Đánh giá chất lượng đất và hiện trạng sử sụng đất sau khai thác khoáng sản trên địa bàn tỉnh thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM BÙI THANH HẢI ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐẤT VÀ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT SAU KHAI THÁC KHOÁNG SẢN TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH THÁI NGUYÊN LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP Thái Nguyên - 2010 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM BÙI THANH HẢI ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐẤT VÀ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT SAU KHAI THÁC KHOÁNG SẢN TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH THÁI NGUYÊN CHUYÊN NGÀNH: QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI MÃ SỐ: 606216 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS ĐẶNG VĂN MINH Thái Nguyên, 2010 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi Các kết số liệu nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình Tác giả luận văn Bùi Thanh Hải LỜI CẢM ƠN Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, Thầy giáo, Cô giáo Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình học tập hồn thành khố học Để hồn thành Luận văn này, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Đặng Văn Minh người thầy tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em q trình thực hồn thành luận văn tốt nghiệp Tôi xin trân trọng cảm ơn Lãnh đạo Sở Tài nguyên Môi trường, Chi cục Bảo vệ môi trường tạo điều kiện thuận lợi cho tơi tồn khố học Xin trân trọng cảm ơn Phịng Quản lý Tài ngun khống sản, Phòng đăng ký đất đai, Phòng Tài nguyên Mơi trường huyện Đồng Hỷ, Phịng Tài ngun Mơi trường huyện Phú Lương, Phịng Tài ngun Mơi trường huyện Đại Từ, UBND thị trấn Trại Cau, UBND xã Phấn Mễ, UBND xã Hà Thượng giúp đỡ q trình thu thập số liệu hồn thành luận văn Xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, anh, chị, em, bạn bè, đồng nghiệp động viên giúp đỡ tơi q trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn Thái nguyên, tháng 10 năm 2010 Tác giả Bùi Thanh Hải MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ Trang MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Mục tiêu đề tài 3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tài nguyên đất tầm quan trọng đất đai phát triển kinh tế xã hội 1.2 Hoạt động khai thác khoáng sản giới vấn đề liên quan đến sử dụng đất, thoái hoá đất 1.3 Tình hình khai thác khống sản Việt Nam 13 1.3.1 Quặng sắt 19 1.3.2 Bơ xít 19 1.3.3 Quặng titan 20 1.3.4 Quặng thiếc 21 1.3.5 Quặng đồng 22 1.3.6 Quặng kẽm chì 22 1.4 Hoạt động khai thác khoáng sản địa bàn tỉnh Thái Nguyên 24 1.4.1 Thực trạng hoạt động khai thác quặng chì kẽm 26 1.4.2 Thực trạng hoạt động khai thác quặng sắt 27 1.4.3 Thực trạng hoạt động khai thác than 29 CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 2.1 Đối tượng nghiên cứu đề tài 30 2.2 Phạm vi nghiên cứu đề tài 30 2.3 Nội dung phương pháp nghiên cứu 30 2.3.1 Nội dung nghiên cứu 30 2.3.2 Phương pháp nghiên cứu 30 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 34 3.1 Đặc điểm phân bố trạng khai thác khoáng sản địa bàn tỉnh Thái Nguyên 34 3.1.1 Điều kiện tự nhiên 34 3.1.2 Phân bố điểm mỏ, điểm khoáng sản địa bàn tỉnh 38 3.1.3 Hiện trạng khai thác mỏ 45 3.2 Hiện trạng quản lý sử dụng đất sau khai thác khoáng sản Thái Nguyên tính đến năm 2009 46 3.3 Đánh giá chất lượng đất khả sử dụng cho sản xuất nông lâm nghiệp khu vực sau khai thác khoáng sản Thái Nguyên 47 3.3.1 Các nguyên nhân tác động tới môi trường đất hoạt động khai thác khoáng sản 47 3.3.2 Hiện trạng chất lượng môi trường đất khu vực khai thác khoáng sản 48 3.3.3 Đánh giá khả sử dụng đất sau khai thác khống sản cho mục đích nơng lâm nghiệp 69 3.4 Đề xuất giải pháp cải tạo môi trường đất quy hoạch, quản lý sử dụng đất sau khai thác khoáng sản 71 3.4.1 Giải pháp quản lý 71 3.4.2 Giải pháp công nghệ 71 3.4.3 Giải pháp khắc phục ô nhiễm KLN đất 72 3.4.4 Quản lý, quy hoạch sử dụng đất sau khai thác khoáng sản 73 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 75 Kết luận 75 Kiến nghị 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BTNMT BVTV CP DT GDP KLN KSVN KT-KT QCCP QCVN TCVN TDMN TL TNDB TNHH NN MTV UBND :Bộ Tài nguyên Môi trường :Bảo vệ thực vật :Cổ phần :Diện tích :Tổng thu nhập quốc nội :Kim loại nặng :Khoáng sản Việt Nam :Kinh tế - Kỹ thuật :Quy chuẩn cho phép :Quy chuẩn Việt Nam :Tiêu chuẩn Việt Nam :Trung du miền núi :Trữ lượng :Tài nguyên dự báo :Trách nhiệm hữu hạn nhà nước thành viên :Uỷ ban nhân dân DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Diện tích rừng đất rừng bị thu hẹp, thối hố số mỏ 15 Bảng 1.2 Mức độ ô nhiễm đất nông nghiệp khai thác mỏ 16 Bảng 1.3 Biến động độ che phủ rừng khu vực Hòn Gai - Cẩm Phả 16 Bảng 1.4 Diện tích khai trường, bãi thải diện tích đổ thải biển 17 Bảng 1.5 Sản lượng khai thác chì kẽm qua năm 26 Bảng 1.6 Sản lượng khai thác chì kẽm số mỏ 27 Bảng 2.1 Các vị trí lấy mẫu đất 32 Bảng 2.2 Các tiêu phương pháp phân tích mẫu đất 33 Bảng 3.1 Đặc điểm khí hậu tỉnh Thái Nguyên 35 Bảng 3.2 Đặc trưng hình thái sơng lưu vực Sơng Cầu 36 Bảng 3.3 Hiện trạng sử dụng đất địa bàn tỉnh Thái Nguyên 38 Bảng 3.4 Danh sách mỏ diện tích hồn thổ 46 Bảng 3.5 Hiện trạng chất lượng môi trường đất khu vực mỏ sắt Trại Cau 49 Bảng 3.6 Hiện trạng chất lượng môi trường đất khu vực mỏ than Phấn Mễ 59 Bảng 3.7 Hiện trạng chất lượng môi trường đất khu vực mỏ thiếc Đại Từ .66 Bảng 3.8 Biểu tác động hoạt động khai thác khoáng sản tới đất trồng 69 Bảng 3.9 Các loại trồng, hoang dại mọc vùng đất sau khai thác 70 DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 3.1 Vị trí tỉnh Thái Ngun vùng Đơng Bắc 34 Hình 3.2 Bản đồ hành tỉnh Thái Nguyên 34 Hình 3.3 Biểu đồ thể pH đất khu vực mỏ sắt Trại Cau 50 Hình 3.4 Biểu đồ thể hàm lượng OM tổng số đất khu vực khu vực mỏ sắt Trại Cau 51 Hình 3.5 Biểu đồ thể hàm lượng NTS đất khu vực mỏ sắt Trại Cau 52 Hình 3.6 Biểu đồ thể hàm lượng PTS đất khu vực mỏ sắt Trại Cau 53 Hình 3.7 Biểu đồ thể hàm lượng KTS đất khu vực mỏ sắt Trại Cau 54 Hình 3.8 Biểu đồ thể hàm lượng As tổng số đất khu vực mỏ sắt Trại Cau 55 Hình 3.9 Biểu đồ thể hàm lượng Pb tổng số đất khu vực mỏ sắt Trại Cau 56 Hình 3.10 Biểu đồ thể hàm lượng Cd tổng số đất khu vực mỏ sắt Trại Cau 57 Hình 3.11 Biểu đồ thể hàm lượng Zn tổng số đất khu vực mỏ sắt Trại Cau 57 Hình 3.12 Biểu đồ thể độ pH đất khu vực mỏ than Phấn Mễ 60 Hình 3.13 Biểu đồ thể hàm lượng OM đất khu vực mỏ than Phấn Mễ 61 Hình 3.14 Biểu đồ thể hàm lượng NTS đất khu vực mỏ than Phấn Mễ 61 Hình 3.15 Biểu đồ thể hàm lượng PTS đất khu vực mỏ than Phấn Mễ 62 Hình 3.16 Biểu đồ thể hàm lượng KTS đất khu vực mỏ than Phấn Mễ 63 Hình 3.17 Biểu đồ thể hàm lượng Pb đất khu vực mỏ than Phấn Mễ .64 Hình 3.18 Biểu đồ thể hàm lượng Cd đất khu vực mỏ than Phấn Mễ 64 Hình 3.19 Biểu đồ thể hàm lượng Zn đất khu vực mỏ than Phấn Mễ .65 Hình 3.20 Biểu đồ thể độ pH đất khu vực mỏ thiếc Đại Từ 67 Hình 3.21 Biểu đồ thể hàm lượng chất hữu cơ, dinh dưỡng đất khu vực mỏ thiếc Đại Từ .67 Hình 3.22 Biểu đồ thể hàm lượng As đất khu vực mỏ thiếc Đại Từ .68 Hình 3.23 Biểu đồ thể hàm lượng Pb đất khu vực mỏ thiếc Đại Từ 68 Hình 3.24 Biểu đồ thể hàm lượng Cd đất khu vực mỏ thiếc Đại Từ .68 Hình 3.25 Biểu đồ thể hàm lượng Cu đất khu vực mỏ thiếc Đại Từ .68 MỞ ĐẦU ĐẶT VẤN ĐỀ Thái Nguyên tỉnh nằm vùng trung du miền núi Bắc Bộ, có diện tích 3.541,1 km2 Tỉnh có địa hình đa dạng: phía Bắc, Tây Bắc Đơng Bắc có nhiều dãy núi cao (ở huyện Định Hóa, Đại Từ, Võ Nhai), huyện, thành phố Thái Nguyên, thị xã Sơng Cơng phía Nam có địa hình gị đồi đồng tương đối phẳng Thái Nguyên tỉnh khơng có sơng lớn có nhiều sơng suối nhỏ nhiều hồ chứa Đây nguồn cung cấp nước cho sinh hoạt, thuỷ lợi thủy sản cho địa phương tỉnh Trên địa bàn tỉnh, tài nguyên khoáng sản phong phú đa dạng: nhiều mỏ kim loại màu, kim loại đen, mỏ than, mỏ đá, mỏ sét đã, khai thác khai thác tương lai Và tài nguyên khoáng sản mạnh tỉnh Thái Nguyên phát triển kinh tế tỉnh Trong năm gần đây, kinh tế tỉnh Thái Nguyên đạt tốc độ phát triển cao (tổng GDP 8-14%/năm) Sự tăng trưởng có phần khơng nhỏ đóng góp ngành cơng nghiệp khai thác chế biến khoáng sản Theo quy hoạch phát triển từ đến 2020 tốc độ tăng trưởng GDP Thái Nguyên đến 12-15%/năm cao mức tăng trung bình nước (89%/năm), đó, ngành cơng nghiệp khai thác chế biến khống sản đóng góp tỷ trọng lớn phát triển kinh tế - xã hội tỉnh [29] Thái Nguyên tỉnh có trữ lượng khoáng sản lớn Việt Nam, đặc biệt khoáng sản phục vụ cho ngành luyện kim chế biến vật liệu xây dựng sắt, chì, kẽm, titan, than, đá, sét, Với tiềm lớn khống sản, địa bàn tỉnh có nhiều sở khai thác, chế biến khống sản từ quy mơ nhỏ đến lớn ngành chiếm dụng diện tích đất sử dụng lớn 10 Kết phân tích hàm lượng NTS đất sau khu vực mỏ cho giá trị thấp Nếu so sánh hàm lượng NTS mẫu đất nghiên cứu với thang đánh giá mẫu MD1=0,02%, MD2=0,05% MD3=0,07% có hàm lượng NTS mức nghèo Hàm lượng NTS mẫu đất có chênh lệch khơng đáng kể Trong đó, mẫu MD3 có hàm lượng NTS cao khu vực lấy mẫu đất đất ruộng Mặt khác, hàm lượng NTS phụ thuộc phần lớn vào hàm lượng OM đất nên mẫu MD3 có hàm lượng NTS cao mẫu Hàm lượng phốt tổng số (PTS) (%) 0.07 0.06 0.06 0.05 0.04 0.03 0.03 0.02 PTS 0.02 0.01 MD1 MD2 Kí hiệu mẫu đất MD3 Hình 3.15 Biểu đồ thể hàm lượng PTS đất khu vực mỏ than Phấn Mễ Kết phân tích hàm lượng PTS đất tương đối thấp Nếu so sánh hàm lượng PTS mẫu đất với thang đánh giá mẫu MD1=0,02%, MD2=0,03% có hàm lượng PTS mức nghèo mẫu MD3=0,06% có hàm lượng PTS mức trung bình Như vậy, hàm lượng PTS mẫu đất có chênh lệch đáng kể Trong đó, mẫu MD3 có hàm lượng PTS cao khu vực đất nông nghiệp Mặt khác, kết phân tích cho thấy PTS phụ thuộc vào OM, hàm lượng OM đất cao hàm lượng PTS nhiều ngược lại 71 Hàm lượng kali tổng số (KTS) (%) 0.19 0.2 0.18 0.16 0.14 0.14 0.12 0.1 0.09 KTS 0.08 0.06 0.04 0.02 MD1 MD2 Kí hiệu mẫu đất MD3 Hình 3.16 Biểu đồ thể hàm lượng KTS đất khu vực mỏ than Phấn Mễ Kết phân tích hàm lượng KTS đất thấp Nếu so sánh hàm lượng KTS mẫu đất với thang đánh giá mẫu MD1=0,09%, MD2=0,14% MD3=0,19% có hàm lượng KTS mức nghèo Hàm lượng KTS mẫu đất có chênh lệch đáng kể Trong đó, mẫu MD3 có hàm lượng KTS cao khu vực đất nơng nghiệp Mặt khác, kết phân tích cho thấy KTS phụ thuộc vào OM, hàm lượng OM đất cao hàm lượng KTS nhiều ngược lại Hàm lượng As Kết phân tích cho thấy hàm lượng As mẫu đất thấp Quy chuẩn cho phép đất nông nghiệp, lâm nghiệp nhiều Tại MĐ1, MĐ2 hàm lượng As nhở 0,5 mg/kg, có MĐ3 phát As với hàm lượng 8,7 mg/kg (Quy chuẩn cho phép 12mg/kg) Hàm lượng As đất đá thải mỏ than Phấn Mễ gần không phát thấy, việc tác động mỏ nguồn ô nhiễm As đất gần khơng có 72 Hàm lượng Pb 120 100 100 80 100 70 mg/kg 60 70 43.2 31.8 40 100 70 28.2 20 MĐ1 Pb MĐ2 QCVN (đất nơng nghiệp) MĐ3 QCVN (đất lâm nghiệp) Hình 3.17 Biểu đồ thể hàm lượng Pb đất khu vực mỏ than Phấn Mễ Kết phân tích hàm lượng Pb mẫu đất thấp so với QCVN 03:2008/BTNMT đất nông nghiệp lâm nghiệp Hàm lượng Pb mẫu đất dao động từ 28,2 đến 43,2 mg/kg, mẫu đất đá thải mỏ hàm lượng Pb 31,8 mg/kg thấp hàm lượng Pb khu vực đất ruộng lân cận (hàm lượng Pb đạt 43.2 mg/kg) Tác động hoạt động mỏ ô nhiễm Pb đất không lớn Hàm lượng Cd 12 9.6 10 mg/kg 2 2.25 1.3 MĐ1 MĐ2 MĐ3 Cd QCVN (đất nông nghiệp, lâm nghiệp) Hình 3.18 Biểu đồ thể hàm lượng Cd đất khu vực mỏ than Phấn Mễ Kết phân tích hàm lượng Cd mẫu đất dao động từ 1,3 đến 9,6 mg/kg, mẫu đất đá thải mỏ có hàm lượng Cd 9,6 mg/kg, cao QCVN 03:2008/BTNMT đất nông nghiệp lâm nghiệp 4,8 lần, mẫu đất MĐ hàm lượng Cd vượt 1,1 lần Hoạt động mỏ có biểu gây ô nhiễm Cd đất khu vực 73 Hàm lượng Zn 540 600 500 400 mg/kg 300 200 200 200 47 100 200 62.5 MĐ1 Zn MĐ2 MĐ3 QCVN (đất nơng nghiệp, lâm nghiệp) Hình 3.19 Biểu đồ thể hàm lượng Zn đất khu vực mỏ than Phấn Mễ Kết phân tích hàm lượng Zn mẫu đất dao động từ 47 đến 540 mg/kg, mẫu đất đá thải mỏ có hàm lượng Zn 540 mg/kg, cao QCVN 03:2008/BTNMT đất nông nghiệp lâm nghiệp 2,5 lần Các mẫu đất khu vực lân cận, hàm lượng Zn nhỏ so với QCVN, hoạt động mỏ có ảnh hưởng nhẹ đến nhiễm Zn đất 74 c/ Tại khu vực mỏ thiếc Đại Từ Hiện trạng chất lượng môi trường đất mỏ thiếc Đại Từ thể chi tiết bảng 3.7 Bảng 3.7 Hiện trạng chất lượng môi trường đất khu vực mỏ thiếc Đại Từ TT Tên tiêu Đơn vị pH Kết MĐĐT1 MĐĐT2 MĐĐT3 QCVN 03:2008 - 3,5 4,5 - Fe mg/kg 23144,5 6496 4059 - Mn mg/kg Zn mg/kg 222,5