Nghiên Cứu Khả Năng Tích Tụ Một Số Kim Loại Nặng Trong Đất Và Rễ Các Loài Thực Vật Chủ Yếu Tại Khu Vực Khai Thác Quặng Ở Huyện Đồng Hỷ, Tỉnh Thái Nguyên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - µ BÁO CÁO KẾT QUẢ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP BỘ Tên đề tài: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÍCH TỤ MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT VÀ RỄ CÁC LOÀI THỰC VẬT CHỦ YẾU TẠI KHU VỰC KHAI THÁC QUẶNG Ở HUYỆN ĐỒNG HỶ, TỈNH THÁI NGUYÊN MÃ SỐ ĐỀ TÀI: B2010 – TN02 – 10 Chủ nhiệm đề tài: ThS.Trần Thị Phả Thái Nguyên, 2011 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Ngày nay, ô nhiễm môi trường trở thành vấn nạn toàn giới Không môi trường nước, môi trường không khí mà môi trường đất ngày bị ô nhiễm nặng nề nhiều hoạt động khác người Trong ô nhiễm đất KLN trở thành mối quan tâm đặc biệt nhiều quốc gia giới Cùng với phát triển không ngừng ngành công nghiệp, nông nghiệp khai khoáng quy mô cường độ ô nhiễm KLN ngày gia tăng Do đó, việc nghiên cứu, tìm kiếm phương pháp xử lý kim loại nặng đất, góp phần cải tạo ô nhiễm môi trường đất cần thiết xu tài nguyên đất giới bị suy giảm nhanh chóng diện tích chất lượng, đe doạ đến an ninh lương thực phát triển bền vững Trên giới có nhiều phương pháp khác xử để lý kim loại nặng đất đưa sử dụng như: Công nghệ rửa đất, công nghệ cố định chỗ, Tuy nhiên, phương pháp có chi phí cao, phù hợp tiến hành với quy mô nhỏ tình trạng ô nhiễm đất lại xảy diện rộng, số phương pháp làm phát sinh chất ô nhiễm đất, Do đó, hiệu việc áp dụng phương pháp không cao Vậy, vấn đề đặt cần phải tìm phương pháp xử lý kim loại nặng đất cho vừa hiệu quả, vừa dễ thực hiện, chi phí thấp mà lại thân thiện với môi trường Năm 1990, phương pháp sử dụng thực vật để xử lý ô nhiễm kim loại nặng đất lần đưa giới thiệu loại công nghệ thương mại Với việc đáp ứng tiêu chí nêu phương pháp sử dụng rộng rãi nhiều quốc gia giới nước ta phương pháp nghiên cứu để đưa vào áp dụng rộng rãi Qua khảo sát mỏ sắt Trại Cau cho thấy khu vực khai thác sậy dương xỉ phát triển tốt; khu vực gần bãi thải mỏ chì kẽm Làng Hích cỏ tre bò phát triển tốt Phải loại thực vật có khả hấp thụ kim loại nặng đất để sinh trưởng phát triển Xuất phát từ vấn đề trên, tiến hành nghiên cứu đề tài:“Nghiên cứu khả tích tụ số kim loại nặng đất rễ loài thực vật chủ yếu khu vực khai thác quặng huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên” Mục tiêu đề tài Đánh giá trạng ô nhiễm KLN đất khu vực khai thác khoáng sản huyện Đồng hỷ - tỉnh Thái Nguyên Từ đó, tìm loại có khả xử lý kim loại nặng đất phù hợp làm sở cho việc đề xuất việc ứng dụng mô hình sử dụng loại để xử lý kim loại nặng đất khu vực mỏ khai thác khoáng sản Thái Nguyên Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu - Một số loài thực vật địa: sậy thường (Phragmites australis), dương xỉ thường (Cyclosorus parasiticus) cỏ tre bò (thuộc chi Paspalum, họ hòa thảo poaceace); - Đất khu vực khai thác khoáng sản huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên; - KLN: Pb, Zn, As, Cd đất khu vực nghiên cứu 3.2 Phạm vi nghiêm cứu Nghiên cứu trạng ô nhiễm kim loại nặng đất sau khai thác khoáng sản khả hấp thụ kim loại nặng số loài thực vật địa khu vực mỏ Sắt Trại Cau mỏ chì kẽm làng Hích - Thái Nguyên PHẦN I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan ô nhiễm kim loại nặng đất 1.1.1 Khái niệm ô nhiễm kim loại nặng ô nhiễm đất Thuật ngữ kim loại nặng từ điển hoá học định nghĩa kim loại có khối lượng riêng lớn g/cm3 Đối với nhà độc tố học, thuật ngữ “kim loại nặng” chủ yếu dụng để kim loại có nguy gây nên vấn đề môi trường, bao gồm: Cu, Zn, Pb, Cd, Hg, Ni, Cr, Co, V, Ti, Fe, Mn, Fe, Ag, Sn Ngoài ra, kim As Se xem KLN Các KLN thường dạng vết môi trường đất tự nhiên Các KLN phổ biến là: Cd, Cr, Cu, Hg, Pb Zn Trong đó, Cu Zn nguyên tố vi lượng, có vai trò quan trọng trình trao đổi chất tế bào thành phần, cấu trúc protein enzyme Tuy nhiên, nguyên tố vi lượng nói riêng KLN nói chung nồng độ cao yếu tố độc hại trình trao đổi chất tế bào [2] Ô nhiễm đất xem tất tượng làm nhiễm bẩn môi trường đất chất gây ô nhiễm gây ảnh hưởng xấu đến đời sống sinh vật người 1.1.2 Các nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng đất 1.1.2.1 Các nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng đất a Nguồn tự nhiên * Nguồn ô nhiễm KLN đất từ lắng đọng khí KLN tồn không khí thường dạng bụi sol khí Các sol khí kim loại khí có đường kính khác từ 0,01 - 1µm (đối với Pb khí thải ôtô, khói dầu, khói luyện kim); từ - 10µm (trong tro nhiên liệu bụi kim loại) từ 10 - 80µm (trong tro đốt lò) Các yếu tố định dạng tồn xâm nhập KLN vào đất qua đường khí gồm có: cỡ hạt, độ hoà tan, khoảng cách từ nguồn phát thải đến nơi tiếp nhận, độ axit nước mưa [2] Các phần tử kim loại lớn rơi xuống đất dạng kết tủa khô theo nước mưa mang thành phần kim loại hoà tan Hàm lượng số kim loại nặng có nước mưa thể qua bảng sau: Bảng 1.1 Hàm lượng kim loại nặng giáng thủy Đơn vị: µg/l Khu vực Đông bắc Scotlen Pb Cd 0,6 - 29 0,1 - 1,52 0,1 - 13 2,5 - 95 - 118 < 0,1 - 5,1 [...]... nghiên cứu - Khái quát điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội tại khu vực nghiên cứu huyện Đồng Hỷ tỉnh Thái Nguyên - Hiện trạng khai thác khoáng sản các khu vực mỏ sắt Trại Cau và mỏ Chì kẽm làng Hích huyện Đồng Hỷ - tỉnh Thái Nguyên - Hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng trong đất do khai thác khoáng sản tại khu vực mỏ sắt Trại Cau và mỏ chì kẽm Làng Hích - huyện Đồng Hỷ - tỉnh Thái Nguyên - Đánh giá khả năng. .. khối Trong một số trường hợp, để xử lý 1 nguyên tố trong đất bằng thực vật đòi hỏi phải bổ sung vào đất các yếu tố khác, bởi vì hóa tính đất hoặc thực vật làm giảm khả năng hấp thụ và chuyển hóa lên thân Khi thêm yếu tố kiềm như HEDTA, EDTA vào đất khả năng hòa tan và linh động của KLN tăng, tiếp xúc với thực vật dễ dàng hơn [4] 1.4.2 Một số kết quả nghiên cứu khả năng hấp thụ một số kim loại nặng. .. KLN nhờ thực vật (Phytoextraction) hay còn gọi là quá trình tích luỹ nhờ thực vật (Phytoacumulation) là quá trình hấp thụ và chuyển hoá các KLN trong đất thông qua rễ vào các cơ quan khí sinh của thực vật Các loài thực vật có khả năng này được gọi là các loài thực vật siêu tích tụ (hyperacumulator), chúng có khả năng hấp thụ một lượng lớn các KLN một cách không bình thường so với các loài thực vật khác... biến khi thực hiện nghiên cứu một đề tài vì vừa nhanh và vừa hiệu quả 2.2.2 Phương pháp lấy mẫu đất và mẫu thực vật - Mẫu đất tại các khu vực nghiên cứu được lấy ở tầng mặt có độ sâu từ 0 20cm, trên diện tích đất sau khai thác Các mẫu đất sau khi lấy được đựng vào các túi riêng, có ghi kí hiệu ngoài bao bì - Thực vật được chọn lấy mẫu là những loài phát triển ưu thế tại các khu vực nghiên cứu Các mẫu... điểm quặng và mỏ khoáng sản rắn và một mỏ nước khoáng Tính đến 14 31/12/2005 tổng số mỏ đưa vào khai thác (kể cả khai thác tận thu và khai thác cát sỏi) là 45 mỏ Trong đó: - Khai thác than: 6 mỏ; - Khai thác quặng sắt: 1 mỏ; - Khai thác titan: 3 mỏ; - Khai thác quặng chì kẽm: 4 mỏ (1 mỏ đang làm thủ tục đóng cửa mỏ); - Khai thác quặng wonfram đa kim: 1 mỏ; - Khai thác quặng thiếc: 1 mỏ; - Khai thác đá... ở những khu vực có titan, quặng sắt, vàng Những điểm nóng phải kể đến là mỏ quặng sắt ở Trại Cau (huyện Đồng Hỷ), mỏ titan tại xã Động Đạt (huyện Phú Lương), mỏ vàng tại xã Thần Sa (huyện Võ Nhai) Các hoạt động khai thác tuyển rửa, vận chuyển trái phép quặng sắt trong vùng mỏ Trại Cau; quặng chì kẽm tại khu vực mỏ kẽm chì làng Hích xã Tân Long huyện Đồng Hỷ và khai thác quặng thiếc khu vực xã Tân Thái. .. phần các kim loại ban đầu có sẵn trong rễ, thân, lá của cây Sau đó chọn những cây khoẻ, sạch đem trồng thí nghiệm; đối với sậy cắt để lại đoạn thân và lá dài khoảng 35cm, rễ dài khoảng 5cm - Đất thí nghiệm gồm: + Đất khu vực mỏ sắt Trại Cau huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên; + Đất khu vực bãi thải của mỏ chì kẽm làng Hích huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên * Thiết kế thí nghiệm Các loài thực vật nghiên cứu. .. bằng thực vật (Phytostabilization) Quá trình xói mòn, rửa trôi và thẩm thấu có thể di chuyển chất ô nhiễm từ đất vào nước mặt và nước ngầm Cơ chế cố định chất ô nhiễm nhờ thực vật là cách mà các chất ô nhiễm tích luỹ ở rễ cây và kết tủa trong ất Quá trình diễn ra là nhờ chất tiết ở rễ thực vật cố định chất ô nhiễm và làm giảm khả năng linh động của kim loại trong đất Thực vật trồng trên các vùng đất. .. Khai thác đá vôi: 12 mỏ; - Khai thác đất sét xi măng: 1 mỏ; - Khai thác đất sét gạch ngói: 2 mỏ; - Khai thác đolomit: 3 mỏ, trong đó 1 mỏ đã đóng cửa; - Khai thác cao lanh: 1 mỏ; - Khai thác barit: 4 mỏ, trong đó 3 mỏ đã đóng cửa; - Khai thác nước khoáng: 1 mỏ; - Khai thác cát sỏi: 5 khu vực Thái nguyên cũng là tỉnh có nhiều kim loại Những mỏ kim loại có trữ lượng lớn và khai thác mỏ là mỏ chì làng Hích,... lớn nước ở các vùng khai thác khoáng sản đều bị ảnh hưởng bởi độ đục cao do lượng bùn mịn trong nước thải cao Các loại thuốc tuyển còn dư trong bùn thải cũng có khả năng gây ô nhiễm nguồn tiếp nhận Ở một số khu vực đất đá thải còn có tiềm năng hình thành dòng axit mỏ có khả năng hòa tan các kim loại nặng độc hại là nguồn ô nhiễm tiềm tàng đối với nước mặt và nước ngầm khu vực - Các sự cố và rủi ro