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 THÁ I NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NÔNG VĂN LINH

ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM MÔI TRƯỜNG 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
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NÔNG VĂN LINH

ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM MÔI TRƯỜNG 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
Người hướng dẫn khoa học: TS. LƯƠNG THỊ THÚY VÂN

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 chư a được
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

NGƯỜI HƯỚNG DẪN

BAN CHỦ NHIỆM KHOA SINH - KTNN

TS. LƯƠNG 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 Trường Đại học sư phạm – Đại
học Thái Nguyên, tôi đã nhận được sự ủng hộ giúp đỡ của các thầy cô giáo,
các đồng nghiệp, bạn bè và gia đình.
Trước tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến TS. Lương Thị
Thúy Vân – cô là người đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức và kinh
nghiệm quý báu để tôi có thể hoàn thành được luận văn này.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến các thầy cô giáo khoa Sinh –
KTNN trường Đại học sư phạm, phòng sau đại học – Trường Đại học sư
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 trường.
Tôi cũng xin chân trọng cảm ơn ban quản lý phòng thí nghiệm của
khoa Tài nguyên môi trường,trường 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


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
Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................ 4
1.1. Thực trạng ô nhiễm môi trường đất do hoạt động khai thác khoáng
sản

trên

thế

giới

....................................................................................................... 4
1.2. Thực trạng ô nhiễm môi trường đất do hoạt động khai thác khoáng sản
ở
Việt Nam ........................................................................................................... 7
1.3. Cải tạo và phục hồi môi trường 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. Phương 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. Ưu điểm và hạn chế của công nghệ thực vật xử lý KLN trong đất ...... 22
Chương 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
.........................................................................................................................
24

2.1. Đối tượng, địa điểm nghiên cứu............................................................... 24
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................ 24
2.1.2. Địa điểm, thời gian nghiên cứu ............................................................. 24
2.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 24
2.3. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 24
2.3.1. Phương pháp lấy mẫu đất ...................................................................... 24
2.3.2. Phương pháp phân tích đất trong phòng thí nghiệm .............................
26
2.3.3. Xác định hệ số rủi ro (HSRR) và đường truyền ô nhiễm ..................... 30
2.3.4. Phương pháp bố trí thí nghiệm trong chậu............................................ 30
2.3.5. Phương pháp phân loại thực vật có khả năng hấp thụ kim loại nặng ... 31
2.3.6. Phương pháp đánh giá khả năng chống chịu của cây ........................... 31
Chương 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 trường đất ô nhiễm do quá trình khai thác thiếc tại xã Hà
Thượng, huyện Đại Từ, Thái Nguyên ............................................................. 37
4.4. Đặc điểm môi trường đất ô nhiễm tại khu vực khai thác thiếc xã Hà
Thượng, 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 lượng 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 Thượng, huyện Đại Từ, Thái Nguyên.................................. 49


5.5. Nghiên cứu những loài cây trồng làm cảnh có khả năng tch 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 ............................................................................................................


DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Hàm lượng kim loại nặng trong một số loại đất ở khu mỏ hoang
Songcheon .........................................................................................................
5
Bảng 1.2. Hàm lượng kim loại nặng trong chất thải của một số mỏ vàng điển
hình ở Úc ...........................................................................................................
6
Bảng 1.3. Tỷ lệ mẫu có hàm lượng As vượt 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 Thượng, huyện Đại Từ, Thái Nguyên ....................................................... 38
Bảng 4.2. Độ ẩm tương 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 Thượng, huyện Đại Từ, tỉnh Thái
Nguyên ............................................................................................................ 46
Bảng 4.6. Hàm lượng 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

5


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 Thượng, 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 trườn ............................................................................ 47
Hình 5.1: Sơ đồ nguồn phát sinh ô nhiễm và đường truyền rủi ro ................ 49
Hình 5.2. Khả năng sinh trưởng, phát triển của các giống hoa cúc sau 3 tuần
thí nghiệm ....................................................................................................... 56
Hình 5.3. Khả năng sinh trưởng, phát triển của các giống hoa cúc sau 6 tuần
trồng thí nghiệm .............................................................................................
56


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Việt Nam là một nước đang phát triển và vẫn đang trên con đường
công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước. Trong những năm gần đây, nhờ thực
hiện tốt các chủ trương đường lối, chính sách của Đảng và Nhà nước, nền kinh
tế nước 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 tếp, gián tếp tạo công ăn việc làm, mang lại
thu nhập ổn định, phục vụ đời sống sinh hoạt của nhân dân địa phương đồng
thời đóng góp một lượng lớn cho ngân sách quốc gia. Bên cạnh những mặt
tch cực đạt được, trong quá trình khai thác khoáng sản phục vụ cho lợi ích
của mình con người đã làm thay đổi môi trường xung quanh. Các hoạt động
khai thác than, quặng, phi quặng và vật liệu xây dựng, như: tến hành xây
dựng mỏ, khai thác thu hồi khoáng sản, đổ thải, thoát nước mỏ… đã làm phá
vỡ cân bằng điều kiện sinh thái được hình thành từ hang chục triệu năm, gây
ô nhiễm nặng nề đối với môi trường đất, hoạt động khai thác khoáng sản

cũng là nguyên nhân chính làm cho các vấn đề môi trường nói chung và môi
trường đất nói riêng ngày càng trở nên bức xúc ở nhiều địa phương trong
nước.
Trong những năm gần đây, người ta quan tâm rất nhiều về công nghệ
sử dụng thực vật để xử lý ô nhiễm môi trường đất, nước 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 như một công nghệ mang tnh chất
thương mại. Công nghệ thực vật không thể xem như một công nghệ xử lý tức
thời và phổ biến ở mọi nơi mà nó chỉ có thể sử dụng ở những môi trường đất
1


và nước ô nhiễm nhẹ, nơi mà thực vật có thể tồn tại được. Tuy nhiên, đây lại
là giải pháp xử lý đất một cách thân thiện với môi trường và bền vững.

2


Đối với môi trường 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 hướng đi bền
vững và hiệu quả đối với việc bảo vệ môi trường của các vùng đã, đang khai
thác – chế biến khoáng sản.
Mỏ thiếc tại xã Hà Thượng 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 phương, góp phần tạo ra thu nhập cho nhân dân.
Song chúng ta cũng không thể phủ nhận những tác động têu cực do
hoạt động khai thác khoáng sản của mỏ thiếc ảnh hưởng đến môi trường nói
chung và môi trường đất của địa phương nói riêng. Tại địa phương hiện nay,

nhiều diện tch đất trồng trọt bị bỏ hoang, nguồn nước bị ô nhiễm trầm trọng,
gây ảnh hưởng không nhỏ đến cuộc sống của nhân dân đặc biệt là những
người 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 người dân nơi đây.
Xuất phát từ những yêu cầu trên của địa phương và nguyện vọng của
bản thân cùng với sự nhất trí của khoa Sinh – KTNN, Trường Đại học Sư
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 trường đất do hoạt động khai
thác thiếc tại mỏ thiếc xã Hà Thượng, 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


khoáng sản nhằm tăng diện tch đất có chất lượng đảm bảo cho sản xuất
nông lâm nghiệp.
- Xác định được đặc điểm môi trường đất, đường 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 Thượng, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên.
2.2. Mục tiêu cụ thể
- Đánh giá đặc điểm ô nhiễm môi trường đất sau khai thác thiếc tại mỏ
thiếc xã Hà Thượng-huyện Đại Từ-tỉnh Thái Nguyên.
- Xác định khả năng sinh trưởng phát triển của loài hoa cúc trong môi
trường 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 như các bãi đất trống, ruộng, rẫy bỏ hoang
xung quanh khu vực mỏ đã khai thác khoáng sản.
.


Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Thực trạng ô nhiễm môi trường 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
trước ở nhiều quốc gia giàu tài nguyên như: Nga, Mỹ, Australia,Trung Quốc,
Ấn Độ. Tác động môi trường tiêu cực từ khai thác mỏ thường xảy ra ngay
trong chính bản thân quá trình khai thác và các hoạt động liên quan như dọn
mặt bằng mỏ, vận chuyển và chế biến quặng. Suy thoái rừng và ô nhiễm
nước do khai thác khoáng sản không chỉ tác động tới hệ sinh thái mà còn tác
động tới cuộc sống của người dân sống phụ thuộc vào nguồn tài nguyên này.
Quá trình khai khoáng gây ô nhiễm và suy thoái môi trường đất ở mức
độ nghiêm trọng là một thực tế đáng báo động. Các dạng ô nhiễm môi
trường tại những mỏ đã và đang khai thác rất đa dạng như ô nhiễm đất, nước
mặt, nước ngầm. Các tác nhân gây ô nhiễm là axit, kim loại nặng, cyanide, các
loại khí độc v.v… Hiện tượng suy giảm chất lượng nước mặt, nước ngầm ở
nhiều nơi do ô nhiễm kim loại nặng như Ni, Cr, Pb, As, Cu, Se, Hg, Cd… cần
phải sớm có giải pháp xử lý. Nhiều kim loại nặng rất độc đối với con người và
môi trường cho dù ở nồng độ rất thấp. Công đoạn nào của quá trình khai
thác khoáng sản cũng đều gây nên ô nhiễm kim loại vào đất, nước, 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 nước nhiều khu vực ở đây vẫn còn bị ô nhiễm
một số kim loại ở mức cao [20].


Bảng 1.1. Hàm lượng kim loại nặng trong một số loại đất
ở khu mỏ hoang Songcheon
Đơn vị: mg/ kg
Nguyên
tố

Bãi thải
quặng

Đất vùng núi

Đất trang trại

Đất bình
thường 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 lượng các
kim loại cao trong đất trang trại là do sự phát tán kim loại bởi gió, nước 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 trường đất tại các mỏ vàng mới khai thác thường có độ kiềm cao
(pH: 8 – 9), ngược lại ở các mỏ vàng cũ, thường có độ axit mạnh (pH: 2,5 3,5); dinh dưỡng trong đất thấp và hàm lượng kim loại nặng rất cao. Chất thải
ở đây thường là nguồn gây ô nhiễm môi trường, cả phần trên mặt đất và

phần dưới mặt đất. Ở Úc, chất thải từ các mỏ vàng chứa hàm lượng các kim
loại nặng vượt tiêu chuẩn cho phép rất nhiều lần [11].


Bảng 1.2. Hàm lượng kim loại nặng trong chất thải
của một số mỏ vàng điển hình ở Úc
Kim loại nặng

Hàm lượng 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 lượng 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 lượng As tương ứng là 127,7366,8;
87,5-1246,8 và 280,7-2331,6 mg/kg. Hàm lượng này cao hơn mức bình
thường 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 như 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 lượng 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 nước ở bang Minas
Gerais của Brazil bị ô nhiễm As. Các nghiên cứu cho thấy hàm lượng As
trong đất lớn hơn 100 mg/kg cao hơn tiêu chuẩn cho phép của FAO/WHO về
hàm lượng As trong đất nông nghiệp nhiều lần [26]. Tại Thái Lan, các chất


thải có chứa As từ quá trình khai thác thiếc như arsenopyrite đã gây ô
nhiễm

môi trường đất và nước ngầm. Hàm lượng As trong các giếng nước khoan
chịu ảnh hưởng 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 hưởng bởi ô
nhiễm As đã có khoảng hơn 1000 người đã mắc các chứng bệnh về da. Ô
nhiễm As đang có nguy cơ đe dọa tới hàng chục nghìn cư dân nơi đây do
nước ngầm là nguồn cung cấp nước chính cho sinh hoạt [42].
1.2. Thực trạng ô nhiễm môi trường 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 được
bắt đầu từ lâu và có những đóng góp đáng kể vào sự phát triển kinh tế của
đất nước. 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 như nhiều
yếu tố môi trường khác như đất, nước, không khí, cảnh quan và hệ sinh thái
đặc biệt là vấn đề chiếm dụng đất. Cho đến nay, chưa 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 được khoảng 5000 mỏ và điểm quặng,
khoảng 1000 mỏ đã và đang được tổ chức khai thác. Riêng diện tch đất
chiếm dụng đối với một số mỏ khoáng sản kim loại đã ngừng khai thác lên
tới 3749 ha. Số lượng mỏ đang hoạt động trên cả nước 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 tềm
tàng đối với nguồn nước mặt và nước ngầm của khu vực như mỏ pyrit Giáp
Lai, mỏ quặng chì kẽm ở Chợ Điền, quặng đồng ở Lào Cai, quặng thiếc ở Sơn
Dương, Thái Nguyên…[6], [4], [3], [5]. Theo kết quả phân tích đất trồng ở

khu vực mỏ thiếc Sơn Dương (Tuyên Quang ) có hàm lượng As là 642mg/kg
trong khi quy chuẩn của Việt Nam cho đất dân sinh là 12mg/kg (QCVN


03:2008). Trước 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 Dương đã
xác định sự có mặt của As trong các mẫu đất, nước, bùn thải ven suối cao
hơn têu chuẩn cho phép và là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm
môi trường. Một số tác giả [15], khi nghuên cứu hàm lượng của kim loại nặng
tại một số vùng khai thác mỏ đặc trưng của Việt Nam cho rằng, hàm lượng
As trong hầu hết các mẫu đất và trầm tch tại các mỏ nghiên cứu vượt
QCVN
03:2008 nhiều lần (bảng 1.3).
Bảng 1.3. Tỷ lệ mẫu có hàm lượng As vượt QCVN 03:2008 ở
một số mỏ nghiên cứu
Loại mẫu

Mỏ Titan
Cây Châm

Mỏ chì - kẽm Mỏ thiếc Mỏ atimon Mỏ đồng
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
2

tch tự nhiên 3 541 km , dân số khoảng 1 085 000 người (chiếm 1,13% diện
tch và 1,41% dân số so với cả nước).
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

hướng 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


Nam có dãy Tam Đảo với đỉnh cao, vách núi dựng đứng kéo dài theo
hướng Tây Bắc - Đông Nam.
Thái Nguyên nằm trong vùng sinh khoáng Đông Bắc Việt Nam, thuộc
vành đai sinh khoáng Thái Bình Dương, 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 như thành phố Thái Nguyên, Trại Cau (Đồng Hỷ), Thần Sa
(Võ Nhai), Hà Thượng (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 lượng khoảng
60 000 tấn; nhóm khoáng sản để sản xuất vật liệu gồm đá xây dựng, đất
sét, đá sỏi… với trữ lượng lớn khoảng 84,6 triệu tấn. Những mỏ kim loại có
trữ lượng lớn là mỏ chì làng Hích, mỏ Sắt Trại Cau, mỏ Barit - Hợp Tiến I
ở Đồng Hỷ; mỏ thiếc, pirit ở Hà Thượng, Đại Từ... [4].
Tuy nhiên, với công nghệ khai thác lạc hậu nên trong quá trình khai
thác thường tạo ra một khối lượng 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 tch 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 hưởng đến canh tác nông nghiệp.
Theo báo cáo của Công ty gang thép Thái Nguyên (2006), nước thải
sản xuất của mỏ sắt Trại Cau chủ yếu là nước thải từ khâu tuyển rửa quặng.
Hầu hết các chỉ tiêu kim loại đều vượt so với têu chuẩn nước thải cho phép.
Cụ thể: hàm lượng sắt (Fe) trong mẫu vượt tiêu chuẩn tới trên 670 lần, hàm
lượng chì (Pb) vượt chuẩn cho phép xấp xỉ 6,7 lần, hàm lượng asen (As) vượt

chuẩn từ 3,78 đến 3,88 lần, hàm lượng cadimi (Cd) vượt chuẩn trên 2 lần tiêu


chuẩn cho phép. Các chỉ tiêu về ô nhiễm hữu cơ như BOD5, COD cũng đều
xấp xỉ mức cho phép [7].
Tại huyện Đại Từ, các hoạt động khai thác thủ công ở địa phương đã
tạo ra một lượng đáng kể các chất thải quặng đuôi và đá thải. Quặng thiếc
trong các mạch trải rộng trong khu vực cũng chứa một lượng sunfua phong
phú, chủ yếu là arsenopirit - nguồn gây ô nhiễm As vào hệ sinh thái địa
phương. Đá thải tạo axit đã được sử dụng để làm vật liệu đắp đường và nền
nhà của người dân địa phương. Đây là nguồn gây rò rỉ As vào môi trường đất,
vào nguồn nước ngầm tại địa phương. Hàm lượng As trung bình trong đá thải
đạt tới 5000 mg/kg, vượt 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
được 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 ttan… Tổng diện tch đất trong hoạt động khai
thác chiếm hơn 3.191 ha, tương ứng gần 1% diện tch đất tự nhiên của tỉnh.
Trong quá trình khai thác, các đơn vị đã thải ra một khối lượng 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 trường 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
nước. Tư tưởng sử dụng thực vật để loại bỏ kim loại nặng và các chất ô nhiễm