Luận văn thạc sĩ ứng dụng mô hình hydrus 1d để mô phỏng sự di chuyển của kim loại nặng cu pb zn trong đất lúa xã đại áng huyện thanh trì hà nội

Khi nghi n cứu về khả năng di chuy n của các chất ô nhiễm n i chung vàKLNni ri ng trong môi trường đất, mô hình h a là một công c đượcsd ng ngàycàng ph biến và dần chứng minh được hiệu u

Khoa M«iTr•êng

LuËnv¨ntètnghiÖp

MỤC LỤC

LỜIMỞĐẦU 1

CHƯƠ IU ILIU 8

1.1 KLN trong môitrườngđất 8

1 1 1guồngốc 8

1 1 2P h â n bố 13

1 1 3 Sựchuyểnhóa 15

1.2 Cơ chế di chuyển của KLtrongđất 24

1.21 Khuếch tán vàphântán 24

1 2 2 Dòng chảyưuthế 25

1 2 3 Di chuyểncngv io đất 26

1 2 4 Sự di chuyển của phức hữu cơ – im loạihòatan 27

1.2.5 R a tr i và di chuyển nhờ dòng chảybề mặt 29

1.2.6 Bayhơi 30

13C á c yếutốảnhhưởngtisựdichuyểncủaKLt r o n g đấtlúa 30

1.3.1.pH 30

1 3 2hếoxyhóah 31

1 3 3 Chất hữu cơcủađất 33

1.3.4 Sự hình thành các h p chất hóa h c của KLNt r o n g đất 36

1.3.5Sự phong hóa và biến đổi hoáng vậtđất 36

1.3.6Hoạt động canhtác 37

1 4 M hìnhmphỏng sự phân bố và di chuyển của KLtrongđất 39

CHƯƠ II ĐỐIƯỢ VPHƯƠ PHÁPHIÊC Ứ U 41

2 1 Đối tư ngnghiêncứu 41

2.2 Phương phápnghiêncứu 43

CHƯƠNG III KẾ UẢHIÊCỨU VHẢOLUẬ 46

3 1 Một số đặc t nhlhóa h c của đấtnghiêncứu 46

3.2 Sự t chlyKLtrongtng mặt đất canh tác huynh a n h r ì 52

3 3 Các dạng tồn tại của KLtrongđất 54

3 4 Khả năng hấp phụ của đất đối v icácKLN 60

Khoa M«iTr•êng

LuËnv¨ntètnghiÖp

3 M phỏng sự di chuyển của KL trong ph u di n đấtnghiêncứu 67

3 6 hững sai số có thể gặp trong quá trình m phỏng sự di chuyển của KL (Cu,Pb,Zn)

72 KẾ LUẬVK I Ế HỊ 75

1K ế t luận 75

2K i ế n nghị 76

ILI UHMKHẢO 77

PHLC 97

Khoa M«iTr•êng LuËnv¨ntètnghiÖp

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 Hàm lượng KLN trong một số nguồn bổ sung trong nông nghiệp (µg/g) 11

Bảng 2 m ượng kẽm trong h t thải một số ng nh ôngnghiệp 13

Bảng 3 Hàm lượng trung bình KLN trong một số oạiđáhính 13

Bảng 4 KLN trong một số đá v khoáng vậtđt 14

Bảng 5 Ảnh hưởng điều kiện đ t tới khả năng inhđộngK L N 32

Bảng 6.ávị trí y mẫu th o độsu 41

Bảng 7 Phương pháp hiết iên tiếp xá định dạng tồntạiK L N 44

Bảng 8 Một số tính h t ơ bản mẫu đ tnghiênu 46

Bảng 9 Th nh phần p hạtátầngđt 47

Bảng 10 Hàm lượng KLN thu được từ thí nghiệm chiết liêntiếp(mg/kg) 54

Bảng11.Tươngquangia hàmlượngKLNtrongdungdịhbnđầu(e)vàlượng h p ph trên ph r n (Qs) tại thời điểmnbằng

60 Bảng 12 ằng số KFv n thu đượ từ phương trình Fr und i há KLN 66

DANH MỤC HÌNH Hình 1 Sơ đồ huyển hoá KLN trong môi trường đ t( H o d g s o n , 1963)[3] 16 Hình 2 Bản đồ vị tríy mẫu 42

Hình 3 Nhiễu xạ đồ X-r y mẫu đ t nghiên u: ) ĐA1, b) ĐA2,) ĐA3 50

Hình 4.S tí h y u, b,ntrong tầng m t đ t nh tá huyện ThnhTrì 53

Hình 5.ádạng KLN khá nh u trong mẫu đtnghiênu 59

Hình 6 Đường đẳng nhiệt h p pháKLN ởátầng đ t khá nh u mẫu đ tnghiênu

65 Hình 7.Sdi huyểnu, b,n trong đ t nghiên u th o thời gi nvtho hiềusuphẫudiệnđt 71

ôitrường đất lúacđ c th ri ng biệt uá trình ng p nước làm giảm mạnhstrao

đ i giữa đất và kh uyn.rạng thái kh chiếm ưu thế trong đất làmchotnhchấtcủađấtdiễnbiếntheochiềuhướngkhácnhiềusovớiđấtbanđầukhi chưa trồng lúa “S

ph n” của các KLN trong đất lúa chịu ảnh hưởng đa chiều từcácmiuanhệvớicáctnhchấtvàthànhphầnluônbiếnđộngcủađất.Vìthế,việc mô phỏngsdi chuynvàbiến đicủa các KLN trong HS đ c biệt này là mộtbài toán khá phức tạp đ i với các nhà khoahọc

Khi nghi n cứu về khả năng di chuy n của các chất ô nhiễm n i chung vàKLNni ri ng trong môi trường đất, mô hình h a là một công c đượcsd ng ngàycàng ph biến và dần chứng minh được hiệu uả nhm đem lại cái nhìn bao

uát về động thái của các chất ô nhiễm trong môi trường đất

ề tài:“–k loạặ(C , Pb,Z)toấtlúxãĐạ

Á, ,đượcthc hiện vớimcđchđánhgiá khả năng dichuyn của các

theochiềusâuphẫudiệnvàtheothờigianởđấtlúaxãạ i Áng,huyệnh a n h r ì , HàNội

ềtàist i ế n hànhđánhgiácáctnhchấthalc ơ bảncủađấtnghincứu xác định dạngtồn tại vàst chly KLN u, b,ntrong đất nghi n cứu đánhgiákhảnănghấpphvàảnhhưởngcủacácthuộctnhđấtnghincứuđếnkhảnăng di động của KLN u,b,nmô hình Hydrus – đượcsd ng đ mô phỏngsphân b của KLNu,b,ntheochiều sâu phẫu diện đất với các điều kiện bi n xác định của đất lúa xãạiÁng,huyện hanh rì, HàNội

ng d, b và Hg là những KLNcmức độ ônhiễmcaonhất.NhữngnghincứunàyđãnhấnmạnhkhaikhoánglàmộttrongscácnguồnchnhtạoracácKLNck h ả năngdiđộng,ngoàiracòncr ấ t nhiềuhoạt

độngnhântạokhácđưaKLNvàohệthngđất–câytrồng

ambell và cộngs 9so sánh hàm lượng KLN được tạo ra từcácn g u ồ n tnhinvớicácnguồnnhântạovàchỉrarngcáchoạtđộngcủaconngười

đãtạoramộtlượngKLNlớnhơnnhiềulầnsovớicácnguồntnhin,cthlàgấp xấp xỉ5lần đ i với d,

00 lần đ i với b, lần đ i vớiuvà 2 lần đ i vớin

hắc chắn r ngs“dư thừa” của các nguồn KLN này trong môi trường s tạo ra nhữngtác động ti ucc đến môi trường và HS Sdư thừa nàycth gây độc cho môi trườnghay không ph thuộc vào: i t nh chất v tlvà h a học của đất, vdn h ư đ ộ c h u a ,

đ i ề u k i ệ n n g p n ư ớ c , s cmtcủa khoáng st,oxit Fe – Mn và các hợpchất hữu cơ của đất… ii địa hình và các yếutthủy văn: các yếutnày không chỉ làmthay đ i hàm lượng chất ô nhiễm tại vị tr bị tác động mà còncthvnchuyn cácchấtônhiễmtừnơichúngđượcgiảiphngrađếnnhữngnơikhác và iii khu hệVSV với vai trò hấp th và chuy n h a các KLN trong đất và HS

a Nguồn phong hóa khoángvật

KLN t chly c c bộ trong đất ph thuộc vàosphong h a tại ch củakhoángvt.á magmavàbiếnchấtlànguồntn h i nphb i ế n nhấtcủaKLNtrong

đất, chúng được cho là chiếm khoảng 95% vỏ trái đất, còn đá trầm t ch chiếmkhoảng 5% rong các đá trầm t ch thì 0% là đá phiến s t, 5% là đá cát kết và 5% là

đá vôi itchell, 964

ácdạnglinhđộngcủaKLNtronghệthngđất–câytrồngvàcácvòng

tuầnhoàncủachúngtrongHSp h t h u ộ c vàokhảnăngphonghađácdễdàng haykhông.ácát kết là hợp chất của khoáng v t kh bị phong hado v y đ nggptnhấtlượngKLNởtrongđất.Nếuđámlàđábazơphuntràothìctiềmnăng đ ng g p một lượng lớnr,

n, ovà Ni vào đất rongscác loại đámtrầm t ch thì đá phiến s t là loạictiềmnăng đ ng g p lượng lớnr, o,Ni,nvàb

bảng ứcđộ phong h asxác định khả năng giải ph ng các kim loại này vào trongđất V d như c rất nhiều khoáng v t chứa KLN rất kh hòa tan và rất bền với phong

h a vẫncth giải ph ng ra một lượng lớn KLN ở đất nhiệt đới, nơicchế độ phong h alâu dài và mạnh m

b Nguồn KLN từ khíquyển

Lịch scủa việc ô nhiễm KLN từkh uyn ởâ y b ắ c c h â u u v à ắ c

đ ã đ ư ợ c ư ớ c t n h t ừ c á c nghin cứu địaha thanbn đầm lầy và b n lònghồ.SlanrộngcủaônhiễmđãđượcchứngminhbngnhữngnghincứutrnbăngởcácvngccLevitt,

9 ác động làm ô nhiễm KLN của các khuvc nấu luyện kiml o ạ i

ktừ 2000 năm trước ở hunglng ordano, ây bắc nước nh đã được xác nh n trongcácnghin cứu tr n thanbn của artin và cộngs979 .Sô nhiễm nàyđượckhngđịnhclinuanđếnnhàmáyluyệnkimRoman.Nhiềukhuvc ởchâu

u,sgia tăngmạnh mcủa việctchly k i m l o ạ i t ừ n g u ồ n khuyn đã xuất hiệnt ừ

k h o ả n g 2 0 0 n ă m t r ư ớ c Ở ắ c , bng chứng vềsô nhiễm KLN từkhuynxuấthiện gần đây hơn, khoảng 0 – 00 năm trước Norton,1 9 8 6 )

ácsol kim loạicđường k nh khác nhau được giải ph ng vào kh uy n từmtđất,sauđđược khuếch tán l n cao ác phầntkim loại lớn nhất rơi xu ngđấtdướidạngkếttủakhô.ưamangphầnkimloạihòatantừkhuyndướidạng lắng đọng ướt.Lắng đọng ướt được biết đến là uá trình lắng đọng chủ yếu đưa KLN vào đất Ngoài ra,KLNcth xâm nh p vào đất từ lắng đọng kh uy n dưới dạng sương, mácnghi n cứuvềslan truyền trong kh uy n của KLN đãchỉ

ra r ng KLN c th di chuy n với một khoảng cách khá xa t nh từ nguồn phát thảiacyna và nnk,9 4 Ở khoảng cách càng gần với đi m phát thải thì hàm lượng KLN

s càng lớn.Snhiễm bẩn KLN xuất hiện ở xung uanh các khuvc luyện kimcth ảnhhưởng l n cả một v ng rộng lớn

Sxâmnhp của KLN vào trong đất bởilắngđọngkh uyn c ngc thxuấtpháttừcácnguyn nhântnhi n.Hoạtđộng của núila c th đưa vàokh uynmộtlượngkhálớnKLN,đcbiệtlàHg,bvàNi.u y vy,rõrànghàmlượngKLN trong khuyn đượcđưa vào chủyếutừ các nguồn nhân tạo nhưhoạtđộngđt,thiu, khai khoáng và luyệnkim ột t lệ lớn 22,%d thâm nh p vào đấtthông

176.109mg/năm chiếm 45% lượng b xâm nh p vào trong đất từ kh uy n

c Nguồn ung từ hotng n ng nghp

Bảng 1 Hàm lượng KLN trong mtố nguồn ung trongnng ngh p (µg/g)

Các

nguyên tố Bùn thải

Phế thải ủ compost

Phân chuồng

Phân photphat

Phân nitrat Vôi

tiếpnhnbnthảihàngnăm,chỉc< 0,5%l ư ợ n g n bnchođấtđượccâytrồngsd ng lệ lấy

đi của cây trồng cao nhất đ i vớinc ng chỉ b ng 0,57% lượng

nđượcbsung vào đất ua b n thải trong 20 năm Nếu giả thiết uá trình duy nhấtlấyntừ đất là do cây trồng thì thời gian tồn dư củantrong đấtslà 700 năm hànhphần của bnthải thayđ irất nhiều ph thuộc vào nguồn g c phátsinh của chúng vìvy rấtkhđxác định và đánh giá c th về khả năng gây ô nhiễm đất của chúng giảm đếnmứct ithi ust chly KLN trong đất được b n bùnthải,nhữngngưỡnghàmlượngbắtbuộcvàkhuyếncáođãđượcxâydngchoviệcsd ng b n thải ởnhiều nước Ở , mức độ áp d ng này ph thuộc vào cả hàm lượng KLN và dung t chtraođ icationEc ủ a đ ấ t V d đ ivớid,hàm lượngdlớn nhất được ph pđưa vào đất là 5,5 kg/ha khi CEC < 5 meq/100g; 1 kg/ha khi CEC = 5 ÷ 15meq/100g, và 22 kg/ha khi CEC >15 meq/100g chức bảo vệ môi trường, 9 7 9

L i ê n m i n h c h â u  u k h u y ế n c á o v i ệ c b nb n thải vào

trong đất nông nghiệp cần giới hạn trong khoảng 4000 µg n/g bắt buộc , 2500 µgb/g khuyến cáo

hânvôcơphotphatlànguồnuantrọngcungcấpdvàcácKLNkhácnhư Cr vàbvào trongđất lloway 990b th m ch còn cho r ng tất cả các đấtsd ng cho m c đ ch nôngnghiệp đ tạo ra các sản phẩmct nh thương mạis chàm lượngdtăng theo uymôsd ng phân photphat.ác sliệu của lloway(1990bchỉrarngđáphotphatởSenegalvàogochứahàmlượngdlớnnhấtvào

khoảng255và6 0 gCd/tấnP2O5.r ntoànthếgiới,Nriagu9 0ư ớ ctnhrng

phânphotphatvớihàmlượngdtrungbìnhkhoảng7µg/gsđnggpkhoảng660

tấnd / n ă m vàođất.ộthàmlượngđángkrcngđượcđưavàođấtbởiviệcsdngphânphotphatnhưngvìr chủyếuởdạngr+3nêntđộchơn(McGrathvà Smith,1990)

nhiều loại thu c diệt nấm, thuctrừ sâu và các v t gây hại khác choma màng là các mu iKLN rất độc, vdnhư clorua thu ngân và các hợp chấtthủyngân hữu cơ, uSO4,

Na3AsO4 rong uá trình con ngườis dng, một lượng nhất định các hoá chất tr n

bị rơi xu ng đất.ođ c t nh phân hủy trong đất rất ch m n n chúng tạo ra dư lượngđángktồn đọng lại trongđất

Nguồn ung từ hotng ng ngh p

áchoạt động sản xuất công nghiệp, ti u thủ công nghiệp và đô thị c ng lànguồn gây nhiễm bẩn KLN trong môi trường đất

hấtthảicủacáchoạtđộngsảnxuấtcôngnghiệpđcbiệtlàcôngnghiệp

luyệnkimvàtáichếkimloạilànguồnđưamộtlượngđángkKLNvàotrongđất VdtheorịnhuangHuy 2006 các KLNcth được thải ra từ hoạt động của các ngành côngnghiệp nh a là: Co, Cr, Cd, Hg…, công nghiệp dệt:n, l, i,Sn…, công nghiệpsản xuất vi mạch:u,Ni,d, n,Sb…, bảo uản g :u,r, As…, m nghệ:b,Ni,r…ảng2 đưa ra hàm lượngn ctrong chất thải của mộtshoạt động sản xuấtcôngnghiệp

Bảng 2.Hàm lượng kẽm trongh tthảamtố ngành ng ngh p

guồn tạo chất thải Dạng chất thải àmlượng kẽm (%)

Nung u ng pirit Xi pirit 1 - 5

uátrình nấu chảyu ilò 26 - 31

Nhà máy sản xuấtb - Z n ilò 60 - 64

ạnn ng

Sản xuất tơ nhân tạo ãthải 60 - 67,5

và Zn c m t với hàm lượng lớn nhất trong hầu hết các loại đá

Bảng 3 Hàm lượng trung ình a KLN trong m t ố lo á hính

Nguyên

tố

Đá siêu bazơ (ví dụ:

serpentin)

Đá bazơ (ví dụ:

bazan)

Granit Đá vôi

Đá cátkết(Sa thạch)

Đá phiến sét (Diệp thạch)

Nguồn: Levinson (1974) và Alloway (1990a)

KLNctrong thành phần của rất nhiều khoáng v t khác nhau Olevin,hornblend và augit đ ng g p một lượng đáng kn, o,Ni,uvàncho đất ua quátrình phong hóa

Rất nhiều KLN được tìm thấy với lượng lớn trong u ng sunphit, vdnhưtrong galen (PbS), cinnaba (HgS), chalcopyrit (CuFeS2), sphalerit (ZnS) vàpentlandit ((NiFe)9S8) KLNcth thay thế đồng hình cho các cation kimloạicbánknhiontươngtc h ú n g trongcácsilicatvàcácmạnglướikhoángvtkhác,vídnhư

b2+thay thế cho K+trong silicat, Mn2+thay thế cho Fe2+trong các khoángbátdiện,Ni2+thaythếchoFe2+trongpyrit,Ni2+vàCo2+thaythếchog2+trongcác

khoángvtsiubazơ,Cr3+thaythếchoFe3+vàCr6+thaythếchol3+trongkhoáng v t của đá magma.hong h a đá và khoáng vt schuynKLN thành các dạng hòa tan ho c hấp ph đi vàotrongđất

Bảng 4 KLN trong m t ốávà khoáng vật at

Mức độ phong hóa Khoáng ồn tại

trong đá

KL chứa trong khoáng

trào và đá biến chất Mn, Co, Ni, Cu, ZnAlbit áphun trào thô, trung

Biotit áphun trào và đá biến

Orthoclat áphun trào axit Cu, SrMuscovit ranit, đá phiến,

Magnetit áphun trào và biến chất Cr, Co, Ni, Zn

Nguồn: M t hell( 1 9 6 4 )

NhữngnghincứuvềKLNởnhữngphẫudiệnsâuchỉrarngcácnguy ntđược đưa vàođất chủ yếu từ uá trình phong h a đá và khoáng v t nhưn,Ni và Crcth t ch l y vớihàm lượng lớn ở tầng đất g c V d hàm lượng của Ni trong đất hình thành trênserpentin c th cao tới 700 ÷ 1000 µg Ni/g (Brooks, 1987) nhưng chỉ tồn tại mộthàm lượng nhỏ ở lớp bềmt errow và Reaves,9 6 Theo kết uả nghi n cứu của rooks vàcộngs(1990) thì đất serpentin ở razilchàm lượngNinmtrongkhoảngtừ2500÷15000µg/gởlớpđấtbềmtvàlntới15÷

30 mg/g ở tầng đất sâu.ácKLN khác thâm nh p vào đất thông ua lắng đọng kh

uy n hay các nguồn nhân tạo khác t p trung chủ yếu ở lớp đấtmt.V d như người tatìm thấy ở lớp đất bềmtmột lượng lớn b ở những khuvccmức độ đ t cháy nhi n liệucao ho c một lượng lớndở những nơis dng nhiều phân photphat ác nguy ntnày tồntại ở tầng đấtmt vàsđược v n chuy n xu ng các tầng đất sâu hơn bởi tác động củarất nhiều cơ chế phức tạp rất nhiều v d vềst chly b tr n lớp đất bềmt olbourn vàhornton97đã xâydng hệsth hiệnmi tươngu a n g i ữ a n ồ n g đ ộ bở tr n bềmt<5cm với nồng độbở tầng sâu hơn > 15cm) đ tính toán ô nhiễmbtrong đất Kết uả

là hệsnày có giá trị b ng,2 ÷ 2,0 ở các v ng nông thôn và b ng 4 ÷ 20 ở các v ng

bị nhiễm bẩn bởi hoạt động khaikhoáng

Khi đi vào đất, KLN c th tồn tại ở trạng thái sau: hòa tan trong dung dịch đất

bị giữ lại trong các khe hở nhỏ của đất bởisch nh lệch k ch thước bị hấp phtrnbềmtcáckeođất,trongchấthữucơ,cacbonat,oxitkimloại…t chlytrongsinh kh i củasinhvt hay trong các th rắn vô cơ và hữu cơ củađất.SphânbKLNtrongcáchợpphầnđấtchịuảnhhưởngbởicácđctnhcủamôitrườngđấtvà bảnchất của kim loại.iềunàysđược làm rõ hơn trong phần sau

1.1.3 Só

Các uá trình cơ bản ki m soátschuy nha của KLN trong đất bao gồm các uátrình: v t l ,ha học và sinh học

Hấp thụ trên bề mặt Oxy hóa

Sự thâm nhập vào cơ thể sinh vật

Phức chất Ion tự do

Kết tủa và hòa tan các oxit, photphat sắt và manganKhuyếch n vào bên trong mạng lưới tinh thể của khoáng vật chất

Kết tinh trong kết tủa được tạo thành

Hình 1 Sơ ồ huyển hoáaKLN trong m trườngt(Hodgson, 1963)[3].

Các quá trình lý hóa họcsthúc đẩy và điều chỉnh các cơ chế như hòa tan,kếttủa,hấpph,hấpthv à tạophức.KhiKLNđượchấpthuđếnmộtmứcđộnhất địnhsxácđịnhsphân v ng giữa pha rắn và pha lỏng của đất rong đất bị ô nhiễm KLN nghi mtrọng, các quá trình lý hóa họcschiếm ưu thế trong khicác

uá trình sinh học có th bị hạn chế bởi độc t nh của các kim loại này

a Cá quá trình lý hóa họ

hần lớn các KLN trong đất thường tồn tại ở dạng li n kết với pha rắn.Khiđho

c chúng bị hút giữ trên bềmtcủa pha rắn ho cstạo kết tủa với các khoángchất.ChỉmộtphầnnhỏKLNtồntạiởdạnghòatan,trongđh ầ u hếtcácdạnghòa tan nàysli n kếtvới axit hữu cơ trong dung dịch đất, phần còn lại tồn tại ởdạngphứcvôcơhòatanvàcáciontdo.Lượngiontd o nàythườngkhánhỏsovớicác

dạngKLNkhácnhưngchúnglạilàthànhphầndễthamgiavàocácphảnứngha học và sinhhọcnhất

* Sự hòa tan và kết t a khoáng:

Trongdungdịchđất,nếuhàmlượngcủamộtnguynthahọcnàođvư ợt

qu ákhảnănghòatancủant hì sxuấ t hiệnkếttủa.Ngượclại,khinồngđộdung

dịchcủanguyntđ t h ấ p hơnnồngđộcânbng,ns b ị hòatanlàmchonồngđộ

củant ă n g lnchođếnkhiđạtđượcmứccânbngnày

KLNsdễ dàng kết tủa nếu trong đấtcm t các thành phần như cacbonat,hydroxit,photphat,oxitkimloại(Fe,MnvàAl)…Nhữngphảnứngnàyxảyraph biến ở trong đấtvàcth được coi là cơ chế chủ yếu đ “cô l p” KLN, từđhạn chếsdi chuy n và t nhkhả d ng sinh họcđi với cơ th sinh v t của các KLN.Vídtrong đất đá vôi, KLNcthtồn tại ở dạng cacbonat (Adriano, 2001) Trong đất nông nghiệpcmức độ b n phâncao, KLNcth bị “cô l p” khi chúng đồng kết tủa vớiphotphat

* Sự phân ốaKLN g a phalng và pha r nat:

thhiện chosphânbKLN giữa pha rắn và pha lỏng của đất, người tas dng hệsKd.Hệsnày th hiệnmộtcáchtng uátstương tác của KLN giữa cácpha.Nóicáchkhác,đlà kết

uả vềmứcđộlin k ế t hoc g i ả i p h n g K L N t ừ p h a rắn.Hệsnày được t nhbng

t lệ giữa lượng kim loại được hấpphtr n pha rắn của đất và lượng KLN hòa tan,dođnếu Kdcàng lớn thì khả năng hấp ph tr n pharắncủaKLNcàngcaovàkhảnănghòatancủaKLNtrongdungdịchđấtcàngthấp

ácmô hình mô tảshấp ph KLN chỉs dng duy nhất giá trị Kdtrước kia thườnggiả định r ng: khả năng hấp ph KLN của một v t liệu nàođđộc l p tương

đivớicácđctnhhalýcủađất.u y nhin,sp h t h u ộ c củaKdvàocấutrúcđất và hàmlượngHđã được thừa nh n (Buchter và nnk, 1989, Sauve và nnk,2000b,2003).SheppardvàThibault9 9 0 đãcgắngxâydngcácgiátrịKdcho các loại đấtccấutrúc khác nhau.cd hệsKdđã được xâydng chokhánhiềunguynt( A n d e r s o n vàChristensen,1988;Buchtervànnk,1989;Gooddyvà

nnk,1995;Sauvevànnk,2000,2003;SheppardvàThibault,1990)nhưngKdvẫncầnphảiđượcướctnhcăncứvàomiuanhệgiữacâytrồng–đất–

JoponyvàYoung,1994;Sauvévànnk,2000b,2003)

Đườẳ tFreundlich:ường đ ng nhiệt Freundlich xem x t tới ảnh

hưởng của độ bão hòa các bềmthấp ph tới khả năng hấp ph của các v tliệu.r o n g đ,mộtthamsn đãđượcthmvàođl à m chogiátrịKdbiếnđitheo

độbãohòatươngđicủacácbềmthấpph.o đ,khinồngđộdungdịchKLN tăng, thìtlệ hấp ph

tr n pha rắn của KLN c ng thay đ i ạng đơn giản của phương trình Freundlichnhưsau:

rong đ , nếu n = thì phương trình 2 trở thành phương trìnhB u c h t e rvàcộngs9 9đ ã tiếnhànhđocácthôngsF r e u n d l i c h (Kdvàn)cho11loạiđất

và15KLNkhácnhau.KhixttớimitươnguangiữacácthôngsFreundlichvới

cáctnhchấtcủađấtđãđượclachọn,nhmtácgiảpháthiệnrarngđộpH,CEC và hàm lượng oxit Fe –

Al là những yếutuan trọng ảnh hưởng tới hệsKd Buchter và cộngs(1989) đã đưa

ra các kết lu n nhưsau:

 pH là yếu t uan trọng nhất ảnh hưởng đến Kdvàn

 Elà yếutảnh hưởng đáng k đến Kdcủa cáccation

 Hàm lượng oxit Fe – Al và các v t liệu vô định hình khác trong đất ảnh hưởng đến các thông s Freundlich của cả cation vàanion.

 rong c ng một mẫu đất, ngoại trừ Cu và Hg, các kim loại chuy n tiếp (Co, Ni) và các kim loại nhóm IIB (Zn và Cd) có giá trị Kdvà n khá gầnnhau

 iuan hệ ch t ch giữa các thuộc t nh đất với các thôngsFreundlich luôn tồn tại ngay cả trong các loại đấtcđ c đi m rất khácnhau

iềunày đã được củngcth m trong các nghi n cứu được th c hiện bởiAnderson và Christensen (1988), Gooddy và cộngs(1995), Janssen vàcộngs(1997), Jopony và Young (1994), Lee và cộngs(1996), McBride vàcộngs(1997b), Sauvé và cộngs2000, 200 các nghi n cứu này đề xuất r ng từ cácthuộc t nh cơ bản của đấtcthdđoán đượcsphânbKLN giữa pha lỏng vàpharắncủađấtởmộtmứcđộnhấtđịnhnàođ.Buchtervàcộngs( 1 9 8 9 ) chorng những nh mKLN nhất định có th có các đ c t nh hấp ph tươngtnhau trong những đất nhất định Họ

c ng thấy r ng thôngsFreundlich ncth thay đitừ gần 0,4 đến 1,5 đivới 15 nguyntkhác nhau.iềunày chỉ ra r ng các nguy ntkhác nhau thì có các thuộc t nh hấp phkhác nhau Vd, so sánh hành vi của PbvàZn,nồngđộb trongdungdịchcàngcaothìKdcànglớn(trườnghợpn>1).Với

Znthìngượclại,nồngđộdungdịchcàngcaothìKdcànggiảm,điềunàychothấy cànggầnđimbãohòathìáilchấpphc ủ a nvớipharắncànggiảm(trườnghợp n <1) Vì vy,không khuyếnkhíchsd ng các giá trị Kdtrong mô hình đánh giárủirotrongtrườnghợpđấtônhiễmởmứcđộthấp

Hầuhếtcácnguyntđ ư ợ c nghiêncứubởiBuchtervàcộngs9 9đềucóthamsn < 1, và

do đmi uan hệ giữa Kdcủanguyntnày vớinồngđộdungdịchsg i ngnhưtrườnghợpcủaZn(ngoạitrừPbvàHg).GiátrịKdđivớiđấtcó

mứcđộkhoánghóacaocngkhákhácbiệtsovớiđấthữucơ(Sauvévànnk,2003)

* Sự t o phứ:

hứcchấtlàloạihợpchấtsinhradoiontrungtâmt h ư ờ n g làmộthocnhiềuionkim loạih ahợp với một ho c nhiềuionho c phântkhác ph it rong dung dịch phức tồn tạiđồng thờiiontrung tâm, ph itvà phântph ức

Stạo phức của các nguy ntvết là khá ph biến trong cả môi trường nước vàđất, đ c biệt là đ i với KLN (víd: b, n,d,Hg,u,… rong hầu hết các trường hợp,mộttlệ đángkcác kim loại hòa tan xuất hiện ở dạng lin k ế t v ớ i

Hhòa tanOtrongtnhiên DOM là một h n hợp không đồng nhất củaaxitfulvicvàhumic(Stevenson,1994).Cácphittnhinnàyxuấthiệnvớinồng

độkhálớntrongđất,cóthànhphầnhahọcvàcấutrúcđadạngvìthếphứcchất của kim loại với cácaxit hữu cơtnhi n khá khđ cth mô hình ha

a vào thành phần của phức c th chia làm loại sau:

 hức tạo bởi ion trung tâm là cationkim loạivà phi tlà các chất vôcơ.hức loại này thường g p là phức hydrat ph itlà các phântnước và phứcamoniacat ph itlà các phântNH3v d [lH2O)6]3+, [Cu(NH3)4]2+…

 hứctạobởiiontrungtâmlàcationkimloạivàphitl à anionvôcơnhư Cl-, F-, I-,

SO42-, v d : FeF63-, AgCl32-,[Ca(SO4)2]2- ;

 hức tạo bởi ion trung tâm là cationkim loạivà ph itlà anion ho cphântchất hữu cơ, v d : [Fe2O4)3]3-

áccpionvôcơthườngđượchìnhthànhdotươngtáctĩnhđiệngiữacation

kimloạivớimộtanionvôcơ,trongđlớpvỏhydrathóacủacácionkhôngbịảnh hưởng ác c p ion này cấutrúc rõ ràng n n rất dễ đ mô phỏng ác phức khácđượchìnhthànhnhờcáclinkếtcộnghatrị,trongđbánkínhhydrathóacủacác

th c v t Trong đất bị ô nhiễm nghi m trọng thì độc t nh của KLN s hạn chế vai trò này của sinh v t Vì v y, trong các

thcv tk h á n g h on à n , đ a d ạ n g s i n h h ọ c c ủ a c á c l o ạ i v i k h u ẩ n đ ấ t onzalez

havezvànnk,2005,cácloạiđộngvtkhôngxươngsngnhưsâu,giuntròn…là

rấtthấp.Tuynhiên,khiđấtđượcbnbsungđcảithiệnmôitrườngs ngthun

lợi hơn cho các loài sinh v t thì các uá trình sinh học lại c th c vai trò uantrọngtrongviệclàmgiảmhàmlượngKLNtrongđất.

rong đất nói chung, uá trình sinh học thường xảy ra chủ yếu ở tầng tr n c

ng, nơi t p trung phần lớn sinh kh i VSV và độngvt không xương s ng (Adriano,2001) Trong đất trồng trọt và đồng cỏ, tầng đất diễn ra các hoạt độngsinhhọcchủyếulàtầngcanhtáchockhuvctptrungrễcâydàyđcnhất.Trong những đất mà câytrồng tr nđc hệ rễ phát tri n, đâm sâu xu ng tầng nước ngầmđhút nước thìslinh độngcủa các KLN c ngsthay đ i Hoạt động của hệ rễ trong tầng trầm t ch yếm khsảnhhưởng tới uá trình oxy h a, khô h a thông uasgia tăng lượng b c hơi,sthông kh của

v ng rễ và làm thay đikhả năng linh động của một vài KLN nhưd, uvànVervaeke

Rễ câycth tiết ra nhiều chất chuy n h a bao gồm một vài loại cacbon hydrat

và axit hữu cơ Những chất nàycth cung cấp năng lượng cho hoạt động s ng của vikhuẩn trong đất Những phântaxit hữu cơ phântlượng thấpnàyctht ạ o phứcvớicácionkimloạikhiếnchúnglinhđộngvàdễtiuhơn

Vikhuẩntrongđấtcthth chiệncácphảnứngoxyhakhs i n h họcquan

ua các uá trình trao đ i chất chủ động và thđộng(Mahimairaja vànnk,2005)

Vi khuẩn c th hòa tan các khoáng thông ua các hoạt độngtrc tiếp ho c giántiếp trong điều kiện hiếu kh và kỵ khí (Kurek, 2002) Khi các hợp chấtoxyh a củaKLN như Fe III ,nIV ho csV hoạt động như những chất nh n điệntthì hô hấpyếm kh ch nh là một vdcho hoạt động hòa tan KLN một cáchtrc tiếp dưới điềukiện kỵ kh rong khi đ ,soxy h a Fe II ho c các hợp phầncủalưuhuỳnhtronghợpchấtsunfitcủaKLNđl ấ y nănglượngchohoạtđộngsng của VSV là mộtvdcho tác động hòa tan KLN một cách tr c tiếp dưới điều kiệnháokh.HoạtđộngcủaVSVsảnxuấtracácloạiaxitvôcơ,hữucơvàcácchấtoxyh a làm thayđi cácđiều kiện của đất bao gồm cả các điều kiện về pH, Eh từđgián tiếp làm hòa tan cácKLN KLN c ng c th được huy động ra khỏi các hợp chất khoáng b ng cách tạophức với các phântsinh học thông ua hoạt độngchuynhacủaVSV.á c độngcôlpKLNtrongcơthsinhvtđượcthchiện

ua hai phương cách: hình thành các th v i v d như trong không bào (Clemensvànnk,1999)vàtạolinkếtgiữakimloạivớiproteinbềnnhiệt,nhưphytochelatin, metallothionein, và cácphântbền khác như ferrihydrit (Hall, 2002; Hansel và Fendorf,2001)

Hydroxyapatitlàmộtkhoángchấtcótrongtn h i ê n vớimộtlượnglớn,khá rẻ tiền, th

m vàođn lạickhả năng làm giảm t nh linh động của kim loại, đ c biệt là đ ivớib.Hydroxyapatit tạo vớibhợp chất pyromorphit, một kết tủa khá

bền ở nhiều mức pHavà nnk,99 ,994 Ngoài ra, hydroxyapatit c ng đượcdngđgiảmtnhlinhđộngcủan , d vàcácKLNkháctrongđất(Chlopeckavà Adriano,1996).

ươngtnhư vy,các oxit kim loại (Fe, Mn và Al) nhờ vàostồn tại phbiếntrongđấtvàkhảnăngphảnứngvớihầuhếtcácKLNtronghầuhếtcácloạiđất nên chúng được tăngcườngsd ng như những tác nhân làm giảm t nh linh động củaKLN

Việcsd ng những hợp chất hữu cơ đã được chứng minh có hiệu uả trongviệc giảm t nh linh động của các ion kim loại thông qua quá trình hấp thu uynhinbảnchấthóahọckhôngđồngnhất,thườngxuyn biếnđicngnhưkhảnăng

củaDOMtrongviệctạophứcvàhuyđộnghầuhếtcácionkimloạichnhlàyếut hạn chế việcsd ngCHC trong phương phápcđịnhKLN

ộtv d về việccđịnh KLN đã đem lại kết uả t t được th c hiện ở Joplin,issouri.ấttrong khuvc nội thị ở đây bị ô nhiễmbnghi m trọng.Ngườitađãđưavàođấtmộtlượnglớnphotphatvàđãlàmgiảmđángksdiđộng của b, th m ch còn làm giảm t

nh khả d ng sinh học củabđivới động v t thnghiệm(BertivàRyan,2003,Ryanvànnk,2004).Nhữngnghincứutrongđiều

kiệnthctếvàtrênđộngvtthnghiệmđãchứngminhmộtcáchrõràngtiềmnăng khắc ph c ô nhiễm KLNcủakthu tnày

Phương phápc địnhKLN này là một trongnhữngtrường hợprõràngcủahiệntượngchuynha giữa các dạng hòa tan – kết tủa của KLN trong đất, mộtuátrìnhxảyrakhingườitađưavàođấtmộtthànhphầnđlàmtăngKd.Vềbảnchất,

phươngphápnàylàmgiảmlượnglinhđộngcủaKLN,khiếnchokhảnănggâyhại

củachúngđếnmôitrườngvàsinhvtcnggiảm.Ktừkhingườitapháthiệnracácvt liệusdng trongphương pháp này khá dồi dào, mộtscth được tìm thấytrongtnhin,giáthànhthấp,phươngphápnàyđãchứngminhđượckhảnăngkhắcphc ônhiễmKLNtạicácđimônhiễmmộtcáchhiệuuảvớichiphk h ả thi

1 2ơchế di chuyển của KL trong đất

Ở lớp đất mt0 ÷0cm ,sphânbcủa KLN chịu ảnh hưởng chủ yếu bởi các hoạtđộng canh tác ưới lớp đất này,sdi chuy n theo chiều sâu của KLN bị chi ph i bởirất nhiều các cơ chế phức tạp

rongđấtđượctướinướcthải,sd i chuyncủaKLNđượcgiảithchnhưlà

kếtu ả củaviệcgiảmpHgâyrabởicácCHC(Robertsonvànnk,1982).Tuynhiên ngay cả sau khităng pH,sdi chuyncủa các nguyn tnày vẫn được uan sát thấy rường hợp nàycthgiải th ch là do KLN được v n chuyndưới dạng cácphứcchelathòatanvớicácCHC(Darmonyvànnk,1983).Hoạtđộngbnbnthải và các loại phếliệu giàu cacbon kháccth làm tăngO ,thúc đẩyshình thành các phức chấtvớiO ,làm giảmshấp phKLN

Stồn tại của các khe nứt và / ho clh ng lớn trong đất được ghi nh n làckhảnăng làm tăngsdi chuyntheo cơ chế dòng chảy ưu thế của KLN(Richardsvànnk,1998)vớimứcđộdichuynưutinpht h u ộ c vàokhảnănglinh động của

“keo –KLN”

Sdi chuy n của KLN ph thuộc vào thành phần cấp hạt của đất rong đấtcn

ng, KLNsdi chuy n ch m hơn so với trong đấtccấu trúc hạt thô Khi di chuy ntheo dòng nước chảy ua các cột đất, KLNcth khuếch tán vào trong t p hợp các hạtđất, tạiđkhả năng hấp ph l n pha rắn của chúngscao hơn Ngoài ra các uá trình hấp

ph khác như hấp ph v t lý ho cshấp thu cạnh tranh giữa các cation c ngcth ảnhhưởng tớisdi chuy n của KLN trongđ ấ t

Sdi chuy n của KLN trong đất chịu ảnh hưởng đồng thời của rất nhiềucơchế,mimột cơ chế lại bị ảnh hưởng bởi thuộc t nh của KLN (Tam và Wong,1996 ,bởi đ c t nh của đất và bởi các chế độ uảnl , sd ng đất khác nhau (Murray vàcộngs,2004)

.2 K ếtá và phân tán

Khuếchtánlàcơchếvnchuyncủamộtchấttừnơinàyđếnnơikhác,với hướng di chuy

n ph thuộc vào gradien nồng độ hân tán là cơ chế v n chuy n của một chất được gây

ra bởisphânbkhông đồng đều của v n t c bên trong vàgiữacáclhngkhácnhaucủađất.ả haiquátrìnhvnchuynnàyđềuđượcmôtả

b ng định lu t Fick rong đất,skhuếch tán của KLN tươngđ ithấp, trừ trường hợpcủa đất cát chua (Delolme và nnk, 2004) Wilcke và cộngs999 đã uan sátthấysk h á c nhauvềnồngđộkimloạigiữabntrongvàngoàitphợpcáchạtđất, điều này đượcgiải th ch là do ảnh hưởng củashấp ph l nskhuếch tán của kim loại.uynhi n,skhôngđồng nhất này c ngcth ph thuộc vào khả năng hòa tan của các kim loại.Vdnhưuvàbđược tìm thấy ở b n trong với nồng độ nhỏ hơn so với b n ngoài t phợp các hạt đất, nhưngđ ivớidthìssai khác về nồng độnàylại rất nhỏ ho c khôngđược uan sát thấy rong đất có cấu trúctt,kim loại có th di chuy n với các hạt keo Shình thành li n kết giữa kim loại và các ph ithữu cơ hòa tancth làm suy giảmshấp

ph kim loại của các bềmthấp ph khác trong đấtchàm lượngst cao (Chubin và

phânphilạikimloạitrongcácthànhphầnđất(Dowdyvànnk,1991)

.2.2.ò ảư tế

KLNmundichuyntheodòngnướccầnphảiởtrạngtháihòatanhocliên kết với các thànhphầncth di động được ất trongtnhi n c chứa cáclh ngvớiđườngknhkhácnhauvàcácvếtnứtđượchìnhthànhdoscogiãntrongsut cácuátrìnhẩmướt–khôhạnluânphincủađất,dohoạtđộngcủađộngvtđấtvà

Vì cáclh ng lớn trong đấtcth dẫn nước đi ua một cách nhanh chóngxungcáctầngđấtsâuhơnnnngaycảkhiởcáclớpđấtdàyvàítthấmnước,việcsd ng cácchấtcdư lượng KLN gây ô nhiễm trong mùa khô vẫn c th gây rasv n chuy n cácchất ô nhiễm một cách nhanh ch ng (Jarvis và nnk, 1999) Sterckeman vàcộngs(2000 đã báo cáo vềsgia tăng nồng độ của Cd, Pb, Zn ởchiềusâudưới2mtrongđấtgầncáckhuvcnấuluyệnkimloại.Cáctácgiảcho

rngcácđườngdẫntạoradohoạtđộngcủagiunđấtchínhlàconđườngđc á c

KLN di chuy n ua rong đất được b n b n thải li n t c su t 5 năm, nồng độcủaHg,utăng l n đáng k b n dưới các vị tr b n (McBride và nnk, 1997a) Các tácgiảchorngviệcdichuynxungcngvớicácphứchợphữucơvàcácdòngchảy

ưuthếchnhlànguynnhânlàmtăngtnhdiđộngcủacácnguyntn à y

ơchếcủadòngchảyưuthếtrongđấtđãđượcnghincứuởcảhaiđiềukiệnngoàithctếvàtrongphòngthnghiệm.Tuynhiên,việcnghincứutrongphòngthí

nghiệmtồntạimộtvàihạnchếdoquátrìnhđàolấymẫuvàvnchuynmẫuđấtvề

phòngthnghiệmsgây ramộtvài sai khác so với điều kiệnt nhin (MorrisvàMooney,2004).Vdnhưuátrìnhlấycáccộtđấtmangvềphòngthn g h i ệm sl à m

p h á hủyhoclàmgiảmcácđoànlạpđất,dođl à m tăngbềmttiếpxúccủapharắntrongđất,từđlàmcho khả năng hấp ph của pha rắn tăngln rất nhiều Ngoài ra,cácphươngphápthc nghiệmđượcsdngchonghincứudòngchảyưuthếtrong phòng thnghiệmcngcth làm ảnh hưởng tớisdichuyn củaKLN

.2 k oấ t

Nguy ntvi lượng nói chung có áilc rất cao với các chất hấp ph , vì thế hàmlượng KLN trong dung dịch đất tương đ i nhỏ.áchạt keocth hoạt độngnhưnhữngchấtmangKLNvìchúngch o ạ t tnhcao,khilượngringnhỏ,lạinh hơn nước dođcth dễ dàng lơlng (Totsche và Kügel Knabner, 2004) Trong các mẫu nước ngầm n

m b n dưới các khoangthnghiệm hạt nhân ởkhuthnghiệmNevada,cácKLNnhưn,Co,Sb,Cs,CevàCuđềuđượctìmthấyởtrạng

Vaitròcủachấtkeotrongviệctạođiềukiệnthunlợichoviệcvnchuyn KLN được uyếtđịnh bởi loại keo, nguy ntKLN c th , nồng độ KLN và cácthuộctnhcủađất.Ngườitađãu a n sátthấyrngsg i a tăngdiệntchbềmtkeo,

điệntchcủakeo,pHvàcácH trongdungdịchct h t ạ o điềukiệnthunlợicho

việcvnchuynKLNcủakeo.u y nhin,KLNcngct h k ế t hợpvớicáchạtkeo

làmtăngkchthướccủachúngvàdođkhiếnchúngdichuynchmhơn.Ngoàira việc gia tăng nồng độ cácKLN c th ảnh hưởng đếnsđông t , keotgâyhạnchếdòngchảyvàtắcnghnđườngdẫn(Karathanasis,1999)thônguaviệchình thành li n kếtgiữa các cation và keo ây ch nh là yếutlàm giảm khả năng di chuy n củaKLN

.2.4 Sứữ ơ–kloạòt

áchợpchấthữucơtrongđấtct h t ạ o phứcvớicácionkimloạiđượcchia thành ba nhómchính (Senesi, 1992): (i) các phầntcó nguồn g ctnhi n từ các sinh v t đất, có cấu trúc và

t nh chất h a học đã được xác định (polysaccarit, axit amin, polyphenol và các axitbéo), ii các “dị v t” hữu cơ sinh học có nguồn g cnhântạotừcáchoạtđộngnôngnghiệp,côngnghiệpvàtừcáckhuđôthịvà(iii)các

hợpchấthumicbaogồmaxithumic,axitfulvicvàhumin.Axitfulvicchiếmmộttlệ đángklượngcacbon hữu cơ CHC có th tạo phức với KLN b ng cách hìnhthànhcáclinkếtgiữaKLN(Cu,Fe,Cd,Zn,V,Niv ớ i cácnhómchứccacboxylic, phenolic (Saar vàWeber, 1982) và với các phânthữu cơcnguồn g c từ cáchóa chấtsd ng trong nông nghiệp,công nghiệp và chất thải đôthị

Cation có xu hướng tạo thành các phức bền vững với các ph ithữu cơ.hức của DOM với Cu và Cd bền vững hơn so với phức củaOvớibvà Zn.Hơn50%CdđượcgiữlạitrongCHC(Karapanagiotisvànnk,1991).Axithumicvà fulviccnguồn g c từbùn đ ng một vai trò uan trọng trongsbiệt hóa các KLN Senesi và cộngs 9 9đãbáo cáo r ng hợp phần axit humic của đất được b n b n thảickhả năng chọn lọccác nguy n t đ tạo phức (Cu2+, Fe2+, Ni2+, Zn2+, Cr6+, khiđcác ion kim loại kmnđịnh hơnsđược giải hấp và bị thay thế (Mn2+, V, Ti,Mo)

diethylenetriaminepentaaxetic(DTPA),CDTA(trans-1,2-cyclohexyl-diamin-N, N,N,N tetraaxetat),ethylen - bis -oxyethylenenitrilo - tetraaxetat (EDDHA), HBED(N,N-bis(2-hydroxy-ediaminbenzyl)ethylen-N–N-diaxetat),axitoxalic, axit gluconic, và axit xitric (Lasat, 2002; Martell, 1975; Russel vànnk, 1998) Những hợp chất này đã được phát hiện ở trong các con sông (Hoffman và nnk,1981)vàtrongcácđớithấmnước(Jardinevànnk,1989).Ngườitacngđãuansát thấy r ng KLN như Cd,

Cu vàb được giữ lại bởi các phầnthữu cơ phântlượng thấp ho c trungbình

Việc hình thành phức KLN – ph ithữu cơ ng m nướccth được trình bày nhưsau:

Trongđlà các ion KLN và L là ph it, lượng KLN và các phi tcótht h a y đitythuộcvàođctnhhahọccủacảhaichấtthamgiaphảnứng

S nđịnh của các phức ph thuộc vào các h ngscân b ng – th hiệnáilccủacácionvớicácphit.Nếumộtphảnứngdiễnratheonhiềubcthìmib c lạicmột hngscân b ng ri ng, t ng hợp các h ngscân b ngđ, ta được h ngschung cho cảphản ứng.ccủa các phản ứng ph thuộc vàoskếth ợ p

giữa ph itvà ion H+

rongđβilà h ngscân b ng cho b c phản ứng thứ i

Các h ngscân b ng của phức “KLN – axitfulvic”rất khácnhauty thuộcvàochứcnăng,bảnchấtcủacácCHCsinhraaxitfulvicbanđầuvàphthuộcvào pH (tăng khipHtăng áchngscân b ng của phức KLN – CHC tăng khikhi

lượngphântHtăng ác ph itchelat tạothànhphức khá bền với các KLN và chúngc th “lôiko” KLN rađhình thành li n kết ngay cả khi KLNđ đangđược giữ lại bởicácHkhác.iềunày làm tăng khảnăngdichuyn của các KLN khỏicác vịtrlắng đọng – nơisdng các dư lượngcchứa các ph ithữu cơ nhân tạo như axitethylenediamintetraxetic(EDTA) ho cNTA.

.2 tờ ò ảb ặt

Sdi chuy n của KLN xu ng các tầng sâu hơn diễn ra mạnh trong đất cátctínhaxit, nơi mà các uá trình hấp ph diễn ra không đángkvà khả năng thoát nước ở mứctrung bình đến cao t nh thấm dao động rất lớn từđến > 300 mm/h).Sdi chuynnày

c ngcth xảy ra nhanh hơn trong lớp đấtbn dưới >0cm, nơichàm lượngHvàkhoáng s t thấp hơn Khả năng di chuy n của KLN thường tăng lnkhi nồng độ củachúng vượt uá khả năng giữ lại của đất KLNcth bịra trôiua phẫu diện đất dướidạng các cation hydrat h a, oxyanion và phức hữu cơ ho c vô cơ

Ximònđấtvàdòngchảybềmtlànhữngcơchếkhácct h t h ú c đẩysd i

c h u y ncủaKLN.Barrelvàcộngs(19 93 đ ã tiếnhànhthnghiệmxácđịnhhàm

lượngKLNtrongnướcmưachảytrànuađườngcaotcvàbáocáorngtrongcác

dòngchảynàycchứakhoảng45÷798mg/lchấtrắnlơlng~0,1÷1,8mg/lPb và~0,1÷1 ,0 mg/lP.Cr,Fe,Mn,Cu,Ni,Pb,Cdcngđượcpháthiệntrongcác

dòngchàytrànbềmtu a đườnggiaothôngvàtrongcáctrầmtchdocácdòngchảytrànnàyđemlại(BarbosavàHvitved-Jacobsen,1999;Rietzlervànnk,2001).Moore và cộngs99 , Quilbe' và cộng

s 2004 c ng đã nh n thấysgia tănghàmlượngKLNtrongcácdòngchảytrànuacáckhuvccanhtácsaukhisdng

thucbảovệthcvt.Hàmlượngnàyphthuộcvàocácthuộctnhvàkhảnănggiữ

lạiKLNcủađất,cườngđộvàlượngmưa,lượngdòngchảycngnhưcácứngdng

nôngnghiệpkhác.á c khuvckhaithácmỏbỏhoangcthgiải phngmộtlượng

lớncácKLNdost h o á t nướctừcácmỏct nhaxit,sx imòntạicácbãithảivà

cáckhuvcphếphẩm.Sh i ệ n diệnhayvắngmtcủathảmthcvt,đcđimđịa

hình,lượngmưalàcácyếutảnhhưởnglớnđếnquátrìnhxóimòn(Clarkvànnk,

2001;Leevànnk,2001).Ongleyvàcộngs(200đ ã uansátthấytạicácbãithải

mỏ, hàm lượng KLN là rất lớn: As (32.000 mg/kg), Pb (41.000 mg/ kg), Zn (17.000mg/kg và tại vị tr cách bãi thải mỏ này 6 km, hàm lượng KLN vẫn còn khá cao (từ

1 3ácyếu tố ảnh hưởng tới sự di chuyển củaKLtrong đất lúa

1.3.1 pH

Nhìn chung, pH là thôngsch nh ki m soátshòa tan, t nh linh độngvàsdichuyncủaKLNvìnk i msoátkhảnănghòatancủacáchydroxit,cacbonatvà photphat củakim loại pH của dung dịch đất c ng ảnh hưởng tớishình thành c p ion và phức, điện t chbềmtvàshòa tan của chất hữu cơ ppelvàMa, 2001;Huangvànnk,2005;Lebourgvànnk,1998)

KhảnănghòatancủaKLNcthb ị ảnhhưởngđángkch ỉ vớimộtsthay

đinhỏcủagiátrịpH.Khảnănghòatankimloạivàđộhoạtđộngcủaionkimloạisg i ả m khipHtăngln.KhipHgiảm,sgiảiphngKLNtừtrầmtchsôngdiễnra theo thứtsau:a≈n> Fe > Ni

>n>d>l>b>u,điều này phthuộc

vào hợp phần rắn li n kết với KLN uyks và nnk, 2002 pH đất ki m soátsdichuyncủa KLN từ hợp phần này sang hợp phần khác của đất vdvề các hợp phầnnày như KLNcth bị giữ ch t trong cấu trúc tinh th của khoáng thứ sinh

khoáng : và 2: , hấp ph tr n oxit Fe –n,tr n cacbonat ho c kết tủa dưới dạngcabonat… askall và hornton99nh n thấysgia tăng t lệ dạng linh động củabvà nkhi pH < 5 attlet và cộngs2002 nh n x t r ng khi pH của dung dịch đất tăng thìkhả năng hoạt động củan2+bị giảm đi, các tác giả này kết lu n r ngshấp phcủaHvàshình thành khoáng franclinitcth l giải cho xu hướngnày

pH đất ảnh hưởng đến nhiều uá trình trong đất bao gồm cảshấp ph KLN.oekhold và cộngs 99uan sát thấyshấp phdtăng gấpđôimikhităng0,5đơnvịpHtừ, t ớ i 4,9.rongđấtcát,pHtăngđ ơ n vịsl à m giatăngshấpphio

ng p nước gắn liền vớistăng caonồngđộ của NH3, Fe2+,Mn2+.áchydroxit của chúng đều

là những bazơyếucth trung hoà ion hydro của đất làm cho độ chua của đất giảmxu ng.

.2.ếox ók

Khidẫnnướcvàoruộng,mứcđộthoángkhcủađấtlúahạthấp,nồngđộoxy

giảmlàmchoEhcủađấtlúahạthấpđángk.Sg i ả m thếoxyhakhg â y rau á t r ì n h k e o

t c ủ a c ấ p h ạ t s t Wadavà nnk,9Sae iew và nnk, 2004 iềunày

cth giải th ch bởisgia tăng nồng độ của các cation trong dung dịch, đ c biệt là cáccationha trị II.Sgia tăng nồng độ các cationcth làm cho điện t ch bềmtcủa phần s t

t âm điện hơn và thúc đẩyskeotNguyen và nnk, 2009 uá trình keot slàm giảm khảnăng hấp ph KLN của keo đất, đồng thời hạn chế khảnăng di chuy n của KLNcng với cáchạtkeo

iềukiệnoxyhakhả nh hưởngtớicácdạngtồntạicủaKLNtrongđất.V

dở điềukiệnoxyhathìn kếttủadướidạngcácđmnhỏhockếthạchnhưng

ởđiềukiệnkhnbịhòatannhiềuhơnSposito,1989);Vanaditồntạiởcáctrạng tháioxyha:+2,+,+4và+5tr ong đV (IV)vàVV l à cácdạngchủyếuvàdễ

hòatannhấtởđiềukiệnkht r u n g bìnhvàyếmkh.Sk h t ớ i VV l à m giảmkhả năng linh độngcủa V Fox và oner,2002

Bảng 5 Ảnh hưởng a ều k nttớ khả năng l nhnga KLN

Zn, Cu, Co,

Ni, Hg, Ag, Au

Nguồn: Plant và Ra well(1983)

rongnhữngvtliệuyếmkhn h ư trầmtch,KLNthườnglinkếtvớiH ,sunfit,ởmứcđộnhỏhơnlàcacbonatvànhữngphầnkhoángkháca n t w e l l vànnk,

2002.Khivtliệutrầmtchtiếpxúcvớiđiềukiệnoxyhatrongmộtthờigiandài, mộtsKLN nhất địnhnhưdđược giải ph ng ambrell và nnk,9 0Motelica‐Heino và nnk, 2003) ướiđiều kiện thiếu oxy, sunfitcth li n kết hiệu uả vớinvàdLu và hen, 977 Soxy

h a sunfit thành sunfat ở trầm t ch yếm kh dưới lòng sông gây rasgiải phngd,Ni,b, n,Fe vànr o o k s

và nnk, 1968; Patrick và nnk, 1977) Khi thế oxy h a kh của đất ô nhiễm bị thay đ itới -60 mV, nồng độ hòa tan củadvàbgiảm trong khoảng pH từ 5 ÷ 6 (Davranche

và Bollinger, 2001)

ảng5tmtắttnhlinhđộngcủakimloạivếttrongmiu a n hệvớipHvà thế oxy h a – kh

Eh heo lant và Raiswell9 ,nhiều kim loại linhđộnghơntrongcácđiềukiệnaxit,oxyhavàbịcđ ị n h rấtmạnhtrongcácđiềukiện kiềm vàkh

Cấtữ ơấ t

ácđộng củaH lnsdi chuyncủa KLN trong đất là tác động hai chiều.húngcth giữ lại, khiến cho các KLN di chuy n ch m hơn ho c thúc đẩysdi chuy ncủa các KLN rong đất trồng lúa nước, hành vi củaHc ng khá phứctạp

a Sự tí h lũy và ố ịnh CHC

ấttrồnglúađượcđctrưngbởinguồncacbonđầuvàolớnbắtnguồntừ phân hữu cơ vàtàn dư th c v tongvà Xu, 990 an i và nnk, 200 cđộphânhủyH đượcxemlàchmhơndướiđiềukiệnyếmkhsovớiđiềukiệnhiếu

kh.iềunàydẫnđếnxuhướngtchtH.Nghincứucủaaie vàcộngs

2004 cho thấyHở đất lúa bắt nguồn từ một phần củaHhòa tanra trôi từ tầngcanh tác một phần là những hợp chất phântnhỏ đượccđịnh bởistạophứcvớioxitsắt.Sahrawat2004 c h o rngstchlycácH t r o n g đấtlúalàdosthiếuoxytrongđiềukiệnngpnướckếthợpvớisthiếuvắngchấtnhnđiệnt, đ c biệt là Fe3+và SO42-.o svắng m tnhững chất nh n điệntn nsoxy h a cácH skhông hiệu uả khi giá trị Eh thấp.Nếu uá trình này chiếm ưu thế, toàn bộ lượng tàn dư th c v tst chly

đượctchlytrongđất.r o n g điềukiệnngpnước,KLNtrởnnlinhđộnghơnkhi li n kết vớiHhòatan uy nhi n, phytolithckhả năng làm giảm bớtslinh động này nhờ khả năng si

u hút thuH Wilding và cộngs967 đã d ng phytolith đ hút thu tới 5%cácH Nguyễn Ngọcinhvà cộngs 20đãnghincứuvềkhảnăngxlchấtônhiễmcủaphytolithtáchchiếttừcâylúa.Kết

uả cho thấy,Ecủa phytolith đạt xấp xỉ 60 cmol/kg Khả năng hấp thu chấthữucơcủaphytolith,ởđâylàaxithumic,đạttới5 , 2 5 g/kg.Nhmnghincứuđưa ra kết lu nrngphytolithckhả năng hấp ph k p đ i với cation kim loại và anion hữu cơ thông ua hai

cơ chế là hấp ph phân t và hấp ph ion Như vy,s cmtcủa phytolith trong đất lúa làthành phần uan trọng trong việc ngăn cảnsdi chuy n xu ng các tầng sâu hơncủaKLN

N i chung,st chlyHtrong đấtcth là do lượngHđầu vào lớn, ho cdosphân hủy ch m trong điều kiện yếm kh hytolithđng vai trò uan trọng trongviệc hút thu và t chlyHtrong đất.St chlyHc ng nhưphytolithgpphầnvàokhảnăngcđịnhKLNtrongđấtlúathônguauátrìnhhấp ph KLNtrc tiếp hoccđịnh cácHhòa tancchứa KLNbn trong cấutrúc phânt

Đ ng tháaDOM

Ec ủ a H l à rấtlớndochúngcchứacácnhmchứcmangđiệntchâm như hydroxin OH), cacboxin (-COO- … vdnhưEcủa axit humic là 50 cmol/kg oocbunop, 974

-Vì thế, cácHđ c biệt làOcảnh hưởng lớn đến động thái củaKLN

Nồng độ củaOtrong đất lúa lớn hơn so với những loại đất khác uy nhi n,những nghi n cứu về động thái củaOtrong đất lúa còn t được biếtđến

àndưthc v t đ ng vai trò uan trọng trong việc hình thành O ở đất lúa Lu và nnk,

2000, 2002, 2004 rong th nghiệm lysimet củaaievà cộngs2004chothấycđến200kg/ h a mấtkhỏitầngcanhtáctrongsutu á trìnhtrồnglúa xấp xỉ 4 tháng.Khoảng 20 ÷ 6 0 kgO/ha di chuyntừ tầng canh tác xu ng tầng dưới ichalzik vànnk, 200 .S cđịnhObởi phần khoáng của đất vàkhảnăngchnglạisp h â n hủysinhhọcpht h u ộ c chtchv à o điềukiệnoxyha

kh Sắt oxyhydroxit FeO OH là chất hấp ph ch nh vớiOtrong điều kiện oxy h

a Jardine và nnk,9 9Kaiser và uggenberger, 2000 lạicth bị hòa tan dưới điềukiệnkh.iềunày là một trong những nguynnhân dẫn đếnshình thành dòngOlớn trongđiều kiện yếm kh Shấp phObởi nhôm hydroxit ho c các khoáng đấtcthblạissuy giảm khảnăngcđịnhOcủa

FeOOH.i ề u nàyvẫnchưađượcnghincứuchitiết,mcdr y b o s vàcộngs

2007, 2009 kết lu n r ngsgia tăng khả năng hòa tan củaHlà yếu t uyết địnhsdiđộng củaHdưới điều kiện kh hơn làshòa tan FeO OH m lại,shình thành lượnglớnOtrong đất lúa là do điều kiện kh của đất ng p nước, lượng tàn dư th c v t vàmột phần từshòa tan củaFeO(OH)

Otrong đất lúa còn đ ng g p đáng k vàoshình thành cácH cđịnh trongđất Kalbitz và Kaiser, 200 Skết tủaObởi các cation đa h a trị đ ng g p vàoscđịnhOtrong đất rừngcphản ứng chua (Scheel và nnk, 2007 uy nhi n, khảnăng kết tủaOdưới điều kiện yếm kh và khả năngchnglạisphânhủysinhhọcvẫncòntđượcbiếtđến.Nieropvàcộngs2 0 0 2 đ ã đ ị n h

l ư ợ n g skết tủaOb ng Fe2+dưới điều kiện kh Kết uả cho thấycđến 75%lượngObị mất khỏi dung dịch khi tỉ lệ Fe2+/C = 1

Nồng độ Fe2+trong đất trồng lúa sau khi ng p nước là 0 mmol/l Li vàHorikawa, 997 Kirk, 2004 cho thấy vai trò uan trọng của uá trình này tớiscđịnhOtrong điều kiện yếm kh

nh hưởng củasthayđi thườngxuyn điều kiện oxyhakhtới độngtháicủaOvẫncòn t được biết đến,mcduá trình rấtphbiến trong đất lúa.Sdao động ngắn hạn củađiều kiện oxyhavàkhsắt dẫn đếnsgia tăng khả nănglinhđộng của lượng cacbon bám

tr n keost và thúc đẩy khả năng tinhthha củadạngsắt hydroxit hompson vànnk,2006 Nhưvy,sthayđi li ntc giữađiều kiệnoxyha vàkh c thdẫn đếnshìnhthànhOtrong đất đồng thờicng tạođiềukiện cho việc hình thànhHbền vững từO

Sdichuyn củaOcảnh hưởng lớn đến khả năng di động của KLNtrongđất.KhiOd i chuyn xu ng tầng sâuhơn,chúng mang theo cả những KLNlin kếtvới chúng.những bng chứng cho thấy hàm lượng CHC là mộttrong

nhữngthành phần uan trọng ki m soátshấp ph của uIIvà b II trong đất lúa Liang

a, Renkou Xu và Jun Jiang, 20 0 Songthc tế cho thấy, keo hữu cơ thường không bền,chúng bị phân hủy khoángh anhanh trong quátrìnhkhai phá, trồng trọt ác nhà thnhưỡng học đều chorng phần lớnEcủa đất là dos đnggp của khoángst o đ, k h ô n g

t h p h ủ n h n ả n h h ư ở n g c ủ a t h à n h p h ầ n k h o á n g st trong đất tớikhả năng di động và t chly của KLN trong đấtlúa

1.3.4.S táất óKLN trong ất

Shình thành các hợp chất h a học là một trong những yếusuan trọngảnhhưởngtớikhảnănglinhđộng,hòatanvàdễtiucủaKLN.IonKLNct h k ế t h ợ p v ớ i

c á c c ấ u thữu cơ, vô cơ, các hợp chất trong dung đất ho c trong v ngrễ

áccấut đ cth là các hydroxit, cacbonat, sunfat, nitrat, clorit,Oho c phitchelat.Sphânbcủa các ion kim loại luôn được ki m soát bởi thế oxy h akh,pHvàkhảnănghòatancủacáchydroxit,cacbonat,oxitvàsunfit.Lebourgvàcộngs 99khi nghi n cứubảy loại đất ở v ng alais, háp đã thấy r ng dạng

b2+chiếmưuthếởpH<6,5nhưngởpHcaohơn,dạngphứccacbonatcủab lạichiếm

ưuthế.n2+vàCd2+làdạngtồntạichủyếucủanvàdởpHthấp.Khảnănglinh động của KLN bịhạn chế mạnh bởi cacbonat trong đất đá vôi,cth là do hấp ph h a học ho c kết tủaapadopoulos và Rowell,9 uynhi n,shiện diệncủa

các axit humiccth làm gia tăng khả năng hấp phd, o, uvànth m ch ởpHthấp,trongkhiởpHcaochúnglàmgiảmkhảnăngkếttủacủaKLN,cthlà doshình thànhcác dạng humat của kim loại Sparks và nnk, 997a,b Sbềnvững của phức kimloại –Hbị ảnh hưởng bởi pH.u, bvàr ckhả nănghìnhthànhcácphứchữucơbềnvững,trongđp h ứ c u bịtanrãởpHthấp

Hơn nữa, đất lúa chứa một lượng đáng k khoáng phytolith ong và nnk, 2007WickramasinghevàRowell,2006– loạikhoángcả n h hưởngđángktớist chlyKLN.

ộtsnguynt ctrong cấu trúc khoángstcngđng vai trò nhấtđịnhđivớishấpphKLN thông ua các phản ứng oxyhakh Fe3+và Fe2+c mt trongrấtnhiềucácloạikhoángnguynsinhvàthứsinh.SkhFe3+vềFe2+làmchođiệntchlớpkhoángsttrởn

n âmhơnvàdođg i a tăngkhảnănghấpphK L N

Sdi chuy n của Fe2+theo nhiều hướng và b ng uá trình trầm t ch, bồi lắnglàđctrưngchođấttrồnglúa,dokhảnăngdiđộngcủaFe2+caotrongsutthờikỳ ng p nướcong,96 uátrình trầm t ch sắt dưới điều kiện kh không ph biến trong đất trồng lúatrẻ nhưng lại ph biến trong đất trồng lúa lâu đời ong vàXu,

990 , khi đsthẩm thấu xu ng dưới vàstái kết tủa s gây rashình thànhtầng bồi lắng giàusắt.hnh tầng bồi lắngnàys làm giảm t nh linh động của KLN thông ua cơ chếhấp ph

rongđấtlúa,shiệndiệncủacáckhoángallophanvàphytolithlàmgiatăng

hàmlượngsilic,dođl à m tăngt lệSiO2/Al2O3(Kögel-Knabner,2010)thúcđẩys hìnhthànhcác khoáng2: iều kiện ẩm của đất trồng lúa hình thành từ đất ph sa làm giatăngshình thành smectit Hassannezhad và nnk, 2008 i loạikhoángkhácnhauckhảnănghấp ph khác nhauđivới KLN Như đãni ởtrn,Ecủa đất phthuộc khá lớn vào thành phần khoángstcủa đất ác loại s tkhácnhaucCECkhácnhau.á c khoáng2:n h ư nhmsmectitthườngcEl ớ n

ontmoriollitnm trong nh m smectitcEkhoảng từ 60 ÷ 20 cmol/kg áckhoáng:thườngc Ethấp nhất Kaolinit là khoáng:đctrưngởvng nhiệtđớicEnmtrong khoảng ÷ 0 cmol/kg Vì thế,sbiến đ i khoángstcl i n

uan tr c tiếp tới s t ch l y KLN

làm tăng khả năng giữ nước của tầng m t Eickhorst và ippkötter, 2009 , đồng thời c

ng ngăn cảnsdi chuy n của KLN xu ng tầng đất sâu hơn, làm cho thờigianlưucủaKLNởtầngđấtmtlâuhơn.Hoạtđộngcàybừalàmxáotrộn,đưaoxyvào trong đất vàthay điđiều kiện h alcủa tầng đất b n tr n, từ đ gián tiếp làmthayđidạngtồntạicủaKLNởtầngđấtnày

KLNcth bịra trôi khỏi các tầng đất một cách đángkdo việc tăng cườngsd

ng thu c trừ sâu, b n thải, nước thải ngànhgvà rác thảict nh axit

hân b n được công nh n là một nguồn đưa KLN vào đất driano, 200 Gimeno‐arciavànnk,99 6J engvàSingh,9 95 đ cbiệtlàphânphotphat.He và cộngs2005 côngbr

ng đá photphatcchứas, d, r, u, bvànvới hàm lượng trung bình lần lượt là ,

25, , 2,0và 2 9 mg/kg.dlà nguy ntđáng lưu nhất vì hàm lượng củanth biến đ i

Khoáng photphat kim loại ki m soát khả năng hòa tan kim loại trongdung dịchđất và hình thành n n kết tủa photphat kim loại.ã cnhững nghi n cứu cho thấy r ngsgia tănghydroxyapatit đã làm giảm khả năng hòa tan của b2+, Ni2+, Cd2+, Co2+, Sr2+ho c USeaman và nnk, 200 hotphat hòa tan, đá photphat và các loại phân bnnhưmonoamoni photphat hay diamoni photphat làm giảmkhảnăngl i n h đ ộ n g c ủ a d , b vàn , ct h l à d o s hìnht h à n h k h o á n g k i m l o ạ i

c owenvà nnk, 200.uy nhi nOtrong dung dịchcth bao uanhbềmtphotphat,từđlàmhạnchếshấpphlncáchợpchấtphotphat,làmgiảmcả

vềlượngvàtcđộkếttủaphotphat

Việcsd ngđávôivàsảnphẩmthảict nhkiềmnhưberingit–mộtloại

aluminosilicatbiếntnh–làmgiatăngpHvàlượngkimloạikếttủa.ernigitlàm

giảmkhảnănglinhđộngcủaKLNd r i a n o vànnk,2004chủyếulàdoskếttủa, trao đ i ion và hìnhthành tinh th eolit làm giảm khả năng hòa tan của KLN thông uasthay đ i pH đất và ở mộtmức nào đ là thông ua việc giữ các KLNtrnbềmtcủachúnge n c h vànnk,9 9 W ingenf elder vànnk,2005.Khảnăng này củazeolittng hợp c xu hướng hiệu uả hơn so với zeolittnhi n Oxit sắtngmnướccnglàmộthợpchấtckhảnănglàmgiảmkhảnănglinhđộngcủakim loại Kukier và haney, 200

ViệcđưaHvào đất làmtănghàm lượngHhòa tan – tác nhâncthhìnhthànhphứcvớiKLN.Hơn90%u , b vàn tạophứcvớiCHChòatanvàkeo khoáng (Al –Wabelvànnk,2002 lan uart và cộngs 999n h n t h ấ y sdichuyn của u và b trong phẫudiện đất được b sungHcth là dosgiảiphng ra cácHhòatan.c dlượng KLN hòatanctăngln saumộtthời gian dàisd ngH, nhưngsgia tăng lượng kim loại hấp ph và do

trongkhiđcácmôhìnhmôphỏnglạicnhữngưuthếnhưtcđộtnhtoán,khảnăngphihợpvàđiềuchỉnhcácbiếns…nhờs ht r ợ củamáytnh.ồ n g thờicácmôhìnhsn à y cthđ e m lạibứctranhrõrànghơnvềsdichuynxungcáctầng

đấtsâuvànướcngầmcủacácchấtônhiễm.ovy,môhìnhhađangtrởthànhmộtcôngcđượcsdngngàycàngphb i ế n Vớiđiềukiệnngpnước,hiệncmộtsmôhìnhđượcxâydngchuynbiệtđm ô phỏng

sd i chuyncủacácchấtônhiễm từ lớp nước bềmt vào đất,vd như: Hydrus – 1D( imunek và nnk,99, RIEWWilliamsvànnk,1999),GLEAMS-PADDY(Chungvànnk,2003)

 

Mô hình Hydrus –đ ư ợ c g i ớ i t h i ệ u b ở i i m ů n e k v à n n k( 1 9 9 8 ) , l à m ô h ì n h ckhả năng mô phỏng uá trình thẩm thấu nướcvàsdi chuy n các chất hòa tan trong một không gian một chiều với mộtsđiều kiện

bi n khác nhau.ôhình được xâydngda tr n phương trìnhRichards:

c

S

D cqc

t t X X X

rong đ:clà nồng độ chất hòa tan trong dung dịch L-3),Slà lượng chất hòa tan

bịhấpph -1),θ(L3L-3là dung t ch nước,ρ(M L-3là dung trọng,D

(L2T-1là hệsphân tán của pha lỏng,q(L T-1mtđộ dòng,t(T) vàXL bi u diễn thời gian

và phânbkhông gian ương uan giữa nồng độ hòa tanchấtnghi n cứu trong phalỏng và lượng hấp ph tr n pha rắn được bi u diễn theo phương trình

Freundlich:S=K d C e β vớiK d (LβM-βlà hệsphânbFreundlich

Hydrus –c h o p h p t n h đ ế n c á c t ư ơ n g t á c t u y ế n t n h

v à p h i t u y ế n t n h c ủ a c á c c h ấ t h ò a t a n v ớ i p h a r ắ n

t h ô n g ua các phản ứng cân b ng ho c không cân b ng giữa các chất hòatan và chất hấp ph.Ngoài ra, mô hình này c khả năng được t ch hợp đ môphỏngschuy n h a của các chất hòa tan theo một chu i li n tiếp, v d : mô tảsphân rãcủa các thuctrừ sâu hay các hợp chất clo hữu cơ dễ bay hơi Schaerlaekens và nnk,

999 asey và imunek, 200 , các chất ph ng xạ (Mallants và nnk, 200,các chất bài tiếtCasey và nnk, 200,2004 và rất nhiều các chất h a học khác uy nhi n, những tươngtác giữa các thành phần khác nhau hiện vẫn chưa được gắn kết trong mô hìnhHydrus –.khắc ph c điều này, các phản ứng địa h a được t ch hợp vào Hydrus –

t h ô n g u a v i ệ c k ế t h ợ p v ớ i m ô h ì n h đ ị a h a H R E E

Với t nh năng cho ph p mô phỏng điều kiện ng p nước, Hydrus – 1Dthích hợpcho việc phân t ch các uá trình di chuy n,ra trôi các chất hòa tan trongđiều kiện đất trồng lúa.Nguyễn Ngọcinhvà nnk 2009, 20 0 đãsd ng Hydrus–

đ mô phỏngsr a trôi của các chất gây ô nhiễm nước ngầm nhưKLNvànitrattrongđấtlúavớicácđiềukiệnápsuấtthủytĩnhbiếnthin.Nhờtnhnăngcho ph p thiết l p các điềukiện ph hợp đ mô phỏng trong cả điều kiện đất khô hay điều kiện đất ng p nước thường xuy n n nHydus –c tiềm năngsd ng rộng rãi trong các điều kiện th nhưỡng ở ViệtNam