Đánh giá đặc diểm môi trường đất và đề xuất biện pháp phục hồi sinh học ở khu vực khai thác khoáng sản tỉnh thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

NÔNG VĂN LINH

ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM MÔI TRƢỜNG ĐẤT VÀ
ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP PHỤC HỒI SINH HỌC Ở KHU VỰC
KHAI THÁC KHOÁNG SẢN TỈNH THÁI NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

THÁI NGUYÊN – 2015

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

NÔNG VĂN LINH

ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM MÔI TRƢỜNG ĐẤT VÀ
ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP PHỤC HỒI SINH HỌC Ở KHU VỰC
KHAI THÁC KHOÁNG SẢN TỈNH THÁI NGUYÊN

Chuyên ngành: SINH THÁI HỌC
Mã số: 60 42 01 20

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. LƢƠNG THỊ THÚY VÂN

THÁI NGUYÊN – 2015

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng cá nhân tôi.
Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chƣa đƣợc
ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu
trách nhiệm.
Thái Nguyên, tháng 4 năm 2015
Tác giả luận văn

Nông Văn Linh

XÁC NHẬN CỦA

NGƢỜI HƢỚNG DẪN

BAN CHỦ NHIỆM KHOA SINH KTNN

TS. LƢƠNG THỊ THÚY VÂN

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài luận văn thác sĩ chuyên
ngành Sinh thái học, khoa Sinh – KTNN Trƣờng Đại học sƣ phạm – Đại học
Thái Nguyên, tôi đã nhận đƣợc sự ủng hộ giúp đỡ của các thầy cô giáo, các
đồng nghiệp, bạn bè và gia đình.
Trƣớc tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến TS. Lƣơng Thị
Thúy Vân – cô là ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn, truyền đạt kiến thức và kinh
nghiệm quý báu để tôi có thể hoàn thành đƣợc luận văn này.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến các thầy cô giáo khoa Sinh –
KTNN trƣờng Đại học sƣ phạm, phòng sau đại học – Trƣờng Đại học sƣ
phạm Thái Nguyên đã nhiệt tình giảng dạy và giúp đỡ tôi mọi điều kiện trong
suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại trƣờng.
Tôi cũng xin chân trọng cảm ơn ban quản lý phòng thí nghiệm của
khoa Tài nguyên môi trƣờng,trƣờng Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã tạo
điều kiện cho tôi thực hiện các thí nghiệm để tôi có thể hoàn thành trong quá
trình nghiên cứu thực hiện đề tài.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới toàn thể gia đình bạn bè và
đồng nghiệp đã luôn cổ vũ, động viên tôi trong suốt thời gian qua.
Thái Nguyên, tháng 4 năm 2015
Tác giả luận văn

Nông Văn Linh

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

MỤC LỤC
Trang
Trang bìa phụ ..................................................................................................... i
Lời cam đoan ..................................................................................................... ii
Lời cảm ơn ....................................................................................................... iii
Mục lục ............................................................................................................. iv
Danh mục các bảng ........................................................................................... v
Danh mục các hình ........................................................................................... vi
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài ........................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu ...................................................................................... 2
Chƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................ 4
1.1. Thực trạng ô nhiễm môi trƣờng đất do hoạt động khai thác khoáng sản
trên thế giới ....................................................................................................... 4
1.2. Thực trạng ô nhiễm môi trƣờng đất do hoạt động khai thác khoáng sản ở
Việt Nam ........................................................................................................... 7
1.3. Cải tạo và phục hồi môi trƣờng đất ô nhiễm do khai thác khoáng sản bằng
thực vật ............................................................................................................ 10
1.3.1. Khái niệm chung ................................................................................... 10
1.3.2. Các biện pháp sử dụng thực vật xử lý kim loại nặng trong đất ............ 12
1.3.3. Tiêu chuẩn loài thực vật sử dụng để xử lý kim loại nặng trong đất ..... 15
1.3.4. Phƣơng pháp xử lý thực vật sau khi tích lũy chất ô nhiễm ................... 15
1.3.5. Thành tựu nghiên cứu về thực vật xử lý chất ô nhiễm ......................... 16
1.3.6. Sử dụng thực vật để phục hồi và xử lý đất ô nhiễm ở những khu vực
khai thác mỏ .................................................................................................... 18
1.3.7. Ƣu điểm và hạn chế của công nghệ thực vật xử lý KLN trong đất ...... 22
Chƣơng 2 ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
......................................................................................................................... 24

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

2.1. Đối tƣợng, địa điểm nghiên cứu............................................................... 24
2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu............................................................................ 24
2.1.2. Địa điểm, thời gian nghiên cứu ............................................................. 24
2.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 24
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu .......................................................................... 24
2.3.1. Phƣơng pháp lấy mẫu đất ...................................................................... 24
2.3.2. Phƣơng pháp phân tích đất trong phòng thí nghiệm ............................. 26
2.3.3. Xác định hệ số rủi ro (HSRR) và đƣờng truyền ô nhiễm ..................... 30
2.3.4. Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm trong chậu............................................ 30
2.3.5. Phƣơng pháp phân loại thực vật có khả năng hấp thụ kim loại nặng ... 31
2.3.6. Phƣơng pháp đánh giá khả năng chống chịu của cây ........................... 31
Chƣơng 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................. 32
3.1. Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu ................................................... 32
3.1.1. Vị trí địa lý ............................................................................................ 32
3.1.2. Địa hình ................................................................................................ 32
3.1.3. Khí hậu, thủy văn .................................................................................. 32
3.1.4. Tài nguyên đất ....................................................................................... 33
3.2. Điều kiện kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu ....................................... 33
4.1. Hiện trạng môi trƣờng đất ô nhiễm do quá trình khai thác thiếc tại xã Hà
Thƣợng, huyện Đại Từ, Thái Nguyên ............................................................. 37
4.4. Đặc điểm môi trƣờng đất ô nhiễm tại khu vực khai thác thiếc xã Hà
Thƣợng, huyện Đại Từ, Thái Nguyên ............................................................. 40
4.4.1. Tính chất lý học ..................................................................................... 41
4.4.2. Tính chất hóa học .................................................................................. 43
4.4.3. Đặc điểm sinh học ................................................................................. 45
4.4.4. Hàm lƣợng As và hệ số rủi ro của đất ô nhiễm..................................... 47

4.4.5. Khả năng phát tán và dự báo sự phát triển ô nhiễm đất tại khu vực khai
thác thiếc xã Hà Thƣợng, huyện Đại Từ, Thái Nguyên .................................. 49

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




5.5. Nghiên cứu những loài cây trồng làm cảnh có khả năng tích tụ và chống
chịu đất ô nhiễm do kim loại nặng .................................................................. 50
5.5.1. Đặc điểm chung của ba loài hoa Cúc .................................................... 51
5.5.2. Nghiên cứu khả năng chống chịu của ba giống hoa cúc khi trồng trên
đất ô nhiễm ...................................................................................................... 53
5.6. Đề xuất biện pháp phục hồi sinh học cải tạo đất bị thoái hóa và ô nhiễm
do khai thác khoáng sản .................................................................................. 56
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ............................................................................. 58
1. Kết luận ....................................................................................................... 58
2. Đề nghị ........................................................................................................ 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 59
PHỤ LỤC ............................................................................................................

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Hàm lƣợng kim loại nặng trong một số loại đất ở khu mỏ hoang
Songcheon ......................................................................................................... 5

Bảng 1.2. Hàm lƣợng kim loại nặng trong chất thải của một số mỏ vàng điển
hình ở Úc ........................................................................................................... 6
Bảng 1.3. Tỷ lệ mẫu có hàm lƣợng As vƣợt QCVN 03:2008 ở một số mỏ
nghiên cứu ......................................................................................................... 8
Bảng 1.4. Danh sách các mỏ và diện tích hoàn thổ sau khai thác khoáng sản
tại Thái Nguyên ............................................................................................... 21
Bảng 4.1. Vị trí và đặc điểm của các điểm lấy mẫu khu vực khai thác thiếc xã
Hà Thƣợng, huyện Đại Từ, Thái Nguyên ....................................................... 38
Bảng 4.2. Độ ẩm tƣơng đối và độ ẩm tuyệt đối của đất ô nhiễm.................... 42
Bảng 4.3. Tỷ trọng và thành phần cơ giới đất ô nhiễm................................... 43
Bảng 4.4. Thành phần hóa học đất ô nhiễm .................................................... 44
Bảng 4.5. Các loài thực vật có khả năng hấp thụ kim loại nặng bắt gặp ở khu
vực đất ô nhiễm do khai thác thiếc tại xã Hà Thƣợng, huyện Đại Từ, tỉnh Thái
Nguyên ............................................................................................................ 46
Bảng 4.6. Hàm lƣợng As tổng số và hệ số rủi ro của đất ô nhiễm ................. 48
Bảng 4.7. Tỷ lệ sống sót (%) của các giống cúc trồng trên đất ô nhiễm ........ 54
Bảng 4.8. Sinh khối (gam/chậu) của các giống cúc trồng trên đất ô nhiễm ... 55

v


DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1. Thu đất mẫu .................................................................................... 25
Hình 2.2. Chọn mẫu trung bình ...................................................................... 25
Hình 4.1. Sơ đồ công nghệ tuyển thiếc tại xã Hà Thƣợng, huyện Đại Từ ..... 37
Hình 4.2. Khu vực lấy mẫu số 1 ..................................................................... 39
Hình 4.3. Khu vực lấy mẫu số 2...................................................................... 39
Hình 4.4. Khu vực lấy mẫu số 3 ..................................................................... 39
Hình 4.5. Khu vực lấy mẫu số 4 ..................................................................... 39

Hình 4.6. Khu vực lấy mẫu số 5 ..................................................................... 39
Hình 4.7. Ráng sẹo gà dải .............................................................................. 47
Hình 4.8. Dáng chò chanh .............................................................................. 47
Hình 4.9. Cỏ Vetiver.. ..................................................................................... 47
Hình 5.0. Cỏ tháp bút trƣờn ............................................................................ 47
Hình 5.1: Sơ đồ nguồn phát sinh ô nhiễm và đƣờng truyền rủi ro ................ 49
Hình 5.2. Khả năng sinh trƣởng, phát triển của các giống hoa cúc sau 3 tuần
thí nghiệm ....................................................................................................... 56
Hình 5.3. Khả năng sinh trƣởng, phát triển của các giống hoa cúc sau 6 tuần
trồng thí nghiệm ............................................................................................. 56

vi


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Việt Nam là một nƣớc đang phát triển và vẫn đang trên con đƣờng công
nghiệp hóa hiện đại hóa đất nƣớc. Trong những năm gần đây, nhờ thực hiện tốt
các chủ trƣơng đƣờng lối, chính sách của Đảng và Nhà nƣớc, nền kinh tế nƣớc ta
không ngừng phát triển, dẫn đến các nhu cầu về sử dụng tài nguyên thiên nhiên
cũng ngày một tăng cao. Do đó, hoạt động khai thác khoáng sản cũng diễn ra
ngày một nhiều hơn và quy mô hơn. Hoạt động khai thác khoáng sản đã và đang
trực tiếp, gián tiếp tạo công ăn việc làm, mang lại thu nhập ổn định, phục vụ đời
sống sinh hoạt của nhân dân địa phƣơng đồng thời đóng góp một lƣợng lớn cho
ngân sách quốc gia. Bên cạnh những mặt tích cực đạt đƣợc, trong quá trình khai
thác khoáng sản phục vụ cho lợi ích của mình con ngƣời đã làm thay đổi môi
trƣờng xung quanh. Các hoạt động khai thác than, quặng, phi quặng và vật liệu
xây dựng, nhƣ: tiến hành xây dựng mỏ, khai thác thu hồi khoáng sản, đổ thải,
thoát nƣớc mỏ… đã làm phá vỡ cân bằng điều kiện sinh thái đƣợc hình thành từ
hang chục triệu năm, gây ô nhiễm nặng nề đối với môi trƣờng đất, hoạt động

khai thác khoáng sản cũng là nguyên nhân chính làm cho các vấn đề môi trƣờng
nói chung và môi trƣờng đất nói riêng ngày càng trở nên bức xúc ở nhiều địa
phƣơng trong nƣớc.
Trong những năm gần đây, ngƣời ta quan tâm rất nhiều về công nghệ sử
dụng thực vật để xử lý ô nhiễm môi trƣờng đất, nƣớc và không khí. Nhiều nhà
khoa học đặc biệt là ở Mỹ và châu Âu đã có rất nhiều đề tài nghiên cứu cơ bản
và ứng dụng công nghệ này nhƣ một công nghệ mang tính chất thƣơng mại.
Công nghệ thực vật không thể xem nhƣ một công nghệ xử lý tức thời và phổ
biến ở mọi nơi mà nó chỉ có thể sử dụng ở những môi trƣờng đất và nƣớc ô
nhiễm nhẹ, nơi mà thực vật có thể tồn tại đƣợc. Tuy nhiên, đây lại là giải pháp
xử lý đất một cách thân thiện với môi trƣờng và bền vững.

1


Đối với môi trƣờng đất bị ô nhiễm, đặc biệt nguyên nhân ô nhiễm do kim
loại nặng, việc sử dụng thực vật là một giải pháp hàng đầu phù hợp với điều kiện
kinh tế của Việt Nam hiện nay. Cũng có thể coi đây là hƣớng đi bền vững và
hiệu quả đối với việc bảo vệ môi trƣờng của các vùng đã, đang khai thác – chế
biến khoáng sản.
Mỏ thiếc tại xã Hà Thƣợng huyện Đại Từ, là một trong những đơn vị sản
xuất kinh doanh hiệu quả đóng góp rất lớn vào nguồn ngân sách chung của tỉnh
Thái Nguyên. Hoạt động của mỏ đã đem lại công ăn việc làm cho hàng trăm lao
động của địa phƣơng, góp phần tạo ra thu nhập cho nhân dân. Song chúng ta
cũng không thể phủ nhận những tác động tiêu cực do hoạt động khai thác
khoáng sản của mỏ thiếc ảnh hƣởng đến môi trƣờng nói chung và môi trƣờng đất
của địa phƣơng nói riêng. Tại địa phƣơng hiện nay, nhiều diện tích đất trồng trọt
bị bỏ hoang, nguồn nƣớc bị ô nhiễm trầm trọng, gây ảnh hƣởng không nhỏ đến
cuộc sống của nhân dân đặc biệt là những ngƣời dân nghèo sống gần khu vực
mỏ khai thác. Mặt khác, vấn đề lựa chọn loài thực vật vừa phù hợp với khu vực

đất ô nhiễm nhẹ vừa có giá trị về kinh tế cũng là thắc mắc còn để ngỏ của ngƣời
dân nơi đây.
Xuất phát từ những yêu cầu trên của địa phƣơng và nguyện vọng của
bản thân cùng với sự nhất trí của khoa Sinh – KTNN, Trƣờng Đại học Sƣ
phạm, Đại học Thái Nguyên, chúng tôi tiến hành đề tài nghiên cứu “Đánh giá
đặc diểm môi trường đất và đề xuất biện pháp phục hồi sinh học ở khu vực
khai thác khoáng sản tỉnh Thái Nguyên”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
2.1. Mục tiêu chung
- Đánh giá thực trạng ô nhiễm môi trƣờng đất do hoạt động khai thác
thiếc tại mỏ thiếc xã Hà Thƣợng, huyện Đại Từ, Thái nguyên và đề xuất biện
pháp phục hồi sinh học nhằm cải tạo đất bị thoái hóa và ô nhiễm sau khai thác

2


khoáng sản nhằm tăng diện tích đất có chất lƣợng đảm bảo cho sản xuất nông
lâm nghiệp.
- Xác định đƣợc đặc điểm môi trƣờng đất, đƣờng truyền rủi ro và loại cây
trồng phù hợp cho mục đích cải tạo và phục hồi vùng đất bị ô nhiễm sau khai
thác thiếc tại xã Hà Thƣợng, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên.
2.2. Mục tiêu cụ thể
- Đánh giá đặc điểm ô nhiễm môi trƣờng đất sau khai thác thiếc tại mỏ
thiếc xã Hà Thƣợng-huyện Đại Từ-tỉnh Thái Nguyên.
- Xác định khả năng sinh trƣởng phát triển của loài hoa cúc trong môi
trƣờng đất sau khai thác tại vùng nghiên cứu.
- Góp phần làm tăng độ che phủ đất trên những vùng đất trống nghèo
kiệt, những vùng đất bị ô nhiễm nhƣ các bãi đất trống, ruộng, rẫy bỏ hoang
xung quanh khu vực mỏ đã khai thác khoáng sản.

.

3


Chƣơng 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Thực trạng ô nhiễm môi trƣờng đất do hoạt động khai thác khoáng
sản trên thế giới
Hoạt động khai thác khoáng sản đã phát triển mạnh từ những thập kỷ
trƣớc ở nhiều quốc gia giàu tài nguyên nhƣ: Nga, Mỹ, Australia,Trung Quốc,
Ấn Độ. Tác động môi trƣờng tiêu cực từ khai thác mỏ thƣờng xảy ra ngay
trong chính bản thân quá trình khai thác và các hoạt động liên quan nhƣ dọn
mặt bằng mỏ, vận chuyển và chế biến quặng. Suy thoái rừng và ô nhiễm nƣớc
do khai thác khoáng sản không chỉ tác động tới hệ sinh thái mà còn tác động
tới cuộc sống của ngƣời dân sống phụ thuộc vào nguồn tài nguyên này.
Quá trình khai khoáng gây ô nhiễm và suy thoái môi trƣờng đất ở mức
độ nghiêm trọng là một thực tế đáng báo động. Các dạng ô nhiễm môi trƣờng
tại những mỏ đã và đang khai thác rất đa dạng nhƣ ô nhiễm đất, nƣớc mặt,
nƣớc ngầm. Các tác nhân gây ô nhiễm là axit, kim loại nặng, cyanide, các loại
khí độc v.v… Hiện tƣợng suy giảm chất lƣợng nƣớc mặt, nƣớc ngầm ở nhiều
nơi do ô nhiễm kim loại nặng nhƣ 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 ngƣời và môi
trƣờng cho dù ở nồng độ rất thấp. Công đoạn nào của quá trình khai thác
khoáng sản cũng đều gây nên ô nhiễm kim loại vào đất, nƣớc, không 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), tại mỏ vàng – bạc Soncheon đã bỏ hoang ở Hàn
Quốc, đất và nƣớc nhiều khu vực ở đây vẫn còn bị ô nhiễm một số kim loại ở
mức cao [20].

4


Bảng 1.1. Hàm lƣợng 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

Đất 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

Nguồn: H.S. Lim và cộng sự, 2004 [20]
Theo các tác giả thì bãi thải đuôi quặng ở đây là nguồn điểm gây ô
nhiễm các kim loại cho đất ở những khu vực xung quanh. Hàm lƣợng các kim
loại cao trong đất trang trại là do sự phát tán kim loại bởi gió, nƣớc từ các bãi
quặng đuôi. Đa số cây trồng ở các khu đất bị nhiễm kim loại đã bị nhiễm As
và Zn ở mức cao.
Môi trƣờng đất tại các mỏ vàng mới khai thác thƣờng có độ kiềm cao
(pH: 8 – 9), ngƣợc lại ở các mỏ vàng cũ, thƣờng có độ axit mạnh (pH: 2,5 3,5); dinh dƣỡng trong đất thấp và hàm lƣợng kim loại nặng rất cao. Chất thải
ở đây thƣờng là nguồn gây ô nhiễm môi trƣờng, cả phần trên mặt đất và phần

dƣới mặt đất. Ở Úc, chất thải từ các mỏ vàng chứa hàm lƣợng các kim loại
nặng vƣợt tiêu chuẩn cho phép rất nhiều lần [11].

5


Bảng 1.2. Hàm lƣợng 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 [11]

Shelmerdine P.A. và cs. [39] cho biết,ở nhiều vùng khai thác khoáng
sản của Anh đất bị nhiễm kim loại nặng ở mức đáng lo ngại. Hàm lƣợng As
trung bình trong đất là 10,4 mg/kg thì trong đất của mỏ chì Cumbria, mỏ đồng
Devon và mỏ thiếc Cornwall có hàm lƣợng As tƣơng ứng là 127,7-366,8;
87,5-1246,8 và 280,7-2331,6 mg/kg. Hàm lƣợng này cao hơn mức bình
thƣờng từ hàng chục đến hàng trăm lần.
Các nhà khoa học của Viện nghiên cứu Địa lý và Tài nguyên thiên
nhiên ở Viện Hàn lâm Khoa học Bắc Kinh, Trung Quốc [21] đã phát hiện đất
ở nhiều khu vực có chứa As ở mức cao nhƣ ở vành đai vàng là 1342 mg/kg và
ở vành đai thủy ngân là 509 mg/kg. Kết quả nghiên cứu của C.Chen (2006)
cho thấy hàm lƣợng As ở vùng khai thác khoáng sản Dexing cao hơn giới hạn
cho phép là 60 lần.
Các hoạt động khai thác mỏ vàng đã làm cho đất và nƣớc ở bang Minas
Gerais của Brazil bị ô nhiễm As. Các nghiên cứu cho thấy hàm lƣợng As
trong đất lớn hơn 100 mg/kg cao hơn tiêu chuẩn cho phép của FAO/WHO về
hàm lƣợng As trong đất nông nghiệp nhiều lần [26]. Tại Thái Lan, các chất
thải có chứa As từ quá trình khai thác thiếc nhƣ arsenopyrite đã gây ô nhiễm

6

môi trƣờng đất và nƣớc ngầm. Hàm lƣợng As trong các giếng nƣớc khoan
chịu ảnh hƣởng của quá trình khai thác thiếc có nơi lên tới 5000 µg/l. Năm
1996 tại quận Ron Phibun (tỉnh Nakorn Si Thamat) là nơi bị ảnh hƣởng bởi ô
nhiễm As đã có khoảng hơn 1000 ngƣời đã mắc các chứng bệnh về da. Ô
nhiễm As đang có nguy cơ đe dọa tới hàng chục nghìn cƣ dân nơi đây do
nƣớc ngầm là nguồn cung cấp nƣớc chính cho sinh hoạt [42].
1.2. Thực trạng ô nhiễm môi trƣờng đất do hoạt động khai thác khoáng
sản ở Việt Nam
Nằm ở khu vực Đông Nam châu Á, Việt Nam có nguồn tài nguyên
khoáng sản phong phú và đa dạng, nền công nghiệp mỏ Việt Nam đã đƣợc bắt
đầu từ lâu và có những đóng góp đáng kể vào sự phát triển kinh tế của đất
nƣớc. Tuy nhiên ngành công nghiệp mỏ của Việt Nam cũng có những tác
động trực tiếp đến nguồn tài nguyên không thể tái tạo cũng nhƣ nhiều yếu tố
môi trƣờng khác nhƣ đất, nƣớc, không khí, cảnh quan và hệ sinh thái đặc biệt
là vấn đề chiếm dụng đất. Cho đến nay, chƣa có công trình nào có số liệu
hoàn chỉnh về mức độ ô nhiễm kim loại nặng ở các vùng mỏ. Kết quả thăm
dò địa chất đã phát hiện đƣợc khoảng 5000 mỏ và điểm quặng, khoảng 1000
mỏ đã và đang đƣợc tổ chức khai thác. Riêng diện tích đất chiếm dụng đối với
một số mỏ khoáng sản kim loại đã ngừng khai thác lên tới 3749 ha. Số lƣợng
mỏ đang hoạt động trên cả nƣớc gần 900 mỏ, trong đó mỏ khoáng sản kim
loại là 90 [4].
Ở một số khu vực đất đá thải còn có nguy cơ hình thành dòng axit mỏ,
có khả năng hòa tan các kim loại nặng độc hại là nguồn gây ô nhiễm tiềm
tàng đối với nguồn nƣớc mặt và nƣớc ngầm của khu vực nhƣ mỏ pyrit Giáp
Lai, mỏ quặng chì kẽm ở Chợ Điền, quặng đồng ở Lào Cai, quặng thiếc ở Sơn
Dƣơng, Thái Nguyên…[6], [4], [3], [5]. Theo kết quả phân tích đất trồng ở
khu vực mỏ thiếc Sơn Dƣơng (Tuyên Quang ) có hàm lƣợng As là 642mg/kg
trong khi quy chuẩn của Việt Nam cho đất dân sinh là 12mg/kg (QCVN

7


03:2008). Trƣớc đó, Nguyễn An Bình và cộng sự, 2000 [12] khi nghiên cứu
sự phân bố của As trong khu vực mỏ thiếc đang khai thác tại Sơn Dƣơng đã
xác định sự có mặt của As trong các mẫu đất, nƣớc, bùn thải ven suối cao hơn
tiêu chuẩn cho phép và là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi
trƣờng. Một số tác giả [15], khi nghuên cứu hàm lƣợng của kim loại nặng tại
một số vùng khai thác mỏ đặc trƣng của Việt Nam cho rằng, hàm lƣợng As
trong hầu hết các mẫu đất và trầm tích tại các mỏ nghiên cứu vƣợt QCVN
03:2008 nhiều lần (bảng 1.3).
Bảng 1.3. Tỷ lệ mẫu có hàm lƣợng As vƣợt QCVN 03:2008
ở một số mỏ nghiên cứu
Loại mẫu

Mỏ Titan Mỏ chì - kẽm Mỏ thiếc Mỏ atimon Mỏ đồng
Cây Châm Chợ Đồn
Kỳ Lâm Mậu Duệ Sinh Quyền

Trầm tích
bùn đáy (%)

100

100

100

100

-

Đất (%)

100

100

100

100

96

Nguồn Phạm Tích Xuân, 2011[15]
Thái Nguyên là tỉnh nằm ở vùng trung du và miền núi Bắc Bộ, có diện
tích tự nhiên 3 541 km2, dân số khoảng 1 085 000 ngƣời (chiếm 1,13% diện
tích và 1,41% dân số so với cả nƣớc).
Tỉnh Thái Nguyên có phía bắc tiếp giáp với tỉnh Bắc Kạn, phía tây giáp
với các tỉnh Vĩnh Phúc, Tuyên Quang, phía đông giáp với tỉnh Lạng Sơn, Bắc
Giang và phía nam tiếp giáp với thủ đô Hà Nội.
Địa hình của tỉnh chủ yếu là đồi núi, có nhiều dãy núi cao chạy theo
hƣớng Bắc - Nam, thấp dần về phía nam. Cấu trúc vùng núi đá phong hoá
mạnh, tạo thành nhiều hang động và thung lũng nhỏ. Phía Nam và Tây

8


Nam có dãy Tam Đảo với đỉnh cao, vách núi dựng đứng kéo dài theo
hƣớng Tây Bắc - Đông Nam.

Thái Nguyên nằm trong vùng sinh khoáng Đông Bắc Việt Nam, thuộc
vành đai sinh khoáng Thái Bình Dƣơng, Thái Nguyên có nguồn khoáng sản
rất phong phú, hiện có khoảng 34 loại hình khoáng sản phân bố tập trung ở
một số khu vực nhƣ thành phố Thái Nguyên, Trại Cau (Đồng Hỷ), Thần Sa
(Võ Nhai), Hà Thƣợng (Đại Từ)… Khoáng sản ở Thái Nguyên có thể chia
làm 4 loại, bao gồm: than mỡ (trên 15 triệu tấn), than đá (trên 90 triệu tấn);
nhóm khoáng 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…) và các
kim loại khác, bao gồm: pyrit, barit, photphorit… có tổng trữ lƣợng khoảng
60 000 tấn; nhóm khoáng sản để sản xuất vật liệu gồm đá xây dựng, đất sét,
đá sỏi… với trữ lƣợng lớn khoảng 84,6 triệu tấn. Những mỏ kim loại có trữ
lƣợng lớn là mỏ chì làng Hích, mỏ Sắt Trại Cau, mỏ Barit - Hợp Tiến I ở
Đồng Hỷ; mỏ thiếc, pirit ở Hà Thƣợng, Đại Từ... [4].
Tuy nhiên, với công nghệ khai thác lạc hậu nên trong quá trình khai
thác thƣờng tạo ra một khối lƣợng lớn đất đá thải, tạo ra những hố sâu và làm
xáo trộn tầng đất mặt, đặc biệt ở các khu vực khai thác "thổ phỉ”. Một số diện
tích đất xung quanh các bãi thải quặng có thể bị lấp do sạt lở, xói mòn hay các
dòng axit rò rỉ từ các hồ chứa thải có thể gây thoái hóa và ô nhiễm lớp đất
mặt, ảnh hƣởng đến canh tác nông nghiệp.
Theo báo cáo của Công ty gang thép Thái Nguyên (2006), nƣớc thải
sản xuất của mỏ sắt Trại Cau chủ yếu là nƣớc thải từ khâu tuyển rửa quặng.
Hầu hết các chỉ tiêu kim loại đều vƣợt so với tiêu chuẩn nƣớc thải cho phép.
Cụ thể: hàm lƣợng sắt (Fe) trong mẫu vƣợt tiêu chuẩn tới trên 670 lần, hàm
lƣợng chì (Pb) vƣợt chuẩn cho phép xấp xỉ 6,7 lần, hàm lƣợng asen (As) vƣợt
chuẩn từ 3,78 đến 3,88 lần, hàm lƣợng cadimi (Cd) vƣợt chuẩn trên 2 lần tiêu

9


chuẩn cho phép. Các chỉ tiêu về ô nhiễm hữu cơ nhƣ BOD5, COD cũng đều

xấp xỉ mức cho phép [7].
Tại huyện Đại Từ, các hoạt động khai thác thủ công ở địa phƣơng đã tạo
ra một lƣợng đáng kể các chất thải quặng đuôi và đá thải. Quặng thiếc trong các
mạch trải rộng trong khu vực cũng chứa một lƣợng sunfua phong phú, chủ yếu là
arsenopirit - nguồn gây ô nhiễm As vào hệ sinh thái địa phƣơng. Đá thải tạo axit
đã đƣợc sử dụng để làm vật liệu đắp đƣờng và nền nhà của ngƣời dân địa
phƣơng. Đây là nguồn gây rò rỉ As vào môi trƣờng đất, vào nguồn nƣớc ngầm
tại địa phƣơng. Hàm lƣợng As trung bình trong đá thải đạt tới 5000 mg/kg, vƣợt
QCVN 03:2008 đối với đất dân sinh là 417 lần [8]. Thái Nguyên hiện có 66 đơn
vị hoạt động khai thác khoáng sản với tổng số mỏ đƣợc cấp phép khai thác lên
tới 85, trong đó có 10 điểm khai thác than, 14 điểm khai thác quặng sắt, 9 điểm
khai thác quặng chì kẽm, 24 điểm khai thác đá vôi, 3 điểm khai thác quặng
titan… Tổng diện tích đất trong hoạt động khai thác chiếm hơn 3.191 ha, tƣơng
ứng gần 1% diện tích đất tự nhiên của tỉnh.
Trong quá trình khai thác, các đơn vị đã thải ra một khối lƣợng lớn đất
đá thải, làm thu hẹp và suy giảm diện tích đất canh tác, điển hình là các bãi
thải tại mỏ sắt Trại Cau (gần 2 triệu m3 đất đá thải/năm), mỏ than Khánh Hòa
(gần 3 triệu m3 đất đá thải/năm), mỏ than Phấn Mễ (hơn 1 triệu m3 đất đá
thải/năm)
1.3. Cải tạo và phục hồi môi trƣờng đất ô nhiễm do khai thác khoáng sản
bằng thực vật
1.3.1. Khái niệm chung
Xử lý chất thải bằng thực vật “Phytoremediation” là biện pháp dựa trên
việc sử dụng thực vật để xử lý chất thải ô nhiễm trong đất và trong nƣớc. Tƣ
tƣởng sử dụng thực vật để loại bỏ kim loại nặng và các chất ô nhiễm khác
đƣợc đề cập đến lần đầu tiên năm 1983 nhƣng khái niệm này thực chất đã
đƣợc sử dụng cách đó 300 năm (Henry J. R., 2000) [24].
10

Nhiều nghiên cứu đã khẳng định, thực vật có khả năng hấp thụ và
tích lũy các chất ô nhiễm đặc thù từ môi trƣờng, chúng có thể chuyển hóa
nhiều chất độc thành không độc. Các chất độc đƣợc tích lũy trong các cơ
quan khác nhau của thực vật, thông qua thu hoạch những chất ô nhiễm sẽ
đƣợc thải loại khỏi môi trƣờng. Sử dụng thực vật để làm sạch kim loại,
thuốc trừ sâu, các dung môi hữu cơ, dầu mỡ, thuốc súng, hydratcacbon có
nhân thơm... tồn tại ở những vùng đất bị ô nhiễm kim loại nặng từ các nhà
máy sản xuất công nghiệp, các khu vực khai thác khoáng sản và nơi có hoạt
động phóng xạ.
Theo các nhà khoa học nghiên cứu về môi trƣờng thì xử lý ô nhiễm đất,
nƣớc bằng thực vật là một quá trình, trong đó dùng thực vật để thải loại, di chuyển,
tinh lọc và trừ khử các chất ô nhiễm trong đất, trong trầm tích và trong nƣớc ngầm.
Công nghệ thực vật xử lý ô nhiễm trong môi trƣờng đất là phƣơng pháp xử lý
nguyên vị (in-situ) sử dụng các đặc tính tự nhiên của thực vật để xử lý đất ô nhiễm.
Những thực vật này sau đó đƣợc thu hoạch và xử lý nhƣ những chất thải nguy hại
(Raskin và cs, 1997; Robinson và cs, 2003) [32], [33].
Hiện nay, công nghệ xử lý môi trƣờng bằng thực vật đã đƣợc phát triển
và áp dụng rộng rãi vào thực tế ở nhiều khu vực trên thế giới nhằm góp phần
giảm thiểu ô nhiễm kim loại trong môi trƣờng đất, nƣớc và không khí. Tuy
nhiên, những loài thực vật sử dụng để xử lý kim loại nặng là các cơ thể sống
nên các yếu tố sinh thái (nồng độ của kim loại nặng, dạng kim loại, độ pH,
hàm lƣợng oxy hòa tan, thành phần dinh dƣỡng…) trong môi trƣờng là những
yếu tố quyết định hiệu quả của quá trình xử lý.
Công nghệ xử lý ô nhiễm bằng thực vật (Phytoremediation) là công
nghệ sử dụng những cây xanh cùng các hệ vi sinh vật liên quan đến chúng để
xử lý ô nhiễm. Công nghệ này phù hợp nhất đối với ô nhiễm kim loại và đặc
biệt thuận lợi đối với môi trƣờng đất ô nhiễm.

11

1.3.2. Các biện pháp sử dụng thực vật xử lý kim loại nặng trong đất
1.3.2.1. Cố định chất ô nhiễm bằng thực vật (Phytostabilization)
Đây là phƣơng pháp sử dụng các loài thực vật có khả năng làm biến đổi
các dạng linh động của kim loại sang các dạng cố định. Do tác động của cây
trồng, độ dễ tiêu sinh học hay tính linh động của các kim loại bị giảm đi. Nhờ
chất bài tiết ở rễ, thực vật hấp thụ, chuyển hóa và tích lũy bên trong rễ, hoặc
hấp phụ trên bề mặt rễ, kết tủa trong vùng quyển rễ các chất ô nhiễm trong đất
(Barcelo J., Poschenrieder C., 2003) [19], (Berti, W.R. and Cunningham,
S.D., 2000) [18].
Thực vật sử dụng trong quá trình này chủ yếu để xử lý đất, trầm tích và
bùn thải. Quá trình xử lý phụ thuộc nhiều vào khả năng của rễ cây (chất tiết ở
rễ thực vật cố định chất ô nhiễm) và làm giảm tính linh động của kim loại
trong đất. Mục đích chính là làm giảm lƣợng nƣớc thấm qua đất để ngăn chặn
sự rò rỉ chất ô nhiễm ra các vùng khác cũng nhƣ ngăn chặn quá trình xói mòn
đất (Ghosh M., Singh S. P., 2005) [22]. Nhƣ vậy các thực vật có hệ rễ dày đặc
sẽ đặc biệt có tác dụng, đồng thời nó cũng rất hiệu quả khi cần cố định nhanh
một chất ô nhiễm nào đó mà không cần loại bỏ sinh khối.
Thực vật với tỷ lệ thoát hơi nƣớc cao nhƣ cỏ, cây lách (sedges), cây
thức ăn gia súc (forage plants) và cây sậy (Phragmites maxinus) đƣợc sử
dụng để làm giảm lƣợng nƣớc ngầm chảy kéo theo các chất ô nhiễm. Sử dụng
các loài thực vật có đặc điểm nhƣ là cây lâu năm, sức sống tốt, có hệ thống rễ
dày và ăn sâu nhƣ cây dƣơng để trồng phối hợp (Berti W. R., Cunningham S.
D., 2000) [18].
1.3.2.2. Tách chiết chất ô nhiễm bằng thực vật (Phytoextraction)
Biện pháp này sử dụng các loài cây “siêu tích tụ” để xử lý môi trƣờng ô
nhiễm kim loại. Trong quá trình sống, các kim loại từ môi trƣờng đƣợc cây
hấp thu, chuyển lên ngọn và đƣợc tích tụ chủ yếu trong các bộ phận khí sinh
của cây là những phần dễ thu hái.

12


Cho đến nay, trên thế giới đã phát hiện đƣợc 45 họ thực vật có các loài
“siêu tích tụ” kim loại nặng. Trong số này, họ Cải (Brasicaceae), họ Đậu
(Fabaceae), họ Thầu dầu (Euphorbiaceae), họ Cúc (Asteraceae) và họ Hoa môi
(Lamiaceae) là những họ có nhiều loài “siêu tích tụ” nhất. Một số loài thực vật
thƣờng đƣợc sử dụng theo phƣơng pháp này là Cải xanh (Brassica juncea), hƣớng
dƣơng (Helianthus sp.), Thlaspi caerulescens, Thlaspi rotundifolium,…
Đây là phƣơng pháp tốt nhất để có thể loại bỏ chất ô nhiễm từ đất sau
đó cô lập nó mà không cần phá hủy cấu trúc cũng nhƣ sự màu mỡ của đất
(Ghosh M., Singh S. P., 2005). Thực vật hấp thu, tích lũy, kết tủa và chuyển
chất ô nhiễm từ đất thành sinh khối cây nên đây là phƣơng pháp thích hợp nhất
cho xử lý các vùng ô nhiễm có hàm lƣợng chất ô nhiễm thấp và phân bố ở trên
bề mặt (Rulkens W.H., Tichy R. và cs, 1998). Trong thực tiễn, phƣơng pháp
chiết thực vật đã đƣợc áp dụng rộng rãi với một số kỹ thuật sau đây [35], [36]:
- Tách chiết bằng thực vật tự nhiên: Cách này đơn thuần chỉ sử dụng các
loài thực vật “siêu tích tụ” thu từ tự nhiên để xử lý ô nhiễm.
- Tách chiết bằng thực vật kết hợp với các chelate: Bổ sung chất trợ giúp
vào đất (chelate) làm tăng tính linh động và do đó tăng khả năng hấp thu kim
loại của cây trồng. Biện pháp bổ sung chất trợ giúp vào đất cũng đƣợc Turgut
C. và cs (2004) [41] thực hiện khi nghiên cứu khả năng hấp thụ Cd, Ni và Cr
của cây Helianthus annuus. Huang và cs (1997) cũng nghiên cứu theo hƣớng
này trên cây ngô và đậu Hà Lan [25].
- Tách chiết liên tục: Liên tục trồng cây lặp đi lặp lại qua các vụ khác
nhau. Trồng nhiều loài cây khác nhau, trồng luân canh và kết hợp nhiều
phƣơng pháp khác nhau nhằm tăng cƣờng quá trình tách chiết kim loại của
thực vật.
Trong quá trình tách chiết kim loại, sinh khối thực vật chứa chất ô
nhiễm đã đƣợc tinh lọc và đƣợc xem nhƣ một nguồn tài nguyên. Ví dụ, sinh

khối chứa Se là chất dinh dƣỡng cần thiết cho cây trồng sẽ đƣợc mang vùi

13


bón cho những đất thiếu Se hoặc có thể sử dụng làm thức ăn động vật. Tuy
nhiên, những thực vật “siêu tích lũy” kim loại nặng là những thực vật sinh
trƣởng chậm, sinh khối nhỏ và hệ rễ ăn nông dẫn đến hiệu quả xử lý thấp. Mặt
khác, sinh khối thực vật đƣợc thu hoạch và loại bỏ có thể kéo theo sự cải tạo ô
nhiễm kim loại nặng ở nơi đổ bỏ mới, đặc biệt, đối với những thực vật siêu
tích lũy có thể tích lũy lƣợng lớn kim loại nặng. Ví dụ, Thlaspi rotundifolium
đƣợc gieo trồng ở các vùng khai khoáng Pb và Zn chứa đến 0,82% Pb và
1,73% Zn và Armenia maritima var halleri chứa 1,3% Pb khối lƣợng khô
(Reeves và Brooks, 1983). Một nguy cơ khác là kim loại có thể gây hiệu ứng
độc hại cho chính thực vật (trích theo Lê Văn Khoa và cs, 2007) [11].
1.3.2.3. Bay hơi nhờ thực vật (Phytovolatilization)
Đây là biện pháp sử dụng các loài thực vật có khả năng hấp thụ các
chất ô nhiễm ở dạng khí, hoặc có thể biến đổi một số chất ô nhiễm từ dạng
không bay hơi sang dạng bay hơi, sau đó các chất khí đƣợc bốc hơi qua lá vào
khí quyển với nồng độ thấp.
Khi các chất hóa học đƣợc thực vật hấp thụ, một số chúng không biến đổi
nhiều mà di chuyển qua gỗ và mô thực vật, nếu các chất ô nhiễm bay hơi đƣợc
thì chúng sẽ bay hơi ở dạng khí qua các mô lá, kể cả những chất hữu cơ bay hơi
cũng khuếch tán nhanh qua mô thân cây và bay hơi vào khí quyển, nhƣng nhìn
chung, số lƣợng các chất bay hơi qua mô thực vật ở điều kiện thực tế là nhỏ so
với lƣợng hấp thụ, lƣợng chuyển hóa qua phân hủy sinh học vùng quyển rễ
(Ghosh M., Singh S. P., 2005) [22]. Tuy nhiên, ở những điều kiện nhất định, khi
các chất bay hơi có tính độc cao và bền vững sẽ gây rủi ro cho khí quyển. Ví dụ:
Thủy ngân đƣợc thực vật hấp thụ dƣới dạng cation Hg+ và Hg2+ và bị khử trong
mô thực vật thành thủy ngân nguyên tố Hg. Thủy ngân nguyên tố hoàn toàn bay

hơi và có thể bay hơi qua mô lá qua quá trình thoát hơi nƣớc. Điều này gây ra
các vấn đề nguy hiểm vì Hg khí quyển rất bền vững và bị tích lũy sinh học
(Henry J. R., 2000) [24]. Selenium (Se) cũng là dạng kim loại đặc biệt đƣợc thực

14


vật hấp thụ và bay hơi (Neumann và cs, 2003) [29]. Hiện nay, phƣơng pháp
nghiên cứu này chủ yếu mới ở mức thực nghiệm pilot.
Những thực vật tốt nhất sử dụng trong quá trình này là: cây dƣơng lai,
cỏ linh lăng (Medicago sativa), cải dầu (Brassica campestris), áp dụng để xử
lý nƣớc ngầm, đất, trầm tích và bùn thải bị ô nhiễm Hg, Se, TCE và CTC
(trích theo Lê Văn Khoa và cs, 2007) [11],[10].
Tất cả các quá trình xử lý kim loại bằng thực vật trên không phải luôn
luôn áp dụng riêng rẽ nhau. Để đạt đƣợc hiệu quả cao trong xử lý cần áp dụng
một cách đồng thời và thích hợp. Tuy nhiên hiệu quả xử lý kim loại còn tùy
thuộc vào dạng tồn tại của kim loại trong đất, nó có thể dễ hấp thụ hay không
cũng nhƣ hàm lƣợng của kim loại cần xử lý trong đất nhiều hay ít.
1.3.3. Tiêu chuẩn loài thực vật sử dụng để xử lý kim loại nặng trong đất
Theo nghiên cứu của Chaney và cs (1997) [20], để đạt hiệu quả cao trong
xử lý ô nhiễm, các loài thực vật đƣợc chọn phải có những tính năng sau:
- Có khả năng chống chịu đối với nồng độ kim loại cao;
- Có khả năng hấp thụ nhanh các kim loại từ môi trƣờng đất và nƣớc;
- Có khả năng tích lũy kim loại nặng cao kể cả nồng độ các ion này
thấp trong đất;
- Có khả năng chuyển vận kim loại từ rễ lên thân và lá;
- Có thể chịu đựng đƣợc điều kiện môi trƣờng dinh dƣỡng kém;
- Có khả năng sinh trƣởng nhanh và cho sinh khối lớn.
1.3.4. Phương pháp xử lý thực vật sau khi tích lũy chất ô nhiễm
Sinh khối thực vật chứa kim loại nặng là nguồn ô nhiễm cần đƣợc quản

lý. Sau một thời gian trồng trọt nhất định (vài tháng hoặc vài năm), những
thực vật sử dụng theo phƣơng pháp này sẽ đƣợc phân tích hàm lƣợng kim
loại, nếu đạt yêu cầu, cây trồng sẽ đƣợc thu hoạch để đem thiêu đốt hoặc ủ để
phục hồi kim loại. Các phƣơng pháp phổ biến hiện nay sử dụng để xử lý sinh
khối gồm có:

15


- Ủ hoặc đóng rắn sinh khối: phƣơng pháp này làm giảm lƣợng lớn sinh
khối của thực vật. Sau khi thực vật đƣợc xử lý có thể mang đến bãi chôn lấp
tập trung (Raskin và cs, 2000) [31].
- Đốt cháy và khí hóa: Đây là phƣơng pháp rất có ý nghĩa trong việc tạo
nguồn năng lƣợng nhiệt và điện, giúp cho phƣơng pháp xử lý bằng thực vật
có hiệu quả và kinh tế (Cunningham và cs, 1995) [19].
1.3.5. Thành tựu nghiên cứu về thực vật xử lý chất ô nhiễm
Thực chất từ sau những năm 70 của thế kỷ XX, các nhà khoa học
trên thế giới đã bắt đầu nghiên cứu việc sử dụng thực vật có khả năng hấp
thụ kim loại cao (Hyperaccumulater) để xử lý những vùng đất bị ô nhiễm,
đặc biệt ở những vùng khai khoáng với việc thải bỏ lƣợng lớn các kim loại
nặng gây ô nhiễm môi trƣờng. Những thực vật này chịu đựng đƣợc nồng độ
kim loại cao hơn 10 - 100 lần so với các cây trồng nông nghiệp (Marcus
Jopony và Felix Tongkul, 2002) [27].
Đến nay, nghiên cứu cho thấy có khoảng 400 loài thực vật có khả
năng hấp thụ kim loại nặng thuộc các họ: Asteraceae, Brassicaceae,
aryophyllaceae, Cyperaceae, Cunouniaceae, Fabaceae, lacourtiaceae,
Lamiaceae, Poaceae, Violaceae và Euphobiaceae.
Trong đó, họ Cải (Brassicaceae) có số lƣợng lớn nhất gồm 11 giống
và 87 loài. Có 7 giống, 72 loài hấp thụ Ni và 3 giống, 20 loài hấp thụ Zn.
Các loài thuộc chi Thlaspi thƣờng hấp thụ nhiều hơn một kim loại nặng. Ví

dụ: T. caerlescence hấp thụ Cd, Ni, Pb, Zn; T.geosingense và T.
ochroleucum hấp thụ Ni và Zn. T. rotundifolium hấp thụ Ni, Pb, Zn (Jeanna
R. Henry, 2000; Neil Willey, 2007; Norman Terry và cs, 2000; Salt và cs,
1995) [28], [30], [37] .
Theo Salt và cộng sự (1998), số loài cây có khả năng hấp thụ kim loại
nặng cao đƣợc phát hiện là 397 loài, bao gồm 41 họ khác nhau [38].

16