LÊN MÔI TRƯỜNG SINH THÁI
4.4.3. Nguyên nhân gây mộn
4.4.3.1. Đ ối với trường hợp nhiễm mặn muối :
Sự tích ỉũy muôi trong môi trường đất và môi trường nước qua 3 nguyên nhán :
- Bay hơi : muối hòa tan tích lũy ở những nơi mà quá trình bay hơi trội hơn quá trình kết tủa. Đó là những nơi hứng nước từ nơi khác để vào và nước bốc hơi từ lòng đất lên. Nghĩa là nước ngầm mặn trong lòng đất đã đi lên bề
mặt bằng mao dẫn, kết hợp với muấi tan trên lớp đất phía trên mặt, nơi xảy ra quá trình bay hơi.
- Nitóc tưới m ặn : sử dụng nước mặn để tưới, các ion Mg^* bị giữ lại trong đâ't d dạng kết tủa c o i ”. Na"^ giữ lại ở dạng dung dịch hay hâ’p thụ.
Mặn hóa phụ thuộc vào thành phần và nồng độ muấi trong nước, lượng nước và phưcmg pháp tưới, lượng mưa, độ thấm và đặc tính phẫu diện, độ sâu tầng nước.
ở đây nước chỉ là "vật mang" để muôi di chuyển trong đất; và nước mang muôi trong đất tập trung lại nhờ quá trình bay hơi và sự thoát hơi nước (của thực vật). Do dó, nước ngầm ở vùng khô nhiều muối hơn ở vùng ẩm.
- Sự di chuyển của nước ngầm lên trên bề mặt bằng mao dẫn và sự bay hơi của nước bề mặt làm muô'i tập trung với nồng độ cao vượt quá độ tan của chúng, nên hình thành những tinh thể muấi trên bề mặt, iớp gần bề mặt đâ't.
4.4.3.2. Đối với trường hạp nhiễm m ặn kiềm :
Quá trình tích ỉũy từ sự rửa trôi cửa một vùng mà quá trình tạo thành địa chất đă đưa đến sự tập trung cao dộ của Na và K trong lớp đất mặt. Ví dụ như vùng chân núi Mây Tào (Đồng Nai) đã tích lũy Na khá cao trong lớp đất mặt. Đó là một ví dụ về mặn kiềm.
Mặn kiềm cũng có thể do quá trình tích lũy theo mao quản và mạch nước ngầm từ một số vùng xung quanh tập trung lại, làm "mặn kiềm hóa" vùng âó.
Bảũg 4.28 ghi nhận chỉ tiêu đánh giá sau khi mặn hóa đã hoàn thành thì đất đó được gọi là đất mặn.
Bảng 4.28. Cỏc tiờu chuẩn ôỏc đỊnh mặn của mụl trường dất
t 0 9i đất Độ dẫn đ iện, m m hos/cm .
z t c (cửa phin trích bio hòa)
% Na dung lượng trao đ ổ l
cic baxơ
Đất mặn (pH > 5.5;
[C n s 0,06 • 0,25%)
> 4 < 15
Đất mặn kiềm > 4 > 15
Đất không mặn kiềm < 4 < 15
4.4.4. Ắnh hưdng mộn hóa lồn môi tntông sinh thái
*
4.4.4.1. Ả nh hưởng cửa các loại m uối N a khác nhau lèn h o ạ t tinh keo đất.
Trong hầu hết các trường hợp mà đất hâp thụ ion Na đều được miêu tả bằng các thuật ngữ trong phản ứng sau :
+ 2Na + 2Na
Sét-Na2 + Ca2+
.2+
Sét-Ca
Sét-Mg + 2Na Sét-Naa + Mg^
Nếu Ca^* và Mg^* dược giải phóng và kết tủa ở dạng muối không hòa tan thì phương trình trên nghiêng về bên phải và trong từng trường hợp, phàn ứng này gần như diễn ra hoàn toàn. Kết quả nghiên cứu của Kelley Lumins (1921) cho thấy sử dụng nhiều muối Na (bảng 4.29) và như vậy một lượng lớn Na^ được hấp thụ hay và dạng dung dịch, rất ít khi sử
dụng Na2C03 bằng NaCl hay NaNOa- Các muối và có gốc Chloride hay Nitrate dễ hòa tan hơn các gốc khác trước khi được thay thế, trong khi với gô'c Carbonat, và ở dạng muô'i này hòa tan nhiều hơn một ít.
Khi đó mức độ hòa tan Na^ của các bazơ trao đổi trong đất bị ảnh hưông lâu dài bởi các loại muối Na tích tụ trong dâ't, Nói chungịđất mặn chứa một nồng độ muôi Na2C03 cao tương đối dễ hòa tan (hấp thụ) hơn đất không có Na2CƠ3 khi trao đổi với các nguyên tố khác. Và điều đó đúng cả với khi nồng độ NaCl tương đối cao.
B ảng 4.29. Ảnh hưồng của các loại muối Na khác nhau lên đất Yolo
(Kelíey & Cummins, 1921)
Thêm 10 m.e.
VỚI các m uối
Các baz0 trong dung d|ch (m.e) đuợc hấp th ụ
(m.e.)
Ca*" M g - Na*
NaCI 2 .2 1 ,0 7,6 2.4
NaN03 2 .2 1 ,0 7.1 2.9
NaaCOs 0.3 0 .2 5,0 5.0
4.4.4.2. Ảnh hường cứa tỷ iệ Na* hòa tan đến các bazơ hòa tan
Khi các muối khác nhau của hoặc Ca** và cho đến Na'*^ tích tụ trong đát, sự trao đổi bazơ cũng diễn ra khác hẳn. Với muôi Na nguyên chất, tích tụ trong đâ't một nồng độ tương đương, Kelley, Brown và Liebig (1940) tiến hành tạo dịch chiết của đất với dung dịch có nồng độ khác nhau từ Na^ đến Ca^^. Trong thí nghiệm này, dung dịch 100 g đất của các mầu Yolo được lắc đều, lọc, và phân tích Ca*'^, Na^ và Kết quả phân tích ở bảng 4.30.
’) Trong phàn ảnh hưởng của mặn, Tài liệu dẫn từ "Đất mặn* cùa Kelly, 1940.
Bảng 4.30. Ảnh hưdng của tỷ lệ giữa Na : Ca
(Kelley, Brown & Liebig. 1940) Dung d ic h
d iiộ c sử d ụ n g Tỷ iệ Na ; Ca
Dung d|ch đ í t phản ứng (m .e./lít) H íp th v Na^
( m .e ilit)
NaCÌ CaCÌ2 Na^
10,4 0 1 : 1 2 ,2 2 1.13 7,74 2 ,6 6
10,4 10,4 9.30 2,98 9.40 1 30'
2 0 .8 0 2 :1 363 170 15.40 5,40
2 0 ,8 10,4 10,70 3^40 18.30 2.50
41.6 0 4:1 5,75 2.64 34.60 7.00
41.6 10,4 12.45 3.80 3 6 3 4 5,06
Thí nghiệm khác, 20 g đất từ mẫu đất trên được chiết từ 2 lít dung dịch, sau đó xác định các bazơ trao đổi có sẵn trong đâ't. Kết quả phân tích d bảng 4.31.
Số liệu này cho thấy sự hấp thụ Na* giảm dần khi có mặt của trong dung dịch. Trong bảng 4.31 ỉượng dịch chiết nhỏ (20 g) với 2 lít dung dịch Nâ và Cấ*’ có tỷ lệ 1 : 1 có Na* ít hơn dung dịch ban đầụ Khả năng tthay thế của yếu hcfn lượng Na^ trao đổi nhiều hcfn khi chiết từ dịch lọc có và có một nửa trong dung dịch muôi.
Bảng 4.31. Ảnh hưdng của các bazơ trao đổi chiết từ dung dịch muối.
(Kellcy, Brown & Liebig, 1940)
Dung d|ch muối phản ứng
Các bazờ thay thế trong đất Na hòa tan
NaCI CaCls MgCb Ca** K* Na* {%)
10.4 0 0 19,5 4,9 0.8 3.9 1ô
10,4 10.4 0 24,8 1,1 1.1 0.9 3
10.4 5,2 5.2 15,2 8.3 1.1 2.3 8
2 0 ,8 0 0 18,1 4.3 0.8 6.6 23
20,8 10.4 0 25,0 0.7 1.1 1 .6 6
20,8 5.2 5.2 15.3 8.4 1.0 2.4 9
41.6 0 0 16,5 3,4 0 5 8 .2 29
41.6 5.2 5.2 158 8.3 1.1 3.1 111
Đát ban dầu 21,7 6,0 1.4 1 . 2 4
Thành phần cũng như nồng độ các muếi tan tích tụ trong đất m ặn có ảnh hưởng đến sự trao đổi bazơ. Nếu các muối tích tụ có hòa ta a hơi cao, đất sẽ chứa Na"^ trao đổi ít hơn hòa tan trong dung dịch muối ban đầu. Tuy nhiên, cũng như được tìm ra trong đất mặn cũng không
thể chứng minh được dung dịch chứa Ca và Mg ban đầu. và hòa tan cuối cùng cũng loãng, dù sự trao đổi bazơ luôn diễn ra trong đâ't. Tuy th ế lượng Na^ trao đổi cũng nhiều hơn dung dịch muối ban đầu khi tạo dung dịch có các thành phần Ca, Mg và Na.
Khi tạo dịch chiết đất có các muối Na, Mg và Ca hòa tan, lượng Na* bị giảm vì pha loăng làm giảm nhanh khả năng trao đổi của Na"^ nhanh hơn Ca'^'^ và Kết quả là hầu như Na"^ trao đổi bị thay th ế bởi Ca'*”^ hoặc
trong suốt quá trình chiết. Cuôì cùng sự hiện diện của các muôTi Ca hòa tan có trong đất mặn chính là tạo thêm khoáng trong cải tạo đất mặn.
4.4.4.3. Ảnh hưởng của muối Na lên CaCOs .
Các phản ứng hóa học, ngoại trừ trao đổi bazơ, cũng diễn ra do kết quả của quá trình tích tụ các muô'i hòa tan trong đất mặn. Các phản ứng giữa các muôi của Na và CaCOs quan trọng hơn. CaCOa hòa tan trong muối trung tính nhiều hơn là trong nước cất do ảnh hưởng của một phần áp lực của CO2. CO2 có mặt trong không khí. Rễ thực vật và vi sinh vật đất thải CO2 trong quá trình sông và độ ẩm đất luôn chứa CO2 hòa tan.
D u n g d ị c h đ ấ t c ủ a c á c i o n C a , C O3 v à H C O3, t h ê m v à o đ ó i o n N a v à c á c
Anion của những muối Na trung tính. Canúonetal (1901) và Breazeable (1917) - qua nghiên cứu đã tim ra điều này. Các nhà nghiên cứu đã cho thấy khậ aăng hòa tan của CaCOg trong muối Na2SƠ4 là bão hòa tưctng tự đối với NaCl nhưng không cao lắm ở các ioại muôi khác. Cummins (1926) chứng minh rằng khả năng hòa tan của CaCOa trong các muối NaCl hay Na2S04 yếu đi nếu thêm vào dung dịch đó một muối Ca hòa tan hay Na2C0 3 .Ca'^'^ được sinh ra nhờ sự trao đổi các bazơ và có xu hướng giảm lượng CaCOa hòa tan và khi mà Na2CƠ3 là một thành phần của các muối tích tụ, iượng CaCOa hòa tan có thể biến mất. Do đó mà điều này gây ra tranh luận về các dạng Na2CƠ3.
4.4.4.4. Ảnh hưởng của Nã* lền ui sinh uật:
Sinh vật đất có thể chịu ảnh hưởng bởi sự tích tụ muôi. Lipman (1912a) chứng minh rằng thêm một lượng 0,20% NaCl hay Na2SƠ4 làm giảm quá trình amon hóa của mao mạch trong đất cát ở Anheim, Califomia. Nếu hctti 10% các muôi này được amoQ hóa thì hầu hết bị ức chế. Mặt khác, sự thêm vào của NaịỉCOa đă thúc đẩy quá trình amon hóa lên đến nồng độ 0,1%- Greazes (1916) cũng đưa ra kết quả tương tự với một loại đất ở logan, Ultah.
Ngược lại các ảnh hưởng lên quá trình amon hóa, Lipmen (1912b) thấy rằng 0,10% NaCl và 0,20% Na2S04 rõ ràng cũng thúc đẩy quá trinh N itrat hóa, nhưng Na2CƠ3 thì có tính độc cao hơn đối với đất ngay cả với nồng dộ thấp 0,05%.
Lipmen và Sharp (Ỉ9Ỉ2) tìm ra NaCỈ ở nồng độ dưới 0,5%, gây ảnh hưdng đến quá trình cố định đạm cửa các vi khuẩn có nô't sần, còn Na2S04 thi thể hiện tính độc ở nồng độ 1,20%. Như&g với NaCỈ ở nồng độ trên được ghi nhận là độc. N 82C03 ở nồng độ ít hơn hoặc bằng 0,40% quá trình cố định đạm được thúc đẩy nhanh hơn một ít, ở nồng độ 0,50% NaaCOa thì sự cố định đạm thật sự được đẩy mạnh. Greaves và Lund (1921) và cùng Greaves (1912) thảo luận về ảnh hưởng cửa các Cation và Ânion lên hoạt động vi sinh trong đất và trong mối ỉiên quan với áp lực thẩm thấu của dung dịch. Các muối ban đầu trong dất mặn d nồng độ thâp không độc, thật sự thì quá trình Âmon hóa và Nitrat hóa cố thể bị đồng hóa. Nhưng ở giới hạn độc có một sự tương quan mật thiết giữa độc tính và áp suất thẩm thấu, ở áp suất thẩm thâu là 15 atm quá trình amon hổa giảm xuông gần một nửa so với đất không mặn.