BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN - HÀ THỊ LAN HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM VÀ KHẢ NĂNG HẤP THỤ KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT CỦA MỘT SỐ LOÀI THỰC VẬT TẠI KHU VỰC KHAI THÁC KHOÁNG SẢN HUYỆN ĐỒNG HỶ TỈNH THÁI NGUYÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: Mã số: Hướng dẫn khoa học: Khoa học môi trường 60.44.03.01 TS Đàm Xuân Vận THÁI NGUYÊN - 2011 i Lời cảm ơn Trong thời gian học tập thực luận văn tốt nghiệp, nhận giúp đỡ vô tận tình sở đào tạo, gia đình bạn bè Trước hết xin chân thành cảm ơn tới Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên, khoa đào tạo Sau đại học tạo điều kiện, giúp đỡ trình thực đề tài Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Đàm Xuân Vận hết lòng tận tụy hướng dẫn thực đề tài, đồng thời xin chân thành cảm ơn Th.s Trần Thị Phả giúp đỡ hoàn thành tốt đề tài Cuối xin cảm ơn gia đình bạn bè động viên cổ vũ suốt trình học tập Thái Nguyên, ngày tháng năm 2011 Người thực luận văn Hà Thị Lan ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng: số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa bảo vệ học vị Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thông tin luận văn rõ nguồn gốc Thái Nguyên, ngày tháng năm 2011 Người thực luận văn Hà Thị Lan iii MỤC LỤC Lời cảm ơn i LỜI CAM ĐOAN .ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC BẢNG .vii DANH MỤC HÌNH .viii MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu đề tài Ý nghĩa đề tài PHẦN I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan ô nhiễm kim loại nặng đất 1.1 Khái niệm ô nhiễm kim loại nặng ô nhiễm đất 1.2 Các nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng đất 1.3 Đặc điểm hoá học Pb, Zn, Cd As đất 1.2 Hoạt động khai thác khoáng sản vấn đề môi trường liên quan 1.2.1 Hoạt động khai thác khoáng sản Việt Nam 11 1.2.2 Ảnh hưởng hoạt động khai thác khoáng sản đến môi trường đất Việt Nam 17 1.3 Các phương pháp xử lý đất bị ô nhiễm kim loại nặng 20 1.3.1 Các nguyên tác để xử lý đất bị ô nhiễm 21 1.3.2 Các phương pháp truyền thống làm đất ô nhiễm 21 1.4 Tổng quan xử lý kim loại nặng đất thực vật 23 1.4.1 Cơ sở khoa học công nghệ xử lý ô nhiễm kim loại nặng đất thực vật 23 1.4.2 Một số kết nghiên cứu khả hấp thụ số kim loại nặng thực vật 27 1.4.3 Triển vọng công nghệ thực vật xử lý kim loại nặng đất 28 PHẦN II: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 iv 2.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 30 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 30 2.1.2 Phạm vi nghiêm cứu 30 2.2 Địa điểm thời gian nghiên cứu 30 2.2.1 Địa điểm nghiên cứu 30 2.2.2 Thời gian nghiên cứu 30 2.3 Nội dung nghiên cứu 30 2.4 Phương pháp nghiên cứu 31 2.4.1 Phương pháp thu thập số liệu, thống kê, kế thừa truyền thống 31 2.4.2 Phương pháp lấy mẫu đất mẫu thực vật 31 2.4.3 Phương pháp thiết kế thí nghệm 32 2.4.4 Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm 32 2.4.5 Phương pháp xử lý số liệu 33 PHẦN III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 34 3.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội huyện Đồng Hỷ 34 3.1.1 Điều kiện tự nhiên 34 3.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 35 3.1.3 Hiện trạng khai thác khoáng sản khu vực mỏ sắt Trại Cau mỏ Chì Kẽm Làng Hích huyện Đồng Hỷ - tỉnh Thái Nguyên 39 3.1.3.1.Hiện trạng khu vực khai thác khoáng sản mỏ Sắt Trại Cau 39 3.1.3.2 Hiện trạng khu vực khai thác khoáng sản mỏ làng Hích 41 3.2 Hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng đất tích luỹ kim loại thực vật khu vực khai thác khoáng sản huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên 38 3.2.1 Hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng đất khu vực mỏ sắt Trại Cau mỏ chì, kẽm làng Hích - huyện Đồng Hỷ 42 3.2.1.1 Độ pH đất 42 3.2.1.2 Đánh giá trạng ô nhiễm kim loại nặng đất 43 3.2.2 Sự tích lũy kim loại nặng số loài thực vật khu vực mỏ sắt Trại Cau mỏ chì, kẽm làng Hích - huyện Đồng Hỷ 48 3.3 Nghiên cứu khả hấp thụ kim loại nặng sậy, cỏ tre bò đất bị ô nhiễm kim loại nặng khai thác khoáng sản 53 v 3.3.1 Đánh giá thay đổi nồng độ kim loại nặng mẫu đất trồng thí nghí nghiệm 53 3.3.1.1 Đánh giá độ pH đất nghiên cứu 53 3.3.1.2 Đánh giá thay đổi hàm lượng kim loại nặng đất trồng thí nghiệm 54 3.3.2 Khả tích luỹ kim loại nặng thân, rễ loài thực vật nghiên cứu 57 3.3.2.1 Đánh giá sinh trưởng phát triển thực vật nghiên cứu đất ô nhiễm kim loại nặng 57 3.3.2.2 Sự thay đổi hàm lượng kim loại nặng thực vật nghiên cứu58 3.4 Đề xuất biện pháp xử lý ô nhiễm kim loại nặng đất 62 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 Kết luận 64 Kiến nghị 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 PHỤ LỤC vi DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu viết tắt BVMT KK KLN KSON HĐND MTV TCCP TCVN TNHHNN TTCN QCVN UBND Diễn giải đầy đủ nội dung Bảo vệ môi trường Không khí Kim loại nặng Kiểm soát ô nhiễm Hội đồng nhân dân Một thành viên Tiêu chuẩn cho phép Tiêu chuẩn Việt Nam Trách nhiệm hữu hạn Nhà nước Tiểu thủ công nghiệp Quy chuẩn Việt Nam Ủy ban nhân dân vii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Hàm lượng kim loại nặng giáng thủy Bảng 1.2.Hàm lượng trung bình số kim loại nặng đá đất Bảng 1.3 Hàm lượng kim loại nặng nguồn phân bón nông nghiệp Bảng 1.4 Biến đổi hàm lượng kim loại nặng đất hoạt động khai khoáng theo thời gian Bảng 1.5 Tình hình khai thác chì, kẽm số mỏ tỉnh Thái Nguyên 16 Bảng 1.6 Tình hình khai thác sắt, thiếc số mỏ địa bàn tỉnh Thái Nguyên 17 Bảng 1.7 Diện tích rừng đất rừng bị thu hẹp, thoái hóa số mỏ 18 Bảng 1.8 Mức độ ô nhiễm đất nông nghiệp khai thác mỏ 19 Bảng 3.1 pH đất nghiên cứu 42 Bảng 3.2 Hàm lượng kim loại nặng đất 43 Bảng 3.3 Hàm lượng kim loại nặng sậy dương xỉ 48 Bảng 3.4 pH đất nghiên cứu 53 Bảng 3.5: Hàm lượng kim loại nặng đất nghiên cứu 54 Bảng 3.6 Khả sinh trưởng Sậy đất ô nhiễm kim loại nặng 58 Bảng 3.7 Hàm lượng kim loại phận loài thực vật nghiên cứu trước sau trồng thí nghiệm 58 viii DANH MỤC HÌNH Hình 4.1 Hàm lượng Asen đất nghiên cứu 44 Hình 4.2 Hàm lượng chì đất nghiên cứu 45 Hình 4.3 Hàm lượng Cadimi đất nghiên cứu 46 Hình 4.4 Hàm lượng Kẽm đất nghiên cứu 47 Hình 4.5 Hàm lượng Asen loài thực vật nghiên cứu 49 Hình 4.6 Hàm lượng Chì loài thực vật nghiên cứu 50 Hình 4.7 Hàm lượng Cadimi loài thực vật nghiên cứu 51 Hình 4.8 Hàm lượng Kẽm số loài thực vật nghiên cứu 52 Hình 4.9 Hàm lượng Kẽm đất nghiên cứu 54 Hình 4.10 Hàm lượng Chì đất nghiên cứu 55 Hình 4.11 Hàm lượng Cadimi đất nghiên cứu 56 Hình 4.12 Hàm lượng Asen đất nghiên cứu 56 Hình 4.13 Hàm lượng Kẽm thực vật trước sau trồng thí nghiệm 59 Hình 4.14 Hàm lượng Chì thực vật trước sau trồng thí nghiệm 60 Hình 4.15 Hàm lượng Cadimi thực trước sau trồng thí nghiệm 60 Hình 4.16 Hàm lượng Asen thực vật trước sau trồng thí nghiệm 61 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Ngày nay, ô nhiễm môi trường trở thành vấn nạn toàn giới Không môi trường nước, môi trường không khí mà môi trường đất ngày bị ô nhiễm nặng nề nhiều hoạt động khác người Trong ô nhiễm đất KLN trở thành mối quan tâm đặc biệt nhiều quốc gia giới Cùng với phát triển không ngừng ngành công nghiệp, nông nghiệp khai khoáng quy mô cường độ ô nhiễm KLN ngày gia tăng Do đó, việc nghiên cứu, tìm kiếm phương pháp xử lý kim loại nặng đất, góp phần cải tạo ô nhiễm môi trường đất cần thiết xu tài nguyên đất giới bị suy giảm nhanh chóng diện tích chất lượng, đe doạ đến an ninh lương thực phát triển bền vững Hiện nay, giới có nhiều phương pháp khác xử để lý kim loại nặng đất đưa sử dụng như: Công nghệ rửa đất, công nghệ cố định chỗ, Tuy nhiên, phương pháp có chi phí cao, phù hợp tiến hành với quy mô nhỏ tình trạng ô nhiễm đất lại xảy diện rộng, số phương pháp làm phát sinh chất ô nhiễm đất, Do đó, hiệu việc áp dụng phương pháp không cao Vậy, vấn đề đặt cần phải tìm phương pháp xử lý kim loại nặng đất cho vừa hiệu quả, vừa dễ thực hiện, chi phí thấp mà lại thân thiện với môi trường Năm 1990, phương pháp sử dụng thực vật để xử lý ô nhiễm kim loại nặng đất lần đưa giới thiệu loại công nghệ thương mại [10] Với việc đáp ứng tiêu chí nêu phương pháp sử dụng rộng rãi nhiều quốc gia giới nước ta phương pháp nghiên cứu để đưa vào áp dụng rộng rãi 57 Qua bảng 4.5 hình 3.12 cho thấy: Hàm lượng As mẫu đất nghiên cứu giảm đáng kể sau trồng thí nghiệm Cụ thể: - Hàm lượng As mẫu đất trồng cỏ tre bò giảm 125,53 mg/kg (giảm 85,7%); - Hàm lượng As mẫu trồng sậy giảm 7,03 mg/kg (giảm 49,82%), hàm lượng As lại đất (7,08 mg/kg) nằm giới hạn cho phép QCVN 03:2008/BTNMT (12 mg/kg) * Nhận xét chung: Như vậy, sau trồng thí nghiệm, nồng độ KLN mẫu đất giảm nhiều Cụ thể: KLN MĐ4 MĐ3 Zn Giảm 17,85 % Giảm 29,22 % Pb Giảm 12,76 % Giảm 27,21 % Cd Giảm 65,87 % Giảm 16,10 % As Giảm 85,7 % Giảm 49,82 % Một nguyên nhân tượng loại thực vật trồng thí nghiệm hút tích luỹ kim loại nặng đất trình sinh trưởng phát triển chúng Để làm rõ điều này, tiến hành phân tích hàm lượng KLN nghiên cứu loại thực vật sau thí nghiệm 3.3.2 Khả tích luỹ kim loại nặng thân, rễ loài thực vật nghiên cứu 3.3.2.1 Đánh giá sinh trưởng phát triển thực vật nghiên cứu đất ô nhiễm kim loại nặng * Sự sinh trưởng phát triển sậy: Khả sinh trưởng phát triển Sậy thể bảng 3.6 58 Bảng 3.6 Khả sinh trưởng Sậy đất ô nhiễm kim loại nặng Đơn vị: cm Chỉ tiêu Thời gian sau trồng Bắt đầu tháng tháng tháng tháng Chiều dài rễ 5,0 10,0 Chiều cao 40,0 43,0 52,5 65,2 75,0 Từ số liệu bảng 4.6 cho thấy Sậy có sinh trưởng phát triển mạnh rễ, thân Sau tháng trồng, chiều cao từ 40cm tăng lên 75cm chiều dài rễ từ 5cm tăng lên 10cm Điều chứng tỏ điều kiện đất bị ô nhiễm KLN, Sậy sinh trưởng phát triển mạnh, cho sinh khối lớn hấp thụ chất gây ô nhiễm KLN Cd, As, Zn, Pb đất * Sự sinh trưởng phát triển cỏ tre bò: Cây cỏ tre bò trình trồng thí nghiệm có khả sinh trưởng, phát triển tốt Tuy nhiên sinh khối nhỏ nên biểu không rõ sậy 3.3.2.2 Sự thay đổi hàm lượng kim loại nặng thực vật nghiên cứu Khi trồng sậy với mục đích loại bỏ KLN khả tích luỹ KL phận tiêu cần quan tâm Kết phân tích hàm lượng kim loại nặng (Zn, Pb, Cd, As) số loài nghiên cứu (thân, sậy, rễ sậy, Cỏ tre bò ) thể bảng sau: Bảng 3.7 Hàm lượng kim loại phận loài thực vật nghiên cứu trước sau trồng thí nghiệm Đơn vị: mg/kg Tên mẫu Thời gian Kí hiệu mẫu Zn Pb Cd As Trước trồng TN RS - 34,12 0,43 KPH 5,72 Sau trồng TN RS - 43,86 16,48 8,49 8,80 Thân sậy Trước trồng TN TS - 25,45 0,09 0,06 0,68 Sau trồng TN TS - 56,45 8,05 3,02 1,15 Cỏ tre bò Trước trồng TN TC - 62,47 0,36 KPH 2,35 Sau trồng TN TC - 82,46 11,04 4,48 5,44 Rễ sậy 59 * Khả hấp thụ Zn Từ bảng 4.7 cho thấy, mức độ hấp thụ Zn rễ sây, thân sậy cỏ tre bò khác nhau, cụ thể: - Hàm lượng Zn rễ sậy sau trồng thí nghiệm tăng 9,74 mg/kg (tăng 1,29 lần) so với trước trồng; - Hàm lượng Zn thân sậy sau trồng thí nghiệm tăng 31 mg/kg (tăng 2,22 lần) so với trước trồng; - Hàm lượng Zn cỏ tre bò sau trồng thí nghiệm tăng 19,99 mg/kg (tăng 1,32 lần) so với trước trồng mg/kg 82,46 90 80 56,45 70 60 50 62,47 43,86 34,12 25,45 40 30 20 10 RS-1 RS-2 TS-1 TS-2 TC-1 TC-2 Hình 3.13 Hàm lượng Kẽm thực vật trước sau trồng thí nghiệm Như vậy, sậy cỏ tre bò có khả hút Zn trình phát triển, thân sậy có khả hấp thu tích luỹ Zn tốt * Đánh giá khả hấp thụ Pb Từ kết phân tích cho thấy, hàm lượng Pb phận thực vật nghiên cứu tăng lên nhiều lần sau trồng thí nghiệm, cụ thể: - Hàm lượng Pb rễ sậy sau trồng thí nghiệm tăng 16,05 mg/kg (tăng 38,33 lần) so với trước trồng; 60 - Hàm lượng Pb thân sậy sau trồng thí nghiệm tăng 7,96 mg/kg (tăng 89,44 lần) so với trước trồng; - Hàm lượng Pb cỏ tre bò sau trồng thí nghiệm tăng 10,69 mg/kg (tăng 30,67 lần) so với trước trồng Hàm lượng chì thực vật thể qua hình 3.14 mg/kg 16,48 18 16 14 12 10 11,04 8,05 0,36 0,09 0,43 RS-1 RS-2 TS-1 TS-2 TC-1 TC-2 Hình 3.14 Hàm lượng Chì thực vật trước sau trồng thí nghiệm * Đánh giá khả hấp thụ Cd: mg/kg 8,49 4.48 3.02 0.06 0 RS-1 RS-2 TS-1 TS-2 TC-1 TC-2 Hình 3.15 Hàm lượng Cadimi thực trước sau trồng thí nghiệm 61 Qua bảng 3.7 hình 3.15 cho thấy, hàm lượng Cd thân sậy trước trồng nhỏ 0,06mg/kg, rễ sậy cỏ tre bò không phát Sau trồng thí nghiệm hàm lượng Cd phận sậy cỏ tre bò tăng lên đáng kể: - Hàm lượng Cd rễ sậy từ không phát tăng lên 8,49 mg/kg; - Hàm lượng Cd thân sậy tăng từ 0,06 mg/kg lên 3,02 mg/kg (tăng 2,96 mg/kg tương đương 50,33 lần); - Hàm lượng Cd cỏ tre bò từ không phát tăng lên 4,48 mg/kg * Đánh giá khả hấp thụ As mg/kg 8,80 5,72 5,44 2,35 0,68 1,15 RS-1 RS-2 TS-1 TS-2 TC-1 TC-2 Hình 3.16 Hàm lượng Asen thực vật trước sau trồng thí nghiệm Qua bảng 3.7 hình 3.16 cho thấy, lượng As thực vật nghiên cứu sau trồng thí nghiệm tăng lên không nhiều: - Hàm lượng As rễ sậy tăng 3,08 mg/kg (tăng 1,54 lần); - Hàm lượng As thân sậy tăng 0,37 mg/kg (tăng 1,69 lần); 62 - Hàm lượng As cỏ tre bò tăng 3,09 mg/kg (tăng 2,31 lần) * Đánh giá chung: Kết nghiên cứu bước đầu khả cải tạo đất ô nhiễm KLN thực vật địa mỏ khai thác khoáng sản Trại Cau Làng Hích huyện Đồng Hỷ tỉnh Thái Nguyên cho thấy: hàm lượng KLN (Zn, Cd, Pb, As) đất xử lý Sậy Cỏ tre thân bò giảm nhiều lần so với ban đầu trước trồng Trong đó, hàm lượng KLN đất trồng cỏ tre bò giảm nhiều so với đất trồng sậy, phạm vi thí nghiệm cho thấy, khả xử lý KLN đất cỏ tre bò tốt Tuy nhiên, thực tế so sánh sậy cỏ tre bò cho thấy, sậy khả xử lý thấp lại có sinh khối lớn hơn, khả sinh trưởng phát triển mạnh môi trường ô nhiễm KLN sậy phù hợp cho việc phát triển mô hình xử lý KLN đất khai thác khoáng sản diện rộn cỏ tre bò 3.4 Đề xuất biện pháp xử lý ô nhiễm kim loại nặng đất Qua thực trạng ô nhiễm KLN đất khu vực nghiên cứu đánh giá khả tích luỹ KLN loài thực vật nghiên cứu, xin đề xuất số biện pháp xử lý ô nhiễm KLN đất sau: - Tiến hành trồng sậy khu vực bị ô nhiễm KLN Ngoài ra, trồng kết hợp với loại có khả hấp thụ tích luỹ KLN khác dương xỉ, cỏ tre bò, cỏ vetiver, cỏ trầu Theo nghiên cứu Viện Khoa học môi trường năm 2008, có loài thuộc họ dương xỉ (tên khoa học Pteris vittata Pityrogramma calomelanos) cỏ trầu (tên khoa học Eleusine indica) có khả tích lũy kim loại nặng, hàm lượng As lên đến 5876 ppm, cỏ Vetiver có khả chống chịu vùng ô nhiễm Pb cao (trồng thí nghiệm đất nhiễm từ 1400 ppm - 2530 ppm, cỏ phát triển tốt) [1] 63 - Độ linh động kim loại phụ thuộc nhiều vào độ chua đất đai, đất chua độ linh động chúng cao, di chuyển vào nguồn nước đất gây ô nhiễm nước ngầm Do vậy, để tránh di chuyển kim loại nặng vào nguồn nước đất phải giảm độ linh động chúng cách thường xuyên bón vôi cho đất, bón vôi cung cấp lượng Ca2+ cho đất thông qua làm tăng pH đất Ngoài ra, bón vôi biện pháp cải tạo đất tốt - Ngoài biện pháp xử lý ô nhiễm nêu trên, kết hợp với biện pháp quản lý nhằm giảm thiểu ô nhiễm KLN hoạt động khai thác khoáng sản: + Tăng cường công tác tra, kiểm tra công tác bảo vệ môi trường, công suất phạm vi hoạt động đơn vị khai thác khoáng sản; + Tuân thủ cách nghiêm túc qui định bảo vệ môi trường, hoàn nguyên, phục hồi cải tạo môi trường sau khai thác Đồng thời xử phạt nghiêm khắc sở vi phạm + Tuyên truyền giáo dục, khuyến khích sở khai thác khoáng sản người dân địa phương thực dung theo qui định Nhà nước Bảo vệ môi trường 64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Qua kết phân tích, nghiên cứu đánh giá xin đưa số kết luận sau: - Hiện trạng ô nhiễm KLN đất khu vực mỏ sắt Trại Cau mỏ Chì kẽm Làng Hích: + Hoạt động khai thác khoáng sản ảnh hưởng lớn đến tính chất lý hóa đất đặc biệt độ pH đất pH đất khu vực có tính từ chua nhẹ đến kiềm, pH thay đổi từ pH= 4,7 đến 8,01 + Tất mẫu đất lấy khu vực nghiên cứu bị ô nhiễm kim loại nặng theo QCVN 03:2008/BTNMT – áp dụng nhóm đất nông nghiệp Mức độ ô nhiễm khác theo khu vực Trong số khu vực nghiên cứu, bị ô nhiễm nặng khu vực rìa bãi thải mỏ chì kẽm Làng Hích (MĐ4), khu vực bị ô nhiễm KLN nghiên cứu (As, Pb, Cd, Zn), tiếp đến khu vực Thác Lạc - thị trấn Trại Cau (MĐ3) bị ô nhiễm KLN nêu mức độ nhẹ Hai khu vực lại Mỏ Chỏm vung - Bãi khai thác tư nhân (MĐ1) mỏ tầng 49 - tổ 12 thị trấn Trại Cau (MĐ2) bị ô nhiểm As, Pb Zn có tích luỹ Cd - Đánh giá so sánh khả tích lũy KLN thựuc vật nghiên cứu: - Thân rễ thực vật nghiên cứu có khả tích luỹ KLN: As, Pb, Cd, Zn - Hầu hết KLN tích luỹ phận loài thực vật khu vực nghiên cứu cao mẫu đối chứng, có As thân dương xỉ (TLDX) rễ sậy (RS), Cd thân sậy (TS) thấp mẫu đối chứng 65 Xem xét cách tổng quát hàm lượng kim loại nặng mẫu nghiên cứu mẫu đối chứng kết cho thấy khả tích luỹ kim loại nặng sậy dương xỉ (nói chung) tốt - So sánh khả xử lý KLN thực vật nghiên cứu: + Hàm lượng KLN nghiên cứu mẫu đất sau thí nghiệm giảm tương đối nhiều từ 12,76% đến 85,70%, hàm lượng KLN giảm nhiều As mẫu đất sau trồng cỏ tre bò (MĐ4) So sánh hai mẫu đất cho thấy hàm lượng KLN mẫu đất sau trồng cỏ tre bò giảm nhiều mẫu đất sau trồng sậy + Kết phân tích hàm lượng KLN phận thực vật trồng thí nghiệm cho thấy hàm lượng KLN tăng lên đáng kể Trong đó, hàm lượng As tăng nhiều cỏ tre bò (tăng 2,31 lần); Pb tăng nhiều thân sậy (tăng 89,44 lần); Zn tăng nhiều thân sậy (tăng 2,22 lần); Cd tăng nhiều rễ sậy (tăng 8,49 mg/kg) Như vậy, sậy cỏ tre bò có khả cải tạo tốt đất bị ô nhiễm KLN Cỏ tre bò có khả cải tạo đất bị ô nhiễm KLN tốt sậy Tuy nhiên, sậy phù hợp cho việc phát triển mô hình xử lý KLN đất khai thác khoáng sản diện rộng có sức sống tốt, sinh khối lớn, có khả sinh trưởng phát triển mạnh môi trường đất bị ô nhiễm KLN Kiến nghị Kiến nghị với quan chức có liên quan đến lĩnh vực nghiên cứu đề tài tiếp tục nghiên cứu sâu triển khai mô hình xử lý thực địa để có kết đánh giá đề xuất mô hình xử lý ô nhiễm KLN đất thực vật địa cho phù hợp mang lại hiệu cao cho khu vực khai thác khoáng sản 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO I Tiếng Việt Báo Đất Việt (2010), “Khắc phục ô nhiễm cỏ”, thông tin mạng internet, website: http://www.khoahoc.com.vn/doisong/moi-truong/giaiphap/27337_Khac-phuc-o-nhiem-bang-co.aspx Nguyễn Ngọc Châu (2006), Chất thải nguy hại, Công ty môi trường tầm nhìn xanh Thành phố Hồ Chí Minh, 2006 Lê Đức (2003), “Bài giảng kim loại nặng đất”, Trường ĐH KHTN Hà Nội Lê Đức, Nguyễn Xuân Cự, Trần Thị Tuyết Thu (2004), “Bài giảng Ô nhiễm đất biện pháp xử lý”, Nhà xuất Đại học Khoa học tự nhiên Hà Nội Hoàng Văn Khanh (2007), “Hiện trạng khai thác khoáng sản Việt Nam”, thông tin mạng internet, website: http://tapchicongnghiep.vn/News/channel/1/News/90/4724/Chitiet.html Lê Văn Khoa (2004), Sinh thái môi trường đất, Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội Lê Văn Khoa cộng (2001), Phân tích Đất - Nước - Phân bón - Cây trồng, Nxb Giáo dục, Hà Nội Trần Thị Phả, Đàm Xuân Vận, Lê Văn Khoa (2009), Đánh giá tích lũy kim loại nặng môi trường nước, đất sản xuất nông nghiệp KCN Sông Công, Tạp chí Khoa học đất số 32 - 2009 Võ Văn Minh (2009), Khả hấp thu cadmium đất cỏ Vetiver, thông tin mạng internet, website: www.kh-sdh.udn.vn/zipfiles/So21/minh_vovan.doc 10 Võ Văn Minh (2009),“Nghiên cứu khả hấp thụ số kim loại nặng đất cỏ Vetiver đánh giá hiệu cải tạo đất ô nhiễm”, Luận án tiến sĩ khoa học môi trường, Mã số: 62:85.02.05, Hà Nội 2009 67 11 Lê Nguyễn (2008), Tiềm trạng thăm dò khai thác sử dụng quặng nước ta, thông tin mạng internet, thông tin mạng internet, website: http://my.opera.com/giaoviendialy/blog/2008/03/03/566 (03/03/2008) 12 Nguyễn Đức Quý (1996), “Môi trường số khu khai thác khoáng sản”, tạp chí Hoạt động khoa học, số 4-1996 13 Sở Tài nguyên - Môi trường tỉnh Thái Nguyên (2007), Báo cáo số 1017/STNMT - KS ngày 19/06/2007 V/v đánh giá hiệu việc khai thác chế biến TNKS địa bàn tỉnh Thái Nguyên 14 Trịnh Thị Thanh (2002), Độc học môi trường sức khoẻ người, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội, 2002 15 Lương Thị Thuý Vân (2009), “Nghiên cứu sử dụng cỏ Vetiver (Vetiveria zizanioide.L) để cải tạo đất bị ô nhiễm chì xã Tân Long, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên”, Báo cáo đề tài khoa học công nghệ cấp Bộ, Mã số: B2008 - TN04-09, Thái Nguyên 2009 16 Viện Chiến lược, Chính sách Tài nguyên Môi trường (2007), Điều tra, khảo sát trạng khai thác tái nguyên khoáng sản tài nguyên nước, thông tin mạng internet, website: http://www.isponre.gov.vn/home/du-an-de-tai-da-thuc-hien/87-dieu-trakhao-sat-hien-trang-khai-thac-tai-nguyen-khoang-san-va-tai-nguyen-nuoc (30/01/2007) 17 UBND huyện Đồng Hỷ, Tình hình kinh tế - xã hội tháng đầu năm; Một số nhiệm vụ trọng tâm giải pháp thực tháng cuối năm 2011 18 UBND thị trấn Trại Cau (2009), Báo cáo quy hoạch sử dụng đất giai đoạn từ năm 2005 đến năm 2009 19 UBND thị trấn Trại Cau (2010), Văn kiện trình Đại hội Đảng thị trấn Trại Cau lần thứ XIX, nhiệm kỳ 2010 - 2015, 01/2010 68 II Tiếng nước 20 Birch G F., M Siaka and C Owens (2001), “The source of anthropogennic heavy metals in fruvial sediment of rural catchment: Cox River, Autralia”, Water, Air anh Soil polltion, (126), trang 13 - 35 21 Blaylock et al (1997), Enhanced accumulation of Pb in Indian mustart by soil-applied chelating agents Environ Sci Technol 31: 860 - 865 22 Chaney et al (1997), phytoremediation of soil metals Curr Opinbiotechnol Lett 8, 279-284 Available [Online]: http://www.soils.wisc.edu/- barak/temp/opin_fin.htm [6 June, 2000] 23 Chaudhry et al (1998), Phytorenmedition – Focusing on accumulator plants that remediate metal – contaminated soils Australasian J Ecotoxicol 4: 37 – 51 24 Fergusson (1991), The heavy elements, Chemistry Environmental impact and health effects Pergamon Press 25 McGrath et al (2000), Phytoremediation of metals, metalloids, and radionuclides Adv Agronomy 75: - 56 26 McGrath SP & Zhao FJ (2003), Phytoextraction pf metals and metalloids Curr Opin Biotechnol 14: 277 - 282 27 McIntyre T (2003), Phytoremediatuon of heavy metals from soils Adv Biochem Eng Biotechnol.78: 97 - 123 28 Meagher RB (2000), Phytorenmediation of toxic elemental and organic pollutants Curr Opin Plant Biol 3: 153 - 162 29 Navari-Izzo F & Quartacci MF (2001), Phytoremediation of metals Tolerance mechanisms against oxidative stress Minerva Biotec 13: 73 - 83 30 Nikolaos P Nikolaidis, Jefert Lackovic et al (2000), Arsenic remediation technology - ASRT, environmental reseach insitute, USA 69 31 Nriagu J.O, Pacyna J.M (1988), “Quantitative assessment of worldwide contamination of air, water and soils with trace metals” Nature, 333, 134 -139 32 Syed A Wasay, Suzelle F Barrington, and S Tokunaga, “Using Aspergillus niger to Bioremediate Soil Contaminated by Heavy metal” 33 Turgut C, pepe KM, Cutrigh TJ (2004), The effect of EDTA and citric acid on phytoremediation of Cd, Cr, and Ni from soil using Helianthus annuus Environ pollution 131: 147-154 PHỤ LỤC Một số hình ảnh liên quan đến đề tài Cây sậy dương xỉ khu vực mỏ sắt Trại Cau Lấy mẫu mẫu đất khu vực mỏ sẳt Trại Cau Cỏ tre bò (Mỏ chì kẽm Làng Hích) Lấy mẫu cỏ tre bò Cỏ tre bò sậy chậu trồng thí nghiệm [...]... tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài: Hiện trạng ô nhiễm và khả năng hấp thụ kim loại nặng trong đất của một số loài thực vật tại khu vực khai thác khoáng sản huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên 2 Mục tiêu của đề tài 2.1 Mục tiêu chung Đánh giá hiện trạng ô nhiễm KLN trong đất tại khu vực khai thác khoáng sản huyện Đồng hỷ - tỉnh Thái Nguyên Từ đó, tìm ra một loại cây có khả năng xử lý kim loại nặng trong. .. tính đất hoặc thực vật làm giảm khả năng hấp thụ và chuyển hóa lên thân Khi thêm yếu tố kiềm như 27 HEDTA, EDTA vào đất khả năng hòa tan và linh động của KLN tăng, tiếp xúc với thực vật dễ dàng hơn [4] 1.4.2 Một số kết quả nghiên cứu khả năng hấp thụ một số kim loại nặng bằng thực vật 1.4.2.1 Khả năng hấp thụ Cadimi (Cd) Khả năng hấp thụ Cd trong đất cũng đã được công bố trong những năm gần đây Cây T.caerulescens... đất phù hợp nhất làm cơ sở cho việc đề xuất việc ứng dụng mô hình sử dụng loại cây trên để xử lý kim loại nặng trong đất khu vực các mỏ khai thác khoáng sản tại Thái Nguyên 2.2 Mục tiêu cụ thể - Đánh giá hiện trạng ô nhiễm KLN trong đất tại khu vực các mỏ khai thác: mỏ sắt Trại Cau và mỏ chì kẽm làng Hích tỉnh Thái Nguyên - Đánh giá và so sánh khả năng tích luỹ KLN (Pb, Zn, Cd, As) trong rễ, thân và. .. quá trình xử lý kim loại trong đất hay không đã được bàn luận Một số kết quả nghiên cứu cho thấy, thực vật có sinh khối cao trồng trong môi trường đất ô nhiễm và pH thấp, khả năng hấp thụ Zn tăng và tính độc của Zn đã làm giảm 50% sản lượng Ví dụ như ngô và cải trong điều kiện thuận lợi, các loài thực vật có thể đạt 20 tấn sinh khối khô/ha Trong trường hợp đất ô nhiễm đồng thời cả Zn và Cd ở mức 100mg... nữa đất ô nhiễm với nhiều phức chất khác nhau sử dụng phương pháp này sẽ rất tốn kém [4] 1.4 Tổng quan về xử lý kim loại nặng trong đất bằng thực vật 1.4.1 Cơ sở khoa học của công nghệ xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong đất bằng thực vật Công nghệ thực vật xử lý ô nhiễm (phytoremediation) là phương pháp sử dụng thực vật để hấp thụ, chuyển hoá, cố định hoặc phân giải các chất ô nhiễm trong đất, nước Công... xói mòn, rửa trôi và thẩm thấu có thể di chuyển chất ô nhiễm từ đất vào nước mặt và nước ngầm Cơ chế cố định chất ô nhiễm nhờ thực vật là cách mà các chất ô nhiễm tích luỹ ở rễ cây và kết tủa trong ất Quá trình diễn ra là nhờ chất tiết ở rễ thực vật cố định chất ô nhiễm và làm giảm khả năng linh động của kim loại trong đất Thực vật trồng trên các vùng đất ô nhiễm cũng cố định được đất và có thể che... đất được xem như là tất cả các hiện tượng làm nhiễm bẩn môi trường đất bởi các chất gây ô nhiễm gây ảnh hưởng xấu đến đời sống của sinh vật và con người 1.2 Các nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng trong đất 1.2.1 Các nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng trong đất a Nguồn tự nhiên * Nguồn ô nhiễm KLN trong đất từ lắng đọng khí quyển KLN tồn tại trong không khí thường ở dạng bụi hoặc sol khí Các sol khí kim loại. .. ảnh hưởng của hoạt động khai thác khoáng sản tới môi trường đất của nước ta là rất lớn, việc cải tạo đất và phục hồi những diện tích đất sau khai thác khoáng sản chưa được các chủ mỏ quan tâm, ô nhiễm môi trường đất do hoạt động khai thác khoáng sản đang là vấn đề cấp bách hiện nay 1.3 Các phương pháp xử lý đất bị ô nhiễm kim loại nặng Có nhiều giải pháp công nghệ khác nhau để xử lý ô nhiễm đất, tuy... 2.1.2.2 Ô nhiễm kim loại nặng do hoạt động khai thác khoáng sản Hoạt động khai thác khoáng sản thải ra một lượng lớn KLN vào dòng nước và góp phần gây ô nhiễm cho đất nhất là tại các mỏ khai thác theo phương pháp truyền thống và những mỏ khai thác thổ phỉ Lượng phát thải các KLN liên quan đến hoạt động này không ngừng tăng lên trên quy mô toàn thế giới Bảng 1.4 Biến đổi hàm lượng kim loại nặng trong đất. .. nồng độ KLN trong đất Thông thường pH thấp, thành phần cơ giới nhẹ, độ mùn thấp, thực vật hút KLN mạnh Để phát triển hiệu quả công nghệ thực vật xử lý ô nhiễm, các đặc tính của thực vật và các đặc tính của môi trường đất cần được khảo sát, đánh giá kĩ 26 lưỡng Quá trình canh tác và khả năng di truyền của thực vật cần được tối ưu hóa để phát triển công nghệ này Khả năng tích lũy kim loại trong thân với