Cải tạo đất ô nhiễm kim loại nặng bằng cỏ vetiver và dương xỉ tại Thái Nguyên

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

MỞ ĐẦU

0.1. Tính cấp thiết của đề tài

0.2. Mục tiêu chung

0.3. Mục tiêu cụ thể

0.4. Ý nghĩa của đề tài

0.5. Ý nghĩa khoa học của đề tài

0.6. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Cơ sở khoa học của đề tài

1.1.1. Cơ sở lý luận

1.1.1.1. Một số khái niệm

1.1.1.2. Khái niệm môi trường

1.1.1.3. Khái niệm về ô nhiễm môi trường

1.1.1.4. Khái niệm về kim loại nặng (KLN)

1.1.1.5. Ô nhiễm môi trường đất do KLN

1.1.1.6. Hậu quả của ô nhiễm môi trường đất do KLN

1.1.2. Tác động của hệ thống sản xuất đến môi trường đất

1.2. Cơ sở thực tiễn

1.2.1. Những biện pháp cải tạo đất ô nhiễm KLN phổ biến, tiềm năng và hạn chế

2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tượng nghiên cứu

2.2. Phạm vi và thời gian nghiên cứu

2.3. Nội dung nghiên cứu

2.4. Phương pháp nghiên cứu và chỉ tiêu theo dõi

2.4.1. Phương pháp thu thập, kế thừa, phân tích và tổng hợp tài liệu

2.4.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm

2.4.3. Phương pháp lấy mẫu ngoài thực địa và phân tích trong phòng thí nghiệm

3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của xã Hà Thượng, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên

3.1.1. Điều kiện tự nhiên

3.1.2. Điều kiện kinh tế – xã hội

3.1.3. Đánh giá về tài nguyên và môi trường trên địa bàn xã Hà Thượng

3.1.4. Điều tra, khảo sát hiện trạng môi trường đất sau khai thác thiếc của người dân bản địa

3.1.5. Đánh giá tình hình sinh trưởng của một số loại cây bản địa trên khu vực đất sau khai thác thiếc

3.1.6. Nghiên cứu khả năng sinh trưởng của cỏ Vetiver và Dương xỉ trồng trên đất sau khai thác thiếc sau 4 năm từ 2008

3.1.6.1. Khả năng sinh trưởng của cỏ Vetiver

3.1.6.2. Khả năng sinh trưởng của Dương xỉ

3.1.7. Khả năng hấp thụ KLN của Vetiver và Dương xỉ trồng năm thứ 4 trên đất sau khai thác thiếc

3.1.8. Đánh giá chất lượng môi trường đất sau 4 năm trồng Dương xỉ và Vetiver

3.1.8.1. Đánh giá sự thay đổi dung trọng đất

3.1.8.2. Đánh giá sự thay đổi hàm lượng KLN trong đất đất qua quá trình cải tạo trồng các loài thực vật hấp thu KLN

3.1.8.3. Sự thay đổi thành phần dinh dưỡng trong đất qua quá trình cải tạo trồng các loài thực vật hấp thu KLN

3.1.9. Nghiên cứu khả năng hấp thụ KLN trong Dương xỉ và Vetiver

3.1.10. Nghiên cứu biện pháp xử lý Dương xỉ và Vetiver trồng trên đất nhiễm KLN sau thu hoạch

3.1.10.1. Biện pháp xử lý sinh khối

3.1.10.2. Biện pháp xử lý tro sau đốt

3.1.10.3. Nghiên cứu biện pháp xử lý đất sau thu hoạch Dương xỉ và Vetiver

3.1.11. Hàm lượng mùn và pH trong đất trước và sau thí nghiệm xử lý rễ

3.1.12. Hàm lượng kim loại nặng trong đất trước và sau thí nghiệm xử lý rễ và bón vôi

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH

I. Cải tạo đất ô nhiễm kim loại nặng

Nghiên cứu tập trung vào việc cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng (KLN) sau hoạt động khai thác thiếc tại xã Hà Thượng, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên. Đất tại khu vực này bị ô nhiễm nặng bởi Asen (As), với hàm lượng vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Cỏ vetiver và dương xỉ được sử dụng như biện pháp cải tạo đất hiệu quả, nhờ khả năng hấp thụ KLN và cải thiện chất lượng đất. Phương pháp này không chỉ giảm thiểu ô nhiễm mà còn góp phần phục hồi đất và khôi phục hệ sinh thái.

1.1. Ô nhiễm kim loại nặng tại Thái Nguyên

Thái Nguyên là khu vực có nguồn khoáng sản phong phú, nhưng hoạt động khai thác đã để lại hậu quả nghiêm trọng về môi trường. Đất tại xã Hà Thượng bị ô nhiễm nặng bởi Asen, với hàm lượng cao gấp hàng trăm lần tiêu chuẩn cho phép. Ô nhiễm KLN không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng đất mà còn đe dọa sức khỏe cộng đồng và hệ sinh thái.

1.2. Phương pháp cải tạo đất bằng thực vật

Công nghệ sinh học sử dụng thực vật xử lý ô nhiễm là giải pháp hiệu quả và thân thiện với môi trường. Cỏ vetiver và dương xỉ được chọn vì khả năng hấp thụ KLN cao và khả năng sinh trưởng tốt trên đất ô nhiễm. Phương pháp này không chỉ giảm thiểu chi phí mà còn góp phần cải thiện chất lượng đất và nông nghiệp bền vững.

II. Khả năng sinh trưởng và hấp thụ KLN của cỏ vetiver và dương xỉ

Nghiên cứu đánh giá khả năng sinh trưởng và hấp thụ KLN của cỏ vetiver và dương xỉ trên đất ô nhiễm sau 4 năm trồng. Kết quả cho thấy cả hai loài thực vật này đều có khả năng sinh trưởng tốt và hấp thụ KLN hiệu quả. Cỏ vetiver có khả năng tái sinh mạnh, trong khi dương xỉ có khả năng tích lũy KLN trong thân và rễ. Điều này chứng minh tiềm năng của chúng trong việc cải tạo đất và giải pháp môi trường.

2.1. Khả năng sinh trưởng của cỏ vetiver

Cỏ vetiver cho thấy khả năng sinh trưởng ổn định trên đất ô nhiễm, với chiều cao và sinh khối tăng đều qua các năm. Rễ của cỏ vetiver phát triển mạnh, giúp cải thiện cấu trúc đất và tăng khả năng hấp thụ KLN. Đây là yếu tố quan trọng trong việc phục hồi đất và khôi phục hệ sinh thái.

2.2. Khả năng hấp thụ KLN của dương xỉ

Dương xỉ có khả năng tích lũy KLN cao trong thân và rễ, đặc biệt là Asen. Nghiên cứu chỉ ra rằng dương xỉ có thể hấp thụ và cô lập KLN, giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm môi trường. Điều này làm nổi bật vai trò của dương xỉ trong cải tạo đất và giải pháp môi trường.

III. Giải pháp xử lý sinh khối và đất sau thu hoạch

Nghiên cứu đề xuất các biện pháp xử lý sinh khối và đất sau thu hoạch để đảm bảo KLN không quay trở lại môi trường. Sinh khối của cỏ vetiver và dương xỉ sau khi hấp thụ KLN được xử lý bằng phương pháp đốt và tro hóa. Kết quả cho thấy hàm lượng KLN trong tro giảm đáng kể, đảm bảo an toàn môi trường. Đất sau thu hoạch cũng được cải thiện về pH và hàm lượng mùn, góp phần cải thiện chất lượng đất.

3.1. Xử lý sinh khối thực vật

Sinh khối của cỏ vetiver và dương xỉ sau khi hấp thụ KLN được xử lý bằng phương pháp đốt. Tro sau đốt được phân tích cho thấy hàm lượng KLN giảm đáng kể, đảm bảo an toàn môi trường. Đây là giải pháp hiệu quả để xử lý sinh khối thực vật sau cải tạo đất.

3.2. Cải thiện chất lượng đất sau thu hoạch

Đất sau thu hoạch được cải thiện về pH và hàm lượng mùn, nhờ vào việc xử lý rễ và bón vôi. Kết quả cho thấy đất trở nên phù hợp hơn cho sản xuất nông nghiệp, góp phần nông nghiệp bền vững và khôi phục hệ sinh thái.

Nghiên cứu cải tạo đất ô nhiễm kim loại nặng sau khai thác thiếc tại xã Hà Thượng, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên