tỉnh Yên Bái
3.1.1.Vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên khu mỏ
*Vị trí địa lý
Khu vực khai thác mỏ sắt Nậm Búng thuộc xã Nậm Búng, huyện Văn Chấn, tỉnh Yên Bái. Diện tích khai thác mỏ sắt là 5ha. Ranh giới khu vực khai thác được khống chế bởi các điểm góc có tọa độ hệ VN 2000 như sau:
Điểm 1: ( 2406044,8; 457735,4) Điểm 2: ( 2406111,8; 457741,3) Điểm 3: ( 2406033,9; 458188,1) Điểm 4: ( 2405837,5; 458189,8)
*Đặc điểm tự nhiên, kinh tế và nhân văn
Dân cư trong vùng bao gồm các dân tộc như Kinh, Thái, Dao …
Mật độ dân cư thưa thớt, dân cư sống tập trung thành thôn, bản sống trong các thung lũng, sườn đồi thấp và dọc đường giao thông. Nguồn sống chính của nhân dân địa phương là sản xuất nông nghiệp, chăn nuôi và trồng một số cây lâm nghiệp như: keo, thông … Các xã mua bán hàng hóa đời sống nhân dân các dân tộc ngày càng được cải thiện bằng các loại cây trồng vật nuôi phù hợp với đặc điểm đất đai của khu vực.
Không xa khu thăm dò là trung tâm xã Nậm Búng, Tú Lệ. Tại đây có trạm xá, chợ lớn, trường học và một số cơ sở sản xuất các mặt hàng tiêu dùng và chế biến gỗ của địa phương. Nhìn chung, đời sống vật chất và tinh thần của nhân dân ngày càng được cải thiện.
*Đặc điểm địa chất thủy văn – địa chất công trình Địa chất thủy văn
Mỏ sắt Nậm Búng nằm trên địa hình núi có độ cao trung bình +700m, phía Tây Bắc khu vực mỏ có khe suối nhỏ chảy theo hướng Đông Bắc – Tây Nam, phía Đông
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Bác cũng có một khe suối chảy theo hướng Đông Bắc – Tây Nam. Ngoài ra, có một số nhánh suối nhỏ có nước về mùa mưa ở phần phía Tây Bắc khu mỏ.
- Nước trên mặt: Mỏ nằm trên dải đất có độ cao trung bình +800m, địa hình phân cắt, mạng lưới sông suối kém phát triển , các nhánh suối cạn chỉ có nước vào mùa mưa. Nguồn nước này khi đã qua công tác xử lý thông thường có thể dùng vào sản xuất của mỏ và sinh hoạt hàng ngày.
- Nước dưới đất: Khu vực mỏ Nậm Búng thuộc các thành tạo không chứa nước và rất nghèo nước với các đá cuội kết tuf, bột kết. cát kết tuf, đá phiến sét chứa vật chất than. Do hoạt động kiến tạo đứt gãy, đá khu vực bị nứt nẻ mạnh, các khe nứt chủ yếu có phương thẳng đứng và lấp đầy bởi các vật liệu sét. Đá chưa phong hóa thường không chứa nước hoặc tàng trữ nước ít trong các khe nứt. Các nguồn nước được xuất lộ đều phân bố trong các đá bị nứt nẻ phong hóa mạnh. Tuy nhiên chúng không có giá trị cung cấp nước cho quá trình khai thác mỏ về sau.
Địa chất công trình
Mỏ sắt Nậm Búng nằm trong hệ tầng Trạm Tấu gồm cuội kết, sạn kết tuf, bột kết, cát kết tuf, đá phiến sét chứa vật chất than. Đá bị biến đổi và nứt nẻ phong hóa mạnh ở phần trên mặt, các khe nứt bị lấp đầy bởi các vật liệu sét. Các đá phân bố ở địa hình cao, độ cao tuyệt đối 700 – 960m, thực vật phát triển ở hai bên sườn chủ yếu là tre nứa và cây gỗ nhỏ. Các nguồn xuất lộ nước dưới dạng mạch nhỏ tại các khe rãnh xâm thực. Thân quặng sắt 1 lộ thành từng điểm lộ một kéo dài theo hướng Tây Bắc – Đông Nam trên mặt địa hình, hoặc nằm dưới mặt địa hình thuộc mỏm núi phía trung tâm khu mỏ, thế nằm 190 -210<60-650. Các thân quặng deluvi, eluvi thường nằm dưới các lớp phủ mỏng. Chiều dày lớp phủ gồm bột, cát, sét và mùn thực vật mỏng (0,4 – 4,5m). Dưới lớp đất phủ do bị phong hóa triệt để thường có màu từ trắng đến nâu đỏ, trạng thái dẻo mền ở lớp trên cùng, càng xuống sâu có trạng thái dẻo cứng vì mứ độ phong hóa giảm đần. Nhìn chung lớp phong hóa trong mỏ có diện tích không lớn, chúng phân bố thành dải ở phần phía Tây khu khai thác hoặc những thấu kính dày từ 5 – 10m. Đánh giá chung điều kiện địa chất công trình của khu mỏ là khá tốt, các hiện tượng trượt lở, sụt lún ít xảy ra, các thành tạo quặng và không quặng tuy bị nứt nẻ nhưng có độ ổn định khá tốt.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
*Đặc điểm khí hậu
Khu vực thăm dò thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa và được chia thành 2 mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa khô.
Mùa mưa từ tháng 5 -10 hàng năm, vào mùa này lượng mưa lớn trung bình từ 400 – 410mm/ tháng và thường mưa nhiều vào tháng 8 và tháng 9.
Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, sau mùa này lượng mưa ít dao động từ 21-200mm/tháng.
Nhiệt độ cao nhất trong năm thường vào tháng 6,7 và đạt tới 36o -37oC nhiệt độ thấp nhất khoảng 5oC thường vào tháng 12 và tháng 1 và trong các tháng này trên các vùng nói cao thường có nhiều sương mù, độ ẩm trung bình hàng năm đạt khoảng 85%, lượng bốc hơi nước trung bình 900mm/năm.
*Đặc điểm giao thông vận tải
Trong vùng có đường quốc lộ 32 nối liền Yên Bái – Văn Chấn – Mù Căng Chải – Lai Châu. Ngoài ra từ Ba Khe còn có đường ô tô xuôi về Thu Cúc – Thanh Sơn – Trung Hà – Hà Nội. (Từ Yên Bái đi đến điểm mỏ dài khoảng 120km). Từ điểm rẽ trên quốc lộ 32 đến điểm mỏ khoảng 500m.
Trong các tuyến huyện đều có đường dân sinh nối liền với các xã và các bản vùng cao. Nhìn chung giao thông khá thuận lợi, đi lại dễ dàng.
3.1.2. Khái quát quá trình sản xuất của quặng sắt Nậm Búng *Quy trình sản xuất
Quặng thôi được khai thác từ vỉa quặng sau đó được đưa về máy nghiền hàm nhằm hạ cấp hạt của quặng xuống kích thước nhỏ hơn. Từ máy nghiền hàm quặng được vận chuyển đến sàng rung để lấy bột quặng(hạt quặng có kích thước nhỏ hơn 3 mm) sau đó theo băng tải về nghiền bi để giảm cấp hạt xuống kích thước của hạt cát và bột, sản phẩm từ nghiền bi qua máy tuyển quặng ướt sẽ thu được sản phẩm gồm: Quặng, đuổi thải và nước thải ra trong quá trình tuyển quặng. Nước thải này sẽ được chảy vào áo lắng để thu hồi nước sạch sau đó lại được sử dụng tiếp trong quá trình tuyển quặng tiếp theo
Sản lượng khai thác của mỏ năm 2013 đạt 10000 tấn quÆng s¾t nguyªn khai (35- 54%), 2000 tấn quặng tinh.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
*Các nguồn gây ô nhiễm
Nguồn sinh ra chất thải và khí thải do hoạt động xây dựng cơ bản, khai thác mỏ, di chuyển của các thiết bị xây dựng, khai thác mỏ như nổ mìn, xúc bốc và nguồn sinh hoạt của cán bộ công nhân viên.
*Quy trình xử lý nước
Nước thải chảy vào ao, bùn và một số kim loại nặng còn sót trong quá trình tuyển quặng được lắng xuống đáy. Trên mặt nước được dẫn trở lại ao thu nước để phục vụ trong quá trỉnh tuyển quặng tiếp theo.
3.2. Đánh giá khả năng sinh trưởng và phát triển của cây sậy và cây cỏ linh lăng trên đất ô nhiễm kim loại nặng sau khai thác khoáng sản
Bảng 3.1: Sự biến động về chiều cao cây, chiều dài lá và chiều dài rễ của cây cỏ linh lăng trong thời gian thí nghiệm tại bãi thải
Đơn vị: cm
T/g Ban đầu
1 tháng 2 tháng 3 tháng 4 tháng
CT M ± SD M ± SD M ± SD M ± SD
Chiều cao cây
CT1 LL 0 5,14±0,10a 9,25±0,02a 18,96±0,01a 31,13±0,03a CT2 LL 0 4,96±0,09a 9,12±0,02b 18,34±0,1b 31,03±0,01b Chiều dài lá CT1 LL 0 1,37±0,04a 2,46±0,07a 3,84±0,13a 3,96±0,10a CT2 LL 0 1,23±0,02b 2,26±0,02b 3,67±0,07a 3,59±0,37a Chiều dài rễ CT1 LL 0 10,52±0,04a 17,13±0,1a CT2 LL 0 9,42±0,12b 16,22±0,03b
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
trong thời gian thí nghiệm tại bãi thải
(Đơn vị: cm)
T/g
Ban đầu 1 tháng 2 tháng 3 tháng 4 tháng 5 tháng 6 tháng 7 tháng 8 tháng
CT M ± SD M ± SD M ± SD M ± SD M ± SD M ± SD M ± SD M ± SD
Chiều cao cây
CT1S 20 25,41±0,16a 36,55±0,22a 46,33±0,15a 62,37±0,17a 81,53±0,65a 102,53±2,15a 138,27±1,76a 178,50±1,5a CT2S 20 24,19±0,08b 34,33±0,17b 41,2±0,1b 60,20±0,16b 76,43±0,65b 82,43±0,85b 128,57±1,30b 127,50±1,8b CT3S 20 22,53±0,13c 33,21±0,04c 40,17±0,07c 57,59±0,25c 76,70±0,70b 80,47±0,87b 109,00±1,21c 124,50±0,69b Chiều dài lá CT1S 5,13±0,26a 10,33±0,03a 16,41±0,12a 24,51±0,11a 29,81±0,18a 31,57±1,20a 33,03±0,57a 34,53±0,85a 39,47±0,60a CT2S 4,07±0,87a 8,95±0,012b 14,57±0,24b 22,46±0,10b 26,49±0,26b 28,13±0,75b 29,80±0,56b 32,13±0,64b 35,50±0,87b CT3S 3,90±0,25b 7,52±0,16c 13,56±0,25c 20,5±0,10c 22,77±0,17c 25,63±0,74c 28,50±0,61c 29,70±1,11c 33,03±0,81c Chiều dài rễ CT1S 5,00 22,47±0,09a 30,45±0,04a CT2S 5,00 20,21±0,08b 27,46±0,23b CT3S 5,00 19,23±0,25c 25,53±0,2c
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 3.2.1. Khả năng sinh trưởng và phát triển về chiều cao cây sậy và cây cỏ linh lăng
Theo kết quả phân tích ANOVA, khả năng sinh trưởng của sậy và cây cỏ linh lăng giữa các công thức khác nhau có sự sai khác ở độ tin cậy 95%.
- Đối với cây cỏ linh lăng: Bảng 3.1 và hình 3.1 cho thấy cỏ linh lăngphát triển tốt và đều qua từng tháng. Chiều cao cây trong mỗi công thức trồng là khác nhau. Sự sinh trưởng và sự phát triển có chênh lệch ở 2 công thức, ở CT2LL sự phát triển của cây kém hơn hơn nhiều so với CT1 trong các tháng theo dõi.
- Đối với cây sậy: Bảng 3.2 và hình 3.2 cho thấy sậy phát triển về chiều cao nhanh và khá tốt ở giai đoạn sau (đặc biệt ở tháng thứ 3 và tháng thứ 6) qua cả 3 công thức. Nhưng sự phát triển này giữa các công thức không giống nhau, chiều cao cây ở CT2S và CT3S gần như tương đương ở các tháng thứ nhất đến tháng thứ 5. Chiều cao cây ở CT3S là thấp nhất trong các tháng theo dõi, cao nhất là ở CT1S.
Điều này chứng tỏ sậy sinh trưởng, phát triển tốt hơn ở nơi đất trũng, có độ ẩm cao và sự sinh trưởng này giảm dần khi xa vùng đất trũng, ẩm ướt (CT2S và CT3S); qua phân tích số liệu cho thấy pH cũng có ảnh hưởng tới sự sinh trưởng của cây.
Qua 5 vị trí trồng, chiều cao cây ở CT2LL và CT3S là có sự phát triển kém nhất vì có pH thấp, cho thấy môi trường càng chua thì càng ảnh hưởng xấu tới sự sinh trưởng phát triển của cây .
Hình 3.1: Sự biến động về chiều cao cây cỏ linh lăng trong thời gian thí nghiệm tại
đồng ruộng
Hình 3.2: Sự biến động về chiều cao cây sậy trong thời gian thí nghiệm tại đồng
ruộng 0 5 10 15 20 25 30 35 1 T H Á N G 2 T H Á N G 3 T H Á N G 4 T H Á N G C H IỀU C A O C Â Y (C M ) CT1 LL CT2 LL
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 3.2.2 Khả năng sinh trưởng và phát triển về chiều dài lá cây sậy và cây cỏ linh lăng
Hình 3.3: Sự biến động về chiều dài lá cây cỏ linh lăng trong thời gian thí nghiệm tại
đồng ruộng
Hình 3.4: Sự biến động về chiều dài lá cây sậy trong thời gian thí nghiệm tại đồng
ruộng
Cũng như chiều cao cây, kết quả theo dõi hàng tháng (1 tháng đo 1 lần) về chỉ tiêu chiều dài lá cho thấy ở các công thức cây sinh trưởng, phát triển bình thường.
Sự biến động về chiều dài lá trong thời gian nghiên cứu được thể hiện khá rõ qua từng thời kỳ sinh trưởng và phát triển.
- Đối với cây cỏ linh lăng: ở hai công thức khác nhau thì chiều dài lá cũng tăng khác nhau. Chiều dài lá ở CT1 phát triển tốt hơn so với ở CT2. Sau 4 tháng trồng chiều dài lá ở CT1LL đạt 3,96 cm, chiều dài lá ở CT2 LL là 3,59 cm. Cả 2 công thức được xếp vào nhóm a do cây cỏ linh lăng phát triển tốt phù hợp với môi trường đất ở vị trí này.
- Đối với cây sậy: Ở các CT khác nhau, sự tăng chiều dài lá theo thời gian là khác nhau. Kết quả phân tích cho thấy lá phát triển nhất ở CT1S chậm nhất là ở CT3S - tỷ lệ thuận với sự phát triển của chiều cao cây. Chiều dài lá sau 8 tháng ở CT1S đạt 39,47 cm, ở CT2S đạt 35,5 cm. ở CT3S đạt 33,03 cm. Sự phát triển ở CT1S cao gấp 11,19 lần CT3S. Cây sậy phát triển tốt hơn ở vùng đất có pH cao hơn.
Qua 8 tháng thí nghiệm cho thấy cây sậy và cây cỏ linh lăng sinh trưởng bình thường ở các công thức thí nghiệm khác nhau. Kết quả phân tích ANOVA cho thấy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
các chỉ tiêu sinh lý ở tất cả các công thức xử lý không có sự sai khác đáng kể ở mức ý nghĩa α=0.05 với chiều cao cây và chiều dài lá, điều này chứng tỏ tại bãi thải mỏ sắt Nậm Búng các công thức nghiên cứu chưa có dấu hiệu ảnh hưởng tới khả năng sinh trưởng của cây.
3.2.3. Chiều dài rễ cây sậy và cây cỏ linh trên đất sau khai thác khoáng sản.
Để đánh giá khả năng sinh trưởng của cây trên đất ô nhiễm sau khai thác thì chiều dài rễ qua các tháng thí nghiệm cũng là yếu tố cần được quan tâm. Chiều dài rễ càng dài thì khả năng phát triển của rễ càng mạnh. Chiều dài rễ cũng là yếu tố quan trọng đánh giá khả năng sinh trưởng của cây trên đất thoái hóa suy kiệt, cũng như khả năng hấp thu KLN của cây trong các tầng sâu của đất.
Hình 3.5: Biểu đồ thể hiện chiều dài rễ cây cỏ linh lăng sau 2 tháng và 4 tháng
Hình 3.6: Biểu đồ thể hiện chiều dài rễ cây sậy sau 4 tháng và 8 tháng
Sau 2 tháng chiều dài rễ trung bình của cây cỏ linh lăng ở CT1LL đạt 10,52 cm, ở CT2LL đạt 9,42 cm; ở CT1LL có chiều dài rễ dài hơn gấp 1,1167 lần CT2LL. Đối với cây sậy (4 tháng) ở CT1S chiều dài rễ đạt 22,47 cm, ở CT2S đạt 20,21 cm. ở CT3S đạt 19,22 cm; CT1S có chiều dài rễ là dài hơn cả.
Sau 4 tháng chiều dài rễ trung bình 3 lần nhắc lại của cây cỏ linh lăng như sau: Ở CT1LL đạt 17,13 cm, ở CT2LL đạt 16,22cm; ở CT1LL dài hơn CT2LL 1,056 lần điều này cho thấy cây linh lăng kém phát triển ở điều kiện pH quá chua.
Đối với cây sậy (8 tháng) CT1S chiều dài rễ đạt 30,4 cm, ở CT2S đạt 27,67 cm, ở CT3S đạt 25.5 cm. Chiều dài rễ ở CT1S là dài hơn so với CT2S và CT3S.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Điều này cho thấy cây sậy phát triển tốt nhất ở vị trí pHKCl = 4,94 – pH cao hơn so với hai vị trí còn lại, điều kiện độ ẩm tốt, thích hợp.
3.3. Khả năng hấp thu kim loại nặng của cây sậy và cây cỏ linh lăng trong thân lá và rễ
Tích lũy KLN trong cây là khả năng đặc biệt của một số loài thực vật nhất định. Để đánh giá lượng hấp thu kim loại nặng tại vùng đất ô nhiễm sau khai thác khoáng sản của cây sậy và cây cỏ linh lăng mẫu thực vật được trồng ở vị trí khác nhau của Bãi thải mỏ sắt Nậm Búng và trên khu đất bãi thải sau khai khoáng khô và vùng trũng của mỏ của sắt Nậm Búng.
3.3.1. Khả năng hấp thụ kim loại nặng của cây cỏ linh lăng trên đất bãi thải tại mỏ sắt Nậm Búng
Khả năng hấp thụ kim loại nặng của cây cỏ linh lăng trên đất bãi thải tại mỏ sắt Nậm Búng được thể hiện qua bảng 3.3.
Bảng 3.3 : Hàm lƣợng As, Pb, Cd và Zn tích lũy trong thân + lá và rễ của cây cỏ Linh Lăng tại mỏ sắt Nậm Búng sau 2 tháng và 4 tháng
Đơn vị: mg/kg Công thức Hàm lƣợng As trong thân + lá Hàm lƣợng As trong rễ Hàm lƣợng Pb trong thân + lá Hàm lƣợng Pb trong rễ Hàm lƣợng Cd trong thân + lá Hàm lƣợng Cd trong rễ Hàm lƣợng Zn trong thân + lá Hàm lƣợng