Hiện trạng ô nhiễm và khả năng hấp thụ kim loại nặng trong đất của một số loài thực vật tại khu vực khai thác khoáng sản huyện đồng hỷ, tỉnh thái nguyên

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

-------------------

HÀ THỊ LAN

HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM VÀ KHẢ NĂNG HẤP THỤ KIM

LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT CỦA MỘT SỐ LOÀI THỰC VẬT

TẠI KHU VỰC KHAI THÁC KHOÁNG SẢN HUYỆN

ĐỒNG HỶ - TỈNH THÁI NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Chuyên ngành : Khoa học môi trường

Mã số : 60 85 02

Thái Nguyên, năm 2011

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn

i

Lời cảm ơn

Trong thời gian học tập và thực hiện luận văn tốt nghiệp, tôi đã nhận

được sự giúp đỡ vô cùng tận tình của cơ sở đào tạo, gia đình và bạn bè.

Trước hết tôi xin chân thành cảm ơn tới Trường Đại học Nông lâm

Thái Nguyên, khoa đào tạo Sau đại học đã tạo điều kiện, giúp đỡ trong quá

trình thực hiện đề tài.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Đàm Xuân Vận đã hết lòng

tận tụy hướng dẫn tôi thực hiện đề tài, đồng thời tôi xin chân thành cảm ơn

Th.s Trần Thị Phả đã giúp đỡ tôi hoàn thành tốt đề tài của mình.

Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã động viên và cổ vũ

tôi trong suốt quá trình học tập.

Thái Nguyên, ngày....... tháng....... năm 2011

Người thực hiện luận văn

Hà Thị Lan

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn

ii

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng: số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn

là trung thực và chưa hề bảo vệ một học vị nào.

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn

này đã được cảm ơn và thông tin trong luận văn đều được chỉ rõ nguồn gốc.

Thái Nguyên, ngày....... tháng....... năm 2011

Người thực hiện luận văn

Hà Thị Lan

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn

iii

MỤC LỤC

Lời cảm ơn ......................................................................................................i

LỜI CAM ĐOAN ..........................................................................................ii

MỤC LỤC ....................................................................................................iii

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT................................... vi

DANH MỤC BẢNG....................................................................................vii

DANH MỤC HÌNH ....................................................................................viii

MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1

1. Tính cấp thiết của đề tài.............................................................................. 1

2. Mục tiêu của đề tài ..................................................................................... 2

3. Ý nghĩa của đề tài....................................................................................... 3

PHẦN I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU................................................................ 4

1.1. Tổng quan về ô nhiễm kim loại nặng trong đất ........................................ 4

1.1. Khái niệm ô nhiễm kim loại nặng và ô nhiễm đất.................................... 4

1.2. Các nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng trong đất ...................................... 4

1.3. Đặc điểm hoá học của Pb, Zn, Cd và As trong đất................................... 7

1.2. Hoạt động khai thác khoáng sản và các vấn đề môi trƣờng liên quan ...... 9

1.2.1. Hoạt động khai thác khoáng sản ở Việt Nam...................................... 11

1.2.2. Ảnh hƣởng của hoạt động khai thác khoáng sản đến môi trƣờng đất ở

Việt Nam...................................................................................................... 17

1.3. Các phƣơng pháp xử lý đất bị ô nhiễm kim loại nặng............................ 20

1.3.1. Các nguyên tác chính để xử lý đất bị ô nhiễm..................................... 21

1.3.2. Các phƣơng pháp truyền thống làm sạch đất ô nhiễm......................... 21

1.4. Tổng quan về xử lý kim loại nặng trong đất bằng thực vật .................... 23

1.4.1. Cơ sở khoa học của công nghệ xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong đất

bằng thực vật................................................................................................ 23

1.4.2. Một số kết quả nghiên cứu khả năng hấp thụ một số kim loại nặng bằng

thực vật ........................................................................................................ 27

1.4.3. Triển vọng của công nghệ thực vật xử lý kim loại nặng trong đất....... 28

PHẦN II: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

..................................................................................................................... 30

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn

iv

2.1. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu.......................................................... 30

2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu ......................................................................... 30

2.1.2. Phạm vi nghiêm cứu ........................................................................... 30

2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu .......................................................... 30

2.2.1. Địa điểm nghiên cứu........................................................................... 30

2.2.2. Thời gian nghiên cứu.......................................................................... 30

2.3. Nội dung nghiên cứu ............................................................................. 30

2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu ....................................................................... 31

2.4.1. Phƣơng pháp thu thập số liệu, thống kê, kế thừa truyền thống ............ 31

2.4.2. Phƣơng pháp lấy mẫu đất và mẫu thực vật.......................................... 31

2.4.3. Phƣơng pháp thiết kế thí nghệm ......................................................... 32

2.4.4. Phƣơng pháp phân tích trong phòng thí nghiệm.................................. 32

2.4.5. Phƣơng pháp xử lý số liệu .................................................................. 33

PHẦN III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................... 34

3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội huyện Đồng Hỷ.............................. 34

3.1.1. Điều kiện tự nhiên .............................................................................. 34

3.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội ................................................................... 35

3.1.3. Hiện trạng khai thác khoáng sản tại khu vực mỏ sắt Trại Cau và mỏ Chì

Kẽm Làng Hích huyện Đồng Hỷ - tỉnh Thái Nguyên ................................... 39

3.1.3.1.Hiện trạng khu vực khai thác khoáng sản mỏ Sắt Trại Cau ............... 39

3.1.3.2. Hiện trạng khu vực khai thác khoáng sản tại mỏ làng Hích.............. 41

3.2. Hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng trong đất và sự tích luỹ kim loại trong

thực vật tại khu vực khai thác khoáng sản huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên

.........................................................................................................................38

3.2.1. Hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng trong đất tại khu vực mỏ sắt Trại Cau và

mỏ chì, kẽm làng Hích - huyện Đồng Hỷ ......................................................... 42

3.2.1.1. Độ pH của đất.................................................................................. 42

3.2.1.2. Đánh giá hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng trong đất....................... 43

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 .................................. 48

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........................... 53

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn

v

3.3.1. Đánh giá sự thay đổi nồng độ kim loại nặng trong các mẫu đất trồng thí

nghí nghiệm ................................................................................................. 53

3.3.1.1. Đánh giá độ pH của đất nghiên cứu ................................................. 53

3.3.1.2. Đánh giá sự thay đổi hàm lƣợng kim loại nặng trong đất trồng thí

nghiệm ......................................................................................................... 54

3.3.2. Khả năng tích luỹ kim loại nặng trong thân, lá và rễ của các loài thực

vật nghiên cứu.............................................................................................. 57

3.3.2.1. Đánh giá sự sinh trƣởng phát triển của thực vật nghiên cứu trong đất

ô nhiễm kim loại nặng.................................................................................. 57

3.3.2.2. Sự thay đổi hàm lƣợng kim loại nặng trong các thực vật nghiên cứu58

3.4. Đề xuất biện pháp xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong đất...................... 62

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..................................................................... 64

1. Kết luận.................................................................................................... 64

2. Kiến nghị.................................................................................................. 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 66

PHỤ LỤC

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn

vi

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Kí hiệu viết tắt Diễn giải đầy đủ nội dung

BVMT Bảo vệ môi trƣờng

KK Không khí

KLN Kim loại nặng

KSON Kiểm soát ô nhiễm

HĐND Hội đồng nhân dân

MTV Một thành viên

TCCP Tiêu chuẩn cho phép

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

TNHHNN Trách nhiệm hữu hạn Nhà nƣớc

TTCN Tiểu thủ công nghiệp

QCVN Quy chuẩn Việt Nam

UBND Ủy ban nhân dân

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn

vii

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Hàm lƣợng kim loại nặng trong giáng thủy......................................5

Bảng 1.2.Hàm lƣợng trung bình một số kim loại nặng trong đá và đất ........... 5

Bảng 1.3. Hàm lƣợng kim loại nặng trong nguồn phân bón nông nghiệp ....... 6

Bảng 1.4. Biến đổi hàm lƣợng kim loại nặng trong đất do các hoạt động khai

khoáng theo thời gian .......................................................................... 7

Bảng 1.5. Tình hình khai thác chì, kẽm một số mỏ tại tỉnh Thái Nguyên...... 16

Bảng 1.6. Tình hình khai thác sắt, thiếc một số mỏ trên địa bàn tỉnh Thái

Nguyên............................................................................................... 17

Bảng 1.7. Diện tích rừng và đất rừng bị thu hẹp, thoái hóa ở một số mỏ ...... 18

Bảng 1.8. Mức độ ô nhiễm đất nông nghiệp do khai thác mỏ ....................... 19

Bảng 3.1. pH của đất nghiên cứu.................................................................. 42

Bảng 3.2. Hàm lƣợng kim loại nặng trong đất .............................................. 43

Bảng 3.3. Hàm lƣợng các kim loại nặng trong cây sậy và cây dƣơng xỉ ....... 48

Bảng 3.4. pH của đất nghiên cứu.................................................................. 53

Bảng 3.5: Hàm lƣợng kim loại nặng trong đất nghiên cứu............................ 54

Bảng 3.6. Khả năng sinh trƣởng của cây Sậy trong đất ô nhiễm kim loại nặng

........................................................................................................... 58

Bảng 3.7 Hàm lƣợng kim loại trong các bộ phận của các loài thực vật nghiên

cứu trƣớc và sau khi trồng thí nghiệm ................................................ 58