Đánh giá thực trạng ô nhiễm kim loại nặng trong đất và nghiên cứu biện pháp sinh học để phục hồi đất sau khai thác thiếc tại huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ------ NGUYỄN DUY HẢI ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG Ô NHIỄM KIM LOẠI

Trang 1

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

- -

NGUYỄN DUY HẢI

ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT VÀ NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP SINH HỌC

ĐỂ PHỤC HỒI ĐẤT SAU KHAI THÁC THIẾC TẠI HUYỆN ĐẠI TỪ, TỈNH THÁI NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Thái Nguyên - 2011

Trang 2

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

- -

NGUYỄN DUY HẢI

ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT VÀ NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP SINH HỌC

ĐỂ PHỤC HỒI ĐẤT SAU KHAI THÁC THIẾC

TẠI HUYỆN ĐẠI TỪ, TỈNH THÁI NGUYÊN

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đặng Văn Minh

Thái Nguyên - 2011

Trang 3

Lêi c¶m ¬n

Được sự đồng ý của Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, khoa Sau đại học và thầy giáo hướng dẫn khoa học PGS.TS Đặng

Văn Minh, tối tiến hành thực hiện đề tài: “Đánh giá thực trạng ô nhiễm kim

loại nặng trong đất và nghiên cứu biện pháp sinh học để phục hồi đất sau khai thác thiếc tại huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên”

Để hoàn thành được luận văn tốt nghiệp, tôi nhận được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo PGS.TS Đặng Văn Minh, sự giúp đỡ của lãnh đạo, người dân huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên

Nhân dịp này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Đặng Văn Minh thầy giáo hướng dẫn khoa học cùng toàn thể các thầy cô, cán bộ khoa Tài Nguyên và Môi trường, khoa Sau đại học, trường Đại học Nông lâm – Đại học Thái Nguyên

Tôi xin chân thành cảm ơn cán bộ ban lãnh đạo xã Hà Thượng; ban lãnh đạo Mỏ thiếc Hà Thượng – Đại Từ, các bạn bè đồng nghiệp, các bạn sinh viên và những người thân trong gia đình đã động viên khuyến khích và giúp

đỡ tôi trong suốt quá trình học tập cũng như hoàn thành luận văn

Do thời gian có hạn, năng lực còn hạn chế nên bản luận văn không thể tránh khỏi những thiết sót Tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của quý thầy cô và các bạn đồng nghiệp để bản luận văn của tôi được hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2011

Tác giả

Nguyễn Duy Hải

Trang 4

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan: Bản luận văn tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu thực sự của cá nhân tôi, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, nghiên cứu khảo sát và phân tích từ thực tiễn dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Đặng Văn Minh

Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và chưa được sử dụng để bảo

vệ cho một học vị nào, phần trích dẫn tài liệu tham khảo đều được ghi rõ nguồn gốc

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2011

Tác giả

Nguyễn Duy Hải

Trang 5

i

MỤC LỤC

Trang

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp tiết của đề tài 1

2 Mục tiêu chung 2

3 Mục tiêu cụ thể 3

4 Ý nghĩa của đề tài 3

4.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài 3

4.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 3

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 Cơ sở khoa học của đề tài 4

1.1.1 Thực trạng hoạt động khai thác khoáng sản trên Thế giới và Việt Nam 4

1.1.1.1 Trên Thế giới 4

1.1.1.2 Ở Việt Nam 6

1.1.2 Nguồn gốc gây ô nhiễm và các yếu tố ảnh hưởng tới hàm lượng KLN trong đất 11

1.1.2.1 Sự ô nhiễm đất do khai thác khoáng sản 11

1.1.2.2 Một số nguồn khác gây ô nhiễm KLN trong đất 14

1.1.2.3 Các tiêu chuẩn đánh giá mức độ ô nhiễm KLN trong đất 16

1.1.3 Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường và cơ chế xử lý ô nhiễm kim loại nặng bằng biện pháp sinh học 18

1.1.3.1 Cơ chế xử lý ô nhiễm KLN 18

1.1.3.2 Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến quá trình hấp thu KLN của thực vật 22

1.1.3.3 Một số vấn đề môi trường cần quan tâm đối với công nghệ thực vật xử lý ô nhiễm KLN 23

1.2 Tổng quan về ô nhiễm KLN trong đất và một số phương pháp xử lý ô nhiễm truyền thống 24

1.2.1 Khái niệm về KLN và tác hại của chúng 24

1.2.2 Tính độc của một số loại kim loại nặng 25

1.2.2.1 Tính độc của Arsenic (As) 25

1.2.2.2 Tính độc của Chì (Pb) 26

1.2.2.3 Tính độc của Đồng (Cu) 26

1.2.2.4 Tính độc của Cadmium (Cd) 27

Trang 6

1.2.2.5 Tính độc của Kẽm (Zn) 28

1.2.3 Một số phương pháp xử lý ô nhiễm đất truyền thống 29

1.3 Tổng quan về loài thực vật nghiên cứu và tiềm năng ứng dụng của chúng trong bảo vệ môi trường 31

1.3.1 Đặc điểm của loài thực vật nghiên cứu 31

1.3.1.1 Đặc điểm của loài cỏ Vetiver 31

1.3.1.2 Đặc điểm của loài cây Dương Xỉ 34

1.3.1.3 Đặc điểm của loài cây Sậy 35

1.3.2.1.Thế giới 39

1.3.2.2 Việt Nam 43

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 46

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 46

2.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 46

2.2.1 Địa điểm 46

2.2.2 Thời gian nghiên cứu 46

2.3 Nội dung nghiên cứu 46

2.3.1 Đánh giá thực trạng và chất lượng môi trường đất sau khai thác thiếc 46

2.3.2 Điều tra đánh giá các loài cây bản địa có khả năng sinh trưởng, phát triển và hấp thu KLN tại vùng đất sau khai thác khoáng sản thiếc 46

2.3.3 Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển và hấp thu KLN của một số loài thực vật (Vetiver, dương xỉ và sậy) trên đất sau khai thác thiếc Đánh giá chất lượng môi trường đất sau quá trình xử lý ô nhiễm bằng thực vật 46

2.4 Phương pháp nghiên cứu và chỉ tiêu theo dõi 47

2.4.1 Phương pháp điều tra thu thập tài liệu 47

2.4.2 Phương pháp phỏng vấn 47

2.4.3 Phương pháp khảo sát thực địa 47

2.4.4 Phương pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng 47

2.4.5 Các chỉ tiêu theo dõi 48

2.4.6 Các phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm 49

Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 50

3.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội 50

3.1.1 Điều kiện tự nhiên 50

3.1.1.1 Vị trí địa lý 50

3.1.1.2 Địa hình 50

Trang 7

iii

3.1.1.3 Khí hậu, thủy văn 50

3.1.1.4 Tài nguyên đất 51

3.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 52

3.2 Tình hình khai thác quặng thiếc và việc quản lý, sử dụng đất sau khai thác thiếc trên địa bàn xã Hà Thượng 54

3.2.1 Tình hình khai thác quặng thiếc 54

3.2.2 Hiện trạng quản lý và sử dụng đất sau khai thác thiếc 55

3.3 Thực trạng ô nhiễm môi trường đất sau khai thác tại mỏ thiếc Hà Thượng 56

3.3.1 Chất lượng môi trường đất 56

3.3.2 Biểu hiện ô nhiễm đất sau khai thác tại khu vực mỏ thiếc Hà Thượng 57

3.4 Điều tra một số loại cây bản địa trên đất sau khai thác tại khu vực mỏ thiếc Hà Thượng 59

3.5 Kết quả nghiên cứu khả năng sinh trưởng và hấp thu KLN của vetiver, dương xỉ và cây sậy trên đất sau khai thác thiếc 60

3.5.1 Khả năng sinh trưởng 60

3.5.1.1 Khả năng sống của các loài thực vật sau khi trồng trên đất sau khai thác thiếc 60

3.5.1.2 Sự sinh trưởng qua chiều cao cây trên đất sau khai thác thiếc 61

3.5.1.3 Sinh khối thân lá 62

3.5.1.4 Chiều dài rễ cây thí nghiệm trên đất sau khai thác thiếc 63

3.5.1.5 Sinh khối rễ của cây trên đất sau khai thác thiếc 64

3.5.2 Khả năng hấp thu KLN của cỏ vetiver, cây dương xỉ và cây sậy trên đất bãi thải sau khai thác thiếc 65

3.5.3 Đánh giá chất lượng môi trường đất 68

3.5.3.1 Đánh giá sự thay đổi dung trọng đất 68

3.5.3.2 Đánh giá sự thay đổi hàm lượng KLN trong đất trước và sau thí nghiệm 69

3.5.3.4 Sự thay đổi thành phần dinh dưỡng trong đất qua quá trình thử nghiệm trồng các loài thực vật hấp thu KLN 70

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 74

Kết luận 74

Kiến nghị 75

TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 PHỤ LỤC

Trang 8

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

Trang 9

v

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 1.1 Sản lượng khai thác chì kẽm tại một số mỏ 9

Bảng 1.2 Tình hình khai thác sắt, thiếc một số mỏ trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên 10

Bảng 1.3 Hàm lượng KLN trong chất thải của một số mỏ vàng điển hình tại Úc 13

Bảng 1.4 Hàm lượng trung bình một số KLN trong đá và đất (ppm) 14

Bảng 1.5 Hàm lượng các kim loại trong bùn cống rãnh đô thị 15

Bảng 1.6 Hàm lượng các KLN trong nguồn phân bón nông nghiệp (ppm) 16

Bảng 1.7 Giới hạn ô nhiêm đất ở Úc và New Zealand 17

Bảng 1.8 Hàm lượng KLN tối đa cho phép đối với đất nông nghiệp ở các nước phát triển (ppm) 17

Bảng 1.9 Giới hạn tối đa cho phép hàm lượng một số KLN trong đất 18

Bảng 1.10 Nồng độ kim loại nặng trong lá, chồi, cành của một số loài thực vật 40

Bảng 3.1 Hiện trạng sử dụng đất xã Hà Thượng năm 2009 51

Bảng 3.2 Tình hình khai thác khoáng sản trên địa bàn xã Hà Thượng 55

Bảng 3.3 Hiện trạng sử dụng đất của khu mỏ 55

Bảng 3.4 Hiện trạng quản lý đất sau khai thác khoáng sản 55

Bảng 3.5 Sử dụng lại đất sau khai thác khoáng sản 56

Bảng 3.6 Kết quả phân tích đất tại khu vực mỏ thiếc Hà Thượng 56

Bảng 3.7 Biểu hiện của ô nhiễm, suy thoái môi trường đất do khai khoáng 57

Bảng 3.8 Nguyên nhân gây ô nhiễm, suy thoái đất tại một số mỏ 58

Bảng 3.9 Sự xuất hiện và sinh trưởng của một số loài cây bản địa có khả năng sinh trưởng và phát triển trên vùng đất sau khai thác thiếc 59

Bảng 3.10 Sự sinh trưởng qua chiều cao 61

Bảng 3.11 Sinh khối thân lá của các loại cây trên đất sau khai thác thiếc 62

Trang 10

Bảng 3.12 Chiều dài rễ cây sau khi trồng 6 và 12 tháng 63Bảng 3.13 Sự sinh trưởng qua sinh khối rễ của một số loài cây sau 12

tháng tuổi 64Bảng 3.14 Lượng KLN hấp thu được của một số loài cây trên đất bãi

thải sau khai thác thiếc 65Bảng 3.15 Sự thay đổi dung trọng đất sau thời gian 12 tháng trồng cây thí nghiệm 68Bảng 3.16 Kết quả phân tích đất trước và sau thí nghiệm 69Bảng 3.17 Kết quả phân tích hàm lượng dinh dưỡng đất thí nghiệm sau khi

trồng cỏ Vetiver 71Bảng 3.18 Kết quả phân tích hàm lượng dinh dưỡng đất sau khi trồng

dương xỉ 72Bảng 3.19 Kết quả phân tích hàm lượng dinh dưỡng đất sau khi trồng cây sậy 72

Trang 11

data error !!! can't not

read

Trang 12

read

Trang 13

read

Trang 14

read

Trang 15

read

Trang 17

read

Trang 18

read

Trang 19

read

Trang 20

read

Trang 21

read

Trang 22

read

Trang 23

read

Trang 24

read

Trang 26

read

Trang 27

read

Định dạng
Số trang	27
Dung lượng	412,53 KB