Hiện trạng ô nhiễm và khả năng hấp thụ kim loại nặng trong đất của một số loài thực vật tại khu vực khai thác khoáng sản huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM  - HÀ THỊ LAN HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM VÀ KHẢ NĂNG HẤP THỤ KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT CỦA MỘT SỐ LOÀI THỰC VẬT TẠI KHU VỰC KHAI THÁC KHOÁNG SẢN HUYỆN ĐỒNG HỶ - TỈNH THÁI NGUYÊN LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Chuyên ngành : Khoa học môi trường Mã số : 60 85 02 Thái Nguyên, năm 2011 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn i Lời cảm ơn Trong thời gian học tập thực luận văn tốt nghiệp, nhận giúp đỡ vô tận tình sở đào tạo, gia đình bạn bè Trước hết xin chân thành cảm ơn tới Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên, khoa đào tạo Sau đại học tạo điều kiện, giúp đỡ trình thực đề tài Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Đàm Xuân Vận hết lòng tận tụy hướng dẫn thực đề tài, đồng thời xin chân thành cảm ơn Th.s Trần Thị Phả giúp đỡ hoàn thành tốt đề tài Cuối xin cảm ơn gia đình bạn bè động viên cổ vũ suốt trình học tập Thái Nguyên, ngày tháng năm 2011 Người thực luận văn Hà Thị Lan Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng: số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa bảo vệ học vị Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thông tin luận văn rõ nguồn gốc Thái Nguyên, ngày tháng năm 2011 Người thực luận văn Hà Thị Lan Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn iii MỤC LỤC Lời cảm ơn i LỜI CAM ĐOAN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC BẢNG vii DANH MỤC HÌNH viii MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu đề tài Ý nghĩa đề tài PHẦN I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan ô nhiễm kim loại nặng đất 1.1 Khái niệm ô nhiễm kim loại nặng ô nhiễm đất 1.2 Các nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng đất 1.3 Đặc điểm hoá học Pb, Zn, Cd As đất 1.2 Hoạt động khai thác khoáng sản vấn đề môi trƣờng liên quan 1.2.1 Hoạt động khai thác khoáng sản Việt Nam 11 1.2.2 Ảnh hƣởng hoạt động khai thác khoáng sản đến môi trƣờng đất Việt Nam 17 1.3 Các phƣơng pháp xử lý đất bị ô nhiễm kim loại nặng 20 1.3.1 Các nguyên tác để xử lý đất bị ô nhiễm 21 1.3.2 Các phƣơng pháp truyền thống làm đất ô nhiễm 21 1.4 Tổng quan xử lý kim loại nặng đất thực vật 23 1.4.1 Cơ sở khoa học công nghệ xử lý ô nhiễm kim loại nặng đất thực vật 23 1.4.2 Một số kết nghiên cứu khả hấp thụ số kim loại nặng thực vật 27 1.4.3 Triển vọng công nghệ thực vật xử lý kim loại nặng đất 28 PHẦN II: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn iv 2.1 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 30 2.1.1 Đối tƣợng nghiên cứu 30 2.1.2 Phạm vi nghiêm cứu 30 2.2 Địa điểm thời gian nghiên cứu 30 2.2.1 Địa điểm nghiên cứu 30 2.2.2 Thời gian nghiên cứu 30 2.3 Nội dung nghiên cứu 30 2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 31 2.4.1 Phƣơng pháp thu thập số liệu, thống kê, kế thừa truyền thống 31 2.4.2 Phƣơng pháp lấy mẫu đất mẫu thực vật 31 2.4.3 Phƣơng pháp thiết kế thí nghệm 32 2.4.4 Phƣơng pháp phân tích phòng thí nghiệm 32 2.4.5 Phƣơng pháp xử lý số liệu 33 PHẦN III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 34 3.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội huyện Đồng Hỷ 34 3.1.1 Điều kiện tự nhiên 34 3.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 35 3.1.3 Hiện trạng khai thác khoáng sản khu vực mỏ sắt Trại Cau mỏ Chì Kẽm Làng Hích huyện Đồng Hỷ - tỉnh Thái Nguyên 39 3.1.3.1.Hiện trạng khu vực khai thác khoáng sản mỏ Sắt Trại Cau 39 3.1.3.2 Hiện trạng khu vực khai thác khoáng sản mỏ làng Hích 41 3.2 Hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng đất tích luỹ kim loại thực vật khu vực khai thác khoáng sản huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên 38 3.2.1 Hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng đất khu vực mỏ sắt Trại Cau mỏ chì, kẽm làng Hích - huyện Đồng Hỷ 42 3.2.1.1 Độ pH đất 42 3.2.1.2 Đánh giá trạng ô nhiễm kim loại nặng đất 43 3.2.2 Sự tích lũy kim loại nặng số loài thực vật khu vực mỏ sắt Trại Cau mỏ chì, kẽm làng Hích - huyện Đồng Hỷ 48 3.3 Nghiên cứu khả hấp thụ kim loại nặng sậy, cỏ tre bò đất bị ô nhiễm kim loại nặng khai thác khoáng sản 53 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn v 3.3.1 Đánh giá thay đổi nồng độ kim loại nặng mẫu đất trồng thí nghí nghiệm 53 3.3.1.1 Đánh giá độ pH đất nghiên cứu 53 3.3.1.2 Đánh giá thay đổi hàm lƣợng kim loại nặng đất trồng thí nghiệm 54 3.3.2 Khả tích luỹ kim loại nặng thân, rễ loài thực vật nghiên cứu 57 3.3.2.1 Đánh giá sinh trƣởng phát triển thực vật nghiên cứu đất ô nhiễm kim loại nặng 57 3.3.2.2 Sự thay đổi hàm lƣợng kim loại nặng thực vật nghiên cứu 58 3.4 Đề xuất biện pháp xử lý ô nhiễm kim loại nặng đất 62 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 Kết luận 64 Kiến nghị 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 PHỤ LỤC Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn vi DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu viết tắt BVMT KK KLN KSON HĐND MTV TCCP TCVN TNHHNN TTCN QCVN UBND Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN Diễn giải đầy đủ nội dung Bảo vệ môi trƣờng Không khí Kim loại nặng Kiểm soát ô nhiễm Hội đồng nhân dân Một thành viên Tiêu chuẩn cho phép Tiêu chuẩn Việt Nam Trách nhiệm hữu hạn Nhà nƣớc Tiểu thủ công nghiệp Quy chuẩn Việt Nam Ủy ban nhân dân http://www.lrc-tnu.edu.vn vii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Hàm lƣợng kim loại nặng giáng thủy Bảng 1.2.Hàm lƣợng trung bình số kim loại nặng đá đất Bảng 1.3 Hàm lƣợng kim loại nặng nguồn phân bón nông nghiệp Bảng 1.4 Biến đổi hàm lƣợng kim loại nặng đất hoạt động khai khoáng theo thời gian Bảng 1.5 Tình hình khai thác chì, kẽm số mỏ tỉnh Thái Nguyên 16 Bảng 1.6 Tình hình khai thác sắt, thiếc số mỏ địa bàn tỉnh Thái Nguyên 17 Bảng 1.7 Diện tích rừng đất rừng bị thu hẹp, thoái hóa số mỏ 18 Bảng 1.8 Mức độ ô nhiễm đất nông nghiệp khai thác mỏ 19 Bảng 3.1 pH đất nghiên cứu 42 Bảng 3.2 Hàm lƣợng kim loại nặng đất 43 Bảng 3.3 Hàm lƣợng kim loại nặng sậy dƣơng xỉ 48 Bảng 3.4 pH đất nghiên cứu 53 Bảng 3.5: Hàm lƣợng kim loại nặng đất nghiên cứu 54 Bảng 3.6 Khả sinh trƣởng Sậy đất ô nhiễm kim loại nặng 58 Bảng 3.7 Hàm lƣợng kim loại phận loài thực vật nghiên cứu trƣớc sau trồng thí nghiệm 58 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn viii DANH MỤC HÌNH Hình 4.1 Hàm lƣợng Asen đất nghiên cứu 44 Hình 4.2 Hàm lƣợng chì đất nghiên cứu 45 Hình 4.3 Hàm lƣợng Cadimi đất nghiên cứu 46 Hình 4.4 Hàm lƣợng Kẽm đất nghiên cứu 47 Hình 4.5 Hàm lƣợng Asen loài thực vật nghiên cứu 49 Hình 4.6 Hàm lƣợng Chì loài thực vật nghiên cứu 50 Hình 4.7 Hàm lƣợng Cadimi loài thực vật nghiên cứu 51 Hình 4.8 Hàm lƣợng Kẽm số loài thực vật nghiên cứu 52 Hình 4.9 Hàm lƣợng Kẽm đất nghiên cứu 54 Hình 4.10 Hàm lƣợng Chì đất nghiên cứu 55 Hình 4.11 Hàm lƣợng Cadimi đất nghiên cứu 56 Hình 4.12 Hàm lƣợng Asen đất nghiên cứu 56 Hình 4.13 Hàm lƣợng Kẽm thực vật trƣớc sau trồng thí nghiệm 59 Hình 4.14 Hàm lƣợng Chì thực vật trƣớc sau trồng thí nghiệm 60 Hình 4.15 Hàm lƣợng Cadimi thực trƣớc sau trồng thí nghiệm 60 Hình 4.16 Hàm lƣợng Asen thực vật trƣớc sau trồng thí nghiệm 61 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Ngày nay, ô nhiễm môi trƣờng trở thành vấn nạn toàn giới Không môi trƣờng nƣớc, môi trƣờng không khí mà môi trƣờng đất ngày bị ô nhiễm nặng nề nhiều hoạt động khác ngƣời 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 cƣờng độ ô nhiễm KLN ngày gia tăng Do đó, việc nghiên cứu, tìm kiếm phƣơng pháp xử lý kim loại nặng đất, góp phần cải tạo ô nhiễm môi trƣờng đất cần thiết xu tài nguyên đất giới bị suy giảm nhanh chóng diện tích chất lƣợng, đe doạ đến an ninh lƣơng thực phát triển bền vững Hiện nay, giới có nhiều phƣơng pháp khác xử để lý kim loại nặng đất đƣợc đƣa sử dụng nhƣ: Công nghệ rửa đất, công nghệ cố định chỗ, Tuy nhiên, phƣơng pháp có chi phí cao, phù hợp tiến hành với quy mô nhỏ tình trạng ô nhiễm đất lại xảy diện rộng, số phƣơng pháp làm phát sinh chất ô nhiễm đất, Do đó, hiệu việc áp dụng phƣơng pháp không cao Vậy, vấn đề đặt cần phải tìm phƣơng pháp xử lý kim loại nặng đất cho vừa hiệu quả, vừa dễ thực hiện, chi phí thấp mà lại thân thiện với môi trƣờng Năm 1990, phƣơng pháp sử dụng thực vật để xử lý ô nhiễm kim loại nặng đất lần đƣợc đƣa giới thiệu nhƣ loại công nghệ thƣơng mại [10] Với việc đáp ứng đƣợc tiêu chí nêu phƣơng pháp đƣợc sử dụng rộng rãi nhiều quốc gia giới nƣớc ta phƣơng pháp đƣợc nghiên cứu để đƣa vào áp dụng rộng rãi Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read ... 3.1.3.2 Hiện trạng khu vực khai thác khoáng sản mỏ làng Hích 41 3.2 Hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng đất tích luỹ kim loại thực vật khu vực khai thác khoáng sản huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên. .. kim loại nặng số loài thực vật khu vực mỏ sắt Trại Cau mỏ chì, kẽm làng Hích - huyện Đồng Hỷ 48 3.3 Nghiên cứu khả hấp thụ kim loại nặng sậy, cỏ tre bò đất bị ô nhiễm kim loại nặng khai thác. .. công nghệ xử lý ô nhiễm kim loại nặng đất thực vật 23 1.4.2 Một số kết nghiên cứu khả hấp thụ số kim loại nặng thực vật 27 1.4.3 Triển vọng công nghệ thực vật xử lý kim