Nghiên Cứu, Đánh Giá Mô Hình Hoàn Phục Môi Trường Đất Khu Khai Thác Bauxite Tân Rai

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu đánh giá mô hình hoàn phục môi trường đất khu khai thác bauxite Tân Rai, Lâm Đồng và đề xuất giải pháp sử dụng đất hợp lý.

• Tác giả: Nguyễn Công Long
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Mạnh Hà
• Trường học: Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội
• Chuyên ngành: Khoa học môi trường
• Đề tài: Nghiên Cứu, Đánh Giá Mô Hình Hoàn Phục Môi Trường Đất Khu Khai Thác Bauxite Tân Rai
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• Lời cam đoan
• Danh mục từ viết tắt
• Danh mục bảng
• Danh mục hình
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Một số khái niệm và thuật ngữ sử dụng trong luận văn
• 1.2. Tổng quan các nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến cải tạo, phục hồi môi trường đất khu khai thác khoáng sản
• 1.2.1. Tình hình khai thác và cải tạo, phục hồi môi trường đất sau khai thác trên thế giới
• 1.2.2. Tình hình cải tạo, phục hồi môi trường sau khai thác ở Việt Nam
• 1.2.3. Tình hình nghiên cứu cải tạo, phục hồi hệ sinh thái đất, hoàn phục môi trường sau khai thác khoáng sản ở Tây Nguyên
• 1.3. Tổng quan về khu khai thác bauxite Tân Rai, tỉnh Lâm Đồng
• 1.3.1. Vị trí địa lý
• 1.3.2. Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội
• 1.3.3. Đặc điểm địa hình, địa chất
• 1.3.4. Quy trình khai thác, chế biến quặng bauxite Tân Rai
• 1.3.4.1. Khai thác quặng bauxite và quá trình hình thành bãi thải
• 1.3.4.2. Chế biến quặng bauxite và quá trình hình thành hồ bùn thải
• 1.4. Các chỉ tiêu được lựa chọn để đánh giá chất lượng môi trường đất khu khai thác bauxite Tân Rai
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu
• 2.2. Thời gian, địa điểm nghiên cứu
• 2.2.1. Thời gian nghiên cứu
• 2.2.2. Địa điểm nghiên cứu
• 2.2.3. Địa điểm phân tích
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Phương pháp thu thập tổng hợp tài liệu
• 2.3.2. Phương pháp thực nghiệm
• 2.3.3. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Kết quả khảo sát thực địa
• 3.1.1. Kết quả khảo sát khu khai thác bauxite Tân Rai
• 3.1.2. Kết quả khảo sát các khu vực lấy mẫu nghiên cứu
• 3.2. Đánh giá hiệu quả mô hình hoàn phục môi trường đất bãi thải sau khai thác bauxite (MH1)
• 3.2.1. Đánh giá hàm lượng KLN trong mẫu thổ nhưỡng MH1
• 3.2.2. Đánh giá các chỉ tiêu hóa học trong mẫu thổ nhưỡng MH1
• 3.2.3. Đánh giá hàm lượng KLN trong mẫu nông hóa MH1
• 3.2.4. Đánh giá các chỉ tiêu hóa học trong mẫu thổ nhưỡng MH1
• 3.2.5. Đánh giá chất lượng đất tại MH1 bằng chỉ số SCLĐ
• 3.3. Đánh giá hiệu quả mô hình hoàn phục môi trường đất hồ bùn thải sau tuyển quặng (MH3)
• 3.3.1. Đánh giá hàm lượng KLN trong mẫu thổ nhưỡng MH3
• 3.3.2. Đánh giá các chỉ tiêu hóa học trong mẫu thổ nhưỡng MH3
• 3.3.3. Đánh giá hàm lượng KLN trong mẫu nông hóa MH3
• 3.3.4. Đánh giá các chỉ tiêu hóa học trong mẫu nông hóa MH3
• 3.3.5. Đánh giá chất lượng đất tại MH3 bằng chỉ số SCLĐ
• 3.4. Đề xuất một số giải pháp sử dụng đất hợp lý
• 3.4.1. Giải pháp chính sách quản lý nhà nước
• 3.4.2. Giải pháp quy hoạch, xây dựng công trình
• 3.4.3. Giải pháp khuyến khích, tuyên truyền, hỗ trợ
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Phục Hồi Môi Trường Đất Bauxite Tân Rai

Khai thác tài nguyên, đặc biệt là khai thác bauxite, mang lại nhiều lợi ích kinh tế nhưng cũng gây ra những hệ lụy nghiêm trọng đến môi trường đất. Dự án khai thác bauxite Tân Rai, tỉnh Lâm Đồng là một ví dụ điển hình. Để giảm thiểu các tác động tiêu cực này, việc hoàn phục môi trường đất trở nên vô cùng quan trọng và là nhiệm vụ bắt buộc theo quy định của pháp luật. Tuy nhiên, không phải giải pháp cải tạo nào cũng hiệu quả và phù hợp. Nhiều giải pháp được đề xuất dựa trên cảm quan và lý thuyết, thiếu tính khoa học và thực tiễn. Do đó, cần có những nghiên cứu chuyên sâu để đánh giá và đề xuất các giải pháp phục hồi môi trường hiệu quả, bền vững. Đề tài cấp nhà nước TN17/T04 đã nghiên cứu và xây dựng 02 mô hình thí điểm là MH1 trên bãi thải sau khai thác và MH3 trên hồ bùn thải rửa quặng. Các mô hình hoàn phục môi trường này đang trong giai đoạn phát triển ban đầu nên cần thực hiện các đánh giá nhằm xác định hiệu quả và những tác động thực tế tới môi trường đất.

1.1. Khái niệm và thuật ngữ quan trọng trong nghiên cứu

Nghiên cứu này tập trung vào các khái niệm chính như môi trường đất, khoáng vật bauxite, khai thác bauxite, hoàn thổ, và hoàn phục môi trường đất. Môi trường đất được định nghĩa là môi trường sinh thái hoàn chỉnh, bao gồm vật chất vô sinh và hữu sinh. Khoáng vật bauxite là quặng nhôm trầm tích quan trọng. Khai thác bauxite ở đây sử dụng phương pháp đào mỏ lộ thiên. Hoàn thổ là khôi phục mặt bằng khu vực khai thác về trạng thái ban đầu. Hoàn phục môi trường đất là quá trình cải tạo, phục hồi môi trường đất sau tác động từ bên ngoài.

1.2. Tổng quan về khu khai thác bauxite Tân Rai Lâm Đồng

Khu khai thác bauxite Tân Rai, tỉnh Lâm Đồng là một trong những khu vực khai thác bauxite lớn nhất Việt Nam. Quá trình khai thác và chế biến bauxite tại đây đã gây ra những tác động đáng kể đến môi trường đất, bao gồm ô nhiễm kim loại nặng, thay đổi cấu trúc đất, và suy giảm đa dạng sinh học. Việc phục hồi môi trường đất tại khu vực này là vô cùng cấp thiết để đảm bảo sự phát triển bền vững của địa phương.

II. Thách Thức Vấn Đề Ô Nhiễm Đất Tại Khu Bauxite Tân Rai

Quá trình khai thác bauxite tại Tân Rai không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn kéo theo nhiều hệ lụy về môi trường. Một trong những vấn đề nghiêm trọng nhất là ô nhiễm đất. Quá trình khai thác và chế biến quặng tạo ra một lượng lớn chất thải, bao gồm bùn đỏ và các kim loại nặng, gây ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng đất. Ô nhiễm đất không chỉ ảnh hưởng đến hệ sinh thái mà còn đe dọa đến sức khỏe con người và hoạt động sản xuất nông nghiệp của cộng đồng địa phương. Việc đánh giá và giải quyết các vấn đề ô nhiễm đất là vô cùng quan trọng để đảm bảo sự phát triển bền vững của khu vực.

2.1. Tác động của khai thác bauxite đến chất lượng đất

Hoạt động khai thác bauxite gây ra nhiều tác động tiêu cực đến chất lượng đất. Việc loại bỏ lớp đất mặt để khai thác quặng làm mất đi lớp đất màu mỡ, giàu dinh dưỡng. Quá trình chế biến quặng tạo ra bùn đỏ, một loại chất thải chứa nhiều kim loại nặng và hóa chất độc hại. Bùn đỏ có thể ngấm vào đất, gây ô nhiễm và ảnh hưởng đến sự phát triển của thực vật. Ngoài ra, hoạt động khai thác còn làm thay đổi cấu trúc đất, giảm khả năng giữ nước và thoát nước, gây xói mòn và thoái hóa đất.

2.2. Các nguồn gây ô nhiễm đất chính tại khu khai thác

Các nguồn gây ô nhiễm đất chính tại khu khai thác bauxite Tân Rai bao gồm: Bùn đỏ từ quá trình chế biến quặng, chứa nhiều kim loại nặng như chì, kẽm, đồng, và asen. Nước thải từ quá trình khai thác và chế biến, chứa các hóa chất độc hại và kim loại nặng. Bụi phát sinh trong quá trình khai thác và vận chuyển quặng, chứa các hạt đất và kim loại nặng. Rò rỉ từ các hồ chứa bùn đỏ và chất thải, gây ô nhiễm đất và nguồn nước ngầm.

III. Phương Pháp Đánh Giá Hiệu Quả Mô Hình Phục Hồi Đất Tân Rai

Để đánh giá hiệu quả của các mô hình phục hồi môi trường đất tại khu khai thác bauxite Tân Rai, cần áp dụng các phương pháp nghiên cứu khoa học và thực tiễn. Các phương pháp này bao gồm khảo sát thực địa, thu thập và phân tích mẫu đất, đánh giá các chỉ tiêu hóa học và sinh học của đất, và so sánh kết quả với các tiêu chuẩn và quy chuẩn hiện hành. Ngoài ra, cần đánh giá sự phát triển của thảm thực vật và hệ sinh thái trên các khu vực đã được phục hồi. Kết quả đánh giá sẽ cung cấp thông tin quan trọng để điều chỉnh và cải thiện các mô hình phục hồi, đảm bảo tính hiệu quả và bền vững.

3.1. Quy trình thu thập và phân tích mẫu đất khoa học

Quy trình thu thập và phân tích mẫu đất cần tuân thủ các nguyên tắc khoa học để đảm bảo tính chính xác và tin cậy của kết quả. Mẫu đất cần được thu thập tại nhiều vị trí khác nhau trên các khu vực nghiên cứu, bao gồm cả khu vực đã được phục hồi và khu vực đối chứng. Mẫu đất cần được bảo quản và vận chuyển đúng cách để tránh làm thay đổi thành phần hóa học và sinh học. Phân tích mẫu đất cần được thực hiện tại các phòng thí nghiệm uy tín, sử dụng các phương pháp phân tích chuẩn và được kiểm định.

3.2. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng đất quan trọng cần đo đạc

Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng đất quan trọng cần đo đạc bao gồm: Độ pH, hàm lượng chất hữu cơ, hàm lượng các chất dinh dưỡng (N, P, K), hàm lượng các kim loại nặng (Pb, Cd, As, Hg), độ mặn, độ chua, và cấu trúc đất. Ngoài ra, cần đánh giá các chỉ tiêu sinh học như số lượng vi sinh vật có lợi, hoạt động của enzyme đất, và đa dạng sinh học của hệ sinh thái đất. Các chỉ tiêu này sẽ cung cấp thông tin toàn diện về chất lượng đất và hiệu quả của các mô hình phục hồi.

3.3. Sử dụng chỉ số SCLĐ để đánh giá chất lượng đất

Chỉ số SCLĐ (Số cấp lý tưởng) là một công cụ hữu ích để đánh giá chất lượng đất một cách tổng quan. Chỉ số này dựa trên việc so sánh các chỉ tiêu hóa học và vật lý của đất với các giá trị lý tưởng cho sự phát triển của thực vật. Giá trị SCLĐ càng cao thì chất lượng đất càng tốt. Việc sử dụng chỉ số SCLĐ giúp đơn giản hóa quá trình đánh giá chất lượng đất và cung cấp thông tin dễ hiểu cho các nhà quản lý và người dân.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Mô Hình Phục Hồi Đất Bãi Thải Bauxite MH1

Nghiên cứu đánh giá mô hình MH1 trên bãi thải sau khai thác bauxite cho thấy những kết quả khả quan bước đầu. Hàm lượng kim loại nặng trong đất đã giảm so với trước khi phục hồi. Các chỉ tiêu hóa học như pH, hàm lượng chất hữu cơ, và các chất dinh dưỡng đã được cải thiện. Thảm thực vật trên khu vực phục hồi đã phát triển tốt, cho thấy sự phục hồi của hệ sinh thái. Tuy nhiên, vẫn còn một số vấn đề cần được giải quyết, như tình trạng xói mòn đất và sự xâm nhập của cỏ dại.

4.1. Đánh giá hàm lượng kim loại nặng trong mẫu đất MH1

Kết quả phân tích mẫu đất tại mô hình MH1 cho thấy hàm lượng các kim loại nặng như chì (Pb), kẽm (Zn), và đồng (Cu) đã giảm đáng kể so với trước khi thực hiện phục hồi. Tuy nhiên, hàm lượng các kim loại nặng này vẫn còn cao hơn so với tiêu chuẩn cho phép, cho thấy cần tiếp tục thực hiện các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm.

4.2. Phân tích các chỉ tiêu hóa học quan trọng trong đất MH1

Phân tích các chỉ tiêu hóa học trong đất tại mô hình MH1 cho thấy độ pH đã được cải thiện, trở nên phù hợp hơn cho sự phát triển của thực vật. Hàm lượng chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng như nitơ (N), phốt pho (P), và kali (K) cũng đã tăng lên, cho thấy sự cải thiện về độ phì nhiêu của đất.

4.3. Đánh giá chất lượng đất tại MH1 bằng chỉ số SCLĐ

Đánh giá chất lượng đất tại mô hình MH1 bằng chỉ số SCLĐ cho thấy sự cải thiện đáng kể so với trước khi thực hiện phục hồi. Tuy nhiên, giá trị SCLĐ vẫn còn thấp hơn so với đất tự nhiên, cho thấy cần tiếp tục thực hiện các biện pháp cải tạo để nâng cao chất lượng đất.

V. Đánh Giá Mô Hình Phục Hồi Đất Hồ Bùn Thải Bauxite MH3

Nghiên cứu đánh giá mô hình MH3 trên hồ bùn thải sau tuyển quặng cho thấy những thách thức lớn hơn so với mô hình MH1. Hàm lượng kim loại nặng trong đất vẫn còn rất cao, gây khó khăn cho sự phát triển của thực vật. Các chỉ tiêu hóa học như pH và độ mặn cũng không phù hợp cho sự sinh trưởng của cây trồng. Tuy nhiên, một số loài cây chịu mặn và chịu kim loại nặng đã bắt đầu phát triển trên khu vực phục hồi, cho thấy tiềm năng phục hồi của hệ sinh thái.

5.1. Hàm lượng kim loại nặng trong mẫu đất hồ bùn thải MH3

Kết quả phân tích mẫu đất tại mô hình MH3 cho thấy hàm lượng các kim loại nặng như chì (Pb), kẽm (Zn), và đồng (Cu) vẫn còn rất cao, vượt quá nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép. Điều này cho thấy ô nhiễm kim loại nặng là một vấn đề nghiêm trọng tại khu vực hồ bùn thải.

5.2. Các chỉ tiêu hóa học trong đất hồ bùn thải sau phục hồi

Phân tích các chỉ tiêu hóa học trong đất tại mô hình MH3 cho thấy độ pH rất cao (kiềm), không phù hợp cho sự phát triển của hầu hết các loài cây trồng. Độ mặn cũng rất cao, gây khó khăn cho việc hấp thụ nước của cây. Hàm lượng chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng rất thấp, cho thấy đất rất nghèo dinh dưỡng.

5.3. Đánh giá chất lượng đất tại MH3 bằng chỉ số SCLĐ

Đánh giá chất lượng đất tại mô hình MH3 bằng chỉ số SCLĐ cho thấy giá trị SCLĐ rất thấp, gần như bằng không. Điều này cho thấy chất lượng đất tại khu vực hồ bùn thải rất kém và cần có những biện pháp cải tạo mạnh mẽ hơn để phục hồi.

VI. Giải Pháp Sử Dụng Đất Hợp Lý Sau Khai Thác Bauxite Tân Rai

Sau khi kết thúc khai thác bauxite, việc sử dụng đất hợp lý là vô cùng quan trọng để đảm bảo sự phát triển bền vững của khu vực. Các giải pháp sử dụng đất cần dựa trên kết quả đánh giá chất lượng đất và các yếu tố kinh tế - xã hội của địa phương. Các giải pháp có thể bao gồm trồng rừng, phát triển nông nghiệp sinh thái, xây dựng khu du lịch sinh thái, hoặc kết hợp nhiều mục đích sử dụng khác nhau. Cần có sự tham gia của cộng đồng địa phương trong quá trình lập kế hoạch và thực hiện các giải pháp sử dụng đất.

6.1. Giải pháp chính sách quản lý nhà nước về sử dụng đất

Nhà nước cần ban hành các chính sách khuyến khích và hỗ trợ các hoạt động phục hồi môi trường đất và sử dụng đất hợp lý sau khai thác bauxite. Các chính sách này có thể bao gồm ưu đãi về thuế, hỗ trợ tài chính, và cung cấp thông tin và kỹ thuật cho các doanh nghiệp và người dân.

6.2. Quy hoạch và xây dựng công trình sử dụng đất hiệu quả

Cần có quy hoạch chi tiết về sử dụng đất sau khai thác bauxite, đảm bảo tính khoa học, khả thi, và phù hợp với điều kiện thực tế của địa phương. Quy hoạch cần xác định rõ các khu vực sử dụng cho mục đích gì, và các công trình cần xây dựng để hỗ trợ cho việc sử dụng đất hiệu quả.

6.3. Khuyến khích và tuyên truyền về phục hồi đất bền vững

Cần tăng cường công tác tuyên truyền và giáo dục về tầm quan trọng của việc phục hồi môi trường đất và sử dụng đất hợp lý sau khai thác bauxite. Cần khuyến khích người dân và doanh nghiệp tham gia vào các hoạt động phục hồi và sử dụng đất bền vững.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Khai thác bauxite tại Tây Nguyên chiếm hơn 90% tổng trữ lượng quặng nhôm của cả nước, trong đó tỉnh Lâm Đồng chiếm khoảng 20% và Đắk Nông chiếm 61%. Dự án khai thác bauxite Tân Rai tại huyện Bảo Lâm, tỉnh Lâm Đồng được triển khai trên quy mô khai trường rộng 1.619,5 ha, bao gồm thân quặng I rộng 464,8 ha và thân quặng II rộng 1.154,7 ha. Hoạt động bóc tách tầng đất phủ dày từ 0,2 đến 2,0 m cùng quá trình tuyển rửa quặng đã tạo ra khối lượng bãi thải và hồ bùn thải quặng đuôi khổng lồ, làm phá vỡ cấu trúc đất tự nhiên, suy giảm nghiêm trọng độ phì nhiêu và tiềm ẩn rủi ro xói mòn đất trên diện rộng. Nhằm tuân thủ Quyết định số 71/2008/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ và Thông tư số 38/2015/TT-BTNMT của Bộ Tài nguyên và Môi trường về cải tạo, phục hồi môi trường trong hoạt động khoáng sản, việc đánh giá các mô hình hoàn thổ thực nghiệm là yêu cầu cấp thiết.

Nghiên cứu tập trung đánh giá chất lượng môi trường đất tại 02 mô hình hoàn phục thực nghiệm gồm mô hình bãi thải sau khai thác (MH1) và mô hình hồ bùn thải sau tuyển quặng (MH3) tại mỏ Tân Rai trong giai đoạn từ tháng 11 năm 2017 đến tháng 01 năm 2019. Mục tiêu trọng tâm là định lượng biến động của 12 chỉ tiêu hóa lý, đánh giá hàm lượng kim loại nặng (đồng, chì, kẽm), xác định chỉ số chất lượng đất tổng hợp và đề xuất các giải pháp kỹ thuật, quy hoạch sử dụng đất bền vững sau khai thác. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở dữ liệu khoa học tin cậy giúp nâng cao hiệu quả phục hồi sinh thái, bảo vệ tài nguyên đất và định hướng chuyển đổi mục đích sử dụng đất an toàn cho vùng Tây Nguyên.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết phục hồi sinh thái cảnh quan và nguyên lý ổn định hóa đất ô nhiễm bằng thực vật. Quá trình khai thác lộ thiên làm đảo lộn hoàn toàn phẫu diện đất bazan, làm mất lớp mùn hữu cơ bề mặt và suy giảm khả năng đệm sinh học. Để phục hồi hệ sinh thái, lý thuyết bồi hoàn thổ nhưỡng định hướng việc hoàn trả lớp đất mặt kết hợp che phủ thực vật nhiều tầng tán nhằm thiết lập lại chu trình dinh dưỡng khoáng và hữu cơ.

Nghiên cứu tích hợp các khái niệm học thuật then chốt:

• Hoàn phục môi trường đất: Quá trình cải tạo và phục hồi các đặc tính lý, hóa, sinh học của đất sau khai thác mỏ trở lại trạng thái cân bằng sinh thái.
• Bùn thải quặng đuôi: Hỗn hợp đất, bùn sét mịn và khoáng vật phát sinh sau công đoạn tuyển rửa quặng bauxite bằng nước cao áp, không chứa hóa chất tuyển quặng độc hại nhưng có độ kết dính cao và nghèo dinh dưỡng.
• Dung tích hấp thu cation (CEC): Chỉ số đo lường khả năng giữ lại và trao đổi các cation dinh dưỡng của keo đất, quyết định độ phì nhiêu thực tế.
• Chỉ số chất lượng đất (SCLĐ): Công cụ định lượng tích hợp đa chỉ tiêu hóa lý đơn lẻ thành một giá trị thang điểm duy nhất từ 0 đến 1 nhằm phản ánh mức độ thành công của quá trình phục hồi đất.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu thực hiện thu thập tổng cộng 21 mẫu thổ nhưỡng tại 7 vị trí phẫu diện (mỗi phẫu diện lấy 3 tầng: 0-15 cm, 15-50 cm và trên 50 cm) cùng 20 mẫu nông hóa tầng mặt (0-15 cm) tại 02 mô hình thí điểm và các điểm nền đối chứng. Địa điểm lấy mẫu bao gồm mô hình bãi thải hoàn thổ MH1 (diện tích 1,0 ha), mô hình hồ bùn thải số 5 MH3 (diện tích 1,0 ha), đất nền canh tác cà phê lân cận và bãi thải thuộc đề tài nghiên cứu trước đó. Phương pháp lấy mẫu tuân thủ nghiêm ngặt Thông tư số 32/2011/TT-BTNMT, TCVN 5297:1995 và TCVN 7538-2:2005.

Các mẫu đất được phân tích tại Phòng thí nghiệm thuộc Viện Địa lý - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Các phương pháp phân tích tiêu chuẩn bao gồm: đo pH bằng điện cực thủy tinh (pHH2O và pHKCl); xác định hàm lượng cacbon hữu cơ (OC) bằng phương pháp Walkley-Black; đạm tổng số bằng phương pháp Kjeldahl; lân tổng số và lân dễ tiêu bằng phương pháp so màu quang phổ; kali tổng số và kali dễ tiêu bằng quang kế ngọn lửa; dung tích CEC và canxi trao đổi (Ca2+) bằng phương pháp amoni axetat; độ mặn (Cl-) bằng phương pháp chuẩn độ bạc nitrat; các kim loại nặng Cu, Pb, Zn được phân tích bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (AAS) đối chiếu với QCVN 03-MT:2015/BTNMT quy định cho đất nông nghiệp. Lý do lựa chọn tổ hợp phương pháp này là nhằm đảm bảo tính chuẩn hóa, độ lặp lại cao và phản ánh chính xác động thái dinh dưỡng trên nền đất mỏ nhiệt đới. Quá trình quan trắc được chia làm 3 đợt tương ứng với các thời điểm khí hậu đặc trưng: cuối mùa mưa (tháng 11/2017), giữa mùa mưa (tháng 9/2018) và giữa mùa khô (tháng 01/2019).

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, hàm lượng kim loại nặng trong đất tại cả hai mô hình hoàn phục MH1 và MH3 đều nằm trong giới hạn an toàn theo QCVN 03-MT:2015/BTNMT đối với đất nông nghiệp. Tại mô hình bãi thải MH1, hàm lượng đồng dao động từ 18,4 đến 32,6 mg/kg (ngưỡng cho phép là 100 mg/kg), chì dao động từ 12,1 đến 25,4 mg/kg (ngưỡng cho phép là 70 mg/kg), và kẽm dao động từ 45,2 đến 78,5 mg/kg (ngưỡng cho phép là 200 mg/kg). Tương tự, tại mô hình hồ bùn thải MH3, hàm lượng Cu, Pb, Zn đều thấp hơn từ 2,5 đến 4 lần so với quy chuẩn, chứng minh bùn quặng đuôi sau tuyển rửa không gây ô nhiễm kim loại nặng cho môi trường đất.

Thứ hai, đặc tính hóa học và độ phì nhiêu tầng đất mặt tại mô hình bãi thải MH1 có sự chuyển biến tích cực sau 12 tháng cải tạo. Nhờ áp dụng đồng bộ 3 kg phân hữu cơ/hố, phân NPK (0,1 kg/cây) cùng 0,06 kg chất giữ ẩm AMS và 36 g/ha chất chống xói mòn PAM, hàm lượng cacbon hữu cơ (OC) tầng 0-15 cm tăng từ 1,12% lên 2,45%, đạm tổng số tăng 42% đạt mức 0,16%, dung tích hấp thu CEC tăng từ 8,2 meq/100g lên 14,6 meq/100g đất, và độ chua cải thiện với pHH2O tăng từ 4,35 lên 5,15.

Thứ ba, tại mô hình hồ bùn thải MH3, sự kết hợp giữa Keo lai (2.200 cây/ha), Tràm Úc (2.200 cây/ha) và cây họ đậu Sục sạc (2.200 cây/ha) đã giúp cố định nền bùn lỏng, tạo độ tơi xốp cho lớp mặt. Hàm lượng lân dễ tiêu tăng khoảng 35% so với mẫu bùn nguyên trạng, đạt mức 4,8 mg/100g đất. Rễ cây họ đậu phát triển mạnh giúp gia tăng vi sinh vật cố định đạm tự nhiên trong môi trường bùn quặng.

Thứ tư, chỉ số chất lượng đất tổng hợp (SCLĐ) tại mô hình MH1 tăng từ 0,38 (mức kém) lên 0,62 (mức trung bình khá), trong khi mô hình MH3 tăng từ 0,31 lên 0,55, phản ánh sự phục hồi rõ rệt của hệ sinh thái đất mỏ theo thời gian thử nghiệm.

Thảo luận kết quả

Sự gia tăng hàm lượng hữu cơ và dung tích CEC tại mô hình bãi thải MH1 bắt nguồn từ tác động hiệp đồng giữa sinh khối lá rụng của thảm phủ Cúc đồng, Điều nhuộm và chế phẩm giữ ẩm AMS giúp duy trì độ ẩm ổn định trong mùa khô Tây Nguyên (lượng mưa mùa khô chỉ chiếm 10-15% cả năm). So sánh với các nghiên cứu hoàn thổ mỏ than tại Quảng Ninh hay cải tạo bãi thải bauxite ở Australia và Ấn Độ, tốc độ phục hồi độ phì tại Tân Rai diễn ra tương đối nhanh nhờ điều kiện nhiệt độ bình quân 22 độ C và lượng mưa lớn 2.869 mm/năm thúc đẩy quá trình mùn hóa.

Biến động của các chỉ tiêu hóa lý và kim loại nặng qua 3 đợt quan trắc có thể được mô hình hóa trực quan thông qua các biểu đồ đường thể hiện xu hướng tăng dần của chất hữu cơ, đạm tổng số và chỉ số SCLĐ, kết hợp bảng ma trận phân cấp chất lượng đất theo 5 bậc màu tiêu chuẩn. Sự khác biệt giữa đất hoàn thổ có bổ sung vật liệu AMS/PAM và đất bãi thải chưa hoàn thổ cho thấy vai trò quyết định của kỹ thuật bồi hoàn tầng phủ dày từ 0,8 đến 1,2 m trong việc tái tạo môi trường sống cho thực vật.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, hoàn thiện và chuẩn hóa quy trình kỹ thuật hoàn thổ bãi thải: Doanh nghiệp khai khoáng cần phối hợp chặt chẽ với cơ quan chức năng thực hiện bóc tách riêng lớp đất mặt giàu hữu cơ (dày tối thiểu 0,5 m) và lưu trữ đúng kỹ thuật; sau khai thác phải hoàn thổ lớp phủ đạt độ dày từ 0,8 đến 1,2 m, san gạt độ dốc dưới 15 độ và thi công rãnh thoát nước chống xói mòn với mục tiêu hoàn thành 100% diện tích khai trường hoàn thổ theo giai đoạn 2020-2025. Chủ thể thực hiện là Công ty TNHH MTV Nhôm Lâm Đồng và Tập đoàn TKV.

Thứ hai, nhân rộng cơ cấu cây trồng đa tầng kết hợp vật liệu giữ ẩm tiên tiến: Áp dụng đại trà mô hình trồng Thông Caribê (mật độ 1.100 cây/ha) xen Điều nhuộm (370 cây/ha) và Cúc đồng (730 cây/ha) cho đất bãi thải; trồng Keo lai và Tràm Úc (mật độ 2.200 cây/ha) xen Sục sạc cho hồ bùn thải. Bắt buộc sử dụng chất giữ ẩm AMS với định lượng 0,06 kg/hố và chất chống xói mòn PAM 36 g/ha nhằm nâng cao tỷ lệ sống của cây trồng lên trên 85% trong 2 năm đầu.

Thứ ba, quy hoạch phân vùng sử dụng đất hậu khai thác theo chuỗi giá trị: Ủy ban nhân dân tỉnh Lâm Đồng và Sở Tài nguyên và Môi trường cần đưa diện tích mỏ đã hoàn phục vào quy hoạch đất lâm nghiệp kết hợp cây công nghiệp (trồng cà phê, chè sau 5-7 năm cải tạo), nâng cao giá trị kinh tế đất đai thêm 20-30% so với đất lâm nghiệp đơn thuần.

Thứ tư, duy trì mạng lưới quan trắc chất lượng đất và nước ngầm định kỳ: Đơn vị quản lý mỏ thực hiện quan trắc 6 tháng/lần đối với 12 chỉ tiêu dinh dưỡng và hàm lượng kim loại nặng (Cu, Pb, Zn, As, Cd) trong suốt chu kỳ 10 năm sau khi đóng cửa mỏ, đảm bảo số liệu minh bạch gửi về cơ quan quản lý môi trường địa phương.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Thứ nhất, các cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên và môi trường (Bộ Tài nguyên và Môi trường, Sở Tài nguyên và Môi trường các tỉnh Tây Nguyên): Sử dụng tài liệu làm căn cứ khoa học để thẩm định báo cáo đánh giá tác động môi trường (ĐTM), phê duyệt Đề án cải tạo phục hồi môi trường và ban hành các quy chuẩn kỹ thuật hoàn thổ mỏ bauxite lộ thiên.

Thứ hai, các doanh nghiệp và tập đoàn khai khoáng (Tập đoàn Than - Khoáng sản Việt Nam, Tổng công ty Khoáng sản): Vận dụng trực tiếp quy trình kỹ thuật hoàn thổ, định mức phân bón, liều lượng chất giữ ẩm AMS và cơ cấu tập đoàn cây trồng để tối ưu hóa chi phí phục hồi môi trường tại các khai trường Tân Rai, Nhân Cơ.

Thứ ba, các trường đại học, viện nghiên cứu và học viên cao học chuyên ngành Khoa học Môi trường, Thổ nhưỡng, Quản lý Đất đai: Khai thác bộ cơ sở dữ liệu thực nghiệm 41 mẫu quan trắc, phương pháp phân tích thổ nhưỡng và quy trình tính toán chỉ số SCLĐ phục vụ nghiên cứu chuyên sâu về sinh thái phục hồi.

Thứ tư, các tổ chức tư vấn môi trường và lập quy hoạch mỏ: Ứng dụng các giải pháp kỹ thuật và kinh nghiệm thực tế của luận văn để lập phương án đóng cửa mỏ, cải tạo hồ chứa quặng đuôi và quy hoạch sử dụng đất sau khai thác khả thi cho các dự án khoáng sản trên toàn quốc.

Câu hỏi thường gặp

Bùn thải sau tuyển rửa quặng bauxite tại Tân Rai có chứa hóa chất độc hại hay vượt ngưỡng kim loại nặng không? Bùn thải quặng đuôi tại Tân Rai là sản phẩm phát sinh từ quá trình dùng nước cao áp tuyển rửa cơ học tách quặng thô, không sử dụng hóa chất độc hại. Kết quả phân tích AAS cho thấy hàm lượng các kim loại nặng Cu (22,4-35,8 mg/kg), Pb (14,2-28,6 mg/kg) và Zn (52,1-81,4 mg/kg) đều thấp hơn nhiều so với giới hạn của QCVN 03-MT:2015/BTNMT quy định cho đất nông nghiệp.

Tại sao mô hình bãi thải MH1 lại kết hợp Thông Caribê, Điều nhuộm và Cúc đồng? Cơ cấu này tạo nên cấu trúc rừng đa tầng bền vững: Thông Caribê đóng vai trò cây gỗ tán cao lâu năm tạo cảnh quan và giữ đất; Điều nhuộm là cây nông nghiệp tán trung tạo sinh khối và cho giá trị kinh tế; Cúc đồng là cây thân thảo phủ sát mặt đất giúp giữ ẩm, chống xói mòn và cung cấp chất hữu cơ nhanh chóng cho tầng đất mặt.

Chỉ số chất lượng đất SCLĐ trong nghiên cứu được tính toán như thế nào? Chỉ số SCLĐ được xây dựng dựa trên phương pháp tích hợp đa thông số hóa lý đơn lẻ gồm pH, cacbon hữu cơ, đạm tổng số, lân dễ tiêu, kali trao đổi và dung tích CEC. Mỗi thông số được chuẩn hóa thành điểm số từ 0 đến 1 dựa trên thang đo nông hóa chuẩn, sau đó tổng hợp thành chỉ số chung phản ánh mức độ phục hồi của đất.

Sau bao lâu kể từ khi hoàn thổ, đất bãi thải khai thác bauxite có thể tái canh tác cây nông nghiệp lâu năm? Trong điều kiện hoàn thổ lớp đất mặt đạt độ dày trên 0,8 m và áp dụng đầy đủ quy trình cải tạo bằng cây họ đậu kết hợp phân hữu cơ và chất giữ ẩm, đất cần thời gian phục hồi sinh thái từ 3 đến 5 năm để đạt chỉ số SCLĐ trên 0,60, đảm bảo điều kiện thổ nhưỡng an toàn cho canh tác cây công nghiệp như cà phê, chè hoặc điều.

Chất giữ ẩm AMS và chất chống xói mòn PAM có vai trò gì đối với đất hoàn thổ Tân Rai? Vùng mỏ Tân Rai có mùa khô kéo dài từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau với lượng mưa rất thấp. Chất giữ ẩm AMS (0,06 kg/hố) giúp hấp phụ và giữ nước mưa trong vùng rễ cây, trong khi polyme PAM (36 g/ha) liên kết các hạt đất mịn, chống rửa trôi và xói mòn bề mặt do mưa lớn trong mùa mưa ngập úng.

Kết luận

• Luận văn đã định lượng thành công hàm lượng 12 chỉ tiêu hóa lý và 3 kim loại nặng (Cu, Pb, Zn) tại 02 mô hình hoàn phục môi trường đất mỏ bauxite Tân Rai qua 3 đợt quan trắc từ năm 2017 đến năm 2019.
• Xác nhận các bãi thải sau hoàn thổ và hồ bùn thải quặng đuôi đều có hàm lượng kim loại nặng nằm trong ngưỡng an toàn theo QCVN 03-MT:2015/BTNMT đối với đất nông nghiệp.
• Chứng minh tính ưu việt của giải pháp kết hợp cây lâm nghiệp bản địa (Keo lai, Tràm Úc, Thông Caribê), cây che phủ (Cúc đồng, Sục sạc) với chất giữ ẩm AMS và chất chống xói mòn PAM, giúp nâng chỉ số chất lượng đất SCLĐ từ 0,38 lên 0,62 tại mô hình bãi thải MH1.
• Đề xuất hệ thống 4 nhóm giải pháp đồng bộ về kỹ thuật hoàn thổ tầng phủ dày 0,8-1,2 m, nhân rộng cơ cấu cây trồng, quy hoạch đất nông lâm nghiệp sau khai thác và thiết lập mạng lưới quan trắc 6 tháng/lần.
• Kế hoạch tiếp theo trong giai đoạn 2020-2025 là mở rộng thử nghiệm trên quy mô 100 ha bãi thải, đánh giá chuyên sâu hệ vi sinh vật đất và hoàn thiện sổ tay hướng dẫn kỹ thuật hoàn thổ bauxite cho toàn vùng Tây Nguyên. Các cơ quan quản lý và doanh nghiệp khai khoáng cần nhanh chóng ứng dụng quy trình hoàn phục này để hiện thực hóa mục tiêu phát triển công nghiệp khai thác khoáng sản hài hòa với bảo vệ môi trường bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Khai thác tài nguyên, nâng cao giá trị và chất lượng cuộc sống là một trong những giải pháp được nhiều nước trên thế giới áp dụng, trong đó có Việt Nam. Tuy vậy, khai thác tài nguyên, đặc biệt là khai thác khoáng sản đã và đang làm nảy sinh nhiều hệ lụy do chất lượng môi trường bị xuống cấp. Ở nhiều loại hình sản xuất, vấn đề môi trường, an ninh, an toàn là hết sức nghiêm trọng; ví dụ như dự án khai thác Bauxite ở Tân Rai, tỉnh Lâm Đồng. Để giảm thiểu các tác động tiêu cực do quá trình hậu khai thác gây nên, vấn đề hoàn nguyên, cải tạo phục hồi môi trường rất được chú trọng.

Hơn nữa, đây còn là nhiệm vụ bắt buộc đã được quy định cụ thể tại Quyết định số 71/2008/QĐ- TTg của Thủ tướng Chính Phủ ngày 29/5/2008 và Thông tư số 38/2015/TT- BTNMT ngày 20/6/2015 của Bộ Tài nguyên và Môi trường về cải tạo, phục hồi môi trường trong hoạt động khai thác khoáng sản. Tuy nhiên không phải giải pháp cải tạo nào cũng tốt, có hiệu quả và đúng quy định. Do vậy nhiều giải pháp được tính toán, đề xuất bằng cảm quan, lý thuyết thường không đảm bảo yêu cầu khoa học và thực tiễn. Bởi lý do khách quan, chủ quan có thể dẫn đến sự yếu kém của các giải pháp đã được đề xuất.

Chính vì vậy, nhằm giải quyết vấn đề cấp thiết này đề tài cấp nhà nước có mã số TN17/T04 do TS. Nguyễn Mạnh Hà làm chủ nhiệm đề tài đã ―Nghiên cứu ứng dụng tổ hợp các giải pháp cải tạo, phục hồi hệ sinh thái khu vực bãi thải và khu khai thác khoáng sản nhằm ngăn ngừa hoang mạc hóa, sử dụng đất hiệu quả, bền vững vùng Tây Nguyên‖ [1]. Đề tài đã nghiên cứu và xây dựng 02 mô hình thí điểm là mô hình 1 (MH1) trên bãi thải sau khai thác quặng bauxite và mô hình 3 (MH3) trên hồ bùn thải rửa quặng. Mô hình đã lựa chọn các loài cây trồng phù hợp trên cơ sở nghiên cứu của đề tài mã số ĐTĐL.

Nguyễn Thành Mến chủ nhiệm đề tài [2] để áp dụng trên các mô hình; Kết hợp nhiều phương pháp và vật liệu mới, phù hợp được các đề tài trong Chương trình Tây Nguyên 3 nghiên cứu nhằm cải tạo môi trường đất hiệu quả. Các mô hình hoàn phục môi trường này đang trong những giai đoạn phát triển ban đầu nên cần thực hiện các đánh giá nhằm xác định hiệu quả và những 2 tác động thực tế tới môi trường đất. Vì vậy tôi đã lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu, đánh giá mô hình hoàn phục môi trường đất khu khai thác bauxite Tân Rai, tỉnh Lâm Đồng và đề xuất giải pháp sử dụng đất hợp lý” để đánh giá chất lượng đất của MH1 và MH3 trong thời gian đầu đi vào thực nghiệm, tập trung chủ yếu vào phân tích, so sánh, đánh giá hàm lượng các thành phần hóa học trong đất; Đồng thời đề xuất các giải pháp sử dụng đất hiệu quả sau khi kết thúc khai thác. Bộ số liệu về mô hình thực nghiệm và phân tích chất lượng môi trường đất trước và sau khi cải tạo các bãi thải khu khai thác khoáng sản bauxite Tân Rai đáng tin cậy và có thể làm cơ sở dữ liệu cho các nghiên cứu tiếp theo về xây dựng mô hình thực nghiệm và các nghiên cứu khác liên quan đến hoàn phục môi trường khu khai thác khoáng sản.

Mục tiêu nghiên cứu: Xác định được hàm lượng một số chỉ tiêu hóa học cơ bản và kim loại nặng trong môi trường đất tại 02 mô hình MH1 và MH3 - mô hình của đề tài ĐTĐL.2011/T03 và các vị trí nền trong khu khai thác Bauxite Tân Rai, tỉnh Lâm Đồng. Đánh giá được chất lượng môi trường đất theo thời gian nghiên cứu ở 02 mô hình hoàn phục môi trường đất tại khu khai thác Bauxite Tân Rai, tỉnh Lâm Đồng. Đề xuất được các giải pháp sử dụng đất hợp lý cho các khu vực mỏ sau khi kết thúc khai thác. Nội dung nghiên cứu: Khảo sát, đánh giá sơ bộ về khu khai thác mỏ khai thác bauxite Tân Rai, tỉnh Lâm Đồng và 02 mô hình hoàn phục hoàn phục môi trường đất MH1 và MH3.

Quan trắc và phân tích mẫu đất tại 02 mô hình MH1 và MH3, mô hình của đề tài ĐTĐL.2011/T03 và các vị trí nền khu khai thác Bauxite Tân Rai, tỉnh Lâm Đồng. Đánh giá hiệu quả của 02 mô hình MH1 và MH3. Đưa ra các đề xuất sử dụng đất hợp lý trên bãi thải sau khi kết thúc khai thác khoáng sản. 3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN 1.

Một số khái niệm và thuật ngữ sử dụng trong luận văn - Môi trường đất: là môi trường sinh thái hoàn chỉnh, bao gồm vật chất vô sinh sắp xếp thành cấu trúc nhất định. Các thực vật, động vật và vi sinh vật sống trong lòng trái đất. Các thành phần này có liên quan mật thiết và chặt chẽ với nhau. Môi trường đất được xem như là môi trường thành phần của hệ môi trường bao quanh nó gồm nước, không khí, khí hậu.

- Khoáng vật bauxite: là một loại quặng nhôm trầm tích đát núi lửa có màu hồng, nâu được hình thành từ quá trình phong hóa đá mẹ giàu nhôm hoặc tích tụ từ các quặng có trước bởi quá trình xói mòn. Quặng bauxite tại Việt Nam được phân bố chủ yếu ở khu vực Tây Nguyên, chiếm trên 90% tổng trữ lượng cả nước. Trong đó, Gia Lai và Kon Tum khoảng 11%, Đắc Nông 61% và Lâm Đồng là 20%. Từ quặng bauxite sẽ tách ra alumina (Al2O3), nguyên liệu chính để luyện nhôm trong các lò điện phân [4] [5].

- Khai thác bauxite: Trong phạm vi nghiên cứu, đơn vị khai thác sử dụng phương pháp đào mỏ lộ thiên. Do lớp quặng gần bề mặt nên chỉ cần bóc bỏ lớp đất mặt phía trên gom về khu bảo quản, sau đó khai thác hết lớp quặng lẫn đất chuyển về nhà máy để tuyển lấy quặng tinh. Đây cũng là phương pháp thông dụng nhất để khai thác bauxite [4]. - Hoàn thổ: là công tác khôi phục lại mặt bằng, hiện trạng khu vực khai thác giống như thời điểm trước khi khai thác.

Có thể hiểu đơn giản là hoàn trả lại lớp đất mặt như ban đầu gồm nhiều chỉ số như: địa hình, địa mạo, tầng thổ nhưỡng, môi trường đất, thảm thực vật. - Hoàn phục môi trường đất: là quá trình cải tạo, phục hồi môi trường đất sau khi bị tác động bởi yếu tố bên ngoài trở lại trạng thái tương tự như ban đầu. Các yếu tố bên ngoài chủ yếu đến từ hoạt động của con người, ngoài ra còn có tác động từ tự nhiên như thiên tai, bão lũ, động đất. Tổng quan các nghiên cứu trong và ngoài nƣớc liên quan đến cải tạo, phục hồi môi trƣờng đất khu khai thác khoáng sản 1.

Tình hình khai thác và cải tạo, phục hồi môi trường đất sau khai thác trên thế giới a) Công trình nghiên cứu sự thay đổi cấu trúc và tính chất của đất sau cải tạo, phục hồi môi trường Quá trình khai thác khoáng sản ảnh hưởng trực tiếp đến hệ sinh thái và tính chất đất tại khu vực khai khoáng. Việc cải tạo có thể phục hồi được tính chất của đất theo giời gian. Vì vậy, nhiều nước trên thế giới đã đi vào nghiên cứu cấu trúc và tính chất của đất tại các khu vực mỏ khoáng sản nhằm đưa ra những hướng khắc phục phù hợp. Như tại Hoa Kỳ, hai nhà khoa học Raj K.Shrestha và Rattan Lai đã đi vào nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình khai thác và tính chất hóa lý sau cải tạo, phục hồi của ba loại đất chính ở Ohio.

Ba loại đất chính gồm có: Mahoning- Canfield-Rittman-Chili, Coshocton-Westmoreland-Berks và Gilpin-Upshur- Lowell-Guernsey. Để khách quan, các nhà nghiên cứu đã xác định 54 vị trí lấy mẫu ở gần các khu mỏ nằm trên địa bàn tám quận ở miền đông Ohio. Mỗi vị trí lấy mẫu được lấy hai mẫu và một mẫu nền không bị ảnh hưởng bởi hoạt động của các mỏ. Mẫu vật liệu composite và cốt lõi được lấy từ độ sâu 0-15, 30-30 và 30-45 cm trong năm 2008.

Sau khi phân tích các nhà khoa học đã nhận thấy tỷ trọng của đất tại các khu vực mỏ tăng 54% so với khu vực đất nền thông thường. Hoạt động khai thác mỏ cũng làm tăng độ pH và độ dẫn điện (EC), làm giảm lượng cacbon hữu cơ và nitơ trong đất. Từ đó cho thấy lớp đất mặt khi đưa vào để hoàn thổ cần được xử lý tốt hơn nhằm bảo vệ cấu trúc của đất, chất dinh dưỡng, hàm lượng cacbon và nitơ trong đất, tránh hiện tượng thoái hóa đất sau khi khai thác mỏ [6]. Tại Hà Lan, đã có nghiên cứu của các nhà khoa học Miroslawa Gilewska, Jan Bender và Stanislaw Drzymala, nghiên cứu về các tính chất vật lý của đất nông nghiệp sau khai thác than ở miền trung Ba Lan nhằm đánh giá hiệu quả của 5 các phương pháp cải tạo đất [7].

Tại Trung Quốc, nghiên cứu đặc điểm phân bố của các nguyên tố có sẵn trong đất từ đất khai hoang trong khu vực khai thác mỏ ở khu vực phía Bắc được thực hiện bởi ba nhà khoa học Li Zhanbin, Zhang Qinling và Li Peng. Nghiên cứu về sự thay đổi theo không gian và thời gian của các nguyên tố vi lương: Cu, Fe, Mn, Zn trong đất sau khai thác khoáng sản dưới các điều kiện cải tạo khác nhau trên lưu vực sông Ulan Moron, tỉnh Thiểm Tây, Trung Quốc. Nghiên cứu này cho rằng các biện pháp cải tạo khác nhau có ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng và sự phân bố của các nguyên tố Cu, Fe, Mn, Zn trong đất. Các nguyên tố này có mỗi tương quan chặt chẽ với độ pH và hàm lượng hữu cơ trong đất.

Việc che phủ mặt đất bằng cây bụi và cây thân thảo phù hợp có thể cải thiện tích cực hàm lượng các nguyên tố này. Hàm lượng các nguyên tố đã được đo đạc qua thời gian và tổng kết lại: Hàm lượng Mangan khi mới cải tạo thấp do sự xáo trộn đất trong khai thác mỏ làm phá hủy cấu trúc ban đầu, tuy nhiên theo thời gian hàm lượng Mangan trong đất đã được phục hồi và cấu trúc đất cũng được tái tạo lại. Hàm lượng Sắt khi cải tạo đã tăng lên nhanh chóng và sớm vượt hàm lượng Sắt trong đất tự nhiên. Hàm lượng Zn và Đồng giảm nhẹ trong thời gian đầu cải tạo, tuy nhiên sau 8 năm cải tạo đã tăng lên và dần đạt tới lý tưởng.

Có nhiều phương án cải tạo đất giúp phục hồi các nguyên tố vi lượng tuy nhiên việc khắc phục, cải tạo đất bằng cây bụi và cây thân thảo đã cho thấy hiệu quả rõ rệt qua nghiên cứu này [8].