Ba Vì là huyện thuộc vùng bán sơn địa nằm ở phía Tây Bắc của thành phố Hà Nội. Phía Bắc giáp thành phố Việt Trì của tỉnh Phú Thọ, ranh giới là sông Hồng. Phía Nam giáp các huyện Lương Sơn và Kỳ Sơn của tỉnh Hoà Bình. Phía Tây giáp tỉnh Phú Thọ, ranh giới là sông Đà. Phía Đông Bắc giáp sông Hồng, ngăn cách với tỉnh Vĩnh Phúc. Phía Đông Nam giáp thị xã Sơn Tây và một phần nhỏ của huyện Thạch Thất.
Huyện bao gồm 30 xã và 01 thị trấn, trong đó xã Tây Đằng nằm ở vị trí trung tâm của huyện đồng thời tập trung các cơ quan đầu não của huyện Ba Vì được thành lập trên địa bàn các huyện cũ Bất Bạt, Tùng Thiện và Quảng Oai của tỉnh Sơn Tây. Thời kỳ 1975 - 1978, huyện thuộc tỉnh Hà Sơn Bình. Từ tháng 8 năm 2008, Ba Vì cùng các huyện thị của tỉnh Hà Tây được sát nhập vào thành phố Hà Nội.
Huyện thuộc vùng bán sơn địa ở phía Tây Bắc tỉnh Hà Tây cũ nay thuộc thành phố Hà Nội. Địa hình được chia ra làm ba vùng rõ rệt: vùng núi, vùng đồi gò,
-37-
vùng đồng bằng ven sông. Vùng núi chiếm 47,5% diện tích, có các núi cao trên 700m, trong đó cao nhất là núi Tản Viên cao 1.296 m, đỉnh Vua và Ngọc Hoa cao trên 1.000m. Vùng đồng bằng lại được bao bọc và bồi đắp bởi hai con sông là sông Hồng và sông Đà nên đất đai rất phì nhiêu, màu mỡ. Huyện có hai hồ rất lớn là hồ Suối Hai và hồ Đồng Mô. Trên địa bàn huyện có Vườn quốc gia Ba Vì. Ở ranh giới của huyện với tỉnh Phú Thọ có hai ngã ba sông là: ngã ba Trung Hà giữa sông Đà và sông Hồng (tại xã Phong Vân) và ngã ba Bạch Hạc giữa sông Hồng và sông Lô (tại các xã Tản Hồng và Phú Cường, đối diện với thành phố Việt Trì) [14].
Hình 1.3. Bản đồ hành chính huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội
1.3.2. Điều kiện kinh tế - xã hội huyện Ba Vì
Ba Vì nối liền với các tỉnh và trung tâm thành phố Hà Nội bằng các trục đường chính như: quốc lộ 32, tỉnh lộ 89A… và các tuyến đường thủy qua sông Hồng, sông Đà có tổng chiều dài 70 km. Với những lợi thế về giao thông đường thủy, đường bộ, Ba Vì có điều kiện khá thuận lợi trong giao lưu kinh tế, văn hóa với bên ngoài, tiếp thu những tiến bộ khoa học - kỹ thuật để phát triển kinh tế với cơ cấu đa dạng nông nghiệp, dịch vụ, du lịch, công nghiệp.
-38-
Về nông nghiệp: Huyện đang từng bước đẩy mạnh cơ cấu cây trồng có giá trị kinh tế cao, Ba Vì đã hình thành được vùng sản xuất chè chuyên canh, tập trung ở các xã miền núi và đồi gò với tổng diện tích gần 2.000 ha. Mỗi năm, người trồng chè Ba Vì đưa ra thị trường trên 14.000 tấn chè búp tươi. Trong đó, sản lượng chè xuất khẩu ra các thị trường như: Nga, Nhật, Trung Quốc, Anh... chiếm 50 - 60%.
Với đặc thù đồng đất chia làm ba vùng là núi, bán sơn địa và đồng bằng, những năm qua, huyện Ba Vì còn đẩy mạnh thực hiện các dự án chăn nuôi bò sữa, bò thịt, trồng chè, nuôi trồng thủy sản… phù hợp từng vùng. Trong năm 2011, huyện Ba Vì có khoảng 1.500 hộ chăn nuôi bò sữa, với tổng đàn bò trên 5.500 con, tập trung chủ yếu ở các xã Tản Lĩnh, Yên Bài, Vân Hoà, dự kiến năm 2012, sẽ tăng thêm 2.500 con.
Về du lịch – dịch vụ: Hoạt động phát triển du lịch đã đóng góp tích cực vào tốc độ tăng trưởng kinh tế chung của huyện. Năm 2009, tổng lượt khách đạt 1,1 triệu người với doanh thu 70 tỷ đồng. Năm 2010, đạt 100 tỷ, tăng 42,8% so với năm 2009. Năm 2011, tăng 40% so với năm 2010 với doanh thu đạt 140 tỷ. Ba Vì phấn đấu đến năm 2012 đạt 2,4 triệu khách du lịch, đạt doanh thu 170 tỷ đồng và đến năm 2015, du lịch dịch vụ chiếm 50% tỷ trọng cơ cấu kinh tế của huyện. Tổng lượt khách du lịch đạt 2,5 đến 2,6 triệu người, doanh thu 200 tỷ. Tạo việc làm ổn định cho 3.500 lao động làm việc tại các đơn vị du lịch.
Về công nghiệp – tiểu thủ công nghiệp: Ba Vì đang tiếp tục kêu gọi các nhà đầu tư trong và ngoài huyện có chương trình kế hoạch quy hoạch đất đai, dành quỹ đất thích hợp cho các điểm công nghiệp [14].
-39-
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU
- Tro bay nhà máy nhiệt điện Phả Lại: Tro bay được lấy từ thiết bị lọc bụi tĩnh điện, có thành phần và một số tính chất cơ bản như sau: pHKCl = 9,05; SiO2 = 49,52%; Al2O3 = 19,01%; Fe2O3 = 5,25%; CaO = 2,42%; MgO = 2,12%; K2O = 3,58%; P2O5 = 0,21%.
- Đất xám bạc màu tại xã Tây Đằng, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội là đất xám phát triển trên phù sa cổ.
- Cây lạc (Arachis hypogaea) và đậu cô ve (Phaseolus vulgaris).
2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
2.2.1. Nghiên cứu thành phần vật chất và tính chất tro bay của nhà máy nhiệt điện Phả Lại (cấp hạt, thành phần hóa học...) cho mục đích cải tạo đất nhiệt điện Phả Lại (cấp hạt, thành phần hóa học...) cho mục đích cải tạo đất
- Tổng quan các nghiên cứu về giải pháp cải tạo đất thoái hóa, đất xám bạc màu; các nghiên cứu về tro bay và ứng dụng tro bay trong cải tạo và xử lý môi trường đất ở ngoài nước và trong nước.
- Khảo sát, lấy mẫu tro bay tại nhà máy nhiệt điện Phả Lại.
- Phân tích thành phần vật chất và tính chất của tro bay cho mục đích cải tạo đất. - Phân tích các kim loại nặng trong tro bay (Pb, Cu, Zn).
2.2.2. Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hƣởng việc sử dụng tro bay đến các tính chất đất xám bạc màu Tây Đằng, Ba Vì, Hà Nội
- Nghiên cứu ảnh hưởng việc bón tro bay đến một số tính chất vật lý đất xám bạc màu (dung trọng, tỷ trọng, độ xốp, thành phần cơ giới của đất);
- Đánh giá ảnh hưởng việc bón tro bay đến các tính chất hóa học đất xám bạc màu (pH, CEC, chất hữu cơ và các nguyên tố dinh dưỡng đa lượng);
- Nghiên cứu ảnh hưởng của tro bay đến khu hệ sinh vật đất nghiên cứu (vi sinh vật tổng số, vi sinh vật phân giải cellulose, nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn...).
-40-
2.2.3. Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hƣởng của việc sử dụng tro bay tới sự sinh trƣởng cây trồng và môi trƣờng đất
- Ảnh hưởng của việc bón tro bay đến sinh trưởng và phát triển của cây lạc trên đất xám bạc màu ở Tây Đằng, huyện Ba Vì, Hà Nội.
- Ảnh hưởng của việc bón tro bay đến sinh trưởng và phát triển của cây đậu cô ve (Phaseolus vulgaris) trên xám bạc màu ở Tây Đằng, huyện Ba Vì, Hà Nội.
2.2.4. Nghiên cứu liều lƣợng thích hợp của tro bay, kết hợp tro bay với phân bón NPK để cải tạo đất xám bạc màu Ba Vì, Hà Nội
- Nghiên cứu đề xuất liều lượng tro bay tối thích cho việc cải tạo các tính chất vật lý, hóa học và sinh học của đất xám bạc màu Ba Vì, Hà Nội.
- Nghiên cứu liều lượng tro bay kết hợp với phân bón NPK tối thích để cải thiện các tính chất đất xám bạc màu Ba Vì, Hà Nội.
2.3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.3.1. Phƣơng pháp kế thừa
Thu thập và kế thừa các số liệu đã có, tổng hợp các số liệu phân tích trước đây và so sánh với số liệu điều tra, phân tích năm 2012.
2.3.2. Phƣơng pháp thu thập thông tin, số liệu thứ cấp
- Thu thập, nghiên cứu tất cả các tài liệu có liên quan tới vấn đề nghiên cứu, các quy định, các tiêu chuẩn môi trường cho các mục đích khác nhau.
- Chủ yếu là các tài liệu, số liệu, các công trình nghiên cứu có liên quan đến tro bay và ứng dụng chúng trong xử lý môi trường đất, nước ở trong và ngoài nước; các nghiên cứu về giải pháp cải tạo đất, đặc biệt đối với các loại đất thoái hóa, đất nghèo chất hữu cơ và dinh dưỡng phục vụ cho mục đích đất nông nghiệp.
2.3.3. Phƣơng pháp khảo sát, điều tra thực địa
- Phương pháp điều tra thu thập số liệu và tài liệu có liên quan;
- Khảo sát địa bàn nghiên cứu, tiến hành thu thập và lấy mẫu phân tích; - Điều tra khảo tại nhà máy nhiệt điện Phả Lại và lấy mẫu tro bay ngay dưới giàn lọc bụi tĩnh điện về phân tích thành phần, tính chất và dùng để bố trí thí nghiệm; mẫu đất xám bạc màu được lấy tại xã Tây Đằng, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội ở độ
-41-
sâu 0 – 20 cm và được sử dụng để bố trí thí nghiệm chậu vại.
- Khảo sát đánh giá hiện trạng khai thác và sử dụng quỹ đất nông nghiệp tại Ba Vì, Hà Nội và lấy mẫu đất xám bạc màu điển hình dùng để phân tích các chỉ tiêu lý, hóa và sinh học của chúng, làm cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo. Các loại đất này được sử dụng bố trí các thí nghiệm chậu vại nghiên cứu ảnh hưởng của tro bay đến các tính chất đất xám bạc màu và tới sự sinh trưởng cây trồng.
-42-
-43-
-Phương pháp lấy mẫu đất: lấy mẫu đất hỗn hợp ở các công thức nghiên cứu theo quy mô chậu vại vùng xám bạc màu trên địa bàn xã Tây Đằng, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội. Mẫu đất được xử lý và phân tích các chỉ tiêu lý hóa, chỉ tiêu dinh dưỡng, chỉ tiêu KLN tại phòng phân tích Đất và Môi trường Viện Quy hoạch và Thiết kế nông nghiệp. Mẫu đất phân tích vi sinh được lấy theo tiêu chuẩn quy định và phân tích tại Viện Thổ Nhưỡng Nông Hóa.
2.3.4. Phƣơng pháp xác định một số tính chất vật lý, hóa học của đất trong phòng thí nghiệm
- Xác định dung trọng bằng ống dung trọng; - Xác định tỷ trọng bằng phương pháp picromet;
- Xác định thành phần cơ giới bằng phương pháp pipet; - Xác định pHKCl bằng máy đo pH meter;
- Xác định CEC bằng phương pháp amoniaxetat;
- Xác định chất hữu cơ trong đất bằng phương pháp Walkey – Black; - Xác định Nitơ tổng số theo phương pháp Kjeldahl;
- Xác định Phốtpho tổng số theo phương pháp so màu xanh molipđen; - Xác định Kali tổng số theo phương pháp quang kế ngọn lửa;
- Xác định Nitơ thuỷ phân theo phương pháp Chiurin – Cononova; - Xác định Phốtphodễ tiêu theo phương pháp Oniani;
- Xác định Kali dễ tiêu theo phương pháp Kiecxanop;
- Xác định Ca2+ và Mg2+ trao đổi theo phương pháp Trilon B;
- Xác định Kim loại nặng tổng số trong đất theo phương pháp quang phổ hấp phụ nguyên tử (AAS).
2.3.5. Phƣơng pháp tiến hành thí nghiệm chậu vại
Đề tài sẽ triển khai thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của tro bay đến các tính chất lý học, hóa học, sinh học của đất xám bạc màu Ba Vì, Hà Nội; đến sự sinh trưởng và phát triển của cây lạc và cây đậu cô ve trên quy mô thí nghiệm chậu.
Mẫu đất xám bạc màu ở xã Tây Đằng, huyện Ba Vì và tro bay ở nhà máy Nhiệt điện Phả Lại được lấy về Trung tâm Nghiên cứu Sinh thái và Môi trường
-44-
Rừng - Viện Khoa học Lâm Nghiệp Việt Nam để tiến hành làm thí nghiệm chậu vại với các công thức nghiên cứu như sau:
-CT1: mẫu đất đối chứng.
-CT2: mẫu đất đối chứng được trộn với tương ứng 5, 10, 15, 20, 25% tro bay.
-CT3: mẫu đối chứng được trộn với 5, 10, 15, 20, 25% tro bay + phân NPK.
-CT4: mẫu đối chứng được trộn với tro bay theo tỷ lệ 5, 10, 15, 20, 25% tro bay + phân NPK và trồng lạc.
-CT5: mẫu đối chứng được trộn với tro bay theo tỷ lệ 5, 10, 15, 20, 25% tro bay + phân NPK và trồng đậu cô ve.
-CT6: mẫu đối chứng trồng lạc.
-CT7: mẫu đối chứng trồng đậu cô ve. Cách thức tiến hành thí nghiệm: Chuẩn bị vật dụng thí nghiệm
-Chuẩn bị thùng xốp có kích thước bằng nhau.
-Tro bay. -Phân NPK. -Hạt giống. -Cân điện tử. -Các vật dụng khác. Tiến hành thí nghiệm:
Đất được lấy ở tầng mặt (0 - 20 cm), phơi khô không khí, đem cân và trộn với tro bay với các tỷ lệ 0%, 5%, 10%, 15%, 20% và 25% ở bảng và dùng cho việc bố trí thí nghiệm trồng cây lạc và đậu cô ve trong thùng xốp.
-Mỗi công thức thí nghiệm: 10 kg đất xám bạc màu trong 01 hộp xốp.
-Đối chứng: Đất + 0% tro bay.
-Thí nghiệm đặt tại Trung tâm Nghiên cứu Sinh thái và Môi trường Rừng - Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam.
-45- CT1 CT2- 5% CT3- 5% CT4- 5% CT5- 5% CT6 CT2- 10% CT3- 10% CT4- 10% CT5- 10% CT7 CT2- 15% CT3- 15% CT4- 15% CT5- 15% CT2- 20% CT3- 20% CT4- 20% CT5- 20% CT2- 25% CT3- 25% CT4- 25% CT5- 25%
Hình 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm chậu vại
Quy trình trồng cây:
Sơ đồ mô phòng quy trình trồng cây:
- Công thức bón phân hợp lý cho lạc : 40N + 90P2O5 + 60K2O.
- Bón lót : Supe Lân – 94,3 g/thùng.
: Vôi bột – 3 g/thùng.
: Phân hữu cơ – 50g/thùng.
- Bón thúc lần 1 : Đạm urê (NH2)2CO – 7,5 g/thùng. Chuẩn bị đất: - Làm đất - Trộn tro theo từng tỷ lệ Bón thúc lần 2 (khi cây ra hoa) Gieo hạt: - Bón lót - Quan sát tỷ lệ nảy mầm (5 ngày) Bón thúc lần 1 (cây có 2 - 3 lá thật) Thu hoạch
-46-
: Phân Kali (KCl) – 8,12 g/thùng. - Bón thúc lần 2 : Đạm urê (NH2)2CO – 8,57 g/thùng. : Phân Kali (KCl)– 13,46 g/thùng.
Thu hoạch sau thời gian trồng 15 tuần.
2.3.6. Phƣơng pháp và chỉ tiêu theo dõi cây
Các chỉ tiêu đều được đo ngẫu nhiên 05 cây cho một công thức thí nghiệm sau đó lấy kết quả trung bình. Các chỉ tiêu sinh trưởng và phát triển được tính trong suốt quá trình từ khi gieo hạt đến khi thu hoạch. Chiều cao của cây (cm): được đo bằng thước mét, sát mặt đất (từ gốc) lên đến đỉnh sinh trưởng; Số lá trên cây (lá): được đếm toàn bộ số lá trên một cây từ gốc tới ngọn; Số hoa trên cây: đếm toàn bộ số hoa nở trên cây theo dõi; Chiều dài, chiều rộng lá (cm): được đo bằng thước palme trên các lá phát triển hoàn toàn từ đó tính diện tích lá (cm2); Số củ/cây: đếm toàn bộ số củ trên cây; Đường kính rễ (cm): được đo bằng thước palme; Sâu bệnh và hình thái thực vật xác định theo quan sát thực tế trên mỗi công thức thí nghiệm.
2.3.7. Phƣơng pháp nghiên cứu tro bay
Phổ tán sắc năng lượng tia X, hay Phổ tán sắc năng lượng là kỹ thuật phân tích thành phần hóa học của vật rắn dựa vào việc ghi lại phổ tia X phát ra từ vật rắn do tương tác với các bức xạ (mà chủ yếu là chùm điện tử có năng lượng cao trong các kính hiển vi điện tử). Trong các tài liệu khoa học, kỹ thuật này thường được viết tắt là EDX hay EDS xuất phát từ tên gọi tiếng Anh là Energy-dispersive X-ray spectroscopy [18].
-47-
Hình 2.3. Nguyên lý của phép phân tích EDS
Nguyên lý của EDS
Hình 2.4. Sơ đồ nguyên ký ghi nhận tín hiệu phổ EDS trong TEM
Kỹ thuật EDS chủ yếu được thực hiện trong các kính hiển vi điện tử ở đó, ảnh vi cấu trúc vật rắn được ghi lại thông qua việc sử dụng chùm điện tử có năng lượng cao tương tác với vật rắn. Khi chùm điện tử có năng lượng lớn được chiếu vào vật rắn, nó sẽ đâm xuyên sâu vào nguyên tử vật rắn và tương tác với các lớp điện tử bên