Luận văn Thạc sĩ Sinh học: Đánh giá đặc điểm môi trường đất và đề xuất biện pháp phục hồi sinh học ở khu vực khai thác khoáng sản tỉnh Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

NÔNG VĂN LINH

ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM MÔI TRƢỜNG ĐẤT VÀ

ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP PHỤC HỒI SINH HỌC Ở KHU VỰC

KHAI THÁC KHOÁNG SẢN TỈNH THÁI NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

THÁI NGUYÊN – 2015

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

NÔNG VĂN LINH

ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM MÔI TRƢỜNG ĐẤT VÀ

ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP PHỤC HỒI SINH HỌC Ở KHU VỰC

KHAI THÁC KHOÁNG SẢN TỈNH THÁI NGUYÊN

Chuyên ngành: SINH THÁI HỌC

Mã số: 60 42 01 20

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. LƢƠNG THỊ THÚY VÂN

THÁI NGUYÊN – 2015

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng cá nhân tôi.

Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chƣa đƣợc

ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu

trách nhiệm.

Thái Nguyên, tháng 4 năm 2015

Tác giả luận văn

Nông Văn Linh

XÁC NHẬN CỦA NGƢỜI HƢỚNG DẪN

BAN CHỦ NHIỆM KHOA SINH - KTNN

TS. LƢƠNG THỊ THÚY VÂN

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài luận văn thác sĩ chuyên

ngành Sinh thái học, khoa Sinh – KTNN Trƣờng Đại học sƣ phạm – Đại học

Thái Nguyên, tôi đã nhận đƣợc sự ủng hộ giúp đỡ của các thầy cô giáo, các

đồng nghiệp, bạn bè và gia đình.

Trƣớc tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến TS. Lƣơng Thị

Thúy Vân – cô là ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn, truyền đạt kiến thức và kinh

nghiệm quý báu để tôi có thể hoàn thành đƣợc luận văn này.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến các thầy cô giáo khoa Sinh –

KTNN trƣờng Đại học sƣ phạm, phòng sau đại học – Trƣờng Đại học sƣ

phạm Thái Nguyên đã nhiệt tình giảng dạy và giúp đỡ tôi mọi điều kiện trong

suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại trƣờng.

Tôi cũng xin chân trọng cảm ơn ban quản lý phòng thí nghiệm của

khoa Tài nguyên môi trƣờng,trƣờng Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã tạo

điều kiện cho tôi thực hiện các thí nghiệm để tôi có thể hoàn thành trong quá

trình nghiên cứu thực hiện đề tài.

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới toàn thể gia đình bạn bè và

đồng nghiệp đã luôn cổ vũ, động viên tôi trong suốt thời gian qua.

Thái Nguyên, tháng 4 năm 2015

Tác giả luận văn

Nông Văn Linh

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

MỤC LỤC

Trang

Trang bìa phụ ..................................................................................................... i

Lời cam đoan ..................................................................................................... ii

Lời cảm ơn ....................................................................................................... iii

Mục lục ............................................................................................................. iv

Danh mục các bảng ........................................................................................... v

Danh mục các hình ........................................................................................... vi

MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1

1. Lý do chọn đề tài ........................................................................................... 1

2. Mục tiêu nghiên cứu ...................................................................................... 2

Chƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................ 4

1.1. Thực trạng ô nhiễm môi trƣờng đất do hoạt động khai thác khoáng sản

trên thế giới ....................................................................................................... 4

1.2. Thực trạng ô nhiễm môi trƣờng đất do hoạt động khai thác khoáng sản ở

Việt Nam ........................................................................................................... 7

1.3. Cải tạo và phục hồi môi trƣờng đất ô nhiễm do khai thác khoáng sản bằng

thực vật ............................................................................................................ 10

1.3.1. Khái niệm chung ................................................................................... 10

1.3.2. Các biện pháp sử dụng thực vật xử lý kim loại nặng trong đất ............ 12

1.3.3. Tiêu chuẩn loài thực vật sử dụng để xử lý kim loại nặng trong đất ..... 15

1.3.4. Phƣơng pháp xử lý thực vật sau khi tích lũy chất ô nhiễm ................... 15

1.3.5. Thành tựu nghiên cứu về thực vật xử lý chất ô nhiễm ......................... 16

1.3.6. Sử dụng thực vật để phục hồi và xử lý đất ô nhiễm ở những khu vực

khai thác mỏ .................................................................................................... 18

1.3.7. Ƣu điểm và hạn chế của công nghệ thực vật xử lý KLN trong đất ...... 22

Chƣơng 2 ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

......................................................................................................................... 24

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

2.1. Đối tƣợng, địa điểm nghiên cứu ............................................................... 24

2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu............................................................................ 24

2.1.2. Địa điểm, thời gian nghiên cứu ............................................................. 24

2.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 24

2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu .......................................................................... 24

2.3.1. Phƣơng pháp lấy mẫu đất ...................................................................... 24

2.3.2. Phƣơng pháp phân tích đất trong phòng thí nghiệm ............................. 26

2.3.3. Xác định hệ số rủi ro (HSRR) và đƣờng truyền ô nhiễm ..................... 30

2.3.4. Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm trong chậu............................................ 30

2.3.5. Phƣơng pháp phân loại thực vật có khả năng hấp thụ kim loại nặng ... 31

2.3.6. Phƣơng pháp đánh giá khả năng chống chịu của cây ........................... 31

Chƣơng 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................. 32

3.1. Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu ................................................... 32

3.1.1. Vị trí địa lý ............................................................................................ 32

3.1.2. Địa hình ................................................................................................ 32

3.1.3. Khí hậu, thủy văn .................................................................................. 32

3.1.4. Tài nguyên đất ....................................................................................... 33

3.2. Điều kiện kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu ....................................... 33

4.1. Hiện trạng môi trƣờng đất ô nhiễm do quá trình khai thác thiếc tại xã Hà

Thƣợng, huyện Đại Từ, Thái Nguyên ............................................................. 37

4.4. Đặc điểm môi trƣờng đất ô nhiễm tại khu vực khai thác thiếc xã Hà

Thƣợng, huyện Đại Từ, Thái Nguyên ............................................................. 40

4.4.1. Tính chất lý học ..................................................................................... 41

4.4.2. Tính chất hóa học .................................................................................. 43

4.4.3. Đặc điểm sinh học ................................................................................. 45

4.4.4. Hàm lƣợng As và hệ số rủi ro của đất ô nhiễm ..................................... 47

4.4.5. Khả năng phát tán và dự báo sự phát triển ô nhiễm đất tại khu vực khai

thác thiếc xã Hà Thƣợng, huyện Đại Từ, Thái Nguyên .................................. 49

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

5.5. Nghiên cứu những loài cây trồng làm cảnh có khả năng tích tụ và chống

chịu đất ô nhiễm do kim loại nặng .................................................................. 50

5.5.1. Đặc điểm chung của ba loài hoa Cúc .................................................... 51

5.5.2. Nghiên cứu khả năng chống chịu của ba giống hoa cúc khi trồng trên

đất ô nhiễm ...................................................................................................... 53

5.6. Đề xuất biện pháp phục hồi sinh học cải tạo đất bị thoái hóa và ô nhiễm

do khai thác khoáng sản .................................................................................. 56

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ............................................................................. 58

1. Kết luận ....................................................................................................... 58

2. Đề nghị ........................................................................................................ 58

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 59

PHỤ LỤC ............................................................................................................

http://www.lrc.tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 1.1. Hàm lƣợng kim loại nặng trong một số loại đất ở khu mỏ hoang

Songcheon ......................................................................................................... 5

Bảng 1.2. Hàm lƣợng kim loại nặng trong chất thải của một số mỏ vàng điển

hình ở Úc ........................................................................................................... 6

Bảng 1.3. Tỷ lệ mẫu có hàm lƣợng As vƣợt QCVN 03:2008 ở một số mỏ

nghiên cứu ......................................................................................................... 8

Bảng 1.4. Danh sách các mỏ và diện tích hoàn thổ sau khai thác khoáng sản

tại Thái Nguyên ............................................................................................... 21

Bảng 4.1. Vị trí và đặc điểm của các điểm lấy mẫu khu vực khai thác thiếc xã

Hà Thƣợng, huyện Đại Từ, Thái Nguyên ....................................................... 38

Bảng 4.2. Độ ẩm tƣơng đối và độ ẩm tuyệt đối của đất ô nhiễm.................... 42

Bảng 4.3. Tỷ trọng và thành phần cơ giới đất ô nhiễm ................................... 43

Bảng 4.4. Thành phần hóa học đất ô nhiễm .................................................... 44

Bảng 4.5. Các loài thực vật có khả năng hấp thụ kim loại nặng bắt gặp ở khu

vực đất ô nhiễm do khai thác thiếc tại xã Hà Thƣợng, huyện Đại Từ, tỉnh Thái

Nguyên ............................................................................................................ 46

Bảng 4.6. Hàm lƣợng As tổng số và hệ số rủi ro của đất ô nhiễm ................. 48

Bảng 4.7. Tỷ lệ sống sót (%) của các giống cúc trồng trên đất ô nhiễm ........ 54

Bảng 4.8. Sinh khối (gam/chậu) của các giống cúc trồng trên đất ô nhiễm ... 55

v

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang

Hình 2.1. Thu đất mẫu .................................................................................... 25

Hình 2.2. Chọn mẫu trung bình ...................................................................... 25

Hình 4.1. Sơ đồ công nghệ tuyển thiếc tại xã Hà Thƣợng, huyện Đại Từ ..... 37

Hình 4.2. Khu vực lấy mẫu số 1 ..................................................................... 39

Hình 4.3. Khu vực lấy mẫu số 2...................................................................... 39

Hình 4.4. Khu vực lấy mẫu số 3 ..................................................................... 39

Hình 4.5. Khu vực lấy mẫu số 4 ..................................................................... 39

Hình 4.6. Khu vực lấy mẫu số 5 ..................................................................... 39

Hình 4.7. Ráng sẹo gà dải .............................................................................. 47

Hình 4.8. Dáng chò chanh .............................................................................. 47

Hình 4.9. Cỏ Vetiver.. ..................................................................................... 47

Hình 5.0. Cỏ tháp bút trƣờn ............................................................................ 47

Hình 5.1: Sơ đồ nguồn phát sinh ô nhiễm và đƣờng truyền rủi ro ................ 49

Hình 5.2. Khả năng sinh trƣởng, phát triển của các giống hoa cúc sau 3 tuần

thí nghiệm ....................................................................................................... 56

Hình 5.3. Khả năng sinh trƣởng, phát triển của các giống hoa cúc sau 6 tuần

trồng thí nghiệm ............................................................................................. 56

vi

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài

Việt Nam là một nƣớc đang phát triển và vẫn đang trên con đƣờng công

nghiệp hóa hiện đại hóa đất nƣớc. Trong những năm gần đây, nhờ thực hiện tốt

các chủ trƣơng đƣờng lối, chính sách của Đảng và Nhà nƣớc, nền kinh tế nƣớc ta

không ngừng phát triển, dẫn đến các nhu cầu về sử dụng tài nguyên thiên nhiên

cũng ngày một tăng cao. Do đó, hoạt động khai thác khoáng sản cũng diễn ra

ngày một nhiều hơn và quy mô hơn. Hoạt động khai thác khoáng sản đã và đang

trực tiếp, gián tiếp tạo công ăn việc làm, mang lại thu nhập ổn định, phục vụ đời

sống sinh hoạt của nhân dân địa phƣơng đồng thời đóng góp một lƣợng lớn cho

ngân sách quốc gia. Bên cạnh những mặt tích cực đạt đƣợc, trong quá trình khai

thác khoáng sản phục vụ cho lợi ích của mình con ngƣời đã làm thay đổi môi

trƣờng xung quanh. Các hoạt động khai thác than, quặng, phi quặng và vật liệu

xây dựng, nhƣ: tiến hành xây dựng mỏ, khai thác thu hồi khoáng sản, đổ thải,

thoát nƣớc mỏ… đã làm phá vỡ cân bằng điều kiện sinh thái đƣợc hình thành từ

hang chục triệu năm, gây ô nhiễm nặng nề đối với môi trƣờng đất, hoạt động

khai thác khoáng sản cũng là nguyên nhân chính làm cho các vấn đề môi trƣờng

nói chung và môi trƣờng đất nói riêng ngày càng trở nên bức xúc ở nhiều địa

phƣơng trong nƣớc.

Trong những năm gần đây, ngƣời ta quan tâm rất nhiều về công nghệ sử

dụng thực vật để xử lý ô nhiễm môi trƣờng đất, nƣớc và không khí. Nhiều nhà

khoa học đặc biệt là ở Mỹ và châu Âu đã có rất nhiều đề tài nghiên cứu cơ bản

và ứng dụng công nghệ này nhƣ một công nghệ mang tính chất thƣơng mại.

Công nghệ thực vật không thể xem nhƣ một công nghệ xử lý tức thời và phổ

biến ở mọi nơi mà nó chỉ có thể sử dụng ở những môi trƣờng đất và nƣớc ô

nhiễm nhẹ, nơi mà thực vật có thể tồn tại đƣợc. Tuy nhiên, đây lại là giải pháp

xử lý đất một cách thân thiện với môi trƣờng và bền vững.

1

Đối với môi trƣờng đất bị ô nhiễm, đặc biệt nguyên nhân ô nhiễm do kim

loại nặng, việc sử dụng thực vật là một giải pháp hàng đầu phù hợp với điều kiện

kinh tế của Việt Nam hiện nay. Cũng có thể coi đây là hƣớng đi bền vững và

hiệu quả đối với việc bảo vệ môi trƣờng của các vùng đã, đang khai thác – chế

biến khoáng sản.

Mỏ thiếc tại xã Hà Thƣợng huyện Đại Từ, là một trong những đơn vị sản

xuất kinh doanh hiệu quả đóng góp rất lớn vào nguồn ngân sách chung của tỉnh

Thái Nguyên. Hoạt động của mỏ đã đem lại công ăn việc làm cho hàng trăm lao

động của địa phƣơng, góp phần tạo ra thu nhập cho nhân dân. Song chúng ta

cũng không thể phủ nhận những tác động tiêu cực do hoạt động khai thác

khoáng sản của mỏ thiếc ảnh hƣởng đến môi trƣờng nói chung và môi trƣờng đất

của địa phƣơng nói riêng. Tại địa phƣơng hiện nay, nhiều diện tích đất trồng trọt

bị bỏ hoang, nguồn nƣớc bị ô nhiễm trầm trọng, gây ảnh hƣởng không nhỏ đến

cuộc sống của nhân dân đặc biệt là những ngƣời dân nghèo sống gần khu vực

mỏ khai thác. Mặt khác, vấn đề lựa chọn loài thực vật vừa phù hợp với khu vực

đất ô nhiễm nhẹ vừa có giá trị về kinh tế cũng là thắc mắc còn để ngỏ của ngƣời

dân nơi đây.

Xuất phát từ những yêu cầu trên của địa phƣơng và nguyện vọng của

bản thân cùng với sự nhất trí của khoa Sinh – KTNN, Trƣờng Đại học Sƣ

phạm, Đại học Thái Nguyên, chúng tôi tiến hành đề tài nghiên cứu “Đánh giá

đặc diểm môi trường đất và đề xuất biện pháp phục hồi sinh học ở khu vực

khai thác khoáng sản tỉnh Thái Nguyên”.

2. Mục tiêu nghiên cứu

2.1. Mục tiêu chung

- Đánh giá thực trạng ô nhiễm môi trƣờng đất do hoạt động khai thác

thiếc tại mỏ thiếc xã Hà Thƣợng, huyện Đại Từ, Thái nguyên và đề xuất biện

pháp phục hồi sinh học nhằm cải tạo đất bị thoái hóa và ô nhiễm sau khai thác

2

khoáng sản nhằm tăng diện tích đất có chất lƣợng đảm bảo cho sản xuất nông

lâm nghiệp.

- Xác định đƣợc đặc điểm môi trƣờng đất, đƣờng truyền rủi ro và loại cây

trồng phù hợp cho mục đích cải tạo và phục hồi vùng đất bị ô nhiễm sau khai

thác thiếc tại xã Hà Thƣợng, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên.

2.2. Mục tiêu cụ thể

- Đánh giá đặc điểm ô nhiễm môi trƣờng đất sau khai thác thiếc tại mỏ

thiếc xã Hà Thƣợng-huyện Đại Từ-tỉnh Thái Nguyên.

- Xác định khả năng sinh trƣởng phát triển của loài hoa cúc trong môi

trƣờng đất sau khai thác tại vùng nghiên cứu.

- Góp phần làm tăng độ che phủ đất trên những vùng đất trống nghèo

kiệt, những vùng đất bị ô nhiễm nhƣ các bãi đất trống, ruộng, rẫy bỏ hoang

xung quanh khu vực mỏ đã khai thác khoáng sản.

.

3

Chƣơng 1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Thực trạng ô nhiễm môi trƣờng đất do hoạt động khai thác khoáng

sản trên thế giới

Hoạt động khai thác khoáng sản đã phát triển mạnh từ những thập kỷ

trƣớc ở nhiều quốc gia giàu tài nguyên nhƣ: Nga, Mỹ, Australia,Trung Quốc,

Ấn Độ. Tác động môi trƣờng tiêu cực từ khai thác mỏ thƣờng xảy ra ngay

trong chính bản thân quá trình khai thác và các hoạt động liên quan nhƣ dọn

mặt bằng mỏ, vận chuyển và chế biến quặng. Suy thoái rừng và ô nhiễm nƣớc

do khai thác khoáng sản không chỉ tác động tới hệ sinh thái mà còn tác động

tới cuộc sống của ngƣời dân sống phụ thuộc vào nguồn tài nguyên này.

Quá trình khai khoáng gây ô nhiễm và suy thoái môi trƣờng đất ở mức

độ nghiêm trọng là một thực tế đáng báo động. Các dạng ô nhiễm môi trƣờng

tại những mỏ đã và đang khai thác rất đa dạng nhƣ ô nhiễm đất, nƣớc mặt,

nƣớc ngầm. Các tác nhân gây ô nhiễm là axit, kim loại nặng, cyanide, các loại

khí độc v.v… Hiện tƣợng suy giảm chất lƣợng nƣớc mặt, nƣớc ngầm ở nhiều

nơi do ô nhiễm kim loại nặng nhƣ Ni, Cr, Pb, As, Cu, Se, Hg, Cd… cần phải

sớm có giải pháp xử lý. Nhiều kim loại nặng rất độc đối với con ngƣời và môi

trƣờng cho dù ở nồng độ rất thấp. Công đoạn nào của quá trình khai thác

khoáng sản cũng đều gây nên ô nhiễm kim loại vào đất, nƣớc, không khí và

cơ thể sinh vật. Sự nhiễm bẩn kim loại không chỉ xảy ra khi mỏ đang hoạt

động mà còn tồn tại nhiều năm sau kể từ khi mỏ ngừng hoạt động. Theo Lim

H. S và cộng sự (2004), tại mỏ vàng – bạc Soncheon đã bỏ hoang ở Hàn

Quốc, đất và nƣớc nhiều khu vực ở đây vẫn còn bị ô nhiễm một số kim loại ở

mức cao [20].

4

Bảng 1.1. Hàm lƣợng kim loại nặng trong một số loại đất

ở khu mỏ hoang Songcheon

Đơn vị: mg/ kg

Đất vùng núi Đất trang trại Nguyên tố Bãi thải quặng Đất bình thƣờng trên thế giới

6 As 3 584- 143 813 695 -3 082 7-626

0,35 2,2- 20 1,32 0,75 Cd

30 30-749 36- 89 13-673 Cu

35 125- 50 803 63- 428 23-290 Pb

90 580- 7 541 115 – 795 63-110 Zn

Hg 0,09- 1,01 0,19- 0,55 0,09-4,90 0,06

Nguồn: H.S. Lim và cộng sự, 2004 [20]

Theo các tác giả thì bãi thải đuôi quặng ở đây là nguồn điểm gây ô

nhiễm các kim loại cho đất ở những khu vực xung quanh. Hàm lƣợng các kim

loại cao trong đất trang trại là do sự phát tán kim loại bởi gió, nƣớc từ các bãi

quặng đuôi. Đa số cây trồng ở các khu đất bị nhiễm kim loại đã bị nhiễm As

và Zn ở mức cao.

Môi trƣờng đất tại các mỏ vàng mới khai thác thƣờng có độ kiềm cao

(pH: 8 – 9), ngƣợc lại ở các mỏ vàng cũ, thƣờng có độ axit mạnh (pH: 2,5 -

3,5); dinh dƣỡng trong đất thấp và hàm lƣợng kim loại nặng rất cao. Chất thải

ở đây thƣờng là nguồn gây ô nhiễm môi trƣờng, cả phần trên mặt đất và phần

dƣới mặt đất. Ở Úc, chất thải từ các mỏ vàng chứa hàm lƣợng các kim loại

nặng vƣợt tiêu chuẩn cho phép rất nhiều lần [11].

5

Bảng 1.2. Hàm lƣợng kim loại nặng trong chất thải

của một số mỏ vàng điển hình ở Úc

Kim loại nặng Hàm lƣợng kim loại nặng tổng số (mg/kg)

As 1 120

Cr 55

Cu 156

Mg 2 000

Pb 353

St 335

Zn 283

Nguồn: ANZ, 1992 [11]

Shelmerdine P.A. và cs. [39] cho biết,ở nhiều vùng khai thác khoáng

sản của Anh đất bị nhiễm kim loại nặng ở mức đáng lo ngại. Hàm lƣợng As

trung bình trong đất là 10,4 mg/kg thì trong đất của mỏ chì Cumbria, mỏ đồng

Devon và mỏ thiếc Cornwall có hàm lƣợng As tƣơng ứng là 127,7-366,8;

87,5-1246,8 và 280,7-2331,6 mg/kg. Hàm lƣợng này cao hơn mức bình

thƣờng từ hàng chục đến hàng trăm lần.

Các nhà khoa học của Viện nghiên cứu Địa lý và Tài nguyên thiên

nhiên ở Viện Hàn lâm Khoa học Bắc Kinh, Trung Quốc [21] đã phát hiện đất

ở nhiều khu vực có chứa As ở mức cao nhƣ ở vành đai vàng là 1342 mg/kg và

ở vành đai thủy ngân là 509 mg/kg. Kết quả nghiên cứu của C.Chen (2006)

cho thấy hàm lƣợng As ở vùng khai thác khoáng sản Dexing cao hơn giới hạn

cho phép là 60 lần.

Các hoạt động khai thác mỏ vàng đã làm cho đất và nƣớc ở bang Minas

Gerais của Brazil bị ô nhiễm As. Các nghiên cứu cho thấy hàm lƣợng As

trong đất lớn hơn 100 mg/kg cao hơn tiêu chuẩn cho phép của FAO/WHO về

hàm lƣợng As trong đất nông nghiệp nhiều lần [26]. Tại Thái Lan, các chất

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

6

môi trƣờng đất và nƣớc ngầm. Hàm lƣợng As trong các giếng nƣớc khoan

chịu ảnh hƣởng của quá trình khai thác thiếc có nơi lên tới 5000 µg/l. Năm

1996 tại quận Ron Phibun (tỉnh Nakorn Si Thamat) là nơi bị ảnh hƣởng bởi ô

nhiễm As đã có khoảng hơn 1000 ngƣời đã mắc các chứng bệnh về da. Ô

nhiễm As đang có nguy cơ đe dọa tới hàng chục nghìn cƣ dân nơi đây do

nƣớc ngầm là nguồn cung cấp nƣớc chính cho sinh hoạt [42].

1.2. Thực trạng ô nhiễm môi trƣờng đất do hoạt động khai thác khoáng

sản ở Việt Nam

Nằm ở khu vực Đông Nam châu Á, Việt Nam có nguồn tài nguyên

khoáng sản phong phú và đa dạng, nền công nghiệp mỏ Việt Nam đã đƣợc bắt

đầu từ lâu và có những đóng góp đáng kể vào sự phát triển kinh tế của đất

nƣớc. Tuy nhiên ngành công nghiệp mỏ của Việt Nam cũng có những tác

động trực tiếp đến nguồn tài nguyên không thể tái tạo cũng nhƣ nhiều yếu tố

môi trƣờng khác nhƣ đất, nƣớc, không khí, cảnh quan và hệ sinh thái đặc biệt

là vấn đề chiếm dụng đất. Cho đến nay, chƣa có công trình nào có số liệu

hoàn chỉnh về mức độ ô nhiễm kim loại nặng ở các vùng mỏ. Kết quả thăm

dò địa chất đã phát hiện đƣợc khoảng 5000 mỏ và điểm quặng, khoảng 1000

mỏ đã và đang đƣợc tổ chức khai thác. Riêng diện tích đất chiếm dụng đối với

một số mỏ khoáng sản kim loại đã ngừng khai thác lên tới 3749 ha. Số lƣợng

mỏ đang hoạt động trên cả nƣớc gần 900 mỏ, trong đó mỏ khoáng sản kim

loại là 90 [4].

Ở một số khu vực đất đá thải còn có nguy cơ hình thành dòng axit mỏ,

có khả năng hòa tan các kim loại nặng độc hại là nguồn gây ô nhiễm tiềm

tàng đối với nguồn nƣớc mặt và nƣớc ngầm của khu vực nhƣ mỏ pyrit Giáp

Lai, mỏ quặng chì kẽm ở Chợ Điền, quặng đồng ở Lào Cai, quặng thiếc ở Sơn

Dƣơng, Thái Nguyên…[6], [4], [3], [5]. Theo kết quả phân tích đất trồng ở

khu vực mỏ thiếc Sơn Dƣơng (Tuyên Quang ) có hàm lƣợng As là 642mg/kg

trong khi quy chuẩn của Việt Nam cho đất dân sinh là 12mg/kg (QCVN

7

03:2008). Trƣớc đó, Nguyễn An Bình và cộng sự, 2000 [12] khi nghiên cứu

sự phân bố của As trong khu vực mỏ thiếc đang khai thác tại Sơn Dƣơng đã

xác định sự có mặt của As trong các mẫu đất, nƣớc, bùn thải ven suối cao hơn

tiêu chuẩn cho phép và là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi

trƣờng. Một số tác giả [15], khi nghuên cứu hàm lƣợng của kim loại nặng tại

một số vùng khai thác mỏ đặc trƣng của Việt Nam cho rằng, hàm lƣợng As

trong hầu hết các mẫu đất và trầm tích tại các mỏ nghiên cứu vƣợt QCVN

03:2008 nhiều lần (bảng 1.3).

Bảng 1.3. Tỷ lệ mẫu có hàm lƣợng As vƣợt QCVN 03:2008

ở một số mỏ nghiên cứu

Loại mẫu Mỏ Titan Cây Châm Mỏ chì - kẽm Chợ Đồn Mỏ thiếc Kỳ Lâm Mỏ atimon Mậu Duệ Mỏ đồng Sinh Quyền

100 100 100 100 - Trầm tích bùn đáy (%)

100 100 100 100 96 Đất (%)

Nguồn Phạm Tích Xuân, 2011[15]

Thái Nguyên là tỉnh nằm ở vùng trung du và miền núi Bắc Bộ, có diện

tích tự nhiên 3 541 km2, dân số khoảng 1 085 000 ngƣời (chiếm 1,13% diện

tích và 1,41% dân số so với cả nƣớc).

Tỉnh Thái Nguyên có phía bắc tiếp giáp với tỉnh Bắc Kạn, phía tây giáp

với các tỉnh Vĩnh Phúc, Tuyên Quang, phía đông giáp với tỉnh Lạng Sơn, Bắc

Giang và phía nam tiếp giáp với thủ đô Hà Nội.

Địa hình của tỉnh chủ yếu là đồi núi, có nhiều dãy núi cao chạy theo

hƣớng Bắc - Nam, thấp dần về phía nam. Cấu trúc vùng núi đá phong hoá

mạnh, tạo thành nhiều hang động và thung lũng nhỏ. Phía Nam và Tây

8

Nam có dãy Tam Đảo với đỉnh cao, vách núi dựng đứng kéo dài theo

hƣớng Tây Bắc - Đông Nam.

Thái Nguyên nằm trong vùng sinh khoáng Đông Bắc Việt Nam, thuộc

vành đai sinh khoáng Thái Bình Dƣơng, Thái Nguyên có nguồn khoáng sản

rất phong phú, hiện có khoảng 34 loại hình khoáng sản phân bố tập trung ở

một số khu vực nhƣ thành phố Thái Nguyên, Trại Cau (Đồng Hỷ), Thần Sa

(Võ Nhai), Hà Thƣợng (Đại Từ)… Khoáng sản ở Thái Nguyên có thể chia

làm 4 loại, bao gồm: than mỡ (trên 15 triệu tấn), than đá (trên 90 triệu tấn);

nhóm khoáng sản kim loại bao gồm 47 mỏ và điểm quặng; titan có 18 mỏ và

điểm quặng; kim loại màu (thiếc, vonfram, chì, kẽm, vàng, đồng…) và các

kim loại khác, bao gồm: pyrit, barit, photphorit… có tổng trữ lƣợng khoảng

60 000 tấn; nhóm khoáng sản để sản xuất vật liệu gồm đá xây dựng, đất sét,

đá sỏi… với trữ lƣợng lớn khoảng 84,6 triệu tấn. Những mỏ kim loại có trữ

lƣợng lớn là mỏ chì làng Hích, mỏ Sắt Trại Cau, mỏ Barit - Hợp Tiến I ở

Đồng Hỷ; mỏ thiếc, pirit ở Hà Thƣợng, Đại Từ... [4].

Tuy nhiên, với công nghệ khai thác lạc hậu nên trong quá trình khai

thác thƣờng tạo ra một khối lƣợng lớn đất đá thải, tạo ra những hố sâu và làm

xáo trộn tầng đất mặt, đặc biệt ở các khu vực khai thác "thổ phỉ”. Một số diện

tích đất xung quanh các bãi thải quặng có thể bị lấp do sạt lở, xói mòn hay các

dòng axit rò rỉ từ các hồ chứa thải có thể gây thoái hóa và ô nhiễm lớp đất

mặt, ảnh hƣởng đến canh tác nông nghiệp.

Theo báo cáo của Công ty gang thép Thái Nguyên (2006), nƣớc thải

sản xuất của mỏ sắt Trại Cau chủ yếu là nƣớc thải từ khâu tuyển rửa quặng.

Hầu hết các chỉ tiêu kim loại đều vƣợt so với tiêu chuẩn nƣớc thải cho phép.

Cụ thể: hàm lƣợng sắt (Fe) trong mẫu vƣợt tiêu chuẩn tới trên 670 lần, hàm

lƣợng chì (Pb) vƣợt chuẩn cho phép xấp xỉ 6,7 lần, hàm lƣợng asen (As) vƣợt

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

9

chuẩn cho phép. Các chỉ tiêu về ô nhiễm hữu cơ nhƣ BOD5, COD cũng đều

xấp xỉ mức cho phép [7].

Tại huyện Đại Từ, các hoạt động khai thác thủ công ở địa phƣơng đã tạo

ra một lƣợng đáng kể các chất thải quặng đuôi và đá thải. Quặng thiếc trong các

mạch trải rộng trong khu vực cũng chứa một lƣợng sunfua phong phú, chủ yếu là

arsenopirit - nguồn gây ô nhiễm As vào hệ sinh thái địa phƣơng. Đá thải tạo axit

đã đƣợc sử dụng để làm vật liệu đắp đƣờng và nền nhà của ngƣời dân địa

phƣơng. Đây là nguồn gây rò rỉ As vào môi trƣờng đất, vào nguồn nƣớc ngầm

tại địa phƣơng. Hàm lƣợng As trung bình trong đá thải đạt tới 5000 mg/kg, vƣợt

QCVN 03:2008 đối với đất dân sinh là 417 lần [8]. Thái Nguyên hiện có 66 đơn

vị hoạt động khai thác khoáng sản với tổng số mỏ đƣợc cấp phép khai thác lên

tới 85, trong đó có 10 điểm khai thác than, 14 điểm khai thác quặng sắt, 9 điểm

khai thác quặng chì kẽm, 24 điểm khai thác đá vôi, 3 điểm khai thác quặng

titan… Tổng diện tích đất trong hoạt động khai thác chiếm hơn 3.191 ha, tƣơng

ứng gần 1% diện tích đất tự nhiên của tỉnh.

Trong quá trình khai thác, các đơn vị đã thải ra một khối lƣợng lớn đất

đá thải, làm thu hẹp và suy giảm diện tích đất canh tác, điển hình là các bãi

thải tại mỏ sắt Trại Cau (gần 2 triệu m3 đất đá thải/năm), mỏ than Khánh Hòa

(gần 3 triệu m3 đất đá thải/năm), mỏ than Phấn Mễ (hơn 1 triệu m3 đất đá

thải/năm)

1.3. Cải tạo và phục hồi môi trƣờng đất ô nhiễm do khai thác khoáng sản

bằng thực vật

1.3.1. Khái niệm chung

Xử lý chất thải bằng thực vật “Phytoremediation” là biện pháp dựa trên

việc sử dụng thực vật để xử lý chất thải ô nhiễm trong đất và trong nƣớc. Tƣ

tƣởng sử dụng thực vật để loại bỏ kim loại nặng và các chất ô nhiễm khác

đƣợc đề cập đến lần đầu tiên năm 1983 nhƣng khái niệm này thực chất đã

đƣợc sử dụng cách đó 300 năm (Henry J. R., 2000) [24].

10

Nhiều nghiên cứu đã khẳng định, thực vật có khả năng hấp thụ và

tích lũy các chất ô nhiễm đặc thù từ môi trƣờng, chúng có thể chuyển hóa

nhiều chất độc thành không độc. Các chất độc đƣợc tích lũy trong các cơ

quan khác nhau của thực vật, thông qua thu hoạch những chất ô nhiễm sẽ

đƣợc thải loại khỏi môi trƣờng. Sử dụng thực vật để làm sạch kim loại,

thuốc trừ sâu, các dung môi hữu cơ, dầu mỡ, thuốc súng, hydratcacbon có

nhân thơm... tồn tại ở những vùng đất bị ô nhiễm kim loại nặng từ các nhà

máy sản xuất công nghiệp, các khu vực khai thác khoáng sản và nơi có hoạt

động phóng xạ.

Theo các nhà khoa học nghiên cứu về môi trƣờng thì xử lý ô nhiễm đất,

nƣớc bằng thực vật là một quá trình, trong đó dùng thực vật để thải loại, di chuyển,

tinh lọc và trừ khử các chất ô nhiễm trong đất, trong trầm tích và trong nƣớc ngầm.

Công nghệ thực vật xử lý ô nhiễm trong môi trƣờng đất là phƣơng pháp xử lý

nguyên vị (in-situ) sử dụng các đặc tính tự nhiên của thực vật để xử lý đất ô nhiễm.

Những thực vật này sau đó đƣợc thu hoạch và xử lý nhƣ những chất thải nguy hại

(Raskin và cs, 1997; Robinson và cs, 2003) [32], [33].

Hiện nay, công nghệ xử lý môi trƣờng bằng thực vật đã đƣợc phát triển

và áp dụng rộng rãi vào thực tế ở nhiều khu vực trên thế giới nhằm góp phần

giảm thiểu ô nhiễm kim loại trong môi trƣờng đất, nƣớc và không khí. Tuy

nhiên, những loài thực vật sử dụng để xử lý kim loại nặng là các cơ thể sống

nên các yếu tố sinh thái (nồng độ của kim loại nặng, dạng kim loại, độ pH,

hàm lƣợng oxy hòa tan, thành phần dinh dƣỡng…) trong môi trƣờng là những

yếu tố quyết định hiệu quả của quá trình xử lý.

Công nghệ xử lý ô nhiễm bằng thực vật (Phytoremediation) là công

nghệ sử dụng những cây xanh cùng các hệ vi sinh vật liên quan đến chúng để

xử lý ô nhiễm. Công nghệ này phù hợp nhất đối với ô nhiễm kim loại và đặc

biệt thuận lợi đối với môi trƣờng đất ô nhiễm.

11

1.3.2. Các biện pháp sử dụng thực vật xử lý kim loại nặng trong đất

1.3.2.1. Cố định chất ô nhiễm bằng thực vật (Phytostabilization)

Đây là phƣơng pháp sử dụng các loài thực vật có khả năng làm biến đổi

các dạng linh động của kim loại sang các dạng cố định. Do tác động của cây

trồng, độ dễ tiêu sinh học hay tính linh động của các kim loại bị giảm đi. Nhờ

chất bài tiết ở rễ, thực vật hấp thụ, chuyển hóa và tích lũy bên trong rễ, hoặc

hấp phụ trên bề mặt rễ, kết tủa trong vùng quyển rễ các chất ô nhiễm trong đất

(Barcelo J., Poschenrieder C., 2003) [19], (Berti, W.R. and Cunningham,

S.D., 2000) [18].

Thực vật sử dụng trong quá trình này chủ yếu để xử lý đất, trầm tích và

bùn thải. Quá trình xử lý phụ thuộc nhiều vào khả năng của rễ cây (chất tiết ở

rễ thực vật cố định chất ô nhiễm) và làm giảm tính linh động của kim loại

trong đất. Mục đích chính là làm giảm lƣợng nƣớc thấm qua đất để ngăn chặn

sự rò rỉ chất ô nhiễm ra các vùng khác cũng nhƣ ngăn chặn quá trình xói mòn

đất (Ghosh M., Singh S. P., 2005) [22]. Nhƣ vậy các thực vật có hệ rễ dày đặc

sẽ đặc biệt có tác dụng, đồng thời nó cũng rất hiệu quả khi cần cố định nhanh

một chất ô nhiễm nào đó mà không cần loại bỏ sinh khối.

Thực vật với tỷ lệ thoát hơi nƣớc cao nhƣ cỏ, cây lách (sedges), cây

thức ăn gia súc (forage plants) và cây sậy (Phragmites maxinus) đƣợc sử

dụng để làm giảm lƣợng nƣớc ngầm chảy kéo theo các chất ô nhiễm. Sử dụng

các loài thực vật có đặc điểm nhƣ là cây lâu năm, sức sống tốt, có hệ thống rễ

dày và ăn sâu nhƣ cây dƣơng để trồng phối hợp (Berti W. R., Cunningham S.

D., 2000) [18].

1.3.2.2. Tách chiết chất ô nhiễm bằng thực vật (Phytoextraction)

Biện pháp này sử dụng các loài cây “siêu tích tụ” để xử lý môi trƣờng ô

nhiễm kim loại. Trong quá trình sống, các kim loại từ môi trƣờng đƣợc cây

hấp thu, chuyển lên ngọn và đƣợc tích tụ chủ yếu trong các bộ phận khí sinh

của cây là những phần dễ thu hái.

12

Cho đến nay, trên thế giới đã phát hiện đƣợc 45 họ thực vật có các loài

“siêu tích tụ” kim loại nặng. Trong số này, họ Cải (Brasicaceae), họ Đậu

(Fabaceae), họ Thầu dầu (Euphorbiaceae), họ Cúc (Asteraceae) và họ Hoa môi

(Lamiaceae) là những họ có nhiều loài “siêu tích tụ” nhất. Một số loài thực vật

thƣờng đƣợc sử dụng theo phƣơng pháp này là Cải xanh (Brassica juncea), hƣớng

dƣơng (Helianthus sp.), Thlaspi caerulescens, Thlaspi rotundifolium,…

Đây là phƣơng pháp tốt nhất để có thể loại bỏ chất ô nhiễm từ đất sau

đó cô lập nó mà không cần phá hủy cấu trúc cũng nhƣ sự màu mỡ của đất

(Ghosh M., Singh S. P., 2005). Thực vật hấp thu, tích lũy, kết tủa và chuyển

chất ô nhiễm từ đất thành sinh khối cây nên đây là phƣơng pháp thích hợp nhất

cho xử lý các vùng ô nhiễm có hàm lƣợng chất ô nhiễm thấp và phân bố ở trên

bề mặt (Rulkens W.H., Tichy R. và cs, 1998). Trong thực tiễn, phƣơng pháp

chiết thực vật đã đƣợc áp dụng rộng rãi với một số kỹ thuật sau đây [35], [36]:

- Tách chiết bằng thực vật tự nhiên: Cách này đơn thuần chỉ sử dụng các

loài thực vật “siêu tích tụ” thu từ tự nhiên để xử lý ô nhiễm.

- Tách chiết bằng thực vật kết hợp với các chelate: Bổ sung chất trợ giúp

vào đất (chelate) làm tăng tính linh động và do đó tăng khả năng hấp thu kim

loại của cây trồng. Biện pháp bổ sung chất trợ giúp vào đất cũng đƣợc Turgut

C. và cs (2004) [41] thực hiện khi nghiên cứu khả năng hấp thụ Cd, Ni và Cr

của cây Helianthus annuus. Huang và cs (1997) cũng nghiên cứu theo hƣớng

này trên cây ngô và đậu Hà Lan [25].

- Tách chiết liên tục: Liên tục trồng cây lặp đi lặp lại qua các vụ khác

nhau. Trồng nhiều loài cây khác nhau, trồng luân canh và kết hợp nhiều

phƣơng pháp khác nhau nhằm tăng cƣờng quá trình tách chiết kim loại của

thực vật.

Trong quá trình tách chiết kim loại, sinh khối thực vật chứa chất ô

nhiễm đã đƣợc tinh lọc và đƣợc xem nhƣ một nguồn tài nguyên. Ví dụ, sinh

khối chứa Se là chất dinh dƣỡng cần thiết cho cây trồng sẽ đƣợc mang vùi

13

bón cho những đất thiếu Se hoặc có thể sử dụng làm thức ăn động vật. Tuy

nhiên, những thực vật “siêu tích lũy” kim loại nặng là những thực vật sinh

trƣởng chậm, sinh khối nhỏ và hệ rễ ăn nông dẫn đến hiệu quả xử lý thấp. Mặt

khác, sinh khối thực vật đƣợc thu hoạch và loại bỏ có thể kéo theo sự cải tạo ô

nhiễm kim loại nặng ở nơi đổ bỏ mới, đặc biệt, đối với những thực vật siêu

tích lũy có thể tích lũy lƣợng lớn kim loại nặng. Ví dụ, Thlaspi rotundifolium

đƣợc gieo trồng ở các vùng khai khoáng Pb và Zn chứa đến 0,82% Pb và

1,73% Zn và Armenia maritima var halleri chứa 1,3% Pb khối lƣợng khô

(Reeves và Brooks, 1983). Một nguy cơ khác là kim loại có thể gây hiệu ứng

độc hại cho chính thực vật (trích theo Lê Văn Khoa và cs, 2007) [11].

1.3.2.3. Bay hơi nhờ thực vật (Phytovolatilization)

Đây là biện pháp sử dụng các loài thực vật có khả năng hấp thụ các

chất ô nhiễm ở dạng khí, hoặc có thể biến đổi một số chất ô nhiễm từ dạng

không bay hơi sang dạng bay hơi, sau đó các chất khí đƣợc bốc hơi qua lá vào

khí quyển với nồng độ thấp.

Khi các chất hóa học đƣợc thực vật hấp thụ, một số chúng không biến đổi

nhiều mà di chuyển qua gỗ và mô thực vật, nếu các chất ô nhiễm bay hơi đƣợc

thì chúng sẽ bay hơi ở dạng khí qua các mô lá, kể cả những chất hữu cơ bay hơi

cũng khuếch tán nhanh qua mô thân cây và bay hơi vào khí quyển, nhƣng nhìn

chung, số lƣợng các chất bay hơi qua mô thực vật ở điều kiện thực tế là nhỏ so

với lƣợng hấp thụ, lƣợng chuyển hóa qua phân hủy sinh học vùng quyển rễ

(Ghosh M., Singh S. P., 2005) [22]. Tuy nhiên, ở những điều kiện nhất định, khi

các chất bay hơi có tính độc cao và bền vững sẽ gây rủi ro cho khí quyển. Ví dụ: Thủy ngân đƣợc thực vật hấp thụ dƣới dạng cation Hg+ và Hg2+ và bị khử trong

mô thực vật thành thủy ngân nguyên tố Hg. Thủy ngân nguyên tố hoàn toàn bay

hơi và có thể bay hơi qua mô lá qua quá trình thoát hơi nƣớc. Điều này gây ra

các vấn đề nguy hiểm vì Hg khí quyển rất bền vững và bị tích lũy sinh học

(Henry J. R., 2000) [24]. Selenium (Se) cũng là dạng kim loại đặc biệt đƣợc thực

14

vật hấp thụ và bay hơi (Neumann và cs, 2003) [29]. Hiện nay, phƣơng pháp

nghiên cứu này chủ yếu mới ở mức thực nghiệm pilot.

Những thực vật tốt nhất sử dụng trong quá trình này là: cây dƣơng lai,

cỏ linh lăng (Medicago sativa), cải dầu (Brassica campestris), áp dụng để xử

lý nƣớc ngầm, đất, trầm tích và bùn thải bị ô nhiễm Hg, Se, TCE và CTC

(trích theo Lê Văn Khoa và cs, 2007) [11],[10].

Tất cả các quá trình xử lý kim loại bằng thực vật trên không phải luôn

luôn áp dụng riêng rẽ nhau. Để đạt đƣợc hiệu quả cao trong xử lý cần áp dụng

một cách đồng thời và thích hợp. Tuy nhiên hiệu quả xử lý kim loại còn tùy

thuộc vào dạng tồn tại của kim loại trong đất, nó có thể dễ hấp thụ hay không

cũng nhƣ hàm lƣợng của kim loại cần xử lý trong đất nhiều hay ít.

1.3.3. Tiêu chuẩn loài thực vật sử dụng để xử lý kim loại nặng trong đất

Theo nghiên cứu của Chaney và cs (1997) [20], để đạt hiệu quả cao trong

xử lý ô nhiễm, các loài thực vật đƣợc chọn phải có những tính năng sau:

- Có khả năng chống chịu đối với nồng độ kim loại cao;

- Có khả năng hấp thụ nhanh các kim loại từ môi trƣờng đất và nƣớc;

- Có khả năng tích lũy kim loại nặng cao kể cả nồng độ các ion này

thấp trong đất;

- Có khả năng chuyển vận kim loại từ rễ lên thân và lá;

- Có thể chịu đựng đƣợc điều kiện môi trƣờng dinh dƣỡng kém;

- Có khả năng sinh trƣởng nhanh và cho sinh khối lớn.

1.3.4. Phương pháp xử lý thực vật sau khi tích lũy chất ô nhiễm

Sinh khối thực vật chứa kim loại nặng là nguồn ô nhiễm cần đƣợc quản

lý. Sau một thời gian trồng trọt nhất định (vài tháng hoặc vài năm), những

thực vật sử dụng theo phƣơng pháp này sẽ đƣợc phân tích hàm lƣợng kim

loại, nếu đạt yêu cầu, cây trồng sẽ đƣợc thu hoạch để đem thiêu đốt hoặc ủ để

phục hồi kim loại. Các phƣơng pháp phổ biến hiện nay sử dụng để xử lý sinh

khối gồm có:

15

- Ủ hoặc đóng rắn sinh khối: phƣơng pháp này làm giảm lƣợng lớn sinh

khối của thực vật. Sau khi thực vật đƣợc xử lý có thể mang đến bãi chôn lấp

tập trung (Raskin và cs, 2000) [31].

- Đốt cháy và khí hóa: Đây là phƣơng pháp rất có ý nghĩa trong việc tạo

nguồn năng lƣợng nhiệt và điện, giúp cho phƣơng pháp xử lý bằng thực vật

có hiệu quả và kinh tế (Cunningham và cs, 1995) [19].

1.3.5. Thành tựu nghiên cứu về thực vật xử lý chất ô nhiễm

Thực chất từ sau những năm 70 của thế kỷ XX, các nhà khoa học

trên thế giới đã bắt đầu nghiên cứu việc sử dụng thực vật có khả năng hấp

thụ kim loại cao (Hyperaccumulater) để xử lý những vùng đất bị ô nhiễm,

đặc biệt ở những vùng khai khoáng với việc thải bỏ lƣợng lớn các kim loại

nặng gây ô nhiễm môi trƣờng. Những thực vật này chịu đựng đƣợc nồng độ

kim loại cao hơn 10 - 100 lần so với các cây trồng nông nghiệp (Marcus

Jopony và Felix Tongkul, 2002) [27].

Đến nay, nghiên cứu cho thấy có khoảng 400 loài thực vật có khả

năng hấp thụ kim loại nặng thuộc các họ: Asteraceae, Brassicaceae,

aryophyllaceae, Cyperaceae, Cunouniaceae, Fabaceae, lacourtiaceae,

Lamiaceae, Poaceae, Violaceae và Euphobiaceae.

Trong đó, họ Cải (Brassicaceae) có số lƣợng lớn nhất gồm 11 giống

và 87 loài. Có 7 giống, 72 loài hấp thụ Ni và 3 giống, 20 loài hấp thụ Zn.

Các loài thuộc chi Thlaspi thƣờng hấp thụ nhiều hơn một kim loại nặng. Ví

dụ: T. caerlescence hấp thụ Cd, Ni, Pb, Zn; T.geosingense và T.

ochroleucum hấp thụ Ni và Zn. T. rotundifolium hấp thụ Ni, Pb, Zn (Jeanna

R. Henry, 2000; Neil Willey, 2007; Norman Terry và cs, 2000; Salt và cs,

1995) [28], [30], [37] .

Theo Salt và cộng sự (1998), số loài cây có khả năng hấp thụ kim loại

nặng cao đƣợc phát hiện là 397 loài, bao gồm 41 họ khác nhau [38].

16

Marcus Jopony and Felix Tongkul (2002) cho biết có khoảng 420 loài

thực vật có khả năng thu nhận kim loại cao, trong đó ở Đông Nam Á có

khoảng 20 loài, ở Malaysia có Rinorea bengalensis hấp thụ Ni rất mạnh

(khoảng 1,2%), Dichapetalum gelonioides hấp thu mạnh cả Zn và Ni [27].

Các nhà khoa học Trung Quốc đã thực hiện dự án thử nghiệm trồng dƣơng xỉ

Pteris vittata L. để thu gom As độc hại trong đất tại ba địa điểm ở tỉnh Hồ

Nam, Triết Giang và Quảng Đông. Mỗi địa điểm thử nghiệm có diện tích 1 ha

đƣợc trồng 30 tấn hạt Pteris vittata L. Với kỹ thuật này, họ hy vọng có thể

giải quyết về cơ bản vấn đề ô nhiễm kim loại nặng ở vùng hạ du của Trung

Quốc do quá trình khai khoáng gây nên [44].

Ở nƣớc ta, nghiên cứu khả năng hấp thụ kim loại nặng của thực vật để

xử lý ô nhiễm môi trƣờng cũng đã đƣợc thực hiện. Kết quả cho thấy, cây hoa

ngũ sắc (Lantana camara) có thể chịu đƣợc hàm lƣợng Pb trong đất lên tới 10

000 ppm thậm chí 20 000 ppm [45]. Năm 2003, trong Báo cáo khoa học tại

Hội nghị công nghệ sinh học toàn quốc, Nguyễn Quốc Thông, Đặng Đình

Kim và các cộng sự đã khẳng định, cây cải xoong (Nasturtium officinale) có

khả năng làm giảm 60 - 80% Cr và 70 - 80% Ni từ nƣớc thải mạ điện có nồng

độ Cr và Ni tƣơng ứng là 58,39mg/l và 5,77mg/l. Trƣớc đó, năm 1999, những

nhà nghiên cứu này cũng chứng minh khả năng tích tụ Cr, Ni, Zn của bèo tây

trong xử lý nƣớc thải công nghiệp [16].

Nghiên cứu loại bỏ Cr và Ni trong nƣớc ô nhiễm cũng đƣợc thử nghiệm

với cây cỏ Vetiver (Vetiveria zizanioides L.) và cây sậy (Phragmites

australis) theo “phƣơng pháp vùng rễ”, kết quả thu đƣợc cũng rất khả quan.

Khi hàm lƣợng Cr và Ni thấp, hiệu suất xử lý có thể đạt trên 70% với Ni và trên 90% với Cr6+ và Cr3+ (Trần Văn Tựa, Nguyễn Đức Thọ và cs, 2007) [14].

Lê Đức, Nguyễn Xuân Huân và cộng sự (2005) khi nghiên cứu về khả

năng chống chịu kim loại nặng của cải xanh (Brassica juncea) cho thấy, nồng

độ gây ô nhiễm Pb cho đất là 1300 ppm trở lên bắt đầu có ảnh hƣởng đến sinh

trƣởng của cải xanh [9].

17

Nghiên cứu khả năng chống chịu và tích lũy As của hai loài dƣơng xỉ thu

từ vùng khai thác mỏ của Thái Nguyên, Bùi Thị Kim Anh, Đặng Đình Kim và

cộng sự cho thấy, trong khoảng nồng độ mà cây chống chịu đƣợc, Pteris vittata

tích lũy lƣợng As từ 307 - 6042 ppm trong thân và rễ là 131 - 3756 ppm. Loài

Pityrogramma calomelanos tích lũy đƣợc lƣợng As trong thân lá và trong rễ

tƣơng ứng là 885 - 4034 ppm và 483 - 2256 ppm [2].

Tại Australia, để phục hồi đất tại các mỏ than cũ ngƣời ta đã sử dụng 5

loài thực vật làm thí nghiệm, đó là cỏ Vetiver (Vetiveria zizanioides L), Xạ tử

biển (Sporobolus virginicus), cây sậy (Phragmites australis), cây cỏ nến

(Typha domingensis) và loài Sarcocornia spp. Đất ở khu vực này có hàm lƣợng

Na và độ mặn cao, N và P cực thấp, hàm lƣợng sunfua hòa tan, Mg, Ca, Cu,

Zn, Mg và Fe rất cao. Kết quả thí nghiệm cho thấy, sau 210 ngày trồng, chỉ có

cỏ Vetiver và cây marine couch còn sống sót. Khi có che phủ và bón phân đã

làm tăng khả năng sinh trƣởng của cỏ Vetiver và đạt 2 tấn/ha, tăng 10 lần so

với lúa mạch biển (Truong P. N. V., 1996) [40].

1.3.6. Sử dụng thực vật để phục hồi và xử lý đất ô nhiễm ở những khu vực

khai thác mỏ

Ở các nƣớc có ngành công nghiệp khai thác mỏ phát triển nhƣ ở Anh,

Thụy Điển, Australia và một số nƣớc khác trong khu vực nhƣ Malaysia,

Indonesia vấn đề hoàn thổ phục hồi môi trƣờng đã trở thành một quy chế bắt

buộc. Trƣớc khi tiến hành các hoạt động khai thác, chủ mỏ bắt buộc phải lập

kế hoạch hoàn thổ phục hồi môi trƣờng. Kế hoạch này nhƣ một bộ phận

không thể tách rời của kế hoạch khai thác mỏ. Trong kế hoạch hoàn thổ phục

hồi môi trƣờng những vấn đề nhƣ: hƣớng sử dụng đất sau khai thác, quy trình

công nghệ hoàn thổ, tiến độ thực hiện và kinh phí đƣợc đề cập rất chi tiết với

những hƣớng dẫn rất cụ thể và khoa học. Việc lƣu giữ các mẫu đất đá và

giống cây nguyên thủy cũng đƣợc thực hiện rất cẩn thận để phục vụ cho việc

hoàn thổ phục hồi môi trƣờng nhiều năm sau.

18

Các giải pháp đƣợc áp dụng ở các nƣớc rất phong phú, muôn màu

muôn vẻ. Dƣới đây là những ví dụ điển hình về công tác hoàn thổ phục hồi

môi trƣờng ở một số vùng khai thác khoáng sản trên thế giới:

- Các mỏ sắt ở Pilbara thuộc Northwest Western Australia: Các khai

trƣờng và bãi thải đất đá đƣợc san gạt tạo bậc thang rồi trồng rừng. Các bãi

thải bùn đƣợc cải tạo thành các đồng cỏ.

- Mỏ đồng và uran Olympic Dam: Việc hoàn thổ đã đƣợc công ty triển

khai ngay khi bắt đầu khai thác. Thậm chí việc nghiên cứu sẽ trồng cây gì trên

đất sau khai thác đã đƣợc xúc tiến trƣớc khi bắt đầu khai thác 7 năm. Hiện đã

có tới hơn 80% diện tích đã khai thác đực hoàn thổ tạo nên những đồng cỏ

phục vụ chăn nuôi.

- Các mỏ sa khoáng nặng ở Capel thuộc Southwest Western Australia:

Khai thác đến đâu mỏ triển khai hoàn thổ đến đó biến các khai trƣờng thành

đồng cỏ hoặc cải tạo thành các khu bảo tồn thiên nhiên.

- Mỏ Cabacal I (Braxin): Sau khi phân tích chất lƣợng đất (chủ yếu

là các kim loại độc hại và khả năng hình thành dòng axit mỏ) của hồ thải

quặng đuôi, ngƣời ta tiến hành phủ lớp đất mặt và tái phủ xanh khu vực.

Lớp đất mặt nguyên thủy trƣớc khi khai thác đã đƣợc bóc và lƣu giữ trong

quá trình xây dựng hồ thải quặng đuôi đã đƣợc sử dụng để phủ lên trên.

Lớp đất mặt này đƣợc bổ sung phân hóa học giàu đạm và sau đó gieo hạt

cỏ. Bãi thải đất đá đƣợc cải tạo, làm cho ổn định và có hình dáng phù hợp

với địa mạo của khu vực, xây dựng hệ thống cống rãnh và phủ lớp đất

màu lên trên mặt rồi tái phủ xanh.

Một trong những mục tiêu của công tác hoàn thổ là lập lại thảm thực

vật nhằm làm cho khu vực ổn định, bền vững và có thể ngăn ngừa, kiểm soát

đƣợc xói mòn. Với những đặc trƣng sinh lý và hình thái độc đáo, cỏ vetiver

(Vetiveria zizanioides L.) đƣợc sử dụng rất hiệu quả không chỉ để kiểm soát

19

xói mòn mà còn là loài có khả năng chống chịu cao đối với những loại đất bị

ô nhiễm kim loại nặng. Nhiều nghiên cứu cho thấy, loài cỏ này có thể phát

triển tốt trên nhiều loại đất khác nhau, thậm chí cả trong điều kiện môi trƣờng

đất khắc nghiệt: rất chua, kiềm, hàm lƣợng Mn và Al di động cao. Vì vậy, cỏ

vetiver đã đƣợc sử dụng rất thành công trong phục hồi và cải tạo đất vùng mỏ

nhƣ: mỏ than, vàng, bentonit, bôxit ở Australia; mỏ vàng, kim cƣơng, platin ở

Nam Phi; mỏ đồng ở Chi Lê; mỏ chì ở Thái Lan, mỏ chì, kẽm, bôxit ở Trung

Quốc v.v…

Từ năm 2008, Tập đoàn Than và khoáng sản Việt Nam (TKV) đã sử

dụng loại cỏ này trong xử lý ô nhiễm các bãi thải khai thác than ở Quảng

Ninh (bãi thải lộ vỉa 46 - Hồng Thái (Đông Triều) và bãi thải Nam Lộ

Phong - Công ty CP Than Hà Tu (thành phố Hạ Long) bƣớc đầu cho kết

quả rất tốt khi một lƣợng chì lớn đã đƣợc hấp thụ. Năm 2009, Tập đoàn

TKV tiếp tục ứng dụng cho bãi thải Nam Đèo Nai - Công ty CP Than Đèo

Nai và bãi thải Khe Sim - Lộ Trí - Mông Gioăng (thị xã Cẩm Phả). Nghiên

cứu tại các khu vực bãi thải khai thác than cho thấy, khi cỏ Vetiver đƣợc

trồng thành nhiều hàng khép kín quanh khu vực bãi thải chỉ sau ba tháng,

những hàng cỏ này tạo thành một bức tƣờng sinh học cả trên mặt đất lẫn

dƣới lòng đất. Trên mặt đất, thân cỏ ken dày vào nhau để giảm nhẹ nƣớc

mặt chảy tràn, giữ lại bùn cát và qua đó hạn chế các chất độc hại từ bãi thải

phát tán rộng ra ngoài. Dƣới lòng đất, bộ rễ cỏ dài tới 3 m cũng ken lại tạo

nên một bức tƣờng chặn đứng các chất ô nhiễm lan truyền bừa bãi, đồng

thời hút trực tiếp các chất ô nhiễm, kể cả hóa chất độc hại và từng bƣớc

làm phân tán, tan rã chúng [43].

Tại Thái Nguyên, công tác hoàn thổ sau khai thác đã đƣợc một số mỏ

trên địa bàn thực hiện. Diện tích đất sau khi đƣợc hoàn thổ đều đƣợc trồng

cây keo. Kết quả đƣợc tổng kết trong bảng 1.4.

20

Bảng 1.4. Danh sách các mỏ và diện tích hoàn thổ sau khai thác

khoáng sản tại Thái Nguyên

STT Địa chỉ Ghi chú Tên các điểm mỏ Hiện trạng sử dụng đất

Diện tích hoàn thổ (ha)

Đang khai thác, Mỏ sắt TT Trại Cau, Trồng 1 hoàn thổ từng 22,8 Trại Cau huyện Đồng Hỷ keo phần

Đang khai thác, Mỏ than Xã Phúc Hà, TP Trồng 2 hoàn thổ từng 32,6 Khánh Hoà Thái Nguyên keo phần

Đang khai thác, Xã Phấn Mễ, Mỏ than Trồng 3 hoàn thổ từng Phú 18,5 huyện Phấn Mễ keo phần Lƣơng

Đang khai thác, Mỏ than Xã Yên Lãng, Trồng 4 hoàn thổ từng 24,2 Núi Hồng huyện Đại Từ keo phần

Xã An Khánh,

Mỏ than huyện Đại Từ và Trồng 5 19,91 Kết thúc khai thác Gốc Thông Cổ Lũng, huyện keo

Phú Lƣơng

Mỏ thiếc Xã Hà Thƣợng, Đang 6 11,2 Kết thúc khai thác Đại Từ huyện Đại Từ hoàn thổ

Nguồn: Sở Tài nguyên và Môi trường Thái Nguyên (2010)

21

1.3.7. Ưu điểm và hạn chế của công nghệ thực vật xử lý KLN trong đất

1.3.7.1 Ưu điểm của công nghệ thực vật xử lý KLN trong đất

Công nghệ xử lý KLN trong đất có các ƣu điểm nhƣ: có thể sử dụng

trên quy mô rộng trong khi các công nghệ khác không thực hiện đƣợc. Đây là

giải pháp lâu dài bởi vì ô nhiễm có thể bị khoáng hóa. Sinh khối thực vật có

thể sử dụng nhƣ là nguyên liệu, nhiên liệu, đồ mỹ nghệ, thực phẩm, phát

điện,…làm giảm xói mòn đất, đẫn đến giảm ô nhiễm sông hồ. Sinh khối thực

vật chứa các chất ô nhiễm có thể chiết, phục hồi lại nhƣ một nguồn tài

nguyên. Ví dụ: sinh khối chứa Zn, một chất dinh dƣỡng sẽ đƣợc chuyển đến

những nơi thiếu Zn để bổ sung vào nguồn thức ăn cho động vật. [46]

Công nghệ thực vật xử lý ô nhiễm có thể đƣợc sử dụng để xử lý tại chỗ

hoặc chuyển chỗ. Xử lý tại chỗ luôn đƣợc cân nhắc ƣu tiên, bởi vì nó giảm

thiểu mức độ xáo trộn đất và giảm mức độ phát tán ô nhiễm thông qua không

khí và nƣớc.

Mặt khác, công nghệ thực vật xử lý ô nhiễm là công nghệ xanh thân

thiện với môi trƣờng, tạo ra sự thẩm mỹ nên cộng đồng dễ chấp nhận[45]

Công nghệ thực vật không đòi hỏi các dụng cụ đắt tiền, các chuyên gia

có trình độ cao và tƣơng đối dễ dàng thực hiện. Nó có khả năng xử lý thƣờng

xuyên ở một vùng rộng lớn với nhiều chất ô nhiễm khác nhau.

Tuy nhiên ƣu điểm lớn nhất của công nghệ thực vật xử lý ô nhiễm là

chi phí thấp hơn so với các công nghệ thông thƣờng [45],[16].

1.3.7.2 Hạn chế của công nghệ xử lý KLN trong đất

Bên cạnh nhiều khía cạnh tích cực, công nghệ thực vật xử lý ô nhiễm

cũng còn một số hạn chế sau:

+ Xử lý chậm hơn phƣơng pháp hóa lý, vì vậy phải mất thời gian dài.

Thực vật xử lý một lƣợng nhỏ chất ô nhiễm qua mỗi mùa trồng, do đó nó có

thể mất nhiều thập kỷ mới có thể làm sạch chất ô nhiễm và chất ô nhiễm vẫn

không đƣợc xử lý hoàn toàn.

22

+ Khí hậu và các yếu tố vật lý, hóa học, nồng độ chất ô nhiễm ảnh

hƣởng đến khả năng sinh trƣởng và phát triển của các loài thực vật. Các nhà

khoa học cho rằng: chỉ có những vùng đất ô nhiễm nhẹ mới có thể sử dụng

đƣợc phƣơng pháp này, vì hầu hết các loài thực vật không thể sinh trƣởng

trong điều kiện môi trƣờng ô nhiễm nặng.

+ Chất ô nhiễm hòa tan có thể thẩm thấu ra ngoài vùng rễ phụ thuộc

vào yếu tố ngăn chặn.

+ Thực vật dùng để xử lý ô nhiễm thƣờng bị giới hạn về chiều dài rễ

+ Sử dụng các loài thực vật nhập nội có thể ảnh hƣởng đến đa dạng sinh học

+ Xử lý thực vật sau xử lý ô nhiễm cũng cần đƣợc quan tâm. Sinh khối

thực vật thu hoạch từ quá trình xử lý ô nhiễm đƣợc xếp vào loại nào, xử lý ra

sao? Vì vậy cần phải tiêu thụ và xử lý thích hợp.

Nói chung những lợi ích và hạn chế của công nghệ thực vật dùng trong

xử lý ô nhiễm cần phải đƣợc đánh giá đối với từng dự án cụ thể để xác định

loại công nghệ nào là phù hợp nhất. Vì vậy việc kết hợp các cơ chế khác nhau

để xử lý ô nhiễm môi trƣờng đƣợc cho là có tính khả thi nhất [40]

23

Chƣơng 2

ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tƣợng, địa điểm nghiên cứu

2.1.1. Đối tượng nghiên cứu

- Môi trƣờng đất ô nhiễm do khai thác thiếc tại xã Hà Thƣợng huyện

Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên.

- Ba loài hoa cúc: Cúc Đại đóa (Chrysanthemum morifolium Ramat),

Cúc chùm vàng (Chrysanthemum sp), Cúc Indo (Verbena hybrid).

2.1.2. Địa điểm, thời gian nghiên cứu

a, Địa điểm nghiên cứu

- Khu vực đất ô nhiễm do khai thác thiếc tại xã Hà Thƣợng huyện Đại

Từ, tỉnh Thái Nguyên.

- Thí nghiệm trong chậu đƣợc bố trí tại nhà ông Nguyễn Mạnh Quỳnh,

tổ 11, phƣờng Đồng Quang, thành phố Thái Nguyên.

b, Thời gian nghiên cứu: từ tháng 9/2014 đến tháng 3/2015

2.2. Nội dung nghiên cứu

- Hiện trạng môi trƣờng đất bị ô nhiễm do quá trình khai thác thiếc tại xã Hà

Thƣợng, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên: đặc điểm vật lý, hóa học, sinh học.

- Khả năng phát tán và dự báo sự phát triển ô nhiễm đất tại khu vực

khai thác thiếc xã Hà Thƣợng, huyện Đại Từ, Thái Nguyên: hệ số rủi ro và

đƣờng truyền ô nhiễm.

- Nghiên cứu 3 loài hoa có giá trị kinh tế và có khả năng cải tạo đất ô

nhiễm kim loại nặng.

2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu

2.3.1. Phương pháp lấy mẫu đất

- Lấy mẫu đất và chuẩn bị mẫu là khâu cơ bản quyết định cho sự đúng

đắn của kết quả nghiên cứu phân tích mẫu đất. Những yêu cầu cơ bản của

việc lấy mẫu đất và chuẩn bị mẫu là:

24

+ Mẫu đất đại diện đƣợc cho đối tƣợng đƣợc nghiên cứu.

+ Mẫu đất phải đƣợc xử lý tốt, nghiền nhỏ, đồng nhất, xử lý và bảo

quản để mẫu giữ nguyên đƣợc tính chất.

Tùy theo địa hình khu vực khảo sát , cần lấy ít nhất 5 điểm phân bố đều

trên toàn diện tích theo quy tắc lấy theo đƣờng chéo, đƣờng vuông góc hay

đƣờng zic-zắc (Hình 1).

+ Mẫu hỗn hợp: là mẫu đƣợc hỗn hợp từ nhiều mẫu riêng biệt ban đầu

thành mẫu chung đại diện cho một phạm vi đất đƣợc khảo sát.

Các mẫu ban đầu đƣợc gom lại thành một mẫu hỗn hợp chung có khối

lƣợng ít nhất là 2kg.

- Mẫu hỗn hợp trung bình: là mẫu đƣợc chọn từ mẫu hỗn hợp chung

bằng cách nghiền nhỏ đất, trộn đều và loại bỏ bớt theo nguyên tắc đƣờng chéo

góc (Hình 2.1). Mẫu hỗn hợp trung bình có khối lƣợng khoảng 1kg.

- Mẫu đất khô không khí: mẫu đất đem về phòng phân tích phải đƣợc

hong khô ngay bằng cách cho toàn bộ mẫu đất vào khay nhựa sạch, để nơi

khô thoáng, không có các khí nhƣ H2S, NH3, HCl... không phơi trực tiếp

ngoài nắng tốt nhất là phơi trong phòng sáng có máy hút ẩm.

- Mẫu trung bình thí nghiệm: trộn đều mẫu đất khô không khí, nghiền

nhỏ rồi bỏ bớt mẫu, cách thực hiện cũng giống nhƣ cách chọn mẫu hỗn hợp

trung bình ( Hình 2.2).

Các mẫu đất phải đƣợc cho vào túi vải hoặc nhựa có ghi ký hiệu mẫu,

địa điểm, độ sâu, ngày lấy mẫu [49].

C

B A

D

Hình 2.1. Thu mẫu đất Hình 2.2. Chọn mẫu trung bình

25

2.3.2. Phương pháp phân tích đất trong phòng thí nghiệm

- Xử lý mẫu đất trƣớc khi phân tích: Đất ô nhiễm đƣợc lấy ở tầng canh

tác 0 – 30 cm. Sau khi lấy về loại bỏ rễ cây, tạp chất, hong khô trong không

khí ở nhiệt độ phòng sau đó đem nghiền qua rây 1mm, cất trữ trong túi bóng

kính để phân tích thành phần hóa học đất.

2.3.1.1. Xác định thành phần cơ giới đất theo phương pháp để lắng Rutcovski

- Xác định thành phần cát của đất: Dùng ống trụ nhỏ có dung tích 10ml

đong lấy 10cm3 đất đã rây nhỏ, gõ cho chặt, sau đó trút vào ống đong có dung

tích 10ml, đổ nƣớc vào cho tới khi cột nƣớc quá mặt lớp đất là 12cm, dùng

đũa thủy tinh khuấy đều, để yên 1 phút rồi cẩn thận trút bỏ phần nƣớc ở trên

mặt lớp đất. Cứ lặp đi lặp lại nƣ vậy cho tới khi lớp nƣớc bên trên trở nên

trong là đƣợc (nghĩa là đã tách hết các hạt có đƣờng kính <0.05mm). Phần

còn lại dƣới đấy là cát. Chuyển toàn bộ phần cát còn lại sang ống trụ 10ml để

đo thể tích phần này và tính ra tỷ lệ % so với thể tích đất ban đầu.

Xác định thành phần sét của đất: Lấy 5 cm3 đất đã rây nhỏ cho vào ống

đong có dung tích 100ml, rồi cho vào đó ¼ tìa con muối ăn và khuấy đều

trong 10 phút, để yên qua đêm đất sẽ nở ra. Đo thể tích đất tăng lên rồi chia ra

5 lần để tìm xem 1cm3 (1ml) đất ban đầu đã nở ra là bao nhiêu.

Xác định thành phần bụi (limon) của đất: Hàm lƣợng bụi đƣợc xác định

bằng cách tính hiệu số của 100% tổng số đất với tỷ lệ phần trăm (%) của 2

thành phần cát và sét.

Phân loại đất căn cứ vào tỷ lệ sét trong đất của Ôkhôtin.

2.3.1.2. Xác định ẩm độ đất theo phương pháp sấy khô

Bƣớc 1: Lấy hộp nhôm đem sấy khô, cho vào bình hút ẩm để nguội

đem cân đƣợc trọng lƣợng W1 gam.

Bƣớc 2: Lấy 10-20 gam đất cho vào hộp nhôm đem cân đƣợc trọng

lƣợng W2 gam.

26

Bƣớc 3: Đem hộp nhôm có đất vào tủ sấy 1100C thời gian 6-8 tiếng

(khi sấy mở nắp hộp) sấy xong đậy nắp hộp cho vào bình hút ẩm 15-20 phút

cho nguội đem cân đƣợc trọng lƣợng W3 gam.

Sau đó lại cho vào tủ sấy them 1 tiếng ở nhiệt độ 1100C, để nguội trong

bình hút ẩm đem cân cứ lặp lại từ 2-3 lần đến khi trọng lƣợng W3 không thay

đổi là đƣợc.

Bƣớc 4: Tính kết quả

Độ ẩm tuyệt đối (%) =

Độ ẩm tƣơng đối (%) =

2.3.1.3. Xác định pH đất: Cân 10g đất ->cốc-> +50ml KCl 1N lắc 30 phút->

đo trên máy pH meter.

2.3.1.4. Xác định tỷ trọng của đất

Bƣớc 1: Đổ nƣớc cất đã đun sôi để nguội vào đầy bình picromet đậy

nút lại, lau sạch khô bên ngoài cân đƣợc P1 gam.

Bƣớc 2: Đổ bớt ½ nƣớc trong bình, cân 10g đất ( P0) đã qua rây 1mm

đổ vào bình picromet lắc đều đem đun sôi 5 phút để loại không khí ra, nhấc

xuống để nguội.

Bƣớc 3: Dùng nƣớc cất đã đun sôi để nguội đổ vào cho đầy bình, đậy

nút lại lau sạch khô bên ngoài đem cân đƣợc trọng lƣợng P2 gam.

Bƣớc 4: Tính kết quả

D =

Trong đó K là hệ số quy về đất khô tuyệt đối.

2.3.1.5. Xác định dung tích hấp thu (CEC) của đất theo phương pháp

Aminoaxetat

Bƣớc 1:

+ Chuẩn bị phễu mehlich: phễu + giấy lọc + bông thủy tinh + cát thạch anh.

27

+ Lấy 10g đất đã qua rây + 10g cát sạch trộn đều cho vào phễu mehlich

đã đƣợc chuẩn bị sẵn.

+

+ Dùng 100ml CH4COONH4 (pH = 7) chia làm 10 lần để bão hòa đất

bằng NH4

+ Rửa đất bằng cồn 96 độ (3 lần) 15ml x 3 lần = 45ml

Bƣớc 2: Chuyển toàn bộ phễu và đất sang bình định mức 250ml rồi

dung 250ml KCL 0.1N trao đổi (25ml x 10 lần) lên thể tích 250ml

Bƣớc 3: Lấy 25ml dịch trao đổi trên + 10ml focmalin 20% trung tính +

5 giọt phenolphthalein rồi chuẩn độ bằng dung dịch NaOH 0,05 N tiêu chuẩn

đến màu hồng nhạt.

Bƣớc 4: Tính kết quả

CEC = 100

CEC: dung tích trao đổi cation (mgđl/100g đất)

V: thể tích NaOH chuẩn độ (ml)

N: nồng độ NaOH chuẩn độ (0.05 N)

W: lƣợng đất cân (10g)

k: hệ số pha loãng (250/25=10)

2.3.1.6. Phân tích lân tổng số trong đất theo phương pháp so màu

Bƣớc 1 (Công phá mẫu): Cân 1g khô trong không khí đã rây 0,25mm

cho vào bình tam giác có thể tích 100ml cho vào 5ml H2SO4 đặc lắc cho đều

để yên trong 30 phút, đậy phễu ngƣng lạnh rồi đun trên bếp điện đến khi bốc

hết khói trắng SO4 xuống để nguội nhỏ vào 3-5 giọt HClO4 70% rồi đặt lên

bếp đun cho đến khi dung dịch chuyển sang màu trắng nhấc xuống để nguội

hẳn . Dùng nƣớc cất chuyển dung dịch và cặn vào bình định mức có thể tích

100ml rồi dung nƣớc cất lên thể tích đến vạch.

Bƣớc 2 (Lên màu lân để so màu): Hút 10ml dung dịch trong suốt

(dung dịch đã đƣợc lắng hoặc đã đƣợc lọc qua giấy lọc không chứa lân) cho

vào bình định mức 50ml thêm vào 15-20ml nƣớc cất và 2-4ml dung dịch

28

Natrisunfit Na2SO3 20% để khử sắt. Rồi ngâm vào nồi cách thủy có nhiệt độ 95-1000C khoảng 3-4 phút đến khi màu dung dịch ở trong bình trắng trong

suốt. Nhấc ra để nguội cho vào 15ml hỗn hợp Môlípđát amôn Hydrazin sunfat, thêm nƣớc cất đến khoảng 45ml ngâm vào nồi cách thủy 95-1000C

khoảng 12-15 phút để dung dịch hiện màu xanh, nhấc ra để nguội thêm nƣớc

cất đến vạch lắc đều, màu xanh của dung dịch bền và ổn định trong khoảng 8-

12 giờ. Đem so màu với dãy tiêu chuẩn.

2.3.1.7. Phân tích hàm lượng mùn trong đất theo phương pháp Tiurin

Bƣớc 1: Cân 0,1g đất đã qua rây 0,25mm cho vào bình tam giác có thể

tích 100ml, cho tiếp 10ml K2Cr2O7 (0,4N) lắc nhẹ cho dung dịch vào đất trộn

đều nhau và đậy phễu ngƣng lạnh lên miệng bình tam giác.

Bƣớc 2: Đặt trên bếp cách cát đun ở nhiệt độ 150-1700C để dung dịch

trong bình sôi nhẹ đúng 5 phút, nhấc xuống để nguội cho vào 1ml H3PO4 và

8 giọt chỉ thị màu phenylantranin (0,2%).

Bƣớc 3: Dùng dung dịch muối Morh FeSO4(NH4)2SO4 6H2O (0,1N)

chuẩn độ lƣợng Kalibicromat dƣ thừa. Dung dịch chuyển từ tím mận sang

xanh lá cây.

Bƣớc 4: Tính kết quả

Mùn % = K

V1: là thể tích muối Morh (ml) dùng để chuẩn độ thí nghiệm đối chứng

(lấy thể tích K2Cr2O7 0,4N + 8 giọt chỉ thị màu phenylantranin (0,2%) lắc đều.

Dùng muối Mo chuẩn độ đến lúc dung dịch chuyển sang màu xanh.)

V2 : là thể tích muối Mo dùng để chuẩn độ thí nghiệm có đất.

N: là nồng độ muối mohr

C: số gam đất dùng để phân tích.

K: là hệ số quy về đất khô kiệt (K=1)

2.3.1.8. Đạm tổng số: Xác định theo phƣơng pháp Dumas trên thiết bị phân

tích đa nguyên tố CNS TruSpec LECO USA. 2.3.1.9. K2O5 tổng số: xác định

29

theo phƣơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS). Công phá mẫu bằng

hỗn hợp H2SO4 + HClO4.

2.3.1.9. Phân tích As tổng số trong đất: Công phá mẫu ban đầu bằng hỗn hợp

HNO3 và HClO4 giống nhƣ phân tích Pb. Khi thu đƣợc mẫu hòa tan tiến hành

cô cạn. Hòa tan cặn mẫu đó bằng 10 ml dung dịch HCl 30%. Lên thể tích định

mức 50 ml. Hút lấy 10 ml dịch lọc thu đƣợc cho thêm 2 – 5 ml HCl 30%. Sau

đó đem đo trên máy cực phổ 797 VA Computrace của hãng METROHM,

Thụy Sỹ, điện cực xuyến vàng xoay.

* Hàm lƣợng dinh dƣỡng và chất hữu cơ trong đất so sánh theo TCVN

7373: 2004 về chất lƣợng đất.

2.3.3. Xác định hệ số rủi ro (HSRR) và đường truyền ô nhiễm

2.3.3.1. Xác định hệ số rủi ro (HSRR)

HSRR = NĐMTĐ/NĐN

NĐMTĐ: Nồng độ của 1 chất trong môi trƣờng đất; NĐN: Nồng độ

ngƣỡng (theo tiêu chuẩn quy định).

Nếu HSRR < 1: tính rủi ro thấp và có thể chấp nhận đƣợc

Nếu HSRR > 1: sự rủi ro đang đe dọa, cần thiết phải có giải pháp

kiểm soát và quản lý phù hợp.

Quy chuẩn đất ô nhiễm As theo QCVN 03:2008/BTNMT là 12

mg/kg đất.

2.3.3.2. Xác định đường truyền rủi ro: khảo sát thực địa và vẽ sơ đồ nguồn

phát sinh ô nhiễm và đường truyền rủi ro

2.3.4. Phương pháp bố trí thí nghiệm trong chậu

Đất nghiên cứu là đất ô nhiễm đƣợc lấy ở tầng mặt từ 0 - 30 cm tại khu

khai thác thiếc xã Hà Thƣợng, huyện Đại Từ, Thái Nguyên.

Các chậu thí nghiệm sử dụng để trồng cây có kích thƣớc: chiều cao 20

cm, đƣờng kính miệng 27 cm, đƣờng kính đáy 20 cm.

30

Đất ô nhiễm đƣợc phơi khô, đập nhỏ, loại bỏ tạp chất. Mỗi chậu thí

nghiệm có khối lƣợng 3 kg đất. Công thức thí nghiệm đƣợc bố trí nhƣ sau:

HT1 HT2 HT3 HT4 HT5

Cúc chùm vàng Cúc chùm vàng Cúc chùm vàng Cúc chùm vàng Cúc chùm vàng

Cúc đại đóa Cúc đại đóa Cúc đại đóa Cúc đại đóa Cúc đại đóa

Cúc Indo Cúc Indo Cúc Indo Cúc Indo Cúc Indo

2.3.5. Phương pháp phân loại thực vật có khả năng hấp thụ kim loại nặng

Các loài thực vật có khả năng hấp thụ kim loại tại khu vực đất ô nhiễm

do khai thác thiếc đƣợc phân loại dựa theo danh lục các loài thực vật thống kê

trong tài liệu “Xử lý ô nhiễm môi trƣờng bằng thực vật” [13].

2.3.6. Phương pháp đánh giá khả năng chống chịu của cây

- Tỷ lệ cây sống sót (%): Đếm số cây còn sống so với tổng số cây trồng

ban đầu trong 1 chậu.

- Sinh khối của cây (gam/chậu): dùng cân kỹ thuật cân tổng số cây

trồng trong 1 chậu.

31

Chƣơng 3

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1. Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu

3.1.1. Vị trí địa lý

Hà Thƣợng là một xã miền núi, nằm phía đông nam huyện Đại Từ,

cách trung tâm huyện 6km, với tổng diện tích tự nhiên là 1.534,35 ha; tiếp

giáp với các đơn vị hành chính:

- Phía bắc giáp xã Phục Linh

- Phía đông giáp xã Cù Vân

- Phía nam giáp xã Tân Thái

- Phía tây giáp xã Tân Linh và Hùng Sơn

3.1.2. Địa hình

Xã Hà Thƣợng có địa hình chủ yếu là đồi bát úp và các dãy núi có độ

dốc trung bình đến lớn bị chia cắt bởi hệ thống sông suối và khe rạch.

3.1.3. Khí hậu, thủy văn

* Khí hậu

Theo phân vùng khí hậu, Hà Thƣợng chịu ảnh hƣởng của vùng miền

núi phía bắc đƣợc chia làm hai màu rõ rệt là mùa khô và mùa mƣa.

- Mùa mƣa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10 trong năm lƣợng mƣa tập

trung vào các tháng 6,7,8 chiếm 60-70% lƣợng mƣa trong năm.

- Mùa khô kéo dài từ tháng 11 đến tháng 4, có gió mùa đông bắc và

sƣơng muối.

- Nhiệt độ trung bình từ 230-280 C. Cao nhất là 380C vào tháng 6. Nhiệt

độ thấp nhất vào tháng 4 khoảng 140C.

- Lƣợng mƣa trung bình hang năm là 1869mm/năm.

- Độ ẩm không khí bình quân là 84%

- Tổng số giờ nắng khoảng 1589h/năm.

- Gió hình thành trong năm:

32

+ Gió Đông Nam từ tháng 5- tháng 10.

+ Gió Đông Bắc từ tháng 11- tháng 4.

Thủy văn

Trong xã không có hệ thống sông mà chỉ có các khe suối. Các suối này

thƣờng dốc và không cố định về lƣợng mƣa nên mùa mƣa thƣờng gây ra lũ

lụt, về mùa khô thƣờng hạn hán.

3.1.4. Tài nguyên đất

Đất đai xã Hà Thƣợng đƣợc chia thành các loại chính nhƣ sau:

- Đất Feralit đỏ vàng (Fe) chiếm 30% tổng diện tích tự nhiên.

- Đất Feralit nâu vàng trên phù sa cổ (FH) chiếm 15% tổng diện tích

tự nhiên.

- Đất dốc tụ (D) chiếm khoảng 12% tổng diện tích tự nhiên.

- Đất đỏ vàng trên đá macma axit (Pa) chiếm khoảng 30% tổng diện

tích tự nhiên [18]

- Đặc tính của đất feralit là lớp vỏ phong hóa dày, đất thoáng khí, thoát

nƣớc, nghèo các chất badơ, nhiều ôxít sắt, nhôm; đất chua, dễ bị thoái hóa.

- Loại đất này thích hợp để trồng rừng, cây công nghiệp lâu năm, cây

ăn quả và đồng cỏ cho chăn nuôi, nhƣng không thích hợp để trồng lúa và các

cây ngắn ngày. Trong quá trình trồng trọt cần phải cải tạo đất, giảm độ chua,

hạn hán, xói mòn, rửa trôi đất.

Nhƣ vậy, tài nguyên đất của xã chủ yếu là đất Feralit đỏ vàng và đất đỏ

vàng thuận lợi cho phát triển cây công nghiệp đặc biệt là cây chè.

3.2. Điều kiện kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu

* Sản xuất nông nghiệp

- Cây nông nghiệp:

Cây lúa diện tích gieo cấy cả năm 174 ha, năng suất bình quân đạt 55

tạ/ha và sản lƣợng đạt 957 tấn. Cây ngô với tổng diện tích gieo trồng là 30,2

ha, năng suất bình quân đạt 39,7 tạ /ha, sản lƣợng đạt 119,9 tấn. Tổng sản

lƣợng lƣơng thực năm 2010: 1076,9 tấn.

33

- Cây công nghiệp:

Chủ yếu là cây chè diện tích đất chè kinh doanh 129 ha, năng suất 93

tạ/ha, sản lƣợng 1.199,7 tấn.

Về lâm nghiệp

Quản lý và bảo vệ tốt rừng tự nhiên, rừng đầu nguồn, thƣờng xuyên

kiểm tra đôn đốc các chủ rừng làm tốt công tác bảo vệ rừng, tiến hành cho

nông dân trồng rừng sau khai thác, trồng mới 42,7 ha.

Chăn nuôi

Các chỉ tiêu về chăn nuôi và gia súc đều đạt và vƣợt kế hoạch. Số

lƣợng đàn trâu 127 con, đàn bò 60 con, đàn lợn 4.180 con, đàn gia cầm là

24.500 con. Diện tích nuôi trồng thủy sản 4,4 ha, năng suất ƣớc đạt 22,5 tấn

và sản lƣợng cá thịt ƣớc đạt 9 tấn.

* Sản xuất tiểu thủ công nghiệp và dịch vụ thương mại

Về tiểu thủ công nghiệp năm 2010 nhịp độ phát triển sản xuất tiểu thủ

công nghiệp ổn định các ngành nghề nhƣ cơ khí gia công, mộc, may mặc, vật

liệu xây dựng, xay xát, chế biến chè v.v… Năm 2010 tổng giá trị sản xuất tiểu

thủ công nghiệp đạt 14,4 tỷ đồng đạt 106% kế hoạch.

Ngành dịch vụ cũng tập trung phát triển chủ yếu là ngành vận tải, vận

tải chở hàng hóa và xe khách, dịch vụ sản xuất nông nghiệp đƣợc chú trọng

mở mang nhƣ: máy cày, vật tƣ nông nghiệp.

Dịch vụ thƣơng mại cũng đƣợc chú trọng, nhiều dịch vụ thƣơng mại

đƣợc hình thành nhƣ khu ngã ba mỏ thiếc, khu gốc mai, chợ làng cầm, nhiều

dịch vụ thƣơng mại ngay tại cơ sở xóm tạo điều kiện cho nhân dân mua bán

trao đổi thuận lợi.

* Về y tế, giáo dục, văn hóa – xã hội

Y tế

Làm tốt công tác chăm sóc sức khỏe ban đầu cho nhân dân. Khám và

chăm sóc sức khỏe cho trên 5000 lƣợt. Không có dịch bệnh nguy hiểm xảy ra

trên địa bàn, đảm bảo chế độ trực 24/24 giờ.

34

Giáo dục

Duy trì dạy và học ở cả 3 nhà trƣờng bảo đảm chất lƣợng và sỹ số học

sinh. Trƣờng tiểu học với 14 lớp, trƣờng THCS với 11 lớp, trƣờng mầm non

với 250 cháu. Tỷ lệ huy động trẻ đến độ tuổi đến trƣờng đạt 100%.

Dân số

Tính đến tháng 10/2010 toàn xã có 1.635 hộ, 5.716 nhân khẩu.

Lĩnh vực văn hóa – xã hội:

Tổ chức tuyên truyền vệ sinh an toàn thực phẩm, tiêm phòng gia súc

gia cầm, phối hợp với tƣ pháp và công an tuyên truyền luật an toàn giao

thông, luật hôn nhân gia đình…

Tổ chức kiểm tra các dịch vụ văn hóa, hoạt động văn hóa trên địa bàn xã.

Kết quả bình xét gia đình văn hóa năm 2010 có 1.423 hộ gia đình văn

hóa, 3 xóm đạt khu dân cƣ tiên tiến, 5/5 cơ quan văn hóa.

Giao thông

Xã có 5 khu đƣờng quốc lộ và 15km đƣờng giao thông cơ bản đã đƣợc

giải cấp phối, đảm bảo giao thông liên xóm nhƣng vẫn còn gặp nhiều khó

khăn vào mùa mƣa.

Thủy lợi

Hệ thống kênh mƣơng cơ bản đã đáp ứng đƣợc nhu cầu tƣới tiêu cho

các diện tích canh tác.

Dân số và lao động

Tổng số hộ toàn xã là 1.678 hộ, với tổng số là 5.648 ngƣời dân cƣ phân

bố tƣơng đối đồng đều trên toàn xã, mật độ dân số trung bình là 357 ngƣời/km2.

Lĩnh vực đất đai, tài nguyên và môi trƣờng

Đất đai: Lập hồ sơ chuyển nhƣợng quyền sử dụng đất 128 hồ sơ, lập

hoàn thiện 168 hồ sơ cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất lần đầu.

Tài nguyên môi trường:

Tài nguyên khoáng sản: Giải tỏa khai thác, chế biến khoáng sản trái

phép xóm 2, xóm 5. Đề nghị UBND huyện xử lý hành chính 4 trƣờng hợp chế

35

biến khoáng sản trái phép. Phối hợp với mỏ than Phấn Mễ giải tỏa tình trạng

khai thác than thổ phỉ trái phép tại làng Cẩm, xóm 11.

Môi trƣờng: Xây dựng phƣơng án thu gom rác thải sinh hoạt tại các

xóm 4, 6, 7, 8 có trục đƣờng quốc lộ 37 chạy qua [17]

36

Chƣơng 4

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

4.1. Hiện trạng môi trƣờng đất ô nhiễm do quá trình khai thác thiếc tại

xã Hà Thƣợng, huyện Đại Từ, Thái Nguyên

Mỏ thiếc nằm ở xã Hà Thƣợng, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên; cách

thành phố Thái Nguyên 18 km về phía Tây Bắc. Mỏ bắt đầu vận hành từ

những năm 1990 với diện tích 3,06 ha. Nguyên liệu sản xuất là tận thu đuôi thải với 15 000 m3/năm. Sản phẩm chính của xí nghiệp là quặng thiếc (70%

Sn). Công suất thiết kế 20 nghìn tấn [15].

Quặng sơ tuyển Sn ≥ 50%

Nghiền, sàng phân cấp hạt < 1

Tuyển từ

Quặng tinh Sn ≥ 68%

Tuyển trọng lực

Nguồn nƣớc

Nghiền mịn (nghiền nƣớc)

Lò điện luyện thô Sn ≥ 97%

Tuyển trọng lực

Lò điện luyện tinh Sn ≥ 99,75%

Chất thải

Kho thiếc thỏi SP

Hình 4.1. Sơ đồ công nghệ tuyển thiếc tại xã Hà Thƣợng, huyện Đại Từ

Trong quy trình sản xuất, lƣợng nƣớc thải sinh ra trong quá trình tuyển

trọng lực đã đƣợc tuần hoàn sử dụng trở lại trong quá trình tuyển từ hồ chứa

37

nƣớc tuần hoàn, sau đó đƣợc chuyển ra hồ chứa nƣớc thải. Tuy nhiên, do diện

tích hồ chứa thải có hạn, vào mùa mƣa nƣớc thƣờng bị tràn ra ngoài đã gây ô

nhiễm cho vùng đất thấp gần hồ chứa thải. Khu vực đất ô nhiễm trƣớc đây là

khu vực đất trồng lúa và hoa màu. Quá trình ô nhiễm này không chỉ thu hẹp

diện tích đất nông nghiệp xung quanh khu vực khai thác mà còn ảnh hƣởng

đến nguồn nƣớc và sức khỏe của ngƣời dân sống trong vùng.

Bảng 4.1. Vị trí và đặc điểm của các điểm lấy mẫu khu vực khai thác

thiếc xã Hà Thƣợng, huyện Đại Từ, Thái Nguyên

STT Tọa độ địa lý Lý lịch mẫu Ký hiệu mẫu

- Khu vực nhà ông Thắng (xóm 7), trƣớc

đây ruộng trồng 1 vụ lúa, đã bỏ hoang 6 1 HT1 N: 200 38 .839’ E: 1050 41.435’ - 7 năm. Vƣờn trồng dƣơng xỉ, cỏ

Vetiver.

- Bãi trồng sắn cạnh vƣờn trồng cỏ

2 HT2 Vetiver, trƣớc đây đã trồng dƣơng xỉ (4 N: 210 38.844’ E: 1050 41. 429’ năm) cải tạo đất.

- Nằm phía dƣới bãi trồng sắn, ô nhiễm 3 HT3 N: 210 38 838’ E: 1050 41 429’ nặng, khu vực trƣớc đây trồng dƣơng xỉ

- Bãi đất trống trên khu vực mỏ khai

thác đã hoàn thổ (trồng cây keo). Bãi đất 4 HT4 N: 210 38.917’ E: 105041 463’ này trƣớc đây là khu đổ thải của xí

nghiệp tuyển thiếc.

- Ruộng bỏ hoang cạnh suối cát và quốc

lộ 37, chịu ảnh hƣởng nặng của nƣớc 5 HT5 N: 210 38 895’ E: 1050 41 210’ thải khai thác quặng khu vực đồi cọ.

Hầu nhƣ không có thực vật mọc.

38

Hình 4.2. Khu vực lấy mẫu số 1 Hình 4.3. Khu vực lấy mẫu số 2

Hình 4.4. Khu vực lấy mẫu số 3

Hình 4.5. Khu vực lấy mẫu số 4

Hình 4.6. Khu vực lấy mẫu số 5

39

4.4. Đặc điểm môi trƣờng đất ô nhiễm tại khu vực khai thác thiếc xã Hà

Thƣợng, huyện Đại Từ, Thái Nguyên

Môi trƣờng đất đƣợc coi là một hệ sinh thái hoàn chỉnh vì nó có chứa

đầy đủ các các nhân tố vô sinh và hữu sinh, có sự phát sinh phát triển và chết.

Môi trƣờng sinh thái đất có các phần tử vô sinh bao gồm các hạt nhỏ

(cấu tử đất), chúng đƣợc sắp xếp theo một thứ tự nhất định đƣợc gọi là cấu

trúc của đất. Ta có thể coi các hạt vật chất này nhƣ là “xƣơng thịt” của một

cơ thể đất.

Các hạt vật chất nhỏ bé có những chức năng riêng của nó. Hạt keo đất

có tính đặc thù nhƣ mang điện, hấp thụ vật chất, trao đổi thức ăn, giữ thức ăn

cho sinh vật. Có thể coi keo đất nhƣ “quả tim” của cơ thể đất. Trong cơ thể đó

lại có dung dịch đất, đóng vai trò quan trọng trong vận chuyển thức ăn, điều

hòa thân nhiệt, hòa tan vật chất, liên kết hữu cơ và vô cơ… Bởi vậy, nƣớc

trong đất còn đƣợc ví nhƣ máu trong cơ thể. Trong các khoảng không của cấu

trúc cơ thể đất có không khí lƣu thông. Hiển nhiên là có sự trao đổi không khí

từ môi trƣờng đất ra bên ngoài với thành phần không khí của khí quyển.

Thành phần hữu sinh của môi trƣờng sinh thái đất bao gồm cả động

vật, thực vật và vi sinh vật. Động vật sống trong lòng đất, động vật sống trên

mặt đất cũng đủ loại, đủ cỡ, từ nguyên sinh động vật, nhuyễn thể đến động vật

có vú, động vật bậc cao. Thực vật cũng đầy đủ các loài, từ bậc thấp đến bậc

cao. Mặt khác, hầu hết thực vật tồn tại trong ngôi nhà chung – trái đất, đều

bám rễ vào lòng đất, lấy dinh dƣỡng từ môi trƣờng đất để sinh trƣởng phát

triển, khi chết đi lại quay trở về với môi trƣờng đất. Trong môi trƣờng đất

cũng có mặt đầy đủ các vi sinh vật có hại và có ích, vi sinh vật hiếu khí và kị

khí, các dạng khuẩn cầu, khuẩn que hay xoắn khuẩn. Nhƣ vậy, trong môi

trƣờng sinh thái đất có đầy đủ các thành phần vi sinh vật, thực vật, động vật

với sự phong phú đa dạng cùng với các thành phần vô sinh để tạo nên một

môi trƣờng đất hoàn chỉnh.

40

4.4.1. Tính chất lý học

Tính chất lý học của đất có liên quan đến những quá trình vật lý xảy ra

trong đất và mối quan hệ với môi trƣờng nông nghiệp. Trong phạm vi đề tài

này, tính chất vật lý của đất đƣợc phân tích qua các chỉ tiêu độ ẩm đất, tỷ

trọng và thành phần cơ giới đất.

Độ ẩm của đất còn gọi là ẩm dung của đất, là khả năng chứa nƣớc của

đất và tính bằng % so với khối lƣợng đất khô tuyệt đối. Trong độ ẩm của đất,

trạng thái nƣớc và hàm lƣợng nƣớc đƣợc quyết định bởi cấu trúc của đất,

thành phần cơ giới, chất hữu cơ và mùn của đất. Đất giàu mùn, hàm lƣợng sét

cao, kết cấu tốt thì có khả năng giữ nƣớc tốt.

Nƣớc tham gia vào các quá trình phát sinh và phát triển trong đất, là

một trong những điều kiện cơ bản nhất của sinh trƣởng và phát triển của cây

trồng. Do đó độ ẩm còn là một trong những chỉ tiêu đánh giá độ phì nhiêu

của đất.

Nƣớc có liên quan đến một loạt các tính chất của đất nhƣ quá trình

phong hoá đá, hoà tan chất dinh dƣỡng, quá trình xói mòn và rửa trôi, chế độ

không khí và nhiệt độ đất, hoạt động của vi sinh vật đất và cả các tính chất cơ

lý khác nhƣ tính dính, tính dẻo, tính trƣơng co v.v…

Nắm đƣợc các đặc tính của nƣớc trong đất giúp ta điều tiết nƣớc một

cách hợp lý theo chiều hƣớng bồi dƣỡng và bảo vệ đất, đáp ứng đƣợc nhu cầu

nƣớc cho cây.

Độ ẩm của đất thể hiện khả năng hút ẩm của môi trƣờng đất, đƣợc biểu

thị bằng % lƣợng nƣớc trong môi trƣờng đất so với trọng lƣợng đất. Có hai

loại độ ẩm: độ ẩm tuyệt đối và độ ẩm tƣơng đối tùy theo mẫu số là trọng

lƣợng của đất khô kiệt hoặc của đất nguyên trạng. Độ ẩm này chính là dạng

nƣớc hấp phụ. Trạng thái hấp phụ của nƣớc đƣợc hình thành do hấp phụ vật

lý giữa các pha rắn với phân tử nƣớc. Nhờ tính lƣỡng cực của phân tử nƣớc

mà chúng có khả năng hấp phụ. Kết quả phân tích độ ẩm của đất đƣợc trình

bày trong bảng 4.2:

41

Bảng 4.2. Độ ẩm tƣơng đối và độ ẩm tuyệt đối của đất ô nhiễm

STT Công thức Độ ẩm tuyệt đối (%) Độ ẩm tƣơng đối (%)

1 HT1 40,56 28,79

2 HT2 39,45 28,29

3 HT3 53,66 39,92

4 HT4 41,42 29,28

5 HT5 24,72 19,82

Kết quả phân tích cho thấy, độ ẩm tƣơng đối của đất dao động trong

khoảng từ 19,82 – 39,92%, độ ẩm tuyệt đối dao động trong khoảng từ 24,72 –

53,66%.

Quá trình phong hóa đá mẹ hình thành đất đã tạo ra nhiều cấp hạt có

kích thƣớc khác nhau gọi là cấu tử của đất. Tỷ lệ tƣơng đối (%) các cấp hạt

khác nhau trong đất đƣợc gọi là thành phần cơ giới đất. Tùy theo tỷ lệ đó mà

đất đƣợc đặt tên theo thành phần cơ giới nhƣ đất cát, đất thịt, đất sét… Môi

trƣờng đất sẽ thay đổi tính chất vật lý của nó theo tỷ lệ cấp hạt. Thành phần

cơ giới là một chỉ tiêu quan trọng, lại hầu nhƣ không thay đổi nên đƣợc coi là

một đặc tính cơ bản của đất.

Tỷ trọng của đất đƣợc tính bằng khối lƣợng của một đơn vị thể tích

những hạt đất khô kiệt xếp xít chặt với nhau. Tỷ trọng của đất đƣợc quyết

định chủ yếu bằng các khoáng nguyên sinh, thứ sinh và những chất hữu cơ

trong đất. Vì tỷ lệ chất hữu cơ trong đất không lớn nên thực tế tỷ trọng của đất

phụ thuộc vào thành phần khoáng vật là chủ yếu. Đất càng nhỏ mịn, tỷ trọng

càng lớn và nếu trong đất càng có nhiều chất hữu cơ và mùn thì tỷ trọng sẽ

càng nhỏ.

Kết quả phân tích thành phần cơ giới đất ở khu vực nghiên cứu đƣợc

trình bày trong bảng 4.3:

42

Bảng 4.3. Tỷ trọng và thành phần cơ giới đất ô nhiễm

STT Công thức Tỷ trọng (gam/cm3) Cát (%) Sét (%) Bụi (%) Phân loại đất theo Ôkhôtin

1 HT1 2,8 40,50 8,00 51,50 Đất cát pha nặng

2 HT2 2,9 34,00 10,20 55,80 Đất thịt nhẹ

3 HT3 2,8 46,50 7,60 45,90 Đất cát pha nặng

4 HT4 2,6 48,50 9,00 42,50 Đất cát pha nặng

5 HT5 2,7 57,50 6,40 36,10 Đất cát pha nặng

Kết quả nghiên cứu cho thấy, các mẫu đất nghiên cứu đều chứa tỷ lệ cát

khá cao, dao động từ 34,00 đến 57,50%; tỷ lệ sét chiếm từ 6,40 – 10,20%. Tỷ

trọng của các mẫu đất phân tích cũng cho kết quả dao động từ 2,6 đến 2,9

(gam/cm3). Do vậy, dựa vào tỷ lệ sét để phân loại đất theo Ôkhôtin thì các

mẫu đất HT1, HT3, HT4, HT5 đều là đất cát pha nặng, mẫu đất HT2 là đất

thịt nhẹ.

Nhƣ vậy, kết quả nghiên cứu cho thấy các mẫu đất đều có thành phần

cơ giới nhẹ, cấp hạt cát chiếm một lƣợng khá lớn sẽ gây khó khăn khi tiến

hành hoàn thổ khu vực này.

4.4.2. Tính chất hóa học

Phản ứng dung dịch đất, khả năng hấp phụ, hàm lƣợng mùn và các

nguyên tố dinh dƣỡng cơ bản trong đất là những yếu tố quan trọng quyết định

độ phì nhiêu của đất. Kết quả nghiên cứu các chỉ tiêu này đƣợc trình bày

trong bảng 4.4.

43

Bảng 4.4. Thành phần hóa học đất ô nhiễm

TT Tên mẫu pH N (%) P2O5 (%) K2O (%) Mùn (%) CEC (mgđl/100g đất)

1 HT1 5,74 0,08 0,08 0,38 23 1,56

2 HT2 4,58 0,06 0,12 0,35 32 1,56

3 HT3 4,23 0,06 0,10 0,32 22 1,43

4 HT4 4,06 0,05 0,06 0,27 16 0,47

5 HT5 3,33 0,05 0,08 0,26 14 1,17

Hoạt động khai thác thiếc đã có tác động mạnh đến pH của môi trƣờng

đất khu vực. Mẫu đất chịu ảnh hƣởng nặng nhất là HT5 là 3,33 thuộc loại rất

chua. Những nơi đã chịu sự tác động cải tạo của con ngƣời (HT1 đến HT4),

giá trị pH đƣợc cải thiện hơn dao động từ 4,06 đến 5,74. Giá trị pH của đất

thấp có thể do trong quy trình sản xuất đã sử dụng axit để phá vỡ cấu trúc đất

nhằm thu hồi quặng, hay do có hiện tƣợng xuất hiện “dòng axit” đƣợc tạo

thành do quá trình oxi hóa các quặng sunphua gây ra.

Mùn không chỉ là kho dự trữ dinh dƣỡng của cây trồng mà còn là tác

nhân điều tiết nhiều tính chất lý, hóa, sinh học của đất theo hƣớng tích cực,

ảnh hƣởng rõ rệt đến việc làm đất và sức sản xuất của đất. Hàm lƣợng mùn

trong đất nằm trong khoảng từ 0,47 – 1,56%. Hoạt động khai thác thiếc trong

quá trình tuyển quặng đã có tác động xấu đến hàm lƣợng chất hữu cơ trong

đất, đất nghèo mùn. Các mẫu HT1, HT2 và HT3 có hàm lƣợng mùn cao hơn 2

mẫu còn lại là do trong khu vực này đất ô nhiễm đã đƣợc cải tạo một phần

bằng biện pháp sử dụng thực vật. Mặt khác đây cũng là khu vực còn có thực

vật che phủ nên cũng là nguyên nhân tạo nên mùn trong đất. Mẫu đất HT4 có

hàm lƣợng mùn thấp nhất đƣợc lấy tại khu vực đồi trồng keo tai tƣợng nhƣng

44

do cây mới trồng nên chƣa có tác dụng cải tạo đất cũng nhƣ ngăn chặn xói

mòn còn kém nên dẫn đến hiện tƣợng đất bị rửa trôi chất hữu cơ trong đất.

Mẫu đất HT5 cũng có hàm lƣợng mùn thấp do đƣợc lấy tại khu vực ruộng ô

nhiễm nặng, pH thấp nên hầu nhƣ không có thực vật mọc.

Dung tích trao đổi cation của đất (CEC) là đại lƣợng cho biết khả năng

đất giữ đƣợc bao nhiêu ion ở dạng trao đổi. Dung tích trao đổi của đất liên

quan nhiều đến chế độ dinh dƣỡng của cây trồng, nói lên khả năng dự trữ chất

dinh dƣỡng của đất chống lại sự rửa trôi. Kết quả phân tích cho thấy, dung

tích trao đổi cation thuộc loại trung bình (> 10 mgđl/100 gam đất), tuy nhiên

những mẫu đã có sự tác động cải tạo của con ngƣời thì chỉ số này cao hơn,

dao động từ 22 – 32 mgđl/100 gam đất.

Theo tiêu chuẩn TCVN 7373: 2004 về chất lƣợng đất Việt Nam thì

các mẫu đất nghiên cứu đều có hàm lƣợng N, P2O5 và K2O tổng số ở mức

thấp. Những mẫu đƣợc lấy ở khu vực đã đƣợc cải tạo chứa hàm lƣợng các

chất dinh dƣỡng cao hơn so với hai mẫu đất còn lại chƣa có sự can thiệp của

con ngƣời.

4.4.3. Đặc điểm sinh học

Ở Việt Nam, vấn đề ô nhiễm kim loại nặng đã và đang xảy ra, nguy

cơ con ngƣời phải đối mặt với loại ô nhiễm này đã rõ và một số loài thực

vật có thể đóng vai trò tích cực trong xử lý đã đƣợc biết đến. Đối chiếu với

danh lục các loài thực vật có khả năng xử lý Pb, Cd, As và Zn có thể bắt

gặp ở Việt Nam chúng tôi thống kê đƣợc 16 loài thực vật đƣợc trình bày

trong bảng 4.5:

45

Bảng 4.5. Các loài thực vật có khả năng hấp thụ kim loại nặng bắt gặp

ở khu vực đất ô nhiễm do khai thác thiếc tại xã Hà Thƣợng,

huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên

STT Tên khoa học Tên tiếng Việt Họ Kim loại

1 Aidianthaceae As Ptyrogramma calomelanos (L.) Link Dáng chò chanh

2 Pteris vittata L. Pteridaceae As Ráng sẹo gà dải

3 Equisetaceae Pb Cỏ tháp bút trƣờn, mộc tặc

4 Sậy Poaceae Equisetum ramosissimum Desf. Subsp. Debile (Roxb. Ex Vaucher) Hauke Phragmites autralis (Cav.) Trin. Ex. Steud.

5 Polygonum hydropiper L. Nghể răm Polygonaceae Pb, Cd, Zn

6 Ageratum conyzoides L. Cứt lợn Asteraceae Pb

7 Rau dệu Pb, Cd Altermantherasessilis (L.) A.DC Amaranthacea e

8 Khoai nƣớc Araceae Pb Colocasia esculenta (L.) Schott

9 Cỏ gà Poaceae Pb

10 Cỏ mật Asteraceae Cynodon dactylon ((L.) Pers.) Stevia rebaudiana Bertoni (Hem-shi)

11 Echinochloa crusgalli L. Cỏ lồng vực Poaceae Pb

12 Eclipta alba Hassk Nhọ nồi Asteraceae Pb

13 Eleusine indica (L.) Gaertn. Cỏ mần trầu Poaceae Pb

14 Vetiveria zizanioides L. Cỏ Vetiver Graminae Pb, As

15 Tradescantia pallida Thài lài Commelinacea e

16 Cỏ bạc đầu Cyperaceae Kyllinga mojnocephala Rottb

46

Thực vật hoang dại phân bố tại khu vực nghiên cứu chủ yếu là các loài

cỏ thích nghi trong môi trƣờng đất có pH thấp, nghèo dinh dƣỡng và hàm

lƣợng kim loại nặng cao.

Hình 4.7. Ráng sẹo gà dải Hình 4.8. Dáng chò chanh

(Pteris vittata L.) (Ptyrogramma calomelanos (L.) Link)

Hình 4.9. Cỏ Vetiver Hình 5.0. Cỏ tháp bút trƣờn

(Vetiveria zizanioides L.) (Equisetum ramosissimum Desf. Subsp.

Debile (Roxb. Ex Vaucher) Hauke

4.4.4. Hàm lượng As và hệ số rủi ro của đất ô nhiễm

Hoạt động khai thác khoáng sản đã gây ra sự ô nhiễm As trong môi

trƣờng đất, nƣớc và không khí. Asen đƣợc tạo ra nhờ quá trình khử oxit

asen (As2O3) với than hoạt tính, oxit Asen là sản phẩm phụ của quá trình

47

luyện kim và thƣờng có trong bụi khói của quá trình nung quặng, nhất là

luyện đồng. Mặc dù các khoáng Asen và hợp chất của nó dễ dàng hòa tan,

nhƣng sự di chuyển của Asen là có giới hạn vì As bị hút thu trên bề mặt

của khoáng sét, hydroxit và các chất hữu cơ. As có trong thành phần của

hơn 200 loại quặng và thƣờng có hàm lƣợng cao trong một số loại quặng

asenua của Cu, Pb, Hg hoặc tồn tại cùng với các sunphua. Một số loại

quặng có chứa hàm lƣợng Asen cao là Asenopirit (FeAsS), realgar (As 4S4)

và orpinen (As2S3). Trong khu vực nghiên cứu, phổ biến là quặng

Asenopirit (FeAsS) là nguyên nhân chủ yếu gây ô nhiễm As trong môi

trƣờng đất [4]. Kết quả phân tích hàm lƣợng As tổng số trong đất đƣợc

trình bày tại bảng 4.6.

Bảng 4.6. Hàm lƣợng As tổng số và hệ số rủi ro của đất ô nhiễm

STT Tên mẫu Hệ số rủi ro

Hàm lƣợng As trong đất (mg/kg đất) QCVN 03:2008/BTNMT Đối với đất nông nghiệp

HT1 1 89,52 12 7,46

HT2 2 54,98 12 4,58

HT3 3 113,72 12 9,47

HT4 4 38,47 12 3,20

HT5 5 169,19 12 14,09

Nhƣ vậy, kết qủa phân tích cho thấy hàm lƣợng As trong 5 mẫu đất thu

đƣợc tại khu vực khai thác thiếc đều cao hơn rất nhiều lần so với tiêu chuẩn

an toàn đối với đất nông nghiệp. Trong đó, hai mẫu HT3 và HT5 thu ở khu

vực đất trống và trũng nên hàm lƣợng As tập trung cao, cụ thể là 113,72

mg/kg và 169,19 mg/kg. Các mẫu HT1, HT2 và HT4 chứa hàm lƣợng As thấp

hơn do đã đƣợc hoàn thổ một phần.

48

Đánh giá hệ số rủi ro đối với nguyên tố As đều ở mức cao, dao động

từ 3,20 đến 14,09. Điều này chứng tỏ hàm lƣợng As trong đất ô nhiễm ở

khu vực này đang ở mức đe dọa, do đó cần có biện pháp quản lý và kiểm

soát phù hợp.

4.4.5. Khả năng phát tán và dự báo sự phát triển ô nhiễm đất tại khu vực

khai thác thiếc xã Hà Thượng, huyện Đại Từ, Thái Nguyên

Kết quả phân tích hàm lƣợng As cho thấy, môi trƣờng đất có dấu hiệu ô

nhiễm cục bộ, hàm lƣợng As ở nồng độ cao, có nguy cơ tiềm ẩn lớn, cần phải

có giải pháp cải tạo và kiểm soát. Nguồn phát sinh ô nhiễm và đƣờng truyền

rủi ro đƣợc trình bày trong hình 5.1.

Hình 5.1: Sơ đồ nguồn phát sinh ô nhiễm và đƣờng truyền rủi ro

Chú thích:

- Số 1: Khu vực lấy mẫu HT1 - Số 4: Khu vực lấy mẫu HT4

- Số 2: Khu vực lấy mẫu HT2 - Số 5: Khu vực lấy mẫu HT5

- Số 3: Khu vực lấy mẫu HT3 - QL37: Quốc lộ 37

49

Nguồn gây ra ô nhiễm môi trƣờng đất từ 2 địa điểm là xí nghiệp tuyển

thiếc (cũ) và khu vực khai thác quặng thủ công (đồi cọ).

Tại khu vực xí nghiệp tuyển thiếc, trƣớc đây nƣớc thải trong qúa trình

tuyển quặng đƣợc thải xuống bể chứa phía dƣới chân đồi, gần khu vực ruộng

trồng lúa và hoa màu. Tuy nhiên, vào mùa mƣa, nƣớc thải thƣờng tràn qua bể

chứa gây ô nhiễm nghiêm trọng khu vực đất canh tác bên dƣới (khu vực lấy

mẫu đất HT1, HT2 và HT3). Hiện tại, xí nghiệp này đã giải thể, khu vực

tuyển quặng trƣớc đây đã đƣợc hoàn thổ và trồng keo lá tràm và keo tai

tƣợng. Trong khu vực hoàn thổ vẫn còn một số bãi đất trống thuộc khu bãi

thải quặng trƣớc đây (khu vực lấy mẫu đất HT4). Nƣớc thải từ bể chứa này

cũng chảy theo mƣơng qua khu vực trồng cây ăn quả của 3 hộ dân sống gần

đó, vào mùa mƣa, nƣớc dâng lên tràn vào vƣờn trồng cây ăn quả.

Khu vực đồi cọ là nơi ngƣời dân trƣớc đây khai thác quặng thủ công,

nên nƣớc thải không đƣợc xử lý mà đổ trực tiếp xuống con mƣơng cạnh cánh

đồng lúa phía bên dƣới (cánh đồng gần quốc lộ 37 đƣờng đi Tuyên Quang)

làm cho toàn bộ khu vực này bị ô nhiễm nặng. Hiện nay, một diện tích lớn đất

trồng lúa đều bỏ hoang không canh tác đƣợc (khu vực lấy mẫu đất số 5). Địa

hình khu vực này rất trũng và lầy thụt, vào mùa mƣa nƣớc từ mƣơng thải

dâng lên nên rất khó khăn cho việc cải tạo. Nƣớc thải từ con mƣơng cũng gây

ô nhiễm đất và nƣớc khu cánh đồng phía dƣới đƣờng quốc lộ.

Nhƣ vậy, hậu quả của việc khai thác thiếc tại xã Hà Thƣợng, huyện Đại

Từ không chỉ ảnh hƣởng đến diện tích, chất lƣợng đất trồng trọt và đất rừng

mà còn trực tiếp ảnh hƣởng đến sức khỏe của ngƣời dân ở khu vực này. Cho

nên nếu không có biện pháp cải tạo, phục hồi và quản lý thích hợp thì diện

tích đất ô nhiễm sẽ ngày càng mở rộng ra những khu vực xung quanh.

5.5. Nghiên cứu những loài cây trồng làm cảnh có khả năng tích tụ và

chống chịu đất ô nhiễm do kim loại nặng

50

Trong những năm gần đây, sử dụng thực có khả năng tích tụ và cố định

chất ô nhiễm để cải tạo đất ô nhiễm kim loại nặng đã đƣợc nghiên cứu và ứng

dụng ở nhiều nơi trên thế giới, trong đó có Việt Nam. Tuy nhiên, phần lớn các

công trình đều tập trung nghiên cứu các loài thực vật hoang dại, đặc biệt là

những loài bản địa với khả năng thích nghi cao khi sống trong môi trƣờng ô

nhiễm. Những loài thực vật có giá trị kinh tế chƣa đƣợc quan tâm tới. Vì vậy,

trong nghiên cứu này chúng tôi mạnh dạn sử dụng 3 loài hoa cúc, trong đó có

hai loài đang đƣợc trồng phổ biến tại Thái Nguyên, đó là cúc Đại đóa, cúc

chùm vàng và 1 loài nhập nội (cúc Indo) để trồng thử nghiệm trong chậu trên

môi trƣờng đất ô nhiễm kim loại nặng do khai thác thiếc. Nhiều nghiên cứu đã

khẳng định, phần lớn các loài hoa cúc đều có khả năng tích lũy kim loại nặng

từ mức trung bình đến mức cao, đặc biệt là khả năng tích tụ Pb trong cây [33].

5.5.1. Đặc điểm chung của ba loài hoa Cúc

a, Cúc Đại đóa (Chrysanthemum morifolium) [48]

Họ thực vật: Asteraceae (họ Cúc)

Nguồn gốc: Nhật Bản và Trung Quốc.

Đặc điểm:

+ Hình thái: Cây phân nhiều cành nhánh, mang nhiều lá mọc cách. Lá

có màu xanh đậm, mặt trên nhám, mặt dƣới nhạt màu hơn và có lớp lông

trắng. Lá Cúc Đại đóa to hơn các loại cúc khác, mép lá xẻ thùy nhiều, nhọn ở

đầu. Hoa to mọc trên đỉnh, hoa có nhiều cánh mọc thành nhiều lớp xếp vòng,

cánh hoa nở xòe phần cuốn hoa và ôm lại phần ngọn cánh hoa che nhụy. Hoa

Cúc Đại đóa có nhiều màu: vàng, trắng, tím. Cây có chiều cao trung bình từ

1m2 đến 1m3

+ Sinh thái: là cây sống hàng năm, mọc thành bụi.

+ Canh tác: Cúc đại đóa nở vào tháng 10-11, nở rộ khoe sắc hoa rực rỡ

vào tháng 12, nên loài hoa này đƣợc sử dụng rất nhiều trong dịp lễ Tết. Cách

chăm sóc cúc đại đóa khá đơn giản và không tốn nhiều thời gian của ngƣời

51

chăm. Tƣới nƣớc cho hoa 2 ngày 1 lần, tƣới vào xung quanh gốc cây cúc

chậu, lƣu ý kiểm tra độ ẩm của đất trƣớc khi tƣới, nếu quá ẩm thì ngƣng,..

Cung cấp thêm chất dinh dƣỡng cho cây (dạng phân pha loãng là tốt nhất) để

hoa cúc tƣơi sắc hơn, đẹp lâu hơn.

b, Cúc chùm vàng (Chrysanthemun sp) [51]

Họ thực vật: Asteraceae (họ Cúc)

Nguồn gốc: Nhật Bản và Trung Quốc.

Đặc điểm hình thái:

+ Rễ: Thuộc loại rễ chùm. Phát triển phần lớn theo chiều ngang, ít ăn

sâu. Đâm sâu khoảng 10 – 20cm.

+ Thân: Thuộc loại thân thảo nhỏ. Trên thân non 1 số loài có phủ một

lớp lông tơ.

+ Lá: Thuộc loại lá đơn, không có lá kèm, mọc so le.Phiến lá mỏng,

mặt dƣới lá có phủ một lớp lông tơ, mặt trên lá có màu xanhđậm.

+ Hoa và quả: Hoa màu vàng, mỗi cành có nhiều bông. Hoa cúc có 4 –

5 nhị đực dính vào nhau bao xung quanh vòi nhụy. Vòi nhụy mảnh hình chỉ

chẻ đôi. Quả là quả bế. Chỉ có một hạt mầm nằm trong khoang của quả và đôi

khi dính với vỏ quả. Vỏ hạt rất mỏng, phôi lớn và thẳng không có nội nhũ.

Đặc điểm sinh lý, sinh thái và canh tác: giống hoa Cúc Đại đóa.

c, Cúc Indo (Verbena hybrid) [50]

Họ thực vật: Asteraceae (họ Cúc)

Đặc điểm hình thái:

+ Thân, tán, lá: Cây thân thảo cao 20 cm, là loại cây thƣờng niên.

+ Hoa, qủa, hạt: Hoa màu hồng. Nhánh cây phân bố đồng đều giống

nhƣ những chiếc dù với những bông nhỏ rất đẹp.

+ Thích hợp cho trồng luống, chậu treo, hoặc trồng chung với các loại

hoa khác.

52

+ Số hạt/gam : 400-500 hạt. Thời gian nảy mầm: 5-7 ngày.

+ Giai đoạn vƣờn ƣơm: 25-30 ngày.

+ Thời gian trồng đến bắt đầu ra hoa: 50-60 ngày.

+ Kích thƣớc hoa :1 cm. Chiều cao cây : 20-30cm.

Đặc điểm sinh lý, sinh thái:

+ Tốc độ sinh trƣởng: Nhanh.

+ Phù hợp với: Đất giàu dinh dƣỡng, thoát nƣớc tốt.

Đặc điểm canh tác:

+ Cây hoa cúc Indo hay bị muội đen, hoặc bệnh phấn trắng, một phần do

cây có nhu cầu dinh dƣỡng cao, do trồng trong chậu đất ít và chăm bón không

đƣợc tốt nhƣ trồng trên đất vƣờn, nên cây yếu, khả năng kháng bệnh kém. Hơn

nữa cúc indo nhu cầu nƣớc nhiều nhƣng lại phải thoát nƣớc, tƣới nhiều sũng bộ

rễ thì thối rễ, ít tƣới thì khô lá, hỏng chồi ảnh hƣởng tới hoa và khô cây.

+ Cúc indo phù hợp đất pha cát tơi xốp, thông thƣờng mua chậu treo thì

chơi 1 thời gian cần thay đất trong chậu. Mua đất sạch, giá thể cho hoa cây

cảnh, trộn với cát đen tỉ lệ 1/1, trộn lẫn phân NPK 15- 15 -15 có vi lƣợng 1

muỗng / 1 chậu.

+ Khi thay chậu tuới nƣớc đều quanh chậu không ƣớt quá, đủ để nhấc

đƣợc hẳn cả bầu đất ra gỡ đất cũ nhƣng không trơ hết rễ vẫn bảo đảm rễ chính

vẫn ôm đất cũ, nhẹ nhàng cho cây vào chậu mới, phủ đất mới, tƣới ẩm để chỗ

mát, sau 1 tuần cây ổn định sức sống, treo lên ngắm hoa.

+ Cách làm này cũng chỉ đƣợc 1 thời gian 2- 3 tháng vì chậu treo ít đất,

dinh dƣỡng cây hút nhanh, và cúc indo rất khó sử dụng phân bón lá, nếu bón

chỉ bón với hàm lƣợng rất nhẹ khoảng 1/5 so vơi chỉ dẫn của nhà sản xuất

không sẽ cháy lá.

5.5.2. Nghiên cứu khả năng chống chịu của ba giống hoa cúc khi trồng

trên đất ô nhiễm

53

Ba loài hoa cúc đƣợc trồng thí nghiệm trên 5 môi trƣờng đất ô nhiễm là

HT1, HT2, HT3, HT4 và HT5. Vì hạn chế về kinh phí nên chúng tôi không

phân tích hàm lƣợng kim loại nặng tích lũy đƣợc trong cây. Khả năng chống

chịu của các loài hoa cúc đƣợc đánh giá thông qua tỷ lệ sống sót và khả năng

tạo sinh khối của cây sau 6 tuần thí nghiệm. Kết quả nghiên cứu đƣợc trình

bày trong bảng 4.7 và bảng 4.8.

Bảng 4.7. Tỷ lệ sống sót (%) của các giống cúc trồng trên đất ô nhiễm

Sau 3 tuần thí nghiệm Sau 6 tuần thí nghiệm

Giống

HT1 HT2 HT3 HT4 HT5 HT1 HT2 HT3 HT4 HT5

70 100 60 90 70 70 80 10 70 20

Cúc chùm vàng

90 100 80 100 60 80 100 60 100 30 Cúc Đại đóa

Cúc Indo 100 100 100 100 100 100 100 60 100 100

Ở giai đoạn 3 tuần sau khi trồng, tỷ lệ sống sót của cúc Chùm vàng và

cúc Đại đóa giảm dần ở các công thức HT3, HT5 và giảm mạnh ở giai đoạn 6

tuần sau trồng. Sau 6 tuần, cúc Chùm vàng chỉ còn 1 cây sống sót (HT3) và 3

cây sống sót (HT5). Tỷ lệ số cây sống sót ở cúc Đại đóa cũng chỉ còn 60%

(HT3) và 30% (HT5). Tỷ lệ sống sót của cúc Indo đều đạt 100% ở 4 công

thức HT1, HT2, HT4 và HT5. Nhƣ vậy, kết quả thu đƣợc cho thấy, tỷ lệ sống

sót của các giống hoa cúc xếp theo thứ tự giảm dần là cúc Indo > cúc Đại đóa

> cúc Chùm vàng.

Sau 6 tuần thí nghiệm, chúng tôi tiến hành xác định sinh khối của các

giống hoa cúc, kết quả đƣợc trình bày trong bảng 4.8.

54

Bảng 4.8. Sinh khối (gam/chậu) của các giống cúc trồng trên đất ô nhiễm

Trƣớc khi trồng Sau 6 tuần thí nghiệm

Giống

HT1 HT2 HT3 HT4 HT5 HT1 HT2 HT3 HT4 HT5

Cúc

chùm 37,15 40,34 45,67 50,72 42,41 95,19 104,13 12,51 33,26 19,29

vàng

Cúc 43,04 46,22 50,56 53,09 48,64 94,57 110,25 31,44 102,36 16,04 Đại đóa

Cúc 39,87 40,12 42,32 44,18 45,66 87,83 91,38 28,15 98,63 92,27 Indo

Kết quả thu đƣợc về sinh khối của các giống hoa cúc ở bảng 3.8 cho

thấy, sinh khối của cây ở tất cả các công thức có tỷ lệ cây sống sót cao đều

tăng so với ban đầu. Tƣơng ứng với tỷ lệ sống sót, sinh khối của cúc Chùm

vàng và cúc Đại đóa ở các công thức HT3 và HT5 đều thấp hơn nhiều so với

các công thức còn lại. Đối với cúc Indo, loài này sinh trƣởng kém ở môi

trƣờng đất HT3 nên sinh khối thu đƣợc chỉ đạt 28,15 gam/chậu. Nhìn chung,

sinh khối của cả 3 loài cúc tăng đều và ổn định khi trồng trên môi trƣờng đất

HT1, HT2 và HT4.

Tóm lại, xét về khả năng chống chịu thông qua tỷ lệ cây sống sót và

sinh khối có thể khẳng định 3 loài cúc sinh trƣởng tốt trên môi trƣờng đất

HT1, HT2 và HT4.

55

HT1 HT2 HT3H HT4 HT5

Hình 5.2. Khả năng sinh trƣởng, phát triển của các giống hoa cúc

sau 3 tuần thí nghiệm

HT1 HT2 HT3 HT4 HT5

Hình 5.3. Khả năng sinh trƣởng, phát triển của các giống hoa cúc

sau 6 tuần trồng thí nghiệm

5.6. Đề xuất biện pháp phục hồi sinh học cải tạo đất bị thoái hóa và ô

nhiễm do khai thác khoáng sản

Căn cứ vào địa hình, thành phần, tính chất đất, đặc biệt là hàm lƣợng

kim loại nặng, độ pH, thành phần các loài cây hoang dại và cây trồng, chúng

56

tôi đề xuất một số biện pháp phục hồi đất ô nhiễm tại khu vực khai thác thiếc

xã Hà Thƣợng, huyện Đại Từ nhƣ sau:

- Khu vực đất ô nhiễm HT1, HT2: Môi trƣờng đất đã đƣợc cải tạo bằng

cỏ Vetiver và dƣơng xỉ nên hàm lƣợng kim loại thấp, thành phần cơ giới nhẹ,

tơi xốp, giàu chất hữu cơ nên có thể trồng 3 loài cúc đã đƣợc nghiên cứu. Nếu

đƣợc đầu tƣ về phân bón và chăm sóc đầy đủ, các loài hoa cúc có thể sinh

trƣởng, phát triển tốt trên đất này. Ngoài ra, để cải thiện tính chất đất, có thể

trồng luân canh hoặc xen canh với một số cây họ đậu cải tạo đất nhƣ Muồng

lá nhọn (Cassia occidentalis L.); Đậu công (Flemingia congesta); Đậu ren

(Rensonic); Trinh nữ không gai (Mimosa sp); Sục sặc (Sesbania javaica Mi);

Cốt khí cao (Tephrosia candida)... Cần lƣu ý, khuyến cáo bà con nông dân

chƣa nên trồng những loại cây lƣơng thực, cây thực phẩm ở khu vực này vì

kim loại có thể tích tụ vào sản phẩm thu hoạch, gây hại cho sức khỏe con

ngƣời và vật nuôi.

- Khu vực đất HT4: Môi trƣờng đất đã đƣợc hoàn thổ, địa hình trên

cao, 1 phần đang trồng các loại keo tai tƣợng và keo lá tràm, phần đất trũng

còn lại vẫn bỏ hoang do hàm lƣợng pH thấp, nghèo dinh dƣỡng nên tiếp tục

trồng các loại cây lâm nghiệp. Ở giai đoạn đầu, khi mới tiếp xúc với đất ô

nhiễm, nếu cây sinh trƣởng kém có thể khắc phục bằng cách trồng cây trong

bầu, đào hố sâu khi trồng và lấp đất bằng đất mƣợn ở khu vực không ô nhiễm.

- Khu vực HT3 và HT5: Môi trƣờng đất cần tiếp tục đƣợc cải tạo. Nên

sử dụng những loài cây có khả năng tích tụ kim loại nặng cao, đặc biệt là loài

tích tụ cao As nhƣ loài dƣơng xỉ Pteris vittata L [2]. Ngoài ra cần kết hợp

trồng xen canh và luân canh với các loài cây họ đậu cải tạo đất.

57

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

1. Kết luận

- Các mẫu đất nghiên cứu đều có thành phần cơ giới nhẹ và đƣợc phân

loại thành đất cát pha nặng và đất thịt nhẹ.

- Đất có pH thấp, nghèo dinh dƣỡng, hàm lƣợng N, P2O5, K2O tổng số,

hàm lƣợng mùn ở mức thấp. Khả năng dự trữ chất dinh dƣỡng ở mức trung

bình do dung tích hấp thu (CEC) của các mẫu đất đều có kết quả lớn hơn 10

mgđl/100 gam đất. Chất lƣợng đất ở những khu vực đã đƣợc cải tạo và hoàn

thổ một phần (HT1, HT2 và HT4) tốt hơn so với khu đất ô nhiễm nặng không

có thực vật mọc.

- Hàm lƣợng As đều cao hơn so với tiêu chuẩn cho phép đối với đất

nông nghiệp từ 3,20 đến 14,09 lần.

- Thực vật có khả năng tích lũy kim loại chủ yếu là các loài thân cỏ có

khả năng thích nghi với môi trƣờng đất pH thấp, nghèo dinh dƣỡng và hàm

lƣợng kim loại nặng cao.

- Nguồn phát sinh ô nhiễm là do sự đổ thải của xí nghiệp tuyển quặng

thiếc và hoạt động khai thác quặng thủ công của ngƣời dân. Nƣớc thải gây ô

nhiễm môi trƣờng đất, nƣớc, giảm diện tích đất nông nghiệp, đất rừng và ảnh

hƣởng đến cuộc sống của một bộ phận dân cƣ xung quanh.

- Đề xuất trồng 3 loài hoa cúc tại 2 khu vực đất đã đƣợc cải tạo 1 phần

là HT1 và HT2. Khu vực HT4 nên tiếp tục trồng các loại cây lâm nghiệp. Khu

vực HT3 và HT5 nên trồng các loại cây tích tụ kim loại nặng cao kết hợp với

các loài cây họ đậu cải tạo đất.

2. Đề nghị

- Cần phân tích hàm lƣợng kim loại nặng trong cây sau khi trồng để có

cơ sở chắc chắn hơn.

- Tiếp tục thí nghiệm (trong chậu và ngoài đổng ruộng) để chọn lựa

đƣợc những loại cây trồng có giá trị kinh tế, phù hợp với mục đích cải tạo,

phục hồi môi trƣờng đất ô nhiễm do khai thác khoáng sản.

58

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tài liệu Tiếng Việt:

1. Đặng Thị An, Chu Thị Thu Hà (2009), “Đất bị nhiễm asen (As) ở Đại Từ,

Thái Nguyên”, Tạp chí Khoa học đất, số 31/2009, tr. 88 – 90.

2. Bùi Thị Kim Anh, Đặng Đình Kim, Trần Văn Tựa, Lê Đức, Nguyễn

Trung Kiên, Đỗ Tuấn Anh, Nguyễn Thị Hoài Phƣơng (2008), “Khả năng

chống chịu và tích lũy asen của hai loài dƣơng xỉ thu từ vùng khai thác

mỏ”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ (Viện Khoa học và Công nghệ

Việt Nam), tập 46, số 6a, tr. 248 - 257.

3. Nguyễn Anh (2005), “Sự ô nhiễm đất ở vùng khai thác khoáng của Việt

Nam”, Hội thảo quốc tế về quản lý và xử lý đất nông nghiệp bị ô nhiễm,

Hà Nội ngày 12 - 13/12/2005.

4. Đặng Văn Bát và cs (2005), “Môi trƣờng khai thác khoáng sản ở việt

Nam”, Báo cáo tại Hội nghị Môi trường toàn quốc, Hà Nội.

5. Nguyễn Văn Bình, Nguyễn Đức Quý, Vũ Minh Quân, Lê Quang Thành

(2000) “Sự phân bố và phát tán kim loại nặng trong đất và nƣớc khu vực

mỏ thiếc Sơn Dƣơng”, Tạp chí Khoa học về trái đất, 22(2), tr. 134-139.

6. Bộ Công nghiệp (2005), Báo cáo tổng kết, Nhiệm vụ: “Xây dựng chƣơng

trình phục hồi môi trƣờng vùng khai thác khoáng sản tại Việt Nam”.

7. Công ty gang thép Thái Nguyên (2006), Báo cáo quan trắc chất lượng

môi trường mỏ sắt Trại Cau năm 2006, Thái Nguyên 8/2006.

8. Công ty khoáng sản Tiberon (2004), báo cáo ĐTM Dự án Núi Pháo, Đại

Từ, Thái Nguyên.

9. Lê Đức, Nguyễn Xuân Huân, Nguyễn Thị Đức Hạnh, Trần Thị Tuyết Thu (2005), “Ảnh hƣởng của kim loại nặng (Pb2+, Cu2+) đến giun đất

(Pheretima morrisi) và cây rau cải (Brassica juncea)”, Tạp chí Khoa học

đất, số 22, tr. 95 - 101.

59

10. Lê Văn Khoa, Trần Thiện Cƣờng, Lê Văn Thiện (2009), Dinh dưỡng

khoáng thực vật, Nxb Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.

11. Lê Văn Khoa, Nguyễn Xuân Quýnh, Nguyễn Quốc Việt (2007), Chỉ thị

sinh học môi trường Nxb Giáo dục, Hà Nội.

12. Võ Văn Minh (2009), Luận văn Tiến sĩ khoa học môi trƣờng, trƣờng Đại

học Khoa học tự nhiên, ĐHQG Hà Nội, Hà Nội.

13. Đặng Đình Kim, Lê Đức, Bùi Thị Kim Anh 2011, Xử lý ô nhiễm môi

trường bằng thực vật, Nhà xuất bản Nông nghiệp Hà Nội.

14. Trần Văn Tựa, Nguyễn Đức Thọ, Đỗ Tuấn Anh, Nguyễn Trung Kiên và

Đặng Đình Kim (2007), “Sử dụng cây cỏ Vetiver trong xử lý nƣớc thải

chứa Cr và Ni theo phƣơng pháp vùng rễ”, Tạp chí Khoa học và Công

nghệ (Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam), tập 46 (6a), tr. 40 - 45.

15. Phạm Tích Xuân (2011), “Nghiên cứu đánh giá ảnh hƣởng của các bãi

thải khai thác và chế biến khoáng sản kim loại đến môi trƣờng và sức

khỏe con ngƣời, đề xuất giải pháp giảm thiểu”, Hội nghị tổng kết

chương trình khoa học công nghệ phục vụ phòng tránh thiên tai bảo vệ

môi trường và sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên, Nhà xuất bản

Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, tr . 265-274

16. Nguyễn Quốc Thông, Đặng Đình Kim, Trần Văn Tựa, Lê Lan Anh

(1999), Khả năng tích tụ kim loại nặng Cr, Ni và Zn của bèo tây trong

xử lý nước thải công nghiệp, Báo cáo khoa học Hội nghị công nghệ

sinh học toàn quốc, Hà Nội 9,10/12/1999, Nxb Khoa học Kỹ thuật, tr.

983 - 988.

17. UBND xã Hà Thƣợng, (2009), Thống kê, kiểm kê đất đai năm 2009.

II. Nguồn tiếng nƣớc ngoài:

18. ANZ. (1992), Australian and New Zealand Guidelines for the

Assessment and Management of Contaminated Sites, Australian and

60

New Zealand Environment and Conservation Council, and National

Health Medical Research Council, January 1992.

19. Barcelo J., and Poschenrieder C. (2003), Phytoremediation: principles

and perspectives, Contributions to Sciencs, institute d’Edtudis Catalans,

Bacelona, pp. 333 - 344.

20. Berti W. R., and Cunningham S. D. (2000), Phytostabilization of metal. In:

Raskin I, Ensley B (eds) Phytoremediation of toxic metals: Using plants to

clean up the environment, Wiley Interscience, New York, pp. 71 - 88.

21. Cunningham et al (1995), Phytoremediation of contaminated soils,

Trends Biotechnol. 13, pp. 393 - 397.

22. Channey R. et al (1997), Phytoremediation of soil metal, Current

Opinion in Biotechnology 8, pp. 279 - 284.

23. CHEN Tongbin et al. (2002),”Arsenic hyperaccumulator Pteris vittata

L. And its arsenic accumulation”,Chinese Science Bulletin, 47 , No.

11,pp.902-905.

24. Ghosh M., and Singh S. P. (2005), “A review on phytoremediation of

heavy metals and utilization of its byproducts”, Applied ecology and

environmental reserch, 3(1), pp. 1 - 18.

25. H.S. Lim, et al. (2004), “Heavy metal contamination and risk

assessment in the vicinity of the abandoned songcheon Au-Ag Mine in

Korea”, Procc.of II Inter. Conf. On Soil Poll. And Rem, pp. 5-7.

26. Henry J. R. (2000), “In An Overview of Phytoremediation of Lead and

Mercury”, NNEMS Report, Washington, D.C., pp. 3 - 9.

27. Huang et al (1997), “Phytoremadiation of lead-contaminated soils: Role

of synthetic chelates in lead phytoextraction”, Environ Sci Technol 31,

pp. 800 - 805.

28. JECFA (2000), Summary and conclusions of the fifty-fifth metting,

Geneva, World Health Organization, Joint FAO/WHO Expert

Committee on Food Additives.

61

29. Marcus Jopony and Felix Tongkul (2002), “Heavy Metal

Hyperaccumulating Plants in Malaysia and Their Potential Applications”,

The First ASEM Conference on Bioremediation, September 2002, Hanoi -

Vietnam, pp. 24 - 27.

30. Neil Willey (2007), Phytoremediation: methods and reviews, Humana

Press, Totowa, New Jersey.

31. Neumann et al (2003), “Rapid microalgal metabolism of selenate to

volatile dimethylselenide”, Plant Cell Environ 26, pp. 897 - 905.

32. Norman Terry, Gary Bañuelos (2000), Phytoremediation of contaminated

Soil and Water, CRC Press LLC, the United States of America.

33. Raskin & Ensley (2000), Phytoremediation of Toxic Metals: Using

Plants to Clean up the Environmental, John Wiley & Sons, Inc.,

NewYork.

34. Raskin et al (1997), Phytoremediation of metals: using plants to remove

pollutionts from the environment, Curr. Op. Biotechnology 8, pp. 221 -

226.

35. Robinson et al (2003), Phytoextraction: an assessment of

biogeochemical and economic viability, Plant Soil 249, pp. 117-125.

36. Rulkens W. H., Tichy R., and Grotenhuis J. T. C. (1998), “Remediation of

pollutet soil and sediment: perspectives and failures”, Water Sci. Technol.,

37, pp. 27 - 35.

37. Salt D. E., Blaylock M., Nanda Kumar P. B. A., Dushenkov V., Ensley

B. D., and Raskin I. (1995), “Phytoremediation: A novel strategy for the

removel of toxic metals from the environment using plants” Biotechnol.,

13, pp. 468-474.

38. Salt D. E., Pickering I. J., Prince R. C., Gleba D., Dushenkov S., Smith R. D.,

and Raskin I. (1997), “Metal accumulation by aquacultured seedlings of

Indian Mustard”, Environ. Sci. Techno., 31(6), pp. 1636 - 1644.

62

39. Salt et al (1995), Phytoremediaton: A novel strategy for the removal of toxic

metals from the environment using plants, Bio/Tech 13, pp. 468 - 474.

40. Salt et al (1998), Phytoremediation, Annu Rev Plant Physiol Plant, Mol

Biol 49, pp. 643 - 668.

41. Shelmerdine P.A., C.R Black, S.D. Young and S.P Mcgrath (2004),

“Phytoremediation of arsenic-contaminated soils using the

hyperaccumulating fern Pteris vittata” Proceedings of the 2nd

International Conference on Soil Pollution and Remediation, Nanjing,

China, pp. 205-213.

42. Truong P. N. V. (1996), Vetiver grass for land rehabilitation, Proc. ICV-

1: pp. 49 - 56.

43. Truong P. N. V. (2006), “Vetiver system: disater mitigation and

environmental protection in Vietnam”, Regional conference: Vetiver

system, disaster mitigation and environmental protection in Vietnam,

Cantho University: 18-21/1/2006.

44. World Health Organization, Geneva (2001), Arsenic and arsenic

compounds.

45. Raskin&Ensley (2000), Phytoremediation of Toxic Metals: Using Plants

to Clean Up the Environment. Jon Wiley & Sons, Inc.., New York.

46. Cunningham et al (1995) Phytoremediation of contaminated soil. Treds

Biotechnol.

III. Nguồn internet Việt Nam:

47. http://hoala.vn/newsdetail/1437/cuc-nu-hoang--cuc-indo.html.

48. http://cayhoacanh.com/cach-trong-va-cham-soc-cay-cuc-dai-doa/.

49. http://www.biology.hcmus.edu.vn/data/BM_Sinhthai_Tienhoa/12_Khao_

sat_sinh_vat_dat_LCM.pdf

50. Vn.express (2003), Hoa ngũ sắc chống ô nhiễm chì trong đất,

http://vnexpress.net/gl/khoa-hoc/2003/, ngày 26/10/2007.

51. http://m21love.blogspot.com/2012/12/hoa-cuc-chrysanthemum-

sp.html

63

PHỤ LỤC

1. Phụ lục 1: Thang đánh giá kim loại nặng trong đất

Giới hạn cho phép của hàm lƣợng tổng số của As, Cd, Cu, Pb, Zn trong đất

(QCVN 03:2008)

(Đơn vị : mg/kg đất khô, tầng đất mặt)

Thông số ô nhiễm Đất sử dụng cho mục đích nông nghiệp Đất sử dụng cho mục đích lâm nghiệp Đất sử dụng cho mục đích công nghiệp Đất sử dụng cho mục đích dân sinh

As 12 12 12 12

Cd 2 2 5 10

Cu 50 70 70 100

Pb 70 100 120 300

Zn 200 200 200 300

2. Phụ lục 2: Danh mục thang đánh giá chỉ tiêu pH trong đất

pH Loại đất

>7 Kiềm yếu

5,5-6 Trung tính

4,5-5,5 Chua nhẹ

< 4,5 Rất chua

3. Phụ lục 3: Hàm lƣợng mùn trong đất

< 1% 1-2% 2-4% 4-8% Tỷ lệ % mùn trong đất

Loại đất Rất nghèo Nghèo Trung tính Giàu

4. Phụ lục 4: Hàm lƣợng phốt pho tổng số

< 0,06% 0,06 - 0,01% >0,1%

Nghèo Trung tính Giàu

5. Phụ lục 5: Hàm lƣợng Ni tơ tổng số

<0,08% 0,08- 0.15% 0,15-0,2% >0,2%

Nghèo Trung bình Khá giàu Giàu

6. Phụ lục 6: Hàm lƣợng Kali tổng số

<0,8% 0,8-2% >2%

Nghèo Trung bình Giàu

7. Phụ lục 7. Giới hạn nồng độ kim loại chứa trong lá thực vật (mg/kg VCK)

Nguyên tố Mức thấp Mức trung bình Mức cao

Ca Mg K Na P Fe Mn Zn Cd Pb Ni Co Cr Cu Se 800 400 1000 400 300 10 5 5 0.03 0.01 0.2 0.01 0.05 1 0.01 3000 – 30000 1000 – 6000 5000 – 20000 1000 – 4000 800 – 3000 60 – 600 20 – 400 20 – 400 0.1 – 3 0.1 – 5 1 – 10 0.03 – 2 0.2 – 5 5 – 25 0.05 - 1 60000 10000 50000 10000 5000 2500 2000 2000 20 100 100 20 50 100 10

(Nguồn: Raskin & Ensley, 2000)