4. Ý nghĩa của đề tài
2.4.1. Thu thập số liệu và điều tra khảo sát, lấy mẫu
- Thu thập tài liệu, số liệu về tình hình đất bị ô nhiễm kim loại nặng tại khu vực nghiên cứu theo phƣơng pháp kế thừa và tổng hợp các số liệu trực tiếp phân tích mẫu đất vùng bị ô nhiễm kim loại nặng.
- Thu thập tài liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu. - Tiến hành lấy mẫu cây phân tích hàm lƣợng kim loại nặng.
2.4.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm
- Bố trí thí nghiệm nghiên cứu khả năng hút KLN (Pb, As) của cây Dƣơng xỉ và cây Đơn buốt. Thí nghiệm đƣợc bố trí trên chậu vại: Chậu đƣợc sử dụng trong thí nghiệm có chiều cao 35cm, đƣờng kính 30cm. Mỗi chậu chứa 8kg đất, trồng 3 cây.
Tổng số chậu vại nghiên cứu 6 công thức x 3 lần nhắc lại/công thức x 2 cây x 2 chỉ tiêu = 72 chậu thí nghiệm.
+ Thí nghiệm đánh giá khả năng hút Pb của cây Dƣơng xỉ và Đơn buốt. Gồm 6 công thức, 3 lần nhắc lại. Bố trí trên chậu nhựa chứa 8 kg đất bố trí theo ngẫu nhiên.
Công thức 1: Đất nhiễm Pb: 0 ppm (ĐC) Công thức 2: Đất nhiễm Pb: 500 ppm Công thức 3: Đất nhiễm Pb: 1000 ppm Công thức 4: Đất nhiễm Pb: 1500 ppm Công thức 5: Đất nhiễm Pb: 2000 ppm Công thức 6: Đất nhiễm Pb: 2500 ppm
+ Thí nghiệm đánh giá khả năng hút As của cây Dƣơng xỉ và Đơn buốt. Gồm 6 công thức, 3 lần nhắc lại. Bố trí trên chậu nhựa chứa 8 kg đất bố trí theo ngẫu nhiên.
Công thức 1: Đất nhiễm As: 0 ppm (ĐC) Công thức 2: Đất nhiễm As: 500 ppm Công thức 3: Đất nhiễm As: 1000 ppm Công thức 4: Đất nhiễm As: 1500 ppm
Công thức 5: Đất nhiễm As: 2000 ppm Công thức 6: Đất nhiễm As: 2500 ppm
2.4.3. Phương pháp phân tích
Hàm lƣợng một số kim loại nặng trong đất và cây (As, Pb) sử dụng máy cực phổ METROHM 797.
- As (mg/kg): Đƣợc xác định trên máy cực phổ METROHM 797 - Pb (mg/kg): Đƣợc xác định trên máy cực phổ METROHM 797
2.4.4. Phương pháp tổng hợp và sử lý số liệu
Phân tích đánh giá số liệu sẵn có, các số liệu phân tích đƣợc. Tổng hợp các số liệu đó trên phần mềm Excel để đƣa ra đánh giá, nhận xét chính xác và đầy đủ.
2.4.5. Phương pháp đánh giá mức độ hấp thụ kim loại nặng của các loài cây thu thập
- Số liệu phân tích đất nông nghiệp đƣợc so sánh đối chiếu với tiêu chuẩn Việt Nam về giới hạn tối đa cho phép của kim loại nặng trong đất (QCVN 03: 2008)
- Số liệu phân tích cây trồng đƣợc so sánh đối chiếu với tiêu chuẩn của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn – Cục trồng trọt ban chỉ đạo chƣơng trình rau hoa quả.
Chƣơng 3
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội tỉnh Thái Nguyên
* Vị trí địa lý và phạm vi hành chính
Tỉnh Thái Nguyên, là trung tâm chính trị, kinh tế của khu Việt Bắc nói riêng, của vùng trung du miền núi đông bắc nói chung, là cửa ngõ giao lƣu kinh tế xã hội giữa vùng trung du miền núi với đồng bằng Bắc Bộ; phía Bắc tiếp giáp với tỉnh Bắc Kạn; phía Tây tiếp giáp với các tỉnh Vĩnh Phúc, Tuyên Quang; phía Đông tiếp giáp với các tỉnh Lạng Sơn, Bắc Giang và phía Nam tiếp giáp với thủ đô Hà Nội (cách 80 km); diện tích tự nhiên 3.562,82 km2
. Tỉnh Thái Nguyên có 9 đơn vị hành chính: Thành phố Thái Nguyên, Thị xã Sông Công và 7 huyện, Phổ Yên, Phú Bình, Phú Lƣơng, Đại Từ, Định Hoá, Võ Nhai và Đồng Hỷ. Tổng có 180 xã, trong đó có 125 xã vùng cao và miền núi, còn lại là trung du và đồng bằng.
Với vị trí rất thuận lợi về giao thông, Thái Nguyên còn là điểm nút giao lƣu thông qua hệ thống đƣờng bộ, đƣờng sắt, đƣờng sông hình rẻ quạt kết nối với các tỉnh rất thuận lợi cho giao lƣu văn hoá, phát triển kinh tế xã hội.
* Tiềm năng về tài nguyên thiên nhiên
Địa hình không phức tạp lắm so với các tỉnh trung du miền núi khác, đây là một thuận lợi của Thái nguyên cho canh tác nông lâm nghiệp và phát triển kinh tế xã hội nói chung so với các tỉnh trung du miền núi. Khí hậu chia làm hai mùa rõ rệt, lƣợng mƣa trung bình năm khoảng 2.000 đến 2.500 mm.
Theo UBND tỉnh Thái Nguyên [29] hiện Thái Nguyên đã phát hiện và đánh giá 177 điểm quặng và mỏ bao gồm đá vôi, đất sét, than đá, quặng sắt, đá đolômit, quặng titan, volfram, quặng chì, thiếc, vàng. Mặc dù đem lại
nhiều lợi ích kinh tế nhƣng do công nghệ lạc hậu, không có hệ thống xử lý hoặc chỉ xử lý sơ bộ nên việc khai thác mỏ đã gây ô nhiễm môi trƣờng nghiêm trọng bởi kim loại nặng trong đó có môi trƣờng đất, nƣớc.
Tại huyện Đại Từ, các hoạt động khai thác thủ công tại địa phƣơng đã tạo ra một lƣợng đáng kể các chất thải quặng đuôi và đá thải quặng thiếc (caxiterit) trong các mạch trải rộng trong khu vực cũng chứa một lƣợng sunfua phong phú, mà chủ yếu là arsenopirit - nguồn gây ô nhiễm asen vào hệ sinh thái địa phƣơng. Đá thải tạo axit đã đƣợc sử dụng để làm vật liệu đắp đƣờng và nền nhà của ngƣời dân địa phƣơng. Các đá này hiện đang rò rỉ kim loại nhƣ arsen lên trên bề mặt và vào các nguồn nƣớc ngầm và sẽ tiếp tục là vấn đề môi trƣờng nan giải trừ khi có một biện pháp khắc phục đƣợc tiến hành.
Sự phong phú về tài nguyên khoáng sản trong đó gồm nhiều loại có ý nghĩa trong cả nƣớc nhƣ sắt, than (đặc biệt là than mỡ) đã tạo cho Thái Nguyên một lợi thế so sánh lớn trong việc phát triển ngành công nghiệp luyện kim, khai khoáng. Đây là thế mạnh đƣa Thái Nguyên trở thành trung tâm công nghiệp luyện kim lớn của cả nƣớc.
* Dân số, nguồn nhân lực, truyền thống văn hoá và các ngành nghề của dân cư
Dân số Thái Nguyên khoảng 1,2 triệu ngƣời, trong đó có 8 dân tộc chủ yếu sinh sống đó là: Kinh, Tày, Nùng, Sán Dìu, H Mông, Sán Chay, Ngƣời Hoa, Dao. Ngoài ra Thái Nguyên đƣợc biết đến là một trung tâm đào tạo nguồn nhân lực lớn thứ 3 sau Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh với 6 trƣờng Đại học, 11 trƣờng Cao đẳng và trung học chuyên nghiệp, 9 trung tâm dạy nghề, mỗi năm đào tạo đƣợc khoảng gần 100.000 lao động.
* Tài nguyên đất
Kết quả tổng hợp trên bản đồ tỷ lệ 1/ 50.000 của tỉnh cho thấy đất đai của tỉnh Thái Nguyên chủ yếu là đất đồi núi (chiếm 85,8 % tổng diện tích tự nhiên). Do sự chi phối của địa hình và khí hậu đất đồi núi của tỉnh bị phong
hoá khá nhanh, đồng thời cũng bị thoái hoá, rửa trôi, xói mòn mạnh làm mất cân bằng sinh thái. Do đa dạng của nền địa chất và địa hình đã tạo ra nhiều loại đất có đặc điểm đặc trƣng khác nhau. Dƣới đây là một số loại đất chính tại Thái Nguyên (Bảng 3.1).
Bảng 3.1. Diện tích các loại đất chính tỉnh Thái Nguyên Loại đất Diện tích (ha) Tỷ lệ (%)
1. Đất phù sa 19.48 5,49
2. Đất bạc màu 4.331 1,22
3. Đất dốc tụ 18.411 5,20
4. Đất đỏ vàng biến đổi do trồng lúa 4.380 1,24
5. Đất nâu đỏ trên đá vôi 6.289 1,78
6. Đất đỏ vàng trên phiến thạch sét 136.880 38,65 7. Đất nâu trên đá macma bazơ trung tính 22.035 6,22 8. Đất vàng nhạt phát triển trên đá cát 42.052 11,88 9. Đất đỏ vàng trên phù sa cổ 14.776 4,17 10. Đất vàng đỏ trên đá macma axit 30.748 8,68
Tổng diện tích tự nhiên 354.110 100,0
Nguồn: Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thái Nguyên
Với lợi thế có nhiều danh lam thắng cảnh tự nhiên và nhân tạo nhƣ hồ Núi Cốc, hang Phƣợng Hoàng,...các di tích lịch sử nhƣ: An toàn khu Việt Bắc-ATK,...Bên cạnh đó, còn có các di tích kiến trúc nghệ thuật chùa chiền, đình, đền, tại nhiều địa phƣơng trong tỉnh nhƣ: chùa Hang, đền Xƣơng rồng... Hiện nay Thái Nguyên đang triển khai quy hoạch khu du lịch hang Phƣợng Hoàng,... và cả hệ thống khách sạn chất lƣợng cao gần đạt tiêu chuẩn quốc tế. Năm 2007 Thái Nguyên đã tổ chức thành công năm du lịch quốc gia hƣớng về cội nguồn chiến khu Việt Bắc thu hút hàng triệu khách du lịch đến thăm trong đó có nhiều khách nƣớc ngoài.
* Thực trạng phát triển kinh tế-xã hội
Tình hình kinh tế - xã hội của tỉnh trong những năm gần đây có nhiều thuận lợi trong hoạt động sản xuất kinh doanh, một số ngành nghề trọng điểm đều có sự gia tăng về năng lực sản xuất, ... Song phải đối mặt với nhiều khó khăn thách thức, nhƣ thiên tai, dịch bệnh gia súc,.. đặc biệt vấn đề ô nhiễm môi trƣờng ngày càng gia tăng. Song với sự chỉ đạo quyết tâm và nỗ lực cố gắng các cấp, các ngành và nhân dân toàn tỉnh nên tình hình kinh tế xã hội đã thu đƣợc kết quả đáng kể.
3.2. Thực trạng ô nhiễm môi trƣờng tỉnh Thái Nguyên
3.2.1. Hiện trạng ô nhiễm môi trường nói chung
Thái Nguyên là một trong những điển hình về sự phát triển công nghiệp các tỉnh miền Bắc. Nền công nghiệp nặng với công nghệ chủ yếu từ những năm 60 của thế kỷ trƣớc đã tạo nên những ảnh hƣởng môi trƣờng nghiêm trọng mà phải rất lâu nữa mới có thể khắc phục đƣợc. Bên cạnh đó, quá trình đô thị hoá không có quy hoạch tổng thể, sự lạm dụng quá mức phân bón, thuốc trừ sâu trong sản xuất nông nghiệp mà trọng tâm là trồng chè và không quan tâm đến môi trƣờng trong khai thác khoáng sản là nguyên nhân cơ bản gây ô nhiễm môi trƣờng trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên. Trong đó, chủ yếu là ô nhiễm môi trƣờng đất, nƣớc lƣu vực sông Cầu và ô nhiễm không khí do bụi, các khí độc tại các khu công nghiệp, khu vực khai thác khoáng sản và đô thị.
Ô nhiễm môi trƣờng sinh thái tại tỉnh Thái Nguyên đang bị ô nhiễm ở mức quá giới hạn cho phép, nhất là việc ô nhiễm đất, ô nhiễm nguồn nƣớc, ô nhiễm môi trƣờng tại các khu, cụm công nghiệp, khu vực khai thác khoáng sản và ô nhiễm tại các khu đô thị, ảnh hƣởng trực tiếp đến sự phát triển kinh tế- xã hội bền vững trên địa bàn.
Nói đến nguồn tài nguyên nƣớc quan trọng nhất trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên phải kể đến hệ thống sông Cầu. Là sông liên tỉnh lớn, khởi nguồn từ Bắc Kạn, chảy vào địa phận tỉnh Thái Nguyên tại xã Văn Lăng (Đồng Hỷ) và
ra khỏi địa phận Thái Nguyên ở huyện Phổ Yên. Bên cạnh dòng sông chính, trên địa bàn tỉnh cũng có các phụ lƣu có giá trị cấp nƣớc, đó là sông Chợ Chu, Nghinh Tƣờng, sông Đu, sông Công và hồ Núi Cốc. Trong đó, sông Công là phụ lƣu lớn nhất của sông Cầu, là nguồn nƣớc mặt quan trong nhất, cung cấp toàn bộ nƣớc sinh hoạt cho TP Thái Nguyên và thị xã Sông Công. Các nguồn cung cấp nƣớc chính cho Hồ Núi Cốc đang bị tác động mạnh là các nhánh suối ở khu vực thƣợng nguồn sông Công là suối Yên Lãng và suối Nông.
Trong toàn bộ nguồn nƣớc mặt của tỉnh Thái Nguyên, sông Cầu đoạn chảy qua thành phố Thái Nguyên là khu vực có mức độ ô nhiễm cục bộ nặng nhất. Đặc biệt tại khu vực ngay sau khi tiếp nhận nƣớc thải của Nhà máy Giấy Hoàng Văn Thụ, Công ty Cổ phần Giấy xuất khẩu và nƣớc thải của Công ty Gang Thép Thái Nguyên… Mức độ ô nhiễm nƣớc đƣợc thể hiện nhƣ sau: Đoạn sông Cầu từ cửa xả Nhà máy Giấy Hoàng Văn Thụ tới cầu Gia Bảy đã bị ô nhiễm hữu cơ ở mức cao, hàm lƣợng BOD, COD ở nhiều thời điểm gia tăng bất thƣờng, nồng độ ôxy hoà tan trong nƣớc suy giảm, nhiều thời điểm quan trắc đƣợc rất thấp; ô nhiễm dầu, mỡ xảy ra liên tục. Đây là một trong những khu vực ô nhiễm nhất lƣu vực sông Cầu.
Tại điểm thƣợng lƣu đập Thác Huống: Nguồn nƣớc bị ô nhiễm với tần xuất tƣơng đối thƣờng xuyên, các chỉ thị ô nhiễm bao gồm chất hữu cơ, TSS và amonia. Ô nhiễm kim loại nặng, xyanua, phenol và dầu, mỡ đó ghi nhận đƣợc ở một số thời điểm quan trắc trong năm. Tuy nhiên, chất lƣợng nƣớc sông đó đƣợc phục hồi dần so với khu vực từ cửa xả Nhà máy Giấy Hoàng Văn Thụ nhƣng vẫn chƣa thể đáp ứng tiêu chuẩn cho phép Cột A, TCVN 5942-1995.
Đoạn từ đập Thác Huống đến cửa suối Cam Giá, sông tiếp tục bị ô nhiễm và nồng độ BOD, COD gia tăng và đặc biệt là hàm lƣợng dầu, mỡ do tiếp nhận nƣớc thải khu gang thép Thái Nguyên qua suối Cam Giá.
Chất lƣợng nƣớc sông Cầu phía hạ lƣu đập Thác Huống bị tác động rất mạnh do chế độ dòng chảy sông bị chi phối. Vào mùa khô, khi lƣợng nƣớc ở phía thƣợng nguồn đổ về ít thì nƣớc hoàn toàn đƣợc giữ lại phía trên đập để cung cấp cho sản xuất gang thép và tƣới cho nông nghiệp của tỉnh Bắc Giang. Đoạn sông sau đập Thác Huống trở thành đoạn sông "chết" và khả năng tự làm sạch của sông trong giai đoạn này bị triệt tiêu hoàn toàn. Dòng chảy sông Cầu tại khu vực cầu Trà Vƣờn (cách điểm nhập lƣu của suối Cam Giá khoảng 300 m về phía hạ lƣu) là một dòng chảy nhỏ, nƣớc đen xì và bốc mùi khó chịu nhƣ một dòng nƣớc thải. Tại đây, nguồn nƣớc bị ô nhiễm hữu cơ nghiêm trọng. Ngoài ra, trong nƣớc còn phát hiện thấy rất nhiều các KLN độc hại nhƣ: As, Pb, Fe, Mn.
Tại điểm cầu Mây (huyện Phú Bình): Đây cũng là điểm đánh giá chất lƣợng nƣớc sông Cầu khi ra khỏi TP Thái Nguyên trải qua quá trình tự làm sạch nhƣng nồng độ các chất ô nhiễm trong nƣớc vẫn còn nhiều thông số vƣợt giới hạn cho phép tại cột A, TCVN 5942:1995, đặc biệt là chất hữu cơ. Ô nhiễm KLN và hóa chất độc hại nhƣ: thủy ngân, phenol, xyanua đã phát hiện đƣợc ở một số thời điểm quan trắc.
Diễn biến ô nhiễm BOD của sông Cầu trung bình mùa mƣa và mùa khô tại các điểm quan trắc từ thƣợng nguồn xuống nhƣ sau: Ô nhiễm nƣớc sông Cầu đoạn Cam Giá - cầu Phú Bình đƣợc xác định do các nguyên nhân: Do nƣớc thải đô thị và sinh hoạt của TP Thái Nguyên chứa hàm lƣợng BOD, COD và các chất hữu cơ rất cao, không qua xử lý, thải trực tiếp ra sông Cầu hoặc thông qua suối Phƣợng Hoàng, suối Loàng, Mỏ Bạch, Cam Giá, suối Xƣơng Rồng; Nguồn nƣớc thải công nghiệp, nƣớc thải từ khu vực khai thác và chế biến khoáng sản, đặc biệt từ Công ty Cổ phần Giấy xuất khẩu Thái Nguyên, Nhà máy Giấy Hoàng Văn Thụ, Nhiệt điện Cao Ngạn, Khu công nghiệp Gang Thép Thái Nguyên... hầu hết chƣa đƣợc xử lý, hoặc xử lý không
triệt để, gây ô nhiễm môi trƣờng; Nƣớc thải chƣa xử lý hoặc xử lý chƣa đạt tiêu chuẩn mang nhiều mầm bệnh, hóa chất, dƣợc phẩm dƣ thừa… từ các bệnh viện, trung tâm y tế của tỉnh đóng góp một phần đáng kể vào sự ô nhiễm nguồn nƣớc sông Cầu.
Ngoài ra, do khai thác nƣớc quá triệt để ở phía thƣợng lƣu, phá hủy chế độ dòng chảy tự nhiên làm mất khả năng tự làm sạch của sông và là nguyên nhân gây ô nhiễm nƣớc khi có các nguồn thải gia nhập.
Đối với môi trƣờng đất, quá trình xây dựng nhà máy và khai thác mỏ đã làm mất đi một diện tích lớn đất canh tác và đất rừng, đồng thời làm xáo trộn các tầng đất trong khu vực. Các hoạt động nhƣ san, ủi, đào bới khai thác quặng tại mỏ, vận chuyển nguyên vật liệu, làm đƣờng đã làm thay đổi địa hình vùng mỏ.
Ngoài ra, mặt đất cũng bị nhiễm bẩn do lƣợng bùn, đất, đá thải ra. Trong quá trình khai thác, lƣợng đất đá thải ra rất lớn, do đó cần một diện tích bãi đổ lớn. Diện tích đất gần khu khai thác thƣờng xuyên bị nhiễm bẩn do đất đá thải đƣợc đổ không đúng chỗ. Việc này gây cản trở cho hoạt động giao thông của