Chương XIII Ô nhiễm đất

Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp, nhiều đô thị và thành phố cũng được hình thành thì tình hình ô nhiễm môi trường ngày càng nghiêm trọng. Khói thải từ các nhà máy và các xe cơ giới làm ô nhiễm bầu không khí. Nước thải từ các nhà máy và khu dân cư đô thị làm ô nhiễm nguồn nước. Khi không khí và nước bị ô nhiễm thì đất cũng bị ô nhiễm. Trong nông nghiệp, chúng ta đã và đang sử dụng ngày càng nhiều các loại thuốc trừ sâu, thuốc trừ cỏ và một số phân hoá học, một số trong các loại hoá chất đó cũng có thể gây ô nhiễm đất. Hàm lượng các chất độc hại đó tích luỹ trong đất tới mức độ nào đó sẽ gây hại cho cây trồng và vi sinh vật đất, từ đó phá vỡ cân bằng sinh thái giữa đất và các hệ sinh thái khác. Ô nhiễm đất không những làm giảm khả năng sản xuất của đất mà còn lấy đất làm điểm xuất phát để ảnh hưởng tới thực vật, động vật và người - một số nguyên tố vi lượng hoặc siêu vi lượng có tính độc hại tích luỹ lại trong nông sản phẩm từ đó gây tác hại nghiêm trọng đối với động, thực vật và người.

doc11 trang | Chia sẻ: lylyngoc | Lượt xem: 1975 | Lượt tải: 2download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Chương XIII Ô nhiễm đất, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Chương XIII Ô NHIỄM ÐẤT 1. Khái niệm về ô nhiễm đất Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp, nhiều đô thị và thành phố cũng được hình thành thì tình hình ô nhiễm môi trường ngày càng nghiêm trọng. Khói thải từ các nhà máy và các xe cơ giới làm ô nhiễm bầu không khí. Nước thải từ các nhà máy và khu dân cư đô thị làm ô nhiễm nguồn nước. Khi không khí và nước bị ô nhiễm thì đất cũng bị ô nhiễm. Trong nông nghiệp, chúng ta đã và đang sử dụng ngày càng nhiều các loại thuốc trừ sâu, thuốc trừ cỏ và một số phân hoá học, một số trong các loại hoá chất đó cũng có thể gây ô nhiễm đất. Hàm lượng các chất độc hại đó tích luỹ trong đất tới mức độ nào đó sẽ gây hại cho cây trồng và vi sinh vật đất, từ đó phá vỡ cân bằng sinh thái giữa đất và các hệ sinh thái khác.           Ô nhiễm đất không những làm giảm khả năng sản xuất của đất mà còn lấy đất làm điểm xuất phát để ảnh hưởng tới thực vật, động vật và người - một số nguyên tố vi lượng hoặc siêu vi lượng có tính độc hại tích luỹ lại trong nông sản phẩm từ đó gây tác hại nghiêm trọng đối với động, thực vật và người.           Ô nhiễm đất còn làm hại đến môi trường khác như nước ngầm, nước mặt, không khí. Ví dụ, một số chất ô nhiễm có tính hoà tan trong nước, thấm xuống nước ngầm, hoặc có thể bị dòng nước di chuyển đi nơi khác tạo nên sự ô nhiễm nước trên mặt đất. Gió thổi có thể chuyển chất ô nhiễm đi xa làm cho diện tích ô nhiễm mở rộng hơn. Bởi vậy, ô nhiễm đất cũng có thể trở thành nguồn ô nhiễn đối với nước và không khí. Muốn phòng chống ô nhiễm đất cần tìm hiểu nguồn gốc, số lượng, các dạng, sự di chuyển, sự chuyển hoá, sự tích luỹ và tiêu tan của các chất gây ô nhiễm. 2. Nguồn gây ô nhiễm Nguồn gây ô nhiễm đất trước hết là từ nước và không khí, ngoài các chất đặc biệt do núi lửa phun ra còn có các chất thải trong công nghiệp và sinh hoạt (hơi thải, nước thải, cặn thải, phân hữu cơ, rác). Tất nhiên, phân hoá học, thuốc trừ sâu, thuốc trừ cỏ, các khoáng sản đang khai thác, các chất phóng xạ... cũng đều là các chất ô nhiễm từ bên ngoài vào đất. 2.1. Tưới nước thải công nghiệp làm ô nhiễm đất Nông dân dùng nước thải công nghiệp từ các nhà máy ra hoặc nước cống thành phố để tưới cho cây, tuy nước đó có thể làm tăng được một ít năng suất cây trồng nhưng nếu sử dụng không đúng, lâu dài tích luỹ lại có thể gây ô nhiễm đất, làm giảm độ màu mỡ của đất hoặc gây ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng phát triển cây trồng cũng như sức khoẻ của con người và gia súc. Ví dụ, nếu dùng nước của một số nhà máy có chứa muối mặn, chất kiềm hoặc chất axit sẽ làm cho đất dần dần hoá mặn, hoá kiềm hoặc hoá chua từ đó làm giảm khả năng sản xuất của đất. Nghiêm trọng nhất có nhà máy thải ra một số nguyên tố kim loại nặng như: Cd, Ni, Cr... Các nhà máy hoá chất, các xưởng sản xuất nông dược thải ra Hg, Pb, As. Các chất này sau khi tích luỹ trong đất thì khó loại ra, có thể ảnh hưởng xấu cho cây. Do hoạt động của vi sinh vật, chúng có thể bị tiêu tan dần, nhưng dù chỉ nằm trong đất một thời gian ngắn vẫn gây độc hại. Những vùng mỏ đang khai thác như mỏ pyrit (FeS2), mỏ than chứa lưu huỳnh (S), sau oxy hoá sẽ sinh ra H2SO4 làm cho môi trường rất chua, ảnh hưởng xấu đến đất. Ðất bị nhiễm lưu huỳnh ban đầu trở nên chua nhiều làm giảm năng suất cây trồng, sau đó còn sinh ra các muối như sunphat sắt, nhôm hoặc mangan, bị các chất hữu cơ trong đất khử oxy tạo thành các hợp chất sunphit lưu lại trong đất tiếp tục gây hại dưới dạng axit hoặc dạng lưu huỳnh.  2.2. Một số chất khí thải làm ô nhiễm đất Thường gặp nhất là SO2 hoặc HF do các nhà máy thải ra. Chất thứ nhất sinh ra axit H2SO4, chất thứ hai sinh ra axit HF. Chúng được nước mưa kéo xuống đất. Chất đầu có thể cho một vùng đất bị chua, chất sau có thể làm cho hàm lượng flo hoà tan trong đất tăng lên có hại cho sức khoẻ của người và gia súc.  2.3. Các chất phế thải của công nghiệp làm ô nhiễm đất Các chất thải của các nhà máy và hầm mỏ thường chứa một số kim loại nặng hoặc một số chất độc dạng hữu cơ và dạng axit, dạng bazơ hoặc các muối khác làm cho đất bị ô nhiễm ở các kiểu khác nhau. Vấn đề này rất phổ biến ở các thành phố và khu công nghiệp lớn.  2.4. Nông dược và phân bón làm ô nhiễm đất Các hợp chất clo hữu cơ trong nông dược dễ tồn lưu lại trong đất, nếu sử dụng liều lượng lớn và liên tục nhiều năm có thể gây ô nhiễm đất. Trong sản xuất phân hoá học, do nguyên liệu không tinh khiết có thể đem lại một số nguyên tố có hại như công nghiệp sản xuất phân lân liên tục với số lượng nhiều sẽ làm cho hàm lượng các nguyên tố Cd, As... tăng lên gây ô nhiễm đất. Nếu dùng phân đạm dạng cyanamit canxi (CaCN2) có thể tồn lưu trong đất gây hại cho cây trồng.  2.5. Các chất phóng xạ làm ô nhiễm đất Các chất phóng xạ tồn tại trong đất thường là K40, Ra87, C14. Hiện nay người ta đã tìm thấy nhiều nguyên tố khác nhập vào đất nhưng trong đó chỉ có Sn90 và Cs137 là hai chất phóng xạ bền vững ở trong đất, chu kỳ bán huỷ của chúng là 28 và 30 năm. Theo tài liệu của Mỹ thì trong đất Mỹ Sn90 và Cs137 có khoảng 150 và 240 milicuri trên 1 cây số vuông Anh. Hàm lượng K40 tự nhiên bình quân khoảng 20000 milicuri. Nói chung sự ô nhiễm của các chất đó đối với đất chưa nghiêm trọng nhưng nếu có các chất phóng xạ do vũ khí nguyên tử phóng ra thì đất sẽ bị ô nhiễm nặng.  2.6. Các chất thải trong sinh hoạt làm ô nhiễm đất           Ở các vùng dân cư đông đúc như các thành phố lớn, có nhiều chất thải sinh hoạt tập trung trong các cống rãnh hoặc các bãi rác chưa được xử lý, trong quá trình phân giải xác hữu cơ có thể sinh ra một số chất làm ô nhiễm đất, nhất là khi nông dân dùng nước bẩn đó để tưới hoặc dùng các loại phân hữu cơ chưa được xử lý đầy đủ.  3. Các nguyên tố gây độc và sự chuyển hoá của chúng trong đất Sự ô nhiễm của các nguyên tố kim loại nặng có tính chất "bán vĩnh cửu", vì vậy nếu đất mới bị ô nhiễm thì khó loại trừ. Nếu các nguyên tố vi lượng cần cho cây như Cu, Cr, As, Zn vượt quá giới hạn nhất định sẽ độc cho cây và ô nhiễm đất. Trong đó có Cd và As là độc nhất; Hg, Pb và Ni là loại độc vừa; còn B, Cr, Mn và Zn thì ít độc hơn. Sự tích luỹ và di chuyển các nguyên tố trên phụ thuộc các điều kiện sau: + Tác dụng giữa các hợp chất có nguyên tố kim loại nặng với đất + Ðộ pH của đất + Ðiện thế oxy hoá khử của đất Tác dụng này bao gồm sự trao đổi ion, kết tủa hoá học, thuỷ phân, tạo phức... có trường hợp xảy ra đơn độc, có trường hợp liên quan lẫn nhau (bảng 13.1)  3.1. Asen (As) Trong đất, asen thường tồn tại ở dạng axit bao gồm muối của axit asenic (As hoá trị 5) và bất cứ As ở dạng vô cơ hoặc hữu cơ đều độc hại, tuy dạng hữu cơ ít độc hơn nhưng ở trong đất dễ chuyển thành dạng vô cơ. Hàm lượng As trong đất từ 2 - 13 ppm phụ thuộc vào thành phần đá mẹ, hàm lượng chất hữu cơ và thành phần cơ giới đất. Theo tài liệu của Mỹ, hàm lượng bình quân của As trong đất Mỹ bị nhiễm As là 165 ppm, cao nhất có thể tới 263 ppm. Bảng 13.1: Các chất chủ yếu làm ô nhiễm đất và nguồn gốc của chúng Dạng Chất ô nhiễm Nguồn gốc chủ yếu Chất ô nhiễm vô cơ As Nông dược chứa As, H2SO4, y dược, nước thải công nghiệp thuỷ tinh Cd Luyện kim, mạ điện, xưởng thuốc nhuộm, hơi thải chứa Cd Cu Luyện kim, công nghiệp chế đồ đồng, nông dược chứa chất đồng Cr Luyện kim, mạ, nước thải xưởng in và nhuộm Hg Xưởng sản xuất hợp chất có chứa Hg, nông dược chứa thuỷ ngân Pb Nước thải luyện kim, nông dược Zn Nước thải luyện kim, xưởng dệt, nông dược chứa Zn, phân lân Ni Nước thải luyện kim, mạ, luyện dầu, thuốc nhuộm F Nước thải sau khi sản xuất phân lân Muối kiềm Nước thải nhà máy giấy, nhà máy hoá chất Axit Nước thải nhà máy sản xuất H2SO4, đá dầu, mạ điện Chất ô nhiễm hữu cơ Phenol Công nghệ hoá dầu, sản xuất benzen-phenol, cao su, nông dược Hợp chất xyanua Mạ, luyện kim, in ấn, phân bón C12H22 Nước thải công nghiệp đá dầu Ðá dầu Khai thác đá dầu, luyện dầu, ống dẫn dầu bị rò Nông dược hữu cơ Sản xuất nông nghiệp và sử dụng Các chất huyền phù hữu cơ có N Nước cống rãnh thành phố, thực phẩm, công nghiệp giấy, công nghiệp xellulo Gốc axit asenic kết hợp với Ca, Al, Fe tạo thành các hợp chất không tan như Ca3(AsO4)2, AlAsO4, FeAsO4. Tích số hoà tan của chất đầu là 6,8.10-19, của 2 chất sau là 5,7. 10-24 do đó chất đầu độc hại hơn 2 chất sau. Bởi vậy, nếu ta bón các muối sunphat sắt nhôm (phèn chua) vào đất bị ô nhiễm As có thể giải độc As dần dần do nguyên nhân nói trên. Ðiều cần lưu ý là cùng một loại đất và cùng bón thử một lượng As như nhau nhưng lượng As tích luỹ trong bột gạo cao hơn trong bột mỳ. Kết quả thí nghiệm ở đất vùng Tân Trạch (Trung Quốc) cho thấy hàm lượng As2O3 trong rơm rạ cao hơn trong hạt thóc 10 - 20 lần vì vậy cần lưu ý lúc sử dụng rơm rạ ở vùng đất có ô nhiễm As làm thức ăn cho trâu bò. 3.2. Cadimi (Cd) Bản thân nguyên tố Cd không độc nhưng hợp chất của nó thì độc hại nhiều. Hàm lượng Cd trong đất khoảng 0,5 ppm. Ðất Nhật Bản bị ô nhiễm Cd rất nặng, họ quy định nếu đất chứa dưới 2 ppm là không độc. Trong đất ô nhiễm các nguyên tố kim loại nặng, hàm lượng Cd có quan hệ với hàm lượng Zn và Pb, nếu Cd nhiều thì Zn và Pb cũng nhiều. Tầng đất mặt ở các vùng lân cận nhà máy luyện kẽm có thể chứa 1700 ppm Cd. Cd trong đất có thể ở dạng hoà tan trong nước (dạng ion và phức chất) và dạng không tan trong nước (dạng hấp phụ, dạng kết tủa và dạng phức tạp khó tan). Hai dạng này có thể chuyển hoá lẫn nhau tuỳ điều kiện môi trường. Cd gây độc hại cho cây chủ yếu ở dạng hoà tan trong nước. Trong môi trường chua, độ tan của Cd tăng, độ độc sẽ tăng, trong môi trường kiềm, tạo thành kết tủa Cd(OH)2, vì vậy trong đất có phản ứng cacbonat hoặc đất bón nhiều vôi thì độ độc hại của Cd sẽ giảm. Ðộ hoà tan của các hợp chất Cd theo thứ tự như sau: hợp chất Cd với S < hợp chất Cd với OH < hợp chất Cd với cacbonat. Ðiều kiện oxy hoá khử là yếu tố xúc tiến sự chuyển hoá các hợp chất Cd. Cây lúa bị ô nhiễm Cd thì trong gạo có thể chứa trên 1 ppm, nếu ăn liên tục nhiều năm loại gạo này con người sẽ bị bệnh đau xương. Cây trồng khác nhau thì lượng hút Cd và tồn lưu cũng khác nhau. Nói chung ở các loại mạch nhiều hơn ở cây họ đậu, cây họ đậu nhiều hơn cây lúa, cây rau hút Cd ít, cây ăn củ hút tương đối nhiều Cd. Gạo chứa > 1ppm, tiểu mạch: 1 - 3,5 ppm, đỗ tương: 1 ppm, cà: 0,27 ppm, cà rốt: 0,2 ppm, khoai tây: 0,2 ppm, cải bắp: 0,1 ppm, hành: 0,1 ppm, dưa chuột: 0,15 ppm và nho: 0,06 ppm.  3.3. Crom (Cr) Theo tài liệu nước ngoài, một số đất bị ô nhiễm nặng, hàm lượng Cr có thể đến 4600 ppm. Một số đất trồng ở Trung Quốc hiện nay có hàm lượng Cr từ 17 - 270 ppm, bình quân là 80 ppm. Cr trong đất phần lớn ở dạng hợp chất oxit không tan. Keo đất có khả năng hấp phụ Cr3+ tương đối mạnh, Fe2O3.nH2O và Al2O3.nH2O cũng hấp phụ nhiều Cr2O72-. Trong keo sét, Al trong khối tám mặt của phiến gipxit có thể trao đổi với Cr3+ và như thế Cr trở thành nguyên tố cấu tạo tinh thể keo khoáng. Bởi vậy, Cr trong đất rất khó tan, cây khó hút. Kết quả thí nghiệm trong chậu của Ðại học Nông nghiệp Triết Giang Trung Quốc về tưới nước nhiễm Cr đã phát hiện 85 - 99% Cr tồn lưu lại trong đất và hầu như toàn bộ nằm trong tầng đất mặt 0 - 5 cm. Ðộ pH và trạng thái oxy hoá khử của đất có thể làm thay đổi trạng thái hợp chất Cr. Trong đất trung tính hoặc kiềm Cr3+ sẽ kết tủa ở dạng Cr(OH)3. Khi Eh thấp thì Cr6+ bị khử thành Cr3+. Loại cây khác nhau hút Cr6+ và Cr3+ cũng khác nhau. Ví dụ cây thuốc lá hút có tính chọn lọc Cr6+, cây ngô không hút Cr6+, cây lúa hút cả Cr6+ và Cr3+ nhưng bất cứ lúa xuân hoặc lúa mùa đều hút Cr6+ nhiều hơn Cr3+. Trong các bộ phận cây lúa thì hàm lượng Cr3+ ở rơm rạ lớn hơn trong vỏ trấu và thấp nhất là ở gạo. 3.4. Chì (Pb) Chì gây ô nhiễm môi trường là do một chất chứa chì trộn lẫn vào xăng có tên gọi là tetraethyl chì Pb(C2H5)2. Chất này được đốt cháy cùng với xăng tạo thành chất khí PbCl2, PbBr2 và một ít PbO sau đó thải ra ngoài gây ô nhiễm không khí rồi rơi xuống đất làm ô nhiễm đất. Càng gần đường giao thông thì đất ô nhiễm chì càng nhiều. Phần lớn chì phóng ra trong phạm vi 33 cm kể từ lề đường. Càng xuống sâu tỷ lệ chì càng giảm chứng tỏ độ hoạt hoá của chì rất kém. Trong môi trường trung tính hoặc kiềm chì tạo thành PbCO3 hoặc Pb3(PO4)2 ít hoà tan, cây khó hút vì vậy trong đất có phản ứng cacbonat hoặc trong đất trung tính vấn đề ô nhiễm chì không đáng kể. Kết quả nghiên cứu cho thấy, khả năng hấp phụ chì của keo sét cao hơn 2 - 3 lần hấp phụ canxi. Chất hữu cơ cũng hấp phụ chì mạnh. Vì tính di động của chì kém nên cây bị ô nhiễm có lẽ do chì trong không khí là chủ yếu. 3.5. Thuỷ ngân (Hg) Ở Nhật Bản đất bị ô nhiễm thuỷ ngân rất nặng. Từ 1953 - 1967 trên toàn bộ đất canh tác Nhật Bản đã sử dụng hơn 6800 tấn thuỷ ngân, hàm lượng thuỷ ngân trong gạo từ 0,02 ppm (1946) tăng lên 0,15 ppm (1966) vì thế ở Nhật bắt đầu ngừng và hạn chế bón thuỷ ngân. Hợp chất thuỷ ngân vô cơ vào đất có thể bị hút và giữ chặt vì keo sét và keo hữu cơ hấp phụ thuỷ ngân mạnh, Fe(OH)3 và Al(OH)3 có thể hút các anion HgCl3- và HgCl42-. Một số keo có thể hấp phụ vật lý đối với thuỷ ngân ở dạng phân tử HgCl và Hg2Cl4. Mặt khác, tác dụng kết tuả hoá học của thuỷ ngân vô cơ trong đất rất mạnh, tạo thành các hợp chất hydroxyl thuỷ phân, muối phosphat, muối cacbonat và HgS đều khó tan, vì vậy thuỷ ngân vô cơ ít độc đối với cây. Nhưng khi hợp chất thủy ngân bị khử oxy thành thủy ngân kim loại, sau đó xuất hiện dưới dạng hơi thuỷ ngân (như lúc núi lửa hoạt động) có thể qua khí khổng ở lá mà nhập vào cây. Dưới tác dụng của vi sinh vật yếm khí, hợp chất thuỷ ngân vô cơ có thể chuyển thành dạng thuỷ ngân hữu cơ. Trong đất trũng lầy nhờ tác dụng của vi sinh vật yếm khí có thể tạo ra Hg(CH3)2 và ion CH3Hg+ theo phản ứng: Hg2+ (CH3)2Hg ® CH3Hg+ CH3Hg+ hoà tan trong nước có thể bị cây hút, bởi vậy trong điều kiện đất lúa ngập nước nếu chứa thuỷ ngân sẽ gây độc cho cây. Trong đất cạn, lượng thuỷ ngân dễ tiêu rất ít, nhưng sau ngập nước thì thuỷ ngân dễ tiêu tăng lên, ví dụ một loại đất đá vôi khi khô phân tích Hg dễ tiêu rất ít hoặc không có nhưng sau ngập nước 7 ngày, Eh giảm xuống 328 mV thì thuỷ ngân dễ tiêu tăng lên 0,05 ppm, sau đó giảm dần xuống 0,02 - 0,01 ppm, vì thế cây lúa nước bị ô nhiễm thuỷ ngân rõ hơn tiểu mạch. Theo tiêu chuẩn vệ sinh quy định về hàm lượng Hg trong lương thực không được vượt quá 0,02 ppm  3.6. Flo (F) Tuy không phải là nguyên tố kim loại nặng nhưng tính độc hại của nó cũng tương tự. Vùng không khí bị ô nhiễm flo (F2 và HF) thì hàm lượng F trong đất tăng. Trong đất cạn có phản ứng trung tính hoặc kiềm, hợp chất của flo (như CaF2) có độ hoà tan rất bé nên cây khó hút. Trong đất cát và đất chua, F dễ bị cây hút hơn. Kết quả thí nghiệm cho thấy: lúc trong đất chứa 500 ppm F sẽ ức chế cây đậu tằm và cây cà rốt. Cây sống trên đất nhiều F có hàm lượng F trong các bộ phận cũng khác nhau (rễ > lá > hạt). Nếu bầu không khí nhiễm F sẽ ảnh hưởng rõ đến cây, Bảng 13.2: Ảnh hưởng của F ô nhiễm đất và không khí đối với hàm lượng F trong các bộ phận cây đậu tằm (ppm) Công thức xử lý Hạt Lá Rễ Ðất được bón 500 ppm F Ðất được bón 500 ppm F + ô nhiễm không khí 0 1,5 20 820 35 248 4. Nông dược và phân bón tồn lưu trong đất và sự chuyển hoá của chúng 4.1. Sự tồn lưu và chuyển hoá của nông dược trong đất Sự ô nhiễm nông dược đã gây ảnh hưởng xấu cho người và gia súc nên người ta rất chú trọng. Có thể chia nông dược ra 3 loại như sau: hợp chất kim loại nặng (chứa Pb, As và Hg); thuốc trừ sâu dạng lân hữu cơ và thuốc trừ cỏ. Thành phần hoá học và tính bền vững của các loại nông dược rất khác nhau, sự chuyển hoá của chúng ở trong đất cũng khác nhau. Nông dược gây ô nhiễm chủ yếu là clo hữu cơ (như DDT, 666) và các hợp chất kim loại nặng, do tính chất của chúng ổn định khó phân huỷ. Thuốc trừ cỏ, lân hữu cơ phần lớn bị vi sinh vật phân giải, thời gian tồn lưu trong đất ngắn nhưng chúng gây độc hại nhiều cho cá và các động vật hoang dã. Sự ô nhiễm của nông dược đối với môi trường đã làm ảnh hưởng xấu cho môi trường sinh thái, vì vậy phải tìm cách phòng chống. * Sự tồn lưu nông dược trong đất + Tính tồn lưu của nông dược Do đặc tính lý hoá của bản thân nông dược cùng với tác dụng tổng hợp của các yếu tố ảnh hưởng làm tiêu tan nông dược cho nên tính tồn lưu của chúng ở trong đất khác nhau nhiều. Bảng 13.3 cho biết thời gian cần cho một loại nông dược ở trong đất tiêu tan một nửa (thời gian bán hủy). Nếu nông dược nào có thời gian bán hủy trên một năm thì gọi là nông dược có tính tồn lưu. Bảng 13.3. Thời gian tồn lưu trong đất của một số nông dược Loại nông dược Thời gian bán huỷ (năm) Hợp chất kim loại nặng (Pb, As, Cu, Hg) Clo Hữu cơ (666, DDT) Thuốc trừ cỏ 2,4D và 2,4,5-T Thuốc trừ sâu dạng lân hữu cơ Thuốc trừ sâu có gốc ammon 10 - 30 2 - 4 1 - 2 - 0,4 0,02 - 0,2 0,02 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính tồn lưu của nông dược là thành phần cơ giới, hàm lượng mùn, độ pH, độ ẩm, trạng thái vi sinh vật đất, chế độ canh tác, loại cây trồng... Thí dụ nghiên cứu DDT cho thấy trong điều kiện yếm khí chất này chuyển ra dạng DDD nhanh hơn nhiều so với khi chuyển ra dạng DDE trong điều kiện hảo khí, đặc biệt nếu bón phân xanh vào thì phân giải càng nhanh. Từ đó ta thấy rằng với các chế độ canh tác khác nhau thì tính tồn lưu nông dược cũng khác nhau. Do tốc độ phân huỷ của DDD và DDE rất chậm cho nên dù đã đình chỉ sử dụng DDT nhưng chúng vẫn tồn lưu lâu dài ở trong đất. Số lượng nông dược tồn lưu trong đất được gọi là "tồn dư" tính theo đơn vị mg/kg đất hoặc ppm. + Ảnh hưởng của sự tồn tại nông dược Sau phân giải thì tính độc của một số nông dược càng tăng. Ví dụ thuốc trừ cỏ 2,4,5-T ở trong đất bị vi sinh vật phân giải tạo thành một số chất có thể gây nên quái thai động vật. Năm 1970 ở Mỹ đã công bố hạn chế sử dụng nông dược này, ở Nhật năm 1965 đã chế ra một loại rượu chống được bệnh đạo ôn không có hại cho lúa nhưng khi sử dụng rơm rạ đã xử lý bằng rượu này để ủ phân thì vi sinh vật phân giải và tạo ra hai chất có hại cho cây, vì hai chất đó có đặc tính hoá học ổn định: Một số nông dược tồn lưu trong đất cây hút sẽ tồn lưu trong cây. Một số cây trồng có thể tích luỹ nông dược. Ví dụ rơm rạ của cây lúa sống trên đất ô nhiễm 666 có hàm lượng 666 nhiều hơn 4 - 6 lần so với trong đất. Cây có dầu như lạc, hạt lạc có thể chứa clo hữu cơ nhiều hơn ở trong đất 3 - 4 lần do đó có ảnh hưởng xấu đến con người. Các loại cây như khoai tây, cà rốt, cải củ có lớp biểu bì ở rễ có thể hút trực tiếp sau đó qua tác dụng thẩm thấu vào trong cây tạo thành nông dược tồn lưu. Một số cây như dưa chuột, ngô thì qua rễ nông dược được vận chuyển lên các bộ phận của cây trên mặt đất như thân, lá, quả, hạt. Nồng độ nông dược tồn lưu trong đất có ảnh hưởng tới khả năng hút nông dược của rễ cây. Trong phạm vi nồng độ thấp thì lượng hút tương quan thuận với nồng độ nông dược trong đất. Ngoài ra loại nông dược khác nhau thì cây hút được cũng khác nhau. Thuốc trừ sâu còn ảnh hưởng rất xấu tới động vật và vi sinh vật đất. Ví dụ, DDT có thể giết chết 99% động vật bé ở trong đất, nếu muốn phục hồi phải mất 2 năm. Sau khi dùng nông dược, các tuyến trùng, vi khuẩn và nấm sẽ giảm số lượng, tuy chúng sẽ được phục hồi nhưng vẫn ảnh hưởng đến độ màu mỡ của đất đặc biệt là những đất dùng nhiều nông dược và dùng liên tục. Các nông dược có thể bị các động vật hút giữ lại trong đất ví dụ lượng DDT trong cơ thể giun đất nhiều gấp 1,18 - 4,86 lần trong đất, nơi nó sống. Sự biến hoá vi sinh vật, động vật trong đất tất nhiên sẽ gây nên sự biến hoá độ màu mỡ và chế độ dinh dưỡng trong đất. * Sự chuyển hóa nông dược trong đất Nông dược trong đất chuyển hoá theo các con đường sau đây: + Bay hơi Một số nông dược có tính bay hơi như thuốc trừ cỏ (EPTA, CDEA) và thuốc trừ sâu, chúng bốc hơi ở tầng đất mặt. Tuy nhiên thuốc trừ sâu dạng lân hữu cơ có áp suất bay hơi bé nhưng nó bốc hơi từ trong đất rất rõ: khi bốc hơi kéo dài và gặp mưa, 2 dòng đối lưu đó sẽ làm cho phân tử thuốc bay hơi và cuối cùng trở lại mặt đất. Theo tính toán, trên diện tích 1 km2 mỗi năm có thể tích luỹ 20 g DDT. + Hoà tan, rửa trôi và chảy tràn Loại nông dược có tính hoà tan mạnh ở trong nước (như 2,4D) dễ di động và rửa trôi ra kh