Nghiên cứu xử lý pb di động trong đất sau khai thác khoáng sản bằng tro bay của nhà máy nhiệt điện cao ngạn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM --- LÊ KIM NGA Tên đề tài: NGHIÊN CỨU XỬ LÝ Pb DI ĐỘNG TRONG ĐẤT SAU KHAI THÁC KHOÁNG SẢN BẰNG TRO BAY CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CAO NGẠN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Đ

LÊ KIM NGA

Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ Pb DI ĐỘNG TRONG ĐẤT SAU KHAI THÁC

KHOÁNG SẢN BẰNG TRO BAY CỦA NHÀ MÁY

NHIỆT ĐIỆN CAO NGẠN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường

Khóa học : 2012 -2016

THÁI NGUYÊN – 2016

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

-

LÊ KIM NGA

Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ Pb DI ĐỘNG TRONG ĐẤT SAU KHAI THÁC

KHOÁNG SẢN BẰNG TRO BAY CỦA NHÀ MÁY

NHIỆT ĐIỆN CAO NGẠN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường

Thực hiện phương châm “Học đi đôi với hành”, thực hiện tốt nghiệp là thời gian để mỗi sinh viên sau giai đoạn học tập, nghiên cứu tại trường có điều kiện củng cố và vận dụng kiến thức đã học vào thực tế Đây là giai đoạn không thể thiếu được đối với mỗi sinh viên của trường đại học nói chung và trường Đại học Nông Lâm Thái nguyên nói riêng

Với lòng kính trọng và bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn đến cô giáo Th.s Dương Thị Minh Hòa đã tận tình hướng dẫn và giúp

đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đề tài này

Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Nhà trường, Ban Chủ nhiệm khoa Môi trường, các thầy giáo, cô giáo, cán bộ khoa đã truyền đạt cho em những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong qúa trình học tập và rèn luyện tại trường

Do thời gian có hạn, năng lực còn hạn chế nên khóa luận tốt nghiệp của

em không thể tránh khỏi những thiết sót Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của quý thầy cô và các bạn để khóa luận tốt nghiệp của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2016

Sinh viên

Lê Kim Nga

Bảng 2.1 Hàm lượng của các kim loại điển hình trong các loại đá 6

Bảng 2.2 Hàm lượng các kim loại trong bùn cống rãnh đô thị 8

Bảng 2.3 Hàm lượng các KLN trong phân bón nông nghiệp 9

Bảng 2.4: Tiêu chuẩn tro bay theo ASTM C618 23

Bảng 2.5: Thành phần hóa học của tro bay theo vùng miền 24

Bảng 4.1 Nguyên, nhiên liệu sản xuất 40

Bảng 4.2 Tình hình phát sinh tro, xỉ trong quá trình sản xuất 40

Bảng 4.3 Thành phần hoá học trung bình của tro đáy, tro bay 41

Bảng 4.4 Đặc tính của tro bay Công ty nhiệt điện Cao Ngạn 42

Bảng 4.5 Diễn biến pH trong đất sau 4 tuần làm thí nghiệm 42

Bảng 4.6 Diễn biến pH trong đất sau 8 tuần làm thí nghiệm 44

Bảng 4.7 Hiệu suất xử lý Pb di động trong đất bằng tro bay sau 4 tuần 45

Bảng 4.8 Hiệu suất xử lý Pb di động trong đất bằng tro bay sau 8 tuần 46

Bảng 4.9 Mối tương quan giữa pH và Pb di động sau 4 tuần 47

Bảng 4.10 Mối tương quan giữa pH và Pb di động sau 8 tuần 47

Hình 2.1: Sự tương phản về kích thước 26

Hình 2.2: Biểu diễn đặc trưng dạng cầu của các hạt trong khoảng kích thước thường thấy nhiều hơn 26

Hình 2.3: Cấu trúc hạt tro bay sau khi tiếp xúc ngắn với dung dịch HF 27

Hình 4.1 Diễn biến pH trong đất sau 4 tuần làm thí nghiệm 43

Hình 4.2 Diễn biến pH trong đất sau 8 tuần làm thí nghiệm 44

Hình 4.3 Mối tương quan giữa pH và Pb di động sau 4 tuần 47

Hình 4.4 Mối tương quan giữa pH và Pb di động sau 8 tuần 48

TCCS Tiêu chuẩn cơ sở

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

TTPT Trung tâm phân tích

LỜI CẢM ƠN i

DANH MỤC BẢNG ii

DANH MỤC HÌNH iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv

MỤC LỤC v

PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu và yêu cầu của đề tài 2

1.2.1 Mục tiêu của đề tài 2

1.2.2 Yêu cầu của đề tài 2

1.3 Ý nghĩa của đề tài 2

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

2.1 Cơ sở khoa học của đề tài 4

2.1.1 Cơ sở lý luận 4

2.1.2 Cở sở thực tiễn 5

2.1.3 Cở sở khoa học 10

2.1.4 Cơ sở pháp lý 11

2.2 Hiện trạng đất sau khai thác khoáng sản ở Việt Nam và Thái Nguyên 12

2.2.1 Hiện trạng đất sau khai thác khoáng sản ở Việt Nam 12

2.2.2 Hiện trạng đất sau khai thác khoáng sản ở Thái Nguyên 17

2.3 Các biện pháp xử lý đất sau khai thác khoáng sản trên thế giới và Việt Nam 18

2.3.1 Các biện pháp xử lý đất sau khai thác khoáng sản trên thế giới 18

2.3.2 Các biện pháp xử lý đất sau khai thác khoáng sản ở Việt Nam 20

2.4 Tổng quan về xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong đất bằng tro bay 21

2.4.1 Giới thiệu về tro bay 21

khoáng sản 30

PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31

3.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 31

3.2 Địa điểm và thời gian thực hiện 31

3.3 Nội dung nghiên cứu 31

3.4 Phương pháp nghiên cứu và các chỉ tiêu phân tích 31

3.4.1 Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp 31

3.4.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm 32

3.4.3 Chỉ tiêu theo dõi và phương pháp lấy mẫu 32

3.4.4 Phương pháp phân tích 33

3.4.5 Phương pháp xử lý số liệu 33

PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 34

4.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội tại xã Hà Thượng 34

4.1.1 Điều kiện tự nhiên 34

4.1.2 Khí hậu, thủy văn 34

4.1.3 Tài nguyên đất đai 35

4.1.4 Điều kiện kinh tế - xã hội 35

4.2 Tình hình khai thác quặng thiếc và việc quản lý, sử dụng đất sau khai thác thiếc trên địa bàn xã Hà Thượng 37

4.2.1 Tình hình khai thác quặng thiếc 37

4.2.2 Hiện trạng quản lý và sử dụng đất sau khai thác thiếc 38

4.3 Hiện trạng phát sinh và đặc tính của tro bay từ Công ty nhiệt điện Cao Ngạn 39

4.3.1 Giới thiệu về Công ty Nhiệt điện Cao Ngạn 39

4.3.2 Hiện trạng phát sinh và đặc tính của tro bay 39

bay của Công ty nhiệt điện Cao Ngạn 42

4.4.1 Diễn biến pH trong đất trong khi nghiên cứu 42

4.4.2.Kết quả xử lý Pb di động trong đất bằng tro bay sau 4 tuần thí nghiệm 45 4.4.3 Kết quả xử lý Pb di động trong đất bằng tro bay sau 8 tuần thí nghiệm 46

4.4.4 Mối tương quan giữa pH và Pb di động sau 4 tuần nghiên cứu 47

4.4.5 Mối tương quan giữa pH và Pb di động sau 8 tuần nghiên cứu 47

4.5 Đánh giá tác động của kết quả nghiên cứu 48

4.5.1 Hiệu quả môi trường đất 48

4.5.2 Hiệu quả kinh tế - xã hội 49

PHẦN 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 50

5.1 Kết luận 50

5.2 Kiến nghị 50

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHẦN 1

MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề

Trong những thập kỷ gần đây vấn đề ô nhiễm kim loại nặng đã và đang được nhiều người quan tâm hơn, nhưng nguồn chính gây ô nhiễm kim loại nặng như: than, đốt dầu trong các nhà máy điện công nghiệp, công nghệ khai khoáng, các nhà máy sản xuất phân, xi măng, khí xả động cơ đốt trong… Nhưng trong tất cả nguồn trên, nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng nhiều nhất

là do khai thác khoáng sản Đất tại các vùng sau khi khai thác khoáng sản rất nghèo nàn và suy thoái nghiêm trọng Việc suy thoái và ô nhiễm môi trường đất đã làm cho những vùng đất này không có khả năng canh tác nông nghiệp hoặc nếu trồng được cây nông nghiệp nhưng hiệu quả thấp và sản phẩm nông nghiệp trồng trên đất này không an toàn cho người sử dụng Một số nguyên tố kim loại nặng có tính độc hại cao trong đất sau khai khoáng có thể gây hại tới động vật và con người

Bên cạnh đó, xã hội phát triển mạnh mẽ, nhu cầu về điện của người dân tăng đã gây áp lực lên ngành Điện nước ta, đặc biệt là ngành nhiệt điện Theo quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011 - 2020, định hướng đến năm 2030, tổng công suất đạt khoảng 36.000MW (năm 2020) và sẽ tiêu thụ khoảng 67,3 triệu tấn than, khi đó lượng tro xỉ thải ra môi trường khoảng 20 -

25 triệu tấn Lượng tro xỉ sẽ tăng lên 45 triệu tấn vào năm 2030 khi công suất nhiệt điện đốt than đạt 71.000MW Cùng với sự phát triển đó, vấn đề tro xỉ trong đó tro bay chiếm 70% đã và đang là bài toán được đặt ra với nhiều cấp, ngành, nhà quản lý, hoạch định chính sách và các nhà khoa học tìm biện pháp quản lý cũng như tái sử dụng tro bay hiệu quả

Ngoài ra, kim loại nặng có thể tồn tại ở hai trạng thái là linh động và

cố định Để dễ dàng xử lý kim loại nặng trong đất ta phải tiến hành cố định

các KLN và ngăn chặn chúng chuyển động sang trạng thái linh động Do vậy, cần sử dụng nguồn nguyên liệu như tro bay để hấp thụ và cố định kim loại nặng trong đất sau khai khoáng, các nguồn nguyên liệu này sẵn có và giá thành rẻ

Chính vì vậy, với mong muốn cải tạo đất bạc màu, tăng năng suất cây trồng, góp phần đảm bảo an ninh lương thực, cùng với tái sử dụng tro bay từ các nhà máy nhiệt điện, góp phần bảo vệ môi trường Xuất phát từ vấn đề

thực tế trên, em tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu xử lý Pb di động trong đất sau khai thác khoáng sản bằng tro bay của nhà máy nhiệt điện Cao Ngạn”

1.2 Mục tiêu và yêu cầu của đề tài

1.2.1 Mục tiêu của đề tài

- Đánh giá hiện trạng phát sinh và đặc tính của tro bay từ nhà máy nhiệt điện Cao Ngạn

- Nghiên cứu sử dụng tro bay của nhà máy nhiệt điên Cao Ngạn để xử

lý Pb di động trong đất sau khai thác khoáng sản

1.2.2 Yêu cầu của đề tài

- Thí nghiệm được bố trí trong Phòng Thí nghiệm, được thực hiện, theo dõi, ghi chép cụ thể

- Việc bố trí công thức thí nghiệm phải thực hiện 1 cách ngẫu nhiên

- Mẫu được lấy ngẫu nhiên

- Số liệu phải chính xác, khách quan

1.3 Ý nghĩa của đề tài

- Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học

+ Nâng cao kiến thức, kỹ năng và rút ra kinh nghiệm thực tế phục vụ cho công tác nghiên cứu sau này

+ Vận dụng và phát huy kiến thức đó vào thực tế

+ Là cơ hội để ứng dụng những kiến thức đã học đối với sinh viên vào thực tiễn qua đó sinh viên có khả năng phát triển sâu hơn rộng hơn đối với các lĩnh vực trong cuộc sống

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Cơ sở khoa học của đề tài

2.1.1 Cơ sở lý luận

- Ô nhiễm đất là gì?

Đất ô nhiễm bị gây ra bởi sự có mặt của hóa chất xenobiotic (sản phẩm của con người) hoặc do các sự thay đổi trong môi trường đất tự nhiên Nó được đặc trưng gây nên bởi các hoạt động công nghiệp, các hóa chất nông nghiệp, hoặc do vứt rác thải không đúng nơi quy định Các hóa chất phổ biến bao gồm hydrocacbon dầu, hydrocacbon thơm nhiều vòng (như là naphthalene and benzo(a)pyrene), dung môi, thuốc trừ sâu, chì, và các kim loại nặng Mức độ ô nhiễm có mối tương quan với mức độ công nghiệp hóa và cường độ sử dụng hóa chất

- Khái niệm kim loại nặng là gì?

Kim loại nặng là thuật ngữ dùng để chỉ những kim loại có tỷ trọng lớn hơn 4 hoặc 5 Chúng bao gồm: 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), [2] Ngoài ra các á kim như As, Se cũng được xem như là các kim loại nặng (Bjerrgard M.H., Depledge J M.,1991)

- Khái niệm về ô nhiễm kim loại nặng trong đất

Ô nhiễm kim loại nặng trong đất: Có một số hợp chất kim loại nặng bị thụ động và đọng lại trong đất, song có một số hợp chất có thể hòa tan dưới tác động của nhiều yếu tố khác nhau, nhất là do độ chua trong đất, của nước mưa Điều này tạo điều kiện để các kim loại nặng có thể phát tán rộng vào nguồn nước ngầm, nước mặt và gây ô nhiễm đất [10]

- Hậu quả của ô nhiễm môi trường đất do kim loại nặng

Trong những năm gần đây, ô nhiễm KLN đã thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học vì tính chất bền vững của chúng Ðộc tính của KLN đối với sinh vật liên quan đến cơ chế oxy hóa và độc tính gen

Đất ô nhiễm gây tác động đến sức khỏe con người tiếp xúc trực tiếp (qua da) hoặc qua đường ăn uống (chất độc chuyển vào tế bào rau quả, khi ăn uống không rửa tay hoặc rau quả sạch sẽ ) Sự tích tụ các chất độc hại, các kim loại nặng trong đất sẽ làm tăng khả năng hấp thụ các nguyên tố có hại cho cây trồng, vật nuôi và gián tiếp gây ảnh hưởng xấu tới sức khỏe con người hay làm thay đổi cấu trúc tế bào gây ra nhiều bệnh di truyền, bệnh về máu, bệnh ung thư (Nguyễn Ngọc Nông, 2007) [10]

2.1.2 Cở sở thực tiễn

2.1.2.1 Nguồn gây ô nhiễm KLN trong đất

Có 2 nguồn ô nhiễm KLN là tự nhiên và nhân tạo:

a Nguồn tự nhiên

* Quá trình phong hóa đá

Nguồn này phụ thuộc nhiều vào đá mẹ, hàm lượng tạo ra không lớn Đá

mẹ là nguồn cung cấp đầu tiên các nguyên tố khoáng và có vai trò quan trọng trong việc tích lũy các KLN trong đất Trong các điều kiện xác định, phụ thuộc vào các loại đá mẹ khác nhau mà các đất được hình thành có chứa hàm lượng các KLN khác nhau (bảng 2.1)

Bảng 2.1 Hàm lượng của các kim loại điển hình trong các loại đá

Đơn vị: (µg/g)

Nguyên

tố

Đá macma Đá trầm tích Siêu bazơ Bazơ Granít Đá vôi Sa thạch Phiến sét

Thông thường, hàm lượng của các kim loại trong đá macma nhiều hơn

so với trong đá trầm tích, ước tích nguồn tự nhiên của các kim loại vi lượng trong đất thì có 95% thuộc đá macma và đá biến chất, 5% còn lại thuộc đá trầm tích Trong đá trầm tích các kim loại chiếm 80% là trong đá phiến sét, 15% trong đá sa thạch và 5% trong đá vôi

b Nguồn nhân tạo

Ngoài nguồn từ quá trình phong hóa đá, có hiểu nguồn từ các hoạt động nhân sinh đưa kim loại vào đất Bao gồm: Khai khoáng và luyện kim, các hoạt động công nghiệp, lắng đọng từ khí quyển, hoạt động sản xuất nông nghiệp, chất thải đưa vào đất

- Khai khoáng và luyện kim:

Đây là nguồn mà hàm lượng KLN được đưa vào môi trường đất tương đối lớn Hiện nay các hoạt động này không ngừng gia tăng, dẫn đến sự phát

thải của KLN trên toàn cầu Quá trình đào, vận chuyển và rác thải không được

xử lý làm phân giảm kim loại nặng do các khoáng bị phong hóa, rửa trôi do nước, gió là nguồn phát thải ra: As, Cd, Hg, Pb Quá trình tinh chế, luyện kim phát thải ra: As, Cd, Hg, Pb, Sb, Se Ngành công nghiệp sắt, thép phát thải ra

Cu, Ni, Pb

Các hoạt động khai mỏ thải ra một lượng lớn các KLN vào dòng nước

và góp phần gây ô nhiễm môi trường đất Môi trường đất tại các mỏ khai thác thường có dinh dưỡng đất thấp và hàm lượng KLN rất cao Chất thải ở đây thường là nguồn gây ô nhiễm môi trường, cả phần trên bề mặt và dưới tầng đất sâu Chất thải (khí thải và bụi…) và nước thải của công nghệ này chưa nhiều kim loại nặng Nước mưa rửa trôi cuốn theo các chất ô nhiễm từ các bãi khai thác cũng là nguyên nhân gây ô nhiễm đất về phía hạ lưu

- Các hoạt động sản xuất công nghiệp và nước thải đô thị

Tác động của quá trình công nghiệp và đô thị đến môi trường đất xảy ra rất mạnh từ cuộc cách mạng công nghiệp ở thế kỉ 18-19, đặt biệt là trong những thập niên gần đây Các chất thải công nghiệp ngày càng nhiều và có độc tính ngày càng cao, nhiều loại rất khó bị phân huỷ sinh học, đặc biệt là các KLN Các KLN có thể tích luỹ trong đất trong thời gian dài gây ra nguy

cơ tiềm tàng cho môi trường [11]

Các chất thải có khả năng gây ô nhiễm KLN trong đất ở mức độ lớn như chất thải công nghiệp tẩy rửa, công nghiệp phân bón, thuốc bảo vệ thực vật, thuốc nhuộm, màu vẽ, thuộc da, pin, khoáng chất, [11]

Nước thải từ cống rãnh thành phố bao gồm cả nước thải sinh hoạt và công nghiệp cũng chứa nhiều KLN (Bảng 1.5)

Bảng 2.2 Hàm lượng các kim loại trong bùn cống rãnh đô thị

Mg/kg chất khô Nguyên tố Khoảng giao động Trung bình

Br, Cl…), đốt nhiên liệu hóa thạch (As, Pb, Sb, Se, U, V, Zn, Cd…) Có 2 con đường xâm nhập vào đất là lắng đọng khô và lắng đọng ướt Các bụi kim loại

có kích thước lớn thường lắng đọng khô, còn kích thước nhỏ thì di chuyển xa

và thường lắng đọng ướt (hòa tan trong nước mưa)

- Ô nhiễm đất do việc đổ đống rác thải tái sử dụng

- Chất thải rắn công nghiệp từ các nhà máy sản xuất pin (chứa nhiều Ni,

Cd, Hg) và bình acquy xe hơi (nhiều Pb), các lò đốt rác công nghiệp… đã làm tăng lượng một số kim loại nặng trong đất.Theo Nguyễn Thị An Hằng (1998), thì sự tác động của nước thải nên đất khu vực công ty pin Văn Điển có dấu hiệu ô nhiễm Zn cao, hàm lượng Zn chiết xuất HNO3 1N rất cao, dao động trong khoảng 198,76-268,25 ppm [7]

- Chôn lấp rác thải sinh hoạt gây nên tình trạng ô nhiễm môi trường KLN trong đất

- Bùn lắng trong các nhà máy xử lý nước thải thường chứa nhiều kim loại độc hại, khi chôn lấp sẽ đưa ra một lượng KLN vào đất

- Hoạt động sản xuất trong nông nghiệp

Phân bón (As, Cd, Mn, U, V và Zn trong phân phốt phát), phân xanh (As và Cu trong phân của lợn và gia cầm, Mn và Zn trong phân xanh sử dụng của các trang trại), vôi (As, Pb), thuốc bảo vệ thực vật (Cu, Mn, Zn trong thuốc diệt nấm, As, Pb sử dụng cho cây ăn quả), nước tưới (Cd, Pb, Se), sự ăn mòn kim loại các công cụ (Fe, Pb, Zn) Hàm lượng KLN trong các loại phân bón khá cao Số lượng và hàm lượng các KLN được đưa vào đất từ sản xuất nông nghiệp như sau:

Bảng 2.3 Hàm lượng các KLN trong phân bón nông nghiệp

Bùn cống thải

Phân chuồng

Nước tưới

Thuốc BVTV

(Nguồn: Lê Văn Khoa, 2004) [9]

Cadimi có trong nhiều nguyên liệu dùng để sản xuất phân lân và vôi Hàm lượng Cu, Zn, Pb, trong các loại phân hoá học (urê, Ca(HCO3)2, SunfatFe, Cu ) và khối lượng KLN nhiễm vào đất theo đường phân bón là

rất lớn Khả năng ngấm, rửa trôi và cây không hấp thụ hết là nguyên nhân gây

ô nhiễm, suy thoái chất lượng đất

2.1.2.2 Tính độc của Chì (Pb)

Chì là nguyên tố màu xám xanh, rất mềm, có thể cắt bằng dao Hàm lượng chì trong vỏ Trái đất là 10-20mg/kg, trong nước biển là 0,03g/m3 Hàm lượng chì có trong các đá khoảng vài mg/kg, trong đất chì dao động từ vài chục đến 200mg/kg Chì được coi là nguyên tố độc đối với hầu hết các sinh vật Sự có mặt của chì làm giảm hoạt động của vi sinh vật đất, gây rối loạn quá trình tuần hoán nitơ…[8]

Là nguyên tố KLN có khả năng linh động kém có thời gian bán hủy trong đất từ 800-6000 năm Theo thống kê của nhiều tác giả hàm lượng chì trong đất trung bình từ 15-25 ppm Ở trong đất, Pb thường nằm ở dạng phức chất bền với các anion (CO2, Cl, SO3, PO4) Trong môi trường trung tính hoặc kiềm, Pb tạo thành PbCO3 hoặc Pb3(PO4)2 ít làm ảnh hưởng đến cây trồng Trong đất chì có độc tính cao, hạn chế hoạt động của các vi sinh vật và tồn tại khá bền vững dưới dạng phức hệ với các chất hữu cơ Khả năng hấp thụ của chì tăng dần đến pH mà tại đó hình thành kết tủa Pb(OH)2, sự hòa tan của Pb rong đất tăng lên do quá trình axit hóa trong đất chua [8]

2.1.3 Cở sở khoa học

Kim loại nặng có thể tồn tại ở hai trạng thái là linh động và cố định Để

dễ dàng xử lý kim loại nặng trong đất ta phải tiến hành cố định các KLN và ngăn chặn chúng chuyển động sang trạng thái linh động

Tro bay của nhà máy nhiệt điện Cao Ngạn có pH = 8,4 có tính kiềm cao, có thể làm tăng lên lượng pH trong đất từ đất chua thành đất trung tính Làm giảm lượng Pb di động trong đất nhờ sự chênh lệch pH, giảm khả năng linh động của các KLN trong đất.Do vậy, cần sử dụng nguồn nguyên liệu như

tro bay để hấp thụ và cố định kim loại nặng trong đất sau khai khoáng, các nguồn nguyên liệu này sẵn có và giá thành rẻ

2.1.4 Cơ sở pháp lý

- Luật Bảo vệ Môi trường năm 2014 được Quốc hội nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam khóa XIII kỳ họp thứ 7 thông qua ngày 23 tháng 6 năm 2014 và có hiệu lực thi hành từ ngày 01 tháng 01 năm 2015;

- Luật Khoáng sản năm 2010 tại kỳ họp thứ 8, Quốc hội khoá 12 đã chính thức thông qua Luật Khoáng sản năm 2010

- Nghị định 19/2015/NĐ-CP Ngày 14/02/2015 của Chính phủ về việc quy định chi tiết thi hành một số điều trong Luật Bảo vệ môi trường

- Nghị định 38/2015/NĐ-CP Ngày 24 tháng 4 năm 2015 của chính phủ quy định về chất thải rắn

- Thông tư số 38/2015/TT-BTNMT Ngày 30 tháng 6 năm 2015 của Bộ Tài nguyên Môi trường về việc cải tạo, phục hồi môi trường trong hoạt động khai thác khoáng sản

- Quyết định số 05/2008/QĐ-BCT ngày 04/03/2008 của Bộ Công thương phê duyệt quy hoạch phân vùng thăm dò, khai thác, chế biến và sử dụng quặng thiếc, vonfram, antimony giai đoạn 2007-2015, có xét đến năm 2025

- Quyết định số 16/2008/QĐ-BTNMT Ngày 31 tháng 11 năm 2008 của Bộ Tài nguyên môi trường ban hành Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường

- QCVN 03:2008/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về giới hạn cho phép của kim loại nặng trong đất

- QCVN 07:2009/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về ngưỡng chất thải nguy hại

2.2 Hiện trạng đất sau khai thác khoáng sản ở Việt Nam và Thái Nguyên

2.2.1 Hiện trạng đất sau khai thác khoáng sản ở Việt Nam

Việt Nam có nguồn tài nguyên khoáng sản phong phú và đa dạng Cho đến nay, chúng ta đã xác định được hơn 5000 điểm quặng với trên 60 loại khoáng sản có ích với quy mô trữ lượng khác nhau Tiềm năng phát triển của ngành khai thác khoáng sản kim loại của Việt Nam là rất to lớn, mở ra nhiều cơ hội phát triển cho các ngành công nghiệp có liên quan cũng như tạo công ăn việc làm cho một lực lượng lao động đáng kể ở các vùng có các hoạt động khai thác khoáng sản mà phần lớn nằm ở vùng nông thôn, miền núi, vùng sâu vùng

xa Tuy nhiên đi đôi với sự phát triển của ngành công nghiệp khai thác và chế biến khoáng sản những thách thức về vấn đề môi trường cũng trở nên nghiêm trọng và cấp bách hơn Cùng với sự phát triển của ngành khai thác khoáng sản

là sự gia tăng tất yếu của các tác động môi trường trong đó có vấn đề nổi cộm

là làm hoang hóa và thoái hóa một diện tích lớn đất dân cư, đất nông nghiệp, đất lâm nghiệp và đất hữu ích nói chung (Lưu Thế Anh, 2007) [1]

Tính riêng, kim ngạch xuất khẩu nhóm hàng nhiên liệu, khoáng sản tháng 9 ước đạt 1,07 tỷ USD, tăng 16% so với tháng 8 và tăng 47,5% so với cùng kỳ năm 2011 Trừ than đá, các mặt hàng khác trong nhóm đều tiếp tục gặp thuận lợi về giá xuất khẩu

Lượng xuất khẩu của các mặt hàng cũng tăng so với tháng trước khiến cho kim ngạch xuất khẩu tháng 9 tăng 16% so với tháng 8

Tính chung 9 tháng đầu năm, kim ngạch xuất khẩu của cả nhóm tăng 4,8% so với cùng kỳ, trong đó dầu thô tăng 14,7%, quặng và khoáng sản khác tăng 2,5%, hai mặt hàng còn lại là than đá giảm 27% và xăng dầu giảm 5%

a Quặng sắt:

Ở Việt Nam hiện nay đã phát hiện và khoanh định được trên 216 vị trí

có quặng sắt, có 13 mỏ trữ lượng trên 2 triệu tấn, phân bố không đều, tập trung chủ yếu ở vùng núi phía Bắc

Trong tất cả các mỏ quặng sắt của Việt Nam, đáng chú ý nhất là có hai

mỏ lớn đó là mỏ sắt Quý Xa ở Lào Cai và mỏ sắt Thạch Khê ở Hà Tĩnh Hàng năm, số lượng quặng sắt khai thác và chế biến ở Việt Nam đạt từ 300.000 – 450.000 tấn Công suất khai thác của mỏ hiện nay là thấp hơn rất nhiều so với công suất thiết kế được phê duyệt Công nghệ và thiết bị khai thác, chế biến ở mức trung bình, một số thiết bị khai thác cũ và lạc hậu, nên công suất bị hạn chế và không đảm bảo khai thác hết công suất theo các dự án được phê duyệt

Các mỏ cấp giấy phép tận thu không có thiết kế khai thác, hoặc có nhưng khi khai thác không theo thiết kế Vì chạy theo lợi nhuận trước mắt, các doanh nghiệp khai thác tận thu đã làm tổn thất tài nguyên (Không thu được quặng cám cỡ hạt từ 0-8mm) và môi trường bị ảnh hưởng

Năng lực khai thác quặng sắt hiện nay có thể đáp ứng sản lượng là 500.000 tấn/năm Thị trường quặng sắt hiện nay: 80% sử dụng trong nước, chủ yếu là để luyện thép, còn 20% xuất khẩu

b Bô xít

Nước ta có tiềm năng rất lớn về quặng bôxít với tổng trữ lượng và tài nguyên dự báo đạt khoảng 5,5 tỷ tấn, phân bố chủ yếu ở tỉnh Đắc Nông, Lâm Đồng, Gia Lai, Bình Phước,…

Nhìn chung, nước ta có trữ lượng tài nguyên bôxít lớn, chất lượng tương đối tốt, phân bố tập trung, điều kiện khai thác thuận lợi Mặt khác, thị trường cung – cầu sản phẩm alumin trên thị trường thế giới hiện nay rất thuận lợi cho phát triển ngành công nghiệp nhôm ở nước ta Bên cạnh nước ta là Trung Quốc có nhu cầu nhập khẩu rất lớn về alumin, hàng năm khoảng 5-6 triệu tấn alumin Do vậy, cần

phải khai thác và chế biến sâu bôxít, điện phân nhôm để phát triển ngành công nghiệp nhôm phục vụ sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước

c Quặng titan:

1 Tài nguyên quặng titan:

Theo kết quả điều tra, thăm dò địa chất, cho tới nay đã phát hiện 59 mỏ

và điểm quặng titan, trong đó có 6 mỏ lớn có trữ lượng từ 1 đến 5 triệu tấn, 8

mỏ trung bình có trữ lượng > 100.000 tấn và 45 mỏ nhỏ và điểm quặng

Xét về tổng thể, quặng titan Việt Nam không nhiều, nhưng đủ điều kiện

để phát triển ngành titan đồng bộ từ khâu khai thác và chế biến sâu với quy

mô công nghiệp không lớn, đáp ứng nhu cầu trong nước, thay nhập khẩu, có hiệu quả hơn nhiều so với xuất khẩu quặng tinh và nhập khẩu pigment, ilmenhit hoàn nguyên và zircon mịn ngay trước mắt và lâu dài cho các ngành công nghiệp

2 Hiện trạng khai thác và chế biến quặng titan:

Do thuận lợi về mặt tài nguyên, công nghệ và thiết bị đơn giản và có thể tự chế tạo trong nước, vốn đầu tư không lớn, có thị trường, lợi nhuận cao cho nên khai thác, chế biến và xuất khẩu quặng titan Việt Nam đang phát triển Ngành Titan hoạt động với giá trị xuất khẩu quặng tinh titan 20-30 triệu USD/năm, có hiệu quả kinh tế đáng kể, đặc biệt có ý nghĩa kinh tế xã hội với nhiều địa phương suốt dọc ven biển từ Thanh Hoá đến Bình Thuận

Tuy nhiên trong những năm gần đây, do quản lý không chặt chẽ, và lợi dụng hình thức “khai thác tận thu” đơn vị khai thác và chế biến quặng titan, chỉ đầu tư nửa vời, tách được ilmenhít, phần còn lại giàu zircon rutin và momazít được bán ra nước ngoài ở dạng thô, trong đó có cả các đơn vị không

đủ khả năng, năng lực chuyên môn, kinh nghiệm quản lý, khai thác bừa bãi bất hợp pháp, “nhảy cóc” gây lãng phí tài nguyên, gây tác động xấu đến môi trường, gây tình trạng tranh chấp trong sản xuất và thị trường Chế biến quặng

tinh và nghiền mịn zircon mới được thực hiện ở số ít doanh nghiệp khai thác

và chế biến quặng titan

Tóm lại, có thể đánh giá hiện trạng công nghệ khai thác và tuyển quặng titan ở Việt Nam như sau:

- Tài nguyên trữ lượng quặng titan – zircon của Việt Nam không nhiều, chiếm khoảng 0,5% của thế giới

- Ngành Titan Việt Nam đã làm chủ hoàn toàn được công nghệ khai thác

và tuyển quặng titan, các chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật đạt mức tiên tiến của khu vực

và thế giới, thu được các quặng tinh riêng rẽ, đạt tiêu chuẩn xuất khẩu

- Thiết bị cho công nghệ tuyển và phụ trợ hoàn toàn có thể sản xuất trong nước với chất lượng khá tốt và giá thành rất cạnh tranh về thiết bị khai thác chỉ nhập thiết bị xúc bốc như máy đào, gạt, ôtô vận tải Tuy nhiên, hiện nay nước ta chưa có công nghệ chế biến sâu quặng titan

- Ngành Titan phát triển thiếu quy hoạch, mất cân đối, chưa có công nghệ chế biến sâu, hiện nay đang phải xuất quặng tinh, nhưng đang phải nhập khẩu các chế phẩm từ quặng titan cho nhu cầu trong nước với mức độ tăng

d Quặng thiếc:

Ở nước ta, thiếc được khai thác sớm nhất tại vùng Pia Oắc – Cao Bằng khoảng cuối thế kỷ XVIII Đến 1945, người Pháp đã khai thác khoảng 32.500 tấn tinh quặng SnO2 Sau hoà bình lập lại, mỏ thiếc Tĩnh Túc Cao Bằng được Liên Xô (cũ) thiết kế và trang bị bắt đầu hoạt động từ 1954 Đây cũng là mỏ thiếc lớn đầu tiên khai thác, chế biến có quy mô công nghiệp

Công nghệ khai thác ở các mỏ quy mô công nghiệp chủ yếu là khai thác bằng ôtô, máy xúc, tuyển trọng lực, tuyển từ, tuyển điện và công nghệ luyện kim bằng lò phản xạ, lò điện hồ quang

Hiện nay, công nghệ luyện thiếc bằng lò điện hồ quang do Viện Nghiên cứu Mỏ và Luyện kim nghiên cứu thành công và chuyển giao, ứng dụng vào

sản xuất đã đạt được những chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật tiên tiến Bằng việc nghiên cứu ứng dụng điện phân thiếc đạt thiếc thương phẩm loại I: 99,95%; Viện Nghiên cứu Mỏ và Luyện kim và Công ty Luyện kim mầu Thái Nguyên

đã xây dựng các xưởng điện phân thiếc với công suất: 500-600tấn/năm xưởng Hiện nay, có ba xưởng điện phân thiếc thương phẩm loại I xuất khẩu với tổng công suất là 1.500t/năm - 1.800t/năm

e Quặng đồng:

Quặng đồng phát hiện ở Việt Nam cho tới nay đáng kể nhất là ở mỏ đồng Sinh Quyền - Lào Cai, sau đó là mỏ đồng Niken - Bản Phúc

Dự án đầu tư xây dựng liên hợp mỏ tuyển luyện đồng Sinh Quyền quy

mô lớn đang thực hiện, chủ đầu tư là Tổng công ty Khoáng sản Việt Nam thuộc Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam - với công nghệ

và thiết bị nhập của Trung Quốc Khu luyện kim và axit được xây dựng tại khu Công nghiệp Tằng Loỏng - Lào Cai

Công nghệ khai thác lộ thiên kết hợp với hầm lò Công nghệ tuyển nổi đồng để thu được quặng tinh đồng, tinh quặng đất hiếm và tinh quặng manhêtit Khâu luyện kim áp dụng phương pháp thuỷ khẩu sơn (luyện bể) cho

ra đồng thô, sau đó qua lò phản xạ để tinh luyện và đúc dương cực, sản phẩm đồng âm cực được điện phân cho đồng thương phẩm

Trên cơ sở nắm chắc tài nguyên, và kết quả thăm dò trong các năm 2008-2010, Tổng công ty KSVN sẽ tiến hành đầu tư khai thác và tuyển các

mỏ kẽm - chì Nông Tiến - Tràng Đà, Thượng ấn, Cúc Đường, Ba Bồ,… với quy mô công suất tuyển từ 40.000-60.000 tấn quặng nguyên khai/năm Từ nguồn nguyên liệu là tinh quặng tuyển nổi và bột kẽm từ 50.000-100.000 tấn quặng nguyên khai/năm, sẽ tiến hành xây dựng hai nhà máy điện phân kẽm tại Tuyên Quang và Bắc Kạn với công suất mỗi nhà máy khoảng 20.000 tấn kẽm/năm Xây dựng một nhà máy luyện chì và tách bạc với công suất 10.000 tấn chì thỏi và 15.000 kg bạc/năm Các nhà máy điện phân kẽm và luyện chì

dự kiến sẽ xây dựng trong giai đoạn 2008-2015

Như vậy, nếu tài nguyên cho phép sau khi đã thăm dò nâng cấp trữ lượng, thì dự kiến đến năm 2010, sản lượng kẽm thỏi sẽ đạt 20.000-30.000 tấn/năm và khoảng 10.000 tấn chì thỏi/năm, đưa tổng thu nhập lên 35 triệu USD/năm

2.2.2 Hiện trạng đất sau khai thác khoáng sản ở Thái Nguyên

Hoạt động khai thác khoáng sản trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên đang phát triển nhanh chóng.Tuy nhiên, do sử dụng công nghệ lạc hậu, đa phần khai thác theo kiểu lộ thiên… nên đất tại các khu vực khai khoáng đều bị ô nhiễm, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng đất và gián tiếp ảnh hưởng đến sức khỏe, đời sống của người dân trong khu vực

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 titan… Tổng diện tích đất trong hoạt động khai thác chiếm hơn 3.191 ha, tương ứng gần 1% diện tích 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)…

Cũng theo khảo sát của nhóm tác giả thuộc Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đăng trên Tạp chí Khoa học Đất số 36/2011, hầu hết các mẫu đất tại các khu vực khai khoáng đều có biểu hiện ô nhiễm kim loại nặng, đặc biệt, một số mẫu gần khu sinh sống của dân cư cũng đang bị ô nhiễm

Cụ thể, hàm lượng asen tại mỏ sắt Trại Cau và mỏ thiếc Đại Từ vượt chuẩn 12mg/kg; hàm lượng sắt trong tất cả các mẫu ở Trại Cau, Phấn Mễ, Hà Thượng đều ở mức cao; hàm lượng kẽm, chì tại một số khu vực cũng vượt chuẩn cho phép

Đáng chú ý, tại nhiều khu vực mỏ ở Trại Cau, Đồng Hỷ và một vài điểm ở Phú Lương, Đại Từ xuất hiện không ít những doanh nghiệp khai thác không phép, không có thiết kế mỏ, khiến tài nguyên bị tổn thất và môi trường

bị ô nhiễm nặng nề

Thiết nghĩ, để hạn chế thực trạng ô nhiễm đáng báo động nêu trên, địa phương cần quan tâm hơn tới công tác quản lý, sử dụng đất sau khai khoáng, đặc biệt cần tăng cường kiểm tra hoạt động khai thác của các đơn vị được cấp phép trên địa bàn cũng như các đơn vị không phép

2.3 Các biện pháp xử lý đất sau khai thác khoáng sản trên thế giới vàViệt Nam

2.3.1 Các biện pháp xử lý đất sau khai thác khoáng sản trên thế giới

Làm sạch đất ô nhiễm là một quá trình đòi hỏi công nghệ phức tạp và vốn đầu tư cao Đểxử lý đất ô nhiễm người ta thường sử dụng các phương pháp truyền thống như rửa đất, cố định các chất ô nhiễm bằng hóa học hoặc

vật lý, xử lý nhiệt, trao đổi ion, ôxi hóa hoặc khử các chất ô nhiễm, đào đất bị

ô nhiễm để chuyển đi đến những nơi chôn lấp thích hợp… Hầu hết các phương pháp đó rất tốn kém về kinh phí, giới hạn về kỹ thuật và hạn chế về diện tích… Gần đây, nhờ có các hiểu biết về cơ chế hấp thụ, chuyển hóa, chống chịu và loại bỏ kim loại nặng của một số loài thực vật, ngươi ta đã bắt đầu chú ý đến khả năng sử dụng thực vật để xử lý môi trường như một công nghệ môi trường đặc biệt Khả năng làm sạch môi trường của thực vật đã biết đến từ thế kỷ thứ XVIII bằng các thí nghiệm của Joseph Priestley, Antoine Lavoissier, Karl Scheele và Jan Ingenhousz Tuy nhiên, mãi đến những năm

1990 phương pháp này mới được nhắc đến như một loại công nghệ mới dùng

để xử lý môi trường đất bị ô nhiễm bởi kim loại nặng

Trong nhưng năm gần đây, người ta quan tâm rất nhiều về công nghệ

sử dụng thực vật để xử lý môi trường bởi nhiều lý do: diện tích đất bị ô nhiễm ngày càng tăng, các kiên thức khoa học về cơ chế, chức năng của sinh vật và

hệ sinh thái, áp lực của cộng đồng, sự quan tâm về kinh tế và chính trị… Hai mươi năm trước đây, các nghiên cứu về lĩnh vục này còn rất ít, nhưng ngày nay, 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 tính thương mại.Hạn chế của công nghệ này là ở chỗ không thể xem như một công nghệ xử lý tức thời và phổ biến ở mọi nơi Tuy nhiên, chiến lược phát triển của chương trình nghiên cứu cơ bản có thể cung cấp được các biện pháp xử lý đất một cách thân thiện với môi trường và bền vững Năm 1994, Cục môi trường Châu Âu (EEA) đánh giá hiệu quả kinh tế của các phương pháp xử lý kim loại nặng trong đất bằng phương pháp truyền thống và phương pháp sử dụng thực vật tại 1.400.000 vị trí bị ô nhiễm ở Tây Âu, kết quả cho thấy chi phí trung bình của phương pháp truyền thống trên 1 heta đất từ 0,27 đến 1,6

triệu USD, trong khi phương pháp sử dụng thực vật chi phí thấp hơn 10 đến

1000 lần

Môi trường bị ô nhiễm do các hoạt động khai khoáng và tuyển quặng

đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới đặc biệt quan tâm nghiên cứu Hiện nay, rất nhiều biện pháp đã được sử dụng để xử lý ô nhiễm, giải quyết hậu quả môi trường liên quan đến các hoạt động khai thác khoáng sản tài nguyên không hợp lý Trong đó một số phương pháp đã được ứng dụng thực tế như

sử dụng thực vật hấp thụ, sử dụng than sinh học có nguồn gốc từ thực vật để hấp phụ, sử dụng một số vật liệu có diện tích bề mặt lớn như tro bay, khoáng vật đất

Gần đây, nhiều quốc gia trên thế giới quan tâm và đầu tư cho các nghiên cứu phát triển công nghiệp xử lý kim loại nặng trong nước thải và đất Các nghiên cứu tập trung phát triển các loại vật liệu có khả năng kết tủa hóa học, hấp phụ, trao đổi ion và màng lọc… Xu hướng chung trong kỹ thuật phát triển các loại vật liệu này đều tập trung vào nghiên cứu các thành phần cấu trúc cacbon Các cấu trúc này có thể xử lý và tăng cường hoạt tính bằng một

số phương pháp nhiệt độ, hóa chất xúc tác Năm 2012, Ademiluyi và cộng sự

đã thực hiện nghiên cứu hiệu quả của một số loại than sinh học như tre, vỏ dừa, vỏ hạt cọ để hấp thụ các chất kim loại (Cr2+, Cu2+, Ni2+, Pb2+…) Các loại sinh khối này được nhiệt phân ở nhiệt độ 400ºC – 500ºC sau đó biến tính hoạt hóa ở 800ºC bằng 6 loại chất xúc tác gồm (H2SO4, HCl, ZnCl2, H3PO4, NaOH

và HNO3) Quá trình xử lý có ảnh hưởng đáng kể các khoảng hổng trong than, làm tăng kích thước vi lỗ, do đó có ảnh hưởng đáng kể đến sự hấp thụ kim loại nặng

2.3.2 Các biện pháp xử lý đất sau khai thác khoáng sản ở Việt Nam

Tại Việt Nam, các nghiên cứu về khả năng hấp thụ kim loại nặng trong đất bởi vật liệu tự nhiên còn hạn chế Các nhà nghiên cứu chủ yếu tập trung

và khả năng loại bỏ kim loại nặng trong nước và sử dụng vật liệu hấp phụ bằng thực vật

Một biện pháp nhằm giảm tính độc của kim loại nặng trong đất là sử dụng các chất có khả năng cố định kim loại nặng linh động Nghiên cứu của Bùi Hải An sử dụng Bentonite đã hoạt hóa Na và than bùn Mỹ Đức kết quả thí nghiệm cho thấy khi bổ sung vào đất xám bạc màu trên nền phù sa cổ bị gây ô nhiễm nhân tạo Pb và Cd ở ba mức, so sánh với mẫu đối chứng, bentonite và than bùn cho hiệu quả cố định cao nhất khi bổ sung 10tấn/ha Tuy nhiên kết quả chỉ dưới 10% Bentonite và than bùn thể hiện khả năng cố định tốt nhất khi mức ô nhiễm Pb ở mức thấp nhất

Đến nay người ta phát hiện trên 450 loài thực vật có khả năng thu hút kim loại nặng trong đất Trong số này có khá nhiều loài được tìm thấy ở Việt Nam Sau đây là một số loài thực vật điển hình làm chỉ thị cho đất bị ô nhiễm kim loại nặng ở Việt Nam:

- Cây dương xỉ, vetiver, lau, sậy

- Cây hoa ngũ sắc, mua, sim, đơn buốt, ngái dại

- Cây cỏ tre, cỏ gà, mần trầu

- Cây cải xanh, cải xoong, rau muống

- Cây bạch đàn, keo tai tượng, keo lá chàm

- Ở đất ô nhiễm Al cao (đất phèn): Cây năng bộp, năng kim, cỏ bàng,

cỏ đưng, cỏ lác…[12]

2.4 Tổng quan về xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong đất bằng tro bay

2.4.1 Giới thiệu về tro bay

2.4.1.1 Khái niệm tro bay

- Tro bay là sản phẩm được tạo ra từ quá trình đốt than của các nhà máy nhiệt điện Các hạt bụi tro được đưa ra qua các đường ống khói sau đó được thu hồi từ phương pháp kết sương tĩnh điện hoặc bằng phương pháp lốc

xoáy Tro bay là những tinh cầu tròn siêu mịn được cấu thành từ các hạt silic

có kích thước hạt là 0,05 micromet, tức là 50 nanomet (1 nanomet = 9centimet) Nhờ bị thiêu đốt ở nhiệt độ rất cao trong lò đốt (đạt khoảng 1.4000C) nên nó có tính puzzolan là tính hút vôi rất cao

10 Trước đây ở châu Âu cũng như ở Vương quốc Anh phần tro này thường được cho là tro của nhiên liệu đốt đã được nghiền mịn [13] Nhưng ở

Mỹ, loại tro này được gọi là tro bay bởi vì nó thoát ra cùng với khí ống khói

và “bay” vào trong không khí Và thuật ngữ tro bay (fly ash) được dùng phổ biến trên thế giới hiện nay để chỉ phần thải rắn thoát ra cùng các khí ống khói

ở các nhà máy nhiệt điện

2.4.1.2 Phân loại

- Tro bay thường được phân ra thành hai loại tùy theo nguồn than đốt: + Loại C có hàm lượng CaO ≥ 5% và thường bằng 15-35% Đó là sản phẩm đốt than ligrit hoặc than chứa bitum; chứa ít than chưa cháy, thường < 2%

+ Loại F có hàm lượng CaO < 5%, thu được từ việc đốt than antraxit hoặc than chứa bitum, có hàm lượng than chưa cháy nhiều hơn, khoảng 2-10% Tro bay Phả Lại thuộc loại F Do đốt không tốt, nên hàm lượng than chưa cháy khá cao

Trên thế giới hiện nay, thường phân loại tro bay theo tiêu chuẩn ASTM C618 Theo cách phân loại này thì phụ thuộc vào thành phần các hợp chất mà tro bay được phân làm hai loại là loại C và loại F [4]