Đánh giá môi trường đất nước và khí ở huyện nam sách chí linh tứ kỳ và thành phố hải dương tỉnh hải dương bằng phương pháp chỉ thị sinh học

- Đánh giá hiện trạng môi trường đất, nước và khí ở địa bàn nghiên cứu bằng phương pháp chỉ thị sinh học.. Trong đó, có những kết luận chính sau đây: + Những kết luận về môi trường đất

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN

TÊ N Đ Ể TÀI:

DẮNH g iấ m ô i t r ư ờ n g d ấ t, n ư ớ c v à k h í ở h u y ệ n n a m s á c h, CHÍ LINH, TỨ KỲ VÀ THÀNH PHỐ HẢI DƯƠNG - TỈNH HẢI DƯVNG

MÃ SỐ: QG 04 15

CHỦ TRÌ Ễ)Ể TÀI: TS.VĂN HUY HẢI

CAJNT B ộ TH A M GIA N G H IÊ N c ứ u

- p ĩ / 5 6 ỉ _ _

HÀ NỘI - 2006

1 BÁO CAO TÓM TẮT

a Tên đề tài:

Đánh giá môi trường đất, nước và khí ở huyện Nam Sách, Chí Linh, Tứ Kỳ và thành ph ố Hải Dương - Tỉnh Hải Dương bằng phương pháp chỉ thị sinh học

Mã số: QG 04 15

Khoa môi trườngTrường địa học Khoa Học Tự Nhiên Đại Học Quốc Gia Hà Nội

c Cán bộ tham gia nghiên cứu:

CN Nguyễn Hoài K hanh Sở Tài Nguyên & Môi trường tỉnh Hải Dương

CN Kim Văn Chinh Khoa Môi trường, trường ĐH KHTN Hà Nội

d Mục tiêu và nội dung nghiên cứu

* Mục tiêu nghiên cứu

- Đánh giá hiện trạng môi trường đất, nước và khí ở địa bàn nghiên cứu bằng phương pháp chỉ thị sinh học

- Trên cơ sở những kết quả đánh giá trên, có những cảnh báo về thực trạng môi trường và những khuyến cáo để vừa phát triển sản xuất vừa bảo vệ môi trường

- Đề tài nghiên cứu thực thi ở địa bàn sản xuất nông nghiệp là chính nên cũng có mục đích dóng góp một số giải pháp nhũm nâng cao năng suất cây trồng

- Mở ra hướng nghiên cứu mới về môi trường và sản xuất cây trổngJ clồng thời, cũng hy vọng tư liệu của đề tài có thể hữu ích đối với cán bộ

và ngưòi dân địa phương

- Cuối cùng, đề tài nghiên cứu cũng nhằm mục tiêu đào tạo các cử nhân và thạc sỹ trên lĩnh vực chỉ thị sinh học để cảnh báo môi trường

• N ội dung nghiên cứu

- Điều tra thực địa ở huyện Nam Sách, Chí Linh, Tứ Kỳ và thành phố Hải Dương, thu thập các thông tin tư liệu phục vụ nghiên cứu của đề tài, viết báo cáo tổng quan

- Khảo sát trạng thái và mô tả các hiện tượng đặc trưng ở cây trồng, vật nuôi, chụp ảnh làm tư liệu xây dựng Atlas về màu sắc

- Xử lý mẫu vật và tư liệu cho các chuyên đề nghiên cứu: Đất, nước

và không khí

- Tổng hợp và báo cáo kết quả nghiên cứu của đề tài

e Kết quả nghiên cứu của đề tài

Sau khi thực hiện đề tài đã thu được một số kết quả nghiên cứu trên lĩnh vực khoa học và đào tạo sau:

• V ề khoa học: Đã hoàn thiện báo cáo khoa học của đề tài Trong

đó, có những kết luận chính sau đây:

+ Những kết luận về môi trường đất

Ở các địa bàn nghiên cứu có nhiều loại đất, nhưng nhìn chung có những loại đất chính như: Đất đỏ vàng (ở khu vực đồi núi huyện Chí Linh); đất bạc màu (ở bậc thềm cao tiếp giáp với khu vực đồi núi hụyện _ Chí Linh); đất phù sa thuộc hệ thống sông Hồng và sông Thái B ìn h ^p h ẩn ^^

bố ở khu vực thành phố Hải Dương, đồng bằng huyện Chí Linh, Tứ Kỳ và Nam Sách Tuỳ theo hình thức sử dụng và chế độ canh tác m à loại đất chua phèn có thể tồn tại ở dạng tiềm tàng hoặc hoạt tính

Bằng phương pháp chỉ thị sinh học, có thể đánh giá đất ở khu vực nghiên cứu như sau:

- Hiện tượng thiếu K, Mg, p, Mo và cả Zn thường gặp ở nhiều loại cây trồng Thiếu K, Mg và Zn thể hiện rõ nét ở cây ăn quả như Nhãn, Vải, Chuối Thiếu Mg, Ca thường gặp ở cây Bắp Cải, Xu Hào và Xúp Lơ

Thiếu p và Mo thường gặp ở cây rau quả như Cà chua, Dưa chuột và các cây Đậu, Lạc.

- Hiện tượng thừa Fe ở mức gây độc hại tương đối phổ biến ở địa bàn nghiên cứu Nguyên nhân được giải thích là ở môi trường đất chua phèn, chua7có sự hoà tan cao của Fe Bên cạnh đó cũng có những biểu hiện độc hại AI và thiếu K, Zn ở cây lúa

- Cây trồng (đặc biệt là lúa) ở các địa bàn thành phố Hải Dương, Nam Sách, Tứ Kỳ nhìn chung không có biểu hiện khác nhau nhiều, trừ các xã ở cuối huyện Tứ Kỳ có cây : n-hư* Năn, cỏ Lác phát triển mạnh chỉ thị cho vùng đất chua phèn nhiễm mặn

Đánh giá về môi trường đất bằng phương pháp chỉ thị sinh học có

sự khác biệt so với phương pháp phân tích hoá học Cụ thể, nếu dựa theo

số đo về Mg dễ tiêu thì môi trường đất ở các địa bàn nghiên cứu được đánh giá đủ Mg, trong khi rất nhiều cây trồng lại biểu hiện thiếu Mg rõ nét

+ Những kết luận về môi trường nước

Bằng phương pháp chỉ thị sinh học (khảo sát sự biểu hiện của động, thực vật, động vật không xương sống cỡ lớn và phân tích cá), kết hợp với việc phân tích một số chỉ tiêu thuỷ hoá đã đi đến một số kết luận sau:

- Nước ở các ao hồ, sông ngòi ở khu vực thành phố Hải Dương (hồ Bình Minh, hồ Bạch Đằng, sông Bạch Đằng, Hào Mương, Cầu Cương) bị

ô nhiễm nặng, đặc biệt là hồ Bạch Đằng Nguyên nhân ở đây là hồ Bạch Đằng và các hồ kể trên là nơi chứa nước thải của thành phố Hải Dương

- Các nguồn nước sông suối và nước ngầm ở khu vực Chí Linh, Tứ

Kỳ và Nam Sách ít bị ô nhiễm, trừ nguồn nước ngầm ở một số địa phương như Tứ Kỳ và Nam Sách có những biểu hiện ô nhiễm về mùi vị, hàm lượng Fe hoà tan cao và có chứa khí độc Đây là hiện tượng đặc trưng của nước ngầm vùng đất chua phèn

+ Những kết luận về môi trường khí

Cũng bằng phương pháp chỉ thị sinh học, thông qua những biểu hiện của cây trồng, có thể kết luận về môi trường khí ở các địa bàn nghiên cứu như sau:

- Môi trường không khí ở thành phố Hải Dương, thị trấn Nam Sách (huyộn Nam Sách), thị trấn Sao Đỏ (huyện Chí Linh), quốc lộ 5A (khu

vực thành phố Hải Dương) bị ô nhiễm rõ rệt Thực vật ven đường phố và trục đưởng giao thông chính bịCỊllorosen và Neckrosen nặng, đặc biệt vói cây nhạy cảm như Tùng, Bách Tán, Cau Cảnh, Dừa Nguyên nhân chính

là do khí thải từ hoạt động giao thông

- Môi trường không khí ở khu vực lân cận các nhà máy như nhiệt điện Phả Lại, xi măng Kỳ Sơn bị ô nhiễm gây nên hiện tượngCỊãlorosen và Neckrosen ở lá cây trong khu vực rõ nét

- Cũng như ở môi trường nước, nếu dựa theo các chỉ tiêu phân tích hoá học thì khó có thể nói môi trường không khí ở các khu vực đề cập trên bị ô nhiễm Nhưng qua những biểu hiện của cây trồng ở đây có thể cho thấy những nhận xét ngược lại

• Về đào tạo:

- Đã đào tạo được một Thạc sỹ và sáu Cử nhân trên lĩnh vực chỉ thị

sinh học để cảnh báo môi trường

- Đã hoàn thiện giáo trình Chỉ thị sinh học để cảnh báo môi trường

và công bố một bài báo

• Các kết quả khác: Hoàn thiện 01 tập Atlas về màu sắc để ứngsì/

dụng trong chỉ thị sinh học cảnh báo môi trường

f Tình hình kinh tế của đề tài: 60.000.000 Vnđ

Khoa quản lý

(ký và ghi rõ họ tên)

Chủ trì đề tài (ký và ghi rõ họ tên)

T £ , l /a ĩ f /h ỷ - % ữì ’

BÁO CÁO TÓM TẮT BẰNG TIẾNG ANH

a Title

Assesssment of soil, water and air environment in Nam Sach, Chi Linh, Tu Ky Districts and Hai Duong city - Hai Duong Province by Method of Bioindication

Code: QG 04 15

b Head of project

Dr Van Huy Hai

Faculty of Environmental Sciences

Ha Noi University of Natural Sciences

Ha Noi National University

c C o o ro d in ato r

BA Nguyen Hoai K hanh Department of Resource and

Environment of Hai Duong Province

BA K im Van C hinh Faculty of Environmental Sciences

Ha Noi University of Natural Sciences

BA Nguyen Thanh Tinh.

BA Nguyen Van Quang.

BA Nguyen Cong Due

BA Do Ngoc Quy.

BA Diep Thi Thu,

ThS T ra n Thi Ngoc Q uynh

d O bjectives and contents study

level is popular in study area Reason can be explained that is dissolved of

Fe Side by side, there’re also A1 harm and K, Zn deficiency in rice plant

- Crops (especially rice plant) in study area, as a whole, haven’t many different from each other, eliminating villiges at the end of Tu Ky district

+ Conclusions of water envữonment

- W ater in lakes, rivers in area of Hai Duong city (Binh M inh lake, Bach Dang lake, Bach Dang river) is drastic polluted, especially Bach Dang lake

- W ater supplies (river, stream, under face) in area of Chi Linh, Tu

Ky and Nam Sach are hardly polluted

+ Conclusions of aừ envừonment

- Air (in Hai Duong city, Sao Do and Nam Sach town) is polluted Plants that are on the side of the street and road are gotten Clorosen and Neckrosen, especially highly desceming plants such as fir-tree, Araucaria, Areca and Coconut-tree because of traffic

- A ừ in area of Pha Lai Thermoelectric Plant, Ky Son Cement Plant

is polluted lead to Clorosen and Neckrosen on the leaves of the trees

• Training:

- There’re a master and six bachelors in environment after finishing the project

- A texbook of bioindication have finished and announced a article

• Other Conclusions: A colour atlas was built to predict nutrition disorder of crops and environment pollution

- Pave the way for new envừonment and crops production study It

is too hopeful that paper of project will be useful for carde and regional

people

- Lastest, the project objective also forms Bachelors and M aster in

Envừonment

+ Contents o f study

- Investigation on the field of Nam Sach, Chi Linh, Tu Ky districts

and Hai Duong city to have materials for project, write overview report

- Investigation state and description of special phenomenons of

crops, domestic animals, colour atlas was built

- Analysis specimens and materials for special subjects: Soil, water,

aừ and write each of them

- Overview and roport of project

e Conclusions

There’re conclusions on the field of sciences and training after

project come to an end

• Sciences: Science report of project has finished There’re mainly conclusions such as:

+ Conclusions of soil environment

In study area, there’re much of soils But, as a whole, there’re some

mainly sort of soils such as: Yellow red soil (in area of Chi Linh

mountains); infertile soil (in high step adjoining area of Chi Linh

mountains); fluvial soil (were taken by Hong and Thai Binh river system),

this kind of soil is popular in area of Hai Duong city, delta o f Chi Linh,

Nam Sach and Tu Ky districts It can be potential or active, depending on

using style and cultivating system Soil envừonment in study area can be assessed by bioindication such as:

- K and Mg deficiency is popular phenomenon of crops in yellow red soil in Chi Linh mountains area

- K, Mg, p, Mo, and Zn deficiency is also seen on many crops K,

Mg and Zn deficiency was showed on fruit trees such as label tree, litchi, banana tree Mg, Ca deficiency is often showed on cabbage, cauliflower,

p, Mo deficiency is often showed on tomatoes, peanut Superfluity at high

level is popular in study area Reason can be explained that is dissolved of

Fe Side by side, there’re also A1 harm and K, Zn deficiency in rice plant

- Crops (especially rice plant) in study area, as a whole, haven’t many different from each other, eliminating villiges at the end of Tu Ky district

+ Conclusions of water envừonment

- W ater in lakes, rivers in area of Hai Duong city (Binh M inh lake, Bach Dang lake, Bach Dang river) is drastic polluted, especially Bach Dang lake

- W ater supplies (river, stream, under face) in area of Chi Linh, Tu

Ky and Nam Sach are hardly polluted

+ Conclusions of aừ envừonment

- Air (in Hai Duong city, Sao Do and Nam Sach town) is polluted Plants that are on the side of the street and road are gotten Clorosen and Neckrosen, especially highly desceming plants such as fir-tree, Araucaria, Areca and Coconut-tree because of traffic

- A ừ in area of Pha Lai Thermoelectric Plant, Ky Son Cement Plant

is polluted lead to Clorosen and Neckrosen on the leaves o f the trees

• Training:

- There’re a master and six bachelors in environment after finishing the project

- A texbook of bioindication have finished and announced a article

• Other Conclusions: A colour atlas was built to predict nutrition disorder of crops and environment pollution

BÁO CÁO

KẾT QUẢ T H ựC HIỆN ĐỂ TÀI NGHIÊN c ứ u KHOA HỌC ĐẶC BIỆT

CẤP ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

DÁNH GIÁ MÔI TRƯỪNG ĐẤT, Nước VÀ KHÍ ở HUYỆN NAM SÁCH, CHÍ LINH, TỨ KỲ VÀ THÀNH PHÔ HẲl DƯƠNG - TỈNH HẢI DƯVNG

HÀ NỘI - 2006

MỤC LỤC

Trang

2 MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN c ứ u CHÍNH CỦA ĐỂ TÀI 4

3 ĐỊA ĐIỂM, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u 5

3.3.1. Tiến hành khảo sát thực địa và thu thập mẫu vật 5 3.3.2. Phương pháp phân tích các mẫu vật đất, nước và động vật f.

3.3.4. Tính toán hàm lượng các nguyên tố dinh dưỡng và kim loại nặng Q

4.1.1. Đặc điểm về nguồn gốc phát sinh và sự phân loại đất ở khu vực Q

4.1.2 Một số tính chất hoá học cơ bản và đặc điểm về chỉ thị sinh học

14của môi trường đất thuộc các địa bàn nghiên cứu

4.1.2.4 Môi trường đất của huyện Nam Sách 58

4.2 K ết quả nghiên cứu về mối trường nước (chuyên đề II) 6 6

4.2.1 Một số tính chất hoá học cơ bản và đặc điểm về chỉ thị sinh học

của môi trường nước thuộc các địa bàn nghiên cứu 6 6

học của môi trường khí thuộc các địa bàn nghiên cứu 97

4.3.1.2 Một số tính chất hoá học và đặc điểm về chỉ thị sinh học của

4.3.1.3 Một số tính chất hoá học và đặc điểm về chỉ thị sinh học của

1 1 2

môi trường khí huyện Tứ Kỳ

4.3.1.4 Một số tính chất hoá học và ẳặc điểm về chỉ thị sinh học của

114môi trường khí huyện Nam Sách

CÁC THUẬT NGỮ VÀ CHỮ VIẾT TẮT ĐÃ sử DỤNG

Score Per Taxon)

LỜI TỰA

Trong các năm 2004 và 2005 đề tài trên đã được tiến hành trên các địa điểm nghiên cứu đã quy định

Trong nửa cuối năm 2004 các công đoạn nghiên cứu như :

• Điều tra khảo sát thực địa ở các huyện và thành phố Hải Dương, thu thập các thông tin, tư liệu phục vụ nghiên cứu của đề tài

• Thu thập các mẫu vật đất, nước và phân tích những chỉ tiêu cơ bản

• Khảo sát thực động vật ở khu nghiên cứu mô tả và chụp ảnh tư liệu ở cây trồng, vật nuôi

Trong năm 2005, các công đoạn nghiên cứu trên được lặp lại và bổ sung, đổng thời xử lý các thông tin số liệu và tư liệu để xây dựng các báo cáo chuyên đề và báo cáo tổng kết được trình bày dưới đây Trong quá trình thực hiện đề tài, chủ trì đã hướng dẫn 1 thạc sĩ và 6 cử nhân theo hướng nghiên cứu của đề tài và bảo vệ thành công ở mức giỏi (theo mục tiêu đề tài đặt ra là một thạc sĩ và 5 cử nhân) Bên cạnh đó 1 học viên cao học đang tiếp tục nghiên cứu theo hướng này

Đây là đề tài mới, đối tượng điều tra nghiên cứu là ở thành phố và các vùng nông thôn có địa bàn rộng Để hoàn thành khối lượng công việc

và mục tiêu nghiên cứu đặt ra, chủ trì đề tài xin bày tỏ sự cảm ơn Trường Đại Học Quốc Gia Hà Nội và ban khoa học của trường, Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên Hà Nội đã tạo điều kiện và kinh phí để thực hiện đề

Chủ trì đề tài cũng bày tỏ sự cám ơn CN Nguyễn Hoài Khanh, sở Tài Nguyên Môi Trường - tỉnh Hải Dương đã tạo điều kiện cho quá trình nghiên cứu ở địa phương Chủ trì đề tài rất cám ơn Ths Trần Thị Ngọc Quỳnh, CN Kim Văn Chinh, CN Nguyễn Văn Quang, CN Đỗ Ngọc Quy,

CN Nguyễn Công Đức, CN Nguyễn Thanh Tĩnh, CN Vũ Quyết Thắng và

CN Diệp Thị Thư vừa hoàn thành luận văn, khảo luận vừa tham gia tích cực vào các công đoạn nghiên cứu của đề tài

]

1 Mở đầu

Hải Dương là một tỉnh nằm ở trung tâm châu thổ sông Hồng, nối tiếp với các trung tâm kinh tế, văn hoá của phía Bắc Việt Nam như: Hà Nội, Hải Phòng, Quảng Ninh và các tỉnh lân cận Trước đây là một tỉnh thuần nông, nhưng trong vài thập niên gần đây, cùng với sự phát triển chung của cả nước, tỉnh Hải Dương đã có sự phát triển mạnh mẽ trên lĩnh vực công - nông nghiệp và nhiều lĩnh vực khác, đặc biệt là quá trình đô thị hoá ở thành phố và các huyện lỵ Trong quá trình phát triển đó, đương nhiên có những tác động đến môi trường mà thường là theo chiều hướng xấu nếu không có những chú ý đúng mức đến sự thống nhất giữa sản xuất

và bảo vệ môi trường Vấn đề này đã được sở khoa học, công nghệ và môi trường tinh Hải Dương có những theo dõi và nghiên cứu tương đối đều đặn thông qua các báo cáo hiện trạng môi trường hàng năm bằng các phương pháp thống kê và phân tích hoá lý

Tuy nhiên, những báo cáo trên cũng chỉ mới dừng ở một số yêu tố như nước và khí Đồng thời, trong đánh giá về môi trường nếu chi dừng lại ở phân tích hoá lý cũng có những giới hạn nhất định Như Bergmann (1969, 1986) và Pagel (1982) đã để cập, các số đo về môi trường dựa trên

sự hỗ trợ của máy móc nhiều khi không sát với thực tế khách quan Do

đó, sự phản ảnh qua hình thái, màu sắc thân lá, sự phân bố loài sinh v ậ t

là minh chứng cụ thể nhất về tác động của môi trường sống (Schubert,1985) Do vậy, mặc dù khoa học về chi thị sinh học đã có từ lâu (Stockhardt, 1850; Hacckel, 1886), nhưng khi công nghiệp và các đô thị lớn phát triển, tác động của áp lực nhân sinh đến môi trường và qua đó tác động đến sinh vật ngày càng mạnh mẽ và chính vì vậy nhiều nhà khoa học

đã tập hợp lại để nghiên cứu và ứng dụng chỉ thị sinh học trong cảnh báo môi trường Đặc biệt, từ giữa thập kỷ 80 vấn đề này được tập trung nghiên cứu ở các nước công nghiệp phát triển và hoàn thiện về lý thuyết, phương pháp tiến hành và đã được tổng kết trong tác phẩm “Bioindikation in

O ckosystem en” (Chỉ thị sinh học ở các hệ sinh thái) mà Schubert (1985) thay mặt các nhà khoa học lớn làm chủ biên Bên cạnh đó tác phẩm Atlas

về màu sắc của Bergmann (1969, 1986) là phương tiện đế có thể tiến hành đánh giá môi trường đất, nước và khí cũng như sự rối loạn của các nguyên

tố dinh dưỡng Dùng cây lúa làm vật chỉ thị cũng được tập thể các nhà

khoa học ở Viện Lúa Quốc Tế (IRRI, 1983), Văn Huy Hải (1977, 1983, 1986) nghiên cứu ứng dụng Dùng phương trình thực nghiệm và mô tả về

lá để đánh giá môi trường đất, nước và khí cũng được Pagel (1982), Mansfield (1 9 7 6 ) nghiên cứu công phu Cũng cần nhấn mạnh rằng, các tác giả trên trước khi phát triển chỉ thị sinh học thì đã là các chuyên gia lớn về phân tích hoá học đất, nước, khí và cây trồng Cũng chính qua các tác giả nói trên, chỉ thị sinh học trở thành bộ phận bắt buộc trong mạng lưới quan trắc môi trường của các nước công nghiệp phát triển đặc biệt là

ở Hà Lan (Posthumus, 1982)

Mặt khác, cũng cần nhấn mạnh rằng, ở điều kiện phân tích hoá lý ở Việt Nam chưa được rộng rãi Hơn nữa, ở địa bàn cấp tỉnh thì vấn đề này càng hạn hẹp, khó đáp ứng được yêu cầu đánh giá môi trường trên nhiều mặt và đều đặn (theo những khoảng thời gian nhất định và lặp lại) Trong khi đó, theo Rabe (1982), thì chỉ thị sinh học để cảnh báo môi trường có khả năng tiến hành nhanh, ít đòi hỏi máy móc, kết quả có khả năng lặp lại Nếu đứợc trang bị tư liệu và được tập huấn trong thời gian ngắn thì cán bộ ở cấp cơ sở và người nông dân có trình độ học vấn nhất định cũng

có thể tiến hành được Đây là những tính ưu việt của phương pháp chỉ thị sinh học trong cảnh báo môi trường

Lý thuyết và thực tiễn nghiên cứu về chỉ thị sinh học ở Việt Nam còn ít Những vấn đề này mới được đề cập trong tập bài giảng về chỉ thị sinh học cho sinh viên và học viên cao học của khoa Môi Trường - trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên - Đại Học Quốc Gia Hà Nội (Văn Huy Hải, 2001) Những nghiên cứu bước đầu về chỉ thị sinh học của Kim Văn Chinh (2003), Trần Việt Đức (2003), Đặng Vũ Nhàn (2003) về chỉ thị sinh học để cảnh báo môi trường cũng mới dừng lại trong khuôn khổ khoá luận tốt nghiệp đại học

Như ở trên đã đề cập, trong quá trình phát triển, áp lực nhân sinh (Anthropogen Stress) tác động đến sinh vật, kể cả con người, thông qua những biến dổi bất thường, các triệu trứng (Symtom), bệnh tật ngày càng

rõ nét Và như vậy, lấy vật chỉ thị (Bioindicator) để đánh giá điều kiện môi trường sẽ rất hiệu dụng Vấn đề này không những có ý nghĩa lớn trong lĩnh vực nghiên cứu về môi trường mà còn có ý nghĩa lớn trong

nghiên cứu về hông - Lâm nghiệp, y học Bởi vì, từ những rối loạn về dinh dưỡng biểu hiện qua sự phát triển của cây và màu sắc lá là những minh chứng

cụ thể về chế độ dinh dưỡng trong đất, hay biểu hiện bất thường của con người cũng nói lẽn những bệnh lý nhất định Do đó, từ những kết qủa nghiên cứu về chỉ thị sinh học có thể đề xuất biện pháp bảo vệ môi trường, tăng năng suất cây trồng và bảo vệ sức khoẻ của con người

Xuất phát từ những vấn đề trên, đề tài nghiên cứu được đặt ra với hy vọng sẽ đóng góp vào phần lý luận, phương pháp nghiên cứu mới về môi trường Nhưng; trước hết là hy vọng có những đóng góp vào việc cảnh báo cũng như một số khuyến cáo để giải quyết vấn đề môi trường ở địa bàn nghiên cứu

Một hy vọng cụ thể hơn nữa là sẽ có những tư liệu giúp cán bộ nghiên cứu về mặt này và phổ biến để nhân dân áp dụng, đặc biệt là người nông dân

2 M ục tiêu và nội dung nghiên cứu chính của đề tài

2.1 Mục tiêu của đ ề tài

Như ở phần mở đầu cũng đã đề cập, mục tiêu chính của đề tài có thể tóm lược như sau:

- Đánh giá hiện trạng môi trường đất, nước và khí ở địa bàn nghiên cứu bằng phương pháp chỉ thị sinh học

- Trên cơ sở những kết quả đánh giá trên, có những cảnh báo về thực trạng môi trường và những khuyến cáo để vừa phát triển sản xuất vừa bảo vệ môi trường

- Đề tài nghiên cứu thực thi ở địa bàn sản xuất nông nghiệp là chính, nên cũng có mục đích đóng góp một số giải pháp nhằm nâng cao năng xuất cây trồng

- Đề tài nghiên cứu cũng có mục tiêu để đào tạo các cử nhân và thạc sĩ trên lĩnh vực chỉ thị sinh học để cảnh báo môi trường

- Cuối cùng Đề tài nghiên cứu cũng nhằm mở ra hướng nghiên cứu mới về môi trường và sản xuất cây trổng Đồng thời cũng

4

hy vọng, tư liệu của đề tài có thể hứu ích đối với cán bộ và người dân ở địa phương.

2.2 N ội dung nghiên cứu chính của đề tài

Để đạt được mục tiêu nghiên cứu nêu trên, những nội dung nghiên cứu chính sau đây cần được tiến hành

- Điều tra thực địa ở các huyện Nam Sách, Chí Linh, Tứ Kỳ và thành phố Hải Dương, thu thập các thông tin tư liệu phục vụ nghiên cứu của đề tài,

- Khảo sát trạng thái và mô tả các hiện tượng đặc trưng ở cây trồng, vật nuôi, chụp ảnh làm tư liệu xây dựng Atlas về màu sắc

- Xử lý mẫu vật và tư liệu cho các chuyên đề nghiên cứu: Đất, nước, và khí và viết các chuyên đề

- Tổng hợp và viết báo cáo kết quả nghiên cứu của đề tài

3 Địa điểm, đối tượng và phương pháp nghiên cứu

3.1 Địa điểm nghiên cứu

Địa điểm nghiên cứu là một số xã ở huyện Nam Sách, Chí Linh, Tứ

Kỳ và thành phố Hải Dương - tỉnh Hải DươngCcp Wto đ ồ kem th e o ).

Các vị trí lấy mẫu và các ảnh tư liệu về đất, nước và khí được ghi trên bản đồ và chú giải ở phần kết quả nghiên cứu

3.2 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là môi trường đất, nước và khí ở các địa điểm nghiên cứu nêu trên

3.3 Phương pháp nghiên cứu

3.3.1 Tiến hành khảo sát thực địa và thu thập mẫu vật

Trao đổi với cơ quan,cán bộ và nhân dân địa phương để có những

số liệu và thông tin thứ cấp, như:

- Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã h ộ i

- Các số liệu phán tích về môi trường đất, nước và khí đã có

- Hình thái và hiện trạng sử dụng đất

- Cơ cấu cây trồng ở địa phương

- Tiến hành thu mẫu đất, nước và thực động vật ngoài thực địa như sau:

+ pH của đất và nước có thể đo tại hiện trường bằng dụng cụ

Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia

• Khảo sát hình thái

• Mẫu vật thuỷ sinh:

Mẫu cá bắt lên khi còn sống, ướp trong tủ đá và đưa về phântích ngay tại Trung tâm khoa học và công nghệ quốc gia

Mẫu động vật không xương sống cở lớn được thu bằng dụng

cụ lấy mẫu là vợt tay (handnet) và gầu Petersen Vợt tay có khung kim loại hình chữ nhật, mắt lưới có diện tích lm m 2, túi lưới sâu khoảng 60cm Khung lưới được cắm vào cán gỗ dài 2m Gầu Petesen có diện tích ngoạm bùn là 0.02m2, mỗi lần thu một gầu dùng để thu mẫu ở giữa hồ Mẫu động vật không xương sống thu được được cố định bằng cồn 90% trong lọ nhựa cứng

Cùng với việc thu thập mẫu là việc thu thập các thông tin xung quanh địa điểm lấy mẫu bằng phương pháp quan sát và phỏng vấn nhanh, giúp cho việc diễn giải sinh học được chính xác hơn

3.3.2 Phương pháp phản tích hoá học các mảu vật đát, nước và dộng vật thuỷ sinh

a Phương pháp phản tích các chỉ tiêu hoá học của mầu đất

6

- Đo độ pH bằng máy đo pH.

- Hàm lượng mùn (OM) xác định bằng phương pháp đốt ướt theo Chiurin

- Ca** và Mg++ bằng phương pháp chiết với NH4+ - Acetat, sau đó chuẩn độ với Trilon B (EDTA)

Các chỉ số trên đo phân tích ở viện nghiên cứu đất và phân bón Hà Nội

b Phân tích các chỉ tiêu hoá học của mẫu nước

- Đo độ pH của nước tại chỗ bằng máy đo pH

- Đo hàm lượng DO trong nước (xác định theo phương pháp Winkler)

Phương pháp lot dựa vào khả năng DO oxy hoá Mn2+ thành Mn có hoá trị cao hơn trong điều kiện kiềm :

- Đo hàm lượng BOD5 thực chất là việc xác định lượng oxy hoà tan (DO) trong mẫu nước sau khi ủ 5 ngày

BOD5 = DO0 - D 05

Trong đó : - DO0 là giá trị DO được xác định ở ngày đầu

- DO5 là giá trị DO sau 5 ngày ủ

- Đo hàm lượng COD bằng phương pháp Kali Bicromat

Phương pháp Bicromat dựa trên phản ứng hoá học sau:

A gS04

Các chất hữu cơ + Cr20 7 + H+ = C 02 + H-,0 + 2Cr3+ +2K

T° sôi

/

Cho vào mẫu nước một lượng K2Cr20 7 đã biết Thêm H2S 04 và chất xúc tác A gS 04 Sau đó mẫu nước được đun hồi lưu, khi đó xảy ra phản ứng oxy hoá như đã nêu trên Lượng Cr20 72' dư được chuẩn độ bằng dung dịch muối Mohr Fe(NH4)2(S0 4)2 Đồng thời cũng tiến hành tượng tự đối với mẫu trắng Như vậy, ta được nồng độ Cr20 72 tiêu tốn cho phản ứng oxy hoá các chất hữu cơ trong mẫu nước thải (chính bằng lượng Cr20 72' tiêu tốn cho mẫu trắng) Giá trị COD được xác định dựa vào lượng Cr20 72

tiêu tốn này

c Phân tích hàm lượng thuỷ ngân trong mẩu cá:

Hàm lượng thuỷ ngân trong mẫu cá được phân tích bằng máy quang phổ tại trung tâm công nghệ quốc gia, phương pháp phân tích này được thực hiện như sau:

- Cân 0.5 - 2 g gan cá tươi đã xay nhỏ, thêm lOml axit nitric đặc, thêm 10ml K M n 04 5% (nếu mất màu thì thêm tiếp đến khi bền

- Phân tích và lý giải hiện tượng trên ảnh theo Pagel (1982)

- Phân tích thành phần họ động thực vật không xương sống cỡ lớn:

Mẫu vật động vật không xương sống cỡ lớn thu được cố định bằng cồn 90% Sử dụng kính hiển vi để quan sát đặc điểm đặc trưng Sử dụng khoá định loại theo các tác giả Đặng Ngọc Thanh, Thái Trần Bái, Phạm Văn Miên (1980)

ẸN NAM SACH V A UiUiYl L A Y M A U

3.3.4 Tính toán hàm lượng các nguyên tố dinh dưỡng và kim loại nặng theo phương trình thựcnghiệm của Pagel (1982) như sau:

(y: hàm lượng các nguyên tố vi lượng tính theo ppm, riêng AI tính theo

4 Kết quả nghiên cứu và thảo luận

4.1 K ết quả nghiên cứu vê' m ôi trường đất (chuyên đ ề I)

4.1.1 Đặc điểm về nguồn gốc phát sinh và sự phân loại đất ở khu vực nghiên cứu

4.1.1.1 Đặc điểm về nguồn gốc phát sinh

Địa phận tỉnh Hải Dương, ngoài vài bộ phận dìa phía Bắc mang tính chất của hệ môi trường đồi núi thấp như Chí Linh, Kinh Môn, đại bộ phận thuộc hộ môi trường địa chất đồng bằng, có quá trình hình thành và phát triển trong giai đoạn hiện tại liên quan trực tiếp với hoạt động của các dòng chảy thuộc lưu vực sông Hồng và sông Thái Bình

a Hệ môi trường đồng bằng và các dòng chảy thuộc tỉnh Hải Dương

9

Trên bề mặt địa hình hệ môi trường đồng bằng thuộc tỉnh Hải

Dương, hiện nay chỉ lộ ra các thành phần tạo trầm tích bở rời hiện đại,

tuổi Holoxen (Nguyễn cẩn , 1996) Đó là các trầm tích thuộc hệ tầng Hải

Hưng và Thái Bình và được phân thành hai: phân hệ Thái Bình dưới và

phân hệ Thái Bình trên

Các trầm tích thuộc phân hệ tầng Thái Bình trên có tuổi trẻ nhất, có

thành phần phù sa sông là chủ yếu với thành phần vật chất gồm cuội, sỏi,

cát, limon và sét; có màu nâu vàng phân bố dọc các sông trong vùng Tại

một số địa điểm liên quan các đoạn sông sót, bị tách khỏi các dòng chảy

hiện đại, các trầm tích có nguồn gốc sông - đầm lầy, với thành phần là cát

pha, limon, sét, nhiều mùn, một số nơi có than bùn

Các trầm tích phân hệ tầng Thái Bình dưới tiếp giáp với phân vị

Thái Bình trên và phủ lên trên các trầm tích thuộc hệ tầng Hải Hưng, song

có diện phân bố hạn chế vì đại bộ phận đã bị bóc mòn rửa trôi Một số nơi

còn gặp tại các vách xâm thực thì lại bị phủ bởi các trầm tích của các hệ

tầng Thái Bình trên Các diện lộ ra mặt đất của các trầm tích phân hệ tầng

Thái Bình dưới thường cục bộ, không liên tục, với thành phầm trầm tích

sông - biển là chủ yếu, gồm cát, bột, sét màu nâu xám

Các trầm tích thuộc hệ tầng Hải Hưng có diện tích lộ trên bề mặt

địa hình vùng đồng bằng là đáng kể hơn cả và choán hầu như gần hết các

bề mặt địa hình đồng bằng ứng với các phần nằm giữa các triền sông,

dòng chảy trong vùng Đây là các trầm tích có nguồn gốc hồ - đầm lầy,

sông - biển và một phần là trầm tích biển với thành phần chủ yếu là bột,

bột sét, sét chứa mùn và than bùn

b Hệ môi trường địa chất đồi núi thấp thuộc địa phận tỉnh Hải Dương

Hệ môi trường đồi núi thấp có diện tích không lớn, phân bố chủ yếu

tại các rìa phía bắc của tỉnh Hải Dương, kéo dài thành một dải từ vùng

Chí Linh, Sao Đỏ tới vùng Kinh Môn

Về thành phần vật chất, các tầng đá có tuổi thọ từ cổ đến trẻ, có thể

điểm qua những nét chính như sau:

- Hộ tầng Tấn Mài, với các thành phần chính gồm cát kết thạch anh, xen các đá phiến thạch anh, phiến xerixit, cát kết tufogen Các đá loại này

10

chỉ lộ trên địa hình vùng núi Chí Linh tạo một dải hẹp, kéo từ vùng Hồ Bến tắm, chạy dọc một đứt gãy kiến tạo có hướng á vĩ tuyến hơi chếch

Đông - Đông Bắc.

- Hệ tầng Dưỡng Động, có thành phần chủ yếu gồm cát kết dạng quaczit, phần trên có xen lẫn bột kết và đá phiến sét Các đá hệ tầng Dưỡng Động bị lộ ra tại phía Nam sông Kinh Thầy, tạo nên dải núi thấp hướng Tây Bắc - Đông Nam

- Hệ tầng Hòn Gai, có thành phần chủ yếu gồm cuội - sạn kết, cát kết thạch anh, xen bột kết, sét kết chứa than màu xám

Các đá thuộc hệ tầng Hòn Gai lộ trên địa hình mặt đất, tạo thành hai dải địa hình núi thấp : 1) Dải núi thấp tại phía Nam huyện Chí Linh, triền Bắc sông Kinh Thầy, nổi trên địa hình đồng bằng,t ạo các chỏm, khối, kích thước khác nhau với độ cao thay đổi từ 50 - 60 m đến trên dưới

100 m 2) Dải núi khá liên tục, kéo dài theo phương á vĩ tuyến, phù hợp với phương kiến trúc chung của khu vực tại vùng phía Bắc Chí Linh, Sao

Đỏ, kéo qua vùng Hồ Bến Tắm và kéo tiếp sang phía Đông, sang địa phận tỉnh Quảng Ninh

- Hệ tầng Hà Cối, có thành phần gồm cuội, sạn kết cát kết, bột kết, xen các lớp sét kết đôi chỗ có chứa than Các thành tạo hệ tầng Hà Cối trong vùng nghiên cứu chỉ lộ ra trên mặt địa hình, tạo một dải ở phía Nam huyện Chí Linh, có phương Tây Bắc - Đông Nam, nương theo dải địa hình núi thấp cấu tạo từ các đá thuộc hệ tầng Dưỡng Động, tại phía Bắc vùng Phúc Thành, phía Bắc Quang Trung, đến dìa phía Nam núi Yến Phụ, An Sinh Đây cũng chính là ranh giới phía Nam của hệ môi trường Đồi núi, trước khi chuyển sang hệ Môi trường Đồng bằng thuộc địa phận tỉnh Hải Dương

- Hệ tầng Vĩnh Phúc, có thành phần là các trầm tích sông, trầm tích

hồ - đầm lầy và sông - biển hỗn hợp, gồm chủ yếu cát, bột, cát pha sét, bột sét, sét màu vàng, xám có chứa vật chất hữu cơ, thực vật Các trầm tích thuộc hệ tầng Vĩnh Phúc lộ ra tại các vạt đồng bằng, đồi thấp phát triển giữa các dải địa hình núi thấp của vùng nghiên cứu như tại vùng huyện lỵ Chí Linh, Sao Đỏ, phát triển dọc quốc lộ 18, tại các vùng Cộng Hoà, Hoàng Tân, Hoàng Tiến, Bình Dương v.v

- Hệ tầng Hải Hưng, là các trầm tích sông - biển, hồ - đầm lầy và

một phần biển với thành phần chủ yếu gồm bột, bột sét, sét chứa xác thực vật, sét chứa than và than bùn

Tương tự các trầm tích thuộc hệ tầng Vĩnh Phúc, các trầm tích của

hệ tầng Hải Hưng lộ ra trên bề mặt các vạt đồng bằng nằm xen giữa các dải địa hình đồi núi thấp của vùng nghiên cứu, song phát triển chủ yếu tại phần phía Nam và Đông Nam của vùng Chí Linh, như tại vùng Văn Đức, Nguyên Huệ, Bình Dương, cũng như tại các vạt đồng bằng giữa núi và ven núi ở cực Nam của hệ môi trường đổi núi thấp, như vùng Chí Minh, Tân Dân, Lệ Ninh, Bạch Đằng v.v

- Hệ tầng Thái Bình, là các trầm tích aluvi sông là chủ yếu, một phần không đáng kể tại dìa phía Nam, dọc sông Kinh Thầy ở hạ du có thể gặp một ít trầm tích sông - biển kiểu châu thổ cũ Thành phần cơ giới của các trầm tích hệ tầng Thái Bình gồm cuội, sỏi, cát, cát pha sét, sét màu nâu vàng, xám Các trầm tích này phát triển dọc các triền sông các cấp trong vùng như dọc các nhánh sông Đổng Mai, các sông nhánh đổ vào hệ thống sông Kinh Thầy trên địa bàn vùng nghiên cứu

Tính đa dạng, phân dị theo không gian về thành phần vật chất của

đá gốc tuổi cổ, trẻ khác nhau, cộng với sự biến đổi về địa hình, sự phong phú nguồn nước mặt, nước ngầm, đã tạo tiền đề cho việc hình thành phát triển các loại đất, thổ nhưỡng khác nhau và là cơ sở tạo nên sự đa dạng, phong phú của tài nguyên sinh học nói chung, thực vật nói riêng của hệ môi trường đồi núi thuộc địa phận tỉnh Hải Dương

4.1.1.2 Các nhóm và loại đất ở địa bàn nghiên cứu

Từ những đặc điểm về địa hình và nguồn gốc phát sinh trình bày ở trên, qua khảo sát đã nhận thấy những loại đất chính ở các khu vực nghiên cứu như sau:

1) Đất đỏ vàng (Ferrasols) phát triển trên các mẫu chất cát, bột kết,phiến thạch sét Nhóm này phân bố chủ yếu ở vùng đồi núi huyệnChí Linh có thảm thực vật là cây bụi và rừng thứ sinh

2) Đất xám bạc màu (Ferric Acrisols) hình thành ở các bậc thềm cao chân đồi Loại đất này cũng phân bố chủ yếu ở huyện Chí Linh Cây trồng ở đây chủ yếu là đậu, lạc, ngô.

3) Đất phù sa sông suối (Fluvisols) nhóm đất này phân bố ở huyện Chí

Linh,ở vùng hạ lưu suối Bến Tắm

4) Đất phù sa không được bồi hàng năm (Eutric Fluvisols) thuộc các sông Hồng, Thái Bình, Kinh Thầy, Bạch Đằng bị giây Loại đất này phân bố ở tất cả các địa bàn nghiên cứu: thành phố Hải Dương, huyên Nam Sách, Chí Linh và Tứ Kỳ Cây trồng chủ yếu là lúa nước và một ít các cây rau màu

5) Đất phù sa được bồi hàng năm (Fluvisols) phân bố ở các bãi ngoài

đê sông Hồng và sông Thái Bình Loại đất này cũng có ở tất cả các địa bàn nghiên cứu và trồng chủ yếu là đậu đỗ, ngô

6) Đất chua phèn (Thionic Fluvisols) phân bố ở địa hình thấp, được hình thành trên sản phẩm biển cũ Loại đất này gồm hai loại phụ:

- Đất chua phèn hoạt tính (Orthic dystric Fluvisols) Loại đất này

ở điều kiện không được ngập nước, pyrit trong đất bị ôxi hoá thành jarosit chứa S 0 42' làm đất chua và có màu vàng rơm

- Đất chua phèn tiềm tàng (Proto - thionic Gleysols) Loại đất này phân bố ở địa hình thấp, trũng, ngập nước, pyrit chưa bị ôxi hoá thành jarosit

Loại đất chua phèn phân bố nhiều ở các địa bàn nghiên cứu Cây trồng trên nhóm đất này chủ yếu là lúa Có thể hình dung sự hình thành của nhóm đất này qua sơ đồ 1

Sơ đồ 1: Sơ đồ lát cắt địa hình miền Bắc Việt Nam

(Văn H uy Hải, Trần Vũ Tư và Pagel, 1996)

13

THAI BIKE.

T h i o a i c

F l u v t s o l s ( S a u r e r S u l f a t b o d e n )

( Đ ấ l c h i M p h ù n )

Đất chua phèn không những phân bố nhiều ở tỉnh Hải Dương mà

còn ở các tỉnh lân cận như Thái Bình và Hải Phòng

- 1

D u r e h a c h n l t t l l c h e

H i e d e r o c h i a gamen g e J a h r PlM c h e d e r S a u r e n

S u l f a t b d d c n : 17 0 22Q Q ha.

(lương m ưa : 18 00 m trung bin h n ảm ) (d iện tích dất

S u l X a t b o d e n ) ( P o t e n t i e l l e r (OAI chua phùn S u l í a t b ọ d e n )

(D.1Ì GlAy)

( ir ú tn l íc h h itín )

7) Đất đầm lầy, ao hồ Đây là nhóm đất ngập nước liên tục và cũng

phân bố nhiều ở địa bàn nghiên cứu và được sử dụng nuôi trồng

thuỷ sản, thực vật thuỷ sinh (bèo)

8) Đất nhiễm mặn Loại đất này phân bố ở ven hạ lưu sông Thái Bình,

thuộc địa phận huyện Tứ Kỳ Sự nhiễm mặn là do nguồn gốc trước

đây bị nước biển xâm nhập và hiện nay hạ lưu sông Thái Bình cũng

bị nhiễm mặn

4.1.2 Một sò tính chất hoá học cơ bản và đặc diêm về chỉ thị sinh học của

môi trường đất thuộc các địa bàn nghiên cứu

Địa bàn thành phố Hải Dương có nhiều sõng ngòi, đầm lầy và ao

hồ Như ở phần phân loại đã nêu, loại đất đa dạng nhưng tựu trung nhóm

đất chua phèn, gồm chua phèn hoạt tính (ở địa hình cao) và chua phèn

tiềm tàng là chủ yếu Màu sắc của đất cũng phản ánh đặc điểm của c ậ í

loại đất; chua phèn hoạt tính^và nấu đen là loại đất chua phèn tiêm tàng,

đất phù sa giây Sau đây là một số đặc điểm của đất nghiên cứu:

a Độ p H của đất

Đặc điểm về phản ứng (độ pH) của các mẫu đất nghiên cứu được

trình bày ở bảng 1

14

Bâng 1: Màu sắc và độ PH của cúc mẫu đất nghiên cứu

1 Phường Thanh Bình Vàng sáng vệt rõ 5.5 Đất khu xây dựng

9 Bên đường Nguyễn

Lương Bằng

Qua bảng 1 có thể nhận xét như sau:

• Hầu hết các mẫu đất nghiên cứu đều có phản ứng chua đến chua mạnh (pH < 5.8) Kết quả này cũng phù hợp với kết quả của nhiều tác giả đã

đã nghiên cứu trước đây (Trán Vũ Tư, 1994; Văn Huy Hải, Trần Vũ Tư và Pagel, 1996)

• Một số mẫu đất có độ pH tương đối cao như mẫu đất ở phường Ngọc Châu (trổng lúa nước), đất ở phường Thanh Bình (trồng màu), ít chua Nguyên nhân của hiện tượng này có thế giải ihích: Khi trông lúa đãt được ngâp nước liên tuc thì độ pH tăng Hiện tượng này đã được Ponnam perum a (19?8) giải thích: Khi ngập nước, quá trình khứ xảy ra mạnh, do đó sử dụng nhiều proton (H +), nồng độ H+ giảm , pH tăng

- ở khu vực đất trồng màu cũng có pH tương đối cao nhưng vản thuộc laọi đất chua N guyên nhân cua hiện tượng này có thế giải thích là

do đất được bón phân hữu cơ và nước thải, trong đó chứa nhiều NH4+ một nhân tố gây kiềm tính.

Nhìn chung, cac loại đất ở thành phố Hải Dương là loai đất chua phèn có phản ứng chua đến chua mạnh Nhóm đất này không chỉ phân bố

ở khu vực thành phố Hải Dương mà còn phân bố nhiều ở huyện Chí Linh,

Nam Sách và Tứ Kỳ cũng như ở các tỉnh lân cận như Thái Bình và Hải Phòng Sự biến đoi của đất chua phèn tiềm tàng thành chua phèn hoạt tính

có màu vàng rơm và có thể hình dung như sau:

FeSj + 7 /2 02 + HzO -* Fe2+ + 2 S 042 + 2H+

(Pyrite)

Fe2+ + S 042 + l / 4 0 2 + 5/2H20 Fe(OH)3 + 2H+ + S 042

Fe2+ + S 0 42- + l / 4 0 2 + 3/2H20 + 1/3K+^ 1/3 [KFe(S042 )(OH)6] +

1/3S042 + H+Jarosite

Đất chua phèn tiềm tàng có chứa Pyrite là hợp chất khử của Fe và

s khi không được ngập nước,Pyrite bị oxy hoá thành Jarosite có gốc axit mạnh là SO42* làm độ pH giảm mạnh,dẫn đến sự xuất hiện của các độc tố như Mn, Al, Fe ảnh hưởng xấu đến sự phát triển của cây trồng, thí dụ như lúa bị đỏ lá do độc hại Fe là hiện tượng phổ biến ở địa phương

Những đặc điểm chi tiết về nhóm đất này cũng được tác giả nghiên

cứu từ nhiều năm trước đây (bảng 2) ■

Bảng 2: Đặc điểm của đất chua phèn ở Quỳnh Phụ - Thái Bình

(độ sâu 0 - 2 0 cm) (Văn Huy Hải và Hans Pageỉ, 1996)

hoạt tính

Đất chua phèn tiềm tàng

ĐấtGiây

Thành phần cơ giới

16

b Hàm lượng các nguyên tố vi lượng và Nhôm trao đổi trong đất được tính bằng phương trình thực nghiệm

Từ các giá trị pH và thông qua các phương trình thực nghiệm của Pagel (1982) và Velley (1974) có thể tính được^ìàm ieợag^nộỉ 8Ố- Agụyêr>

' R U N G T H C ' / É N

b T / S d ỉ

tố vi lượng và Nhôm Kết quả tính toán theo phương trình thực nghiêm

trên (đã trình bày ở phương pháp nghiên cứu) được thể hiện ở bảng số liệu

3

Bảng 3: Hàm lượng các nguyên tố vi lượng và Nhôm trao đổi trong các

mẫu đất nghiên cứu ịN hôm tính theo meqỉlOOg, nguyên tố vi lượng tính

nguyên tố kim loại rất rễ hoà tan Kết quả này cũng đã được nhiều tác giả

khẳng định (Ponnamperuma, 1985; Văn Huy Hải, Trần Vũ Tư và Pagel,

1996) Lượng Fe và Mn cao cộng với các hợp chất khử lưu huỳnh dễ làm

cho lúa bị nghẹt rễ và đỏ lá.

18

• Cũng từ bảng số liệu 3, có thể thấy hàm lượng B tương đối cao,

nguyên nhân của hiện tượng này là do nguồn gốc đất có quá trình phù sa

pha sông biển Trong xác sú vẹt và nước biển vốn giàu Borat (B 0 33'),ưđ tiicn tượng này cũng đã được Pagel (1981) giải thích B là nguyên tố dinh

dưỡng vi lượng có tác dụng kích thích sự phát triển của bộ rễ, nở hoa và

kết quả Tuy nhiên, nếu ở mức dư thừa nhiều sẽ có khả năng gây độc đối

với một số loại cây trồng như Cà chua (theo giải thích của Bergmann,

1986)

• Ở môi trường đất của thành phố Hải Dương cũng như tỉnh Hải

Dương có dư thừa những nguyên tố kể trên Tuy nhiên, đất vẫn thiếu một

số nguyên tố dinh dưỡng vi lượng như Zn Hiện tượng này cũng được

nhiều nhà nghiên cứu ở Viện lúa Quốc tế (IRRI,1986) giải thíchdc cíórckưe, pliểh

Ở đất chua phèn, do đặc điểm đất chua mạnh, Fe, Mn và AI dễ hoà

tan Tuy không có điều kiện phân tích về Al, nhưng từ giá trị pH đo được

và theo sơ đồ của Dalal (1975) (từ Pagel, 1981),có thể hình dung sự tồn

tại của AI như sau: ở những mẫu đất chua mạnh như đất trong đê Thái

Bình, đất ở phường Bình Hàn thì AI tồn tại ở dạng Al3+, Al(OH)2+ như

trong hình dưới đây (theo D aỉal, 1975).

Từ kết quả nội suy đồ thị trên, có thể nói^đất chua phèn hoạt tính ở các điểm nghiên cứu có lượng AI hoà tan cao, gây độc cho cây trông đặc biệt là lúa Kết quả này cũng được nhiều tác giả nghiên cứu và khẳng định

19

như Ponnaperuma (1985) Cũng theo Ponnamperuma (1985), từ các giá trị

pH đo được có thê hình dung hàm lượng AI và Fe hoà tan trong đất như sau:

c Hàm lượng mùn, Ca2+ và Mg2* trao đổi trong đất

Ngoài các kết quả phân tích về độ pH, cũng như sự tính toán các nguyên tố kim loại nặng qua phương trình thực nghiệm, hàm lượng mùn,

Ca và Mg trao đổi cũng được phân tích và kết quả được trình bày trong bảng 4

Bảng 4: Kết quả phân tích hàm lượng mùn và một s ố kim loại kiềm thổ trong các mẫu đất nghiên cứu của thành p h ố Hải Dương và các huyện lân cận (Đơn vị: Hàm lượng mùn (OM) tính theo tỉ s ố %, Ca2+ và Mg2+ tính

6 Đất trồng lúa, xã Thanh Quang, Nam Sách 0.88 6.64 3.12

7 Đất trồng đậu, bãi bồi Nam Đồng, Nam Sách 1.38

: Xtf bảng số trên(ngoài những mẫu đất thuộc khu vực thành phố Hải Dương, còn có những mẫu đất như ở huyện Nam Sách)." có thể rút ra một số nhận xét như sau:

- Vê hàm lượng mùn: Đất ở phường Thanh Bình (nơi trồ n g hoa cúc) có hàm lượng mùn cao Nguyên nhân của hiện tượng này do khi trồng hoa nông dân cần phải bón nhiều phân chuồng Cũng ở phường Thanh Bình đất trồng lúa cũng có hàm lượng mùn cao mà nguyên nhân có thể là do rác thải giàu chất hữu cơ từ khu vực thành phố được đưa vào sử dung Trong khi đó hàm lượng mùn của mẫu đất phường Ngọc Châu, đất bãi rác cỏ hàm lượng mùn tương đối thấp (1,93%) Nhìn chung, qua hàm lượng mùn ở đất của thành phô Hải Dương,có thể đánh giá ' , độ phì nhiêu của đất đối với khu vực này vào mức trung bình Hiện tượng này cũng được phản ánh qua trạng thái sinh trưởng và phát triển của sinh vật (được trình bày ở phần sau)

- Các nguyên tố kiềm thổ như Ca2+ và Mg2+ ở mức tương đối cao Nguyên nhân của hiện tượng này có thể giải thích: Một mặt, về nguồn gốc phát sinh là đất phù sa thuộc hộ thống sông Hồng Mặt khác, cũng có thể giải thích trong quá trình đố thị hoá của thành phố, các chất phố thải như vôi, vữa

đã bổ sung nguồn Ca và Mg cho đất

4.I.2.I.2 Đặc điểm về chỉ thị sinh học

Các đặc điểm chỉ thị sinh học về môi trường đất ở khu vực thành phố Hải Dương được minh hoạ bằng các hình ảnh Trước hết để liện nhận biêj,các biểu hiện của nguyên tố dinh dưỡng ở cây trồng được trình bày ở bảng 5 và 6

(tập hợp từ mô tả của Bergmann, 1969 và Pagel, 1982)

Giải thích các ảnh được so sánh với bộ ảnh chuẩn của Bergmann (1986)

Về hình thái đất, như ở phần phân loại đất đã nêu đất ở khu vực chủ yếu là dất phù sa và chua phèn, '

Ảnh 1 cho thấy đất trong đê sông Thái Bình có màu đỏ vàng đẽn vàng rơm, biểu hiện đặc trưng của đất chua phèn hoạt tính Khi Pyrit (ở điều kiện chua phèn tiềm tàng) bị khô và oxy hoá chuyển sang Jiirosit (trạng thái chua mạnh) nên có màu đỏ vàng, vàng rơm Hiện tượng nà) còn bắt gặp ở nhiều

21

huyện khác ở Hải Dương Trong chỉ thị sinh học đây được gọi là vật chỉ thị á sinh (abiotic Indicater).

Ảnh 2 thể hiện rõ nét hiện tượng (symtom) thiếu K, Mg và Ca ở cây chuối trên đất chua phèn hoạt tính, lá vàng sáng do thiếu Mg, sự tạo thành diệp lục bị hạn chế và rối loạn theo sơ đồ sau:

Thiếu Ca, cuộng lá yếu và dễ bị héo rũ Thiếu Mg và K làm riềm lá trước hết có màu vàng xám, sau đó sẽ chuyển sang trạng thái Nekrosen riềm (chiết khô riềm) Đây cũng là hiện tượng phổ biến ở cáu địa điểm khác ở Hải Dương

Ảnh 3 m ột lần nữa cho thấy hiện tượng thiếu Mg và Ca 'ở Bắp cải, Bắp

bị nứt nẻ và có các vệt nâu trong lá cuộn bắp

Ảnh 4 cho thấy hiện tượng lúa bị nghẹt rễ ở đất chua phèn, bộ rễ khó phát triển, rễ bị thối đen, lá vóng Hiện tượng này do nồng dộ Fe2+ và hợp chất khử của s ở đất chua phèn cao gây nên và có thể hình dung qua sơ đồ sau:

(theo Gilbert, 1968)

22

qua đó, mà hydroxit sắt bao bọc rễ lúa làm rễ khó hấp thu các chất dinh dưỡng

ậ

và khó phát triển dẫn đến nghẹt rễ Lá lúa bị vóng (nhỏ), ở đây còn có nguyên nhân do thiếu kẽm

Ảnh 5: Hiện tượng thiếu Mg và Zn ở lá cây đào Lá non bị vàng

Ảnh 6: Hiện tượng thiếu Mg ở cây xúp lơ Hoa xúp lơ có màu trắng - tím điển hình

Ảnh 7: Hiện tượng thừa B và thiếu Mg ở cây bí non Lá vàng trắng và chuyển sang chết khô riềm, đây cũng là hiện tượng phổ biến ở đất chua phèn

23

Ảnh 8: H iện tượng thiếu B và Mo điển hình ở cây hoa cúc Hoa nở không đều và bị dị dạng Như ở phần phân tích về đất đã nêu, đất phèn chua nên Fe dễ hoà tan và tạo thành keo hydroxit sắt mang điện tích 3+

dễ cố định M o 0 42' và P 0 43' làm cây khó hấp thụ được M o 0 42' cũng như

- Đất trồng màu thiếu K, Mg, Ca, Zn, p và Mo

- Đất trồ n g lúa bị độc hại Fe và thiếu Zn.

Tuy nhiên, sự rối loạn dinh dưỡng không những chỉ do một nguyên tố gây lên mà còn do thiếu hoặc thừa nhiều nguyên tố khác Song, ở dây chỉ lựa chọn những trường hợp điển hình

Những hiện tượng trên ở cây trồng cũng thường gặp ở các địa phương khác như ở huyện Chí Linh, Tứ Kỳ và Nam Such Sự giải thích các ảnh m inh hoạ ở những địa phương này có phần tương tự như những giải thích ở trên

24

Bang 5: Sự bleu hiẹn cua hiện tượng thiếu một sô nguyên tô dinh dưỡng đa lượng

N

Lá già chuyển màu từ xanh sáng đêh xanh vàng, cuối cùng là vàng sáng Sau đó xuất hiện Nekrosen đầu và riềm lá có màu nâu Cây phát triển cằn cỗi Cây nhạy cảm với thiếu N lá cây ngũ cốc, lá ngắn, mỏng, bông nhỏ

Thời gian dinh dưỡng kéo dài, độ cứng của cây giảm, quả chín không đểu Sự tổng hợp đường giảm (ở cây mía) Cây ãn quả có vỏ quả dày,

thô ở cây làm thức ăn cho gia súc có sự tích luỹ Nitrat

p

Sự phát triển của cây chậm ra hoa và quả chín chậm, quả rụng sớm, rễ kém phát triển

Màu lá xanh bẩn đến đỏ hoặc

có màu đồng, lá rụng sớm

Thừa p làm sự vận chuyển của Fe trong cây giảm, dẫn đến hiện tượng thiếu Fe (thường xảy ra ở cây lúa và cây cà phê) Thừa p trong đất làm dẫn đến thiếu Zn ở cây

K

Lá cây dễ héo, yếu, cong Lá

có màu vàng nâu, bị Nekrosen

ở đầu và riềm lá, cành yếu vì K được vận chuyển vào quả Khả năng chịu hạn và nấm bệnh của cây kém

có vệt sáng dài (ở lá ngô) Nẽu thiếu nặng, diệp lục bị phân huỷ và xuất hiện Nekrosen nâu đến nâu tối

Rễ phát triển kém vì cân bằng Ca/Mg bị phá vỡ dẫn đến thiếu Ca ở cây, cây yếu

Nguồn: Pagel (1982)

Bảnx 6: Hiện tượng thiếu nguyên tố vỉ lượng ở cày trồng

Hiện tượng thiếu Đất thường

bị thiếu Yếu tỏ tác động Cây chỉ thị

B

Lá bị khô, xoắn đọt,

những lá non dễ bị

chết, đỉnh sinh trưởng

của thân và rễ bị thối,

củ hay bị thối khô

Bón nhiều vôi ở đất

ướt, vùng có nhiều khí thải C 0 2, bón nhiều p, vùng đất bị ù nhiễm

kim loại nặng

Cây ăn quả, chanh, cây họ đậu, ngô, cây cảnh

Kim loại nặng kìm hãm sự hấp thụ Cu,

bón nhiều N

Lúa, lúa mì,

kê, chanh, cây ăn quả

Đặc biệt là dộ pH, nếu pH>6 ở điều kiện khô hạn hoạt động cùa vi khuẩn Mn kém

Khoai tây, cây ăn quả, bông, rau lá

Fe, đất có nhiều Mn

Bón nhiều Nitrat, nhiều sunphat amoni, nhiều keo hydroxit Fe đất bị chặt bí

Suplơ, cây họ đậu, cỏ ba lá

Bón nhiều p trẽn đất giàu Ca

Cây ăn quả, ngô, cây họ đậu, khoai tây

Nguồn: Bergmann (1969)