Nghiên cứu ảnh hưởng của hoạt động khai thác quặng sắt đến chất lượng nông sản tại khu vực mỏ sắt Trại Cau, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên

i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN TIẾN LONG NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA HOẠT ĐỘNG KHAI THÁC QUẶNG SẮT ĐẾN CHẤT LƢỢNG NÔNG SẢN TẠI KHU VỰC MỎ SẮT TRẠI CAU, HUYỆN ĐỒNG HỶ, TỈNH THÁI NGUYÊN Chuyên ngành: Khoa học môi trƣờng Mã số: 60 44 03 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS LƢƠNG THỊ HỒNG VÂN THÁI NGUYÊN - 2012 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Bản Luận văn tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu của tôi, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, nghiên cứu khảo sát và phân tích từ thực tiễn dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Lương Thị Hồng Vân. Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ cho một học vị nào, phần trích dẫn tài liệu đều được ghi rõ nguồn gốc. Thái Nguyên, ngày tháng năm 2012 Tác giả Nguyễn Tiến Long Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iii LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian thực hiện nghiên cứu luận văn tốt nghiệp cao học chuyên ngành Khoa học môi trường với đề tài : “Nghiên cứu ảnh hưởng của hoạt động khai thác quặng sắt đến chất lượng nông sản tại khu vực mỏ sắt Trại Cau, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên”. Tôi đã nhận được sự giúp đỡ qu‎ý báu của nhiều tập thể, cá nhân trong và ngoài trường. Trước hết tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới toàn thể thầy cô giáo Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, thầy cô giáo trong khoa Tài nguyên và môi trường, khoa Sau đại học đã giúp đõ và truyền đạt cho tôi những kiến thức khoa học trong suốt thời gian học tập tại trường. Đc biệt, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo PGS.TS Lương Thị Hồng Vân - Viện Khoa học Sự số ng - Đại học Thái Nguyên đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ để tôi hoàn thành đề tài nghiên cứu này. Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến lãnh đạo, cán bộ của UBND Thị trấn Trại Cau đã dành thời gian đón tiếp và cung cấp những thông tin giá trị giúp cho quá trình nghiên cứu đề tài. Xin cảm ơn bà con nhân dân các tổ 1, 2, 3, 5 – Thị trấn Trại Cau đã dành thời gian đón tiếp và sẵn sàng giúp đỡ tôi thực hiện công việc của mình. Tôi xin gửi lời cảm ơn tới cán bộ của bộ môn Sinh thái - Môi trường, bộ môn Hóa sinh - Viện Khoa học Sự sống - Đại học Thái Nguyên cùng nhóm nghiên cứu là các bạn sinh viên trường đại học khoa học, trường đại học nông lâm đã chia sẻ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian thực tập và nghiên cứu đề tài. Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình, người thân và bạn bè, những người đã luôn động viên, giúp đỡ tôi cả về vật chất cũng như tinh thần trong quá trình học tập và thực hiện đề tài này. Tôi xin chân thành cảm ơn ! Thái Nguyên, ngày tháng năm 2012 Tác giả Nguyễ n Tiế n Long Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii DANH MỤC CÁC BẢNG viii DANH MỤC CÁC HÌNH ix MỞ ĐẦU 1 1. Tính cấp thiết của đề tài 1 2. Mục đích nghiên cứu của đề tài 2 3. Yêu cầu của đề tài 2 4. Ý nghĩa của đề tài 2 4.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài 2 4.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 3 Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4 1.1. Tình hình nghiên cứu về ảnh hưởng của hoạt động khai thác qung trên thế giới và Việt Nam 4 1.1.1. Tình hình khai thác qung trên thế giới 4 1.1.2. Tình hình khai thác qung tại Việt Nam 10 1.2. Đc điểm điề u kiệ n tự nhiên và kinh tế - xã hội Thị trấn Trại Cau Huyện Đồng Hỷ - Tỉnh Thái Nguyên 14 1.2.1. Đc điểm địa lý tự nhiên 14 1.2.1.1. Vị trí địa lý .14 1.2.1.2. Điều kiện địa hình - khí hậu - đất đai - địa chất 15 1.2.2. Đc điểm kinh tế - xã hội 18 1.2.2.1. Đc điểm kinh tế .18 1.2.2.2. Tình hình xã hội 20 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn v 1.3. Một số khái niệm liên quan 21 1.4. Ảnh hưởng của kim loại nng đến sinh vật và con người 23 1.5. Một số KLN được nghiên cứu trong đề tài 24 1.5.1. Cadmium (Cd) 24 1.5.2. Chì (Pb) .25 1.5.3. Sắt (fe) 26 1.6. Cơ chế chung về chuyển hóa kim loại nng trong cơ thể sinh vật và con người 28 Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 30 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu 30 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu 33 2.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu 33 2.3. Phương pháp nghiên cứu 33 2.4. Kỹ thuật phân tích 33 2.4.1. Xác định hàm lượng các kim loại nng trong đất bằng máy cực phổ VAC 797. 34 2.4.2. Xác định hàm lượng mùn có trong đất 34 2.4.3. Xác định các chỉ tiêu đối với mẫu thực vật 34 2.4.4. Xác định các chỉ tiêu đối với mẫu nước thải 34 2.4.5. Xác định các chỉ tiêu đối với mẫu động vật thủ y sinh 34 2.5. Cỡ mẫu nghiên cứu 35 2.6. Xử lý số liệu 35 2.7. Sơ đồ mô hình nghiên cứu trong đề tài 36 Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 37 3.1. Thự c trạ ng củ a hoạ t độ ng khai thá c quặ ng sắ t và ả nh hưở ng của hoạt động đó đến môi trường vùng nghiên cứu 37 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vi 3.1.1. Thự c trạ ng củ a hoạ t độ ng khai thá c quặ ng sắ t tạ i khu vự c mỏ sắ t Trại Cau, huyệ n Đồ ng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên 37 3.1.2 Ảnh hưởng của hoạt động khai thác qung sắt đến môi trường ở khu vực Trại Cau, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên 39 3.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của hoạt động khai thác qung sắt đến chất lượng nông sản tại khu vực mỏ sắt Trại Cau, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên .44 3.2.1. Kết quả xác định thực trạng môi trường đất vùng nghiên cứu 44 3.2.1.1. Chỉ số pH và hàm lượng mùn trong đất vùng nghiên cứu 44 3.2.1.2. Hàm lượng một số KLN trong đất vùng nghiên cứu 45 3.2.2. Kết quả xác định thực trạng môi trường nước mt vùng nghiên cứu 46 3.2.2.1. Các chỉ số về nước mt vùng nghiên cứu 46 3.2.2.2. Hàm lượng KLN trong nước mt được nghiên cứu 47 3.2.3. Kết quả nghiên cứu sự ảnh hưởng của môi trường đất và nước vùng khai thác đến chất lượng nông sản là động vật thuỷ sinh và thực vật được nuôi trồng tại vùng nghiên cứu. 48 3.2.3.1. Chất lượng nông sản được nuôi, trồng tại khu vực nghiên cứu 48 3.2.3.2. Độ an toàn của nông sản vùng nghiên cứu (chỉ tiêu KLN độc hại) 49 3.2.4. Kết quả nghiên cứu mối tương quan về hàm lượng KLN độc hại trong môi trường với hàm lượng của chúng trong nông sản được sản xuất (nuôi trồng) tại vùng nghiên cứu 50 3.2.4.1. Mố i tương quan giữ a hàm lượng Pb trong môi trường và trong nông sản tạ i vù ng nghiên cứ u 50 3.2.4.2. Mố i tương quan giữ a hàm lượng Cd trong môi trường và trong nông sản tạ i vù ng nghiên cứ u 53 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vii 3.2.4.3. Mố i tương quan giữ a hàm lượng Fe trong môi trường và trong nông sản tạ i vù ng nghiên cứ u 56 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60 KẾT LUẬN 60 1. Thự c trạ ng củ a hoạ t độ ng khai thá c quặ ng sắ t tạ i khu vự c mỏ sắ t Trạ i Cau, huyệ n Đồ ng hỷ , tỉnh Thái Nguyên .60 2. Thực trạng môi trườ ng đấ t vù ng nghiên cứ u 60 3. Thực trạng môi trườ ng nướ c vù ng nghiên cứ u 61 4. Ảnh hưởng của môi trường đất và nước vùng khai thác đến chất lượng nông sả n là độ ng vậ t thủ y sinh và thự c vậ t đượ c nuôi trồ ng tại vùng nghiên cứ u 61 5. Mối tương quan giữa ô nhiễm KLN trong môi trường với chất lượng và độ an toàn của nông sản được sản xuất tại vùng nghiên cứu 62 KIẾN NGHỊ 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn viii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BOD 5 : Biochemical Oxygen Demand (nhu cầu oxy sinh học) BTNMT : Bộ Tài nguyên và Môi trường. BYT : Bộ Y tế. COD : Chemical Oxygen Demand (nhu cầu oxy hóa học) CSBT : Chỉ số bình thường ĐC : Đối chứng KHCN : Khoa học công nghệ. KLN : Kim loại nng. NC : Nghiên cứu QCVN : Quy chuẩn Việt Nam. TC : Tiêu chuẩn TCCP : Tiêu chuẩn cho phép. TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam. WHO : Tổ chức Y tế Thế giới Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ix DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Giới thiệu một số kim loại nng ô nhiễm và tác hại của nó đến sức khỏe của con người 8 Bảng 1.2: Mức độ suy thoái đất lâm nghiệp do khai thác mỏ 11 Bảng 1.3: Mức độ ô nhiễm đất nông nghiệp do khai thác mỏ 12 Bảng 1.4: Nhiệ t độ , độ ẩ m, lượ ng mưa bì nh quân củ a cá c thá ng trong năm 2010…………………………………………………………… 16 Bảng 1.5: Cơ cấ u diệ n tí ch đấ t tự nhiên củ a Thị trấ n Trạ i Cau năm 2010…… 17 Bảng 1.6: Diệ n tí ch cơ cấ u sử dụ ng đấ t nông nghiệ p củ a Thị trấ n Trạ i Cau……………………………………………………………………………………………………………………………… 18 Bảng 3.1: Danh mụ c cá c ả nh hưở ng củ a hoạ t độ ng khai thá c quặ ng sắ t đế n môi trườ ng……………………………………………………………………………………………………………… 39 Bảng 3.2: Đc trưng của các nguồn gây ô nhiễm không khí tới mỏ khai thác quặ ng sắ t……………………………………………………………………………………………………………………40 Bảng 3.3: Tác động của hoạt động khai thác qung sắt đến môi trường…………42 Bảng 3.4: Chỉ số pH và hàm lượng mùn của đất vùng nghiên cứu 44 Bảng 3.5: Hàm lượng một số KLN trong đất liên quan đến sản xuất nông sản tại vùng nghiên cứu (mg/kg đất khô). 45 Bảng 3.6: Kết quả xác định các chỉ số lý, hóa, sinh trong các mẫu nước mt liên quan đến sản xuất nông nghiệp tại vùng nghiên cứu 46 Bảng 3.7: Hàm lượng KLN trong các mẫu nước mt được nghiên cứu (mg/l) 47 Bảng 3.8: Một số chỉ số chất lượng của lương thực và thực phẩm được khai thác tại vùng nghiên cứu (Đơn vị tính: % vật chất khô) 48 Bảng 3.9: Hàm lượng một số kim loại nng tồn lưu trong lương thực và thực phẩm được khai thác tại vùng nghiên cứu (mg/kg) 49 Bảng 3.10: Tương quan giữ a Pb trong đấ t, nước và trong nông sản 50 Bảng 3.11: Tương quan giữ a Cd trong đấ t, nước và trong nông sản 53 Bảng 3.12: Tương quan giữ a Fe trong đất, nước và trong nông sản 56 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn x DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1: Khu vực sơ chế qung 30 Hình 2.2: Hồ chứa nước thải 30 Hình 2.3: Hồ chứa nước lắng đọng 31 Hình 2.4: Các mẫu nông sản thu được tại vùng nghiên cứu 32 Hình 3.1: Đồ thị tương quan giữa hàm lượng chì trong đất và trong thóc 51 Hình 3.2: Đồ thị tương quan giữa hàm lượng chì trong đất và trong rau 51 Hình 3.3: Đồ thị tương quan giữa hàm lượng chì trong nước và trong ốc 52 Hình 3.4: Đồ thị tương quan giữa hàm lượng chì trong nước và trong cá 52 Hình 3.5: Đồ thị tương quan giữa hàm lượng Cadmium trong đất và trong thóc 54 Hình 3.6: Đồ thị tương quan giữa hàm lượng Cadmium trong đất và trong rau 54 Hình 3.7: Đồ thị tương quan giữa hàm lượng Cadmium trong nước và trong ốc 55 Hình 3.8: Đồ thị tương quan giữa hàm lượng Cadmium trong nước và trong cá 55 Hình 3.9: Đồ thị tương quan giữa hàm lượng sắt trong đất và trong thóc 57 Hình 3.10: Đồ thị tương quan giữa hàm lượng sắt trong đất và trong rau 57 Hình 3.11: Đồ thị tương quan giữa hàm lượng sắt trong nước và trong cá 58 Hình 3.12: Đồ thị tương quan giữa hàm lượng sắt trong nước và trong ốc 59 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn [...]... tiến hành thực hiện đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của hoạt động khai thác quặng sắt đến chất lượng nông sản tại khu vực mỏ sắt Trại Cau, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên 2 Mục đí ch nghiên cứu của đề tài Nghiên cưu anh hương cua hoat đông khai thac quăng săt đên chât ́ ̉ ̉ ̉ ̣ ̣ ́ ̣ ́ ́ ́ lương nông san tai khu vưc mo s ̣ ̉ ̣ ̣ ̉ ắt Trại Cau , huyê n Đông Hy , tỉnh Thái ̣ ̀ ̉ Nguyên va đề xuất một số... chung và quặng sắt nói riêng 4.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài Kết quả nghiên cứu của đề tài này cho thấy được tác động và ảnh hưởng của việc khai thác quặng sắt đến chất lượng và độ an toàn của một số động vật thủy sinh và thực vật sống trong, ngoài khu vực khai thác rồi từ đó đưa ra kết luận về việc khai thác quặng sắt đã gây ô nhiễm môi trường và tác động của hoạt động đó đến thực vật, động vật thủy... vậy, việc mở rộng khai thác khoáng sản bừa bãi đã ảnh hưởng lớn tới môi trường và các hệ sinh thái của tỉnh Đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về hoạt động khai thác khoáng sản trên địa bàn tỉnh Trong thời gian 1996 - 1998, có dự án Nghiên cứu nguyên nhân và ảnh hưởng của hoạt động khai thác vàng tự do đến Môi trường và đề xuất các giải pháp khắc phục” trong chương trình nghiên cứu Việt Nam - Hà... vẫn canh tác trên các vùng quanh khu vực khai thác đã bị ô nhiễm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 mà chưa có nghiên cứu nào về mức độ ảnh hưởng của hoạt động đó đến các sinh vật tại khu vực ô nhiễm, đặc biệt là các ảnh hưởng của chúng đến chất lượng nông sản (lương thực, thực phẩm) vì người dân tại đây chủ yếu là làm nông nghiệp Xuất phát từ những lý... và nuôi tại khu vực Qua đó đưa ra các giải pháp khắc phục nhằm hạn chế, giảm thiểu các tác động trên Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 4 Chƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tình hình nghiên cứu về ảnh hƣởng của hoạt động khai thác quặng trên thế giới và Việt Nam 1.1.1 Tình hình khai thác quặng trên thế giới Khai thác mỏ là hoạt động khai thác khoáng sản hoặc... nông sản (lương thực, ́ ̣ ̀ thực phẩm) được nuôi trồng và khai thác tại vùng nghiên cứu thông qua một số chỉ số hoá sinh như Protein tông sô , khoáng tổng số và hàm lượng một số ̉ ́ kim loại nặng như Pb, Cd, Fe - Nghiên cứu mối tương quan giữa KLN trong môi trường và KLN trong các loại nông sản nói trên được sản xuất tại vùng chịu ảnh hưởng của hoạt động khai thác quặng sắt thuộc mỏ sắt Trại Cau - Thái. .. toán nan giải Tại khu vực Trại Cau huyện Đồng Hỷ tỉnh Thái Nguyên có trữ lượng quặng sắt khá lớn, vì vậy việc khai thác quặng sắt đã diễn ra từ lâu với nhiều hình thức khác nhau trong đó đặc biệt là việc khai thác tự do của người dân đã diễn ra từ lâu mà chưa có sự quản lý của các cấp chính quyền địa phương Điều này gây ảnh hưởng xấu tới không chỉ tài nguyên khoáng sản, mà còn ảnh hưởng đến môi trường,... vùng khai thác quặng sắt 3 Yêu cầu của đề tài - Đánh giá thưc trang cua hoat đông khai thac quăng săt va anh hương ̣ ̣ ̉ ̣ ̣ ́ ̣ ́ ̀ ̉ ̉ của hoạt động đó đên môi trương vung nghiên cưu ́ ̀ ̀ ́ - Đánh giá thực trạng chất lượng đất và sự ô nhiễm một số kim loại nặng độc hại trong đất, nước thuộc khu vực khai thác quặng của mỏ sắt Trại Cau - Thái Nguyên - Đánh giá chât lương va độ an toàn của một số nông. .. trường khai thác khoáng sản ở nước ta Cho đến nay, đã có rất nhiều đề tài, chương trình nghiên cứu khác về hoạt động khai thác khoáng sản ảnh hưởng tới môi trường được tiến hành, có ý nghĩa khoa học rất lớn trong việc quản lý tài nguyên và đưa ra các giải pháp nhằm phục hồi môi trường, góp phần thúc đẩy kinh tế - xã hội phát triển bền vững Tại tỉnh Thái nguyên: Trong các tỉnh miền núi phía bắc thì Thái Nguyên. .. với hơn 30 loại hình khoáng sản khác nhau, phân bố tập trung ở các huyện Đại Từ, Phú Lương, Đồng Hỷ, Hoạt động khai thác tự do khoáng sản nói chung, khai thác quặng sắt nói riêng đang là một trong những vấn đề khá nóng bỏng ở nước ta Hoạt động này diễn ra nhiều năm nay và ảnh hưởng đến nhiều mặt của môi trường tự nhiên và xã hội Mặc dù đã có nhiều công trình nghiên cứu, có nhiều bài báo phản ánh, . huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên 39 3.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của hoạt động khai thác qung sắt đến chất lượng nông sản tại khu vực mỏ sắt Trại Cau, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên. tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của hoạt động khai thác quặng sắt đến chất lượng nông sản tại khu vực mỏ sắt Trại Cau, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên . 2. Mục đí ch nghiên cứu của đề tài Nghiên. Nghiên cứu ảnh hưởng của hoạt động khai thác quặng sắt đến chất lượng nông sản tại khu vực mỏ sắt Trại Cau, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên . Tôi đã nhận được sự giúp đỡ qu‎ý báu của nhiều