Nghiên cứu sự phân bố, khả năng sinh trưởng, phát triển và hấp thụ kim loại nặng của cây sậy (Phragmites Autralis) trên đất sau khai thác quặng tại tỉnh Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM LÊ CHÍ THỨC “NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ, KHẢ NĂNG SINH TRƢỞNG, PHÁT TRIỂN VÀ HẤP THỤ KIM LOẠI NẶNG CỦA CÂY SẬY (PHRAGMITES AUTRALIS) TRÊN ĐẤT SAU KHAI THÁC QUẶNG TẠI TỈNH THÁI NGUYÊN” LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP Thái Nguyên, năm 2012 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM LÊ CHÍ THỨC “NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ, KHẢ NĂNG SINH TRƢỞNG, PHÁT TRIỂN VÀ HẤP THỤ KIM LOẠI NẶNG CỦA CÂY SẬY (PHRAGMITES AUTRALIS) TRÊN ĐẤT SAU KHAI THÁC QUẶNG TẠI TỈNH THÁI NGUYÊN” Chuyên ngành : Khoa học Môi trƣờng Mã số : 60 44 03 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học : TS Hoàng Hải PGS.TS Đặng Văn Minh Người hướng dẫn khoa h Thái Nguyên, năm 2012 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn i LỜI CẢM ƠN Để hồn thành chương trình cao học viết luận văn này, nhận hướng dẫn, giúp đỡ góp ý nhiệt tình q thầy trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên - Đại học Thái Nguyên Trước hết, xin chân thành cảm ơn đến quý thầy cô trường Đại học Nông lâm Thái Ngun, đặc biệt thầy tận tình dạy bảo cho suốt thời gian học tập trường Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến Thầy giáo Tiến sĩ - Hồng Hải Phó giáo sư – Tiến sĩ Đặng Văn Minh dành nhiều gian tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu giúp tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Tơi xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm Khoa Sau đại học - Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên quý thầy cô khoa tạo nhiều điều kiện để tơi học tập hồn thành tốt khóa học Đồng thời, xin cảm ơn ban lãnh đạo anh chị Trung tâm nghiên cứu Phát triển Vùng - Bộ Khoa học Công nghệ tạo điều kiện cho tơi hồn thành tốt luận văn Mặc dù tơi có nhiều cố gắng hồn thiện luận văn tất nhiệt tình lực mình, nhiên khơng thể tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đóng góp quý báu quý thầy cô bạn Thái Nguyên, tháng 10 năm 2012 Học viên Lê Chí Thức Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ii MỤC LỤC Trang bìa phụ Lời cảm ơn i Mục lục ii Danh mục từ viết tắt v Danh mục bảng vi Danh mục biểu đồ vii MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 1.3 Ý nghĩa đề tài 1.3.1 Ý nghĩa khoa học đề tài 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn đề tài Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Cơ sở khoa học vấn đề nghiên cứu 1.1.1 Ô nhiễm kim loại nặng đất 1.2 Các tiêu chuẩn đánh giá mức độ ô nhiễm đất kim loại 15 1.2.1 Tiêu chuẩn đánh giá mức độ ô nhiễm đất kim loại nặng số nước giới 15 1.3 Biện pháp sử dụng thực vật xử lý đất ô nhiễm kim loại nặng 19 1.3.1 Khái niệm chung 19 1.3.2 Cơ sở khoa học biện pháp sử dụng thực vật xử lý kim loại nặng đất 21 1.4 Tiêu chuẩn loài thực vật sử dụng để xử lý kim loại nặng đất 24 1.5 Các phương pháp xử lý thực vật sau tích lũy chất nhiễm 25 1.6 Ưu điểm hạn chế công nghệ thực vật xử lý KLN đất 25 1.6.1 Ưu điểm 25 1.6.2 Hạn chế 26 1.7 Một số kết nghiên cứu sử dụng thực vật để xử lý đất ô nhiễm kim loại nặng giới Việt Nam 27 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iii 1.8 Một số đặc điểm Sậy tình hình nghiên cứu sử dụng caay Sậy cải tạo đất ô nhiễm 30 1.8.1 Một số đặc điểm Sậy 30 1.8.2 Đặc điểm thực vật học Sậy 31 1.8.3 Ứng dụng Sậy cải tạo môi trường 32 Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34 2.1 Đối tượng nghiên cứu 34 2.2 Địa điểm thời gian nghiên cứu 34 2.2.1 Địa điểm 34 2.2.2 Thời gian nghiên cứu 34 2.3 Phạm vi nghiên cứu 34 2.4 Nội dung nghiên cứu 35 2.4.1 Đánh giá thực trạng tài nguyên đất sau khai thác quặng khoáng sản số mỏ địa bàn tỉnh Thái Nguyên 35 2.4.2 Điều tra phân bố, khả sinh trưởng phát triển Sậy khu khai thác quặng, so sánh mật độ phân bố mỏ khai thác khác 35 2.4.3 Nghiên cứu khả hấp thụ KLN Sậy đất sau khai thác quặng khoáng sản 35 2.4.4 Xây dựng mối tương quan hàm lượng KLN đất với hàm lượng KLN hấp thụ Sậy 35 2.4.5 Xác định mối tương quan số tính chất đất với hàm lượng KLN đất khả hấp thụ Sậy 35 2.5 Phương pháp nghiên cứu tiêu theo dõi 35 2.5.1 Phương pháp điều tra thu thập tài liệu 35 2.5.2 Phương pháp lấy mẫu bảo quản mẫu 35 2.5.3 Phương pháp khảo sát thực địa lập ô tiêu chuẩn (OTC) 38 2.5.4 Các phương pháp phân tích phịng thí nghiệm 38 2.5.5 Phương pháp xử lý số liệu 39 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iv Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .40 3.1 Thực trạng tài nguyên đất sau khai thác quặng khoáng sản địa bàn tỉnh Thái Nguyên 40 3.1.1 Thực trạng khai thác quặng khoáng sản Thái Nguyên 42 3.1.2 Hiện trạng môi trường đất mốt sô mỏ khai thác quặng khoáng sản địa bàn tỉnh Thái Nguyên 42 3.2 Điều tra phân bố, khả sinh trưởng phát triển sậy khu vực nghiên cứu 46 3.2.1 Sự phân bố Sậy 46 3.2.2 Khả sinh truởng phát triển sậy… 48 3.3 Khả hấp thụ kim loại nặng Sậy đất bãi thải sau khai thác quặng 52 3.4 Sự tương quan hàm lượng kim loại nặng đất hàm lượng kim loại nặng hấp thụ 55 3.4.1 Tương quan hàm lượng Zn đất 58 3.4.2 Tương quan hàm lượng Pb đất 55 3.4.3 Tương quan hàm lượng Cd đất 56 3.4.4 Tương quan hàm lượng As đất 57 3.5 Mối tương quan hàm lượng kim loại nặng hấp thụ với hàm lượng kim loại nặng đất số yếu tố môi trường đất 59 3.5.1 Tương quan hàm lượng kim loại nặng hấp thụ với hàm lượng kim loại nặng đất pH 58 3.5.2 Tương quan hàm lượng kim loại nặng hấp thụ với hàm lượng kim loại nặng đất dung tích hấp thu đất (CEC) 61 3.5.3 Tương quan hàm lượng kim loại nặng hấp thụ với hàm lượng kim loại nặng đất hàm lượng chất hữu (CHC) đất 62 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BOD : Biochemical Oxygen Demand (chỉ số nhu cầu oxy sinh hóa) CEC : Cation Exchange Capacity (khả trao đổi cation) COD : Chemical Oxygen Demand (chỉ số nhu cầu oxy hóa học) cs : Cộng CHC : Hàm lượng mùn DW : Dry weight (khối lượng khô) EEA : European Environment Agency (Cục mơi trường Châu Âu) HCBVTV : Hóa chất bảo vệ thực vật KLN : Kim loại nặng LSD : Sự sai khác nhỏ có ý nghĩa SAS : Statistical Analysis Sytem (Phần mềm thống kê) QCVN : Quy chuẩn Việt Nam TCCP : Tiêu chuẩn cho phép TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Hàm lượng trung bình số KLN đá đất (ppm) Bảng 1.2: Hàm lượng kim loại nặng số loại đất khu mỏ hoang Songcheon Bảng 1.3: Hàm lượng kim loại nặng chất thải số mỏ vàng điển hình Úc Bảng 1.4 Hàm lượng kim loại bùn cống rãnh đô thị 11 Bảng 1.5 Hàm lượng số kim loại nặng sản phẩm dùng làm phân bón nơng nghiệp 12 Bảng 1.6 Hàm lượng chì bùn đất xã Chỉ Đạo (Mỹ Văn Hưng Yên) 14 Bảng 1.7: Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại đất Hà Lan 15 Bảng 1.8: Hàm lượng tối đa cho phép kim loại nặng xem độc thực vật đất nông nghiệp 16 Bảng 1.9: Đánh giá ô nhiễm đất mặt kim loại nặng Ba Lan 17 Bảng 1.10: Giới hạn tối đa cho phép hàm lượng tổng số As, Cd, Cu, Pb Zn đất (tầng mặt) 19 Bảng 1.11: Đặc điểm thực vật học Sậy (Phragmites autralis) 31 Bảng 2.1: Vị trí điểm lấy mẫu mẫu đất khu vực nghiên cứu 37 Bảng 3.1 Sản lượng khai thác chì kẽm số mỏ 41 Bảng 3.2 Kết phân tích mẫu kim loại nặng khu vực nghiên cứu 43 Bảng 3.3 Kết phân tích số yếu tố môi trường đất khu vực nghiên cứu 45 Bảng 3.4 Sự phân bố Sậy số mỏ khai thác quặng khu vực nghiên cứu 47 Bảng 3.5: Sự sinh trưởng phát triển Sậy khu vực nghiên cứu 49 Bảng 3.6: Kết xác định sinh khối Sậy mỏ nghiên cứu 51 Bảng 3.7: Khả hấp thụ KLN Sậy đất bãi thải sau khai thác quặng 53 Bảng 3.8: Phương trình tương quan hàm lượng kim loại nặng hấp thụ với hàm lượng kim loại nặng đất pH đất 59 Bảng 3.9: Phương trình tương quan hàm lượng kim loại nặng hấp thụ với hàm lượng kim loại nặng đất dung tích hấp thu đất (CEC) 61 Bảng 3.10: Phương trình tương quan hàm lượng kim loại nặng hấp thụ với hàm lượng kim loại nặng đất chất hữu đất (CHC) 63 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vii DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ Hình 3.1: Mối tương quan hàm lượng Pb đất hàm lượng Pb rễ thân, Sậy 55 Hình 3.2: Mối tương quan hàm lượng Cd đất hàm lượng Cd rễ thân, Sậy 56 Hình 3.3: Mối tương quan hàm lượng As đất hàm lượng As rễ thân, Sậy 57 Hình 3.4: Mối tương quan hàm lượng Zn đất hàm lượng Zn rễ thân, Sậy 58 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài Thái Nguyên tỉnh giàu tài nguyên khoáng sản có nhiều ngành cơng nghiệp khai khống, luyện kim Hiện có khoảng 34 loại hình khống sản phân bố tập trung vùng giáp thành phố Thái Nguyên, Trại Cau (Đồng Hỷ), Thần Sa (Võ Nhai)… Khống sản Thái Ngun chia làm loại, bao gồm: than mỡ (trên 15 triệu tấn), than đá (trên 90 triệu tấn); nhóm khống sản kim loại bao gồm 47 mỏ điểm quặng; titan có 18 mỏ điểm quặng; kim loại màu (thiếc, vonfram, chì, kẽm, vàng, đồng…); kim loại khác, bao gồm: pyrits, barit, photphorit… tổng trữ lượng khoảng 60.000 tấn; nhóm khống sản để sản xuất vật liệu gồm đá xây dựng, đất sét, đá sỏi… với trữ lượng lớn khoảng 84,6 triệu (Dương Văn Khanh, 2007) [11] Theo số mỏ điểm quặng, địa bàn tỉnh Thái Nguyên phát 177 điểm quặng mỏ khoáng sản rắn mỏ nước khống Tính đến 31/12/2005 tổng số mỏ đưa vào khai thác (kể khai thác tận thu khai thác cát sỏi) 45 mỏ Số lượng mỏ khoáng sản sản lượng đưa vào khai thác ngày tăng Tình hình khai thác khống sản tỉnh Thái Nguyên năm qua cho thấy, số lượng mỏ khoáng sản sản lượng đưa vào khai thác ngày tăng Số lượng doanh nghiệp, đơn vị tham gia khai thác, chế biến khoáng sản gia tăng nhanh chóng (Dương Văn Khanh, 2007) [11] Hoạt động khống sản doanh nghiệp đóng góp vào nguồn thu ngân sách tỉnh tăng trưởng liên tục qua năm Mặc dù đem lại nhiều lợi ích kinh tế cơng nghệ lạc hậu, khơng có hệ thống xử lý xử lý sơ nên việc khai thác mỏ thường gây nên tượng ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Hoạt động mỏ quặng, phi quặng vật liệu xây dựng xây dựng mỏ, khai thác thu hồi khoáng sản, đổ thải, thoát nước mỏ…đã phá vỡ cân điều kiện sinh thái Các chất thải từ hoạt động Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 60 Trong đó: y: Hàm lượng KLN tích lũy x1: Hàm lượng Zn đất x2: Hàm lượng Pb đất x3: Hàm lượng Cd đất x4: Hàm lượng As đất z: Giá trị pH đất Phương trình mối tương quan hàm lượng kim loại nặng tích lũy (rễ thân+lá) với hàm lượng kim loại nặng đất nguyên tố Zn, Pb, Cd, As đất pH đất có dạng: y = α + a x1 - b x2 Trong đó: x1 hàm lượng kim loại nặng đất, x2 giá trị pH đât Từ phương trình mối tương quan thấy tích lũy kim loại nặng rễ thân có mối tương quan thuận với hàm lượng kim loại nặng có đất tương quan nghịch với nồng độ pH đất Có nghĩa, khả tích lũy kim loại nặng (rễ thân +lá) tăng hàm lượng kim loại nặng đất tăng, pH đất giảm ngược lại Khi pH đất tăng làm cho nguyên tố kim loại nặng bị cố định chặt vào thành phần khống đất chuyển hóa thành dạng khó tiêu, làm giảm linh động đất gây cản trở trình hấp thụ thực vật Hệ số tương quan giữu khả tích lũy kim loại nặng với kim loại nặng đất pH đất nguyên tố có khác Tương quan khả tích lũy As, Cd với hàm lượng As, Cd đất pH chặt chẽ (RAs= 0,7043 - 0,8763) (RCd= 0,7001 - 0,802), tương quan hàm lượng Pb tích lũy với hàm lượng Pb đất pH đất mức độ trung bình (RPb= 0,4986 - 0,569), nguyên tố Zn tích lũy với hàm lượng Zn đất với pH mức độ yếu trung bình (R Zn= 0,388 - 0,4167) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 61 3.5.2 Tương quan hàm lượng kim loại nặng hấp thụ với hàm lượng kim loại nặng đất dung tích hấp thu đất (CEC) Ứng dụng phần mềm thống kê SAS phân tích mối tương quan hàm lượng kim loại nặng hấp thụ Sậy với hàm lượng kim loại nặng đất dung tích hấp thu đất xác định mối tương quan sau: Bảng 3.9: Phương trình tương quan hàm lượng kim loại nặng hấp thụ với hàm lượng kim loại nặng đất dung tích hấp thu đất (CEC) y = - 25,34 + 0,05 x2 + 15,06 i R2= 0,5893 y = - 8,14 + 0,03 x2 + 4,93 i R2= 0,6030 Rễ y = - 26,90 + 0,69 x3 + 3,95 i R2= 0,8708 Thân + y = - 0,39 + 0,08 x3 + 1,10 i R2= 0,6704 Rễ y = - 33,33 + 0,67 x4 + 0,11 i R2= 0,8527 Thân + y = - 475,74 + 0,07 x1 + 81,21 i R2= 0,5998 Thân + R2= 0,5558 Rễ y = -137,22 + 0,22 x1 + 56,38 i Thân + Phƣơng trình tƣơng quan Hệ số tƣơng quan Rễ Nguyên STT tố y = - 1,63 + 0,17 x4 + 0,09 i R2=0,7043 KLN Zn Pb Cd As Trong đó: y: Hàm lượng KLN tích lũy x1: Hàm lượng Zn đất x2: Hàm lượng Pb đất x3: Hàm lượng Cd đất x4: Hàm lượng As đất i: Dung tích hấp thu đất (CEC) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 62 Phương trình mối tương quan hàm lượng kim loại nặng tích lũy (rễ thân+lá) với hàm lượng kim loại nặng đất nguyên tố Zn, Pb, Cd, As đất dung tích hấp thu đất có dạng: y = - α + a x1 + b x2 Trong đó: x1 hàm lượng kim loại nặng đất, x2 dung tích hấp thu đất Từ phương trình mối tương quan thấy tích lũy kim loại nặng rễ thân có mối tương quan thuận với hàm lượng kim loại nặng có đất dung tích hấp thu đất Có nghĩa, khả tích lũy kim loại nặng (rễ thân +lá) tăng hàm lượng kim loại nặng đất tăng dung tích hấp thu đất lớn Ngược lại khả tích lũy bị hạn chế hàm lượng kim loại nặng đất giảm dung tích hấp thu đất Dung tích hấp thu đất cao làm tăng khả linh động khoáng chất ion kom loại nặng, tăng khả hấp thụ thực vật Hệ số tương quan khả tích lũy kim loại nặng với kim loại nặng đất dung tích hấp thu đất nguyên tố từ mức độ trung bình đến mạnh, chứng tỏ phương trình tương quan có ý nghĩa khả tích lũy kim loại nặng phụ thuộc lớn vào hàm lượng kim loại nặng đất dung tích hấp thu đất Tương quan chặt chẽ nguyên tố As với hệ số tương quan (RAs= 0,7043 - 0,8527), nguyên tố Cd có hệ số tương quan (RCd= 0,6704 - 0,8708), nguyên tố Pb có (RPb= 0,5893 0,6030) nguyên tố Zn có hệ số (RZn= 0,5558 - 0,5998) 3.5.3 Tương quan hàm lượng kim loại nặng hấp thụ với hàm lượng kim loại nặng đất hàm lượng chất hữu đất (CHC) Sử lý số liệu phân tích mối tương quan hàm lượng kim loại nặng hấp thụ Sậy với hàm lượng kim loại nặng đất hàm lượng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 63 chất hữu (CHC) đất phần mềm SAS xác định mối tương quan sau: Bảng 3.10: Phương trình tương quan hàm lượng kim loại nặng hấp thụ với hàm lượng kim loại nặng đất chất hữu đất (CHC) STT Nguyên tố KLN Phƣơng trình tƣơng quan Hệ số tƣơng quan Rễ y = 99,74 + 0,05 x2 - 2,49 k R2= 0,4753 y = 46,71 + 0,03 x2 - 9,07 k R2= 0,6187 Rễ y = 16,21 + 0,64 x3 - 5,63 k R2= 0,8598 Thân + y = 3,85 + 0,16 x3 - 0,63 k R2= 0,6740 Rễ y = 85,37 + 0,60 x4 - 18,27 k R2= 0,8743 Thân + R2= 0,6556 Thân + y = 400,64 + 0,07 x1 - 116,61 k Rễ R2= 0,4373 Thân + y = 372,54 + 0,21 x1 - 29,24 k y = 11,19 + 0,08 x4 - 1,37 k R2= 0,6671 Zn Pb Cd As Trong đó: y: Hàm lượng KLN tích lũy x1: Hàm lượng Zn đất x2: Hàm lượng Pb đất x3: Hàm lượng Cd đất x4: Hàm lượng As đất k: Hàm lượng chất hữu đất (CHC) Phương trình mối tương quan hàm lượng kim loại nặng tích lũy (rễ thân+lá) với hàm lượng kim loại nặng đất nguyên tố Zn, Pb, Cd, As đất chất hữu đất (CHC) có dạng: y = α + a x1 - b x2 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 64 đó: x1 hàm lượng kim loại nặng đất, x2 hàm lượng chất hữu đất Từ phương trình mối tương quan thấy tích lũy kim loại nặng rễ thân có mối tương quan thuận với hàm lượng kim loại nặng có đất tương quan nghịch với hàm lượng chất hữu đất Có nghĩa, khả tích lũy kim loại nặng (rễ thân +lá) tăng hàm lượng kim loại nặng đất tăng hàm lượng chất hữu đất Ngược lại, khả tích lũy giảm hàm lượng kim loại nặng đất giảm lượng chất hữu đất cao Khi hàm lượng chất hữu đất cao làm tăng khả hấp phụ nguyên tố kim loại nặng nhóm hidroxy đất thành dạng kết tinh phần tinh thể khoáng sét làm cho hàm lượng nguyên tố kim loại nặng đất giảm, khả tích lũy kim loại nặng giảm Hệ số tương quan giữu khả tích lũy kim loại nặng với kim loại nặng đất chất hữu đất nguyên tố có khác từ mức độ trung bình đến mạnh Tương quan khả tích As, Cd với hàm lượng As, Cd đất pH chặt chẽ (R As= 0,6671 0,8743) (RCd= 0,6740 - 0,8598), tương quan hàm lượng Pb, Zn tích lũy với hàm lượng Pb, Zn đất chất hữu đất mức độ trung bình (RPb= 0,4753 - 0,6187), (RZn= 0,4373 - 0,6556) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 65 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Hiện trạng ô nhiễm môi trường đất sau khai thác khống sản mỏ chì kẽm Cuội Nắc, mỏ titan Chân, mỏ sắt trại Cau mỏ chì kẽm Làng Hích đánh giá thơng qua hàm lượng kim loại nặng nguyên tố Zn, Pb, Cd, As đất vượt tiêu chuẩn cho phép đất nông nghiệp Việt Nam nhiều lần Trong số khu vực mỏ khai thác khảo sát Sậy có phân bố khác Cây Sậy thích nghi phân bố rộng khu vực có nồng độ nhiễm kim loại nặng cao Trong địa hình khác phân bố khác nhau, nơi có điạ hình thấp, gần nguồn nước tần xuất xuất Sậy nhiều Càng lên cao xuất giảm dần Trong mỏ khai thác địa điểm gần cống thải, bể xử lý nước thải Sậy xuất nhiều Cây Sậy mỏ khai thác quặng thích nghi sinh trưởng sinh trưởng, phát triển tốt, chiều cao trung bình đạt từ 1,2 - 1,9 m, chiều dài đạt trung bình 0,35 - 0,45 m, chiều dài rễ trung bình từ 0,2 - 0,3 m Mối tương quan hàm lượng kim loại nặng hấp thụ (rễ thân, lá) hàm lượng kim loại nặng đất mối tương quan thuận Khả tích lũy kim loại nặng Sậy (rễ thân, lá) có mối tương quan thuận với hàm lượng kim loại nặng đất tương quan nghịch với nồng độ pH đất Khả tích lũy kim loại nặng Sậy (rễ thân, lá) có mối tương quan thuận với hàm lượng kim loại nặng có đất dung tích hấp thu đất (CEC) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 66 Khả tích lũy kim loại nặng Sậy (rễ thân, lá) có mối tương quan thuận với hàm lượng kim loại nặng đất tương quan nghịch với hàm lượng chất hữu đất (CHC) Kiến nghị - Đề tài nghiên cứu khả hấp thụ kim loại nặng Sậy ngồi tự nhiên, cần có nghiên cứu đánh giá cụ thể ngưỡng hấp thụ kim loại nặng yếu tố môi trường ảnh hưởng để có có sở khoa học chặt chẽ Mặt khác cần có nghiên cứu phân tích dạng linh động nguyên tố kim loại nặng để phản ánh đầy đủ trạng thái ảnh hưởng chúng đồi với thực vật - Khuyến khích người dân cải tạo đất ô nhiễm KLN loại thực vật có khả hấp thụ KIL Biện pháp cải tạo thân thiện với mơi trường, chi phí có hiệu tốt Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO I Tiếng Việt Bùi Thị Kim Anh, Đặng Đình Kim, Trần Văn Tựa, Lê Đức, Nguyễn Trung Kiên, Đỗ Tuấn Anh, Nguyễn Thị Hoài Phương (2008), "Khả chống chịu tích lũy asen hai lồi dương xỉ thu từ vùng khai thác mỏ", Tạp chí Khoa học Công nghệ (Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam), tập 46, số 6a, 2008, pp 248-257 Lưu Thế Anh (2007), Hiện trạng dự báo tác động tiêu cực đến mơi trường đất q trình phát triển kinh tế - xã hội vùng Đông Bắc giai đoạn 2005 - 2020, kỷ yếu hội thảo quốc gia: “ Các vấn đề môi trường phát triển bền vững vùng Đơng Bắc tác động q trình phát triển kinh tế - xã hội thời kỳ công nghiệp hóa, đại hóa”, Đại học Thái Nguyên, 20 - 21/10/2007 Báo cáo số 1017/STNMT-KS ngày 19/6/2007 V/v đánh giá hiệu việc khai thác chế biến TNKS địa bàn tỉnh Thái Nguyên Nguyễn Thế Đặng (2010), Bài giảng biện pháp sinh học xử lý môi trường, Trường đại học Nông Lâm, Đại học Thái Nguyên Lê Đức Trần Thị tuyết Thu, (2000), Bước đầu nghiên cứu khả hấp phụ tích lũy Pb bèo tây rau muống bị ô nhiễm, Thông báo khoa học trường đại học, Bộ giáo dục Đào tạo, Hà Nội, 2000 Lê Đức (2004), Một số phương pháp phân tích mơi trường, Nxb ĐHQG Hà Nội, Hà Nội Lê Đức, Nguyễn Xuân Huân, Nguyễn Thị Đức Hạnh, Trần Thị Tuyết Thu (2005), "Ảnh hưởng kim loại nặng (Pb2+, Cu2+) đến giun đất (Pheretima morrisi) rau cải (Brassica juncea), Tạp chí Khoa học đất, số 22/2005 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 68 Lê Đức, Trần Khắc Hiệp (2006), Giáo trình đất bảo vệ đất, Nxb Hà Nội, Hà Nội Nghiêm Gia (2009), Thực trạng môi trường hoạt động thăm dò, khai thác chế biến khoáng sản TCty Thép Việt Nam (VNSTEEL), http://tapchicongnghiep.vn/News/channel/1/News/273/10676/Chitiet.html 10 Nguyễn Duy Hải (2010), Luận văn thạc sỹ, trường Đại học Nông Lâm, ĐH Thái Nguyên, Thái Nguyên 11 Dương Văn Khanh (2007), "Thực trạng thách thức môi trường tỉnh Thái Nguyên thời kỳ đẩy mạnh cơng nghiệp hóa, đại hóa", Kỷ yếu Hội thảo quốc gia:"Các vấn đề môi trường phát triển bền vững vùng Đông Bắc tác động trình phát triển kinh tế - xã hội thời kỳ cơng nghiệp hóa, đại hóa, Đại học Thái Nguyên, 20 - 21/10/2007 12 Đặng Đình Kim (2007), đề tài “Nghiên cứu sử dụng thực vật để cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng vùng khai thác khống sản", thuộc Chương trình KH - CN trọng điểm cấp nhà nước tài nguyên, môi trường thiên tai - KC 08.04/06-10, Viện Công nghệ môi trường, Viện Sinh thái Tài nguyên sinh vật, ĐH Quốc gia Hà Nội 13 Lê Văn Khoa (2004), Sinh thái môi trường đất, Nxb ĐHQG Hà Nội 14 Lê Văn Khoa, Nguyễn Xuân Quýnh, Nguyễn Quốc Việt (2007), Chỉ thị môi trường, Nxb Giáo dục, Hà nội 15 Lê Văn Khoa cs (2010), Giáo trình nhiễm môi trường đất biện pháp xử lý, Nxb Giáo dục, Hà Nội 16 Võ Văn Minh, Võ Châu Tuấn (2005), "Công nghệ xử lý kim loại nặng đất thực vật - Hướng tiếp cận triển vọng", Tạp chí Khoa học cơng nghệ, Đại học Đà Nẵng, số 4, 2005 17 Võ Văn Minh (2009), Luận văn Tiến sĩ, Khoa học môi trường, trường Đại học Khoa học tự nhiên, ĐHQG Hà Nội, Hà Nội Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Ngun http://www.lrc-tnu.edu.vn 69 18 Nguyễn Ngọc Nơng (2007) Giáo trình “ Luật sách mơi trường”, Trường Đại học Nông lâm, Đại học Thái Nguyên 19 Trần Văn Tựa, Nguyễn Đức Thọ, Đỗ Tuấn Anh, Nguyễn Trung Kiên, Đặng Đình Kim (2007) “ Sử dụng cỏ Vetiver sử lý nước thải chứa Cr Ni theo phương pháp vùng rễ” Tạp chí khoa học cơng nghệ, Viện Khoa học công nghệ Việt Nam 20 Trần Kông Tấu cs (2005), Một số kết ban đầu việc tìm kiếm biện pháp xử lý đất ô nhiễm thực vật Tạp chí khoa học đất số 23/2005 21 Trần Thị Phả, (2009), Bài giảng độc học môi trường, Trường đại học Nông Lâm, Đại học Thái Nguyên 22 Lương Thị Thúy Vân, Mã Thị Diệu Ái, Đặng Đình Kim, Trần Văn Tựa, Lương Văn Hinh (2008), "Sinh trưởng tích lũy chì cỏ vetiver (Vetiveria zizanioides L.) trồng đất ô nhiễm khai thác khống sản", Tạp chí Khoa học Cơng nghệ (Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam), tập 46, số 6a, 2008, pp 234-240 23 Lương Thị Thúy Vân (2012), “Nghiên cứu sử dụng cỏ Vetiver để cải tạo đất bị nhiễm Pb, As sau khai thác khống sản tỉnh Thái Nguyên”, Luận văn tiến sỹ, Khoa học môi trường, Trường Đại học Nông lâm – ĐH Thái Nguyên II Tiếng Anh 24 ANZ (1992), Australian and New Zealand Guidelines for the Assessment and Management of Contaminated Sites Australian and New Zealand Ennvironment and Conservation Council, and National Health and Medical Research Council, January 1992 25 Barcelo J., and Poschenrieder C., Phytoremediation: principles and perspectives,, Contributions to Science, institute d’Edtudis Catalans, Bacelona, pp 333 – 344, 2003 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 70 26 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 Intescience, New York, pp 71 -80 27 Bjerregaard, M.H Depledge and J.M Weeks (1991), Heavy Metals Blackwell Scientific Publications 28 Chantachon, S., Kruatrachue M., Pokethitiyook P., Tantanasarit S., Upatham, S., and Soonthornsarathool V (2003), "Phytoextraction of lead from contaminated soil by vetiver grass (Vetiveria sp.), The third international conference on Vetiver and Exhibition (ICV – Guangzhon, China), – October 2003 29 Channey R et al (1997), "Phytoremediation of soil metals", Current Opinion in Biotechnology 1997, 8: 279-284 30 Chao-Yang Wei, Cheng Wang, Xin Sun, Wu-Yi Wang (2007), Arsenic accumulation by ferns: a field survey in southern China Environ Geochem Health 31 Cunningham et al (1995), Phytoremediation of contaminated soils Treds Biotechnol 32 Diels L, M Desmet, L Hooyberghs, P Corbisier (1999), "Heavy metal bioremediation of soil", Mol Biotechnol, 13(2), pp 171 33 Ellis & A.Mellor, (1995), Soil and Environment Printed and bound in Great Britain by Biddles Ltd, Guildford and King’s Lynn 34 EPA (1999), Phytoremediation Resoure Guide U.S Washington, DC: Environment Protection Agency Office of solid Waste and Emergency Responnse Technology Innovation Office 35 Ghosh M., and Singh S.P (2005), “ A review on phytoremediation of heavy metals and utilization of its byproducts”, Applied ecology and environmental research, pp 1-18 36 Gimeno – Garcia, V.Andreu & R.Boluda (1996), Incidence of Heavy Metals in the Application of Inorganic Fertilizers to Rice Faming Soils (Valecia, Spain) Fertilizers and Environment, 449 – 452, Kluwer Academic Publishers Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 71 37 Han D.H cs (2004), Effects of liming on uptake of lead and cadmium by Raphanus sativa Archives of Environment contamination and Toxicology, Springer New York, 11/2004 38 Henry J.R (2000), “In Overview of Phytoremediation of Lead and Mercury”, NNEMS Report, Washington, D.C., pp 3-9 39 Lasat (2000), The use of plants for the removal of toxic metals from contaminated soils: (SuDoc EP 1.2:2002011154): U.S Environmental Protection Agency 40 Lim H.S et al (2004), Heavy metal contamination and risd assessment in the vicinity of the abandoned Songcheon Au - Ag mine in Kore, Procc.of II Conf.on Soil Poll And Rem,pp -7 41 Lombi E., F J Zhao, S J dunham and S P McGrath (2001), "Phytoremediation of Heavy Metal - Contaminated Soil", Journal of Environmental Quality, 30, pp 1919-1926 42 Marcs Jopony and Felix Tongkul (2002), “Heavy Metal Hyperaccumulating Plan in Malasia and Their Potential Appplications”, The First ASEM Conference on Bioremediation, September 2002, Ha Noi - Viet Nam, pp 24 - 27 43 Neil Willey (2007), Phytoremediation: methods and reviews, Humana Press, Totowa, New Jersay 44 Raskin & Ensley (2000), Phytoremediation of Toxic Metals: Using Plants to Clean Up the Environment Jon Wiley & Sons, Inc., New York 45 Rulkens W.H., Tichy R., and Grotenhuis J.T.C (1998), “Remendiation of pollutet soil and sediment: perspectives and failures”, Water Sci Technol., 37, pp 27 - 35 46 Salt et al (1995), Phytoremediation, Annu Rev Plant Physiol Plant, Mol Biol, pp 643 - 668 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 72 47 Shu,W S., Xia, H P., Zhang, Z Q., Lan, C Y and Wong, M H (2002), "Use of vetiver and three other grasses for regevetation of Pb/Zn mine tailings: field experiment", International Journal of Phytoremediation: Vol 4, No 1, pp 47-57 48 Truong, P., (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 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn PHỤ LỤC Phụ lục 1: Phiếu điều tra lấy mẫu đất sậy mỏ khai thác kim loại Đặc điểm điều tra lấy mẫu đất sậy mỏ khai thác kim loại Điểm mỏ: Ngày lấy mẫu: Nội dung STT Ký hiệu mẫu ( đất - D, - C) Địa điểm điều tra Tên đồi, xứ đồng điều tra Vị trí lấy mẫu Toạ độ UTM Độ cao tuyệt đối Độ dốc Hướng dốc Trạng thái rừng 10 Loại chủ yếu tầng cao 11 Độ tàn che tầng cao 12 Thành phần bụi, thảm tươi 13 Độ che phủ lớp bụi, thảm tươi 14 Thành phần đá mẹ 15 Loại đất 16 Tỷ lệ đá lẫn 17 Đặc điểm Tỷ lệ đá lộ đầu Ngƣời lấy mẫu Lê Chí Thức Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Phụ lục Phiếu điều tra sinh thái Sậy mỏ khai thác KL Thái Nguyên Ngày điều tra: Tên mỏ: Vị trí Ơ tiêu chuẩn: I ÔTC số STT Nội dung Kết STT Nội dung Số TT ô Toạ độ ô Diện tích ƠTC Độ cao 18 19 20 21 Độ dốc 22 Hướng phơi 23 Độ che phủ bụi Độ dây leo Độ che phủ cỏ Số khóm sậy OTC Số lượng cây/khóm Số lượng cây/khóm nhiều Vị trí Ơ 24 Số luợng cây/ÔTC Loại đất 25 Chiều dài (dài nhất) pH đất 26 Chiều dài (ngắn nhất) Độ ẩm đất 27 Chiều dài rễ (dài nhất) 10 Độ sâu tầng đất 28 Chiều dài rễ (ngắn nhất) 11 Khoảng cách tới moong khai thác 29 Chiều cao (cao nhất) 12 Khoảng cách đến đường mòn gần 30 Chiều cao (thấp nhất) 13 Độ che đá răm 31 Đường kính TB 14 15 16 17 Đất khơng có đá Độ che thảm mục Độ tàn che Độ che phủ thảm tươi 32 33 34 35 Trong lượng khóm (nhiều nhất) Trọng luợng khóm (ít nhất) Trọng lượng TB II Các loài ƣu ô: Tầng trên: Tầng dưới: Cây bụi, thảm tươi: Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Kết ... phân bố, khả sinh trưởng, phát triển hấp thụ kim loại nặng Sậy (Phragmites autralis) đất sau khai thác quặng tỉnh Thái Nguyên? ?? 1.2 Mục tiêu nghiên cứu đề tài - Tìm hiểu phân bố, khả sinh trưởng phát. .. THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM LÊ CHÍ THỨC “NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ, KHẢ NĂNG SINH TRƢỞNG, PHÁT TRIỂN VÀ HẤP THỤ KIM LOẠI NẶNG CỦA CÂY SẬY (PHRAGMITES AUTRALIS) TRÊN ĐẤT SAU KHAI. .. 3.2.2 Khả sinh truởng phát triển sậy? ?? 48 3.3 Khả hấp thụ kim loại nặng Sậy đất bãi thải sau khai thác quặng 52 3.4 Sự tương quan hàm lượng kim loại nặng đất hàm lượng kim loại nặng hấp