Đặt vấn đề Trong những năm gần đây nhờ đường lối đổi mới kinh tế của Đảng nhà nước đã, đang tạo điều kiện thuận lợi cho nền kinh tế phát triển nhanh chóng, vững chắc và mạnh mẽ. Cùng với sụ phát triển kinh tế kéo theo đó là các vấn đề môi trường diễn ra ngày càng phức tạp. Môi trường đang ở tình trạng báo động đặc biệt là ở những quốc gia đang phát triển nơi nhu cầu sống ngày càng xung đột mạnh mẽ với sụ cần thiết phải bảo vệ tài nguyên thiên nhiên và môi trường. Bất kì hoạt động kinh tế xã hội nào cũng như trong đời sống sinh hoạt con người đều phải sử dụng các nguồn năng lượng và tài nguyên khác nhau để tồn tại.
Mặc dù đã có nhiều chính sách các quy định được đưa ra để hạn chế đến mức thấp nhất việc suy thoái nguồn tài nguyên khoáng sản , nhưng để đáp ứng nhu cầu của cuộc sống con người vẫn cần phải sử dụng nó. Việc khai thác khoáng sản ảnh hưởng rất lớn đến vấn đề môi trường nó không chỉ gây ô nhiễm môi trường mà còn gây suy thoái tài nguyên và dẫn đến các sự cố môi trường nếu không khai thác một cách hợp lý , việc khai thác không chỉ ảnh hưởng đến môi trường trong khi khai thác mà nó còn ảnh hưởng lâu dài sau khi đã khai thác đó chính là nhưng khối lượng đất đá khổng lồ sau khai thác. Nếu những khối đất đá này không được sử lý nó sẽ tiềm ẩn các nguy cơ gây ô nhiễm và suy thoái môi trường. Theo nghiên cứu, có ít nhất 400 loài thuộc 45 họ thực vật có khả năng hấp thụ, tích lũy kim loại cao gấp hàng trăm lần so với các loài thực vật khác.
Và thực vật sau khi hấp thu kim loại nặng sẽ được thu hoạch và xử lý như xử lý chất thải nguy hại.Trong đó cỏ linh lăng là một loại cỏ có khả năng tích lũy n 2 kim loại nặng cao và đang được nghiên cứu ứng dụng xử lý đất nhiễm kim loại nặng tại rất nhiều nơi trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Xuất phát từ những vấn đề thực chất trên được sự đồng ý của Ban Giám Hiệu nhà trường, ban chủ nhiệm khoa Môi Trường , dưới sự hướng dẫn trực tiếp của cô giáo ThS. Trần Thị Phả em đã tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu ứng dụng sử dụng cỏ linh lăng (Medicago sativa) trong xử lý đất ô nhiễm sau khai thác khoáng sản tại vùng mỏ chì (Pb) – kẽm (Zn) Tú Lệ, huyện Văn Chấn, tỉnh Yên Bái. Mục đích nghiên cứu Thực hiện đề tài này để đánh giá khả năng xử lý đất bị ô nhiễm KLN (Zn, Pb, Cd, As) của cây cỏ linh lăng.
Mục tiêu của đề tài Đánh giá hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng trong đất tại vùng mỏ chì – kẽm Tú Lệ, huyện Văn Chấn, tỉnh Yên Bái. Đánh giá khả năng hấp thụ, tích lũy KLN của cỏ linh lăng; khả năng chống chịu, sống sót sau khi hấp thu và ảnh hưởng tới vùng đất trồng. Ứng dụng đưa vào thực tiễn xử lý triệt để vùng đất ô nhiễm sau khai thác khoáng sản trên diện rộng của cỏ linh lăng. Làm tăng diện tích đất canh tác sau khi xử lý.
Ý nghĩa của đề tài - Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học + Nâng cao kiến thức kĩ năng và rút ra kinh nghiệm thực tế phục vụ cho công tác nghiên cứu sau này. + Vận dụng và phát huy kiến thức đó vào thực tế + Là cơ hội để ứng dụng những kiến thức đã học đối với sinh viên vào thực tiễn qua đó sinh viên có khả năng phát triển sâu hơn rộng hơn đối với các lĩnh vực trong cuộc sống. n 3 -Ý nghĩa thực tiễn Đánh giá khả năng tích lũy KLN trong thân, rễ và lá của cỏ linh lăng. Đánh giá chất lượng môi trường đất sau khi sử dụng cỏ linh lăng.
n 4 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Cơ sở khoa học 2. Cơ sở lý luận * Khái niệm về 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=8,96), Cr (d=7,10), Fe (d=7,87), Hg (d=13,52), Mn (d=7,44), Ni (d=8,90), Zn (d=7,10),. Ngoài ra các á kim như As, Se cũng được xem như các KLN ((Bjerrgard M. * Khái niệm về ô nhiễm KLN trong đất. - Ô nhiễm KLN trong đất: Có một số hợp chất KLN bị thụ động và đọng lại trong đất, song có một số hợp chất có thể hoà tan dưới tác động của nhiều yếu tố khác nhau, nhất là do độ chua của đất, của nước mưa.
Điều này tạo điều kiện để các KLN có thể phát tán rộng vào nguồn nước ngầm, nước mặt và gây ô nhiễm đất. * Khái niệm về sinh vật chỉ thị môi trường đất bị ô nhiễm KLN. - Sinh vật chỉ thị môi trường đất bị ô nhiễm kim loại nặng: Khi đất bị ô nhiễm KLN đa số thực vật sinh trưởng và dẫn đến chết. Tuy nhiên, cũng có một số loài thực vật lại không bị chết, thậm chí có loài còn sinh trưởng, phát triển tốt.
Từ hiện tượng đó, người ta đã phân ra được 2 nhóm thực vật chỉ thị ô nhiễm KLN trong đất, đó là nhóm siêu chống chịu và siêu hấp thụ. * Hậu quả của ô nhiễm môi trường đất do KLN. Đất ô nhiễm gây tác động đến sức khỏe con người qua con đường tiếp xúc trực tiếp (qua da) hoặc qua con đường 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 n 5 chất độc hại, các KLN trong đất sẽ làm tăng khả năng hấp thụ các nguyên tố có hại trong cây trồng, vật nuôi và gián tiếp gây ảnh hưởng xấu tới sức khỏe con người hay làm thay đổi cấu trúc tế bào gây ra nhiều bệnh di truyền, bệnh về máu, bệnh ung thư… (Nguyễn Ngọc Nông, 2007) [11].
Cơ sở thực tiễn 2. Nguồn gây ô nhiễm KLN trong đất Có 2 nguồn ô nhiễm KLN chính là tự nhiên và nhân tạo: a. Nguồn tự nhiên. * Quá trình phong hóa đá.
Nguồn này phụ thuộc nhiều vào đá mẹ, hàm lượng tạo ra không lớn. Đá mẹ là nguồn cung cấp đầu tiên các nguyên tố khoáng và có vai trò quan trọng trong việc tích lũy các KLN trong đất. Trong những điều kiện xác định, phụ thuộc vào các loại đá mẹ khác nhau mà các đất được hình thành có chứa hàm lượng các KLN khác nhau (bảng 2.1: Hàm lượng của các kim loại điển hình trong các loại đá Đơn vị: (µg/g) Đá macma Đá trầm tích Nguyên tố Siêu bazơ Bazơ Granít Đá vôi Sa thạch Phiến sét Cr 2000-2980 200 4 10-11 35 90-100 Mn 1040-1300 1500-2200 400-500 620-1100 4-60 850 Co 110-150 35-50 1 0,1-4 0,3 19-20 Ni 2000 150 0,5 7-12 2-9 68-70 Cu 10-42 90-100 10-13 5,5-15 30 39-50 Zn 50-58 100 40-52 20-25 16-30 100-120 Cd 0,12 0,13-0,2 0,09-0,2 0,028-0,1 0,05 0,2 Sn 0,5 1-1,5 3-3,5 0,5-4 0,5 4-6 Hg 0,004 0,01-0,08 0,08 0,05-0,16 0,03-0,29 0,18-0,5 Pb 0,1-14 3-5 20-24 5,7-7 8-10 20-23 Nguồn: Levison, 1974 [20] n 6 Thường thì, hàm lượng của các kim loại trong đá macma nhiều hơn so với trong đá trầm tích, ước tính nguồn tự nhiên của các kim loại vi lượng trong đất thì có 95% thuộc đá macma và đá biến chất, 5% còn lại thuộc đá trầm tích. Trong đá trầm tích thì nguồn của các kim loại 80% là trong đá phiến sét, 15% trong đá sa thạch và 5% trong đá vôi.
Nguồn nhân tạo Ngoài nguồn từ quá trình phong hoá đá, có nhiều nguồn từ các hoạt động nhân sinh đưa kim loại vào đất. Bao gồm: Khai khoáng và luyện kim, các hoạt động công nghiệp, lắng đọng từ khí quyển, hoạt động sản xuất nông nghiệp, chất thải đưa vào đất. - Khai khoáng và luyện kim: Đây là nguồn mà hàm lượng kim loại nặng được đưa vào môi trường đất tương đối lớn. Hiện này các hoạt động này không ngừng gia tăng, dẫn đến sự phát thải của kim loại nặng trên toàn cầu.
Quá trình đào, vận chuyển và rác thải không được xử lí làm phân tán kim loại nặng do các khoáng bị phong hoá, rửa trôi do nước, gió là nguồn phát thải ra: As, Cd, Hg, Pb. Quá trình tinh chế, luyện kim phát thải ra As, Cd, Hg, Pb, Sb, Se. Ngành công nghiệp sắt, thép phát thải ra Cu, Ni, Pb. Các hoạt động khai mỏ thải ra một lượng lớn các KLN vào dòng nước và góp phần gây ô nhiễm cho đất.
Môi trường đất tại các mỏ khai thác vàng mới khai trương thường có độ kiềm cao (pH: 8-9), ngược lại các mỏ khai thác vàng cũ thường có độ axit mạnh (pH:2,5-3,5); dinh dưỡng đất thấp và hàm lượng KLN rất cao. Chất thải ở đây thường là nguồn gây ô nhiễm môi trường, cả phần trên bề mặt và dưới tầng đất sâu. Ở Úc, chất thải từ các mỏ vàng chứa hàm lượng KLN vượt tiêu chuẩn cho phép rất nhiều lần n 7 Bảng 2. Hàm lượng KLN trong chất thải của một số mỏ vàng điển hình tại Úc Hàm lượng KLN tổng số KLN (mg/kg) As 1120 Cu 156 Pb 353 Zn 283 (Nguồn: AZN, 1992) - Các hoạt động sản xuất công nghiệp Hiện này cũng không ngừng gia tăng do sự phát triển của các ngành công nghiệp : Nhựa (Co, Cr, Cd, Hg), Dệt (Zn, Al, Z, Ti, Sn), Vi điện tử (Cu, Ni, Cd, Zn, Sb), Chế biến gỗ (Cu, Cr, As), Tinh chế (Pb, Ni, Cr).
- Nguồn lắng đọng từ khí quyển Bao gồm nhiều nguồn khác nhau phát thải ra và lơ lửng trong không khí. Một số nguồn như: Hoạt động đô thị (Cd, Cu, Pb, Sn, Hg, V), luyện kim (As, Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Sb, Tl, Zn), khí thải từ động cơ xe (Mo, Pb (với Br và Cl), V), đốt nhiên liệu hoá thạch (As, Pb, Sb, Se, U, V, Zn, Cd). Có 2 con đường xâm nhập vào đất là lắng đọng khô và lắng đọng ướt. Các bụi kim loại có kích thước lớn thường lắng đọng khô, còn có kích thước nhỏ thì di chuyển xa và thường lắng đọng ướt (hoà tan trong nước mưa).
- Hoạt động sản xuất nông nghiệp Phân bón (As, Cd, Mn, U, V và Zn trong phân phốt phát), phân xanh (As và Cu trong phân của lợn và gia cầm, Mn và Zn trong phân xanh sử dụng của các trang trại), vôi (As, Pb), Thuốc bảo vệ thực vật (Cu, Mn, và Zn trong thuốc diệt nấm, As, Pb sử dụng cho cây ăn quả), Nước tưới (Cd, Pb, Se), sự ăn mòn kim loại các công cụ (Fe, Pb, Zn).