Luận án tiến sĩ nghiên cứu môi trường đất trong khai thác quặng sắt và đề xuất g

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM -------------- QUÁCH HOÀNG LONG NGHIÊN CỨU MÔI TRƯỜNG ĐẤT TRONG KHAI THÁC QUẶNG SẮT VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHỤC HỒI ĐẤT TẠI HUYỆN ĐỒNG HỶ, TỈNH THÁI NGUYÊN LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Thái Nguyên - 2021 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM -------------- QUÁCH HOÀNG LONG NGHIÊN CỨU MÔI TRƯỜNG ĐẤT TRONG KHAI THÁC QUẶNG SẮT VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHỤC HỒI ĐẤT TẠI HUYỆN ĐỒNG HỶ, TỈNH THÁI NGUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG MÃ SỐ: 9.01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. Đào Châu Thu Thái Nguyên - 2021 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng được ai công bố trên bất kỳ một tạp chí khoa học nào ở trong và ngoài nước hoặc đã sử dụng trong các luận văn, luận án để bảo vệ và nhận học vị. Tôi cũng xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc. Thái Nguyên, ngày 27 tháng 02 năm 2021 Nghiên cứu sinh Quách Hoàng Long ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành công trình này, ngoài sự cố gắng của bản thân, tôi đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ và động viên của nhiều tập thể, các nhà khoa học, đồng nghiệp và bạn bè.

Nhân dịp này, tôi xin bày tỏ lời cảm ơn đến tập thể các thầy, cô giáo của Khoa Môi trường, Khoa Quản lý Tài nguyên, Phòng Đào tạo, Ban giám hiệu, Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Thái Nguyên; Hội Khoa học đất Việt Nam, đã tạo mọi thuận lợi và tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án này. Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và kính trọng đến PGS. Đỗ Thị Lan - Trưởng khoa Khoa Môi trường, Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Thái Nguyên và PGS. Đào Châu Thu - Hội Khoa học đất Việt Nam, là những người thầy hướng dẫn khoa học cho đề tài luận án, đã có định hướng về nội dung, phương pháp giải quyết vấn đề trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận án này.

Tôi cũng xin được bày tỏ lời cảm ơn chân thành đến Ban giám đốc Sở Tài nguyên và Môi trường, UBND huyện Đồng Hỷ, UBND thị trấn Trại Cau tỉnh Thái Nguyên và Ban quản lý mỏ sắt Trại Cau, đã tạo thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình điều tra, thu thập số liệu, tài liệu và thực hiện các thí nghiệm, thực nghiệm mô hình của đề tài luận án. Cuối cùng xin được đặc biệt cảm ơn bạn bè và những người thân đã luôn động viên, khích lệ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong cuộc sống để hoàn thành kết quả nghiên cứu của luận án. Thái Nguyên, ngày 27 tháng 2 năm 2021 Nghiên cứu sinh Quách Hoàng Long iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN. ii MỤC LỤC.

iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT. vi DANH MỤC BẢNG. vii DANH MỤC HÌNH. ix MỞ ĐẦU.

Tính cấp thiết của đề tài. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài. Ý nghĩa khoa học.

Ý nghĩa thực tiễn. Đóng góp mới của luận án. TỔNG QUAN TÀI LIỆU. Cơ sở khoa học về môi trường đất sau khai thác khoáng sản.

Một số khái niệm về môi trường đất. Ô nhiễm môi trường đất. Khai thác khoáng sản và những tác động đến môi trường. Khoáng sản và khai thác khoáng sản.

Tác động gây ô nhiễm môi trường của hoạt động khai thác khoáng sản. Kim loại nặng và ô nhiễm do kim loại nặng trong đất. Kim loại nặng trong đất. Đất ô nhiễm kim loại nặng do khai thác khoáng sản.

Tình hình nghiên cứu, cải tạo môi trường đất sau khai thác khoáng sản trên Thế giới và ở Việt Nam. Tình hình nghiên cứu, cải tạo môi trường đất sau khai thác khoáng sản trên Thế giới. Tình hình nghiên cứu, cải tạo môi trường đất sau khai thác khoáng sản ở Việt Nam. Nhận xét từ nghiên cứu tổng quan và hướng nghiên cứu của đề tài .38 iv CHƯƠNG 2.

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu. Đối tượng nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu.

Nội dung nghiên cứu. Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của huyện Đồng Hỷ liên quan đến khai thác quặng sắt. Hoạt động khai thác quặng sắt ảnh hưởng đến môi trường đất của khu vực mỏ sắt Trại Cau. Đánh giá khả năng cải tạo đất sau khai thác quặng sắt của một số loài thực vật tại khu vực mỏ sắt Trại Cau.

Đề xuất giải pháp cải tạo đất sau khai thác quặng sắt. Phương pháp nghiên cứu. Khung nghiên cứu. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp.

Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp. Xác định các vị trí lấy mẫu phân tích đất, cây và các vị trí tiến hành các thực nghiệm. Phương pháp lấy mẫu phân tích, theo dõi các chỉ tiêu nghiên cứu. Phương pháp xử lý số liệu.

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN. Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của huyện Đồng Hỷ liên quan đến khai thác quặng sắt. Điều kiện tự nhiên. Điều kiện kinh tế xã hội.

Đánh giá chung về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của huyện Đồng Hỷ liên quan đến khai thác quặng sắt. Hoạt động khai thác quặng sắt ảnh hưởng đến môi trường đất của khu vực mỏ sắt Trại Cau. Khái quát mỏ sắt Trại Cau. Ảnh hưởng của khai thác quặng sắt đến hiện tượng sụt lún, mất nước tại khu vực mỏ.

Ảnh hưởng của hoạt động khai thác quặng sắt đến tính chất đất khu vực mỏ 74 3. Đánh giá khả năng cải tạo đất sau khai thác quặng sắt của một số loài thực vật tại khu vực mỏ sắt Trại Cau. Điều tra sự hiện diện và đặc điểm thực vật học của một số loại cây mọc phổ biến trên đất vùng mỏ sắt Trại Cau. Đánh giá khả năng thu hút kim loại nặng của một số loại cây mọc trong đất khu vực mỏ sắt Trại Cau.

Tiến hành thí nghiệm và khảo sát mô hình sử dụng các loại cây tự nhiên và cây trồng có khả năng phục hồi đất sau khai mỏ. Đề xuất giải pháp phục hồi đất sau khai thác quặng sắt. Căn cứ đề xuất giải pháp. Giải pháp về chính sách.

Giải pháp về kỹ thuật .122 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .126 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN .127 TÀI LIỆU THAM KHẢO .128 PHỤ LỤC vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT GDP Tổng sản phẩm quốc nội HTX Hợp tác xã KLN Kim loại nặng MĐ Mẫu đất MĐC Mẫu đất và cây MC Mẫu cây PTNT Phát triển nông thôn QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam THCS Trung học cơ sở TNHH Trách nhiệm hữu hạn TKV Tập đoàn Than khoáng sản Việt Nam TNHH Trách nhiệm hữu hạn UBND Ủy ban nhân dân vii DANH MỤC BẢNG Bảng 1. Hiện trạng chất lượng môi trường đất tại một số mỏ ở Thái Nguyên. Các nguồn kim loại nặng từ một số hoạt động sản xuất công nghiệp. Hàm lượng KLN trong một số loại đất ở khu mỏ hoang Songcheon.

Hàm lượng kim loại nặng trong đất của một số mỏ tại Anh. Một số loài thực vật có khả năng tích luỹ kim loại nặng cao. Các loài thực vật có khả năng xử lý kim loại nặng ở Việt Nam. Lấy mẫu đất phân tích nhắc lại 3 lần ở các vị trí có cự ly khác nhau với khu khai thác mỏ.

Lấy mẫu đất phân tích nhắc lại 3 lần ở các khu đất khác nhau của mỏ. Lấy mẫu đất và cây phân tích đánh giá khả năng thu hút kim loại nặng của một số loại cây mọc trong đất khu vực mỏ sắt Trại Cau. Mô hình trồng keo tai tượng trên đất đã hoàn thổ sau khai thác. Nhiệt độ, ẩm độ không khí và lượng mưa bình quân theo tháng của Đồng Hỷ.

Bảng tổng hợp các mỏ quặng sắt khai thác trên địa bàn huyện Đồng Hỷ 57 Bảng 3. Các mỏ quặng sắt trên địa bàn huyện Đồng Hỷ theo doanh nghiệp quản lý. Danh sách các mỏ sắt đã kết thúc khai thác và hiện trạng sử dụng đất sau khi kết thúc khai thác. Hiện trạng sử dụng đất huyện Đồng Hỷ năm 2018.

Thống kê hố sụt, rạn nứt và mất nước khu mỏ Trại Cau. Thực trạng sụt lún đất, mất nước, rạn nứt công trình do khai thác mỏ. Một số tính chất lý học đất ở các vị trí so với khu vực khai trường. Một số tính chất hóa học đất ở các vị trí xa dần so với khu vực khai trường.

Kim loại nặng trong đất ở các vị trí xa dần so với khu vực khai trường 78 Bảng 3. Một số tính chất lý học đất ở các khu đất khác nhau của mỏ. Một số tính chất hóa học đất ở các khu đất khác nhau của mỏ. Kim loại nặng trong đất ở các khu đất khác nhau của mỏ.

Một số loại cây trồng, cây mọc tự nhiên trên vùng đất sau khai thác mỏ sắt. Đặc điểm thực vật học của cây Keo lá tràm. Đặc điểm thực vật học của cây Keo tai tượng. Đặc điểm thực vật học của cây cỏ Lau.

Đặc điểm thực vật học của cây Mua. Đặc điểm thực vật học của cây Dương xỉ. Đặc điểm thực vật học của cây cỏ Mần trầu. Đặc điểm thực vật học của cây Ngải dại.

Đặc điểm thực vật học của cây Đơn buốt. Kết quả phân tích hàm lượng một số kim loại nặng trong đất có cây mọc trên đất đó. Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong cây. Hệ số tích lũy sinh học của một số loại cây hấp thụ kim loại nặng.

Sinh khối (thân cành lá) của cây trồng trên đất sau khai khoáng. Một số tính chất lý học đất ở thí nghiệm cây trồng sau 2 năm. Một số tính chất hóa học đất ở thí nghiệm cây trồng sau 2 năm. Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong cây sau 02 năm trồng.

Kim loại nặng trong đất ở thí nghiệm cây trồng sau 2 năm. Sinh khối (thân cành lá) của keo tai tượng ở các mô hình trồng .