Nghiên cứu, đánh giá mô hình hoàn phục môi trường đất khu khai thác bauxite Tân Rai, tỉnh Lâm Đồng và đề xuất các giải pháp sử dụng đất hợp lý

Đánh giá hiệu quả mô hình hoàn phục môi trường đất hồ bùn thải sau tuyển quặng (MH3) ... Đánh giá hàm lượng KLN trong mẫu thổ nhưỡng MH3 ... Đánh giá các chỉ tiêu hóa học trong mẫu thổ [r]

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

NGUYỄN CÔNG LONG

HÀ NỘI, NĂM 2019

Hà Nội - Năm 20

NGUYỄN CÔNG LONG

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại:

HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

Ngày 18 tháng 4 năm 2019

trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

(Ký và ghi rõ họ tên)

Nguyễn Công Long

Xin chân thành cảm ơn Trường đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội

đã tạo quan tâm, tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập tại trường

Cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường, lãnh đạo khoa Môi trường đã nhất trí cho tôi

thực hiện nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu, đánh giá mô hình hoàn phục môi

trường đất khu khai thác bauxite Tân Rai, tỉnh Lâm Đồng và đề xuất giải pháp

sử dụng đất hợp lý”

Tôi xin chân thành cảm ơn Đề tài ―Nghiên cứu ứng dụng tổ hợp các giải

pháp cải tạo, phục hồi hệ sinh thái khu vực bãi thải và khu khai thác khoáng sản

nhằm ngăn ngừa hoa mạc hóa, sử dụng đất hiệu quả, bền vững vùng Tây

Nguyên”, mã số: TN17/T04 đã tạo điều kiện cho tôi khi cung cấp thông tin, tài

liệu và hỗ trợ chi phí trong quá trình thực hiện luận văn; và đề tài ―Nghiên cứu

tuyển chọn tập đoàn cây trồng phù hợp và biện pháp kỹ thuật gây trồng góp phần

phục hoàn môi trường sau khai thác Bauxite ở Tây Nguyên”, mã số:

ĐTĐL.2011/T03 đã đồng ý cho tôi tham khảo một số thông tin, dữ liệu của đề

tài

Đồng thời, bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với TS Nguyễn Mạnh Hà –

Trưởng phòng Địa lý Thổ nhưỡng và Tài nguyên đất - Viện Địa lý – Viện Hàn

lâm KHCN Việt Nam và TS Bùi Thị Thư – Giảng viên Khoa Môi trường –

Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã tận tình hướng dẫn, chỉ

bảo, tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành luận văn này

Cảm ơn gia đình, người thân và bạn bè đồng nghiệp đã luôn đồng hành,

động viên tôi trong quãng thời gian hoàn thành luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 15 tháng 4 năm 2019

HỌC VIÊN THỰC HIỆN

Nguyễn Công Long

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục từ viết tắt iv

Danh mục bảng v

Danh mục hình vi

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN 3

1.1 Một số khái niệm và thuật ngữ sử dụng trong luận văn 3

1.2 Tổng quan các nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến cải tạo, phục hồi môi trường đất khu khai thác khoáng sản 4

1.2.1 Tình hình khai thác và cải tạo, phục hồi môi trường đất sau khai thác trên thế giới 4

1.2.2 Tình hình cải tạo, phục hồi môi trường sau khai thác ở Việt Nam 7

1.2.3 Tình hình nghiên cứu cải tạo, phục hồi hệ sinh thái đất, hoàn phục môi trường sau khai thác khoáng sản ở Tây Nguyên 13

1.3 Tổng quan về khu khai thác bauxite Tân Rai, tỉnh Lâm Đồng 15

1.3.1 Vị trí địa lý 15

1.3.2 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội 16

1.3.3 Đặc điểm địa hình, địa chất 18

1.4 Quy trình khai thác, chế biến quặng bauxite Tân Rai 20

1.4.1 Khai thác quặng bauxite và quá trình hình thành bãi thải 20

1.4.2 Chế biến quặng bauxite và quá trình hình thành hồ bùn thải 22

1.5 Các chỉ tiêu được lựa chọn để đánh giá chất lượng môi trường đất khu khai thác bauxite Tân Rai 25

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU27 2.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 27

2.2 Thời gian, địa điểm nghiên cứu 27

2.2.1 Thời gian nghiên cứu 27

2.2.2 Địa điểm nghiên cứu 27

2.3.1 Phương pháp thu thập tổng hợp tài liệu 33

2.3.2 Phương pháp thực nghiệm 33

2.3.3 Phương pháp xử lý số liệu 43

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 48

3.1 Kết quả khảo sát thực địa 48

3.1.1 Kết quả khảo sát khu khai thác bauxite Tân Rai 48

3.1.2 Kết quả khảo sát các khu vực lấy mẫu nghiên cứu 49

3.2 Đánh giá hiệu quả mô hình hoàn phục môi trường đất bãi thải sau khai thác bauxite (MH1) 50

3.2.1 Đánh giá hàm lượng KLN trong mẫu thổ nhưỡng MH1 50

3.2.2 Đánh giá các chỉ tiêu hóa học trong mẫu thổ nhưỡng MH1 54

3.2.3 Đánh giá hàm lượng KLN trong mẫu nông hóa MH1 57

3.2.4 Đánh giá các chỉ tiêu hóa học trong mẫu thổ nhưỡng MH1 60

3.2.5 Đánh giá chất lượng đất tại MH1 bằng chỉ số S CLĐ 63

3.3 Đánh giá hiệu quả mô hình hoàn phục môi trường đất hồ bùn thải sau tuyển quặng (MH3) 64

3.3.1 Đánh giá hàm lượng KLN trong mẫu thổ nhưỡng MH3 64

3.3.2 Đánh giá các chỉ tiêu hóa học trong mẫu thổ nhưỡng MH3 68

3.3.3 Đánh giá hàm lượng KLN trong mẫu nông hóa MH3 71

3.3.4 Đánh giá các chỉ tiêu hóa học trong mẫu nông hóa MH3 75

3.3.5 Đánh giá chất lượng dất tại MH3 bằng chỉ số S CLĐ 78

3.4 Đề xuất một số giải pháp sử dụng đất hợp lý 80

3.4.1 Giải pháp chính sách quản lý nhà nước 80

3.4.2 Giải pháp quy hoạch, xây dựng công trình 81

3.4.3 Giải pháp khuyến khích, tuyên truyền, hỗ trợ 83

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 85

TÀI LIỆU THAM KHẢO 87 PHỤ LỤC

HPMT Hoàn phục môi trường

Bảng 1.1 Các yếu tố khí hậu khu vực mỏ bauxite Tân Rai (2012-2016) 16

Bảng 2.1 Vị trí lấy mẫu thổ nhưỡng 38

Bảng 2.2 Vị trí lấy mẫu nông hóa 40

Bảng 2.3 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu hóa học trong đất 42

Bảng 2.4 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu kim loại nặng trong đất 43

Bảng 2.5a Bảng đánh giá chỉ tiêu hóa học theo thang màu 44

Bảng 2.5b Bảng đánh giá chỉ tiêu hóa học theo thang màu 45

Bảng 2.6 Bảng đánh giá chỉ tiêu hóa học theo thang điểm 45

Bảng 3.1 Thông tin khảo sát khu khai thác bauxite Tân Rai 48

Bảng 3.2 Thông tin khảo sát khu vực lấy mẫu 49

Bảng 3.3 Bảng tổng hợp hàm lượng KLN mẫu thổ nhưỡng MH1 50

Bảng 3.4a Hàm lượng các chỉ tiêu hóa học trong mẫu thổ nhưỡng mô hình 1 54

Bảng 3.4b Hàm lượng các chỉ tiêu hóa học trong mẫu thổ nhưỡng mô hình 1 56

Bảng 3.5 Bảng tổng hợp hàm lượng KLN mẫu nông hóa MH1 57

Bảng 3.6a Hàm lượng các chỉ tiêu hóa học trong mẫu nông hóa mô hình 1 61

Bảng 3.6b Hàm lượng các chỉ tiêu hóa học trong mẫu nông hóa mô hình 1 62

Bảng 3.7 Bảng đánh giá chất lượng đất theo thang điểm của MH1 63

Bảng 3.8 Bảng tổng hợp hàm lượng KLN mẫu thổ nhưỡng MH3 65

Bảng 3.9a Hàm lượng các chỉ tiêu hóa học trong mẫu thổ nhưỡng mô hình 3 68

Bảng 3.9b Hàm lượng các chỉ tiêu hóa học trong mẫu thổ nhưỡng mô hình 3 70

Bảng 3.10 Bảng tổng hợp hàm lượng KLN mẫu nông hóa MH3 71

Bảng 3.11a Hàm lượng các chỉ tiêu hóa học trong mẫu nông hóa mô hình 3 75

Bảng 3.11b Hàm lượng các chỉ tiêu hóa học trong mẫu nông hóa mô hình 3 77

Bảng 3.12 Bảng đánh giá chất lượng đất theo thang điểm của MH3 78

Hình 1.1 Sơ đồ thử nghiệm trồng cây trên đất bãi thải mỏ than 11

Hình 1.2: Vị trí địa lý khu mỏ 16

Hình 1.3 Địa tầng khu vực khai thác Bauxite Tân Rai 20

Hình 1.4 Các công đoạn khai thác quặng bauxite 21

Hình 1.5 Bãi thải chưa hoàn thổ 22

Hình 1.6 Bãi thải đã hoàn thổ và trồng Keo 22

Hình 1.7 Quy trình tuyển quặng hình thành bùn thải và hồ bùn thải 23

Hình 1.8 Hồ bùn thải quặng đuôi ở Tân Rai 25

Hình 2.1 Vị trí nghiên cứu mô hình hoàn phục môi trường đất 28

Hình 2.2 Sơ đồ bố trí cây trồng Mô hình 1 29

Hình 2.3 Sơ đồ bố trí cây trồng MH3 31

Hình 2.4 Vị trí lấy mẫu TR2 tại mô hình 1 36

Hình 2.5 Vị trí lấy mẫu TR1 tại mô hình 3 36

Hình 2.6 Vị trí lấy mẫu nền TR3 cạnh hồ bùn thải quặng đuôi số 5 37

Hình 2.7 Vị trí lấy mẫu nền TR4 trên đất quặng sắp khai thác, đang trồng cà phê 37

Hình 2.8 Vị trí lấy mẫu TR5 tại mô hình của đề tài ĐTĐL.2011/T03 38

Hình 3.1 Biểu đồ hàm lượng Cu trong mẫu thổ nhưỡng mô hình 1 51

Hình 3.2 Biểu đồ hàm lượng Pb trong mẫu thổ nhưỡng mô hình 1 52

Hình 3.3 Biểu đồ hàm lượng Zn trong mẫu thổ nhưỡng mô hình 1 53

Hình 3.4 Biểu đồ hàm lượng Cu trong mẫu nông hóa mô hình 1 58

Hình 3.5 Biểu đồ hàm lượng Pb trong mẫu nông hóa mô hình 1 59

Hình 3.6 Biểu đồ hàm lượng Zn trong mẫu nông hóa mô hình 1 60

Hình 3.7 Biểu đồ chỉ số SCLĐ của mô hình 1 64

Hình 3.8 Biểu đồ hàm lượng Cu trong mẫu thổ nhưỡng mô hình 3 65

Hình 3.9 Biểu đồ hàm lượng Pb trong mẫu thổ nhưỡng mô hình 3 66

Hình 3.10 Biểu đồ hàm lượng Zn trong mẫu thổ nhưỡng mô hình 3 67

Hình 3.11 Biểu đồ hàm lượng Cu trong mẫu nông hóa mô hình 3 71

MỞ ĐẦU

Khai thác tài nguyên, nâng cao giá trị và chất lượng cuộc sống là một trong những giải pháp được nhiều nước trên thế giới áp dụng, trong đó có Việt Nam Tuy vậy, khai thác tài nguyên, đặc biệt là khai thác khoáng sản đã và đang làm nảy sinh nhiều hệ lụy do chất lượng môi trường bị xuống cấp Ở nhiều loại hình sản xuất, vấn đề môi trường, an ninh, an toàn là hết sức nghiêm trọng; ví dụ như

dự án khai thác Bauxite ở Tân Rai, tỉnh Lâm Đồng

Để giảm thiểu các tác động tiêu cực do quá trình hậu khai thác gây nên, vấn

đề hoàn nguyên, cải tạo phục hồi môi trường rất được chú trọng Hơn nữa, đây còn là nhiệm vụ bắt buộc đã được quy định cụ thể tại Quyết định số 71/2008/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính Phủ ngày 29/5/2008 và Thông tư số 38/2015/TT-BTNMT ngày 20/6/2015 của Bộ Tài nguyên và Môi trường về cải tạo, phục hồi môi trường trong hoạt động khai thác khoáng sản Tuy nhiên không phải giải pháp cải tạo nào cũng tốt, có hiệu quả và đúng quy định Do vậy nhiều giải pháp được tính toán, đề xuất bằng cảm quan, lý thuyết thường không đảm bảo yêu cầu khoa học và thực tiễn Bởi lý do khách quan, chủ quan có thể dẫn đến sự yếu kém của các giải pháp đã được đề xuất

Chính vì vậy, nhằm giải quyết vấn đề cấp thiết này đề tài cấp nhà nước có

mã số TN17/T04 do TS Nguyễn Mạnh Hà làm chủ nhiệm đề tài đã ―Nghiên cứu ứng dụng tổ hợp các giải pháp cải tạo, phục hồi hệ sinh thái khu vực bãi thải và khu khai thác khoáng sản nhằm ngăn ngừa hoang mạc hóa, sử dụng đất hiệu quả, bền vững vùng Tây Nguyên‖ [1] Đề tài đã nghiên cứu và xây dựng 02 mô hình thí điểm là mô hình 1 (MH1) trên bãi thải sau khai thác quặng bauxite và mô hình 3 (MH3) trên hồ bùn thải rửa quặng Mô hình đã lựa chọn các loài cây trồng phù hợp trên cơ sở nghiên cứu của đề tài mã số ĐTĐL.2011/T03 do TS Nguyễn Thành Mến chủ nhiệm đề tài [2] để áp dụng trên các mô hình; Kết hợp nhiều phương pháp và vật liệu mới, phù hợp được các đề tài trong Chương trình Tây Nguyên 3 nghiên cứu nhằm cải tạo môi trường đất hiệu quả

Các mô hình hoàn phục môi trường này đang trong những giai đoạn phát triển ban đầu nên cần thực hiện các đánh giá nhằm xác định hiệu quả và những

tác động thực tế tới môi trường đất Vì vậy tôi đã lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu,

đánh giá mô hình hoàn phục môi trường đất khu khai thác bauxite Tân Rai,

tỉnh Lâm Đồng và đề xuất giải pháp sử dụng đất hợp lý” để đánh giá chất

lượng đất của MH1 và MH3 trong thời gian đầu đi vào thực nghiệm, tập trung

chủ yếu vào phân tích, so sánh, đánh giá hàm lượng các thành phần hóa học

trong đất; Đồng thời đề xuất các giải pháp sử dụng đất hiệu quả sau khi kết thúc

khai thác Bộ số liệu về mô hình thực nghiệm và phân tích chất lượng môi trường

đất trước và sau khi cải tạo các bãi thải khu khai thác khoáng sản bauxite Tân Rai

đáng tin cậy và có thể làm cơ sở dữ liệu cho các nghiên cứu tiếp theo về xây

dựng mô hình thực nghiệm và các nghiên cứu khác liên quan đến hoàn phục môi

trường khu khai thác khoáng sản

Mục tiêu nghiên cứu:

Xác định được hàm lượng một số chỉ tiêu hóa học cơ bản và kim loại nặng

trong môi trường đất tại 02 mô hình MH1 và MH3 - mô hình của đề tài

ĐTĐL.2011/T03 và các vị trí nền trong khu khai thác Bauxite Tân Rai, tỉnh Lâm

Đồng

Đánh giá được chất lượng môi trường đất theo thời gian nghiên cứu ở 02

mô hình hoàn phục môi trường đất tại khu khai thác Bauxite Tân Rai, tỉnh Lâm

Đồng

Đề xuất được các giải pháp sử dụng đất hợp lý cho các khu vực mỏ sau khi

kết thúc khai thác

Nội dung nghiên cứu:

Khảo sát, đánh giá sơ bộ về khu khai thác mỏ khai thác bauxite Tân Rai,

tỉnh Lâm Đồng và 02 mô hình hoàn phục hoàn phục môi trường đất MH1 và

MH3

Quan trắc và phân tích mẫu đất tại 02 mô hình MH1 và MH3, mô hình của

đề tài ĐTĐL.2011/T03 và các vị trí nền khu khai thác Bauxite Tân Rai, tỉnh Lâm

Đồng

Đánh giá hiệu quả của 02 mô hình MH1 và MH3 Đưa ra các đề xuất sử

dụng đất hợp lý trên bãi thải sau khi kết thúc khai thác khoáng sản

Chương 1 TỔNG QUAN

1.1 Một số khái niệm và thuật ngữ sử dụng trong luận văn

- Môi trường đất: là môi trường sinh thái hoàn chỉnh, bao gồm vật chất vô sinh

sắp xếp thành cấu trúc nhất định Các thực vật, động vật và vi sinh vật sống trong lòng trái đất Các thành phần này có liên quan mật thiết và chặt chẽ với nhau Môi trường đất được xem như là môi trường thành phần của hệ môi trường bao quanh nó gồm nước, không khí, khí hậu [3]

- Khoáng vật bauxite: là một loại quặng nhôm trầm tích đát núi lửa có màu hồng,

nâu được hình thành từ quá trình phong hóa đá mẹ giàu nhôm hoặc tích tụ từ các quặng có trước bởi quá trình xói mòn Quặng bauxite tại Việt Nam được phân bố chủ yếu ở khu vực Tây Nguyên, chiếm trên 90% tổng trữ lượng cả nước Trong

đó, Gia Lai và Kon Tum khoảng 11%, Đắc Nông 61% và Lâm Đồng là 20% Từ quặng bauxite sẽ tách ra alumina (Al2O3), nguyên liệu chính để luyện nhôm trong các lò điện phân [4] [5]

- Khai thác bauxite: Trong phạm vi nghiên cứu, đơn vị khai thác sử dụng phương

pháp đào mỏ lộ thiên Do lớp quặng gần bề mặt nên chỉ cần bóc bỏ lớp đất mặt phía trên gom về khu bảo quản, sau đó khai thác hết lớp quặng lẫn đất chuyển về nhà máy để tuyển lấy quặng tinh Đây cũng là phương pháp thông dụng nhất để khai thác bauxite [4]

- Hoàn thổ: là công tác khôi phục lại mặt bằng, hiện trạng khu vực khai thác

giống như thời điểm trước khi khai thác Có thể hiểu đơn giản là hoàn trả lại lớp đất mặt như ban đầu gồm nhiều chỉ số như: địa hình, địa mạo, tầng thổ nhưỡng, môi trường đất, thảm thực vật

- Hoàn phục môi trường đất: là quá trình cải tạo, phục hồi môi trường đất sau khi

bị tác động bởi yếu tố bên ngoài trở lại trạng thái tương tự như ban đầu Các yếu

tố bên ngoài chủ yếu đến từ hoạt động của con người, ngoài ra còn có tác động từ

tự nhiên như thiên tai, bão lũ, động đất

1.2 Tổng quan các nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến cải tạo, phục hồi môi trường đất khu khai thác khoáng sản

1.2.1 Tình hình khai thác và cải tạo, phục hồi môi trường đất sau khai thác trên thế giới

a) Công trình nghiên cứu sự thay đổi cấu trúc và tính chất của đất sau cải tạo, phục hồi môi trường

Quá trình khai thác khoáng sản ảnh hưởng trực tiếp đến hệ sinh thái và tính chất đất tại khu vực khai khoáng Việc cải tạo có thể phục hồi được tính chất của đất theo giời gian Vì vậy, nhiều nước trên thế giới đã đi vào nghiên cứu cấu trúc và tính chất của đất tại các khu vực mỏ khoáng sản nhằm đưa ra những hướng khắc phục phù hợp

Như tại Hoa Kỳ, hai nhà khoa học Raj K.Shrestha và Rattan Lai đã đi vào nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình khai thác và tính chất hóa lý sau cải tạo, phục hồi của ba loại đất chính ở Ohio Ba loại đất chính gồm có: Mahoning-Canfield-Rittman-Chili, Coshocton-Westmoreland-Berks và Gilpin-Upshur-Lowell-Guernsey Để khách quan, các nhà nghiên cứu đã xác định 54 vị trí lấy mẫu ở gần các khu mỏ nằm trên địa bàn tám quận ở miền đông Ohio Mỗi vị trí lấy mẫu được lấy hai mẫu và một mẫu nền không bị ảnh hưởng bởi hoạt động của các mỏ Mẫu vật liệu composite và cốt lõi được lấy từ độ sâu 0-15, 30-30 và 30-45 cm trong năm 2008 Sau khi phân tích các nhà khoa học đã nhận thấy tỷ trọng của đất tại các khu vực mỏ tăng 54% so với khu vực đất nền thông thường Hoạt động khai thác mỏ cũng làm tăng độ pH và độ dẫn điện (EC), làm giảm lượng cacbon hữu cơ và nitơ trong đất Từ đó cho thấy lớp đất mặt khi đưa vào

để hoàn thổ cần được xử lý tốt hơn nhằm bảo vệ cấu trúc của đất, chất dinh dưỡng, hàm lượng cacbon và nitơ trong đất, tránh hiện tượng thoái hóa đất sau khi khai thác mỏ [6]

Tại Hà Lan, đã có nghiên cứu của các nhà khoa học Miroslawa Gilewska, Jan Bender và Stanislaw Drzymala, nghiên cứu về các tính chất vật lý của đất nông nghiệp sau khai thác than ở miền trung Ba Lan nhằm đánh giá hiệu quả của

các phương pháp cải tạo đất [7]

Tại Trung Quốc, nghiên cứu đặc điểm phân bố của các nguyên tố có sẵn trong đất từ đất khai hoang trong khu vực khai thác mỏ ở khu vực phía Bắc được thực hiện bởi ba nhà khoa học Li Zhanbin, Zhang Qinling và Li Peng Nghiên cứu về sự thay đổi theo không gian và thời gian của các nguyên tố vi lương: Cu,

Fe, Mn, Zn trong đất sau khai thác khoáng sản dưới các điều kiện cải tạo khác nhau trên lưu vực sông Ulan Moron, tỉnh Thiểm Tây, Trung Quốc Nghiên cứu này cho rằng các biện pháp cải tạo khác nhau có ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng và sự phân bố của các nguyên tố Cu, Fe, Mn, Zn trong đất Các nguyên tố này có mỗi tương quan chặt chẽ với độ pH và hàm lượng hữu cơ trong đất Việc che phủ mặt đất bằng cây bụi và cây thân thảo phù hợp có thể cải thiện tích cực hàm lượng các nguyên tố này Hàm lượng các nguyên tố đã được đo đạc qua thời gian và tổng kết lại: Hàm lượng Mangan khi mới cải tạo thấp do sự xáo trộn đất trong khai thác mỏ làm phá hủy cấu trúc ban đầu, tuy nhiên theo thời gian hàm lượng Mangan trong đất đã được phục hồi và cấu trúc đất cũng được tái tạo lại Hàm lượng Sắt khi cải tạo đã tăng lên nhanh chóng và sớm vượt hàm lượng Sắt trong đất tự nhiên Hàm lượng Zn và Đồng giảm nhẹ trong thời gian đầu cải tạo, tuy nhiên sau 8 năm cải tạo đã tăng lên và dần đạt tới lý tưởng Có nhiều phương

án cải tạo đất giúp phục hồi các nguyên tố vi lượng tuy nhiên việc khắc phục, cải tạo đất bằng cây bụi và cây thân thảo đã cho thấy hiệu quả rõ rệt qua nghiên cứu này [8]

b) Công trình nghiên cứu tính toán các chỉ số để đánh giá mức độ thành công của việc cải tạo đất sau khai thác khoáng sản

Nhằm mục tiêu tăng tính hiệu quả, giảm lãng phí tài nguyên, nâng cao khả năng thành công trong việc thực hiện các giải pháp cải tạo đất, một số nhóm nghiên cứu đã đưa ra được các chỉ số nhằm đánh giá mức độ thành công trong việc cải tạo đất sau khai thác khoáng sản

Ở Ấn Độ, các loài cây lâm nghiệp thường được sử dụng để phục hồi đất sau khai thác khoáng sản, với số lượng loài vô cùng đa dạng nên việc lựa chọn

các loài thích hợp là cần thiết Mức độ cải thiện chất lượng đất của các loài cây là khác nhau, cần có một nghiên cứu tìm ra những chỉ tiêu để sàng lọc các loài một cách phù hợp Nhóm tác giả Sangeeta Mukhopadhyay, S.K Maiti và R.E Masto

đã sử dụng phương pháp phân tích thành phần chính (PCA) để tính toán chỉ số phục hồi đất (RMSI – Reclaimed mine soil index) sau khi trồng 6 loài cây lâm nghiệp khác nhau trên đất khai thác than Các loài cây có giá trị RMSI khác nhau

phân theo các nhóm: RMSI cao (>0,50) là Cassia siamea và Dalbergia sissoo, RMSI trung bình (0,30-0,49) gồm Leucanea leucocephala, Acacia auriculiformis

và Gmelina arborea, RMSI thấp (<0,30)- Terminalia arjuna Từ đó, C siamea

và D sissoo - là các loài có giá trị RMSI cao, phù hợp được khuyến nghị trồng

để cải tạo đất bị suy thoái [9] Trong một công bố khác, các tác giả này đã tiếp tục phát triển hướng nghiên cứu trên: Sử dụng chỉ số chất lượng đất mỏ (MSQI - mine soil quality index) để đánh giá quá trình cải tạo đất trong một dự án khai thác than tại vùng Bắc Karanpura, Ấn Độ Hàm lượng Cacbon hữu cơ, độ ẩm, độ bão hòa bazơ là những chỉ tiêu đầu vào quan trọng để đánh giá Các chỉ tiêu trên được quan trắc từ đất, chuyển thành điểm có giá trị từ 0,00-1,00 sau đó tích hợp vào MSQI Giá trị MSQI được phân tích hồi quy với các chỉ tiêu về tăng trưởng thực vật (chiều cao, đường kính thân, đường kính tán ) Đất có chỉ số MSQI > 0,50 có thể được coi là bền vững về sinh thái hoặc đạt yêu cầu phục hồi [10]

Tại Séc, Nghiên cứu về hàm lượng Cacbon hữu cơ trong đất là công cụ lý tưởng để đánh giá chất lượng đất sau khai thác mỏ của tác giả Lubomir Bodlak cùng cộng sự Mẫu đất lấy ở bãi thải Velká Podkrušnohorská - Séc được phân tích để xác định hàm lượng SOC, các đặc tính lý, hóa học cơ bản như: dung tích hấp thụ CEC, pH đất, Nitơ tổng số, và mối tương quan giữa các đại lượng này Các giá trị SOC được chuyển đổi, hiển thị thành bản đồ Cacbon - phục vụ đánh giá chất lượng cải tạo đất [11] Các chỉ số cần thiết cho những bước đầu tiên của việc thành lập dự án cải tạo hệ sinh thái, nhờ có các chỉ số ta có cơ sở để chắc chắn rằng phương pháp cải tạo chúng ta áp dụng sẽ đạt hiệu quả trong tương lai, nhằm giảm bớt chi phí do những hướng đi sai lầm mang lại

Tại Mỹ, có một chương trình phân tích và kiểm kê rừng (FIA) đo lường một số tính chất vật lý và hóa học của đất để kiểm tra chất lượng đất rừng Trong chương trình này, Michael C.Amacher đã nghiên cứu được một chỉ số mới để đánh giá chất lượng đất rừng, chỉ số chất lượng đất (SQI), tích hợp 19 tính chất vật lý và hóa học của đất rừng thành một số hằng số duy nhất đóng vai trò là chỉ

số chất lượng của đất SQI là một công cụ mới để thiết lập cơ sở dữ liệu và hướng đi mới để đánh giá chất lượng của rừng Các tính chất vật lý và hóa học đơn lẻ thường ít có giá trị đối với các nhà khoa học khi đánh giá chất lượng rừng nói chung Chỉ số chất lượng đất (SQI) được tính bằng tổng giá trị các thông số hóa lý và được tính theo công thức sau: SQI = ∑Giá trị thông số hóa lý của đất đơn lẻ [12]

1.2.2 Tình hình cải tạo, phục hồi môi trường sau khai thác ở Việt Nam

a) Nghiên cứu lựa chọn các loại cây trồng trong cải tạo đất sau khai thác khoáng sản

Về nghiên cứu tuyển chọn cây trồng trên các bãi thải sau khai thác than, Đỗ Thị Lâm đã tuyển chọn một số loài cây và kỹ thuật gây trồng để cố định bãi thải

tại các mỏ than vùng Đông Bắc, với 3 loài: Cốt khí (Tephrosia candida), Sắn dây dại (Pueraria montana Merra) và Bìm bìm (Impomaea mauritana Jacq); và xác

định 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 và Tràm lá dài Trong 3 năm

(2006 - 2008) Lê Tuấn Lộc từ nghiên cứu ở vùng mỏ thiếc Sơn Dương, Tuyên

Quang đã xây dựng thành công các mô hình trồng cây che phủ, cải tạo đất với

các loài cây Cốt khí, Đậu mèo Thái Lan (Mucuna spp) [13] [14]

Theo hướng nghiên cứu sử dụng thực vật để cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng tại các vùng khai thác khoáng sản, Đặng Đình Kim và nnk trong khuôn khổ

đề tài KC08.04/06-10 đã nghiên cứu phương pháp cải tạo đất bằng cây xanh thân thiện với môi trường đã nghiên cứu sàng lọc thực vật tại 4 vùng mỏ ở Thái Nguyên là: mỏ Thiếc (Hà Thượng), mỏ than (Núi Hồng), mỏ chì- kẽm (Làng Hích) và mỏ sắt (Trại Cau) So sánh với nhiều tài liệu thế giới đã công bố, bước đầu đã biết 66 loài thực vật có khả tích tụ kim loại nặng trong đất như Pb, Cd,

As, Zn Kết quả nghiên cứu cho thấy: 2 loài Dương xỉ: Pteris vittata và Pytirogramma calomelanos có khả năng tích lũy rất cao As Đáng chú ý là một

lượng lớn As từ rễ của hai loài này đã được vận chuyển lên thân và làm cho quá trình loại bỏ As ra khỏi đất được thuận lợi Sáu loài thực vật có khả năng tích lũy

Pb cao trong rễ: Cynodon dactylon (L) Pers., Equisetum ramosissimum (Vauch), Cyperus rotundus L., Eleusine indica L., Pteris cadieri H Christ và Polygonum hydropiper L Nhóm tác giả cũng tiến hành các nghiên cứu sâu hơn về khả năng chống chịu và hấp thu kim loại nặng trong đất của Dương xỉ Pteris vittata và Dương xỉ Pityrogramma calomelanos, cỏ Mần Trầu và Vetiver Kết hợp tất cả

các dữ liệu trên, lựa chọn ra 4 loài để xây dựng mô hình trình diễn xử lý ô nhiễm đất tại 2 vùng khai thác mỏ Hà Thượng, Đại Từ và Làng Hích, Đồng Hỷ Trong 4 loài thực vật này, có 3 loài thực vật bản địa thu tại khu vực khai thác mỏ (Dương

xỉ Pteris vittata, Dương xỉ Pityrogramma calomelanos và cỏ Mần trầu); 1 loài

mà thế giới sử dụng nhiều cho cải tạo đất ô nhiễm kim loại nặng là cỏ Vetiver Tiếp theo đó, đề tài đã áp dụng thí điểm nghiên cứu trên ở xã Hà Thượng, huyện Đại Từ (điểm đất bị ô nhiễm bởi As và Cd) và làng Hích, xã Tân Long, huyện Đồng Hỷ, Thái Nguyên Sau 2,5 năm xử lý, hàm lượng KLN giảm đi đáng

kể Tuy vẫn cần có thêm thời gian xử lý để giảm nồng độ các kim loại này về ngưỡng an toàn đối với môi trường Có thể thấy rằng việc sử dụng các loài thực vật trong xử lý đất nhiễm KLN là khả thi và có thể ứng dụng vào thực tiễn [15] Cùng khu vực nghiên cứu như trên, tác giả Đặng Văn Minh đã đánh giá diện tích và chất ở các vùng sau khai thác khoáng sản ở Thái Nguyên, nghiên cứu xác định các loài cây, biện pháp kỹ thuật sử dụng nhằm cải tạo phục hồi và tăng

độ che phủ đất Từ đó xây dựng mô hình cải tạo và sử dụng đất sau khai thác khoáng sản bằng các loài cây tuyển chọn được Kết quả nghiên cứu đã tuyển chọn được các loài cây cải tạo, tăng độ phì cho đất nghèo kiệt sau khai khoáng là: Đậu đen; Muồng lá nhọn; Cốt khí; Đậu ren; Trinh nữ không gai; Keo lai dòng BV10, BV16 Loài hấp thu kim loại nặng là: Cỏ vetiver, Dương xỉ Loài chống xói lở: Cỏ vetiver, Cỏ voi Các mô hình cải tạo bước đầu magn lại hiệu quả kinh

tế rõ rệt là: Trồng cỏ vetiver hút kim loại nặng; Trồng xen keo và cốt khí, keo và muồng lá nhọn; mô hình sử dụng phân bón hữu cơ làm tăng độ phì đất và tăng năng suất lúa trên đất sau khai khoáng ít bị xáo trộn và ô nhiễm nhẹ [16]

Các nghiên cứu về ảnh hưởng của thảm thực vật đến xói mòn đất đã được tiến hành khá công phu bởi các nhà khoa học trong nước Điển hình là các nghiên cứu của Bùi Ngạnh, Vũ Văn Mễ, Nguyễn Danh Mô; Nguyễn Tử Siêm, Thái Phiên; Nguyễn Ngọc Lung và Võ Đại Hải (1997); Các kết quả nghiên cứu trên đã khẳng định vai trò của rừng trong việc hạn chế xói mòn đất Rừng tự nhiên hỗn loài tàn che 0,7 - 0,8 hạn chế xói mòn đất tốt nhất Đối với một số loại rừng trồng và rừng tre nứa thì lượng đất xói mòn cao hơn so với rừng tự nhiên từ 0,6 - 10 lần Xói mòn tầng đất mặt làm cho độ phì đất giảm đi nhanh chóng Lượng dinh dưỡng do xói mòn chủ yếu là chất hữu cơ, đạm, lân và kali; lượng chất mất đi lớn hơn rất nhiều so với lượng dinh dưỡng mà cây cần hấp thụ Hàm lượng các nguyên tố dinh dưỡng bị mất nhiều nhất là C, tiếp đến N, K, Ca, Mg và cuối cùng là P [17]

Để cải thiện chất lượng môi trường trong bùn đã được nghiên cứu bởi Đồng Thị Minh Hậu và nnk (2008) khi thử nghiệm cây Bắp và cỏ Voi để giảm thiểu hàm lượng các kim loại nặng (Cr, Cu, Zn) Kết quả đã chỉ ra tốc độ phát triển trên môi trường bùn của hai cây khá nhanh, sinh khối của cỏ Voi cao hơn cây Bắp Sau 6 tuần và 12 tuần, sinh khối cây cỏ Voi là 74,8g và 197g; tương ứng cây Bắp là 47g và 133g Khả năng tích lũy Cr và Cu của cây cỏ Voi cao hơn cây Bắp nhưng ngược lại khả năng tích lũy Zn của cỏ Voi lại thấp hơn: hàm lượng

Cu tích lũy trong cây cỏ Voi sau 6 và 12 tuần là 458mg/kgDW và 572 mg/kgDW, tương ứng trong cây Bắp là 429mg/kgDW và 547mg/kgDW; hàm lượng Cr tích lũy trong cây cỏ Voi sau 6 và 12 tuần là 519mg/kgDW và 703 mg/kgDW, tương ứng trong cây Bắp là 461mg/kgDW và 592mg/kgDW; hàm lượng Zn tích lũy trong cây Cỏ Voi sau 6 và 12 tuần là 1136mg/kgDW và 1549mg/kgDW, tương ứng trong cây Bắp là 1587mg/kgDW và 2037mg/kgDW Cây Bắp và cỏ Voi đều không là cây siêu tích luỹ, chúng tích luỹ các KLN theo

cơ chế ổn định bằng thực vật Hàm lượng KLN tích luỹ trong rễ cao hơn trong

thân nhiều lần: cây 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 Cùng với đó, khả năng sử dụng cây muống Nhật cũng

có thể hấp thụ Asen trong đất Sinh khối của các loài cây này thu được là rất lớn Đây là một phương pháp xử lý đơn giản, thân thiện với môi trường, chi phí thấp Ngoài ra sự vận chuyển các KLN độc hại từ rễ lên thân rất thấp nên sinh khối sau thu hoạch không gây nguy hiểm cho chuỗi thức ăn, có thể sử dụng có ích cho các mục đích khác (thức ăn cho gia súc, sản xuất năng lượng, ) [18]

Một số công trình nghiên cứu về cải tạo, phục hồi bãi thải khai thác than và khoáng sản như các công trình của Trần Minh Đản về thí nghiệm gây trồng thảm thực vật trên bãi thải bờ mỏ lộ thiên đã ngừng hoạt động Thời gian thí nghiệm từ năm 1973 đối với trồng dảnh Lecon trên sườn dốc bãi thải của Mỏ Vàng danh,

Hà Tu, sau 6 tháng cây trồng đã xanh tốt và bắt đầu phát triển Đến 1974, tiến hành thí nghiệm gieo trồng Le trên bãi thải đã ngừng hoạt động của mỏ than Hà

Tu, sau 2- 3 tháng hạt Le đã nảy mầm, một năm sau cây Le cao 20 -30 cm, phát triển tương đối tốt[19]

Lê Thị Nguyên đã thử nghiệm trồng một số cây nhằm cải tạo môi trường,

hệ sinh thái đất khu vực bãi thải khai thác than Núi Béo (Quảng Ninh) với sơ đồ như trong hình 1.16

Kết quả cho thấy, tỷ lệ sống của các loài cây thử nghiệm: Chít, Le, Vetiver, Xoan, Keo lá Tràm, Keo tai tượng, Ba bét Nam Bộ và Thông hai lá hầu như đạt trên 50% và có khả năng chống xói mòn, tạo lớp mùn, phủ xanh đất trống đồi trọc, góp phần phục hồi lớp phủ thực vật [20]

Hình 1.1 Sơ đồ thử nghiệm trồng cây trên đất bãi thải mỏ than

(Nguồn: [20])

Qua kết quả nghiên cứu trồng một số loài cây gỗ: Keo lá tràm, keo tai tượng, thông mã vĩ, thông đuôi ngựa và Phi lao trên bãi thải của Mỏ than Cao Sơn Những loài cây trên có khả năng sống và sinh trưởng được trong giai đoạn tuổi nhỏ trên bãi thải khai thác than Tuy nhiên đối tượng nghiên cứu đặt ra ở đây

là các bãi thải mỏ đã ổn định, trên đó các loài lau , le, chít đã mọc dày, độ che phủ đạt 60 -70%, trên các bãi thải như vậy mức độ nguy hiểm đã không còn lớn nữa Mặt khác các loài cây đưa vào trồng thí nghiệm mới chỉ giới hạn ở một số loài cây gỗ, chưa có các loài cây tạo thảm thực vật dưới bề mặt đất Thời gian theo dõi sinh trưởng, phát triển của cây trồng thí nghiệm còn ngắn (12 tháng) nên mới chỉ đưa ra được kết luận ở giai đoạn tuổi nhỏ, chưa đủ cơ sở để đánh giá loài cây nào có khả năng tạo rừng khép tán mà chỉ đến khi rừng khép tán thì cây mới phát huy được tác dụng phòng hộ của nó [21] Theo kết quả nghiên cứu tại các

mỏ than Vùng Đông Bắc, tác giả nêu ra kết luận như sau:

- Thực vật tự nhiên trên bãi thải được phục hồi theo 3 giai đoạn: cây cỏ, cây bụi và cây gỗ nhỏ Tuy nhiên sự phục hồi này yêu cầu thời gian dài từ 20 -30 năm và cũng chỉ xuất hiện ở những bãi thải có điều kiện thuận lợi

- Những loài cây sau đây có khả năng nhanh chóng phủ xanh bãi thải cấp 1 nhằm hạn chế sự xói mòn, rửa trôi và ngoài ra còn có tác dụng cải tạo đất Cốt khí Tephrosia candida, Sắn dây dại Pueraria montana (Lour) Merr, Bìm bìm

Impomaea mauritana Jacp

- Những loài cây gỗ có khả năng sống và sinh trưởng được trên bãi thải cấp 2 là: Thông Nhựa Pinus merkussi J, Thông Đuôi ngựa Pinus massoniana Lamb, Keo tai tượng Acasia mangium, Keo lá tràm Acasia auriculiformis, Phi lao Casuariana equisetifolia, Tràm lá dài Melaleuca leucadendra L

- Mô hình trồng các loài cây trên bãi thải cấp 2, sau 2 – 3 năm tuổi sinh trưởng phát triển trung bình, tương đối đồng đều, khả năng phân hoá về đường kính và chiều cao chưa xảy ra mạnh mẽ [13]

b) Kỹ thuật cải tạo, hoàn phục môi trường sau khai thác

Một số nghiên cứu cải tạo, phục hồi môi trường tại các mỏ than đã đưa ra 2 phương án cải tạo được cho là hướng tiếp cận mới trong cải tạo, khôi phục môi trường cho vùng mỏ than khai thác lộ thiên quy mô nhỏ và vừa Phương án lấp đất đầy moong khai thác, san gạt mặc bằng, trồng cây phủ xanh Phương án 2 là cải tạo để lại hố mỏ, tạo thành hồ nước với mục đích cấp nước cho tưới tiêu trong khu vực; trồng cây bóng mát tạo cảnh quan du lịch và cải tạo vi khí hậu Các giải pháp kỹ thuật được khuyến nghị gồm: củng cố bờ moong khai thác, đắp đê bao quanh moong, thiết lập hàng rào biển báo và trồng cây xanh, tạo hệ thống thoát nước cho hố mỏ [22]

Tác động môi trường của hoạt động khai thác trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh

là rất lớn và lâu dài, cả về môi trường đất, môi trường nước, không khí và phá vỡ

hệ sinh thái đất và cảnh quan khu vực, hậu quả để lại rất khó khăn trong khắc phục Vấn đề hoàn phục cải tạo môi trường được đặt ra từ lâu Các mỏ khai thác hầm lò ở Đông Triều đã tiến hành hoàn phục cải tạo môi trường từ năm 2004 Tại khu vực khai thác số 6 (vỉa 9B-CB) đã bắt đầu hoàn thổ từ năm 2004 Công ty đã tiến hành san gạt bằng với độ cao mặt đường sau đó trồng cây côn nghiệp như keo Tai Tượng, bạch đàn, thông, phi lao Diện tích đã hoàn thổ phục hồi môi trường được 1,5ha trên tổng số 2ha diện tích khai trường, các bãi thải được san gạt tạo thành từng bậc để trồng cây Đối với mỏ than Cao Sơn (Cẩm Phả, Quảng Ninh) một số khu vực khai thác, bãi thải với diện tích 24ha trên tổng diện tích

khai thác và bãi thải 28,3 ha Hình thức chính là xây dựng đập rọ đá để chặn nước thải, sau đó cắt tầng theo độ cao 220m, 160m, 130m, 100m, 70m để trồng cây keo Tai Tượng và cây dây leo Cuzu Mỏ than Khe Chàm (Cẩm Phả, Quảng Ninh) cũng hoàn phục môi trường được 32/290ha đất khai thác và bãi thải Mỏ than Tân Dân (Hoành Bồ, Quảng Ninh) cũng với phương pháp hoàn phục mô trường như trên đã trả lại diện tích 31,9% diện tích đất được cấp Các khu mỏ trên địa bàn huyện Cẩm Phả, Quảng Ninh hoàn phục môi trường được đạt trên 20% diện tích được khai thác Đây là hướng điển hình khi sử dụng đất sau khai thác phát triển rừng ngay trên các khu vực khai thác và bãi thải

Hoàng Thị Hồng Hạnh (2014) đã tiếp cận theo hướng xây dựng các mô hình sử dụng đất hợp lý trên các mỏ sau khai thác trên quan điểm kết hợp khai thác khoáng sản - tăng hiệu quả sử dụng đất - HPMT là nghiên cứu sử dụng phương pháp MCA và AHP để lựa chọn phương án sử dụng đất hợp lý cho cụm

mỏ đá xây dựng Tân Đông Hiệp, Bình Dương Trong đó xây dựng 7 mô hình dựa trên các đặc điểm tự nhiên, KT-XH và các vấn đề môi trường gồm: hồ chứa nước; khu sinh thái; khu giải trí, nghỉ dưỡng; khu giải trí, nghiên cứu; khu sản xuất, công trình; khu canh tác và khu chôn lấp chất thải

Đặng Thị Hải Yến (2014) đã đề nghị 6 tiêu chí định lượng phục vụ cho đánh giá kết quả hoàn phục môi trường, hệ sinh thái đất mỏ: diện tích, quy mô; hiệu quả xử lý môi trường; chống xói mòn rửa trôi; chỉ số đồng thuận; độ ổn định

bờ mỏ và hiệu quả kinh tế

Trong khuôn nội dung Nghiên cứu xây dựng quy trình hoàn thổ, HPMT tại một số mỏ khai thác khoáng sản lộ thiên đã tiến hành đánh giá khả năng sử dụng một số loại cây như thông, keo lá tràm, bạch đàn, dứa, dừa, để hoàn phục môi trường, cải tạo HST đất cát sau khai thác titan ven biển miền Trung [23]

1.2.3 Tình hình nghiên cứu cải tạo, phục hồi hệ sinh thái đất, hoàn phục môi trường sau khai thác khoáng sản ở Tây Nguyên

Theo các tác giả Phạm Tích Xuân, Trần Tuấn Anh và nnk, những vấn đề cơ bản về môi tường khai thác khoáng sản ở Tây Nguyên gồm: (i) Các hoạt động

khai thác khoáng sản tự do, trái phép (đặc biệt là khai thác vàng sa khoáng, thiếc

sa khoáng, cát sỏi) đã làm xáo trộn, phá vỡ cảnh quan, thay đổi dòng chảy của nhiều sông suối gây xói lở bờ sông, phá rừng, hủy hoại đất canh tác (ii) Công tác quy hoạch, xây dựng và quản lý bãi thải khai thác và chế biến khoáng sản chưa được quan tâm Nước thải trong quá trình khai thác và chế biến khoáng sản chưa được xử lý Ở rất nhiều nơi, các chất thải (chất thải rắn và nước thải) đã trực tiếp gây tác động xấu đến môi trường như: vùi lấp đất canh tác, thoái hóa đất, ô nhiễm môi trường (iii) Một số mỏ khai thác khoáng sản đã có hiện tượng tạo dòng thải axit mỏ và đã có biểu hiện ô nhiễm kim loại nặng [24]

Về chọn loại cây trồng, Đỗ Đình Sâm và Nguyễn Ngọc Bình, 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 [25]; Nguyễn Huy Sơn (2005) đánh giá và xác định tập đoàn cây trồng rừng trên đất trống đồi trọc ở Bắc Tây Nguyên Gần đây, nhiều loài cây bản địa có giá trị kinh tế đã được chọn trồng trên các vùng lập địa thích hợp Ở vùng Tây Nguyên có: Xoan ta, Dầu rái,

Sao đen, Giổi xanh, Dó trầm,… Riêng cây Tràm ta (Melaleuca cajuputi Powell)

được đánh giá là cây bản địa đa sinh thái và đa tác dụng, đã được nhiều tác giả như: Nguyễn Việt Cường, Phạm Đức Tuấn, Nguyễn Xuân Quát (2008), Phạm Thế Dũng (2010) đề nghị chọn trồng trên nhiều vùng lập địa khác nhau, kể cả trên các bãi thải than

Tiêu biểu hơn có thể kể đến là đề tài nghiên cứu độc lập mã số ĐTĐL.2011/T03 của TS Nguyễn Thành Mến và nnk (2015) đã tuyển chọn được tập đoàn cây trồng phù hợp trên đất bãi thải sau khai thác mỏ và bùn thải sau tuyển quặng bauxite Đề tài đã nghiên cứu các mô hình trồng thử nghiệm các loài cây trên đất sau khai thác bauxite, trong đó có mỏ bauxite Tân Rai, và xác định được 9 loài cây phù hợp Các loài cây lâm nghiệp đã được tuyển chọn gồm: Keo lai, Bạch đàn, Thông 3 lá, Thông Caribê; cây nông nghiệp có Điều, Điều nhuộm; cây phù trợ, che phủ đất gồm Sục sạc, Cúc đồng Trên bùn thải sau tuyển quặng

ở hồ chứa, loài Tràm Úc và Tràm ta đã được tuyển chọn Trên bùn thải hoàn thổ

loài Tràm Úc được xác định là cây triển vọng Trên loại loại đất mỏ sau khai thác chưa hoàn thổ, các loài Keo lai, Bạch đàn, Thông 3 lá, Sục sạc tuy có thể tồn tại, nhưng sinh trưởng kém so với trồng trên loại đất hoàn thổ Để có thể sử dụng loại đất thải này hiệu quả cần có các biện pháp cải tạo đất thích hợp Việc bón phân

N, P, K với liều lượng 100-200g/lần bón và bón 2 lần/năm có tác dụng tốt đối với sinh trưởng cây trồng trên các loại đất mỏ sau khai thác và bùn thải sau tuyển quặng bauxite Nhưng ảnh hưởng của các tỷ lệ phối trộn giữa các loại phân này lên cây trồng không rõ ràng Đặc biệt, đối với cây keo lai nói chung có thể sống trên các dạng bãi thải, với tỷ lệ sống dao động từ 60 - 90%, tuy nhiên trên dạng đất nguyên thổ, keo lai có tỷ lệ sống thấp (30 - 60%) tại Bảo Lộc và Bảo Lâm, tỉnh Lâm Đồng [2]

Chủ đầu tư: Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam

Đơn vị thực hiện: Công ty TNHH MTV nhôm Lâm Đồng – TKV

Địa chỉ: Thị trấn Lộc Thắng, huyện Bảo Lâm, tỉnh Lâm Đồng

Điện thoại: 063.960886 Fax: 063.3960676

1.3.1 Vị trí địa lý

Khu vực mỏ bauxit Tân Rai nằm trên địa phận ba xã Lộc Thắng, Lộc Phú, Lộc Ngãi thuộc huyện Bảo Lâm, tỉnh Lâm Đồng Cách thành phố Bảo Lộc khoảng 15km về phía Bắc - Đông Bắc, cách thành phố Đà Lạt 80 km về phía Bắc

Toạ độ địa lý của mỏ: 11038'08'' đến 110

41'56'' độ vĩ Bắc

107049'54'' đến 107053'12'' độ kinh Đông

Tổng diện tích sử dụng đất của Mỏ - Tuyển bao gồm:

 Diện tích khai trường: 1.619,5 ha, chia làm hai thân quặng (theo giấy phép khai thác khoáng sản)

- Thân quặng I là 464,8 ha

- Thân quặng II là 1.154,7 ha

 Diện tích mặt bằng nhà máy tuyển: Diện tích chiếm đất của nhà máy

tuyển bao gồm cả diện tích của kho quặng tinh  8,0ha [26]

Mối tương quan của mỏ với các khu vực xung quanh:

- Phía Đông của mỏ giáp với thôn 12 của xã Lộc Ngãi

- Phía Bắc của mỏ giáp với thôn 7 của xã Lộc Ngãi

- Phía Nam của mỏ giáp với thôn 2 của xã Lộc Ngãi

- Phía Tây của mỏ giáp với hồ Cai Bảng với khoảng cách từ 0,5m - 1km

(Nguồn: [27])

Mang đặc trưng khí hậu vùng á nhiệt đới Nhiệt độ không khí trung bình năm tại đây là 220C; lượng mưa trung bình năm là 2.869 mm, mùa mưa tập trung

từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 Trong mùa khô, do ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc nên vùng này mưa ít, lượng mưa chỉ chiếm 10-15% lượng mưa cả năm

Độ ẩm không khí bình quân/năm từ 82-85%

Số giờ nắng trong năm trung bình/năm ở Bảo Lộc là 2.162 giờ [27]

b) Đặc điểm hệ thống thủy văn

Khu mỏ thuộc thượng lưu của lưu vực sông Dargna Sông Dargna chảy qua khu vực tây nam, các sông suối nhỏ hơn như Danos chảy cắt ngang qua mỏ và suối Da Dung Krian chảy vào mỏ ở phía đông bắc Hệ thống sông suối chính và các suối nhánh đã tạo thành hệ thống thuỷ văn khu vực và đều đổ vào sông Dargna ở phía Tây Nam Phần lớn các suối đều bị cạn vào mùa khô (3-4 tháng)

Do mực nước ngầm khu vực cao do chế độ thuỷ văn đặc biệt của cao nguyên và tầng saprolit cách nước nằm gần mặt (5-10m), nên tại đỉnh của các bình nguyên lớn những nơi trũng 1 vài mét thường thấy có các đầm lầy theo mùa hoặc quanh năm Ở những phần trũng đáy của các thung lũng thường là hồ tròn hoặc hơi dài

có nước quanh năm rất đặc trưng cho hình thái vùng mỏ Tân Rai

Khi Tổ hợp bauxite- nhôm hình thành, nguồn nước cung cấp cho Tổ hợp sẽ được lấy từ sông Dargna bằng cách đắp đập ngăn tạo hồ trên sông

c) Đặc điểm thảm thực vật tự nhiên

Phần lớn diện tích vùng mỏ được phủ bởi rừng thông hai lá xen các vườn cây công nghiệp cà phê, chè Hiện nay, rừng cây thông còn lại rất ít và đang bị chặt phá để lập vườn cây công nghiệp, đặc biệt là ở phần ven rìa đồi nơi tiếp giáp với nguồn nước, ven suối và vùng đất thấp

d) Đặc điểm kinh tế nhân văn

Khu vực huyện Bảo Lâm nằm bao quanh mỏ bauxite Tân Rai có dân số khoảng 100.000người, trong đó chủ yếu thuộc dân tộc Kinh, Kơho, Chauma, Tày, Nùng Mật độ dân số khoảng 66 người/km2, phân bố không đồng đều Phần lớn nhân dân sống định cư thành các ấp dọc hai bên các trục tỉnh lộ, dân số chủ yếu sống tập trung ở thị trấn Lộc Thắng Ở những nơi xa hơn là các cụm dân cư

của đồng bào mới di cư phát rừng lập rẫy Kinh tế chủ yếu là nông lâm nghiệp

Về nông nghiệp chủ yếu là nghề trồng cây cà phê, trồng chè và nghề trồng dâu nuôi tằm Về lâm nghiệp: có một số lâm trường khai thác gỗ, nhựa thông và hiện nay đang phổ biến mô hình kết hợp nông lâm nghiệp Các cơ sở kinh tế trong khu vực còn nhỏ bé đang phát triển, chủ yếu là một số cơ sở công nghiệp địa phương như xí nghiệp chế biến bột giấy, xí nghiệp sản xuất phân bón, các xưởng chế biến chè, dệt tơ, các xí nghiệp vật liệu xây dựng và sửa chữa cơ khí nhỏ Về văn hoá,

y tế và giáo dục, khu vực huyện Bảo Lâm đã có cả 3 cấp học, bệnh viện huyện

và các trạm y tế xã bước đầu hoàn thiện và hoạt động Điều kiện an ninh chính trị

và trật tự xã hội trong khu vực được giữ vững tốt và ngày càng được củng cố phát triển

e) Đặc điểm giao thông liên lạc

Mỏ bauxite Tân Rai có điều kiện giao thông rất thuận lợi vì mỏ rất gần trục quốc lộ 20 thành phố Hồ Chí Minh đi Đà Lạt Thị trấn Lộc Thắng mới được thành lập nằm ngay sát mỏ Các cơ sở hạ tầng xung quanh khu vực mỏ đã và đang hoàn thiện

Về giao thông đường không: mỏ nằm cách sân bay Liên Khương khoảng 100km Tại sân bay Liên Khương hiện có các tuyến bay: Hà Nội – Đà Lạt và thành phố Hồ Chí Minh – Đà Lạt

Về đường bộ: Từ thành phố Hồ chí Minh, ô tô vận tải nặng theo quốc lộ 20 qua thành phố Bảo Lộc, thị trấn Lộc Thắng đến Tân Rai và từ thị xã Phan Thiết ôtô tải theo quốc lộ 8B qua Di Linh đến Tân Rai rất thuận lợi

Về thông tin liên lạc: Hiện tại trong khu vực đã được lắp đặt các trạm tiếp sóng di động của tất cả các nhà cung cấp dịch vụ thông tin di động và đã có mạng

điện thoại cố định của VNPT

1.3.3 Đặc điểm địa hình, địa chất

Khu mỏ thuộc phần phía Đông của cao nguyên Bảo Lộc - Di Linh, địa hình dạng bình nguyên tương đối bằng phẳng nghiêng thoải từ Đông Bắc xuống Tây Nam Mạng xâm thực địa phương chia cắt địa hình thành các khối tương đối

bằng phẳng độ cao tương đối 30m - 80m, kéo dài hoặc phân nhánh hẹp (100m -

400 m) Phần lớn đỉnh của khối thường khá bằng phẳng với độ dốc từ 10-60 Rìa khối thường tạo thành đường viền rõ rệt mà ở nhiều chỗ có khi bị các thung lũng phá huỷ Độ dốc của sườn rất khác nhau, từ thoải 50-150, nhiều chỗ dốc trên 400 Hình thái địa hình bán bình nguyên trong khu vực rất thuận lợi cho quá trình phát triển laterit hoá và tạo bauxite Phần lớn bauxite phát triển ở đỉnh, đôi chỗ bauxit chuyển tiếp sang sườn thoải hơn (50-150) và có nơi tiến đến sát chân sườn giáp thung lũng rộng

Ở khu vực này, đất và bauxite hình thành trên nền đá bazan phun trào màu xám đen, xanh lục hoặc xám xanh chứa các khoáng chính plagioclaz, pyroxen, olivin,…tầng dày 40 - 50 có nơi 60m Hàm lượng trung bình các thành phần trong quặng bauxite tại đây là 76,66% trong đó chủ yếu là Al203 khoảng 39,93%

và Fe203 khoảng 26,9%, ngoài ra còn có SiO2 chiếm 6,00% và TiO2 chiếm 3,83%

Địa tầng của khu mỏ Tân Rai được phân chia cụ thể như sau:

- Lớp đất phủ: Lớp đất phủ gồm các trầm tích eluvi - deluvi phân bố rộng khắp khu mỏ Thành phần vật chất là cát pha, sét pha lẫn sạn sỏi và kết vón laterit chứa nhiều rễ thực vật và mùn hữu cơ có mầu nâu xám, nâu đen hoặc vàng Chiều dày trung bình của lớp là 0,5m

- Lớp laterit – bauxite: Laterit - bauxite là lớp quặng giàu sắt lộ ngay trên mặt hoặc dưới lớp phủ và nằm trên lớp bauxite - laterit Thành phần gồm các sản phẩm laterit kết tảng cứng rắn chắc Phụ lớp dưới Laterit - bauxite dạng mảnh vụn, vón cục

- Lớp bauxite – laterit: Lớp bauxite - laterit phân bố khá rộng trong khu

mỏ, tập trung chủ yếu ở những nơi có địa hình cao Lớp quặng bauxite - laterit có chiều dày thay đổi trong một giới hạn rộng từ 0m đến 7 - 8m hoặc hơn Phần lớn đới này nằm trên mực nước ngầm nên rất thuận lợi cho việc khai thác mỏ

- Lớp litoma: Lớp sét litoma phân bố rộng khắp khu mỏ và nằm sát phía dưới thân quặng bauxite Đất trong lớp có màu nâu, vàng nâu có nhiều đốm trắng của kaolinit Đất có trạng thái dẻo hoặc dính, chiều dày lớp litoma thay đổi từ 1,5

- 2,0m

- Lớp bazan phong hoá: Lớp này nằm dưới lớp litoma là phun trào bazan, phần trên là bazan đã bị phong hoá, dưới đó là bazan gốc Do đá ít nứt nẻ, chứa nước kém Công trình khai thác không khai đào tới lớp này nên lớp này không gây ảnh hưởng gì tới quá trình khai thác mỏ

- Lớp bazan gốc: Lớp đá bazan gốc chủ yếu được lộ ra ở các khe suối Đá

có mầu xám, rắn chắc ít bị nứt nẻ, chứa nước kém nên lớp này không gây ảnh hưởng gì tới quá trình khai thác mỏ

Hình 1.3 Địa tầng khu vực khai thác Bauxite Tân Rai

1.4 Quy trình khai thác, chế biến quặng bauxite Tân Rai

1.4.1 Khai thác quặng bauxite và quá trình hình thành bãi thải

Qua khảo sát hiện trường và thu thập thông tin từ các tài liệu của đơn vị khai thác mỏ bauxite Tân Rai cho thấy quy trình khai thác quặng đã tuân thủ đúng theo các tiêu chuẩn

Do đặc điểm cấu tạo và phân bố quặng bauxite ở khu vực này nên công nghệ áp dụng là khai thác quặng bằng cách bóc lớp đất phủ Quặng bauxite thô được khai thác ở các khai trường trên khu mỏ đã được quy hoạch

- Trước tiên tiến hành mở vỉa, sau đó phát quang bề mặt, thu hoạch cây gỗ rừng (sau khi được cấp thẩm quyền phê duyệt, cho phép) và gom dọn mặt bằng

- Kế đến tiến hành việc bóc gạt lớp đất phủ trên thân quặng có chiều dày khoảng 0.2 - 2m sang hai bên bằng máy ủi Ở các hiện trường không có thảm

thực vật (cây gỗ) hoặc đất trồng cà phê dùng máy ủi tiến hành ngay việc bóc gạt

- Thực hiện cào xúc lớp quặng thô bằng máy xúc (gồm khoảng 40-50% bauxite + 50-60% tạp vật) dày khoảng 5 - 7m (nơi quặng kết tảng cứng phải dùng mìn để phá tơi)

- Quặng thô được chuyển đi bằng ô tô tải hoặc băng chuyền tải về các nhà máy tuyển quặng [4]

Hình 1.4 Các công đoạn khai thác quặng bauxite

(Nguồn: [4])

Đất mỏ sau khi khai thác quặng bauxite xong sẽ được hoàn thổ bằng cách chuyển đất đến và san lấp lại bằng lớp đất mặt đã bóc tại chỗ và đất chuyển từ

các khu khai thác bauxite khác đến hoặc sử dụng bùn thải sau công đoạn tuyển quặng để làm vật liệu hoàn thổ Chiều dày lớp đất hoàn thổ tại các hiện trường sau khai mỏ bauxite biến động từ 0,6 -1,0m

Sau công đoạn khai thác quặng bauxite thô (quặng nguyên khai), trên các khu vực mỏ sau khai thác quặng sẽ hình thành các bãi thải (chưa hoàn thổ và đã được hoàn thổ)

Các bãi thải chưa hoàn thổ là các bãi thải đã hoàn thành việc khai thác và giữ nguyên hiện trạng Những bãi thải này đều được khai thác hết quặng đến tận lớp sét litoma nên nếu không thực hiện hoàn thổ lớp đất mặt sẽ rất khó để thực vật phát triển trở lại và gây ảnh hưởng lớn đến môi trường sinh thái trong khu vực

Các bãi thải đã được hoàn thổ là các bãi thải sau khai thác được hoàn trả lớp đất mặt bị bóc tách trước khi khai thác Lớp đất mặt hoàn thổ theo tiêu chuẩn phải >1m và được duy trì tính chất như ban đầu Tuy nhiên với điều kiện hiện tại đơn vị khai thác chỉ thực hiện được quy trình hoàn thổ một cách tương đối

Hình 1.5 Bãi thải chưa hoàn thổ Hình 1.6 Bãi thải đã hoàn thổ và trồng

Keo

1.4.2 Chế biến quặng bauxite và quá trình hình thành hồ bùn thải

Quặng thô sau khi khai thác được chuyển về các nhà máy tuyển quặng Do quặng bauxite nguyên khai thường chứa nhiều loại oxit kim loại và các tạp chất, thường hàm lượng oxit nhôm khoảng 40%, oxit sắt 27%, oxit silic từ 6-8%, không thể sử dụng trực tiếp được phải qua khâu tuyển, làm giàu quặng bằng phương pháp tuyển rửa

Hình 1.7 Quy trình tuyển quặng hình thành bùn thải và hồ bùn thải

(Nguồn: [4])

Quy trình tuyển quặng bauxite tại Xưởng tuyển quặng ở Tân Rai được thực hiện như sau:

Quặng nguyên khai từ mỏ vận chuyển bằng ô tô hoặc băng chuyền về nhà máy tuyển quặng được đổ vào bunke cấp liệu, dùng hệ thống bơm nước cao áp phun xịt, ngâm rã quặng

Quặng được chuyển qua các sàng có khe hở 300mm Cấp hạt lớn hơn 300mm (rất ít) được dùng búa nghiền vỡ xuống kích thước <300mm Quặng được xùy rửa xuống sàng quay đánh tơi I có lỗ sàng 40mm

Cấp hạt trên 40mm được đập xuống dưới 40mm, rồi nhập với sản phẩm dưới 40mm đã lọt sàng quay I vào sàng quay đánh tơi II có lỗ sàng 20mm

Sản phẩm trên sàng cỡ hạt >20mm được cấp vào sàng rung róc nước Sản phẩm trên sàng rung róc nước cấp vào máy đập búa đập xuống cỡ hạt –20mm Sản phẩm dưới sàng quay đánh tơi và đưa các hạt <20mm vào sàng rung rửa có lỗ lưới 1mm để tách cấp hạt <1mm và khử nước

Sản phẩm trên sàng rung là các hạt có kích thước 1–20mm cùng sản phẩm sau đập búa được đưa vào băng tải thu quặng tinh chuyển đến kho quặng tinh Tại kho quặng tinh, quặng tinh được tiếp tục róc nước và sau đó cấp sang nhà máy sản xuất alumin [4]

Như vậy sau quá trình tuyển quặng bauxite, quặng thô được xục rửa trở nên tinh sạch hơn và đã hình thành loại bùn thải sau tuyển quặng còn được gọi là bùn thải quặng đuôi và được chứa trong các hồ chứa bùn thải thường được bố trí gần các nhà máy tuyển quặng

Bùn thải quặng đuôi (bùn thải sau tuyển quặng bauxite): là hỗn hợp gồm đất, bùn, các mẫu quặng có kích thước nhỏ bị loại ra trong quá trình tuyển rửa quặng bauxite, không chứa hóa chất độc hại với môi trường và con người Bùn thải quặng đuôi được chứa trong các hồ chứa hình thành hồ bùn thải Sau một thời gian sử dụng, lượng bùn trong hồ sẽ đầy lên tạo thành một bãi đất phẳng và rộng, có thể thực hiện trồng cây để hoàn phục môi trường

Hình 1.8 Hồ bùn thải quặng đuôi ở Tân Rai

Ngoài ra, bùn thải tại đây có thể được sử dụng làm vật liệu để san lấp, hoàn thổ cho các khu mỏ sau khai thác quặng bauxite, hình thành bãi thải đất mỏ được hoàn thổ bằng bùn thải

1.5 Các chỉ tiêu được lựa chọn để đánh giá chất lượng môi trường đất khu khai thác bauxite Tân Rai

Kim loại nặng Cu, Pb, Zn: Là 3 trong 5 kim loại nặng khi vượt quá

ngưỡng cho phép sẽ gây ảnh hưởng đến môi trường đất, ngưỡng giới hạn được quy định trong QCVN 03-MT:2015/BTNMT Quy chuẩn không áp dụng cho đất thuộc phạm vi các khu mỏ, tuy nhiên để áp dụng mô hình cải tạo đất cần đánh giá môi trường đất tương đương với mục đích cải tạo Trong đề tài đang nghiên cứu

mô hình hoàn phục bằng phương pháp trồng cây, định hướng khi hoàn thành sẽ cải tạo đất có điều kiện thích hợp đề trồng các loài cây nông lâm nghiệp Vì vậy trong phần phương pháp sẽ sử dụng cột ―Đất nông nghiệp‖ để đánh giá hàm lượng kim loại nặng trong đất

trọng quyết định đồ phì nhiêu đất, nó ảnh hưởng lên các quá trình lí hóa, sinh học trong đất và có tác động đến cây trồng Đa số các cây trồng đều thích phản ứng

đất ở trung tính đến ít chua (pH = 6-7)

Chất hữu cơ: Tổng số chất hữu cơ trong đất là yếu tố quan trọng quyết

định đồ phì nhiêu đất Sự phát triển của cây trồng phụ thuộc nhiều vào hàm

lượng chất hữu cơ trên tầng đất mặt

Đạm: Đạm là nguyên tố dinh dưỡng quan trọng nhất đối với cây trồng

Trong đất phần lớn Nitơ (>95%) ở dạng hữu cơ chứa trong mùn là dạng khó tiêu đối với thực vật, chỉ có một phần nhỏ là ở dạng dễ tiêu bao gồm NH4+, NO3–, một số axit amin mà cây có thể hút thu trực tiếp Nhìn chung hàm lượng nitơ

trong đất có một mối tương quan chặt với hàm lượng mùn

Lân (gồm lân tổng số và lân dễ tiêu): Lân là nguyên tố dinh dưỡng quan

trọng chỉ đứng sau nitơ Trong đất Việt Nam do quá trình tích luỹ tương đối sắt nhôm phát triển nên hàm lượng lân dễ tiêu trong đất thấp, đặc biệt đối với đất đồi

chua, chúng bị cố định bởi các phôt phát sắt nhôm

Kali (gồm kali tổng số và kali dễ tiêu): Sau đạm, lân thì kali là nguyên tố

dinh dưỡng quan trọng thứ 3 đối với cây trồng Các kết quả nghiên cứu cho thấy kali tập trung chủ yếu vào các hạt limon mịn và vừa nếu còn chứa khoáng nguyên sinh Như vậy hàm lượng kali trong đất phụ thuộc vào nguồn đá mẹ, mức

độ phong hoá và quá trình hình thành đất

Dung tích hấp thu (CEC): CEC là chỉ tiêu quan trọng của độ phì nhiêu

đất, nó phản ánh khả năng giữ chất dinh dưỡng của đất

Độ bão hòa Bazơ: Độ bão hòa Bazơ rất cần thiết để quyết định hiệu quả

của hàm lượng CEC Hàm lượng CEC trong đất cao tức khả năng trao đổi cation cao, tuy nhiên thành phần cation hấp thụ lại phụ thuộc nhiều vào độ bão hòa bazơ cũng phải cao tương ứng

trồng phù hợp Tùy từng loài cây trồng có khả năng thích nghi với độ mặn khác nhau, nếu giống cây trồng không phù hợp sẽ rất khó để phát triển bình thường

đất nhưng thường ít được chú ý Trên đất dốc do quá trình xói mòn rửa trôi phát triển, nên hàm lượng của chúng thấp

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu:

02 mô hình hoàn phục môi trường đất MH1 và MH3 (kí hiệu theo đề tài mã

số TN17/T04 [1]) tại khu khai thác bauxite Tân Rai, tỉnh Lâm Đồng

Một số chỉ tiêu kim loại nặng trong đất (Cu, Pb, Zn)

Một số chỉ tiêu hóa học cơ bản trong đất (pHH2O, pHKCl, OC, tổng N, tổng

P, P dễ tiêu, tổng K, K dễ tiêu, CEC, độ bão hòa bazơ, Ca2+, Cl-)

- Phạm vi nghiên cứu:

Phạm vi về không gian: Mô hình MH1 và MH3 tại khu khai thác bauxite Tân Rai, huyện Bảo Lâm, tỉnh Lâm Đồng

Phạm vi về thời gian: Từ tháng 03 năm 2018 đến tháng 01 năm 2019

Phạm vi về nội dung: Đề tài tập trung xác định hàm lượng một số kim loại nặng và một số chỉ tiêu hóa học cơ bản trong đất (pHH2O, pHKCl, OC, tổng N, tổng P, P dễ tiêu, tổng K, K dễ tiêu, CEC, độ bão hòa bazơ, Ca2+, Cl-) trong các mẫu đất thổ nhưỡng và mẫu nông hóa theo thời gian nghiên cứu tại 02 mô hình hoàn phục môi trường đất MH1 và MH3

2.2 Thời gian, địa điểm nghiên cứu

2.2.1 Thời gian nghiên cứu

Lần 1 (cuối mùa mưa): Ngày 15 tháng 11 năm 2017 (Số liệu nghiên cứu kế thừa từ đề tài TN17/T04, có sự tham gia của học viên);

Lần 2 (giữa mùa mưa): Ngày 30 tháng 9 năm 2018;

Lần 3 (giữa mùa khô): Ngày 16 tháng 01 năm 2019

2.2.2 Địa điểm nghiên cứu

02 mô hình hoàn phục môi trường đất MH1 và MH3 của đề tài mã số TN17/T04

Hình 2.1 Vị trí nghiên cứu mô hình hoàn phục môi trường đất

a) Mô hình hoàn phục môi trường đất bãi thải sau khai thác bauxite (MH1)

- Đặc điểm:

+ Địa điểm: Khu vực khai thác bauxite Tân Rai, h Bảo Lâm, Lâm Đồng + Tọa độ: 11o39’25,3‖ độ vĩ Bắc, 107o51’09,4‖ độ kinh Đông

+ Diện tích: 1,0 ha Thời gian thực hiện: tháng 7/2018

+ Cây trồng: Thông Caribê, Điều nhuộm, Cúc đồng

Mô hình hoàn phục môi trường đất bãi thải được xây dựng tại vùng đất

mỏ đã hoàn thổ sau khai thác bauxite, thuộc địa phận Công ty TNHH MTV Nhôm Lâm Đồng quản lý

Bãi thải được hình thành trên đất mỏ sau khai thác quặng bauxite Bãi thải

đã được hoàn thổ bằng các loại đất trong khu vực mỏ, chiều dày lớp đất hoàn thổ khoảng 1,0-1,2m, thời gian hoàn thổ 6-8 tháng

- Quy trình hoàn thổ:

Sau khi kết thúc khai thác, tiến hành hoàn trả lớp đất mặt đã bị bóc tách trước đó và bổ sung thêm lớp đất mặt ở khu vực khác mới khai thác để tầng hoàn thổ đạt độ dầy 80-100 cm Tiến hành san gạt bằng phẳng, đào các rãnh nhỏ dọc theo mô hình để thoát nước mưa và tránh ngập úng Sau khi bề mặt đất đã ổn định tiến hành trồng cây và cải tạo đât

- Sơ đồ thiết kế mô hình 1:

Hình 2.2 Sơ đồ bố trí cây trồng Mô hình 1

+ Thông Caribê: hàng cách hàng 3m x cây cách cây 3m Mật độ 1.100 cây/ha + Điều nhuộm: hàng cách hàng 3m x cây cách cây 9m Mật độ 370 cây/ha + Cúc đồng: trồng xen cùng hàng cây Điều nhuộm, cây cách cây 3m Mật độ 730cây/ha

- Chăm sóc mô hình và cải tạo đất:

+ Đường kính hố trồng cây: 25-30 cm

+ Chăm sóc: 2 lần/năm (tháng 4 và tháng 8 hàng năm)

+ Nước tưới: Nước trời

+ Sử dụng chất giữ ẩm AMS

Cây lâm nghiệp (thông caribê): 0,06 kg/hố x 1100 hố

Cây nông nghiệp (điều nhuộm): 0,06 kg/hố x 370 hố

Cây phủ đất (cúc đồng): 100 kg/ha

+ Sử dụng phân hữu cơ

Cây lâm nghiệp (thông caribê): 3 kg/hố x 1100 hố