Ô nhiễm đất

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm
Đất bị ô nhiễm tại một hố ga được đào lên.

Đất ô nhiễm bị gây ra bởi sự có mặt của hóa chất xenobiotic (sản phẩm của con người) hoặc do các sự thay đổi trong môi trường đất tự nhiên. Nó được đặc trưng gây nên bởi các hoạt động công nghiệp, các hóa chất nông nghiệp, hoặc do vứt rác thải không đúng nơi quy định. Các hóa chất phổ biến bao gồm hydrocacbon dầu, hydrocacbon thơm nhiều vòng (như là naphthalene and benzo(a)pyrene), dung môi, thuốc trừ sâu, chì, và các kim loại nặng. Mức độ ô nhiễm có mối tương quan với mức độ công nghiệp hóa và cường độ sử dụng hóa chất.

Các mối quan tâm về ô nhiễm đất bắt nguồn chủ yếu từ nguy cơ về sức khỏe, sự tiếp xúc trực tiếp với đất bị ô nhiễm, hơi từ các chất gây ô nhiễm, ô nhiễm thứ cấp từ các nguồn cung cấp nước trong đất.[1] Lập bản đồ và làm sạch các vùng đất bị ô nhiễm thường tốn thời gian và tốn kém, đòi hỏi kiến thức phong phú về địa chất, thủy văn, hóa học, kỹ năng mô hình máy tính, và GIS trong ô nhiễm môi trường, cũng như sự đánh giá cao về lịch sử của công nghiệp hóa chất.

Bắc MỹTây Âu có mức độ ô nhiễm đất được biết đến nhiều nhất, nhiều nước trong các khu vực này có một khuôn khổ pháp lý để xác định và giải quyết vấn đề môi trường này. Các nước đang phát triển có quy định ít chặt chẽ hơn mặc dù một số nước này đã trải qua công nghiệp hóa.

Nguyên nhân[sửa | sửa mã nguồn]

Ô nhiễm đất có thể gây ra bởi:

Các hóa chất phổ biến nhất liên quan là hydrocarbon dầu, dung môi, thuốc trừ sâu, chì, và các kim loại nặng khác.

Tro than[sửa | sửa mã nguồn]

Tro than được sử dụng cho các khu dân cư, thương mại, và công nghiệp sưởi ấm, cũng như cho quá trình công nghiệp như nấu chảy quặng, là một nguồn ô nhiễm phổ biến trong một quốc gia đã được công nghiệp hóa trước năm 1960. Than tự nhiên tập trung chì và kẽm trong thời gian hình thành của nó, cũng như các kim loại nặng ở mức độ thấp hơn. Khi than được đốt cháy, hầu hết các kim loại tập trung trong tro (ngoại trừ thủy ngân). Tro than và xỉ có thể chứa đủ lượng chì để trở thành một " chất thải nguy hại đặc trưng ", theo quy định tại Hoa Kỳ có chứa hơn 5 mg / L chì chiết bằng cách sử dụng thủ tục TCLP. Ngoài chì, tro than thường chứa các chất có nồng độ khác nhau nhưng đáng kể là polynuclear aromatic hydrocarbons (PAHs, ví dụ như, benzo (a) anthracene, benzo (b) fluoranthene, benzo (k) fluoranthene, benzo (a) pyrene, indeno (cd) pyrene, phenanthrene, anthracene, và những chất khác). Các PAHs được biết đến là chất gây ung thư cho con người và nồng độ chấp nhận được của chúng trong đất thường khoảng 1 mg / kg. Tro than và xỉ có thể được nhận biết bởi sự hiện diện của các hạt màu trắng trong đất, đất màu xám không đồng nhất, hoặc (xỉ than) nhiều bọt, hạt sỏi có lỗ hổng.

Nước thải[sửa | sửa mã nguồn]

Xử lý bùn thải, được biết đến trong ngành công nghiệp như là chất rắn sinh học, và được tranh cãi như một loại phân bón cho đất. Vì nó là sản phẩm phụ của xử lý nước thải, nó thường chứa nhiều chất gây ô nhiễm như sinh vật, thuốc trừ sâu và kim loại nặng khác.[2]

Trong Liên minh châu Âu, Hướng dẫn xử lý nước thải đô thị cho phép bùn thải được phun vào đất. Khối lượng dự kiến sẽ tăng gấp đôi lên 185.000 tấn chất rắn khô năm 2005. Điều này tốt cho nông nghiệp do hàm lượng nitơphotpho cao. Trong 1990/1991, 13% trọng lượng ướt được phun lên 0,13 % diện tích đất; Tuy nhiên, điều này được dự kiến sẽ tăng 15 lần vào năm 2005. Những người ủng hộ nói rằng có một sự cần thiết để kiểm soát này để các vi sinh vật gây bệnh không thâm nhập vào các dòng nước và để đảm bảo rằng không có tích lũy kim loại nặng trong lớp đất trên cùng.[3]

Thuốc trừ sâu và thuốc diệt cỏ[sửa | sửa mã nguồn]

Thuốc trừ sâu là một chất hoặc hỗn hợp các chất dùng để tiêu diệt sâu bệnh. Một loại thuốc trừ sâu có thể là một chất hóa học, tác nhân sinh học (như một virus hoặc vi khuẩn), kháng khuẩn, khử trùng hoặc là một thiết bị dùng để chống lại bất kỳ các loại sâu bệnh. Sâu bệnh bao gồm côn trùng, tác nhân gây bệnh, cỏ dại, động vật thân mềm, loài chim, động vật có vú, cá, giun tròn (giun tròn) và vi khuẩn cạnh tranh với con người trong thực phẩm, hủy hoại tài sản, lây lan hoặc là một véc tơ bệnh hoặc gây ra một mối phiền toái. Mặc dù sử dụng thuốc trừ sâu là có ích nhưng cũng có nhược điểm, chẳng hạn như độc tính tiềm tàng đối với con người và các sinh vật khác.

Thuốc diệt cỏ được sử dụng để tiêu diệt cỏ dại, đặc biệt là trên vỉa hè và đường sắt. Chúng tương tự như auxin và hầu hết có thể phân hủy bởi vi khuẩn trong đất. Tuy nhiên, một nhóm có nguồn gốc từ trinitrotoluene (2:4 D và T 2:04:05) có tạp chất dioxin, rất độc hại và gây tử vong ngay cả ở nồng độ thấp. Thuốc diệt cỏ khác là Paraquat. Nó là có độc tính cao nhưng nó nhanh chóng bị giảm nồng độ trong đất do tác động của vi khuẩn và không giết chết động vật đất.

Thuốc trừ sâu được sử dụng để đưa các trang trại thoát khỏi tình trạng sâu bệnh phá hoại cây trồng. Các loài côn trùng gây hại không chỉ phá hoại cây chưa thu hoạch mà còn những nơi lưu trữ và ở vùng nhiệt đới, nó được cho rằng, một phần ba tổng sản lượng bị mất trong quá trình lưu trữ thực phẩm. Như với thuốc diệt nấm, thuốc trừ sâu đầu tiên được sử dụng trong thế kỷ XIX là loại vô cơ egParis xanh và các hợp chất khác của asen. Nicotine cũng đã được sử dụng từ cuối thế kỷ XVIII.

Hiện nay có hai nhóm chính của thuốc trừ sâu tổng hợp - 1. Organochlorines bao gồm DDT, Aldrin, Dieldrin và BHC. Chúng có giá rẻ để sản xuất, mạnh và bền vững. DDT đã được sử dụng trên quy mô lớn từ năm 1930, với đỉnh điểm là 72.000 tấn được sử dụng năm 1970. Sau đó việc sử dụng nó được giảm do các tác động có hại của nó đến môi trường. Nó đã được tìm thấy trên toàn thế giới trong cá và các loài chim và thậm chí còn phát hiện ra trong tuyết ở Nam Cực. Nó ít tan trong nước nhưng rất hòa tan trong máu. Nó ảnh hưởng đến hệ thần kinh, nội tiết và làm cho vỏ trứng của các loài chim thiếu canxi nên làm cho chúng dễ dàng vỡ. Nó được cho là chịu trách nhiệm cho sự suy giảm của số lượng các loài chim săn mồi như chim ưng biểnchim ưng trong những năm 1950 - bây giờ những loại chim này đang phục hồi.

Cũng như sự tập trung nồng độ thông qua chuỗi thức ăn, nó được biết đến có thể thâm nhập qua màng thẩm thấu, vì vậy cá hấp thụ nó qua mang. Vì nó có khả năng hòa tan nước thấp, nó có xu hướng ở lại trên bề mặt nước, vì thế sinh vật sống ở đó bị ảnh hưởng nhiều nhất. DDT được tìm thấy trong cá và vì cá tạo thành một phần của chuỗi thức ăn của con người nên đã gây ra mối quan tâm, nhưng mức được tìm thấy trong các mô gan, thận và não ít hơn 1 ppm và chất béo là 10 ppm, đó là dưới mức có thể gây ra thiệt hại. Tuy nhiên, DDT đã bị cấm ở Anh và Mỹ để ngăn chặn việc tiếp tục tích lũy của nó trong chuỗi thức ăn. Các nhà máy của Mỹ tiếp tục bán DDT cho các quốc gia đang phát triển, những quốc gia không có đủ khả năng thay thế bằng các hóa chất đắt tiền và những quốc gia không có quy định nghiêm ngặt về việc sử dụng thuốc trừ sâu.

Ảnh hưởng đến sức khỏe[sửa | sửa mã nguồn]

Đất bị ô nhiễm trực tiếp ảnh hưởng đến sức khỏe con người thông qua tiếp xúc trực tiếp với đất hoặc qua đường hô hấp do sự bốc hơi của chất gây ô nhiễm đất; các mối đe dọa tiềm tàng lớn hơn được đặt ra bởi sự xâm nhập của ô nhiễm đất vào tầng nước ngầm được sử dụng cho con người, đôi khi ở những khu vực dường như rất xa so với bất kỳ nguồn gây ô nhiễm rõ ràng trên mặt đất.

Hậu quả đến sức khỏe khi tiếp xúc với đất ô nhiễm rất khác nhau tùy thuộc vào loại chất gây ô nhiễm, cách thức tấn công và tính dễ bị tổn thương của người dân khi tiếp xúc. Tiếp xúc mãn tính với crôm, chì và các kim loại khác, xăng dầu, dung môi, và nhiều công thức thuốc trừ sâu và thuốc diệt cỏ có thể gây ung thư, có thể gây ra rối loạn bẩm sinh, hoặc có thể gây ra các bệnh mãn tính khác. Nồng độ của các chất tự nhiên trong công nghiệp hoặc nhân tạo, chẳng hạn như nitrat và amoniac kết hợp với phân gia súc từ các hoạt động nông nghiệp, cũng đã được xác định là mối nguy hiểm sức khỏe trong đất và nước ngầm [4]

Tiếp xúc mãn tính với Benzene ở nồng độ đủ được biết là có liên quan với tỷ lệ cao của bệnh bạch cầu. Thủy ngân và cyclodienes được biết là gây ra tỷ lệ mắc cao hơn về tổn thương thận. PCBs và cyclodienes có liên quan đến nhiễm độc gan. Organophosphates và carbomates có thể gây ra một chuỗi các phản ứng dẫn đến tắc nghẽn thần kinh cơ. Nhiều loại dung môi clo gây ra những thay đổi gan, thận và thay đổi hệ thống thần kinh trung ương. Một loạt những ảnh hưởng đến sức khỏe như nhức đầu, buồn nôn, mệt mỏi, kích ứng mắt và phát ban da cho các hóa chất được trích dẫn ở trên và khác. Ở liều lượng đủ một số lượng lớn các chất gây ô nhiễm đất có thể gây tử vong do thông qua tiếp xúc trực tiếp, hít hoặc nuốt phải các chất ô nhiễm trong nước ngầm bị ô nhiễm qua đất.[5]

Chính phủ Scotland đã đưa Viện Y học lao động thực hiện các phương pháp đánh giá rủi ro đối với sức khỏe con người từ đất bị ô nhiễm. Mục tiêu tổng thể của dự án là làm những hướng dẫn mà có ích cho chính quyền địa phương người Scotland trong việc đánh giá liệu các môi trường đại diện có khả năng thiệt hại đáng kể (SPOSH) đối với sức khỏe con người hay không. Dự kiến ​​là đầu ra của dự án sẽ là một tài liệu ngắn hướng dẫn cấp cao về đánh giá rủi ro sức khỏe có sự tham khảo hướng dẫn hiện hành được xuất bản và các phương pháp đã được xác định là đặc biệt phù hợp và hữu ích. Dự án sẽ xem xét hướng dẫn chính sách được phát triển như thế nào để xác định khả năng chấp nhận rủi ro đối với sức khỏe con người và đề xuất một cách tiếp cận cho việc đánh giá những nguy cơ không thể chấp nhận phù hợp với tiêu chí SPOSH theo quy định của pháp luật và theo luật định Hướng dẫn Scotland.

Ảnh hưởng đến hệ sinh thái[sửa | sửa mã nguồn]

Thật không mong đợi, chất gây ô nhiễm đất có thể có những hậu quả có hại đáng kể đối với các hệ sinh thái.[6] Có những thay đổi hóa học cơ bản của đất mà có thể phát sinh từ sự hiện diện của nhiều hóa chất độc hại ngay cả ở nồng độ thấp. Những thay đổi này có thể biểu hiện ở sự thay đổi của chuyển hóa của loài vi sinh vật đặc hữu và động vật chân đốt trong một môi trường đất nhất định. Kết quả có thể mất đi một số các chuỗi thức ăn chính, từ đó có thể có những hậu quả lớn cho động vật ăn thịt hoặc loài người. Thậm chí nếu có hiệu lực hóa học trên các dạng sống thấp hơn là nhỏ, đáy kim tự tháp của chuỗi thức ăn có thể ăn các hóa chất ngoại lai, thứ thường trở nên tập trung nhiều hơn cho mỗi bậc tiêu thụ của chuỗi thức ăn. Những ảnh hưởng này hiện đang được biết đến, chẳng hạn như sự duy trì nồng độ của vật liệu DDT cho người tiêu dùng gia cầm, dẫn đến sự suy yếu của vỏ trứng, tăng số gà con chết và tuyệt chủng tiềm tàng của các loài.

Những ảnh hưởng xảy ra với đất nông nghiệp nơi có một số loại đất ô nhiễm. Chất gây ô nhiễm thường làm thay đổi quá trình chuyển hóa thực vật, thường gây giảm năng suất cây trồng. Điều này có một tác dụng phụ khi bảo tồn đất, kể từ khi cây tiều tụy nên không thể bảo vệ đất của Trái Đất khỏi sự xói mòn. Một số các chất gây ô nhiễm hóa học có thời gian sống lâu và trong các trường hợp khác dẫn xuất hóa chất được hình thành từ sự phân rã của chất gây ô nhiễm đất chính.

Biện pháp làm sạch[sửa | sửa mã nguồn]

Vi khuẩn có thể được sử dụng để làm sạch đất

Làm sạch hoặc xử lý môi trường được phân tích bởi các nhà khoa học môi trường, những người đo lường và am hiểu về các lĩnh vực hóa chất đất và cũng áp dụng các Mô hình máy tính (GIS trong ô nhiễm môi trường) để phân tích sự lan truyền chất ô nhiễm [7] và thời gian tồn tại của các hóa chất trong đất. Có một số chiến lược chủ yếu để khắc phục hậu quả:

  • Đào đất và mang nó đến một bãi thải ra xa khỏi những con đường tiếp xúc với con người và hệ sinh thái nhạy cảm. Kỹ thuật này cũng được áp dụng để nạo vét những vịnh bùn có chứa độc tố.
  • Sục khí đất tại địa điểm bị ô nhiễm (với nguy cơ ô nhiễm không khí)
  • Khắc phục bằng cách dùng nhiệt để nâng cao nhiệt độ dưới bề mặt đủ cao để hơi các chất gây ô nhiễm hóa học bay ra khỏi đất. Công nghệ bao gồm ISTD, nhiệt điện trở (ERH), và ET-DSP ​​ tm .
  • Xử lý sinh học, liên quan đến sự tiêu hóa các hóa chất hữu cơ của vi khuẩn. Kỹ thuật được sử dụng trong xử lý sinh học bao gồm landfarming, biostimulationbioaugmentating đất sinh vật với các vi khuẩn có trên thị trường.
  • Chiết xuất nước ngầm hoặc hơi đất với hệ thống điện hoạt động, với việc bỏ đi chất ô nhiễm có được do chiết xuất.
  • Ngăn chặn các chất gây ô nhiễm đất (chẳng hạn như đóng nắp hoặc mở nắp hóa chất).
  • Phytoremediation, hoặc sử dụng các thực vật (chẳng hạn như cây liễu) để trích xuất các kim loại nặng

Ở các quốc gia[sửa | sửa mã nguồn]

Tiêu chuẩn nồng độ các chất ô nhiễm ở quốc gia là khác nhau, đặc biệt bao gồm Hoa Kỳ EPA khu vực 9 mục tiêu xử lý sơ bộ chất ô nhiễm (US ​​PRGS), khu vực EPA Hoa Kỳ 3 đánh giá rủi ro dựa trên nồng độ (U.S. EPA RBCs) và Hội đồng Bảo vệ môi trường quốc gia của Úc hướng dẫn về mức nghiên cứu trong đất và nước ngầm.

Cộng hòa nhân dân Trung Hoa[sửa | sửa mã nguồn]

Sự phát triển to lớn và bền vững của Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa từ những năm 1970 đã phải trả một giá cho sự tăng ô nhiễm đất. Cục Quản lý bảo vệ môi trường Nhà nước tin rằng nó là một mối đe dọa đối với môi trường, an toàn thực phẩm và nông nghiệp bền vững. Theo một mẫu nghiên cứu khoa học, 150 triệu dặm (100.000 km vuông) đất canh tác của Trung Quốc đã bị ô nhiễm, với nước bị ô nhiễm đang được sử dụng để tưới thêm 31,5 triệu dặm (21.670 km vuông.) Và 2 triệu dặm khác (1.300 km vuông) bị phủ hoặc bị phá hủy bởi chất thải rắn. Tổng cộng, khu vực ô nhiễm này chiếm một phần mười của đất canh tác của Trung Quốc, và chủ yếu là ở các vùng kinh tế phát triển. Ước tính có khoảng 12 triệu tấn ngũ cốc bị ô nhiễm kim loại nặng mỗi năm, gây thiệt hại trực tiếp là 20 tỷ nhân dân tệ (2.57 tỷ USD).[8]

Anh[sửa | sửa mã nguồn]

Hướng dẫn chung thường được sử dụng trong Vương quốc Anh là Hướng dẫn các giá trị của đất được xuất bản bởi DEFRA và Cơ quan Môi trường. Đây là sàng lọc các giá trị chứng minh mức độ tối thiểu chấp nhận được của một chất. Điều trên có thể không có sự đảm bảo về nguy cơ có hại cho sức khỏe con người. Chúng có nguồn gốc từ mô hình đánh giá sự tiếp xúc với chất ô nhiễm (Clea Anh). Một số thông số đầu vào như giá trị tiêu chí sức khỏe, độ tuổi và sử dụng đất được đưa vào Clea Anh để có được một đầu ra có thể chấp nhận được.

Hướng dẫn của Hội đồng liên phòng ban cho Tái phát triển đất bị ô nhiễm (ICRCL) đã được chính thức theo dõi bởi Bộ Môi trường, Thực phẩm và Nông thôn (DEFRA), để sử dụng như một tài liệu với quy tắc để xác định tiềm năng cần thiết cho khắc phục hoặc đánh giá thêm.

Mô hình CLEA được phát hành bởi DEFRA và cơ quan môi trường (EA) vào tháng 3 năm 2002 tạo nên một khuôn mẫu thích hợp cho đánh giá rủi ro về sức khỏe con người ở các vùng đất bị ô nhiễm,cũng như được đòi bởi phần 2A của kế hoạch hành động bảo vệ môi trường năm 1990. Một phần khuôn mẫu này, hướng dẫn về giá trị ô nhiễm đất chung (VGVs) cũng vừa được bắt nguồn từ mười chất gây ô nhiễm được dùng như "giá trị can thiệp". Những giá trị này không nên đánh giá như mục tiêu xử lý nhưng giá trị trên, cái dùng để đánh giá sâu hơn,nên được nhận định; như quy chuẩn của Hà Lan.

Ba yếu tố tạo thành của CLEA SGVs cho ba đất có mục đích sử dụng khác nhau, đó là

  • Nơi cư trú (có hay không có nhà máy)
  • Sự phân phối
  • thương mại/công nghiệp

Điều này có dụng ý rằng SGVs thay thế sự tạo thành giá trị ICRCL. Nó nên được chú ý rằng CLEA SGVs liên quan đến đánh giá rủi ro lâu dài đến sức khỏe con người và không áp dụng cho bảo vệ công nhân trong suốt quá trình xây dựng, hoặc những người có nguy cơ tiếp nhận rủi ro khác như nước ngầm, nhà cửa, cây cối, nhà máy và các hệ sinh thái khác. CLEA SGVs không ứng dụng trực tiếp cho khu vực hoàn toàn bao bọc bởi công trình rắn, cũng như không có tiếp xúc trực tiếp thường xuyên với đất ô nhiễm.

Cho đến ngày hôm nay, mười chất đầu tiên trong số năm mươi lăm chất ô nhiễm mà SGVs công bố, gồm: arsenic, cadmium, chromium, chì, thủy ngân vô cơ, nickel, selen ethyl benzene, phenol và toluene. Bản phác thảo SGVs cho benzene, naphthalene và xylene vừa được tiến hành những chưa được công bố. Dữ liệu về tính độc hại (Tox) được công bố cho mỗi chất ô nhiễm cũng như cho benzo[a]pyrene, benzene, dioxins, furans and dioxin-like PCBs, naphthalene, vinyl chloride, 1,1,2,2 tetrachloroethane và 1,1,1,2 tetrachloroethane, 1,1,1 trichloroethane, tetrachloroethene, carbon tetrachloride, 1,2-dichloroethane, trichloroethene và xylene. SGVs cho ethyl benzene, phenol và toluene phụ thuộc vào giá trị thành phần hữu cơ trong đất (SOM)(được tính toán từ tồng cácbon hữu cơ (TOC). Cũng như một thông báo ban đầu là SGVs cho 1% SOM được nhận định là thích hợp.

Tham khảo thêm[sửa | sửa mã nguồn]

Chú thích[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ Risk Assessment Guidance for Superfund, Human Health Evaluation Manual, Office of Emergency and Remedial Response, U.S. Environmental Protection Agency, Washington D.C. 20450
  2. ^ Snyder C (2005). “The dirty work of promoting "recycling" of America's sewage sludge”. Int J Occup Environ Health 11 (4): 415–27. PMID 16350476. Free full-text (registration required)
  3. ^ R. Olawoyin, S. A. Oyewole, R. L. Grayson, (2012). Potential risk effect from elevated levels of soil heavy metals on human health in the Niger delta, Ecotoxicol. Environ. Saf., Volume 85, 1 November 2012, Pages 120–130 http://dx.doi.org/10.1016/j.ecoenv.2012.08.004
  4. ^ http://yosemite.epa.gov/water/owrcCatalog.nsf/065ca07e299b464685256ce50075c11a/383316fae0e9065285256cfd0048e1d2!OpenDocument
  5. ^ Article on soil contamination in China
  6. ^ Michael Hogan, Leda Patmore, Gary Latshaw and Harry Seidman Computer modelng of pesticide transport in soil for five instrumented watersheds, prepared for the U.S. Environmental Protection Agency Southeast Water laboratory, Athens, Ga. by ESL Inc., Sunnyvale, California (1973)
  7. ^ S.K. Gupta, C.T. Kincaid, P.R. Mayer, C.A. Newbill and C.R. Cole, "A multidimensional finite element code for the analysis of coupled fluid, energy and solute transport", Battelle Pacific Northwest Laboratory PNL-2939, EPA contract 68-03-3116 (1982)
  8. ^ Facing up to "invisible pollution"