Qua bảng 4.2 và hình 4.1 cho thấy, hàm lƣợng As trong tất cả các mẫu đất nghiên cứu đều cao hơn giới hạn cho phép của QCVN 03:2008/BTNMT. Trong đó:
- MĐ1: vƣợt 2,75 lần - MĐ2: vƣợt 1,43 lần - MĐ3: vƣợt 1,18 lần - MĐ4: vƣợt 12,21 lần
Kết luận: Nhƣ vậy, cả 4 mẫu đất nghiên cứu đều cho thấy, môi trƣờng đất tại các khu vực nghiên cứu đã bị ô nhiễm As khá nặng gây khó khăn cho sự sinh trƣởng, phát triển của sinh vật và ảnh hƣởng đến sức khỏe của ngƣời dân xung quanh. Trong 4 mẫu nghiên cứu, mẫu MĐ4 bị ô nhiễm As nặng nhất do môi trƣờng đất tại đây gần bãi thải của mỏ chì kẽm Làng Hích nên các loại chất thải và nƣớc thải chảy từ khu bãi thải xuống, cuốn theo As vào môi trƣờng đất, gây ô nhiễm môi truờng đất khu vực. Với các mẫu lấy tại mỏ sắt Trại Cau thì MĐ1 (khu vực mỏ Chỏm Vung) là bị ô nhiễm As nặng nhất.
0 20 40 60 80 100 120 140 160 MĐ1 MĐ2 MĐ3 MĐ4 QCVN 03:2008 Nồng độ As mg/Kg 33,03 17,21 14,11 146,48 12
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn * Hàm lượng Pb trong đất:
Hàm lƣợng Pb có trong các mẫu đất nghiên cứu đƣợc thể hiện trong hình 3.2
Hình 3.2. Hàm lƣợng chì trong đất nghiên cứu
Qua bảng 3.2 và hình 3.2 cho thấy:
Hàm lƣợng Pb trong tất cả các mẫu nghiên cứu đều cao hơn giới hạn cho phép của QCVN 03:2008/BTNMT. Cụ thể:
- MĐ1: vƣợt 2,70 lần; - MĐ2: vƣợt 10,43 lần; - MĐ3: vƣợt 9,27 lần; - MĐ4: vƣợt 133,68 lần.
Nhƣ vậy trong các mẫu đất nghiên cứu, mẫu MĐ4 - mẫu đất tại khu vực bãi thải mỏ Chì Kẽm Làng Hích là bị ô nhiễm Pb nghiêm trọng nhất. Trong số các mẫu lấy tại mỏ sắt Trại Cau, mẫu MĐ2 - khu vực mỏ tầng 49 bị ô nhiễm Pb nặng nhất. 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 MĐ1 MĐ2 MĐ3 MĐ4 Nồng độ Pb mg/kg 193,79 730,43 649,05 9357,88 QCVN 03:2008 70
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn * Hàm lượng Cd trong đất:
Từ kết quả phân tích cho thấy: Hàm lƣợng Cd trong các mẫu đất chênh lệch khá lớn, dao động từ 193,79 mg/kg đến 9357,88 mg/kg. Trong đó, có 2/4 mẫu có hàm lƣợng Cd vƣợt quá giới hạn cho phép của QCVN 03:2008/BTNMT, cụ thể:
- MĐ3: vƣợt 2,795 lần; - MĐ4: vƣợt 12,57 lần.
Còn lại 2 mẫu MĐ1 và MĐ2 có hàm lƣợng Cd nằm trong giới hạn cho phép của qui chuẩn. Nhƣ vậy chỉ có đất khu vực Thác Lạc - mỏ sắt Trại Cau và rìa bãi thải mỏ chì kẽm Làng Hích là bị ô nhiễm Cd, trong đó hiện trạng ô nhiễm Cd trong đất rìa bãi thải mỏ chì kẽm Làng Hích đã khá nghiêm trọng. Mặc dù hàm lƣợng Cd trong MĐ1 và MĐ 2 vẫn nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 03:2008/BTNMT tuy nhiên với hàm lƣợng này cũng có thể gây độc cho cây trồng.
Hình 3.3. Hàm lƣợng Cadimi trong đất nghiên cứu
* Hàm lượng Zn trong đất
Hàm lƣợng Zn trong các mẫu đất đƣợc thể hiện trong hình dƣới đây:
0 5 10 15 20 25 30 MĐ1 MĐ2 MĐ3 MĐ4 Nồng độ Cd QCVN 03:2008 mg/kg 0,81 1,69 5,59 25,14 2
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 4.4. Hàm lƣợng Kẽm trong đất nghiên cứu
Từ kết quả phân tích cho thấy: tất cả các mẫu đất nghiên cứu đều bị ô nhiễm Zn do ảnh hƣởng từ hoạt động khai thác khoáng sản, mức độ nghiêm trọng theo thứ tự giảm dần nhƣ sau:
- MĐ4: vƣợt 25,63 lần giới hạn cho phép; - MĐ3: vƣợt 22,41 lần giới hạn cho phép; - MĐ2: vƣợt 3,56 lần giới hạn cho phép; - MĐ1: vƣợt 1,47 lần giới hạn cho phép.
* Đánh giá chung về sự ô nhiễm kim loại nặng trong đất các khu vực nghiên cứu.
Qua kết quả phân tích cho thấy các chỉ tiêu kim loại nặng trong các mẫu đất phân tích đều ở mức rất cao. So sánh với QCVN 03:2008/BTNMT áp dụng đối với đất sử dụng cho mục đích nông nghiệp, đất đai các khu vực nghiên cứu đã bị ô nhiễm kim loại nặng nghiêm trọng. Trong đó MĐ4 - Khu vực bãi thải mỏ Chì Kẽm Làng Hích bị ô nhiễm nặng nhất. Đối với các mẫu đất lấy tại mỏ sắt Trại Cau, MĐ3 (khu vực Thác Lạc)có 4/4 chỉ tiêu theo dõi đều vƣợt giới hạn cho phép trong khi MĐ1 (Khu vực mỏ Chỏm Vung) và MĐ2 (khu vực mỏ tầng 49) có 3/4 chỉ tiêu theo dõi vƣợt quá giới hạn cho
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 MĐ1 MĐ2 MĐ3 MĐ4 Nồng độ Zn QCVN 03:2008 293,91 712,79 4482,16 5126,33 mg/kg 200
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
phép. Sự ô nhiễm này sẽ ảnh hƣởng lớn đến chất lƣợng nông sản và ảnh hƣởng trực tiếp đến sức khỏe con ngƣời. Để sử dụng đất vào hoạt động sản xuất nông nghiệp, chúng ta cần có những biện pháp xử lý ô nhiễm hợp lý.
3.2.2. Sự tích lũy kim loại nặng trong một số loài thực vật tại khu vực mỏ sắt Trại Cau và mỏ chì, kẽm làng Hích - huyện Đồng Hỷ Cau và mỏ chì, kẽm làng Hích - huyện Đồng Hỷ
Qua tiến hành khảo sát các khu vực mỏ nêu trên, chúng tôi nhận thấy có một số loài thực vật phát triển rất tốt, cụ thể: tại khu vực mỏ sắt Trại Cau có cây sậy và cây dƣơng xỉ; khu vực mỏ chì kẽm Làng Hích có cây cỏ lá tre bò. Vì vậy chúng tôi tiến hành lấy mẫu, phân tích và đánh giá khả năng tích lũy kim loại nặng của hai loại cây trên.
Để đánh giá một cách khách quan khả năng tích luỹ kim loại nặng của các loài thực vật nêu trên tại các khu vực nghiên cứu, chúng tôi tiến hành so sánh kết quả phân tích hàm lƣợng các kim loại trong các thực vật này với kết quả phân tích các mẫu thực vật tƣơng ứng tại khu vực riêng biệt, không thuộc khu vực có mỏ khai thác khoáng sản (mẫu đối chứng).
Bảng 3.3. Hàm lƣợng các kim loại nặng trong cây sậy và cây dƣơng xỉ
Đơn vị: mg/kg
Kí hiệu Tên Mẫu As Pb Cd Zn
TLDX Thân, lá
dƣơng xỉ
Mẫu nghiên cứu 4,00 17,17 0,01 38,82
Mẫu đối chứng 7,39 0,19 <LOD 20,38
RDX
Rễ dƣơng xỉ
Mẫu nghiên cứu 50,47 549,10 0,19 109,99
Mẫu đối chứng 1,55 0,11 0,02 21,07
TS
Thân cây sậy
Mẫu nghiên cứu 0,49 10,34 0,03 178,86
Mẫu đối chứng 0,68 0,09 0,06 25,46
RS Rễ
cây sậy
Mẫu nghiên cứu 0,73 46,67 0,02 74,81
Mẫu đối chứng 5,72 0,43 <LOD 34,12
TLC Cỏ lá tre bò
Mẫu nghiên cứu 22,29 706,53 0,56 194,40
Mẫu đối chứng 2,35 0,36 <LOD 62,47
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn * Nhận xét về khả năng tích lũy As:
Hàm lƣợng As trong các mẫu thực vật đƣợc thể hiện nhƣ hình 3.5.
Hình 3.5. Hàm lƣợng Asen trong các loài thực vật nghiên cứu
Qua kết quả phân tích cho thấy:
- Đối với các thực vật tại mỏ sắt Trại Cau: chỉ có hàm lƣợng As trong rễ cây dƣơng xỉ (RDX) tại khu vực nghiên cứu là cao hơn hàm lƣợng As trong mẫu đối chứng 32,62 lần, hàm lƣợng As tại các mẫu còn lại đều thấp hơn trong mẫu đối chứng.
- Đối với cây cỏ lá tre bò: hàm lƣợng As trong thực vật tại khu nghiên cứu cao hơn 9,49 lần so với hàm lƣợng As trong mẫu đối chứng.
Nhƣ vậy, rễ dƣơng xỉ khu vực nghiên cứu có khả năng tích lũy As tốt nhất, tiếp đến là cây cỏ lá tre bò.
* Đánh giá khả năng tích lũy Pb
Hàm lƣợng Pb trong các mẫu nghiên cứu và mẫu đối chứng đƣợc biểu diễn nhƣ hình dƣới đây:
0 10 20 30 40 50 60 TLDX RDX TS RS TLC mg/kg 4.0 7,39 50,47 1,55 0,49 0,69 5,72 0,73 22,29 2,35
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 3.6. Hàm lƣợng Chì trong các loài thực vật nghiên cứu
Qua kết quả phân tích cho thấy: Hàm lƣợng chì trong các mẫu nghiên cứu đều cao hơn nhiều lần trong các mẫu đối chứng, cụ thể:
- Mẫu TLDX nghiên cứu cao hơn 90,37 lần so với đối chứng; - Mẫu RDX nghiên cứu cao hơn 4991,82 lần so với đối chứng; - Mẫu TS nghiên cứu cao hơn 114,89 lần so với đối chứng; - Mẫu RS nghiên cứu cao hơn 108,53 lần so với đối chứng; - Mẫu TLC nghiên cứu cao hơn 1962,58 lần so với đối chứng.
Điều này cho thấy khả năng tích lũy Pb của các thực vật tại khu vực nghiên cứu đều rất tốt. Tuy nhiên khả năng tích lũy Pb của cây cỏ lá tre bò khu vực nghiên cứu là tốt nhất, tiếp đó là rễ cây dƣơng xỉ.
* Đánh giá khả năng tích lũy Cd
Hàm lƣợng Cd trong các mẫu thực vật đƣợc biểu diễn dƣới dạng biểu đồ nhƣ sau: mg/kg 0 100 200 300 400 500 600 700 800 TLDX RDX TS RS TLC
Hàm lƣợng Cd trong mẫu đối chứng
17,17 0,19 549,10 0,11 10,34 0,09 46,67 0,43 706,53 0,36
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 3.7. Hàm lƣợng Cadimi trong các loài thực vật nghiên cứu
Kết quả phân tích cho thấy:
- Hàm lƣợng Cd trong mẫu RDX nghiên cứu cao hơn 9,5 lần so với trong mẫu đối chứng.
- Với các mẫu còn lại, hàm lƣợng Cd trong mẫu nghiên cứu lần lƣợt là TLDX: 0,01 mg/kg; RS: 0,02 mg/kg; TLC: 0,56 mg/kg trong khi trong các mẫu đối chứng đều không phát hiện đƣợc.
- Riêng mẫu TS nghiên cứu có hàm lƣợ ng Cd thấp hơ n trong mẫu đối chứng.
Qua các số liệu trên cho thấy khả năng tích lũy Cd của cây cỏ lá tre bò khu vực nghiên cứu là tốt nhất, tiếp đó là rễ cây dƣơng xỉ.
* Đánh giá khả năng tích lũy Zn:
Biểu đồ biểu diễn hàm lƣợng Zn trong các mẫu thực vật nghiên cứu và mẫu đối chứng đƣợc thể hiện nhƣ hình 3.8.
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 mg/kg TLDX RDX TS RS TLC
Hàm lƣợng Cd trong mẫu đối chứng
0,01 0 0,19 0,02 0,06 0,03 0,02 0 0,56 0
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 3.8. Hàm lƣợng Kẽm trong một số loài thực vật nghiên cứu
Từ kết quả phân tích cho thấy hàm lƣợng Zn ở tất cả các mẫu nghiên cứu đều cao hơn so với trong mẫu đối chứng. Cụ thể:
- Mẫu TLDX cao hơn 1,90 lần so với đối chứng; - Mẫu RDX cao hơn 5,22 lần so với đối chứng; - Mẫu TS cao hơn 7,03 lần so với đối chứng; - Mẫu RS cao hơn 2,19 lần so với đối chứng;
- Mẫu TLC ngiên cứu cao hơn 3,11 lần so với đối chứng.
Nhƣ vậy có thể thấy khả năng hấp thụ và tích lũy Zn của cây cỏ lá tre bò khu vực nghiên cứu là tốt nhất, tiếp đó là thân cây sậy.
* Đánh giá chung về sự lích lũy kim loại nặng trong một số loài thực vật tại vùng khai thác khoáng sản tại mỏ sắt Trại Cau và mỏ Chì Kẽm Làng Hích
Qua kết quả nghiên cứu nêu trên cho thấy, các loài thực vật nghiên cứu đều có khả năng tích luỹ các kim loại nặng As, Pb, Cd và Zn, đặc biệt là cây cỏ lá tre bò. 0 50 100 150 200 250 mg/kg TLDX RDX TS RS TLC 38,82 20,38 109,99 21,07 178,86 25,46 74,81 34,12 194,40 62,47
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Mặc dù một số mẫu nghiên cứu có hàm lƣợng kim loại nặng nhỏ hơn so với mẫu đối chứng (As trong TLDX và RS; Cd trong TS) nhƣng xem xét tổng quát hàm lƣợng các kim loại năng trong cả mẫu nghiên cứu và mẫu đối chứng thì các kết quả này cho thấy khả năng tích luỹ kim loại nặng của cây sậy và cây dƣơng xỉ (nói chung) là khá tốt.
3.3. Nghiên cứu khả năng hấp thụ kim loại nặng của cây sậy, và cỏ lá tre bò trên đất bị ô nhiễm kim loại nặng do khai thác khoáng sản bò trên đất bị ô nhiễm kim loại nặng do khai thác khoáng sản
Để có đƣợc đánh giá một cách khách quan hơn về khả năng hấp thụ và tích luỹ các kim loại nặng của các thực vật đã nhiên cứu ở trên (cây sậy và cỏ lá tre bò), chúng tôi đã tiến hành trồng thí nghiệm các loại thực vật này trên các chậu chứa các mẫu đất điển hình tại các khu vực nghiên cứu: khu vực mỏ sắt Trại Cau chọn mẫu đất tại khu vực Thác Lạc (MĐ3), mỏ chì kẽm Làng Hích chọn mẫu rìa bãi thải (MĐ4). Thời gian trồng thí nghiệm là 4 tháng. Sau thí nghiệm, chúng tôi tiến hành phân tích và đánh giá sự thay đổi của hàm lƣợng kim loại nặng trong đất và trong cây, từ đó rút ra kết luận. Kết quả nghiên cứu nhƣ sau:
3.3.1. Đánh giá sự thay đổi nồng độ kim loại nặng trong các mẫu đất trồng thí nghí nghiệm
3.3.1.1. Đánh giá độ pH của đất nghiên cứu
Kết quả phân tích pH của đất nghiên cứu đƣợc thể hiện tại bảng dƣới đây.
Bảng 3.4. pH của đất nghiên cứu
Tên mẫu KH mẫu pH Trƣớc khi trồng cây Sau khi trồng cây Đất trồng cây Sậy MĐ3 7,1 7,4 Đất trồng Cỏ lá tre thân bò MĐ4 8,0 7,9
(Nguồn: Kết quả phân tích tại Viện Môi trường Nông nghiệp Hà Nội)
Qua kết quả phân tích cho thấy sự thay đổi pH của đất trƣớc và sau khi trồng cây không nhiều, pH của đất vẫn thuộc nhóm kiềm.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 3.3.1.2. Đánh giá sự thay đổi hàm lượng kim loại nặng trong đất trồng thí nghiệm
Kết quả phân tích một số hàm lƣợng KLN (Zn, Pb, Cd, As) trong đất nghiên cứu đƣợc thể hiện trong bảng dƣới đây.
Bảng 3.5: Hàm lƣợng kim loại nặng trong đất nghiên cứu
Đơn vị: mg/kg
Tên Mẫu Thời gian Kí hiệu Zn Pb Cd As
Đất trồng cỏ lá tre bò Trƣớc khi trồng MĐ4-1 5126,33 9357,88 25,14 146,48 Sau khi trồng MĐ4-2 4211,05 8163,81 8,58 20,95 Đất trồng sậy Trƣớc khi trồng MĐ3-1 4482,16 649,05 5,59 14,11 Sau khi trồng MĐ3- 2 3172,35 472,45 4,96 7,08
(Nguồn: Kết quả phân tích tại Viện Môi trường Nông nghiệp Hà Nội) * Sự thay đổi hàm lượng Zn trong đất
Hàm lƣợng Zn trong các mẫu đất trƣớc và sau khi trồng thí nghiệm đƣợc thể hiện nhƣ trong hình 3.9.
Hình 3.9. Hàm lƣợng Kẽm trong đất nghiên cứu
Qua bảng 3.5 và hình 3.9 cho thấy hàm lƣợng Zn trong các mẫu đất nghiên cứu đều đã giảm đáng kể sau khi trồng cây, cụ thể:
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 MĐ 4-1 MĐ 4-2 MĐ 3-1 MĐ 3-2 5126,33 4211,05 4482,16 3172,35 mg/kg
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Hàm lƣợng Zn trong mẫu đất sau khi trồng cỏ lá tre bò đã giảm 915,28 mg/kg (giảm 17,85%);
- Hàm lƣợn Zn trong mẫu đất sau khi trồng sậy đã giảm 1309,81 mg/kg
(giảm 29,22%).
* Sự thay đổi hàm lượng Pb
Sự thay đổi hàm lƣợng Pb trong các mẫu đất nghiên cứu trƣớc và sau khi trồng thí nghiệm đƣợc thể hiện trong hình dƣới đây:
Hình 3.10. Hàm lƣợng Chì trong đất nghiên cứu
Qua bảng 3.5 và hình 3.10 cho thấy, hàm lƣợng Pb trong các mẫu đất sau khi đƣợc trồng cây cải tạo đã giảm xuống rất nhiều, đặc biệt là trong mẫu đất trồng cỏ lá tre bò, cụ thể:
- Mẫu đất trồng cỏ lá tre bò: lƣợng Pb giảm 1194,1 mg/kg so với trƣớc khi trồng thí nghiệm (giảm 12,76 %);
- Mẫu đất trồng cây sậy: lƣợng Pb giảm 176,6 mg/kg (giảm 27,21%). * Sự thay đổi hàm lượng Cd
Qua bảng 3.5 cho thấy hàm lƣợng Cd trong đất khá cao gấp 2,8 đến 12,57 lần giới hạm cho phép của QCVN 03:2008/BTNMT. Sau khi trồng thí nghiệm thì hàm lƣợng Cd đã giảm xuống chỉ còn vƣợt 2,48 đến 4,29 lần so với giới hạn cho phép. Cụ thể: 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 MĐ4-1 MĐ4-2 MĐ3-1 MĐ3-2 472,45 649,05 8163,8 mg/kg 9357,88
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn