Độc chất trong môi trường sinh thái đất

1. Độc chất trong môi trường sinh thái đất • Định nghĩa độc chất: đó là những chất gây nên hiện tượng ngộ độc của thực vật, động vật và con người. • Chất độc có thể là chất vô cơ hay hữu cơ, hợp chất, đơn chất hay ion, có thể ở dạng rắn, lỏng, khó. Trong môi trường sinh thái đất phổ biến và tác hại nhiều vẫn là các ion. Có 2 dạng độc chất là độc bản chất (tự nhiên) và độc theo nồng độ, liều lượng.

2. Độc chất theo bản chất là loại gây độc cho sinh vật trong môi trường dù ở nồng độ nào, chỉ có điều nhanh hay chậm và hại nhiều hay hại ít là do liều lượng mà sinh vật hấp thụ, ăn uống, hít phải. • Độc chất theo nồng độ: những chất độc ở dạng này chỉ biểu hiện độc tính khi vượt qua nồng độ cho phép đối với một đối tượng sinh vật nhất định trong một điều kiện môi trường nhất định. Có những chất với lượng nhỏ, không độc, thậm chí còn là dinh dưỡng cho thực vật nói riêng và sinh vật, con người nói chung.

3. Nhưng vượt quá giới hạn nhất định nào đó thì nó mới gây độc, giới hạn đó gọi là ‘ngưỡng chịu độc’. Vd : N là một dinh dưỡng cần thiết cho thực vật nhưng khi NH4+ vượt quá giới hạn 1/500 là độc. Hay Zn là nguyên tố vi lượng rất cần cho chất lượng quả hạt của thực vật nhưng khi vượt quá 0,78% là độc.

4. Những độc chất trong môi trường sinh thái đất  • Một số nguyên tố độc bản chất trong môi trường sinh thái đất như H2S, CH4, N2 , CO3, Pb, Hg, CuSO4 và các hợp chất dầu mỏ. • Hầu hết các chất độc còn lại thuộc dạng chất độc theo nồng độ. Chúng thường gây độc khi xuất hiện các dạng ion như H+, Al3+, Fe2+... với nồng độ vượt quá giới hạn an toàn.

5. Trong đất chua Feralit trên vùng đồi núi và trung du, Al3+ gây độc, trong đất kiềm thì OH- lại là anion gây độc. • Những acid hữu cơ hình thành trong các quá trình phân giải xác bã thực vật trong điều kiện yếm khí cũng gây chua và gây độc cho môi trường sinh thái đất. Vd : acid lactic, acetic..

6. Trong môi trường đất, những nguyên tố vi lượng như : B, Zn, N... đều là những nguyên tố rất cần thiết cho hoạt động cấu tạo cơ thể của sinh vật nhưng khi vượt quá giới hạn vi lượng thì nó cũng trở nên độc. Chẳng hạn như Cu trên 100ppm là độc, Zn quá 0,78% là độc cho cây trồng.

7. Tính độc của một chất độc phụ thuộc vào các yếu tố sau: • Bản chất của chất đó đối với sinh vật • Nồng độ và liều lượng càng cao càng độc • Nhiệt độ môi trường cao tính độc càng mạnh (nhưng không cao đến mức phân hủy chất độc) • Từng loại sinh vật có ‘mức độ tới hạn’ hay ‘ngưỡng chịu độc ‘ của độc chất khác nhau. • Chế độ nước, độ ẩm của môi trường cũng ảnh hưởng đến hiện tượng ngộ độc vì có liên quan đến sự cung cấp O2 giải độc và sự phân bố lại nồng độ hơi độc

8. Độc chất từ môi trường có thể xâm nhập vào cơ thể sinh vật qua các con đường : • Đối với thực vật : hấp thu qua rễ hoặc sự xâm nhập đơn thuần là khuyếch tán từ nồng độ độc cao trong dung dịch đất vào cơ thể thực vật. • Đối với động vật : có thể đi qua con đường hô hấp vào máu, thông qua con đường tiêu hóa theo con đường ngộ độc thực phẩm. • Ngoài ra còn hai con đường nữa là xâm nhập trực tiếp chất độc vào cơ thể và con đường gián tiếp qua mạng lưới thức ăn, bởi thực phẩm trung gian.

9. Độc chất trong môi trường sinh thái đất phèn • Nhóm độc chất đất phèn gồm các ion chủ yếu sau Al3+, Fe2+,Fe3+, Cl-, H+ trong đó đất phèn có môi trường thấp, H+, Al3+, Fe2+, Fe3+ hoạt tính độc cao.

10. Al3+ : có trong đất phèn nồng độ 150 – 3000ppm. Đó là các cation độc nhất trong số các độc chất. Al3+ làm kết tủa các keo sét và các chất lơ lửng trong nước nên nước phèn càng trong, càng nhiều Al3+ thì càng độc. Ở thực địa Al3+ = 500ppm đã độc cho cây lúa, đến 800ppm gây chết và 1000ppm gây chết nhanh chóng và cây lúa chết như bị luộc nước sôi.

11. Fe2+ : xuất hiện trong đất phèn trước Al3+. Trong đất yếm khí chúng có thể ở dạng FeSO4 không màu hay Fe(OH)2. Khi nồng độ của Fe2+ ≥ 600ppm bắt đầu có ảnh hưởng, trên 1000ppm gây chết cho lúa. Tuy không độc bằng Al3+ nhưng Fe2+ gây độc cho cây non, bộ phận rễ bị đen, chóp rễ bị vẹt.

12. H+ : là một cation gây độc thông qua pH môi trường thấp và làm cho độ hòa tan chuyển hóa dinh dưỡng kém. • Fe3+ : ít tác dụng độc hóa tính mà chủ yếu là sự bám dính của nó quanh rễ, làm khả năng trao đổi chất của thực vật bị hạn chế. • Đối với các động vật và người sống trong môi trường sinh thái đất phèn dễ bị bệnh môi trường : lão hóa, vì tắm, ăn uống nhiễm quá nhiều Al3+, Fe+.

13. Sự biến động của độc chất trong đất phèn phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Đầu tiên là nguồn cung cấp độc chất, ngoài ra nó còn phụ thuộc vào lượng phân bón, nhất là phân hữu cơ, lân và vôi. Thế nước cũng tác động lên độ biến động, nước ngập làm giảm độc chất nhưng nếu vừa đủ ẩm (30 - 40%) thì làm tăng độc chất. Hệ thực vật cũng ảnh hưởng mạnh đến Fe2+ và Al3+.

14. Độc chất trong môi trường sinh thái đất mặn  • Trong đất mặn hàm lượng các muối NaCl, BaCl2, Na2SO4, MgSO4 cao gây ngộ độc cho thực vật, động vật, những loại không chịu mặn. • Tác hại của mặn chủ yếu là nồng độ dung dịch cao gây nên hạn chế sinh lý cho cây.

15. Trong một số trường hợp, sự kết hợp giữa chất thải công nghiệp và môi trường nước mặn tạo ra chất độc nguy hiểm : phenol là một chất không độc lắm từ trong nước thaỉ công nghiệp hóa chất, nhuộm, thuộc da chảy vào kênh rạch vùng mặn hoặc nước lợ gặp anion Cl- sẽ tạo ra chlorofenol lại rất độc, gây chết sinh vật môi trường.