Nghiên cứu thực trạng ô nhiễm kim loại nặng kẽm trên các bãi thải của hoạt động khai thác khoáng sản tại một số tỉnh miền núi phía bắc việt nam và bước đầu thử nghiệm khả năng tích lũy kim loại nặng trong đất của thực vật

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG & MƠI TRƢỜNG  - KHĨA LUẬN TỐT NGHỆP NGHIÊN CỨU THỰC TRẠNG Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG KẼM TRÊN CÁC BÃI THẢI CỦA HOẠT ĐỘNG KHAI THÁC KHOÁNG SẢN TẠI MỘT SỐ TỈNH MIỄN NÚI PHÍA BẮC VIỆT NAM VÀ BƢỚC ĐẦU THỬ NGHIỆM KHẢ NĂNG TÍCH LŨY KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT CỦA THỰC VẬT NGÀNH: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG MÃ SỐ: 7850101 Giảng viên hướng dẫn : ThS Bùi Văn Năng Sinh viên thực : Nguyễn Thị Nhật Anh Mã sinh viên : 1954021029 Lớp : K64 – QLTN&MT Khóa học : 2019-2023 Hà Nội, 2023 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian thực hiện, đến khóa luận “Nghiên cứu thực trạng ô nhiễm kim loại nặng kẽm bãi thải hoạt động khai thác khoáng sản số tỉnh miễn núi phía Bắc Việt Nam bƣớc đầu thử nghiệm khả tích lũy kim loại nặng đất thực vật” đƣợc hoàn thành Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo ThS Bùi Văn Năng – Giảng viên Trƣờng Đại Học Lâm Nghiệp dạy, truyền đạt hƣớng dẫn em tận tình khơng khóa luận tốt nghiệp mà cịn suốt năm học tập dƣới mái trƣờng Trong khóa luận này, em có sử dụng phần kết nghiên cứu Nhiệm vụ môi trƣờng cấp Bộ "Nghiên cứu giải pháp cải thiện môi trƣờng đất vùng khai thác khống sản lồi thực vật địa sở cộng đồng vùng đồng bào DTTS&MN phía Bắc" mã số ĐTCB.UBDT.04.22-25 đƣợc chủ trì đề tài ThS Kiều Thị Dƣơng đồng ý Em xin cảm ơn chủ trì đề tài thầy nhóm nghiên cứu cấp kinh phí hƣớng dẫn em trình thực đề tài Cuối cùng, em xin cảm ơn tới gia đình, bạn bè, ngƣời bên cạnh động viên truyền thêm lƣợng giúp em mạnh mẽ, tự tin nhiều Mặc dù em cố gắng hồn thành khóa luận phạm vi khả cho phép nhƣng chắn không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đƣợc thơng cảm, góp ý tận tình bảo q thầy bạn để thân em hồn thiện, bổ sung thêm kiến thức Bên cạnh hành trang tiếp bƣớc cho em quãng đƣờng dài sau Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, Ngày 17 tháng năm 2023 Sinh viên Nguyễn Thị Nhật Anh i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH vi DANH MỤC BIỂU ĐỒ vii ĐẶT VẤN ĐỀ .viii CHƢƠNG TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan ô nhiễm đất ô nhiễm kim loại nặng đất 1.1.1 Ô nhiễm đất 1.1.2 Ô nhiễm kim loại nặng đất 1.2 Thực trạng khai thác khoáng sản Việt Nam giới 1.3 Sơ lƣợc hoạt động tác động kim loại nặng đất 1.3.1 Các hoạt động gây ô nhiễm kim loại nặng 1.3.2 Tác động tới sức khỏe ngƣời môi trƣờng 1.4 Trạng thái tồn chế hấp thụ số kim loại nặng đất 1.4.1 Asen (As) đất 1.4.2 Cadimi (Cd) đất 1.4.3 Chì (Pb) đất 1.4.4 Đồng (Cu) đất 1.4.5 Kẽm (Zn) đất 1.4.6 Crom (Cr) đất 1.5 Cơ chế xử lý KLN thực vật 1.6 Một số nghiên cứu sử dụng thực vật để xử lý kim loại nặng đất CHƢƠNG MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 12 2.1 Mục tiêu 12 2.1.1 Mục tiêu chung 12 2.1.2 Mục tiêu cụ thể 12 ii 2.2 Đối tƣợng nghiên cứu 12 2.3 Nội dung nghiên cứu 12 2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 13 2.4.1 Phƣơng pháp thu thập kế thừa số liệu 13 2.4.2 Phƣơng pháp điều tra khảo sát lấy mẫu thực địa 13 2.4.3 Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm 14 2.4.4 Phƣơng pháp phân tích PTN 23 2.4.5 Phƣơng pháp xử lý số liệu 24 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 25 3.1 Đặc điểm bãi thải khoáng sản vùng núi phía Bắc 25 3.1.1 Nồng độ kẽm (Zn) đất bãi thải khoáng sản vùng núi phía Bắc 28 3.1.2 So sánh hàm lƣợng kẽm (Zn) bãi đổ thải vùng núi phía Bắc 38 3.1.3 Đánh giá khả tích lũy, hấp thụ kim loại nặng kẽm (Zn) đất bãi đổ thải mỏ Chì – Kẽm, xã Bản Thi, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn 40 3.2 Mơ hình thí nghiệm kim loại nặng đất thông mã vĩ (Pinus massoniana) 46 3.2.1 Tình trạng thông trồng đất ô nhiễm kim loại nặng tự tạo 46 3.2.2 Đánh giá khả hấp thụ KLN đất thông mô hình thí nghiệm 47 3.3 Đề xuất số biện pháp nhằm cải tạo, xử lý vấn đề ô nhiễm kim loại nặng đất 49 CHƢƠNG KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KIẾN NGHỊ 51 4.1 Kết luận 51 4.2 Tồn 52 4.3 Kiến nghị 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Nguyên nghĩa BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trƣờng KLN Kim loại KHP Không phát OTC Ơ tiêu chuẩn PTN Phịng thí nghiệm QCVN Quy chuẩn Việt Nam QCCP Quy chuẩn cho phép iv DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Mẫu biểu ghi thông tin mẫu đất đƣợc lấy 14 Bảng 2.2 Khối lƣợng hóa chất kim loại nặng 17 Bảng 2.3 Các thơng số thí nghiệm .18 Bảng 2.4 Các thông số phƣơng pháp phân tích 24 Bảng 3.1.Thơng tin bãi thải khống sản vùng núi phía Bắc 25 Bảng 3.2.Kết phân tích kẽm (Zn) bãi thải mỏ Chì -Kẽm xã Bản Thi, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn 28 Bảng 3.3 Kết phân tích kẽm (Zn) bãi thải Chì - Kẽm Háng Chua Xay, xã Chế Cu Nha, huyện Mù Căng Chải, tỉnh Yên Bái 29 Bảng 3.4 Kết phân tích kẽm (Zn) đất bãi thải mỏ Chì - Kẽm Kháo Nhà, xã Cao Phạ, huyện Mù Căng Chải, tỉnh Yên Bái 30 Bảng 3.5 Kết phân tích kẽm (Zn) bãi thải mỏ Thiếc thị trấn Tĩnh Túc, huyện Nguyên Bình, tỉnh Cao Bằng 31 Bảng 3.6 Kết phân tích kẽm (Zn) bãi thải mỏ sắt xã Lƣơng Thịnh, huyện Trấn Yên, tỉnh Yên Bái 32 Bảng 3.7 Kết phân tích kẽm (Zn) bãi thải mỏ sắt xã Hƣng Thịnh, huyện Trấn Yên, tỉnh Yên Bái 33 Bảng 3.8 Kết phân tích kẽm (Zn) bãi thải mỏ Đồng Vàng, thôn Làng Phát, xã Châu Quế Hạ, huyện Văn Yên, tỉnh Yên Bái 34 Bảng 3.9 Kết phân tích kẽm (Zn) bãi thải mỏ Mangan, thôn Bản Tát, xã Châu Quế Hạ, tỉnh Yên Bái 35 Bảng 3.10 Kết phân tích kẽm (Zn) bãi thải mỏ Fenspat, xã Làng Giàng, huyện Văn Bàn, tỉnh Lào Cai 36 Bảng 3.11 Kết phân tích kẽm (Zn) bãi thải mỏ Niken, xã Bản Phúc, huyện Bắc Yên, Sơn La 37 Bảng 3.12 Tình trạng lồi thực vật qua giai đoạn 40 Bảng 3.13 Một số tính chất đất bãi thải Bản Thi 42 Bảng 3.14 Khối lƣợng trƣớc sau sấy .43 Bảng 3.15 Kết phân tích nồng độ kim loại nặng kẽm (Zn) mẫu thực vật .44 Bảng 3.16 Tình trạng thơng mã vĩ qua giai đoạn 46 Bảng 3.17 Khối lƣợng trƣớc sau sấy thơng mơ hình thí nghiệm 47 Bảng 3.18 Kết phân tích nồng độ kim loại nặng thông mã vĩ 48 v DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cơ chế xử lý kim loại nặng thực vật Hình 2.1 Sơ đồ lấy mẫu đất OTC 13 Hình 2.2 Lấy mẫu đất ngồi thực địa 14 Hình 2.3 Một số dụng cụ, thiết bị thí nghiệm 15 Hình 2.4 Một số hình ảnh khâu chuẩn bị đất 16 Hình 2.5 Chuẩn bị trồng mơ hình thí nghiệm 17 Hình 2.6 Các kim loại nặng cân khối lƣợng kim loại nặng 18 Hình 2.7 Pha hóa chất kim loại nặng 19 Hình 2.8 Pha kim loại nặng công thức nghiệm 20 Hình 2.9 Quy trình xử lý thông mã vĩ (Pinus massoniana) 21 Hình 2.10 Mẫu đất đƣợc lấy từ bãi thải khống sản Bản Thi 22 Hình 2.11 Các lồi thực vật trồng đất bãi thải khống sản Bản Thi 23 Hình 3.1 Một số hình ảnh bãi thải khống sản vùng núi phía Bắc 38 Hình 3.2 Các lồi thực vật đƣợc trồng đất chứa kim loại nặng 41 Hình 3.3 Q trình xử lý mẫu nhóm nghiên cứu 45 Hình 3.4 Sau 80 ngày trồng thông mã vĩ đất kim loại nặng tự tạo 46 Hình 3.5 Bộ rễ tồn thơng mã vĩ cơng thức thí nghiệm 49 vi DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1 So sánh nồng độ bãi thải vƣợt QCVN 03-MT:2015/BTNMT 38 Biểu đồ 3.2 So sánh nồng độ bãi thải chƣa vƣợt QCVN 03MT:2015/BTNMT .39 vii ĐẶT VẤN ĐỀ Đất nguồn tài ngun vơ q giá, có tầm quan trọng vô lớn tới đời sống, hoạt động ngƣời sinh vật Hiện nay, môi trƣờng đất có dấu hiệu nhiễm nghiêm trọng, đáng báo động, làm gây hại tới hệ sinh thái Cùng với hoạt động sản xuất nông nghiệp, công nghiệp sinh hoạt ngƣời phần tác động trực tiếp tới môi trƣờng Các kim loại nặng gây vấn đề môi trƣờng nhƣ: As, Cd, Pb, Cu, Zn, Hg, Ni, Mn, Cr,… vƣợt ngƣỡng cho phép Theo quan thống kê chất độc bệnh Hoa Kỳ (ATSDR) quan bảo vệ môi trƣờng Mỹ (US EPA) số As, Cd, Pb Hg nằm nhóm 20 chất nguy hại hàng đầu [2] Tại Việt Nam, số khu vực bị khai thác nhiều dẫn đến tình trạng sạt lở, xói mịn, làm phá vỡ cấu trúc bề mặt đất, cảnh quan nơi chí sức khỏe ngƣời sinh vật bị ảnh hƣởng Do đó, việc nghiên cứu, tìm kiếm phƣơng pháp xử lý kim loại nặng đất, góp phần cải tạo nhiễm môi trƣờng đất cần thiết Hiện nay, giới Việt Nam áp dụng nhiều phƣơng pháp khác nhƣ: công nghệ rửa đất, công nghệ cố định chỗ,… nhiên phƣơng pháp tốn nhiều chi phí cao, phù hợp với quy mơ nhỏ tình trạng ô nhiễm đất lại xảy diện rộng Việc sử dụng thực vật để loại bỏ kim loại nặng đất phƣơng pháp đơn giản, hiệu quả, chi phí thấp phƣơng pháp mà đất nƣớc giới áp dụng, Việt Nam số Trong năm gần đây, giải pháp đƣợc quan tâm nhiều sử dụng thực vật để xử lý ô nhiễm mơi trƣờng nhiều lý do: diện tích đất nhiễm ngày tăng, quan tâm kinh tế trị,…Ngày nay, nhà khoa học, đặc biệt Mỹ khu vực Châu Âu có nhiều đề tài nghiên cứu cơng nghệ xử lý thực vật Trong thực tế, việc xử lý nhiễm thực vật địi hỏi phải đáp ứng số điều kiện nhƣ dễ trồng, có khả vận chuyển chất nhiễm từ đất lên thân Tuy nhiên, hầu hết loài thực vật có khả tích lũy kim loại cao lồi phát triển chậm có sinh khối thấp, loài thực vật cho sinh khối nhanh thƣờng nhạy cảm với môi viii trƣờng có nồng độ kim loại cao Năm 1998, Cục mơi trƣờng Châu Âu (EEA) đánh giá hiệu kinh tế phƣơng pháp xử lý kim loại nặng đất phƣơng pháp truyền thống phƣơng pháp sử dụng thực vật 1.400.000 vị trí bị nhiễm Tây Âu, kết cho thấy, chi phí trung bình phƣơng pháp truyền thống xử lý kim loại nặng hecta đất tiêu tốn từ 0,27 đến 1,6 triệu USD, phƣơng pháp sử dụng thực vật để loại bỏ kim loại nặng đất chi phí thấp 10 đến 1000 lần [3] Qua cho thấy việc lựa chọn biện pháp xử lý đất bƣớc quan trọng việc phục hồi khu vực bị ô nhiễm, đặc biệt tiết kiệm đƣợc chi phí, tốn thời gian, đảm bảo sống cho ngƣời sinh vật Vì vậy, việc thực đề tài: “Nghiên cứu thực trạng ô nhiễm kim loại nặng kẽm bãi thải hoạt động khai thác khoáng sản số tỉnh miễn núi phía Bắc Việt Nam bƣớc đầu thử nghiệm khả tích lũy kim loại nặng đất thực vật” minh chứng cho thấy khả tích lũy, hấp thụ kim loại nặng lồi thực vật vơ hợp lý, hiệu quả, cải thiện tốt môi trƣờng đất bị ô nhiễm đƣa giải pháp nhằm hạn chế ô nhiễm kim loại nặng đất ix 3.1.3 Đánh giá khả tích lũy, hấp thụ kim loại nặng kẽm (Zn) đất bãi đổ thải mỏ Chì – Kẽm, xã Bản Thi, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn 3.1.3.1 Tình trạng lồi thực vật qua giai đoạn Khả sinh trƣởng phát triển lồi thực vật mơi trƣờng tiêu quan trọng để đánh giá thích nghi, chống chịu khả hấp thụ chất gây ô nhiễm phận Sự phát triển phụ thuộc vào yếu tố mơi trƣờng đặc tính đất Bảng 3.12 Tình trạng lồi thực vật qua giai đoạn Lồi Tình trạng thí nghiệm trồng Bạch đàn Keo Thông Tốt Tốt Tốt Các đối chứng Tốt Tình trạng q trình thí nghiệm 30 ngày 60 ngày 80 ngày Phát triển Vàng lá, sâu Vàng lá, sâu chậm lá Phát triển Rụng lá, chậm vàng Vàng Phát triển Phát triển Phát triển chậm chậm chậm Phát triển Phát triển Phát triển bình thƣờng bình thƣờng bình thƣờng 40 Hình 3.2 Các loài thực vật trồng đất chứa kim loại nặng Nhận xét: - Sau trồng loài thực vật đất kim loại bãi đổ thải mỏ Chì – Kẽm, xã Bản Thi, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn cho thấy tình trạng qua giai đoạn sau: + Giai đoạn 30 ngày: bắt đầu có dấu hiệu phát triển, nhƣng chậm thời gian ngắn nồng độ kim loại nặng đất cao nên chƣa thích nghi kịp, cần thêm thời gian để ổn định + Giai đoạn 60 ngày: tình trạng bạch đàn đỏ keo tai tƣợng có dấu hiệu bị sâu vàng lá, với rụng dần Cịn thơng mã vĩ, phát triển bình thƣờng, dần thích nghi với môi trƣờng đất bị ô nhiễm + Giai đoạn 80 ngày: sống, giống giai đoạn 60 ngày bạch đàn đỏ keo tai tƣợng khơng có xu hƣớng ổn định, dấu hiệu lặp lại Ở giai đoạn này, thông mã vĩ phát triển mạnh so với giai đoạn 30 ngày 60 ngày, chiều cao tăng, mọc thêm chồi non, khơng có dấu hiệu bị bệnh - Đối với đối chứng: sau 80 ngày theo dõi, khỏe, phát triển tốt, đồng Qua giai đoạn trên, thấy lồi bạch đàn đỏ keo tai tƣợng có phát triển nhƣng kém, từ giai đoạn 60 ngày đến 80 ngày có xuất dấu 41 hiệu nhƣ bị chuyển màu rụng, số bị sâu So với đối chứng, thông mã vĩ phát triển chậm hơn, nhƣng khả chống chịu thích nghi đất nhiễm tốt, phận nhƣ thân tăng dần theo thời gian Đây đƣợc coi dấu hiệu tốt để áp dụng loài vào việc xử lý nhiễm 3.1.3.2 Đánh giá khả tích lũy, hấp thụ kim loại nặng kẽm (Zn) đất bãi đổ thải mỏ Chì – Kẽm, xã Bản Thi, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn loài thực vật Từ kết phân tích nồng độ kẽm (Zn) bảng 3.2, thấy nồng độ kẽm (Zn) đất bãi thải Bản Thi cao, vƣợt TCCP từ 121 đến 311 lần Điều chứng tỏ, đất khu vực nhiễm KLN lớn, ảnh hƣởng nghiêm trọng tới môi trƣờng xung quanh Dƣới số tính chất, mức độ dinh dƣỡng đất Bản Thi: Bảng 3.13 Một số tính chất đất bãi thải Bản Thi Tọa độ ST Ký hiệu T mẫu X Kết (mg/kg) Y BK-CKĐ_01 553437 2463816 BK-CKĐ_02 553431 2463841 BK-CKĐ_03 553994 2463853 BK-CKĐ_04 553391 2463888 BK-CKĐ_05 553461 2463882 BK-CKĐ_06 553455 2464691 BK-CKĐ_07 553528 2464690 Tổng Tổng Tổng N P (%P2 K (%K2 mùn (%) O5 ) O) (%) 0,33 22,1 2,1 7,7 5,6 29,4 0,32 25,5 2,1 6,0 4,8 30,1 0,41 21,1 2,3 6,4 5,0 16,3 0,43 23,4 1,9 5,5 5,1 21,3 0,38 23,7 1,8 5,2 4,9 18,9 0,39 25,2 2,4 5,8 5,6 18,3 0,38 21,3 2,3 6,4 5,2 17,9 42 pH Đá lẫn (%) BK-CKĐ_08 553495 2464643 BK-CKĐ_09 553457 2463571 553401 2463507 10 BK-CKĐ_10 0,46 26,7 1,9 6,9 4,9 21,2 0,44 27,3 2,4 6,0 5,6 17,9 0,35 23,4 2,3 6,4 5,3 21,4 11 Trung bình (mg/kg) 0,39 23,97 2,15 6,23 5,21 21,27 12 Min 0,32 21,10 1,80 5,16 4,82 16,30 13 Max 0,46 27,30 2,40 7,74 5,63 30,10 14 SD 0,0 2,2 0,2 0,7 0,3 4,8 15 RSD (%) 12,0 9,0 10,3 11,6 6,0 22,5 Nhận xét: Kết nghiên cứu cho thấy tất chất dinh dƣỡng NPK mẫu đất bãi thải mức giàu dinh dƣỡng, chí photpho mức cao Sự biến động kết mẫu phạm vi cho phép Kết cấu đất tƣơng đối ổn định, thực vật (cây bụi che phủ gần nhƣ toàn bãi đổ thải) Mặt khác hàm lƣợng photpho cao vƣợt trội Mặc bãi đổ thải có thảm thực vật (cây bụi phủ kín) nhƣng vết tích bãi đổ thải khai thác khống sản đƣợc thể thông qua tỉ lệ đá lẫn mẫu đất cao, giá trị trung bình 21,27% biến động 22,5% Nhƣ nhìn chung đánh giá chất dinh dƣỡng NPK đất khu vực đƣợc coi giàu dinh dƣỡng đất Tuy nhiên vấn đề nghiêm trọng hàm lƣợng kim loại nặng cao, yếu tố gây độc cho trồng, cần có biện pháp cải tạo yếu tố để sử dụng đất hiệu Bảng 3.14 Khối lượng trước sau sấy Rễ Thân Lá Loài Sau Trƣớc Sau Trƣớc Sau Trƣớc sấy sấy (gam) sấy (gam) sấy (gam) sấy (gam) sấy (gam) (gam) BĐ_BT 2,23 0,74 3,35 1,41 4,88 1,60 KE_BT 4,49 1,57 7,29 3,45 12,75 4,95 Th_BT 11,45 4,13 33,32 27,79 48,73 33,60 43 Từ liệu bảng 3.2 bãi thải mỏ chì – kẽm xã Bản Thi, thấy mức độ nhiễm kẽm (Zn) vô lớn, 10/10 mẫu đƣợc lấy vƣợt QCCP với giá trị trung bình 45748 mg/kg, điều minh chứng đất Bản Thi đáng báo động Dƣới kết phân tích nồng độ kim loại nặng kẽm (Zn) loài thực vật trồng đất ô nhiễm Bản Thi: Bảng 3.15 Kết phân tích nồng độ kim loại nặng kẽm (Zn) mẫu thực vật Kết (mg/kg) Kết (mg/kg) Kí hiệu mẫu kẽm (Zn) kẽm (Zn) đối chứng BĐ_BT 281,3 KE_BT 1135,1 100,7 Th_BT 572,9 36,2 STT Nhận xét: Qua bảng 3.2 bảng 3.15, áp dụng cơng thức mục 2.4.5, tính tốn đƣợc hệ số tích lũy keo tai tƣợng thơng mã vĩ nồng độ kẽm (Zn) nhƣ sau: + Keo tai tƣợng có hệ số tích lũy 0,02 + Thơng mã vĩ có hệ số tích lũy 0,01 Sau tháng trồng loài thực vật đất ô nhiễm kim loại Bản Thi, kết phân tích nồng độ kẽm (Zn) cho thấy keo tai tƣợng có nồng độ hệ số tích lũy kẽm (Zn) cao nhất, điều chứng tỏ hấp thụ tích lũy KLN nhiều nhất, khả vận chuyển KLN vào phận ổn định Đặc điểm giúp cho sử dụng để làm thực vật giải ô nhiễm KLN đất bãi thải 44 Hình 3.3 Quá trình xử lý mẫu nhóm nghiên cứu 45 3.2 Mơ hình thí nghiệm kim loại nặng đất thông mã vĩ (Pinus massoniana) 3.2.1 Tình trạng thơng trồng đất ô nhiễm kim loại nặng tự tạo Bảng 3.16 Tình trạng thơng mã vĩ qua giai đoạn Cơng thức thí nghiệm CT1 CT2 ĐC Chậu thí nghiệm Tình trạng trồng Tình hình thơng q trình thí nghiệm 15 ngày 30 ngày 45 ngày 60 ngày 23.1 23.2 23.3 24.1 Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt 24.2 Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt 24.3 25.1 25.2 25.3 Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt Chết Tốt Tốt Tốt Chết Tốt Tốt Tốt 80 ngày Tốt Tốt Tốt Lá chuyển sang màu vàng, héo Lá chuyển sang màu vàng, héo Chết Tốt Tốt Tốt Hình 3.4 Sau 80 ngày trồng thông mã vĩ đất kim loại nặng tự tạo 46 Nhận xét: Sau 80 ngày theo dõi trình sinh trƣởng thông mã vĩ, kết nhƣ sau: + Giai đoạn 15 ngày 30 ngày: tình trạng cơng thức nghiệm đối chứng bình thƣờng, tốt, phát triển + Giai đoạn 45 ngày 60 ngày: công thức đối chứng khỏe mạnh, chƣa có tƣợng xảy Ở cơng thức 2, chậu đƣợc kí hiệu mã số 24.3 chết, cịn lại bình thƣờng + Giai đoạn 80 ngày: công thức đối chứng bình thƣờng Cơng thức 2, 24.3 chết, lại 24.1 24.2 có tƣợng vàng nhiều, bị héo Nhƣ vậy, với nồng độ kim loại nặng công thức sau đƣợc pha lỗng phát triển bình thƣờng, khỏe, chiều cao phận tăng Cịn với cơng thức 2, nồng độ kim loại nặng cao thơng mã vĩ có dấu hiệu héo vàng lá, yếu chết giai đoạn 45 ngày Cây đối chứng phát triển tốt, khỏe, khơng có dấu hiệu bị bệnh 3.2.2 Đánh giá khả hấp thụ KLN đất thơng mơ hình thí nghiệm Bảng 3.17 Khối lượng trước sau sấy thông mô hình thí nghiệm Rễ Thân Lá Sau Mẫu Trƣớc Trƣớc Sau Trƣớc Sau khi sấy sấy sấy sấy sấy sấy (gam) (gam) (gam) (gam) (gam) (gam) CT01_Th 6,54 2,01 16,46 9,64 27,02 14,05 CT02_Th 9,06 2,03 5,97 4,85 10,44 9,44 ĐC_Th 6,97 2,41 19,86 12,39 31,11 15,53 47 Bảng 3.18.Kết phân tích nồng độ kim loại nặng thông mã vĩ STT Kí hiệu mẫu Kết (mg/kg) Cu Zn As Cd Pb Cr CT01_Th 23,1 78,9 KPH 1,9 71,1 3,7 CT02_Th 251,0 807,2 6,9 36,1 1340,8 10,6 ĐC_Th 5,8 36,2 KPH 0,2 10,2 0,8 Nhận xét: Từ bảng 2.3 bảng 3.18, cho biết nồng độ kim loại cơng thức nghiệm tính tốn đƣợc hệ số nồng độ KLN thông mã vĩ với nồng độ KLN đất trƣớc thí nghiệm có kết nhƣ sau: Cu Zn As Cd Pb Cr CT1 1,32 2,25 KPH 1,80 4,06 1,05 CT2 0,50 0,80 0,03 1,20 2,68 0,10 Kết cho thấy chì (Pb) có hệ số tích lũy cao cơng thức 1, công thức lần lƣợt 4,06 2,68 Do nồng độ kim loại công thức cao, bị ức chế lại, lƣợng hấp thụ thấp nên hệ số tích lũy cơng thức cao hệ số tích lũy cơng thức bình thƣờng Điều chứng tỏ thơng mã vĩ có khả tích lũy chất nhiễm tốt khả xử lý hàm lƣợng chì (Pb) cao Khả tích lũy hấp thụ kẽm (Zn) thông mã vĩ loại đất thí nghiệm khác Theo kết tính tốn hệ số tích lũy thơng mã vĩ trồng đất ô nhiễm tự tạo cao Bản Thi Tuy nhiên, dù có chênh lệch kết nhƣng việc sử dụng thông mã vĩ làm thí nghiệm hồn tồn loại bỏ kim loại nặng đất, dù khu vực ô nhiễm có nồng độ kim loại cao hay thấp phát triển, thích nghi lồi thực vật tốt, khả chống chịu hấp thu kim loại cao, thân thiện với môi trƣờng 48 Hình 3.5 Bộ rễ tồn thơng mã vĩ cơng thức thí nghiệm 3.3 Đề xuất số biện pháp nhằm cải tạo, xử lý vấn đề ô nhiễm kim loại nặng đất Việc cải tạo xử lý đất nhiễm KLN khó khăn phức tạp Các biện pháp xử lý ô nhiễm phổ biến là: chôn lấp, rửa đất, xử lý nhiệt, sử dụng biện pháp sinh học,… biện pháp vừa tốn diện tích đất lại nhiều chi phí thời gian Tuy nhiên, bên cạnh biến pháp xử lý nhiêm ngày nay, nhà khoa học giới Việt Nam quan tâm nghiên cứu sử dụng lồi thực vật để xử lý ô nhiễm kim loại nặng đất chúng mang lại hiệu kinh tế, đơn giản thân thiện với môi trƣờng Cụ thể nhƣ: - Sử dụng thông mã vĩ (Pinus massoniana) để xử lý ô nhiễm KLN đất Dựa kết nghiên cứu khóa luận cho thấy việc sử dụng thông mã vĩ để giải ô nhiễm KLN điều có cứ, khả hấp thụ kim 49 loại tốt nên đƣa vào thực tiễn Tuy nhiên, để sử dụng cách hiệu quả, cần phải có kỹ thuật q trình trồng chăm sóc nhƣ sau: + Lựa chọn kích thƣớc trồng: Đây bƣớc vô quan trọng, việc lựa chọn nhƣ giúp chọn đƣợc có kích thƣớc nhau, khỏe mạnh nên sau trồng có hiệu tốt hơn, mọc đều, sinh trƣởng + Thời gian trồng: Dựa mơ hình thí nghiệm, thời gian yếu tố để đánh giá phát triển nhƣ nào, khoảng thời gian ngày có dấu hiệu rõ ràng, kết nghiên cứu cho thấy khoảng 80 ngày thơng mã vĩ có dấu hiệu phát triển mạnh giai đoạn 30 ngày 60 ngày, khỏe khơng có dấu hiệu bệnh + Lựa chọn thời gian xử lý: Cây sau đƣợc 80 ngày, tiến hành nhổ lên, rửa sạch, tách riêng phận, sấy khô đƣợc đem phân tích cho nồng độ kim loại thơng mã vĩ cao Nhƣ vậy, lồi thực vật có khả hấp thụ tích lũy KLN tốt, phù hợp trồng khu vực bị nhiễm điển hình trồng bãi thải khống sản Ngồi ra, sử dụng bạch đàn đỏ keo tƣợng theo kết nghiên cứu nồng độ kim loại kẽm (Zn) keo lớn lại, hấp thụ tốt nhƣng giai đoạn 60 đến 80 ngày có tƣợng vàng bị rụng - Cải tạo đất ô nhiễm phƣơng pháp thân thiện với môi trƣờng nhƣ: sử dụng thực vật để loại bỏ KLN đất (cỏ Vetiver, cỏ mần trầu, thơm ổi, rau muống, dƣơng xỉ, cải xoong,…) Đặc biệt sử dụng cỏ Vetiver khơng chúng có khả chống xói mịn mà cịn có khả hấp thụ KLN cao Chúng có rễ đồ sộ phát triển nhanh, điều kiện thuận lợi rễ ăn sâu – 4m, nhờ có khả nặng chịu hạn tốt, hút ẩm từ độ sâu bên dƣới đất KLN mà cỏ Vetiver hấp thụ lƣợng lớn Cadimi, niken, thủy ngân, kẽm,… môi trƣờng ô nhiễm Nhƣ vậy, nghiên cứu áp dụng thực tế cần sử dụng lồi thực vật thời gian dài 80 ngày để hiệu suất đạt tối đa 50 CHƢƠNG KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận  Qua kết nghiên cứu, khóa luận có số kết luận sau: - Tại bãi đổ thải mỏ Chì – Kẽm, xã Bản Thi, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn có nồng độ kẽm (Zn) cao với giá trị trung bình 45784 mg/kg, 10/10 mẫu vƣợt QCCP từ 121 đến 311 lần, biến động mẫu chiếm 26,1% Bên cạnh đó, bãi đổ thải Háng Chua Xay Kháo Nhà, Yên Bái vƣợt QCCP lần lƣợt – 45 lần, – lần, bãi thải Háng Chua Xay có tỉ lệ đá lẫn cao chiếm 50% – 80% Nhƣ vậy, địa điểm bị ô nhiễm KLN - Các bãi đổ thải cịn lại nồng độ kẽm (Zn) nằm ngƣỡng cho phép, không vƣợt QCVN 03-MT:2015/BTNMT Mặc dù nằm mức an toàn nhƣng bãi thải có lƣợng nhỏ KLN đất - Qua trình khảo sát thực địa nghiên cứu lồi thực vật Thơng mã vĩ (Pinus massoniana), Bạch đàn đỏ (Eucalyptus robusta), Keo tai tƣợng (Acacia mangium) trồng đất ô nhiễm KLN bãi đổ thải mỏ Chì – Kẽm, xã Bản Thi, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn cho thấy giai đoạn 60 ngày 80 ngày hai bạch đàn đỏ keo tai tƣợng có dấu hiệu bị sâu vàng Tuy nhiên, theo kết phân tích nồng độ kim loại keo tai tƣợng lƣợng hấp thụ kim loại nhiều so với cịn lại, bạch đàn đỏ hấp thụ Cịn thơng mã vĩ, sau 80 ngày theo dõi, phát triển đồng đều, khỏe mạnh, hấp thụ kim loại tốt Tóm lại, lồi thực vật thích hợp trồng quy hoạch khu vực bị ô nhiễm, nhiên với bạch đàn đỏ cần thời gian theo dõi thêm để đƣa vào thực tiễn  Kết sau nghiên cứu tiến hành thí nghiệm thơng mã vĩ (Pinus massoniana) đất vƣờn gây ô tự tạo cho thấy: 51 - Từ kết phân tích nồng độ KLN thông mã vĩ, cơng thức có kết dƣới 71,1 mg/kg sống, khỏe mạnh phát triển nhiên chậm so với đối chứng Còn công thức 2, với nồng độ kim loại cao nên việc thích nghi phát triển gần nhƣ kém, héo chết dần Khả tích lũy KLN thông mã vĩ tốt, nhiên cần thêm thời gian để nhận xét xác 4.2 Tồn - Q trình thực đề tài cịn gặp nhiều khó khăn thời gian thí nghiệm cịn hạn chế nên giải pháp đề xuất chƣa đƣợc đánh giá toàn diện nhất, nên dừng lại sở lý thuyết - Chi phí phân tích cao, nghiên cứu vùng sâu vùng xa - Đề tài chƣa rõ khả sinh trƣởng loài thực vật 4.3 Kiến nghị - Từ kết nghiên cứu cho thấy thực tế vấn đề ô nhiễm kim loại nặng đất bãi thải số khu vực mức độ cao Các bãi đổ thải nghiên cứu số điểm đổ thải nhƣng thực tế địa phƣơng nghiên cứu cịn nhiều bãi đổ thải khác Vì vậy, cần có thời gian nghiên cứu tìm hiểu thêm để đƣa giải pháp phù hợp, áp dụng vào bãi thải ô nhiễm 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO Đỗ Thị Thanh Tâm (2011), Nghiên cứu xác định số kim loại nguồn nƣớc sinh hoạt khu vực xã Thạch Sơn - Lâm Thao - Phú Thọ, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên Nguyễn Minh Hƣng (2019), Nghiên cứu trạng ô nhiễm kim loại nặng đất vùng chun canh rau Đơng Nam Bộ thí nghiệm mơ hình xử lý nhiễm thực vật, chuyên nghành môi trƣờng đất nƣớc, luận án Tiến sĩ KHMT Võ Văn Minh, Võ Châu Tuấn (2010), Công nghệ xử lý kim loại nặng đất thực vật – Hƣớng tiếp cận triển vọng, Trƣờng Đại học Sƣ phạm, Đại học Đà Nẵng) Võ Minh Chửng cộng sự, Xử lý môi trƣờng đất thực vật, Trƣờng Đại học Nông Lâm TPHCM Nguyễn Quỳnh Mai (2017), Đánh giá khả tích lũy chì cải xanh làng nghề tái chế chì thơn Đơng Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hƣng Yên, Trƣờng Đại học Lâm Nghiệp Lƣơng Thị Thúy Vân (2012), Nghiên cứu sử dụng cỏ Vetiver (Vetiveria zizanioides (L.) nash) để cải tạo đất bị ô nhiễm Pb, As sau khai thác khoáng sản tỉnh Thái Nguyên, Trƣờng đại học Thái Nguyên Đặng Đình Kim cộng (2010), Kết khoa học công nghệ đề tài nghiên cứu sử dụng thực vật để cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng vùng khai thác khoáng sản, Bộ khoa học công nghệ Trần Thị Phƣơng Thảo (2021), Đánh giá khả xử lý Chì đất Dƣơng xỉ xã Tân Triều, huyện Thanh Trì, Hà Nội mơ hình thí nghiệm, Trƣờng Đại học Lâm Nghiệp Nguyễn Thị Thảo (2017), Đánh giá khả xử lý chì (Pb) đất cỏ Vetiver (Vetiveria zizanioides) cỏ Mần Trầu (Eleusine indica) với quy mơ phịng thí nghiệm 10 QCVN 03-MT:2015/BTNMT Trang web 11 https://baotainguyenmoitruong.vn/buc-tranh-tong-the-ve-khoang-sanviet-nam-nhieu-bat-cap-trong-thuc-hien-muc-tieu-khai-thac-che-bien-khoangsan-347278.html 12 https://viracresearch.com/bien-dong-nganh-khoang-san-viet-nam2020-chien-luoc-phat-trien-den-nam-2030/ 13 https://viracresearch.com/bien-dong-nganh-khoang-san-viet-nam2020-chien-luoc-phat-trien-den-nam-2030/ 14 https://moitruong.net.vn/o-nhiem-moi-truong-tu-khai-thac-khoangsan-bai-2-nhieu-he-luy-chua-duoc-xu-ly-triet-de-12026.html 15 https://vneconomy.vn/cong-nghiep-khai-khoang-can-he-thong-quantri-tot-hon.htm 16 https://stnmt.thuathienhue.gov.vn/?gd=27&cn=282&tc=4418 17 https://www.sonha.net.vn/o-nhiem-moi-truong-dat.html 18 https://tainguyenvamoitruong.vn/khai-thac-khoang-san-trong-boi-canhcong-nghiep-4-0-cid18211.html