Nghiên cứu thực trạng ô nhiễm kim loại nặng kẽm trên các bãi thải của hoạt động khai thác khoáng sản tại một số tỉnh miền núi phía bắc việt nam và bước đầu thử nghiệm khả năng tích lũy kim loại nặng trong đất của thực vật
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.68 MB, 64 trang )
TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG & MƠI TRƢỜNG
---------
KHĨA LUẬN TỐT NGHỆP
NGHIÊN CỨU THỰC TRẠNG Ơ NHIỄM KIM LOẠI NẶNG KẼM TRÊN
CÁC BÃI THẢI CỦA HOẠT ĐỘNG KHAI THÁC KHOÁNG SẢN TẠI
MỘT SỐ TỈNH MIỄN NÚI PHÍA BẮC VIỆT NAM VÀ BƢỚC ĐẦU THỬ
NGHIỆM KHẢ NĂNG TÍCH LŨY KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT CỦA
THỰC VẬT
NGÀNH: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG
MÃ SỐ: 7850101
Giảng viên hướng dẫn
: ThS. Bùi Văn Năng
Sinh viên thực hiện
: Nguyễn Thị Nhật Anh
Mã sinh viên
: 1954021029
Lớp
: K64 – QLTN&MT
Khóa học
: 2019-2023
Hà Nội, 2023
LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian thực hiện, đến nay khóa luận “Nghiên cứu thực trạng
ơ nhiễm kim loại nặng kẽm trên các bãi thải của hoạt động khai thác
khoáng sản tại một số tỉnh miễn núi phía Bắc Việt Nam và bƣớc đầu thử
nghiệm khả năng tích lũy kim loại nặng trong đất của thực vật” đã đƣợc
hoàn thành. Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới thầy giáo ThS. Bùi Văn Năng
– Giảng viên Trƣờng Đại Học Lâm Nghiệp đã chỉ dạy, truyền đạt và hƣớng dẫn
em tận tình khơng chỉ ở trong bài khóa luận tốt nghiệp mà còn trong suốt 4 năm
học tập dƣới mái trƣờng này.
Trong bài khóa luận này, em có sử dụng 1 phần kết quả nghiên cứu của
Nhiệm vụ môi trƣờng cấp Bộ "Nghiên cứu giải pháp cải thiện môi trƣờng đất
vùng khai thác khống sản bằng các lồi thực vật bản địa trên cơ sở cộng đồng ở
vùng đồng bào DTTS&MN phía Bắc" mã số ĐTCB.UBDT.04.22-25 và đã đƣợc
chủ trì đề tài ThS. Kiều Thị Dƣơng đồng ý. Em xin cảm ơn chủ trì đề tài cùng
các thầy cơ trong nhóm nghiên cứu đã cấp kinh phí và hƣớng dẫn em trong quá
trình thực hiện đề tài.
Cuối cùng, em xin cảm ơn tới gia đình, bạn bè, những ngƣời đã luôn ở bên
cạnh động viên và truyền thêm năng lƣợng giúp em mạnh mẽ, tự tin hơn rất nhiều.
Mặc dù em đã cố gắng hồn thành khóa luận trong phạm vi và khả năng
cho phép nhƣng chắc chắn sẽ khơng tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong
nhận đƣợc sự thơng cảm, góp ý và tận tình chỉ bảo của quý thầy cô và các bạn để
bản thân em có thể hồn thiện, bổ sung thêm kiến thức. Bên cạnh đó cịn là hành
trang tiếp bƣớc cho em trong cả quãng đƣờng dài sau này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, Ngày 17 tháng 5 năm 2023
Sinh viên
Nguyễn Thị Nhật Anh
i
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................... i
MỤC LỤC .............................................................................................................. ii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT............................................................................. iv
DANH MỤC BẢNG .............................................................................................. v
DANH MỤC HÌNH .............................................................................................. vi
DANH MỤC BIỂU ĐỒ ....................................................................................... vii
ĐẶT VẤN ĐỀ .....................................................................................................viii
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU......................................... 1
1.1 Tổng quan về ô nhiễm đất và ô nhiễm kim loại nặng trong đất ...................... 1
1.1.1 Ô nhiễm đất ................................................................................................... 1
1.1.2 Ô nhiễm kim loại nặng trong đất................................................................... 1
1.2 Thực trạng khai thác khoáng sản tại Việt Nam và trên thế giới ...................... 2
1.3 Sơ lƣợc về các hoạt động và tác động của kim loại nặng trong đất................. 5
1.3.1 Các hoạt động gây ra ô nhiễm kim loại nặng................................................ 5
1.3.2 Tác động tới sức khỏe con ngƣời và môi trƣờng .......................................... 6
1.4 Trạng thái tồn tại và cơ chế hấp thụ của một số kim loại nặng trong đất ........ 7
1.4.1 Asen (As) trong đất ....................................................................................... 7
1.4.2 Cadimi (Cd) trong đất ................................................................................... 7
1.4.3 Chì (Pb) trong đất .......................................................................................... 8
1.4.4 Đồng (Cu) trong đất ...................................................................................... 8
1.4.5 Kẽm (Zn) trong đất........................................................................................ 8
1.4.6 Crom (Cr) trong đất ....................................................................................... 8
1.5 Cơ chế xử lý KLN bằng thực vật ..................................................................... 9
1.6 Một số nghiên cứu sử dụng thực vật để xử lý kim loại nặng trong đất ........... 9
CHƢƠNG 2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG, PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU ..................................................................................................... 12
2.1 Mục tiêu.......................................................................................................... 12
2.1.1 Mục tiêu chung ............................................................................................ 12
2.1.2 Mục tiêu cụ thể ............................................................................................ 12
ii
2.2 Đối tƣợng nghiên cứu..................................................................................... 12
2.3 Nội dung nghiên cứu ...................................................................................... 12
2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................ 13
2.4.1 Phƣơng pháp thu thập và kế thừa số liệu .................................................... 13
2.4.2 Phƣơng pháp điều tra khảo sát và lấy mẫu ngoài thực địa.......................... 13
2.4.3 Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm.................................................................... 14
2.4.4 Phƣơng pháp phân tích trong PTN .............................................................. 23
2.4.5 Phƣơng pháp xử lý số liệu........................................................................... 24
CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .............................. 25
3.1 Đặc điểm của từng bãi thải khống sản tại vùng núi phía Bắc ...................... 25
3.1.1 Nồng độ kẽm (Zn) trong đất tại các bãi thải khoáng sản ở vùng núi phía
Bắc ........................................................................................................................ 28
3.1.2 So sánh hàm lƣợng kẽm (Zn) giữa các bãi đổ thải tại vùng núi phía Bắc .. 38
3.1.3 Đánh giá khả năng tích lũy, hấp thụ kim loại nặng kẽm (Zn) trong đất tại
bãi đổ thải mỏ Chì – Kẽm, xã Bản Thi, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn.............. 40
3.2 Mơ hình thí nghiệm các kim loại nặng trong đất của cây thông mã vĩ (Pinus
massoniana) .......................................................................................................... 46
3.2.1 Tình trạng của cây thơng trồng trên đất ô nhiễm kim loại nặng tự tạo ....... 46
3.2.2 Đánh giá khả năng hấp thụ KLN trong đất của cây thơng trong mơ hình thí
nghiệm. ................................................................................................................. 47
3.3 Đề xuất một số biện pháp nhằm cải tạo, xử lý các vấn đề ô nhiễm kim loại
nặng trong đất. ...................................................................................................... 49
CHƢƠNG 4 KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KIẾN NGHỊ ............................................ 51
4.1 Kết luận .......................................................................................................... 51
4.2 Tồn tại............................................................................................................. 52
4.3 Kiến nghị ........................................................................................................ 52
TÀI LIỆU THAM KHẢO
iii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Viết tắt
Nguyên nghĩa
BTNMT
Bộ Tài nguyên Môi trƣờng
KLN
Kim loại năng
KHP
Khơng phát hiện
OTC
Ơ tiêu chuẩn
PTN
Phịng thí nghiệm
QCVN
Quy chuẩn Việt Nam
QCCP
Quy chuẩn cho phép
iv
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Mẫu biểu ghi thông tin của mẫu đất đƣợc lấy................................................14
Bảng 2.2. Khối lƣợng hóa chất của các kim loại nặng ...................................................17
Bảng 2.3. Các thơng số thí nghiệm.................................................................................18
Bảng 2.4. Các thơng số và phƣơng pháp phân tích ........................................................24
Bảng 3.1.Thơng tin các bãi thải khống sản vùng núi phía Bắc ....................................25
Bảng 3.2.Kết quả phân tích kẽm (Zn) tại bãi thải mỏ Chì -Kẽm xã Bản Thi, huyện Chợ
Đồn, tỉnh Bắc Kạn ..........................................................................................................28
Bảng 3.3. Kết quả phân tích kẽm (Zn) tại bãi thải Chì - Kẽm bản Háng Chua Xay, xã
Chế Cu Nha, huyện Mù Căng Chải, tỉnh Yên Bái ..........................................................29
Bảng 3.4. Kết quả phân tích kẽm (Zn) trong đất tại bãi thải mỏ Chì - Kẽm bản Kháo
Nhà, xã Cao Phạ, huyện Mù Căng Chải, tỉnh Yên Bái ..................................................30
Bảng 3.5. Kết quả phân tích kẽm (Zn) tại bãi thải mỏ Thiếc thị trấn Tĩnh Túc, huyện
Nguyên Bình, tỉnh Cao Bằng..........................................................................................31
Bảng 3.6. Kết quả phân tích kẽm (Zn) tại bãi thải mỏ sắt xã Lƣơng Thịnh, huyện Trấn
Yên, tỉnh Yên Bái ...........................................................................................................32
Bảng 3.7. Kết quả phân tích kẽm (Zn) tại bãi thải mỏ sắt xã Hƣng Thịnh, huyện Trấn
Yên, tỉnh Yên Bái ...........................................................................................................33
Bảng 3.8. Kết quả phân tích kẽm (Zn) tại bãi thải mỏ Đồng Vàng, thôn Làng Phát, xã
Châu Quế Hạ, huyện Văn Yên, tỉnh Yên Bái .................................................................34
Bảng 3.9. Kết quả phân tích kẽm (Zn) tại bãi thải mỏ Mangan, thôn Bản Tát, xã Châu
Quế Hạ, tỉnh Yên Bái......................................................................................................35
Bảng 3.10. Kết quả phân tích kẽm (Zn) tại bãi thải mỏ Fenspat, xã Làng Giàng, huyện
Văn Bàn, tỉnh Lào Cai ....................................................................................................36
Bảng 3.11. Kết quả phân tích kẽm (Zn) tại bãi thải mỏ Niken, xã Bản Phúc, huyện Bắc
Yên, Sơn La ....................................................................................................................37
Bảng 3.12. Tình trạng các lồi thực vật qua từng giai đoạn ...........................................40
Bảng 3.13. Một số tính chất đất của bãi thải Bản Thi ....................................................42
Bảng 3.14. Khối lƣợng các cây trƣớc và sau khi sấy .....................................................43
Bảng 3.15. Kết quả phân tích nồng độ kim loại nặng kẽm (Zn) của 3 mẫu thực vật .....44
Bảng 3.16. Tình trạng cây thơng mã vĩ qua từng giai đoạn ...........................................46
Bảng 3.17. Khối lƣợng trƣớc và sau khi sấy cây thơng ở mơ hình thí nghiệm ..............47
Bảng 3.18. Kết quả phân tích nồng độ các kim loại nặng của cây thông mã vĩ.............48
v
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Cơ chế xử lý kim loại nặng của thực vật ............................................... 9
Hình 2.1. Sơ đồ lấy mẫu đất trong 1 OTC ........................................................... 13
Hình 2.2. Lấy mẫu đất ngồi thực địa .................................................................. 14
Hình 2.3. Một số dụng cụ, thiết bị thí nghiệm ..................................................... 15
Hình 2.4. Một số hình ảnh trong khâu chuẩn bị đất ............................................. 16
Hình 2.5. Chuẩn bị cây và trồng cây tại mơ hình thí nghiệm .............................. 17
Hình 2.6. Các kim loại nặng và cân khối lƣợng của kim loại nặng ..................... 18
Hình 2.7. Pha hóa chất kim loại nặng .................................................................. 19
Hình 2.8. Pha kim loại nặng ở 2 cơng thức nghiệm ............................................. 20
Hình 2.9. Quy trình xử lý cây thơng mã vĩ (Pinus massoniana) .......................... 21
Hình 2.10. Mẫu đất đƣợc lấy từ bãi thải khống sản Bản Thi ............................. 22
Hình 2.11. Các lồi thực vật trồng trên đất bãi thải khoáng sản Bản Thi ............ 23
Hình 3.1. Một số hình ảnh tại các bãi thải khống sản vùng núi phía Bắc .......... 38
Hình 3.2. Các loài thực vật đƣợc trồng trên đất chứa kim loại nặng ................... 41
Hình 3.3. Quá trình xử lý mẫu cùng nhóm nghiên cứu ....................................... 45
Hình 3.4. Sau 80 ngày trồng cây thông mã vĩ trên đất kim loại nặng tự tạo ....... 46
Hình 3.5. Bộ rễ và tồn bộ cây thơng mã vĩ tại các cơng thức thí nghiệm .......... 49
vi
DANH MỤC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 3.1. So sánh nồng độ giữa các bãi thải vƣợt QCVN 03-MT:2015/BTNMT ...38
Biểu đồ 3.2. So sánh nồng độ giữa các bãi thải chƣa vƣợt QCVN 03MT:2015/BTNMT .............................................................................................................39
vii
ĐẶT VẤN ĐỀ
Đất là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá, có tầm quan trọng vơ cùng lớn
tới đời sống, hoạt động của con ngƣời và sinh vật. Hiện nay, mơi trƣờng đất đang
có dấu hiệu ơ nhiễm nghiêm trọng, đáng báo động, làm gây hại tới hệ sinh thái.
Cùng với các hoạt động sản xuất nông nghiệp, công nghiệp và sinh hoạt của con
ngƣời đã một phần tác động trực tiếp tới môi trƣờng.
Các kim loại nặng gây ra những vấn đề về môi trƣờng nhƣ: As, Cd, Pb, Cu,
Zn, Hg, Ni, Mn, Cr,… đang vƣợt quá ngƣỡng cho phép. Theo cơ quan thống kê
các chất độc và bệnh Hoa Kỳ (ATSDR) cùng cơ quan bảo vệ môi trƣờng tại Mỹ
(US EPA) trong số đó thì As, Cd, Pb và Hg nằm trong nhóm 20 chất nguy hại
hàng đầu [2]. Tại Việt Nam, một số khu vực do bị khai thác quá nhiều đã dẫn đến
tình trạng sạt lở, xói mịn, làm phá vỡ cấu trúc bề mặt đất, mất đi cảnh quan nơi
đó thậm chí sức khỏe con ngƣời và các sinh vật cũng đang bị ảnh hƣởng. Do đó,
việc nghiên cứu, tìm kiếm các phƣơng pháp xử lý kim loại nặng trong đất, góp
phần cải tạo ơ nhiễm môi trƣờng đất là hết sức cần thiết. Hiện nay, trên thế giới
và Việt Nam đã áp dụng nhiều các phƣơng pháp khác nhau nhƣ: công nghệ rửa
đất, công nghệ cố định tại chỗ,… tuy nhiên các phƣơng pháp đó đều tốn nhiều
chi phí cao, chỉ phù hợp với quy mơ nhỏ trong khi đó tình trạng ơ nhiễm đất lại
xảy ra trên diện rộng. Việc sử dụng thực vật để loại bỏ kim loại nặng trong đất là
một phƣơng pháp đơn giản, hiệu quả, chi phí thấp và cũng là một phƣơng pháp
mà các đất nƣớc trên thế giới đang áp dụng, Việt Nam cũng là một trong số đó.
Trong những năm gần đây, giải pháp đƣợc quan tâm rất nhiều là sử dụng
thực vật để xử lý ô nhiễm môi trƣờng bởi nhiều lý do: diện tích đất ô nhiễm ngày
càng tăng, sự quan tâm về kinh tế và chính trị,…Ngày nay, các nhà khoa học, đặc
biệt là ở Mỹ và các khu vực ở Châu Âu đã có rất nhiều đề tài nghiên cứu về cơng
nghệ xử lý bằng thực vật. Trong thực tế, việc xử lý ơ nhiễm bằng thực vật địi hỏi
phải đáp ứng một số điều kiện cơ bản nhƣ dễ trồng, có khả năng vận chuyển các
chất ô nhiễm từ đất lên thân. Tuy nhiên, hầu hết các lồi thực vật có khả năng
tích lũy kim loại năng cao là những lồi phát triển chậm và có sinh khối thấp,
trong khi các loài thực vật cho sinh khối nhanh thƣờng rất nhạy cảm với môi
viii
trƣờng có nồng độ kim loại cao. Năm 1998, Cục môi trƣờng Châu Âu (EEA) đã
đánh giá hiệu quả kinh tế của các phƣơng pháp xử lý kim loại nặng trong đất
bằng phƣơng pháp truyền thống và phƣơng pháp sử dụng thực vật tại 1.400.000
vị trí bị ơ nhiễm tại Tây Âu, kết quả cho thấy, chi phí trung bình của phƣơng
pháp truyền thống khi xử lý kim loại nặng trên 1 hecta đất sẽ tiêu tốn từ 0,27 đến
1,6 triệu USD, trong khi phƣơng pháp sử dụng thực vật để loại bỏ kim loại nặng
trong đất thì chi phí thấp hơn 10 đến 1000 lần [3]. Qua đó cho thấy việc lựa chọn
các biện pháp xử lý đất chính là bƣớc đi quan trọng trong việc phục hồi những
khu vực bị ô nhiễm, đặc biệt là tiết kiệm đƣợc chi phí, tốn ít thời gian, đảm bảo
cuộc sống cho con ngƣời và sinh vật.
Vì vậy, việc thực hiện đề tài: “Nghiên cứu thực trạng ô nhiễm kim loại
nặng kẽm trên các bãi thải của hoạt động khai thác khoáng sản tại một số
tỉnh miễn núi phía Bắc Việt Nam và bƣớc đầu thử nghiệm khả năng tích lũy
kim loại nặng trong đất của thực vật” là minh chứng cho thấy khả năng tích
lũy, hấp thụ kim loại nặng của các lồi thực vật là vơ cùng hợp lý, hiệu quả, cải
thiện tốt môi trƣờng đất bị ô nhiễm và đƣa ra các giải pháp nhằm hạn chế ô
nhiễm kim loại nặng trong đất.
ix
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1 Tổng quan về ô nhiễm đất và ô nhiễm kim loại nặng trong đất
1.1.1 Ô nhiễm đất
Theo tổ chức y tế thế giới (WHO), ô nhiễm đất đƣợc xem là tất cả các hiện
tƣợng làm nhiễm bẩn môi trƣờng đất bởi các tác nhân gây ơ nhiễm. Đất bị ơ
nhiễm có chứa một số độc tố, chất có hại và vƣợt quá nồng độ đã đƣợc quy định.
Các nguồn gây ô nhiễm đất đƣợc phát sinh từ các hoạt động sản xuất nông
nghiệp, chăn nuôi, sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, các chất phóng xạ, trong chiến
tranh hóa học, hoạt động của con ngƣời,… Ngồi ra, ơ nhiễm đất cịn do sự lắng
đọng của các chất gây ơ nhiễm khơng khí theo nƣớc mƣa và ngấm vào trong đất.
Bởi vậy, khi đất bị ô nhiễm không những làm giảm khả năng sản xuất của đất mà
còn ảnh hƣởng tới thực vật, động vật và con ngƣời. Chính vì sự nguy hại của ô
nhiễm đất mà ngày càng có nhiều nghiên cứu về biện pháp quản lý, giảm thiểu,
loại bỏ các yếu tố ô nhiễm khỏi đất. Nhƣ vậy, lựa chọn biện pháp xử lý ô nhiễm
đất là bƣớc đi vô cùng quan trọng không chỉ với mục tiêu phục hồi các vùng đất
bị ơ nhiễm mà cịn đảm bảo nhiều lợi ích trên phƣơng diện kinh tế, xã hội.
1.1.2 Ô nhiễm kim loại nặng trong đất
Kim loại nặng là những kim loại có khối lƣợng riêng trên 5 g/cm3 . Trong
tự nhiên có hơn 70 ngun tố kim loại nặng và khơng thể bị phân hủy trong tự
nhiên. Kim loại nặng đƣợc xem là nguyên tố vi lƣợng thiết yếu cho sinh vật nhƣ:
Cu, Zn, Mn,….Tuy nhiên, nếu thừa hoặc thiếu các nguyên tố này sẽ trở nên bất
lợi với sinh vật.
Đất ô nhiễm kim loại nặng thƣờng xảy ra ở các bãi chơn lấp cũ, sản xuất
cơng nghiệp có sử dụng xút, hay cơng nghiệp than đá và dầu mỏ có chứa chì,
thủy ngân và cadimi trong chất thải. Nhiều nơi cịn xả trực tiếp ra mơi trƣờng mà
khơng hề đƣợc xử lý. Điển hình nhƣ kim loại nặng Arsenic, sự tích lũy kim loại
nặng quá mức trong đất sẽ gây độc hại tới con ngƣời và sinh vật. Theo các nhà
khoa học, khoảng 70 – 80% các nguyên tố kim loại nặng có khả năng cao gây ơ
nhiễm mơi trƣờng.
1
1.2 Thực trạng khai thác khoáng sản tại Việt Nam và trên thế giới
Tại Việt Nam
Theo các số liệu năm 2022, Việt Nam có hơn 5.000 mỏ và điểm quặng,
900 mỏ đang khai thác, xếp thứ 15 trên thế giới về diện tích khống sản, xếp thứ
65 về tuổi địa chất, có 60/200 loại khống sản phổ biến trên thế giới. Trung bình
mỗi năm, ngành cơng nghiệp khai khống Việt Nam cung cấp cho nền kinh tế
khoảng 90 triệu tấn đá vôi xi măng, khoảng 70 triệu m3 đá vật liệu xây dựng
thông thƣờng, gần 100 triệu m3 cát xây dựng, cát san lấp, trên 45 triệu tấn than,
trên 3 triệu tấn quặng sắt.... Những con số này cho thấy, khoáng sản đang đƣợc
khai thác khá mạnh ở nƣớc ta, đóng góp khoảng 10% GDP [14]. Các khống sản
đƣợc đánh giá có trữ lƣợng tƣơng đối lớn theo tiêu chuẩn thế giới là bauxit và
ilmenit (Viện Nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản 1999) cùng với các loại
khoáng sản khác nhƣ sắt, mangan, kẽm, chì,...đƣợc phân bố rải rác. Ở Việt Nam,
các khu mỏ và các bãi thải mỏ chiếm một diện tích rất lớn.
Năm 2020, ngành khai khống Việt Nam có nhiều biến động do ảnh
hƣởng của dịch Covid – 19. Trong khi thị trƣờng khai thác, tiêu thụ trong nƣớc
của quặng sắt, bauxite, mangan, phi kim,… không chỉ duy trì ổn định mà cịn
tăng trƣởng mạnh thì kim ngạch xuất - nhập khẩu đá granit, pophia, bazan, đá cát
kết (sa thạch), đá xây dựng sụt giảm nghiêm trọng do sự đóng cửa của Việt Nam
và các quốc gia trên thế giới [12].
Ngày 22/12/2011 Thủ tƣớng chính phủ ban hành Quyết định số 2427/QĐTTg về “Phê duyệt chiến lƣợc khống sản đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030”,
Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam nhận thấy, tình hình thực hiện các mục
tiêu chiến lƣợc cịn gặp nhiều khó khăn, một số mục tiêu có thể khơng đạt đƣợc nhƣ
kỳ vọng, đặc biệt là mục tiêu về khai thác, chế biến khống sản.
Theo ơng Nguyễn Văn Ngun - Phó Tổng cục trƣởng Tổng cục Địa chất
và Khống sản Việt Nam, đến nay, đã có một số khu vực phát triển cơng nghiệp
khai thác và chế biến khống sản tƣơng đối tập trung, có năng lực về cơng nghệ,
quản trị, thu hồi đƣợc tối đa các sản phẩm có giá trị kinh tế, sản phẩm chất lƣợng
tốt đáp ứng nhu cầu trong nƣớc và xuất khẩu, có lợi nhuận kinh tế, xã hội [11].
2
Đến nay, một số loại quặng nhƣ đất hiếm, titan, zircon, chì, kẽm, vàng, cát
thủy tinh,…chƣa đƣợc đầu tƣ xây dựng cơ sở chế biến để sản xuất các sản phẩm
có chất lƣợng tốt, giá trị kinh tế cao. Cùng với đó, các mỏ khai thác với quy mơ
nhỏ, khơng những mang lại hiệu quả kinh tế thấp mà còn gây ơ nhiễm mơi
trƣờng nhƣ sản xuất xi măng lị đứng, khai thác, chế biến quặng titan trong cát
xám, khai thác quặng vàng.
Theo báo cáo của Bộ TN&MT, tình trạng khai thác trái phép các nguồn tài
nguyên khoáng sản đã gây ra tình trạng ơ nhiễm và làm ảnh hƣớng tới chất lƣợng
mơi trƣờng. Điển hình là hoạt động khai thác mỏ than lộ thiên, do phải bốc xúc
một lƣợng đất đá thải khá lớn, đất đá bị đào xới, để sản xuất 1 tấn than, cần phải
xúc đi từ 8 – 10 m3 đất phủ, thải từ 1 – 3 m3 nƣớc thải mỏ. Hay trong khai thác
vàng, đa số các nhà máy khơng có hệ thống xử lý nƣớc thải, tình trạng nƣớc thải
chƣa qua xử lý chứa các loại hóa chất độc hại nhƣ xianua, thủy ngân đã ảnh
hƣởng nghiêm trọng đến môi trƣờng, gây ô nhiễm nguồn nƣớc [13]. Đây là một
thực tế đã diễn ra ở các khu mỏ khai thác quặng sắt, khai thác đá quý, kaolin,
felspat ở tỉnh Yên Bái. Đất đá trong khai thác khoáng sản cũng là nguyên nhân
gián tiếp dẫn đến tác động cộng hƣởng về phát thải bụi từ các mỏ, gây suy giảm
mơi trƣờng khơng khí do nhiễm bụi ở các khu dân cƣ ở trong vùng khai thác.
Trên các mỏ than thƣờng có mặt với hàm lƣợng cao các ngun tố Ti, Mn… Các
khống vật sulphua có trong than còn chứa Zn, Cd, Hg… làm cho bụi mỏ trở nên
độc hại với sức khỏe con ngƣời. Với các mỏ kim loại, tác động rõ nét nhất là tàn
phá mặt đất, ảnh hƣởng lớn đến rừng và thảm thực vật và chất thải có khối lƣợng
rất lớn, chứa nhiều thành phần độc hại, nhất là các mỏ kim loại màu (chì, titan,
thiếc, đồng, cromit, wolfram, kẽm…) .
Năm 2018, tổn thất và lãng phí tài nguyên: sản phẩm khai thác chế biến
khoáng sản ở Việt Nam phần lớn mới dừng lại ở sản phẩm tinh quặng, giá trị và
hiệu quả sử dụng thấp, chƣa tƣơng xứng với giá trị tài nguyên của khoáng sản.
Đến nay, mới chế biến sâu đến sản phẩm cuối cùng (kim loại) đối với các loại
khoáng sản kẽm, đồng, sắt, antimony. Tổn thất tài nguyên trong q trình khai
thác cịn ở mức độ cao, đặc biệt ở các mỏ hầm lò, các mỏ địa phƣơng quản lý.
3
Một số điều tra nghiên cứu cho thấy, tổn thất khai thác khống sản nhƣ: Khai
thác than hầm lị, tổn thất 40 – 60%; khai thác apatit 26 – 43%; quặng kim loại
15 – 30%; vật liệu xây dựng 15 – 20%; dầu khí là 50 – 60% [17]. Do khai thác
với mức độ cơ giới hóa thấp, nên đa số các mỏ nhỏ hiện nay chỉ lấy đƣợc những
phần trữ lƣợng giàu nhất, bỏ đi toàn bộ quặng nghèo và khống sản đi kèm dẫn
đến lãng phí tài ngun. Tổn thất trong chế biến khoáng sản ở mức độ cao.
Chẳng hạn, trong khai thác vàng, độ thu hồi quặng vàng, độ thu hồi quặng vàng
trong chế biến (tổng thu hồi) hiện chỉ đạt khoảng 30% - 40%, nghĩa là hơn một
nửa thải ra ngồi bãi thải, gây ơ nhiễm môi trƣờng nghiêm trọng [15]. Nhiều mỏ,
khu vực khai thác mỏ đã gây ra những vấn đề nghiêm trọng về ô nhiễm nguồn
nƣớc do nƣớc thải của mỏ trong quá trình sản xuất khơng đƣợc xử lý. Nhiều bãi
thải khơng có các cơng trình xử lý đã bồi lấp ruộng vƣờn, sơng, suối, làm ơ
nhiễm nguồn nƣớc, lịng sơng bị bồi lắng gây ra lũ lụt. Đối với chất thải lỏng,
thành phần và tính chất nƣớc thải có tính axít, chứa kim loại nặng, khống chất.
Qua các cơng tác điều tra, khảo sát cho thấy Việt Nam có tiềm năng
khống sản rất phong phú và đa dạng nhƣng việc khai thác khống sản đã ảnh
hƣởng xấu tới mơi trƣờng xung quanh, làm mất cảnh quan, ô nhiễm nguồn nƣớc,
đất, không khí, … phá vỡ hệ sinh thái, gây ơ nhiễm nặng nề tới môi trƣờng, đặc
biệt là khai thác than và titan. Do đó, Việt Nam đã và đang thực hiện phƣơng
pháp nhƣ sử dụng thực vật để loại bỏ các chất gây ô nhiễm kim loại nặng trong
đất ở các bải thải khống sản, khơng những ở Việt Nam đang áp dụng phƣơng
pháp đó mà trên thế giới cũng đang áp dụng và tiến hành các nghiên cứu nhằm
giảm thiểu những tác động xấu tới môi trƣờng và sức khỏe con ngƣời.
Trên thế giới
Hiện trên thế giới có nhiều nƣớc đã đƣợc xác định là có tình trạng đất bị ô
nhiễm nặng nề, nhƣ ở Anh ghi nhận 300 vùng với diện tích 10.000 ha, ở Mỹ có
khoảng 25.000 vùng, Hà Lan là 6000 vùng. Hay một sự kiện vỡ đập tại bang
Minas Gerais của Brazil đã làm cho 60 triệu m3 bùn đất chứa nhiều loại chất thải
độc hại từ quá trình khai thác quặng sắt bị tràn ra ngồi và nhấn chìm tồn bộ
ngơi làng ở trong khu vực đó. Khơng những vậy, với sự phát triển vƣợt bậc của
4
các ngành cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa, các hoạt động khai thác khống sản đổ
thải ra mơi trƣờng xung quanh đã khiến cho tài nguyên đất bị nhiễm kim loại
nặng độc hại, đặc biệt là nƣớc thải mỏ axit và chứa nhiều kim loại nặng [16].
Vào những năm 90 của thế kỷ 20 trên thế giới bắt đầu phát triển một số
giải pháp mới nhƣ dùng vi sinh, thực vật… để xử lý ô nhiễm môi trƣờng tại một
số vùng khai thác và chế biến khoáng sản. Những thập niên đầu của thế kỷ 21,
hƣớng công nghệ này phát triển ở nhiều nơi trên thế giới. một số nguyên liệu tự
nhiên đƣợc sử dụng để xử lý nƣớc thải mỏ. Một số thực vật, các hệ sinh thái,
nhất là hệ sinh thái ngập nƣớc đƣợc tận dụng để giải tỏa, đồng hóa các chất ơ
nhiễm cũng đƣợc nghiên cứu và ứng dụng tại nhiều nƣớc trên thế giới.
1.3 Sơ lƣợc về các hoạt động và tác động của kim loại nặng trong đất
1.3.1 Các hoạt động gây ra ô nhiễm kim loại nặng
Theo báo cáo và đánh giá của Cục Môi trƣờng Việt Nam, chất lƣợng đất
đai tại các khu vực đô thị của Việt Nam hầu hết đang bị ô nhiễm nghiêm trọng.
Nguyên nhân lý giải cho điều này là do lƣợng chất thải từ các hoạt động công
nghiệp, xây dựng và sinh hoạt bị xả bừa bãi ra ngồi mơi trƣờng, hoạt động khai
thác khống sản ở nƣớc ta đã và đang gây nhiều tác động xấu đến môi trƣờng
xung quanh.
Tại Hà Nội, ô nhiễm môi trƣờng đất chủ yếu là do các hàm lƣợng kim loại
nặng từ q trình sản xuất cơng nghiệp, nhất là ở những khu vực đô thị và các
làng nghề nhƣ An Khánh, Làng nghề dệt vải Hà Đông, Khu đô thị Nam Thăng
Long,... Tại TP. Hồ Chí Minh, vấn đề ơ nhiễm mơi trƣờng đất cũng khơng đƣợc
mấy tích cực hơn. Hàm lƣợng chất thải từ sản xuất, sinh hoạt, nông nghiệp,... vẫn
cịn rất khá cao. Tại Hóc Mơn đƣợc biết trong một vụ trồng rau, lƣợng thuốc bảo
vệ thực vật đƣợc phun ra ngoài khoảng 10 - 25 lần. Theo tính tốn nhƣ vậy, trong
1 năm thì lƣợng thuốc sử dụng cho khoảng 1 ha đất sẽ có thể đạt tới mức 100 150 lít. Ở các khu vực cơng nghiệp của TP. Hồ Chí Minh, lƣợng nƣớc thải mỗi
ngày xả ra ngồi mơi trƣờng có thể đạt tới 600.000 m3 [16]. Hay biểu hiện rõ nét
nhất là việc sử dụng thiếu hiệu quả các nguồn khoáng sản tự nhiên, tác động đến
cảnh quan và hình thái mơi trƣờng, tích tụ hoặc phát tán chất thải, làm ảnh hƣởng
5
đến sử dụng nƣớc, ô nhiễm nƣớc, tiềm ẩn nguy cơ về dòng thải axit mỏ... Những
hoạt động này đang phá vỡ cân bằng điều kiện sinh thái đƣợc hình thành từ hàng
chục triệu năm, gây ô nhiễm nặng nề đối với môi trƣờng, trở thành vấn đề cấp
bách mang tính chính trị và xã hội của cộng đồng một cách sâu sắc.
Một số bãi thải khoáng sản ở Việt Nam cho thấy mẫu đất của các khu vực
gây ô nhiễm đều vƣợt quá tiêu chuẩn cho phép – QCVN 03:2008/BTNMT nhƣ:
đất ở khu bãi thải mới của làng Hích - Thái Ngun có hàm lƣợng chì và cadimi
cao hơn tiêu chuẩn; đất ở làng nghề đúc nhôm, đồng tại Văn Môn – Yên Phong Bắc Ninh hàm lƣợng KLN trong đất nông nghiệp của làng nghề này khá cao:
trung bình hàm lƣợng Cd là 1 mg/kg ; Cu là 41,4 mg/kg; Pb là 39,7 mg/kg và Zn
là 100,3 mg/kg.
1.3.2 Tác động tới sức khỏe con người và môi trường
Theo nhiều nghiên cứu, tích tụ kim loại nặng trong cơ thể con ngƣời có thể
gây ra nhiều bệnh tật, ảnh hƣởng nghiêm trọng tới sức khỏe.
Ví dụ nhƣ: Chì là một loại kim loại nặng, khi chúng xâm nhập vào cơ thể
con ngƣời thì sẽ ngƣng đọng trong gan, lá lách, thận…gây ra bệnh huyết áp cao,
bệnh tim, gan, thận mãn tính. Chì phá huỷ q trình tổng hợp hemoglobin và các
sắc tố cần thiết khác trong máu nhƣ cytochrom, nó tích tụ trong hồng cầu, gây xơ
vữa động mạch. Do đó, làm tăng chứng thiếu máu, gây đau bụng, hoa mắt. Chì
đặc biệt độc hại với não và thận, hệ thống sinh sản và hệ thống tim mạch của con
ngƣời. Hoặc với đồng, khi cơ thể hấp thụ một lƣợng đồng lớn sẽ có biểu hiện của
bệnh Wilson. Đây là căn bệnh do đồng tích tụ trong gan, não và da gây nên
chứng đãng trí và thần kinh. Ngồi ra những ngƣời làm việc thƣờng xuyên tiếp
xúc với đồng có thể mắc bệnh ung thƣ phổi [1].
Theo nghiên cứu của Viện Y học lao động và Vệ sinh môi trƣờng Bộ y tế
(2012), trong 100 trẻ tại thôn Đông Mai đƣợc xét nghiệm hàm lƣợng chì trong
máu và 100% các em đều có hàm lƣợng chì trong máu vƣợt quá ngƣỡng cho
phép [5].
Ngoài ra, KLN kẽm nếu ở hàm lƣợng quá cao gây đau bụng, mạch chậm,
co giật,…
6
KLN tồn tại trong đất thơng qua q trình tự nhiên và nhân tạo, gây ra
nhiều tác động xấu, độc hại, làm ảnh hƣởng khơng nhỏ đến các q trình chuyển
hóa trao đổi chất cũng nhƣ chức năng của hệ sinh thái. Đất bị ô nhiễm do hoạt
động sản xuất đã sinh ra các khí SO2, H2S,…đƣợc chuyển thành các gốc axit, tạo
thành axit và gây mƣa axit, làm mất cân bằng độ pH trong đất. Hay nƣớc thải có
chứa các chất tẩy rửa, dung môi hữu cơ, chất dầu mỡ,…nếu khơng đƣợc xử lý
kịp thời thì các chất đó sẽ đƣợc lƣu giữ trong đất nhờ sự lắng đọng và thấm vào
đất, làm ảnh hƣởng tới môi trƣờng, sức khỏe, cảnh quan xung quanh.
1.4 Trạng thái tồn tại và cơ chế hấp thụ của một số kim loại nặng trong đất
1.4.1 Asen (As) trong đất
Asen tồn tại dƣới dạng hợp chất, chủ yếu nhƣ arsenit (AsO43-) trong điều
kiện ôxy hóa. Chúng bị hấp thụ mạnh bởi các khống sét, sắt, mangan ơxít hoặc
hyđrơxit và các chất hữu cơ. Trong các đất chua, As có nhiều ở dạng arsenit với
sắt và nhôm (FeAsO4, AlsO4). Ở các đất kiềm và đất cacbonat, Asen có nhiều ở
dạng Ca3(AsO4)2. Asen có xu hƣớng đƣợc tích tụ trong q trình phong hóa, trên
mặt cắt của vỏ phong hóa và trong đất As thƣờng tồn tại ở phần trên (0 – 1,5m)
do bị hấp phụ bởi vật liệu hữu cơ, keo hyđrôxit sắt và sét. Trong điều kiện khí
hậu khơ, các hợp chất của As thƣờng tồn tại dƣới dạng ít linh động, cịn trong
điều kiện khí hậu ẩm ƣớt các hợp chất asen sunfua bị hịa tan và bị rửa trơi.
Lƣợng As trong đất chuyển vào nƣớc khoảng 5 – 10% tổng lƣợng As trong đất.
1.4.2 Cadimi (Cd) trong đất
Cadimi tồn tại ở dạng các hợp chất không tan nhƣ: CdO, CdCO3,
Cd3(PO4)2 trong điều kiện oxi hóa. Trong các điều kiện khử, Cd tồn tại nhiều
dƣới dạng CdS. Trong các đất chua, Cd tồn tại dƣới dạng linh động hơn (Cd2+).
Tuy nhiên, nếu đất có nhiều sắt, nhơm, mangan, chất hữu cơ thì Cd bị chúng liên
kết làm giảm khả năng linh động của cd. Thông thƣờng, Cd tồn tại trong đất ở
dạng hấp phụ trao đổi chiếm 20 – 40%, dạng các hợp chất cacbonat là 20%
hiđrôxit và oxit là 20%. Phần liên kết với các hợp chất hữu cơ chiếm tỷ lệ nhỏ.
7
1.4.3 Chì (Pb) trong đất
Chì chủ yếu tồn tại ở dạng hóa trị 2 và đƣợc chia ra thành 10 dạng: hòa tan
trong nƣớc, trao đổi, cacbonat, dạng dễ khử, phức liên kết với chất hữu cơ, kết
hợp với oxit Fe ở dạng vơ định hình và ở dạng tinh thể, dạng sunfit và các dạng
còn lại. Trạng thái tồn tại của Pb trong đất phụ thuộc rất nhiều vào pH của đất,
khi pH đất thấp thì khả năng di động của Pb tăng và ngƣợc lại khi pH đất cao thì
Pb bị cố định dƣới dạng kết tủa Pb(OH)2.
1.4.4 Đồng (Cu) trong đất
Đồng là kim loại đƣợc sử dụng phổ biến trong cuộc sống của con ngƣời,
thƣờng tồn tại ở hóa trị II trong tự nhiên, là kim loại dẻo có độ dẫn điện và dẫn
nhiệt cao. Đồng dễ tiêu thƣờng có nhiều trong đất và đƣợc đƣa vào đất qua phân
bón và các loại thuốc trừ nấm bệnh. Số lƣợng Đồng trong đất phụ thuộc vào đá
mẹ và hàm lƣợng Cu trong đất tăng dần qua quá trình tích lũy sinh vật. Nếu
trong đất lƣợng N và S cao thì phức hợp Đồng – Mùn càng bền. Đồng có mặt
trong nƣớc do hoạt động khai thác lộ thiên ở mỏ đồng và do nƣớc thải từ nhà
máy tuyển đồng.
1.4.5 Kẽm (Zn) trong đất
Kẽm là 1 nguyên tố kim loại lƣỡng tính thuộc nhóm kim loại chuyển tiếp,
có mức độ hoạt động trung bình và là 1 chất có mức độ oxi hóa mạnh. Kẽm ở
dạng chất rắn, có màu bạc xám, lấp lánh ánh kim. Trong tự nhiên kẽm thƣờng
nằm trong quặng cùng với các kim loại khác nhƣ đồng, chì. Kẽm liên kết với lƣu
huỳnh tạo ra quặng Sphalerit, là loại quặng chứa nhiều kẽm nhất với hàm lƣợng
lên đến 60%. Ngồi ra kẽm cịn tồn tại trong một số các quặng khác nhƣ:
smithsonit (kẽm cacbonat), hemimorphite (kẽm silicat), wurtzite (loại kẽm
sulfide khác), hydrozincite (kẽm cacbonat).
1.4.6 Crom (Cr) trong đất
Crom có mặt trong nƣớc dƣới 2 dạng Cr (III) và Cr(VI). Cr (III) khơng có
độc tố nhƣng Cr (VI) lại gây độc với động thực vật.
8
1.5 Cơ chế xử lý KLN bằng thực vật
Hình 1.1. Cơ chế xử lý kim loại nặng của thực vật
(Nguồn: />Khi các chất ô nhiễm trong đất hoặc nƣớc ngầm đã tiếp xúc trực tiếp với rễ,
chúng đƣợc rễ hấp thụ và liên kết với cấu trúc, các thành tế bào của rễ. Bên trong
thực vật, tùy từng loài mà quá trình xảy ra ở các bộ phận là khác nhau. Q trình
phân hủy các chất ơ nhiễm thơng qua q trình trao đổi chất và chuyển hóa bên
trong của thực vật hoặc phân hủy các chất ô nhiễm nhờ các enzym do rễ thực vật
tiết ra. Q trình tích tụ thƣờng xảy ra ở rễ, lá và các cơ quan khí sinh. Khi các
chất ơ nhiễm đƣợc rễ hấp thụ, một số di chuyển vào các tế bào xong rồi bị bài
tiết ra ngồi, cịn một số đọng lại bên trong thực vật [4].
1.6 Một số nghiên cứu sử dụng thực vật để xử lý kim loại nặng trong đất
Thực vật có nhiều cách phản ứng khác nhau đối với sự có mặt của các ion
kim loại trong mơi trƣờng. Hầu hết, các loài thực vật rất nhạy cảm với sự có mặt
của các ion kim loại, thậm chí ở nồng độ rất thấp. Tuy nhiên, vẫn có một số loại
thực vật khơng chỉ có khả năng sống đƣợc trong môi trƣờng bị ô nhiễm bởi các
kim loại độc hại mà cịn có khả năng hấp thụ và tích lũy các kim loại này ở các
bộ phận khác nhau. Dƣới đây là một số nghiên cứu sử dụng thực vật để xử lý
kim loại nặng trong đất:
9
Theo Đặng Đình Kim và các cộng sự (2010) đã tiến hành nghiên cứu sàng
lọc thực vật tại 4 vùng khai thác mỏ đặc trƣng đó là mỏ than (Núi Hồng), mỏ sắt
(Trại Cầu), mỏ chì – kẽm (làng Hích, xã Tân Long) và mỏ thiếc (núi Pháo, Hà
Thƣợng) ở Thái Nguyên cùng với việc so sánh nhiều tài liệu trên thế giới đã
công bố, bƣớc đầu đã xác định đƣợc 66 lồi thực vật có khả tích tụ KLN nhƣ Pb,
Cd, As, Zn. Trong số 66 lồi trên, có 8 loài trùng lặp với danh sách 420 loài trên
thế giới. Sau khi điều tra và phân tích, các nhà khoa học đã lựa chọn ra 4 lồi
thực vật có khả năng xử lý đất ô nhiễm As, Pb và Zn là Dƣơng xỉ Pteris vittata,
Dƣơng xỉ Pityrogramma calome-lanos, cỏ Mần trầu và cỏ Vetiver. Sau 2,5 năm
xử lý, hàm lƣợng KNL giảm đi đáng kể. Tuy vẫn cần có thêm thời gian xử lý để
giảm nồng độ các kim loại này về ngƣỡng an tồn đối với mơi trƣờng nhƣng có
thể thấy rằng việc sử dụng các lồi thực vật trong xử lý đất nhiễm KLN là khả thi
và có thể ứng dụng vào thực tiễn [7].
Theo Lƣơng Thị Thúy Vân (2012) đã tiến hành khảo sát, xác định hàm
lƣợng KLN tại 2 mỏ khai thác khoáng sản của tỉnh Thái Nguyên đó là mỏ thiếc
(xã Hà Thƣợng, huyện Đại Từ) và mỏ chì – kẽm (xã Tân Long, huyện Đồng Hỷ),
nghiên cứu khả năng chống chịu và tích lũy Pb, As của cỏ Vetiver trong đất ô
nhiễm. Qua kết quả điều tra và phân tích cho thấy 2 khu vực khai thác mỏ trên có
chứa nhiều KLN, đều vƣợt quá tiêu chuẩn cho phép QCVN 03: 2008/BTNMT.
Cùng với đó, khả năng hấp thụ KLN Pb trong đất của cỏ Vetiver khơng cao nhƣ
một số cây tích lũy kim loại khác nhƣng có sinh khối lớn và khả năng tái sinh
mạnh mẽ nên vẫn là đối tƣợng xử lý các vùng ô nhiễm khác. Khả năng chống
chịu và hấp thụ As của cỏ Vetiver chủ yếu tập trung trong rễ, phần nhỏ đƣợc
chuyển lên thân. Nhƣ vậy, việc trồng cỏ Vetiver tại các bãi thải khống sản là có
khả thi [6].
Và một số nghiên cứu nƣớc ngoài nhƣ: nghiên cứu của trƣờng đại học
Rutger, New Jersey đã sử dụng rất nhiều loài cây dại và cây mù tạt để tích lũy
KLN trong đất ơ nhiễm hay các nghiên cứu tại Mỹ cũng cho thấy cải xanh có thể
hấp thụ chì (Pb) tốt [9],…có thể thấy, hiện nay trên thế giới nói chung và tại Việt
10
Nam nói riêng, việc sử dụng các lồi thực vật để loại bỏ các KLN trong đất là vô
cùng hợp lý, phù hợp và tiết kiệm đƣợc thời gian.
Nhìn chung, tại Việt Nam và trên thế giới đã có rất nhiều nghiên cứu về
khả năng xử lý KLN của thực vật, trong đó có cỏ Vetiver và cỏ Mần trầu, ngồi
ra nghiên cứu tại nƣớc ngồi cịn có cây cải xanh. Các loài thực vật trên chủ yếu
là thân thảo, mọc thành cụm. Mỗi lồi thực vật này đều có khả năng tích lũy chất
ơ nhiễm khác nhau. Đề tài trên, đều sử dụng các cây thuộc thân gỗ, đây là điểm
mới cho phần nghiên cứu sử dụng thực vật để loại bỏ KLN trong đất và là một
trong những giải pháp mới mẻ, hoàn toàn thiết thực, phù hợp với điều kiện kinh
tế của nƣớc ta.
11
CHƢƠNG 2
MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Mục tiêu
2.1.1 Mục tiêu chung
- Đề tài nghiên cứu góp phần cải thiện mơi trƣờng đất tại các bãi đổ thải
khai thác khoáng sản bằng giải pháp thân thiện với môi trƣờng.
2.1.2 Mục tiêu cụ thể
- Đánh giá đƣợc mức độ ô nhiễm kim loại nặng (Zn) tại các bãi thải
khống sản ở vùng núi phía Bắc.
- Đánh giá đƣợc khả năng loại bỏ KLN trên đất bãi thải và đất gây ô
nhiễm KLN của thực vật.
- Đề xuất các giải pháp nhằm cải thiện vấn đề ô nhiễm KLN trong đất.
2.2 Đối tƣợng nghiên cứu
- Thực vật:
+ Thông mã vĩ (Pinus massoniana) trên đất ô nhiễm tự tạo bởi các KLN.
+ Thông mã vĩ (Pinus massoniana), Bạch đàn đỏ (Eucalyptus robusta),
Keo tai tƣợng (Acacia mangium) tại đất bãi thải khoáng sản xã Bản Thi,
huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn.
- 10 bãi đổ thải khoáng sản tại vùng núi phía Bắc và kim loại nghiên cứu là
kẽm (Zn).
2.3 Nội dung nghiên cứu
- Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng kẽm (Zn) tại các bãi thải khoáng
sản ở vùng núi phía Bắc.
- Đánh giá khả năng loại bỏ KLN (As, Cd, Pb, Cu, Zn, Cr) trong đất của
cây Thơng mã vĩ (Pinus massoniana) tại mơ hình thí nghiệm.
- Đánh giá khả năng hấp thụ KLN (Zn) trong đất của cây Thông mã vĩ
(Pinus massoniana), Bạch đàn đỏ (Eucalyptus robusta), Keo tai tƣợng (Acacia
mangium) tại bãi thải khoáng sản xã Bản Thi, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn.
- Đề xuất các biện pháp cải tạo đất nhằm bảo vệ môi trƣờng và đời sống
con ngƣời.
12
2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu
2.4.1 Phương pháp thu thập và kế thừa số liệu
- Kế thừa các tài liệu có chọn lọc, mang tính pháp lý của các thành quả
nghiên cứu khoa học từ trƣớc tới nay, rút ra một số vấn đề có tính lý luận và thực
tiễn liên quan tới nội dung nghiên cứu.
- Các tài liệu nhằm phục vụ cho bài khóa luân này bao gồm:
+ Các tài liệu liên quan đến lịch sử hình thành bãi thải và đƣợc thu thập từ
các đơn vị liên quan khai thác, sử dụng trong quá trình điều tra khảo sát thực địa.
+ Tài liệu nghiên cứu khoa học, khóa luận, luận văn, các thông tin trên
mạng internet về xử lý KLN trong đất bằng thực vật.
+ Tài liệu về các kết quả nghiên cứu đánh giá mức độ ô nhiễm KLN (As,
Cd, Pb, Cu, Zn, Cr) tại các khu vực nghiên cứu.
2.4.2 Phương pháp điều tra khảo sát và lấy mẫu ngoài thực địa
2.4.2.1 Phương pháp điều tra, khảo sát ngồi thực địa
- Khảo sát mơi trƣờng xung quanh các khu vực lấy mẫu đất trên địa bàn
đất tự tạo và các bãi thải khoáng sản ở miền núi phía Bắc.
- Điều tra, lựa chọn và xác định ranh giới khu vực đất nhiễm KLN để đem
về tiến hành xử lý và thí nghiệm.
2.4.2.2 Phương pháp lấy mẫu đất ngoài thực địa
Mỗi bãi thải lấy 10 mẫu đất, mỗi mẫu đất là 5 tổ hợp của 5 mẫu đơn đƣợc
phân bố đều trong OTC hoặc tại 1 điểm bãi thải. Các điểm lấy mẫu theo nguyên
tắc phân bố đều hoặc theo đƣờng dích zắc. Độ sâu lấy mẫu là 50 cm tính từ tầng
mặt, sử dụng phƣơng pháp khoan thẳng đứng, đƣờng kính mũi khoan là 4cm.
Các mẫu đơn trộn thành 1 mẫu tổ hợp và đƣợc bảo quản bằng túi zíp và đƣợc kí
hiệu lại rồi đem về phịng thí nghiệm.
Hình 2.1. Sơ đồ lấy mẫu đất trong 1 OTC
13
Tại các điểm lấy mẫu trong các OTC đều có 1 biên bản lấy mẫu. Mẫu biểu
của biên bản lấy mẫu nhƣ sau:
Bảng 2.1. Mẫu biểu ghi thông tin của mẫu đất được lấy
Mô tả mẫu
TT KHM
1
A_B_Đ_ 01
1
A_B_Đ_ 02
2
...................
3
A_B_Đ_ n
Tọa độ
Ghi chú
Chú thích:
A là địa danh hành chính mẫu đƣợc lấy;
B: tên loại mỏ khoáng sản;
Đ: viết tắt của “Đất”;
n: số thứ tự mẫu đƣợc lấy.
Cột ghi chú: ghi tóm tắt thông tin đặc điểm OTC của mẫu đƣợc lấy.
Hình 2.2. Lấy mẫu đất ngoài thực địa
2.4.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm
2.4.3.1 Dụng cụ và thiết bị
- Cuốc, xẻng, thuổng, ơ doa, thùng đựng nƣớc 180 lít, chậu, bút xóa, túi
nilong, chậu trồng cây (đƣờng kính: 26 cm, chiều cao: 21 cm), can 20 lít đựng
hóa chất, gang tay, khẩu trang, phễu, thìa nhỏ, ống đong, cốc thủy tinh 250ml.
- Cân chuyên dụng.
14
Hình 2.3. Một số dụng cụ, thiết bị thí nghiệm
2.4.3.2 Tiến hành bố trí thí nghiệm
a. Bố trí thí nghiệm đánh giá khả năng loại bỏ KLN trên đất gây ô nhiễm tự tạo
của cây Thông mã vĩ (Pinus massoniana).
Chuẩn bị đất thí nghiệm:
- Đất sau khi lấy về thì loại bỏ các đá to, sỏi, tạp chất đi thì trộn đều để
đồng nhất (đất thí nghiệm đƣợc lấy tại vƣờn nhà dân ở thị trấn Xuân Mai, huyện
Chƣơng Mỹ, TP Hà Nội).
- Chuẩn bị 10 chậu cây nhựa, xúc vào mỗi chậu khoảng 9,5kg đất.
15
