a, Một số khái niệm
3.8.2. Biện pháp xử lý tro sau đốt
Sau khi thu được khối lượng tro ta tiến hành thí nghiệm chia số tro làm 3 túi với khối lượng bằng nhau và xử lý theo các công thức:
- CT1 : tro không bón vôi (đối chứng), bổ sung độ ẩm từ 30 – 40%
- CT2 : Tro được bón vôi với tỉ lệ 20% so với khối lượng, bổ sung độ ẩm từ 30 – 40%
- CT3: Tro được bón vôi với tỉ lệ 40% so với khối lượng, bổ sung độ ẩm từ 30 – 40%
Tro sau đốt được để trong túi nilon, ủ sau thời gian 2 tháng thì mang đi phân tích. Kết quả thu được thể hiện trong bảng 3.18:
Bảng 3.18: Hàm lƣợng KLN tổng số trong tro sau thí nghiệm (Đơn vị: mg/kg) Dƣơng xỉ Vetiver CT1 CT2 CT3 CT1 CT2 CT3 Pb 112,47 109,10 110,23 105,96 102,82 101,87 Cd 7,23 6,56 7,07 4,68 4,53 4,47 As 110,98 109,13 111,45 87,53 85,28 83,98 pH 6,95 8,97 11,89 6,9 9,4 11,8
Báng 3.18 thể hiện hàm lượng KLN trong tro sau đốt và sau đốt 2 tháng. Nhận thấy, sau đốt 2 tháng hàm lượng KLN trong các công thức có thay đổi nhưng không nhiều.
Độ pH của các mẫu ở công thức 1 là 6,95, ở công thức 2 và 3 có xu hướng tăng lên. Cụ thể ở công thức 2 độ pH tăng lên 8,97, công thức 3 tăng lên 11,89. Điều này chứng tỏ khi bón vôi vào tro thì độ pH tăng lên, càng bón nhiều vôi thì pH càng cao.
Bảng 3.19: Hàm lƣợng KLN dễ tiêu trong tro sau thí nghiệm
(Đơn vị: mg/kg) Dƣơng xỉ Vetiver CT1 CT2 CT3 CT1 CT2 CT3 Pb 0,00395 0,00196 0,00135 0,01451 0,00994 0,00325 Cd 0,00272 0,00182 0,00005 0,00245 0,00231 0,00230 As 3,27 1,44 1,37 476,52 435,37 395,73
Qua bảng 3.19 có thể nhận thấy được hiệu quả bước đầu của việc xứ lý tro của Dương xỉ và Vetiver bằng vôi bột. Với những tỉ lệ bón vôi khác nhau là 20% và 40%, nhận thấy được sự thay đổi hàm lượng KLN dễ tiêu trong tro. Mặc dù chưa có sự thay đổi hàm lượng KLN quá lớn, song hàm lượng KLN trong tro khi được xử lý với hàm lượng 20% vôi bột thì hàm lượng Pb, Cd và As đều giảm, cụ thể như sau:
- Đối với Dương xỉ: Hàm lượng Pb ở công thức bón 20% vôi và 40% vôi đã giảm lần lượt là 0,00199 và 0,0026 mg/kg so với công thức không được bón vôi. Hàm lượng Cd ở công thức bón 20% và 40% vôi giảm lần lượt là 0,0009 và
0,00267 mg/kg so với công thức không bón vôi, Hàm lượng As ở công thức bón 20% và 40% vôi giảm lần lượt 1,83 và 1,9 mg/kg so với công thức không bón vôi.
- Đối với Vetiver: Hàm lượng Pb ở công thức bón 20% và 40% vôi giảm lần lượt là 0,0457 và 0,01126 mg/kg so với công thức không bón vôi. Hàm lượng Cd ở công thức bón 20% và 40% vôi giảm lần lượt là 0,00001 và 0,00002 mg/kg so với công thức không bón vôi. Hàm lượng As ở công thức bón 20% và 40% vôi giảm lần lượt là 41,15 và 80,79 mg/kg so với công thức không bón vôi.
Như vậy, qua bảng 3.19 nhận thấy rằng, hàm lượng As dễ tiêu trong Vetiver cao hơn Dương xỉ nhiều lần, chứng tỏ khả năng hấp thu và cố định As của Vetiver tốt hơn của Dương xỉ. Qua đó cũng thấy được hàm lượng KLN dễ tiêu trong các công thức đã có sự thay đổi. Đây sẽ là nền móng và tiền đề cho các nghiên cứu xử lý thực vật sau hấp thu KLN sau này.
3.9. Nghiên cứu biện pháp xử lý đất sau thu hoạch Dƣơng xỉ và Vetiver
Sau khi thu hoạch sinh khối Dương xỉ và Vetiver, phần đất và rễ còn lại cũng chứa một hàm lượng rất lớn KLN. Vì vậy nghiên cứu biện pháp xử lý là rất quan trọng.
Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài phần đất và rễ sẽ được xử lý theo các công thức sau đây:
- Công thức 1: Cuốc lật đất thu gom rễ
- Công thức 2: Cuốc lật đất và bón vôi (2000 kg/ha) Phân tích KLN trong đất sau 3 tháng.
3.9.1. Hàm lượng mùn và pH trong đất trước và sau thí nghiệm xử lý rễ
Kết quả phân tích pH và hàm lượng các chất dinh dưỡng tổng số của đất trồng Duơng xỉ và Vetiver trước và sau thí nghiệm như sau:
Bảng 3.20: Độ pH, OM trƣớc và sau thí nghiệm xử lý rễ
Dƣơng xỉ Vetiver Đối
chứng
Trước thí
nghiệm nghiệm Sau thí Trước thí nghiệm nghiệm Sau thí
CT1 CT2 CT1 CT2 CT1 CT2 CT1 CT2 pH
6,35 6,4 6,37 8,6 6,57 6,73 6,56 8,5 3,59
Mùn
Bảng 3.20 thể hiện độ pH,OM của đất trước và sau thí nghiệm. Độ pH của đất trước thí nghiệm ở công thức 1 là 6,35, sau thí nghiệm đạt 6,34, tức là khi cuốc lật đất, nhặt rễ sau thời gian 3 tháng thì độ pH của đất không thay đổi. Ở công thức 2, trước thí nghiệm pH là 6,4, sau thí nghiệm bổ sung vôi thì độ pH tăng lên 8,6.
Hàm lượng mùn trong đất trước thí nghiệm ở công thức 1 là 3,87%, sau thí nghiệm tăng lên 3,89, Ở công thức 2, trước thí nghiệm hàm lượng mùn là 3,95%, sau thí nghiệm tăng lên 3,98%. Nhận thấy sau thí nghiệm hàm lượng mùn có thay đổi nhưng không nhiều.
3.9.2. Hàm lƣợng kim loại nặng trong đất trƣớc và sau thí nghiệm xử lý rễ và bón vôi
Nghiên cứu xử lý đất sau khi thu hoạch Dương xỉ và Vetiver bằng 3 công thức: - CT1: đất được nhặt bỏ hết rễ cây
- CT2: đất được nhặt bỏ hết rễ sau đó bón 20% vôi bột - CT3: đất được nhặt bỏ hết rễ sau đó bón 40% vôi bột
Bảng 3.21: Hàm lƣợng KLN dễ tiêu trong đất sau thí nghiệm
Đơn vị: mg/kg KLN Dƣơng xỉ Vetiver CT1 CT2 CT3 CT1 CT2 CT3 Pb 0,00327 0,00105 0,00104 0,00389 0,00165 0,00023 Cd 0,00169 0,00154 0,00132 0,01093 0,00069 0,00028 As 18,96 17,14 6,57 24,81 6,43 0,88
Qua bảng 3.21 nhận thấy rằng, hàm lượng KLN dễ tiêu sau thí nghiệm trong đất có đã sự thay đổi giữa các công thức, cụ thể như sau:
- Đối với Dương xỉ: Hàm lượng Pb ở công thức bón 20% vôi và 40% vôi đã giảm lần lượt là 0,00222 và 0,00223 mg/kg so với công thức không được bón vôi. Hàm lượng Cd ở công thức bón 20% và 40% vôi giảm lần lượt là 0,00015 và 0,00037 mg/kg so với công thức không bón vôi, Hàm lượng As ở công thức bón 20% và 40% vôi giảm lần lượt 1,82 và 12,39 mg/kg so với công thức không bón vôi.
- Đối với Vetiver: Hàm lượng Pb ở công thức bón 20% và 40% vôi giảm lần lượt là 0,00224 và 0,00366 mg/kg so với công thức không bón vôi. Hàm lượng Cd ở
công thức bón 20% và 40% vôi giảm lần lượt là 0,01024 và 0,01065 mg/kg so với công thức không bón vôi. Hàm lượng As ở công thức bón 20% và 40% vôi giảm lần lượt là 18,38 và 23,93 mg/kg so với công thức không bón vôi.
Tóm lại: tính chất đất thí nghiệm thay đổi đáng kể sau khi thực hiện trồng cỏ Vetiver và Dương xỉ sau khi thực hiện thí nghiệm trên đất ô nhiễm. Các thông số về chỉ tiêu pH, OM tổng số trong đất trồng cây đều tăng so với đất ban đầu. Hàm lượng kim loại nặng trong đất cũng đã có những chuyển biến tích cực, cụ thể là hàm lượng Pb, Cd, As di động đã giảm đi đáng kể.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
Loài thực vật nghiên cứu Dương xỉ và Vetiver trồng năm thứ 4 sinh trưởng tương đối tốt trên đất nghèo kiệt và bị ô nhiễm KLN do hoạt động khai thác thiếc. Hàm lượng kim loại nặng tích lũy trong các bộ phận thân lá và rễ của cây tương đối cao. Việc trồng loại cây này đã có tác dụng cải tạo đất và làm giảm mức độ ô nhiễm trong đất rõ rệt. Cụ thể như sau:
* Khả năng thích nghi, sinh trưởng, phát triển của cây Dương xỉ và Vetiver
Kết quả thu thập sau 8 tháng nghiên cứu, cho thấy cây Dương xỉ và Vetiver năm thứ 4 trồng trên đất ô nhiễm sau khai thác thiếc vẫn sinh trưởng, phát triển bình thường theo đặc tính của cây.
* Hàm lượng kim loại nặng trong đất trước khi trồng
Môi trường đất trên địa bàn xã Hà Thượng tại khu vực thực hiện thí nghiệm có hiện tượng bị ô nhiễm KLN. Hàm lượng Asen, Cd, Pb đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép QCVN 03:2008 (hàm lượng Pb trong đất là 310 mg/kg, Cd là 12 mg/kg, hàm lượng As là 162,5 mg/kg).
* Chất lượng đất sau quá trình xử lý ô nhiễm bằng thực vật
- Sau 4 năm trồng cây Dương xỉ và Vetiver cải tạo đất hàm lượng KLN được tích lũy qua thân lá, rễ của cây nên đã giảm một cách đáng kể. Khả năng tích lũy Pb, Cd, As trong rễ cao hơn so với ở trong thân lá (Kết quả cụ thể tại chương 3).
- Hàm lượng chì (Pb) trong đất đạt 97,70 mg/kg; Hàm lượng cadimi (Cd) trong đất là 6,74 mg/kg; Hàm lượng asen (As) trong đất trồng dương xỉ là 6,81 mg/kg. So sánh với QCVN 03:2008 của Bộ TNMT dành cho đất sử dụng trong mục đích Nông nghiệp hàm lượng Pb, Cd vẫn vượt quá QCVN 03:2008/BTNMT, còn hàm lượng As đã nằm trong giới hạn cho phép QCVN 03:2008/BTNMT.
- pH ở mức trung tính pH = 6,5.
- Độ mùn trong đất: Hàm lượng mùn tăng lên từ đất nghèo mùn thành đất có hàm lượng mùn trung tính (Hàm lượng OM trong đất ban đầu ở mức thấp
(0,89%) tỉ lệ mùn ở thí nghiệm trồng dương xỉ đến năm 2011 tăng lên là 1,55% và đến năm 2013 đã tăng lên 3,66%).
- Hàm lượng KLN di động trong tro sau khi tro hóa sinh khối của Dương xỉ và Vetiver trước và sau thí nghiệm bón vôi tuy không thay đổi nhiều nhưng đã có sự thay đổi về hàm lượng các KLN. Từ một lượng sinh khối lớn của cây tươi, sau phơi khô và tro hóa chỉ còn lại khoảng 5 - 6% khối lượng ban đầu. Lượng sinh khối nhỏ này có thể được xử lý bằng phương pháp bê tông hóa và xử lý bằng vôi bột.
2. Kiến nghị
Qua kết quả nghiên cứu đạt được, đề tài xin có một số đề nghị như sau:
- Kiến nghị với các cấp, các ngành cần có sự quan tâm, đầu tư, tạo mọi điều kiện cho quá trình khắc phục và xử lý ô nhiễm.
- Khuyến khích người dân cải tạo đất ô nhiễm KLN bằng các loại thực vật. Biện pháp cải tạo thân thiện với môi trường, ít chi phí và có hiệu quả tốt.
- Tiếp tục nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật cho các loại cây có khả năng cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng của khu vực bãi thải khai thác thiếc tại Đại Từ và các vùng lân cận trên cả nước.
- Kiến nghị với UBND và chính quyền địa phương hỗ trợ ký thuật và vốn cho người dân xử lý sinh khối cây Dương xỉ trồng trên đất kim loại nặng.
- Cần truyền thông sâu rộng cho người dân biết cách xử lý sinh khối cây Dương xỉ sau thu hoạch tránh gây ra hiện tượng ô nhiễm thứ cấp.
- Kiến nghị với UBND và chính quyền địa phương xây dựng khu xử lý tập trung sinh khối cây Dương xỉ sau thu hoạch để tránh tình trạng KLN bị phân tán trên diện rộng.
- Cần có các nghiên cứu tiếp theo trong việc sử dụng và xử lý các loại cây này sau khi trồng để cải tạo đất ô nhiễm sau khai thác kim loại
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tiếng Việt
1. Bùi Thị Kim Anh, Đặng Đình Kim, Trần Văn Tựa, Lê Đức, Nguyễn Trung Kiên, Đỗ Tuấn Anh, Nguyễn Thị Hoài Phương (2008), Khả năng chống chịu và tích lũy asen của hai loài dương xỉ thu từ vùng khai thác mỏ, Tạp chí Khoa học và Công nghệ (Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam), tập 46, số 6a, 2008, pp. 248-257.
2. Báo cáo số 1017/STNMT-KS ngày 19/6/2007. V/v đánh giá hiệu quả việc khai thác chế biến TNKS trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên.
3. Đặng Kim Chi, Ngô Kim Chi, Trần khắc Hiệp, Ngô Kiều Oanh (2004), Việt Nam môi trường và cuộc sống, Hội Bảo vệ Thiên nhiên và Môi trường Viêt Nam, Nxb Chính trị Quốc gia, Hà Nội.
4. Công ty khoáng sản Tiberon (2004), Báo cáo ĐTM dự án Núi Pháo, Đại Từ, Thái Nguyên.
5. Nguyễn Tiến Cư, Trần Văn Tựa, Đặng Đình Kim, Đỗ Tuấn Anh, Lê Thu Thủy (2008), Nghiên cứu khả năng xử lý chì (Pb) trong đất ô nhiễm bằng cây cỏ Vetiver (Vetiveria zizanioides), Tạp chí KH&CN 46 (6A), trang 21- 26.
6. Phạm Quang Hà (2002), Nghiên cứu hàm lượng Cadimi và cảnh báo ô nhiễm trong một số loại đất ở Việt Nam, Tạp chí Khoa học đất số 16/2002, trang 32-38.
7. Diệp Thị Mỹ Hạnh (ĐH KHTN, ĐH QG HCM). E. Garnier Zarli (ĐH Paris xu Vai de Marne), Lantana Camara L, Thực vật có khả năng hấp thụ Pb trong đất để giải ô nhiễm. Tạp chí phát triển khoa học và công nghệ, 10(1), trang 13-23.
8. Dương Văn Khanh (2007), Thực trạng và những thách thức về môi trường ở tỉnh Thái Nguyên trong thời kỳ đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa, Kỷ yếu Hội thảo quốc gia:"Các vấn đề môi trường và phát triển bền vững vùng Đông Bắc dưới tác động của quá trình phát triển kinh tế - xã hội thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa, Đại học Thái Nguyên, 20 - 21/10/2007.
9. Khoa Lê Văn Khoa, Nguyễn Xuân Cự, Lê Đức, Trần Khắc Hiệp, Trần Cẩm Vân (2000), Đất và môi trường, Nxb Giáo dục, Hà Nội.
10. Lê Văn Khoa, Nguyễn Xuân Quýnh và Nguyễn Quốc Việt (2007), Chỉ thị sinh học môi trường, Nxb Giáo dục, Hà Nội.
11. Đặng Đình Kim và các cộng sự, (2008), Chuyên đề bảo vệ môi trường trong khai thác khoáng sản.
12. Đặng Văn Minh (2009), Nghiên cứu biện pháp cải tạo, phục hồi và sử dụng đất canh tác sau khai thác khoáng sản tại Thái Nguyên.
13. Đặng Xuyến Như (2004), Nghiên cứu xác định một số giải pháp sinh học (thực vật và vi sinh vật) để xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong nước thải ở Thái Nguyên, Đề tài cấp Bộ năm 2003 – 2004.
14. Phạm Hồng Đức Phước (2001), Một số kết quả bước đầu trong nghiên cứu và triển khai ứng dụng cỏ Vetiver ở Miền Nam Việt Nam, Hội thảo khoa học về nghiên cứu các ứng dụng công nghệ cỏ Vetiver tại Việt Nam, Bộ NN&PTNT tổ chức tại Hà Nội, tháng 10/2011, trang 8-1
15. Trần Kông Tấu và cs (2005), Một số kết quả ban đầu trong việc tìm kiếm biện pháp xử lý đất ô nhiễm bằng thực vật. Tạp chí khoa học đất số 23/2005. 16. Trà Hồ Thị Lam Trà và Nguyễn Hữu Thành (2003), Kim loại nặng (tổng số
và di động) trong đất nông nghiệp của huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên, Tạp chí Khoa học đất số 19, trang 167-173.
17. Trần Kông Tấu, Đặng Thị An (2005), “Một số kết quả ban đầu trong việc tìm kiếm biện pháp xử lý đất ô nhiễm bằng thực vật”, Tạp chí khoa học đất số 23/2005, trang 156 – 158.
18. Trịnh Thị Thanh (2002), Độc học môi trường và sức khỏe con người, Nxb Đại học quốc gia, Hà Nội.
19. UBND xã Hà Thượng (2012), Báo cáo công tác quản lý nhà nước về tài nguyên khoáng sản.
20. UBND xã Hà Thượng (2012), Báo cáo kết quả thực hiện nhiệm vụ kinh tế - xã hội, phương hướng thực hiện nhiệm vụ năm 2012.
22. Lương Thị Thúy Vân, Mã Thị Diệu Ái, Đặng Đình Kim, Trần Văn Tựa, Lương Văn Hinh (2008), Sinh trưởng và tích lũy chì của cỏ vetiver (Vetiveria zizanioides L.) trồng trên đất ô nhiễm do khai thác khoáng sản, Tạp chí Khoa học và Công nghệ (Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam), tập 46, số 6a, 2008, pp. 234-240.
23. Viện Công nghệ môi trường (2010), Báo cáo tổng hợp kết quả Khoa học công nghệ đề tài KC 08.04/06-10: Nguyên cứu sử dụng thực vật để cải tạo đất bị ô nhiêm kim loại nặng tại các vùng khai thác khoảng sản. Chủ nhiệm đề tài: GS. TS. Đặng Đình Kim.