Nghiên cứu chọn loài cây trồng phù hợp và biện pháp kỹ thuật trồng nhằm hoàn phục môi trường sau khai thác bauxite ở Tây Nguyên

Một số kinh nghiệm hoàn phục môi trường từ các mỏ than ở phía Bắc ViệtNam cũng như các kết quả nghiên cứu liên quan về hoàn phục môi trường sau khaithác bauxite trên thế giới đã cho thấy

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của bản thân tôi.Các số liệu và kết quả nghiên cứu ghi trong luận án là trung thực

Nội dung luận án có sử dụng một phần kết quả của đề tài NCKH và CN cấpNhà nước (Mã số ĐTĐL.2011/T-03)mà NCS là thành viên tham gia chính, nhiệm

vụ thư ký khoa học; và đã được chủ nhiệm đề tài cho phép sử dụng và công bốtrong luận án

Nghiên cứu sinh

để hoàn thành luận án này.

Trong quá trình thực hiện luận án, tác giả đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡcủa Ban Giám đốc Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, Ban Đào tạo, hợp tácquốc tế, Viện Nghiên cứu Lâm sinh, Qua đây cho phép tác giả gửi lời cảm ơn chânthành về những giúp đỡ quý báu và hiệu quả đó

Xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Viện Khoa học Lâm nghiệp Nam Trung Bộ

và Tây Nguyên đã quan tâm, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện hoànthành luận án

Tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, người thân, bạn bè và đồngnghiệp đã động viên, giúp đỡ trong quá trình nghiên cứu và đã tạo điều kiện, hỗ trợtác giả hoàn thành luận án

Nghiên cứu sinh

Phạm Trọng Nhân

MỤC LỤC

Trang

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC BẢNG vii

DANH MỤC CÁC HÌNH x

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT xi

MỞ ĐẦU 1

1 Sự cần thiết của luận án 1

2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án 3

2.1 Ý nghĩa khoa học 3

2.2 Ý nghĩa thực tiễn 3

3 Mục tiêu nghiên cứu của luận án 3

3.1 Mục tiêu tổng quát 3

3.2 Mục tiêu cụ thể 3

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 5

1.1 Một số thuật ngữ có liên quan 5

1.2 Trên thế giới 6

1.2.1 Khoáng sản và bauxite 6

1.2.2 Ảnh hưởng của khai thác khoáng sản đến môi trường 8

1.2.3 Hoàn phục môi trường sau khai thác than và bauxite 10

1.2.3.1 Hoàn phục môi trường sau khai thác than 10

1.2.3.2 Về kỹ thuật hoàn phục thảm thực vật trên đất sau khai thác bauxite 12

1.3 Tại Việt Nam 16

1.3.1 Khoáng sản và bauxite 16

1.3.1.1 Khai thác than 16

1.3.1.2 Khai thác bauxite 17

1.3.2 Hoàn phục môi trường sau khai thác khoáng sản và bauxite 18

1.3.2.1 Các quy định về hoàn phục môi trường sau khai thác khoáng sản 18

1.3.2.2 Hoàn phục môi trường sau khai thác khoáng sản 20

1.3.2.3.Nghiên cứu về chọn loài cây trồng và kỹ thuật trồng rừng trong vùng Tây Nguyên

23

1.3.2.4 Thực trạng khai thác và hoàn thổ sau khai thác bauxite ở Tây Nguyên 24

1.4 Thảo luận các vấn đề tổng quan 27

Chương 2 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ ĐẶC ĐIỂM CÁC MỎ BAUXITE 30

2.1.Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu 30

2.1.1 Thành phố Bảo Lộc, tỉnh Lâm Đồng 30

2.1.2 Huyện Bảo Lâm, tỉnh Lâm Đồng 31

2.1.3 Huyện Đắk R’Lấp, tỉnh Đắk Nông 32

2.2 Đặc điểm các mỏ bauxite 33

2.2.1 Mỏ bauxite khu vực Lộc Phát, Bảo Lộc 33

2.2.2 Mỏ bauxite khu vực Tân Rai, Bảo Lâm 35

2.2.3 Mỏ bauxite khu vực Nhân Cơ, Đắk R’Lấp 36

Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38

3.1 Nội dung nghiên cứu 38

3.2 Quan điểm và phương pháp tiếp cận 38

3.3 Phương pháp nghiên cứu 41

3.3.1 Phương pháp nghiên cứu những căn cứ chọn loài cây trồng 41

3.3.1.1.Nghiên cứu đặc điểm thảm thực vật trên đất mỏ trước khai thác bauxite 41

3.3.1.2 Nghiên cứu đặc điểm thảm thực vật trên đất mỏ sau khai thác bauxite 41

3.3.1.3 Nghiên cứu tập quán canh tác ở khu vực nghiên cứu 42

3.3.1.4 Nghiên cứu tiêu chuẩn chọn loài cây trồng trên các loại đất sau khai thác bauxite 45

3.3.2 Nghiên cứu chọn loài cây trồng có triển vọng phù hợp trên các loại đất sau khai thác bauxite và hồ bùn thải sau tuyển quặng 46

3.3.3 Thử nghiệm phương thức và kỹ thuật trồng các loài cây phù hợp trên đất sau khai thác bauxite và hồ bùn thải sau tuyển quặng 49

3.3.3.1 Nghiên cứu xây dựng mô hình trồng rừng 49

3.3.3.2.Nghiên cứu đánh giá tác dụng của các mô hình trồng rừng đối với hoàn phục môi trường 52

3.3.4 Đề xuất mô hình và kỹ thuật gây trồng một số loài cây có triển vọng 52

3.4 Phương pháp xử lý số liệu 53

Chương 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 55

4.1 Những căn cứ chọn loài cây trồng 55

4.1.1 Đặc điểm thảm thực vật và tập quán canh tác trên các vùng mỏ bauxite ở Tây Nguyên 55

4.1.2 Hiện trạng khai thác mỏ và hoàn phục môi trường tại khu vực nghiên cứu 61

4.1.2.1 Đặc trưng của các mỏ bauxie ở khu vực nghiên cứu 61

4.1.2.2.Thực trạng các công đoạn khai thác bauxite 63

4.1.2.3 Hiện trạng hoàn phục môi trường tại khu vực nghiên cứu 65

4.1.3 Đặc điểm đất và vi sinh vật tại các mỏ bauxite 66

4.1.3.1 Đặc điểm đất và vi sinh vật đất tại mỏ bauxite Bảo Lộc 66

4.1.3.2 Đặc điểm đất và vi sinh vật tại mỏ bauxite Tân Rai 69

4.1.3.3 Đặc điểm đất và vi sinh vật của các loại đất tại mỏ bauxite Nhân Cơ 72

4.1.3.4 Đặc điểm, tính chất bùn thải sau tuyển quặng bauxite 74

4.1.4 Tiêu chuẩn chọn loài cây trồng trên các loại đất sau khai thác bauxite 77

4.2 Nghiên cứu chọn loài cây trồng có triển vọng phù hợp trên các loại đất sau khai thác bauxite và trên hồ bùn thải sau tuyển quặng 79

4.2.1 Các mô hình trồng khảo nghiệm các loài cây có triển vọng phù hợp 79

4.2.2 Kết quả trồng khảo nghiệm trên các loại đất sau khai thác bauxite 80

4.2.2.1 Sinh trưởng cây trồng trên đất sau khai thác bauxite đã hoàn thổ 80

4.2.2.2 Sinh trưởng cây trồng trên đất sau khai thác bauxite chưa hoàn thổ 88

4.2.3 Kết quả trồng khảo nghiệm trên hồ bùn thải sau tuyển quặng bauxite 91

4.2.4 Nhận xét kết quả khảo nghiệm thăm dò các loài cây triển vọng phù hợp trên các dạng bãi thải sau khai thác bauxite 92

4.3 Thử nghiệm phương thức và kỹ thuật trồng các loài cây phù hợp trên đất sau khai thác Bauxite và sau tuyển quặng 93

4.3.1 Nghiên cứu xây dựng mô hình trồng rừng 93

4.3.1.1 Tuyển chọn cây trồng xây dựng mô hình trồng rừng 93

4.3.1.2 Mô hình hoàn phục môi trường đất và thảm thực vật sau khai thác mỏ bauxite và bùn thải sau tuyển quặng 95

4.3.1.3.Kết quả các mô hình trên đất sau khai thác bauxite đã hoàn thổ bằng lớp đất mặt97 4.3.1.4 Kết quả các mô hình trên đất sau khai thác bauxite chưa hoàn thổ 99

4.3.1.5 Kết quả sinh trưởng các mô hình trồng rừng trên hồ bùn thải sau tuyển quặng và

trên đất hoàn thổ bằng bùn thải 101

4.3.1.6.Kết quả sinh trưởng của cây bụi, thảm tươi 103

4.3.2 Bước đầu đánh giá tác dụng của các mô hình trồng rừng đối với hoàn phục môi trường 105

4.3.2.1 Cải thiện tính chất vật lý, hóa học của đất 105

4.3.2.2 Cải thiện tính chất vi sinh vật đất của đất 109

4.4 Đề xuất mô hình và kỹ thuật gây trồng một số loài cây có triển vọng 117

4.4.1 Đề xuất mô hình hoàn phục thảm thực vật 117

4.4.2 Đề xuất kỹ thuật gây trồng cho một số loài cây chính 120

KẾT LUẬN TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ 124

1 Kết luận 124

1.1 Đặc điểm các khu vực khai thác bauxite ở Tây Nguyên 124

1.2 Đặc điểm các loại đất thải sau khai thác bauxite 124

1.3 Các loài cây trồng có triển vọng phù hợp trên đất sau khai thác bauxite và hồ bùn thải sau tuyển quặng 124

1.4 Tác dụng các mô hình trồng rừng đối với hoàn phục môi trường 125

1.5 Kỹ thuật xây dựng mô hình trồng rừng 125

1.6 Biện pháp kỹ thuật trồng các loài cây có triển vọng 126

2 Tồn tại 126

3 Kiến nghị 126

DANH MỤC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN 127

TÀI LIỆU THAM KHẢO 128

PHỤ LỤC 135

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1 Tiêu chí tuyển chọn loài cây trồng thí nghiệm trên đất 45

Bảng 4.1 Đặc điểm thảm thực vật trên các vùng mỏ bauxite 55

Bảng 4.2 Đặc điểm tái sinh rừng tự nhiên ở các khu vực nghiên cứu 58

Bảng 4.3 Tập quán canh tác lâm nghiệp 60

Bảng 4.4 Tập quán canh tác nông nghiệp 61

Bảng 4.5 Đặc trưng của các mỏ bauxite ở khu vực nghiên cứu 62

Bảng 4.6 Đặc điểm hóa tính của các loại đất tại mỏ bauxite Bảo Lộc 67

Bảng 4.7 Thành phần cơ giới của các loại đất tại mỏ bauxite Bảo Lộc 68

Bảng 4.8 Thành phần VSV của các loại đất tại mỏ bauxite Bảo Lộc 69

Bảng 4.9 Đặc điểm hóa tính của các loại đất tại mỏ bauxite Tân Rai 70

Bảng 4.10 Thành phần cơ giới của các loại đất tại mỏ bauxite Tân Rai 71

Bảng 4.11.Thành phần vi sinh vật của các loại đất tại mỏ bauxite Tân Rai 71

Bảng 4.12 Đặc điểm hóa tính của các loại đất tại mỏ bauxite Nhân Cơ 72

Bảng 4.13 Thành phần cơ giới của các loại đất tại mỏ bauxite Nhân Cơ 73

Bảng 4.14 Thành phần vi sinh vật của các loại đất tại mỏ bauxite Nhân Cơ.73 Bảng 4.15 Đặc điểm hóa tính bùn thải sau tuyển quặng bauxite 74

Bảng 4.16 Thành phần cơ giới bùn thải sau tuyển quặng bauxite 75

Bảng 4.17 Thành phần VSV bùn thải sau tuyển quặng bauxite 76

Bảng 4.18 Sinh trưởng cây lâm nghiệp sau 18 thángở MH1 81

Bảng 4.19 Sinh trưởng cây nông nghiệp, che phủ ở MH1 82

Bảng 4.20 Sinh trưởng cây trồng lâm nghiệp sau 18 tháng tại MH2 84

Bảng 4.21 Sinh trưởng cây trồng nông nghiệp, che phủ ở MH2 85

Bảng 4.22 Sinh trưởng cây trồng lâm nghiệp sau 18 tháng ở MH5 86

Bảng 4.23 Sinh trưởng cây trồng nông nghiệp, phù trợ ở MH5 88

Bảng 4.24 Sinh trưởng cây trồng lâm nghiệp sau 18 tháng ở MH3 89

Bảng 4.25 Sinh trưởng cây trồng nông nghiệp, che phủ đất ở MH3 90

Bảng 4.26 Sinh trưởng cây trồng trên hồ bùn thải sau 18 tháng tại MH4 91

Bảng 4.27 Tập đoàn cây trồng ở các mô hình trồng rừng 94

Bảng 4.28 Các mô hình trồng rừng 95

Bảng 4.29 Tổng hợp các mô hình trồng rừng trên 4 loại đất 96

Bảng 4.30 Sinh trưởng cây trồng các mô hình 97

Bảng 4.31 Sinh trưởng cây trồng ở các mô hình 98

Bảng 4.32 Sinh trưởng cây trồng ở mô hình 100

Bảng 4.33 Sinh trưởng cây trồng chính ở các mô hình trên đất chưa hoàn thổ tại Bảo Lộc và Bảo Lâm (4 tuổi) 100

Bảng 4.34 Sinh trưởng cây trồng trên hồ bùn thải sau tuyển quặng 101

Bảng 4.35 Sinh trưởng cây trồng chính trên đất sau khai thác bauxite hoàn thổ bằng bùn thải 102

Bảng 4.36 Tính chất hóa học của đất ở các mô hình trồng Keo lai (4 tuổi).106 Bảng 4.37 Thành phần cơ giới đất ở mô hình Keo lai 4 tuổi trên đất sau khai thác bauxite đã hoàn thổ 107

Bảng 4.38 Sự thay đổi tính chất hóa học của bùn thải ở các mô hình 108

Bảng 4.39 Sự thay đổi tính chất hóa học của bùn thải ở các mô hình trồng Bạch đàn urô và Keo lai (năm 2011) tại Bảo Lộc 109

Bảng 4.40 Số lượng vi sinh vật ở mô hình trồng Keo lai trên đất hoàn thổ bằng lớp đất mặt tại Bảo Lộc 110

Bảng 4.41 Số lượng VSV ở mô hình cây Điều nhuộm trên đất sau khai thác bauxite hoàn thổ bằng lớp đất mặt tại Tân Rai 111

Bảng 4.42 Số lượng vi sinh vật ở các mô hình trên đất hoàn thổ bằng lớp đất mặt tại Tân Rai 112

Bảng 4.43 Biến động vi sinh vật ở mô hình trồng Tràm úc 112

Bảng 4.44 Biến động số lượng vi sinh vật ở mô hình Keo lai tại mô hình đất sau khai thác bauxite chưa hoàn thổ ( Bảo Lộc) 113

Bảng 4.45 Biến động VSV ở các mô hình trên đất sau khai thác bauxite 114

Bảng 4.46 Biến động số lượng vi sinh vật ở mô hình Keo lai tại mô hình đất sau khai thác bauxite chưa hoàn thổ (Đắk R’Lấp) 115

Bảng 4.47 Biến động VSV ở mô hình trên hồ bùn thải 116

Bảng 4.48 Mô hình hoàn phục thảm thực vật 117

Bảng 4.49 Đánh giá và lựa chọn loài cây trồng phù hợp 118

Bảng 4.50 Danh mục tập đoàn cây trồng trên các bãi thải sau khai thác 119

Bảng 4.51 Kỹ thuật xây dựng các mô hình hoàn phục TTV 119

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1 Bản đồ khu vực phân bố bauxite 34

Hình 2.2 Kết cấu tầng thứ các lớp đất phủ - quặng bauxite 35

Hình 2.3 Kết cấu tầng thứ các lớp phủ đất quặng bauxite, 36

Hình 3.1 Sơ đồ các yếu tố liên quan đến chọn loài cây trồng 39

Hình 3.2 Sơ đồ phương pháp tiếp cận ba kết hợp 40

Hình 3.3 Các cơ sở cho việc đề xuất mô hình hoàn phục môi trường 53

Hình 4.1 Quá trình khai thác và chế biến bauxite 64

Hình 4.2 Phẫu diện đất mỏ bauxite trước khai thác - Nhân Cơ 66

Hình 4.3 Hồ bùn thải sau tuyển quặng - Bảo Lộc 76

Hình 4.4 Hiện trường trồng thử nghiệm trên hồ bùn thải 80

Hình 4.5 Mô hình trồng rừng trên đất sau khai thác bauxite đã hoàn thổ và trên hồ bùn thải năm 2013 96

Hình 4.6 Mô hình trồng rừng trên đất hoàn thổ (trồng năm 2011) 99

Hình 4.7 Mô hình trồng rừng trên hồ bùn thải năm 2013 102

Hình 4.8 Số loài thảm tươi, cây bụi ở các mô hình tại Bảo Lộc 103

Hình 4.9 Hình ảnh cây Tràm úc và Keo lai 121

Hình 4.10 Hình ảnh cây Điều nhuộm và Sục sạc 122

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT

Hvn Chiều cao vút ngọn

SDo(%) Hệ số biến động đường kính gốc

SHvn(%) Hệ số biến động chiều cao vút ngọn

Do Tăng trưởng bình quân đường kính gốc

Hvn Tăng trưởng bình quân chiều cao vút ngọn

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

AOAC Hiệp hội các nhà hóa học nông nghiệp

TCN-STPT Tiêu chuẩn ngành- Sổ tay phân tích

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

TKT Trước khai thác

TKV Tập đoàn Than Khoáng sản Việt Nam

MỞ ĐẦU

1 Sự cần thiết của luận án

Khai thác bauxite ở Tây Nguyên hiện đang là vấn đề thời sự và rất nhạycảm được dư luận và xã hội quan tâm Đã có nhiều nghi vấn về hiệu quả kinh tế -

xã hội, cảnh báo về công nghệ, đặc biệt là cân nhắc về hậu quả đối với môi trườngthiên nhiên từ hoạt động khai thác và chế biến quặng bauxite

Trên địa bàn một số tỉnh Tây Nguyên, đến nay hoạt động khai thác mỏbauxite đã có những bước khởi động trên quy mô rộng Tại huyện Bảo Lâm tỉnhLâm Đồng, Tập đoàn Công nghiệp Than- Khoáng sản Việt Nam đã triển khai Dự

án Tổ hợp Bauxit-Alumina Lâm Đồng với công suất 0,65 triệu tấn alumina/năm vàbắt đầu hoạt động cuối năm 2011 Trên địa bàn xã Nhân Cơ, huyện Đắc R’Lấptỉnh Đắc Nông, Dự án Bauxite – Alumina Nhân Cơ với công suất 0,65 triệu tấnalumina/năm của Tập đoàn cũng đã và đang triển khai xây dựng các cơ sở hạ tầng

và bắt đầu hoạt động từ năm 2015 Để bảo đảm hoạt động theo công suất thiết kế,mỗi năm 02 dự án này cần khai thác mỏ với diện tích từ 100-120 ha; và trong thờigian hoạt động 30 năm, tổng diện tích mỏ cần khai thác phục vụ cho 02 dự án nàytrên 3.200 ha (Tổng Công ty Than khoáng sản Việt Nam) [45]

Từ năm 1976, Mỏ bauxite Bảo Lộc thuộc Công ty Hóa chất cơ bản MiềnNam đã được thành lập và triển khai các hoạt động khai thác, tuyển quặng bauxitetại Lộc Phát, Bảo Lộc, tỉnh Lâm Đồng Quy mô hoạt động với công suất khai thácthiết kế 200.000 tấn quặng bauxite nguyên khai/ năm (công suất thực tế khoảng30.000-100.000 tấn quặng tinh/năm), trên diện tích vùng mỏ 123,5 ha và diện tíchkhai thác hàng năm khoảng 05 ha (Công ty Hóa chất cơ bản Miền Nam, 2006)[6]

Hoạt động khai thác mỏ và chế biến quặng bauxite có tác động không nhỏđến môi trường đất và thảm thực vật, gây ra ô nhiễm do các dạng chất thải khácnhau phát sinh từ đất đá, quặng đuôi, khí thải, đặc biệt là bùn thải từ công đoạntuyển quặng và chế biến nhôm Cùng với chất thải bùn đỏ từ công đoạn chế biếnalumina và bùn thải từ công đoạn tuyển quặng, các diện tích mỏ sau khai thácbauxite với diện tích lớn đang tạo nên sự quan tâm lo lắng về hiểm họa môi trường

không chỉ trong dư luận xã hội mà còn đến cả các nhà quản lý Theo Hồ Sĩ Giao

và Mai Thế Toản (2008) [13], nếu các dự án khai thác bauxite đi vào hoạt động vàđạt sản lượng theo quy hoạch đã được phê duyệt là 7,2- 8,3 triệu tấn/năm thì khốilượng chất thải phát sinh với bùn thải sau tuyển quặng khoảng 233,95 -269,69triệu m3/ năm, khối lượng bùn đỏ khoảng 6, 048 -6,972 triệu tấn/năm

Về mặt quản lý Nhà nước, Luật Bảo vệ môi trường (năm 2005, 2014)[33]

và Luật Khoáng sản (năm 2010)[23] quy định các tổ chức, cá nhân phải thực hiệnviệc hoàn phục môi trường, môi sinh và đất đai sau khi kết thúc từng giai đoạnhoặc toàn bộ hoạt động khai thác khoáng sản Quyết định số 71/2008/QĐ- TTgngày 29/5/2008 của Chính phủ [35] yêu cầu hoạt động cải tạo, hoàn phục môitrường sau khai thác khoáng sản phải đảm bảo đưa môi trường tự nhiên như đất,nước, thảm thực vật, cảnh quan của toàn bộ hay từng phần khu vực mỏ sau khaithác đạt các yêu cầu theo quy định Nhưng cho đến nay, việc thực hiện Quyết địnhnày ở các đơn vị khai thác khoáng sản đặc biệt là khai thác bauxite vẫn còn nhiềuhạn chế Nguyên nhân chính là do hoạt động khai thác bauxite mới được triển khai

ở Việt Nam, nên chưa có kỹ thuật hoàn phục môi trường phù hợp cũng như mứcđầu tư cao [35]

Một số kinh nghiệm hoàn phục môi trường từ các mỏ than ở phía Bắc ViệtNam cũng như các kết quả nghiên cứu liên quan về hoàn phục môi trường sau khaithác bauxite trên thế giới đã cho thấy rằng để hoàn phục môi trường đất, hoànphục thảm thực vật trên những vùng đất mỏ sau khai thác và tuyển quặng bauxitethì các biện pháp kỹ thuật lâm sinh được xem là giải pháp hữu hiệu và chi phí đầu

2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

3 Mục tiêu nghiên cứu của luận án

- Hoàn phục môi trường chỉ nằm trong phạm vi thảm thực vật (các loại câytrồng chính) và môi trường đất

- Địa điểm thực hiện:

Tỉnh Lâm Đồng: Mỏ bauxite Lộc Phát, TP Bảo Lộc; Mỏ bauxite Tân Rai,huyện Bảo Lâm.

Tỉnh Đắk Nông: Mỏ bauxite Nhân Cơ, huyện Đắk RLấp

5 Những đóng góp mới của luận án

Xác định được một số loài cây và mô hình trồng có triển vọng để cải tạo,hoàn phục môi trường mỏ sau khai thác bauxite ở Tây Nguyên

Bước đầu đánh giá tác động tới một số yếu tố môi trường của rừng trồng trênđất bãi thải và đã hoàn thổ

6 Bố cục luận án

Luận án bao gồm các phần chính sau đây:

- Mở đầu

- Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu

- Chương 2: Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu và đặcđiểm các mỏ bauxite

- Chương 3: Nội dung và phương pháp nghiên cứu

- Chương 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

- Kết luận, tồn tại và kiến nghị

Luận án gồm có 126 trang, 52 bảng biểu, 16 hình và ảnh (không kể phần phụlục), tham khảo 86 tài liệu, trong đó 53 tài liệu tiếng Việt và 33 tài liệu tiếng Anh

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Một số thuật ngữ có liên quan

- Bauxite: là một loại quặng nhôm có thành phần chính là hydroxit nhômAl(OH)3 hoặc ô-xít hydroxit nhôm AlO(OH) và các loại ô-xít khác như ô-xít sắt(hematite Fe2O3 và goethite HfeO3), ô-xít silic SiO2, ô-xít titan TiO2, caolinit Al2Si2

O5(OH)4, sét và các tạp chất khác

- Alumina: là tên gọi khác của ô-xít nhôm Al2O3 Alumina được sản xuấtthông qua quá trình tách ô-xít nhôm ra khỏi quặng bauxite tại các nhà máy chế biếnalumina

- Hoàn thổ: là việc đưa mặt đất mỏ sau khi hoàn thành khai thác bauxite trở

về trạng thái gần như trước khi khai thác mỏ; tập trung vào việc chuyển các lớp đấtmặt và đất phủ trên thân quặng đã được san gạt trước khi bóc quặng trở lại khu vựcsau khai thác mỏ theo trình tự các lớp đất

- Hoàn phục môi trường: là việc đưa môi trường khu vực mỏ sau khai thácbauxite trở lại trạng thái gần với nguyên trạng (trước khai thác mỏ), bao gồm cảcảnh quan, đất, hệ động thực vật, nhằm mục tiêu tái lập một hệ sinh thái ổn định

- Hoàn phục thảm thực vật: là một nội dung của hoàn phục môi trường, nhằmtái lập thảm thực vật trên các khu mỏ sau khai thác bauxite Trong đó, công tác chọnloại cây trồng và biện pháp kỹ thuật gây trồng phù hợp cho các loài cây tuyển chọnđược quan tâm trước tiên

- Bãi thải sau khai thác bauxite: là các địa điểm đất mỏ sau khai thác bauxitehình thành do kết quả của quá trình hoàn thổ gây ra nhiều xáo trộn cho lớp đất mặt

và đất hoàn thổ, tạo nên bãi thải đất hoàn thổ sau khai thác quặng

- Bãi thải bùn quặng đuôi: được hình thành từ nguồn nước rửa và bùn đất, tạpvật thải ra trong quá trình tuyển quặng tinh được chứa trong các hồ chứa bùn thảihoặc được sử dụng để hoàn thổ

- Bãi thải bùn đỏ: Bùn đỏ là chất thải hình thành sau quá trình hòa tách quặngtinh của xưởng chế biến alumina (Quặng bauxite được nghiền nhỏ và trộn vớiNaOH trong bể chứa ở nhiệt độ và áp suất cao) Bùn đỏ có thành phần chủ yếu

gồm: Hematite (Fe2O3), Natri Silico Aluminate, Canxi titanate (CaTiO3),Boehmite (Al2O3.H2O), Gibbsite (Al2O3.3H2O) và là chất thải nguy hại do có tínhkiềm cao (pH khoảng 12,5) Bùn đỏ sau quá trình tinh chế nhôm được chứa trongcác hồ chứa hình thành bãi thải bùn đỏ.

1.2 Trên thế giới

1.2.1 Khoáng sản và bauxite

Hầu hết các nước trên thế giới đều có nguồn tài nguyên khoáng sản với hàngchục đến hàng trăm chủng loại có trữ lượng và giá trị khác nhau nhưng phổ biến vàquan trọng hơn cả là than đá và bauxite

Theo số liệu tổng quan về các nguồn nhiên liệu hóa thạch của Hội đồng nănglựợng toàn cầu (WEC) (dẫn theo Nguyễn Khắc Kinh, 2001)[19], trữ lượng than đá

là 860.938 triệu tấn, số lượng đã khai thác là 9.739 triệu tấn, theo tính toán củaWEC số năm khai thác than còn lại với tốc độ khai thác hiện nay là 128 năm Toànthế giới hiện tiêu thụ khoảng 4 tỷ tấn than hàng năm, một số ngành sử dụng than đálàm nguyên liệu đầu vào để sản xuất điện, thép, kim loại, xi măng và các loại chấtđốt hóa lỏng

Than đóng vai trò chính trong sản xuất ra điện (than đá và than non), các sảnphẩm thép và kim loại (than cốc) Hàng năm có khoảng hơn 4.030 triệu tấn thanđược khai thác, con số này đã tăng 38% trong vòng 20 năm qua Sản lượng khaithác tăng nhanh nhất ở châu Á, trong khi đó châu Âu khai thác với tốc độ giảm dần.Trên thế giới, 5 nước khai thác lớn nhất hiện nay là: Trung Quốc, Mỹ, Ấn Độ,Australia và Nam Phi Hầu hết các nước khai thác than cho nhu cầu tiêu dùng nộiđịa, chỉ có khoảng 18% than cứng dành cho thị trường xuất khẩu (dẫn theo Tậpđoàn Than Khoáng sản Việt Nam, 2009)[41]

Lượng than khai thác trên thế giới được dự báo tới năm 2030 vào khoảng 7

tỷ tấn, riêng Trung Quốc chiếm khoảng hơn một nửa sản lượng Thống kê từ năm

2003 đến hết năm 2007, sản lượng khai thác than bình quân tăng khoảng3,33%/năm, nhưng nhu cầu sử dụng than tăng khoảng 4,46%/năm, đặc biệt khu vựcchâu Á và Australia nhu cầu sử dụng than tăng tới 7,03%/năm Điều này chứng tỏ

nhu cầu sử dụng than ngày càng tăng lên, trong khi trữ lượng khai thác giảm dầntrong những năm vừa qua với bình quân 6,77%/năm trong giai đoạn 2003 – 2007.Theo dự báo, mức độ tiêu thụ than đá trên thế giới sẽ tăng khoảng 49% từ năm 2006đến năm 2030, sự đóng góp của than đá vào mức độ tiêu thụ năng lượng trên toànthế giới sẽ tăng từ 27% trong năm 2006 lên đến 28% vào năm 2030 (dẫn theo Tậpđoàn Than Khoáng sản Việt Nam, 2009) [41].

Về bauxite, các nước có trữ lượng lớn hơn 1 tỷ tấn gồm: Guinea (8,6 tỷ tấn),Australia (7,9), Việt Nam (5,5), Jamaica (2,5), Brazil (2,5), Trung Quốc (2,3), Ấn

Độ (1,4) Trong năm 2006, thế giới khai thác khoảng 184 triệu tấn quặng bauxite;trong đó riêng 14 mỏ có khối lượng khai thác lớn đã khai thác khoảng 122 triệu tấn,chiếm tỉ lệ 66% sản lượng khai thác toàn thế giới Hầu hết, bauxite được khai thác ởAustralia chiếm 54%, kế đến là Nam Mỹ 19%, châu Phi 16%, vùng biển Caribê7%, và châu Á chỉ chiếm khoảng 4% (dẫn theo Tổng Công ty Khoáng sản ViệtNam, 2006) [45]

Công tác hoàn phục môi trường sau khai thác mỏ bauxite ngày càng đượccác quốc gia trên thế giới quan tâm Theo kết quả khảo sát của Viện Nhôm quốc tếnăm 2004 [67], tiến hành ở 12 nước và trên 23 mỏ (chiếm sản lượng khai thác đến70% của thế giới) cho thấy có sự gia tăng đáng kể về diện tích mỏ sau khai thácbauxite được hoàn phục, năm 2002 có 83% tổng diện tích mỏ khai thác được hoànphục so với tỉ lệ 79% vào năm 1998 Hầu hết các quốc gia có hoạt động khai thácbauxite như: Australia, Ghana, Venezuela, Jamaica,… đều có luật liên quan đến khaithác khoáng sản và thành lập các cơ quan quản lý nhà nước theo dõi về công táckhai thác khoáng sản, yêu cầu hoàn phục môi trường sau khai thác khoáng sản nóichung và bauxite nói riêng đều được quy định cụ thể

Ngành công nghiệp khai thác bauxite tại Úc xem công tác hoàn phục môitrường là một phần tất yếu của quá trình khai thác Do vậy, các kế hoạch thực hiện

và tài chính cho chương trình hoàn phục môi trường dài hạn phải được lập trước khibắt đầu khai thác Kinh phí hoàn phục môi trường thường trên 10.000 USD/ha Quá

trình hoàn phục môi trường không phải chỉ kết thúc ở việc san gạt đất để trồng cây

và gieo hạt Hiệu quả của quá trình này chỉ có thể được đánh giá qua kết quả quantrắc trong nhiều năm liền Có 4 giai đoạn chủ yếu trong quá trình hoàn phục môitrường là: xác định phương thức sử dụng đất sau khai thác khoáng sản, san lấp mặtbằng đã bị xáo trộn do khai thác khoáng sản, tạo điều kiện thuận lợi nhất cho việcgây trồng, trồng trực tiếp cây giống, gieo hạt hoặc phủ các lớp đất mặt có sẵn nguồnhạt tự nhiên và cuối cùng là quan trắc và nghiên cứu để có những tác động điềuchỉnh hợp lý bảo đảm có được hệ sinh thái mong muốn trong dự án hoàn phục môitrường (dẫn theo Bộ Công nghiệp, Du lịch và Tài nguyên Úc, 2006) [63]

Jamaica đã ban hành Luật Khai thác mỏ từ năm 1947, quy định các mỏ phảithực hiện chuyển lớp đất mặt trước khi tiến hành khai thác và phải hoàn phục nótrong quá trình hoàn phục môi trường (dẫn theo Opal, 1992) [82] Gần đây TrungQuốc đã ra lệnh đóng cửa 100 mỏ bauxite vì gây ô nhiễm môi trường trầm trọng.Nước này cũng quy định các doanh nghiệp khai thác bauxite chính quy phải trả lạihiện trạng đất đai như ban đầu sau 4 năm khai thác, nếu không đáp ứng tiêu chuẩnnày sẽ bị đóng cửa vĩnh viễn (dẫn theo Nguyễn Ngọc Trân, 2009) [47]

Về phía các doanh nghiệp, ý thức về hoàn phục môi trường sau khai thácbauxite cũng dần được nâng cao Các công ty khai thác bauxite ở Venezuela, đãtriển khai các biện pháp hoàn phục môi trường nhằm giảm nhẹ các tác động củakhai thác bauxite đến các hoạt động của cộng đồng địa phương gắn với hỗ trợ xãhội và phát triển kinh tế cho người dân trong khu vực Các hoạt động khai thácbauxite phải đáp ứng các yêu cầu về môi trường và mục tiêu xã hội; trong đó yêucầu phải thiết lập lại rừng bản địa bị ảnh hưởng của hoạt động khai thác mỏ đượcđặt lên hàng đầu (dẫn theo International Aluminium Institute, 2004) [67]

1.2.2 Ảnh hưởng của khai thác khoáng sản đến môi trường

Môi trường đất thải của các mỏ than luôn là trở ngại lớn cho công tác hoànphục thảm thực vật do đất có những tính chất cơ lý và hóa tính không phù hợp vớicây trồng do khả năng giữ nước kém và hàm lượng axit cao Khu bải thãi mỏ than ở

hạt Dickson, bang Virginia đã bị bỏ hoang khi lớp đất màu trên bề mặt bị bóc đihoàn toàn do khai thác than Đất ở đây có hàm lượng axit là 38%, độ pH là 3,6, với70% là đá, khả năng giữ nước thấp (4,5% hạt có kích thước <2mm) (Burger JA,Torbert JL,1992) [60].

Rất nhiều diện tích đất bị thoái hóa sau khi kết thúc giai đoạn khai thác mỏ.Tại Ấn Độ, qua nghiên cứu cho thấy để có được 1 triệu tấn than, có khoảng 4 ha đất

bị hủy hoại Năm 2004, Mrinal Kghose [81] đã khảo sát mỏ than Godda, Jharkhan(Ấn Độ) có quy mô diện tích 2177 ha; trong đó, diện tích đất nông nghiệp bị thu hồi

là 1874ha, đất lâm nghiệp có 110 ha, còn lại là đất trống Mỏ này được bắt đầu khaithác từ năm 1980 và dự kiến kéo dài đến 71 năm Tiến hành thu mẫu trên các bãithải than có thời gian sau khai thác khác nhau (1, 3, 4, 6, 9 và 10 năm) ở xungquanh mỏ, kết quả phân tích cho thấy khả năng trao đổi Ca+, hàm lượng C, N, P, Kcủa đất bãi thải kém hơn đất mỏ chưa khai thác và hàm lượng các chất dinh dưỡnggiảm dần khi các bải thãi bị để hoang hóa trong thời gian dài hơn

Zheng-fu Bian và cộng sự (2011) [86]) đã ứng dụng phương pháp lập bản đồchuyên đề nâng cao (TM/ETM) để xử lý không ảnh nhằm phân tích sự thay đổi cácyếu tố môi trường đất theo thời gian tại mỏ than Shendong (Trung Quốc) Kết quảcho thấy hoạt động khai thác đã có một số tác động tiêu cực đáng kể đến môitrường, nhưng các biện pháp khôi phục khu mỏ sau đó cũng đóng một vai trò rất lớntrong việc cải thiện lớp phủ thực vật và kiểm soát sa mạc hóa đất Theo đó, diện tíchđất bị sa mạc hóa tăng từ 26,81% năm 1990 đến 46,79% trong năm 1995 khi mỏhoạt động với quy mô lớn Quá trình hoàn phục thảm thực vật trong khu vực đượckiểm soát có hiệu quả từ năm 1998, vì vậy diện tích sa mạc hóa giảm xuống 23,24%vào năm 2000 và tiếp tục là 18,68% trong năm 2005

Để đánh giá những tác động của khai thác than đến môi trường xung quanh

mỏ Barapukuria, tỉnh Dinajpur (Ấn Độ), các nhà khoa học Hossain MN, Paul

SK, Hasan MM (2015) [66]) đã thu thập mẫu than, nước, đất và tro bay để phân tíchtheo các phương pháp thử nghiệm mẫu chuẩn Kết quả cho thấy hoạt động khai thácthan đã mang lại một số thách thức về môi trường và kinh tế-xã hội cho các vùng

lân cận Đất đai suy thoái, nước và không khí ô nhiễm, đất nông nghiệp bị sụt lún

và sinh kế của người dân bị ảnh hưởng Hàm lượng carbon hữu cơ và các cationtrao đổi trong nước rất thấp, ảnh hưởng đến chất lượng nước và đất Một số đặc tính

lý hóa như độ pH, độ dẫn điện, độ ẩm, khả năng giữ nước không đáp ứng ngưỡngtối thiểu để canh tác trên vùng đất này

Hoạt động khai thác quặng bauxite tại vùng Western Ghats, Ấn Độ đã cungcấp việc làm cho người dân và tạo nguồn thu cho địa phương Tuy nhiên khu vựckhai thác gần ranh giới Vườn Quốc gia Chandoli đã tác động trực tiếp đến hànhlang sinh học kết nối giữa Vườn ở phía Bắc và Khu bảo tồn Radhanagari ở phíaNam nên làm ảnh hưởng xấu đến hệ động vật, thực vật tại vùng này Bên cạnh đó

nó còn gây ra sự suy thoái môi trường, gây ô nhiễm bụi, tiếng ồn và xói mòn đất(Lad R J and Samant J.S (2013)[73].Lad R J and Samant J.S (2015) [74]) khiđánh giá, so sánh chất lượng của đất sau khai thác mỏ bauxite với đất rừng, đấtnông nghiệp, đồng cỏ…các khu vực kế cận tại làng Udgiri, huyện Kollhapur (ẤnĐộ) cho biết các chất dinh dưỡng như C, N, P, K trong đất sau khai thác mỏ có hàmlượng thấp so với các loại đất khác Bên cạnh đó đất có khả năng giữ nước kém, độkết dính hạn chế nên không thể sử dụng

1.2.3 Hoàn phục môi trường sau khai thác than và bauxite

1.2.3.1 Hoàn phục môi trường sau khai thác than

Trồng cây trên bãi thải sau khai thác than đã được thế giới khẳng định là mộtbiện pháp hữu hiệu nhất góp phần hoàn phục môi trường mỏ sau khi khai thác(Singh A.N, Raghubanshi A.S và Singh J.S (2002) [84]) Qua nghiên cứu, nhóm tácgiả này cho rằng để cải tạo đất bãi thải thì cần có lớp phủ thực vật trên nó Một môhình rừng bền vững trên bãi thải phải gồm những loài cây có mức độ thích nghi cao,không cần đến sự chăm sóc của con người Kết quả nghiên cứu tại vùng Varanasi(Ấn Độ) cho thấy các loài cây bản địa tại khu vực này tỏ ra thích nghi cao hơn sovới những loài cây khác Theo hướng nghiên cứu này, Diwakar Sharma và WesleySunderrj S.F (2005) [64] đã đề xuất một số loài cây trồng cho khu vực bãi thải như

sau: Tếch (Tectona grandis), Giam (Mitragyna parvifolia), Gáo lá tròn (Adina cordifolia), Cóc chuột (Lannea coromandelica), Miliusa tomentosa.

Maiti SK (2007)[77] nhận xét rằng đất đai trên bãi thải than ở vùng JhariaCoalfield, Ấn Độ có các đặc điểm: nhiều đá lớn, có độ dinh dưỡng, độ pH thấp, hàmlượng kim loại cao do vậy rất khó cải tạo Giải pháp cho vấn đề này là trồng một sốloài cây có khả năng hấp thu kim loại và tạo cảnh quan đẹp Kết quả trồng thửnghiệm cho thấy sau khi có lớp phủ thực vật trên bề mặt thì độ dinh dưỡng, pH vànước tăng lên, hàm lượng kim loại nặng và độc tố giảm Bên cạnh Bạch đàn, Cúckim tiền, Keo, Lim xẹt, Muồng đen thì một số loài Tre trúc cũng được xem là cókhả năng hấp thu kim loại cao

Ardell J.Bjuhstad (1984) [56] đã nghiên cứu trồng thí nghiệm 7 loài cây bao

gồm Tần bì xanh (Fraxinus pennsylvanica), Nhót lá hẹp (Elaeagnus angustifolia), Nhót (Shepherdia argentea), Đậu siberi (Caragana arborescens),Mận mỹ (Prunus americana), Thông ponderosa (Pinus ponderosa) và Bách xù (Juniperus scopulorum)tại bãi thải khai thác than ở khu vực khô cằn vùng Đông Bắc bangWyoming (Hoa Kỳ) Kết quả thí nghiệm cho thấy tỷ lệ sống của mỗi loài là khácnhau và phụ thuộc nhiều vào lượng nước tưới, trong đó các loài cây thuộc ngành hạttrần tỏ ra kém thích nghi hơn Nghiên cứu này đã cung cấp những thông tin về khảnăng thích ứng của một số loài cây trồng trên bãi thải khai thác than làm cơ sở lựachọn loài cây trồng tại khu vực này

Khi thử nghiệm gieo hạt các loài cỏ trên các bãi thải than ở phía bắc bangĐakota (Hoa Kỳ), Ardell J.Bjugstad và Warren C Whitman (1990) [55] kết luậnrằng có một số loài cây nảy mầm và phát triển tốt ngay sau khi gieo hạt gồm Cỏ ba

lá trắng (Petalostemum candidurn), Liatris punctata, Cúc (Ratibida columnifera) Một số loài phát triển chậm hơn nhưng ở mức đạt yêu cầu là Aster ptermicoides, Astragalus striatus, Petalstemum purpureum, Metzelia decapetala Một số loài khác phát triển chậm hơn hay không nảy mầm được là Penstemon angustifolius, Solidago rigida, Helianthus ridinus, Campanula rotundifolia, Suaedea fruticosa và Lygodesmia juncea do chúng không thích hợp với biện pháp gieo hạt trực tiếp.

Nghiên cứu của Sompetch Mungkordin (1994) [85] về tái lập hệ cây trồngtrên vùng đất mỏ than Maemoh thuộc tỉnh Lăm Pang, Thái Lan, với 37 loài thực vậtđược thử nghiệm, sau 7 năm có đến 84% số lượng cây trồng vẫn còn sống trên vùng

đất mỏ này, trong số đó Giáng hương quả to (Pterocarpus macrocarpus) tỏ ra ưu thế

hơn cả và được khuyến cáo dùng để trồng trên đất hoàn thổ của vùng mỏ này

Arvind Singh và Singh J S (2001)[59] đã nghiên cứu về ảnh hưởng của phânbón đến sinh trưởng và phát triển của một số loài cây bản địa trồng trên bãi thải của

mỏ than Jayant, Ấn Độ gồm: Bồ kết tây (Albizia lebbeck), Keo cao (Acacia catechu), Xoan chịu hạn (Azadirachta indica), Dalbergia sissoo, Lõi thọ (Gmelina arborea), Me rừng (Phyllanthus emblica), Đậu dầu (Pongamia pinnata), Tếch (Tectona grandis) và Bàng hôi (Terminalia bellirica) Kết quả cho thấy, phân bón lá

có nồng độ N và P cao tác động đến tăng trưởng của các loài cây, các loài cây họđậu sinh trưởng tốt hơn các loài cây khác trong nhóm trồng thử nghiệm

1.2.3.2 Về kỹ thuật hoàn phục thảm thực vật trên đất sau khai thác bauxite

Trong quá trình khai thác mỏ bauxite, thảm thực vật bên trên bị phát quang

và lớp đất mặt bị san ủi để bóc quặng; địa hình, cảnh quan, thảm thực vật và đất ởcác khu vực sau khai thác mỏ bị ảnh hưởng nặng nề Do đó, việc nghiên cứu cácbiện pháp kỹ thuật hoàn phục môi trường đất, thảm thực vật trên các bãi thải, cáckhu vực mỏ sau khai thác bauxite được nhiều nhà khoa học nước ngoài quan tâm

Năm 1996, một nhóm các nhà khoa học ở Trường Đại học WesternAustralia, gồm Koch J.M, Ward S.C, Grant C.D và Ainsworth G.L [71] đã triển khainghiên cứu ảnh hưởng của việc đào xới đất trong quá trình khai thác bauxite đến sốlượng và chiều sâu phân bố hạt giống lưu trữ ở lớp đất mặt của rừng Jarrah, phíaTây Australia, cho biết sau khi khai thác trắng và đốt dọn thì tỉ lệ hạt giống có khảnăng nẩy mầm trong đất chỉ còn 74% so với khu vực chưa bị tác động Trên nhữngvùng đất sau khi hoàn thổ, nếu được cày thì tỉ lệ hạt giống có khả năng nẩy mầm là53% còn trên đất không được cày tỉ lệ này là 32% Từ các kết quả nghiên cứu trên,các tác giả khuyến nghị việc hoàn phục thảm thực vật sau khi khai thác bauxite cần

gắn liền với việc hoàn thổ sớm nhất và nên áp dụng biện pháp cày xới lớp đất mặthoàn thổ để tạo điều kiện cho hạt giống cây rừng nẩy mầm thuận lợi

Phương pháp hoàn phục sinh thái được Lin Gao và các cộng sự nghiên cứu

và đề xuất năm 1998 [75], đang được ứng dụng có hiệu quả tại một số mỏ khai thácbauxite ở Trung Quốc Theo Lin Gao, để đẩy nhanh quá trình hoàn phục sinh thái:(i) trước hết nên chọn các loài cây chịu hạn và sinh trưởng nhanh hoặc các loài cỏ

để trồng trên các đất hoang sau khai thác bauxite; (ii) sau khi lớp đất mặt được ổnđịnh, trồng cỏ để nhanh chóng phủ xanh lớp đất mặt hoặc trồng luân canh cỏ vớicác cây họ đậu để cải tạo đất; (iii) căn cứ vào các loại cây trồng và tính chất, xâydựng một hệ sinh thái bền vững có khả năng tự duy trì với sự hỗ trợ của kỹ thuậttưới nước và bón phân, đặc biệt là phân bón vi sinh, (iv) tiến hành trồng các loại câytrồng đa dạng, cây ăn quả, nông lâm kết hợp và chăn nuôi theo điều kiện và tậpquán địa phương để sử dụng toàn diện và hiệu quả đất sau khai thác mỏ

Vận dụng lý thuyết trên, Lin Gao, Zewei Miao và các cộng sự (1998)[75] đãtiến hành hoàn phục đất và thảm thực vật cho mỏ bauxite Xiaoyi, tỉnh Sơn Tây,Trung Quốc Các biện pháp kỹ thuật liên hoàn đã được thực hiện, trong đó một số

loại cây bụi và cỏ được chọn trồng gồm: Madicago saticava, Astragalus adsuzgens, Onobrychis vicifolia, Caragana intermedia, Festuca, và Artemisia scoparia Kết quả cho thấy 2 loài thuộc họ đậu là Madicago saticava và Caragana intermedia có

sinh trưởng tốt nhất Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng các biện pháp bón phân, sử dụngcác loại phân đạm và phốt pho, kết hợp bón các vi lượng qua lá như Mo, Zn, …vàphân vi sinh có tác dụng tốt với cây trồng trên đất hoàn thổ sau khai thác bauxite

John A Parrotta, Oliver H Knowles (1999) [68] triển khai nghiên cứu về cấutrúc và tổ thành các khu rừng từ 9 - 13 tuổi hình thành trên đất mỏ sau khai thácbauxite ở Trombetas- Brazil với các kỹ thuật hoàn phục rừng khác nhau trên đấtrừng nguyên trạng và trên đất hoàn thổ Các kỹ thuật hoàn phục bao gồm: lợi dụngtái sinh tự nhiên, trồng hỗn giao các loài cây gỗ có giá trị kinh tế, trồng thuần loài

và trồng hỗn giao các loài cây bản địa cho hơn 70 loài Kết quả cho thấy các loàicây bản địa trồng hỗn giao có triển vọng hơn cả

Một nghiên cứu của Koch J.M và Ward S.C (1999- 2005)[72] về tình hình

sinh trưởng của loài Bạch đàn marginata (Eucalyptus marginata) được trồng nhằm

hoàn phục các mỏ sau khai thác bauxite ở miền Tây Nam Australia cho thấy với mật

độ trồng ban đầu 2.662 cây/ha sau 13 năm mật độ còn lại là 2.300 cây/ha, tỷ lệ sống

là 86% Cây ở tuổi 13 đạt chiều cao bình quân 9m và đường kính ngang ngực14,4cm; mật độ bình quân của cây có khả năng cung cấp gỗ là 1.297 cây/ha Qua

đó, nhóm tác giả đề nghị mật độ trồng hợp lý cho rừng trồng Eucalyptus marginata

trên các mỏ sau khai thác bauxite ở miền Tây Nam Australia là 1.300 cây/ha

Kết quả nghiên cứu về phục hồi chức năng của hệ sinh thái rừng Bạch đàn

Jarrah (Eucalyptus marginata) trên các vùng đất đã khai thác bauxite ở miền Tây

nước Úc do Carl D Grant và đồng nghiệp thực hiện (2007) [61] cho thấy việc hoànthổ bằng lớp đất mặt trên đất đã khai thác là nhiệm vụ cấp thiết để phục hồi HSTban đầu vì trong lớp đất mặt có nguồn hạt giống và chất dinh dưỡng cần thiết.Ngoài ra những loài cây có khả năng cố định đạm cao được chọn trồng do khả năngtích lũy chất dinh dưỡng đa lượng từ phân bón được sử dụng trong quá trình gâytrồng Trong vòng 10 -20 năm, rừng sẽ phục hồi với những đặc trưng tương tự nhưrừng chưa khai thác bauxite

Tại khu mỏ Huntly, Úc, Morgan J Lythe và cộng sự (2015) [80] đã sử dụng

gỗ vụn để rải lên các khu đất đã khai thác bauxite trước khi gieo hạt giống Kỹ thuậtnày tạo điều kiện cho động vật không xương sống quay trở lại nhằm giúp cho quátrình phân hủy nhanh và lượng Nitơ trong đất cao hơn nhưng khu đất không được

xử lý Kết quả nghiên cứu cho thấy, với mức độ 30% diện tích được phủ gỗ vụn sẽlàm tăng số lượng và độ phong phú của động vật không xương sống và thúc đẩynhanh quá trình thiết lập hệ sinh thái tương tự như trước đây

Các kết quả nghiên cứu từ năm 2003- 2006 [76] của nhóm tác giả Luque R

M, Lisena M và Luque O.M nhằm hoàn phục môi trường mỏ bauxite ở Los

Pijiguaos (bang Bolivar, Venezuela), trong đó cỏ Vetiver (Vetiveria zizanioides)

được sử dụng kết hợp với việc thiết lập các rào cản tạm thời như túi cát, hàng rào đáhoặc hàng rào gỗ đã có tác dụng bảo vệ đất chống xói mòn tốt ở những nơi đất dốc

Cỏ Vetiver được trồng từ 26- 36 tháng có khả năng hấp thu các kim loại nặng trong

Ronan Courtney, George Mullen và Tom Harrington (2009)[83] đã nghiêncứu hoàn phục thảm thực vật trên các bãi thải sau khai thác bauxite ở vùng Limeric,

Tây Nam Ireland, gồm 6 loài Cỏ ống (Agrostis stolonifera), Fescue longifolia, Holcus lanatus, Lolium perenne, Trifolium repens, và Trifolium pratense trong tổng

số 47 loài được tuyển chọn từ năm 1997-2005 Kết quả cho thấy các loài này có khả

năng sinh trưởng tốt trên các loại bãi thải, trong đó Holcus lanatus và Trifolium pratense có sinh trưởng vượt trội nhất Việc sử dụng phân bón có bổ sung thạch cao

đã có tác dụng tích cực đối với lý hóa tính lớp đất mặt (làm giảm hàm lượng Mntrong đất) và tăng khả năng sinh trưởng của cây trồng

Khả năng làm sạch môi trường của thực vật đã được biết từ thế kỷ XVIIIbằng các thí nghiệm của Joseph Priestley, Antoine Lavoissier, Karl Scheele và JanIngenhousz (dẫn theo Võ Văn Minh và Võ Châu Tuấn, 2005) [26] Tuy nhiên, mãiđến những năm 1990 phương pháp này mới được xem là một loại công nghệ mớidùng để xử lý môi trường đất và nước bị ô nhiễm bởi các kim loại, hợp chất hữu cơ,thuốc súng và chất phóng xạ

Hầu hết, các loài thực vật rất nhạy cảm với sự có mặt của các ion kim loại,thậm chí ở nồng độ rất thấp Tuy nhiên, vẫn có một số loài thực vật không chỉ cókhả năng sống được trong môi trường bị ô nhiễm bởi các kim loại độc hại mà còn

có khả năng hấp thụ và tích lũy các kim loại này trong các bộ phận khác nhau củachúng Áp dụng đặc tính này, nhiều nghiên cứu của các tác giả theo phương pháplàm giảm nồng độ kim loại trong đất bằng cách trồng các loài thực vật có khả năng

tích luỹ kim loại cao trong thân Các loài thực vật này phải kết hợp được 2 yếu tố là

có thể tích luỹ kim loại trong thân và cho sinh khối cao Khi thu hoạch các loài thựcvật này thì các chất ô nhiễm cũng được loại bỏ ra khỏi đất và các kim loại quý hiếmnhư Ni, Tl, Au, có thể được chiết tách ra khỏi cây (Võ Văn Minh- Võ Châu Tuấn,2005) [26] Từ các kết quả nghiên cứu trên, có thể vận dụng về mặt phương pháp đểchọn lựa các loài cây trồng trên các bãi thải sau tuyển quặng bauxite

1.3 Tại Việt Nam

Ở Việt Nam đã và đang khai thác nhiều loại khoáng sản nhưng có quy mô tậptrung và lớn nhất là than đá (ở phía Bắc) và bauxite (ở Tây Nguyên) Một số loạiquặng kim loại khác được khai thác với quy mô nhỏ và phân tán, trong đó quặng sắt

có vai trò quan trọng Hiện nay đã phát hiện và khoanh vùng được trên 216 vị trí cóquặng sắt, có 13 mỏ trữ lượng trên 2 triệu tấn, tập trung chủ yếu ở vùng núi phíaBắc 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 (Đặng TrungThuận, 2012) [43]

cụ thể: Than xuất khẩu tăng nhanh từ 4,2 triệu tấn, chiếm 32% tổng lượng than tiêuthụ, năm 2001 lên 14,8 triệu tấn, chiếm 49% năm 2005 Than khai thác lộ thiên cósản lượng chiếm 63-:-65% tổng lượng than khai thác, tăng từ 9,5 triệu tấn năm 2001lên 21 triệu tấn năm 2005 (gấp 2,21 lần)

Than khai thác hầm lò năm 2005 đạt 12,5 triệu tấn, tăng 2,5 lần so với năm

2001 Hiện có 8/28 mỏ hầm lò có sản lượng đạt 0,9 - 1,3 triệu tấn/năm với côngnghệ khai thác và cơ sở hạ tầng tương đối hoàn chỉnh Các mỏ còn lại có sản lượng

khoảng 500 ngàn tấn/năm, nhìn chung chưa được đầu tư hoàn chỉnh (Tập đoànThan Khoáng sản Việt Nam, 2009) [41].

1.3.1.2 Khai thác bauxite

Qua các kết quả thăm dò và nghiên cứu cho thấy ở Việt Nam có trữ lượngbauxite ước tính khoảng 5,5 tỷ tấn, trong đó khoảng 2,1 tỷ tấn là có khả năng khaithác được, đứng thứ ba trên thế giới sau Guinea (8,6 tỷ tấn) và Úc (7,9 tỷ tấn)

Xét về nguồn gốc, quặng bauxite ở Việt Nam thuộc 2 loại chính:

- Bauxite nguồn gốc trầm tích nằm trên mặt bào mòn của đá vôi cổ, tập trung

ở các tỉnh miền Bắc như Hà Giang (0,5%), Cao Bằng (1,8%), Lạng Sơn (1,4%) Mỏbauxite có quy mô nhỏ, trữ lượng thấp, phân tán, không thuận lợi cho khai thác, chếbiến tập trung

- Bauxite nguồn gốc phong hóa laterit từ đá bazan, tập trung ở các tỉnh miềnTrung và Tây Nguyên như Gia Lai – Kon Tum (11%), Đắk Nông (61%), Lâm Đồng(20%), Bình Phước (4,6%), và Quảng Ngãi – Phú Yên (0,2%).Quặng bauxite ở TâyNguyên thuộc loại thảm nằm ở sườn hay trên đỉnh đồi, với chiều dày thay đổi từ 4đến 6m Bên trên là lớp đất đỏ bazan có chiều dày từ 0,5 đến 3m, bên dưới là lớpđất sét kaolinite khá dày (Tổng Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, 2011) [46]

Tập đoàn Than Khoáng sản Việt Nam đã được phép triển khai dự án tổ hợpBauxite – Alumine tại Tân Rai, Bảo Lộc, Lâm Đồng và dự án Bauxite Nhân Cơ,Đắk Rlấp, Đắk Nông từ năm 2010 và 2011 với công suất 0,65 triệu tấn alumine/năm cho mỗi dự án Để đảm bảo được công suất đó, hàng năm phải khai thác mỏbauxite trên diện tích từ 80-100ha Với thời gian hoạt động trong 30 năm, tổng diệntích mỏ cần thiết phục vụ cho 2 dự án là khoảng 3.000ha (Công ty cổ phần AluminaNhân Cơ –TKV, 2009 [7]), Tổng Công ty khoáng sản Việt Nam,2006)[45]

Theo Hồ Sĩ Giao- Mai Thế Toản (2008)[13], nếu các dự án khai thác bauxite

đi vào hoạt động và đạt sản lượng theo quy hoạch đã được phê duyệt là 7,2-8,3 triệutấn/năm (năm 2015) thì khối lượng chất thải phát sinh như sau: bùn thải sau tuyểnquặng: 233,95 - 269,69 triệu m3/ năm, khối lượng bùn đỏ: 6, 048 - 6,972 triệu tấn/

năm Một vấn đề về ô nhiễm môi trường khác cũng cần được quan tâm đó là bùnthải quặng đuôi trong quá trình tuyển quặng Để sản xuất 600.000 tấn alumine như

ở nhà máy Nhân Cơ hay Tân Rai, cần phải khai thác 3 triệu tấn quặng nguyên khai

và thải ra ngoài 1,5 triệu tấn bùn quặng đuôi (chưa kể nước)

1.3.2 Hoàn phục môi trường sau khai thác khoáng sản và bauxite

1.3.2.1 Các quy định về hoàn phục môi trường sau khai thác khoáng sản

Luật Khoáng sản năm 2010 [23] đã quy định rõ điều kiện đối với khu vựchoạt động khoáng sản tại Khoản 1, Điều 26 Theo đó, khu vực hoạt động khoángsản là khu vực đã được điều tra cơ bản địa chất về khoáng sản và được cơ quan nhànước có thẩm quyền khoanh định trong quy hoạch

Tại Điều 36 của Luật này đã quy định cụ thể quyền và nghĩa vụ của tổ chức,

cá nhân trong hoạt động khai thác khoáng sản phải gắn với bảo vệ môi trường vàcông tác cải tạo, phục hồi môi trường sau khai thác, cụ thể như sau:

- Tổ chức, cá nhân hoạt động khoáng sản phải sử dụng công nghệ, thiết bị,vật liệu thân thiện với môi trường; thực hiện các giải pháp ngăn ngừa, giảm thiểutác động xấu đến môi trường và cải tạo, phục hồi môi trường theo quy định củapháp luật

- Tổ chức, cá nhân hoạt động khoáng sản phải thực hiện các giải pháp vàchịu mọi chi phí bảo vệ, cải tạo, phục hồi môi trường Giải pháp, chi phí bảo vệ, cảitạo, phục hồi môi trường phải được xác định trong dự án đầu tư, báo cáo đánh giátác động môi trường, bản cam kết bảo vệ môi trường được cơ quan quản lý nhànước có thẩm quyền phê duyệt

- Trước khi khai thác khoáng sản, tổ chức, cá nhân khai thác khoáng sản phải

ký quỹ cải tạo, phục hồi môi trường theo quy định của Chính phủ [23]

Và tại điểm i, khoản 2, Điều 55:

- Tổ chức, cá nhân khai thác khoáng sản có nghĩa vụ đóng cửa mỏ, phục hồimôi trường và đất đai khi giấy phép khai thác khoáng sản chấm dứt hiệu lực [23]

Để triển khai các quy định về bảo vệ môi trường và công tác cải tạo, phụchồi môi trường theo Luật Khoáng sản năm 2010, Thủ tướng Chính phủ đã ban hành

Quyết định 18/2013/QĐ-TTg ngày 29/3/2013, quy định chi tiết việc cải tạo, phụchồi môi trường và ký quỹ cải tạo, phục hồi môi trường đối với hoạt động khai tháckhoáng sản [35]

Theo Quyết định này, yêu cầu của việc cải tạo, phục hồi môi trường là đảmbảo đưa môi trường, HST tại khu vực khai thác khoáng sản và khu vực bị ảnhhưởng của hoạt động khai thác về trạng thái môi trường gần với trạng thái môitrường ban đầu hoặc đạt được các tiêu chuẩn, quy chuẩn về an toàn và môi trường,đảm bảo an toàn và phục vụ các mục đích có lợi cho con người

Ngày 23/6/2014 Quốc hội nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam thôngqua Luật bảo vệ môi trường số 55/2014/QH13 [33] Để triển khai thi hành Luật này,Chính phủ và Bộ Tài nguyên và Môi trường đã ban hành những Nghị định, Thông

tư hướng dẫn thi hành luật, trong đó có những nội dung hướng dẫn công tác cải tạo,phục hồi môi trường trong khai thác khoáng sản, cụ thể:

- Nghị định số 19/2015/NĐ-CP ngày 14/2/2015 của Chính phủ quy định chitiết thi hành một số điều của Luật Bảo vệ môi trường về thực hiện ký quỹ cải tạo,phục hồi môi trường đối với hoạt động khai thác khoáng sản và lập phương án cảitạo, phục hồi môi trường [4]

- Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành Thông tư số 38/2015/TT-BTNMTngày 30/6/2015 về cải tạo, phục hồi môi trường trong hoạt động khai thác khoángsản Thông tư này hướng dẫn chi tiết một số điều của Nghị định số 19/2015/NĐ-CPngày 14/02/2015 của Chính phủ [3]

Mặc dù đã có các văn bản pháp luật quy định cụ thể về trách nhiệm hoànphục môi trường sau khai thác khoáng sản Tuy nhiên, đến nay công tác hoàn phụcmôi trường tại các mỏ sau khai thác ở Việt Nam vẫn còn đang ở bước đầu, thiếu cáccông trình có phạm vi ứng dụng rộng Công tác phục hồi môi trường sau khi kếtthúc khai thác tại các mỏ khoáng sản hiệu quả chưa cao Qua khảo sát thực tế chothấy, các doanh nghiệp tuy có triển khai công tác phục hồi môi trường nhưng cũngchỉ mang tính chất đối phó, hình thức nên chưa khôi phục được địa hình và hệ sinhthái khu vực Theo quy định, khai trường phải được tiến hành san lấp, trồng cây hay

tạo hồ nước, nhưng thực tế các đơn vị khai thác thực hiện chưa đúng theo phương

án đã được phê duyệt Ngoài ra, do các doanh nghiệp không thực hiện việc phục hồimôi trường trong giai đoạn khai thác, dẫn đến khi đóng cửa mỏ ngừng hoạt động thìvấn đề phục hồi môi trường trở thành công việc quá lớn và bất cập về mặt tài chính

Việc không phục hồi môi trường hoặc phục hồi một cách hình thức của cácđơn vị khai thác khoáng sản đã gây ra các hệ quả tiêu cực đến môi trường như: thayđổi địa hình, cảnh quan, suy giảm và ô nhiễm môi trường nước, suy giảm đa dạngsinh học khu vực, xảy ra rủi ro, sự cố môi trường, ngoài ra đất sau khai thác khoángsản bị giảm giá trị về mặt cảnh quan và hiệu quả sử dụng đất

1.3.2.2 Hoàn phục môi trường sau khai thác khoáng sản

Mai Thế Toản (2007)[44] có nhận xét, về tổng thể, khai thác mỏ lộ thiên gâynhiều tác động xấu tới đất đai, môi trường sinh học và cảnh quan khu vực Tuynhiên, trong thực tế không ít những trường hợp mà đất đai của vùng mỏ sau khaithác có giá trị cao hơn nhiều so với giá trị nguyên thuỷ trước khi mở mỏ, thậm chícòn kéo theo sự gia tăng giá trị của các khu vực lân cận Điều này phụ thuộc vào kỹthuật khai thác và hoàn phục môi trường phù hợp

Trên cơ sở kết quả nghiên cứu và đánh giá tác động của khai thác than vàhiện trạng môi trường ở mỏ than Lộ Trí, Quảng Ninh, Lê Đình Thành (2012)[40]cho biết sau khi kết thúc khai thác để lại địa hình có dạng hồ mỏ, có độ sâu so vớimặt bằng tự nhiên, do vậy phải đổ đất đá thải, sau đó trồng cây; các bãi thải đất đá

có dạng đống cao, do vậy cần tạo độ dốc của bãi thải, và các tầng thải, tạo các côngtrình thoát nước phù hợp ngay trong quá trình khai thác Kết thúc khai thác tiếnhành san gạt, có biện pháp chống sụt, lún, trượt và phủ đất mặt cho tất cả các tầngthải và đỉnh bãi thải và phủ xanh

Về chọn loại cây trồng trên các bãi thải sau khai thác than, từ năm

2001-2006, Đỗ Thị Lâm và các cộng sự [20] đã nghiên cứu tuyển chọn một số loài cây vàxây dựng kỹ thuật gây trồng để cố định bãi thải tại các mỏ than vùng Đông Bắc, kếtquả đã xác định được 3 loài: Cốt khí, Sắn dây dại và Bìm bìm có khả năng phủxanh, hạn chế xói mòn, cải tạo đất; và các loài cây gỗ có khả năng sống và sinh

trưởng trên các bãi thải than gồm Thông nhựa, Thông đuôi ngựa, Keo lai, Phi lao vàTràm lá dài Trên bãi thải sau khai thác khoáng sản vùng Đông Bắc, Đỗ Thị Lâm(2011) [21] đã tuyển chọn 4 loài Keo lai, Keo tai tượng, Xoan và Phi lao trồng trênbãi thải Apatite; 3 loài Keo lai, Keo tai tượng, Phi lao trồng trên bãi thải Thiếc; 5loài trồng trên bãi thải Sắt gồm Keo lai, Keo tai tượng, Đa lông, Xoan và Tràm.

Trung tâm Nghiên cứu ứng dụng khoa học sản xuất Lâm Nông nghiệp QuảngNinh đã nghiên cứu trồng Keo lá tràm, Keo tai tượng, Thông mã vĩ, Thông đuôingựa và Phi lao trên bải thãi của mỏ than Cao Sơn Kết quả cho thấy những loài câytrên có khả năng sống và sinh trưởng được trong giai đoạn tuổi nhỏ trên bãi thảikhai thác than đã ổn định Trên đó có các loài Lau, Le, Chít đã mọc dày, độ che phủ

từ 60-70% Tuy nhiên do thời gian nghiên cứu ngắn, chưa đủ cơ sở để đánh giá khảnăng phát triển của các loài cây trồng (dẫn theo Đỗ Thị Lâm, 2006) [20] [21]

Từ năm 2007, Tập đoàn Công nghiệp Than- Khoáng sản Việt Nam (TKV) đãtiến hành trồng cỏ Vetiver tại các bãi có nguy cơ sạt lở cao như Cọc Sáu - HồngThái, Nam Đèo Nai, Hà Tu và Núi Béo Năm 2009 trồng mới 50ha, tại các bãi thảiĐông Tụ Bắc, Đông Cao Sơn, Đông Bắc Khe Rè, bãi thải Bắc, Nam Cao Sơn vàKhe Chàm III Kết quả bước đầu cho thấy cỏ Vetiver có tỉ lệ sống đến 98% và sinhtrưởng tốt trên bãi thải than (dẫn theo Đỗ Thị Lâm, 2011) [21]

Lê Tuấn Lộc (2008) [22] đã xây dựng 3 mô hình thử nghiệm trồng cây chephủ, cải tạo đất bãi thải sau khai thác mỏ thiếc ở Sơn Dương, Tuyên Quang: (i)trồng thuần cây cốt khí, (ii) trồng thuần cây đậu mèo Thái Lan, (iii) trồng cây cốtkhí kết hợp với đậu mèo Sau 1 năm, cây cải tạo đất đã phủ xanh diện tích cải tạo vàtính chất đất được cải thiện đáng kể, chất hữu cơ trong đất tăng gần 2 lần, đạm tổng

số tăng đến 3 lần và kali dễ tiêu tăng gần 5 lần Trên đất sau khi cải tạo, cây ngô đãđược chọn trồng và cho sinh trưởng trung bình đáp ứng được yêu cầu lương thựccho người và chăn nuôi

Khi nghiên cứu biện pháp cải tạo, phục hồi và sử dụng đất canh tác sau khaithác khoáng sản tại Thái Nguyên, Đặng Văn Minh (2011) [27] đã xác định một sốloài cây cải tạo tăng độ phì cho đất nghèo kiệt sau khai khoáng như Đậu đen,

Muồng lá nhọn, Cốt khí, Đậu ren, Trinh nữ không gai; Keo lai; Cây hút kim loạinặng bao gồm Cỏ vetiver, Dương xỉ; Cây chống xói lở: Cỏ vetiver, Cỏ voi và đềxuất các mô hình trồng cỏ vetiver hút kim loại nặng, mô hình trồng xen Keo lai vàCốt khí; Keo lai và Muồng lá nhọn.

Qua đánh giá kết quả các mô hình các loài cây trồng trên đất suy thoái saukhai thác than tại Công ty Khe Sim (Quảng Ninh), Đặng Thị Hải Yến (2014) [53]

đã cho rằng phân bón quyết định đến sinh trưởng, phát triển của cây Keo lai Nếukhông bón phân, cây Keo lai sinh trưởng, phát triển kém và thiếu sức sống, chiềucao trung bình chỉ đạt 60 cm sau 7 tháng trồng Ở các công thức có bón phân, câyKeo lai tăng trưởng chiều cao và đường kính chậm trong 2 tháng đầu, tuy nhiêncàng về sau, tốc độ tăng trưởng càng nhanh mặc dù không được bón phân bổ sung

so với cây trồng khác

Theo hướng nghiên cứu sử dụng thực vật để cải tạo đất bị ô nhiễm KLN tạicác vùng khai thác khoáng sản, Đặng Đình Kim và các cộng sự (2008)[18] đã tiếnhành xây dựng hai mô hình thử nghiệm (diện tích 1.000m2/ mô hình)tại xã HàThượng và Tân Long, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên; qua đó đã xác định 5 loài

có khả năng hấp thụ và chống chịu KLN, có tốc độ tăng trưởng nhanh, điều kiệnnhân giống và gieo trồng thuận lợi Trong đó 02 loài ráng sẹo gà dải và ráng chòchanh ngoài khả năng hấp thụ các KLN như chì, kẽm, còn có khả năng hấp thụasen, cadimi; và 3 loài khác là cỏ Vetiver, cỏ Mần trầu và Nghể nước

Đồng Thị Minh Hậu và cộng sự (2008) [16] nghiên cứu và chọn loài thực vật

có khả năng hấp thu KLN trong bùn nạo vét đã kết luận Bắp và Cỏ voi có khả năngtích luỹ các KLN Hàm lượng KLN tích luỹ trong rễ cao hơn trong thân nhiều lần;Bắp tích lũy trong rễ cao gấp 5,1 – 100 lần trong thân, tương ứng cây Cỏ voi là 13,9– 130 lần Tỷ lệ tích lũy Zn trong rễ/ thân cây Bắp là 5,1 lần đạt giá trị nhỏ nhất.Sinh khối của hai loài cây thu được là rất lớn, có thể sử dụng cả hai loài này để xử

lý bùn nạo vét và đất bị ô nhiễm KLN Ngoài ra sự vận chuyển các KLN từ rễ lênthân rất thấp nên sinh khối sau thu hoạch không gây nguy hiểm cho chuỗi thức ăn,

có thể sử dụng để làm thức ăn cho gia súc, sản xuất năng lượng

Năm 2007, Diệp Thị Mỹ Hạnh và cộng sự [15] đã tiến hành nghiên cứu khảnăng hấp thụ KLN của thực vật Trong 15 loài được thử nghiệm, tác giả đã xác định

2 loài có khả năng hấp thụ kim loại cao là Thơm ổi và 1 loài dây leo (Herterostrema villosum) Sau 105 ngày thực hiện, nhóm nghiên cứu kết luận rằng khả năng hấp thu

chì cao hơn 506 ppm (trong điều kiện môi trường ô nhiễm chì ở nồng độ 1.000ppm) so với cây sống trong điều kiện bình thường và 1.037 ppm (trong điều kiệnmôi trường ô nhiễm chì 2.000 ppm)

Về khả năng tích lũy chì của cỏ Vetiver trồng trên đất ô nhiễm do khai tháckhoáng sản, Lương Thị Thúy Vân và cộng sự (2008)[50] đã cho biết loài cỏ này gópphần cải tạo đất ô nhiễm Hàm lượng chì tích lũy trong cỏ tỷ lệ thuận với nồng độchì trong đất và thời gian trồng cỏ Cỏ sinh trưởng nhanh khi trồng trên đất có nồng

độ chì 1055,15 ppm

Các kết quả nghiên cứu về hoàn phục môi trường sau khai thác than và cáckhoáng sản kim loại ở các địa phương nêu trên là tài liệu tham khảo tốt cho nghiêncứu hoàn phục môi trường sau khai thác bauxite ở Tây Nguyên

1.3.2.3.Nghiên cứu về chọn loài cây trồng và kỹ thuật trồng rừng trong vùng Tây Nguyên

Về mặt quản lý Nhà nước, Bộ Nông nghiệp và PTNT đã có Quyết định số16/2005/QĐ-BNN ngày 15/3/2005 ban hành danh mục các loài cây chủ yếu chotrồng rừng sản xuất theo 9 vùng sinh thái lâm nghiệp Trong đó, vùng Tây Nguyên

có 14 loài cây bao gồm cả các loài cây bản địa và nhập ngoại như: Dầu rái, Sao đen,Tếch, Xà cừ, Xoan ta, Giổi xanh, Thông 3 lá, Keo lá tràm, Keo tai tượng, Keo lai,Thông caribê, Bạch đàn urô, Dó trầm và Bời lời đỏ [1]

Gần đây, để phục vụ Đề án tái cơ cấu ngành lâm nghiệp, Bộ Nông nghiệp vàPTNT ban hành Quyết định số 4961/QĐ-BNN-TCLN ngày 17/11/2014 quy địnhdanh mục các loài cây chủ lực cho trồng rừng sản xuất và các loài cây chủ yếu chotrồng rừng theo các vùng sinh thái lâm nghiệp, theo đó vùng Tây Nguyên có Keolai, Bạch đàn urô, Thông ba lá, Bời lời đỏ, Mắc ca, Dầu rái, Gáo, Giổi xanh, Saođen, Sưa, Tếch, Thông caribê, Xoan ta, Keo lá tràm [2]

Đây là những thông tin cơ sở có tính pháp lý ban đầu cho việc nghiên cứu đềxuất các loài cây trồng đưa vào khảo nghiệm, chọn lựa các loài cây phù hợp trên cáclập địa đặc thù vùng mỏ sau khai thác và trên các bãi thải sau tuyển quặng bauxite ởTây Nguyên

Về mặt nghiên cứu khoa học, Đỗ Đình Sâm và Nguyễn Ngọc Bình (2001)[36], đã đề xuất các loài cây trồng rừng chủ yếu cho vùng Tây Nguyên gồm: Thông

3 lá, Thông nhựa, Tếch, Thông caribê, Keo lá tràm, Bạch đàn và Keo tai tượng Gầnđây, từ các kết quả nghiên cứu khoa học liên quan lĩnh vực chọn loại cây trồng đượctriển khai rộng khắp cả nước, nhiều loài cây bản địa có giá trị kinh tế đã được đềnghị chọn trồng trên các vùng lập địa thích hợp Ở vùng Tây Nguyên có các loàinhư: Xoan ta, Dầu rái, Sao đen, Giổi xanh, Dó trầm,… Ở nhiều vùng khác, câyTràm ta được đánh giá là cây bản địa đa sinh thái và đa tác dụng, đã được nhiều tácgiả như: Nguyễn Việt Cường, Phạm Đức Tuấn, Nguyễn Xuân Quát (2008)[8], PhạmThế Dũng (2010)[12] nghiên cứu và đề nghị chọn trồng trên nhiều vùng lập địakhác nhau, kể cả trên các bãi thải than

Các kết quả nghiên cứu nêu trên là cơ sở thực tiễn, có giá trị tham khảo choviệc triển khai các khảo nghiệm, xây dựng mô hình, phân tích đánh giá hiệu quảmôi trường của các mô hình hoàn phục môi trường trên các bãi thải sau khai thácbauxite của luận án

1.3.2.4 Thực trạng khai thác và hoàn thổ sau khai thác bauxite ở Tây Nguyên

Từ tháng 11/2008, sau khi dự án “Tổ hợp Nhôm- Bauxit Lâm Đồng” tại Tân Rai được khởi công và tiếp đó dự án “Khai thác bauxit sản xuất Alumine Nhân Cơ ”

được khởi công trong quý II/2009, có nhiều bài báo trên các phương tiện thông tinđại chúng bày tỏ sự lo ngại về quyết định khai thác bauxite ở Tây Nguyên, đặt dấuhỏi về hiệu quả kinh tế, cảnh báo về công nghệ và hậu quả nghiêm trọng đối vớimôi trường thiên nhiên và xã hội, (Nguyễn Ngọc Trân, 2009)[47] Tại diễn đànQuốc hội (5/2009), nhiều đại biểu cũng bày tỏ sự quan ngại về hiệu quả kinh tế vàtác động đến môi trường của hoạt động khai thác bauxite ở Tây Nguyên Trong Hội

thảo khoa học Vai trò của công nghiệp khai thác bauxite, sản xuất alumine- nhôm

đối với phát triển kinh tế- xã hội Tây Nguyên, ngày 09/4/2009, Phó Thủ tướng

Hoàng Trung Hải cũng đã có chỉ đạo "Chủ đầu tư phải có kế hoạch lấy đất và kếhoạch hoàn thổ cụ thể để các cấp, các ngành thực hiện giám sát"

Trên thực tế, hoạt động khai thác mỏ bauxite ở Tây Nguyên hiện nay tậptrung vào 2 dự án lớn do Tập đoàn Than- Khoáng sản Việt Nam (TKV) đã triển khai

ở Tân Rai- Bảo Lộc và Nhân Cơ- Đắc Nông Một đơn vị khai thác bauxite khác vớiquy mô nhỏ là Mỏ Bauxit Bảo Lộc, công suất khai thác khoảng 100.000 tấn quặngtinh/ năm

Về kỹ thuật khai thác mỏ: áp dụng phương pháp khai thác lộ thiên lần lượttừng khoảnh Dùng máy đào máy ủi, ô tô bốc lớp đất phủ có chiều dày bình quân1m chuyển vào khu vực tạm trữ Sau đó dùng máy đào trực tiếp vào thân quặngbauxite với độ sâu 4-5m; bốc quặng lên ô tô chuyên dùng chở về xưởng tuyển

- Tuyển quặng: Quặng bauxite nguyên khai tại Mỏ Bauxite Bảo Lộc có chấtlượng kém Hàm lượng oxyt nhôm 38%, oxyt sắt 24-25%, oxyt silic 6-8%, khôngthể sử dụng trực tiếp được, phải qua khâu tuyển, làm giàu quặng bằng phương pháptuyển rửa

Quặng nguyên khai được đổ vào bunke cấp liệu, dùng hệ thống bơm nướccao áp phun xịt, ngâm rã quặng Qua các thiết bị đập sàng tuyển, thu được quặngbauxite tinh có hàm lượng Al2O3 từ 48 - 49%; tạp chất dưới dạng bùn sét được thải

ra hồ xử lý bùn thải

- Hoàn thổ hoàn phục môi trường: ở các khu mỏ khai thác quặng xong đượchoàn thổ bằng lượng đất phủ ở khu vực tạm trữ hoặc đất ở khoảnh khai thác kế cận.Tùy theo địa hình, nơi thấp có thể được lấp bằng bùn thải từ xưởng tuyển, sau đó đổlớp đất phủ lên trên Bề mặt địa hình khu vực hoàn thổ được san phẳng tương đốitheo độ dốc của đáy moong khai thác Sau đó, thực hiện trồng cây để khôi phụcthảm thực vật, bảo vệ môi trường [6]

1.3.2.5 Kết quả nghiên cứu hoàn phục môi trường tại các mỏ bauxite vùng Tây Nguyên

Theo Hồ Sĩ Giao, Mai Thế Toản (2008)[13], trong trường hợp khai thác

bauxite ở Đắc Nông, do các thân quặng được hình thành dưới dạng những vỏ phonghóa laterit bao bọc phần chóp các đồi thấp, có chiều dày không lớn, trụ vỉa là đất đábazan phong hóa bở rời, dễ cải tạo để phù hợp với điều kiện sinh trưởng của một sốloài cây công nghiệp như cao su, hồ tiêu, cà phê,…Bởi vậy, sau khai thác mỏ, việchoàn thổ sẽ mang lại cho đất đai một giá trị mới Trong trường hợp này chỉ số hoànphục môi trường Ip có giá trị “dương”, tức là:

Ip = (Gm-Gp)/ Gc > 0

Trong đó: Gm: giá trị đất đai sau hoàn phục, dự báo theo giá thị trường tạithời điểm tính toán

Gp: tổng chi phí hoàn phục đất để đạt mục đích trên

Gc: giá trị nguyên thủy của đất trước khi mở mỏ ở thời điểm tính toán, theođịnh giá của Nhà nước

Liên quan đến kỹ thuật hoàn thổ, Tạ Dương Sơn (2012)[38], cho rằng để

khai thác bauxite tại Tây Nguyên đảm bảo phát triển bền vững nên tiến hành điềutra thu thập thông tin đầy đủ về nguồn nước, đất đai, môi trường sinh thái trên khuvực Việc hoàn thổ được thực hiện ngay sau khi hoàn thành khai thác bauxite trêntừng ô bằng việc lấp lại lớp đất đá phủ, san phẳng bề mặt, phủ lớp đất màu lên trên

và cày xới làm tơi xốp đất Tiếp theo tiến hành trồng cây, phát triển các loài độngvật côn trùng tại khu vực đã khai thác Các hoạt động hoàn thổ, hoàn phục đất đai

và môi trường cần tiến hành song song với công việc khai thác

Từ năm 1993-1994 công tác hoàn thổ và hoàn phục thảm thực vật mới đượcchú ý triển khai tại mỏ bauxite Bảo Lộc Loài cây trồng ban đầu là bạch đàn (hiệnnay các mô hình này đã bị khai thác trắng) Hiện tại chỉ còn 8 ha keo lai được trồngtrên đất hoàn thổ sau khai thác bauxite, trong đó 1 ha trồng năm 2007 với mật độtrồng 10.000 cây/ha, cây có chiều cao bình quân khoảng 3,5-4m; và trên diện tích7ha trồng năm 2009 với mật độ 10.000 cây/ha, chiều cao bình quân từ 1,2-1,5m [6]

Nguyễn Thanh Sơn (2010)[37] khi nghiên cứu tác động của quá trình khaithác bauxite đã đề nghị giải pháp hoàn phục môi trường đất theo phương pháp cuốnchiếu song song với quá trình khai thác Với giải pháp này, cấu trúc địa chất của khu

vực ít thay đổi, đất đá bị đào xới sẽ giữ được nhiều nước mưa hơn, tuy nhiên lớpbùn thải sau tuyển quặng sẽ không được xử lý và tận dụng Tác giả đã đề nghị chọn

cỏ Vetiver để cải tạo bùn đỏ và đất pha bùn đỏ là do khả năng sinh trưởng và pháttriển tốt trên 2 dạng chất thải trên

Nghiên cứu về chọn cây trồng và kỹ thuật trồng phù hợp trên đất mỏ sau khaithác bauxite ở Tây Nguyên có tính đồng bộ đã được triển khai từ năm 2011, thôngqua Đề tài cấp Nhà nước (Mã số ĐTĐL.2011/T-03) do TS Nguyễn Thành Mến,Viện Khoa học Lâm nghiệp Nam Trung Bộ và Tây Nguyên chủ trì Tuy nhiên cáckết quả nghiên cứu chưa đi sâu xác định căn cứ để chọn loài cây, phân chia và xácđịnh đặc điểm của các dạng bãi thải và các chỉ dẫn kỹ thuật gây trồng cụ thể cho cácloài cây trồng trên các dạng bãi thải sau khai thác bauxite

1.4 Thảo luận các vấn đề tổng quan

1.4.1 Thành quả nghiên cứu

Qua tổng quan các công trình nghiên cứu trong nước và trên thế giới có liênquan đến phạm vi nghiên cứu của Luận án, có thể hệ thống theo các lĩnh vực chínhnhư sau:

- Ảnh hưởng của khai thác khoáng sản đến môi trường: các nghiên cứu đã

phản ánh các hệ lụy của khai thác khoáng sản đến môi trường xung quanh, tác độngđến cảnh quan và hình thái môi trường; tích tụ hoặc phát tán chất thải; làm ảnhhưởng đến nguồn nước, suy thoái đất…Những hoạt động này đang phá vỡ cân bằngsinh thái, gây ô nhiễm nặng nề đối với môi trường, trở thành vấn đề cấp bách mangtính chính trị và xã hội của cộng đồng một cách sâu sắc

- Hoàn phục môi trường sau khai thác khoáng sản: các công trình nghiên

cứu cho thấy công tác hoàn phục môi trường sau khai thác khoáng sản được nhiềunước trên thế giới quan tâm, trong đó có Việt Nam Trồng cây trên đất đã được hoànthổ sau khai thác khoáng sản để hoàn phục môi trường là biện pháp được áp dụngrộng rãi trong hoạt động cải tạo, phục hồi môi trường sau khai thác khoáng sản cũngnhư bauxite

- Hoàn phục môi trường sau khai thác mỏ bauxite: các nghiên cứu đã chỉ ra

quá trình hoàn phục cần phải thực hiện trong thời gian dài và phải hướng đến phụchồi cả hệ sinh thái (gồm thực vật, động vật và các yếu tố môi trường khác) Phụchồi thảm thực vật được chú trọng đầu tiên, từ kết quả trồng thử nghiệm ban đầunhiều loài cây để chọn một số loài cây trồng triển vọng, các kỹ thuật trồng và chămsóc phù hợp; mục tiêu cuối cùng là tạo lập một hệ sinh thái tự duy trì, bền vững vàgần với trạng thái trước khi khai thác quặng bauxite

1.4.2 Tồn tại nghiên cứu

Bên cạnh những thành tựu, các nghiên cứu hoàn phục môi trường sau khaithác bauxite vẫn còn một số hạn chế, cụ thể là:

- Các nghiên cứu về hoàn phục môi trường đất bằng thảm thực vật phù hợpchỉ dừng lại ở mức thăm dò ban đầu

- Các tính chất của đất mỏ sau khai thác và bùn thải sau công đoạn tuyểnquặng bauxite chưa được nghiên cứu đầy đủ

- Hiệu quả của các biện pháp kỹ thuật hoàn thổ, hoàn phục thảm thực vật đã

áp dụng trong ở trong và ngoài nước chưa được đánh giá chi tiết

- Các biện pháp kỹ thuật trồng rừng trên đất sau khai thác mỏ bauxite đãtriển khai bước đầu nhưng chưa có những đánh giá và kết luận cụ thể

- Chưa có cơ sở khoa học đầy đủ cho xây dựng kỹ thuật gây trồng cho cácloài cây phù hợp được lựa chọn trên các lập địa đặc thù của vùng mỏ sau khai thácbauxite ở Tây Nguyên

1.4.3 Định hướng nghiên cứu

Xuất phát từ những tồn tại nêu trên, nghiên cứu chọn loài cây trồng và biệnpháp kỹ thuật gây trồng là hướng đi đúng đắn và thiết thực để hoàn phục môitrường sau khai thác bauxite tại Tây Nguyên Các nội dung cần phải tiếp tục nghiêncứu như:

- Phân tích hiện trạng và đặc điểm các bãi thải trên đất sau khai thác bauxite

ở Tây Nguyên