CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Ô nhiễm kim loại nặng trong đất
1.1.4. tô nhiễm kim loại nặng do khai thác khoáng sản
Nguồn gây ô nhiễm: Dung dịch axit sinh ra trong q trình oxy hóa sunfua có thể hòa tan các kim loại và chất độc hại khác từ đó chúng phát tán vào mơi trường, gây ơ nhiễm môi trường. Trong bãi thải, nước lỗ hổng tương tác với các vật chất rắn của bãi thải là một dung dịch axit, kết quả của q trình oxy hóa sunfua là một dung mơi mạnh. Khi tạo thành các dòng axit tiêu hóa thốt từ bãi thải chúng thường là các dung dịch có hàm lượng cao (thậm chí bão hịa) các kim loại nặng và các ion hòa tan. Khi dung dịch bị trung hòa, xảy ra sự lắng đọng nhiều hợp chất thứ sinh của Fe, Cu, Zn, Pb và các nguyên tố khác. Các hợp chất này lại là những hợp chất tương đối dễ tan khi thay đổi các điều kiện Eh – pH. Tính linh động cao của các nguyên tố là điều kiện để xuất hiện hàm lượng kim loại cao trong nước mặt. Thành phần kim loại nặng
và các chất độc hại của dòng thải axit phụ thuộc vào thành phần ban đầu của vật chất bãi thải và đặc điểm của các quá trình biến đổi biểu sinh [33].
Q trình khai khống gây ơ nhiễm và suy thối mơi trường đất ở mức độ nghiêm trọng nhất và là một thực tế đáng báo động. Các dạng ô nhiễm môi trường tại những mỏ đã và đang khai thác rất đa dạng như ô nhiễm đất, nước mặt, nước ngầm [8]. Các tác nhân gây ô nhiễm là axit, KLN, xianua, các loại khí độc, v.v… Hiện tượng suy giảm chất lượng nước mặt, nước ngầm ở nhiều nơi do ô nhiễm KLN có nguồn gốc cơng nghiệp như Ni, Cr, Pb, As, Cu, Se, Hg, Cd … cần phải sớm có giải pháp xử lý. Nhiều KLN rất độc đối với con người và môi trường cho dù ở hàm lượng rất thấp.
Công đoạn nào của q trình khai thác khống sản cũng đều gây nên ơ nhiễm kim loại vào đất, nước, khơng khí và cơ thể sinh vật. Sự nhiễm bẩn kim loại không chỉ xảy ra khi mỏ đang hoạt động mà còn tồn tại nhiều năm sau kể từ khi mỏ ngừng hoạt động. Theo Lim H. S. và cộng sự (2004), tại mỏ vàng – bạc Soncheon đã bỏ hoang ở Hàn Quốc, đất và nước nhiều khu vực ở đây vẫn cịn bị ơ nhiễm một số kim loại ở mức cao [97].
Bảng 1.3: Hàm lượng KLN trong một số loại đất ở khu mỏ hoang Songcheon
Đơn vị: mg/kg
Nguyên tố Bãi thải quặng
Đất vùng
núi Đất trang trại
Đất bình thƣờng trên thế giới As 3.584- 143.813 695 -3.082 7-626 6 Cd 2,2- 20 1,32 0,75 0,35 Cu 30-749 36- 89 13-673 30 Pb 125 – 50.803 63- 428 23-290 35 Zn 580- 7541 115 – 795 63-110 90 Hg 0,09- 1,01 0,19- 0,55 0,09-4,90 0,06 Nguồn: Lim H. S. và cộng sự, 2004 [97] Các hoạt động khai thác mỏ thải ra một lượng lớn các KLN vào dịng nước và góp phần gây ơ nhiễm cho đất. Sự rò rỉ chất thải ở Tây Australia, đã
Cd là 680 μg /l. Hàm lượng Pb trong trầm tích lớn hơn 9600 Mg/g. Lượng phát thải các KLN liên quan đến hoạt động này không ngừng gia tăng trên quy mơ tồn thế giới [69]. Mơi trường đất tại các mỏ vàng mới khai thác thường có độ kiềm cao (pH: 8 – 9), ngược lại ở các mỏ vàng cũ, thường có độ axit mạnh (pH: 2,5 - 3,5); dinh dưỡng trong đất thấp và hàm lượng KLN rất cao. Chất thải ở đây thường là nguồn gây ô nhiễm môi trường, cả phần trên mặt đất và phần dưới mặt đất. Ở Úc, chất thải từ các mỏ vàng chứa hàm lượng các KLN vượt tiêu chuẩn cho phép rất nhiều lần [38].
Bảng 1.4: Hàm lượng KLN trong chất thải của một số mỏ vàng ở Úc
KLN Hàm lƣợng KLN tổng số (mg/kg) As 1.120 Cr 55 Cu 156 Mg 2.000 Pb 353 St 335 Zn 283
Nguồn: ANZ, 1992 (trích theo Andrrade [38]) Một số vùng thuộc các nước như Đan Mạch, Nhật, Anh và Ailen có hàm lượng Pb trong đất cao hơn 100 mg/kg đã phản ánh tình trạng ơ nhiễm Pb. Trong khi đó hàm lượng Pb ở Alaska lại khá thấp chỉ khoảng 20 mg/kg trên lớp đất mặt [97].
Các nguyên tố KLN như: Cu, Pb, Zn, Cd, Hg, Cr, As… thường chứa trong phế thải của ngành luyện kim màu, sản xuất ô tô. Khi nước thải chứa 13 mg Cu/l, 10 mg Pb/l, 1 mg Zn/l đã gây ô nhiễm đất nghiêm trọng. Hàm lượng Cd trong đất Thuỵ Sỹ có thể lên tới 3 mg/kg trong vịng 20 – 30 năm tới. Tính di động gây độc của các KLN còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: sự thay đổi điện thế oxy hoá - khử, pH, số lượng muối và các phức chất… có khả năng hồ tan những KLN đó ở trong đất [32].
phép đã diễn ra tràn lan ở một số địa phương (như khai thác vàng, than thổ phỉ ở Thái Nguyên, thiếc ở Tĩnh Túc - Cao Bằng …). Các chất thải từ các hoạt động khai thác khống sản có chứa KLN như: Pb, Zn, Cd, As, Ni, Cu … thường được thải trực tiếp ra môi trường mà không qua xử lý, làm cho môi trường đất bị ô nhiễm. Đồng thời một diện tích lớn rừng đã bị ảnh hưởng và tác động, làm cho mơi trường đất bị suy thối.
Ảnh hưởng của sự suy thối và ơ nhiễm đất sẽ gây ra những hậu quả nghiêm trọng, dẫn đến làm giảm năng suất cây trồng, làm nghèo thảm thực vật, suy giảm đa dạng sinh học. Đồng thời chúng có tác động ngược lại làm cho q trình xói mịn, rửa trơi thối hóa diễn ra nhanh hơn. Nhiều diện tích đất canh tác nơng nghiệp phải bỏ hoang, diện tích đất trống đồi trọc tăng lên. Sự tích tụ cao các chất độc hại, các KLN trong đất sẽ làm tăng khả năng hấp thụ các ngun tố có hại trong cây trồng, vật ni và gián tiếp gây ảnh hưởng xấu tới sức khỏe con người.
Thái Nguyên cũng là một tỉnh có nhiều điểm quặng, những tác động tiêu cực tới môi trường: ô nhiễm môi trường khơng khí, ơ nhiễm mơi trường nước, ô nhiễm môi trường đất... do hoạt động sản xuất, khai thác, chế biến là không thể tránh khỏi [4]. Kết quả phân tích các mẫu đất khu vực xí nghiệp thiếc Đại Từ cho thấy: Chỉ số As trong đất vượt tiêu chuẩn, As từ 13,10 đến 15,48 mg/kg trong khi tiêu chuẩn là 12 mg/kg (TCVN 7209-2002) [12].
Mẫu bùn lắng ở 2 điểm lấy mẫu cho thấy có dấu hiệu ơ nhiễm KLN. Các chỉ tiêu KLN được phân tích đều có giá trị rất cao. Cụ thể, hàm lượng kẽm vượt từ 2,3 đến 2,7 lần , cadimi cao hơn từ 4,5 đến 8,4 lần so với tiêu chuẩn cho phép (TCVN 7209: 2002) và asen cũng gần xấp xỉ tiêu chuẩn cho phép (từ 11,37 đến 12,95 mg/l , TCVN 7209:2002 là 12 mg/l ) [24].
Theo nghiên cứu của Bùi Thị Kim Anh thì hàm lượng As ở Hà Thượng là ô nhiễm nhất 3102,5 – 6754,5 mg/kg trong khi Tân Long là nơi bị ô nhiễm thấp hơn nhiều, với hàm lượng As 174,7 đến 750,2 mg/kg [4].