Nghiên cứu sự phân bố, khả năng sinh trưởng, phát triển và hấp thụ kim loại nặng của cây sậy (Phragmites Autralis) trên đất sau khai thác quặng tại tỉnh Thái Nguyên
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.15 MB, 83 trang )
ĐẠI HỌC THÁI NGUN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM
------------------------
LÊ CHÍ THỨC
“NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ, KHẢ NĂNG SINH TRƢỞNG,
PHÁT TRIỂN VÀ HẤP THỤ KIM LOẠI NẶNG CỦA CÂY SẬY
(PHRAGMITES AUTRALIS) TRÊN ĐẤT SAU KHAI THÁC
QUẶNG TẠI TỈNH THÁI NGUYÊN”
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NƠNG NGHIỆP
Thái Ngun, năm 2012
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
ĐẠI HỌC THÁI NGUN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM
------------------------
LÊ CHÍ THỨC
“NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ, KHẢ NĂNG SINH TRƢỞNG,
PHÁT TRIỂN VÀ HẤP THỤ KIM LOẠI NẶNG CỦA CÂY SẬY
(PHRAGMITES AUTRALIS) TRÊN ĐẤT SAU KHAI THÁC
QUẶNG TẠI TỈNH THÁI NGUYÊN”
Chuyên ngành : Khoa học Môi trƣờng
Mã số : 60 44 03 01
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP
Người hướng dẫn khoa học : TS. Hoàng Hải
PGS.TS. Đặng Văn Minh
Người hướng dẫn khoa h
Thái Nguyên, năm 2012
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
i
LỜI CẢM ƠN
Để hồn thành chương trình cao học và viết luận văn này, tôi đã nhận
được sự hướng dẫn, giúp đỡ và góp ý nhiệt tình của q thầy cô trường Đại
học Nông lâm Thái Nguyên - Đại học Thái Nguyên.
Trước hết, tôi xin chân thành cảm ơn đến quý thầy cô trường Đại học
Nông lâm Thái Nguyên, đặc biệt là những thầy cơ đã tận tình dạy bảo cho tôi
trong suốt thời gian học tập tại trường.
Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến Thầy giáo Tiến sĩ - Hồng Hải và
Phó giáo sư – Tiến sĩ Đặng Văn Minh đã dành rất nhiều gian và tâm huyết
hướng dẫn nghiên cứu và giúp tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm Khoa Sau đại học - Trường
Đại học Nông lâm Thái Nguyên cùng quý thầy cô trong khoa đã tạo rất nhiều
điều kiện để tơi học tập hồn thành tốt khóa học.
Đồng thời, tơi cũng xin cảm ơn ban lãnh đạo và các anh chị Trung tâm
nghiên cứu và Phát triển Vùng - Bộ Khoa học và Công nghệ đã tạo điều kiện
cho tơi hồn thành tốt luận văn.
Mặc dù tơi đã có nhiều cố gắng hồn thiện luận văn bằng tất cả sự nhiệt
tình và năng lực của mình, tuy nhiên khơng thể tránh khỏi những thiếu sót, rất
mong nhận được những đóng góp quý báu của quý thầy cô và các bạn.
Thái Nguyên, tháng 10 năm 2012
Học viên
Lê Chí Thức
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
ii
MỤC LỤC
Trang bìa phụ
Lời cảm ơn ...........................................................................................................................................i
Mục lục .............................................................................................................................................. ii
Danh mục các từ viết tắt...................................................................................................................... v
Danh mục các bảng ............................................................................................................................vi
Danh mục các biểu đồ ...................................................................................................................... vii
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................0
1.1. Tính cấp thiết của đề tài ..................................................................... 1
1.2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài .......................................................... 3
1.3. Ý nghĩa của đề tài ............................................................................... 3
1.3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài ............................................................ 3
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài............................................................. 4
Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU.....................................................................5
1.1. Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu .............................................. 5
1.1.1. Ô nhiễm kim loại nặng trong đất .................................................... 5
1.2. Các tiêu chuẩn đánh giá mức độ ô nhiễm đất do kim loại ............... 15
1.2.1. Tiêu chuẩn đánh giá mức độ ô nhiễm đất do kim loại nặng của một
số nước trên thế giới ................................................................................ 15
1.3. Biện pháp sử dụng thực vật xử lý đất ô nhiễm kim loại nặng ......... 19
1.3.1. Khái niệm chung ........................................................................... 19
1.3.2. Cơ sở khoa học của biện pháp sử dụng thực vật xử lý kim loại
nặng trong đất ........................................................................................ 21
1.4. Tiêu chuẩn loài thực vật sử dụng để xử lý kim loại nặng trong đất . 24
1.5. Các phương pháp xử lý thực vật sau khi tích lũy chất ơ nhiễm ....... 25
1.6 Ưu điểm và hạn chế của công nghệ thực vật xử lý KLN trong đất .. 25
1.6.1. Ưu điểm ......................................................................................... 25
1.6.2. Hạn chế.......................................................................................... 26
1.7. Một số kết quả nghiên cứu sử dụng thực vật để xử lý đất ô nhiễm
kim loại nặng trên thế giới và Việt Nam ................................................. 27
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
iii
1.8. Một số đặc điểm cơ bản của cây Sậy và tình hình nghiên cứu sử
dụng caay Sậy cải tạo đất ô nhiễm .......................................................... 30
1.8.1. Một số đặc điểm cơ bản của cây Sậy ............................................ 30
1.8.2. Đặc điểm thực vật học của cây Sậy .............................................. 31
1.8.3. Ứng dụng của cây Sậy trong cải tạo môi trường .......................... 32
Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..... 34
2.1. Đối tượng nghiên cứu ....................................................................... 34
2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu .................................................... 34
2.2.1. Địa điểm ........................................................................................ 34
2.2.2. Thời gian nghiên cứu .................................................................... 34
2.3. Phạm vi nghiên cứu .......................................................................... 34
2.4. Nội dung nghiên cứu ........................................................................ 35
2.4.1. Đánh giá thực trạng tài nguyên đất sau khai thác quặng khoáng sản
tại một số mỏ trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên.......................................... 35
2.4.2. Điều tra sự phân bố, khả năng sinh trưởng và phát triển của cây
Sậy trong các khu khai thác quặng, so sánh mật độ và sự phân bố ở
các mỏ khai thác khác nhau .................................................................. 35
2.4.3. Nghiên cứu khả năng hấp thụ KLN của cây Sậy trên đất sau khai
thác quặng khoáng sản ............................................................................ 35
2.4.4. Xây dựng mối tương quan giữa hàm lượng KLN trong đất với hàm
lượng KLN hấp thụ trong cây Sậy .......................................................... 35
2.4.5. Xác định mối tương quan của một số tính chất đất với hàm lượng
KLN trong đất và khả năng hấp thụ trong cây Sậy ................................. 35
2.5. Phương pháp nghiên cứu và chỉ tiêu theo dõi .................................. 35
2.5.1. Phương pháp điều tra thu thập tài liệu .......................................... 35
2.5.2. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu ....................................... 35
2.5.3. Phương pháp khảo sát thực địa và lập ô tiêu chuẩn (OTC) .......... 38
2.5.4. Các phương pháp phân tích trong phịng thí nghiệm .................... 38
2.5.5. Phương pháp xử lý số liệu............................................................. 39
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
iv
Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.................................40
3.1. Thực trạng tài nguyên đất sau khai thác quặng khoáng sản trên địa
bàn tỉnh Thái Nguyên .............................................................................. 40
3.1.1. Thực trạng khai thác quặng khoáng sản tại Thái Nguyên............. 42
3.1.2. Hiện trạng môi trường đất tại mốt sô mỏ khai thác quặng khoáng
sản trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên .......................................................... 42
3.2. Điều tra sự phân bố, khả năng sinh trưởng và phát triển của cây sậy
trong khu vực nghiên cứu ........................................................................ 46
3.2.1. Sự phân bố của cây Sậy ................................................................ 46
3.2.2. Khả năng sinh truởng và phát triển của cây sậy…........................48
3.3. Khả năng hấp thụ kim loại nặng của cây Sậy trên đất bãi thải sau
khai thác quặng ........................................................................................ 52
3.4. Sự tương quan giữa hàm lượng kim loại nặng trong đất và hàm
lượng kim loại nặng hấp thụ trong cây.................................................... 55
3.4.1. Tương quan giữa hàm lượng Zn trong đất và trong cây .............. 58
3.4.2. Tương quan giữa hàm lượng Pb trong đất và trong cây .............. 55
3.4.3. Tương quan giữa hàm lượng Cd trong đất và trong cây .............. 56
3.4.4. Tương quan giữa hàm lượng As trong đất và trong cây .............. 57
3.5. Mối tương quan giữa hàm lượng kim loại nặng hấp thụ trong cây với
hàm lượng kim loại nặng trong đất và một số yếu tố môi trường đất ..... 59
3.5.1. Tương quan giữa hàm lượng kim loại nặng hấp thụ trong cây với
hàm lượng kim loại nặng trong đất và pH............................................... 58
3.5.2. Tương quan giữa hàm lượng kim loại nặng hấp thụ trong cây với
hàm lượng kim loại nặng trong đất và dung tích hấp thu của đất (CEC) 61
3.5.3. Tương quan giữa hàm lượng kim loại nặng hấp thụ trong cây với
hàm lượng kim loại nặng trong đất và hàm lượng chất hữu cơ (CHC)
trong đất ................................................................................................... 62
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................65
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................67
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
v
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
BOD
: Biochemical Oxygen Demand (chỉ số nhu cầu oxy sinh hóa)
CEC
: Cation Exchange Capacity (khả năng trao đổi cation)
COD
: Chemical Oxygen Demand (chỉ số nhu cầu oxy hóa học)
cs
: Cộng sự
CHC
: Hàm lượng mùn
DW
: Dry weight (khối lượng khô)
EEA
: European Environment Agency (Cục môi trường Châu Âu)
HCBVTV
: Hóa chất bảo vệ thực vật
KLN
: Kim loại nặng
LSD
: Sự sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa
SAS
: Statistical Analysis Sytem (Phần mềm thống kê)
QCVN
: Quy chuẩn Việt Nam
TCCP
: Tiêu chuẩn cho phép
TCVN
: Tiêu chuẩn Việt Nam
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
vi
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Hàm lượng trung bình một số KLN trong đá và đất (ppm) .............. 6
Bảng 1.2: Hàm lượng kim loại nặng trong một số loại đất ở khu mỏ
hoang Songcheon .............................................................................. 7
Bảng 1.3: Hàm lượng kim loại nặng trong chất thải của một số mỏ vàng
điển hình ở Úc ................................................................................... 8
Bảng 1.4. Hàm lượng các kim loại trong bùn cống rãnh đô thị ....................... 11
Bảng 1.5. Hàm lượng một số kim loại nặng trong các sản phẩm dùng làm
phân bón trong nơng nghiệp ........................................................... 12
Bảng 1.6. Hàm lượng chì trong bùn và trong đất tại xã Chỉ Đạo (Mỹ Văn Hưng Yên)........................................................................................ 14
Bảng 1.7: Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại trong đất ở Hà Lan .................. 15
Bảng 1.8: Hàm lượng tối đa cho phép của các kim loại nặng được xem là
độc đối với thực vật trong đất nông nghiệp .................................... 16
Bảng 1.9: Đánh giá ô nhiễm đất mặt bởi các kim loại nặng ở Ba Lan ............ 17
Bảng 1.10: Giới hạn tối đa cho phép hàm lượng tổng số đối với As, Cd,
Cu, Pb và Zn trong đất (tầng mặt)................................................... 19
Bảng 1.11: Đặc điểm thực vật học của cây Sậy (Phragmites autralis). ........... 31
Bảng 2.1: Vị trí các điểm lấy mẫu cây và mẫu đất trong khu vực nghiên cứu ........ 37
Bảng 3.1. Sản lượng khai thác chì kẽm tại một số mỏ .................................... 41
Bảng 3.2. Kết quả phân tích mẫu kim loại nặng tại khu vực nghiên cứu ........ 43
Bảng 3.3. Kết quả phân tích một số yếu tố mơi trường đất tại khu vực
nghiên cứu ....................................................................................... 45
Bảng 3.4. Sự phân bố của cây Sậy tại một số mỏ khai thác quặng trong
khu vực nghiên cứu ......................................................................... 47
Bảng 3.5: Sự sinh trưởng và phát triển của cây Sậy trên khu vực nghiên cứu ....... 49
Bảng 3.6: Kết quả xác định sinh khối cây Sậy trên các mỏ nghiên cứu ......... 51
Bảng 3.7: Khả năng hấp thụ KLN của cây Sậy trên đất bãi thải sau
khai thác quặng .............................................................................. 53
Bảng 3.8: Phương trình tương quan giữa hàm lượng kim loại nặng hấp
thụ trong cây với hàm lượng kim loại nặng trong đất và pH đất .... 59
Bảng 3.9: Phương trình tương quan giữa hàm lượng kim loại nặng hấp thụ
trong cây với hàm lượng kim loại nặng trong đất và dung tích hấp
thu của đất (CEC).............................................................................. 61
Bảng 3.10: Phương trình tương quan giữa hàm lượng kim loại nặng hấp
thụ trong cây với hàm lượng kim loại nặng trong đất và chất
hữu cơ trong đất (CHC) .................................................................. 63
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
vii
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ
Hình 3.1: Mối tương quan giữa hàm lượng Pb trong đất và hàm lượng Pb
trong rễ và thân, lá cây Sậy ............................................................ 55
Hình 3.2: Mối tương quan giữa hàm lượng Cd trong đất và hàm lượng Cd
trong rễ và thân, lá cây Sậy ............................................................ 56
Hình 3.3: Mối tương quan giữa hàm lượng As trong đất và hàm lượng As
trong rễ và thân, lá cây Sậy ............................................................ 57
Hình 3.4: Mối tương quan giữa hàm lượng Zn trong đất và hàm lượng Zn
trong rễ và thân, lá cây Sậy ............................................................ 58
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
1
MỞ ĐẦU
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Thái Nguyên là một tỉnh giàu tài ngun khống sản và có nhiều ngành
cơng nghiệp khai khống, luyện kim. Hiện nay có khoảng 34 loại hình khống
sản phân bố tập trung ở các vùng giáp thành phố Thái Nguyên, Trại Cau
(Đồng Hỷ), Thần Sa (Võ Nhai)… Khống sản ở Thái Ngun có thể chia làm
4 loại, bao gồm: than mỡ (trên 15 triệu tấn), than đá (trên 90 triệu tấn); nhóm
khống sản kim loại bao gồm 47 mỏ và điểm quặng; titan có 18 mỏ và điểm
quặng; kim loại màu (thiếc, vonfram, chì, kẽm, vàng, đồng…); kim loại khác,
bao gồm: pyrits, barit, photphorit… tổng trữ lượng khoảng 60.000 tấn; nhóm
khống sản để sản xuất vật liệu gồm đá xây dựng, đất sét, đá sỏi… với trữ
lượng lớn khoảng 84,6 triệu tấn (Dương Văn Khanh, 2007) [11].
Theo số mỏ và điểm quặng, trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên đã phát hiện
177 điểm quặng và mỏ khống sản rắn và một mỏ nước khống. Tính đến
31/12/2005 tổng số mỏ đưa vào khai thác (kể cả khai thác tận thu và khai thác
cát sỏi) là 45 mỏ. Số lượng mỏ khoáng sản và sản lượng được đưa vào khai
thác ngày càng tăng. Tình hình khai thác khoáng sản ở tỉnh Thái Nguyên
trong những năm qua cho thấy, số lượng mỏ khoáng sản và sản lượng được
đưa vào khai thác ngày càng tăng. Số lượng doanh nghiệp, đơn vị tham gia
khai thác, chế biến khoáng sản cũng gia tăng nhanh chóng (Dương Văn
Khanh, 2007) [11].
Hoạt động khống sản của các doanh nghiệp đã đóng góp vào nguồn thu
ngân sách của tỉnh tăng trưởng liên tục qua từng năm. Mặc dù đem lại nhiều
lợi ích kinh tế nhưng do cơng nghệ lạc hậu, khơng có hệ thống xử lý hoặc chỉ
xử lý sơ bộ nên việc khai thác mỏ thường gây nên hiện tượng ô nhiễm môi
trường nghiêm trọng. Hoạt động của các mỏ quặng, phi quặng và vật liệu xây
dựng như xây dựng mỏ, khai thác thu hồi khoáng sản, đổ thải, thoát nước
mỏ…đã phá vỡ cân bằng điều kiện sinh thái. Các chất thải từ các hoạt động
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
2
khai thác có chứa kim loại nặng như: Pb, Cd, Zn, As, Ni, Cu,…thường được
thải trực tiếp ra môi trường mà không qua xử lý gây ô nhiễm nặng nề môi
trường đất và nước (Lương Thị Thúy Vân, 2012 ) [23].
Sau hoạt động khai thác của các mỏ khai thác và chế biến khoáng sản,
thường phải mất nhiều năm chúng ta mới khắc phục được hậu quả của nó. Sau
khai thác, tầng đất mặt bị xáo chộn, trơ sỏi đá, các hiện tượng trượt lở, bồi lấp
và tích tụ các chất rắn khiến cho chất lượng đất và nước ở các vùn khai thác
khoáng sản bị ảnh hưởng. Một số khu vực bãi thải cịn có tiềm năng hình
thành dịng axit mỏ, có khả năng hịa tan các kim loại nặng độc hại là nguồn
gây ô nhiễm tiềm tàng đối với nước mặt và nước ngầm của khu vực. Quá
trình ô nhiễm đất và nước làm giảm năng suất cây trồng, làm nghèo thảm thực
vật, suy giảm sự đa dạng sinh học. Đồng thời chúng có tác động ngược lại
làm cho q trình xói mịn, rửa trơi thối hóa đất diễn ra mạnh hơn. Nhiều
diện tích đất sản xuất nơng nghiệp phải bỏ hoang, diện tích đất trống đồi núi
trọc tăng lên. Sự tích tụ các chất độc hại, các kim loại nặng trong đất sẽ làm
tăng khả năng hấp thụ các nguyên tố có hại cho cây trồng, vật nuôi và gián
tiếp gây ảnh hưởng tới sức khỏe con người ( Lưu Thế Anh, 2007) [2].
Việc xử lý đất ô nhiễm kim loại nặng rất phức tạp và thường khơng triệt
để do tính chất của đất bị thay đổi khi liên kết với kim loại nặng. Nhiều
phương pháp hóa - lý đã được lựa chọn để xử lý đất bị ô nhiễm kim loại nặng
như: rửa đất, bê tông hóa, đào đất bị ơ nhiễm chuyển đến nơi chơn lấp thích
hợp, kết tủa hóa học, oxy hóa khử, phản ứng hấp phụ ở nhiệt độ thấp, xử lý
nhiệt, trao đổi ion,…Vấn đề hạn chế của các phương pháp này là chi phí quá
cao so với điều kiện kinh tế của các nước đang phát triển, mặt khác môi
trường sau khi xử lý không thể tái xử dụng được ( Nguyễn Văn Khoa và cs,
2007) [14]. Do vậy, ngoài những phương pháp xử lý đất ô nhiễm truyền thống
trước đây thì phương pháp sử dụng thực vật đang là hướng nghiên cứu có
triển vọng, thu hút sự quan tâm của nhiều nhà khoa học bởi tính hiệu quả về
kinh tế, đơn giản và thân thiện với môi trường. Phương pháp này tuy còn mới
mẻ ở Việt Nam nhưng đã được thực hiện như một cơng nghệ thương mại trên
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
3
thế giới từ những năm 1990 của thế kỷ trước. Đó là một q trình, trong đó
dùng thực vật để thải loại, di chuyển, tinh lọc, và trừ khủ các chất ô nhiễm
trong đất thông qua nhiều cơ chế thuộc phạm trù chức năng thực vật. Những
thực vật này sau đó được thu hoạch và xử lý như những chất thải nguy hải.
Ở Việt Nam hiện nay, cây Sậy (Phragmites autralis) có nhiều trong tự
nhiên ở nhiều tỉnh thành và được sử dụng với các mục đích khác nhau như:
chống xói mịn, sạt lở và ứng dụng sử lý nước thải cửa sơng và phịng chống
thiên tai. Với những tính năng vượt trội, cây Sậy còn sử dụng để xử lý đất ơ
nhiễm, trong đó có ơ nhiễm kim loại nặng.
Xuất phát từ thực tế này, đồng thời góp phần giải quyết vấn đề ô nhiễm
kim loại nặng trong đất sau khai thác khống sản tơi thực hiện đề tài:
“Nghiên cứu sự phân bố, khả năng sinh trưởng, phát triển và hấp thụ kim
loại nặng của cây Sậy (Phragmites autralis) trên đất sau khai thác quặng
tại tỉnh Thái Nguyên”.
1.2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
- Tìm hiểu sự phân bố, khả năng sinh trưởng và phát triển của cây Sậy trên
đất sau khai thác quặng khoáng sản trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên.
- Đánh giá thực trạng môi trường đất sau khai thác mỏ quặng tại Thái
Nguyên.
- Đánh giá khả năng tích luỹ KLN trong thân, lá và rễ của cây Sậy tại các
khu vực nghiên cứu.
- Xác định mối tương quan giữa khả năng hấp thụ KLN trong cây Sậy
với một số yếu tố môi trường đất trong khu vực nghiên cứu.
1.3. Ý nghĩa của đề tài
1.3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài
Nghiên cứu sẽ đánh giá một phần hiện trạng tài nguyên đất sau khai thác
khoáng sản tại Thái Nguyên. Đề tài làm sáng tỏ sự phân bố, khả năng sinh
trưởng, phát triển và hấp thụ KLN của cây Sậy trên đất sau khai khoáng. Trên
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
4
cơ sở đó đánh giá hiệu quả cải tạo mơi trường đất dưới khả năng hấp thu KLN
của các loài thực vật được nghiên cứu. Đồng thời kết quả nghiên cứu đóng
góp, làm cơ sở cho việc nghiên cứu và phát triển cơng nghệ thực vật xử lí ơ
nhiễm – công nghệ được đánh giá rất cao ở các nước phát triển, nhưng vẫn
đang còn mới mẻ tại Việt Nam.
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Đề tài xác định những tác động từ khai thác quặng tới tài nguyên đất. Từ
đó đem lại tính khả thi của việc ứng dụng thực vật nói chung và cây Sậy nói
riêng để cải tạo đất ô nhiễm ở các mỏ khai thác khoáng sản tại Việt Nam. Đây
là những cơ sở cho việc lựa chọn lồi thực vật có khả năng áp dụng tốt nhất
trong công cuộc bảo vệ tài nguyên và môi trường, cũng như tăng cường
nghiên cứu các ứng dụng các công nghệ thân thiện với môi trường theo tinh
thần chủ trương chung của Nước ta trong thời kỳ đẩy mạnh cơng nghiệp hố
hiện đại hố đất nước.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
5
Chƣơng 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu
1.1.1. Ô nhiễm kim loại nặng trong đất
1.1.1.1 Khái niệm ô nhiễm kim loại nặng
Thuật ngữ “Kim loại nặng” được từ điển hóa học định nghĩa là các kim
loại có tỷ trọng lớn hơn 5(d 5g/cm3) . Đối với các nhà độc tố học, thuật ngữ
“Kim loại nặng” chủ yếu dùng để chỉ các kim loại có nguy cơ gây nên các vấn
đề môi trường bao gồm: Cu, Zn, Pb, Hg, Ni, Mn, Cr, Fe. (Lê Đức, 2004) [6].
Một định nghĩa khác cho rằng, kim loại nặng là những ngun tố có đặc
tính kim loại và có số nguyên tử lớn hơn 20. Các nguyên tố này thường ở
dạng vết trong môi trường đất tự nhiên. Các kim loại nặng phổ biến nhất là:
Cd, Cr, Cu, Zn, Pb, Hg. Trong đó Cu và Zn là các nguyên tố vi lượng có vai
trị quan trọng đối với q trình trao đổi chất trong tế bào và là thành phần,
cấu trúc của các protein và enzyme. Tuy nhiên các nguyên tố ni lượng nói
riêng và các KLN nói chung ở nồng độ cao là yếu tố cực kì độc hại đối với
quá trình trao đổi chất của tế bào. Vì vậy ơ nhiễm đất bởi tác nhân KLN có
thể dẫn đến mất cân bằng của các loài động, thực vật bậc cao đặc biệt trong
môi trường đất bị ô nhiễm KLN với nồng độ cao, thực vật phát triển kém, độ
che phủ bề mặt thấp, hậu quả là các KLN sẽ xâm nhập vào nguồn nước mặt
và nước ngầm.(Lasat, 2000). [39].
Sự tích tụ các chất độc hại, các KLN trong đất xẽ làm tăng khả năng hấp
thụ các nguyên tố có hại trong cây trồng vật ni và gián tiếp gây ảnh hưởng
xấu tới sức khoẻ con người, làm thay đổi cấu trúc tế bào gây ra nhiều bệnh di
truyền, bệnh về máu, bệnh ung thư...(Nguyễn Ngọc Nông, 2007) [18].
Trong những năm gần đây, ô nhiễm KLN đã thu hút sự quan tâm của các
nhà khoa học vì tính chất bền vững của chúng. Độc tính của KLN đối với sinh
vật liên quan đến cơ chế oxy hóa và độc tính gen. Tác hại của KLN đối với
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
6
động vật và con người là làm tổn hại hoặc giảm chức năng của hệ thần kinh
trung ương, giảm năng lượng sinh học, tổn hại đến cấu trúc của máu, phổi, thận,
gan, và các cơ quan khác. Tiếp xúc với KLN trong thời gian dài có thể ảnh hưởng
mãn tính đến thể chất, cơ và q trình thối hóa hệ thần kinh dẫn đến biểu hiện các
bệnh Parkinson, bệnh teo cơ, bệnh đa xơ cứng, ung thư…Hơn nữa KLN còn làm
tăng các tương tác dị ứng và gây nên đột biến gen, cạnh tranh với các kim loại cần
thiết trong cơ thể ở các vị trí liên kết sinh hóa và phản ứng như các kháng sinh giới
hạn rộng chống lại cả vi khuẩn có lợi và có hại . Độc tính KLN trong chuỗi thức
ăn là một trong những vấn đề bức xúc về môi trường và sức khỏe cộng đồng trong
xã hội công nghiệp ngày nay.
1.1.1.2 Các nguồn gây ơ nhiễm KLN trong đất
a) Q trình khống hố đá
Nguồn từ q trình phong hố đá: Nguồn này phụ thuộc nhiều vào đá mẹ
nhưng hàm lượng các kim loại nặng trong đá thường rất thấp, vì vậy nếu
khơng có các q trình tích lũy do xói mịn, rửa trơi… thì đất tự nhiên ít có
khả năng có hàm lượng kim loại nặng cao.
Bảng 1.1: Hàm lượng trung bình một số KLN trong đá và đất (ppm)
Nguyên Đá bazo Đá Axit Đá trầm
tố
(Ba selt) (Granite)
tích
As
Bi
Cd
Hg
In
Pb
Sb
Se
Te
Ti
1,5
0,031
0,13
0,012
0,058
3
0,2
0,05
0,08
1,5
0,065
0,09
0,08
0,04
24
0,2
0,05
1,1
7,7
0,4
0,17
0,19
0,044
19
1,2
0,42
<0,1
0,95
Vỏ
phong
hóa
1,5
0,048
0,11
0,05
0,049
14
0,2
0,05
0,005
0,6
Dao động
trong đất
Trung bình
trong đất
0,1-40
0,1-0,4
0,01-2
0,01-0,5
0,2-0,5
2-300
0,2-10
0,01-1,2
0,1-0,8
6
0,2
0,35
0,06
0,2
19
1
0,4
0,2
(Nguồn: Fergusson, 1990)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
7
b) Nguồn ô nhiễm KLN do các hoạt động khai khống
Q trình khai khống gây ơ nhiễm và suy thối môi trường đất ở mức
độ nghiêm trọng nhất và là một thực tế đáng báo động. Các dạng ô nhiễm môi
trường tại những mỏ đã và đang khai thác rất đa dạng như ô nhiễm đất, nước
mặt, nước ngầm. Các tác nhân gây ô nhiễm là axit, kim loại nặng, cyanide,
các loại khí độc v.v… Hiện tượng suy giảm chất lượng nước mặt, nước ngầm
ở nhiều nơi do ô nhiễm kim loại nặng có nguồn gốc cơng nghiệp như Ni, Cr,
Pb, As, Cu, Se, Hg, Cd … cần phải sớm có giải pháp xử lý. Nhiều kim loại
nặng rất độc đối với con người và môi trường cho dù ở nồng độ rất thấp.
Cơng đoạn nào của q trình khai thác khống sản cũng đều gây nên ơ
nhiễm kim loại vào đất, nước, khơng khí và cơ thể sinh vật. Sự nhiễm bẩn
kim loại không chỉ xảy ra khi mỏ đang hoạt động mà còn tồn tại nhiều năm
sau kể từ khi mỏ ngừng hoạt động. Theo Lim H. S và cộng sự (2004)[35], tại
mỏ vàng – bạc Soncheon đã bỏ hoang ở Hàn Quốc, đất và nước nhiều khu
vực ở đây vẫn cịn bị ơ nhiễm một số kim loại ở mức cao [35].
Bảng 1.2: Hàm lượng kim loại nặng trong một số loại đất ở khu mỏ hoang
Songcheon
Đơn vị: mg/ kg
Nguyên tố
Bãi thải
quặng
Đất vùng
núi
trang trại
Đất bình
thƣờng trên
thế giới
As
3 584- 143 813
695 -3 082
7-626
6
Cd
2,2- 20
1,32
0,75
0,35
Cu
30-749
36- 89
13-673
30
Pb
125- 50 803
63- 428
23-290
35
Zn
580- 7 541
115 – 795
63-110
90
Hg
0,09- 1,01
0,19- 0,55
0,09-4,90
0,06
Đất
(Nguồn: H.S. Lim và cộng sự, 2004) [40]
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
8
Theo các tác giả thì bãi thải đi quặng ở đây là nguồn điểm gây ô nhiễm
các kim loại cho đất ở những khu vực xung quanh. Hàm lượng các kim loại cao
trong đất trang trại là do sự phát tán kim loại bởi gió, nước từ các bãi quặng
đi. Đa số cây trồng ở các khu đất bị nhiễm kim loại đã bị nhiễm As và Zn ở
mức cao.
Môi trường đất tại các mỏ vàng mới khai thác thường có độ kiềm cao
(pH: 8 – 9), ngược lại ở các mỏ vàng cũ, thường có độ axit mạnh (pH: 2,5 3,5); dinh dưỡng trong đất thấp và hàm lượng kim loại nặng rất cao. Chất thải
ở đây thường là nguồn gây ô nhiễm môi trường, cả phần trên mặt đất và phần
dưới mặt đất. Ở Úc, chất thải từ các mỏ vàng chứa hàm lượng các kim loại
nặng vượt tiêu chuẩn cho phép rất nhiều lần [24].
Bảng 1.3: Hàm lượng kim loại nặng trong chất thải của một số mỏ vàng
điển hình ở Úc
Kim loại nặng
Hàm lƣợng kim loại nặng tổng số (mg/kg)
As
1 120
Cr
55
Cu
156
Mg
2 000
Pb
353
St
335
Zn
283
(Nguồn: ANZ, 1992) [24]
Ở Việt Nam, trong thời gian qua, tình trạng khai thác khống sản trái
phép đã diễn ra tràn lan ở một số địa phương (như khai thác vàng, than thổ
phỉ ở Thái Nguyên, thiếc ở Tĩnh Túc Cao Bằng …). Các chất thải từ các hoạt
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
9
động khai thác khống sản có chứa kim loại nặng như: Pb, Zn, Cd, As, Ni, Cu
… thường được thải trực tiếp ra môi trường mà không qua xử lý, làm cho môi
trường đất bị ô nhiễm. Đồng thời một diện tích lớn rừng đã bị ảnh hưởng và
tác động, làm cho mơi trường đất bị suy thối (Võ Văn Minh, 2009) [17].
Ảnh hưởng của sự suy thối và ơ nhiễm đất sẽ gây ra những hậu quả
nghiêm trọng, dẫn đến làm giảm năng suất cây trồng, làm nghèo thảm thực
vật, suy giảm đa dạng sinh học. Đồng thời chúng có tác động ngược lại làm
cho q trình xói mịn, rửa trơi thối hóa diễn ra nhanh hơn. Nhiều diện tích
đất canh tác nơng nghiệp phải bỏ hoang, diện tích đất trống đồi trọc tăng lên.
Sự tích tụ cao các chất độc hại, các kim loại nặng trong đất sẽ làm tăng khả
năng hấp thụ các nguyên tố có hại trong cây trồng, vật nuôi và gián tiếp gây
ảnh hưởng xấu tới sức khỏe con người.
Thái Nguyên cũng là một tỉnh có nhiều điểm quặng, những tác động tiêu
cực tới mơi trường: ơ nhiễm mơi trường khơng khí, ơ nhiễm môi trường nước,
ô nhiễm môi trường đất... do hoạt động sản xuất, khai thác, chế biến là không
thể tránh khỏi. Kết quả nghiên cứu về thực trạng môi trường đất, nước tại một
số khu vực khai thác khoáng sản của tỉnh Thái Nguyên cho thấy:
- Mỏ sắt Trại Cau: Nước thải sản xuất của mỏ sắt Trại Cau chủ yếu là
nước thải từ khâu tuyển rửa quặng. Hầu hết các chỉ tiêu kim loại đều vượt so
với tiêu chuẩn nước thải cho phép. Cụ thể: hàm lượng sắt (Fe) trong mẫu vượt
tiêu chuẩn tới trên 670 lần, hàm lượng chì (Pb) vượt chuẩn cho phép xấp xỉ
6,7 lần, hàm lượng asen (As) vượt chuẩn từ 3,78 đến 3,88 lần, hàm lượng
cadimi (Cd) vượt chuẩn trên 2 lần tiêu chuẩn cho phép. Các chỉ tiêu về ô
nhiễm hữu cơ như BOD5, COD cũng đều xấp xỉ mức cho phép.
- Theo Báo cáo của Trung tâm quan trắc và bảo vệ môi trường Thái
Nguyên (2005) cho biết, nước thải của xí nghiệp khai thác thiếc Hà Thượng,
Đại Từ có dấu hiệu ơ nhiễm về kim loại, hàm lượng Zn vượt 7 lần so với
TCVN-5945-1995, hàm lượng Fe vượt gần 2 lần, trong mẫu nước có phát
hiện As, Hg. Ngồi ra nước mang tính axit (pH - 2,5).
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
10
Kết quả phân tích các mẫu đất khu vực xí nghiệp thiếc Đại Từ cho thấy:
Chỉ số As trong đất vượt tiêu chuẩn, As từ 13,10 đến 15,48 mg/kg trong khi
tiêu chuẩn là 12 (TCVN 7209-2002).
- Xí nghiệp chì - kẽm làng Híc, Đồng Hỷ: Kết quả phân tích chất lượng
nước thải cho thấy ở tất cả các mẫu, nước thải đã có dấu hiệu ơ nhiễm kim
loại nặng, đặc biệt là hàm lượng kẽm trong nước tại các điểm quan trắc đều
vượt từ 2,11 đến 7,23 lần so với tiêu chuẩn cho phép ( TCVN 5045:1995),
hàm lượng chất lơ lửng trong nước (TSS) rất cao.
Mẫu bùn lắng ở 2 điểm lấy mẫu cho thấy có dấu hiệu ơ nhiễm kim loại
nặng. Các chỉ tiêu kim loại nặng phân tích nhận được đều cho giá trị rất cao.
Cụ thể, hàm lượng kẽm vượt từ 2,3 đến 2,7 lần, cadimi cao hơn từ 4,5 đến
8,4 lần so với tiêu chuẩn cho phép (TCVN 7209: 2002) và asen cũng gần xấp
xỉ tiêu chuẩn cho phép (từ 11,37 đến 12,95 mg/l, TCVN 7209:2002 là 12mg/l.
c) Nguồn ô nhiễm KLN trong đất do các hoạt động công nghiệp và nước
thải đô thị
Tác động của q trình cơng nghiệp và đơ thị đến mơi trường đất xảy ra
rất mạng từ cuộc cách mạng công nghiệp ở thế kỉ 18-19, đặt biệt là trong
những thập niên gần đây. Các chất thải công nghiệp ngày càng nhiều và có
độc tính ngày càng cao, nhiều loại rất khó bị phân huỷ sinh học, đặc biệt là
các KLN. Các KLN có thể tích luỹ trong đất trong thời gian dài gây ra nguy cơ
tiềm tàng cho môi trường.
Các loại chất thải có khả năng gây ơ nhiễm KLN trong đất, nước ở mức
độ lớn như chất thải công nghiệp tẩy rửa, cơng nghiệp phân bón, thuốc bảo vệ
thực vật, thuốc nhuộm, màu vẽ, thuộc da, pin, khoáng chất.
Nước thải từ cống rãnh thành phố bao gồm cả nước thải sinh hoạt và
công nghiệp cũng chứa nhiều KLN (Bảng 1.4).
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
11
Bảng 1.4. Hàm lượng các kim loại trong bùn cống rãnh đơ thị
mg/kg chất khơ
Ngun tố
Khoảng giao động
Trung bình
As
1,1 – 230
10
Cd
1 – 3410
10
Cu
84 – 17000
800
Fe
1000 – 154000
17000
Mn
32 – 9870
260
(Nguồn: Logan, 1990)
Ở Việt Nam hiện nay vấn đề ô nhiễm đất do KLN cũng ngày một gia tăng
theo chiều hướng bất lợi tới chất lượng lượng mơi trường. Nó khơng cịn mang tính
chất cục bộ như trước nữa, việc phát triển ngành đã và đang làm chất lượng môi
trường giảm sút dưới sự tác động của con người. Theo Nguyễn Thị An Hằng,
(1998) thì sự tác động của nước thải nên đất khu vực cơng ty pin Văn Điển có dấu
hiệu ô nhiễm Zn cao, hàm lượng Zn chiết xuất HNO3 1N rất cao, dao động trong
khoảng 198,76-268,25 ppm.
d) Ô nhiễm KLN do hoạt động nơng nghiệp
Trong q trình sản xuất nông nghiệp con người đã làm tăng đáng kể các
kim loại nặng trong đất. Các loại thuốc bảo vệ thực vật và các loại phân bón
hóa học thường chứa nhiều kim loại nặng (As, Hg, Cu, Cd, Pb v.v…), với khả
năng tồn dư lâu trong đất, tác động tới môi trường đất gây ra sự thay đổi lớn
về số lượng các loài vi sinh vật và các động vật ăn thịt, phá vỡ cân bằng sinh
thái do sự phá hủy phần lớn hệ vi thực vật và động vật, sau đó đến sản phẩm
nơng nghiệp, đến động vật và con người, theo kiểu tích tụ, ăn sâu và bào mịn.
Hầu hết các quặng photphat dùng để chế tạo phân lân đều có chứa một
lượng Cd, hàm lượng này thay đổi tùy theo nguồn gốc địa hóa và vào loại
quặng: đối với quặng có nguồn gốc từ núi lửa, hàm lượng này là 0,15 – 5 mg
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
12
Cd/kg, với quặng có nguồn gốc trầm tích: 5 – 300 mg Cd/kg. Trong chế biến
phân bón cơng nghiệp, khoảng 60 – 80% Cd trong đá photphat nằm lại trong
thành phần của phân. Hàm lượng thông thường của Cd trong phân photphat là
3 – 110 mg Cd/kg P2O5/ha/năm sẽ bổ sung vào đất 0,15 – 5,5 g Cd/ha/năm
(Gimeno – Garcia, V. Andrew & R. Boluda, 1996) [36].
Đánh giá hàm lượng Cu, Zn, Cd, Pb trong các loại phân hóa học và
ước tính khối lượng kim loại nặng bổ sung vào đất trồng lúa ở Valencia
(Tây Ban Nha) cho thấy: Phân photphat là loại phân hóa học có chứa hàm
lượng các kim loại nặng lớn nhất: Cu 1 – 3000 mg/kg; Zn 50 – 1400
mg/kg; Pb 7 – 225 mg/kg; Cd 0,1 – 170 mg/kg. Phân nitrat có chứa 0,05 –
8,5 mg Cd/kg; phân urê 0,008 mg Cd/kg [5, tr. 216].
Bảng 1.5. Hàm lượng một số kim loại nặng trong các sản phẩm dùng làm
phân bón trong nơng nghiệp
Đơn vị tính: ppm
Kim
loại
Phân
photpho
Phân
nitơ
Đá vơi
Bùn
cống thải
Phân
chuồng
Nƣớc
tƣới
Thuốc
BVTV
As
<1-1200
2-120
0,1-24
2-30
<1-25
<10
3-30
Bi
-
-
-
<1-100
-
-
-
Cd
0,1-190
<0,1-9
<0,05-0,1
2-3000
<0,1-0,8
<0,05
-
Hg
0,01-2
0,3-3
-
<1-56
<0,01-0,2
-
0,6-6
Pb
4-1000
2-120
20-1250
2-7000
0,4-16
<20
11-26
Sb
<1-10
-
-
2-44
<0,1-0,5
-
-
Se
0,5-25
-
≤0,1
1-17
0,2-2,4
<0,05
-
Te
20-23
-
-
-
0,2
-
-
(Nguồn: Lê Văn Khoa, 200 ) [13]
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
13
Bjerrgard và cs (1991) cho rằng, có nhiều loại thuốc diệt nấm, trừ sâu
gây hại cho mùa màng là các muối của kim loại nặng. Ví dụ như HgCl2 và các
hợp chất thủy ngân hữu cơ (thuốc trừ sâu), CuSO4, Na3AsO4 là thuốc diệt
động vật gây hại như sên cạn (H.aspersa). Trong quá trình sử dụng chắc chắn
các kim loại nặng sẽ dễ dàng xâm nhập vào chuỗi thức ăn gây nên hiện tượng
“phóng đại sinh học” [27].
Với số lượng lớn nơng dược tích luỹ trong đất, đặc biệt là các thuốc có
chứa các nguyên tố như Pb, As, Hg ... có độc tính lớn, thời gian lưu lại trong
đất dài, có loại nơng dược thời gian lưu trong đất tới 10 đến 30 năm, những
loại nơng dược này có thể được cây trồng hấp thu, tích tụ trong quả và lá rồi
đi vào cơ thể người và động vật qua thực phẩm [27].
Có nhiều loại thuốc diệt nấm, trừ sâu gây hại cho mùa màng là các mối
của KLN. Ví dụ như: HgCl 2 và các hợp chất thuỷ ngân hữu cơ là thuốc diệt
vật gây hại như sên cạn. Trong quá trình sử dụng chắc chắn Hg sẽ xâm
nhập vào chuỗi thức ăn, gây hiện tượng phóng đại sinh học. Khi đó tác
động tới khơng chỉ động thực vật mà ngay cả sức khoẻ con người.( Lê Văn
Khoa và cs) [13].
e) Đất ô nhiễm kim loại nặng do hoạt động của các làng nghề
Làng nghề là giải pháp phát triển kinh tế nông thôn rất hiệu quả. Tuy
nhiên, do đặc thù của hoạt động làng nghề như quy mô nhỏ, manh mún, công
nghệ thủ công, lạc hậu, không đồng bộ, phát triển tự phát, chủ yếu chịu chi
phối của thị trường và một thực tế nữa là do sự thiếu hiểu biết của người dân
về tác hại của hoạt động sản xuất đến sức khỏe của chính bản thân mình và
những người xung quanh, đặc biệt ở các làng nghề tái chế.
Ở Việt Nam, các làng nghề tái chế khơng nhiều, nhưng tỷ lệ cơ giới hóa
cao hơn các nghề khác rất nhiều, chiếm từ 50 – 70%. Do hầu hết các chất thải
đều không được xử lý nên đã gây tác động xấu tới môi trường đất đặc biệt là
ở các làng nghề cơ khí, tái chế kim loại v.v…
Ơ nhiễm mơi trường đất xảy ra nghiêm trọng nhất ở các làng nghề tái
chế kim loại. Theo điều tra sơ bộ, hàm lượng các kim loại nặng trong nước
thải của các làng nghề tái chế kim loại hầu hết đều cao hơn tiêu chuẩn cho
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
14
phép nhiều lần và thải trực tiếp vào môi trường mà không qua xử lý. Ở xã Chỉ
Đạo (Mỹ Văn, Hưng Yên), nguyên liệu để sản xuất của làng nghề này là các
bình ắc quy hỏng, nhiên liệu sử dụng để nấu là than đã qua sử dụng từ các
xưởng đúc kim loại, lị vơi. Các kim loại nặng có trong chất thải phát sinh từ
quá trình sản xuất chì đã xâm nhập vào môi trường đất chủ yếu qua hai con
đường là phát tán vào khơng khí rồi theo nước mưa lắng đọng vào đất và theo
nước thải đổ vào mương nước tưới ruộng. Nghiên cứu của bộ môn Thổ
nhưỡng – Môi trường đất, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội tại khu
vực này cho thấy, hàm lượng Pb trong bùn ao và đất trồng lúa rất cao, vượt
nhiều lần so với ngưỡng cho phép.
Bảng 1.6. Hàm lượng chì trong bùn và trong đất tại xã Chỉ Đạo (Mỹ Văn Hưng Yên)
STT
Hàm lƣợng chì
(ppm)
Mẫu nghiên cứu
1
Mẫu bùn trong ao chứa nước thải phá ắc quy
2166
2
Mẫu đất lúa gần nơi nấu chì
387,6
3
Mẫu đất giữa cánh đồng
125,4
4
Mẫu đất gần làng
2911,4
(Nguồn: Lê Văn Khoa, 2008) [14]
Trung bình mỗi năm hoạt động tái chế chì đã đưa vào 1 kg đất là 4,34
mg Cu; 2,58 mg Zn; 28,48 mg Pb. Hàm lượng Cu tổng số trong 22 mẫu đất
tại làng tái chế đồng ở xã Đại Đồng huyện Mỹ Văn, Hưng Yên dao động từ
97,18 ppm đến 375,02 ppm trong đó có 14 mẫu hàm lượng Cu nằm trong
khoảng 100 – 200 ppm (trung bình là 152,34 ppm), có 6 mẫu có hàm lượng
Cu dao động từ 200 – 300 ppm (trung bình là 248,80 ppm), 2 mẫu có hàm
lượng Cu trên 300 ppm (trung bình là 369,87 ppm). Tồn bộ các mẫu đất
nghiên cứu đều có hàm lượng Cu tổng số vượt quá TCVN 7209 – 2002 đối
với đất dùng trong nơng nghiệp .
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
15
Hoạt động sản xuất của làng nghề cơ kim khí ở Phùng Xá, Thạch Thất,
Hà Tây cũng đã ảnh hưởng rõ rệt đến hàm lượng kim loại nặng trong đất.
Hàm lượng của một số kim loại nặng trong các ruộng lúa cách khu vực sản
xuất từ 300 – 800 m như sau: Đồng tổng số dao động từ 18,31 – 27,64 ppm,
trung bình là 20,82 ppm; kẽm tổng số 85,17 – 150,17 ppm, trung bình là
126,41 ppm cao hơn đối chứng từ 1,19 đến 3,53 lần; chì tổng số 134,32 –
467,25 ppm, trung bình là 259,36 ppm cao hơn đối chứng từ 4,48 – 15,57 lần;
sắt tổng số 262,44 – 588,47 ppm trung bình là 478,30 ppm cao hơn đối chứng
từ 2,16 – 4,48 lần.
1.2. Các tiêu chuẩn đánh giá mức độ ô nhiễm đất do kim loại
1.2.1. Tiêu chuẩn đánh giá mức độ ô nhiễm đất do kim loại nặng của một
số nước trên thế giới
Việc xây dựng ngưỡng độc hại đối với các kim loại nặng rất khó khăn và
tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng đất. Tuỳ theo từng nước mà cơng việc kiểm sốt
đánh giá đất ơ nhiễm có sự khác nhau. Ở Hà Lan, chính phủ đã xây dựng hệ
thống gồm 3 định mức: giá trị chấp nhận được hay giá trị nền, giá trị chứng tỏ
quá trình nhiễm bẩn đang xảy ra và giá trị cần thiết phải làm sạch ( bảng 1.7).
Bảng 1.7: Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại trong đất ở Hà Lan
Nguyên tố
Hàm lƣợng kim loại nặng trong đất (ppm)
Đất không ô nhiễm
Đất bị nhiễm bẩn
Đất cần làm sạch
Cr
100
250
800
Ni
50
100
500
Cu
50
100
500
Zn
200
500
3000
As
20
30
50
Cd
1
5
20
Sn
20
50
300
Hg
0,5
2
10
Pd
50
150
600
(Nguồn: Trích theo Lê Văn Khoa, 2008)[8].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
16
Nhiều nước còn đưa ra quy định giới hạn kim loại nặng đối với đất dùng
cho mục đích nơng nghiệp. Mục tiêu của giới hạn này là bảo vệ tính năng suất
của đất, môi trường và sức khỏe con người.
Bảng 1.8: Hàm lượng tối đa cho phép của các kim loại nặng được xem là
độc đối với thực vật trong đất nông nghiệp
Đơn vị: ppm
Nguyên
tố
Áo
Canađa Ba Lan
Nhật
Anh
Đức
Cu
100
100
100
125
50 (100)
50 (100)
Zn
300
400
300
250
150 (300)
300 (600)
Pb
100
200
100
400
50 (100)
500 (1000)
Cd
5
8
3
-
1 (3)
2 (5)
Hg
5
0,3
5
-
2
10 (50)
(Nguồn: Trích theo Lê Văn Khoa, 2008)[8].
Đất bị ô nhiễm kim loại nặng không những làm giảm năng suất sinh học
của cây trồng mà còn ảnh hưởng đến chất lượng nông sản dẫn tới các tác động
xấu đến sức khỏe con người.
Vì vây, nhiều nước đã quy định mức ơ nhiễm đối với mỗi nhóm đất và
phương thức sử dụng đất. Ví dụ ở Ba Lan đưa ra 6 mức ơ nhiễm đối với 3
nhóm đất khác nhau.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
