Luận án tiến sĩ đặc điểm địa hóa đất tả ngạn sông Hồng thuộc địa bàn Hà Nội - Trần Thị Hồng Minh, Trường Đại học Mỏ - Địa chất

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT TRẦN THỊ HỒNG MINH ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÓA ĐẤT KHU VỰC TẢ NGẠN SÔNG HỒNG THUỘC ĐỊA BÀN HÀ NỘI Ngành: Khoáng vật học và Địa hóa học Mã số: 9 440 205 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà Nội – năm 2020 luan an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT TRẦN THỊ HỒNG MINH ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÓA ĐẤT KHU VỰC TẢ NGẠN SÔNG HỒNG THUỘC ĐỊA BÀN HÀ NỘI Ngành: Khoáng vật học và Địa hóa học Mã số: 9 440 205 Người hướng dẫn khoa học: 1.TS Nguyễn Khắc Giảng 2. TS Nguyễn Thục Anh Hà Nội – năm 2020 luan an i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả, số liệu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận án Trần Thị Hồng Minh luan an ii CÁC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu : Viết tắt Am : Amphibol As : Arsen AsS : Realga AsO43- : Arsenat BTNMT : Bộ Tài nguyên Môi trường Bf : Biofil BVTV : Bảo vệ thực vật Const : Hằng số CEC : Dung tích trao đổi cation Cd : Cadimi Cu : Đồng Cr 3+ : Crom III Cr 6+ : Crom VI Dk : Độ keo Do : Dolomit ĐA : Đông Anh ĐT : Đại Thịnh Ec : Độ dẫn diện Eh : Thế năng oxi hóa - khử FeAsA : Arsenopyrit FeCr2O4 : Cromit Gip : Gibsit GL : Gia Lâm Zn : Kẽm Z : Hóa trị Zr : Ziron Hg : Thuỷ ngân luan an iii KHCN : Khoa học Công nghệ KLN : Kim loại nặng KTTV : Khí tượng Thủy văn LL : Đất có tầng sét loang lổ ML : Mê Linh NCS : Nghiên cứu sinh Ni : Niken NN : Nông nghiệp QCVN : Quy chuẩn Việt Nam pH : Độ axit - bazơ PCBs : Polychlorinated bitphenyls Pb : Chì PS : Đất phù sa PTN : Phòng thí nghiệm PTNT : Phát triển Nông thôn TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam Td : Talaofil Ti : Inmenit Tk : Technofil Tp : Thành phố XA : Đất xám XRD : Nhiễu xạ Rơnghen SEM : Hiển vi điện tử quét VN : Vân Nội VSV : Vi sinh vật luan an iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN. i CÁC TỪ VIẾT TẮT.

iv CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN - XÃ HỘI VÀ MÔI TRƯỜNG CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU. CÁC ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU. Vị trí địa lý và dân cư khu vực nghiên cứu. Đặc điểm địa hình, địa mạo.

Đặc điểm địa chất. Đặc điểm thủy văn khu vực nghiên cứu. ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ, XÃ HỘI VÀ MÔI TRƯỜNG VÙNG NGHIÊN CỨU. Tình hình sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, thủy sản.

Thương nghiệp và dịch vụ. KHÁI QUÁT HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG KHU VỰC NGHIÊN CỨU. Hiện trạng hoạt động sản xuất và môi trường địa bàn huyện Mê Linh. Hiện trạng hoạt động sản xuất và môi trường địa bàn huyện Đông Anh 23 1.

Hiện trạng hoạt động sản xuất và môi trường địa bàn huyện Gia Lâm. Hiện trạng hoạt động sản xuất và môi trường trên địa bàn quận Long Biên .24 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Khái niệm về đất và cơ sở phân loại đất. Thành phần khoáng vật và thành phần hóa học của đất.

Quá trình hình thành và biến đổi đất. Các khái niệm liên quan đến địa hóa môi trường đất. Tình hình nghiên cứu địa hóa đất trên thế giới và ở Việt Nam. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ KHỐI LƯỢNG THỰC HIỆN.

Khái quát chung. Các phương pháp khảo sát thực địa. Các phương pháp nghiên cứu - phân tích trong phòng. Các phương pháp xử lý số liệu.

72 CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT ĐẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU. ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ CÁC LOẠI ĐẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU. Đất phù sa (Fluvisols) (PS). Đất có tầng sét loang lổ (LL).

ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN ĐỘ HẠT CỦA CÁC NHÓM ĐẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU. Đặc điểm thành phần độ hạt của đất phù sa. Đặc điểm thành phần độ hạt của nhóm đất có tầng sét loang lổ. Đặc điểm thành phần độ hạt của đất xám.

ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN KHOÁNG VẬT CỦA ĐẤT TRONG KHU VỰC NGHIÊN CỨU. Đặc điểm thành phần khoáng vật của nhóm đất phù sa. Đặc điểm thành phần khoáng vật của nhóm đất có tầng sét loang lổ. Đặc điểm thành phần khoáng vật của nhóm đất xám khu vực nghiên cứu94 3.

ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA NƯỚC TẠI KHU VỰC NGHIÊN CỨU. Khái quát đặc điểm môi trường nước. 96 CHƯƠNG 4: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÓA ĐẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU. ĐẶC ĐIỂM VÀ QUY LUẬT PHÂN BỐ CỦA CÁC HỢP PHẦN QUAN TRỌNG TRONG CÁC NHÓM ĐẤT Ở KHU VỰC NGHIÊN CỨU.

Đặc điểm phân bố của các nguyên tố trong đất khu vực nghiên cứu. Phân bố hàm lượng các chất chất hữu cơ trong đất. 113 luan an vi 4. Dung lượng (khả năng) trao đổi Cation (CEC) của các nhóm đất.

ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÓA MÔI TRƯỜNG ĐẤT TẠI KHU VỰC NGHIÊN CỨU. Các chỉ số địa hóa môi trường đất. Đặc điểm phân bố các kim loại nặng và các chất độc hại khác trong đất. Đặc điểm phân bố các chất dinh dưỡng trong đất khu vực nghiên cứu.

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG ĐẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU. Khái quát chung. Đánh giá hiện trạng môi trường đất khu vực nghiên cứu. Nguồn gốc, cơ chế tích tụ và phát tán của các hợp phần nhạy cảm trong đất.

MỘT SỐ ĐỀ XUẤT BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG ĐẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU. 143 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 144 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 147 luan an vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.

Hàm lượng trung bình của các nguyên tố chính trong vỏ Trái đất. 34 và trong đới thổ nhưỡng (lấy trong khoảng 20cm tính từ bề mặt). Hàm lượng trung bình đã được công bố rộng rãi của các nguyên tố vết trong vỏ lục địa và trong đất tại các khu vực khác nhau (mg/kg). Khái quát các trầm tích Đệ Tứ ven rìa Đông Bắc của đồng bằng Bắc Bộ.

Hành vi của các nguyên tố vết trong các điều kiện môi trường ngoại sinh khác nhau. Các dạng hợp chất - ion của một số nguyên tố vết trong dung dịch đất. Diện tích bề mặt và khả năng trao đổi cation (CEC) của một số khoáng vật trong đất. Khả năng trao đổi cation của một số loại đất.

Đặc điểm phân bố các nhóm đất, loại đất trong khu vực nghiên cứu. Kết quả phân tích thành phần độ hạt của nhóm đất phù sa. Kết quả phân tích thành phần độ hạt của nhóm đất có tầng sét loang lổ. Thống kê thành phần độ hạt của nhóm đất xám trong khu vực.

Kết quả phân tích thành phần khoáng vật trong nhóm đất phù sa. Kết quả phân tích thành phần khoáng vật của nhóm đất có tầng sét loang lổ trong khu vực nghiên cứu. Kết quả thành phần khoáng vật của đất xám trong khu vực nghiên cứu. Biến thiên hàm lượng các nguyên tố kim loại nặng trong nước mặt tại khu vực nghiên cứu (đơn vị mg/l).

Hệ số tương quan giữa các kim loại nặng trong nước mặt khu vực nghiên cứu. Hệ số tương quan giữa các kim loại nặng trong nước ngầm khu vực nghiên cứu. Bảng thống kê biến thiên hàm lượng các oxit chính trong các nhóm đất .Phân bố hàm lượng một số nguyên tố vết trong các mẫu đất tại khu vực nghiên cứu (mg/kg). 105 luan an viii Bảng 4.

Tương quan cặp giữa các kim loại nặng trong đất. Thống kê biến thiên hàm lượng các chất hữu cơ và carbon hữu cơ trong các nhóm đất khu vực nghiên cứu. Biến thiên hàm lượng các chất hữu cơ và carbon hữu cơ của nhóm đất phù sa trong khu vực nghiên cứu. Biến thiên hàm lượng các chất hữu cơ và carbon hữu cơ trong nhóm đất có tầng sét loang lổ tại khu vực nghiên cứu.

Kết quả phân tích xác định Dung lượng trao đổi Cation (CEC) trong 3 nhóm đất tại khu vực nghiên cứu. Thống kê biến thiên các chỉ số địa hóa trong các nhóm đất khu vực nghiên cứu. Biến thiên hàm lượng các nguyên tố vết theo độ sâu mặt cắt của các nhóm đất tại khu vực nghiên cứu (mg/kg). Biến thiên hàm lượng các kim loại nặng của 3 nhóm đất chính.

122 luan an ix DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1. Sơ đồ vị trí địa lý khu vực nghiên cứu. Sơ đồ Địa chất vùng nghiên cứu (theo tài liệu Bản đồ Địa chất tờ Hà Nội tỷ lệ 1:200.000 của Nguyễn Văn Hoành và nnk. Phẫu diện của các trầm tích hệ tầng Vĩnh Phúc lộ ra tại xã Vân Nội (a) và Cổ Loa (b), huyện Đông Anh.

Trầm tích cát bãi bồi hiện đại của sông Cà Lồ tại xã Kim Hoa, huyện Mê Linh (a); Trầm tích hiện đại cát bột ven sông Đuống tại Giang Biên, Gia Lâm (b). Bãi bồi cao (thềm bậc II) trồng quất ven sông Hồng. Các cánh đồng trồng rau thuộc xã Vân Nội, huyện Đông Anh và xã Quang Minh, huyện Mê Linh. Cấu trúc mặt cắt đất (soil profile) với các đới điển hình.

Thành phần khoáng vật và chất hữu cơ của đất vertisols (đất nâu): (a) khối lượng% của đất, (b) trọng lượng % pha rắn của đất. Thành phần khoáng vật của đất hình thành từ các đá khác nhau trong điều kiện khí hậu ôn đới ẩm: Đất Podzol trên cát kết; (b) đất Vertisol trên granit; (c) đất Calcisol. Các nguyên tố chủ đạo và thiết yếu trong sinh vật nói chung và trong thực vật bậc cao nói riêng. Mặt cắt phẫu diện đất với 4 tầng O, A, E, B phát triển trên các trầm tích hệ tầng Vĩnh Phúc tại xã Kim Hoa, huyện Mê Linh.

Mặt cắt đất với tầng B giàu kết vón laterit ở xã Vân Nội, Đông Anh. Quan hệ giữa khả năng di chuyển các kim loại nặng với độ pH của đất. Biểu đồ biểu diễn các dạng tồn tại của thủy ngân (a) và cobalt (b) phụ thuộc vào điều kiện Eh và pH của môi trường. Vị trí của các kim loại nặng (theo quan niệm được chấp nhận trong các công trình xuất bản về môi trường và sức khỏe).

Phẫu diện đất xám bạc màu trên các trầm tích hệ tầng Vĩnh Phúc, Vân Nội, huyện Đông Anh (a) và các mẫu đất lấy phục vụ cho phân tích trong phòng (b)65 luan an x Hình 2.