ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN THỊ THANH TÚ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CỎ VETIVER VÀ DƢƠNG XỈ ĐỂ CẢI TẠO ĐẤT Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG SAU KHAI THÁC THIẾC TẠI XÃ HÀ THƢỢNG, HUYỆN ĐẠI TỪ, TỈNH THÁI NGUYÊN Chuyên ngành: Khoa học môi trƣờng Mã số: 60 44 03 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Đặng Văn Minh Thái Nguyên, năm 2013 i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết trình bày luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Ngƣời thực Nguyễn Thị Thanh Tú ii LỜI CẢM ƠN Đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu sử dụng cỏ vetiver dương xỉ để cải tạo đất ô nhiễm kim loại nặng sau khai thác thiếc xã Hà Thượng, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên”, hoàn thành với hướng dẫn giúp đỡ nhiệt tình PGS.TS Đặng Văn Minh, người thầy theo sát, tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi q trình học tập, nghiên cứu thực đề tài Xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo trường Đại học Nông lâm – Đại học Thái Nguyên, khoa Sau đại học; Thầy, Cô khoa tài nguyên môi trường quan tâm tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo UBND xã Hà Thượng, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên ban ngành, đoàn thể xã tạo điều kiện thuận lợi, cung cấp thơng tin, đóng góp ý kiến q báu Đồng thời, xin chân thành cám ơn người dân xã nhiệt tình tham gia buổi thảo luận nhóm, trả lời vấn, đóng góp nhiều ý kiến hay cho đề tài nghiên cứu Sau cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới gia đình, người thân bạn bè quan tâm, chia sẻ khó khăn động viên tơi trình thực luận văn Do thời gian lượng kiến thức có hạn nên đề tài tơi khơng tránh khỏi nhiều thiếu sót, mong nhận ý kiến đóng góp thầy bạn để luận văn tơi hồn thiện Tôi xin chân thành cảm ơn Ngƣời thực Nguyễn Thị Thanh Tú iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu chung Mục tiêu cụ thể Ý nghĩa đề tài 4.1 Ý nghĩa khoa học đề tài 4.2 Ý nghĩa thực tiễn đề tài Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .4 1.1 Cơ sở khoa học đề tài 1.1.1 Cơ sở lý luận a, Một số khái niệm 1.1.2 Cơ sở thực tiễn 1.1.3 Cơ sở pháp lý 1.2 Ô nhiễm KLN đất số phương pháp xử lý ô nhiễm truyền thống 1.2.1 Nguồn ô nhiễm KLN hoạt động khai khoáng 1.2.2 Các tiêu chuẩn đánh giá mức độ ô nhiễm KLN đất 1.2.3 Một số phương pháp xử lý ô nhiễm đất truyền thống 10 1.3 Thực trạng tác động khai thác khống sản đến mơi trường Việt Nam 12 1.3.1 Các hình thức khai thác, chế biến khoáng sản 13 1.3.2 Tác động hoạt động khai thác khoáng sản đến môi trường 13 1.4 Một số giải pháp cơng tác hồn thổ phục hồi mơi trường sau khai thác khoáng sản giới Việt Nam 17 1.4.1 Các nước giới 17 1.4.2 Tại Việt Nam 18 1.5 Giới thiệu công nghệ xử lý ô nhiễm KLN đất thực vật 20 1.5.1 Khái quát công nghệ thực vật xử lý ô nhiễm 20 iv 1.5.2 Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến trình hấp thụ KLN thực vật 22 1.5.3.Các chế công nghệ thực vật xử lý KLN đất 23 1.5.4 Ưu điểm hạn chế công nghệ thực vật xử lý KLN đất 24 1.6 Tổng quan tình hình nghiên cứu thực vật hấp thụ kim loại nặng đất giới Việt Nam 25 1.6.1 Trên giới 25 1.6.2 Tại Việt Nam 28 1.8 Những biện pháp xử lý sinh khối thực vật sau hấp thụ kim loại nặng 30 Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .31 2.1 Đối tượng nghiên cứu 31 2.2 Phạm vi thời gian nghiên cứu 32 2.2.1 Phạm vi 32 2.2.2 Thời gian nghiên cứu: 32 2.3 Nội dung nghiên cứu 32 2.4 Phương pháp nghiên cứu tiêu theo dõi 32 2.4.1 Phương pháp thu thập, kế thừa, phân tích tổng hợp tài liệu 32 2.4.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm 32 2.4.4 Phương pháp lấy mẫu ngồi thực địa phân tích phịng thí nghiệm 33 Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .36 3.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội xã Hà Thượng, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên 36 3.1.1.Điều kiện tự nhiên 36 3.1.2 Điều kiện kinh tế – xã hội 37 3.1.3 Đánh giá tài nguyên môi trường địa bàn xã Hà Thượng 39 v 3.2 Điều tra, khảo sát trạng môi trường đất sau khai thác thiếc người dân địa 40 3.3 Đánh giá tình hình sinh trưởng số loại địa khu vực đất sau khai thác thiếc 41 3.4 Nghiên cứu khả sinh trưởng cỏ Vetiver Dương xỉ trồng đất sau khai thác thiếc sau năm từ 2008 42 3.4.1 Khả sinh trưởng cỏ Vetiver 42 3.4.2 Khả sinh trưởng Dương xỉ 47 3.5 Khả hấp thụ KLN Vetiver Dương xỉ trồng năm thứ đất sau khai thác thiếc 50 3.6 Đánh giá chất lượng môi trường đất sau năm trồng Dương xỉ Vetiver 52 3.6.1 Đánh giá thay đổi dung trọng đất 52 3.6.2 Đánh giá thay đổi hàm lượng KLN đất đất qua q trình cải tạo trồng lồi thực vật hấp thu KLN 53 3.6.3 Sự thay đổi thành phần dinh dưỡng đất qua q trình cải tạo trồng lồi thực vật hấp thu KLN 54 3.7 Nghiên cứu khả hấp thụ KLN Dương xỉ Vetiver 56 3.8 Nghiên cứu biện pháp xử lý Dương xỉ Vetiver trồng đất nhiễm KLN sau thu hoạch 57 3.8.1 Biện pháp xử lý sinh khối 57 3.8.2 Biện pháp xử lý tro sau đốt 58 3.9 Nghiên cứu biện pháp xử lý đất sau thu hoạch Dương xỉ Vetiver 60 3.9.1 Hàm lượng mùn pH đất trước sau thí nghiệm xử lý rễ 60 3.9.2 Hàm lượng kim loại nặng đất trước sau thí nghiệm xử lý rễ bón vơi 61 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63 Kết luận 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 vi DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT BTNMT : Bộ Tài nguyên Môi trường CEC : Khả trao đổi Ion+ đất CNH – HĐH : Công nghiệp hóa – đại hóa DX : Dương xỉ KL : Kim loại KLN : Kim loại nặng MĐ : Mục đích NĐ : Nghị định ƠTC : Ơ tiêu chuẩn PTN : Phịng thí nghiệm QCVN : Quy chuẩn Việt Nam TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TN&MT : Tài nguyên Môi trường TT : Thông tư UBND : Ủy ban nhân dân vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Hàm lượng KLN trongchất thải số mỏ vàng điển hình Úc Bảng 1.2 Giới hạn ô nhiêm đất Úc New Zealand Bảng 1.3: Hàm lượng KLN tối đa cho phép đất nông nghiệp nước phát triển (ppm) 10 Bảng 1.4: Diện tích rừng đất rừng bị thu hẹp, thối hố số mỏ 15 Bảng 1.5: Mức độ ô nhiễm đất nông nghiệp khai thác mỏ 16 Bảng 1.6: Giới hạn tối đa cho phép hàm lượng số KLN đất 25 Bảng 1.7: Nồng độ kim loại nặng lá, chồi, cành số loài thực vật 26 Bảng 2.1: Kí hiệu đặc điểm vị trí lấy mẫu 34 Bảng 2.2: Các tiêu phương pháp phân tích mẫu đất .35 Bảng 3.1: Người dân đánh giá chất lượng môi trường đất .40 Bảng 3.2: Nguyên nhân gây ô nhiễm suy thối mơi trường đất số mỏ 41 Bảng 3.3: Sự xuất sinh trưởng số lồi địa có khả sinh trưởng phát triển vùng đất sau khai thác thiếc 41 Bảng 3.4: Chiều cao Vetiver năm thứ sau trồng .43 Bảng 3.5: Sinh khối thân cỏ vetiver trồng năm thứ đất nhiễm KLN 44 Bảng 3.6: Chiều dài rễ Vetiver trồng năm thứ đất nhiễm KLN .45 Bảng 3.7: Sinh khối rễ Vetiver trồng năm thứ đất nhiễm KLN .46 Bảng 3.7: Khả tái sinh Vetiver 46 Bảng 3.8: Sự sinh trưởng chiều cao năm thứ sau trồng 47 Bảng 3.9: Sinh khối thân Dương xỉ năm thứ đất sau khai thác thiếc 48 Bảng 3.10: Theo dõi chiều dài rễ Dương xỉ năm thứ sau trồng 49 Bảng 3.11: Sinh khối rễ Dương xỉ năm thứ 4sau khai thác thiếc .50 Bảng 3.12: Hàm lượng kim loại nặng .51 Bảng 3.13: Dung trọng đất 52 Bảng 3.14: Kết phân tích hàm lượng KLN đất 53 viii Bảng 3.15: Kết phân tích pH OM đất nghiên cứu sau năm trồng Dương xỉ Vetiver 55 Bảng 3.16: Hàm lượng KLN tích tụ 56 Bảng 3.17: Kết tro hóa sinh khối thân Dương xỉ Vetiver 58 Bảng 3.18: Hàm lượng KLN tổng số tro sau thí nghiệm .59 Bảng 3.19: Hàm lượng KLN dễ tiêu tro sau thí nghiệm 59 Bảng 3.20: Độ pH, OM trước sau thí nghiệm xử lý rễ .60 Bảng 3.21: Hàm lượng KLN dễ tiêu đất sau thí nghiệm 61 ix DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 3.1.Biểu đồ thể chiều cao Vetiver qua tháng 43 Hình 3.2: Biểu đồ thể chiều dài rễ Vetiver 45 Hình 3.3: Biểu đồ sinh trưởng qua chiều cao Dương xỉ 48 55 Bảng 3.15: Kết phân tích pH OM đất nghiên cứu sau năm trồng Dƣơng xỉ Vetiver Năm 2011 CT1 pHKCl OM % 2,0 CT2 5,5 2,3 Năm 2013 CT CT CT CT 6,5 6,66 6,67 3,59 3,66 3,6 4,5 1,7 CT 1: Dương xỉ CT 2: Vetier CT 3: Dương xỉ lẫn Vetiver CT 4: Đối chứng Qua bảng 3.15 cho thấy: - Độ pH đất sau năm trồng Dương xỉ Vetiver có thay đổi rõ rệt qua năm Độ pH đất năm 2011 thấp (pH = 5), độ pH làm cho đất bị chua, ảnh hưởng xấu tới tính chất đất, gây bất lợi cho sinh trưởng phát triển sinh vật Sau thời gian trồng Dương xỉ Vetiver độ pH đất nghiên cứu có tăng lên đáng kể, năm 2013, pH đất trồng Dương xỉ 6,5 Vetiver 6,66; cao so với đất đối chứng (pH ĐC = 3,59) Theo thang đánh giá (xem phần phụ lục 2.1), đất thuộc loại đất trung tính Điều cho thấy pH đất cải thiện dần điều kiện thích nghi cho số loại trồng ưa đất chua chè, số loại hoa màu, lương thực khác - Hàm lượng mùn đất năm 2011 mức thấp so với thang đánh giá (xem phần phụ lục 2.2) nghèo mùn Năm 2013,tỉ lệ mùn thí nghiệm trồng dương xỉ 3,66% công thức trồng Vetiver 3,6%, chạm tới mức đất có hàm lượng mùn trung tính (2 - 4%) so với thang tiêu chuẩn cao nhiều so với đất đối chứng Cho thấy, sau năm trồng Dương xỉ Vetiver cung cấp hàm lượng chất hữu tốt cho đất Nhưng nên kết hợp trồng xen Vetiver Dương xỉ cơng thức trồng lẫn loại này, độ pH hàm lượng OM cải thiện nhiều Tóm lại: Tính chất đất thí nghiệm thay đổi sau thực trồng Dương xỉ Vetiver đất ô nhiễm Các thông số tiêu pH, OM tổng số đất trồng tăng so với đất ban đầu 56 Tuy nhiên, tránh khỏi sai số kĩ thuật Hàm lượng pH đất tăng so với đất ban đầu phần trồng cải tạo cung cấp, phần cịn lại q trình bón vơi quy trình chăm sóc thí nghiệm bổ sung vào đất lượng định Giảm độ chua cho đất, tăng cường hàm lượng mùn điều cần thiết kết mong đạt thí nghiệm Bởi vậy, sau xử lý đất sau khai thác thiếc có đưa vào sản xuất nông lâm nghiệp Với chất lượng đất người dân trồng số loại như: chè, khoai lang, sắn,…là loài đem lại hiệu kinh tế 3.7 Nghiên cứu khả hấp thụ KLN Dƣơng xỉ Vetiver Cây Dương xỉ Vetiver trồng để xử lý kim loại nặng đất, sau năm sinh trưởng phát triển tích lũy hàm lượng KLN định thân, lá, rễ Để đánh giá lượng hấp thu kim loại nặng vùng đất ô nhiễm sau khai thác thiếc cần lấy mẫu phân tích Các mẫu thực vật tiến hành lấy vị trí khác với lần nhắc lại, sau phơi khơ phân tích phịng thí nghiệm Bảng 3.16 cho kết lượng hấp thu ba nguyên tố kim loại nặng Pb, Cd As thí nghiệm Bảng 3.16: Hàm lƣợng KLN tích tụ (Đơn vị: mg/kg) Năm 2011 Dƣơng xỉ Năm 2013 Vetiver Rễ Thân Rễ Pb Thân 7,14 39,41 6,78 Cd 0,61 0,8 As 11,54 22,31 KLN Dƣơng xỉ 21,47 Thân 47,07 0,36 0,55 16,42 26,43 Rễ Vetiver Rế 105,23 Thân 41,63 131,81 2,01 3,56 1,84 2,87 34,62 69,24 34,39 58,43 Qua bảng 3.16 nhận thấy: Hàm lượng KLN năm 2011 thấp nhiều so với hàm lượng KLN năm 2013 57 - Đối với Dương xỉ: Hàm lượng Pb hấp thu thân năm 2013 tăng lên gấp 6,59 lần so với năm 2011 Hàm lượng Cd tăng từ 0,61 mg/kg năm 2011 lên 2,01 năm 2013 Hàm lượng As, tăng từ 11,54 lên 34,62 mg/kg, tức tăng lên 23,08mg/kg thấy năm 2011, rễ Dương xỉ hấp thu 39,41 mg/kg Pb, năm 2013 hàm lượng tăng lên 105,23mg/kg tức tăng gấp 2,67 lần Hàm lượng Cd tăng từ 0.8mg/kg lên 3,56mg/kg tức tăng lên 2,76 mg/kg Hàm lượng As, tăng từ 22,31mg/kg lên 69,24 mg/kg, tăng gấp 3,1 lần - Đối với Vetiver: Hàm lượng KLN thân Vetiver năm 2011 2013 Hàm lượng Pb hấp thu thân năm 2013 tăng lên 16,29% so với năm 2011 Hàm lượng Cd tăng từ 19,56% - Tăng hàm lượng As, tăng từ 16,42 lên 34,39 mg/kg Nhận thấy năm 2011, rễ cỏ Vetiver hấp thu 21,47 mg/kg Pb, năm 2013 hàm lượng tăng lên 131,81 mg/kg tức tăng gấp 6,14 lần Hàm lượng Cd tăng từ 0.55mg/kg lên 2,87mg/kg tức tăng 5,21 lần Tăng hàm lượng As, tăng từ 26,43 lên 58,43 Tức tăng 2,21 lần so với năm 2011 Trong nguyên tố KLN cỏ Vetiver hấp thu nhiều hàm lượng Pb As 3.8 Nghiên cứu biện pháp xử lý Dƣơng xỉ Vetiver trồng đất nhiễm KLN sau thu hoạch 3.8.1 Biện pháp xử lý sinh khối Để nghiên cứu biện pháp xử lý sinh khối cây, tiến hành thí nghiệm diện tích 36 m2 sau: - Cắt ngang thân Dương xỉ Vetiver (cách gốc – 10cm), thu gom, cân sinh khối tươi thu khối lượng M1 - Phơi trời nắng đến khối lượng không đổi cân sinh khối khô thu khối lượng M2 - Đốt khô thu khối lượng M3 Sau tiến hành thí nghiệm thu kết sau: 58 Bảng 3.17: Kết tro hóa sinh khối thân Dƣơng xỉ Vetiver (Đơn vị: kg/36m2) Khối lƣợng (Kg) Tỉ lệ (%) Dương xỉ Vetiver Dương xỉ Vetiver Sinh khối tươi (M1) 50,4 39,96 100 100 Sinh khối khô(M2) 28,18 20,16 55,91 50,45 Tro (M3) 2,93 2,64 5,81 6,6 Bảng 3.17 thể sinh khối tươi, khô tro sau đốt Dương xỉ Vetiver diện tích 36m2 Nhận thấy sinh khối tươi Dương xỉ đạt 50,4 kg, sau phơi khơ khối lượng M2 28,18 kg, tức giảm 22,22kg Khối lượng M3 thu sau đốt 2,93, tức – 6% so với M1 10 – 11% so với M2 Đối với Vetiver, khối lượng tro (M3) thu 13,1% so với Sinh khối khô(M2) 6,6% so với sinh khối tươi(M1) Như thu gom, phơi khơ tro hóa biện pháp giảm sinh khối cỏ Vetiver sau trồng đất ô nhiễm kim loại nặng hiệu tiết kiệm chi phí 3.8.2 Biện pháp xử lý tro sau đốt Sau thu khối lượng tro ta tiến hành thí nghiệm chia số tro làm túi với khối lượng xử lý theo công thức: - CT1 : tro khơng bón vơi (đối chứng), bổ sung độ ẩm từ 30 – 40% - CT2 : Tro bón vơi với tỉ lệ 20% so với khối lượng, bổ sung độ ẩm từ 30 – 40% - CT3: Tro bón vơi với tỉ lệ 40% so với khối lượng, bổ sung độ ẩm từ 30 – 40% Tro sau đốt để túi nilon, ủ sau thời gian tháng mang phân tích Kết thu thể bảng 3.18: 59 Bảng 3.18: Hàm lƣợng KLN tổng số tro sau thí nghiệm (Đơn vị: mg/kg) Vetiver Dƣơng xỉ CT1 112,47 7,23 110,98 6,95 Pb Cd As pH CT2 109,10 6,56 109,13 8,97 CT3 110,23 7,07 111,45 11,89 CT1 105,96 CT2 102,82 CT3 101,87 4,68 87,53 4,53 85,28 4,47 83,98 6,9 9,4 11,8 Báng 3.18 thể hàm lượng KLN tro sau đốt sau đốt tháng Nhận thấy, sau đốt tháng hàm lượng KLN công thức có thay đổi khơng nhiều Độ pH mẫu công thức 6,95, công thức có xu hướng tăng lên Cụ thể công thức độ pH tăng lên 8,97, công thức tăng lên 11,89 Điều chứng tỏ bón vơi vào tro độ pH tăng lên, bón nhiều vơi pH cao Bảng 3.19: Hàm lƣợng KLN dễ tiêu tro sau thí nghiệm (Đơn vị: mg/kg) Vetiver Dƣơng xỉ Pb CT1 0,00395 CT2 0,00196 CT3 0,00135 CT1 0,01451 CT2 0,00994 CT3 0,00325 Cd 0,00272 0,00182 0,00005 0,00245 0,00231 0,00230 As 3,27 1,44 1,37 476,52 435,37 395,73 Qua bảng 3.19 nhận thấy hiệu bước đầu việc xứ lý tro Dương xỉ Vetiver vôi bột Với tỉ lệ bón vơi khác 20% 40%, nhận thấy thay đổi hàm lượng KLN dễ tiêu tro Mặc dù chưa có thay đổi hàm lượng KLN lớn, song hàm lượng KLN tro xử lý với hàm lượng 20% vôi bột hàm lượng Pb, Cd As giảm, cụ thể sau: - Đối với Dương xỉ: Hàm lượng Pb cơng thức bón 20% vơi 40% vơi giảm 0,00199 0,0026 mg/kg so với cơng thức khơng bón vơi Hàm lượng Cd cơng thức bón 20% 40% vơi giảm 0,0009 60 0,00267 mg/kg so với công thức khơng bón vơi, Hàm lượng As cơng thức bón 20% 40% vơi giảm 1,83 1,9 mg/kg so với cơng thức khơng bón vơi - Đối với Vetiver: Hàm lượng Pb cơng thức bón 20% 40% vôi giảm 0,0457 0,01126 mg/kg so với cơng thức khơng bón vơi Hàm lượng Cd cơng thức bón 20% 40% vơi giảm 0,00001 0,00002 mg/kg so với cơng thức khơng bón vơi Hàm lượng As cơng thức bón 20% 40% vơi giảm 41,15 80,79 mg/kg so với cơng thức khơng bón vôi Như vậy, qua bảng 3.19 nhận thấy rằng, hàm lượng As dễ tiêu Vetiver cao Dương xỉ nhiều lần, chứng tỏ khả hấp thu cố định As Vetiver tốt Dương xỉ Qua thấy hàm lượng KLN dễ tiêu cơng thức có thay đổi Đây móng tiền đề cho nghiên cứu xử lý thực vật sau hấp thu KLN sau 3.9 Nghiên cứu biện pháp xử lý đất sau thu hoạch Dƣơng xỉ Vetiver Sau thu hoạch sinh khối Dương xỉ Vetiver, phần đất rễ lại chứa hàm lượng lớn KLN Vì nghiên cứu biện pháp xử lý quan trọng Trong phạm vi nghiên cứu đề tài phần đất rễ xử lý theo công thức sau đây: - Công thức 1: Cuốc lật đất thu gom rễ - Công thức 2: Cuốc lật đất bón vơi (2000 kg/ha) Phân tích KLN đất sau tháng 3.9.1 Hàm lượng mùn pH đất trước sau thí nghiệm xử lý rễ Kết phân tích pH hàm lượng chất dinh dưỡng tổng số đất trồng Duơng xỉ Vetiver trước sau thí nghiệm sau: Bảng 3.20: Độ pH, OM trƣớc sau thí nghiệm xử lý rễ Dƣơng xỉ Đối Vetiver chứng Trước thí nghiệm CT1 CT2 pH Mùn (%) Sau thí nghiệm CT1 CT2 Trước thí nghiệm CT1 CT2 Sau thí nghiệm CT1 CT2 6,35 6,4 6,37 8,6 6,57 6,73 6,56 8,5 3,59 3,87 3,95 3,89 3,98 3,93 4,67 3,97 4,71 1,7 61 Bảng 3.20 thể độ pH,OM đất trước sau thí nghiệm Độ pH đất trước thí nghiệm cơng thức 6,35, sau thí nghiệm đạt 6,34, tức cuốc lật đất, nhặt rễ sau thời gian tháng độ pH đất khơng thay đổi Ở cơng thức 2, trước thí nghiệm pH 6,4, sau thí nghiệm bổ sung vơi độ pH tăng lên 8,6 Hàm lượng mùn đất trước thí nghiệm cơng thức 3,87%, sau thí nghiệm tăng lên 3,89, Ở cơng thức 2, trước thí nghiệm hàm lượng mùn 3,95%, sau thí nghiệm tăng lên 3,98% Nhận thấy sau thí nghiệm hàm lượng mùn có thay đổi không nhiều 3.9.2 Hàm lƣợng kim loại nặng đất trƣớc sau thí nghiệm xử lý rễ bón vơi Nghiên cứu xử lý đất sau thu hoạch Dương xỉ Vetiver công thức: - CT1: đất nhặt bỏ hết rễ - CT2: đất nhặt bỏ hết rễ sau bón 20% vôi bột - CT3: đất nhặt bỏ hết rễ sau bón 40% vơi bột Bảng 3.21: Hàm lƣợng KLN dễ tiêu đất sau thí nghiệm Đơn vị: mg/kg Dƣơng xỉ Vetiver KLN CT1 CT2 CT3 CT1 CT2 CT3 Pb 0,00327 0,00105 0,00104 0,00389 0,00165 0,00023 Cd 0,00169 0,00154 0,00132 0,01093 0,00069 0,00028 As 18,96 17,14 6,57 24,81 6,43 0,88 Qua bảng 3.21 nhận thấy rằng, hàm lượng KLN dễ tiêu sau thí nghiệm đất có thay đổi công thức, cụ thể sau: - Đối với Dương xỉ: Hàm lượng Pb cơng thức bón 20% vơi 40% vơi giảm 0,00222 0,00223 mg/kg so với công thức khơng bón vơi Hàm lượng Cd cơng thức bón 20% 40% vơi giảm 0,00015 0,00037 mg/kg so với cơng thức khơng bón vơi, Hàm lượng As cơng thức bón 20% 40% vôi giảm 1,82 12,39 mg/kg so với cơng thức khơng bón vơi - Đối với Vetiver: Hàm lượng Pb cơng thức bón 20% 40% vôi giảm 0,00224 0,00366 mg/kg so với cơng thức khơng bón vơi Hàm lượng Cd 62 cơng thức bón 20% 40% vơi giảm 0,01024 0,01065 mg/kg so với công thức khơng bón vơi Hàm lượng As cơng thức bón 20% 40% vôi giảm 18,38 23,93 mg/kg so với cơng thức khơng bón vơi Tóm lại: tính chất đất thí nghiệm thay đổi đáng kể sau thực trồng cỏ Vetiver Dương xỉ sau thực thí nghiệm đất nhiễm Các thông số tiêu pH, OM tổng số đất trồng tăng so với đất ban đầu Hàm lượng kim loại nặng đất có chuyển biến tích cực, cụ thể hàm lượng Pb, Cd, As di động giảm đáng kể 63 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Loài thực vật nghiên cứu Dương xỉ Vetiver trồng năm thứ sinh trưởng tương đối tốt đất nghèo kiệt bị ô nhiễm KLN hoạt động khai thác thiếc Hàm lượng kim loại nặng tích lũy phận thân rễ tương đối cao Việc trồng loại có tác dụng cải tạo đất làm giảm mức độ ô nhiễm đất rõ rệt Cụ thể sau: * Khả thích nghi, sinh trưởng, phát triển Dương xỉ Vetiver Kết thu thập sau tháng nghiên cứu, cho thấy Dương xỉ Vetiver năm thứ trồng đất ô nhiễm sau khai thác thiếc sinh trưởng, phát triển bình thường theo đặc tính * Hàm lượng kim loại nặng đất trước trồng Môi trường đất địa bàn xã Hà Thượng khu vực thực thí nghiệm có tượng bị nhiễm KLN Hàm lượng Asen, Cd, Pb vượt tiêu chuẩn cho phép QCVN 03:2008 (hàm lượng Pb đất 310 mg/kg, Cd 12 mg/kg, hàm lượng As 162,5 mg/kg) * Chất lượng đất sau trình xử lý ô nhiễm thực vật - Sau năm trồng Dương xỉ Vetiver cải tạo đất hàm lượng KLN tích lũy qua thân lá, rễ nên giảm cách đáng kể Khả tích lũy Pb, Cd, As rễ cao so với thân (Kết cụ thể chương 3) - Hàm lượng chì (Pb) đất đạt 97,70 mg/kg; Hàm lượng cadimi (Cd) đất 6,74 mg/kg; Hàm lượng asen (As) đất trồng dương xỉ 6,81 mg/kg So sánh với QCVN 03:2008 Bộ TNMT dành cho đất sử dụng mục đích Nơng nghiệp hàm lượng Pb, Cd vượt QCVN 03:2008/BTNMT, hàm lượng As nằm giới hạn cho phép QCVN 03:2008/BTNMT - pH mức trung tính pH = 6,5 - Độ mùn đất: Hàm lượng mùn tăng lên từ đất nghèo mùn thành đất có hàm lượng mùn trung tính (Hàm lượng OM đất ban đầu mức thấp 64 (0,89%) tỉ lệ mùn thí nghiệm trồng dương xỉ đến năm 2011 tăng lên 1,55% đến năm 2013 tăng lên 3,66%) - Hàm lượng KLN di động tro sau tro hóa sinh khối Dương xỉ Vetiver trước sau thí nghiệm bón vơi khơng thay đổi nhiều có thay đổi hàm lượng KLN Từ lượng sinh khối lớn tươi, sau phơi khơ tro hóa cịn lại khoảng - 6% khối lượng ban đầu Lượng sinh khối nhỏ xử lý phương pháp bê tơng hóa xử lý vơi bột Kiến nghị Qua kết nghiên cứu đạt được, đề tài xin có số đề nghị sau: - Kiến nghị với cấp, ngành cần có quan tâm, đầu tư, tạo điều kiện cho q trình khắc phục xử lý nhiễm - Khuyến khích người dân cải tạo đất nhiễm KLN loại thực vật Biện pháp cải tạo thân thiện với mơi trường, chi phí có hiệu tốt - Tiếp tục nghiên cứu biện pháp kỹ thuật cho loại có khả cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng khu vực bãi thải khai thác thiếc Đại Từ vùng lân cận nước - Kiến nghị với UBND quyền địa phương hỗ trợ ký thuật vốn cho người dân xử lý sinh khối Dương xỉ trồng đất kim loại nặng - Cần truyền thông sâu rộng cho người dân biết cách xử lý sinh khối Dương xỉ sau thu hoạch tránh gây tượng ô nhiễm thứ cấp - Kiến nghị với UBND quyền địa phương xây dựng khu xử lý tập trung sinh khối Dương xỉ sau thu hoạch để tránh tình trạng KLN bị phân tán diện rộng - Cần có nghiên cứu việc sử dụng xử lý loại sau trồng để cải tạo đất ô nhiễm sau khai thác kim loại 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Bùi Thị Kim Anh, Đặng Đình Kim, Trần Văn Tựa, Lê Đức, Nguyễn Trung Kiên, Đỗ Tuấn Anh, Nguyễn Thị Hoài Phương (2008), Khả chống chịu tích lũy asen hai loài dương xỉ thu từ vùng khai thác mỏ, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ (Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam), tập 46, số 6a, 2008, pp 248-257 Báo cáo số 1017/STNMT-KS ngày 19/6/2007 V/v đánh giá hiệu việc khai thác chế biến TNKS địa bàn tỉnh Thái Nguyên Đặng Kim Chi, Ngô Kim Chi, Trần khắc Hiệp, Ngô Kiều Oanh (2004), Việt Nam môi trường sống, Hội Bảo vệ Thiên nhiên Mơi trường Viêt Nam, Nxb Chính trị Quốc gia, Hà Nội Cơng ty khống sản Tiberon (2004), Báo cáo ĐTM dự án Núi Pháo, Đại Từ, Thái Nguyên Nguyễn Tiến Cư, Trần Văn Tựa, Đặng Đình Kim, Đỗ Tuấn Anh, Lê Thu Thủy (2008), Nghiên cứu khả xử lý chì (Pb) đất nhiễm cỏ Vetiver (Vetiveria zizanioides), Tạp chí KH&CN 46 (6A), trang 2126 Phạm Quang Hà (2002), Nghiên cứu hàm lượng Cadimi cảnh báo ô nhiễm số loại đất Việt Nam, Tạp chí Khoa học đất số 16/2002, trang 32-38 Diệp Thị Mỹ Hạnh (ĐH KHTN, ĐH QG HCM) E Garnier Zarli (ĐH Paris xu Vai de Marne), Lantana Camara L, Thực vật có khả hấp thụ Pb đất để giải ô nhiễm Tạp chí phát triển khoa học công nghệ, 10(1), trang 13-23 Dương Văn Khanh (2007), Thực trạng thách thức môi trường tỉnh Thái Ngun thời kỳ đẩy mạnh cơng nghiệp hóa, đại hóa, Kỷ yếu Hội thảo quốc gia:"Các vấn đề môi trường phát triển bền vững vùng Đông Bắc tác động trình phát triển kinh tế - xã hội thời kỳ cơng nghiệp hóa, đại hóa, Đại học Thái Nguyên, 20 - 21/10/2007 66 Khoa Lê Văn Khoa, Nguyễn Xuân Cự, Lê Đức, Trần Khắc Hiệp, Trần Cẩm Vân (2000), Đất môi trường, Nxb Giáo dục, Hà Nội 10 Lê Văn Khoa, Nguyễn Xuân Quýnh Nguyễn Quốc Việt (2007), Chỉ thị sinh học môi trường, Nxb Giáo dục, Hà Nội 11 Đặng Đình Kim cộng sự, (2008), Chuyên đề bảo vệ mơi trường khai thác khống sản 12 Đặng Văn Minh (2009), Nghiên cứu biện pháp cải tạo, phục hồi sử dụng đất canh tác sau khai thác khoáng sản Thái Nguyên 13 Đặng Xuyến Như (2004), Nghiên cứu xác định số giải pháp sinh học (thực vật vi sinh vật) để xử lý ô nhiễm kim loại nặng nước thải Thái Nguyên, Đề tài cấp Bộ năm 2003 – 2004 14 Phạm Hồng Đức Phước (2001), Một số kết bước đầu nghiên cứu triển khai ứng dụng cỏ Vetiver Miền Nam Việt Nam, Hội thảo khoa học nghiên cứu ứng dụng công nghệ cỏ Vetiver Việt Nam, Bộ NN&PTNT tổ chức Hà Nội, tháng 10/2011, trang 8-1 15 Trần Kông Tấu cs (2005), Một số kết ban đầu việc tìm kiếm biện pháp xử lý đất nhiễm thực vật Tạp chí khoa học đất số 23/2005 16 Trà Hồ Thị Lam Trà Nguyễn Hữu Thành (2003), Kim loại nặng (tổng số di động) đất nông nghiệp huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên, Tạp chí Khoa học đất số 19, trang 167-173 17 Trần Kông Tấu, Đặng Thị An (2005), “Một số kết ban đầu việc tìm kiếm biện pháp xử lý đất nhiễm thực vật”, Tạp chí khoa học đất số 23/2005, trang 156 – 158 18 Trịnh Thị Thanh (2002), Độc học môi trường sức khỏe người, Nxb Đại học quốc gia, Hà Nội 19 UBND xã Hà Thượng (2012), Báo cáo công tác quản lý nhà nước tài nguyên khoáng sản 20 UBND xã Hà Thượng (2012), Báo cáo kết thực nhiệm vụ kinh tế xã hội, phương hướng thực nhiệm vụ năm 2012 21 UBND xã Hà Thượng (2012), Thống kê, kiểm kê đất đai năm 2012 67 22 Lương Thị Thúy Vân, Mã Thị Diệu Ái, Đặng Đình Kim, Trần Văn Tựa, Lương Văn Hinh (2008), Sinh trưởng tích lũy chì cỏ vetiver (Vetiveria zizanioides L.) trồng đất nhiễm khai thác khống sản, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ (Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam), tập 46, số 6a, 2008, pp 234-240 23 Viện Công nghệ môi trường (2010), Báo cáo tổng hợp kết Khoa học công nghệ đề tài KC 08.04/06-10: Nguyên cứu sử dụng thực vật để cải tạo đất bị ô nhiêm kim loại nặng vùng khai thác khoảng sản Chủ nhiệm đề tài: GS TS Đặng Đình Kim 24 Võ Văn Minh (2009), Khoa học môi trường, Luận văn Tiến sĩ, trường Đại học Khoa học tự nhiên, ĐHQG Hà Nội, Hà Nội 25 Võ Văn Minh, Võ Châu Tuấn (2005), Công nghệ xử lý kim hại nặng đất thực vật - Hướng tiếp cận triển vọng, Tạp chí Khoa học Công nghệ, Đại học Đà Nẵng 12 (4) trang 58-62 Tài liệu tiếng Anh 26 ANZ (1992), Australian and New Zealand Guidelines for the Assessment and Management of Contaminated Sites, Australian and New Zealand Ennvironment and Conservation Council, and National Health and Medical Research Council, January 1992 27 Ashley Senn, Paul Milham (2007), Managing cadmium in vegetables, NSW Department of Primary Industries' Plant Health Doagnostic and Analytical Services, 04/2007 28 Barcelos J., and Poschenrieder C (2003), Phytoremediation: principles and perspectives, Contributions to Science, institute d’Edtudis Catalans, Bacelona, pp 333 – 344 29 Channey R et al (1997), Phytoremediation of soil metals, Current Opinion in Biotechnology 1997, 8: 279-284 30 Ho Thi Lam Tra and Kazuhiko Egashira (2001), Status of Heavy Metals in Agricultural Soils of Vietnam Soil Science and Plant Nutrition, Japan, 47 (2) 419-422 68 31 M.N.V Prasad (1974), Heavy Metal Streess in Plants from Biomolecules to Ecosystems - Second Edition - Springer 32 Salomons W., U Forstner, P Mader (Eds) (1995), Heavy metals – Problem and solution, Springer 33 Vernet J P (Eđite) (1991), Heavy metals in the environment, Elsevier, Amsterdam – London – New York – Tokyo Phụ lục Danh mục thang đánh giá số tiêu đất pHH2O Kiềm yếu: >7 Trung tính: =7 Gần trung tính: 5,5 - Chua nhẹ: 4,5 – 5,5 Rất chua: