Hiện trạng ô nhiễm và khả năng hấp thụ kim loại nặng trong đất của một số loài thực vật tại khu vực khai thác khoáng sản huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
-------------------

HÀ THỊ LAN

HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM VÀ KHẢ NĂNG HẤP THỤ KIM
LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT CỦA MỘT SỐ LOÀI THỰC VẬT
TẠI KHU VỰC KHAI THÁC KHOÁNG SẢN HUYỆN
ĐỒNG HỶ - TỈNH THÁI NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Chuyên ngành : Khoa học môi trường
Mã số

: 60 85 02

Thái Nguyên, năm 2011
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




i

Lời cảm ơn
Trong thời gian học tập và thực hiện luận văn tốt nghiệp, tôi đã nhận
được sự giúp đỡ vô cùng tận tình của cơ sở đào tạo, gia đình và bạn bè.
Trước hết tôi xin chân thành cảm ơn tới Trường Đại học Nông lâm
Thái Nguyên, khoa đào tạo Sau đại học đã tạo điều kiện, giúp đỡ trong quá

trình thực hiện đề tài.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Đàm Xuân Vận đã hết lòng
tận tụy hướng dẫn tôi thực hiện đề tài, đồng thời tôi xin chân thành cảm ơn
Th.s Trần Thị Phả đã giúp đỡ tôi hoàn thành tốt đề tài của mình.
Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã động viên và cổ vũ
tôi trong suốt quá trình học tập.

Thái Nguyên, ngày....... tháng....... năm 2011
Người thực hiện luận văn

Hà Thị Lan

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




ii

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng: số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn
là trung thực và chưa hề bảo vệ một học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn
này đã được cảm ơn và thông tin trong luận văn đều được chỉ rõ nguồn gốc.

Thái Nguyên, ngày....... tháng....... năm 2011
Người thực hiện luận văn

Hà Thị Lan

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




iii

MỤC LỤC
Lời cảm ơn ...................................................................................................... i
LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................... ii
MỤC LỤC .................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ................................... vi
DANH MỤC BẢNG .................................................................................... vii
DANH MỤC HÌNH .................................................................................... viii
MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài .............................................................................. 1
2. Mục tiêu của đề tài ..................................................................................... 2
3. Ý nghĩa của đề tài ....................................................................................... 3
PHẦN I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................ 4
1.1. Tổng quan về ô nhiễm kim loại nặng trong đất ........................................ 4
1.1. Khái niệm ô nhiễm kim loại nặng và ô nhiễm đất .................................... 4
1.2. Các nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng trong đất ...................................... 4
1.3. Đặc điểm hoá học của Pb, Zn, Cd và As trong đất ................................... 7
1.2. Hoạt động khai thác khoáng sản và các vấn đề môi trƣờng liên quan ...... 9
1.2.1. Hoạt động khai thác khoáng sản ở Việt Nam ...................................... 11
1.2.2. Ảnh hƣởng của hoạt động khai thác khoáng sản đến môi trƣờng đất ở
Việt Nam ...................................................................................................... 17
1.3. Các phƣơng pháp xử lý đất bị ô nhiễm kim loại nặng ............................ 20
1.3.1. Các nguyên tác chính để xử lý đất bị ô nhiễm ..................................... 21
1.3.2. Các phƣơng pháp truyền thống làm sạch đất ô nhiễm ......................... 21

1.4. Tổng quan về xử lý kim loại nặng trong đất bằng thực vật .................... 23
1.4.1. Cơ sở khoa học của công nghệ xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong đất
bằng thực vật ................................................................................................ 23
1.4.2. Một số kết quả nghiên cứu khả năng hấp thụ một số kim loại nặng bằng
thực vật ........................................................................................................ 27
1.4.3. Triển vọng của công nghệ thực vật xử lý kim loại nặng trong đất ....... 28
PHẦN II: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
..................................................................................................................... 30
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




iv

2.1. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu .......................................................... 30
2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu ......................................................................... 30
2.1.2. Phạm vi nghiêm cứu ........................................................................... 30
2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu .......................................................... 30
2.2.1. Địa điểm nghiên cứu........................................................................... 30
2.2.2. Thời gian nghiên cứu .......................................................................... 30
2.3. Nội dung nghiên cứu ............................................................................. 30
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu ....................................................................... 31
2.4.1. Phƣơng pháp thu thập số liệu, thống kê, kế thừa truyền thống ............ 31
2.4.2. Phƣơng pháp lấy mẫu đất và mẫu thực vật.......................................... 31
2.4.3. Phƣơng pháp thiết kế thí nghệm ......................................................... 32
2.4.4. Phƣơng pháp phân tích trong phòng thí nghiệm .................................. 32
2.4.5. Phƣơng pháp xử lý số liệu .................................................................. 33
PHẦN III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................... 34
3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội huyện Đồng Hỷ .............................. 34

3.1.1. Điều kiện tự nhiên .............................................................................. 34
3.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội ................................................................... 35
3.1.3. Hiện trạng khai thác khoáng sản tại khu vực mỏ sắt Trại Cau và mỏ Chì
Kẽm Làng Hích huyện Đồng Hỷ - tỉnh Thái Nguyên ................................... 39
3.1.3.1.Hiện trạng khu vực khai thác khoáng sản mỏ Sắt Trại Cau ............... 39
3.1.3.2. Hiện trạng khu vực khai thác khoáng sản tại mỏ làng Hích.............. 41
3.2. Hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng trong đất và sự tích luỹ kim loại trong
thực vật tại khu vực khai thác khoáng sản huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên
.........................................................................................................................38
3.2.1. Hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng trong đất tại khu vực mỏ sắt Trại Cau và
mỏ chì, kẽm làng Hích - huyện Đồng Hỷ ......................................................... 42
3.2.1.1. Độ pH của đất .................................................................................. 42
3.2.1.2. Đánh giá hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng trong đất ....................... 43
3.2.2. Sự tích lũy kim loại nặng trong một số loài thực vật tại khu vực mỏ sắt
Trại Cau và mỏ chì, kẽm làng Hích - huyện Đồng Hỷ .................................. 48
3.3. Nghiên cứu khả năng hấp thụ kim loại nặng của cây sậy, và cỏ lá tre bò
trên đất bị ô nhiễm kim loại nặng do khai thác khoáng sản ........................... 53
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




v

3.3.1. Đánh giá sự thay đổi nồng độ kim loại nặng trong các mẫu đất trồng thí
nghí nghiệm ................................................................................................. 53
3.3.1.1. Đánh giá độ pH của đất nghiên cứu ................................................. 53
3.3.1.2. Đánh giá sự thay đổi hàm lƣợng kim loại nặng trong đất trồng thí
nghiệm ......................................................................................................... 54
3.3.2. Khả năng tích luỹ kim loại nặng trong thân, lá và rễ của các loài thực

vật nghiên cứu .............................................................................................. 57
3.3.2.1. Đánh giá sự sinh trƣởng phát triển của thực vật nghiên cứu trong đất
ô nhiễm kim loại nặng .................................................................................. 57
3.3.2.2. Sự thay đổi hàm lƣợng kim loại nặng trong các thực vật nghiên cứu 58
3.4. Đề xuất biện pháp xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong đất ...................... 62
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................... 64
1. Kết luận .................................................................................................... 64
2. Kiến nghị .................................................................................................. 65
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 66
PHỤ LỤC

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




vi

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Kí hiệu viết tắt
BVMT
KK
KLN
KSON
HĐND
MTV
TCCP
TCVN
TNHHNN
TTCN

QCVN
UBND

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

Diễn giải đầy đủ nội dung
Bảo vệ môi trƣờng
Không khí
Kim loại nặng
Kiểm soát ô nhiễm
Hội đồng nhân dân
Một thành viên
Tiêu chuẩn cho phép
Tiêu chuẩn Việt Nam
Trách nhiệm hữu hạn Nhà nƣớc
Tiểu thủ công nghiệp
Quy chuẩn Việt Nam
Ủy ban nhân dân




vii

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Hàm lƣợng kim loại nặng trong giáng thủy......................................5
Bảng 1.2.Hàm lƣợng trung bình một số kim loại nặng trong đá và đất ........... 5
Bảng 1.3. Hàm lƣợng kim loại nặng trong nguồn phân bón nông nghiệp ....... 6
Bảng 1.4. Biến đổi hàm lƣợng kim loại nặng trong đất do các hoạt động khai
khoáng theo thời gian .......................................................................... 7

Bảng 1.5. Tình hình khai thác chì, kẽm một số mỏ tại tỉnh Thái Nguyên ...... 16
Bảng 1.6. Tình hình khai thác sắt, thiếc một số mỏ trên địa bàn tỉnh Thái
Nguyên ............................................................................................... 17
Bảng 1.7. Diện tích rừng và đất rừng bị thu hẹp, thoái hóa ở một số mỏ ...... 18
Bảng 1.8. Mức độ ô nhiễm đất nông nghiệp do khai thác mỏ ....................... 19
Bảng 3.1. pH của đất nghiên cứu .................................................................. 42
Bảng 3.2. Hàm lƣợng kim loại nặng trong đất .............................................. 43
Bảng 3.3. Hàm lƣợng các kim loại nặng trong cây sậy và cây dƣơng xỉ ....... 48
Bảng 3.4. pH của đất nghiên cứu .................................................................. 53
Bảng 3.5: Hàm lƣợng kim loại nặng trong đất nghiên cứu ............................ 54
Bảng 3.6. Khả năng sinh trƣởng của cây Sậy trong đất ô nhiễm kim loại nặng
........................................................................................................... 58
Bảng 3.7 Hàm lƣợng kim loại trong các bộ phận của các loài thực vật nghiên
cứu trƣớc và sau khi trồng thí nghiệm ................................................ 58

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




viii

DANH MỤC HÌNH
Hình 4.1. Hàm lƣợng Asen trong đất nghiên cứu .......................................... 44
Hình 4.2. Hàm lƣợng chì trong đất nghiên cứu ............................................. 45
Hình 4.3. Hàm lƣợng Cadimi trong đất nghiên cứu ...................................... 46
Hình 4.4. Hàm lƣợng Kẽm trong đất nghiên cứu .......................................... 47
Hình 4.5. Hàm lƣợng Asen trong các loài thực vật nghiên cứu ..................... 49
Hình 4.6. Hàm lƣợng Chì trong các loài thực vật nghiên cứu ....................... 50
Hình 4.7. Hàm lƣợng Cadimi trong các loài thực vật nghiên cứu ................. 51

Hình 4.8. Hàm lƣợng Kẽm trong một số loài thực vật nghiên cứu ................ 52
Hình 4.9. Hàm lƣợng Kẽm trong đất nghiên cứu .......................................... 54
Hình 4.10. Hàm lƣợng Chì trong đất nghiên cứu .......................................... 55
Hình 4.11. Hàm lƣợng Cadimi trong đất nghiên cứu .................................... 56
Hình 4.12. Hàm lƣợng Asen trong đất nghiên cứu ........................................ 56
Hình 4.13. Hàm lƣợng Kẽm trong thực vật trƣớc và sau khi trồng thí nghiệm
........................................................................................................... 59
Hình 4.14. Hàm lƣợng Chì trong thực vật trƣớc và sau khi trồng thí nghiệm 60
Hình 4.15. Hàm lƣợng Cadimi trong thực trƣớc và sau khi trồng thí nghiệm 60
Hình 4.16. Hàm lƣợng Asen trong thực vật trƣớc và sau khi trồng thí nghiệm
........................................................................................................... 61

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Ngày nay, ô nhiễm môi trƣờng đang trở thành vấn nạn của toàn thế giới.
Không chỉ môi trƣờng nƣớc, môi trƣờng không khí mà môi trƣờng đất cũng
đang ngày càng bị ô nhiễm nặng nề bởi nhiều hoạt động khác nhau của con
ngƣời. Trong đó ô nhiễm đất do KLN đã và đang trở thành mối quan tâm đặc
biệt của nhiều quốc gia trên thế giới.
Cùng với sự phát triển không ngừng của các ngành công nghiệp, nông
nghiệp và khai khoáng thì quy mô và cƣờng độ ô nhiễm KLN cũng ngày càng
gia tăng. Do đó, việc nghiên cứu, tìm kiếm các phƣơng pháp xử lý kim loại nặng
trong đất, góp phần cải tạo ô nhiễm môi trƣờng đất là hết sức cần thiết nhất là khi

xu thế tài nguyên đất trên thế giới đang bị suy giảm nhanh chóng về diện tích và
chất lƣợng, đe doạ đến an ninh lƣơng thực và sự phát triển bền vững.
Hiện nay, trên thế giới đã có rất nhiều các phƣơng pháp khác nhau xử để
lý kim loại nặng trong đất đƣợc đƣa ra và sử dụng nhƣ: Công nghệ rửa đất, công
nghệ cố định tại chỗ,... Tuy nhiên, các phƣơng pháp này đều có chi phí cao, chỉ
phù hợp tiến hành với quy mô nhỏ trong khi tình trạng ô nhiễm đất lại xảy ra
trên diện rộng, không những thế một số phƣơng pháp còn có thể làm phát sinh
các chất ô nhiễm mới trong đất, ... Do đó, hiệu quả của việc áp dụng các phƣơng
pháp trên là không cao. Vậy, vấn đề đặt ra là cần phải tìm ra một phƣơng pháp
xử lý kim loại nặng trong đất sao cho vừa hiệu quả, vừa dễ thực hiện, chi phí
thấp mà lại thân thiện với môi trƣờng.
Năm 1990, phƣơng pháp sử dụng thực vật để xử lý ô nhiễm kim loại
nặng trong đất lần đầu tiên đã đƣợc đƣa ra giới thiệu nhƣ một loại công nghệ
thƣơng mại [10]. Với việc đáp ứng đƣợc những tiêu chí nêu trên phƣơng pháp
này đang đƣợc sử dụng khá rộng rãi ở nhiều quốc gia trên thế giới và ở nƣớc
ta phƣơng pháp này cũng đang đƣợc nghiên cứu để đƣa vào áp dụng rộng rãi.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not

read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....



data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....

data error !!! can't not
read....

data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....

data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....

data error !!! can't not
read....