ lệ tương đối của ba cấp hạt : cát, thịt, sét Sét có đường kính <0.004mm Thịt có đường kính từ 0.004 đến 0.74mm. Cát có đường kính từ 0.74 đến 2.0mm Vật liệu có đường kính lớn hơn 2.0mm là cuội, sỏi Tảng phụ thuộc vào kích thước hạt (Chú ý: ở đây kích thước hạt là sự phân loại cho công trình và khác với sự phân loại đất của Bộ Nông nghiệp ở Mỹ). Sa cấu đất thường được nhận dạng ở ngoài trời bằng việc ước lượng, rồi xác định lại trong phòng thí nghiệm. 4) Cấu trúc đất Cấu trúc đất : là sự sắp xếp hoặc tập hợp các hạt đất khác nhau, các hạt được kết dính với nhau nhờ các keo sét và hữu cơ là một công cụ chuẩn đoán quan trọng để nghiên cứu sự hình thành và tuổi tương đối của các tầng đất. ví dụ : cấu trúc hạt rất rõ trong tầng A , trong khi đó cấu trúc khối và lăng trụ(prismatic) thường thấy trong tầng B. 5) Thành phần đất: - Thành phần rắn: chiếm 50% thể tích đất, gồm tất cả các vật liệu vô cơ (khoáng sét) và hữu cơ (mùn). -Thành phần lỏng: chiếm 25% thể tích, gồm nước trong đất hoặc dung dịch đất. -Thành phần khí:  có các loại khí chủ yếu như : CO2 N2 H2 S , CH4 6)Phát triển phẫu diện tương đối các nhà địa chất môi trường không thể mô tả chi tiết đất và phân tích các dữ liệu của đất. Tuy nhiên, thừa nhận sự khác nhau về đất kém phát tiển, trung bình và tốt là rất quan trọng cho các nhà địa chất Sự phát triển đất tương đối có lợi cho việc đánh giá sơ bộ các tính chất đất và giúp cho việc xác định các ý kiến của các nhà khoa học đất trong các đề án cụ thể. Phẫu diện của đất phát triển yếu được đặc trưng bởi tầng A trực tiếp trên tầng C (không có tầng B ). Tầng C có thể bị oxy hóa. Đất như vậy chỉ có tuổi khoảng vài trăm năm, nhưng cũng có thể vài ngàn năm. Phẫu diện đất phát triển trung bình có thể bao gồm tầng A, tầng argillic Bt trên tầng C. Tầng carbonate Bk có thể hiện diện nhưng không được xem là đất phát triển vừa. Các đất này có tầng B với những biến đổi di chuyển, sa cấu phát triển tốt hơn và màu đỏ hơn đất phát triển yếu. Đất phát triển vừa có tuổi it nhất là Pleistocen (hơn 10 000 năm). Đất phát triển tốt đặc trưng bởi màu đỏ hơn ở tầng B và có cấu trúc phức tạp hơn. Tầng K có thể hiện diện nhưng không được xem là đất phát triển tốt. Đất phát triển tốt có tuổi thay đổi lớn từ 40 000 năm đến vài trăm ngàn năm. 7) Niên đại đất Niên đại đất là loại đất được sắp xếp từ trẻ nhất đến già nhất trên cơ sở phẫu diện tương đối Vai trò: có giá trị trong việc đánh giá tai biến quạt bồi tích phù sa dọc theo đứt gẫy San Adreas ở đồi Indo phía nam California V.Độ phì nhiêu (soil fertility): Độ phì đất là khả năng cung cấp chất dinh dưỡng dưới những dạng mà cây xanh có thể sử dụng được Vd: Các chất dinh dưỡng cho đất( nito, phospho và kali) Độ ẩm thích hợp Nhiệt độ thích hợp Chế độ không khí thích hợp cho hô hấp của thực vật Không có chất độc Không có cỏ dại,đất tơi xốp đảm bảo cho hệ rễ phát triển VI. Nước trong đất Đất bão hoà nươc Đất không bão hòa nước Nước trong đất Lượng nước trong đất gọi độ ẩm VII. Phân loại đất Có hai hệ thống phân loại : Phân loại đất được các nhà khoa học đất sử dụng Phân loại công trình mà các nhóm đất được đặc trưng bởi kiểu vật liệu và các tính chất công trình. Nguyên tắc phân loại đất ( soil taxonomy) Phân loại đất có tính hệ thống:phân loại này là hệ thống cấp bậc sáu phần:loại (order), loại phụ (suborder), nhóm (great groups), nhóm phụ (subgroups), chủng (familier), loạt (series). phân loại đất theo thành phần cơ giới Có 3 loại: đất thô, đất mịn và đất giàu hữu cơ VIII. Đặc tính cơ học của đất ĐFDFSS Tính dẻo Độ bền Tính liên kết Tính ma sát Độ nhạy Khả năng chịu nén Khả năng bị ăn mòn Độ thấm Sự bào mòn Tính trương co Khả năng dễ đào xới ĐẶC TÍNH CƠ HỌC CỦA ĐẤT 1.  Tốc độ xói mòn đất thể tích, khối lượng, hoặc trọng lượng của đất bị xói mòn từ một vị trí trong một thời gian và khu vực cụ thể (ví dụ, kg/năm/ha) thay đổi các thành phần cơ giới của đất, sử dụng đất, địa hình và khí hậu. Phương trình tính tỷ lệ xói mòn (USLE) A = RKLSCP A: lượng đất bị xói mòn (tấn/ha/năm)R: hệ số dòng chảy nước mưa gây xói mònK: hệ số tính xói mòn đấtL: hệ số chiều dài sườn dốcS: hệ số độ dốc mặt đất (hệ số Gradient mặt đất)C: hệ số che phủ đấtP: hệ số biện pháp chống xói mòn IV. Cạn kiệt và suy thoái tài nguyên đất 2. Ô nhiễm do trầm tích Vật liệu trầm tích có thể là chất ô nhiễm lớn nhất cho chúng ta.Trong nhiều khu vực, ô nhiễm trầm tích làm tắc nghẽn dòng chảy, lấp đầy các hồ, bồn chứa nước, hố đào kênh cảng, chôn vùi thực vật và nói chung tạo ra sự khó khăn cho việc di chuyển X. Sử dụng đất và vấn đề môi trường của đất Các hoạt động nhân sinh tác động tới nước bằng hoạt động đến kiểu, lượng và cường độ của dòng tràn xói mòn và trầm tích. Quan trọng nhất của hoạt động dân sinh này là việc chuyển đổi các khu vực tự nhiên thành sử dụng đất khác nhau và những tác động lên tầng nước mặt chúng ta. 1. Đô thị hóa Sự chuyển đổi đất nông nghiệp, đất rừng, đất nông thôn thành đất đô thị hóa gây ra những biến đổi sâu sắc Quá trình đô thị hóa ảnh hưởng trực tiếp lên đất theo các cách sau: Đất có thể bị phân nhỏ hoặc mất đi. Một số loại đất dễ bị xáo trộn, chúng có thể có sức bền thấp hơn khi được đắp lại. Các vật liệu có thể bị lấy đi để san lấp mặt bằng xây dựng dẫn tới sự khác biệt rất nhiều về tính chất cơ lý so với đất trước đây. Việc hút và bơm đất để di chuyển nước gây ra sự làm khô và thay đổi tính chất của đất. Đất ở khu vực đô thị nhạy cảm với ô nhiễm đất do cố ý hoặc không cố ý đưa một lượng hóa chất vào đất. Điều này đặc biệt quan trọng nếu các hóa chất độc hại được sử dụng. 2. Phương tiện đi lại Đô thị hóa không chỉ sử dụng đất gây nên xói mòn mà còn làm gia tăng những biến đổi thủy văn. Trong những năm gần đây, sự các phương tiện giao thông ngày càng phổ biến, cùng với nhu cầu đất cho các khu vực giải trí đã dẫn đến những vấn đề môi trường nghiêm trọng. Các phạm vi quan tâm môi trường chủ yếu là xói mòn đất, những biến đổi thủy văn, sự phá hủy động thực vật. Xe cộ gây xói mòn cơ học trực tiếp tạo điều kiện cho xâm thực gió và nước tác dụng lên vật liệu bở rời. Người ta đang có ý tưởng về việc sử dụng ngựa để đi tới một số địa điểm như công viên, các khu vực hoang dã....nơi mà ngữa gây xói mòn ít hơn xe đạp. XI. Ô nhiễm đất Ô nhiễm đất xuất hiện khi các vật liệu gây hại cho con người và những sinh vật được đưa vào đất. Nhiều vật liệu gồm hóa chất và kim loại nặng, các hạt sét trong đất có khả năng hút và giữu các chất gây ô nhiễm. Đất có thể chứa các sinh vật phân hủy các chất gây ô nhiễm nào đó thành các vật liệu ít hại hơn. Các vấn đề phát sinh khi đất sử dụng đã bị các chất thải làm ô nhiễm, hoặc bị phát hiện ô nhiễm từ trước. Những quan tâm đặc biệt là xây dựng nhà và các công trình khác như trường học trên đất bị ô nhiễm.  Nên thêm các hệ thống giám sát các bể chứa để có thể phát hiện sớm sự rò rỉ, tránh thiệt hại trầm trọng về môi trường. XII.Hoang mạc hóa Hoang mạc hóa là sự chuyển đổi đất từ trạng thái sản xuất nào đó thành đất tương tự như ở hoang mạc. Nguyên nhân: do biến đổi khí hậu và hoạt động của con người. Do nhận thức và hiểu biết còn kém ⇒lạm dụng và khai thác tài nguyên đất khônghợp lý  ⇒ đất bị thoái hóa,xói mòn, hoang mạc hóa ⇒đất mất đi tính năng sản xuất, bạc màu vànghèo chất dinh dưỡng XIII. Khảo sát đất và quy hoạch sử dụng đất Khảo sát đất bao gồm mô tả đất, lập bản đồ đất biểu thị phạm vi đất theo chiều ngang và đứng của đất, xác định kích thước hạt, độ ẩm, khả năng co rút - trương nở và sức bền. Mục đích : cung cấp thông tin cần thiết để nhận dạng các khu vự có vấn đề tiềm ẩn trước khi xây dựng. Chỉ có những đất có tác động không đáng kể đến kế hoạch sử dụng hoặc có những hạn chế thì dễ dàng khắc phục. Mức độ: Những đất có hạn chế vừa phải từ những tác động bởi đặc tính của đất, những hạn chế đó có thể khắc phục cho phù hợp với kế hoạch, chuẩn bị cẩn thận, cấu trúc tốt. Tài liệu tham khảo Environmental geology, EDWARD A. KELLER, 1996. Nguyễn Trường Ngân, Giáo trình Cơ sở Môi Trường Đất CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ THEO DÕI