Header Page of 16 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Lê Thị Nguyên NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG MỘT SỐ LOÀI THỰC VẬT CẢI TẠO, PHỤC HỒI BÃI THẢI SAU KHAI THÁC THAN (THÍ ĐIỂM TẠI BÃI THẢI CHÍNH BẮC CÔNG TY CỔ PHẦN THAN NÚI BÉO – VINACOMIN) Hà Nội, 2013 Footer Page of 16 Header Page of 16 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Lê Thị Nguyên NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG MỘT SỐ LOÀI THỰC VẬT CẢI TẠO, PHỤC HỒI BÃI THẢI SAU KHAI THÁC THAN (THÍ ĐIỂM TẠI BÃI THẢI CHÍNH BẮC CÔNG TY CỔ PHẦN THAN NÚI BÉO – VINACOMIN) Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã số: 60 85 02 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Kiều Băng Tâm Hà Nội, 2013 Footer Page of 16 Header Page of 16 LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn chân thành sâu sắc nhất, t ôi xin gửi tới TS Nguyễn Kiều Băng Tâm, công tác Bộ môn Sinh thái môi trường – Khoa Môi trường – Đại học Khoa học tự nhiên, người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ hoàn thành luận văn Tôi gửi lời cảm ơn tới Thầy PGS.TS Trần Văn Thụy thầy cô Khoa Môi trường môn Sinh thái môi trường nhiệt tình giảng dạy, giúp đỡ, tạo điều kiện cho thời gian học tập Tôi xin cảm ơn tới tập thể Phòng Môi trường - Công ty cổ phần Tin học, Công nghệ, Môi trường – Vinacomin Phòng Kỹ thuật – Công ty cổ phần than Núi Béo động viên, giúp đỡ tạo điều kiện cho trình nghiên cứu thực đề tài Cuối lời cảm ơn đến tất người bạn gia đình bên cạnh để động viên, giúp đỡ suốt trình đào tạo Xin chân thành cảm ơn tất tình cảm quí báu trên! Lê Thị Nguyên Lê Thị Nguyên – K18CHKHMT Footer Page of 16 Header Page of 16 MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU .8 1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1.1.1 Tình hình nghiên cứu nước 1.1.2 Tình hình nghiên cứu nước .10 1.2 Khái quát số loài thực vật cải tạo, phục hồi môi trường 12 1.2.1 Le Oxytenanthera albociliata Munro 12 1.2.2 Chít (đót) Thysanolaena maxima Roxb 12 1.2.3 Thông hai (Thông nhựa) Pinus merkusii Jung.et De Vriese 1845 .12 1.2.4 Cây xoan Melia azedarach L .14 1.2.5 Ba bét Nam Bộ Mallotus paniculat us (Lamk.) Muell.Arg./ 1865 14 1.2.6 Cây keo tràm (Tràm vàng) Acacia auriculiformis Cunn 15 1.2.7 Keo tai tượng Acacia mamgium Wild .16 1.2.8 Cỏ Vetiver Vetiveria zizanioides (L.) Nash 16 1.3 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu 18 1.3.1 Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu 18 1.3.2 Điều kiện kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu 22 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.1.1 Phương pháp tổng hợp, kế thừa tài liệu, số liệu 24 2.1.2 Phương pháp điều tra khảo sát thực địa 24 2.1.3 Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm 25 2.1.4 Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng 25 2.1.5 Xử lý, tính toán số liệu theo phương pháp thống kê toán học thực máy vi tính chương trình excel .27 2.1.6 Phương pháp phân tích, tổng hợp .28 Footer Page of 16 Lê Thị Nguyên – K18CHKHMT Header Page of 16 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 29 3.1 Kết điều tra, khảo sát đánh giá trạng khu vực nghiên cứu 29 3.1.1 Đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu 29 3.1.2 Hiện trạng khai thác than 30 3.1.3 Thành phần, đặc điểm chung bãi thải ngành than .35 3.1.4 Thành phần, đặc điểm bãi thải Chính Bắc .36 3.1.5 Hiện trạng tài nguyên sinh vật 41 3.2 Kết phân tích chất lượng môi trường 44 3.2.1 Chất lượng môi trường không khí 44 3.2.2 Chất lượng môi trường đất khu vực bãi thải 45 3.2.3 Đánh giá tác động tới môi trường .49 3.3 Đánh giá khả ứng dụng thực vật 53 3.3.1 Chọn chủng loại, lựa chọn giống .53 3.3.2 Kết thử nghiệm 54 3.4 Định hướng chung .61 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .63 I Kết luận 63 II Kiến nghị 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 PHỤ LỤC 69 Footer Page of 16 Lê Thị Nguyên – K18CHKHMT Header Page of 16 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Nhiệt độ không khí trung bình tháng năm 2005-2011 (oC) 18 Bảng 1.2: Độ ẩm trung bình tháng năm 2005 -2011 (%) .19 Bảng 3.1: Tổng hợp tính chất lý đất đá n ền bãi thải Chính Bắc 30 Bảng 3.2: Tổng sản lượng than nguyên khai khai thác lộ thiên giai đoạn 20032009 31 Bảng 3.3: Các tiêu hóa học đất khu vực bãi thải vùng mỏ Quảng Ninh .47 Bảng 3.4a: Kết quan trắc môi trường đất giá trị pH KCL 46 Bảng 3.4b: Thang đánh giá đất theo độ pH 46 Bảng 3.5a: Kết quan trắc môi trường đất hàm lượng P 2O5 (mg/100g) 46 Bảng 3.6a: Kết quan trắc môi trường đất hàm lượng K 2O (mg/100g) 47 Bảng 3.6b: Thang đánh giá đất theo hàm lượng K 2O 47 Bảng 3.7a: Kết quan trắc môi trường đất tổng hàm lượng mùn (%) .47 Bảng 3.8: Kết quan trắc môi trường đất kim loại nặng 48 Bảng 3.9: Tỷ lệ sống loài cây, cỏ trồng thử nghiệm bãi thải sử dụng công thức .54 Bảng 3.10: Tỷ lệ sống loài cây, cỏ trồng thử nghiệm bãi thải sử dụng công thức 56 Bảng 3.11: Tỷ lệ sống loài cây, cỏ trồng thử nghiệm bãi thải sử dụng công thức 57 Bảng 3.12: Tỷ lệ sống loài cây, cỏ trồng thử nghiệm bãi thải sử dụng công thức 58 Footer Page of 16 Lê Thị Nguyên – K18CHKHMT Header Page of 16 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Sơ đồ 2.1: Sơ đồ bố trí thử nghiệm trồng 27 Sơ đồ 2.2: Quá trình tiến hành nghiên cứu đề tài 28 Hình 3.1: Hiện trạng khai thác than 33 Hình 3.2: Hình ảnh khai trường mỏ than Núi Béo 35 Hình 3.3: Hiện trạng đổ thải 39 Hình 3.4: Đất đá khu vực bãi thải 40 Hình 3.5: Hiện trạng tài nguyên khu vực khai thác than .44 Hình 3.6: Môi trường đất khu vực nghiên cứu 48 Hình 3.7: Địa hình khu vực khai thác than 50 Hình 3.8: Xói lở khu vực bãi thải 53 Biểu đồ 1: Tỷ lệ sống sau trồng thử nghiệm CT1………………………….…55 Biểu đồ 2: Tỷ lệ sống (%) sau trồng thử nghiệm CT2…………….……… 56 Biểu đồ 3: Tỷ lệ sống (%) sau trồng thử nghiệm CT3……… ………… 58 Biểu đồ 4: Tỷ lệ sống (%) sau trồng thử nghiệm CT4……… …….…… 59 Biểu đồ 5: Tỷ lệ sống (%) cây, cỏ sau 01 năm trồng thử nghiệm…….… Footer Page of 16 Lê Thị Nguyên – K18CHKHMT Header Page of 16 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trường CRS Tro rơm CT Công thức ĐTM Đánh giá tác động môi trường FW Đất màu HTKT Hệ thống khai thác PSA Tro nhà máy điện QCVN Quy chuẩn Việt Nam Vinacomin Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam Footer Page of 16 Lê Thị Nguyên – K18CHKHMT Header Page of 16 MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài Than loại tài nguyên không tái tạo quan trọng, có ý nghĩa lớn trình phát triển đất nước, đặc biệt phát triển ngành lượng Việt nam Tuy nhiên, hoạt động khai thác than thường diễn diện rộng, có khả chiếm dụng đất lớn, đặc biệt với loại hình khai thác lộ thiên Nhiều diện tích đất bị đào bới, phá vỡ hoàn toàn h ệ sinh thái tự nhiên khu vực, tạo nên dạng bã i thải lớn với chủ yếu loại đất, đá, gây tác động nghiêm trọng đến chất lượng môi trường, mà môi trường đất, nước, không khí môi trường sinh học Việc khai thác sử dụng tài nguy ên khoáng sản đặc biệt khoáng sản than phải gắn liền với việc phát triển bền vững môi trường đảm bảo mối quan hệ bền vững với ngành kinh tế khác Khai thác khoáng sản than phát thải lượng lớn khối lượng đất đá, đặc biệt hoạt độn g mỏ khai thác lộ thiên tạo nên vùng bãi thải rộng lớn làm thay đổi nghiêm trọng cảnh quan môi trường, tàn phá thu hẹp đáng kể diện tích rừng, đất rừng, đặc biệt vào mùa mưa sụt lở xói mòn bãi thải gây ùn tắc dòng chảy Đã có nhiều nghiên cứu nhằm cải thiện điều kiện môi trường làm việc cho công nhân ngành khai thác than, cải thiện môi trường không khí, xử lý nước thải,… biện pháp công nghệ kết hợp với biện pháp quản lý Tuy nhiên, nay, í t nghiên cứu phục vụ cho việc cải thiện điều kiện môi trường tự nhiên sau trình đổ thải mỏ (cải thiện môi trường bãi thải ) Phục hồi thảm thực vật bãi thải biện pháp cấp thiết, hiệu để bảo vệ môi trường Để thực công tá c BVMT, phủ xanh, giảm xói mòn, trượt lở khu vực bãi thải, đề tài thực nghiên cứu “Nghiên cứu sử dụng số loài thực vật để cải tạo, phục hồi bãi thải sau khai thác than (Thí điểm bãi thải Chính Bắc - Công ty Cổ phần than Núi Béo - Vinacomin)” Footer Page of 16 Lê Thị Nguyên – K18CHKHMT Header Page 10 of 16 1.2 Mục tiêu, nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu, tìm hiểu công tác cải tạo phục hồi môi trường sử dụng thực vật cải tạo bãi thải khai thác khoáng sản - Nghiên cứu điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu - Phân tích, đánh giá trạng khai thác than, đổ thải, tính chất lý hóa đất đá bãi thải, đặc điểm địa chất địa hình, thảm thực vật khu vực nghiên cứu - Trồng thử nghiệm bãi thải Chính Bắc đánh giá khả sử dụng loài thử nghiệ m 1.3 Ý nghĩa đề tài Kết nghiên cứu đề tài nhằm kiểm soát xói mòn, tạo lớp mùn để cải thiện điều kiện thổ nhưỡng, tăng cường phát triển đất tự nhiên, sử dụng loài có khả thích ứng tốt với điều kiện khắc nghiệt bãi thải,… để cải tạo môi trường bãi thải, định hướng chọn loài cải tạo cho bãi thải than, góp phần vào bảo vệ môi trường 1.4 Đối tượng , phạm vi nghiên cứu - Phạm vi nghiên cứu: Khu vực khai thác mỏ than Quảng Ninh, chủ yếu khu vực bãi thải Chính Bắc – Công ty Cổ phần than Núi Béo – Vinacomin Vị trí địa lý khu vực bãi thải Chính Bắc xem vẽ phụ lục - Đối tượng nghiên cứu: Bãi thải sau khai thác than số loài thực vật có khả cải tạo, phục hồi môi trường bãi thải sau khai thác than Footer Page 10 ofLê 16.Thị Nguyên – K18CHKHMT Header Page 67 of 16 Giải pháp kỹ thuật Để đảm bảo tạo điều kiện tốt cho sinh trưởng phát triển trồng, việc phủ xanh bãi thải nên tiến hành sau: - Tiến hành san gạt mặt bằng, cắt lớp, tầng bãi thải - Xây đê chắn chân bãi thải - Xây hệ thống thoát nước chân tầng thải chân bãi thải - Xây tường kè: dọc chân tầng bãi thải đường giao thông - Tiến hành công việc làm tăng độ màu mỡ cho đất đai, lựa chọn cách làm đất có hiệu thành phần phân bón hợp lý - Đem gốc gỗ lên bề mặt bãi thải để tạo điều kiện môi trường sống cho loài sinh vật - Các loài lựa chọn trồng cải tạo cho bãi thải đa dạng, xu hướng lựa chọn loài địa phục hồi đa dạng động vật khu vực bị biến tiến hành khai thác đổ thải khu vực - Đối với khu vực bề mặt bãi thải: trồng số loại có khả chịu hạn thích ứng với điều kiện khắc nghiệt bãi thải: Xoan, Keo tai tượng, keo Tràm, Thông hai lá, kết hợp trồng xen kẽ loài Le, Chít, Vetiver - Đối với khu vực sườn bãi thải: trồng số loài như: Chít, Le, cỏ Vetiver - Định hướng tiếp theo: theo dõi tốc độ sinh trưởng loài cây, tiếp tục thử nghiệm với loài địa, xác định khả hấp thụ C loài Tương lai, bãi thải phủ xanh, quy hoạch thành vùng du lịch sinh thái, có khả kinh tế cung cấp gỗ, dược liệu - Do đặc thù bãi thải nơi có độ ẩm không khí thấp, nhiệt độ không khí cao, đất nghèo dinh dưỡng nên trồng vào vụ Xuân, Thu để có thời gian ổn định vượt qua thời gian có nhiệt độ không khí cao mùa khô hạn Lê Thị Nguyên – K18CHKHMT Footer Page 67 of 16 62 Header Page 68 of 16 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I Kết luận Qua kết nghiên cứu đề tài rút số kết luận sau: Quá trình khai thác than làm thay đổi địa hình, ảnh hưởng tới môi trường tự nhiên: môi trường không khí, nước, làm suy thoái đất, suy giảm rừng, Khai thác than ả nh hưởng tới dân cư xung quanh khu vực khai thác Bãi thải có chiều cao độ dốc lớn, bề mặt bãi thải hầu hết chưa có thực vật che phủ nên khả phát tán bụi , xói mòn, trượt lở từ bãi thải có nguy cao ảnh hưởng đến môi trường xung quanh Đ ất đá bãi thải có thành phần giới thuộc loại cát pha, tơi rời, đất đá chiếm tới 90%, khả giữ nước kém, nghèo dinh dưỡng, đất thuộc loại chua Tỷ lệ sống loài thử nghiệm: Chít, Le, Vetiver, Xoan, Keo Tràm, Keo tai tượng, Ba bét Nam Bộ Thông hai đạt 50% 04 công thức thử nghiệm (trừ cỏ Vetiver) Những loài có khả đáp ứng điều kiện bãi thải hạn chế xói mòn, đất nghèo dinh dưỡng, khô hạn như: Chít, Le, Vetiver, Xoan, Keo Tràm, Keo tai tượng, Ba bét Nam Bộ Thông hai Khả thích ứng cho kết cao là: Chít, Le, Keo tràm Keo tai tượng Kết thử nghiệm trồng có khả chống xói mòn, tạo lớp mùn, phủ xanh đất trống đồi trọc, góp phần phục hồi lớp phủ thực v ật Kết thử nghiệp định hướng cho lựa chọn loài trồng phủ xanh khu vực bãi thải khai thác khoáng sản Lê Thị Nguyên – K18CHKHMT Footer Page 68 of 16 63 Header Page 69 of 16 II Kiến nghị Khi thiết kế bãi thải cần đổ thải theo cắt tầng, chiều cao tầng