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

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 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 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 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng cá nhân Các số liệu, kết nghiên cứu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố công trình khác Nếu sai xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Thái Nguyên, tháng 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 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình học tập thực đề tài luận văn thác sĩ chuyên ngành Sinh thái học, khoa Sinh – KTNN Trƣờng Đại học sƣ phạm – Đại học Thái Nguyên, nhận đƣợc ủng hộ giúp đỡ thầy cô giáo, đồng nghiệp, bạn bè gia đình Trƣớc tiên xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Lƣơng Thị Thúy Vân – cô ngƣời tận tình hƣớng dẫn, truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý báu để hoàn thành đƣợc luận văn Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến thầy cô giáo khoa Sinh – KTNN trƣờng Đại học sƣ phạm, phòng sau đại học – Trƣờng Đại học sƣ phạm Thái Nguyên nhiệt tình giảng dạy giúp đỡ điều kiện suốt trình học tập nghiên cứu trƣờng Tôi xin chân trọng cảm ơn ban quản lý phòng thí nghiệm khoa Tài nguyên môi trƣờng,trƣờng Đại học Nông Lâm Thái Nguyên tạo điều kiện cho thực thí nghiệm để hoàn thành trình nghiên cứu thực đề tài Cuối cùng, xin bày tỏ lòng biết ơn tới toàn thể gia đình bạn bè đồng nghiệp cổ vũ, động viên suốt thời gian qua Thái Nguyên, tháng năm 2015 Tác giả luận văn Nông Văn Linh Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn MỤC LỤC Trang Trang bìa phụ i Lời cam đoan ii Lời cảm ơn iii Mục lục iv Danh mục bảng v Danh mục hình vi MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Chƣơng TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Thực trạng ô nhiễm môi trƣờng đất hoạt động khai thác khoáng sản giới 1.2 Thực trạng ô nhiễm môi trƣờng đất hoạt động khai thác khoáng sản Việt Nam 1.3 Cải tạo phục hồi môi trƣờng đất ô nhiễm khai thác khoáng sản 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 đất 12 1.3.3 Tiêu chuẩn loài thực vật sử dụng để xử lý kim loại nặng đất 15 1.3.4 Phƣơng pháp xử lý thực vật sau tích lũy chất ô nhiễm 15 1.3.5 Thành tựu nghiên cứu thực vật xử lý chất ô nhiễm 16 1.3.6 Sử dụng thực vật để phục hồi xử lý đất ô nhiễm khu vực khai thác mỏ 18 1.3.7 Ƣu điểm hạn chế công nghệ thực vật xử lý KLN đất 22 Chƣơng ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 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 phòng thí nghiệm 26 2.3.3 Xác định hệ số rủi ro (HSRR) đƣờng truyền ô nhiễm 30 2.3.4 Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm chậu 30 2.3.5 Phƣơng pháp phân loại thực vật có khả hấp thụ kim loại nặng 31 2.3.6 Phƣơng pháp đánh giá khả chống chịu 31 Chƣơng 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 trình khai thác thiếc xã Hà Thƣợng, huyện Đại Từ, Thái Nguyên 37 4.4 Đặc điểm môi trƣờng đất ô nhiễm 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 hệ số rủi ro đất ô nhiễm 47 4.4.5 Khả phát tán dự báo phát triển ô nhiễm đất khu vực khai thác thiếc xã Hà Thƣợng, huyện Đại Từ, Thái Nguyên 49 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 5.5 Nghiên cứu loài trồng làm cảnh có khả tích tụ chống chịu đất ô nhiễm kim loại nặng 50 5.5.1 Đặc điểm chung ba loài hoa Cúc 51 5.5.2 Nghiên cứu khả chống chịu ba giống hoa cúc trồng đất ô nhiễm 53 5.6 Đề xuất biện pháp phục hồi sinh học cải tạo đất bị thoái hóa ô nhiễm khai thác khoáng sản 56 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 58 Kết luận 58 Đề nghị 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 PHỤ LỤC Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Hàm lƣợng kim loại nặng số loại đất khu mỏ hoang Songcheon Bảng 1.2 Hàm lƣợng kim loại nặng chất thải số mỏ vàng điển hình Úc Bảng 1.3 Tỷ lệ mẫu có hàm lƣợng As vƣợt QCVN 03:2008 số mỏ nghiên cứu Bảng 1.4 Danh sách mỏ diện tích hoàn thổ sau khai thác khoáng sản Thái Nguyên 21 Bảng 4.1 Vị trí đặc điểm điểm lấy mẫu khu vực khai thác thiếc xã Hà Thƣợng, huyện Đại Từ, Thái Nguyên 38 Bảng 4.2 Độ ẩm tƣơng đối độ ẩm tuyệt đối đất ô nhiễm 42 Bảng 4.3 Tỷ trọng thành phần 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 hấp thụ kim loại nặng bắt gặp khu vực đất ô nhiễm khai thác thiếc xã Hà Thƣợng, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên 46 Bảng 4.6 Hàm lƣợng As tổng số hệ số rủi ro đất ô nhiễm 48 Bảng 4.7 Tỷ lệ sống sót (%) giống cúc trồng đất ô nhiễm 54 Bảng 4.8 Sinh khối (gam/chậu) giống cúc trồng 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 xã Hà Thƣợng, huyện Đại Từ 37 Hình 4.2 Khu vực lấy mẫu số 39 Hình 4.3 Khu vực lấy mẫu số 39 Hình 4.4 Khu vực lấy mẫu số 39 Hình 4.5 Khu vực lấy mẫu số 39 Hình 4.6 Khu vực lấy mẫu số 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 đƣờng truyền rủi ro 49 Hình 5.2 Khả sinh trƣởng, phát triển giống hoa cúc sau tuần thí nghiệm 56 Hình 5.3 Khả sinh trƣởng, phát triển giống hoa cúc sau tuần trồng thí nghiệm 56 vi MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Việt Nam nƣớc phát triển đƣờng công nghiệp hóa đại hóa đất nƣớc Trong năm gần đây, nhờ thực tốt chủ trƣơng đƣờng lối, sách Đảng Nhà nƣớc, kinh tế nƣớc ta không ngừng phát triển, dẫn đến nhu cầu sử dụng tài nguyên thiên nhiên ngày tăng cao Do đó, hoạt động khai thác khoáng sản diễn ngày nhiều quy mô Hoạt động khai thác khoáng sản trực tiếp, gián tiếp tạo công ăn việc làm, mang lại thu nhập ổn định, phục vụ đời sống sinh hoạt nhân dân địa phƣơng đồng thời đóng góp lƣợng lớn cho ngân sách quốc gia Bên cạnh mặt tích cực đạt đƣợc, trình khai thác khoáng sản phục vụ cho lợi ích ngƣời làm thay đổi môi trƣờng xung quanh Các hoạt động khai thác than, quặng, phi quặng vật liệu xây dựng, nhƣ: tiến hành xây dựng mỏ, khai thác thu hồi khoáng sản, đổ thải, thoát nƣớc mỏ… làm phá vỡ cân điều kiện sinh thái đƣợc hình thành từ hang chục triệu năm, gây ô nhiễm nặng nề môi trƣờng đất, hoạt động khai thác khoáng sản nguyên nhân làm cho vấn đề môi trƣờng nói chung môi trƣờng đất nói riêng ngày trở nên xúc nhiều địa phƣơng nƣớc Trong năm gần đây, ngƣời ta quan tâm nhiều công nghệ sử dụng thực vật để xử lý ô nhiễm môi trƣờng đất, nƣớc không khí Nhiều nhà khoa học đặc biệt Mỹ châu Âu có nhiều đề tài nghiên cứu ứng dụng công nghệ nhƣ công nghệ mang tính chất thƣơng mại Công nghệ thực vật xem nhƣ công nghệ xử lý tức thời phổ biến nơi mà sử dụng môi trƣờng đất nƣớc ô nhiễm nhẹ, nơi mà thực vật tồn đƣợc Tuy nhiên, lại giải pháp xử lý đất cách thân thiện với môi trƣờng bền vững Trong năm gần đây, sử dụng thực có khả tích tụ cố định chất ô nhiễm để cải tạo đất ô nhiễm kim loại nặng đƣợc nghiên cứu ứng dụng nhiều nơi giới, có Việt Nam Tuy nhiên, phần lớn công trình tập trung nghiên cứu loài thực vật hoang dại, đặc biệt loài địa với khả thích nghi cao sống môi trƣờng ô nhiễm Những loài thực vật có giá trị kinh tế chƣa đƣợc quan tâm tới Vì vậy, nghiên cứu mạnh dạn sử dụng loài hoa cúc, có hai loài đƣợc trồng phổ biến Thái Nguyên, cúc Đại đóa, cúc chùm vàng loài nhập nội (cúc Indo) để trồng thử nghiệm chậu môi trƣờng đất ô nhiễm kim loại nặng khai thác thiếc Nhiều nghiên cứu khẳng định, phần lớn loài hoa cúc có khả tích lũy kim loại nặng từ mức trung bình đến mức cao, đặc biệt khả tích tụ Pb [33] 5.5.1 Đặc điểm chung ba loài hoa Cúc a, Cúc Đại đóa (Chrysanthemum morifolium) [48] Họ thực vật: Asteraceae (họ Cúc) Nguồn gốc: Nhật Bản Trung Quốc Đặc điểm: + Hình thái: Cây phân nhiều cành nhánh, mang nhiều mọc cách Lá có màu xanh đậm, mặt nhám, mặt dƣới nhạt màu có lớp lông trắng Lá Cúc Đại đóa to loại cúc khác, mép xẻ thùy nhiều, nhọn đầu Hoa to mọc đỉnh, hoa có nhiều cánh mọc thành nhiều lớp xếp vòng, cánh hoa nở xòe phần hoa ôm lại phần 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: 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 đƣợc sử dụng nhiều dịp lễ Tết Cách chăm sóc cúc đại đóa đơn giản không tốn nhiều thời gian ngƣời 51 chăm Tƣới nƣớc cho hoa ngày lần, tƣới vào xung quanh gốc cúc chậu, lƣu ý kiểm tra độ ẩm đất trƣớc tƣới, ẩm ngƣng, Cung cấp thêm chất dinh dƣỡng cho (dạng phân pha loãng tốt nhất) để hoa cúc tƣơi sắc hơn, đẹp lâu b, Cúc chùm vàng (Chrysanthemun sp) [51] Họ thực vật: Asteraceae (họ Cúc) Nguồn gốc: Nhật Bản Trung Quốc Đặc điểm hình thái: + Rễ: Thuộc loại rễ chùm Phát triển phần lớn theo chiều ngang, ăn sâu Đâm sâu khoảng 10 – 20cm + Thân: Thuộc loại thân thảo nhỏ Trên thân non số loài có phủ lớp lông tơ + Lá: Thuộc loại đơn, kèm, mọc so le.Phiến mỏng, mặt dƣới có phủ lớp lông tơ, mặt có màu xanhđậm + Hoa quả: Hoa màu vàng, cành có nhiều Hoa cúc có – nhị đực dính vào bao xung quanh vòi nhụy Vòi nhụy mảnh hình chẻ đôi Quả bế Chỉ có hạt mầm nằm khoang dính với vỏ Vỏ hạt mỏng, phôi lớn thẳng nội nhũ Đặc điểm sinh lý, sinh thái 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, loại thƣờng niên + Hoa, qủa, hạt: Hoa màu hồng Nhánh phân bố đồng giống nhƣ dù với nhỏ đẹp + Thích hợp cho trồng luống, chậu treo, trồng chung với 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 hoa: 50-60 ngày + Kích thƣớc hoa :1 cm Chiều cao : 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, bệnh phấn trắng, phần có nhu cầu dinh dƣỡng cao, trồng chậu đất chăm bón không đƣợc tốt nhƣ trồng đất vƣờn, nên yếu, khả kháng bệnh Hơn cúc indo nhu cầu nƣớc nhiều nhƣng lại phải thoát nƣớc, tƣới nhiều sũng rễ thối rễ, tƣới khô lá, hỏng chồi ảnh hƣởng tới hoa khô + Cúc indo phù hợp đất pha cát tơi xốp, thông thƣờng mua chậu treo chơi thời gian cần thay đất chậu Mua đất sạch, giá thể cho hoa cảnh, trộn với cát đen tỉ lệ 1/1, trộn lẫn phân NPK 15- 15 -15 có vi lƣợng muỗng / chậu + Khi thay chậu tuới nƣớc quanh chậu không ƣớt quá, đủ để nhấc đƣợc hẳn bầu đất gỡ đất cũ nhƣng không trơ hết rễ bảo đảm rễ ôm đất cũ, nhẹ nhàng cho vào chậu mới, phủ đất mới, tƣới ẩm để chỗ mát, sau tuần ổn định sức sống, treo lên ngắm hoa + Cách làm đƣợc thời gian 2- tháng chậu treo đất, dinh dƣỡng hút nhanh, cúc indo khó sử dụng phân bón lá, bón bón với hàm lƣợng nhẹ khoảng 1/5 so vơi dẫn nhà sản xuất không cháy 5.5.2 Nghiên cứu khả chống chịu ba giống hoa cúc trồng đất ô nhiễm 53 Ba loài hoa cúc đƣợc trồng thí nghiệm môi trƣờng đất ô nhiễm HT1, HT2, HT3, HT4 HT5 Vì hạn chế kinh phí nên không phân tích hàm lƣợng kim loại nặng tích lũy đƣợc Khả chống chịu loài hoa cúc đƣợc đánh giá thông qua tỷ lệ sống sót khả tạo sinh khối sau tuần thí nghiệm Kết nghiên cứu đƣợc trình bày bảng 4.7 bảng 4.8 Bảng 4.7 Tỷ lệ sống sót (%) giống cúc trồng đất ô nhiễm Sau tuần thí nghiệm Sau tuần thí nghiệm Giống HT1 HT2 HT3 HT4 HT5 HT1 HT2 HT3 HT4 HT5 Cúc chùm vàng 70 100 60 90 70 70 80 10 70 20 Cúc Đại đóa 90 100 80 100 60 80 100 60 100 30 Cúc Indo 100 100 100 100 100 100 100 60 100 100 Ở giai đoạn tuần sau trồng, tỷ lệ sống sót cúc Chùm vàng cúc Đại đóa giảm dần công thức HT3, HT5 giảm mạnh giai đoạn tuần sau trồng Sau tuần, cúc Chùm vàng sống sót (HT3) sống sót (HT5) Tỷ lệ số sống sót cúc Đại đóa 60% (HT3) 30% (HT5) Tỷ lệ sống sót cúc Indo đạt 100% công thức HT1, HT2, HT4 HT5 Nhƣ vậy, kết thu đƣợc cho thấy, tỷ lệ sống sót giống hoa cúc xếp theo thứ tự giảm dần cúc Indo > cúc Đại đóa > cúc Chùm vàng Sau tuần thí nghiệm, tiến hành xác định sinh khối giống hoa cúc, kết đƣợc trình bày bảng 4.8 54 Bảng 4.8 Sinh khối (gam/chậu) giống cúc trồng đất ô nhiễm Trƣớc trồng Sau 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 Đại đóa Cúc Indo 43,04 46,22 50,56 53,09 48,64 94,57 110,25 31,44 102,36 16,04 39,87 40,12 42,32 44,18 45,66 87,83 91,38 28,15 98,63 92,27 Kết thu đƣợc sinh khối giống hoa cúc bảng 3.8 cho thấy, sinh khối tất công thức có tỷ lệ sống sót cao tăng so với ban đầu Tƣơng ứng với tỷ lệ sống sót, sinh khối cúc Chùm vàng cúc Đại đóa công thức HT3 HT5 thấp nhiều so với công thức lại Đối với cúc Indo, loài sinh trƣởng môi trƣờng đất HT3 nên sinh khối thu đƣợc đạt 28,15 gam/chậu Nhìn chung, sinh khối loài cúc tăng ổn định trồng môi trƣờng đất HT1, HT2 HT4 Tóm lại, xét khả chống chịu thông qua tỷ lệ sống sót sinh khối khẳng định loài cúc sinh trƣởng tốt môi trƣờng đất HT1, HT2 HT4 55 HT1 HT2 HT3H HT4 HT5 Hình 5.2 Khả sinh trƣởng, phát triển giống hoa cúc sau tuần thí nghiệm HT1 HT2 HT3 HT4 HT5 Hình 5.3 Khả sinh trƣởng, phát triển giống hoa cúc sau tuần trồng thí nghiệm 5.6 Đề xuất biện pháp phục hồi sinh học cải tạo đất bị thoái hóa ô nhiễm khai thác khoáng sản Căn vào địa hình, thành phần, tính chất đất, đặc biệt hàm lƣợng kim loại nặng, độ pH, thành phần loài hoang dại trồng, chúng 56 đề xuất số biện pháp phục hồi đất ô nhiễm khu vực khai thác thiếc xã Hà Thƣợng, huyện Đại Từ nhƣ sau: - Khu vực đất ô nhiễm HT1, HT2: Môi trƣờng đất đƣợc cải tạo cỏ Vetiver dƣơng xỉ nên hàm lƣợng kim loại thấp, thành phần giới nhẹ, tơi xốp, giàu chất hữu nên trồng loài cúc đƣợc nghiên cứu Nếu đƣợc đầu tƣ phân bón chăm sóc đầy đủ, loài hoa cúc sinh trƣởng, phát triển tốt đất Ngoài ra, để cải thiện tính chất đất, trồng luân canh xen canh với số họ đậu cải tạo đất nhƣ Muồng 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 nông dân chƣa nên trồng loại lƣơng thực, thực phẩm khu vực kim loại tích tụ vào sản phẩm thu hoạch, gây hại cho sức khỏe ngƣời vật nuôi - Khu vực đất HT4: Môi trƣờng đất đƣợc hoàn thổ, địa hình cao, phần trồng loại keo tai tƣợng keo tràm, phần đất trũng lại bỏ hoang hàm lƣợng pH thấp, nghèo dinh dƣỡng nên tiếp tục trồng loại lâm nghiệp Ở giai đoạn đầu, tiếp xúc với đất ô nhiễm, sinh trƣởng khắc phục cách trồng bầu, đào hố sâu trồng lấp đất đất mƣợn khu vực không ô nhiễm - Khu vực HT3 HT5: Môi trƣờng đất cần tiếp tục đƣợc cải tạo Nên sử dụng loài có khả tích tụ kim loại nặng cao, đặc biệt loài tích tụ cao As nhƣ loài dƣơng xỉ Pteris vittata L [2] Ngoài cần kết hợp trồng xen canh luân canh với loài họ đậu cải tạo đất 57 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Kết luận - Các mẫu đất nghiên cứu có thành phần giới nhẹ đƣợc phân loại thành đất cát pha nặng đất thịt nhẹ - Đất có pH thấp, nghèo dinh dƣỡng, hàm lƣợng N, P2O5, K2O tổng số, hàm lƣợng mùn mức thấp Khả dự trữ chất dinh dƣỡng mức trung bình dung tích hấp thu (CEC) mẫu đất có kết lớn 10 mgđl/100 gam đất Chất lƣợng đất khu vực đƣợc cải tạo hoàn thổ phần (HT1, HT2 HT4) tốt so với khu đất ô nhiễm nặng thực vật mọc - Hàm lƣợng As cao so với tiêu chuẩn cho phép đất nông nghiệp từ 3,20 đến 14,09 lần - Thực vật có khả tích lũy kim loại chủ yếu loài thân cỏ có khả thích nghi với môi trƣờng đất pH thấp, nghèo dinh dƣỡng hàm lƣợng kim loại nặng cao - Nguồn phát sinh ô nhiễm đổ thải xí nghiệp tuyển quặng thiếc hoạt động khai thác quặng thủ công ngƣời dân Nƣớc thải gây ô nhiễm môi trƣờng đất, nƣớc, giảm diện tích đất nông nghiệp, đất rừng ảnh hƣởng đến sống phận dân cƣ xung quanh - Đề xuất trồng loài hoa cúc khu vực đất đƣợc cải tạo phần HT1 HT2 Khu vực HT4 nên tiếp tục trồng loại lâm nghiệp Khu vực HT3 HT5 nên trồng loại tích tụ kim loại nặng cao kết hợp với loài họ đậu cải tạo đất Đề nghị - Cần phân tích hàm lƣợng kim loại nặng sau trồng để có sở chắn - Tiếp tục thí nghiệm (trong chậu ruộng) để chọn lựa đƣợc loại trồng có giá trị kinh tế, phù hợp với mục đích cải tạo, phục hồi môi trƣờng đất ô nhiễm khai thác khoáng sản 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO I Tài liệu Tiếng Việt: Đặng Thị An, Chu Thị Thu Hà (2009), “Đất bị nhiễm asen (As) Đại Từ, Thái Nguyên”, Tạp chí Khoa học đất, số 31/2009, tr 88 – 90 Bùi Thị Kim Anh, Đặng Đình Kim, Trần Văn Tựa, Lê Đức, Nguyễn Trung Kiên, Đỗ Tuấn Anh, Nguyễn Thị Hoài Phƣơng (2008), “Khả chống chịu tích lũy asen hai loài dƣơng xỉ thu từ vùng khai thác mỏ”, Tạp chí Khoa học Công nghệ (Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam), tập 46, số 6a, tr 248 - 257 Nguyễn Anh (2005), “Sự ô nhiễm đất vùng khai thác khoáng Việt Nam”, Hội thảo quốc tế quản lý xử lý đất nông nghiệp bị ô nhiễm, Hà Nội ngày 12 - 13/12/2005 Đặng Văn Bát cs (2005), “Môi trƣờng khai thác khoáng sản việt Nam”, Báo cáo Hội nghị Môi trường toàn quốc, Hà Nội Nguyễn Văn Bình, Nguyễn Đức Quý, Vũ Minh Quân, Lê Quang Thành (2000) “Sự phân bố phát tán kim loại nặng đất nƣớc khu vực mỏ thiếc Sơn Dƣơng”, Tạp chí Khoa học trái đất, 22(2), tr 134-139 Bộ Công nghiệp (2005), Báo cáo tổng kết, Nhiệm vụ: “Xây dựng chƣơng trình phục hồi môi trƣờng vùng khai thác khoáng sản Việt Nam” 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 Công ty khoáng sản Tiberon (2004), báo cáo ĐTM Dự án Núi Pháo, Đại Từ, Thái Nguyên Lê Đức, Nguyễn Xuân Huân, Nguyễn Thị Đức Hạnh, Trần Thị Tuyết Thu (2005), “Ảnh hƣởng kim loại nặng (Pb2+, Cu2+) đến giun đất (Pheretima morrisi) 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 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 thực vật, Nhà xuất Nông nghiệp Hà Nội 14 Trần Văn Tựa, Nguyễn Đức Thọ, Đỗ Tuấn Anh, Nguyễn Trung Kiên Đặng Đình Kim (2007), “Sử dụng cỏ Vetiver xử lý nƣớc thải chứa Cr Ni theo phƣơng pháp vùng rễ”, Tạp chí Khoa học Công nghệ (Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam), tập 46 (6a), tr 40 - 45 15 Phạm Tích Xuân (2011), “Nghiên cứu đánh giá ảnh hƣởng bãi thải khai thác chế biến khoáng sản kim loại đến môi trƣờng sức khỏe 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 sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên, Nhà xuất Khoa học Tự nhiên Công nghệ, tr 265-274 16 Nguyễn Quốc Thông, Đặng Đình Kim, Trần Văn Tựa, Lê Lan Anh (1999), Khả tích tụ kim loại nặng Cr, Ni Zn bèo tây 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 - 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 - 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 Geneva, World Health Organization, Joint Committee on Food Additives 61 the fifty-fifth metting, FAO/WHO Expert 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 ICV1: 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 đất, http://vnexpress.net/gl/khoa-hoc/2003/, ngày 26/10/2007 51 http://m21love.blogspot.com/2012/12/hoa-cuc-chrysanthemumsp.html 63 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Thang đánh giá kim loại nặng đất Giới hạn cho phép hàm lƣợng tổng số As, Cd, Cu, Pb, Zn đất (QCVN 03:2008) (Đơn vị : mg/kg đất khô, tầng đất mặt) Thông số ô nhiễm Đất sử dụng Đất sử dụng cho mục đích cho mục đích nông nghiệp lâm nghiệp Đất sử dụng Đất sử dụng cho mục cho mục đích đích dân công nghiệp sinh As 12 12 12 12 Cd 2 10 Cu 50 70 70 100 Pb 70 100 120 300 Zn 200 200 200 300 Phụ lục 2: Danh mục thang đánh giá tiêu pH đất pH Loại đất >7 Kiềm yếu 5,5-6 Trung tính 4,5-5,5 Chua nhẹ < 4,5 Rất chua Phụ lục 3: Hàm lƣợng mùn đất Tỷ lệ % mùn đất < 1% 1-2% 2-4% 4-8% Loại đất Rất nghèo Nghèo Trung tính Giàu Phụ lục 4: Hàm lƣợng phốt tổng số < 0,06% 0,06 - 0,01% >0,1% Nghèo Trung tính Giàu Phụ lục 5: Hàm lƣợng Ni tơ tổng số 0,2% Nghèo Trung bình Khá giàu Giàu Phụ lục 6: Hàm lƣợng Kali tổng số 2% Nghèo Trung bình Giàu Phụ lục Giới hạn nồng độ kim loại chứa 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 0.03 0.01 0.2 0.01 0.05 0.01 3000 – 30000 1000 – 6000 5000 – 20000 1000 – 4000 800 – 3000 60 – 600 20 – 400 20 – 400 0.1 – 0.1 – – 10 0.03 – 0.2 – 5 – 25 0.05 - 60000 10000 50000 10000 5000 2500 2000 2000 20 100 100 20 50 100 10 (Nguồn: Raskin & Ensley, 2000) ...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. .. đề xuất biện pháp phục hồi sinh học khu vực khai thác khoáng sản tỉnh Thái Nguyên Mục tiêu nghiên cứu 2.1 Mục tiêu chung - Đánh giá thực trạng ô nhiễm môi trƣờng đất hoạt động khai thác thiếc... huyện Đại Từ, Thái nguyên đề xuất biện pháp phục hồi sinh học nhằm cải tạo đất bị thoái hóa ô nhiễm sau khai thác khoáng sản nhằm tăng diện tích đất có chất lƣợng đảm bảo cho sản xuất nông lâm