Nghiên cứu ứng dụng sử dụng cỏ linh lăng (Medicago sativa) trong xử lý đất ô nhiễm sau khai thác khoáng sản tại vùng mỏ chì (Pb) – kẽm (Zn) Tú Lệ, huyện Văn Chấn, tỉnh Yên Bái (Khóa luận tốt nghiệp)

I H C THÁI NGUYÊN
TR

NG

L

Tên chuyên

I H C NÔNG LÂM

NG TRUNG D NG

:

NGHIÊN C U NG D NG, S D NG C LINH L NG MEDICAGO
SATIVA) TRONG X LÝ T Ô NHI M SAU KHAI THÁC KHOÁNG S N
T I VÙNG M CHÌ (Pb) – K M (Zn) TÚ L , HUY N V N CH N,
T NH YÊN BÁI

KHÓA LU N T T NGHI P

H

ào t o

: Chính quy

Chuyên ngành

: Khoa h c môi tr

Khoa

: Môi tr

Khoá

: 2010 – 2014

Gi ng viên h

IH C

ng

ng d n : TS. Tr n Th Ph

Thái Nguyên, 2014

ng


L IC M
Th c hi n ph
th i gian

N

ng châm “H c i ôi v i hành”, th c t p t t nghi p là

m i sinh viên sau giai o n h c t p nghiên c u t i tr

ki n c ng c và v n d ng ki n th c ã h c vào th c t .
không th thi u
tr

ng

c

i v i m i sinh viên các tr

ng

ng có i u

ây là giai o n

i h c nói chung và

i h c Nông Lâm Thái Nguyên nói riêng.

V i lòng kính tr ng và bi t n sâu s c, em xin chân thành c m n cô
giáo Th.s Tr n Th Ph

ng d n và giúp

em trong su t th i

Em xin chân thành c m n Ban giám hi u nhà tr

ng, Ban ch nhi m

gian th c hi n

ã t n tình h

tài này.

Khoa Tài nguyên và Môi tr
truy n

ng, các th y giáo, cô giáo, cán b trong khoa ã

t cho em nh ng ki n th c, kinh nghi m quý báu trong quá trình h c

t p và rèn luy n t i tr

ng.

Em xin c m n gia ình, ng

i thân, b n bè ã giúp

ng viên em

trong su t quá trình h c t p.
Trong quá trình th c t p và làm

tài, em ã c g ng h t mình nh ng do

kinh nghi m còn thi u và ki n th c còn h n ch nên khóa lu n t t nghi p c a
em không tránh kh i thi u sót. Em r t mong các th y cô giáo và b n bè óng
góp ý ki n

khóa lu n t t nghi p c a em

c hoàn thi n h n.

Em xin chân thành c m n!
Thái Nguyên, ngày tháng n m 2014

Sinh viên

L

ng Trung D ng


DANH M C B NG
Trang
B ng 2.1: Hàm l

ng c a các kim lo i i n hình trong các lo i á................. 5

B ng 2.2: Hàm l

ng KLN trong ch t th i ..................................................... 7

c a m t s m vàng i n hình t i Úc ............................................. 7

B ng 2.3: Hàm l

ng các KLN trong ngu n phân bón nông nghi p (ppm) .... 8

B ng 2.4: M t s loài th c v t có kh n ng tích lu kim lo i n ng cao [21] 16
B ng 3.1:

c tính lý hóa và KLN trong

B ng 3.2: Các ch tiêu và ph

t dùng

nghiên c u ................. 28

ng pháp phân tích ......................................... 29

các ch tiêu trong thí nghi m ........................................................ 29
B ng 4.1: K t qu phân tích m u kim lo i n ng t i khu v c nghiên c u....... 38
B ng 4.2: S bi n

ng v chi u cao cây c linh l ng trong môi tr

ng

tô

nhi m KLN.................................................................................. 39
B ng 4.3: S bi n

ng v chi u dài r c linh l ng trong môi tr

ng

tô

nhi m KLN.................................................................................. 39
B ng 4.4: Hàm l

ng KLN tích l y

thân + lá và r c a c linh l ng trên

t

ô nhi m sau khai thác khoáng s n ................................................ 41
B ng 4.5: Kh n ng x lý kim lo i n ng t ng s trong

t sau khi tr ng c

linh l ng t i vùng m chì – k m Tú L ........................................ 43
B ng 4.6: Hàm l

ng KLN trong c linh l ng sau th i gian thí nghi m ....... 45


DANH M C HÌNH
Trang
Hình 2.1. C linh l ng .................................................................................. 24
Hình 4.1. N ng

Hình 4.2. S bi n

t ban

u so v i QCVN: 03:2008/BTNMT ................. 38

ng v chi u cao c linh l ng ......................................... 40

và chi u dài r c linh l ng .......................................................... 40
Hình 4.3. Hàm l

ng KLN tích l y

thân + lá c a c linh l ng trên

tô

nhi m sau khai thác khoáng s n ................................................... 41
Hình 4.4. Hàm l

ng KLN tích l y

r c a c linh l ng trên

t ô nhi m sau

khai thác khoáng s n.................................................................... 42
Hình 4.5. Kh n ng x lý kim lo i n ng t ng s trong

t ............................ 44

sau khi tr ng c linh l ng............................................................. 44
Hình 4.6. T

ng quan gi a hàm l

ng KLN trong

t và hàm l

ng KLN

tích l y trong các b ph n c a c linh l ng .................................. 46
Hình 4.7. T

ng quan gi a hàm l

ng KLN trong

t và hàm l

ng KLN

tích l y trong các b ph n c a c linh l ng .................................. 46


M CL C
Trang
U ......................................................................................... 1

Ph n 1: M
1.1.

tv n

............................................................................................... 1

1.2. M c ích nghiên c u ............................................................................... 2
1.3. M c tiêu c a

tài .................................................................................. 2

1.4. Ý ngh a c a

tài .................................................................................... 2

Ph n 2: T NG QUAN TÀI LI U ............................................................... 4
2.1. C s khoa h c ........................................................................................ 4
2.1.1. C s lý lu n ........................................................................................ 4
2.1.2. C s th c ti n ..................................................................................... 5
2.1.2.1. Ngu n gây ô nhi m KLN trong
2.1.2.2. Tính

t ................................................... 5

c c a m t s lo i kim lo i n ng ............................................. 9

2.1.3. M t s ph

ng pháp truy n th ng x lý

t ô nhi m kim lo i n ng ... 12

2.1.3.1. Ph

ng pháp ào và chuy n ch (Dig and Haul): ............................ 12

2.1.3.2. Ph

ng pháp c

2.1.3.3. Ph

ng pháp thu tinh hoá (Vitrification) ....................................... 13

2.1.3.4. Ph

ng pháp r a

nh ho c cô

c (Stabilization/Solidification) ...... 12

t (Soil washing) ................................................ 13

2.2. T ng quan v công ngh x lý ô nhi m KLN trong
th gi i và

t b ng th c v t trên

Vi t Nam ................................................................................. 14

2.2.1. Tình hình nghiên c u .......................................................................... 14
2.2.1.1. Trên th gi i .................................................................................... 14
2.2.1.2.

Vi t Nam .................................................................................... 17

2.2.2. Các y u t môi tr

ng nh h

ng

n quá trình h p ph KLN c a th c

v t ................................................................................................................ 18
2.2.3. Các c ch c a công ngh th c v t x lý KLN trong

t .................... 19

2.2.3.1. C ch chi t tách ch t ô nhi m b ng th c v t .................................. 19


2.2.3.2. C ch c

nh ch t ô nhi m b ng th c v t...................................... 19

2.2.3.3. C ch x lý ch t ô nhi m nh quá trình thoát h i n
2.2.4.

c

th c v t . 19

u i m và h n ch c a công ngh th c v t x lý KLN trong

2.2.4.1.

t ...... 21

u i m........................................................................................... 21

2.2.4.2. H n ch ........................................................................................... 22
2.2.5. M t s v n
trong

môi tr

ng c n quan tâm

i v i công ngh x lý KLN

t. ...................................................................................................... 23

2.3. Gi i thi u v c linh l ng và ti m n ng ng d ng c a nó trong b o v môi
tr

ng........................................................................................................... 24

..................................................................................................................... 24
2.3.1.Ngu n g c c a c linh l ng ................................................................. 24
2.3.2.

c i m c a c linh l ng................................................................... 24

Ph n 3:

IT

NG, N I DUNG VÀ PH

NG PHÁP NGHIÊN C U

..................................................................................................................... 26
3.1.

it

3.2.

a i m và th i gian nghiên c u .......................................................... 26

3.2.1.

ng nghiên c u ............................................................................ 26

a i m nghiên c u........................................................................... 26

3.2.2. Th i gian nghiên c u .......................................................................... 26

3.3. N i dung nghiên c u ............................................................................. 26
3.4. Ph

ng pháp nghiên c u và ch tiêu theo dõi ........................................ 27

3.4.1. Các ch tiêu theo dõi. .......................................................................... 27
3.4.2. Ph

ng pháp nghiên c u. ................................................................... 27

3.4.2.1. Ph

ng pháp k th a. ...................................................................... 27

3.4.2.2. Ph

ng pháp i u tra thu th p s li u, tài li u th c p .................... 27

3.4.2.3. Ph

ng pháp b trí thí nghi m

3.4.2.4. Ph

ng pháp theo dõi thí nghi m. ................................................... 28

3.4.2.5. Ph

ng pháp t ng h p và phân tích s li u...................................... 29

ng ru ng ...................................... 27


3.4.2.6. Ph

ng pháp ánh giá các ch tiêu nghiên c u ................................ 29

Ph n 4: D

KI N K T QU ..................... Error! Bookmark not defined.

4.1. i u ki n t nhiên, kinh t - xã h i ........................................................ 30
4.1.1. i u ki n t nhiên .............................................................................. 30
4.1.2. i u ki n kinh t xã h i ...................................................................... 32
4.2. ánh giá hi n tr ng ô nhi m kim lo i n ng trong m u

t t i vùng m chì

– k m Tú L ................................................................................................. 37
4.3.

ánh giá kh n ng sinh tr

ng phát tri n c a c linh l ng trong

tô

nhi m sau khai thác khoáng s n t i vùng m chì – k m Tú L ..................... 39
4.3.1. S bi n

ng v chi u cao c linh l ng trong

t ô nhi m sau khai thác

khoáng s n t i vùng m chì – k m Tú L ..................................................... 39
4.3.2. S bi n

ng v chi u dài r c linh l ng trong

t ô nhi m sau khai

thác khoáng s n t i vùng m chì – k m Tú L .............................................. 39
4.4.

ánh giá kh n ng h p th KLN c a c linh l ng trong

t ô nhi m sau

khai thác khoáng s n t i vùng m chì – k m Tú L ...................................... 41
4.5.

ánh giá kh n ng x lý KLN c a c linh l ng trong

t ô nhi m sau

khai thác kho ng s n t i vùng m chì – k m Tú L ...................................... 43
4.5.1.
tr

ng

4.6. T

ánh giá kh n ng x lý KLN t ng s c a cây c linh l ng trong môi
t ô nhi m sau khai thác khoáng s n ............................................... 43
ng quan gi a hàm l

ng KLN trong

t v hàm l

ng KLN trong

cây................................................................................................................ 44
Ph n 5: K T LU N VÀ KI N NGH ...................................................... 47
5.1. K t lu n ................................................................................................. 47
5.2. Ki n ngh ............................................................................................... 49
TÀI LI U THAM KH O.......................................................................... 50
I. Ti ng Vi t ................................................................................................. 50
II. Ti ng Anh ................................................................................................ 51


1

Ph n 1
M
1.1.

tv n
Trong nh ng n m g n ây nh

n

U

ng l i

i m i kinh t c a

ng nhà

c ã, ang t o i u ki n thu n l i cho n n kinh t phát tri n nhanh chóng,

v ng ch c và m nh m . Cùng v i s phát tri n kinh t kéo theo ó là các v n
môi tr
ng

c bi t là

xung
tr

ng di n ra ngày càng ph c t p . Môi tr

ng ang

tình tr ng báo

nh ng qu c gia ang phát tri n n i nhu c u s ng ngày càng

t m nh m v i s c n thi t ph i b o v tài nguyên thiên nhiên và môi

ng .
B t kì ho t

con ng

i

ng kinh t xã h i nào c ng nh trong

u ph i s d ng các ngu n n ng l

ng và tài nguyên khác nhau

t n t i. M c dù ã có nhi u chính sách các quy
ch

nh

c

a ra

h n

n m c th p nh t vi c suy thoái ngu n tài nguyên khoáng s n , nh ng

áp ng nhu c u c a cu c s ng con ng
khai thác khoáng s n nh h

gây ô nhi m môi tr
c môi tr
nh h

i s ng sinh ho t

ng

ng r t l n

i v n c n ph i s d ng nó . Vi c
nv n

môi tr

ng nó không ch

ng mà còn gây suy thoái tài nguyên và d n

n các s

ng n u không khai thác m t cách h p lý , vi c khai thác không ch
n môi tr

ng trong khi khai thác mà nó còn nh h

sau khi ã khai thác ó chính là nh ng kh i l
thác . N u nh ng kh i

t á này không

gây ô nhi m và suy thoái môi tr

ng

ng lâu dài

t á kh ng l sau khai

c s lý nó s ti m n các nguy c

ng .

Theo nghiên c u, có ít nh t 400 loài thu c 45 h th c v t có kh n ng
h p th , tích l y kim lo i cao g p hàng tr m l n so v i các loài th c v t khác.
Và th c v t sau khi h p thu kim lo i n ng s

c thu ho ch và x lý nh x

lý ch t th i nguy h i.Trong ó c linh l ng là m t lo i c có kh n ng tích l y


2

kim lo i n ng cao và ang

c nghiên c u ng d ng x lý

lo i n ng t i r t nhi u n i trên th gi i c ng nh
Xu t phát t nh ng v n

Giám Hi u nhà tr

t nhi m kim

Vi t Nam.

th c ch t trên

ng, ban ch nhi m khoa Môi Tr

c s

ng ý c a Ban

ng , d

is h

ng d n

tr c ti p c a cô giáo ThS. Tr n Th Ph em ã ti n hành th c hi n

tài

“Nghiên c u ng d ng s d ng c linh l ng (Medicago sativa) trong x lý

t

ô nhi m sau khai thác khoáng s n t i vùng m chì (Pb) – k m (Zn) Tú L ,
huy n V n Ch n, t nh Yên Bái.”

1.2. M c ích nghiên c u
Th c hi n

tài này

ánh giá kh n ng x lý

t b ô nhi m KLN

(Zn, Pb, Cd, As) c a cây c linh l ng.
1.3. M c tiêu c a

tài

ánh giá hi n tr ng ô nhi m kim lo i n ng trong

t t i vùng m chì –

k m Tú L , huy n V n Ch n, t nh Yên Bái.
ánh giá kh n ng h p th , tích l y KLN c a c linh l ng; kh n ng
ch ng ch u, s ng sót sau khi h p thu và nh h
ng d ng

a vào th c ti n x lý tri t

ng t i vùng
vùng

t tr ng.

t ô nhi m sau khai

thác khoáng s n trên di n r ng c a c linh l ng. Làm t ng di n tích

t canh

tác sau khi x lý.
1.4. Ý ngh a c a

tài

- Ý ngh a trong h c t p và nghiên c u khoa h c
+ Nâng cao ki n th c k n ng và rút ra kinh nghi m th c t ph c v cho
công tác nghiên c u sau này.
+ V n d ng và phát huy ki n th c ó vào th c t
+ Là c h i

ng d ng nh ng ki n th c ã h c

i v i sinh viên vào

th c ti n qua ó sinh viên có kh n ng phát tri n sâu h n r ng h n
l nh v c trong cu c s ng.

i v i các


3

-Ý ngh a th c ti n

ánh giá kh n ng tích l y KLN trong thân, r và lá c a c linh l ng.
ánh giá ch t l

ng môi tr

ng

t sau khi s d ng c linh l ng.


4

Ph n 2
T NG QUAN TÀI LI U

2.1. C s khoa h c
2.1.1. C s lý lu n
* Khái ni m v kim lo i n ng.
Kim lo i n ng là thu t ng dùng

ch nh ng kim lo i có t tr ng l n

h n 4 ho c 5. Chúng bao g m: Pb (d=11,34), Cd (d=8,60), Ag (d=10,50), Bi
(d=9,80), Co (d=8,90), Cu (d=8,96), Cr (d=7,10), Fe (d=7,87), Hg (d=13,52),
Mn (d=7,44), Ni (d=8,90), Zn (d=7,10),... Ngoài ra các á kim nh As, Se c ng
c xem nh các KLN ((Bjerrgard M. H., Depledge J. M., 1991).
* Khái ni m v ô nhi m KLN trong
- Ô nhi m KLN trong
ng l i trong

t: Có m t s h p ch t KLN b th

t, song có m t s h p ch t có th hoà tan d

nhi u y u t khác nhau, nh t là do
t o i u ki n

t.

chua c a

t, c a n

i tác

ng c a

c m a.

i u này

các KLN có th phát tán r ng vào ngu n n

m t và gây ô nhi m

c ng m, n

- Sinh v t ch th môi tr

ng

nhi m KLN a s th c v t sinh tr

ng

t b ô nhi m KLN.

t b ô nhi m kim lo i n ng: Khi
ng và d n

ng ó, ng

i ta ã phân ra

ng, phát

c 2 nhóm th c v t ch th

t, ó là nhóm siêu ch ng ch u và siêu h p th .

* H u qu c a ô nhi m môi tr
t ô nhi m gây tác

tb ô

n ch t. Tuy nhiên, c ng có

m t s loài th c v t l i không b ch t, th m chí có loài còn sinh tr

ô nhi m KLN trong

c

t. [8].

* Khái ni m v sinh v t ch th môi tr

tri n t t. T hi n t

ng và

ng

ng

t do KLN.

n s c kh e con ng

tr c ti p (qua da) ho c qua con

i qua con

ng n u ng (ch t

ng ti p xúc

c chuy n vào t bào

rau qu , khi n u ng không r a tay ho c rau qu s ch s …). S tích t các

5

ch t

c h i, các KLN trong

t s làm t ng kh n ng h p th các nguyên t

có h i trong cây tr ng, v t nuôi và gián ti p gây nh h
con ng

i hay làm thay

ng x u t i s c kh e

i c u trúc t bào gây ra nhi u b nh di truy n, b nh

v máu, b nh ung th … (Nguy n Ng c Nông, 2007) [11].
2.1.2. C s th c ti n
2.1.2.1. Ngu n gây ô nhi m KLN trong

t

Có 2 ngu n ô nhi m KLN chính là t nhiên và nhân t o:
a. Ngu n t nhiên.
* Quá trình phong hóa á.
Ngu n này ph thu c nhi u vào á m , hàm l
m là ngu n cung c p

u tiên các nguyên t khoáng và có vai trò quan tr ng

trong vi c tích l y các KLN trong

t. Trong nh ng i u ki n xác

thu c vào các lo i á m khác nhau mà các
l

ng t o ra không l n. á

t

nh, ph

c hình thành có ch a hàm

ng các KLN khác nhau (b ng 2.1).
B ng 2.1: Hàm l

ng c a các kim lo i i n hình trong các lo i á
n v : ( g/g)

Nguyên t

á macma

á tr m tích

Siêu baz

Baz

Granít

Cr

2000-2980

200

4

Mn

1040-1300

1500-2200

Co

110-150

Ni

á vôi

Sa th ch

Phi n sét

10-11

35

90-100

400-500

620-1100

4-60

850

35-50

1

0,1-4

0,3

19-20

2000

150

0,5

7-12

2-9

68-70

Cu

10-42

90-100

10-13

5,5-15

30

39-50

Zn

50-58

100

40-52

20-25

16-30

100-120

Cd

0,12

0,13-0,2

0,09-0,2

0,028-0,1

0,05

0,2

Sn

0,5

1-1,5

3-3,5

0,5-4

0,5

4-6

Hg

0,004

0,01-0,08

0,08

0,05-0,16

0,03-0,29

0,18-0,5

Pb

0,1-14

3-5

20-24

5,7-7

8-10

20-23

Ngu n: Levison, 1974 [20]


6

Th

ng thì, hàm l

v i trong á tr m tích,
trong

ng c a các kim lo i trong á macma nhi u h n so
c tính ngu n t nhiên c a các kim lo i vi l

ng

t thì có 95% thu c á macma và á bi n ch t, 5% còn l i thu c á

tr m tích. Trong á tr m tích thì ngu n c a các kim lo i 80% là trong á
phi n sét, 15% trong á sa th ch và 5% trong á vôi.
b. Ngu n nhân t o
Ngoài ngu n t quá trình phong hoá á, có nhi u ngu n t các ho t
ng nhân sinh
các ho t

a kim lo i vào

ng công nghi p, l ng

nghi p, ch t th i

a vào

t. Bao g m: Khai khoáng và luy n kim,
ng t khí quy n, ho t

ng s n xu t nông

t.

- Khai khoáng và luy n kim:
ây là ngu n mà hàm l
tt

ng

ng kim lo i n ng

i l n. Hi n này các ho t

c

a vào môi tr

ng này không ng ng gia t ng, d n

ng

n

s phát th i c a kim lo i n ng trên toàn c u. Quá trình ào, v n chuy n và rác
th i không

c x lí làm phân tán kim lo i n ng do các khoáng b phong

hoá, r a trôi do n

c, gió là ngu n phát th i ra: As, Cd, Hg, Pb. Quá trình tinh

ch , luy n kim phát th i ra As, Cd, Hg, Pb, Sb, Se. Ngành công nghi p s t,
thép phát th i ra Cu, Ni, Pb.
Các ho t

ng khai m th i ra m t l

và góp ph n gây ô nhi m cho
m i khai tr

ng th

vàng c th

ng có

l

ng có

t. Môi tr

i t ng

ây th

c l i các m khai thác
ng

t th p và hàm

ng là ngu n gây ô nhi m môi tr

t sâu.

c

t t i các m khai thác vàng

axit m nh (pH:2,5-3,5); dinh d

c ph n trên b m t và d
ng KLN v

ng

ki m cao (pH: 8-9), ng

ng KLN r t cao. Ch t th i

hàm l

ng l n các KLN vào dòng n

ng,

Úc, ch t th i t các m vàng ch a

t tiêu chu n cho phép r t nhi u l n


7

B ng 2.2. Hàm l

ng KLN trong ch t th i

c a m t s m vàng i n hình t i Úc
Hàm l

KLN

ng KLN t ng s
(mg/kg)

As

1120

Cu

156

Pb

353

Zn

283
(Ngu n: AZN, 1992)

- Các ho t

ng s n xu t công nghi p

Hi n này c ng không ng ng gia t ng do s phát tri n c a các ngành
công nghi p : Nh a (Co, Cr, Cd, Hg), D t (Zn, Al, Z, Ti, Sn), Vi i n t (Cu,
Ni, Cd, Zn, Sb), Ch bi n g (Cu, Cr, As), Tinh ch (Pb, Ni, Cr).
- Ngu n l ng

ng t khí quy n

Bao g m nhi u ngu n khác nhau phát th i ra và l l ng trong không
khí. M t s ngu n nh : Ho t

ng ô th (Cd, Cu, Pb, Sn, Hg, V), luy n kim

(As, Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Sb, Tl, Zn), khí th i t
Br và Cl), V),

con

t nhiên li u hoá th ch (As, Pb, Sb, Se, U, V, Zn, Cd). Có 2

ng xâm nh p vào

t là l ng

ng khô và l ng

ng khô, còn có kích th

lo i có kích th

c l n th

ng l ng

chuy n xa và th

ng l ng

ng

- Ho t

ng c xe (Mo, Pb (v i

t (hoà tan trong n

ng

t. Các b i kim
c nh thì di

c m a).

ng s n xu t nông nghi p

Phân bón (As, Cd, Mn, U, V và Zn trong phân ph t phát), phân xanh
(As và Cu trong phân c a l n và gia c m, Mn và Zn trong phân xanh s d ng
c a các trang tr i), vôi (As, Pb), Thu c b o v th c v t (Cu, Mn, và Zn trong
thu c di t n m, As, Pb s d ng cho cây n qu ), N
n mòn kim lo i các công c (Fe, Pb, Zn).

ct

i (Cd, Pb, Se), s


8

Hàm l
KLN

ng KLN trong các lo i phân bón khá cao. S l
c

a vào

t t s n xu t nông nghi p

ng và hàm l

ng các

c th ng kê trong b ng 2.1.

B ng 2.3. Hàm l

ng các KLN trong ngu n phân bón nông nghi p (ppm)

Kim

Phân

Phân

lo i

Photpho

Nit

As

<1-1200

2-120

Bi

-

Cd

á vôi

Bùn c ng

Phân

N

c

TBV

th i

chu ng

t

i

TV

0,1-24

2-30

<1-25

<10

3-30

-

-

<1-100

-

-

-

0,1-190

<0,1-9

<0,05-0,1

2-3000

<0,01-0,8 <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

-

-

-

Ngu n: Lê V n Khoa (2004)[8]
* S tích lu kim lo i n ng vào
Trong nh ng th p k g n ây v n
c p t i, ã th ng kê
than,

t t khu công nghi p
ô nhi m kim lo i n ng ã

c

c nh ng ngu n chính gây ô nhi m kim lo i n ng nh

t d u trong các nhà máy i n công nghi p, công ngh khai khoáng

luy n kim en, các nhà máy s n xu t phân và xi m ng, khí x c a

ng c

t

trong. Nh v y ngu n gây ô nhi m kim lo i n ng chính là do công nhi p và
giao thông. Nguy c ô nhi m kim lo i n ng

Vi t Nam r t áng chú ý vì t c

công nghi p hoá t ng nhanh trong lúc qui ho ch ô th ch a n

nh, các

khu công nghi p xen k v i các khu dân c và vùng s n xu t nông nghi p gây
ô nhi m môi tr

ng

t, n

c và chuy n hoá vào cây tr ng, nh h

ng t i

s c kho con ng

i. Qua nhi u k t qu nghiên c u cho th y công nghi p g m

gây ô nhi m Bari, cadmium, mangan…, công nghi p s n xu t s n b t màu
gây ô nhi m Cd, Pb, Zn và thu c tr sâu gây ô nhi m Cd, As, Cu,…


9

2.1.2.2. Tính

c c a m t s lo i kim lo i n ng

Tính

c c a KLN ã

c kh ng

ch i

ng và s c kho c a con ng

chúng

u

không

c c a kim lo i n ng không ch ph thu c vào b n thân kim lo i mà

nó còn liên quan

n môi tr

nh t lâu nh ng không ph i t t c

n hàm l

ng trong

t, trong n

i.

c và

c và các y u t hoá h c,

v t lý c ng nh sinh v t. M t s các kim lo i nh Pb; Cd; Hg... khi

cc

th h p thu chúng s làm m t ho t tính c a nhi u enzim, gây nên m t s c n
b nh nh thi u máu, s ng kh p....Trong t nhiên kim lo i n ng th
d ng t do, khi

d ng t do thì

k t, ví d khi Cu t n t i
5 l n khi

a) Tính
-

c tính c a nó y u h n so v i d ng liên

d ng h n h p Cu - Zn thì

d ng t do. Tính

c tính c a nó t ng g p

c c a m t s kim lo i n ng.[8]

c c a Arsenic (As)

i v i cây tr ng: Arsenic

c nhi u ng i bi t

n do tính

s h p ch t có trong nó. S h p th As c a nhi u cây tr ng trên
quá l n, th m chí
l

ng t n t i

t tr ng t

ng

i nhi u As, cây tr ng th

cc am t
t li n không

ng không có ch a

ng As gây nguy hi m. As khác h n v i m t s kim lo i n ng bình th

s các h p ch t As h u c ít
n
khi

c th

c h n các As vô c . L ng As trong các cây có th

ng r t ít. S có m t c a As trong

c t As t ng lên khi n

t nh h

ng

n s thay

t tr ng tr nên chua h n, n ng

t ng t s chuy n

ng trong n c hay làm

ch t lá cây, h t gi ng thì ng ng phát tri n. Cây
Fabaceae r t nh y c m
-

i v i con ng

th c v t, rau c i thì s
ng

c. Nhi m

iv i

c nh h ng t As

i màu c a lá kéo theo s
u và nh ng cây h

u

c t As.

i: Khi l
nh h

i pH,

pH < 5 khi có s

k t h p gi a các lo i nguyên t khác nhau nh Fe, Al. Ch t
làm gi m

ng vì a

ng

ng

c t As v

t quá ng

n s c kho con ng

ng, nh t là trong

i, nhi u h n s gây

c As trong th i gian dài làm t ng nguy c gây ung th bàng

quang, th n, gan và ph i. As còn gây ra nh ng ch ng b nh tim m ch nh cao


10

huy t áp, t ng nh p tim và các v n

th n kinh.

c bi t, khi u ng n

c có

nhi m As cao trong th i gian dài s gây h i ch ng en da và ung th da. [8]
b) Tính

c c a Chì (Pb)

Chì là nguyên t màu xám xanh, r t m m, có th c t b ng dao. Hàm l
t là 10 - 20mg/kg, trong n c bi n là 0,03g/m3. Hàm l

chì trong v trái

có trong các á kho ng vài mg/kg, trong
Chì

c coi là nguyên t

gi m ho t

c

t chì dao

ng t vài

ng

ng chì

n 200 mg /kg.

i v i h u h t các sinh v t. S có m t c a chì làm

ng c a vi sinh v t

t, gây r i lo n quá trình tu n hoàn nit ,.. [5].

Là nguyên t KLN có kh n ng linh

ng kém có th i gian bán h y

trong

t t 800-6000 n m. Theo th ng kê c a nhi u tác gi hàm l

trong

t trung bình t 15-25 ppm.

trong

t, Pb th

ng n m

ng chì

d ng ph c

ch t b n v i các anion (CO2, Cl, SO3, PO4). Trong môi tr

ng trung tính ho c

ki m, Pb t o thành PbCO3 ho c Pb3(PO4)2 ít làm nh h

ng

S t ng

chua có th làm t ng

hòa tan c a Pb và gi m

t ng s tích l y c a chì do k t t a. Chì b h p ph trao
(<5%) hàm l

ng Pb có trong

t. Trong

n cây tr ng.
chua th

ng

i chi m t l nh

t chì có

c tính cao, h n ch ho t

ng c a các vi sinh v t và t n t i khá b n c ng d

i d ng ph c h v i các

ch t h u c . Kh n ng h p ph c a chì t ng d n
k t t a Pb(OH)2, s hòa tan c a Pb trong
trong

n pH mà t i ó hình thành

t t ng lên do quá trình axit hóa

t chua.[5]
c) Tính
-

c c a Cadmium (Cd)

i v i cây tr ng: Rau di p, c n tây, c c i, c i b p có xu h

lu Cd khá cao, trong khi ó c khoai tây, b p,
m ts l

u tròn,

u dài

ng Cd nhi u nh t trong các lo i th c ph m, lá cà chua

ng tích
c tích lu
c tìm

th y tích lu Cd kho ng 70 l n so v i lá cà r t trong cùng bi n pháp tr ng tr t
gi ng nhau. Trong các cây, Cd t p trung cao trong các r cây h n các b ph n
khác

các loài y n m ch,

u nành, c , h t b p, cà chua, nh ng các loài này


11

s không phát tri n

c khi tích lu Cd

cà r t, cây thu c lá, khoai tây, Cd
u nành, 2% Cd

r cây. Tuy nhiên, trong rau di p,

c ch a nhi u nh t trong lá. Trong cây

c tích lu hi n di n trong lá và 8%

các ch i. Cd trong

mô cây th c ph m là m t y u t quan tr ng trong vi c gi i quy t s tích lu
ch t Cd trong c th con ng

i. S t p trung Cd trong mô th c v t có th gây

ra thông tin sai l ch c a qu n th .[15]
-

i v i con ng

i: Cd trong môi tr

nhi u nh ng nguy h i chính
mãn tính c a nó
n u t p trung
con

ng th

i v i s c kho con ng

trong th n.

ng không

c h i

i t Cd là s tích t

ây, nó có th gây ra r i lo n ch c n ng

trong th n lên trên 200mg/kg tr ng l

ng t

i. Th c n là

ng chính mà Cd i vào c th , nh ng vi c hút thu c lá c ng là

ngu n ô nhi m kim lo i n ng, nh ng ng
th l

i hút thu c lá có th th m vào c

ng Cd d th a t 20 - 35µg Cd/ngày. Cd ã

protein mà th

ng

c tìm th y trong

trong các kh i c a c th và nh ng protein này có th

tìm th y trong n m,

u nành, lúa mì, c i b p và các lo i th c v t khác. Cd

là m t kim lo i n ng có h i, vào c th qua th c ph m và n
dàng chuy n t

t lên rau xanh và bám ch t

c u ng, Cd d

ó. Khi xâm nh p vào c

th Cd s phá hu th n. Nhi u công trình nghiên c u cho th y Cd gây
ch ng b nh loãng x
khi n vi c c
cho ng

ng, n t x

ng, s hi n di n c a Cd trong c th s

nh Ca tr nên khó kh n. Nh ng t n th

i b nhi m

c au

n

vùng x

ng v x

ng ch u và hai chân. Ngoài ra,

t l ung th ti n li t tuy n và ung th ph i c ng khá l n
th

ng xuyên ti p xúc v i ch t
e) Tính
-

nhóm ng

i

c này.[18]

c c a K m (Zn)

i v i cây tr ng: S d th a Zn c ng gây

Zn tích t trong

ng làm

c

i v i cây tr ng khi

t quá cao. D th a Zn c ng gây ra b nh m t di p l c. S

tích t Zn trong cây qu nhi u c ng gây m t s m i liên h

n m cd


12

l

ng Zn trong c th ng

môi tr

ng mà
-

i và góp ph n phát tri n thêm s tích t Zn trong

c bi t là môi tr

i v i con ng

ng

t.[15], [18]

i: Zn là dinh d

ng thi t y u và nó s gây ra các

ch ng b nh n u thi u h t c ng nh d th a. Trong c th con ng
th

i, Zn

ng tích t ch y u là trong gan, là b ph n tích t chính c a các

nguyên t vi l

ng trong c th , kho ng 2g Zn

Trong máu, 2/3 Zn

c k t n i v i Albumin và h u h t các ph n còn l i

c t o ph c ch t v i
t bi n, gây ng

c th n l c m i ngày.

-macroglobin. Zn còn có kh n ng gây ung th

c h th n kinh, s nh y c m, s sinh s n, gây

c

n

h mi n nhi m. S thi u h t Zn trong c th gây ra các tri u ch ng nh
b nh li t d

ng, teo tinh hoàn, mù màu, viêm da, b nh v gan và m t s

tri u ch ng khác.[18]
2.1.3. M t s ph
2.1.3.1. Ph

ng pháp truy n th ng x lý

ng pháp ào và chuy n ch (Dig and Haul):

ào và chuy n ch là ph
nh m di chuy n các ch t
V i ph
nhi m mà

C

ch i

ng pháp x lý chuy n ch (ex-situ)

n gi n ch là ào lên và chuy n

ng pháp c
nh ho c cô

ho c chuy n ch . Ph
c thêm vào

tô

t ô nhi m i ch khác v i hy

nh ng n i c n thi t.
nh ho c cô

c (Stabilization/Solidification)

c ch t ô nhi m có th là ph
ng pháp này liên quan

ng pháp x lý t i ch

n h n h p các ch t

c tr ng
t ô nhi m

ng và hoà tan c a các ch t ô nhi m.

Các tác nhân liên k t

(cement) ho c rác

c lo i b kh i

t, ho c là các thu c th , các ch t ph n ng v i

làm gi m tính linh

t

n m t n i khác an toàn h n.

ng pháp này, các ch t ô nhi m không

v ng là không b ô nhi m
2.1.3.2. Ph

t ô nhi m kim lo i n ng

c s d ng bao g m tro (fly-ash), xi m ng

t (kiln dust). M c dù quá trình này ã

c ch ng minh

là hi u qu v i ch t ô nhi m là kim lo i n ng nh ng l i có kh n ng là tác


13

nhân liên k t ho c thay
x lý

i pH

t. Ph

c ch t ô nhi m t ma tr n

ch t ô nhi m l i trong môi tr
2.1.3.3. Ph
Ph
d ng

ng

ng pháp c

nh ho c cô

c không

t (soil matrix) nh ng nó có th nén các
t.

ng pháp thu tinh hoá (Vitrification)
ng pháp thu tinh hoá là quá trình x lý b i nhi t, có th

x lý

t t i ch hay chuy n ch .

nhi m thành d ng thu tinh c
i v i ph

ây là quá trình chuy n ch t ô

nh (Stable glassy form).

ng pháp này, cho dòng i n ch y qua m t dãy i n c c

than chì, làm nóng ch y

t

nhi t

r t cao (1500 - 20000C). Thu tinh b n

c hình thành, k t h p ch t ch và c
M tn p

cs

y khí th i

cn p

nh kim lo i khi

t

t trên vùng x lý. N p này

thu nh n và x lý các khí th i (các kim lo i bay h i)

c làm l nh.
c s d ng

c th i ra trong su t

quá tình x lý.
Hi n nay ph

ng pháp này

c s d ng khá r ng rãi nh ng ch

c

áp d ng trên di n tích nh , chi phí giá thành cao, yêu c u k thu t hi n
nên ng

i ta c n tìm ki m nh ng ph

h n, thân thi n h n v i môi tr
2.1.3.4. Ph
R a

ng pháp r a

ng pháp khác có hi u qu kinh t cao

ng.

t (Soil washing)

t là công ngh

technology), có th

i

x

c s d ng

d a vào c ch hút và tách v t lý

lý

t chuy n v (ex-Situ treatment

x lý

t ô nhi m KLN. Quá trình này

lo i b ch t ô nhi m ra kh i

t. Quá

trình v t lý lo i b nh ng h t kim lo i có kích th

c l n và v n chuy n các

ch t ô nhi m vào pha l ng. Dung d ch làm s ch

t có th trung tính ho c

ch a các y u t ho t tính b m t. Các ch t th
làm s ch
l

ng dùng trong các dung d ch

t là HCl, EDTA, HNO3 và CaCl2. Quá trình này s làm gi m hàm

ng kim lo i trong

và ti p t c x lý.

t và t o ra m t d ch l ng v i hàm l

ng kim lo i cao


14

nh ng n i có nhi u ch t ô nhi m h n h p, ph
kh n vì khó xác

ng pháp này s g p khó

nh dung d ch r a thích h p. H n n a

v i nhi u ph c ch t khác nhau thì s d ng ph

iv i

ng pháp này s r t t n kém.

2.2. T ng quan v công ngh x lý ô nhi m KLN trong
trên th gi i và

t ô nhi m

t b ng th c v t

Vi t Nam

2.2.1. Tình hình nghiên c u
2.2.1.1. Trên th gi i
Ho t

ng khai thác khoáng s n ã phát tri n m nh t th p k tr

nhi u qu c gia giàu tài nguyên nh
Indonesia, Phillipines, Trung Qu c,

c

Nga, M , Australia, Campuchia,

n

,… nh m áp ng nhu c u ngày

càng t ng nguyên li u khoáng s n trên th gi i nh qu ng s t, chì, k m, thi c,
than á,

ng và các lo i khoáng s n khác,… Ngành khai thác khoáng s n là

ngành s d ng di n tích

t r t l n, m t khác a s các m

un md

nh ng cánh r ng và thu v c có ch c n ng t o sinh k cho ng
ng khai thác khoáng s n d n
tài nguyên n

n suy thoái tài nguyên

c,… là r t l n. T ch c B o v môi tr

Thu S và Vi n Blacksmith c a M
10 nguyên nhân ô nhi m môi tr

ng Green Cross c a

ã công b k t qu nghiên c u và

a ra

ng gây tác h i nghiêm tr ng nh t trên th
ng

t có liên

n khai khoáng.
Khai thác vàng th công: V i ph

ng ti n

vàng tr n l n v i thu ngân, h n h p này s
h i, ch t còn l i là vàng. H u qu , ng
thu ngân gây ô nhi m, môi tr
t

i dân. Ho t

t, tài nguyên r ng,

gi i, trong ó có 2 nguyên nhân gây ô nhi m thoái hoá môi tr
quan

i

ng

tt

n gi n nh t nh qu ng

c nung ch y, thu ngân b c

i khai thác hít khí

c, còn ch t th i

ó tích t trong cây c i,

ng v t và

ó lan sang chu i th c ph m.
Khai khoáng công nghi p: khó kh n l n nh t là x lý ch t th i d

d ng

t á và bùn. Ch t th i này có th có các hoá ch t

c h i mà ng

i
i ta


15

s d ng

tách qu ng

t á. Ch t th i

các m th

ng có các h p ch t

sulfide – kim lo i, chúng có th t o thành axit, v i kh i l
th gây h i

iv i

ng ru ng và ngu n n

ng l n chúng có

c xung quanh. Bùn t các khu

m ch y ra sông su i có th gây ùn t c dòng ch y t

ó gây l l t.

Nghiên c u cho th y, các loài th c v t khác nhau có kh n ng h p thu
KLN khác nhau. Cây Thlaspi caerulescens sinh tr
b h n 8mg Cd/kg
trong

t và 200mg Zn/kg

tt

ng trong 391 ngày ã lo i

ng ng v i 43% Cd và 7% Zn

t b ô nhi m. Theo Diels L và c ng s (1999) [22], loài d

ng x

Pteris vittata L.có kh n ng tích lu 14.500 ppm As mà ch a có tri u ch ng
t n th

ng. Loài này sinh tr

ng nhanh, có s c ch ng ch u cao v i As trong

t (As > 1.500 pppm) và ch b

c

n ng

22.630 ppm qua 6 tu n. Theo

các nhà khoa h c M , Pteris vittata L. Có th ch a t i 22 g As/kg lá. H c ng
ã ch ng minh r ng trong vòng 24 gi , loài d
n

c t 200µg/l xu ng g n 100 l n.

ng x này gi m m c As trong


16

B ng 2.4. M t s loài th c v t có kh n ng tích lu kim lo i n ng cao [21]
N ng
Tên loài

kim lo i tích

lu trong thân ( g/g
tr ng l

Arabidopsis halleri

Tác gi và n m công b

ng khô)

13.600 Zn

Ernst, 1968

Thlaspi caerulescens

10.300 Zn

Ernst, 1982

Thlaspi caerulescens

12.000 Cd

Mádico et al, 1992

Thlaspi rotundifolium

8.200 Pb

Reeves & Brooks, 1983

Minuartia verna

11.000 Pb

Ernst, 1974

Thlaspi geosingense

12.000 Ni

Reeves & Brooks, 1983

Alyssum bertholonii

13.400 Ni

Brooks & Radford, 1978

Alyssum pintodasilvae

9.000 Ni

Brooks & Radford, 1978

Berkheya codii

11.600 Ni

Brooks, 1998

Psychotria douarrei

47.500 Ni

Baker et al., 1985

Miconia lutescens

6.800 Al

Bech et al., 1997

(Cardaminopsis halleri)

Melastoma malabathricum 10.000 Al

Watanabe et al., 1998

Ngu n: Barcelo’ J., and Poschenrieder C., 2003

G n ây các nhà khoa h c Trung Qu c ã b t
th nghi m

u tiên trên th gi i là tr ng

Theo Chen Toongbin thu c Vi n khoa h c
c ti n hành t i ba
M i

a i m

u ti n hành m t d án

thu gom As

c h i trong

a lý và Tài nguyên thì d án trên

t nh H Nam, Tri t Giang và Qu ng

a i m th nghi m có di n tích 1 ha

t.

ông.

c tr ng 30 t n h t Pteris vittata


17

L., m t lo i d

ng x có th h p thu

c 10% As t

t trong vòng 1 n m.

Các nhà khoa h c Trung Qu c ã d n d n hoàn thi n k thu t tr ng cây
d

ng x (Pteris vittata L.) và vetiver

trong

t nh th ch tín,

quy t c b n v n

“hút” các nguyên t kim lo i n ng

ng, k m... V i k thu t này, h hi v ng có th gi i

ô nhi m KLN

vùng h du c a Trung Qu c do quá trình

khai khoáng gây nên (Shu W. S và cs, 2002). [28]
2.2.1.2.

Vi t Nam

Vi t Nam có ngu n tài nguyên khoáng s n phong phú và a d ng. Cho
n nay, chúng ta ã xác

nh

c h n 5000 i m qu ng v i trên 60 lo i

khoáng s n có ích v i quy mô tr l

ng khác nhau. Ti m n ng phát tri n c a

ngành khai thác khoáng s n kim lo i c a Vi t Nam là r t to l n, m ra nhi u
c h i phát tri n cho các ngành công nghi p có liên quan c ng nh t o công
n vi c làm cho m t l c l

ng lao

ng áng k

khai thác khoáng s n mà ph n l n n m

các vùng có các ho t

ng

vùng nông thôn, mi n núi, vùng sâu

vùng xa.
Tuy nhiên i ôi v i s phát tri n c a ngành công nghi p khai thác và
ch bi n khoáng s n nh ng thách th c v v n

môi tr

ng c ng tr nên

nghiêm tr ng và c p bách h n. Cùng v i s phát tri n c a ngành khai thác
khoáng s n là s gia t ng t t y u c a các tác
v m

ng môi tr

ng trong ó có

n i c m là làm hoang hoá và thoái hoá m t di n tích l n dân c ,

nông nghi p,

t lâm nghi p và

t

t h u ích nói chung.

Theo tác gi Tr n Minh Huân thu c H i Khoa h c và Công ngh M
Vi t Nam, (2011), T n m 1993
c 12.594 ha
thu d n s ch và

n n m 2006, công ty Alcoa ã khôi ph c

Tây Úc và thu d n 15.222 ha khác. Khu v c này ã

c

c khôi ph c b ng cách s d ng nh ng k thu t khôi ph c

m i, bao g m chuy n

i tr c ti p l p

tr l i c a th c v t b n

a.

tb m t

kích thích s n y m m


18

- Nghiên c u và l a ch n m t s loài th c v t có kh n ng h p thu các
KLN (Cr, Cu, Zn) trong bùn n o vét kênh Tân Hóa - Lò G m c a

ng Th

Minh H u, Hoàng Th Thanh Th y, ào Phú Qu c (2008) cho th y c Voi và
cây B p có kh n ng h p thu khá t t KLN. Các kim lo i n ng có xu h

ng

tích l y trong r , cao h n 5.1÷130 l n trong thân C Voi và B p.
-

tài c p Nhà n

c it o

c KC08.04/06-10 “Nghiên c u s d ng th c v t

t b ô nhi m kim lo i n ng t i các vùng khai thác khoáng s n” do

giáo s

ng

ình Kim ch nhi m.

ánh giá ô nhi m môi tr
c tr ng

ng

tài có n i dung i u tra, kh o sát và

t và h th c v t

vùng ã và ang khai thác

t nh Thái Nguyên. K t qu ch n

Ventiver và c màn tr u dùng

c các lo i cây d

ng x , c

x lý ô nhi m Zn và Pb khá kh quan.

- G n ây, các nhà khoa h c Vi t Nam ã phát hi n ra m t lo i cây d i
có tên là th m i th

ng m c hoang d i

Vi t Nam c ng có kh n ng

bi t ó. Loài cây này có kh n ng h p th KLN g p 100 l n bình th
sinh tr

c

ng và

ng r t nhanh. Kh n ng h p th KLN c a th m i tuy ch a b ng các

loài dây leo, nh ng bù l i chúng l n r t nhanh, r t r tr ng và ch m sóc.
Chúng có th h p th chì trung bình cao g p 500-1.000 l n, th m chí còn lên
t i 5.000 l n so v i cây

i ch ng mà không b

nh h

ng. Chúng

c xem

là loài siêu h p th v i KLN là chì và cadimium.
2.2.2. Các y u t môi tr

ng nh h

ng

n quá trình h p ph KLN c a

th c v t
Kh n ng linh
b i các

ng và ti p xúc sinh h c c a KLN ch u nh h

c tính lý hóa c a môi tr

ch t h u c , CEC và n ng
ph n c gi i nh ,

ng

KLN trong

t nh : PH, hàm l
t. Thông th

ng l n

ng khoáng sét,

ng PH th p, thành

mùn th p, th c v t hút KLN m nh [32].

phát tri n hi u qu công ngh th c v t x lý ô nhi m, các
c a th c v t và các y u t c a môi tr

ng

tc n

c tính

c kh o sát, ánh giá k