Luận văn Nghiên cứu đánh giá hiện trạng và ảnh hưởng của mưa axít đến hệ sinh thái nông nghiệp ở tỉnh Hòa Bình

NG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Tổng quan về mưa axít 1.1.1. Một số khái niệm về mưa axít: Mưa axít là hiện tượng tự nhiên, là kết quả cửa sự tích tụ từ khí quyển và rơi xuống mặt đất của các chất axít hoặc sẽ tạo thành axít, gây tác hại cho môi trường. Danh từ mưa axít bao gồm cả axít trong mưa, axít trong xương mù, sương khói, bụi, không khí bị ô nhiễm, gây ra sự lắng tụ các chất khí tạo nên axít như: CO2, NOx, SOx và Cl2. Vì vậy, thuật ngữ mưa axít không chỉ là mưa axít, mà gọi chung là sự lắng đọng axít.[1] Theo định nghĩa của Ủy ban kinh tế Châu Âu (ECE) thì mưa có chứa các axít H2SO4 và HNO3 với pH  5,5 là mưa axít. Tuy nhiên quy định về giới hạn giá trị pH ứng với mưa axít ở mỗi nước lại có sự khác nhau, ví dụ ở Mỹ quy định mưa axít là những trận mưa có pH  5,0, còn ở Ấn Độ, Inđônêxia, Hàn Quốc, Thái Lan thì chỉ tiêu tương ứng với pH  5,6. Hiện nay người ta đều thống nhất lấy giá trị pH = 5,6 (là giá trị của dung dịch H2CO3 bão hòa trong nước cất) làm giới hạn quy định mưa axít. Theo đó thì tất cả những cơn mưa có độ pH đo được của nước mưa < 5,6 đều được xem là mưa axít.[15] Lắng đọng axít (acid deposition) là một quá trình mà các chất nhiễm bẩn có tính axít trong khí quyển rơi xuống bề mặt trái đất. Các chất nhiễm bẩn đó gây tác hại đối với cây trồng vật nuôi, ăn mòn nước sẽ gây ảnh hưởng lớn đến môi trường sống của các sinh vật trong nước. Lắng đọng axít bao gồm cả hai hình thức: - Lắng đọng khô gồm các khí, hạt bụi và sol khí có tính axít. - Lắng đọng ướt được thể hiện dưới nhiều dạng như mưa, tuyết, sương mù, hơi nước có tính axít. Mưa axít là một dạng của lắng đọng ướt. Lắng đọng axít được tạo thành trong điều kiện khí quyển bị ô nhiễm do sự phát thải quá mức các khí SO2, NOx từ các nguồn thải công nghiệp và có khả năng lan xa tới hàng trăm, hàng ngàn kilomet. Bởi vậy, có thể nguồn phát thải sinh ra từ quốc gia này nhưng lại có ảnh hưởng tới nhiều quốc gia lân cận khác do sự chuyển động quy mô lớn trong khí quyển.[28] 4 1.1.2. Nguyên nhân của hiện tượng mưa axít Nguyên nhân của mưa axít là do trong nước mưa có hoà tan những khí SO2, SO3, NO, NO2, N2O. Các khí này hoà tan trong nước mưa tạo ra các axít tương ứng của chúng, làm cho độ pH thấp gây nên hiện tượng mưa axít [15]. Người ta đã phân loại ra được nguồn gây ra mưa axít. Có 2 nguồn cơ bản là các nguồn cố định và các nguồn không cố định. (1) Các nguồn cố định: thường là hoạt động công nghiệp như nhà máy nhiệt điện sử dụng than, các nhà máy đúc quặng và công nghiệp chưng cất Loại này phát thải hầu hết lượng SO2 và khoảng 35% lượng NOx do con người tạo ra. [34] (2) Các nguồn không cố định: chủ yếu là giao thông đường bộ do các xe có động cơ gây ra. Đây là một nguồn gây ô nhiễm dưới hình thức lắng đọng axít đáng kể với khoảng 30 – 35 % lượng NOx phát thải. Ngoài ra, hoạt động sinh hoạt của nhân dân cũng ảnh hưởng không nhỏ đến môi trường không khí (đun nấu bằng than, dầu, đặc biệt là than tổ ong), ước tính góp vào khoảng 10% chất thải gây ô nhiễm môi trường không khí.[10] Hình 1.2. Các nguyên nhân gây nên hiện tượng mưa axít 5 1.1.3. Cơ chế hình thành mưa axít Cơ chế hình thành mưa axít là cơ chế hình thành những chất hoá học hình thành lên axít, đó là SO2, NOx, các chất này từ các nguồn khác nhau được thải vào bầu khí quyển. Trong khí quyển những chất này trải qua nhiều phản ứng hoa học khác nhau, kết hợp với nước tạo thành các hạt axít sulfuric (H2SO4), axít nitơric (HNO3). Khi trời mưa, tuyết, các hạt axít này tan trong nước mưa, hoặc lắng đọng trong tuyết làm độ pH giảm, gây mưa axít [15]. Hình 1. 3. Cơ chế hình thành mưa axít Quá trình này diễn ra theo các phản ứng hoá học sau đây: S(than) + O2 SO2 (1) 2SO2 + O2 (kk) SO3 (2) SO3 + H2O (kk) H2SO4 (3) 4NO2 + O2(kk) 2N2O5 (4) N2O5 + H2O(kk) 2HNO3 (5) Phản ứng (2) và(3) được xúc tác bởi các chất như ion amoni (NH4+), ôzon,Phản ứng (4) và (5) được xúc tác bởi ion Mg2+, NH4+, Fe2+, Fe3+,có mặt trong không khí, đặc biệt là không khí bị ô nhiễm nặng. 6 1.1.4. Những ảnh hưởng của mưa axít 1.1.4.1. Ảnh hưởng của mưa axít lên thực vật và đất Một trong những tác hại nghiêm trọng của mưa axít là các tác hại đối với thực vật và đất. Khi có mưa axít, các dưỡng chất trong đất sẽ bị rữa trôi. Các hợp chất chứa nhôm trong đất sẽ phóng thích các ion nhôm và các ion này có thể hấp thụ bởi rễ cây và gây độc cho cây. Như chúng ta đã nói ở trên, không phải toàn bộ SO2 trong khí quyển được chuyển hóa thành axít sulfuric mà một phần của nó có thể lắng đọng trở lại mặt đất dưới dạng khí SO2. Khi khí này tiếp xúc với lá cây, nó sẽ làm tê liệt các thể soma của lá cây gây cản trở quá trình quang hợp. Một thí nghiệm trên cây Vân Sam (cây lá kim) cho thấy, khi phun một hỗn hợp axít sulfuric và axít nitric có pH từ 2,5 - 4,5 lên các cây Vân Sam con sẽ làm xuất hiện và phát triển các vết tổn thương có màu nâu trên lá của nó và sau đó các lá này rụng đi, các lá mới sẽ mọc ra sau đó nhưng với một tốc độ rất chậm và quá trình quang hợp bị ảnh hưởng nghiêm trọng [15]. 1.1.4.2. Ảnh hưởng của mưa axít lên ao hồ và hệ thủy sinh vật Mưa axít làm giảm giá trị pH của nước hồ, gây ô nhiễm nguồn nước hồ, đe dọa sự tồn tại của các loài tôm, cua, cá và sinh vật thủy sinh khác (4000 hồ ở Thụy Điển và 1,3km2 diện tích mặt hồ ở Na Uy không còn cá). Ở Thụy Điển có hơn 9 vạn hồ nước 22% đã bị axít hóa ở mức độ khác nhau. 80% nước hồ ở miền Nam Na Uy bị axít hóa. Ở Canada có hơn 5 vạn hồ đang có nguy cơ biến thành “hồ chết”. Ở Mỹ có 2,7% hồ bị axít hóa, có vùng bị axít hóa lên tới 28 – 56%. Các chuyên gia môi trường Mỹ cho rằng trong vòng 20 – 50 năm tới, mức độ axít hóa của toàn nước Mỹ sẽ tăng 5 – 10 lần hiện nay [15]. 1.1.4.3. Ảnh hưởng đến khí quyển Mưa axít gây ảnh hưởng đến hệ thống khí quyển. Nó góp phần gây hiệu ứng nhà kính làm gia tăng nhiệt độ ở hạ tầng khí quyển. Nó gây hiện tượng nóng lên toàn cầu (global warming). Băng ở 2 cực trái đất tan, nước hạn chế tầm nhìn. Các sương mù axít làm ảnh hưởng đến khả năng lan truyền ánh sáng Mặt trời. 7 1.1.4.4. Ảnh hưởng đến các công trình kiến trúc Mưa axít làm giảm tuổi thọ của các công trình kiến trúc. Những hạt mưa axít ăn mòn kim loại, đá, gạch của các tòa nhà, cầu, tượng đài. Nó làm hư hỏng các hệ thống thông khí, các thư viện, viện bảo tàng và phá hủy các vật liệu như giấy, vải... Ví dụ như tòa nhà Capitol ở Ottawa đã bị tan rã bởi hàm lượng SO2 trong không khí quá cao. Vào năm 1967, cây cầu bắc ngang sông Ohio đã sập làm chết 46 người nguyên nhân cũng là do mưa axít [15]. Theo dự báo, đến giữa thế kỉ 21, hàm lượng khí SO2 trong khí quyển sẽ tăng gấp đôi so với hiện nay. 1.1.4.5. Ảnh hưởng tới sức khoẻ của con người Khí SO2 là chất chủ yếu gây ra mưa axít, rất nguy hiểm cho sức khỏe con người. Với hàm lượng SO2 trong không khí lên tới 8mg/l, con người sẽ cảm thấy khó chịu, nếu hàm lượng SO2 lên tới 400mg/l thì sẽ gây tử vong. Sự phát thải SO2 và NOx gây ra những nguy cơ tới vấn đề về hô hấp như khô họng, bệnh hen, đau đầu, mắt, mũi và rát họng. Nước mưa bị ô nhiễm đặc biệt có hại cho những người bị bệnh hen suyễn hay những người khó thở. Nhưng ngay cả những người khoẻ cũng bị tổn hại về phổi bởi những chất ô nhiễm không khí có tính axít. Mưa axít có thể làm giảm khả năng thở và có thể làm tăng những loại bệnh nguy hiểm. NOx bản thân nó là một khí nguy hiểm. Loại khí này tấn công lớp màng của cơ quan hô hấp và làm tăng các bệnh về đường hô hấp. Khí này cũng góp phần phá hủy ozon và hình thành sương mù [15]. 1.2. Tổng quan về hệ sinh thái nông nghiệp (HSTNN) 1.2.1. Khái niệm về hệ sinh thái nông nghiệp Hệ sinh thái nông nghiệp là hệ sinh thái do con người tạo ra và duy trì trên cơ sở các quy luật khách quan của tự nhiên vì mục đích thỏa mãn nhu cầu nhiều mặt và ngày càng tăng của mình. Hệ sinh thái nông nghiệp là hệ sinh thái nhân tạo điển hình, chịu sự điều khiển trực tiếp của con người [19]. Ví dụ : Nông trường, hợp tác xã, nông trại hoặc làng, xóm ... . 8 1.2.2. Đặc điểm của hệ sinh thái nông nghiệp Với thành phần tương đối đơn giản và đồng nhất về cấu trúc nên HSTNN kém bền vững và dễ bị phá vỡ. Hệ sinh thái nông nghiệp được duy trì trong sự tác động thường xuyên của con người để bảo vệ HST mà con người tạo ra và cho là hợp lý [19]. Ngày nay, con người cũng đã và đang can thiệp vào HST tự nhiên như rừng, đồng cỏ, ao hồ để nhằm tăng năng suất của chúng. Tuy vậy giữa các HST tự nhiên và các HSTNN vẫn có những khác biệt cơ bản. Các HST tự nhiên có mục đích chủ yếu kéo dài sự sống của các loài. Trái lại các HSTNN chủ yếu cung cấp cho con người các sản phẩm của cây trồng vật nuôi, sự sống của sinh vật trong HSTNN bị quy định bởi con người. Vì vậy vật chất và năng lượng có sự khác nhau: HST tự nhiên có sự trả lại hầu như hoàn toàn khối lượng chất hữu cơ và chất khoáng trong sinh khối của các vật sống cho đất, chu trình vật chất khép kín. Ở các HSTNN, vật chất bị lấy đi khỏi HST để cung cấp cho con người, vì vậy chu trình vật chất hở [19]. Các HST tự nhiên có sự tự phục hồi lớn, có quá trình phát triển lịch sử. Trái lại HSTNN là các HST thứ cấp do con người phục hồi, khi con người biết nuôi trồng mới có HSTNN. HST tự nhiên thường đa dạng và phức tạp về thành phần loài thực vật và động vật, còn các HSTNN thường có số lượng loài cây trồng, vật nuôi rất đơn giản [24]. HSTNN ứng với giai đoạn đầu của quá trình diễn thể của HST, là HST trẻ cho năng suất cao nhưng lại không ổn định, dễ bị thiên tai hay sâu bệnh phá hoại. 1.2.3. Tổ chức của hệ sinh thái nông nghiệp Hệ sinh thái nông nghiệp là đơn vị sản xuất nông nghiệp, là một bộ phận của sinh quyển, là một hệ thống nên HSTNN có các mức tổ chức [19] với các HST phụ sau: - Ðồng ruộng cây hàng năm (lúa, cây công nghiệp ngắn ngày: mía, đay,...). - Vườn cây lâu năm. - Ðồng cỏ chăn nuôi. - Ao nuôi thủy sản. 9 - Khu vực dân cư. Trong các HST phụ, HST đồng ruộng cây hàng năm chiếm diện tích rất lớn . HST cây lâu năm về thực chất không khác mấy so với HST rừng. HST đồng cỏ về tính chất gần giống các HST tự nhiên. HST ao hồ là nội dung nghiên cứu chủ yếu của nghề nuôi cá, dính đến HST nước ngọt. 1.3. Các nghiên cứu về hiện trạng và ảnh hưởng của mưa axít tới hệ sinh thái nông nghiệp trên thế giới và ở Việt Nam 1.3.1. Trên thế giới Theo các nhà khoa học thì sau trận mưa axít đầu tiên đã xuất hiện từ rất lâu trên trái đất, khoảng 65 triệu năm trước, từ đó cho đến nay hiện tượng mưa axít đã gây ra những hậu quả hết sức nghiêm trọng trên hành tinh của chúng ta. Năm 1852, nhà hóa học người Anh - Robert Argust Smith đã đưa ra báo cáo chi tiết về hóa học nước mưa từ đó kêu gọi sự chú ý của mọi người đến sự thay đổi hóa học giáng thủy. Năm 1872, trong cuốn sách “Không khí và mưa: Những khởi đầu của ngành hóa học khí hậu”, lần đầu tiên ông sử dụng thuật ngữ mưa axít. Đầu thế kỷ XX, một nhà khoa học thổ nhưỡng của Thụy Điển tên là Hans Egner đã thiết lập một hệ thống trạm để thu gom, lấy mẫu và phân tích thành phần hóa học nước mưa. Giữa năm 1940, việc lấy mẫu bằng thùng và theo tháng được triển khai trên toàn điền trang của Thụy Điển. Độ axít của nước mưa được đo đạc. Sau đó, các nhà khoa học đã mở rộng mạng lưới ra Na Uy, Đan Mạch và hầu hết các nước Tây, Trung Âu - gọi là Mạng lưới hóa học không khí Châu Âu (European Air Chemistry Network – EACN). Đến năm 1957, mạng lưới này tiếp tục mở rộng về phía Đông bao gồm Ba Lan và một phần lớn Liên Xô (cũ). [16] Đầu thập niên 1970, tại hội nghị “Hội nghị của Liên hợp quốc về vấn đề con người - Môi trường” ở Stockholm, chính quyền Thụy Điển đã công bố những kết quả nghiên cứu được tóm tắt với nhan đề: “Ô nhiễm không khí xuyên qua biên giới các quốc gia; tác hại trên môi trường của Sulfur trong không khí và mưa, mù axít”. Nghiên cứu này đã chỉ ra sự ảnh hưởng xuyên biên giới của mưa axít do có sự di chuyển của khí Sulfur trong khí quyển bởi gió. 10 Năm 1973 đến năm 1975, Tổ chức Hợp tác Quốc tế và Phát triển chủ trì một dự án thứ hai nghiên cứu về vận chuyển có cự ly dài và lắng lưu huỳnh của không khí tại vùng Tây Âu và đã đưa ra kết quả: Có mưa axít ở hầu hết vùng Tây Bắc Châu Âu; Các chất ô nhiễm được vận chuyển xa; chất lượng không khí ở Tây Âu bị ảnh hưởng do phát thải từ các nước Châu Âu khác. Tháng 10 năm 1977, EC (Europe Commission) thiết lập Chương trình quan trắc và đánh giá các chất ô nhiễm không khí có cự ly dài tại châu Âu (European Monitoring and Evaluation Program – EMEP). Tổ chức này có liên hệ với nhiều trạm thuộc Mạng lưới quan trắc Môi trường không khí (Back ground Air Pollution Monitoring Network – BAPMON) và Tổ chức Khí tượng Thế giới (World Meteorological Organisation – WHO). Ở Bắc Mỹ, các hoạt động của chương trình đánh giá giáng thủy axít quốc gia (NAPAP - National Acid Precipitation Assessment Program) đã dẫn đến sự ra đời của Luật làm sạch khí quyển (CAA – Clean Air Act) vào năm 1990. Tại khu vực châu Á – Thái Bình Dương, vấn đề nghiên cứu và giám sát lắng đọng axít đã được đặt ra ngay từ Hội nghị hợp tác về Môi trường Đông Bắc Á lần thứ nhất (10/1992). Những vấn đề này cũng được tiếp tục thảo luận tại các Hội nghị lần thứ hai (1993), lần thứ ba (1994) và cũng tại Đại hội môi trường Châu Á – Thái Bình Dương (ECO – ASIA, 1994). Kết quả là Mạng lưới Giám sát Lắng đọng axít vùng Đông Á (EANET – Acid Deposition Monitoring Network in East Asia) ra đời với sự tham gia của 11 nước, trong đó có Việt Nam. Mục tiêu chính của EANET là tạo sự hiểu biết chung về thực trạng lắng đọng axít trong vùng Đông Á; cung cấp thông tin hữu hiệu cho các nhà quyết định chính sách ở cấp địa phương, quốc gia và khu vực để ngăn ngừa hoặc giảm thiểu các tác động tiêu cực tới sức khỏe con người và môi trường do lắng đọng axít gây nên.[27] Đặc biệt, đã có một số các công trình nghiên cứu về ảnh hưởng của mưa axít đến hệ sinh thái nông nghiệp như sau: Năm 1972, ba tổ chức Na Uy tiến hành thiết lập một dự án mang tên: Chương trình nghiên cứu liên ngành Na Uy: “Giáng thủy axít – Hậu quả đến lâm nghiệp và thủy sản”. Ở nghiên cứu này, các tác giả đã xác định được ảnh hưởng của 11 mưa axít đến lâm nghiệp và thủy sản ở Na Uy. Theo đó, hiện tượng giáng thủy axít không giết chết cây cối ngay lập tức hay một cách trực tiếp. Thay vào đó, chúng làm cho cây yếu đi bằng cách phá hủy lá cây, do đó làm hạn chế lượng chất dinh dưỡng cho cây sử dụng. Hay cách khác, mưa axít thấm vào đất, gây độc cho cây với những chất độc thông qua bộ rễ cây. Nghiên cứu của Dubay D.T và Heagle A.S trong năm 1987 về “Ảnh hưởng của mưa axít nhân tạo với việc có sự tác động và không tác động của mưa tự nhiên lên sự sinh trưởng và sản lượng của cây đậu tương.” cho thấy mưa axít nhân tạo gồm các nồng độ SO42-, NO3-, H+ gây ra những tổn thương về lá, làm gia tăng hàm lượng S trong lá, ảnh hưởng đến sự sinh trưởng, làm giảm sản lượng của cây trồng, và thay đổi tính chất hóa học trong đất [39]. Trong nghiên cứu “Mưa axít và sự nảy mầm của hạt giống hoa ngô” –Frank S. Wertheim và Lyle E.Craker vào năm 1987, các tác giả đánh giá sự đóng góp của ion sunphat, ảnh hưởng của sự axít hóa, những ảnh hưởng của thời gian và việc điều chỉnh các nồng độ axít khác nhau làm giảm khả năng nảy mầm của phấm hoa ở ngô [39]. Vào năm 2005, Munzuroglu và cộng sự tiến hành nghiên cứu về “Ảnh hưởng của lắng đọng axít lên vitamin A, C, E ở cây dâu tây”. Nghiên cứu cho thấy ảnh hưởng của mưa axít được tiến hành với pH từ 2 -5 đến các vitamin A, C, E của quá trình dâu tây chin. Mưa axít được thực hiện trên các cây ăn quả theo 2 cách: phun lên phần đất phía trên hoặc vào rễ. Các nồng độ vitamin của tất cả các cây dâu tây được xác định bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC).Nó xác định các mức độ vitamin của cây được phun với sự kích thích mưa axít với nồng độ giảm dần của pH và thời gian tiếp xúc. Đặc biệt, những cây mà phun mưa axít vào rễ thì ảnh hưởng nhiều hơn những cây không phun. Cho đến nay, mưa axít đang là một vấn đề lớn đối với sự phát triển của các quốc gia trên thế giới, đặc biệt là các nước ở Châu Á và Châu Mỹ nơi sử dụng than đá và dầu mỏ với lượng lớn. Trung Quốc, Bắc Ấn Độ, Thái Lan và Hàn Quốc là những nơi có sự lắng đọng axít ở nồng độ cao nhất do đó là những khu vực ở gần hoặc theo hướng gió từ các đô thị hay các trung tâm công nghiệp. Những ảnh hưởng của mưa axít cũng được thấy ở các khu vực sản xuất nông nghiệp. Các nghiên cứu ở Ấn Độ cho thấy lúa mì được trồng ở gần những nhà máy nhiệt điện (nói có sự lắng 12 đọng SO2 gấp 5 lần tiêu chuẩn cho phép) có sản lượng giảm 49% so với những khu vực trồng lúa mì cách đó 22km. Ở Tây Nam Trung Quốc, một nghiên cứu ở tỉnh Quý Châu và Tứ Xuyên cho thấy mưa axít ảnh hưởng tới 2/3 diện tích đất nông nghiệp với 16% diện tích cây trồng bị phá hủy [43]. 1.3.2. Tại Việt Nam Việc nghiên cứu về mưa axít ở Việt Nam mới chỉ bắt đầu và rất sơ bộ từ những năm đầu của thập kỷ 90.Tuy đã có những nghiên cứu đánh giá bước đầu về hiện trạng mưa axít ở nước ta nhưng các nghiên cứu về ảnh hưởng của mưa axít tới hệ sinh thái nông nghiệp còn rất ít. Thạc sỹ Nguyễn Thị Kim Lan và công sự, Viện Sinh học Nhiệt đới đã tiến hành nghiên cứu thực nghiệm vào năm 2006 về ảnh hưởng của mưa axít lên quá trình sinh trưởng và phát triển của cây cải xanh. Kết quả nghiên cứu cho thấy ở các nghiệm thức có pH thấp, nước mưa axít làm giảm tỉ lệ nảy mầm, thời gian sinh trưởng than, tăng tỉ lệ rễ/thân, tăng thời gian diệp lục hóa lá mầm và thời gian hình thành lá gốc. So với nghiệm thức pH=6.0, các chỉ số ở nghiệm thức pH= 5.5 không có sai khác đáng kể. Ảnh hưởng của những lượng mưa khác nhau ở pH=4.5 không có quy luật nên chỉ số sinh trưởng và phát triển của rau cải xánh không có quy luật, ngoại trừ tỉ lệ nảy mầm giảm, chiều dài rễ và tỉ lệ rễ/thân đến khi hình thành lá gốc tăng khi tần suất mưa axít tăng. Nghiên cứu này nhằm tìm ra sự liên quan của các thông số về mưa axít như độ pH, lượng mưa, tần suất mưa lên chỉ số sinh trưởng và phát triển của cây cải xanh. Kết quả thu được cùng với việc thống kê hiện trạng mưa axít vùng trồng rau có thể đánh giá được tác hại của mưa axít lên năng suất rau trồng trong điều kiện kỹ thuật trồng rau hiện tại [17]. PGS.TS. Nguyễn Hồng Khánh, Viện CNMT – Viện KH & CN Việt Nam, có bài “Đánh giá diễn biến và phân tích nguồn gốc bản chất hóa nước mưa từ Ninh Bình trở ra” [16], trong bài tác giả đã phân tích các thành phần của nước mưa theo diễn biến không gian và thời gian và kết quả đều cho thấy mưa axít đã xuất hiện khá cao ở Yên Bái, Bãi Cháy, Bắc Quang, tỷ lệ mưa axít xuất hiện vào mùa khô cao hơn nhiều so với mùa mưa. Trong bài “Một so sánh giữa phát thải chất tiền axít và tổng lượng lắng axít trong không khí vùng miền Bắc Việt Nam” tác giả đã tính toán tổng lắng ướt lắng khô, tính toán phát thải và đã đưa ra kết quả tính toán quan hệ giữa 13 phát thải và lắng axít trong giai đoạn 2003 – 2005 như sau: Tổng lắng S/phát thải năm 2004 là 2,7 lần; 2005 là 3,1 lần. Tổng lắng N/phát thải năm 2004 là 1,45 lần; năm 2005 là 1,47 lần. Theo kết quả tính toán có thể kết luận rằng tổng lượng lắng axít lớn hơn so với lượng phát thải, tuy nhiên kết quả tính toán này chỉ có tính tương đối vì ở nước ta chưa có chính sách đăng ký thải và quan trắc chất thải tại nguồn cũng như quan trắc không khí xung quanh nguồn phát thải nên phần các chất thải từ vùng lãnh thổ này vận chuyển đi nơi khác hoặc từ nơi khác đến là chưa kiểm soát được. ThS. Phạm Thị Thu Hà, trường ĐHKHTN – ĐHQGHN, có bài “Bước đầu đánh giá hiện trạng lắng đọng axít ở khu vực Hà Nội và Hòa Bình”. Trong bài nghiên cứu này, tác giả cũng khẳng định mưa axít đã xuất hiện ở Hà Nội và Hòa Bình với tần suất khá cao và dao động mạnh qua các tháng và giữa các mùa trong năm. Hai ion chính gây ra tính axít trong nước mưa đó là SO42- và NO3-. Nồng độ trung bình các năm 2000 - 2006 của các ion chính trong nước mưa tại Hà Nội là cao hơn tại Hoà Bình. Nhìn chung, thành phần chính làm giảm giá trị pH nước mưa ở khu vực Hà Nội và Hoà Bình là ion nss- SO42- đã loại bỏ phần mang đến từ biển, còn thành phần chủ yếu trung hoà tính axít trong nước mưa là ion NH4+. Trong một nghiên cứu khác với đề tài “Bước đầu nghiên cứu, đánh giá sự phát thải và lắng đọng axít ở vùng kinh tế trọng điểm phía bắc Việt Nam”, tác giả đã tính toán lượng phát thải S, N tại khu vực nghiên cứu và trên cơ sở đó đưa ra một số nhận xét về phát thải và lắng đọng ở khu vực nghiên cứu [10]. Trong năm 2010, ThS. Phạm Thị Thu Hà tiếp tục có bài “Đánh giá hiện trạng mưa axít ở một số khu vực thuộc vùng kinh tế trọng điểm phía Bắc Việt Nam (Hà Nội, Hải Phòng, Hải Dương, Quảng Ninh)” [11], trong bài nghiên cứu này tác giả đã đánh giá hiện trạng mưa axít của một số khu vực thuộc khu kinh tế trọng điểm phía Bắc dựa trên chuỗi số liệu quan trắc hóa nước mưa trong vòng 10 năm (từ năm 2000 – 2009) đối với Hà Nội, Hải Dương và 5 năm ( từ 2004 – 2008) đối với Hải Phòng, Quảng Ninh và cũng đưa ra nhận định mưa axít đã xuất hiện ở 4 khu vực nghiên cứu. 14 Đặc biệt, năm 2014, ThS. Phạm Thị Thu Hà đã nghiên cứu đề tài luận án tiến sĩ “Nghiên cứu, đánh giá lắng đọng axít ở vùng đồng bằng sông Hồng Việt Nam [12]”. Tác giả đã đánh giá được hiện trạng và tải lượng lắng đọng axít tại vùng nghiên cứu, đồng thời nghiên cứu được ảnh hưởng của mưa axít đến sự sinh trưởng và phát triển của cây đậu Cô ve. Những kết quả của luận án đã có những đóng góp quan trọng trong việc nghiên cứu chuyên sâu về mưa axít. Luận án đã phân tích, đánh giá một cách có hệ thống hiện trạng và tải lượng lắng đọng axít khu vực nghiên cứu trong 7 năm liên tục (từ 2006-2012). Đây cũng là nghiên cứu khoa học đầu tiên trong nước đánh giá ảnh hưởng của mưa axít đối với cây đậu Cô ve và góp phần bổ sung cơ sở lý luận về mối quan hệ giữa ảnh hưởng của mưa axít đến sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng nông nghiệp cũng như sự thay đổi một số tính chất hóa học của đất trồng. Lần đầu tiên xây dựng được phần mềm quản lý cơ sở dữ liệu và đánh giá hiện trạng lắng đọng axít cho khu vực nghiên cứu. Như vậy, dựa trên kết quả nghiên cứu của một số tác giả trong nước cho thấy Hòa Bình là tỉnh có tần suất xuất hiện mưa axít tương đối lớn. Do vậy, những ảnh hưởng của mưa axit đến hệ sinh thái là điều không tránh khỏi. Tại Hoà Bình, đã có một số các công trình nghiên cứu về hiện trạng mưa axít, tuy nhiên chưa có nghiên cứu hệ thống nào về hiện trạng mưa axít trong giai đoạn liên tục từ năm 2000-2014 cũng như chưa có công trình nào nghiên cứu về ảnh hưởng của mưa axít đến hệ sinh thái nông nghiệp ở tỉnh. Vì vậy, việc nghiên cứu một cách hệ thống hiện trạng mưa axit trong giai đoạn dài và đánh giá ảnh hưởng của mưa axit đến hệ sinh thái nông nghiệp trong tỉnh Hoà Bình là rất cần thiết. 1.4. Tổng quan khu vực nghiên cứu 1.4.1. Tỉnh Hòa Bình 1.4.1.1. Điều kiện địa lý tự nhiên Hoà Bình là một tỉnh miền núi, địa hình chuyển tiếp từ vùng đồng bằng Sông Hồng lên vùng Tây Bắc. Là cửa ngõ của vùng Tây Bắc, cách Hà nội khoảng 70 km. 15 Tỉnh có 11 huyện, thành phố: Đà Bắc, Mai Châu, Tân lạc, Lạc Sơn, Kim Bôi, Lương Sơn, Lạc Thuỷ, Yên Thuỷ, Kỳ Sơn, Cao Phong và Thành phố Hoà Bình với 210 xã, phường, thị trấn. Hoà Bình có khí hậu nhiệt đới gió mùa, mùa đông lạnh, ít mưa; mùa hè nóng, mưa nhiều. Nhiệt độ trung bình hàng năm trên 230C. Tháng 7 có nhiệt độ cao nhất trong năm, trung bình 27 – 290C, tháng 1 có nhiệt độ thấp nhất, trung bình 15,5 – 16,50C. Hình 1. 4. Sơ đồ vị trí tỉnh Hòa Bình [46] Bên cạnh đó, hệ thống sông ngòi trên địa bàn tỉnh được phân bố tương đối đồng đều với các sông lớn là sông Đà, sông Bôi, sông Bưởi, sông Lạng, sông Bùi. Mưa, bão tập trung từ tháng 6 đến tháng 9 hàng năm với lượng mưa trung bình hàng năm là 1800 - 2200 mm. Các hiện tượng gió lốc, mưa đá thường xuyên xảy ra. Nhiệt độ trung bình hàng năm là 24,70C; cao nhất 41,20C; thấp nhất 1,9oC. Tháng nóng nhất là tháng 7, nhiệt độ trung bình từ 27-290C; tháng lạnh nhất là tháng 1, nhiệt độ trung bình 15,5-16,50C. Tần suất sương muối xảy ra: 0,9 ngày/năm 16 1.4.1.2. Đặc điểm tài nguyên thiên nhiên a. Tài nguyên đất Tỉnh Hòa Bình có 460.869 ha diện tích đất tự nhiên. Trong đó: Diện tích đất nông nghiệp là 66.759 ha, chiếm 14,32%; diện tích đất lâm nghiệp là 194.308 ha, chiếm 41,67%; diện tích đất chuyên dùng là 27.364 ha, chiếm 5,87%; diện tích đất ở là 5.807 ha, chiếm 1,25%; diện tích đất chưa sử dụng và sông suối đá là 172.015 ha, chiếm 36,89% [19]. Trong đất nông nghiệp, diện tích đất trồng cây hàng năm là 45.046 ha, chiếm 67,48%, trong đó diện tích trồng lúa là 25.356 hecta, chiếm 60,51% diện tích đất trồng cây hàng năm; diện tích đất trồng cây lâu năm là 4.052 ha, chiếm 6,06%