Issuu

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

LÊ KIM NGA

ẠO

U Y

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ---------------------------------------------

H Ư

Tên đề tài:

TR ẦN

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ Pb DI ĐỘNG TRONG ĐẤT SAU KHAI THÁC KHOÁNG SẢN BẰNG TRO BAY CỦA NHÀ MÁY

10 00

NHIỆT ĐIỆN CAO NGẠN

Hệ đào tạo Chuyên ngành Khoa Khóa học

: Chính quy : Khoa học môi trƣờng : Môi trƣờng : 2012 -2016

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THÁI NGUYÊN – 2016

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

LÊ KIM NGA

ẠO

U Y

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ---------------------------------------------

H Ư

Tên đề tài:

TR ẦN

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ Pb DI ĐỘNG TRONG ĐẤT SAU KHAI THÁC KHOÁNG SẢN BẰNG TRO BAY CỦA NHÀ MÁY

10 00

NHIỆT ĐIỆN CAO NGẠN

Í-

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

: Chính quy : Khoa học môi trƣờng : K 44 – KHMT – N01 : Môi trƣờng : 2012 -2016 : Th.S Dƣơng Thị Minh Hòa

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Hệ đào tạo Chuyên ngành Lớp Khoa Khóa học Giáo viên hƣớng dẫn

THÁI NGUYÊN – 2016

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

LỜI CẢM ƠN

thời gian để mỗi sinh viên sau giai đoạn học tập, nghiên cứu tại trường có

Thực hiện phương châm “Học đi đôi với hành”, thực hiện tốt nghiệp là

điều kiện củng cố và vận dụng kiến thức đã học vào thực tế. Đây là giai đoạn

U Y

không thể thiếu được đối với mỗi sinh viên của trường đại học nói chung và

trường Đại học Nông Lâm Thái nguyên nói riêng.

Với lòng kính trọng và bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành

ẠO

cảm ơn đến cô giáo Th.s Dương Thị Minh Hòa đã tận tình hướng dẫn và giúp

đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đề tài này.

H Ư

Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Nhà trường, Ban Chủ nhiệm khoa Môi trường, các thầy giáo, cô giáo, cán bộ khoa đã truyền đạt cho em những

TR ẦN

kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong qúa trình học tập và rèn luyện tại trường. Do thời gian có hạn, năng lực còn hạn chế nên khóa luận tốt nghiệp của

10 00

em không thể tránh khỏi những thiết sót. Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của quý thầy cô và các bạn để khóa luận tốt nghiệp của em

được hoàn thiện hơn.

Thái Nguyên, ngày..... tháng.... năm 2016 Sinh viên

Lê Kim Nga

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

Em xin chân thành cảm ơn!

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.2. Hàm lượng các kim loại trong bùn cống rãnh đô thị ........................ 8

Bảng 2.1. Hàm lượng của các kim loại điển hình trong các loại đá ................. 6

Bảng 2.3. Hàm lượng các KLN trong phân bón nông nghiệp .......................... 9

U Y

Bảng 2.4: Tiêu chuẩn tro bay theo ASTM C618 ............................................ 23

Bảng 2.5: Thành phần hóa học của tro bay theo vùng miền ........................... 24 Bảng 4.1 Nguyên, nhiên liệu sản xuất ............................................................ 40

ẠO

Bảng 4.2. Tình hình phát sinh tro, xỉ trong quá trình sản xuất ....................... 40

Bảng 4.3. Thành phần hoá học trung bình của tro đáy, tro bay ...................... 41

H Ư

Bảng 4.4. Đặc tính của tro bay Công ty nhiệt điện Cao Ngạn ........................ 42 Bảng 4.5. Diễn biến pH trong đất sau 4 tuần làm thí nghiệm......................... 42

TR ẦN

Bảng 4.6. Diễn biến pH trong đất sau 8 tuần làm thí nghiệm......................... 44 Bảng 4.7. Hiệu suất xử lý Pb di động trong đất bằng tro bay sau 4 tuần........ 45

10 00

Bảng 4.8. Hiệu suất xử lý Pb di động trong đất bằng tro bay sau 8 tuần........ 46 Bảng 4.9. Mối tương quan giữa pH và Pb di động sau 4 tuần ........................ 47

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

Bảng 4.10. Mối tương quan giữa pH và Pb di động sau 8 tuần ...................... 47

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

iii

Hình 2.1: Sự tương phản về kích thước .......................................................... 26

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.2: Biểu diễn đặc trưng dạng cầu của các hạt trong khoảng kích thước

U Y

thường thấy nhiều hơn .................................................................... 26

Hình 2.3: Cấu trúc hạt tro bay sau khi tiếp xúc ngắn với dung dịch HF ........ 27

Hình 4.1. Diễn biến pH trong đất sau 4 tuần làm thí nghiệm ......................... 43

ẠO

Hình 4.2. Diễn biến pH trong đất sau 8 tuần làm thí nghiệm ......................... 44

Hình 4.3. Mối tương quan giữa pH và Pb di động sau 4 tuần ........................ 47

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

Hình 4.4. Mối tương quan giữa pH và Pb di động sau 8 tuần ........................ 48

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Bộ Công nghiệp

Cacbon tổng số

CEC

Khả năng trao đổi ion trong đất

Ðộ dẫn điện

KLN

Kim loại nặng

KSVN

Khoáng sản Việt Nam

LSD

Sự sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

Trung bình

TCCS

Tiêu chuẩn cơ sở

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

THCS

Trung học cơ sở

10 00

TR ẦN

H Ư

ẠO

U Y

BCN

TTPT

Trung tâm phân tích Ủy ban nhân dân

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

UBND

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG ......................................................................................... ii

LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... i

DANH MỤC HÌNH ......................................................................................... iii

U Y

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................. iv

MỤC LỤC ......................................................................................................... v PHẦN 1. MỞ ĐẦU .......................................................................................... 1

ẠO

1.1. Đặt vấn đề................................................................................................... 1

1.2. Mục tiêu và yêu cầu của đề tài ................................................................... 2

H Ư

1.2.1. Mục tiêu của đề tài .................................................................................. 2 1.2.2. Yêu cầu của đề tài ................................................................................... 2

TR ẦN

1.3. Ý nghĩa của đề tài ....................................................................................... 2 PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................... 4

10 00

2.1. Cơ sở khoa học của đề tài .......................................................................... 4 2.1.1. Cơ sở lý luận ........................................................................................... 4

2.1.2. Cở sở thực tiễn ........................................................................................ 5

2.1.3. Cở sở khoa học ...................................................................................... 10

-L

Í-

2.1.4. Cơ sở pháp lý ........................................................................................ 11

ÁN

2.2. Hiện trạng đất sau khai thác khoáng sản ở Việt Nam và Thái Nguyên ... 12

2.2.1. Hiện trạng đất sau khai thác khoáng sản ở Việt Nam ........................... 12

ÀN

2.2.2. Hiện trạng đất sau khai thác khoáng sản ở Thái Nguyên ..................... 17

IỄ N

2.3. Các biện pháp xử lý đất sau khai thác khoáng sản trên thế giới và Việt Nam ................................................................................................................. 18 2.3.1. Các biện pháp xử lý đất sau khai thác khoáng sản trên thế giới ........... 18 2.3.2. Các biện pháp xử lý đất sau khai thác khoáng sản ở Việt Nam............ 20 2.4. Tổng quan về xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong đất bằng tro bay ......... 21 2.4.1. Giới thiệu về tro bay.............................................................................. 21

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

2.4.2. Nghiên cứu sử dụng tro bay xử lý kim loại nặng trong đất khai thác khoáng sản ....................................................................................................... 30

PHẦN 3. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN

CỨU ................................................................................................................ 31

U Y

3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................ 31

3.2. Địa điểm và thời gian thực hiện ............................................................... 31

3.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 31

ẠO

3.4. Phương pháp nghiên cứu và các chỉ tiêu phân tích .................................. 31

3.4.1. Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp .................................................. 31

3.4.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm.............................................................. 32

H Ư

3.4.3. Chỉ tiêu theo dõi và phương pháp lấy mẫu ........................................... 32

TR ẦN

3.4.4. Phương pháp phân tích .......................................................................... 33 3.4.5. Phương pháp xử lý số liệu..................................................................... 33

PHẦN 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ........................................................... 34

10 00

4.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội tại xã Hà Thượng ............................ 34

4.1.1. Điều kiện tự nhiên ................................................................................. 34

4.1.2. Khí hậu, thủy văn .................................................................................. 34

Í-

4.1.3. Tài nguyên đất đai ................................................................................. 35

-L

4.1.4. Điều kiện kinh tế - xã hội ...................................................................... 35

ÁN

4.2. Tình hình khai thác quặng thiếc và việc quản lý, sử dụng đất sau khai

thác thiếc trên địa bàn xã Hà Thượng ............................................................. 37

IỄ N

ÀN

4.2.1. Tình hình khai thác quặng thiếc ............................................................ 37 4.2.2. Hiện trạng quản lý và sử dụng đất sau khai thác thiếc.......................... 38 4.3. Hiện trạng phát sinh và đặc tính của tro bay từ Công ty nhiệt điện Cao Ngạn ................................................................................................................ 39 4.3.1. Giới thiệu về Công ty Nhiệt điện Cao Ngạn ......................................... 39 4.3.2. Hiện trạng phát sinh và đặc tính của tro bay ......................................... 39

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

vii

4.4. Nghiên cứu xử lý Pb di động trong đất sau khai thác khoáng sản bằng tro

4.4.1. Diễn biến pH trong đất trong khi nghiên cứu ....................................... 42

bay của Công ty nhiệt điện Cao Ngạn............................................................. 42

4.4.2.Kết quả xử lý Pb di động trong đất bằng tro bay sau 4 tuần thí nghiệm 45

U Y

4.4.3. Kết quả xử lý Pb di động trong đất bằng tro bay sau 8 tuần thí nghiệm... 46

4.4.4. Mối tương quan giữa pH và Pb di động sau 4 tuần nghiên cứu ........... 47

4.4.5. Mối tương quan giữa pH và Pb di động sau 8 tuần nghiên cứu ........... 47

ẠO

4.5. Đánh giá tác động của kết quả nghiên cứu .............................................. 48

4.5.1. Hiệu quả môi trường đất ....................................................................... 48

4.5.2. Hiệu quả kinh tế - xã hội ....................................................................... 49

H Ư

PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................... 50

TR ẦN

5.1. Kết luận .................................................................................................... 50 5.2. Kiến nghị .................................................................................................. 50

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

PHẦN 1 MỞ ĐẦU

1.1. Đặt vấn đề

Trong những thập kỷ gần đây vấn đề ô nhiễm kim loại nặng đã và đang

U Y

được nhiều người quan tâm hơn, nhưng nguồn chính gây ô nhiễm kim loại

nặng như: than, đốt dầu trong các nhà máy điện công nghiệp, công nghệ khai

khoáng, các nhà máy sản xuất phân, xi măng, khí xả động cơ đốt trong…

ẠO

Nhưng trong tất cả nguồn trên, nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng nhiều nhất

là do khai thác khoáng sản. Đất tại các vùng sau khi khai thác khoáng sản rất

nghèo nàn và suy thoái nghiêm trọng. Việc suy thoái và ô nhiễm môi trường

H Ư

đất đã làm cho những vùng đất này không có khả năng canh tác nông nghiệp

TR ẦN

hoặc nếu trồng được cây nông nghiệp nhưng hiệu quả thấp và sản phẩm nông nghiệp trồng trên đất này không an toàn cho người sử dụng. Một số nguyên tố

10 00

động vật và con người.

kim loại nặng có tính độc hại cao trong đất sau khai khoáng có thể gây hại tới

Bên cạnh đó, xã hội phát triển mạnh mẽ, nhu cầu về điện của người dân

tăng đã gây áp lực lên ngành Điện nước ta, đặc biệt là ngành nhiệt điện. Theo

Í-

quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011 - 2020, định hướng đến

-L

năm 2030, tổng công suất đạt khoảng 36.000MW (năm 2020) và sẽ tiêu thụ

ÁN

khoảng 67,3 triệu tấn than, khi đó lượng tro xỉ thải ra môi trường khoảng 20 -

25 triệu tấn. Lượng tro xỉ sẽ tăng lên 45 triệu tấn vào năm 2030 khi công suất

IỄ N

ÀN

nhiệt điện đốt than đạt 71.000MW. Cùng với sự phát triển đó, vấn đề tro xỉ trong đó tro bay chiếm 70% đã và đang là bài toán được đặt ra với nhiều cấp, ngành, nhà quản lý, hoạch định chính sách và các nhà khoa học tìm biện pháp quản lý cũng như tái sử dụng tro bay hiệu quả. Ngoài ra, kim loại nặng có thể tồn tại ở hai trạng thái là linh động và cố định. Để dễ dàng xử lý kim loại nặng trong đất ta phải tiến hành cố định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

các KLN và ngăn chặn chúng chuyển động sang trạng thái linh động. Do vậy,

nặng trong đất sau khai khoáng, các nguồn nguyên liệu này sẵn có và giá

cần sử dụng nguồn nguyên liệu như tro bay để hấp thụ và cố định kim loại

thành rẻ.

U Y

Chính vì vậy, với mong muốn cải tạo đất bạc màu, tăng năng suất cây

trồng, góp phần đảm bảo an ninh lương thực, cùng với tái sử dụng tro bay từ

các nhà máy nhiệt điện, góp phần bảo vệ môi trường. Xuất phát từ vấn đề

ẠO

thực tế trên, em tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu xử lý Pb di động

trong đất sau khai thác khoáng sản bằng tro bay của nhà máy nhiệt điện

H Ư

1.2.1. Mục tiêu của đề tài

TR ẦN

1.2. Mục tiêu và yêu cầu của đề tài

Cao Ngạn”.

- Đánh giá hiện trạng phát sinh và đặc tính của tro bay từ nhà máy nhiệt

điện Cao Ngạn.

10 00

- Nghiên cứu sử dụng tro bay của nhà máy nhiệt điên Cao Ngạn để xử

lý Pb di động trong đất sau khai thác khoáng sản.

1.2.2. Yêu cầu của đề tài

Í-

- Thí nghiệm được bố trí trong Phòng Thí nghiệm, được thực hiện, theo

-L

dõi, ghi chép cụ thể.

ÁN

- Việc bố trí công thức thí nghiệm phải thực hiện 1 cách ngẫu nhiên.

IỄ N

ÀN

- Mẫu được lấy ngẫu nhiên. - Số liệu phải chính xác, khách quan

1.3. Ý nghĩa của đề tài - Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học. + Nâng cao kiến thức, kỹ 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.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

+ 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.

- Ý nghĩa thực tiễn.

U Y

+ Xử lý đất khai khoáng bị nhiễm kim loại nặng bằng tro bay của nhà máy

nhiệt điện để giảm nguồn ô nhiễm môi trường.

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

ẠO

+ Tái sử dụng đất đã qua xử lý vào việc trồng cây nông nghiệp.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Cơ sở khoa học của đề tài

2.1.1. Cơ sở lý luận

U Y

- Ô nhiễm đất là gì?

Đất ô nhiễm bị gây ra bởi sự có mặt của hóa chất xenobiotic (sản

phẩm của con người) hoặc do các sự thay đổi trong môi trường đất tự

ẠO

nhiên. Nó được đặc trưng gây nên bởi các hoạt động công nghiệp, các hóa

chất nông nghiệp, hoặc do vứt rác thải không đúng nơi quy định. Các hóa

chất phổ biến bao gồm hydrocacbon dầu, hydrocacbon thơm nhiều vòng

H Ư

(như là naphthalene and benzo(a)pyrene), dung môi, thuốc trừ sâu, chì, và

TR ẦN

các kim loại nặng. Mức độ ô nhiễm có mối tương quan với mức độ công nghiệp hóa và cường độ sử dụng hóa chất.

- Khái niệm kim loại nặng là gì?

10 00

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),

-L

Í-

Mn (d=7,44),...[2]. Ngoài ra các á kim như As, Se cũng được xem như là các

ÁN

kim loại nặng (Bjerrgard M.H., Depledge J. M.,1991).

- Khái niệm về ô nhiễm kim loại nặng trong đất.

ÀN

Ô nhiễm kim loại nặng trong đất: Có một số hợp chất kim loại nặng bị

IỄ N

thụ động và đọng lại trong đất, song có một số hợp chất có thể hòa tan dưới tác động của nhiều yếu tố khác nhau, nhất là do độ chua trong đất, của nước mưa. Điều này tạo điều kiện để các kim loại nặng có thể phát tán rộng vào nguồn nước ngầm, nước mặt và gây ô nhiễm đất [10].

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Hậu quả của ô nhiễm môi trường đất do kim loại nặng.

các nhà khoa học vì tính chất bền vững của chúng. Ðộc tính của KLN đối với

Trong những năm gần đây, ô nhiễm KLN đã thu hút sự quan tâm của

sinh vật liên quan đến cơ chế oxy hóa và độc tính gen.

U Y

Đất ô nhiễm gây tác động đến sức khỏe con người tiếp xúc trực tiếp

(qua da) hoặc qua đường ăn uống (chất độc chuyển vào tế bào rau quả, khi ăn

ẠO

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 hưởng xấu tới sức khỏe con

H Ư

người hay làm thay đổi cấu trúc tế bào gây ra nhiều bệnh di truyền, bệnh về

TR ẦN

máu, bệnh ung thư...(Nguyễn Ngọc Nông, 2007) [10]. 2.1.2. Cở sở thực tiễn

10 00

2.1.2.1. Nguồn gây ô nhiễm KLN trong đất

Có 2 nguồn ô nhiễm KLN là tự nhiên và nhân tạo:

a. Nguồn tự nhiên.

* Quá trình phong hóa đá.

-L

Í-

Nguồn này phụ thuộc nhiều vào đá mẹ, hàm lượng tạo ra không lớn. Đá

ÁN

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 các điều kiện xác định, phụ

lượng các KLN khác nhau. (bảng 2.1).

IỄ N

ÀN

thuộc vào các loại đá mẹ khác nhau mà các đất được hình thành có chứa hàm

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bảng 2.1. Hàm lượng của các kim loại điển hình trong các loại đá Đơn vị: (µg/g)

Đá trầm tích

Siêu bazơ

Bazơ

Granít

Đá vôi

Sa thạch

Phiến sét

2000-2980

200

10-11

90-100

1040-1300

1500-2200

400-500

620-1100

4-60

110-150

35-50

0,1-4

0,3

19-20

2000

150

0,5

7-12

68-70

10-42

90-100

10-13

5,5-15

50-58

100

40-52

0,12

0,13-0,2

0,09-0,2

0,5

1-1,5

3-3,5

0,004

0,01-0,08

0,1-14

3-5

U Y

tố

Đá macma

Nguyên

ẠO

2-9

850

39-50

20-25

16-30

100-120

0,028-0,1

0,05

0,2

0,5-4

0,5

4-6

0,08

0,05-0,16

0,03-0,29

0,18-0,5

20-24

5,7-7

8-10

20-23

TR ẦN

H Ư

10 00

(Nguồn: Levison, 1974)

Thông thường, hàm lượng của các kim loại trong đá macma nhiều hơn

so với trong đá trầm tích, ước tích 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

-L

Í-

trầm tích. Trong đá trầm tích các kim loại chiếm 80% là trong đá phiến sét,

ÁN

15% trong đá sa thạch và 5% trong đá vôi.

b. Nguồn nhân tạo Ngoài nguồn từ quá trình phong hóa đá, có hiểu nguồn từ các hoạt động

IỄ N

ÀN

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 KLN được đưa vào môi trường đất tương đối lớn. Hiện nay các hoạt động này không ngừng gia tăng, dẫn đến sự phát

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

thải của KLN trên toàn cầu. Quá trình đào, vận chuyển và rác thải không được

nước, gió là nguồn phát thải ra: As, Cd, Hg, Pb. Quá trình tinh chế, luyện kim

xử lý làm phân giảm kim loại nặng do các khoáng bị phong hóa, rửa trôi do

phát thải ra: As, Cd, Hg, Pb, Sb, Se. Ngành công nghiệp sắt, thép phát thải ra

U Y

Cu, Ni, Pb.

Các hoạt động khai mỏ thải ra một lượng lớn các KLN vào dòng nước

và góp phần gây ô nhiễm môi trường đất. Môi trường đất tại các mỏ khai thác

ẠO

thường có 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. Chất thải (khí thải và bụi…) và nước thải của công nghệ này chưa

H Ư

nhiều kim loại nặng. Nước mưa rửa trôi cuốn theo các chất ô nhiễm từ các bãi

TR ẦN

khai thác cũng là nguyên nhân gây ô nhiễm đất về phía hạ lưu. - Các hoạt động sản xuất công nghiệp và nước thải đô thị

Tác động của quá trình công nghiệp và đô thị đến môi trường đất xảy ra

10 00

rất mạnh từ cuộc cách mạng công nghiệp ở thế kỉ 18-19, đặt biệt là trong

những thập niên gần đây. Các chất thải công nghiệp ngày càng nhiều và có

độc tính ngày càng cao, nhiều loại rất khó bị phân huỷ sinh học, đặc biệt là

Í-

các KLN. Các KLN có thể tích luỹ trong đất trong thời gian dài gây ra nguy

-L

cơ tiềm tàng cho môi trường [11].

ÁN

Các chất thải có khả năng gây ô nhiễm KLN trong đất ở mức độ lớn

như chất thải công nghiệp tẩy rửa, công nghiệp phân bón, thuốc bảo vệ thực Nước thải từ cống rãnh thành phố bao gồm cả nước thải sinh hoạt và

công nghiệp cũng chứa nhiều KLN (Bảng 1.5).

IỄ N

ÀN

vật, thuốc nhuộm, màu vẽ, thuộc da, pin, khoáng chất,... [11].

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bảng 2.2. Hàm lượng các kim loại trong bùn cống rãnh đô thị Khoảng giao động

Trung bình

1,1-230

1-3410

84-1700

800

1000-154000

32-9870

U Y

Nguyên tố

Mg/kg chất khô

260

(Nguồn: Logan, 1990)

ẠO

17000

Hiện nay cũng không ngừng gia tăng do sự phát triển của các ngành

H Ư

công nghiệp: Nhựa (Co, Cr, Cd, Hg), dệt (Zn, Al, Z, Ti, Sn), vi điện tử (Cu,

TR ẦN

Ni, Cd, Zn, Sb), chế biến gỗ (Cu, Cr, As)… - Nguồn lắng động từ khí quyển

Bao gồm nhiều nguồn khác nhau phát thải ra và lơ lửng trong không

10 00

khí. Một số nguồn như: Hoạt động đô thị (Cd, Cu, Pb, Sn, Hg), Luyện kim

(As, Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Sb, Tl, Zn…), khí thải từ động cơ xe (Mo, Pb,

Br, Cl…), đốt nhiên liệu hóa thạch (As, Pb, Sb, Se, U, V, Zn, Cd…). Có 2 con

Í-

đường xâm nhập vào đất là lắng đọng khô và lắng đọng ướt. Các bụi kim loại

-L

có kích thước lớn thường lắng đọng khô, còn kích thước nhỏ thì di chuyển xa

ÁN

và thường lắng đọng ướt (hòa tan trong nước mưa).

IỄ N

ÀN

- Ô nhiễm đất do việc đổ đống rác thải tái sử dụng. - Chất thải rắn công nghiệp từ các nhà máy sản xuất pin (chứa nhiều Ni,

Cd, Hg) và bình acquy xe hơi (nhiều Pb), các lò đốt rác công nghiệp… đã làm tăng lượng một số kim loại nặng trong đất.Theo Nguyễn Thị An Hằng (1998), thì sự tác động của nước thải nên đất khu vực công ty pin Văn Điển có dấu hiệu ô nhiễm Zn cao, hàm lượng Zn chiết xuất HNO3 1N rất cao, dao động trong khoảng 198,76-268,25 ppm [7].

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Chôn lấp rác thải sinh hoạt gây nên tình trạng ô nhiễm môi trường KLN trong đất.

- Bùn lắng trong các nhà máy xử lý nước thải thường chứa nhiều kim

loại độc hại, khi chôn lấp sẽ đưa ra một lượng KLN vào đất.

U Y

- Hoạt động sản xuất trong 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

ẠO

của các trang trại), vôi (As, Pb), thuốc bảo vệ thực vật (Cu, Mn, 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). Hàm lượng KLN trong các loại phân

H Ư

bón khá cao. Số lượng và hàm lượng các KLN được đưa vào đất từ sản xuất

TR ẦN

nông nghiệp như sau:

Bảng 2.3. Hàm lượng các KLN trong phân bón nông nghiệp Phân

loại

Photpho

Nitơ

<1-1200

2-120

0,1-190

Hg Pb

Phân

cống thải

chuồng

tƣới

BVTV

0,1-24

2-30

<1-25

<10

3-30

<1-100

<0,1-9 <0,05-0,1

2-3000

<0,01-0,8

<0,05

0,01-2

0,3-3

<1-56

<0,01-0,2

0,6-6

4-1000

2-120

20-1250

2-7000

0,4-16

<20

11-26

<1-10

2-44

<0,1-0,5

0,5-25

<0,1

1-17

0,2-2,4

<0,05

20-23

0,2

-L

Í-

ÁN

TO ÀN Đ IỄ N D

Nƣớc Thuốc

Bùn

Đá vôi

Phân

10 00

Kim

(Nguồn: Lê Văn Khoa, 2004) [9] Cadimi có trong nhiều nguyên liệu dùng để sản xuất phân lân và vôi. Hàm lượng Cu, Zn, Pb, trong các loại phân hoá học (urê, Ca(HCO3)2, SunfatFe, Cu...) và khối lượng KLN nhiễm vào đất theo đường phân bón là

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

rất lớn. Khả năng ngấm, rửa trôi và cây không hấp thụ hết là nguyên nhân gây ô nhiễm, suy thoái chất lượng đất.

2.1.2.2. Tính độc của Chì (Pb)

Chì là nguyên tố màu xám xanh, rất mềm, có thể cắt bằng dao. Hàm

U Y

lượng chì trong vỏ Trái đất là 10-20mg/kg, trong nước biển là 0,03g/m3. Hàm

lượng chì có trong các đá khoảng vài mg/kg, trong đất chì dao động từ vài

chục đến 200mg/kg. Chì được coi là nguyên tố độc đối với hầu hết các sinh

ẠO

vật. Sự có mặt của chì làm giảm hoạt động của vi sinh vật đất, gây rối loạn

quá trình tuần hoán nitơ…[8].

Là nguyên tố KLN có khả năng linh động kém có thời gian bán hủy

H Ư

trong đất từ 800-6000 năm. Theo thống kê của nhiều tác giả hàm lượng chì

TR ẦN

trong đất trung bình từ 15-25 ppm. Ở trong đất, Pb thường nằm ở dạng phức chất bền với các anion (CO2, Cl, SO3, PO4). Trong môi trường trung tính hoặc

kiềm, Pb tạo thành PbCO3 hoặc Pb3(PO4)2 ít làm ảnh hưởng đến cây trồng.

10 00

Trong đất chì có độc tính cao, hạn chế hoạt động của các vi sinh vật và tồn tại

khá bền vững dưới dạng phức hệ với các chất hữu cơ. Khả năng hấp thụ của

chì tăng dần đến pH mà tại đó hình thành kết tủa Pb(OH)2, sự hòa tan của Pb

Í-

rong đất tăng lên do quá trình axit hóa trong đất chua [8].

-L

2.1.3. Cở sở khoa học

ÁN

Kim loại nặng có thể tồn tại ở hai trạng thái là linh động và cố định. Để

dễ dàng xử lý kim loại nặng trong đất ta phải tiến hành cố định các KLN và

IỄ N

ÀN

ngăn chặn chúng chuyển động sang trạng thái linh động. Tro bay của nhà máy nhiệt điện Cao Ngạn có pH = 8,4 có tính kiềm

cao, có thể làm tăng lên lượng pH trong đất từ đất chua thành đất trung tính. Làm giảm lượng Pb di động trong đất nhờ sự chênh lệch pH, giảm khả năng linh động của các KLN trong đất.Do vậy, cần sử dụng nguồn nguyên liệu như

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

tro bay để hấp thụ và cố định kim loại nặng trong đất sau khai khoáng, các nguồn nguyên liệu này sẵn có và giá thành rẻ.

2.1.4. Cơ sở pháp lý

- Luật Bảo vệ Môi trường năm 2014 được Quốc hội nước Cộng hòa xã

năm 2014 và có hiệu lực thi hành từ ngày 01 tháng 01 năm 2015;

U Y

hội chủ nghĩa Việt Nam khóa XIII kỳ họp thứ 7 thông qua ngày 23 tháng 6

- Luật Khoáng sản năm 2010 tại kỳ họp thứ 8, Quốc hội khoá 12 đã

ẠO

chính thức thông qua Luật Khoáng sản năm 2010.

- 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 trường.

TR ẦN

quy định về chất thải rắn.

H Ư

- Nghị định 38/2015/NĐ-CP Ngày 24 tháng 4 năm 2015 của chính phủ - Thông tư số 38/2015/TT-BTNMT Ngày 30 tháng 6 năm 2015 của Bộ

10 00

khai thác khoáng sản.

Tài nguyên Môi trường về việc cải tạo, phục hồi môi trường trong hoạt động

- Quyết định số 05/2008/QĐ-BCT ngày 04/03/2008 của Bộ Công thương

phê duyệt quy hoạch phân vùng thăm dò, khai thác, chế biến và sử dụng quặng

Í-

thiếc, vonfram, antimony giai đoạn 2007-2015, có xét đến năm 2025.

-L

- Quyết định số 16/2008/QĐ-BTNMT Ngày 31 tháng 11 năm 2008 của Bộ

ÁN

Tài nguyên môi trường ban hành Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường.

- QCVN 03:2008/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về giới hạn

- QCVN 07:2009/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về ngưỡng

chất thải nguy hại.

IỄ N

ÀN

cho phép của kim loại nặng trong đất.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

2.2. Hiện trạng đất sau khai thác khoáng sản ở Việt Nam và Thái Nguyên 2.2.1. Hiện trạng đất sau khai thác khoáng sản ở Việt Nam

Việt Nam có nguồn tài nguyên khoáng sản phong phú và đa dạng. Cho

đến nay, chúng ta đã xác định được hơn 5000 điểm quặng với trên 60 loại

U Y

khoáng sản có ích với quy mô trữ lượng khác nhau. Tiềm năng phát triển của

ngành khai thác khoáng sản kim loại của Việt Nam là rất to lớn, mở ra nhiều cơ

hội phát triển cho các ngành công nghiệp có liên quan cũng như tạo công ăn

ẠO

việc làm cho một lực lượng lao động đáng kể ở các vùng có các hoạt động khai

thác khoáng sản mà phần lớn nằm ở vùng nông thôn, miền núi, vùng sâu vùng

xa. Tuy nhiên đi đôi với sự phát triển của ngành công nghiệp khai thác và chế

H Ư

biến khoáng sản những thách thức về vấn đề môi trường cũng trở nên nghiêm

TR ẦN

trọng và cấp bách hơn. Cùng với sự phát triển của ngành khai thác khoáng sản là sự gia tăng tất yếu của các tác động môi trường trong đó có vấn đề nổi cộm

là làm hoang hóa và thoái hóa một diện tích lớn đất dân cư, đất nông nghiệp,

10 00

đất lâm nghiệp và đất hữu ích nói chung (Lưu Thế Anh, 2007) [1].

Tính riêng, kim ngạch xuất khẩu nhóm hàng nhiên liệu, khoáng sản

tháng 9 ước đạt 1,07 tỷ USD, tăng 16% so với tháng 8 và tăng 47,5% so với

Í-

cùng kỳ năm 2011. Trừ than đá, các mặt hàng khác trong nhóm đều tiếp tục

-L

gặp thuận lợi về giá xuất khẩu.

ÁN

Lượng xuất khẩu của các mặt hàng cũng tăng so với tháng trước khiến

IỄ N

ÀN

cho kim ngạch xuất khẩu tháng 9 tăng 16% so với tháng 8. Tính chung 9 tháng đầu năm, kim ngạch xuất khẩu của cả nhóm tăng

4,8% so với cùng kỳ, trong đó dầu thô tăng 14,7%, quặng và khoáng sản khác tăng 2,5%, hai mặt hàng còn lại là than đá giảm 27% và xăng dầu giảm 5%. a. Quặng sắt:

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Ở Việt Nam hiện nay đã phát hiện và khoanh định được trên 216 vị trí có quặng sắt, có 13 mỏ trữ lượng trên 2 triệu tấn, phân bố không đều, tập

trung chủ yếu ở vùng núi phía Bắc.

Trong tất cả các mỏ quặng sắt của Việt Nam, đáng chú ý nhất là có hai

U Y

mỏ lớn đó là mỏ sắt Quý Xa ở Lào Cai và mỏ sắt Thạch Khê ở Hà Tĩnh. Hàng

năm, số lượng quặng sắt khai thác và chế biến ở Việt Nam đạt từ 300.000 –

450.000 tấn. Công suất khai thác của mỏ hiện nay là thấp hơn rất nhiều so với

ẠO

công suất thiết kế được phê duyệt. Công nghệ và thiết bị khai thác, chế biến ở

mức trung bình, một số thiết bị khai thác cũ và lạc hậu, nên công suất bị hạn

chế và không đảm bảo khai thác hết công suất theo các dự án được phê duyệt

H Ư

Các mỏ cấp giấy phép tận thu không có thiết kế khai thác, hoặc có

TR ẦN

nhưng khi khai thác không theo thiết kế. Vì chạy theo lợi nhuận trước mắt, các doanh nghiệp khai thác tận thu đã làm tổn thất tài nguyên (Không thu

được quặng cám cỡ hạt từ 0-8mm) và môi trường bị ảnh hưởng.

10 00

Năng lực khai thác quặng sắt hiện nay có thể đáp ứng sản lượng là

500.000 tấn/năm. Thị trường quặng sắt hiện nay: 80% sử dụng trong nước,

Í-

b. Bô xít

chủ yếu là để luyện thép, còn 20% xuất khẩu.

-L

Nước ta có tiềm năng rất lớn về quặng bôxít với tổng trữ lượng và tài

ÁN

nguyên dự báo đạt khoảng 5,5 tỷ tấn, phân bố chủ yếu ở tỉnh Đắc Nông, Lâm

IỄ N

ÀN

Đồng, Gia Lai, Bình Phước,… Nhìn chung, nước ta có trữ lượng tài nguyên bôxít lớn, chất lượng tương

đối tốt, phân bố tập trung, điều kiện khai thác thuận lợi. Mặt khác, thị trường cung – cầu sản phẩm alumin trên thị trường thế giới hiện nay rất thuận lợi cho phát triển ngành công nghiệp nhôm ở nước ta. Bên cạnh nước ta là Trung Quốc có nhu cầu nhập khẩu rất lớn về alumin, hàng năm khoảng 5-6 triệu tấn alumin. Do vậy, cần

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

phải khai thác và chế biến sâu bôxít, điện phân nhôm để phát triển ngành công nghiệp nhôm phục vụ sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước.

c. Quặng titan:

1. Tài nguyên quặng titan:

U Y

Theo kết quả điều tra, thăm dò địa chất, cho tới nay đã phát hiện 59 mỏ

và điểm quặng titan, trong đó có 6 mỏ lớn có trữ lượng từ 1 đến 5 triệu tấn, 8

mỏ trung bình có trữ lượng > 100.000 tấn và 45 mỏ nhỏ và điểm quặng.

ẠO

Xét về tổng thể, quặng titan Việt Nam không nhiều, nhưng đủ điều kiện

để phát triển ngành titan đồng bộ từ khâu khai thác và chế biến sâu với quy

mô công nghiệp không lớn, đáp ứng nhu cầu trong nước, thay nhập khẩu, có

H Ư

hiệu quả hơn nhiều so với xuất khẩu quặng tinh và nhập khẩu pigment,

TR ẦN

ilmenhit hoàn nguyên và zircon mịn ngay trước mắt và lâu dài cho các ngành công nghiệp.

2. Hiện trạng khai thác và chế biến quặng titan:

10 00

Do thuận lợi về mặt tài nguyên, công nghệ và thiết bị đơn giản và có

thể tự chế tạo trong nước, vốn đầu tư không lớn, có thị trường, lợi nhuận cao

cho nên khai thác, chế biến và xuất khẩu quặng titan Việt Nam đang phát

Í-

triển. Ngành Titan hoạt động với giá trị xuất khẩu quặng tinh titan 20-30 triệu

-L

USD/năm, có hiệu quả kinh tế đáng kể, đặc biệt có ý nghĩa kinh tế xã hội với

ÁN

nhiều địa phương suốt dọc ven biển từ Thanh Hoá đến Bình Thuận.

Tuy nhiên trong những năm gần đây, do quản lý không chặt chẽ, và lợi

IỄ N

ÀN

dụng hình thức “khai thác tận thu” đơn vị khai thác và chế biến quặng titan, chỉ đầu tư nửa vời, tách được ilmenhít, phần còn lại giàu zircon rutin và momazít được bán ra nước ngoài ở dạng thô, trong đó có cả các đơn vị không đủ khả năng, năng lực chuyên môn, kinh nghiệm quản lý, khai thác bừa bãi bất hợp pháp, “nhảy cóc” gây lãng phí tài nguyên, gây tác động xấu đến môi trường, gây tình trạng tranh chấp trong sản xuất và thị trường. Chế biến quặng

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

tinh và nghiền mịn zircon mới được thực hiện ở số ít doanh nghiệp khai thác và chế biến quặng titan.

Tóm lại, có thể đánh giá hiện trạng công nghệ khai thác và tuyển quặng

titan ở Việt Nam như sau:

U Y

- Tài nguyên trữ lượng quặng titan – zircon của Việt Nam không nhiều,

chiếm khoảng 0,5% của thế giới.

- Ngành Titan Việt Nam đã làm chủ hoàn toàn được công nghệ khai thác

ẠO

và tuyển quặng titan, các chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật đạt mức tiên tiến của khu vực

và thế giới, thu được các quặng tinh riêng rẽ, đạt tiêu chuẩn xuất khẩu.

- Thiết bị cho công nghệ tuyển và phụ trợ hoàn toàn có thể sản xuất

H Ư

trong nước với chất lượng khá tốt và giá thành rất cạnh tranh về thiết bị khai

TR ẦN

thác chỉ nhập thiết bị xúc bốc như máy đào, gạt, ôtô vận tải. Tuy nhiên, hiện nay nước ta chưa có công nghệ chế biến sâu quặng titan.

- Ngành Titan phát triển thiếu quy hoạch, mất cân đối, chưa có công

10 00

nghệ chế biến sâu, hiện nay đang phải xuất quặng tinh, nhưng đang phải nhập

khẩu các chế phẩm từ quặng titan cho nhu cầu trong nước với mức độ tăng.

d. Quặng thiếc:

Í-

Ở nước ta, thiếc được khai thác sớm nhất tại vùng Pia Oắc – Cao Bằng

-L

khoảng cuối thế kỷ XVIII. Đến 1945, người Pháp đã khai thác khoảng 32.500

ÁN

tấn tinh quặng SnO2. Sau hoà bình lập lại, mỏ thiếc Tĩnh Túc Cao Bằng được

Liên Xô (cũ) thiết kế và trang bị bắt đầu hoạt động từ 1954. Đây cũng là mỏ

IỄ N

ÀN

thiếc lớn đầu tiên khai thác, chế biến có quy mô công nghiệp. Công nghệ khai thác ở các mỏ quy mô công nghiệp chủ yếu là khai thác

bằng ôtô, máy xúc, tuyển trọng lực, tuyển từ, tuyển điện và công nghệ luyện kim bằng lò phản xạ, lò điện hồ quang. Hiện nay, công nghệ luyện thiếc bằng lò điện hồ quang do Viện Nghiên cứu Mỏ và Luyện kim nghiên cứu thành công và chuyển giao, ứng dụng vào

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

sản xuất đã đạt được những chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật tiên tiến. Bằng việc nghiên cứu ứng dụng điện phân thiếc đạt thiếc thương phẩm loại I: 99,95%;

Viện Nghiên cứu Mỏ và Luyện kim và Công ty Luyện kim mầu Thái Nguyên

đã xây dựng các xưởng điện phân thiếc với công suất: 500-600tấn/năm

U Y

xưởng. Hiện nay, có ba xưởng điện phân thiếc thương phẩm loại I xuất khẩu

với tổng công suất là 1.500t/năm - 1.800t/năm.

e. Quặng đồng:

ẠO

Quặng đồng phát hiện ở Việt Nam cho tới nay đáng kể nhất là ở mỏ

đồng Sinh Quyền - Lào Cai, sau đó là mỏ đồng Niken - Bản Phúc.

Dự án đầu tư xây dựng liên hợp mỏ tuyển luyện đồng Sinh Quyền quy

H Ư

mô lớn đang thực hiện, chủ đầu tư là Tổng công ty Khoáng sản Việt Nam

TR ẦN

thuộc Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam - với công nghệ và thiết bị nhập của Trung Quốc. Khu luyện kim và axit được xây dựng tại

khu Công nghiệp Tằng Loỏng - Lào Cai.

10 00

Công nghệ khai thác lộ thiên kết hợp với hầm lò. Công nghệ tuyển nổi

đồng để thu được quặng tinh đồng, tinh quặng đất hiếm và tinh quặng

manhêtit. Khâu luyện kim áp dụng phương pháp thuỷ khẩu sơn (luyện bể) cho

Í-

ra đồng thô, sau đó qua lò phản xạ để tinh luyện và đúc dương cực, sản phẩm

-L

đồng âm cực được điện phân cho đồng thương phẩm.

ÁN

g. Quặng kẽm chì:

Các mỏ kẽm chì ở nước ta đã được phát hiện và khai thác, chế biến từ

IỄ N

ÀN

hàng trăm năm nay. Hiện nay, Công ty Kim loại mầu Thái Nguyên đã xây dựng xong nhà

máy điện phân kẽm kim loại tại khu Công nghiệp Sông Công Thái Nguyên với công nghệ, thiết bị của Trung Quốc công suất kẽm điện phân là: 10.000t/năm.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Trên cơ sở nắm chắc tài nguyên, và kết quả thăm dò trong các năm 2008-2010, Tổng công ty KSVN sẽ tiến hành đầu tư khai thác và tuyển các

mỏ kẽm - chì Nông Tiến - Tràng Đà, Thượng ấn, Cúc Đường, Ba Bồ,… với

quy mô công suất tuyển từ 40.000-60.000 tấn quặng nguyên khai/năm. Từ

U Y

nguồn nguyên liệu là tinh quặng tuyển nổi và bột kẽm từ 50.000-100.000 tấn

quặng nguyên khai/năm, sẽ tiến hành xây dựng hai nhà máy điện phân kẽm

tại Tuyên Quang và Bắc Kạn với công suất mỗi nhà máy khoảng 20.000 tấn

ẠO

kẽm/năm. Xây dựng một nhà máy luyện chì và tách bạc với công suất 10.000

dự kiến sẽ xây dựng trong giai đoạn 2008-2015.

tấn chì thỏi và 15.000 kg bạc/năm. Các nhà máy điện phân kẽm và luyện chì

H Ư

Như vậy, nếu tài nguyên cho phép sau khi đã thăm dò nâng cấp trữ

TR ẦN

lượng, thì dự kiến đến năm 2010, sản lượng kẽm thỏi sẽ đạt 20.000-30.000 tấn/năm và khoảng 10.000 tấn chì thỏi/năm, đưa tổng thu nhập lên 35 triệu

USD/năm.

10 00

2.2.2. Hiện trạng đất sau khai thác khoáng sản ở Thái Nguyên

Hoạt động khai thác khoáng sản trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên đang

phát triển nhanh chóng.Tuy nhiên, do sử dụng công nghệ lạc hậu, đa phần

Í-

khai thác theo kiểu lộ thiên… nên đất tại các khu vực khai khoáng đều bị ô

-L

nhiễm, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng đất và gián tiếp ảnh hưởng đến sức

ÁN

khỏe, đời sống của người dân trong khu vực.

Thái Nguyên hiện có 66 đơn vị hoạt động khai thác khoáng sản với

IỄ N

ÀN

tổng số mỏ được cấp phép khai thác lên tới 85, trong đó có 10 điểm khai thác than, 14 điểm khai thác quặng sắt, 9 điểm khai thác quặng chì kẽm, 24 điểm khai thác đá vôi, 3 điểm khai thác quặng titan… Tổng diện tích đất trong hoạt động khai thác chiếm hơn 3.191 ha, tương ứng gần 1% diện tích đất tự nhiên của tỉnh.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Trong quá trình khai thác, các đơn vị đã thải ra một khối lượng lớn đất đá thải, làm thu hẹp và suy giảm diện tích đất canh tác, điển hình là các bãi

thải tại mỏ sắt Trại Cau (gần 2 triệu m3 đất đá thải/năm), mỏ than Khánh Hòa

(gần 3 triệu m3 đất đá thải/năm), mỏ than Phấn Mễ (hơn 1 triệu m3 đất đá

U Y

thải/năm)…

Cũng theo khảo sát của nhóm tác giả thuộc Trường Đại học Nông Lâm

Thái Nguyên đăng trên Tạp chí Khoa học Đất số 36/2011, hầu hết các mẫu

ẠO

đất tại các khu vực khai khoáng đều có biểu hiện ô nhiễm kim loại nặng, đặc

biệt, một số mẫu gần khu sinh sống của dân cư cũng đang bị ô nhiễm.

Cụ thể, hàm lượng asen tại mỏ sắt Trại Cau và mỏ thiếc Đại Từ vượt

H Ư

chuẩn 12mg/kg; hàm lượng sắt trong tất cả các mẫu ở Trại Cau, Phấn Mễ, Hà

TR ẦN

Thượng đều ở mức cao; hàm lượng kẽm, chì tại một số khu vực cũng vượt chuẩn cho phép.

Đáng chú ý, tại nhiều khu vực mỏ ở Trại Cau, Đồng Hỷ và một vài

10 00

điểm ở Phú Lương, Đại Từ xuất hiện không ít những doanh nghiệp khai thác

bị ô nhiễm nặng nề.

không phép, không có thiết kế mỏ, khiến tài nguyên bị tổn thất và môi trường

Í-

Thiết nghĩ, để hạn chế thực trạng ô nhiễm đáng báo động nêu trên, địa

-L

phương cần quan tâm hơn tới công tác quản lý, sử dụng đất sau khai khoáng,

ÁN

đặc biệt cần tăng cường kiểm tra hoạt động khai thác của các đơn vị được cấp

phép trên địa bàn cũng như các đơn vị không phép.

IỄ N

ÀN

2.3. Các biện pháp xử lý đất sau khai thác khoáng sản trên thế giới vàViệt Nam 2.3.1. Các biện pháp xử lý đất sau khai thác khoáng sản trên thế giới Làm sạch đất ô nhiễm là một quá trình đòi hỏi công nghệ phức tạp và vốn đầu tư cao. Đểxử lý đất ô nhiễm người ta thường sử dụng các phương pháp truyền thống như rửa đất, cố định các chất ô nhiễm bằng hóa học hoặc

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

vật lý, xử lý nhiệt, trao đổi ion, ôxi hóa hoặc khử các chất ô nhiễm, đào đất bị ô nhiễm để chuyển đi đến những nơi chôn lấp thích hợp… Hầu hết các

phương pháp đó rất tốn kém về kinh phí, giới hạn về kỹ thuật và hạn chế về

diện tích… Gần đây, nhờ có các hiểu biết về cơ chế hấp thụ, chuyển hóa,

U Y

chống chịu và loại bỏ kim loại nặng của một số loài thực vật, ngươi ta đã bắt

đầu chú ý đến khả năng sử dụng thực vật để xử lý môi trường như một công

nghệ môi trường đặc biệt. Khả năng làm sạch môi trường của thực vật đã biết

ẠO

đến từ thế kỷ thứ XVIII bằng các thí nghiệm của Joseph Priestley, Antoine

Lavoissier, Karl Scheele và Jan Ingenhousz. Tuy nhiên, mãi đến những năm

1990 phương pháp này mới được nhắc đến như một loại công nghệ mới dùng

H Ư

để xử lý môi trường đất bị ô nhiễm bởi kim loại nặng.

TR ẦN

Trong nhưng năm gần đây, người ta quan tâm rất nhiều về công nghệ sử dụng thực vật để xử lý môi trường bởi nhiều lý do: diện tích đất bị ô nhiễm

ngày càng tăng, các kiên thức khoa học về cơ chế, chức năng của sinh vật và

10 00

hệ sinh thái, áp lực của cộng đồng, sự quan tâm về kinh tế và chính trị… Hai

mươi năm trước đây, các nghiên cứu về lĩnh vục này còn rất ít, nhưng ngày

nay, nhiều nhà khoa học đặc biệt là ở Mỹ và châu Âu đã có rất nhiều đề tài

Í-

nghiên cứu cơ bản và ứng dụng công nghệ này như một công nghệ mang tính

-L

thương mại.Hạn chế của công nghệ này là ở chỗ không thể xem như một công

ÁN

nghệ xử lý tức thời và phổ biến ở mọi nơi. Tuy nhiên, chiến lược phát triển

của chương trình nghiên cứu cơ bản có thể cung cấp được các biện pháp xử lý

IỄ N

ÀN

đất một cách thân thiện với môi trường và bền vững. Năm 1994, Cục môi trường Châu Âu (EEA) đánh giá hiệu quả kinh tế của các phương pháp xử lý kim loại nặng trong đất bằng phương pháp truyền thống và phương pháp sử dụng thực vật tại 1.400.000 vị trí bị ô nhiễm ở Tây Âu, kết quả cho thấy chi phí trung bình của phương pháp truyền thống trên 1 heta đất từ 0,27 đến 1,6

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

triệu USD, trong khi phương pháp sử dụng thực vật chi phí thấp hơn 10 đến 1000 lần.

Môi trường bị ô nhiễm do các hoạt động khai khoáng và tuyển quặng

đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới đặc biệt quan tâm nghiên cứu. Hiện

U Y

nay, rất nhiều biện pháp đã được sử dụng để xử lý ô nhiễm, giải quyết hậu

quả môi trường liên quan đến các hoạt động khai thác khoáng sản tài nguyên

không hợp lý. Trong đó một số phương pháp đã được ứng dụng thực tế như

ẠO

sử dụng thực vật hấp thụ, sử dụng than sinh học có nguồn gốc từ thực vật để

hấp phụ, sử dụng một số vật liệu có diện tích bề mặt lớn như tro bay, khoáng

vật đất.

H Ư

Gần đây, nhiều quốc gia trên thế giới quan tâm và đầu tư cho các

TR ẦN

nghiên cứu phát triển công nghiệp xử lý kim loại nặng trong nước thải và đất. Các nghiên cứu tập trung phát triển các loại vật liệu có khả năng kết tủa hóa

học, hấp phụ, trao đổi ion và màng lọc… Xu hướng chung trong kỹ thuật phát

10 00

triển các loại vật liệu này đều tập trung vào nghiên cứu các thành phần cấu

trúc cacbon. Các cấu trúc này có thể xử lý và tăng cường hoạt tính bằng một

số phương pháp nhiệt độ, hóa chất xúc tác. Năm 2012, Ademiluyi và cộng sự

Í-

đã thực hiện nghiên cứu hiệu quả của một số loại than sinh học như tre, vỏ

-L

dừa, vỏ hạt cọ để hấp thụ các chất kim loại (Cr2+, Cu2+, Ni2+, Pb2+…). Các loại

ÁN

sinh khối này được nhiệt phân ở nhiệt độ 400ºC – 500ºC sau đó biến tính hoạt

hóa ở 800ºC bằng 6 loại chất xúc tác gồm (H2SO4, HCl, ZnCl2, H3PO4, NaOH

IỄ N

ÀN

và HNO3). Quá trình xử lý có ảnh hưởng đáng kể các khoảng hổng trong than, làm tăng kích thước vi lỗ, do đó có ảnh hưởng đáng kể đến sự hấp thụ kim loại nặng. 2.3.2. Các biện pháp xử lý đất sau khai thác khoáng sản ở Việt Nam Tại Việt Nam, các nghiên cứu về khả năng hấp thụ kim loại nặng trong đất bởi vật liệu tự nhiên còn hạn chế. Các nhà nghiên cứu chủ yếu tập trung

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

và khả năng loại bỏ kim loại nặng trong nước và sử dụng vật liệu hấp phụ bằng thực vật.

Một biện pháp nhằm giảm tính độc của kim loại nặng trong đất là sử

dụng các chất có khả năng cố định kim loại nặng linh động. Nghiên cứu của

U Y

Bùi Hải An sử dụng Bentonite đã hoạt hóa Na và than bùn Mỹ Đức kết quả

thí nghiệm cho thấy khi bổ sung vào đất xám bạc màu trên nền phù sa cổ bị

gây ô nhiễm nhân tạo Pb và Cd ở ba mức, so sánh với mẫu đối chứng,

ẠO

bentonite và than bùn cho hiệu quả cố định cao nhất khi bổ sung 10tấn/ha.

định tốt nhất khi mức ô nhiễm Pb ở mức thấp nhất.

Tuy nhiên kết quả chỉ dưới 10%. Bentonite và than bùn thể hiện khả năng cố

H Ư

Đến nay người ta phát hiện trên 450 loài thực vật có khả năng thu hút

TR ẦN

kim loại nặng trong đất. Trong số này có khá nhiều loài được tìm thấy ở Việt Nam. Sau đây là một số loài thực vật điển hình làm chỉ thị cho đất bị ô nhiễm

kim loại nặng ở Việt Nam:

10 00

- Cây dương xỉ, vetiver, lau, sậy.

- Cây hoa ngũ sắc, mua, sim, đơn buốt, ngái dại.

- Cây cỏ tre, cỏ gà, mần trầu.

Í-

- Cây cải xanh, cải xoong, rau muống.

-L

- Cây bạch đàn, keo tai tượng, keo lá chàm.

ÁN

- Ở đất ô nhiễm Al cao (đất phèn): Cây năng bộp, năng kim, cỏ bàng,

cỏ đưng, cỏ lác…[12].

IỄ N

ÀN

2.4. Tổng quan về xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong đất bằng tro bay

2.4.1. Giới thiệu về tro bay

2.4.1.1. Khái niệm tro bay - Tro bay là sản phẩm được tạo ra từ quá trình đốt than của các nhà máy nhiệt điện. Các hạt bụi tro được đưa ra qua các đường ống khói sau đó được thu hồi từ phương pháp kết sương tĩnh điện hoặc bằng phương pháp lốc

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

xoáy. Tro bay là những tinh cầu tròn siêu mịn được cấu thành từ các hạt silic có kích thước hạt là 0,05 micromet, tức là 50 nanomet (1 nanomet = 10-

9centimet). Nhờ bị thiêu đốt ở nhiệt độ rất cao trong lò đốt (đạt khoảng

1.4000C) nên nó có tính puzzolan là tính hút vôi rất cao.

U Y

- Trước đây ở châu Âu cũng như ở Vương quốc Anh phần tro này

thường được cho là tro của nhiên liệu đốt đã được nghiền mịn [13]. Nhưng ở

Mỹ, loại tro này được gọi là tro bay bởi vì nó thoát ra cùng với khí ống khói

ẠO

và “bay” vào trong không khí. Và thuật ngữ tro bay (fly ash) được dùng phổ

biến trên thế giới hiện nay để chỉ phần thải rắn thoát ra cùng các khí ống khói

ở các nhà máy nhiệt điện.

H Ư

2.4.1.2. Phân loại

TR ẦN

- Tro bay thường được phân ra thành hai loại tùy theo nguồn than đốt: + Loại C có hàm lượng CaO ≥ 5% và thường bằng 15-35%. Đó là sản phẩm

đốt than ligrit hoặc than chứa bitum; chứa ít than chưa cháy, thường < 2%.

10 00

+ Loại F có hàm lượng CaO < 5%, thu được từ việc đốt than antraxit

hoặc than chứa bitum, có hàm lượng than chưa cháy nhiều hơn, khoảng 2-

10%. Tro bay Phả Lại thuộc loại F. Do đốt không tốt, nên hàm lượng than

Í-

chưa cháy khá cao.

-L

Trên thế giới hiện nay, thường phân loại tro bay theo tiêu chuẩn ASTM

ÁN

C618. Theo cách phân loại này thì phụ thuộc vào thành phần các hợp chất mà tro

IỄ N

ÀN

bay được phân làm hai loại là loại C và loại F [4].

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bảng 2.4: Tiêu chuẩn tro bay theo ASTM C618

70 5 3 5

50 5 3 5

Ơ H N

U Y .Q TP

Nhỏ nhất Lớn nhất Lớn nhất Lớn nhất

1,5

34 75

Nhỏ nhất

Lớn nhất Lớn nhất Lớn nhất

105 0,8 5

Lớn nhất

H Ư

Lớn nhất Nhỏ nhất

ẠO

10 00

Nhóm C

Í-

Nhóm F

Lớn nhất / Nhỏ nhất

TR ẦN

Các yêu cầu theo tiêu chuẩn Đơn vị ASTM C618 Yêu cầu hóa học SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 % SO3 % Hàm lượng ẩm % Hàm lượng mất khí nung % Yêu cầu hóa học không bắt buộc Chất kiềm % Yêu cầu vật lý Độ mịn (+325) % Hoạt tính pozzolamic so với % xi măng (7 ngày) Hoạt tính pozzolamic so với % xi măng (28 ngày) Lượng nước yêu cầu % Độ nở trong nồi hấp % Yêu cầu độ đồng đều về tỷ % trọng Yêu cầu độ đồng đều về độ % mịn

-L

- Phân loại theo tiêu chuẩn ASTM:

ÁN

+ Tro bay là loại F nếu tổng hàm lượng (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) lớn hơn 70%.

+ Tro bay là loại C nếu tổng hàm lượng (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) nhỏ hơn 70%.

IỄ N

ÀN

2.4.1.2.Tính chất vật lý - Hình thái: Tro bay là phân tử khối cầu thủy tinh - Mật độ: 1,9 ~ 2,3 (Chiếm khoảng 65% trọng lượng riêng của xi măng) - Kích thước phân tử: 1,0 ~ 120/μm (Bình quân kích thước đầu vào: 20 ~30/μm - Độ mịn: 2400 ~ 4000 cm2/g (Độ mịn Blaine)

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

2.4.1.3.Tính chất hóa học - Thành phần chính: SiO2, Al2O3, Fe2O3

- Tính chất: Alkali

- Thành phần hóa học:

U Y

Tro của các nhà máy nhiệt điện gồm chủ yếu các sản phẩm tạo thành từ

quá trình phân hủy và biến đổi của các chất khoáng có trong than đá [4].

Thông thường, tro ở đáy lò chiếm khoảng 25% và tro bay chiếm khoảng 75%

ẠO

tổng lượng tro thải ra. Hầu hết các loại tro bay đều là các hợp chất silicat bao

gồm các oxit kim loại như SiO2, Al2O3, Fe2O3, TiO2, MgO, CaO,… với hàm

lượng than chưa cháy chỉ chiếm một phần nhỏ so với tổng hàm lượng tro,

H Ư

ngoài ra còn có một số kim loại nặng như Cd, Ba, Pb, Cu, Zn,... Thành phần

TR ẦN

hóa học của tro bay phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu than đá sử dụng để đốt và điều kiện đốt cháy trong các nhà máy nhiệt điện.

Bảng 2.5: Thành phần hóa học của tro bay theo vùng miền [5]

10 00

Khoảng (% khối lƣợng)

Thành

Châu Âu

Mỹ

Trung Quốc

Âu Mỹ

Australia

35,6-57,2

50,2-59,7

48,8-66,0

28,5-59,7

37,8-58,5

Al2O3

12,5-35,6

19,1-28,6

18,8-55,0

14-32,4

17-27,8

2,6-21,2

6,8-25,5

2,3-19,3

2,7-14,4

1,1-13,9

0,5-28,9

1,4-22,4

1,1-7

0,6-2,6

2,9-5,3

MgO

0,6-3,8

0,7-4,8

0,1-2,1

0,3-2

Na2O

0,1-1,9

0,3-1,8

0,6-1,3

0,5-1,2

0,2-1,3

K2O

0,4-4

0,9-2,6

0,8-0,9

0,8-4,7

1,1-2,9

P2O5

0,1-1,7

0,1-0,3

1,1-1,5

0,1-0,6

0,2-3,9

TiO2

0,5-2,6

1,1-1,6

0,2-0,7

1,0-2,7

1,3-3,7

MnO

0,03-0,2

0,5-1,4

SO3

0,1-12,7

0,1-2,1

1,0-2,9

0,1-0,6

MKN

0,8-32,8

0,2-11,0

0,5-5,0

IỄ N

ÀN

Í-

ÁN

CaO

-L

Fe2O3

SiO2

phần

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Các nguyên tố vi lượng trong tro bay Quá trình đốt cháy than đá là một trong những nguyên nhân chính làm

Hiểu được sự thay đổi của các nguyên tố vi lượng trong quá trình đốt than đá

ô nhiễm không khí và phát tán các kim loại các nguyên tố vi lượng độc hại.

cũng như hàm lượng của nó có trong tro bay tạo thành là điều rất quan trọng

U Y

trong vấn đề đánh giá tác động môi trường của các nhà máy nhiệt điện cũng

như các ứng dụng tro bay. Hàm lượng các nguyên tố vi lượng trong tro bay phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng của chúng có trong nguyên liệu ban đầu.

ẠO

Dựa trên kết quả nghiên cứu các mẫu tro bay thu được từ 7 nhà máy nhiệt

điện khác nhau ở Canada, các nhà nghiên cứu nước này đã cho biết hàm

lượng của các kim loại nặng như As, Cd, Hg, Mo, Ni hay Pb trong tro bay có

H Ư

liên quan với hàm lượng lưu huỳnh có trong nguyên liệu than đá ban đầu.

TR ẦN

Thông thường, các loại than đá có hàm lượng lưu huỳnh cao sẽ có hàm lượng các nguyên tố này cao. Tro bay ở Canada được thu hồi bằng phương pháp kết

lắng tĩnh điện hoặc phương pháp lọc túi. Kết quả cho thấy hàm lượng các

10 00

nguyên tố trên trong các loại tro bay thu được từ phương pháp lọc túi cao hơn

cùng một nhà máy.

so với các mẫu tro bay thu được bằng phương pháp kết lắng tĩnh điện trong

Í-

2.4.1.4. Cấu trúc hình thái của tro bay

-L

Hầu hết các hạt tro bay đều có dạng hình cầu với các kích thước hạt

ÁN

khácnhau, các hạt có kích thước lớn thường ở dạng bọc và có hình dạng rất

khácnhau. Các hạt tro bay được chia ra làm hai dạng: dạng đặc và dạng rỗng.

ÀN

Thông thường, các hạt tro bay hình cầu, rắn được gọi là các hạt đặc và các hạt

IỄ N

tro bay hình cầu mà bên trong rỗng có tỷ trọng thấp hơn 1,0 g/cm3 được gọi làcác hạt rỗng. Một trong các dạng thường thấy ở tro bay thường được tạo nênbởi các hợp chất có dạng tinh thể như thạch anh, mulit và hematit, các hợpchất có dạng thủy tinh như thủy tinh oxit silic và các oxit khác. Giữa các hạt tro bay hình cầu lớn và các hạt nhỏ.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

TR ẦN

H Ư

ẠO

Hình 2.1: Sự tương phản về kích thước

U Y

Hình 2.2: Biểu diễn đặc trưng dạng cầu của các hạt trong khoảng kíchthước thường thấy nhiều hơn

10 00

Các hạt tro bay đặc có khối lượng riêng trong khoảng 2,0 - 2,5 g/cm3 cóthể cải thiện các tính chất khác nhau của vật liệu nền như độ cứng và độ

bền.

Í-

Các hạt tro bay rỗng có thể được sử dụng trong tổng hợp vật liệu

-L

compozit siêunhẹ do khối lượng riêng rất nhỏ của chúng, chỉ khoảng 0,4-0,7

ÁN

g/cm3, trong khicác chất nền kim loại khác có khối lượng riêng trong khoảng

từ 1,6-11,0 g/cm3.

IỄ N

ÀN

Cả hai loại hạt này thường thấy có lớp vỏ không hoàn chỉnh (bị rỗ). * Cấu trúc bên trong: Các hạt bên trong có thể được thấy bởi các quan sát đơn giản. Cấu

trúcnày bị che lấp bởi lớp vỏ thủy tinh, vì thế nó có thể được quan sát khi được xửlý với dung dịch HF, dung dịch này có thể hòa tan nhanh chóng phần thủytinh và để lộ ra lớp vỏ bên trong.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

U Y

ẠO

Hình 2.3: Cấu trúc hạt tro bay sau khitiếp xúc ngắn với dung dịch HF

Hình 2.3 biểu diễn hai hạt tro bay cạnh nhau sau khi tiếp xúc ngắn (1/2

giờ) với dung dịch axit hydrofloric 1%, hai cấu trúc bên trong rất khác nhau

H Ư

đã được lộ ra. Các hạt bên trái là các hạt có từ tính giàu sắt, và vật liệu có cấu

TR ẦN

trúc tinh thể bên có dạng hình cây được nghiên cứu bởi nhóm Biggs và Brunsnel. Tất cả chúng đều có hình lập phương và được hy vọng hoàn toàn

không có các phản ứng hóa học trong bê tông. Các hạt ở bên phải hình 2.3

10 00

chứa một cấu trúc đặc trưng của các hạt mullit có dạng thanh mỏng hay dạng

hình kim, Al2O3.2SiO2 tìm thấy trong hầu hết các hạt không có từ tính của các

hạt tro bay có hàm lượng canxi thấp điển hình. Sự vô cùng hỗn tạp của các hạt

Í-

tro bay và cấu trúc được nhận thấy, bao gồm các hạt khác nhau trong cùng

-L

loại tro bay. Mẫu tro bay này được tiếp xúc nhẹ trong thời gian lâu hơn với

ÁN

quá trình xử lý bằng axit hydrofloric trong thời gian 1 giờ. Phần thủy tinh

trong các hạt ở vùng giữa và trong của một số hạt khác được phân bố xung

IỄ N

ÀN

quanh phần đã bị hòa tan ở mức độ lớn. 2.4.1.5. Ứng dụng của tro bay trong đời sống - Trong ngành sản xuất xi măng: + Nguyên liệu xi măng: có thể thay thế 4 ~ 5 lượng nguyên liệu trong xi măng bằng đất sét.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

+ Hỗn hợp xi măng với tro bay: với xi măng Portland có thể trộn từ 5 ~ 30%.

+ Hỗn hợp Re-mo-con: đối với hợp chất Re-mo-con thông thường tùy theo

mục đích sử dụng có thể thay thế 10 ~ 30% xi măng.

U Y

- Trong ngành xây dựng công trình dân dụng:

+ Đường xá: Tro bay có thể được sử dụng để xây dựng đường và đê kè. Việc

sử dụng này có nhiều lợi thế hơn so với các phương pháp thông thường như tiết

ẠO

kiệm đất trồng trọt, tránh tạo ra các vùng trũng, giảm chi phí, làm giảm nhu cầu

đất để xử lý, lắng đọng tro bay. Tro bay làm giảm co ngót, tăng cường độ đông

đặc lâu dài, giảm ăn mòn.

H Ư

+ Cảng: Tăng độ vững chắc, sức đề kháng hóa học.

TR ẦN

+ Đập: Giảm nhiệt thủy hóa, tăng độ vững chắc. + Kênh đào: Tăng độ vững chắc, hiệu quả thi công cao.

+ Các trạm cứu trợ dưới nước: Tăng độ vững chắc, sức đề kháng hóa học.

10 00

+ Các công trình Grouting: Tăng khoảng cách di chuyển với hiệu quả thi

công vượt trội, giảm co ngót, làm chậm đông đặc .

- Trong các công trình kiến trúc:

Í-

+ Các công trình chống thấm: Hiệu quả chống thấm vượt trội bằng việc tăng

-L

sức đẩy nước.

ÁN

+ Các công trình xây, trát: Tăng năng suất thi công, giảm nguyên liệu.

IỄ N

ÀN

- Tro bay dùng trong nông nghiệp: Một ứng dụng trực tiếp của tro bay là một tác nhân cải tạo đất nông

nghiệp. Phần lớn các loại cây trồng thích hợp với môi trường pH là 6,5 - 7 cho sự phát triển. Việc bổ sung tro bay kiềm cho đất chua có thể làm tăng độ pH. Phần lớn các nghiên cứu đã chứng tỏ khả năng của tro bay làm tăng độ pH của đất có môi trường axit bằng sử dụng tro bay loại C, tức là tro bay với hàm lượng CaO cao (> 15%). Tro bay có thể cải taọ đất và nâng cao khả năng

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

giữ ẩm, đô ̣phì nhiêu cho đấ t . Nó cải thiện sự hấp thu nước và chất dinh dưỡng của cây trồng, giúp sự phát triển của rễ cây và kế t dính đ ất , dầ u

khoáng và cacbohydrat dựtrữ đ ể sử dụng khi cần thiết, bảo vệ thực vật các

bệnh tật từ đất gây ra, và giải độc đất bị ô nhiễm. Năng suấ t cây trồ ng cũng

U Y

tăng lên, như các thí nghiệm trên lạc, hướng dương, hạt lanh và hạt có dầu

khác đã minh chứng. Nhiều nghiên cứu báo cáo về hiệu quả của tro bay tới độ

bền của đất như cải thiện độ bền cắt và độ bám dính của đất. Mặt khác, một số

ẠO

nghiên cứu cho thấy việc kết hợp giữa vôi và tro bay vào đất đã làm tăng sự

ổn định cho đất so với ổn định đất chỉ bằng tro bay hoặc vôi riêng rẽ [23].

Tro bay được ứng dụng làm chất kích thích tăng trưởng cho cây trồng.

H Ư

Bên cạnh đó việc kết hợp tro bay nhẹ với nước bùn thải có giá trị làm phân

TR ẦN

bón… Chuyển hóa tro bay thành sản phẩm chứa zeolit có thể dùng để cải tạo đất, chống chua, khô cằn và bạc màu, nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón,

thuốc trừ sâu, tăng năng suất và chất lượng sản phẩm, bảo quản một số nông

10 00

sản sau khi thu hoạch, làm chất vi lượng trong thức ăn gia súc để tăng sức đề

kháng và chống bệnh tật, tẩy uế chuồng trại [6].

- Tro bay làm chất hấp phụ:

Í-

Trong những năm gần đây, việc sử dụng tro bay đã thu hút rất nhiều

-L

trong công nghiệp, việc sử dụng này sẽ giảm bớt gánh nặng về môi trường và

ÁN

nâng cao lợi ích kinh tế. Tính khả thi kỹ thuật của việc sử dụng tro bay làm

chất hấp phụ giá rẻ cho các quá trình hấp phụ khác nhau để loại bỏ các chất ô

ÀN

nhiễm trong không khí và nước đã được xem xét. Có thể dùng tro bay để thay

IỄ N

thế than hoạt tính thương mại hoặc zeolit cho việc hấp phụ các khí NOx, SOx, các hợp chất hữu cơ, thủy ngân trong không khí, các cation, anion, thuốc nhuộm và các chất hữu cơ khác trong nước. Wang và Wu [24] đã nghiên cứu điều tra và cho thấy rằng thành phần cacbon chưa cháy trong tro bay đóng một vai trò quan trọng trong khả năng hấp phụ. Có nhiều báo cáo nghiên cứu sử dụng tro bay làm vật liệu hấp phụ để loại bỏ các ion kim loại độc hại [22],

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

chất gây ô nhiễm trong không khí [17], các hợp chất hữu cơ và vô cơ [18-20], và hấp phụ thuốc nhuộm trong nước thải.

-Tro bay dùng công nghiệp gia công chất dẻo:

Tro bay là vật liệu phế thải của quá trình sản xuất điện năng từ các nhà

máy nhiệt điện sử dụng nhiên liệu than đá. Với thành phần chủ yếu là các oxit

U Y

kim loại như oxit silic, oxit nhôm,… kích thước hạt mịn và giá thành rẻ, ngoài

những ứng dụng hết sức hiệu quả trong các ngành xây dựng, tro bay bay còn có một tiềm năng lớn trong lĩnh vực làm chất độn cho polyme. Trong số các

ẠO

nhựa nhiệt dẻo thì PE và PP được sử dụng phổ biến nhất [21].

2.4.2. Nghiên cứu sử dụng tro bay xử lý kim loại nặng trong đất khai thác

khoáng sản

H Ư

Tro bay đã được sử dụng rất thành công trong ngành công nghiệp bê

TR ẦN

tông trên thế giới hơn 50 năm qua. Ở Mỹ có hơn 6 triệu tấn và ở châu Âu là hơn 9 triệu tấn đã được sử dụng trong xi măng và bê tông. Có nhiều dự án

lớn trong thời gian gần đây sử dụng bê tông tro bay, bao gồm các đập ngăn

10 00

nước, các nhà máy điện, các công trình ngoài biển, các đường hầm dưới

đường ống dẫn,...

biển, đường cao tốc, sân bay, các tòa nhà thương mại hay dân cư, cầu, các

Í-

Tro bay và diatomit được biến tính sau đó đưa vào đất ô nhiễm kim

-L

loại nặng để khảo sát khả năng hấp thụ Pb2+ và Cd2+ của chúng. Sử dụng

ÁN

vật liệu điều chế cho đất ô nhiễm Cd, Pb cho thấy khả năng làm giảm hàm

lượng linh động và trao đổi của những nguyên tố trong đất. Hiệu suất hấp

ÀN

phụ Pb, Cd trong đất ô nhiễm ở Hưng Yên của vật liệu biến tính từ

IỄ N

Diatomit Hòa Lộc cao. Lượng vật liệu bổ sung càng lớn (1-5%) thì hiệu suất hấp phụ càng tăng, hiệu suất hấp phụ đối với Pb tăng từ 19,30% đến 25,64%, với Cd từ 12,75% đến 39,24%. Vật liệu tổng hợp từ tro bay cũng cho hiệu suất hấp phụ cao. Lượng vật liệu bổ sung càng lớn (1-5%) thì hiệu suất hấp phụ càng tăng, hiệu suất hấp phụ đối với Pb tăng từ 2,82% đến 27,18%, với Cd từ 15,44% đến 41,05%..

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

PHẦN 3

ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

+ Tro bay của nhà máy nhiệt điện Cao Ngạn Thái Nguyên.

U Y

- Đối tượng nghiên cứu:

+ Đất bãi thải mỏ thiếc xã Hà Thượng, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên.

ẠO

- Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu xử lý Pb di động trong đất bãi thải

mỏ thiếc bằng tro bay trong phạm vi phòng thí nghiệm.

3.2. Địa điểm và thời gian thực hiện

TR ẦN

trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên.

H Ư

- Địa điểm bố trí thí nghiệm: phòng Thí nghiệm khoa Môi trường, - Thời gian: Từ ngày 17/8/2015 đến ngày 30/12/2015.

3.3. Nội dung nghiên cứu

10 00

- Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội xã Hà Thượng.

- Tình hình khai thác quặng thiếc và việc quản lý, sử dụng đất sau khai

khoáng thiếc trên địa bàn xã Hà Thượng.

Í-

- Đánh giá hiện trạng phát sinh và đặc tính của tro bay từ Công ty nhiệt

-L

điện Cao Ngạn.

ÁN

- Nghiên cứu xử lý Pb di động trong đất sau khai thác khoáng sản bằng

IỄ N

ÀN

tro bay của Công ty nhiệt điện Cao Ngạn. - Đánh giá tác động kết quả nghiên cứu.

3.4. Phƣơng pháp nghiên cứu và các chỉ tiêu phân tích 3.4.1. Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp - Thu thập các tài liệu liên quan đến điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Thu thập số liệu về hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng trong đất sau khai thác khoảng sản từ sách, báo, internet, các báo cáo nghiên cứu khoa học,

đề tài, luận văn....

- Thu thập số liệu về khối lượng tro bay của Công ty nhiệt điện Cao Ngạn.

U Y

3.4.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm

- Thí nghiệm được bố trí trong Phòng thí nghiệm Khoa Môi trường.

Thí nghiệm có 3 công thức, 3 lần nhắc lại, bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu

ẠO

nhiên (CRD).

+ Công thức 1: tỷ lệ phối trộn tro bay với đất là 0%.

+ Công thức 2: tỷ lệ phối trộn tro bay với đất là 5%.

H Ư

+ Công thức 3: tỷ lệ phối trộn tro bay với đất là 10%. - Bố trí thí nghiệm:

TR ẦN

Bố trí thí nghiệm theo một cách ngẫu nhiên.

Đất lấy tại khu khai thác mỏ thiếc tại xã Hà Thượng, huyện Đại Từ,

10 00

tỉnh Thái Nguyên. Đất được phơi khô, rồi giã nhỏ và ray đất với kích

thước 0,01cm. Ta làm thí nghiệm với 3 công thức với mỗi công thức ta

nhắc lại 3 lần.

Í-

Sử dụng 9 xô nhựa, đánh số thứ tự từ 1 đến 9, bố trí ngẫu nhiên các

-L

công thức thí nghiệm các xô. Với công thức 1 cho 800g đất đã ray nhỏ.

ÁN

Công thức 2 cho 800g đất đã ray nhỏ trộn đều với 40g tro bay rồi cho vào

xô nhựa. Công thức 3 cho 800g đất đã ray nhỏ trộn đều với 80g tro bay

IỄ N

ÀN

rồi cho vào xô nhựa. Lưu ý: Khối lượng đất cho vào các xô phải giống nhau. - Theo dõi thí nghiệm: Sau khi bố trí thí nghiệm, 1 tuần 3 lần tưới nước

làm ẩm, sau 4 tuần lấy mẫu lần 1 và sau 8 tuần lấy mẫu lần 2. 3.4.3. Chỉ tiêu theo dõi và phương pháp lấy mẫu - Chỉ tiêu theo dõi: Pb di động trong đất.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Phương pháp lấy mẫu: ngẫu nhiên, TCVN. 3.4.4. Phương pháp phân tích

Ơ U Y

Bảng 3.1. Phƣơng pháp phân tích Các chỉ tiêu trong đất Phƣơng pháp phân tích

STT

Phân tích các chỉ tiêu trong đất bằng các phương pháp cụ thể sau:

Đo băng máy pH meter

Cacbon tổng số của tro bay

Phương pháp thử nghiệm TCVN 6642:2000

CEC trong tro bay

Phương pháp thử nghiệm TCVN 8568:2010

EC trong tro bay

Phương pháp thử nghiệm TCVN 6650:2000

Pb di động trong đất

Phương pháp thử nghiệm TCCS 08:2012/TTPT

TR ẦN

H Ư

ẠO

10 00

trường Nông nghiệp.

Mẫu lấy trước và sau thí nghiệm sẽ được gửi đi phân tích tại Viện Môi

3.4.5. Phương pháp xử lý số liệu

Các số liệu sẽ được xử lý thống kê qua phần mềm SAS và Excel, rồi so

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

sánh với TCVN và QCVN.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

PHẦN 4

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

4.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội tại xã Hà Thƣợng

4.1.1. Điều kiện tự nhiên

U Y

Vị trí địa lý Hà Thượng là một xã miền núi, nằm phía đông nam huyện Đại

Từ, cách trung tâm huyện 6 km, với tổng diện tích tự nhiên là 1.534,35 ha; tiếp

ẠO

giáp với các đơn vị hành chính:

- Phía Bắc giáp xã Phục Linh

- Phía Đông giáp xã Cù Vân

H Ư

- Phía Nam giáp xã Tân Thái - Phía Tây giáp xã Tân Linh và Hùng Sơn

TR ẦN

Địa hình Xã Hà Thượng có địa hình chủ yếu là đồi bát úp và các dãy núi có

10 00

4.1.2. Khí hậu, thủy văn

độ dốc từ trung bình đến lớn bị chia cắt bởi hệ thống sông suối và khe rạch. - Khí hậu theo phân vùng khí hậu, Hà Thượng chịu ảnh hưởng của vùng

miền núi phía bắc được chia làm 2 mùa rõ rệt là mùa khô và mùa mưa.

+ Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10 trong năm lượng mưa tập trung

-L

Í-

vào các tháng 6, 7, 8, chiếm 60-70% lượng mưa trong năm.

ÁN

+ Mùa khô kéo dài từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, có gió mùa đông bắc

và sương muối.

ÀN

+ Nhiệt độ trung bình từ 230 - 280ºC. Cao nhất là 380ºC vào tháng 6. Nhiệt

IỄ N

độ thấp nhất vào tháng 4 khoảng 140ºC. Lượng mưa bình quân hàng năm là 1869 mm/năm. + Độ ẩm không khí bình quân là 84%. + Tổng số giờ nắng khoảng 1589 h/năm.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Thủy văn trong xã không có hệ thống sông mà chỉ có các khe suối. Các suối này thường dốc và không cố định về lượng mưa nên mùa mưa

thường gây ra lũ lụt, về mùa khô thường hạn hán.

4.1.3. Tài nguyên đất đai

- Đất Feralit đỏ vàng (Fe) chiếm 30% tổng diện tích tự nhiên.

U Y

Tài nguyên đất đai xã Hà Thượng được chia thành các loại chính như sau:

- Đất Feralit nâu vàng trên phù sa cổ (FH) chiếm 15% tổng diện tích tự nhiên.

ẠO

- Đất Phù sa sông suối (Pb) chiếm khoảng 13% tổng diện tích tự nhiên.

- Đất dốc tụ (D) chiếm khoảng 12% tổng diện tích tự nhiên.

- Đất đỏ vàng trên đá macma axit (Pa) chiếm khoảng 30% tổng diện tích tự

H Ư

nhiên [16].

TR ẦN

Như vậy, tài nguyên đất của xã chủ yếu là đất Feralit đỏ vàng và đất đỏ vàng thuận lợi cho phát triển các cây công nghiệp đặc biệt là cây chè.

* Lĩnh vực đất đai

10 00

- Đất đai: Lập hồ sơ chuyển nhượng quyền sử dụng đất 128 hồ sơ, lập hoàn

thiện 168 hồ sơ cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất lần đầu.

4.1.4. Điều kiện kinh tế - xã hội

Í-

* Sản xuất nông nghiệp

-L

- Cây nông nghiệp: cây lúa diện tích gieo cấy cả năm 174 ha, năng suất

ÁN

bình quân đạt 55 tạ/ ha và sản lượng đạt 957 tấn. Cây ngô với tổng diện tích gieo

trồng là 30,2 ha, năng suất bình quân đạt 39,7 tạ/ha, sản lượng đạt 119,9 tấn. Tổng

IỄ N

ÀN

sản lượng lương thực năm 2010: 1076,9 tấn. - Cây công nghiệp: Chủ yếu là cây chè diện tích đất chè kinh doanh 129 ha,

năng suất 93 tạ/ha, sản lượng 1.199,7 tấn. - Về lâm nghiệp: Quản lý và bảo vệ tốt rừng tự nhiên, rừng đầu nguồn, thường xuyên kiểm tra đôn đốc các chủ rừng làm tốt công tác bảo vệ rừng. Tiến hành cho nhân dân trồng rừng sau khai thác, trồng mới được 42,7 ha.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Chăn nuôi: Năm 2010 tình hình dịch cúm gia cầm không có gì diễn biến phức tạp, các chỉ tiêu về chăn nuôi gia súc gia cầm đều đạt và vượt kế hoạch. Số

lượng đàn trâu 127 con, đàn bò là 60 con, đàn lợn 4.180 con, đàn gia cầm là

24.500 con. Diện tích nuôi trồng thủy sản 4,4 ha, năng suất ước đạt 22,5 tấn và

U Y

sản lượng cá thịt ước đạt 9 tấn.

* Sản xuất tiểu thủ công nghiệp và dịch vụ thương mại

- Về tiểu thủ công nghiệp năm 2010 nhịp độ phát triển sản xuất tiểu thủ

ẠO

công nghiệp ổn định các ngành nghề như cơ khí gia công, mộc, may mặc, vật liệu

công nghiệp đạt 14,4 tỷ đồng đạt 106% kế hoạch.

xây dựng, xay xát, chế biến chè v.v.v. Năm 2010 tổng giá trị sản xuất tiểu thủ

H Ư

- Ngành dịch vụ cũng tập phát triển chủ yếu là ngành vận tải, vận tải chở như: máy cày, vật tư nông nghiệp.

TR ẦN

hàng hóa và xe khách, dịch vụ sản xuất nông nghiệp được chú trọng mở mang

- Dịch vụ thương mại cũng được chú trọng, nhiều dịch vụ thương mại

10 00

được hình thành như khu ngã ba mỏ thiếc, khu gốc mai, chợ làng cẩm, nhiều

trao đổi thuận lợi.

dịch vụ thương mại ngay tại cơ sở xóm tạo điều kiện cho nhân dân mua bán

Í-

* Về y tế, giáo dục, văn hóa - xã hội

-L

- Y tế: Làm tốt công tác chăm sóc sức khỏe ban đầu cho nhân dân. Khám

ÁN

và tư vấn sức khỏe cho 5.354 lượt. Năm 2010 không có dịch bệnh xảy ra trên địa

IỄ N

ÀN

bàn, đảm bảo chế độ trực 24/24 giờ. - Giáo dục: Duy trì dạy và học ở cả 3 nhà trường bảo đảm chất lượng và sỹ

số học sinh. Trường tiểu học với 14 lớp, trường THCS với 11 lớp, trường mầm non với 250 cháu. Tỷ lệ huy động trẻ đến độ tuổi đến trường đạt 100%. - Dân số: Tính đến tháng 10/2010 toàn xã có 1.635 hộ, 5.716 nhân khẩu. - Lĩnh vực văn hóa xã hội: Tổ chức tuyên truyền vệ sinh an toàn thực phẩm, tiêm phòng gia súc gia cầm, phối hợp với tư pháp và công an tuyên truyền

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

luật an toàn giao thông, luật hôn nhân gia đình… Tổ chức kiểm tra các dịch vụ văn hóa, hoạt động văn hóa trên bàn xã. Kết quả bình xét gia đình văn hóa năm

2010 có 1.423 hộ gia đình văn hóa, 03 xóm đạt khu dân cư tiên tiến, 5/5 cơ quan

văn hóa.

U Y

* Giao thông

Xã có 5 khu đường quốc lộ và 15km đường giao thông nông thôn cơ bản

đã được giải cấp phối, đảm bảo giao thông liên xóm nhưng vẫn còn gặp nhiều khó

ẠO

khăn vào mùa mưa.

* Thuỷ lợi

Hệ thống kênh mương cơ bản đã đáp ứng được nhu cầu tưới tiêu cho các

TR ẦN

* Dân số và lao động

H Ư

diện tích canh tác.

Tổng số hộ toàn xã là 1.678 hộ, với tổng số là 5.468 người, dân cư phân bố

tương đối đồng đều trên toàn xã, mật độ dân số trung bình là 357 người /km2.

10 00

* Tài nguyên và môi trường

- Tài nguyên khoáng sản: Giải tỏa khai thác, chế biến khoáng sản trái phép

xóm 2, xóm 5. Đề nghị UBND huyện xử lý hành chính 4 trường hợp chế biến

Í-

khoáng sản trái phép. Phối hợp mỏ than Phấn Mễ giải tỏa tình trạng khai thác than

-L

thổ phỉ tại làng Cẩm, xóm 11.

ÁN

- Môi trường: Xây dựng phương án thu gom rác thải sinh hoạt tại các xóm

4, 6, 7, 8 có trục đường quốc lộ 37 chạy qua [15].

IỄ N

ÀN

4.2. Tình hình khai thác quặng thiếc và việc quản lý, sử dụng đất sau khai thác thiếc trên địa bàn xã Hà Thƣợng 4.2.1. Tình hình khai thác quặng thiếc Do địa bàn khu vực có quặng thiếc rộng từ xóm 1, 2, 3, 4 ,5, 6, 7 ở trên đồi và len lỏi ở các hộ gia đình. Có 2 đơn vị được nhà nước cho phép khai thác đó là: Xí nghiệp thiếc Đại Từ được cấp giấy phép năm 1987 với diện tích 76 ha. Tại khu

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

vực xóm 3,4,5,6,7 khai thác với hình thức lộ thiên. Đơn vị thứ hai là công ty TNHH xuất nhập khẩu tổng hợp Thái Nguyên hoạt động từ năm 1994, có giấy

phép hoạt động do UBND tỉnh cấp tại khu vực xóm 1 và xóm 2 xã Hà Thượng.

Hình thức khai thác lộ thiên.

U Y

- Đối với công ty xuất nhập khẩu tổng hợp Thái Nguyên đến nay đã dừng

hoạt động, do phải bàn giao mặt bằng cho dự án Núi Pháo. Những năm qua trong

quá trình tổ chức sản xuất đã gây ảnh hưởng hơn 20ha đất canh tác của nhân dân

ẠO

địa phương từ đó gây bức xúc cho nhân dân xóm 1,2,3,4, kéo dài từ năm 1994 đến

năm 2009. Đến nay công ty đã tích cực xem xét, giải quyết đền bù một phần cho

nhân dân, xong về việc xử lý môi trường tại địa phương thì công ty chưa thực hiện

H Ư

triệt để.

TR ẦN

- Đối với Xí nghiệp thiếc Đại Từ: là đơn vị vừa tổ chức khai thác, vừa chế biến và thu mua, địa bàn hoạt động rộng. Đồng thời Xí nghiệp liên doanh với một

số bàn tuyển như cấp điện, vật tư, thiết bị cho các chủ bàn tuyển tổ chức sản xuấ.

10 00

Đây cũng là nguyên nhân kích thích cho việc khai thác bừa bãi trên địa bàn xã,

đồng thời các bàn tuyển có thời điểm xử lý không tốt về môi trường có ảnh hưởng

đến diện tích đất canh tác, ô nhiễm nước sinh hoạt của nhân dân quanh vùng [14].

Í-

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

-L

Mỏ thiếc nằm ở xóm 6, xóm 7 thuộc xã Hà Thượng huyện Đại Từ, tỉnh

ÁN

Thái Nguyên, cách thành phố Thái Nguyên 18km về phía Tây Bắc, do xí nghiệp

Thiếc Đại Từ được cấp giấy phép khai thác vào năm 1987. Nguyên liệu sản xuất

IỄ N

ÀN

là khai thác tận thu đuôi thải 15000m3/năm. Sản phẩm chính của xí nghiệp là 140 tấn quặng thiếc /năm (70% Sn). Công suất thiết kế 20 nghìn tấn. Hiện nay, chính quyền địa phương cũng đã có văn bản đề nghị mỏ thiếc có biện pháp cải tạo, xử lý ô nhiễm, san lấp mặt bằng trả lại đất cho dân nhưng diện tích này vẫn chưa được giải quyết gây bức xúc cho người dân, một số hộ gia đình đã tự ý lấp đất trồng keo.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

4.3. Hiện trạng phát sinh và đặc tính của tro bay từ Công ty nhiệt điện Cao Ngạn

4.3.1. Giới thiệu về Công ty Nhiệt điện Cao Ngạn

- Công ty Nhiệt điện Cao Ngạn – Vinacomin tiền thân là Công ty Nhiệt

U Y

điện Cao Ngạn – TKV là công ty con của Tổng công ty điện lực Vinacomin

(trực thuộc tập đoàn than khoáng sản Việt Nam), được thành lập theo Quyết

định số 171/QĐ-BCN của Bộ trưởng Bộ Công nghiệp ngày 24 tháng 10 năm

ẠO

2003, có nhiệm vụ giúp TKV quản lý Dự án Nhiệt điện Cao Ngạn và tiếp

nhận, vận hành, kinh doanh sản xuất điện.

+ Loại hình doanh nghiệp: Doanh nghiệp nhà nước.

TR ẦN

Thành phố Thái Nguyên.

H Ư

+ Địa chỉ: Ngõ 719, Đường Dương Tự Minh, Phường Quan Triều, + Ngành nghề sản xuất: Điện năng.

+ Công suất thiết kế: 2 tổ máy với tổng công suất là 115MWh.

10 00

4.3.2. Hiện trạng phát sinh và đặc tính của tro bay

- Nguồn gốc phát sinh

Công ty sử dụng công nghệ lò tầng sôi tuần hoàn (CFB), sinh hơi 220

Í-

tấn/h. Than được đưa vào lò bằng băng tải, trong lò than cháy sinh nhiệt. Đá

-L

vôi được nghiền nhỏ phun vào lò với mục đích khử lưu huỳnh có trong than.

ÁN

Nước được bơm từ sông Cầu, qua xử lý sơ bộ, một phần được cấp cho hệ

thống khử khoáng để cấp cho lò. Trong lò, nước nhận nhiệt (do than cháy tỏa

IỄ N

ÀN

ra) sôi sinh hơi, hơi làm quay tuabin, tuabin kéo máy phát điện quay phát ra điện. Một phần nước được cấp cho hệ thống làm mát máy và ngưng hơi theo chu trình khép kín. Than sau khi cháy kiệt, phần tro đáy được đưa ra ngoài chứa trong silo tro đáy. Khói than lẫn tro bay đi qua lọc bụi tĩnh điện, tro được giữ lại tới 99,8% trước khi khói thải được thải ra ngoài. Tro bay sau khi được giữ lại ở

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

lọc bụi tĩnh điện được vận chuyển bằng khí nén đến silo tro bay. Tro đáy và

chuyên dùng vận chuyển ra bãi thải của Công ty. Công ty nhiệt điện Cao

Ngạn sử dụng nguyên, nhiên liệu như sau:

Định mức

Khối lƣợng tiêu thụ

nhiên liệu

ẠO

Tên nguyên liệu,

U Y

Bảng 4.1 Nguyên, nhiên liệu sản xuất TT

tro bay từ silo chứa được đưa vào thùng trộn ẩm trước khi xả xuống ô tô

Than

680 g/KWh

Đá vôi

49 g/KWh

Dầu FO

0,65 g/KWh

476.000 34.000 455

TR ẦN

H Ư

(Nguồn: Công ty CP Nhiệt điện Cao Ngạn, 2015)

10 00

Tro bay được hình thành chủ yếu từ than, đá vôi, dầu FO... Nhưng nguồn phát sinh chủ yếu là do than với khối lượng tiêu thụ là 476000 kg gấp 14 lần

so vơi đá vôi và gấp hơn 1000 lần so với dầu FO.

- Khối lượng phát sinh

-L

Í-

Bảng 4.2. Tình hình phát sinh tro, xỉ trong quá trình sản xuất

ÁN

Thời gian

IỄ N

ÀN

Loại

Năm 2010

Năm 2011

Năm 2012

Năm 2013

Năm 2014

6 tháng đầu năm 2015

tro

Tro bay

140.494

132.829 125.997 105.875 111.353

53.438

Tro đáy

95.835

133.806 113.986 100.120

53.939

82.624

(Nguồn: Công ty CP Nhiệt điện Cao Ngạn, 2015)

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Qua bảng 4.2 ta thấy, lượng tro xỉ phát sinh từ quá trình sản xuất rất lớn, hiện nay Công ty chủ yếu thu gom và tập kết tại bãi thãi.

+ Tro xỉ được chứa trong silo tro bằng bê tông cốt thép, sau đó được

tưới ẩm và vận chuyển bằng ô tô có trọng tải từ 10-20 tấn đến bãi thải hoặc bãi

U Y

tập kết nguyên liệu.

+ Kỹ thuật xử lý: Một phần tro xỉ được sử dụng để làm xi măng, một phần được tập kết tại bãi đổ thải làm nguyên liệu sản xuất vật liệu không nung.

ẠO

- Đặc tính của tro bay

Thành phần, đặc tính của tro:trong thành phần của tro bay và tro đáy cơ bản

H Ư

chứa các ôxít sau: SiO2, Al2O3, Fe2O3, Na2O, K2O, MgO…

Thành phần hoá học (%)

Tro đáy

Tro bay

IỄ N

ÀN

H Í-

ÁN

6 7 8 9 10 11 12

-L

MKN SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO MgO SO3 K2O Na2O TiO2 CaOtd CaSO4

1 2 3 4

10 00

STT

TR ẦN

Bảng 4.3. Thành phần hoá học trung bình của tro đáy, tro bay

1,72 53,03 3,9 14,15 14 1,91 7,44 2,36 0 0,66 5,69 12,64

26,53 21,19 12,14 12,11 13,86 1,41 10,44 1,23 0 0,41 2,40 17,75

(Nguồn: Công ty CP Nhiệt điện Cao Ngạn, 2015)

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Tro đáy có thành phần cỡ hạt, mô đun và khối lượng thể tích tương tự như cát tự nhiên. Tro bay cỡ hạt nhỏ hơn tro đáy, mịn hơn [3].

Trước khi thực hiện thí nghiệm tiến hành phân tích pH, tổng số

Cacbon, CEC, EC nhằm đánh giá chất lượng tro bay. Qua đó xác định chính

U Y

xác hơn khả năng xử lý Pb di dộng của tro bay. Kết quả phân tích tro bay

được thể hiện bảng sau đây:

Bảng 4.4. Đặc tính của tro bay Công ty nhiệt điện Cao Ngạn Đơn vị tính

Hàm lƣợng

Thành phần

CEC

Cmol/kg

19,3

mS/cm

0,202

ẠO

STT

8,4

H Ư

2,67

TR ẦN

(Nguồn: Kết quả phân tích) Qua bảng 4.4 ta thấy pH là 8,4 nên tro bay có tính chất kiềm. Cacbon

10 00

tổng số rất nhỏ đạt 2,67%, khả năng trao đổi ion đạt 19,3 Cmol/kg, độ dẫn điện không cao 0,202 mS/cm.

4.4. Nghiên cứu xử lý Pb di động trong đất sau khai thác khoáng sản

bằng tro bay của Công ty nhiệt điện Cao Ngạn

-L

Í-

4.4.1. Diễn biến pH trong đất trong khi nghiên cứu

ÁN

a/ Sau 4 tuần nghiên cứu

Bảng 4.5. Diễn biến pH trong đất sau 4 tuần làm thí nghiệm

IỄ N

ÀN

TT Công thức 1

CT1

CT2

CT3

4 5

CV% LSD05

Ðầu vào

5,40

NL1 5,40

Sau 4 tuần thí nghiệm NL2 NL3 5,41 5,42

TB 5,410

5,90

5,59

6,20

5,897

6,53

6,63

6,45

6,537 3,089 0,367

(Nguồn: Kết quả phân tích)

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

* Ghi chú: - CT1: Tỷ lệ trộn tro với đất là 0%

- CT2: Tỷ lệ trộn tro với đất là 5% - CT3: Tỷ lệ trộn tro với đất là 10%

U Y

6.537

5.897

5.41

ẠO

4 3

pH TRUNG BÌNH SAU 4 TUẦN

pH trung bình

0 0

0.5

1.5

H Ư

2.5

3.5

TR ẦN

Công thức

10 00

Hình 4.1. Diễn biến pH trong đất sau 4 tuần làm thí nghiệm Qua bảng 4.5 và hình 4.1 trên cho thấy được pH của đất sau khai

khoáng tại mỏ Thiếc xã Hà Thượng, Đại Từ tăng dần theo tỉ lệ tro bay từ 5,41

đến 6,537; tăng 1,127 từ đất chua trung tính thành đất chua ít, pH đã được

-L

Í-

tăng dần trong các thí nghiệm. Diễn biến của pH trong đất khai khoáng được

ÁN

xử lý bằng tro bay sau 4 tuần làm thí nghiệm:

Ở CT1 là công thức đối chứng, pH không giảm so với trước xử lý. CT2

IỄ N

ÀN

pH có tăng từ 5,4 lên đến 5,897; ở CT2 pH tăng so với trước khi xử lý. Ban đầu pH trong đất là 5,4 sau 4 tuần thí nghiệm ở CT3 pH tăng lên 6,537. Có thể thấy rằng sau khi xử lý pH thấp nhất ở công thức 1 là 5,41 với tỷ lệ tro bay là 0% và số pH cao nhất ở công thức 3 là 6,537 với tỷ lệ tro là 10%. Theo bảng 4.5 có hệ số biến động CV= 3,089%, thí nghiệm cho sai khác có ý nghĩa tại mức tin cậy là 99%.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

b/ Sau 8 tuần nghiên cứu Bảng 4.6. Diễn biến pH trong đất sau 8 tuần làm thí nghiệm

LSD05

6,96

6,98

7,10

7,17

7,25

7,28

6,53

CV%

6,54

U Y

6,50

7,01

CT3

6,54

5,4

ẠO

CT2

NL3

7,23 0,8127

NL2

0,1124

CT1

NL1

TT Công thức Ðầu vào

Sau 8 tuần thí nghiệm

H Ư

(Nguồn: Kết quả phân tích)

TR ẦN

* Ghi chú:

- CT1: Tỷ lệ trộn tro với đất là 0%

10 00

- CT2: Tỷ lệ trộn tro với đất là 5%

- CT3: Tỷ lệ trộn tro với đất là 10%

-L

Í-

pH trung bình sau 8 tuần

ÀN

ÁN

7.4 7.2 7 6.8 6.6 6.4 6.2 6

7.23

7.01 6.53

Ph trung bình

IỄ N

CT1 CT2

CT3

Hình 4.2. Diễn biến pH trong đất sau 8 tuần làm thí nghiệm

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Qua bảng 4.6 và hình 4.2 trên cho thấy được pH của đất sau khai khoáng tại mỏ Thiếc xã Hà Thượng, Đại Từ tăng dần theo tỉ lệ tro bay từ 6,53

đến 7,23; tăng 1,2; pH tăng mạnh sau 8 tuần làm thí nghiệm. Diễn biến của

pH trong đất khai khoáng được xử lý bằng tro bay sau 8 tuần làm thí nghiệm:

U Y

Ở CT1 là công thức đối chứng, pH có tăng đến 6,53 sau 8 tuần xử lý so với

pH đầu vào. CT2 pH tăng từ 5,4 lên đến 7,1; ở CT2 pH tăng nhiều so với trước

khi xử lý. Ban đầu pH trong đất là 5,4 sau 4 tuần thí nghiệm ở CT3 pH tăng lên

ẠO

7,23. Có thể thấy rằng sau khi xử lý pH thấp nhất ở công thức 1 là 6,53 với tỷ lệ

tro bay là 0% và số pH cao nhất ở công thức 3 là 7,23 với tỷ lệ tro là 10%.

H Ư

khác có ý nghĩa tại mức tin cậy là 99%.

Theo bảng 4.6 có hệ số biến động CV= 0,8127%, thí nghiệm cho sai

TR ẦN

4.4.2.Kết quả xử lý Pb di động trong đất bằng tro bay sau 4 tuần thí nghiệm

10 00

Bảng 4.7. Hiệu suất xử lý Pb di động trong đất bằng tro bay sau 4 tuần

0,185

CT1 CT2 CT3 CV% LSD05

NL1 0,162 0,104 0,072

Sau 4 tuần thí nghiệm NL2 NL3 0,163 0,152 0,109 0,117 0,082 0,085

ÁN

-L

Í-

1 2 3 4 5

Ðầu vào

TT Công thức

Đơn vị:mg/kg TB 0,159 0,110 0,080 5,584 0,013

(Nguồn: Kết quả phân tích)

IỄ N

ÀN

* Ghi chú: - CT1: Tỷ lệ trộn tro với đất là 0% - CT2: Tỷ lệ trộn tro với đất là 5% - CT3: Tỷ lệ trộn tro với đất là 10%

Sau 4 tuần làm thí nghiệm hàm lượng Pb di động giảm như sau: Ở CT1 hàm lượng Pb di động giảm từ 0,185 xuống còn 0,159. Ở CT2 hàm lượng Pb di động giảm từ 0,185 xuống còn 0,11. Ở CT3 hàm lượng Pb di

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

động giảm mạnh từ 0,185 xuống còn 0,08; giảm xuống 0,105 so với trước khi xử lý. Như vậy càng về sau lượng chì trong đất ngày càng giảm mạnh.

Theo bảng 4.7 có hệ số biến động CV= 5,584%, thí nghiệm cho sai

khác có ý nghĩa tại mức tin cậy là 99%.

U Y

4.4.3. Kết quả xử lý Pb di động trong đất bằng tro bay sau 8 tuần thí nghiệm

Bảng 4.8. Hiệu suất xử lý Pb di động trong đất bằng tro bay sau 8 tuần

CT3

CV%

LSD05

0,185

0,125

0,115

0,070

0,079

0,054

ẠO

CT2

NL2

NL3

0,120

0,077

0,075

0,046

0,047

0,052

NL1

CT1

Sau 8 tuần thí nghiệm

Ðầu vào

H Ư

Công thức

TR ẦN

Đơn vị:mg/kg

5,774 0,0094

(Nguồn: Kết quả phân tích)

10 00

* Ghi chú:

- CT1: Tỷ lệ trộn tro với đất là 0%

- CT2: Tỷ lệ trộn tro với đất là 5%

Í-

- CT3: Tỷ lệ trộn tro với đất là 10%

-L

Sau 8 tuần làm thí nghiệm hàm lượng Pb di động giảm như sau:

ÁN

Ở CT1 hàm lượng Pb di động giảm từ 0,185 xuống còn 0,120. Ở CT2 hàm

lượng Pb di động giảm từ 0,185 xuống còn 0,075. Ở CT3 hàm lượng Pb di động

IỄ N

ÀN

giảm mạnh từ 0,185 xuống còn 0,052; giảm xuống 0,132 so với trước khi xử lý. Sau 8 tuần lượng chì di động giảm mạnh hơn so với 4 tuần làm thí nghiệm. Thấy được rằng tro bay đã xử lý được chì trong đất một cách hiệu quả. Theo bảng 4.8 có hệ số biến động CV= 5,774%, thí nghiệm cho sai

khác có ý nghĩa tại mức tin cậy là 99%. Với mức pH khác nhau thì khả năng hấp thụ KLN của tro bay khác nhau.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

4.4.4. Mối tương quan giữa pH và Pb di động sau 4 tuần nghiên cứu Lƣợng Pb di động TB

5,410

0,159

5,897

0,110

6,537

0,080

U Y

pH trung bình

Bảng 4.9. Mối tương quan giữa pH và Pb di động sau 4 tuần

ẠO

(Nguồn: Kết quả phân tích)

Pb di dộng

H Ư

0.14

y = -0,0689x + 0,5262

0.16

0.18

0.12 0.1

TR ẦN

0.08 0.06 0.02 0 1

10 00

R² = 0,95

0.04

Hình 4.3. Mối tương quan giữa pH và Pb di động sau 4 tuần

Theo hình 4.3, có thể thấy pH càng tăng thì lượng Pb di động càng giảm,

-L

Í-

đất càng trung tính đất càng tốt hàm lượng chì trong đất giảm. Sau 4 tuần Pb đi

ÁN

động đã giảm mạnh, ta thấy được hiệu quả của tro bay trong xử lý đất. Bảng 4.10. Mối tương quan giữa pH và Pb di động sau 8 tuần pH trung bình

Lƣợng Pb di động TB

6,53

0,120

7,01

0,075

7,23

0,052

IỄ N

ÀN

4.4.5. Mối tương quan giữa pH và Pb di động sau 8 tuần nghiên cứu

(Nguồn: Kết quả phân tích)

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

0.14

0.12

H N

0.075

y = -0,0966x + 0,7511

0.08

0.052

U Y

Pb TB

0.1

0.06

0.04

R² = 0,999

0.02

6.4

6.5

6.6

6.7

6.8

6.9

7.2

7.3

pH TB

7.1

ẠO

H Ư

Hình 4.4. Mối tương quan giữa pH và Pb di động sau 8 tuần

TR ẦN

Theo hình 4.4, có thể thấy pH càng tăng thì lượng Pb di động càng giảm, đất càng trung tính đất càng tốt hàm lượng chì trong đất giảm. Sau 8 tuần Pb đi

động đã giảm mạnh, ta thấy được hiệu quả của tro bay trong xử lý đất.

10 00

4.5. Đánh giá tác động của kết quả nghiên cứu

4.5.1. Hiệu quả môi trường đất

Kết quả của đề tài có ý nghĩa rất quan trọng trong việc cải tạo phục hồi ô

Í-

nhiễm môi trường đặc biệt là môi trường đất, phương pháp sử dụng ở đây không

-L

phải là sử dụng hóa chất hay các chi phí tốn kém khác mà sử dụng trực tiếp từ tro

ÁN

bay của nhà máy nhiệt điện có những đặc tính quý trong việc giảm thiểu ô nhiễm,

cải tạo phục hồi môi trường đất có hiệu quả cao. Đặc biệt việc cải tạo, nâng cao độ

IỄ N

ÀN

phì cho đất góp phần tăng khả năng canh tác của đất, đưa vào một diện tích đất canh tác phục vụ cho sản xuất nông nghiệp. Đề tài mở ra hướng nghiên cứu mới cho các đề tài khoa học đã và đang thực hiện ở Việt Nam nghiên cứu thêm về một số những đặc tính mới của tro bay để tận dụng khả năng sẵn có của chúng.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

4.5.2. Hiệu quả kinh tế - xã hội 4.5.2.1. Hiệu quả về kinh tế

Phương pháp sử dụng tro bay cải tạo đất và khử KLN trong đất sau khai

khoáng dễ làm, chi phí thấp hơn so với dùng các phương pháp khác như phương

U Y

pháp hóa học. Đây cũng là phương pháp thân thiện với môi trường và ít có ảnh

hưởng xấu. Vì vậy khả năng cạnh tranh về giá thành và chất lượng là rất tốt.

4.5.2.2. Hiệu quả về mặt xã hội

ẠO

Dự án đã tập trung vào việc vừa nâng cao năng lực và kiến thức của

cộng đồng về sự cần thiết phải bảo vệ và sử dụng tài nguyên đất có hiệu quả,

biết sử dụng nguồn nguyên liệu tro bay của địa phương vào công cuộc phục

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

hồi môi trường.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

PHẦN 5

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

5.1. Kết luận

U Y

Trên cơ sở kết quả nghiên cứu thu được, bước đầu em đi đến một số kết

luận sau:

- Đất sau khai khoáng tại mỏ thiếc Hà Thượng sau khi nghiên cứu có

ẠO

đặc tính pH chua (pH=5,4) và có lượng Pb di dộng là 0,185; mà tro bay có

đặc tính như pH kiềm (pH=8,4), Tổng số Cacbon nhỏ chiếm 2,67%, CEC =

19,3 Cmol/kg, EC = 0,202 mS/cm.

H Ư

- Tro bay sau khi trộn lẫn với đất bị ô nhiễm KLN làm nâng cao độ pH

TR ẦN

trong đất. So với số đo pH của mẫu đất đầu vào với các mẫu trộn lẫn tro bay với tỷ lệ 5%, 10% tro bay làm tăng độ pH trong 4 tuần làm thí nghiệm từ 5,4

đến 6,537 và trong 8 tuần làm thí nghiệm từ 5,4 đến 7,23.

10 00

- Ta có thể thấy tro bay trong nhà máy nhiệt điện Cao Ngạn có khả

năng xử lý tốt KLN trong đất. Theo nghiên cứu tỷ lệ phối trộn tro bay càng

cao thì tỷ lệ Pb di động càng giảm. Sau 4 tuần làm thí nghiệm với tỷ lệ phối

Í-

trộn 10% từ mức đầu vào Pb di động là 0,185 xuống 0,08 và sau 8 tuần Pb di

-L

động giảm mạnh còn 0,052.

ÁN

5.2. Kiến nghị

IỄ N

ÀN

Qua kết quả nghiên cứu đạt được, đề tài xin có một số đề nghị như sau: - Kiến nghị với các cấp, các ngành cần có sự quan tâm, đầu tư, tạo mọi

điều kiện cho quá trình khắc phục và xử lý ô nhiễm. - Kiến nghị với UBND xã Hà Thượng có biện pháp quản lý chặt chẽ đối với những diện tích đất sau khai thác khoáng sản, có biện pháp tuyên truyền phù hợp cho người dân về những tác hại của ô nhiễm môi trường, từ đó có thể trách được những hậu quả xấu do ô nhiễm gây ra.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Kiến nghị Xí nghiệp thiếc Đại Từ có trách nhiệm hoàn thổ, hoàn trả mặt bằng cho người dân, khắc phục ô nhiễm, thực hiện những biện pháp

phòng chống, khắc phục ô nhiễm, được đề cập trong nội dung đề tài.

- Khuyến khích người dân cải tạo đất ô nhiễm KLN bằng tro bay. Đây

U Y

là biện pháp cải tạo thân thiện với môi trường, ít chi phí và dễ thực hiện lại

đạt hiệu quả tốt.

- Tiếp tục nghiên cứu việc sử dụng tro bay ở các nhà máy nhiệt điện để

ẠO

cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng của khu vực bãi thải khai thác quặng trên

cả nước.

- Cần có các nghiên cứu mới trong việc xử lý đất sau khai khoáng bị

H Ư

nhiễm kim loại nặng.

TR ẦN

- Tiếp tục thử nghiệm phân tích thêm một số chỉ tiêu khác như As, Cd, Cu... trong đất khai khoáng để đánh giá được toàn diện hơn về khả năng xử lý

đất của tro bay.

10 00

- Tiếp tục nghiên cứu xử lý các dạng đất khác nhứ đất công nghiệp,

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

nông nghiệp, thương mại bị nhiễm KLN bằng tro bay.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Lưu Thế Anh (2007), “Hiện trạng và dự báo các tác động tiêu cực đến

I. Tiếng Việt

U Y

môi trường đất trong quá trình phát triển kinh tế - xã hội vùng Đông

Bắc giai đoạn (2005-2020)”.

2. Lê Huy Bá (2007), “Độc Chất Môi Trường” Nxb Khoa học và kỹ thuật.

ẠO

3. Công ty Nhiệt điện Cao Ngạn – Vinacomin (2015), “Báo cáo công tác bảo

vệ môi trường trong việc quản lý tro, xỉ nhiệt điện”

4. Lương Như Hải (2012), “Nghiên cức ứng dụng tro bay làm chất độn gia

H Ư

cường cho vật liệu cao su và cao su Blend”,Tạp chí Hóa học.

TR ẦN

5. Lương Như Hải, Nguyễn Việt Dũng, Ngô Kế Thế, Đỗ Quang Kháng (2013), “Nghiên cứu ảnh hưởng của tro bay xử lý bề mặt đến tính chất

nhiệt và môi trường của blend CSTN/NBR”, Tạp chí Hóa học.

10 00

6. Lương Như Hải, Ngô Kế Thế, Đỗ Quang Kháng (2014),“Tro bay và những

ứng dụng, Thông tin Kinh tế & Công nghệ - Công nghiệp Hóa chất”.

7. Nguyễn Thị An Hằng (1998), “Nghiên cứu đánh giá ô nhiễm kim loại

Í-

nặng trong môi trường đất – nước – trầm tích – thực vật ở khu vực

-L

công ty -78- pin Văn Điển và Orion – Hanel”, Luận văn thạc sỹ, Khoa

ÁN

học môi trường, trường Đại học Khoa học tự nhiên – ĐH QG Hà Nội.

8. Lê Văn Khoa (2000), “Đất và Môi trường”, Nxb. Giáo dục, Hà Nội.

IỄ N

ÀN

9. Lê Văn Khoa (2004), “Sinh thái và môi trường đất”, Nxb. ĐHQG, Hà Nội. 10.Nguyễn Ngọc Nông (2007), giáo trình “Luật và chính sách môi trường” trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. 11.Nguyễn Thị Thanh (2002), Bài giảng “Độc tính của một số kim loại nặng”, Trường đại học công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh, Tp. Hồ Chí Minh.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

12. Dư Ngọc Thành (2015), Bài giảng: “Biện pháp sinh học trong xử lý môi

13.Ngô Kế Thế, Nguyễn Việt Dũng, Nguyễn Văn Thủy, Đỗ Quang Kháng,

trường”.

Lương Như Hải, Nguyễn Quang Khải (2010), “Nghiên cứu khả năng

U Y

gia cường của tro bay biến tính cho vật liệu cao su thiên nhiên”, Tạp

chí hóa học.

14.UBND xã Hà Thượng, (2006), “Báo cáo công tác quản lý nhà nước về tài

ẠO

nguyên khoáng sản”.

15.UBND xã Hà Thượng, (2010), “Báo cáo kết quả thực hiện nhiệm vụ kinh

tế - xã hội, phương hướng thực hiện nhiệm vụ năm 2011”.

H Ư

16.UBND xã Hà Thượng, (2009), “Thống kê, kiểm kê đất đai năm 2009”.

TR ẦN

II. Tiếng Anh

17. Adand Srinivasan and Michael W. Grutzeck (1999), “The Adsorption of

SO2 by Zeolites Synthesized from Fly Ash, Environ. Sci. Technol”,

10 00

1464–1469.

18. Ahmad S. R. , Ali I, Rathore H. S. , Kumari K (1983), “Absorption of

organic acids from aqueous solutions on fly ash and granular

Í-

charcoal, Indian Association Water Pollution Control- Technical

-L

Annual”, Vol. 10.

ÁN

19. B. Saha, S. P. Chopade and S. M. Mahajani (2000), “Recovery of dilute

IỄ N

ÀN

acetic acid through esterification in a reactive distillation column, Catalysis Today”, 147-157.

20. C.D. Woolard, K. Petrus and M. van der Horst (2000), “The use of a modified fly ash as an adsorbent for lead, Water SA”, 531-536. 21.D.C.D. Nath, S. Bandyopadhyay, A. Yu, Q. Zeng, T. Das, D. Blackburn, C. White (2009), “Structure – properties interface correlation of fly ash – isotactic polypropylene composites, J. Mater.Sci”, 6078-6089

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

22. Janos P Buchotova H and Ryznarova M (2003), “Sorption of dyes from

23. Manoharan V, Yunusa IAM, Loganathan P, Lawrie R, Skilbeck CG,

aqueous solutions onto fly ash, Water Research”, 4938-4944.

Burchett MD, et al. (2010), “Assessments of class F fly ashes for

U Y

amelioration of soil acidity and their influence on growth and uptake of

Mo and Se by canola, Fuel”, 3498–504.

24. Shaobin Wang, and Hongwei Wu (2006), “Environmental-benign

ẠO

utilisation of fly ash as low-cost adsorbents, Journal of Hazardous

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

Materials”, 482-501.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial