Nghiên cứu sử dụng than sinh học sản xuất từ phế phụ phẩm nông nghiệp để xử lý đất ô nhiễm kim loại nặng do khai thác khoáng sản

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM LÊ HUYỀN TRANG Tên đề tài: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG THAN SINH HỌC SẢN XUấT TỪ PHẾ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP ĐỂ XỬ LÝ ĐẤT Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG DO KHAI THÁC KHOÁNG SẢN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trƣờng Khoa : Môi trƣờng Khóa học : 2012 -2016 THÁI NGUYÊN – 2016 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM LÊ HUYỀN TRANG Tên đề tài: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG THAN SINH HỌC SẢN XUấT TỪ PHẾ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP ĐỂ XỬ LÝ ĐẤT Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG DO KHAI THÁC KHOÁNG SẢN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo Chuyên ngành Lớp Khoa Khóa học Giáo viên hƣớng dẫn : Chính quy : Khoa học môi trƣờng : K44 – KHMT – N01 : Môi trƣờng : 2012 -2016 : Th.S Dƣơng Thị Minh Hòa THÁI NGUYÊN – 2016 i LỜI CẢM ƠN Đƣợc đồng ý Ban giám hiệu trƣờng Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, khoa Môi trƣờng cô giáo hƣớng dẫn ThS Dƣơng Thị Minh Hòa, em tiến hành thực đề tài: “Nghiên cứu sử dụng than sinh học sản xuất từ phế phụ phẩm nông nghiệp để xử lý đất ô nhiễm kim loại nặng khai thác khoáng sản” Em xin chân thành cảm ơn tới cô Dƣơng Thị Minh Hòa tận tình hƣớng dẫn giúp đỡ để em hoàn thành tốt khóa luận Em xin bày tỏ lòng kính trọng biết ơn đến thầy cô giáo khoa Môi trƣờng truyền đạt cung cấp kiến thức cho em suốt bốn năm học vừa qua Em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình động viên, khuyến khích giúp đỡ em suốt trình học tập nhƣ hoàn thành khóa luận Do thời gian có hạn, lực thân hạn chế nên khóa luận không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp quý thầy cô bạn để khóa luận em đƣợc hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày….tháng… năm 2016 Sinh viên Lê Huyền Trang ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Hàm lƣợng KLN nguồn phân bón nông nghiệp (ppm) 13 Bảng 2.2: Tiềm nguồn sinh khối Việt Nam 18 Bảng 4.1: Hiện trạng sử dụng đất xã Hà Thƣợng năm 2009 26 Bảng 4.2: Tình hình khai thác khoáng sản địa bàn xã Hà Thƣợng 30 Bảng 4.3: Hiện trạng sử dụng đất khu mỏ 31 Bảng 4.4: Hiện trạng quản lý đất sau khai thác khoáng sản 31 Bảng 4.5: Sử dụng lại đất sau khai thác khoáng sản 31 Bảng 4.6: Kết phân tích đất khu vực mỏ thiếc Hà Thƣợng 32 Bảng 4.7: Kết phân tích pH CEC TSH từ rơm rạ 33 Bảng 4.8: Hàm lƣợng nguyên tố TSH từ rơm rạ 34 Bảng 4.9: Hàm lƣợng số chất dinh dƣỡng TSH từ rơm rạ 34 Bảng 4.10: Kết phân tích pH đất sau tuần 35 Bảng 4.11: Kết phân tích Pb di động sau tuần 37 Bảng 4.12: Kết phân tích pH đất sau tuần 39 Bảng 4.13: Kết phân tích Pb di động sau tuần 40 iii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 4.1: Biểu đồ thể giá trị pH sau tuần 36 Hình 4.2: Biểu đồ thể hàm lƣợng Pb2+ sau tuần 37 Hình 4.3: Biểu đồ thể mối quan hệ giữ pH nồng độ Pb2+ sau tuần 38 Hình 4.4: Biểu đồ thể giá trị pH sau tuần 39 Hình 4.5: Biểu đồ thể nồng độ Pb2+ sau tuần 40 Hình 4.6: Biểu đồ thể mối quan hệ pH nồng độ Pb2+ sau tuần 41 iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT CEC Dung tích trao đổi cation đất CV% Hệ số biến động KLN Kim loại nặng LSD05 Giá trị sai khác nhỏ PAHs Polycyclic aromatic hydrocarbons PCP QCVN QSD Phencyclidine Quy chuẩn Việt Nam Quyền sử dụng TBVTV Thuốc bảo vệ thực vật TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TSH UBND UNESCO Than sinh học Ủy ban nhân dân Tổ chức Giáo dục, khoa học văn hóa Liên Hiệp Quốc v MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC CÁC BẢNG ii DANH MỤC CÁC HÌNH iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT iv MỤC LỤC v PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu yêu cầu đề tài 1.2.1 Mục tiêu đề tài 1.2.2 Yêu cầu đề tài 1.3 Ý nghĩa đề tài 1.3.1 Ý nghĩa học tập nghiên cứu khoa học 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn PHẦN TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Cơ sở khoa học đề tài 2.1.1 Cơ sở lý luận 2.1.2 Cơ sở pháp lý 2.2 Cơ sở thực tiễn 2.2.1 Thực trạng khai thác khoảng sản giới Việt Nam 2.2.2.Tình hình sử dụng phế phụ phẩm nông nghiệp giới Việt Nam 11 2.3 Ô nhiễm kim loại nặng đất phƣơng pháp xử lý 12 2.3.1 Hiện trạng nguyên nhân ô nhiễm KLN đất 12 2.3.2 Các biện pháp xử lý ô nhiễm KLN đất 14 vi 2.3.3 Một số công trình nghiên cứu đƣợc công bố liên quan đến đề tài 16 2.4 Tổng quan than sinh học 17 2.4.1 Khái niệm than sinh học 17 2.4.2 Tiềm TSH Việt Nam 17 2.4.3 Lợi ích TSH nông nghiệp 19 PHẦN 3.ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 3.1 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 22 3.2 Địa điểm thời gian thực 22 3.3 Nội dung nghiên cứu 22 3.4 Phƣơng pháp nghiên cứu tiêu phân tích 22 3.4.1 Phƣơng pháp thu thập tài liệu thứ cấp 22 3.4.2 Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm 23 3.4.3 Chỉ tiêu theo dõi phƣơng pháp lấy mẫu 23 3.4.4 Phƣơng pháp phân tích 23 3.4.5 Phƣơng pháp xử lý số liệu 24 PHẦN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 25 4.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội 25 4.1.1 Điều kiện tự nhiên 25 4.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 27 4.2 Thực trạng ô nhiễm môi trƣờng đất sau khai thác mỏ thiếc Hà Thƣợng 29 4.2.1 Tình hình khai thác quặng thiếc việc quản lý, sử dụng đất sau khai thác thiếc địa bàn xã Hà Thƣợng 29 4.2.2 Thực trạng môi trƣờng đất 32 4.3 Nghiên cứu thành phần, tính chất than sinh học sản xuất từ rơm rạ 33 4.3.1 Ảnh hƣởng nhiệt độ đến tính chất lý học TSH từ rơm rạ 33 vii 4.3.2 Thành phần, hàm lƣợng nguyên tố có TSH từ rơm rạ 34 4.4 Nghiên cứu ứng dụng TSH sản xuất từ rơm rạ để xử lý Pb di động đất sau khai thác khoáng sản 35 4.4.1 Hiệu xử lý Pb di động sau tuần nghiên cứu 35 4.4.2 Hiệu xử lý Pb di động sau tuần nghiên cứu 39 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 42 5.1 Kết luận 42 5.2 Kiến nghị 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHẦN MỞ ĐẦU 1.1.Đặt vấn đề Hiện ô nhiễm môi trƣờng trở thành vấn đề cấp bách xã hội Do nhiều nguyên nhân khác mà môi trƣờng ngày bị ô nhiễm nghiêm trọng Đặc biệt không kể đến ô nhiễm môi trƣờng đất hoạt động khai thác khoáng sản Việt Nam nói chungvà tỉnh Thái Nguyên nói riêng có số lƣợng mỏ khoảng sản lớn Đất vùng sau khai thác khoáng sản thƣờng bị suy thoái nghiêm trọng làm cho đất khả canh tác nông nghiệp trồng đƣợc nông nghiệp hiệu thấp sản phẩm nông nghiệp trồng đất không đƣợc an toàn cho ngƣời sử dụng Thực tế nay, điều kiện kinh tế phát triển sản xuất nông nghiệp giới hóa, từ thói quen sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ngƣời dân thay đổi dẫn đến dƣ thừa lƣợng lớn Theo Báo Nông nghiệp Việt Nam ngày 05/03/2012, hoạt động sản xuất nông nghiệp phát thải 84,5 triệu chất thải từ trồng trọt, chúng không đƣợc quản lý tốt khắp vùng miền Việt Nam Tình trạng vứt bỏ rơm rạ, trấu đồng ruộng, kênh rạch dẫn đến việc phân hủy chất hữu tạo khí metan, ô nhiễm không khí, phân hủy chất hữu làm rửa trôi photpho, kim loại nặng môi trƣờng đất gây ô nhiễm nguồn nƣớc Ngoài ra, việc đốt rơm, rạ gây ô nhiễm môi trƣờng, làm gia tăng khí nhà kính khí mà ảnh hƣởng tới sức khỏe ngƣời Than sinh học sản phẩm đƣợc nhiệt phân yếm khí từ loại sinh khối hữu giàu cacbon có nhiều tác dụng sản xuất đời sống.Không phải ngẫu nhiên mà than sinh học đƣợc nhà khoa học ví nhƣ “vàng đen” ngành nông nghiệp.Sự đề cao xuất phát từ đặc tính 32 Nhìn vào bảng 4.5 ta thấy, tổng số 30 hộ điều tra có hộ sử dụng lại đất sau khai thác khoáng sản, chủ yếu ngƣời trồng keo diện tích Tuy nhiên, keo chậm phát triển, có tới 26 hộ không sử dụng lại đất sau khai thác Hiện nay, quyền địa phƣơng có văn đề nghị mỏ thiếc có biện pháp cải tạo, xử lý ô nhiễm, san lấp mặt trả lại đất cho ngƣời dân nhƣng diện tích chƣa đƣợc giải gây xúc cho ngƣời dân, số hộ gia đình tự ý lấp đất trồng keo 4.2.2 Thực trạng môi trường đất Bảng 4.6: Kết phân tích đất khu vực mỏ thiếc Hà Thượng Chỉ tiêu Đơn vị Đất sau khai thác (1) (2) (3) QCVN 03:2008 pH - 4,5 5,4* 3,5 - Fe mg/kg 4059 6496 23144,5 - Mn mg/kg 156 222,5 62 - Zn mg/kg 87,5