Nghiên cứu ảnh hưởng của mưa axit đến sự sinh trưởng và phát triển của cây đậu tương glycine max (l ) merr ở tỉnh hòa bình

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --- Lê Tuấn Sỹ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MƯA AXIT ĐẾN SỰ SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÂY ĐẬU TƯƠNG Glycine Max L... ĐẠI HỌC

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Lê Tuấn Sỹ

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MƯA AXIT ĐẾN SỰ SINH TRƯỞNG

VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÂY ĐẬU TƯƠNG Glycine Max (L.) Merr.

Ở TỈNH HÒA BÌNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2017

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Lê Tuấn Sỹ

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MƯA AXIT ĐẾN SỰ SINH TRƯỞNG

VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÂY ĐẬU TƯƠNG Glycine Max (L.) Merr.

Ở TỈNH HÒA BÌNH

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

Mã số: 60440301

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS PHẠM THỊ THU HÀ

Hà Nội – Năm 2017

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành khóa luận này, em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình tới TS Phạm Thị Thu Hà – Giảng viên Bộ môn Sinh Thái Môi Trường, khoa Môi trường, trường Đại học Khoa Học Tự nhiên, ĐHQGHN Cô đã hướng dẫn, chỉ bảo tận tình và giúp đỡ em trong suốt thời gian làm luận văn

Em xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô trong khoa Môi Trường và đặc biệt các thầy cô trong Bộ môn Sinh Thái Môi Trường – Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên – Đại học Quốc Gia Hà Nội đã dẫn dắt, truyền thụ cho em những kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong quá trình học tập tại trường

Đồng thời em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới bạn Đỗ Thị Ngọc Ánh – Trường Đại học Nông lâm Bắc Giang; gia đình cô Quế - chú Đông tại thị trấn Hàng Trạm, Yên Thủy, Hòa Bình đã giúp đỡ em rất nhiều trong suốt quá trình bố trí thí nghiệm Em xin cảm ơn các anh chị trong Bộ môn Thổ nhưỡng và Môi trường đất - Khoa Môi trường - Trường ĐHKHTN, các cán bộ công tác tại Uỷ ban nhân dân tỉnh Hòa Bình, Chi Cục BVMT - Sở Tài nguyên và Môi trưởng Tỉnh, Sở Nông nghiệp

và Phát triển nông thôn Tỉnh cùng các Phòng Tài nguyên và Môi trường tại huyện Yên Thủy, Phòng Nông nghiệp huyện Yên Thủy đã nhiệt tình cung cấp các tài liệu

và số liệu có liên quan tới vấn đề nghiên cứu để em có thể hoàn thành luận văn này Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đã luôn ủng hộ, động viên, giúp đỡ em trong suốt thời gian qua, đặc biệt trong thời gian làm luận văn

Em xin chân thành cảm ơn

Hà Nội, ngày tháng năm 2017

Học viên

Lê Tuấn Sỹ

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I 4

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 Một số vấn đề chung liên quan đến mưa axit 4

1.1.1 Khái niệm mưa axit 4

1.1.2 Nguyên nhân, nguồn gốc và cơ chế gây ra mưa axit 5

1.1.3 Tác hại của mưa axit 6

1.2 Tình hình mưa axit trên Thế giới và ở Việt Nam 12

1.2.1 Tình hình mưa axit trên Thế giới 12

1.2.2 Tình hình mưa axit ở Việt Nam 13

1.3 Một số nghiên cứu ảnh hưởng của mưa axit tới cây trồng trên Thế giới và ở Việt Nam 16

1.3.1 Một số nghiên cứu ảnh hưởng của mưa axit tới cây trồng trên Thế giới 16

1.3.2 Một số nghiên cứu ảnh hưởng của mưa axit tới cây trồng ở Việt Nam 17

1.3.3 Một số nghiên cứu ảnh hưởng của mưa axit đến cây đậu tương 18

1.4 Tình hình sản xuất đậu tương trên thế giới và ở Việt Nam 19

1.4.1.Tình hình sản xuât đậu tương trên thế giới 19

1.4.2 Tình hình sản xuất đậu tương ở Việt Nam 24

1.5 Tổng quan khu vực nghiên cứu 26

1.5.1 Tổng quan về tỉnh Hòa Bình 26

1.5.2 Tổng quan về Huyện Yên Thủy – Tỉnh Hòa Bình 29

1.5.3 Hiện trạng môi trường tỉnh Hòa Bình 31

CHƯƠNG 2 32

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32

2.1 Đối tượng nghiên cứu 32

2.2 Phương pháp nghiên cứu 32

2.2.1 Phương pháp thu thập, tổng hợp và phân tích số liệu, tài liệu thứ cấp 32

2.2.2 Phương pháp khảo sát thực địa 32

2.2.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm 32

2.2.4 Phương pháp trong phòng thí nghiệm 38

2.2.5 Phương pháp tổng hợp đánh giá 39

CHƯƠNG 3 41

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 41

3.1 Kết quả phân tích đất tại khu vực thí nghiệm 41

3.2 Các giai đoạn sinh trưởng và thời gian sinh trưởng của cây đậu tương qua các công thức thí nghiệm 41

3.3 Ảnh hưởng của mưa axit tới các chỉ tiêu sinh trưởng của cây đậu tương tại huyện Yên Thủy, tỉnh Hòa Bình 42

3.3.1 Tỉ lệ nảy mầm 43

3.3.2 Chiều dài thân cây: 45

3.3.3 Chiều dài rễ: 48

3.3.4 Số cành cấp 1/cây: 50

3.4 Ảnh hưởng của mưa axit đến chỉ số diện tích lá qua các thời kỳ sinh trưởng và phát triển của cây đậu tương (LAI) 52

3.5 Ảnh hưởng của mưa axit đến chỉ số diệp lục qua các thời kỳ sinh trưởng và phát triển của cây đậu tương 57

3.6 Ảnh hưởng của mưa axit đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của cây đậu tương 60

3.6.1 Tổng số quả/ cây 61

3.6.2 Tỷ lệ quả chắc, tỷ lệ quả 1 hạt, 3 hạt trên cây 61

3.6.3 Khối lượng 1000 hạt 61

3.6.4 Năng suất 62

3.7 Một số giải pháp hạn chế sự ảnh hưởng của mưa axit tới cây đậu tương nói riêng và hệ sinh thái nông nghiệp nói chung 64

3.7.1 Giải pháp hạn chế sự phát thải các chất khí gây mưa axit 64

3.7.2 Tác động vào một số chỉ tiêu nông học của cây 65

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 68

Kết luận 68

Kiến nghị 69

TÀI LIỆU THAM KHẢO 70

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Một cánh rừng thông ở Cezch bị phá hủy bởi mưa axit 8

Hình 1.2 Sự biến mất của động vật thân mềm và con trai khi độ pH giảm 10

Hình 1.3 Các công trình, di tích lịch sử bị mưa axit ăn mòn 10

Hình 1.4 Đồ thị biểu diễn diện tích, năng suất, sản lượng đậu tương trên thế giới 20 Hình 1.5 Sản lượng đậu tương của 5 nước đứng đầu thế giới 21

Hình 3.1 Ảnh hưởng của mưa axit đến tỉ lệ nảy mầm của cây đậu tương 44

Hình 3.2 Chiều dài thân cây đậu tương qua các giai đoạn phát triển 46

Hình 3.3 Ảnh hưởng của mưa axit đến chiều dài rễ của cây đậu tương 49

Hình 3.4 Ảnh hưởng của mưa axit đến số nhánh của cây đậu tương 51

Hình 3.5a Ảnh hưởng của mưa axit đến chỉ số diện tích lá của cây đậu tương 54

Hình 3.5b Tương quan giữa chỉ số diện tích lá và thành tố pH qua các giai đoạn 54

Hình 3.6a Ảnh hưởng của mưa axit lên chỉ số SPAD của cây đậu tương 54

Hình 3.6b Tương quan giữa chỉ số SPAD và thành tố pH qua các giai đoạn 58

Hình 3.7 Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của cây đậu tương 63

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Diện tích, năng suất và sản lượng đậu tương ở trên thế giới từ năm 2005

đến năm 2014 20

Bảng 1.2 Diện tích, năng suất và sản lượng đậu tương ở Mỹ (từ năm 2005 đến năm 2014) 21

Bảng 1.3 Diện tích, năng suất và sản lượng đậu tương ở một số nước và Châu lục23 Bảng 1.4 Sản lượng đậu tương của Việt Nam giai đoạn 2003 – 2007 25

Bảng 2.1 Dụng cụ thí nghiệm 33

Bảng 2.2 Lượng phân bón phục vụ thí nghiệm 34

Bảng 2.3 Các công thức thí nghiệm 36

Bảng 2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 36

Bảng 3.1 Tỉ lệ nảy mầm của cây đậu tương qua các công thức thí nghiệm 44

Bảng 3.2 Chiều cao thân TB của cây đậu tương qua các giai đoạn 45

Bảng 3.3 Chiều dài rễ TB của cây đậu tương qua các giai đoạn 48

Bảng 3.4 Số cành cấp 1 TB của cây đậu tương qua các giai đoạn 51

Bảng 3.5 Chỉ số diện tích lá TB của cây đậu tương 53

Bảng 3.6 Chỉ số SPAD qua các giai đoạn của cây đậu tương 57

Bảng 3.7 Các yếu tố cấu thành năng suất của các công thức thí nghiệm 60

Bảng 3.8 Năng suất của cây đậu tương qua các công thức thí nghiệm 62

Bảng 3.9 Năng suất đậu tương qua các năm của huyện Yên Thủy 63

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

CTTN: Công thức thí nghiệm

EANET: Acid Deposition Monitoring Network in East Asia

(Mạng lưới giám sát lắng đọng axit ở Đông Nam Á) ECE: United Nations Economic Commission for Europe

FAO: Food and Agriculture Organization of the United Nations

(Tổ chức lương thực và nông nghiệp Liên Hiệp Quốc) KCN: Khu công nghiệp

KTXH: Kinh tế xã hội

NN&PTNT: Nông nghiệp và phát triển nông thôn

USDA: United States Department of Agriculture

(Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ)

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay, mưa axit đang trở thành vấn đề toàn cầu do ảnh hưởng tới nhiều dạng sống trên Trái Đất Vào năm 2000, nghiên cứu của Miller.N, nhà khoa học người Mỹ, đã cho thấy có nhiều loài thực vật và động vật đang có nguy cơ bị suy giảm số lượng nghiêm trọng do tác động của mưa axit [32]

Mưa axit là một hiện tượng đã xảy ra ở nhiều nơi trên thế giới, nguyên nhân chủ yếu là do trong các hoạt động sản xuất và sinh hoạt của mình con người đã thải vào khí quyển các khí SO2 và NOx, các chất khí này hoà tan với hơi nước trong không trung thành các hạt axit sunphuric, axit nitric, Khi trời mưa, nước mưa mang theo những hạt axit kể trên tạo thành mưa axit Trận mưa axit đầu tiên đã xuất hiện từ rất lâu trên Trái Đất (khoảng 65 triệu năm trước) Từ đó đến nay, mưa axit

đã gây ra những hậu quả hết sức nghiêm trọng cho hành tinh của chúng ta và mưa axit đang trở thành vấn đề toàn cầu do ảnh hưởng rất lớn đến sự sống trên Trái Đất Hiện tượng mưa axit đã được công luận quan tâm từ những năm 60 của thế kỷ thứ 20, song được chú ý nhiều nhất từ khoảng những năm 80 cho tới nay do tác hại của chúng gây ra ở nhiều quốc gia, khu vực trên thế giới Mưa axit là vấn đề gay cấn ở Bắc Mỹ, Châu Âu và hiện nay phạm vi tác động của nó đã mở rộng ra ở khu vực Châu Á

Ở Việt Nam, ô nhiễm không khí đang là một vấn đề bức xúc đối với môi trường khu vực đô thị, công nghiệp và cả ở các vùng nông thôn Quá trình công nghiệp hoá, đô thị hoá mạnh dẫn tới các nguồn gây ô nhiễm môi trường không khí gia tăng nhanh chóng, gây biến đổi xấu đối với chất lượng môi trường chung Ô nhiễm không khí xảy ra tác động có hại tới sức khoẻ con người, ảnh hưởng xấu đến các hệ sinh thái và gây nên sự biến đổi khí hậu ở qui mô toàn cầu Một trong số những hiện tượng ô nhiễm không khí đang là mối quan tâm lớn của tất cả các quốc gia trên thế giới hiện nay trong đó có cả Việt Nam là vấn đề mưa axit

Hiện nay, các nhà khoa học đã phát hiện mưa axit tại Việt Nam và tình hình mưa axit chỉ xảy ra ở một số thành phố chứ không phải trên toàn bộ lãnh thổ Việt Nam, chủ yếu ở những thành phố đông dân và tập trung nhiều khu công nghiệp Theo TS Phạm Thị Thu Hà và nnk (2016) đã nghiên cứu về diễn biến mưa axit ở Hòa Bình giai đoạn 2000 – 2014 [6], mưa axit (pH<5,6) đã xuất hiện ở khu vực nghiên cứu với tần suất khá cao và có sự dao động mạnh giữa các tháng và các mùa trong năm, cụ thể cao nhất là 81,8 % vào năm 2000 và thấp nhất là 16,7 % vào năm

2008 Một trong những tác hại nghiêm trọng của mưa axit là các tác hại đối với thực vật và đất Khi có mưa axit, các dưỡng chất trong đất sẽ bị rửa trôi Các hợp chất chứa nhôm trong đất sẽ phóng thích các ion nhôm và các ion này có thể hấp thụ bởi

rễ cây và gây độc cho cây Không phải toàn bộ SO2 trong khí quyển được chuyển hóa thành axit sunphuric mà một phần của nó có thể lắng đọng trở lại mặt đất dưới dạng khí SO2 Khi khí này tiếp xúc với lá cây, nó sẽ làm tắt các thể soma của lá cây gây cản trở quá trình quang hợp Như vậy, mưa axit có thể đã và đang gây ra các ảnh hưởng rất lớn đến hoạt động sản xuất nông nghiệp tỉnh Hòa Bình và đặc biệt ảnh hưởng trực tiếp tới năng suất và sản lượng đậu tương của khu vực

Cây đậu tương (Glycine Max (L.) Merr.) đã và đang được coi là cây trồng

quan trọng nhất thế giới bởi nó có vai trò to lớn trong cuộc sống của con người Tuy nhiên cây họ đậu là loài cây rất nhạy cảm với mưa axit nên việc xem xét những ảnh hưởng của mưa axit đến sự sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây đậu tương là

cần thiết Xuất phát từ thực tế đó, chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên

cứu ảnh hưởng của mưa axit đến sự sinh trưởng và phát triển của cây đậu tương (Glycine Max (L.) Merr.) ở tỉnh Hòa Bình” để làm rõ vấn đề này

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

- Đánh giá ảnh hưởng của mưa axit đến sự sinh trưởng và phát triển của cây đậu tương tại huyện Yên Thủy, tỉnh Hòa Bình

- Đề xuất một số giải pháp hạn chế sự ảnh hưởng của mưa axit tới cây đậu tương tại huyện Yên Thủy, tỉnh Hòa Bình

3 Nội dung nghiên cứu

- Đánh giá tính chất đất làm thí nghiệm ở huyện Yên Thuỷ, tỉnh Hoà Bình thông qua một số chỉ ti êu lý hoá học của đất bao gồm pHKCl, pHH2O, CEC, Ca2+,

Mg2+ trao đổi (Ca2+TĐ, Mg2+TĐ), chất hữu cơ OM, N, P, K dễ tiêu (Ndt, Pdt, Kdt),

Al3+, Fe3+, SO42-, Mn2+

- Nghiên cứu , đánh giá ảnh hưởng của mưa axit đến m ột số chỉ tiêu sinh trưởng và phát triển của cây đậu tương (tỉ lệ nảy mầm, chiều dài thân cây, chiều dài

rễ, số cành c ấp 1/cây, hàm lượng diệp lu ̣c thông qua chỉ số SPAD , năng suất), trên

cơ sở đó xác đi ̣nh được mối quan hệ giữa thành tố pH của mưa axit với các chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển và năng su ất của cây đ ậu tương trồng tại huyện Yên Thuỷ, tỉnh Hoà Bình

- Đề xuất một số giải pháp hạn chế sự ảnh hưởng của mưa axit tới cây đậu tương tại huyện Yên Thủy, tỉnh Hòa Bình

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Đề tài nghiên cứu ảnh hưởng của mưa axit đến sự sinh trưởng và phát triển của cây đậu tương tại huyện Yên Thủy, tỉnh Hòa Bình, từ kết quả nghiên cứu góp phần bổ sung c ơ sở lý lu ận về mối quan h ệ giữa ảnh h ưởng của m ưa axit đến sự sinh trưởng, phát triển của cây trồng nông nghi ệp Kết quả nghiên cứu cũng sẽ là tài liệu tham khảo cho các c ơ quan quản lý về môi tr ường, các nhà hoa ̣ch đi ̣nh chính sách, các nhà khoa ho ̣c về môi tr ường, trong việc kiểm soát khả năng ảnh h ưởng của mưa axit đến h ệ sinh thái nông nghiệp trong khu vực nghiên cứu , cũng như đề xuất các giải pháp thích hợp để tăng năng suất cây trồng

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Một số vấn đề chung liên quan đến mưa axit

1.1.1 Khái niệm mưa axit

Mưa axit là hậu quả của quá trình phát triển sản xuất do con người tiêu thụ nhiều than đá, dầu mỏ và các nhiên liệu tự nhiên khác Mưa axit được phát hiện đầu tiên vào năm 1872 tại Anh Người ta đã thấy rằng: Mưa axit là sản phẩm của sự kết hợp của các oxit phi kim (SOx - NOx) và nước Phần lớn lượng oxit phi kim đến từ việc con người tiêu thụ các nguồn nguyên liệu tự nhiên như than đá, dầu mỏ cho quá trình sống, phát triển sản xuất tạo ra lượng lớn khí độc hại là lưu huỳnh đioxit (SO2) và nitơ đioxit (NO2) Các khí thải này ngưng tụ trong bầu khí quyển, khi gặp nước sẽ tạo ra những trận mưa chứa axit Theo định nghĩa của Uỷ ban Kinh tế Châu

Âu (ECE) thì mưa có chứa các axit H2SO4 và HNO3 với pH ≤ 5,5 là mưa axit Tuy vậy, quy định về giá trị giới hạn của pH ứng với mưa axit ở những nước khác nhau

có khác nhau, ví dụ ở Mỹ quy định mưa axit là những trận mưa có pH ≤ 5,0 còn ở

Ấn độ, Inđônêxia, Hàn Quốc, Thái Lan, Việt Nam thì quy định những trận mưa

có pH < 5,6 là mưa axit Hiện nay người ta đều thống nhất lấy giá trị pH = 5,6 (là giá trị của dung dịch H2CO3 bão hòa trong nước cất) làm giới hạn quy định mưa

axit Theo đó thì tất cả những cơn mưa có độ pH đo được của nước mưa < 5,6 đều được xem là mưa axit [9]

Lắng đọng axit bao gồm hai hình thức: Lắng đọng khô và lắng đọng ướt Lắng đọng ướt có thể được thể hiện dưới nhiều dạng như mưa, tuyết, sương mù, hơi nước

có tính axit, còn lắng đọng khô bao gồm các khí, hạt bụi và sol khí có tính axit Mưa axit là một dạng thể hiện của lắng đọng axit ướt Lắng đọng axit hiện đang là một trong những vấn đề nhiễm bẩn môi trường quan trọng nhất không chỉ vì mức độ ảnh hưởng mạnh mẽ của chúng tới cuộc sống của con người và các hệ sinh thái mà còn

vì quy mô tác động của chúng đã vượt ra khỏi phạm vi kiểm soát của mỗi quốc gia

và hiện nay nhân loại đang phải xem xét những ảnh hưởng của chúng ở quy mô khu vực và toàn cầu [25]

1.1.2 Nguyên nhân, nguồn gốc và cơ chế gây ra mƣa axit

1.1.2.1 Nguyên nhân, nguồn gốc gây ra mƣa axit

Hai nguyên tố Lưu huỳnh và Nito chịu trách nhiệm chính cho những tác động

có hại của mưa axit

Lưu huỳnh là một nguyên tố vết có trong than và dầu Khi những nguyên liệu này được đốt cháy trong các nhà máy điện và trong các nồi hơi công nghiệp, lưu huỳnh kết hợp với ôxy phân tử tạo thành SO2 Có nhiều quá trình công nghiệp như: Sản xuất sắt – thép; sản xuất điện; sản xuất dầu thô tạo ra loại khí này Trong sản xuất sắt, thép, quá trình nấu chảy quặng sunphat kim loại tạo kim loại nguyên chất sinh khí SO2 Các kim loại khác như Zn, Ni và Cu cũng được tạo ra bởi quá trình này Ngoài ra, SO2 cũng được tạo ra từ các quá trình tự nhiên (khoảng 10%): từ núi lửa, bụi nước biển, sinh vật phù du và thối rữa thực vật; khoảng 69,4% lượng SO2được sinh ra từ các quá trình đốt công nghiệp; khoảng 3,7% được tạo ra từ quá trình giao thông vận tải Khi SO2 kết hợp với Ozon hay hydro peroxit H2O2, tạo thành

SO3, SO3 có thể hòa tan trong nước, tạo ra một dung dịch H2SO4 loãng

Nito có mặt trong khí quyển với một tỉ lệ lớn nhất (78%) Khi được đốt nóng tới nhiệt độ của nồi hơi và động cơ đốt trong, nito có thể kết hợp với oxy phân tử có trong khí quyển để tạo ra NO, NO2 (gọi chung là NOx) NOx có thể hòa tan trong nước, tạo ra một dịch loãng axit HNO3 và axit HNO2 Khoảng 5% NOx được tạo ra

từ các quá trình tự nhiên như: Phân hủy của vi khuẩn đất, cháy rừng, núi lửa và sét; Giao thông vận tải tạo ra 43% lượng khí NOx và 32%lượng khí NOx được tạo ra từ

quá trình đốt cháy công nghiệp [36]

Theo Cục Bảo vệ Môi trường ở Mỹ đã chia các nguồn phát thải nhân tạo thành

3 nhóm: Nguồn điểm; nguồn vùng và nguồn đường Nguồn điểm gồm: Các nhà máy, các nhà máy điện, và bất kỳ những khu sản xuất nào có ống khói Nguồn vùng: Tương ứng với một khu công nghiệp (tập hợp nhiều cơ sở sản xuất khác nhau) Nguồn đường: Gồm bất kỳ những gì có thể chuyển động và được chia ra thành nguồn trên đường (ô tô, xe máy, xe tải… ) và nguồn không trên đường (Máy

bay, thuyền, máy kéo,… ) Nguồn điểm phát thải SO2 với lượng lớn nhất Trong

đó, các nhà máy điện chạy than tạo ra nhiều ô nhiễm nhất

1.1.2.2 Cơ chế gây ra mưa axit

Cơ chế hình thành lên mưa axit từ các khí SO2 và NOx, các chất này từ các nguồn khác nhau được thải vào bầu khí quyển Trong khí quyển những chất này trải qua nhiều phản ứng hóa học khác nhau, kết hợp với nước tạo thành các hạt axit sunphuric (H2SO4), axit nitric (HNO3) và được biểu diễn bằng các phương trình phản ứng sau:

- Lưu huỳnh:

S + O2 → SO2Quá trình đốt cháy lưu huỳnh trong khí oxi sẽ sinh ra lưu huỳnh điôxít

SO2 + OH· → HOSO2Phản ứng hoá hợp giữa lưu huỳnh điôxít và các hợp chất gốc hiđrôxyl

HOSO2· + O2 → HO2· + SO3Phản ứng giữa hợp chất gốc HOSO2 và O2 sẽ cho ra hợp chất gốc HO2 và

SO3 (lưu huỳnh triôxít)

SO3(k) + H2O(l) → H2SO4Lưu huỳnh triôxít SO3 sẽ phản ứng với nước và tạo ra axit sunphuric H2SO4 Đây chính là thành phần chủ yếu của mưa axit

- Nito:

N2 + O2 → 2NO;

NO + O2 → 2NO2; 3NO2(k) + H2O(l) → 2HNO3(l) + NO(k);

Axit nitric (HNO3) cũng là thành phần chính của mưa axit [38]

1.1.3 Tác hại của mưa axit

1.1.3.1 Ảnh hưởng của mưa axit đến Hệ sinh thái trên cạn

a Ảnh hưởng tới thảm thực vật:

Mưa axit không giết chết cây cối ngay lập tức hay một cách trực tiếp Thay vào đó, chúng làm cho cây yếu đi bằng cách phá hủy lá cây, do đó làm hạn chế

lượng chất dinh dưỡng cho cây sử dụng, hay cách khác, mưa axit thấm vào đất, gây độc cho cây với những chất độc thông qua bộ rễ cây Khi mưa axit rơi xuống, nước mưa axit hòa tan chất dinh dưỡng và những

khoáng chất hữu ích có trong đất Những chất

dinh dưỡng và khoáng chất này sau đó sẽ bị rửa

trôi khỏi đất trước khi cây cối có thể sử dụng

chúng Ngoài việc rửa trôi chất dinh dưỡng,

nước mưa axit còn giúp giải phóng những chất

độc hại cho cây như ion nhôm đi vào hệ sinh

thái đất Điều này xảy ra do những kim loại này

ở điều kiện bình thường chúng bị giữ chặt trong

các hạt đất, nhưng do sự có mặt với nồng độ

cao của ion hydro đã làm cho đá và các hạt đất

bao bọc chúng bị vỡ ra

Hình 1.1: Một cánh rừng thông của Czech bị hủy hoại bởi mưa axit [36]

Khi mưa axit xảy ra thường xuyên, lá cây có khuynh hướng mất đi lớp màng bảo vệ bên ngoài tạo điều kiện cho các loại bệnh xâm nhập dẫn đến lá cây bị phá hủy làm cho cây không sản xuất đủ năng lượng cho nó duy trì quá trình tồn tại và sinh trưởng bình thường Khi cây đã bị yếu, cây có thể trở nên dễ bị tổn thương bởi các loại bệnh, côn trùng, thời tiết lạnh và có thể bị chết

Theo các đánh giá, Thụy Điển mỗi năm tổn thất mất đến 4,5 triệu mét khối gỗ

do mưa axit gây ra Năm 1984, Thụy Sĩ bị thiệt hại khoảng 12 triệu cây (14% diện tích rừng cả nước), trong khi đó diện tích rừng bị mưa axit phá hủy ở Hà Lan là 40% Sản lượng gỗ ở các khu vực rừng phía Đông Bắc nước Mỹ bình quân mỗi năm mất 5% cũng là do tác động của mưa axit Một nghiên cứu năm 1990 đã đánh giá thiệt hại do mưa axit đối với rừng châu Âu là khoảng 30 tỷ USD/năm [28] Mưa axit và các sự cố nghiêm trọng liên quan tới sự phát thải SO2 quá mức đã làm giảm đáng kể năng suất, sản lượng cây trồng Ở Trung Quốc, mỗi năm mua axit

gây thiệt hại tới 5,3 tấn lương thực, đặc biệt tại tỉnh Hồ Nam mua axit đã làm mùa màng bị thất thu và thiệt hại ước tinh lên đến 260 triệu USD [25]

b Ảnh hưởng tới đất:

Làm cho đất mặn hóa: Mưa axit hòa tan các khoáng ít tan trong đất, đẩy nhanh quá trình phong hóa khoáng, tăng nhanh tổng số muối tan trong đất làm cho đất mặn hóa

Làm mất dinh dưỡng đất: Mưa axit rửa trôi các cation kiềm, kiềm thổ trong đất làm cho đất trở nên chua dần, không thích hợp cho hoạt động của các vi sinh vật hữu ích Các cation kiềm bị rửa trôi làm cho độ bão hòa bazơ của đất ngày một giảm xuống, đất mất dần độ phì nhiêu Nếu độ bão hòa bazơ xuống quá thấp, khoáng sét sẽ bị phá hủy Cation kiềm tiếp tục bị rửa trôi, môi trường quá chua khoáng sét biến thành hydragilit và SiO2 thứ sinh làm mất dần chất dinh dưỡng của đất

Giải phóng các kim loại độc hại: Đất có hàm lượng kim loại nặng cao khi gặp điều kiện môi trường kiềm các kim loại nặng trở nên không linh động nên không phát tác được và chưa gây tác động tiêu cực đến cây cối cũng như con người và động vật Khi gặp mưa axit, các kim loại nặng trở nên linh động hơn và tác động

tiêu cực đến môi trường

Ion photphat bị giữ chặt hơn trong đất: Nồng độ ion nhôm hòa tan tăng lên cũng có những ảnh hưởng gián tiếp tới thực vật Ion nhôm được giải phóng có thể bao bọc lấy những ion photpho dinh dưỡng cần thiết (dạng nhôm photphat)

và làm giảm khả năng hấp thụ photphat của thực vật Hàm lượng photphat giảm xuống còn do quá trình phân huỷ trong đất chậm lại trong điều kiện môi trường axit Cùng với photphát, các chất dinh dưỡng vi lượng quan trọng khác như:

molipđen, Bo, Se cũng giảm khả năng đi tới thực vật do đất bị axit hóa

1.1.3.2 Ảnh hưởng của mưa axit đến Hệ sinh thái dưới nước

Mưa axit không chỉ ảnh hưởng tới sinh vật trên cạn mà còn ảnh hưởng tới sinh vật trong nước Hầu hết các hồ và suối có độ pH trong khoảng 6 - 8 (khoảng pH được xem là an toàn cho sinh vật) Một số hồ có tính axit tự nhiên ngay cả khi

không chịu ảnh hưởng của mưa axit Sự axit hoá được xem là ảnh hưởng quan trọng nhất của ô nhiễm không khí đến các cơ thể sống trong nước ngọt Có nhiều cơ chế khác nhau gây ra những thay đổi về mặt sinh học trên diện rộng, có nhiều nguồn gốc mà nhờ đó mưa axit có thể đi vào các hồ Một số chất hóa học tồn tại dưới dạng các hạt bụi khô trong khí quyển, trong khí các chất khác đi trực tiếp vào hồ dưới dạng nước mưa Mưa axit rơi xuống đất có thể theo đường dẫn nước thải đi vào hồ Vào mùa xuân, ở một số nơi xảy ra hiện tượng “Cú sốc axit” Khi tuyết có chứa axit tan ra vào mùa xuân, axit trong tuyết thấm vào đất Một số lại theo dòng nước đi vào hồ Mùa xuân là mùa nhạy cảm đối với nhiều loài bởi vì đây là thời điểm cho sự sinh sản Sự thay đổi đột ngột của độ pH là rất nguy hiểm bởi axit có thể làm biến dạng những cơ thể còn non Nhìn chung, những cơ thể non của hầu hết các loài nhạy cảm hơn những cá thể lớn hơn Nhưng không phải tất cả các loài đều

có thể chịu được cùng mức axit Chẳng hạn, ếch có thể chịu được độ axit cao, trong khi ốc sên nhạy cảm hơn đối với sự thay đổi pH

Hình 1.2: Sự biến mất của động vật thân mềm và con trai khi độ pH giảm [37]

Axit sunphuric trong nước mưa ô nhiễm cản trở khả năng trao đổi chất của cá trong việc hấp thụ oxy, muối và chất dinh dưỡng Đối với cá nước ngọt, việc duy trì khả năng giữ cân bằng giữa muối và khoáng chất trong tế bào sinh vật là vô cùng cần thiết cho sự tồn tại Phân tử axit có thể tạo ra một lớp nước nhầy trong mang cá

Số lượng cá thể

Động vật thân mềm

Con trai

và cản trở cá trong quá trình hấp thụ oxy Tương tự, độ pH thấp sẽ làm mất cân bằng muối trong tế bào cá Mức canxi của một số loài cá không được duy trì do sự thay đổi độ pH Điều này dẫn tới một vấn đề trong quá trình sinh sản: trứng dễ vỡ

và yếu Thiếu canxi dẫn tới các loại cá bị biến dạng xương và xương sống yếu Khi mưa axit chảy qua đất trồng trọt, nó mang theo phân bón vào nước mặt Phân bón tạo điều kiện thuận lợi cho tảo phát triển bởi sự gia tăng hàm lượng nitơ

có trong đó, tiếp theo sẽ xảy ra hiện tượng “Phú dưỡng” Lượng ion nhôm được giải phóng sẽ theo dòng nước đi vào các thuỷ vực nước mặt, tại đây chúng tiếp tục gây hại cho thuỷ sinh vật

Việc tăng hay giảm số lượng của một số loài không phụ thuộc một cách trực tiếp vào sự axit hóa (độ pH thấp hay nồng độ cao của ion nhôm hòa tan), nhưng có một ảnh hưởng gián tiếp đến sự biến mất của các loài cá Sự có mặt của một loài cá

có ảnh hưởng mạnh mẽ đến sự phân bố các loài trong hồ Sự axit hóa nước hồ cũng ảnh hưởng đến đời sống của các loài chim Các loài chim ăn cá, cò, vịt trời, chim ưng sẽ phải chịu những áp lực trong việc kiếm mồi, trong khi đó, các loài chim ăn côn trùng kiếm ăn dễ dàng hơn

1.1.3.3 Ảnh hưởng của mưa axit đến các vật liệu và công trình xây dựng

Mưa axit không chỉ làm gây nguy hại hệ sinh thái tự nhiên, mà còn còn có những tác động tiêu cực đối với vật liệu nhân tạo và các công trình xây dựng Đá hoa, đá vôi và đá cát có thể dễ dàng bị

hòa tan bởi mưa axit Kim loại,

sơn, sợi và đồ gốm có thể bị ăn

mòn Mưa axit cũng có thể làm

giảm chất lượng của da và cao su

Mưa axit cũng làm cho các biểu

tượng, hình ảnh trên các bia mộ,

công trình kỷ niệm bị mờ đi, thậm

chí mất hẳn

Hình 1.3 Các công trình, di tích lịch sử bị mưa axit ăn mòn [36]

Trong đá vôi, mưa axit phản ứng với canxi tạo ra thạch cao:

CaCO3 + H2SO4 -> CaSO4 + H2O + CO2 CaCO3 + 2 HNO3 -> Ca(NO3)2 + CO2 + H2O CaCO3 + 2HCl ->CaCl2 + CO2 + H2O

Đối với sắt:

4Fe(rắn) + 2O2(khí) + 8H2SO4 (dd loãng)  4Fe2+ + 8SO42-(dd loãng) +4H2O(lỏng) 4Fe2+ + H2SO4(loãng) + O2(khí) + 4H2O(lỏng)  2Fe2O3(rắn)+ 8H+ + SO42-(loãng) Việc sửa chữa các công trình và đài kỷ niệm có thể đòi hỏi một chi phí rất cao

Ở Westminster, Anh, người ta đã phải chi đến mười triệu bảng để sửa chữa những thiệt hại do mưa axit gây ra Vào năm 1990, Mỹ đã sử dụng 35 tỉ đô la cho những thiệt hại về sơn Năm 1985, người Đức đã phải bỏ ra 20 triệu đôla để sửa chữa nhà thờ lớn Cologne do những thiệt hại của mưa axit

1.1.3.4 Ảnh hưởng của mưa axit tới sức khoẻ của con người

Mưa axit có thể ảnh hưởng tới sức khoẻ của con người Nó có thể làm hại chúng ta thông qua khí quyển hoặc thông qua đất mà từ đó thức ăn của chúng ta được trồng và tiêu thụ Mưa axit làm cho các kim loại độc hại được giải phóng từ các hợp chất hoá học tự nhiên Các kim loại độc hại sẽ đi vào nguồn nước uống, lương thực hay động vật mà con người sử dụng Những thức ăn bị nhiễm độc khi được ăn có thể gây ra tổn hại thần kinh của trẻ em hay tổn hại bộ não nghiêm trọng, thậm chí dẫn tới chết

Một trong những ảnh hưởng nghiêm trọng của mưa axit đến con người là những vấn đề về đường hô hấp Sự phát thải SO2 và NOx gây ra những nguy cơ tới vấn đề về hô hấp như khô họng, bệnh hen, đau đầu, mắt, mũi và rát họng Nước mưa bị ô nhiễm đặc biệt có hại cho những người bị bệnh hen suyễn hay những người khó thở Nhưng ngay cả những người khoẻ cũng bị tổn hại về phổi bởi những chất ô nhiễm không khí có tính axit Mưa axit có thể làm giảm khả năng thở và có thể làm tăng những loại bệnh nguy hiểm NOx bản thân nó là một khí nguy hiểm, loại khí này tấn công lớp màng của cơ quan hô hấp và làm tăng các bệnh về đường

hô hấp, khí này cũng góp phần phá hủy ozon và hình thành sương mù

1.2 Tình hình mƣa axit trên Thế giới và ở Việt Nam

1.2.1 Tình hình mƣa axit trên Thế giới

Theo các nhà khoa học thì sau trận mưa axit đầu tiên đã xuất hiện từ rất lâu trên Trái Đất (khoảng 65 triệu năm trước) từ đó cho đến nay hiện tượng mưa axit đã gây ra những hậu quả hết sức nghiêm trọng trên hành tinh của chúng ta

Ở Mỹ, chỉ tính riêng năm 1977, đất nước này đã thải vào bầu khí quyển 31 triệu tấn khí SO2 và 22 triệu tấn khí NOx 80% lượng SO2 là do hoạt động của các thiết bị tạo năng lượng, 15% là do hoạt động đốt cháy của các ngành công nghiệp khác nhau và 5% từ các nguồn khác Còn đối với khí NOx, 1/3 lượng khí là do hoạt động của các máy phát năng lượng, 1/3 lượng khí là do hoạt động đốt nhiên liệu để chuyển hóa thành năng lượng và phần còn lại từ các nguồn khác nhau Cho đến nay, nước Mỹ vẫn là quốc gia thải vào bầu khí quyển lượng khí gây ô nhiễm nhiều nhất thế giới Vào năm 1967, một cây cầu ở Ohio (Hoa Kỳ) đã bất ngờ đổ sập làm chết hàng chục người, nguyên nhân của thảm họa này được các nhà khoa học xác định là

do “AcidRain”- Mưa axit Vào năm 1979, một trận mưa như trút nước xuống khu vực Wheeling (West Virginia, Hoa Kỳ) Trận mưa đó được ghi vào kỷ lục thế giới,

vì một lý do cực kỳ nguy hại đó là trận mưa có nồng độ axit cao nhất trong lịch sử được ghi nhận Hãy tưởng tượng nước mưa đó tương đương với dung dịch axit dùng để đổ bình acquy cho xe hơi (~33,5% cho bình acquy axit - chì) Một trận mưa axit khác ở New England có độ pH thấp không kém đã làm lớp vỏ sơn của các xe ô

tô đỗ ngoài trời mưa bị ăn mòn trực tiếp và tróc ngay tại chỗ Hàng năm, mưa axit

“đốt” của nước Mỹ 5 tỷ USD [28]

Tại châu Âu, thực trạng mưa axit diễn ra hết sức nghiêm trọng, gây những hậu quả nặng nề Mưa axit lần đầu tiên được nhà khoa học Robert Angus Smith ghi nhận tại Anh vào năm 1872 qua việc quan sát các hiện tượng công trình bằng đá và gạch bị “Acid Rain” ăn mòn, các cơn mưa axit hầu hết diễn ra ở vùng Perth (Scotland): Độ axit cao gấp 500 lần so với axit trong tự nhiên Ngay tại thủ đô London, mưa axit đang tàn phá nghiêm trọng các công trình nghệ thuật bằng đá từ thế kỉ XVIII, XIX, như: Nghị viện Anh, Tu viện Westminter và nhà thờ Saint Paul

Ở khu vực Bắc Âu thảm họa mưa axit năm 1959 biến 15.000 hồ nhiễm axit trong đó 14.000 hồ thành những hồ chết do nồng độ axit quá cao Năm 1984, khu rừng Đen nổi tiếng của Đức bị mưa axit tàn phá nghiêm trọng, hơn một nửa các cánh rừng của miền Tây nước này hiện nay đang ở trong những mức độ bị phá hủy khác nhau và giá trị lượng cây gỗ bị hủy hoại bởi mưa axit ước tính đạt 800 triệu USD hàng năm Cơn mưa axit đầu tiên được chỉ ra là vào những năm 50 thế kỉ 20 tại Na Uy, khiến rất nhiều loài cá trong các hồ của Na Uy bị thoái hóa Tại Thụy Điển, 4.000 hồ không hề có cá; 9.000 hồ bị mất một phần lớn các loài cá đang sinh sống, trong khi

đó có tới 20.000 hồ khác cũng bị ảnh hưởng bởi mưa axit

Nhận thức được tầm quan trọng của những ảnh hưởng do mưa axit nên vấn đề nghiên cứu giám sát lắng đọng axit đã được đặt ra ngay từ Hội nghị hợp tác về Môi trường Đông Bắc Á lần thứ nhất (10/1992) Những vấn đề này cũng được tiếp tục thỏa thuận tại các hội nghị lần thứ 2 (1993), lần thứ 3 (1994), và cũng tại Đại hội Môi trường Châu Á – Thái Bình Dương (ECO-ASIA, 1994), các đại biểu đã nhất trí phải có một sự phối hợp hành động trong khu vực để giải quyết vấn đề này Trên cơ

sở những xuất phát điểm như vậy, nhằm tạo ra một sự phối hợp quốc tế trong khu vực để giải quyết vấn đề mưa axit, một loạt các cuộc họp chuyên gia, họp nhóm cộng tác đã được nhóm họp để chuẩn bị các tiền đề kỹ thuật cho sự ra đời của Mạng lưới giám sát lắng đọng axit ở Đông Nam Á (EANET)[22]

1.2.2 Tình hình mƣa axit ở Việt Nam

Nghiên cứu mưa axit ở nước ta mới chỉ bắt đầu và rất sơ bộ từ những năm đầu của thập kỷ 90, giám sát lắng đọng axit bắt đầu chậm hơn vào khoảng 1996 Ở nước

ta trong báo cáo hiện trạng môi trường Việt Nam năm 1994 của Bộ KHCN & MT trình quốc hội đã đề cập đến “Nước mưa thường rất sạch nhưng ngày nay không hẳn thế, sự lắng đọng axit trước đây chỉ thấy ở các nước phát triển thì nay đã lan ra các nước đang phát triển” [10]

Từ năm 1990, việc quan trắc mưa axit đã được tiến hành với 22 trạm khí tượng lấy mẫu hóa nước mưa, Bộ KHCN & MT đã thành lập trạm quan trắc mưa

axit phía Bắc, đạt tại Lào Cai (1995) và hai trạm quan trắc mưa axit phía Nam, đặt tại vùng đô thị thành phố Hồ Chí Minh và Dung Quất, Quảng Ngãi (1998)

Từ năm 2000, Trung tâm KTTV Quốc gia tiến hành giám sát lắng đọng axit tại hai vị trí theo chương trình của mạng lưới giám sát lắng đọng axit Đông Nam Á:

- Trạm khí tượng Hà Nội (trạm đô thị): giám sát các thành phần lắng đọng khô

và lắng đọng ướt

- Trạm môi trường Hòa Bình (trạm nông thôn - miền núi): giám sát các thành phần lắng đọng khô và lắng đọng ướt

Báo cáo hiện trạng môi trường Việt Nam năm 1997 và 1998 cũng khẳng định

có dấu hiệu mưa axit ở Lào Cai và ở phía Nam tại Minh Hải, Trà Vinh, thành phố Hồ Chí Minh và phụ cận, Bình Dương, Đông Tháp, so sánh năm 1997 và 1998 thì hiện tượng này gia tăng ở xung quanh nhà máy Supe photphat Lâm Thao, khu đất này đã

bị axit hóa (pH = 1,9 – 3,5)

Trên cơ sở số liệu quan trắc của mạng quan trắc khí tượng thủy văn quốc gia năm 2000 – 2004 cho thấy mưa axit đã xuất hiện ở khu vực miền Bắc Việt Nam Trong đó, Việt Trì là nơi có tần suất xuất hiện mưa axit với pH 5,6 cao nhất (68,75 %) Mưa axit thường tập trung vào mùa khô và đầu mùa mưa khi lượng mưa

ít Nồng độ SO42- và NO3- tại các khu vực đô thị lớn như Hà Nội, Huế, Thái Nguyên, Hải Phòng luôn cao hơn so với các khu vực không hoặc ít phát triển công nghiệp như Cúc Phương, Bãi Cháy [8]

Theo kết quả phân tích thống kê 10 năm (1996 – 2005) của nước mưa 4 trạm Tân Sơn Hòa, Tây Ninh, Cần Thơ và Cà Mau cho thấy ở khu vực Nam Bộ tần suất mưa axit trung bình 10 năm có pH<5,6 là khá cao lần lượt tại Tân Sơn Hòa, Tây Ninh, Cần Thơ và Cà Mau là 41,2; 57,9; 58,0 và 39,8 (%) Mưa axit tại khu vực Nam Bộ tập trung vào cuối mùa mưa (tháng 9, 10) và tháng chuyển tiếp từ mùa mưa sang mùa khô (tháng 11), trong đó tháng 10 có tần suất mưa axit cao nhất [13]

Để đánh giá hiện trạng mưa axit nói riêng và lắng đọng axit nói chung ở Việt Nam, PGS.TS Nguyễn Hồng Khánh, Viện Công nghệ Môi trường đã thực hiện đề

tài Độc lập cấp Nhà nước “Nghiên cứu đánh giá hiện trạng, dự báo xu thế diễn biến

và đề xuất các giải pháp kiểm soát mưa axit ở Bắc Bộ Việt Nam”, giai đoạn I thực

hiện từ 2000 – 2002 đã xây dựng thành công phương pháp đánh giá xu thế hóa học nước mưa ở miền Bắc (từ Ninh Bình trở ra) và là một đóng góp tích cực vào phân tích và đánh giá bức tranh ô nhiễm không khí ở Việt Nam Giai đoạn II của đề tài thực hiên từ tháng 11/2003 – 9/2006 với 15 trạm quan trắc Mục tiêu được xác định

là đóng góp cơ sở khoa học trong chiến lược bảo vệ môi trường, hoàn thiện cơ sở khoa học nghiên cứu mưa axit ở Việt Nam Đặc biệt, một trong những nội dung quan trọng của giai đoạn này là hoàn thiện phương pháp luận, qui trình monitoring tổng hợp sinh thái và bước đầu xây dựng qui trình đánh giá tác động của mưa axit lên hệ sinh thái [24]

Trong nghiên cứu “So sánh lượng phát thải chất tiền axit và tổng lượng lắng đọng axit ở khu vực Hà Nội”năm 2010 của TS Phạm Thị Thu Hà cho thấy lượng

phát thải S và N có xu hướng tăng dần theo các năm Lượng lắng đọng S, N nhìn chung tăng dần từ năm 2005 đến 2008 và lại giảm đi vào vào năm 2009 Lượng lắng đọng S lớn gấp 7,6 lần lượng phát thải vào năm 2005; 6,3 lần vào năm 2006 và 14,2 lần vào năm 2008 Lượng lắng đọng N lớn gấp 1,36 lần lượng phát thải vào năm 2005; 2,2 lần lượng phát thải vào năm 2008 Kết quả nghiên cứu cho thấy lượng lắng axit tổng cộng (lắng ướt và lắng khô) thông qua nước mưa và các chất ô nhiễm (khí, hạt) trong không khí các năm 2005, 2006 và 2008 khá lớn và lớn hơn lượng phát thải do quá trình sinh hoạt và phát triển kinh tế ở Hà Nội Điều đó cũng

có nghĩa là khả năng lượng S và N tải theo lắng ướt và khô phải do các nguồn từ các nơi khác đem tới cho hoàn lưu khí quyển [2]

Tóm lại, hiện nay ở nước ta đã có một số những nghiên cứu chứng tỏ mưa axit

đã xuất hiện ở một số nơi và có những ảnh hưởng nhất định đến con người và môi trường sống Những nghiên cứu này cho thấy sự quan tâm của nhiều nhà khoa học nhằm đưa ra những giải pháp kịp thời để ngăn chặn vấn đề mưa axit với mục tiêu hạn chế tác hại của nó tới môi trường tự nhiên và cuộc sống con người

1.3 Một số nghiên cứu ảnh hưởng của mưa axit tới cây trồng trên Thế giới và ở Việt Nam

1.3.1 Một số nghiên cứu ảnh hưởng của mưa axit tới cây trồng trên Thế giới

Mưa axit đang là một vấn đề lớn đối với sự phát triển của các quốc gia trên thế giới, đặc biệt là các nước ở Châu Á và Châu Mỹ nơi sử dụng than đá và dầu mỏ với lượng lớn Trung Quốc, Bắc Ấn Độ, Thái Lan và Hàn Quốc là những nơi có sự lắng đọng axit ở nồng độ cao nhất do đó là những khu vực ở gần hoặc theo hướng gió từ các đô thị hay các trung tâm công nghiệp Những ảnh hưởng của mưa axit cũng được thấy ở các khu vực sản xuất nông nghiệp Các nghiên cứu ở Ấn Độ cho thấy lúa mì được trồng ở gần những nhà máy nhiệt điện (nói có sự lắng đọng SO2 gấp 5 lần tiêu chuẩn cho phép) có sản lượng giảm 49% so với những khu vực trồng lúa mì cách đó 22km Ở Tây Nam Trung Quốc, một nghiên cứu ở tỉnh Quý Châu và Tứ Xuyên cho thấy mưa axit ảnh hưởng tới 2/3 diện tích đất nông nghiệp với 16% diện tích cây trồng bị phá hủy [35]

Trong nghiên cứu “mưa axit và sự nảy mầm của hạt giống hoa ngô” –Frank S

Wertheim và Lyle E.Craker vào năm 1987, các tác giả đánh giá sự đóng góp của ion sunphat, ảnh hưởng của sự axit hóa, những ảnh hưởng của thời gian và việc điều chỉnh các nồng độ axit khác nhau làm giảm khả năng nảy mầm của phấn hoa ở ngô[31]

Vào năm 2005, Munzuroglu và cộng sự tiến hành nghiên cứu về “ảnh hưởng của lắng đọng axit lên vitamin A, C, E ở cây dâu tây” Nghiên cứu cho thấy ảnh

hưởng của mưa axit được tiến hành với pH từ 2 -5 đến các vitamin A, C, E của quá trình dâu tây chín Mưa axit được thực hiện trên các cây ăn quả theo 2 cách: Phun lên phần đất phía trên hoặc vào rễ Các nồng độ vitamin của tất cả các cây dâu tây được xác định bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) Nó xác định các mức độ vitamin của cây được phun với sự kích thích mưa axit với nồng độ giảm dần của pH và thời gian tiếp xúc Đặc biệt, những cây mà phun mưa axit vào rễ thì ảnh hưởng nhiều hơn những cây không phun [33]

Năm 2011, Reshma Babu và Manju Madhavan có nghiên cứu về “ảnh hưởng của mưa axit nhân tạo với những nồng độ pH khác nhau lên hạt giống và cây giống đối với hai loài cây họ đậu phổ biến ở Kerala, Ấn Độ” Nghiên cứu này cho thấy

những ảnh hưởng khác nhau của mưa axit nhân tạo lên sự nảy mầm của hạt giống, sự sinh trưởng của cây giống, sắc tố chlorophyll và hàm lượng phenol của cây đậu cô ve

và đậu xanh Kết quả cho thấy tỉ lệ nảy mầm của cả hai loài đều giảm ở pH = 2, lá của các cây giống có dấu hiệu vàng lá cũng ở pH = 2 Hàm lượng chlorophyll được nhận thấy là giảm khi pH giảm, tuy nhiên hàm lượng phenol của cả hai loài thì lại tăng khi pH giảm từ 4,0 xuống 2,0 Tuy vậy, tác giả cũng cho thấy rằng cây đậu cô ve nhạy cảm với mưa axit hơn đậu xanh [34]

1.3.2 Một số nghiên cứu ảnh hưởng của mưa axit tới cây trồng ở Việt Nam

Việc nghiên cứu về mưa axit ở Việt Nam mới chỉ bắt đầu và rất sơ bộ từ những năm đầu của thập kỷ 90 Tuy đã có những nghiên cứu đánh giá bước đầu về hiện trạng mưa axit ở nước ta nhưng các nghiên cứu về ảnh hưởng của mưa axit tới cây trồng còn rất ít

Thạc sỹ Nguyễn Thị Kim Lan và công sự, Viện Sinh học Nhiệt đới đã tiến hành

nghiên cứu thực nghiệm vào năm 2006 về “ảnh hưởng của mưa axit lên quá trình sinh trưởng và phát triển của cây cải xanh” Kết quả nghiên cứu cho thấy ở các

nghiệm thức có pH thấp, nước mưa axit làm giảm tỉ lệ nảy mầm, thời gian sinh trưởng thân, tăng tỉ lệ rễ/thân, tăng thời gian diệp lục hóa lá mầm và thời gian hình thành lá gốc So với nghiệm thức pH 6.0, các chỉ số ở nghiệm thức pH5.5 không có sai khác đáng kể Ảnh hưởng của những lượng mưa khác nhau ở pH 4.5 không có quy luật nên chỉ số sinh trưởng và phát triển của rau cải xanh không có quy luật, ngoại trừ tỉ lệ nảy mầm giảm, chiều dài rễ và tỉ lệ rễ/thân đến khi hình thành lá gốc tăng khi tần suất mưa axit tăng Nghiên cứu này nhằm tìm ra sự liên quan của các thông số về mưa axit như độ pH, lượng mưa, tần suất mưa lên chỉ số sinh trưởng và phát triển của cây cải xanh Kết quả thu được cùng với việc thống kê hiện trạng mưa axit vùng trồng rau có thể đánh giá được tác hại của mưa axit lên năng suất rau trồng trong điều kiện kỹ thuật trồng rau hiện tại [12]

TS Phạm Thị Thu Hà và cộng sự, trường ĐHKHTN – ĐHQGHN đã có nghiên

cứu “Nghiên cứu ảnh hưởng của mưa axit đến cường độ quang hợp, hàm lượng Chlorophyll và cường độ thoát hơi nước của cây đậu Cô ve (Phaseolus vulgaris L.)

ở tỉnh Hải Dương” năm 2012 Kết quả nghiên cứu thực nghiệm cho thấy mưa axit

đã ảnh hưởng tới cường độ quang hợp, cường độ thoát hơi nước và hàm lượng chlorophyll của cây đậu cô ve ở 3 giai đoạn khi cây có 5 -7 lá, giai đoạn ra hoa và giai đoạn ra quả Nhìn chung, với các giá trị pH càng lớn, tần suất và lượng mưa càng nhỏ thì cường độ quang hợp, cường độ thoát hơi nước và hàm lượng chlorophyll càng cao Trong đó, thành tố pH, tần suất mưa có vai trò quyết định, lượng mưa có ảnh hưởng ít hơn đến sự thay đổi này Kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra mối tương quan thuận giữa cường độ quang hợp và cường độ thoát hơi nước, giữa cường độ quang hợp và hàm lượng chlorophyll của cây đậu Cô ve [3]

Một nghiên cứu nữa của TS Phạm Thị Thu Hà và cộng sự năm 2013 đã nghiên

cứu “ảnh hưởng của mưa axit mô phỏng đến một số chỉ tiêu sinh trưởng của đậu Cô

ve (Phaseolus vulgaris L.) ở tỉnh Hải Dương” Kết quả nghiên cứu thực nghiệm cho

thấy mưa axit mô phỏng đã làm giảm tỉ lệ nảy mầm, giảm chiều cao cây và số nhánh/cây của đậu Cô ve được trồng ở tỉnh Hải Dương Trong đó, thành tố pH và tần suất mưa đóng vai trò quyết định, lượng mưa có ảnh hưởng ít hơn đến sự thay đổi này [4]

1.3.3 Một số nghiên cứu ảnh hưởng của mưa axit đến cây đậu tương

Năm 1980, L.S Evans và Keith F Lewin có nghiên cứu về “Ảnh hưởng của mưa axit nhân tạo lên sự tăng trưởng, năng suất cây đậu tương và đậu Pinto”

Trong nghiên cứu này để đánh giá mức độ thiệt hại mà mưa axit đối với cây trồng, các thí nghiệm đã được tiến hành để xác định sự thay đổi năng suất hạt của hai loại cây nông nghiệp là đậu tương và đậu pinto, sau khi tiếp xúc với mưa có độ pH 5,7; 3,1; 2,9; 2,7 và 2,5 Ảnh hưởng của mưa axit nhân tạo được xác định trên nhiều tham số thử nghiệm khác Kết quả nghiên cứu cho thấy mưa axit nhân tạo làm giảm khối lượng khô của cả thân và lá của cây đậu tương, năng suất hạt đậu tương cũng giảm sau khi xử lý ở pH 2.5 so với các pH lớn hơn [30]

Nghiên cứu của Dubay D.T và Heagle A.S trong năm 1987 về “Ảnh hưởng của mưa axit nhân tạo với việc có sự tác động và không tác động của mưa tự nhiên lên

sự sinh trưởng và sản lượng của cây đậu tương” Kết quả cho thấy mưa axit nhân

tạo gồm các nồng độ ion SO42-, NO3-, H+ gây ra những tổn thương về lá, ảnh hưởng đến sinh trưởng và sản lượng, làm gia tăng hàm lượng lưu huỳnh trong lá và thay đổi tính chất hóa học trong đất [29]

1.4 Tình hình sản xuất đậu tương trên thế giới và ở Việt Nam

1.4.1.Tình hình sản xuât đậu tương trên thế giới

Cây đậu tương có vị trí rất quan trọng trong nền kinh tế, bởi giá trị kinh

tế, dinh dưỡng và giá trị cải tạo đất Xuất phát từ giá trị đó mà cây đậu tương được nhiều nước trên thế giới quan tâm, đầu tư sản xuất, nên diện tích, năng

suất và sản lượng cũng đựơc tăng dần qua các năm Cây đậu tương giữ vai trò quan

trọng trong các cây lấy dầu của thế giới, tiếp sau là lạc, hướng dương Trong toàn

bộ sản lượng cây lấy dầu của thế giới, sản lượng cây đậu tương tăng từ 32% năm

1965 tới 50% năm 1980 Ngược lại sản lượng của cây lạc lại giảm từ 18% xuống còn 11% trong cùng thời kỳ [1]

Bảng 1.1 Diện tích, năng suất và sản lượng đậu tương ở trên thế giới

từ năm 2005 đến năm 2014

Năm Diện tích

(triệu ha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng (triệu tấn)

2014 117,72 26,20 308,426

(Nguồn: Faostat Database, 2016)

Hiện nay cây đậu tương đã được trồng ở 78 nước trên thế giới của các Châu lục Năm 2005 diện tích đậu tương của thế giới là 92,57 triệu ha, tập trung nhiều nhất ở châu Mỹ (73,03%), tiếp đến là châu Á (22,88%)

Hình 1.1: Đồ thị biểu diễn diện tích, năng suất, sản lượng đậu tương trên thế giới

Qua số liệu ở bảng 1.4 và hình 1.4 cho ta thấy: Diện tích trồng đậu tương trên thế giới liên tục tăng trong những năm qua Năm 2005, diện tích đậu tương của thế giới là 92,57 triệu ha nhưng đến năm 2014 diện tích trồng đậu tương đã tăng lên 117,72 triệu ha (tang 25,15 triệu ha) tương ứng tốc độ tăng trưởng diện tích thì đến năm 2014 năng suất tăng 3.02 tạ/ha (Từ 23,18 lên 26,20 tạ/ha) Điều này khẳng định

vị trí, vai trò của cây đậu tương trong sản xuất nông nghiệp

Các nước có nhiều diện tích nhất là Mỹ, Braxin, Argentina (Châu Mỹ); Trung Hoa đại lục, Ấn Độ, Indonexia, Tây Ban Nha, Úc, ….[21]

Hình 1.5: Sản lượng đậu tương của 5 nước đứng đầu thế giới

(từ năm 2005 đến 2014)

(Số liệu: Faostat - Production of top 5 producers Average 2005 – 2014)

Tuy cây đậu tương có xuất xứ từ miền Đông Bắc Trung Quốc (vào thế kỷ XI TCN) tiếp theo đó là khu vực Mãn Châu - Trung Quốc, sau đó được đưa sang trồng

ở Triều Tiên, Nhật Bản và được trồng ở Mỹ năm 1954, nhưng do có sựthích nghi cao với điều kiện thời tiết, khí hậu, đất đai, mà cây đậu tương đã được phát triển rất nhanh và Mỹ đã trở thành một trong những nước sản xuất đậu tương đứng đầu thế giới, cả về diện tích lẫn sản lượng [14]

Bảng 1.2: Diện tích, năng suất và sản lượng đậu tương ở Mỹ

(từ năm 2005 đến năm 2014)

(triệu ha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng (triệu tấn)

là mặt hàng có giá trị chiến lược trong xuất khẩu và thu đổi ngoại tệ.

Bảng 1.3 Diện tích, năng suất, sản lượng đậu tương ở một số nước và Châu lục

Sản lượng (tr.tấn)

Diện tích (tr.ha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng (tr.tấn) Thế giới 92,57 23,18 214, 58 117,72 26,20 308,43 Châu Á 19,27 14,24 27,44 19.467 13.23 25,76

Argentina 14,03 27,29 38,29 19.25 27.73 53,40

2007, diện tích trồng đậu tuơng của Brazil giảm khoảng 2 triệu haso với năm 2005

và 2006 Tuy nhiên năng suất lại tăng khoảng 5 tạ so với 2 năm này và sản luợng đạt trên 58 triệutấn tăng khoảng 6 triệu tấn so với năm 2005 và 2006 Brazil đang tiếp tục đẩy mạnh công tác giống, sử dụng giống mới như giống chống chịu sâu bệnh, giống chuyển gen…, áp dụng các biện pháp khoa học kỹthuật mới vào sản xuất nhằm nâng cao sản lượng đậu tương hàng năm Tại Brazil, đậu tương chủ yếu được dùng làm bột và ép dầu Chính phủkhuyến khích đẩy mạnh nền công nghiệp chế biến trong nước và xuất khẩu khô dầu, bột đậu Quốc gia đứng thứ ba sau Mỹ

và Brazil về sản xuất đậu tương là Argentina Tại quốc gia này đậu tương thường được trồng luân canh với lúa mì Từ năm 1961- 1962 chính phủ đã có chính sách hỗ trợ cho việc phát triển cây đậu tương, nên cây đậu tương được phát triển khá mạnh Cũng nhờ vào chính sách hỗ trợ mà diện tích trồng và sản lượng đậu tương được tăng đều hàng năm

Hiện nay diện tích trồng đậu tương đang được chính phủ Argentina mở rộng, diện tích trồng mới sẽ được lấy từ đất canh tác ngũ cốc, đặc biệt là đất ở các vùng Zona Nucleo, trung tâm Argentina

Năm 2014, diện tích trồng đậu tương của Argentina tăng khoảng 4 triệu ha so với năm 2005, năng suất tương đương năm 2005, nhưng sản lượng tăng khoảng 15triệu tấn so với năm 2005 Các nước nhập khẩu đậu tương lớn gồm có: Cộng đồng kinh tế châu Âu, Đức, Anh, Pháp, Hà Lan, Bỉ… Cho tới sau chiến tranh thế giới thứ hai thì Mỹ và Trung Quốc vẫn là hai Quốc gia đứng đầu về xuất khẩu đậu tương Tuy nhiên, do dân số của Trung Quốc gia tăng mạnh nên từ một Quốc gia

xuất khẩu nhất nhì thế giới mà Trung Quốc lại dần trở thành Quốc gia nhập khẩu lớn nhất thế giới để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong nước Mỗi năm Trung Quốc cần 25 - 30 triệu tấn, trong khi đó sản xuất trong nước mới đạt 15 - 17 triệu tấn [18] Diện tích trồng đậu tương của Trung Quốc đứng thứ 4 thế giới sau Mỹ, Brazil, Argentina và đứng thứ nhất châu Á

1.4.2 Tình hình sản xuất đậu tương ở Việt Nam

Việt Nam là Quốc gia có nền sản xuất nông nghiệp lâu đời và là chủ yếu, cho nên cây đậu tương cũng được trồng từ rất sớm Trong thư tích ở thế kỷ VI cho biết cây đậu tương đã được trồng ở Bắc Bộ Hiện nay, ở Việt Nam cây đậu tương có vị trí, vai trò rất quan trọng trong sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là ở những vùng nông thôn nghèo, có nền kinh tế chưa phát triển Ngoài việc cung cấp nguyên liệu chế biến làm thực phẩm cho con người, nguyên liệu cho xuất khẩu , cây đậu tương còn

là nguồn cung cấp thức ăn cho chăn nuôi rất tốt Có thể khẳng định rằng cây đậu tương là một trong những cây đang phát triển rất mạnh ở Việt Nam và ngày càng

có vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Cây đậu tương có khả năng thích ứng rộng với nhiều vùng sinh thái khác nhau, đối với đất bạc màu và khô hạn thì cây đậu tương cho hiệu quả kinh tế cao nhất Đồng thời nó cũng đóng góp rất lớn vào việc chuyển dịch cơ cấu cây trồng trong sản xuất nông nghiệp, tạo thêm công

ăn việc làm, góp phần cải tạo đất đai, cải tạo môi trường Tình hình sản xuất đậu tương ở Việt Nam trong một số năm gần đây được thể hiện trong bảng sau:

Bảng 1.4 Sản lượng đậu tương của Việt Nam giai đoạn 2003 – 2007

Năm Diện tích

(nghìn ha)

Năng suất (tạ/ha)

Tổng sản lượng (nghìn tấn)

Diện tích đậu tương của nước ta tăng khá nhanh từ 165,6 nghìn ha năm 2003 lên 280 nghìn ha, sản lượng cũng tăng gần gấp đôi vào năm 2007, trong vòng 4 năm diện tích đã tăng khoảng 120 nghìn ha Tuy nhiên, xét về mặt năng suất thì năng suất đậu tương của nước ta còn thấp hơn nhiều so với năng suất bình quân chung của thế giới, năm 2005 năng suất đậu tương của Việt Nam đạt 14,341 tạ/ha, trong khi đó năng suất bình quân của thế giới năm 2005 là 23,178 tạ/ha

Bảng 1.5 Sản lượng đậu tương của Việt Nam trong 5 năm gần đây

Năm Diện tích

(nghìn ha)

Năng suất (tạ/ha)

Tổng sản lượng (nghìn tấn)

(Nguồn: Tổng cục Thống kê Việt Nam (GSO), Bộ NN&PTNT)

So với giai đoạn 2003 – 2007, sản lượng đậu tương trong năm đây nhìn chung phát triển không đều và đang có xu hướng giảm xuống Diện tích gieo trồng ngày càng bị thu hẹp so với năm 2007 là 280 nghìn ha thì đến năm 2015 là 130 nghìn ha Năng suất trong 5 năm liên tiếp không có sự thay đổi nhiều và còn thấp so với năng suất bình quân chung của thế giới

Cả nước đã hình thành 6 vùng sản xuất đậu tương chính , đó là vùng Đông Nam Bộ có diện tích lớn nhất 26,2%, miền núi Bắc Bộ 24,7%, đồng bằng Sông Hồng 17,5%, đồng bằng sông Cửu Long 12,4% Tổng diện tích 4 vùng này chiếm 80% diện tích trồng đậu tương của cả nước Đậu tương trồng ở vụ xuân chiếm 14,2%, vụ hè thu 31,6%, vụ hè 2,68%, vụ thu đông 22,1%, vụ đông xuân 29,7%

Về sản lượng, riêng 3 vùng đồng bằng Sông Hồng, Đông Nam Bộ và đồng bằng sông Cửu Long chiếm 63,8% sản lượng đậu tương của cả nước Đặc biệt, đồng bằng sông Cửu Long chỉ chiếm 12,4% diện tích nhưng lại chiếm 20,9% sản lượng đậu tương của cả nước và năng suất bình quân cao nhất nước 16 tạ/ha [1] Tốc độ

phát triển sản xuất đậu tương ở Việt Nam cũng được đánh giá là khá và là một trong những quốc gia có tốc độ phát triển nhanh so với nhiều quốc gia khác trên thế giới Kết quả này có được là do có sự quan tâm đúng mức của Đảng và Nhà nước ta trong việc phát triển cây đậu tương Văn kiện Đại hội V Đảng Cộng Sản Việt Nam, tập 2, trang 37 đã ghi: “Đậu tương cần được phát triển mạnh mẽ để tăng nguồn đạm cho người, cho gia súc, cho đất đai và trở thành một loại hàng xuất khẩu chủ lực ngày càng quan trọng”

1.5 Tổng quan khu vực nghiên cứu

1.5.1 Tổng quan về tỉnh Hòa Bình

Vị trí địa lý: Hoà Bình là tỉnh miền núi, tiếp giáp với vùng đồng bằng sông

Hồng, có nhiều tuyến đường bộ, đường thuỷ nối liền với các tỉnh Phú Thọ, Hà Tây,

Hà Nam, Ninh Bình, là cửa ngõ của vùng núi Tây Bắc, cách thủ đô Hà nội 76 km về phía Tây Nam Phía Bắc Hoà Bình giáp Phú Thọ và Hà Tây, phía Nam giáp Ninh Bình và Thanh Hoá, phía Đông giáp Hà Tây và Hà Nam, phía Tây giáp Sơn La Tỉnh có 11 huyện, thành phố: Đà Bắc, Mai Châu, Tân lạc, Lạc Sơn, Kim Bôi, Lương Sơn, Lạc Thuỷ, Yên Thuỷ, Kỳ Sơn, Cao Phong và Thành phố Hoà Bình với

210 xã, phường, thị trấn

Khí hậu: Hòa Bình có khí hậu nhiệt đới gió mùa, mùa động lạnh, ít mưa; mùa

hè nóng, mưa nhiều Nhiệt độ trung bình hàng năm trên 230C Tháng 7 có nhiệt độ cao nhất trong năm, trung bình 27 - 290C, ngược lại tháng 1 có nhiệt độ thấp nhất, trung bình 15,5 - 16,50C

Địa hình: Hòa Bình là tỉnh miền núi, tiếp giáp với phía Tây đồng bằng sông

Hồng, Hòa Bình có địa hình núi trung bình, chia cắt phức tạp, độ dốc lớn và theo hướng Tây Bắc - Đông Nam, phân chia thành 2 vùng: vùng núi cao nằm về phía Tây Bắc có độ cao trung bình từ 600 – 700 m, địa hình hiểm trở, diện tích 212.740

ha, chiếm 44,8% diện tích toàn vùng; vùng núi thấp nằm ở phía Đông Nam, diện tích 262.202 ha, chiếm 55,2% diện tích toàn tỉnh, địa hình gồm các dải núi thấp, ít

bị chia cắt, độ dốc trung bình từ 20 – 250 m, độ cao trung bình từ 100 – 200 m Địa hình Hoà Bình chủ yếu là núi rừng, xen kẽ giữa các sườn núi là các thung lũng hẹp

Các đường giao thông quan trọng trên địa bàn tỉnh như Quốc lộ số 6 đi qua các huyện Lương Sơn, Kỳ Sơn, thị xã Hòa Bình, huyện Tân Lạc, Mai Châu; Quốc

lộ 15A đi từ huyện Mai Châu nối Quốc lộ 6 với các huyện vùng cao tỉnh Thanh Hóa; Quốc lộ 12B đi qua các huyện Tân Lạc, Lạc Sơn, Yên Thuỷ và tỉnh Ninh Bình, nối Quốc lộ 6 với Quốc lộ 1; Quốc lộ 21 đi từ thị trấn Xuân Mai (Hà Nội) qua các huyện Lương Sơn, Kim Bôi, Lạc Thuỷ nối với Quốc lộ 12B tại huyện Nho Quan, tỉnh Ninh Bình Hệ thống sông ngòi thuỷ văn: Hoà Bình có mạng lưới sông suối phân bổ tương đối dày và đều khắp ở các huyện Sông Ðà là sông lớn nhất chảy qua tỉnh có lưu vực 15.000 km2 chảy qua các huyện Mai Châu, Ðà Bắc, Tân Lạc, Kỳ Sơn và thị xã Hòa Bình với tổng chiều dài là 151 km Hồ sông Ðà có dung tích 9,5 tỷ m3 nước; sông Bưởi bắt nguồn từ xã Phú Cường, huyện Tân Lạc, dài 55km; sông Bôi bắt nguồn từ xã Thượng Tiến, huyện Kim Bôi, dài 125 km; sông Bùi bắt nguồn từ xã Lâm Sơn huyện Lương Sơn, dài 32 km; sông Lãng bắt nguồn

từ xã Bảo Hiệu huyện Yên Thuỷ, dài 30 km [40]

Dân số: Hòa Bình có 832.543 dân (tháng 7/2009) Theo kết quả chính thức

điều tra dân số ngày 01/04/2009 dân số tỉnh Hòa Bình chỉ có 786.964 người Theo thống kê dân số toàn quốc năm 1999, trên địa bàn tỉnh có 6 dân tộc sinh sống, đông nhất là dân tộc Mường chiếm 63,3%; dân tộc Kinh chiếm 27,73%; dân tộc Thái chiếm 3,9%; dân tộc Dao chiếm 1,7%; dân tộcTày chiếm 2,7%; dân tộc Mông chiếm 0,52%; ngoài ra còn có người Hoa sống rải rác ở các địa phương trong tỉnh Người Hoa trước đây sống tập trung ở Ngọc Lương, Yên Thủy; nhưng sau năm

1979 còn lại một số gia đình và hiện nay sống phân tán ở các xã Yên Trị, Ngọc Lương và Phú Lai huyện Yên Thuỷ Ngoài ra, còn có một số người thuộc các dân

tộc khác chủ yếu do kết hôn với người Hòa Bình công tác ở các tỉnh miền núi khác Kinh tế: Những lĩnh vực kinh tế lợi thế: Do đặc điểm địa lý tiếp giáp với đồng

bằng sông Hồng và thủ đô Hà Nội, có điều kiện tự nhiên, đất đai, tài nguyên khoáng sản, đặc điểm văn hoá đa dạng và phong phú đã tạo điều kiện cho tỉnh Hoà Bình

phát triển mạnh một số lĩnh vực kinh tế lợi thế

Công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng: với trữ lượng sét và đá vôi lớn, hiện nay sản xuất vật liệu xây dựng là một trong những ngành công nghiệp mũi nhọn của tỉnh, cung cấp vật liệu xây dựng cho vùng và các tỉnh lân cận Ngoài ra, tỉnh còn có

3 nhà máy sản xuất xi măng công suất mỗi nhà máy 8,8 vạn tấn/năm tại các huyện Lương Sơn, Yên Thuỷ và thị xã Hoà Bình; ngoài ra còn 2 nhà máy đang hoàn chỉnh thủ tục để đầu tư xây dựng với công suất 1,2 triệu tấn và 8,8 vạn tấn/năm ở Lương Sơn và các cơ sở sản xuất đá, vôi, gạch ở hầu hết các huyện, thị

Công nghiệp chế biến nông – lâm sản: Hoà Bình có đất đai phù hợp với nhiều loại cây công nghiệp (mía, sắn, chè, măng…), cây ăn quả (cam, quýt, dứa, vải, nhãn…), từ đó có thể phát triển công nghiệp chế biến nông sản như: đường, tinh bột, chè khô, hoa quả đóng hộp Bên cạnh đó, diện tích đất lâm nghiệp chiếm khoảng 55%, diện tích rừng đã phủ xanh 41% với nhiều vạt rừng kinh tế được phép trồng và khai thác phục vụ công nghiệp chế biến lâm sản

Công nghiệp cơ khí, điện tử, may mặc, giày da: dựa trên địa thế tiếp giáp với các trung tâm công nghiệp lớn là Hà Nội, Hà Tây và tiềm năng lao động dồi dào, cộng thêm số lao động ở nông thôn chiếm 84%, trong khi thời gian sử dụng chỉ đạt 74%, do đó Hoà Bình có thể phát triển công nghiệp cơ khí điện tử, may mặc, giày da Hiện nay, trên địa bàn đã có một số cơ sở sản xuất như: Công ty May sông

Đà, Công ty May 3/2, Công ty Ban Đai (sản xuất linh kiện điện tử), Công ty R Việt Nam (sản xuất thấu kính), Công ty Điện tử SANKOR (đang đầu tư xây dựng)

Tiềm năng du lịch: Hoà Bình có cảnh quan thiên nhiên tươi đẹp, văn hoá lịch

sử phong phú có thể phát triển du lịch dưới nhiều hình thức Cụ thể, 6 dân tộc anh em: Mường, Kinh, Thái, Tày, Dao, Mông với những nét văn hoá, phong tục tập quán đa dạng, phong phú tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển du lịch văn hoá và hiện nay nổi tiếng là khu du lịch Bản Lác – Mai Châu Bên cạnh đó, du lịch cảnh quan, sinh thái ở Hoà Bình cũng có rất nhiều tiềm năng để phát triển với hồ sông Đà hùng vĩ, rừng nguyên sinh Thượng Tiến (Kim Bôi), rừng Hang Kia – Pà Cò (Mai Châu), rừng Phu Canh (Đà Bắc), Suối Ngọc – Vua Bà (Lương Sơn)… Ngoài ra, tỉnh Hoà Bình còn nổi tiếng với suối nước nóng Kim Bôi, Lạc Sơn, có núi cao, hồ

lớn, khí hậu điều hoà tạo điều kiện cho du lịch nghỉ dưỡng phát triển Trên địa bàn tỉnh có nhiều đền chùa nổi tiếng như chùa Tiên (Lạc Thuỷ), đền Bờ (trên hồ sông

Đà)… là nơi thuận lợi cho phát triển du lịch

Với vị trí cửa ngõ vùng Tây Bắc, tiếp giáp với đồng bằng sông Hồng, Hoà Bình còn có thể phát triển nhiều loại hình du lịch như tổ chức hội thảo, hội nghị, nghỉ cuối tuần… là nơi kết nối các tua, tuyến du lịch với các tỉnh lân cận và miền

Bắc [40]

1.5.2 Tổng quan về Huyện Yên Thủy – Tỉnh Hòa Bình

Vị trí địa lý: Huyện Yên Thuỷ tỉnh Hoà Bình ở vùng Trung du phía Bắc Việt

Nam, ở cực Đông nam của tỉnh Hoà Bình, cách thành phố Hoà Bình khoảng 85 km, thành phố Ninh Bình đường quốc lộ 1A khoảng 50km, cách thủ đô Hà Nội, sân bay quốc tế nội bài khoảng 100 km, cách thành phố Sơn la tỉnh Sơn La khoảng 250 km…phía Đông giáp huyện Lạc Thuỷ (Hoà Bình) phía tây giáp huyện Lạc Sơn (Hoà Bình), phía Nam giáp huyện Nho Quan (Ninh Bình), huyện Thạch Thành (Thanh Hoá), phía Bắc giáp huyện Kim Bôi (Hoà Bình)

Địa hình: Yên Thuỷ là huyện duy nhất của tỉnh Hoà Bình tiếp giáp với vùng

lãnh thổ: Tây Bắc - Đồng bằng sông Hồng và bắc Trung bộ Tựa lưng và dãy Trường sơn hùng vĩ cho nên Yên Thuỷ có một địa hình thuận lợi: tiếp giáp với vùng kinh tế có dân số đông, lực lưọng lao động, khoa học kỹ thuật, tài chính khả năng đầu tư lớn là những tiềm năng thuận lợi có thể khai thác phục vụ phát triển kinh tế -

xã hội Yên Thuỷ có vị trí quốc phòng rất quan trọng trong khu vực Độ cao trung bình 24m so vơi mặt nước nước biển Chiều dài trung bình là 26.0km, chiều rộng trung bình là 12,0 km, phân thành 3 vùng sản xuất chuyên canh:

Vùng 1: Gồm các xã Lạc Thịnh, Yên Lạc, Thị trấn là vùng trung tâm kinh tế, chính trị, sản xuất nông nghiệp, chăn nuôi, tiểu thủ công nghiệp và thương mại dịch

vụ của huyện

Vùng 2: Gồm các xã Đa phúc, Hữu Lợi, Đoàn kết, Yên Trị, Phú Lai, Ngọc Lương đây là vùng có diện tích rừng và vùng đệm vườn quốc gia Cúc Phương, sản

xuất chủ yếu là nông nghiệp, cây ăn quả, cây công nghiệp, trồng rừng, là vùng có sản lượng lạc, ngô, mía cao nhất huyện

Vùng 3: Gồm các xã: Lạc Hưng, Bảo Hiệu, Lạc Lương, Lạc sỹ cách trung tâm huyện trên 10 km, địa hình cao, dốc, kinh tế chủ yếu là sản xuất lâm nghiệp, trồng rừng và cây ăn quả Hiện giờ đường Hồ Chí Minh đi qua hai xã Bảo Hiệu, và Lạc Hưng đã tạo thuận lợi cho phát triển kinh tế, xã hội và giao lưu hàng hoá

Đất đai: Yên Thuỷ có tổng diện tích tự nhiên là 28.861.42 ha, bằng 6% diện

tích của tỉnh Trong đó đất nông nghiệp là 7.294.79ha, đất lâm nghiệp có rừng là 14.079.46ha đất chuyên dùng là 1.347.15ha, đất ở là 2.704.66ha còn lại là đất chưa

sử dụng (đồi núi đấ và sông suối)

Khí hậu: Khí hậu nhiệt đới gió mùa, mùa đông ngắn, lạnh, ít mưa, mùa hè dài,

nóng, mưa nhiều Nhiệt độ trung bình hàng năm là 22,8 oC, nhiệt độ lúc cao nhất trong năm là 38,90 oC, thấp nhất là 2,7oC Lượng mưa trung bình hàng năm là 1900

mm, năm cao nhất là 2460 mm, năm thấp nhất là 1300 mm, lượng mưa nhiều nhất thường xuất hiện vào tháng 7, tháng 8 hàng năm

Dân số: Dân số tính đến tháng 1 năm 2012 là: 65,780 người, trong đó nam

giới là 32.795 người, nữ giới là 32.805 người Huyện có 6 dân tộc sinh sống, trong

đó dân tộc Mường chiếm 67,57 % dân tộc kinh chiếm 32,22% các dân tộc khác chiếm 0,21%

Kinh tế: Tốc độ tăng trưởng kinh tế đạt 10,52%; trong đó Nông lâm nghiệp,

thuỷ sản tăng 6,12%; Công nghiệp xây dựng tăng 10,46%; dịch vụ tăng 20,78%; Cơ cấu kinh tế chuyển dịch theo hướng tích cực, tỷ trọng Nông, lâm, ngư nghiệp giảm còn 43,83%; Công gnhiệp xây dựng chiếm 34,03%; nghành Dịch vụ chiếm 22,14% Giá trị tăng thêm theo giá trị hiện hành đạt 1.002 tỷ đồng; Giá trị tăng thêm bình quân/ người đạt 15,34 triệu đồng; Tổng mức lưu chuyển hàng hoá bán lẻ, dịch vụ tiêu dùng đạt 334 tỷ đồng Tổng mức đầu tư toàn xã hội đạt 234 tỷ đồng

Thu ngân sách nhà nước trên địa bàn đạt 20,1 tỷ đồng, tỷ lệ lao động qua đào tạo đạt 25,08%, tỷ lệ hộ nghèo còn 22,52% Chương trình xây dựng nông thôn mới đang triển khai tích cực, đến nay 12/12 xã đã lập song đồ án xây dựng NTM, trong

đó đã phê duyệt 3 đồ án của 3 xã: Ngọc Lương, Đoàn Kết, Yên Lạc, đang thẩm định

9 đồ án 12/12 xã đã hoàn thành đề án xây dựng nông thôn mới, trong đó đã phê duyệt đề án cho 2 xã (Ngọc Lương, Yên Lạc), 10 đề án còn lại đang thẩm định [41]

1.5.3 Hiện trạng môi trường tỉnh Hòa Bình

Hòa Bình là tỉnh miền núi, có tốc độ công nghiệp hóa chậm do thiếu các lợi thế cạnh tranh với các địa phương khác trong phát triển các ngành công nghiệp Tỷ trọng nông nghiệp vẫn chiếm vai trò chủ yếu trong phát triển kinh tế của tỉnh Trồng trọt, chăn nuôi là ngành nghề chính trong nông nghiệp của tỉnh Trong đó bao gồm các hoạt động canh tác lúa nước, lúa nương, hoa màu phục vụ cho nhu cầu sinh sống của người dân trong tỉnh và một phần cung cấp ra các thị trường ngoài tỉnh Do có lợi thế về thổ nhưỡng và các yếu tố vi khí hậu, chất lượng sản phẩm các loại rau quả và lương thực của tỉnh được đánh giá là tốt hơn so với các tỉnh lân cận Bởi vậy, nhu cầu khai thác đất để trồng các loại cây lương thực, rau, quả là cao Dẫn đến sử dụng quá mức phân bón hóa học, các loại thuốc kích thích sinh trưởng làm thoái hóa và ô nhiễm đất

Hòa Bình là một trong những tỉnh chịu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu nặng nề Biểu hiện

rõ nhất là thời tiết khí hậu thay đổi, chịu nhiều thiên tai như bão lũ, những dị thường về thời tiết hoặc hoang mạc hóa làm thu hẹp diện tích đất sản xuất, gây xói mòn đất, Theo tổng hợp báo cáo của UBPCLB tỉnh Hòa Bình từ các năm 2010 - 2014, khu vực tỉnh Hoà Bình đã xảy ra nhiều thiên tai và hạn hán trên diện rộng Diện tích đất phải chuyển đổi cơ cấu cây trồng, gây ảnh hưởng tới năng suất, sản lượng và đời sống của nhân dân Vào mùa mưa bão liên tiếp xảy ra các trận bão, áp thấp nhiệt đới ảnh hưởng đến các địa phương trong tỉnh làm chết người, làm hư hỏng nhiều công trình cơ sở hạ tầng như: đường giao thông, cầu, cống, trường học, các công trình thuỷ lợi gây nhiều khó khăn và ảnh hưởng xấu đến sản xuất cũng như đời sống

của nhân dân [19].