Đánh giá ô nhiễm kim loại nặng và biện pháp sinh học phục hồi đất sau khai thác thiếc tại Đại Từ, Thái Nguyên

LỜI MỞ ĐẦU

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Cơ sở khoa học của đề tài

1.1.1. Thực trạng hoạt động khai thác khoáng sản trên Thế giới và Việt Nam

1.1.1.1. Trên Thế giới

1.2. Nguồn gốc gây ô nhiễm và các yếu tố ảnh hưởng tới hàm lượng KLN trong đất

1.2.1. Sự ô nhiễm đất do khai thác khoáng sản

1.2.2. Một số nguồn khác gây ô nhiễm KLN trong đất

1.2.3. Các tiêu chuẩn đánh giá mức độ ô nhiễm KLN trong đất

1.2.4. Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường và cơ chế xử lý ô nhiễm kim loại nặng bằng biện pháp sinh học

1.2.4.1. Cơ chế xử lý ô nhiễm KLN

1.2.4.2. Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến quá trình hấp thu KLN của thực vật

1.2.4.3. Một số vấn đề môi trường cần quan tâm đối với công nghệ thực vật xử lý ô nhiễm KLN

1.3. Tổng quan về ô nhiễm KLN trong đất và một số phương pháp xử lý ô nhiễm truyền thống

1.3.1. Khái niệm về KLN và tác hại của chúng

1.3.1.1. Tính độc của một số loại kim loại nặng

1.3.1.1.1. Tính độc của Arsenic (As)

1.3.1.1.2. Tính độc của Chì (Pb)

1.3.1.1.3. Tính độc của Đồng (Cu)

1.3.1.1.4. Tính độc của Cadmium (Cd)

1.3.1.1.5. Tính độc của Kẽm (Zn)

1.3.2. Một số phương pháp xử lý ô nhiễm đất truyền thống

1.4. Tổng quan về loài thực vật nghiên cứu và tiềm năng ứng dụng của chúng trong bảo vệ môi trường

1.4.1. Đặc điểm của loài thực vật nghiên cứu

1.4.1.1. Đặc điểm của loài cỏ Vetiver

1.4.1.2. Đặc điểm của loài cây Dương Xỉ

1.4.1.3. Đặc điểm của loài cây Sậy

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

2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu

2.2.1. Thời gian nghiên cứu

2.3. Nội dung nghiên cứu

2.3.1. Đánh giá thực trạng và chất lượng môi trường đất sau khai thác thiếc

2.3.2. Điều tra đánh giá các loài cây bản địa có khả năng sinh trưởng, phát triển và hấp thu KLN tại vùng đất sau khai thác khoáng sản thiếc

2.3.3. Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển và hấp thu KLN của một số loài thực vật (Vetiver, dương xỉ và sậy) trên đất sau khai thác thiếc

2.3.4. Đánh giá chất lượng môi trường đất sau quá trình xử lý ô nhiễm bằng thực vật

2.4. Phương pháp nghiên cứu và chỉ tiêu theo dõi

2.4.1. Phương pháp điều tra thu thập tài liệu

2.4.2. Phương pháp phỏng vấn

2.4.3. Phương pháp khảo sát thực địa

2.4.4. Phương pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng

2.4.5. Các chỉ tiêu theo dõi

2.4.6. Các phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm

3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội

3.1.1. Điều kiện tự nhiên

3.1.1.1. Vị trí địa lý

3.1.1.2. Khí hậu, thủy văn

3.1.1.3. Tài nguyên đất

3.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội

3.2. Tình hình khai thác quặng thiếc và việc quản lý, sử dụng đất sau khai thác thiếc trên địa bàn xã Hà Thượng

3.2.1. Tình hình khai thác quặng thiếc

3.2.2. Hiện trạng quản lý và sử dụng đất sau khai thác thiếc

3.3. Thực trạng ô nhiễm môi trường đất sau khai thác tại mỏ thiếc Hà Thượng

3.3.1. Chất lượng môi trường đất

3.3.2. Biểu hiện ô nhiễm đất sau khai thác tại khu vực mỏ thiếc Hà Thượng

3.4. Điều tra một số loại cây bản địa trên đất sau khai thác tại khu vực mỏ thiếc Hà Thượng

3.5. Kết quả nghiên cứu khả năng sinh trưởng và hấp thu KLN của vetiver, dương xỉ và cây sậy trên đất sau khai thác thiếc

3.5.1. Khả năng sinh trưởng

3.5.1.1. Khả năng sống của các loài thực vật sau khi trồng trên đất sau khai thác thiếc

3.5.1.2. Sự sinh trưởng qua chiều cao cây trên đất sau khai thác thiếc

3.5.1.3. Sinh khối thân lá

3.5.1.4. Chiều dài rễ cây thí nghiệm trên đất sau khai thác thiếc

3.5.1.5. Sinh khối rễ của cây trên đất sau khai thác thiếc

3.5.2. Khả năng hấp thu KLN của cỏ vetiver, cây dương xỉ và cây sậy trên đất bãi thải sau khai thác thiếc

3.6. Đánh giá chất lượng môi trường đất

3.6.1. Đánh giá sự thay đổi dung trọng đất

3.6.2. Đánh giá sự thay đổi hàm lượng KLN trong đất trước và sau thí nghiệm

3.6.3. Sự thay đổi thành phần dinh dưỡng trong đất qua quá trình thử nghiệm trồng các loài thực vật hấp thu KLN

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

I. Ô nhiễm kim loại nặng

Ô nhiễm kim loại nặng là vấn đề nghiêm trọng tại khu vực Đại Từ, Thái Nguyên, đặc biệt sau hoạt động khai thác thiếc. Nghiên cứu chỉ ra rằng, đất tại các khu vực khai thác bị nhiễm các kim loại nặng như chì (Pb), kẽm (Zn), đồng (Cu), và cadmium (Cd). Các chất này tích tụ trong đất, gây ảnh hưởng xấu đến hệ sinh thái và sức khỏe con người. Ô nhiễm môi trường từ hoạt động khai thác không chỉ làm suy thoái đất mà còn ảnh hưởng đến nguồn nước và không khí xung quanh.

1.1. Nguồn gốc ô nhiễm

Ô nhiễm kim loại nặng chủ yếu xuất phát từ quá trình khai thác thiếc. Các hoạt động như đào bới, xử lý quặng, và đổ thải làm phát tán các chất độc hại vào môi trường. Đất sau khai thác thường bị xáo trộn, mất đi lớp phủ thực vật, và dễ bị xói mòn. Các chất thải từ mỏ chứa hàm lượng cao kim loại nặng trong đất, gây ô nhiễm lâu dài.

1.2. Tác động đến môi trường

Ô nhiễm môi trường do kim loại nặng gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng. Đất bị nhiễm độc không thể sử dụng cho nông nghiệp, làm giảm năng suất cây trồng. Các chất độc hại có thể ngấm vào nguồn nước, ảnh hưởng đến sinh vật thủy sinh và sức khỏe người dân. Đất sau khai thác cần được phục hồi để tránh các tác động tiêu cực lâu dài.

II. Biện pháp sinh học phục hồi đất

Biện pháp sinh học được đề xuất để phục hồi đất sau khai thác thiếc. Nghiên cứu tập trung vào việc sử dụng các loài thực vật có khả năng hấp thụ kim loại nặng như cỏ vetiver, dương xỉ, và cây sậy. Các loài này không chỉ giúp cải thiện chất lượng đất mà còn tăng độ che phủ, giảm xói mòn. Sinh học phục hồi là giải pháp bền vững và thân thiện với môi trường.

2.1. Cỏ vetiver

Cỏ vetiver được chứng minh có khả năng hấp thụ cao các kim loại nặng như chì và kẽm. Nghiên cứu cho thấy, sau 12 tháng trồng, hàm lượng kim loại nặng trong đất giảm đáng kể. Cỏ vetiver còn có khả năng chống xói mòn, giúp ổn định đất sau khai thác.

2.2. Dương xỉ và cây sậy

Dương xỉ và cây sậy cũng được đánh giá cao trong việc phục hồi đất. Cả hai loài đều có khả năng tích lũy kim loại nặng trong thân và rễ. Sau quá trình trồng, đất được cải thiện về mặt dinh dưỡng và độ ẩm, tạo điều kiện thuận lợi cho các loài thực vật khác phát triển.

III. Ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc phục hồi đất sau khai thác thiếc tại Đại Từ, Thái Nguyên. Các biện pháp sinh học không chỉ giúp cải thiện chất lượng đất mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Kết quả nghiên cứu có thể áp dụng rộng rãi tại các khu vực khai thác khoáng sản khác, đặc biệt là những nơi bị ô nhiễm kim loại nặng.

3.1. Hiệu quả kinh tế

Việc sử dụng các loài thực vật để phục hồi đất giúp giảm chi phí so với các phương pháp hóa học. Đồng thời, đất được cải tạo có thể tái sử dụng cho nông nghiệp, mang lại lợi ích kinh tế cho người dân địa phương.

3.2. Bảo vệ môi trường

Biện pháp sinh học góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường, bảo vệ hệ sinh thái và sức khỏe cộng đồng. Đây là giải pháp bền vững, phù hợp với chính sách phát triển xanh của Việt Nam.

Luận Văn Thạc Sĩ: Đánh Giá Ô Nhiễm Kim Loại Nặng Và Nghiên Cứu Biện Pháp Sinh Học Phục Hồi Đất Sau Khai Thác Thiếc Tại Huyện Đại Từ, Tỉnh Thái Nguyên