Nghiên cứu sử dụng cây sậy và cây cỏ linh lăng để cải tạo đất ô nhiễm bởi một số kim loại nặng tại khu vực khai thác quặng sắt xã nậm búng huyện văn chấn tỉnh yên bái

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TRẦN THỊ THẢO NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CÂY SẬY VÀ CÂY CỎ LINH LĂNG ĐỂ CẢI TẠO ĐẤT Ô NHIỄM BỞI MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG TẠI KHU VỰC KHAI THÁC QUẶNG SẮT XÃ NẬM BÚNG, HUYỆN VĂN CHẤN, TỈNH YÊN BÁI NGÀNH: Khoa học môi trƣờng MÃ SỐ: 60.44.03.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Đàm Xuân Vận THÁI NGUYÊN, 2014 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi, có hỗ trợ từ giảng viên hướng dẫn PGS.TS Đàm Xuân Vận Các nội dung nghiên cứu kết đề tài trung thực chưa công bố cơng trình nghiên cứu trước Nếu phát có gian lận tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm trước Hội đồng, kết luận văn Tác giả luận văn Trần Thị Thảo Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn xin chân thành gửi lời cảm ơn đến quý thầy, cô khoa Tài Nguyên Môi trường, trường Đại học Nông lâm Thái nguyên quan tâm giúp đỡ bảo tận tình trình thực đề tài Nhờ tơi tiếp thu nhiều ý kiến đóng góp nhận xét qúy báu thầy cô thông qua buổi bảo vệ đề cương báo cáo tiến độ thực Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Đàm Xuân Vận trực tiếp hướng dẫn, định hướng chun mơn, quan tâm giúp đỡ tận tình tạo điều kiện thuận lợi q trình cơng tác thực luận văn Tôi xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc đến gia đình tạo điều kiện tốt để tơi hồn thành tốt cơng việc q trình thực luận án Bên cạnh đó, tơi xin gửi lời cảm ơn tới bạn bè đồng nghiệp, quan tâm, chia sẻ, động viên suốt thời gian thực luận văn Mặc dù cố gắng trình thực luận văn tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận góp ý quý thầy, cô bạn bè Tôi xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày tháng năm 2014 Tác giả Trần Thị Thảo Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU Chƣơng TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Ô nhiễm kim loại nặng đất 1.1.1 Khái niệm ô nhiễm kim loại nặng 1.1.2 Sự tồn chuyển hóa kim loại nặng đất 1.1.3 Đất nhiễm kim loại nặng khai thác khống sản 1.1.4 Tiêu chuẩn đánh giá đất ô nhiễm kim loại nặng 1.1.5 Một số phương pháp truyền thống xử lý đất ô nhiễm kim loại nặng 10 Biện pháp sử dụng thực vật xử lý đất ô nhiễm kim loại nặng .11 1.2.1 Khái quát công nghệ thực vật xử lý ô nhiễm 11 1.2.2 Cơ chế sinh học thực vật xử lý kim loại nặng đất .13 1.2.3 Ưu - nhược điểm triển vọng công nghệ xử lý đất ô nhiễm kim loại nặng thực vật 15 1.2.4 Tiêu chuẩn loài thực vật sử dụng để xử lý kim loại nặng đất 19 1.2.5 Các yếu tố mơi trường ảnh hưởng đến q trình hấp thụ KLN thực vật 19 1.2.6 Các phương pháp xử lý sinh khối thực vật sau tích lũy chất nhiễm 20 1.2.7 Một số kết nghiên cứu khả hấp thụ kim loại nặng thực vật giới Việt Nam 21 1.3 Tổng quan sậy ứng dụng BVMT đất 25 1.3.1 Giới thiệu sậy 25 1.3.2 Đặc điểm hình thái .25 1.3.3 Đặc điểm sinh thái sậy 26 1.3.4 Ứng dụng sậy cải tạo môi trường 28 2.4.2 Đặc điểm cỏ Linh lăng 30 2.4.3 Tiềm ứng dụng cỏ Linh lăng bảo vệ môi trường 33 Chƣơng NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34 2.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 34 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu .34 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu .34 2.2 Nội dung nghiên cứu 34 2.3 Phương pháp nghiên cứu tiêu theo dõi 34 2.3.1 Phương pháp nghiên cứu .34 2.3.2 Các tiêu theo dõi 39 Chƣơng KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 40 3.1 Khái quát mỏ khai thác khoáng sản xã Nậm Búng huyện Văn Chấn tỉnh Yên Bái 40 3.2 Nghiên cứu khả hấp thụ kim loại nặng sậy cỏ linh lăng để xử lý đất nhiễm kim loại nặng sau khai thác khống sản xã Nậm Búng, huyện Văn Chấn, tỉnh Yên Bái 43 3.2.1 Đánh giá khả sinh trưởng phát triển sậy cỏ linh lăng đất ô nhiễm kim loại nặng sau khai thác khoáng sản .43 3.2.2 Khả hấp thu kim loại nặng sậy cỏ linh lăng thân rễ 48 3.2.3 Đánh giá khả xử lý hàm lượng KLN đất sậy cỏ linh lăng 57 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73 Kết luận .73 Kiến nghị 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BTNMT : Bộ Tài nguyên Môi trường BVMT : Bảo vệ mơi trường CEC : Dung tích trao đổi cation đất Cation exchange capacity) Cs : Cộng CT : Công thức LL : Linh Lăng KH : Ký hiệu KLN : Kim loại nặng LSD : Sự sai khác nhỏ có ý nghĩa (Least Significant Difference) Nnk : Những người khác OM : Chất hữu đất (Organic matter) QCVN : Quy chuẩn Việt Nam STT : Số thứ tự S : Sậy TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Khả linh động số nguyên tố KLN đất .5 Bảng 1.2: Mức độ ô nhiễm KLN Anh .8 Bảng 1.3: Hàm lượng tối đa cho phép KLN xem độc thực vật đất nông nghiệp Bảng 1.4: Giới hạn tối đa cho phép hàm lượng tổng số As, Cd, Cu, Pb Zn đất (tầng đất mặt) Bảng 1.5: Một số lồi thực vật có khả tích luỹ kim loại nặng cao 13 Bảng 1.6: Đặc điểm hình thái sậy .25 Bảng 2.1: pH hàm lượng kim loại nặng đất trước trồng 36 Bảng 3.1: Sự biến động chiều cao cây, chiều dài chiều dài rễ cỏ linh lăng thời gian thí nghiệm bãi thải .43 Bảng 3.2 : Sự biến động chiều cao cây, chiều dài chiều dài rễ sậy thời gian thí nghiệm bãi thải .44 Bảng 3.3 : Hàm lượng As, Pb, Cd Zn tích lũy thân + rễ cỏ Linh Lăng mỏ sắt Nậm Búng sau tháng tháng 48 Bảng 3.4: Hàm lượng As, Pb, Cd Zn tích lũy thân + rễ sậy mỏ sắt Nậm Búng sau tháng tháng 52 Bảng 3.5: Hàm lượng As, Pb, Cd Zn đất sau trồng cỏ linh lăng mỏ sắt Nậm Búng 57 Bảng 3.6: Hàm lượng As, Pb, Cd Zn đất sau trồng sậy mỏ sắt Nậm Búng 57 Bảng 3.7: Hàm lượng As, Pb, Cd Zn di động đất sau trồng cỏ linh lăng mỏ sắt Nậm Búng .65 Bảng 3.8: Hàm lượng As, Pb, Cd Zn di động đất sau trồng sậy mỏ sắt Nậm Búng 65 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1 Mơ tả sậy (Phragmites autralis) 26 Hình 1.2 Cây cỏ linh lăng (Medicago sativa) 30 Hình 3.1: Sự biến động chiều cao cỏ linh lăng thời gian thí nghiệm đồng ruộng 45 Hình 3.2: Sự biến động chiều cao sậy thời gian thí nghiệm đồng ruộng .45 Hình 3.3: Sự biến động chiều dài cỏ linh lăng thời gian thí nghiệm đồng ruộng .46 Hình 3.4: Sự biến động chiều dài sậy thời gian thí nghiệm đồng ruộng .46 Hình 3.5: Biểu đồ thể chiều dài rễ cỏ linh lăng sau tháng tháng 47 Hình 3.6: Biểu đồ thể chiều dài rễ sậy sau tháng tháng .47 Hình 3.7: Hàm lượng As, Pb, Cd, Zn tích lũy cỏ linh lăng sau tháng trồng mỏ sắt Nậm Búng 49 Hình 3.8: Hàm lượng As, Pb, Cd, Zn tích lũy cỏ linh lăng sau tháng trồng mỏ sắt Nậm Búng 50 Hình 3.9: Hàm lượng As, Pb, Cd, Zn tích lũy sậy sau tháng trồng bãi thải mỏ sắt Nậm Búng .54 Hình 3.10: Hàm lượng As, Pb, Cd, Zn tích lũy sậy sau tháng trồng bãi thải mỏ sắt Nậm Búng 55 Hình 3.11: Hàm lượng As tổng số cịn lại đất sau trồng cỏ linh lăng .58 Hình 3.12: Hàm lượng As tổng số lại đất sau trồng sậy .58 Hình 3.13: Hàm lượng Pb tổng số lại đất sau trồng cỏ linh lăng .60 Hình 3.14: Hàm lượng Pb tổng số lại đất sau trồng sậy .60 Hình 3.15: Hàm lượng Cd tổng số lại đất sau trồng cỏ linh lăng .62 Hình 3.16: Hàm lượng Cd tổng số cịn lại đất sau trồng sậy 62 Hình 3.17: Hàm lượng Zn tổng số lại đất sau trồng cỏ linh lăng .63 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Hình 3.18: Hàm lượng Zn tổng số lại đất sau trồng sậy .63 Hình 3.19: Hàm lượng As di động đất sau trồng cỏ linh lăng 66 Hình 3.20: Hàm lượng As di động đất sau trồng sậy 66 Hình 3.21: Hàm lượng Pb di động đất sau trồng cỏ linh lăng 67 Hình 3.22: Hàm lượng Pb di động đất sau trồng sậy 67 Hình 3.23: Hàm lượng Cd di động đất sau trồng cỏ linh lăng 69 Hình 3.24: Hàm lượng Cd di động đất sau trồng sậy 69 Hình 3.25: Hàm lượng Zn di động đất sau trồng cỏ linh lăng 70 Hình 3.26: Hàm lượng Zn di động đất sau trồng sậy 70 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Khu vực miền núi phía Bắc vùng giàu tài nguyên khoáng sản bậc nước ta Sự phát triển khai thác khoáng sản động lực để tăng trưởng kinh tế xã hội, tạo thị trường mạnh để thu hút đầu tư từ nước ngồi tạo mặt tiêu cực gây ảnh hưởng xấu tới người hệ sinh thái xung quanh khu vực khai thác Các hoạt động khai thác than, quặng vật liệu xây dựng như: tiến hành xây dựng mỏ, khai thác thu hồi khoáng sản, đổ thải, thoát nước mỏ… làm phá vỡ điều kiện sinh thái hình thành từ hàng chục triệu năm, gây ô nhiễm nặng nề mơi trường đất, nước n Bái có hàng trăm khu vực mỏ, điểm khai thác khoáng sản, vật liệu xây dựng Tuy vậy, phần lớn điểm khai thác chưa xây dựng bãi thải theo quy định, gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới đời sống người dân, môi trường cảnh quan sinh thái Khu vực khai thác mỏ sắt Sài Lương - Nậm Chậu thuộc xã Nậm Búng (huyện Văn Chấn) mở khai trường từ tháng 11 - 2009, hoạt động khai khống khiến quyền người dân xúc.Theo kết kiểm tra Sở TN&MT Yên Bái, phần lớn mỏ khai thác chưa xây dựng bãi thải theo phương án duyệt, nên gây bồi lấp dòng chảy, đồng ruộng nhân dân, làm ô nhiễm nguồn nước Đây trạng chung nhiều tỉnh có sở khai thác nước Yên Bái Tình hình khai thác khống sản tỉnh n Bái năm qua cho thấy, số lượng sản lượng mỏ khoáng sản đưa vào khai thác ngày tăng Đây ngành chiếm dụng diện tích đất sử dụng lớn Vì ô nhiễm đất tránh khỏi, có khu vực bị nhiễm nghiêm trọng khơng cịn khả canh tác Một số nguyên tố vết siêu vết có tính độc hại tích luỹ nơng sản, từ gây tác hại nghiêm trọng động, thực vật người Qua vấn đề cần quan tâm hoạt động khai thác khoáng sản giải pháp khắc phục, đặc biệt giải pháp hiệu để khắc phục diện tích đất bị nhiễm sau khai thác Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 66 phân tích ANOVA, khả xử lý As, Pb, Cd Zn đất CT có sai khác độ tin cậy 95% 3.4.2.1 Hàm lượng As di động đất Hình 3.19: Hàm lượng As di động đất sau trồng cỏ linh lăng Hình 3.20: Hàm lượng As di động đất sau trồng sậy Số liệu bảng 3.7; bảng 3.8 hình 3.19; hình 3.20 cho thấy: hàm lượng As, Pb, Cd, As di động đất giảm sau trồng sậy cỏ linh lăng * Sau tháng trồng linh lăng tháng trồng sậy, hàm lượng As di động vị trí trồng khác hiệu làm giảm KLN di động đất khác - Tại CT1LL: hàm lượng As di động ban đầu từ 158,27 mg/kg giảm xuống 148,96 mg/kg giảm 0,058 lần so với ban đầu Ở CT2LL: hàm lượng As ban đầu từ 170,02 mg/kg giảm xuống 162,77 mg/kg giảm 0,047 lần so với ban đầu Kết cho thấy mơi trường vị trí nghiên cứu bãi thải mỏ sắt hàm lượng As di động sau trồng linh lăng giảm đáng kể - Tại CT1S, hàm lượng As ban đầu từ 0,48 mg/kg – giảm xuống 0,0043 mg/kg giảm 0,99 lần so với ban đầu Ở CT2S: hàm lượng As di động trước trồng 0,367 mg/kg, sau trồng giảm 159,57 lần so với ban đầu xuống 0,0023 mg/kg Ở CT3S: hàm lượng As trước trồng 0,36 mg/kg, sau trồng giảm 0,99 lần so với ban đầu xuống cịn 0,003 mg/kg Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 67 * Sau tháng trồng linh lăng tháng trồng sậy, hiệu làm giảm hàm lượng KLN di động As công thức trồng khác đạt hiệu đáng kể Ở CT1LL: As ban đầu 158,27 mg/kg xuống 124,97 mg/kg giảm 0,21 lần so với ban đầu đạt hiệu suất xử lý 21,04% Ở CT2LL thấp so với CT1LL giảm 0,20 lần đất ô nhiễm As so ban đầu, đạt hiệu suất 20,54% Ở CT1S, hàm lượng As ban đầu từ 0,48 mg/kg – giảm xuống 0,0012 mg/kg giảm 400 lần so với ban đầu, đạt hiệu suất 99,75% Ở CT2S, hàm lượng As ban đầu từ 0,367 mg/kg – giảm xuống 0,0012 mg/kg giảm 0,997 lần so với ban đầu, đạt hiệu suất 99,67% Ở CT3 S: As ban đầu 0,36 mg/kg xuống 0,0006 mg/kg giảm 0,99 lần so với ban đầu, đạt hiệu suất 99,33% Như môi trường đất bãi thải mỏ sắt Nậm Búng sau trồng hàm lượng KLN di động As giảm đáng kể, có vị trí thí nghiệm công thức Nậm Búng hiệu lên tới 99% Điều khẳng định thêm sậy loại thích hợp cho xử lý đất nhiễm KLN sau khai khoáng 3.4.2.2 Hàm lượng Pb di động đất Hình 3.21: Hàm lượng Pb di động đất sau trồng cỏ linh lăng Hình 3.22: Hàm lượng Pb di động đất sau trồng sậy Số liệu bảng 3.7; bảng 3.8 hình 3.21; hình 3.22 cho thấy: hàm lượng As, Pb, Cd, Pb di động đất giảm sau trồng Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 68 * Sau tháng trồng linh lăng tháng trồng sậy, hàm lượng Pb di động vị trí trồng khác hiệu làm giảm KLN di động đất khác - Tại CT1LL, hàm lượng Pb di động ban đầu từ 220,85 mg/kg giảm xuống 181,01 mg/kg giảm 0,18 lần so với ban đầu Ở CT2LL, hàm lượng Pb ban đầu từ 98,28 mg/kg giảm xuống 94,65mg/kg giảm 0,037 lần so với ban đầu Kết cho thấy mơi trường vị trí nghiên cứu bãi thải mỏ sắt hàm lượng As di động sau trồng linh lăng giảm đáng kể - Tại CT1S, hàm lượng Pb di động ban đầu từ 231,85 mg/kg – giảm xuống 76,76 mg/kg giảm 0,67 lần so với ban đầu, Ở CT2S, hàm lượng Pb di động trước trồng 176,94 mg/kg, sau trồng giảm 0,74 lần so với ban đầu xuống 45,73 mg/kg Ở CT3S hàm lượng Pb di động trước trồng 1765,43 mg/kg, sau trồng giảm 0,53 lần so với ban đầu xuống 825,5 mg/kg * Sau tháng trồng linh lăng tháng trồng sậy hiệu hấp thụ làm giảm hàm lượng KLN di động Pb đất công thức trồng đạt hiệu cao: Ở CT1LL, Pb ban đầu 220,85 mg/kg xuống 174,72 mg/kg giảm 0,2089 lần so với ban đầu đạt hiệu suất xử lý 20,89% Ở CT2LL thấp so với CT1LL giảm 0,2041 lần so ban đầu, đạt hiệu suất 20,41% Ở CT1S: Hàm lượng Pb ban đầu từ 231,85 mg/kg – giảm xuống 28,19 mg/kg giảm 0,87 lần so với ban đầu, đạt hiệu suất 87,84% Ở CT2S: hàm lượng Pb ban đầu từ 176,94 mg/kg – giảm xuống 15,33 mg/kg giảm 0,91 lần so với ban đầu, đạt hiệu suất 91,34% Ở CT3S: Pb ban đầu 1765,43 mg/kg xuống 346,11 mg/kg giảm 0,8 lần so với ban đầu, đạt hiệu suất 80,4% Như môi trường đất bãi thải mỏ sắt Nậm Búng sau trồng sậy cỏ linh lăng hàm lượng KLN di động Pb giảm đáng kể, có vị trí thí nghiệm CT2S Nậm Búng hiệu lên tới 90% Cho thấy sậy loại thích hợp cho xử lý đất nhiễm KLN sau khai khống Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 69 3.4.2.3 Hàm lượng Cd di động đất Hình 3.23: Hàm lượng Cd di động đất sau trồng cỏ linh lăng Hình 3.24: Hàm lượng Cd di động đất sau trồng sậy * Sau tháng trồng linh lăng tháng trồng sậy, hàm lượng Cd di động vị trí trồng khác hiệu làm giảm KLN di động đất khác - Tại CT1LL: Hàm lượng Cd di động ban đầu từ 0,039 mg/kg giảm xuống 0,0376 mg/kg giảm 0,03658 lần so với ban đầu Ở CT2LL: hàm lượng Cd di động ban đầu 0,072 mg/kg giảm xuống 0,066 mg/kg giảm 0,07852 lần so với ban đầu - Tại CT1S: Hàm lượng Cd di động ban đầu từ 0,052 mg/kg – giảm xuống 0,0021 mg/kg giảm 0,96 lần so với ban đầu Ở CT2S: hàm lượng Cd di động trước trồng sậy 0,042 mg/kg, sau trồng giảm 0,986 lần so với ban đầu xuống 0,0006 mg/kg Ở CT3S: hàm lượng Cd di động trước trồng sậy 0,025 mg/kg, sau trồng giảm 0,8 lần so với ban đầu xuống 0,0049 mg/kg * Sau tháng trồng linh lăng tháng trồng sậy hiệu hấp thụ làm giảm hàm lượng KLN di động Cd đất công thức trồng đạt hiệu cao: Ở CT1LL: Cd ban đầu 0,039 mg/kg xuống 0,033 mg/kg giảm 0,1479 lần so với ban đầu đạt hiệu suất xử lý 14,79% Ở CT2LL giảm 0,19 lần so ban đầu, đạt hiệu suất 19,33% Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 70 Ở CT1S: hàm lượng Cd ban đầu từ 0,052 mg/kg – giảm xuống 0,0008 mg/kg giảm 0,98 lần so với ban đầu, đạt hiệu suất 98,46% Ở CT2 S: hàm lượng Cd ban đầu từ 0,042 mg/kg – giảm xuống 0,0003 mg/kg giảm 0,99 lần so với ban đầu, đạt hiệu suất 99,29% Ở CT3S: Cd ban đầu 0,025 mg/kg xuống 0,0009 mg/kg giảm 0,96 lần so với ban đầu, đạt hiệu suất 96,4% Như môi trường đất bãi thải mỏ sắt Nậm Búng sau trồng hàm lượng KLN di động Cd giảm đáng kể, vị trí thí nghiệm CT2S Nậm Búng hiệu lên tới 99% Cho thấy sậy loại thích hợp cho xử lý đất nhiễm KLN sau khai khống 3.4.2.4 Hàm lượng Zn di động đất Hình 3.25: Hàm lượng Zn di động đất sau trồng cỏ linh lăng Hình 3.26: Hàm lượng Zn di động đất sau trồng sậy * Sau tháng trồng linh lăng tháng trồng sậy, hàm lượng Zn di động vị trí trồng khác hiệu làm giảm KLN di động đất khác - Tại CT1LL: Hàm lượng Zn di động ban đầu từ 433,73 mg/kg giảm xuống 390,88 mg/kg giảm 0,098 lần so với ban đầu Ở CT2LL: hàm lượng Zn di động ban đầu 97,85 mg/kg giảm xuống 88,19 mg/kg giảm 0,098 lần so với ban đầu - Tại CT1S: hàm lượng Zn di động ban đầu từ 102,53 mg/kg – giảm xuống 53,91 mg/kg giảm 0,47 lần so với ban đầu Ở CT2S: hàm lượng Zn di động trước trồng sậy 729,02 mg/kg, sau trồng giảm 0,75 lần so với ban đầu xuống 179,78 mg/kg Ở CT3S: hàm lượng Zn di động trước trồng sậy 721,13 mg/kg, sau trồng giảm 0,7 lần so với ban đầu xuống cịn 216,24 mg/kg Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 71 * Sau tháng trồng linh lăng tháng trồng sậy hiệu hấp thụ làm giảm hàm lượng KLN di động Zn đất công thức trồng đạt hiệu cao: Ở CT1 LL: Zn ban đầu 433,73 mg/kg xuống 321,17 mg/kg giảm 0,26 lần so với ban đầu đạt hiệu suất xử lý 25,95% CT2 LL giảm 0,25 lần so ban đầu, đạt hiệu suất 25,44% Ở CT1 S: Hàm lượng Zn di động ban đầu từ 102,53 mg/kg – giảm xuống 15,58 mg/kg giảm 0,85 lần so với ban đầu, đạt hiệu suất 84,80% Ở CT2 S: hàm lượng Zn ban đầu từ 729,02 mg/kg – giảm xuống 88,48 mg/kg giảm 0,87 lần so với ban đầu, đạt hiệu suất 87,86% Ở CT3 S: Zn ban đầu 721,13 mg/kg xuống 89,32 mg/kg giảm 0,87 lần so với ban đầu, đạt hiệu suất 87,61% Nhận xét chung: Qua tháng trồng linh lăng tháng trồng sậy theo dõi bãi thải mỏ sắt Nậm Búng cho thấy sậy cỏ linh lăng sinh trưởng bình thường cơng thức khác Đối với cỏ linh lăng: CT1LL (pH=5,4) phát triển tốt so với CT2LL (pH=4.8) Đối với sậy: Cây sinh trưởng tốt CT1S (ở vùng đất ướt trũng, pH= 4,94) tốc độ sinh trưởng thấp dần qua công thức thấp CT3S (xa dần vùng đất ướt trũng, pH= 4.08) Điều cho thấy phát triển phụ thuộc vào vị trí trồng cây, pH đất phụ thuộc vào đặc điểm môi trường nơi trồng Môi trường đất bãi thải mỏ sắt Nậm Búng sau trồng hàm lượng KLN tổng số di động giảm đáng kể, vị trí thí nghiệm cơng thức đạt hiệu xử lý cao Điều giải thích sau: Đất khu vực nghiên cứu bị ô nhiễm KLN, hàm lượng KLN di động đất cao bị ảnh hưởng hoạt động khai thác quặng sắt Sau trồng vào vị trí đất bị nhiễm kết nghiên cứu cho thấy hàm lượng KLN di động đất giảm nhiều lần, có cơng thức đạt hiệu xử lý lên tới 99% Điều cho thấy, sậy cỏ linh lăng loại thực vật phù hợp cho việc khắc phục cải tạo đất nhiễm KLN Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 72 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 73 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận 1/ Điểm mỏ khai thác xã Nậm Búng, huyện Văn Chấn chưa xây dựng bãi thải theo quy định, gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới đời sống người dân, mơi trường cảnh quan sinh thái Trong đó, mơi trường đất bị ô nhiễm 2/ Qua tháng thí nghiệm cho thấy sậy cỏ linh lăng sinh trưởng bình thường cơng thức thí nghiệm khác Kết phân tích ANOVA cho thấy tiêu sinh lý tất công thức xử lý khơng có sai khác đáng kể mức ý nghĩa α=0,05 với chiều cao chiều dài lá, điều chứng tỏ bãi thải mỏ sắt Nậm Búng công thức nghiên cứu chưa có dấu hiệu ảnh hưởng tới khả sinh trưởng cậy Ở CT1LL phát triển tốt CT2LL điều cho thấy linh lăng phát triển điều kiện pH chua Đối với sậy CT1S phát triển tốt so với CT2S CT3S Điều cho thấy sậy phát triển tốt vị trí PH cao , điều kiện độ ẩm tốt, thích hợp 3/ Sậy linh lăng lồi có khả tích lũy kim loại nặng thân rễ cao Kết phân tích điểm trồng sậy bãi thải mỏ sắt Nậm Búng cho thấy, hàm lượng KLN tích lũy thân rễ cao nhiều lần so với hàm lượng KLN ban đầu có trước trồng Hàm lượng KLN tích lũy rễ lớn so với hàm lượng KLN tích lũy thân Đối với cỏ linh lăng, kim loại nặng tích lũy cao Ở CT1LL: Hàm lượng As rễ sậy hấp thụ gấp 1,62 lần thân lá, hàm lượng Pb gấp 1,57 lần, hàm lượng Zn gấp 1,19 lần, hàm lượng Cd thân gấp rễ.Ở CT2LL: Hàm lượng As rễ sậy hấp thụ gấp 1,61 lần thân lá, hàm lượng Pb gấp 1,79 lần, hàm lượng Zn gấp 1,21lần, hàm lượng Cd thân gấp 1,69 rễ Đối với sậy: Ở CT1S: hàm lượng As tăng 3,19 lần so với ban đầu; hàm lượng Pb tăng 81,06 lần; hàm lượng Cd tăng 31,83 lần; hàm lượng Zn tăng 2,14 lần Ở CT2S: hàm lượng As tăng 4,14 lần so với ban đầu; hàm lượng Pb tăng 58,5 lần; hàm lượng Cd Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 74 tăng 53,5 lần; hàm lượng Zn tăng 2,81 lần Ở CT3S: hàm lượng As tăng 2,96 lần so với ban đầu; hàm lượng Pb tăng 380,25 lần; hàm lượng Cd tăng 31,17 lần; hàm lượng Zn tăng 2,93 lần 4/ Cây sậy cỏ linh lăng có khả xử lý KLN đất đồng ruộng Đối với cỏ linh lăng, hiệu hấp thụ As, Pb, Cd Zn đất cỏ linh lăng cao CTLL1(pH=5,4): As giảm 0,21 lần so với ban đầu, đạt hiệu suất 21,38% Pb giảm 0,21 lần so với ban đầu, đạt 21,68% Cd giảm 0,14 lần so với ban đầu, đạt 13,81%; Zn giảm 0,26 lần so với ban đầu, đạt 26,02% Đối với sậy, hiệu hấp thụ As, Pb, Cd Zn đất sậy cao CT3 (trồng đỉnh bãi) cụ thể giảm 0,62 lần so với ban đầu, đạt hiệu suất 61,8%; Pb giảm 0,3 lần so với ban đầu, đạt 29,2%; Cd giảm 0,7 lần so với ban đầu, đạt 69,8%; Zn giảm 0,45 lần so với ban đầu, đạt 45,3% Kiến nghị 1/ Cần tiếp tục tiến hành nghiên cứu với thời gian lâu với nhiều yếu tố môi trường hơn, với biện pháp nông học thích hợp để đưa quy trình thích hợp cho việc sử dụng sậy cỏ linh lăng để cải tạo đất bị ô nhiễm KLN khu vực bãi thải sau khai thác khống sản n Bái nói riêng vùng lân cận nước nói chung 2/ Cần có nghiên cứu việc sử dụng xử lý thí nghiệm sau trồng để cải tạo đất nhiễm sau khai thác khống sản 3/ Khuyến khích người dân cải tạo đất nhiễm KLN loại thực vật có khả hấp thụ KLN Biện pháp cải tạo thân thiện với môi trường, chi phí có hiệu tốt Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT: Đặng Thị An (2005) Nghiên cứu khả chống chịu kim loại nặng số loài thực vật Đề tài nghiên cứu cấp Viện sinh thái Tài nguyên sinh vật 2005 – 2006 Đặng Thị An Chu Thị Thu Hà (2005) Sự ảnh hưởng kim loại đất thời gian phơi nhiễm lên tích tụ kim loại số rau Những vấn đề nghiên cứu khoa học sống NXB Khoa học kỹ thuật tr.361-364 Bùi Thị Kim Anh (2012) Nghiên cứu sử dụng thực vật (dương xỉ) để xử lý ô nhiễm asen đất vùng khai thác khoáng sản Luận án tiến sỹ Khoa học môi trường – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội Lê Thanh Bồn (2006) Giáo trình Thổ nhưỡng học Nhà xuất Nông nghiệp Hà Nội Lê Đức Nguyễn Thị Đức Hạnh Nguyễn Xuân Huân Đặng Thị Tuyết (2005) “Ảnh hưởng đồng chì kẽm cadimi đến mạ đất phù sa sông Hồng” Tạp chí Khoa học đất 22/2005 tr.130 - 135 Lê Đức Nguyễn Cảnh Tiến Trình Phạm Viết Dũng Nguyễn Thị Thu Nhạn (2008) "Nghiên cứu dạng Asen đất ô nhiễm khai thác thiếc Hà Thượng - Đại Từ - Thái Nguyên" Tạp chí Khoa học đất số 30/2008 tr 87 - 92 Lê Đức (2009) Kim loại nặng đất Bài giảng Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Đại học quốc gia Hà Nội Lê Văn Khoa Hoàng Xuân Cơ Nguyễn Văn Cư Nguyễn Xuân Cự Lê Đức Lưu Đức Hải Thân Đức Hiền Trần Khắc Hiệp Nguyễn Đình Hịe Phạm Ngọc Hồ Trịnh Thị Thanh (2008) Khoa học Môi trường Nxb Giáo dục Hà Nội Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 76 Đặng Đình Kim (2010) Báo cáo tổng kết Đề tài nghiên cứu cấp nhà nước KC08.04/06 Nghiên cứu sử dụng thực vật để xử lý ô nhiễm kim loại nặng vùng khai thác khoáng sản 400 trang 10 Đặng Văn Minh Nguyễn Duy Hải (2012) “Nghiên cứu khả sinh trưởng hấp thụ kim loại cỏ vetiver Dương xỉ sậy đất sau khai thác Thiếc huyện Đại Từ tỉnh Thái Nguyên ” Luận văn thạc sỹ Khoa học môi trường - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên 11 Võ Văn Minh (2007) "Khả hấp thụ cadimi đất cỏ Vetiver” Thông báo khoa học Trường Đại học Sự phạm Đại học Đà Nẵng 12 Võ Văn Minh (2009) Nghiên cứu khả hấp thụ số kim loại nặng cỏ vetiver đánh giá hiệu cải tạo đất ô nhiễm Luận án tiến sỹ Khoa học môi trường Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc Gia Hà Nội 13 Đặng Xuyến Như cs (2003) Nghiên cứu xác định số giải pháp sinh học (thực vật vi sinh vật) để xử lý ô nhiễm kim loại nặng nước thải Thái Nguyên Báo cáo đề tài cấp Bộ 230 trang 14 Nguyễn Ngọc Nông (2003) “Hàm lượng nguyễn tố vi lượng kim loại nặng số loại đất vùng Đơng Bắc Việt Nam” Tạp chí khoa học đất 18/2003 tr 15 – 17 15 Trần Thị Phả (2014) Nghiên cứu khả hấp thụ số kim loại nặng (As, Pb, Cd, Zn) đất sậy (Phragmites australis) ứng dụng xử lý đất bị ô nhiễm kim loại nặng sau khai thác khoáng sản tỉnh Thái Nguyên Luận án tiến sĩ chuyên ngành Đất nước trường Đại học Khoa học Tự nhiên Đại học Quốc gia Hà Nội 16 Nguyễn Hữu Thành (2007) Nghiên cứu biện pháp sinh học xử lý ô nhiễm Zn Cu Pb đất nông nghiệp Báo cáo đề tài cấp mã số: B200611-01-TĐ Đại học Nông nghiệp Hà Nội 17 Nguyễn Quốc Thơng Đặng Đình Kim Vũ Đức Lợi Lê Lan Anh Trần Dụ Chi Vũ Văn Vụ (2003) “Hấp thụ kim loại nặng Cr Ni từ nước thải mạ điện cải soong (Nasturtium officinale)” Hội nghị CNSH tồn quốc Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 77 tháng 12-2003 Hà Nội.) 18 Lê Thị Thủy Phạm Quang Hà (2008) "Đánh giá thực trạng Cu Pb Zn Cd đất nông nghiệp Việt Nam giai đoạn 2002 - 2007" Tạp chí Khoa học đất số 29/2008 tr 74 - 78 19 Lê Đức Trung cộng (2007) “Sử dụng vật liệu hấp phụ tự nhiên để xử lý kim loại nặng bùn thải cơng nghiệp” Tạp chí phát triển Khoa học Cơng nghệ - ĐH Quốc gia TP.HCM Tập 10(01) tr 63-70 20 Trần Văn Tựa (2006) Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu sử dụng loài thực vật thủy sinh điển hình cho xử lý nước thải cơng nghiệp chứa kim loại nặng nước thải công nghiệp chế biến thực phẩm Đề tài cấp Viện KHCN Việt Nam 21 Lương Thị Thúy Vân (2012) Nghiên cứu sử dụng cỏ vetiver để cải tạo đất bị ô nhiễm Pb As sau khai thác khoáng sản tỉnh Thái Nguyên Luận án tiến sỹ Khoa học môi trường Trường Đại học Nơng lâm – ĐH Thái Ngun 22 Phạm Tích Xuân (2010) Báo cáo tổng hợp kết khoa học công nghệ đề tài nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng bãi thải khai thác chế biến khoáng sản kim loại đến môi trường sức khỏe người đề xuất giải pháp giảm thiểu Chương trình KHCN cấp Nhà nước KC08/06-10 TIẾNG ANH: 23 Anawar H.M et al (2007) Evaluation of various chemical extraction methods to estimate plant – available arsenic in mine soils Chemosphere 70(8) pp 1459 – 1467 24 Andrrade j.C.M and Mahler C F (2002) Soil Phytoremediation In 4th International Conference of Engineering Geotechnology Rio de Janeiro Brazil 25 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 26 Blaylock et al (1997) “Enhanced accumulation of Pb in Indian mustard by Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 78 soil-applied chelating agents” Environ Sci 31: 860-865 27 Channey R et al (1997) "Phytoremediation of soil metals" Current Opinion in Biotechnology 1997 8: 279-284 28 Cross Diana H.; Fleming Karen L (1989) Control of phragmites or common reed Fish and Wildlife Leaflet 13.4.12 Washington DC: U.S Department of the Interior Fish and Wildlife Service p 29 Cunningham et al (1995) “Phytoremediation of contaminated soils” Trends Biotechnol 13 393-397 30 Development US Environmental Protection Agency (2000) Introduction to phytoremediation 31 EPA (2000) Electrokinetic and Phythoremediation In Situ Treatment of Metal-Contaminated Soil: State-of-the-Practice Draft for Final Review EPA/542/R-00/XXX US Environmental Protection Agency Office of Solid Waste and Emergency Response Technology Innovation Office Washington DC 32 EPA (2000) Introduction to Phytoremediation EPA 600/R-99/107 U.S Environmental Protection Agency Office of Research and Development Cincinatu OH 33 Hansen Paul L.; Chadde Steve W.; Pfister Robert D (1988) Riparian dominance types of Montana Misc Publ No 49 Missoula MT: University of Montana School of Forestry Montana Forest and Conservation Experiment Station 411 p 34 Hatice Daghan (2004) Phytoextraction of Heavy Metal from Contaminated Soils Using Genetically Modified Plants Diese Dissertation ist auf den Internetseiten der Hochschulbibliothek online vefugbar Adana Turkei 35 Hickman James C ed (1993) The Jepson manual: Higher plants of California Berkeley CA: University of California Press 1400 p 36 Holm LeRoy G.; Plocknett Donald L.; Pancho Juan V.; Herberger James P (1977) The world's worst weeds: distribution and biology Honolulu HI: Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 79 University Press of Hawaii 609 p 37 Huang JW Cunningham SD (1996) “Lead phytoextraction: Species variation in lead uptake and translocation” New Phytol 134:75-84 38 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 39 Lombi et al (2001b) “Phytoremediation of heavy metalcontaminated soils: Natural Hyperaccumulation versus Chemically Enhanced Phytoextraction” Journal of Environmental Quality 30:1919-1926 40 McGrath et al (2000) Phytoremediation of metals metalloids and radionuclides Adv.Agronomy 75: 1-56 41 Navari – Izzo F and Quartacci M.F (2001) Phytoremediation of metals Tolerance mechanisms against oxidative stress Minerva Biotec 13: 73 – 83 42 Newman et al (1997) “Uptake and biotransformation of trichloroethylene by hybrid poplars” Environ Sci Tech 31:1062-1067 43 Raskin and Ensley (2000) Phythoremediation of Toxic Metals: Using Plants to Clean Up the environment John Wiley & Sons Inc New York 44 Salt et al (1998) Phytoremediation Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol 49 643 – 668 45 Stallard Harvey (1929) Secondary succession in the climax forest formations of northern Minnesota Ecology 10(4): 476-547 INTERNET: 46 Báo Đất Việt 2010 “Khắc phục ô nhiễm cỏ” LLtp://www.khoahoc.com.vn/doisong/moi-truong/giai-phap/27337_Khacphuc-o-nhiem-bang-co.aspx 47 Nghiêm Gia (2009) “Thực trạng môi trường hoạt động thăm dị khai thác chế biến khống sản Sty Thép Việt Nam (VNSTEEL)” LLtp://tapchicongnghiep.vn/News/channel/1/News/273/10676/Chitiet.LLml 48 EPA.(2000) Solidification/Stabilization Use at Super sites EPA 542/RSố hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 80 00/010 Office of Solid Waste and Emergency Response 24 pp LLtp://www.clu-in.org/s.focus/c/pub/i/611/ Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ... nhiễm kim loại nặng đất, em tiến hành thực đề tài: ? ?Nghiên cứu sử dụng sậy cỏ linh lăng để cải tạo đất ô nhiễm số kim loại nặng khu vực khai thác quặng sắt xã Nậm Búng, huyện Văn Chấn, tỉnh Yên. .. quát mỏ khai thác khoáng sản xã Nậm Búng huyện Văn Chấn tỉnh Yên Bái 40 3.2 Nghiên cứu khả hấp thụ kim loại nặng sậy cỏ linh lăng để xử lý đất ô nhiễm kim loại nặng sau khai thác khoáng... Yên Bái? ?? Đề tài thực hướng dẫn PGS.TS Đàm Xuân Vận Mục tiêu đề tài 2.1 Mục tiêu tổng quát Cải tạo đất ô nhiễm số kim loại nặng khu vực khai thác quặng sắt xã Nậm Búng, huyện Văn Chấn, tỉnh Yên Bái