(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu cơ sở khoa học thành lập bản đồ môi trường đất cấp tỉnh phục vụ quản lý và bảo vệ môi trường đất (lấy hải dương làm địa bàn nghiên cứu)

- Phương pháp đánh giá chất lượng môi trường bằng chỉ số chất lượng môi trường EQI ứng dụng để đánh giá chất lượng đối với từng thành phần môi trường không khí, nước và đất được bắt đầu

NỘI DUNG CHƯƠNG 1

CƠ SỞ KHOA HỌC THÀNH LẬP BẢN ĐỒ MÔI TRƯỜNG ĐẤT

VÀ THÀNH LẬP BẢN ĐỒ MÔI TRƯỜNG ĐẤT

1.1.1 Trên thế giới

Để kiểm soát CLMT đất, J.Dumanski và C.Pieri (2000) đã khẳng định tầm quan trọng của việc xác định các chỉ số phản ánh CLMT đất, đặc biệt là chất hữu cơ trong đất Bên cạnh đó, còn nhấn mạnh đến sự cân bằng dinh dưỡng trong đất, qua

đó lưu ý tới các nhân tố ảnh hưởng tới sự cân bằng này như: độ dày tầng đất, độ dốc, thảm thực vật, các mục đích sử dụng đất… từ đó có biện pháp bảo vệ đất phù hợp Các bản đồ được thành lập với những chỉ tiêu riêng lẻ, để phản ánh chất lượng môi trường đất, điều này đã tạo nên một hệ thống lớn các bản đồ rời rạc, gây ra sự

lãng phí và hiệu quả sử dụng không cao [78]

- Phương pháp chỉ số CLMT của Mỹ do nhà khoa học W.R Ott (1978) [86] giới thiệu và được sử dụng khá phổ biến để đánh giá CLMT thành phần (không khí,

nước và đất) Phương pháp này đã tính đến trọng số W i, nhằm điều hòa thang đánh giá, nhưng trọng số này lại tự cho điểm theo ý kiến của chuyên gia, nên mang nặng tính chủ quan, dẫn tới kết quả đánh giá thiếu khách quan Ví dụ, thang đánh giá của phương pháp này tự quy định là 5 cấp (rất xấu, xấu, trung bình, tốt và rất tốt) mới chỉ cho môi trường nước mặt, còn đối với môi trường đất không có hướng dẫn cụ thể

- Phương pháp dùng hệ thống cho điểm từ 1 đến 4 để phân hạng đánh giá CLMT của Bỉ Phương pháp này cũng mới đề cập đến CLMT nước mặt, chưa đề cập đến đánh giá CLMT đất

- Phương pháp đánh giá chất lượng môi trường bằng chỉ số chất lượng môi trường (EQI) ứng dụng để đánh giá chất lượng đối với từng thành phần môi trường (không khí, nước và đất) được bắt đầu từ những năm 80 của thế kỷ XX (Liên Xô, Canada, Mỹ) và ngày càng được phát triển, ứng dụng rộng rãi trên thế giới Tư

tưởng chủ đạo của phương pháp này là xem ở một điểm không gian khảo sát chịu

tác động đồng thời bởi n thông số có giá trị Ci Vì vậy, tiêu chí đánh giá CLMT tại mỗi điểm 𝑟⃗⃗ ứng với thời điểm t được biểu thị bằng một chỉ tiêu tổng hợp P Phương 𝑗pháp này đã lập được các biểu đồ hoặc các đồ thị biểu diễn sự biến đổi của P theo 𝑟⃗⃗ 𝑗

và có ưu điểm là dễ nhận xét, phân tích đánh giá về bức tranh phân bố tổng quát của

CLMT trên miền không gian khảo sát tại thời điểm t Kết quả của phương pháp này

là căn cứ quan trọng trong xây dựng các bản đồ chuyên đề về hiện trạng của từng môi trường thành phần (không khí, nước, đất), đảm bảo độ tin cậy và tối ưu về mặt kinh tế (Ví dụ, để xây dựng bản đồ hiện trạng của một thành phần nào đó bao gồm

30 chỉ tiêu, cần phải xây dựng 30 bản đồ chuyên đề riêng lẻ tương ứng, trong khi đó dùng chỉ số chất lượng môi trường đất thì chỉ cần xây dựng 1 bản đồ là đủ) Ngoài

ra, nếu sử dụng chỉ số chất lượng môi trường đất tổng cộng sẽ rất thuận lợi trong việc xây dựng các mô hình tính toán, dự báo CLMT đối với từng thành phần môi trường [32]

- Về mặt ứng dụng trong các công trình nghiên cứu cụ thể đối với đất đã mang lại hiệu quả khoa học và kinh tế cao Ví dụ như:

+ Công trình “Đánh giá chất lượng đất hoàn thổ bằng hệ thống chuyên gia logic mờ” của nhóm tác giả M Kaufmann, S Tobias, R Schulin đăng tải trên tạp chí khoa học Geoderma Đây là công trình có cơ sở khoa học, có ý nghĩa thiết thực trong

nghiên cứu môi trường đất, song lại ít được sử dụng rộng rãi trên thế giới,

+ Công trình “Đánh giá chất lượng đất thông qua các chỉ số ở cấp vi mô thuộc vùng trồng ngô ở phía Bắc nước Ý”, đăng tải trên tạp chí Ecological Indicators, năm

2009 do nhóm tác giả G.P.Aspetti, R Boccelli, D Ampollini, A.M Del Re, E Capri,

+ Công trình nghiên cứu “Tác động của quá trình ôxi hóa hóa học tới chất lượng của đất” đăng trên tạp chí khoa học Khí tượng, quyển 72 số 2 (5/2008) trang

282-298, của tập thể tác giả C Sirguey cùng các cộng sự,

+ Mạng lưới quản lý đất dốc vùng nhiệt đới khu vực Đông Nam Á, được

FAO tài trợ đã nghiên cứu và công bố trong 2 cuốn sách: “Độ phì của đất” (2000)

và “Gạo – Rối loạn dinh dưỡng và quản lý dinh dưỡng” (2001) Trong đó, quy định

ngưỡng tối thiểu của một số chỉ tiêu hóa học thông thường cho môi trường đất Cụ thể: pHH2O< 4,5; pHKCL: 4,2; C(%): 4,2; P < 200ppm; CEC < 10mc/kg; K+dt< 0,2 mc/kg; Ca2+< 0,5mc/kg [68] Nhóm đất nào có chỉ số dưới các ngưỡng này sẽ nảy sinh nhiều vấn đề về môi trường Bên cạnh đó, các công trình này còn nghiên cứu sâu về thành phần hóa học của đất, tỷ lệ của các ion trong đất quyết định tới chất đất, nhưng chưa đưa ra được cách thức đánh giá tổng thể các thành phần hóa học trong đất Điều này rất hữu ích khi thành lập bản đồ CLMT đất một cách tổng hợp, thay vì đánh giá theo các thành phần riêng lẻ,

+ Các nghiên cứu đánh giá CLMT đất theo hàm lượng các kim loại nặng trong đất là hướng nghiên cứu quan trọng, bởi hàm lượng các kim loại nặng quyết định nhiều tới khả năng gây độc cho đất, qua đó góp phần hoàn thiện công tác đánh giá CLMT đất

+ Một số nước trên thế giới đã nghiên cứu và công bố các ngưỡng cho phép lớn nhất (MAS – Maximal Allowable Standard) hàm lượng các kim loại trong đất Cụ thể được tổng hợp trong bảng sau đây:

Bảng 1.1 Ngưỡng tối đa cho phép hàm lượng các kim loại nặng trong đất ở một số quốc gia trên thế giới (đơn vị ppm)

Stt Kim loại nặng Áo Canada Balan Nhật Anh Đức

Một nghiên cứu ở Anh về kim loại nặng trong đất đã đưa ra những quy định chi tiết đối với các nguyên tố kim loại nặng, theo mức độ ô nhiễm (bảng 1.2)

Bảng 1.2 Phân loại đất ô nhiễm kim loại nặng dùng trong cải tạo đất ở Anh, (đơn vị ppm)

- Tổ chức Mạng lưới quản lý đất dốc vùng nhiệt đới khu vực Đông Nam Á

đã nghiên cứu và quy định thang đánh giá cụ thể hơn cho từng đối tượng cây trồng trong bảng sau đây:

Bảng 1.3 Thang đánh giá cho các loại cây trồng chính, năm 2001

Cây trồng Ca 2+ trao đổi (me/100g) Mg 2+ trao đổi (me/kg)

Nguồn dẫn theo[62]

Kết quả này được áp dụng khá rộng rãi cho các nước khu vực Đông Nam Á

và cũng được tham khảo ở Việt Nam

Ngoài ra, còn nhiều công trình nghiên cứu về đánh giá CLMT đất ở các quốc gia khác nhau, mỗi công trình có những thành công nhất định Song mỗi một quốc gia lại có những đặc điểm riêng nên cần có cách tiếp cận khác nhau Điều này mở ra những nhiệm vụ mới cho việc nghiên cứu đánh giá CLMT ở Việt Nam

- Một hướng nghiên cứu khác là việc nghiên cứu hiện trạng sử dụng đất và đi sâu phân tích những tác động của quá trình sản xuất, sinh hoạt, các hoạt động của đời sống kinh tế tới tài nguyên môi trường đất, gắn với sự biến đổi khí hậu và ảnh hưởng tới môi trường Một số công trình có nghiên cứu thành lập các bản đồ phản ánh kết quả nghiên cứu, song hầu hết các công trình đi sâu nghiên cứu cơ sở lý luận thành lập bản đồ môi trường đất, đặc biệt là theo địa phương Một số công trình nghiên cứu lĩnh vực này như:

+ Năm 2009, Kanok, N Yimyam, B Rerkasem đưa ra vấn đề chuyển đổi mục đích sử dụng đất ở khu vực miền núi Đông Nam Á , vai trò của kiến thức cá nhân và kĩ năng bản địa trong quản lý rừng [82] Qua đó khẳng định chuyển đổi mục đích sử dụng đất cần đặt vấn đề bảo vệ và nâng cao chất lượng đất lên hàng đầu, bên cạnh đó cần thường xuyên duy trì làm giàu cho đất, lựa chọn các loại cây phù hợp khi canh tác, đặc biệt là vấn đề bảo vệ môi trường đất phụ thuộc chủ yếu vào người bản địa sinh sống và làm việc ở đó Điều này cũng là những gợi ý hữu ích cho việc sử dụng đất đai hợp lý ở vùng miền núi Đông Nam Á này,

+ Năm 2007, các nhà khoa học D Geneletti, S Bagli, P Napolitano và A.Pistocchi đã đưa ra giải pháp không gian cho đánh giá môi trường chiến lược trong quy hoạch sử dụng đất Công trình này nghiên cứu sâu về hiện trạng sử dụng đất, gắn với không gian để phục vụ cho công tác quy hoạch sử dụng đất, có ứng dụng vào một địa phận cụ thể [77],

+ Năm 2009, J Chazal và D.A Rounsevell đã một lần nữa đề cập đến những hậu quả của biến đổi khí hậu kết hợp với việc sử dụng chưa hợp lý tài nguyên đất sẽ làm biến đổi cơ cấu loài, ảnh hưởng nghiêm trọng đến đa dạng sinh học,

+ Tác giả K Davor, K Branko (2009) đã trình bày những ảnh hưởng của quá trình quy hoạch sử dụng đất tới phát triển KT-XH, tới cuộc sống của người dân, tới chất lượng môi trường đất và công cuộc bảo vệ môi trường Công trình được giới thiệu trên tạp chí nguyên vật liệu Hazardour [77]

Các công trình trên đây thường đặt vấn đề chung hoặc cho từng khu vực cụ thể, nên việc áp dụng cho các lãnh thổ khác, đặc biệt là ở Việt Nam – một quốc gia vùng nhiệt đới cận xích đạo với điều kiện về con người, công cụ nghiên cứu còn nhiều hạn chế nên gặp rất nhiều khó khăn

- Hướng nghiên cứu ứng dụng hệ thống thông tin địa lý và các nguồn dữ liệu quan trắc để xây dựng mô hình phục vụ những mục đích nhất định trong quản lý, quy hoạch, đánh giá tài nguyên thiên nhiên và đặc biệt là tài nguyên môi trường đất

- Cũng vào năm 2009, nhà khoa học C Aubrecht và cộng sự đã giới thiệu công trình về tích hợp quan sát Trái đất và khoa học GIS để mô hình hóa các chức năng mới từ việc sử dụng đất đô thị [70] Công trình này đã mở ra hướng mới, đi sâu nghiên cứu về giám sát và quản lý tài nguyên thiên nhiên ở quy mô rộng lớn Qua đó, mở ra những ứng dụng mới, nhanh, mạnh, trong các giải pháp về không gian và bản đồ Tuy nhiên, cũng gợi mở nhiều cho các công trình nghiên cứu cấp quốc gia và nhỏ hơn

Hiện nay, theo tìm hiểu của tác giả chưa có công trình nào đề xuất cơ sở khoa học riêng cho thành lập bản đồ môi trường đất, cũng như bản đồ môi trường đất cấp tỉnh Tuy nhiên, trong các công trình cụ thể liên quan đến môi trường, đánh giá môi trường, bản đồ đất, ô nhiễm môi trường thì rất nhiều Các bản đồ được thành lập ít nhiều đã phản ánh được CLMT đất, nhưng chỉ đóng vai trò minh họa cho các kết quả nghiên cứu cụ thể

1.1.2 Ở Việt Nam

1.1.2.1 Hướng nghiên cứu cơ sở lý luận bản đồ học chuyên đề và ứng dụng

- Bản đồ học chuyên đề là khoa học có lịch sử phát triển từ lâu, được hình thành và phát triển gắn với sự phát triển của các lĩnh vực nghiên cứu chuyên ngành

Ở Việt Nam bản đồ cũng được hình thành và phát triển gắn liền với lịch sử phát

triển của đất nước, song về khoa học thường phát triển sau so với các nước phát triển trên thế giới Do vậy, được kế thừa và tiếp thu khá nhiều các thành tựu khoa học của thế giới, trong đó có bản đồ học Hầu hết các giáo trình, sách tham khảo về bản đồ, được biên dịch, kế thừa và phát triển có sáng tạo của các nhà khoa học Việt Nam, phù hợp với điều kiện lịch sử nước nhà Đánh dấu mốc lịch sử phát triển về

bản đồ là bộ bản đồ thời Nguyễn “An Nam đại quốc họa đồ”, công trình đã khẳng

định một Việt Nam bất khuất trên bản đồ thế giới

Trong giai đoạn từ năm 1980 đến 1990 ở nước ta đã triển khai một số đề tài nghiên cứu khoa học trọng điểm cấp Nhà nước để nghiên cứu những cơ sở lý luận rất cơ bản của bản đồ học ở Việt Nam trong từng lĩnh vực như: bản đồ địa hình, bản

đồ giáo khoa, bản đồ chuyên đề, các công trình ứng dụng ảnh vệ tinh trong thành lập bản đồ, các công trình nghiên cứu về công nghệ chế bản và in bản đồ…

Đây là những công trình nghiên cứu mang tính chất vận dụng và hoàn chỉnh

cơ sở lý luận Bản đồ học vào điều kiện thực tế ở Việt Nam Các đề tài đã được nghiệm thu và ứng dụng có hiệu quả ở nước ta trong hơn 30 năm qua

- Bản đồ học chuyên đề là khoa học nghiên cứu sâu hơn, cụ thể hơn các vấn

đề tự nhiên và KT-XH Tác giả Lê Huỳnh và Lê Ngọc Nam (2001), “Bản đồ chuyên đề” đã trình bày cơ sở lý luận về bản đồ học chuyên đề, đề cập tới nguyên

tắc thành lập một số bản đồ cụ thể như: bản đồ địa chất, thổ nhưỡng, thực vật, dân

cư, nông nghiệp, du lịch… Tuy nhiên, khi nghiên cứu thành lập bản đồ cho các chuyên đề sâu, cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa nhà bản đồ và các nhà khoa học chuyên môn

+ Sự kết hợp giữa các khoa học liên ngành để tạo nên những thành quả khoa học nổi bật được thể hiện rõ nhất trong công trình Atlas Quốc gia Việt Nam, đó là một chương trình nghiên cứu khoa học trọng điểm cấp Nhà nước, chủ nhiệm chương trình là cố giáo sư Nguyễn Văn Chiển Đây là thành tựu khoa học – công nghệ về Bản đồ học lớn nhất Việt Nam từ trước đến nay, thu hút gần 300 nhà khoa học tham gia, đã được Nhà nước trao tặng Giải thưởng Hồ Chí Minh về Khoa học và công nghệ Ý nghĩa của công trình khoa học này đã được Đại tướng Võ Nguyên Giáp nêu

trong bài viết đề dẫn: “Atlas quốc gia Việt Nam là một công trình khoa học tổng hợp, toàn diện, dựng lên một bức tranh tổng thể của đất nước, một bộ chuyên khảo địa lý tổng hợp lớn bằng ngôn ngữ bản đồ, mang nhiều ý nghĩa khoa học và thực tiễn”

+ Năm 2000, Hội Khoa học đất Việt Nam đã công bố những tư liệu cơ bản

về Đất Việt Nam, NXB Nông nghiệp, trong đó có bảng chú giải bản đồ đất tỷ lệ 1:1.000.000 Cuốn sách đã khái quát được tình hình nghiên cứu, phân loại điều tra đất trên thế giới và ở Việt Nam Trên thế giới đã tổng quan theo 3 giai đoạn: giai đoạn giữa thế kỉ XIX trở về trước, giai đoạn nửa sau của thế kỉ XIX đến giữa thế kỉ

XX và giai đoạn nửa cuối thế kỉ XX

- Sự thành công ấy được tiếp tục phát huy trong những năm đầu của thế kỷ XXI, thể hiện rõ trong các công trình nghiên cứu thành lập các bản đồ và các tập bản đồ thể hiện lãnh thổ Việt Nam về các chủ đề như:

+ Bộ Tài nguyên và Môi trường đã ban hành thông tư số

03/2011/TT-BTNMT, quy định nội dung thành lập bản đồ địa chất khoáng sản chi tiết và thiết

kế, bố trí các dạng công việc đánh giá khoáng sản Vào cuối năm 2012 Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành Thông tư số 23/2012/TT-BTNMT về “Quy chuẩn

kỹ thuật Quốc gia về lập bản đồ địa chất khoáng sản 1:50.000 phần đất liền” Mới nhất là thông tư số 2/2013/TT-BTNMT, Quy định việc lập bản đồ hiện trạng, bản

vẽ mặt cắt hiện trạng khu vực được phép khai thác khoáng sản, thống kê, kiểm kê trữ lượng khoáng sản [12,14,15] Đây là những căn cứ khoa học quan trọng để

quản lý tài nguyên, khoáng sản và thành lập các bản đồ địa chất, đồng thời góp

phần làm rõ đặc điểm tài nguyên đất tại các khu vực nghiên cứu Công trình “Bản

đồ Địa chất Việt Nam tỷ lệ 1:1.000.000” thể hiện một cách chi tiết, đầy đủ về địa

chất Việt Nam và phần thềm lục địa, là sản phẩm khoa học của ngành Địa chất Việt Nam hiện nay

+ Công trình thành lập “Tập bản đồ Nông nghiệp Việt Nam” đã mô tả tổng

điều tra nông thôn, nông nghiệp và thủy sản năm 2001 do Quỹ Sáng kiến Chính sách chăn nuôi vì người nghèo (PPLP), Cục chăn nuôi Thú y (AGAL), Tổ chức Nông lương quốc tế (FAO) và Vụ Thống kê nông, lâm, thủy sản, Tổng cục thống kê Việt

Nam (GSO) thực hiện Người chịu trách nhiệm biên tập M Epprecht và R Timothy

+ Các căn cứ khoa học quy định công tác thành lập bản đồ địa hình ở Việt Nam đã được quy định thành Quy phạm thành lập bản đồ địa hình chuẩn tỷ lệ 1:100.000, 1:50.000 và 1:25.000 Nhờ đó đã tạo ra sự thống nhất về cơ sở dữ liệu bản đồ địa hình trong cả nước Đây cũng là nguồn dữ liệu đầu vào quan trọng cho hầu hết các công trình nghiên cứu về địa lý, môi trường hiện nay

+ Cùng với đó là công tác thành lập hệ thống các bản đồ địa chính đã được

Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành nhiều thông tư, quyết định, các văn bản hướng dẫn cụ thể là Quy phạm thành lập bản đồ địa chính ở các tỷ lệ từ 1:10.000 đến 1:200 [10] Đây là căn cứ khoa học quan trọng để thống nhất thành lập hệ thống bản đồ địa chính, góp phần thống nhất cơ sở dữ liệu địa chính trong cả nước, phục

vụ đắc lực cho công cuộc quản lý đất đai ở nước ta

+ Về giao thông có “Tập bản đồ giao thông Việt Nam”, do tiến sĩ Lê Phước

Dũng cùng cộng sự chỉ đạo biên tập nội dung và được NXB Bản đồ ấn hành năm 2006

- Các công trình đi sâu nghiên cứu phản ánh các vấn đề của từng địa phương, thường được UBND tỉnh hoặc sở chuyên ngành đứng ra chủ trì thực hiện như:Atlas Đồng Nai - công trình có sự tham gia của trên 100 nhà khoa học, cán bộ, chuyên gia, tiến hành thành lập Atlas Đồng Nai Atlas Đồng Nai gồm 146 bản đồ phù hợp với 15 chương chuyên đề từ tổng quan đến quy hoạch Trong đó, chương đất đai có

số lượng bản đồ nhiều nhất (20 bản đồ) thể hiện rõ đặc điểm thổ nhưỡng, đặc trưng nông hóa của các loại đất chính, hiện trạng sử dụng đất của toàn tỉnh và các huyện trong tỉnh… Thành quả này là thể hiện sự hiểu biết sâu sắc về cơ sở khoa học của bản đồ, ứng dụng tinh tế vào nghiên cứu phản ánh toàn diện các mặt từ tự nhiên đến

KT - XH của tỉnh Đồng Nai Điều này cũng mở ra một số hướng nghiên cứu về Hải Dương mà luận án đang nghiên cứu

- Ngoài ra, còn một số luận án tiến sĩ nghiên cứu thành lập bản đồ ứng dụng

trong đời sống, KT - XH như: luận án tiến sĩ ngành Địa lý Tự nhiên “Đánh giá tổng hợp môi trường sinh thái phục vụ quy hoạch sử dụng đất theo hướng phát triển bền vững tỉnh Bắc Giang” của Tiến sĩ Đỗ Văn Thanh; luận án tiến sĩ Địa lý “Nghiên cứu

xây dựng bản đồ thoái hóa đất tỉnh Đắk Lắk và Đắk Nông phục vụ sử dụng bền vững tài nguyên đất”, của tiến sĩ Lưu Thế Anh,… các luận án này ít nhiều cũng đã

vận dụng cơ sở khoa học của bản đồ vào giải quyết những vấn đề thực tế của đề tài trong quy hoạch, sử dụng hợp lý tài nguyên hoặc trong giảng dạy địa lý

- Ở Việt Nam, trong những năm gần đây mới bắt đầu tiếp cận các chỉ số CLMT

để đánh giá tổng hợp CLMT của từng thành phần môi trường (không khí, nước và đất) dựa trên các chỉ số của Mỹ và một số nước khác Cụ thể:

+ Đối với môi trường nước, năm 2010 Tổng cục Môi trường ban hành sổ tay

hướng dẫn “Phương pháp đánh giá chất lượng nước bằng chỉ số WQI (Water Quality Index)” Tuy nhiên, phương pháp này có hạn chế là các thông số còn hữu

hạn (9 thông số), thang đánh giá cố định, không phụ thuộc vào số các thông số khảo

sát n, nên không thuận lợi cho việc áp dụng vào thực tế khi n > 9 Mặt khác, phương

pháp này mắc phải hiệu ứng “ảo”, nghĩa là chỉ số tính được không phù hợp với thực

tế, vì trong chỉ số WQI còn chứa các số hạng lấy trung bình cộng và trung bình nhân Ngoài ra, phương pháp này mới chỉ áp dụng cho nước mặt lục địa, còn nước ngầm và nước ven biển chưa đề cập tới

+ Đối với môi trường không khí, năm 2011, Tổng cục Môi trường dùng chỉ

số AQI (Air Quality Index) để đánh giá chất lượng không khí dựa trên chuỗi số liệu quan trắc liên tục (các trạm quan trắc tự động) Phương pháp này đơn giản, nhưng vẫn còn hạn chế (như quy định tiêu chuẩn cho phép PM10 trung bình giờ bằng tiêu chuẩn cho phép trung bình giờ của bụi (TSP) và chưa tính đến trọng số của từng thông số khảo sát Ngoài ra, phương pháp tiến hành lấy max (AQIi) và thang đánh giá tự quy định, nên kết quả tính toán trong một số trường hợp sẽ sai lệch với thực

tế Mặt khác AQI chỉ áp dụng được cho số liệu quan trắc tự động, không áp dụng cho số liệu quan trắc định kỳ)

+ Cục Kiểm soát ô nhiễm, TCMT Việt Nam (năm 2011) ứng dụng công thức trung bình cộng của AQIi để khoanh vùng ô nhiễm không khí cho các đô thị

Việt Nam, trong đó có tính đến trọng số của các thông số i, nhưng trọng số tự

cho điểm theo ý chủ quan của các chuyên gia, thang đánh giá tự quy định và cố định, nên mắc phải hiệu ứng “ảo”

- Để khắc phục những hạn chế của các chỉ số do Mỹ và một số nước khác đề xuất, trong đó có Việt Nam Năm 2010, tác giả Phạm Ngọc Hồ đã xây dựng một chỉ

số mới (chỉ số CLMT tổng cộng - TEQI) để đánh giá tổng hợp CLMT của từng thành phần: không khí, nước mặt, nước ngầm, nước biển ven bờ và đất Phương pháp này được tác giả luận án áp dụng với môi trường đất của Hải Dương, là điểm mới của luận án và cũng là công trình điểm có thể nhân rộng áp dụng cho các địa phương trong cả nước Ưu điểm của phương pháp này là:

+ Không mắc phải hiệu ứng “ảo”

+ Thang phân cấp đánh giá CLMT phụ thuộc vào số thông số khảo sát n

(quan trắc thực tế), do đó thang đánh giá không tự quy định và cố định như các phương pháp khác

+ Trọng số W i của từng thông số i và ngưỡng đánh giá trong thang 100 đều

được thiết lập bằng lý thuyết, dựa trên các điều kiện toán học: giá trị bé nhất, giá trị lớn nhất, giá trị MIN, giá trị MAX, giá trị trung vị và giá trị trung bình, nên có cơ sở khoa học, không tự quy định như các phương pháp khác

+ Ứng dụng TEQI (Total Environment Quality Index) có thể đánh giá CLMT

cho từng điểm khảo sát và cả vùng nghiên cứu

+ Thuận lợi cho việc xây dựng bản đồ phân vùng nghiên cứu dạng số, cũng như trong việc xây dựng mô hình tính toán cảnh báo ô nhiễm của khu vực nghiên cứu bằng việc ứng dụng hệ thống thông tin địa lý

+ Các kết quả thử nghiệm của TEQI có đối sánh với EQI của các tác giả khác cho thấy TEQI phù hợp với số liệu quan trắc thực tế và đã được công bố trên các tạp chí quốc tế [83]

Trên cơ sở này, luận án tiếp tục phát triển phương pháp đánh giá CLMT theo chỉ số chất lượng môi trường tổng cộng ứng dụng riêng cho môi trường đất ở Việt Nam, đặc biệt là theo cấp tỉnh để có sự phản ánh về CLMT đất một cách trung thực, khách quan và khoa học

1.1.2.2 Các phương pháp đánh giá chất lượng môi trường đất

Hầu hết các công trình nghiên cứu ở Việt Nam thường đánh giá CLMT đất theo các chỉ tiêu riêng lẻ phản ánh CLMT đất, hoặc đánh giá gián tiếp thông qua các thông số chỉ thị có liên quan đến CLMT đất, hoặc một số công trình dựa theo các phương pháp đánh giá khả năng của đất theo FAO, hoặc đánh giá theo các phương pháp đánh giá tác động môi trường, hoặc đánh giá môi trường chiến lược Việc làm này khiến cho việc phản ánh CLMT đất mang tính chủ quan, hoặc phiến diện theo một chỉ tiêu nhất định Dưới đây là một số phương pháp đánh giá CLMT đất của FAO và phương pháp đánh giá tác động môi trường làm cơ sở để so sánh với phương pháp đánh giá CLMT đất theo chỉ số chất lượng môi trường đất tổng cộng

mà tác giả sử dụng trong luận án

a Đánh giá khả năng của đất theo FAO

- Mục tiêu của đánh giá chất lượng đất ở 2 mặt: định tính và định lượng

- Các phương pháp cụ thể:

+ Phương pháp lựa chọn các yếu tố đặc trưng cho mỗi loại hình sử dụng đất rồi tiến hành phân cấp cho điểm từng yếu tố,

+ Phương pháp phân hạng theo bậc trọng số,

+ Bằng kỹ thuật GIS, có thể tiến hành chồng xếp các lớp bản đồ phân cấp từng yếu tố để đưa ra bản đồ phân cấp đánh giá tổng hợp [29], [37]

b Các phương pháp đánh giá tác động môi trường:

- Phương pháp liệt kê số liệu,

- Phương pháp danh mục,

- Phương pháp ma trận môi trường,

- Phương pháp sơ đồ mạng lưới (Network Method),

- Phương pháp chập bản đồ môi trường (ứng dụng GIS chồng xếp bản đồ),

- Phương pháp mô hình hóa,

- Phương pháp phân tích lợi ích chi phí mở rộng [29], [37]

1.1.2.3 Các công trình nghiên cứu đánh giá chất lượng môi trường đất

Đã có một số công trình nghiên cứu về phương pháp tiếp cận đánh giá CLMT, nhưng cho đến nay việc áp dụng vào thực tiễn ở Việt Nam vẫn còn nhiều bất cập

Một số công trình như: Đặng Trung Thuận (2005), “Địa hóa học” đã trình bày khái

quát về các thành phần đất, tỷ lệ và nguồn gốc hình thành đất nhưng ít đề cập đến CLMT đất, chưa đưa ra được tiêu chuẩn đánh giá CLMT nên chưa đánh giá được

điều kiện môi trường tại nơi nghiên cứu; Lê Văn Khoa và cộng sự (2002), “Khoa học môi trường” tuy đã trình bày khái quát về cơ sở khoa học môi trường mà chưa đi sâu

phân tích các mẫu đất ở các địa bàn cụ thể để xây dựng nên một cơ sở khoa học nhằm đánh giá CLMT đất

Một số công trình của các tác giả như: Nguyễn Đình Hoè và Nguyễn Thế

Thôn (2001), “Địa chất môi trường”; Trần Phước Cường (2011), “Quản lý môi trường cho sự phát triển bền vững”; Lưu Đức Hải và cộng sự (2006), “Cẩm nang quản lý môi trường”; Nguyễn Thế Thôn (2004), “Dân số định cư môi trường”; Lê Văn Khoa và cộng sự (2000), “Đất và môi trường”; Vũ Tự Lập (1982),“Đánh giá tổng hợp môi trường tự nhiên”; Nguyễn Thị Kim Thái (2011), “Quản Lý chất thải rắn – tập 2 chất thải rắn nguy hại”; … Các công trình này đã ứng dụng tốt cơ sở lý

luận về đất đai, môi trường đất… trong quy hoạch, quản lý và bảo vệ môi trường hiện nay Điều này tạo ra những thuận lợi nhất định cho NCS trong quá trình thực hiện luận án

Đầu thế kỉ XXI việc nghiên cứu hiện trạng môi trường ở Việt Nam được chú

trọng, đặc biệt là môi trường đất Tiêu biểu như công trình “Đánh giá tác động môi trường”, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, năm 2000 của nhóm tác giả Phạm Ngọc

Hồ, Hoàng Xuân Cơ và các cộng sự bước đầu đưa ra phương pháp tiếp cận mới để đánh giá CLMT nói chung, môi trường đất nói riêng Cách thức tiến hành đánh giá CLMT đất trong công trình này đã ứng dụng khá thành công công nghệ GIS với các phần mềm có khả năng phân tích, chồng xếp các lớp thông tin và đưa ra kết quả khá chính xác trên địa bàn nghiên cứu thử nghiệm tỉnh Hoà Bình Các mẫu đất được thu

thập trải đều trên địa bàn toàn tỉnh Hòa Bình Các mẫu đất được phân tích theo các chỉ tiêu hóa, lý và sinh học, sau đó kết quả phân tích được cập nhập vào máy tính thông qua hệ thống thông tin địa lý - GIS Từ dữ liệu này các tác giả tiến hành nội ngoại suy làm giàu số liệu theo đặc tính phân bố, hoặc bổ sung mẫu đất Sau đó lập

mô hình theo các lớp thông tin tương ứng với từng thành phần trong mẫu đất Kết quả này thể hiện sự phân bố của mỗi thành phần trong đất, bước đầu đánh giá được CLMT đất Công việc tiếp theo là chồng xếp các lớp thông tin để có một mô hình tổng hợp Căn cứ mô hình này mà chúng ta có thể đánh giá được CLMT đất một cách chính xác Song đây là một công trình đầu tiên thực hiện trên địa bàn cấp tỉnh, lại tiến hành với tổng thể của cả môi trường đất, nước và không khí nên chưa thể chi tiết, cũng như khái quát thành cơ sở lý luận cho một phương pháp khoa học – phương pháp đánh giá CLMT đất

Tổng cục Môi trường mới ban hành phương pháp tính toán chỉ số cho việc đánh giá CLMT nước, nhưng chưa thể phát triển để áp dụng cho môi trường đất và không khí

Phương pháp đánh giá CLMT đất bằng chỉ số chất lượng môi trường đất tổng cộng có ưu điểm là đã tổng hợp được sự ảnh hưởng của các yếu tố hóa học trong đất như: độ chua, hàm lượng chất hữu cơ, các nguyên tố đại lượng, trung lượng và vi lượng tồn tại trong mối quan hệ chặt chẽ và tương tác qua lại lẫn nhau

Do mỗi yếu tố lại có những nét đặc thù và góp phần tạo nên các đặc trưng cho từng loại đất, đồng thời chúng tạo nên chất lượng của môi trường đất và được lấy làm căn cứ để đánh giá về mức độ phù hợp (chủ yếu là thực vật) theo một thang (tiêu chuẩn) đánh giá nhất định Do đó, dựa trên sự so sánh giữa kết quả phân tích của từng yếu tố với thang đánh giá có thể đưa ra hệ số quy đổi tỷ đối của các chỉ thị về CLMT đất [30]

1.1.3 Trên khu vực tỉnh Hải Dương

Dự án “Quy hoạch môi trường tỉnh Hải Dương 2006 – 2020” do UBND, Sở

TN&MT tỉnh Hải Dương phối hợp với Trung tâm Nghiên cứu quan trắc và mô hình

hóa, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội thực hiện năm

2007 Tại dự án này các căn cứu khoa học để đánh giá hiện trạng môi trường nước

và không khí phục vụ công tác thành lập bản đồ CLMT nước, không khí được áp dụng theo đúng quy định của Thông tư số 17/2011 của Bộ Tài nguyên và Môi trường Riêng các bản đồ phản ánh CLMT đất do chưa có quy trình kĩ thuật nên vẫn

áp dụng theo phương pháp ứng dụng chỉ tiêu riêng lẻ để phản ánh trên bản đồ Số lượng các bản đồ là rất nhiều và khó có thể nhận định CLMT đất tại một khu vực cụ thể, bởi chúng nằm trên các bản đồ rời rạc, độc lập với nhau Tuy nhiên, với dự án này đã thu thập và phân tích một cơ sở dữ liệu đồ sộ, chi tiết làm cơ sở để tác giả thực hiện luận án trên địa bàn nghiên cứu Hải Dương Trong luận án đã áp dụng phương pháp đánh giá CLMT đất bằng chỉ số chất lượng môi trường đất tổng cộng, của tác giả Phạm Ngọc Hồ đã xây dựng và đề xuất [62]

Năm 2011, Trung tâm Điều tra, Đánh giá tài nguyên đất, Tổng cục Quản lý

đất đai đã tiến hành “Điều tra, đánh giá thực trạng môi trường đất vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ phục vụ quản lý sử dụng đất bền vững” [60] Qua đó, đã thu thập

và phân tích một khối lượng lớn dữ liệu đồ sộ về đất đai các tỉnh trong địa bàn nghiên cứu Điều mà dự án chưa đề cập tới là xây dựng một cơ sở khoa học thành lập bản đồ chất lượng môi trường đất theo chỉ số chất lượng môi trường đất tổng cộng, có tính đến trọng số của các nhóm chỉ thị về đất, vấn đề này đã giải quyết và hoàn thiện trong luận án

Từ đó đến nay, đã có nhiều công trình nghiên cứu về các khía cạnh khác nhau như: địa lý, địa chính, quy hoạch, môi trường… nhưng chưa có công trình nào

đi sâu nghiên cứu riêng về môi trường đất, về đánh giá CLMT đất một cách khoa học Điều đó cho thấy: cần sớm có một công trình nghiên cứu đáp ứng nhu cầu quản

lý môi trường tại tỉnh Hải Dương

Hơn thế nữa tình trạng môi trường ở mỗi địa phương ngày càng suy giảm Vì vậy, xây dựng cơ sở khoa học đánh giá CLMT đất cấp tỉnh là một hướng nghiên cứu đang được mong đợi và đặc biệt cần thiết cho việc áp dụng quy hoạch, quản lý, bảo vệ môi trường và phục vụ công tác giảng dạy môi trường hiện nay ở Việt Nam

1.2 MỘT SỐ KHÁI NIỆM LIÊN QUAN ĐẾN THÀNH LẬP BẢN ĐỒ MÔI TRƯỜNG ĐẤT

1.2.1 Khái niệm về đất và đất đai

bố ở bề mặt các lục địa Đây là nơi tiếp xúc, xâm nhập và tác động qua lại của các thành phần tự nhiên, vì thế đất có thành phần vật chất, cấu trúc phức tạp và đa dạng nhất trong lớp vỏ Trái đất

b Các nhân tố hình thành đất

- Đá mẹ: đá mẹ đã tạo nên bộ khung của đất thông qua việc cung cấp các khoáng vật cho đất nên đá mẹ chi phối tính chất của đất Mỗi một loại đá mẹ khác nhau sẽ hình thành một loại đất có những đặc điểm khác nhau Đất hình thành trên các loại đá mẹ có tính chất chua như: granit, pocphia, thạch anh… đất sẽ chua Đất được hình thành trên đá kiềm như: bazan, gabrô… đất sẽ mang tính kiềm Vùng ven biển chứa nhiều natri nên đất thường bị mặn, vùng đất mới hình thành từ đá vôi thường có lượng canxi cao Đất hình thành từ những sản phẩm phong hóa của đá granit hoặc của các loại đá trầm tích cơ học như cuội kết, cát kết, bột kết thường có

tỷ lệ cát cao; còn nếu trên các loại đá phiến sét, đá vôi, bazan sẽ chứa nhiều sét

Màu sắc của đất cũng được quy định bởi đá mẹ Ở Việt Nam, đất phát triển trên các sản phẩm phong hóa của đá phiến sét thường có màu nâu tím, đất phát triển trên đá cát kết thường có màu vàng, còn đất phát triển trên đá vôi thường có màu đỏ vàng

- Địa hình: đây là nhân tố tác động chủ yếu đến sự phân phối lại lượng nhiệt

và độ ẩm không khí Nhiệt độ và độ ẩm không khí thay đổi theo độ cao của địa hình Trong khi đó quá trình phong hóa lại phụ thuộc chính vào nhiệt độ và độ ẩm Hơn thế nữa, địa hình thay đổi làm cho sinh vật thay đổi, thảm thực vật thay đổi,… khiến cho quá trình phong hóa diễn ra cũng khác nhau giữa các khu vực, đồng thời ảnh hưởng đáng kể đến tính chất của đất Độ dốc và hướng dốc của địa hình tạo ra các dòng chảy mặt khác nhau, gây nên sự xói mòn đất, vật liệu bị xói mòn được vận chuyển, rồi tích đọng lại ở những nơi trũng thấp, điều này làm thay đổi độ dày cũng như tính chất của đất Địa hình tạo nên các hướng sườn khác nhau, dẫn đến lượng bức xạ mặt trời sẽ khác nhau tạo ra nhiệt độ đất khác nhau, điều này ảnh hưởng lớn tới quá trình hình thành đất

- Khí hậu: là nhân tố giữ vai trò tiên phong trong quá trình tạo đất Trong quá trình hình thành đất, các yếu tố nước, nhiệt, khí đã ảnh hưởng tới cường độ và chiều hướng phát triển của cả quá trình Ngoài ra, khí hậu còn ảnh hưởng gián tiếp tới sự hình thành đất thông qua sinh vật như ở các đới khí hậu khác nhau, sự sinh trưởng

và phát triển của sinh vật không đồng đều ảnh hưởng tới việc trao đổi năng lượng

và vật chất trong đất

- Sinh vật: sinh vật đóng vai trò hết sức quan trọng trong sự hình thành đất bởi trong tiểu tuần hoàn sinh vật, chính sinh vật đã thực hiện trao đổi năng lượng và vật chất Thực vật hạn chế sự xói mòn của nước, đồng thời điều hoà nhiệt độ ở lớp không khí sát mặt đất, điều hòa lại lượng nước thấm vào đất, do vậy cũng ảnh hưởng tới sự thành tạo đất Vai trò của sinh vật trong quá trình hình thành đất thể hiện ở sự phân huỷ, tổng hợp chất hữu cơ Bên cạnh đó, đất là môi trường sống của nhiều loại côn trùng, động vật sống… làm đẩy nhanh quá trình hình thành đất và thay đổi hình thái đất

- Thời gian hình thành đất hay còn gọi là tuổi của khu vực mà đất được hình thành Thời gian ấy được tính từ khi đất hình thành cho tới hiện tại Đây được gọi là tuổi tuyệt đối của đất Toàn bộ quá trình xảy ra trong đất đều cần đến thời gian để biểu

lộ sự thay đổi trong đất Tuổi tương đối của đất là sự chênh lệch về giai đoạn giữa các loại đất có cùng tuổi tuyệt đối

- Nhân tố con người: con người tuy không là nhân tố hình thành nhưng các hoạt động của xã hội loài người có tác động mạnh mẽ tới sự biến đổi của đất Ví dụ như: làm đất nông nghiệp bị bạc màu, thoái hóa… đất đồi núi bị xói mòn, nghè chất dinh dưỡng…

quá trình rửa trôi, quá trình pốtdôn, quá trình bồi tụ phù sa [dẫn theo 30]

- Các quá trình hóa học đặc trưng diễn ra trong môi trường đất: quá trình feralit (đặc trưng cho vùng nhiệt đới, trên môi trường hơi chua và chua), tức là quá trình rửa trôi kim loại kiềm và kiềm thổ, tích tụ Fe2+

, Al3+, Fe3+ ; quá trình macgalit (đặc trưng cho vùng có đá mẹ là bazơ, sản phẩm của quá trình giàu Ca, Mg phản ứng trong môi trường đất trung tính hay kiềm); quá trình Feralit - macgalit là trung gian giữa hai quá trình trên trong điều kiện nhiệt đới hoặc cận nhiệt đới; quá trình Alit xảy ra trên miền núi cao, khí hậu ẩm ướt, đất giàu mùn thô [6]

d Thành phần và đặc tính của đất

d.1 Thành phần của đất

- Thành phần khoáng vật và hữu cơ của đất

+ Khoáng vật trong đất: tất cả các loại đất đều được hình thành từ các sản phẩm phong hóa của đá gốc Đá gốc có thể do một hoặc nhiều khoáng vật tạo nên,

vì vậy khoáng vật tạo đá cũng chính là khoáng vật hình thành đất

Trong đất, khoáng vật chiếm tỷ lệ rất cao tới 90 – 95% khối lượng chất khô của đất Đại bộ phận khoáng vật trong đất là khoáng vật thứ sinh song lại có kích thước nhỏ, nên rất khó nhận biết chúng Có 3 lớp khoáng vật thứ sinh chủ yếu là: muối khoáng, alumino – silicat và ôxít, hyđrôxit Các loại muối khoáng được hình thành theo con đường kết tủa các sản phẩm phong hóa khoáng nguyên sinh ở các vùng có khí hậu lục địa (khô và nóng) Đặc biệt các khoáng vật thuộc lớp alumino – silicat thứ sinh như khoáng sét, hyđrô mica, clorit, kaolinit, mônmôrilônít đã tạo nên những tính chất quan trọng của đất như: dính, dẻo, khả năng hấp thụ, trao đổi ion, tính trương, tính co… Các khoáng vật thuộc lớp ôxít

và hyđrôxit thường gặp là gơtit, limonit, manganit…

+ Thành phần cơ giới của đất hay còn gọi là thành phần cấp hạt của đất là tỷ

lệ phần trăm của những phần tử cơ giới có kích thước khác nhau trong đất khi đoàn lạp đất ở trạng thái bị phá vỡ Do quá trình phong hóa và hình thành đất mà đá gốc

và khoáng vật bị vỡ ra thành những hạt to, nhỏ khác nhau, chúng được gọi là phần

tử cơ giới của đất Các phần tử này gắn kết với nhau tạo thành đoàn lạp của đất Để nghiên cứu kĩ về các loại đất, chúng ta cần phải phá vỡ đoàn lạp đất Kích thước của các phần tử cơ giới khác nhau sẽ có tính chất vật lý khác nhau [29], [39], [52] Sự phân chia cấp hạt được khái quát trong bảng sau:

Bảng 1.4 Sự phân cấp hạt theo quan điểm của Mỹ và Nga

Tên cấp hạt (mm) Quan điểm của Mĩ Quan điểm của Nga

Nguồn dẫn theo [6]

Căn cứ tỷ lệ cấp hạt cát vật lý (cấp hạt > 0,01 mm) và sét vật lý (cấp hạt

<0,001 mm), N.A Kachinxki đã xác định tên gọi đất theo thành phần cơ giới như sau: [32], [38]

Bảng 1.5 Phân loại đất theo tỷ lệ hạt cát vật lí và sét vật lí của N.A Kachinxki

Phần trăm hạt sét vật lý Phần trăm hạt cát vật lý Tên gọi đất theo thành

Bên cạnh đó ở Việt Nam còn sử dụng cách phân loại theo trường phái của

Mĩ Theo phương pháp phân loại này thì thành phần cơ giới đất được phân loại theo hình tam giác đều, mỗi cạnh đặc trưng cho một nhóm cấp hạt: sét, limon và cát, mỗi đỉnh của tam giác ứng với 100% khối lượng từng cấp hạt Hàm lượng của 3 nhóm cấp hạt này biểu thị bằng tổ hợp giao điểm của 3 đường thẳng song song với 3 đáy của tam giác, giao điểm này ứng với tên của từng loại đất [39]

+ Chất hữu cơ trong đất là những tàn tích sinh vật (xác thực - động vật, vi sinh vật) chưa hoặc đang bị phân giải và những chất hữu cơ đã được phân giải tổng hợp (các chất mùn và các hợp chất không phải mùn) Vật chất hữu cơ có tỉ lệ nhỏ hơn so với các khoáng vật trong đất Tuy nhiên, chúng có vai trò quan trọng đối với chất lượng đất Thành phần hóa học của các axit mùn gồm 4 nguyên tố chính: các bon (C), oxy (O), hyđro (H) và nitơ (N) Ngoài ra, có lưu huỳnh (S), photpho (P) tồn tại dưới dạng muối Chất hữu cơ đặc trưng cho độ phì nhiêu của đất, cung cấp chất dinh dưỡng cho thực vật

- Nước trong đất

Nước trong đất có các trạng thái như: thể rắn, hơi, liên kết và nước tự do Nguồn cung cấp nước cho đất chủ yếu là mưa, hơi nước ngưng kết từ không khí và nước ngầm [23], [39]

- Không khí trong đất

Các khe hở trong đất chứa cả nước và không khí, do lớp không khí sát mặt đất thâm nhập vào nên có thành phần cơ bản tương tự như không khí trong khí quyển Không khí trong đất vừa là nhân tố quan trọng trong quá trình phong hóa đá, vừa là điều kiện tất yếu cho sự tồn tại và phát triển của sinh vật trong đất Đồng thời là nguồn dinh dưỡng trực tiếp hoặc gián tiếp cho thực vật tồn tại và phát triển Lớp không khí sát mặt đất cũng có vai trò khá quan trọng, nó là hợp phần của môi trường đất, có ý nghĩa quyết định điều kiện tồn tại và phát triển của thực vật, động vật và vi sinh vật trên đất [24]

d.2 Một số đặc tính của đất

- Tỷ trọng đất là tỷ số giữa khối lượng của một đơn vị thể tích đất ở trạng thái rắn, khô kiệt với các hạt đất xếp sít vào nhau so với khối lượng nước cùng thể tích ở điều kiện nhiệt độ 40C Tỷ trọng của đất được quyết định chủ yếu bởi các loại khoáng nguyên sinh, thứ sinh và hàm lượng chất hữu cơ có trong đất, nên nó phụ thuộc chủ yếu vào thành phần khoáng vật của đất

- Dung trọng của đất đặc trưng cho độ xốp của đất, dùng để tính khối lượng đất canh tác trên 1ha để xác định trữ lượng các chất dinh dưỡng, lượng vôi cần bón cho đất hay trữ lượng nước có trong đất Bên cạnh đó, dung trọng còn được

dùng để kiểm tra chất lượng các công trình thủy lợi, đê, bờ mương máng để đảm bảo độ vững của các công trình [5]

- Độ xốp của đất có thể biến động từ 30 - 70% tùy thuộc vào đất rời rạc không có kết cấu như: đất cát, đất bạc màu cho đến những loại đất có kết cấu viên giống với đất đỏ vàng đồi núi [6], [5]

- Tính dính của đất là khả năng chịu lực kéo (dù rằng lực đó rất nhỏ) của các loại đất dính, nó gồm hai loại: lực dính do lực hút phân tử gây ra, hoặc lực dính do sức căng mặt ngoài của các màng nước mao dẫn và lực dính do các liên kết kết tinh

có sẵn giữa các hạt

- Tính dẻo của đất phụ thuộc vào thành phần, hàm lượng khoáng vật sét trong đất, kích thước hạt, độ ẩm tự nhiên của đất….Vì vậy, tính dẻo sẽ đặc trưng cho chất lượng của đất

- Tính trương và co của đất là hai tính chất ngược nhau có trong đất, chúng đều phụ thuộc nhiều vào độ ẩm của đất

- Màu sắc đất là yếu tố đầu tiên nhận thấy khi tiếp xúc với đất, giúp ta có thể phân biệt các tầng đất và dự đoán thành phần, tính chất hóa học của đất Theo S.A Zskharop thì đất có những màu sắc chính: màu đen là màu của mùn, thực vật đang

bị phân hủy, khoáng ôxít mangan và ôxít sắt; màu trắng là màu của SiO2 bị phong hóa và các khoáng thứ sinh Calcitic chứa nhôm ôxít và canxi ôxít; màu đỏ là màu của đá chứa Fe2O3 bị phong hóa; màu nâu là màu của magnematic bị phong hóa; màu vàng là màu của geothite bị phong hóa [6] Ngoài ra, màu sắc của đất có thể phản ánh độ thông khí và khả năng ngậm nước của đất

e Khái niệm suy thoái đất

Theo tổ chức Nông lương Thế giới (FAO) “Suy thoái đất là sự suy giảm tạm thời hoặc vĩnh viễn năng suất sản xuất của đất Thoái hóa đất là những quá trình làm thay đổi tính chất đất và những chế độ tự nhiên dẫn đến thay đổi chức năng của đất như là một thành phần của hệ sinh thái và làm giảm độ phì nhiêu của đất” [20]

Thực tế cho thấy, quá trình suy thoái đất và hậu quả của nó khó có thể đánh giá trọn vẹn nếu chỉ dựa vào các yếu tố tổng quan và năng lực sản xuất của đất, mà

chỉ có thể đánh giá được trên cơ sở tổng hợp các biện pháp Nghĩa là chúng ta không thể xác định được năng lực sản xuất của đất nếu chỉ dựa vào một chỉ tiêu, hoặc một biện pháp riêng lẻ Thông thường phải sử dụng tổng hợp các chỉ thị (các biến số) để đánh giá suy thoái đất như: việc tích tụ ở hạ lưu các chất lắng đọng chứng tỏ suy thoái ở thượng lưu do xói mòn, sản lượng mùa màng ở một vùng đất canh tác nào đó bị giảm sút cho thấy chất lượng đất bị suy giảm

1.2.1.2 Khái niệm về đất đai

Theo FAO “đất đai là một vùng đất mà đặc tính của nó bao gồm những đặc trưng tự nhiên quyết định đến khả năng khai thác được hay không và ở mức độ nào của vùng đất đó Thuộc tính của đất đai gồm: địa chất, địa hình, khí hậu, thủy văn, thổ nhưỡng, động thực vật và những tác động trong quá khứ cũng như hiện tại của con người” [20]

Như vậy, dù là đất hay đất đai đều chịu ảnh hưởng sâu sắc từ nhiều yếu tố, trong đó có con người Từ xa xưa, con người đã coi đất đai là đối tượng sản xuất nông - lâm nghiệp, coi đất là địa bàn sống… Vì thế khi nghiên cứu về môi trường đất cần tiếp cận tổng thể các yếu tố tự nhiên, nhân tạo để có nhận định đúng đắn và chính xác nhất về CLMT đất

1.2.2 Khái niệm môi trường và môi trường đất

1.2.2.1 Khái niệm về môi trường

Thuật ngữ “môi trường” đang được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống: môi trường xã hội, môi trường đầu tư, môi trường sống, môi trường kinh doanh, môi trường giáo dục v.v… Như vậy, môi trường là một khái niệm khá linh hoạt, rất rộng Có nhiều định nghĩa về môi trường được đưa ra như:

Theo Lê Thạc Cán (1995): “Môi trường của một vật thể hay sự kiện là tổng thể các điều kiện bên ngoài có ảnh hưởng tới vật thể hay sự kiện đó Đối với con người, môi trường chính là tổng hợp các điều kiện vật lý, hóa học, sinh học, xã hội bao quanh và có ảnh hưởng tới sự sống và phát triển của từng cá nhân và cộng đồng con người Môi trường có thể được phân thành môi trường tự nhiên, môi trường nhân tạo, môi trường xã hội” [16]

Luật Bảo vệ môi trường - 2005 có quy định tại điều 3: Môi trường bao gồm

các yếu tố tự nhiên và vật chất nhân tạo bao quanh con người, có ảnh hưởng tới đời sống, sản xuất, sự tồn tại và phát triển của con người và sinh vật

Theo E.K Boon (1998): “Các thành phần của môi trường có thể là một hay một vài hệ thống thành phần như: hệ thống vật lý, hệ thống sinh học, sinh thái xã hội, chính trị, kinh tế và công nghệ; các hệ thống thành phần này bao gồm tất cả các thành tố nhân tạo, tự nhiên dưới mặt đất, trên mặt đất và các thành phần trong khí quyển” [6] Một số thuật ngữ được thống nhất như sau:

- Thành phần môi trường là yếu tố vật chất tạo thành môi trường như: đất,

nước, không khí, âm thanh, ánh sáng, sinh vật, hệ sinh thái và các hình thái sinh vật khác… [47] Đây là định nghĩa đầy đủ và thông dụng nhất hiện nay

- Suy thoái môi trường là sự suy giảm về chất lượng và số lượng của các

thành phần môi trường gây ảnh hưởng xấu đối với con người và sinh vật [47]

- Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi của các thành phần môi trường không

phù hợp với TCMT, gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật [47];

- Sự cố môi trường là tai biến hoặc rủi ro xảy ra trong quá trình hoạt động

của con người hoặc biến đổi thất thường của tự nhiên, gây ô nhiễm, suy thoái hoặc biến đổi môi trường một cách nghiêm trọng [47];

- Sức chịu tải của môi trường là giới hạn cho phép mà môi trường có thể tiếp

cấu cây trồng nghèo nàn Tuy nhiên, các vấn đề trên được nhìn nhận qua 2 phạm trù là: các quá trình làm suy thoái môi trường đất và ô nhiễm môi trường đất [20]

- Suy thoái môi trường đất là sự suy giảm về chất lượng của các hợp phần tạo nên môi trường đất, qua đó làm giảm khả năng sản xuất của đất cũng như giảm sản lượng cây trồng, số lượng sinh vật trên đất

- Ô nhiễm môi trường đất là sự biến đổi của các thành phần môi trường đất không phù hợp với tiêu chuẩn môi trường đất, gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật Ô nhiễm môi trường đất được xem là tất cả các hiện tượng làm nhiễm bẩn môi trường đất bởi các chất gây ô nhiễm, qua đó có thể phân loại đất bị ô nhiễm theo nguồn gốc phát sinh, hoặc theo các tác nhân gây ra ô nhiễm [47]

Nếu theo nguồn gốc phát sinh có: ô nhiễm đất do các chất thải sinh hoạt, ô nhiễm đất do chất thải công nghiệp và ô nhiễm đất do hoạt động nông nghiệp

Môi trường đất có những đặc thù riêng và một số tác nhân gây ô nhiễm có thể có cùng nguồn gốc nhưng lại gây tác động bất lợi rất khác nhau Do đó, phân loại theo các tác nhân gây ô nhiễm sẽ phù hợp hơn đối với môi trường đất: ô nhiễm

do tác nhân hóa học, ô nhiễm do tác nhân sinh học và ô nhiễm do tác nhân vật lý

Như vậy, môi trường đất là một môi trường sinh thái hoàn chỉnh được hình thành qua nhiều quá trình sinh học, vật lý và hóa học Mặt khác môi trường đất là môi trường thành phần của hệ môi trường bao quanh nó [35]

b Đặc tính của môi trường đất

- Môi trường đất có biểu hiện như một hệ sinh thái hoàn chỉnh như:

+ Có hệ thống cấu trúc và hoạt động hoàn chỉnh,

+ Hoạt động liên tục,

+ Liên hệ chặt chẽ giữa môi trường bên trong và bên ngoài,

+ Phần vô sinh và hữu sinh không có ranh giới, chúng tương tác, hòa quyện lẫn nhau [6]

Điều này cho thấy việc nghiên cứu xây dựng hệ thống chỉ tiêu hóa nhằm đánh giá CLMT đất là rất phức tạp, khi chỉ chú trọng tới một chỉ tiêu (chỉ tiêu riêng lẻ) thì chỉ là cách tiếp cận phiến diện, kém tính thực tiễn Đây là lý do mà tác

giả luận án áp dụng chỉ số chất lượng môi trường đất tổng cộng trong đánh giá CLMT đất

- Thành phần cơ giới và các lý tính cơ bản của môi trường đất tương tự như

sự phản ánh của đất

- Tính chất hóa học của môi trường đất: thành phần hóa học của môi trường đất cũng có đầy đủ các đơn chất, các nguyên tố trong bảng tuần hoàn Mendeleev, có đầy đủ các hợp chất, đầy đủ các dạng vô cơ hay hữu cơ, hoặc ion, các dạng phức chất, các chất dinh dưỡng và độc chất cho sinh vật [6]

+ Dung dịch đất là môi trường để các quá trình lý, hóa và sinh học diễn ra trong đất Dung dịch đất là một dạng nước tự do đặc biệt bao quanh hạt keo với một lực liên kết nhất định Dung dịch đất gồm dung môi (nước mưa, nước ngầm, nước

tự do trong đất) và chất tan (các chất hữu cơ hòa tan như axit humic, axit fulvic và các muối của chúng, các chất vô cơ hòa tan như muối NaCl, Cabonnat, các ion Fe2+,

Fe3+, Al3+, Mn2+, Cu2+, Zn, Pb, Ni, CO, H+, NO2-, NO3-, Mg2+, Mn4+, HPO43-,

HCO32-, SO42-, Cl-,…), các chất khí hòa tan (CO2, O2, N2, NH3, ) và các vi khuẩn, thực vật trong đất [6] Thành phần và nồng độ của dung dịch đất là nguyên nhân làm tăng giảm hoạt tính của môi trường đất

+ Hoạt tính của đất được biểu hiện qua phản ứng môi trường của dung dịch đất, tính đệm và khả năng oxy hóa – khử của nó Phản ứng môi trường thông qua dung dịch đất thể hiện tính chua, kiềm hay trung tính, nó được xác định bởi nồng độ ion H+ hoặc OH-, điều này cũng được thể hiện bằng chỉ tiêu pH của đất Nguyên nhân gây chua môi trường đất: do đặc tính từng loại môi trường (đất phèn chua, đất bazan ít chua, đất nhiều CaCO3); do thực vật lấy đi dinh dưỡng trong đất (K+

- Độ phì của môi trường đất biểu thị liều lượng và tỷ lệ của các yếu tố hóa sinh trong đất Khi môi trường đất có độ phì nhiêu cao thì thực vật phát triển thuận lợi và ngược lại môi trường đất có độ phì nhiêu thấp thì thực vật cằn cỗi, năng suất thấp Độ phì gồm: độ phì tự nhiên, độ phì nhân tạo, độ phì tiềm tàng và độ phì hữu hiệu Độ phì của môi trường đất là nhân tố đặc trưng cho CLMT đất

- Đặc tính sinh học của môi trường đất thể hiện qua: tính phong phú, tính đa dạng của sinh vật và các hoạt động của chúng ở trên mặt đất và trong lòng đất Mức

độ đa dạng, phong phú còn đặc trưng qua số lượng các sản phẩm tàn tích hữu cơ, mùn và các hợp chất mùn để lại trong đất và trên mặt đất Ngoài ra, trong đất luôn tồn tại một hàm lượng hữu cơ sống và không sống nhất định, ảnh hưởng tới đặc tính sinh học và CLMT đất

1.2.2.3 Các yếu tố làm biến đổi chất lượng môi trường đất

a Các yếu tố tự nhiên

Là các yếu tố có nguồn gốc từ tự nhiên như: bản chất của đá mẹ, khí hậu, thủy văn, địa hình, các hoạt động của động vật, thực vật, vi sinh vật trên và trong đất Các yếu tố này đồng thời tác động đến quá trình hình thành và phát triển của môi trường đất Chúng có thể làm CLMT đất tốt lên với độ phì cao, tơi xốp, giàu vi sinh vật, hàm lượng các chất dễ tiêu và hàm lượng tổng số cao, hàm lượng các kim loại gây độc trong đất thấp khiến môi trường đất trong sạch Hoặc ngược lại chúng có thể làm CLMT đất xấu đi với độ phì thấp, các vi sinh vật trong đất nghèo nàn, hàm lượng các chất dễ tiêu và hàm lượng tổng số thấp, hàm lượng các kim loại trong đất cao dễ bị gây độc cho môi trường đất

- Mỗi một loại đá khi phong hóa sẽ tạo ra một loại đất riêng, với các thành phần hóa học, lý học và sinh học nhất định, nó quy định CLMT đất ban đầu và từ đó biến chuyển theo các yếu tố khác

- Khí hậu với các đặc trưng như: nhiệt độ, độ ẩm, gió, mưa… đã thường xuyên tác động tới môi trường đất và tạo ra những thay đổi phức tạp về CLMT đất Khi nhiệt độ cao đất sẽ bị khô và dần mất khả năng canh tác; khi nhiệt độ thấp các

vi sinh vật, động - thực vật trong đất cũng hạn chế hoạt động, đất có thể bị chặt, trao

đổi chất giảm Khi độ ẩm cao, thuận lợi cho sản xuất; nhưng nếu ngập úng lâu ngày đất cũng mất khả năng canh tác, dần bị nhiễm phèn, bị chua… Khi gió, mưa diễn ra

sẽ tác động trực tiếp tới quá trình phong hóa của đá, quá trình biến đổi chất trong đất, có thể làm đất cằn cỗi, nếu bị rửa trôi sẽ khiến CLMT đất ngày một xấu đi; hoặc ngược lại khi các điều kiện khí hậu thuận lợi sẽ làm CLMT đất tốt lên, thêm phì nhiêu, màu mỡ…

- Thủy văn là yếu tố quan trọng trong việc làm thay đổi CLMT đất Ở mỗi địa phương mạng lưới sông suối, hồ ao, kênh rạch dày sẽ thuận lợi để cung cấp nước cho các vùng đất sản xuất và tạo điều kiện tốt cho việc duy trì khả năng sản xuất của đất, gián tiếp lưu giữ hoặc làm tăng CLMT đất

- Địa hình quy định độ cao và độ dốc của mỗi khu đất, yếu tố này sẽ ảnh hưởng lớn đến khả năng giữ chất của đất, cũng như khả năng tự phục hồi của đất Khu vực cao, độ dốc lớn đồng nghĩa với việc đất bị rửa trôi, xói mòn, nên đất ở đây cằn cỗi, nghèo nàn và nhanh chóng bị suy thoái

- Các hoạt động của sinh vật cũng mang lại sự biến đổi CLMT đất theo chiều hướng khác nhau Có những loài cây ăn kiệt chất dinh dưỡng từ đất, cũng có loài cây lại để lại lượng lớn chất dinh dưỡng trong đất Khi các vi sinh vật trong đất hoạt động mạnh sẽ làm tăng khả năng phân hủy chất hữu cơ trong đất, làm đất tơi xốp và màu mỡ hơn Để quá trình sử dụng đất được bền vững với CLMT đất tốt, đất không

bị suy thoái rất cần đến sự định hướng trong sử dụng và quản lý khai thác tài nguyên môi trường đất hợp lý, nhằm bảo vệ sự hoạt động của vi sinh vật trong đất

b Các yếu tố nhân tạo

Con người và các hoạt động sinh sống, sản xuất, phát triển kinh tế, xã hội

đã không ngừng tác động đến môi trường đất; các tác động ấy làm ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp tới CLMT đất Các hoạt động nhân tạo thường mang tới tác động hai chiều cho môi trường đất, có thể làm thay đổi môi trường tự nhiên, mất cân bằng sinh thái môi trường đất, làm suy thoái CLMT đất, làm ô nhiễm môi trường đất… Hầu hết những tác động của con người mang tính tiêu cực đối với CLMT đất như: xả thải từ các hoạt động sản xuất kinh tế, các hoạt động sinh hoạt

hàng ngày của người dân, việc xả thải từ các hoạt động dịch vụ đặc thù như: bệnh viện, giao thông vận tải, thương mại, khai thác…

Bên cạnh đó, con người đang ra sức bảo vệ môi trường, cải tạo các vùng đất

đã bị suy thoái, ô nhiễm và sử dụng bền vững những vùng đất chưa bị tổn hại Thực hiện nhiệm vụ này đang có những kêu gọi, những khuyến cáo, những quy định về bảo vệ môi trường đất, làm giàu cho đất, tạo cho đất một sức sống mới Điều này tùy thuộc vào các nhà quản lý các cấp, cũng như mỗi cá nhân trong cộng đồng đang khai thác và sử dụng tài nguyên đất

1.2.2.4 Phân loại môi trường đất

+ Thứ hai là nhóm đất địa thành chiếm hầu hết diện tích miền núi, trung du nước ta Chúng có lượng khoáng nguyên sinh thấp, lượng hyđrôxit lớn Nhóm đất địa thành gồm các loại đất chính như: đất feralit nâu đỏ, đất feralit vàng đỏ và đất feralit xám [6]

- Môi trường đất nông thôn - nhóm này chủ yếu phân loại dựa trên các tiêu chí công dụng xây dựng như: làng xã, vườn cây, nhà ở, ao cá, chăn nuôi, đất nghĩa trang, đình chùa, nhà thờ, đất công…

- Môi trường đất đô thị: theo Bockeim (1974) định nghĩa “đất đô thị là một dạng đất có lớp đất dày hơn 50cm, bị nhân tạo hóa và không dùng cho mục đích nông nghiệp do nhiều quá trình đào xới, chôn lấp hoặc do sự ô nhiễm lớp đất bề mặt

ở những vùng đô thị và xung quanh đô thị” [6] Ngày nay, đất đô thị có xu hướng ngày càng mở rộng do tốc độ đô thị hóa đang tăng nhanh và đất ngày càng bị suy thoái do nhiều nguyên nhân khác nhau Căn cứ vào khả năng sử dụng, để xây dựng phương pháp và định giá giá trị thương phẩm của tài nguyên môi trường đất Ví dụ, dựa vào tính chất vật lý của nền đất người ta có thể chia thành: đất cứng hay mềm,

có nền hay không có nền, độ sâu tầng nền cứng lớn hay nhỏ… hoặc phân loại theo

vị trí gần hay xa trung tâm, đất có quy hoạch hay không… Sự kết hợp các tiêu chí

có thể chia thành đất loại 1, loại 2, loại 3, loại 4, loại 5…

- Môi trường đất rừng: căn cứ vào các chỉ tiêu: độ phì của đất, đá lộ đầu, độ dốc,

độ sâu của tầng đất, thành phần cơ giới thích hợp cây, con trong rừng mà chia thành các loại đất tương ứng như đất loại 1, đất loại 2, đất loại 3, đất loại 4, đất loại 5

- Môi trường đất giao thông vận tải gồm: đất vận tải bộ, đất và mặt nước dành cho vận tải thủy

- Môi trường đất công nghiệp được phân thành: đất xây dựng KCN, khu chế xuất, nhà máy, cụm nhà máy; môi trường đất du lịch

b Căn cứ vào chất lượng môi trường đất theo phương pháp đánh giá tổng hợp

Căn cứ vào kết quả đánh giá CLMT đất theo chỉ số chất lượng môi trường đất tổng cộng để xây dựng thang đánh giá Thang này được phân thành 5 bậc gồm: chưa suy thoái tương ứng CLMT đất tốt, bắt đầu suy thoái tương ứng với CLMT đất trung bình, suy thoái nhẹ tương ứng với CLMT đất kém, suy thoái mạnh tương ứng với CLMT xấu và suy thoái rất mạnh tương ứng với CLMT rất xấu Mỗi mức độ suy thoái tương ứng với một khoảng nhất định trong thang chỉ số chất lượng môi trường tổng cộng (TEQI), được thiết lập theo phương pháp đánh giá CLMT đất bằng chỉ số chất lượng môi trường đất tổng cộng (TSQI)

1.2.2.5 Các chỉ tiêu đặc trưng chất lượng môi trường đất

Để phản ánh CLMT đất cần tập trung phân tích các chỉ tiêu như:

- pH: độ pH là chỉ tiêu trong việc xác định độ phì của đất Những loại đất

có độ phì nhiêu cao đều có một giới hạn pH nhất định, không quá chua hoặc không quá kiềm Ở những vùng đất có lượng mưa lớn hơn lượng bốc hơi, quá

trình rửa trôi xảy ra dù nhanh hay chậm đều dẫn đến việc thay thế các ion kiềm và kiềm thổ bằng ion H+, Al3+, Fe2+ và Fe3+ Thêm vào đó các hoạt động sinh khối, giải phóng CO2 và các axit hữu cơ khác cũng góp phần làm cho đất thêm chua Bón phân đạm và quá trình khoáng hoá đạm hữu cơ đều tạo ra các sản phẩm có khả năng làm chua đất Ngược lại, những vùng đất bị nhiễm mặn hoặc vôi hoá đều

dẫn đến sự gia tăng pH trong đất một cách quá mức

- OM (chất hữu cơ): trong đất hàm lượng và thành phần mùn có ảnh hưởng

lớn đến hình thái, các tính chất lý, hoá của đất Mùn đóng vai trò quan trọng đối với

độ phì của đất, nó là kho dự trữ chất dinh dưỡng cho cây trồng Hàm lượng mùn trong đất phụ thuộc rất lớn vào thảm thực vật che phủ tại chỗ, chế độ canh tác, sử dụng đất, khí hậu, địa hình, đặc điểm quá trình canh tác… Vì vậy, để đảm bảo cho cây trồng phát triển tốt cần cung cấp lại cho đất một lượng mùn nhất định, thông

qua bón phân xanh, phân chuồng ủ kĩ

- Nitơ (lượng đạm tổng số): là một trong những nguyên tố dinh dưỡng quan

trọng nhất của thực vật, nếu thiếu nitơ thì lá và thân cây sẽ vàng, cằn cỗi không phát triển, dẫn tới năng suất kém, CLMT đất bị suy giảm Ngược lại nhiều nitơ quá, lá và thân cây phát triển mạnh, rễ lại kém phát triển, dẫn đến mất cân đối, dễ đổ, lốp, thân cây mềm… và đặc biệt khi nitơ bị rửa trôi mạnh sẽ gây ô nhiễm nguồn nước, hàm lượng nitơ tích luỹ trong sản phẩm sẽ ảnh hưởng lớn tới chất lượng sản phẩm (đặc biệt với rau xanh)

- P 2O5ts: Phốt pho tổng số có vai trò quan trong trong dinh dưỡng thực vật,

đặc biệt là đối với quả và hạt, phốt pho cấu tạo nên hợp chất dự trữ năng lượng ATP, ADP, AMP và là nguyên tố quan trọng tạo nên vật chất di truyền Cây trồng ở đất nếu thiếu phốt pho giai đoạn đầu sẽ cằn cỗi, ít phân nhánh, lá cứng, xuất hiện nhiều đốm, rễ kém phát triển, sự hình thành quả, hạt bị hạn chế làm giảm đáng kể năng suất của cây, điều này đồng nghĩa với việc CLMT đất bị suy giảm Trong đất, quá trình cố định phốt pho là rất lớn, nên chúng tồn tại ở dạng cố định chiếm 98%, phốt pho trao đổi và hoà tan chỉ chiếm có 2%

- K2Ots: Kali tổng số cũng rất quan trọng với cây trồng, nó giúp cho quá trình

quang hợp được tiến hành bình thường, đẩy mạnh sự di chuyển hydrocabon từ lá sang các bộ phận khác Cây nếu thiếu kali sẽ bị mắc bệnh do nấm, vi khuẩn, hay siêu vi khuẩn gây nên Biểu hiện khi cây thiếu kali là rìa lá bị sém, khô

Trong đất kali thường tồn tại ở nhiều dạng khác nhau, trong đó có 4 dạng chính: hợp phần alumosilicat, kali ở trạng thái hấp thụ, kali hoà tan trong nước, kali chứa trong các thành phần nguyên sinh của sinh vật trong đất Hàm lượng của kali giữ vai trò quan trọng trong thành phần vật chất của đất, nếu thiếu kali CLMT đất sẽ suy giảm

- P 2O5dt : Phốt pho dễ tiêu trong đất chủ yếu là dạng hoà tan trong dung dịch

đất ở môi trường từ axít yếu đến bazơ yếu Lượng phốt pho dễ tiêu là chỉ số thể hiện mức độ cung cấp lân tức thời cho cây trồng của đất Phốt pho hoà tan tốt nhất trong điều kiện môi trường có pH từ 5,5 đến 7 Qua đó hàm lượng phốt pho dễ tiêu ảnh hưởng lớn đến mức độ suy thoái của môi trường đất

- K 2Odt : Kali dễ tiêu trong đất bao gồm dạng hoà tan và dạng trao đổi Kali

là nguyên tố có khả năng linh động cao và dễ bị rửa trôi, nhất là trong điều kiện nhiệt đới ẩm, mưa nhiều, độ dốc lớn ở nước ta Hàm lượng kali dễ tiêu bị suy giảm, đồng nghĩa với CLMT đất cũng suy giảm

- CEC: (dung tích cation trao đổi) xác định khả năng trao đổi ion của đất là

xác định dung tích hấp thụ ở điều kiện tự nhiên, bề mặt các hạt đất thường mang điện tích âm nên các trao đổi ion âm (AEC - Anion Exchange Capacity) coi như không đáng kể Do đó, khả năng trao đổi ion trong đất được quan tâm là trao đổi cation (CEC - Cation Exchange Capacity) Kết quả các nghiên cứu nhiệt động học, hoá - lý đất cho thấy các quan hệ vật chất trong đất là linh hoạt và động theo nhiều chiều Một trong các mối quan hệ ấy là sự trao đổi ion giữa các ranh giới thể rắn (keo đất) và thể lỏng (dung dịch đất) Sự trao đổi này có ý nghĩa rất quan trọng trong sự hình thành độ phì nhiêu của đất và nó liên quan chặt chẽ đến sức sản xuất

của đất cũng như CLMT đất

- Các kim loại nặng trong đất được quy định trong quy chuẩn quốc gia về

hàm lượng các kim loại trong đất: asen (As), cadimi (Cd), đồng (Cu), chì (Pb), kẽm

(Zn), ngoài ra các kim loại khác như: thủy ngân (Hg), vàng (Au), bạc (Ag), … cũng

góp phần làm nên sự phong phú về thành phần kim loại trong đất:

+ Asen: là nguyên tố xếp thứ 20 về trữ lượng trong số những nguyên tố có

mặt trong lớp vỏ Trái đất Khi hàm lượng asen trong đất quá cao dẫn đến đất bị

nhiễm độc, môi trường đất bị ô nhiễm

+ Cd: Cadimi là kim loại thuộc nhóm IIB của bảng hệ thống tuần hoàn và là

một kim loại nặng có độc tính khá cao, nó có thể gây độc ở những vùng trao đổi chất mạnh ngay cả ở nồng độ thấp Cadimi gây độc đối với cả người và động vật cũng như thực vật Trong hoạt động công nghiệp hiện nay cadimi được sử dụng khá rộng rãi trong ngành luyện kim và chế tạo đồ nhựa, đặc biệt hợp chất của cadimi được dùng trong công nghiệp chế tạo pin Hàm lượng cadimi trong đất góp phần làm quyết định mức độ ô nhiễm hoặc suy thoái môi trường đất

+ Cu: Đồng là nguyên tố vi lượng quan trọng rất cần thiết cho cây trồng và

động vật Trong đời sống sinh hoạt, đồng là nguyên tố được sử dụng rộng rãi như chất dẫn điện, dẫn nhiệt và hợp kim tạo ra đồ gia dụng, điều này đồng nghĩa với việc lượng đồng phát tán vào trong đất cũng lớn Khi hàm lượng đồng trong đất quá lớn sẽ gây ô nhiễm môi trường đất, ảnh hưởng tới sức sản xuất, cũng như đời sống con người và sinh vật sống trên đất

+ Pb: hàm lượng chì trung bình trong thạch quyển ước khoảng 1,6x10-3 phần trăm khối lượng, trong khi đó trong đất trung bình là 0,001% và khoảng biến động thường từ 0,2x10-3đến 20x10-3 phần trăm (Voitkevits et al, 1985) Chì hiện diện tự nhiên trong đất với hàm lượng trung bình 10-84ppm (Murray, 1994) [62] Bên cạnh

đó do hoạt động của con người đã tạo ra một lượng chì đáng kể như: trong sản xuất pin, ắc quy, một số thiết bị dẫn điện, trong hợp chất của sơn, thủy tinh, đồ gốm… các sản phẩm này khi xả thải nếu không được xử lý trước sẽ làm gia tăng lượng kim loại độc hại này trong môi trường đất, nước Ngoài ra, chì còn nằm trong các hợp chất hữu cơ như: tetraetyl, tetrametyl, hoặc chì được pha vào trong xăng, mà khi sử

dụng chúng không được phân hủy mà theo khói bụi phân tán trong không khí, rồi lắng đọng và làm ô nhiễm môi trường đất

+ Zn: Kẽm là nguyên tố có hàm lượng khá lớn trong đất, trung bình khoảng

từ 17 đến 125ppm Kẽm được phóng thích vào trong không khí chủ yếu từ các hoạt động cháy rừng, đốt nương (số lượng lên tới khoảng 7.600 tấn/năm)… Murray 194 [62] Bên bên cạnh đó từ các hoạt động khai thác mỏ, luyện kim, sử dụng phân bón, các chất thải từ động vật, chất thải nông nghiệp, bùn thải cống rãnh, bụi than… hàng năm đã bổ sung một dư lượng kẽm đáng kể vào môi trường , đặc biệt là môi trường đất và nước Khi hàm lượng kẽm vượt quá ngưỡng cho phép sẽ làm cho môi trường đất bị ô nhiễm, suy thoái về chất lượng

- Ngoài ra, còn có các chỉ tiêu khác như: V (độ no bazơ trao đổi), Cát (lượng hạt cát), Sét (lượng hạt sét), Limon (hạt khoáng)… các chỉ tiêu này cũng có vai trò

nhất định trong việc phản ánh CLMT đất Song tùy thuộc vào mỗi khu vực nghiên cứu, vào điều kiện môi trường đất và khả năng phân tích mẫu đất mà lựa chọn các chỉ tiêu thích hợp để phản ánh CLMT phù hợp nhất

1.2.3 Khái niệm bản đồ môi trường và bản đồ môi trường đất

1.2.3.1 Bản đồ môi trường

a Khái niệm

Bản đồ môi trường là một loại bản đồ chuyên đề, trong nhóm bản đồ địa

lý tự nhiên Trên bản đồ thể hiện một hay nhiều nội dung thông tin về hiện trạng môi trường, nguồn gây ô nhiễm môi trường, dự báo xu thế môi trường, kết quả đánh giá CLMT,… hay thể hiện tổng hợp toàn bộ các nội dung nêu trên có ảnh hưởng, tác động đến đời sống, sản xuất, sự tồn tại, phát triển của con người và tự nhiên [11]

Bản đồ môi trường là mô hình phản ánh các thành phần của môi trường cùng các đặc điểm của nó, có tính chất phân bố trong không gian, phục vụ cho những mục đích nào đó Bản đồ môi trường có đầy đủ các đặc tính của bản đồ như: cơ sở toán học, tổng quát hóa, ký hiệu hóa

Theo điều 3, Luật Bảo vệ môi trường, năm 2012: “Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và vật chất nhân tạo bao quanh con người, có ảnh hưởng tới đời sống sản xuất, sự tồn tại và phát triển của con người và sinh vật” [47], nên nội dung chuyên đề của bản đồ môi trường bao gồm các thành phần tự nhiên và thành phần

KT – XH

Việc thể hiện các thành phần của môi trường trên các bản đồ được phân thành các cấp: cấp toàn quốc, cấp vùng, cấp khu vực, cấp tỉnh (địa phương), cấp huyện, cấp xã, hoặc thậm chí chi tiết tới từng nhà máy, khu công nghiệp… Mỗi cấp

có mục đích sử dụng khác nhau, nên nội dung và cách thức thể hiện khác nhau Với mục đích phục vụ quản lý và bảo vệ môi trường thì cấp tỉnh là hợp lý

b Phân loại bản đồ môi trường

Hệ thống bản đồ môi trường khá đa dạng, nên trong phân loại cần lựa chọn tiêu chí thích hợp, để có được thang phân loại rõ ràng, dễ nhận biết và đảm bảo tính khoa học, phục vụ cho công tác nghiên cứu cơ sở khoa học thành lập bản đồ môi trường đất – một lĩnh vực đang còn mới ở Việt Nam

- Căn cứ vào thành phần môi trường có thể phân hệ thống bản đồ môi trường thành bốn loại gồm: bản đồ môi trường đất, bản đồ môi trường nước, bản đồ môi trường không khí và bản đồ môi trường âm thanh Căn cứ vào nội dung phản ánh môi trường có thể phân thành 4 loại gồm: bản đồ hiện trạng môi trường, bản đồ đánh giá chất lượng môi trường, bản đồ dự báo, bảo vệ môi trường và bản đồ quy hoạch môi trường Căn cứ theo quy mô lãnh thổ nghiên cứu có thể phân thành: bản

đồ môi trường khu vực, bản đồ môi trường cấp quốc gia, bản đồ môi trường cấp tỉnh, bản đồ môi trường cấp huyện và bản đồ môi trường theo đơn vị độc lập (như các khu công nghiệp, các khu chế xuất, các nhà máy, các công trình như thủy điện, nhiệt điện, chăn nuôi,…) Ngoài ra, khi nghiên cứu đánh giá về CLMT đất có thể phân bản đồ môi trường đất theo các loại hình sử dụng đất Ví dụ như, bản đồ CLMT đất chuyên trồng lúa, đất chuyên trồng lúa - mầu, đất trồng cây lương thực nói chung, hoặc đất trồng cây công nghiệp lâu năm, hàng năm… Đây cũng chính là cách lựa chọn của luận án khi thể hiện CLMT đất theo các loại hình sử dụng đất

- Theo Quy định Quy trình kĩ thuật thành lập bản đồ môi trường được phê chuẩn tại thông tư số 17 của Bộ Tài nguyên và Môi trường đã xác định một số bản

đồ cần thành lập để phản ánh môi trường không khí, nước mặt lục địa và nước biển gồm:

+ Bản đồ mạng lưới các điểm quan trắc là một loại bản đồ môi trường Trên bản đồ thể hiện mạng lưới các điểm quan trắc về vị trí, tên (hoặc số hiệu) các điểm quan trắc, tần số quan trắc, các thông số quan trắc

+ Bản đồ hiện trạng là các bản đồ thể hiện trạng thái môi trường theo một hay nhiều thông số đặc trưng cho môi trường không khí, nước mặt lục địa, nước biển tại một thời điểm nhất định Trên bản đồ cần biểu thị chất lượng môi trường theo thành phần môi trường, mức độ ô nhiễm, ranh giới vùng ô nhiễm, thông số gây

ô nhiễm, nồng độ / quy mô ô nhiễm, mức độ lan tỏa,

+ Bản đồ đánh giá là các bản đồ thể hiện mức độ ảnh hưởng hoặc tác động của một hay nhiều thông số đặc trưng cho môi trường đất, không khí, nước mặt lục địa, nước biển đến điều kiện tự nhiên, KT - XH hoặc đến các hoạt động của con người

+ Bản đồ dự báo là các bản đồ thể hiện diễn biến thay đổi của một hay nhiều thông số đặc trưng cho môi trường không khí, nước mặt lục địa, nước biển xảy ra vào một thời điểm nào đó trong tương lai Trên bản đồ cần biểu thị ranh giới khu vực có nguy cơ bị ô nhiễm (hoặc sẽ được cải thiện) theo thành phần môi trường, thông số gây ô nhiễm

+ Bản đồ quy hoạch là các bản đồ thể hiện thông tin của một hay nhiều thông

số đặc trưng cho môi trường không khí, nước mặt lục địa, nước biển, về các khu vực, địa điểm sẽ được cải thiện hoặc được bảo vệ môi trường trong tương lai

+ Bản đồ tổng hợp là các bản đồ thể hiện một hay nhiều nội dung của các loại bản đồ nêu trên Trên bản đồ có thể biểu thị kết hợp mạng lưới quan trắc, hiện trạng môi trường, đánh giá mức độ ảnh hưởng, dự báo mức độ ô nhiễm môi trường với bản đồ nguồn gây ô nhiễm môi trường của một hay nhiều thông số đặc trưng cho môi trường không khí, nước mặt lục địa, nước biển nhằm có được bức tranh tổng quát hơn về môi trường [11]

1.2.3.2 Bản đồ môi trường đất

a Khái niệm bản đồ môi trường đất

Bản đồ môi trường đất là bản đồ môi trường thành phần, phản ánh các thành phần của môi trường đất, có tính chất phân bố trong không gian, phục vụ cho những mục đích nào đó Bản đồ môi trường đất có đầy đủ các đặc tính của bản đồ môi trường và bản đồ chuyên đề

b Bản đồ môi trường đất cấp tỉnh

Bản đồ môi trường đất cấp tỉnh là các bản đồ chuyên đề thuộc nhóm các bản

đồ môi trường tự nhiên, đi sâu làm rõ và thể hiện về môi trường đất của một tỉnh nhất định Việc xây dựng cơ sở khoa học cho thành lập bản đồ CLMT đất cần được hình thành trên cơ sở lý luận của bản đồ chuyên đề học Bản đồ môi trường đất, sử dụng tất cả các phương pháp thể hiện của bản đồ chuyên đề, để thể hiện nội dung [11]

c Các yếu tố cấu thành bản đồ môi trường đất cấp tỉnh

Các bản đồ môi trường đất được cấu thành từ 4 yếu tố gồm: cơ sở toán học,

nội dung, yếu tố hỗ trợ và yếu tố bổ sung như (hình 1.1) Tuy nhiên, tùy thuộc vào

mục đích thành lập và mục đích sử dụng bản đồ, đối tượng sử dụng cụ thể của từng địa phương mà có thể cân nhắc thể hiện yếu tố bổ sung (các hình ảnh, bảng biểu… minh họa) cho phù hợp Trong nhiều trường hợp có thể lược bỏ nội dung này, nhằm giảm dung lượng thông tin cho bản đồ, tạo điều kiện cho việc nhấn mạnh các yếu tố trong nội dung chính và tăng tính trực quan, khoa học cho bản đồ

Hình 1.1 Sơ đồ các yếu tố cấu thành bản đồ môi trường đất cấp tỉnh

Yếu tố hỗ trợ Chú giải

Bản đồ môi trường đất cấp tỉnh

Nội dung

1.2.3.3 Nguyên tắc thành lập bản đồ môi trường đất cấp tỉnh

Trong quá trình thành lập bản đồ môi trường đất cấp tỉnh cần đảm bảo các nguyên tắc chính sau:

- Đảm bảo tính chính xác về vị trí và hình dạng của khoanh vi khu vực trên bản đồ, phù hợp với hệ quy chiếu VN2000

- Hệ thống số liệu được thu thập đầy đủ, đúng quy trình, xử lý đúng cách thức, đảm bảo tính chính xác cao

- Các nội dung được thể hiện phù hợp với các phương pháp thể hiện của ngôn ngữ bản đồ

- Các nội dung thể hiện trên bản đồ phải đặc trưng, khoa học, đáp ứng được yêu cầu của người sử dụng bản đồ

- Màu sắc và các kí hiệu trên bản đồ đảm bảo theo quy trình, quy phạm thành lập bản đồ đất

1.2.3.4 Cơ sở toán học và độ chính xác của bản đồ môi trường đất cấp tỉnh

a Cơ sở toán học

- Bản đồ môi trường đất cấp tỉnh được thống nhất trên toàn quốc, có tỷ lệ 1:100.000 Được thành lập theo những quy định của Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ Quốc gia VN2000 với các đặc tính: Lưới chiếu UTM Quốc tế phù hợp với lãnh thổ Việt Nam, Ellipsoid WGS-84; múi chiếu 60, hệ số biến dạng tại kinh tuyến giữa

k0 = 0,9996

- Kinh tuyến trục của bản đồ môi trường đất được xác định riêng theo từng tỉnh, thành phố được quy định tại Thông tư số 973/2001/TT-TCĐC ngày 20 tháng 6 năm 2001 của Tổng cục Địa chính hướng dẫn áp dụng hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia VN-2000 [59]

- Tên bản đồ gồm 3 yếu tố: thể loại bản đồ, tên chuyên đề môi trường đất và tên đơn vị hành chính (hoặc vùng)

- Tỷ lệ của bản đồ môi trường đất được xác định căn cứ vào diện tích, hình dáng và kích thước của phạm vi vùng thành lập bản đồ, đảm bảo khi in bản đồ ra giấy, vùng cần thành lập nằm trong kích thước từ 1 đến 4 tờ giấy khổ A0

- Bản đồ thể hiện mạng lưới kinh tuyến, vĩ tuyến theo tọa độ địa lý

b Độ chính xác

- Cơ sở khống chế trắc địa bảo đảm việc thành lập bản đồ môi trường đất tỷ

lệ 1:100.000 là các điểm đo đạc cơ sở quốc gia bao gồm các điểm tọa độ và độ cao Nhà nước từ hạng 3 trở lên được chuyển nguyên từ bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50.000

- Các yếu tố nội dung nền địa lý đảm bảo giữ nguyên vị trí như trên bản

đồ địa hình

- Các yếu tố nội dung chuyên đề môi trường đất đảm bảo tính tương quan địa

lý đối với các yếu tố nền

1.2.3.5 Hệ thống bản đồ môi trường đất cấp tỉnh và nội dung của chúng

- Bản đồ CLMT đất đánh giá theo chỉ số chất lượng môi trường đất tổng cộng

là các bản đồ thể hiện mức độ tác động đồng thời của nhiều thông số đặc trưng cho môi trường đất ảnh hưởng đến điều kiện tự nhiên, KT - XH hoặc đến các hoạt động của con người

- Bản đồ dự báo môi trường đất là các bản đồ thể hiện diễn biến thay đổi của một hay nhiều thông số đặc trưng cho môi trường đất xảy ra vào một thời điểm nào

đó trong tương lai Trên bản đồ cần biểu thị ranh giới khu vực chưa suy thoái hoặc

có nguy cơ bị suy thoái theo kết quả tính toán dự báo bằng mô hình toán học

- Bản đồ quy hoạch môi trường đất: là các bản đồ thể hiện thông tin của một hay nhiều thông số đặc trưng cho môi trường đất về các khu vực, địa điểm sẽ được cải thiện hoặc được bảo vệ môi trường đất trong tương lai

Trong số các bản đồ nêu trên, luận án tập trung nghiên cứu thành lập bản đồ mạng lưới các điểm thu mẫu đất và các bản đồ CLMT đất theo chỉ số chất lượng

môi trường đất tổng cộng, với tỷ lệ 1:100.000, thông qua phương pháp ứng dụng hệ thống thông tin địa lý kết hợp khảo sát thực địa Đây là hai loại bản đồ quan trọng trong hệ thống bản đồ môi trường đất, bởi bản đồ mạng lưới các điểm thu mẫu là cơ

sở khoa học, là căn cứ không gian của tất cả các nghiên cứu liên quan đến môi trường đất, nó xuất hiện ở tất cả các công trình nghiên cứu liên quan đến quan trắc môi trường Loại bản đồ CLMT đất theo chỉ số chất lượng môi trường đất tổng cộng

là bức tranh thứ hai giúp phản ánh thực trạng bức tranh tổng thể môi trường chung

và bức tranh tổng thể về môi trường đất của địa phương Đây cũng là những công

cụ quan trọng trong quản lý và bảo vệ môi trường đất nói riêng và môi trường nói chung ở các địa phương

b Hệ thống nội dung của các bản đồ môi trường đất cấp tỉnh

- Hệ thống nội dung của các bản đồ môi trường đất được tổng hợp trong sơ

đồ sau đây

b.1 Các yếu tố cơ sở địa lý bao gồm:

Khống chế trắc địa; địa hình; thủy hệ; giao thông; dân cư; hạ tầng kỹ thuật; lớp phủ bề mặt; ranh giới; biên giới, địa giới hành chính Các yếu tố nội dung về cơ

sở địa lý xuất hiện trong tất cả các bản đồ môi trường đất, chúng được lựa chọn hoặc lược bớt tuân thủ theo các quy định trong các quy chuẩn kĩ thuật do Bộ Tài

Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống nội dung bản đồ môi trường đất cấp tỉnh

Nội dung chính

Thủy văn

Ranh giới

HC

Giao thông, điểm dân cư

Nội dung

bổ trợ

Nội dung Bản đồ môi trường đất cấp tỉnh

Cơ sở địa lý Nội dung chuyên đề

Địa

hình