Đặt vấn đề Hiện nay ô nhiễm môi trƣờng đã trở thành vấn đề cấp bách của xã hội. Do nhiều nguyên nhân khác nhau mà môi trƣờng ngày càng bị ô nhiễm nghiêm trọng. Đặc biệt không thể không kể đến sự ô nhiễm môi trƣờng đất do hoạt động khai thác khoáng sản. Việt Nam nói chungvà tỉnh Thái Nguyên nói riêng có số lƣợng mỏ khoảng sản khá lớn.
Đất tại những vùng sau khi khai thác khoáng sản thƣờng bị suy thoái nghiêm trọng làm cho đất không có khả năng canh tác nông nghiệp hoặc nếu trồng đƣợc cây nông nghiệp thì hiệu quả thấp và sản phẩm nông nghiệp trồng trên đất này không đƣợc an toàn cho ngƣời sử dụng. Thực tế hiện nay, do điều kiện kinh tế phát triển và sản xuất nông nghiệp bằng cơ giới hóa, từ đó thói quen sử dụng phụ phẩm nông nghiệp của ngƣời dân đã thay đổi dẫn đến dƣ thừa một lƣợng rất lớn. Theo Báo Nông nghiệp Việt Nam ngày 05/03/2012, hoạt động sản xuất nông nghiệp phát thải trên 84,5 triệu tấn chất thải từ trồng trọt, chúng không đƣợc quản lý tốt ở khắp các vùng miền ở Việt Nam. Tình trạng vứt bỏ rơm rạ, trấu ở trên đồng ruộng, kênh rạch dẫn đến việc phân hủy chất hữu cơ tạo ra khí metan, ô nhiễm không khí, sự phân hủy chất hữu cơ làm rửa trôi photpho, kim loại nặng trong môi trƣờng đất gây ô nhiễm nguồn nƣớc.
Ngoài ra, việc đốt rơm, rạ không những gây ô nhiễm môi trƣờng, làm gia tăng khí nhà kính trong khí quyển mà còn ảnh hƣởng tới sức khỏe con ngƣời. Than sinh học là sản phẩm đƣợc nhiệt phân yếm khí từ các loại sinh khối hữu cơ giàu cacbon và có nhiều tác dụng trong sản xuất và đời sống.Không phải ngẫu nhiên mà than sinh học đƣợc các nhà khoa học ví nhƣ “vàng đen” của ngành nông nghiệp.Sự đề cao này xuất phát từ những đặc tính 2 ƣu việt của than sinh học trong việc cải thiện tính chất đất và nâng cao suất cây trồng. Ngoài ra, than sinh học có thể tồn tại nhiều năm trong đất với cấu trúc tơi xốp, diện tích bề mặt lớn và độ hấp phụ các chất cao nhờ đó còn đƣợc sử dụng để xử lý ô nhiễm trong môi trƣờng đất và môi trƣờng nƣớc bởi các tác nhân nhƣ: kim loại nặng, thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ,… Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó đƣợc sự nhất trí của Ban Giám hiệu nhà trƣờng, Ban chủ nhiệm khoa Môi trƣờng Trƣờng Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, dƣới sự hƣớng dẫn trực tiếp của ThS. Dƣơng Thị Minh Hòa, em tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu sử dụng than sinh học sản xuất từ phế phụ phẩm nông nghiệp để xử lý đất ô nhiễm kim loại nặng do khai thác khoáng sản”.Mục tiêu và yêu cầu của đề tài 1.
Mục tiêu của đề tài -Nghiên cứu thành phần, tính chất của than sinh học sản xuất từ rơm rạ. - Nghiên cứu ứng dụng than sinh học sản xuất từ rơm rạ để xử lý Pb di động trong đất ô nhiễm do khai thác khoáng sản. Yêu cầu của đề tài - Thí nghiệm đƣợc bố trí trong Phòng Thí nghiệm, đƣợc thực hiện, theo dõi, ghi chép cụ thể. - Việc bố trí công thức thí nghiệm phải thực hiện 1 cách ngẫu nhiên.
- Mẫu đƣợc lấy ngẫu nhiên. - Số liệu phải chính xác, khách quan. Ý nghĩa của đề tài 1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học - Giúp cho bản thân nắm đƣợc thực trạng ô nhiễm môi trƣờng đất do khai thác khoáng sản và việc sử dụng than sinh học trong xử lý đất ô nhiễm kim loại nặng.
- Nâng cao kiến thức, kỹ năng và rút ra nhiều kinh nghiệm thực tế phục vụ cho công tác sau này. - Vận dụng đƣợc các kiến thức đã học vào thực tiễn. Ý nghĩa thực tiễn - Góp phần cải tạo môi trƣờng đất, sử dụng phế phụ phẩm nông nghiệp bị dƣ thừa triệt để, cải thiện tính chất lý hóa của đất, cố định kim loại nặng và nâng cao năng suất nông nghiệp. - Góp phần giảm phát thải khí nhà kính thông qua hoạt động bón than sinh học trả lại cho đất.
4 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Cơ sở khoa học của đề tài 2. Cơ sở lý luận * Môi trƣờng là gì? Môi trƣờng là tập hợp tất cả các thành phần của thế giới vật chất bao quanh, có khả năng tác động đến sự tồn tại và phát triển của mỗi sinh vật. - Theo UNESCO,môi trƣờng đƣợc hiểu là “Toàn bộ các hệ thống tự nhiên và các hệ thống do con ngƣời tạo ra xung quanh mình, trong đó con ngƣời sinh sống và bằng lao động của mình đã khai thác tài nguyên thiên nhiên hoặc nhân tạo nhằm thỏa mãn những nhu cầu của con ngƣời” (Hoàng Văn Hùng, 2008) - Theo Luật Bảo vệ Môi trƣờng Việt Nam 2014, chƣơng 1, điều 3: “Môi trƣờng là hệ thống các yếu tố vật chất tự nhiên và nhân tạo có tác động đối với sự tồn tại và phát triển của con ngƣời và sinh vật” [10].
* Ô nhiễm môi trƣờng là gì? - Theo định nghĩa của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) thì “Ô nhiễm môi trƣờng là sự đƣa vào môi trƣờng các chất thải nguy hại hoặc năng lƣợng đến mức ảnh hƣởng tiêu cực đến đời sống sinh vật, sức khỏe con ngƣời hoặc làm suy thoái chất lƣợng môi trƣờng”. - Theo Luật Bảo vệ Môi trƣờng Việt Nam 2014, chƣơng 1, điều 8: “Ô nhiễm môi trƣờng là sự biến đổi của các thành phần môi trƣờng không phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật môi trƣờng và tiêu chuẩn môi trƣờng gây ảnh hƣởng xấu đến con ngƣời và sinh vật” [10]. 5 * Khái niệm ô nhiễm môi trƣờng đất: “ Ô nhiễm môi trƣờng đất đƣợc xem là tất cả các hiện tƣợng làm nhiễm bẩn môi trƣờng đất bởi các chất gây ô nhiễm”(Lƣơng Văn Hinh và cs, 2014)[5]. * Khái niệm kim loại nặng Kim loại nặng là thuật ngữ dùng để chỉ những kim loại có tỷ trọng lớn hơn 4 hoặc 5.
Chúng bao gồm: Pb (d=11,34), Cd (d=8,60), Ag (d=10,50), Bi (d=9,80), Co (d=8,90), Cu (d=8. Ngoài ra các á kim nhƣ As, Se cũng đƣợc xem nhƣ là các kim loại nặng. * Khái niệm ô nhiễm kim loại nặng trong đất - Ô nhiễm kim loại nặng trong đất: Có một số hợp chất kim loại nặng bị thụ động và đọng lại trong đất, song có một số hợp chất có thể hòa tan dƣới tác động của nhiều yếu tố khác nhau, nhất là do độ chua trong đất, của nƣớc mƣa. Điều này tạo điều kiện để các kim loại nặng có thể phát tán rộng vào nguồn nƣớc ngầm, nƣớc mặt và gây ô nhiễm đất.
- Hậu quả của ô nhiễm môi trƣờng đất do kim loại nặng:Đất ô nhiễm gây tác động đến sức khỏe con ngƣời tiếp xúc trực tiếp (qua da) hoặc qua đƣờng ăn uống (chất độc chuyển vào tế bào rau quả, khi ăn uống không rửa tay hoặc rau quả sạch sẽ. Sự tích tụ các chất độc hại, các kim loại nặng trong đất sẽ làm tăng khả năng hấp thụ các nguyên tố có hại cho cây trồng, vật nuôi và gián tiếp gây ảnh hƣởng xấu tới sức khỏe con ngƣời hay làm thay đổi cấu trúc tế bào gây ra nhiều bệnh di truyền, bệnh về máu, bệnh ung thƣ. Cơ sở pháp lý Các văn bản mang tính pháp lý liên quan đến lĩnh vực đề tài đang có hiệu lực: 6 - Luật Bảo vệ Môi trƣờng năm 2014 đƣợc Quốc hội nƣớc Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam khóa XIII kỳ họp thứ 7 thông qua ngày 23 tháng 6 năm 2014 và có hiệu lực thi hành từ ngày 01 tháng 01 năm 2015. - Luật số 60/2010/QH12: Luật Khoáng sản có hiệu lực thi hành từ ngày 01 tháng 07 năm 2010.
- Nghị định số 15/2012/NĐ-CP ngày 9/3/2012 của Chính Phủ vêf việc quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật khoáng sản. - Nghị định 19/2015/NĐ-CP Ngày 14/02/2015 của Chính phủ về việc quy định chi tiết thi hành một số điều trong Luật Bảo vệ môi trƣờng. - Thông tƣ 38/2015/TT-BTNMT: Thông tƣ về cải tạo, phục hồi môi trƣờng trong hoạt động khai thác khoáng sản có hiệu lực thi hành ngày 17 tháng 8 năm 2015. - QCVN 03: 2008/ BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về giới hạn cho phép kim loại nặng trong đất.
Cơ sở thực tiễn 2. Thực trạng khai thác khoảng sản trên thế giới vàViệt Nam 2. Trên thế giới Hoạt động khai thác khoáng sản đã phát triển mạnh từ thập kỷ trƣớc ở nhiều quốc gia giàu tài nguyên nhƣ Nga, Mỹ, Australia, Campuchia, Indonesia, Phillipines, Trung Quốc, Ấn Độ, … nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng gia tăng nguyên liệu khoáng của thế giới nhƣ quặng sắt, chì, kẽm, thiếc, than đá, đồng và các loại khoáng sản khác, mặc dù khai thác khoáng sản là nguồn thu quan trọng, thúc đẩy tăng trƣởng kinh tế của nhiều quốc gia, nhƣng ngành này cũng gắn liền với những tác động môi trƣờng và xã hội nghiêm trọng, đặc biệt là hiện tƣợng mất đất canh tác, xói lở, suy thoái tài nguyên rừng và nguồn nƣớc. 7 Do đặc thù, nên ngành khai thác khoáng sản là ngành sử dụng diện tích đất rất lớn.
Hoạt động khai thác khoáng sản dẫn tới suy thoái tài nguyên đất, tài nguyên rừng, tài nguyên nƣớc là rất lớn. Các phƣơng pháp khai thác mỏ hiện nay nhƣ nổ mìn hoặc khoan đều rất thô sơ.Tác động môi trƣờng tiêu cực từ khai mỏ thƣờng xảy ra ngay trong chính bản thân quá trình khai thác và các hoạt động liên quan nhƣ dọn mặt bằng mỏ, vận chuyển và chế biến quặng. Suy thoái rừng và ô nhiễm nƣớc do khai thác khoáng sản không chỉ tác động tới hệ sinh thái mà còn tác động tới sinh kế của ngƣời dân sống phụ thuộc vào nguồn tài nguyên này. Điều đáng tiếc là các công ty khai khoáng ở các nƣớc đang phát triển trên thế giới đều rất ít quan tâm đến tác động môi trƣờng.
Vấn đề này lại càng trở nên trầm trọng hơn bởi một thực tế là thỏa thuận khai thác khoáng sản giữa chính phủ và các doanh nghiệp còn thiếu minh bạch, và nỗ lực nhằm kiểm soát nghiêm minh các hoạt động khai khoáng còn bị làm ngơ do sức hấp dẫn của lợi nhuận mang lại. Những khu vực bị tàn phá do khai thác thƣờng bị bỏ quên, và tổn hại môi trƣờng hầu nhƣ không thể ngăn chặn đƣợc.