Hiện nay Việt Nam đang trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, sự xuất hiện các cơ sở sản xuất công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp TTCN đã làm cho môi trường ngày một ô n
Trang 1
MỤC LỤC
n0 co — Ô 1
I.2.Mục tiêu nghiên cứu của để tài . eeererrrrrrrrrrrdrtrrrrtrrrie 2 I.3.Giới hạn của để tài sen 2
I.4.Phương hướng phát triển của 0 0 2
IIL.1.Tình hình nghiên cứu trong nước và trên Thế Giới . -+s+seet 3 II.1.1.Trong nƯỚC cv rhthhhhhhrhtHưtHtrdrrtrrrrrrdrdtrtrrrrrrrrrrrrrere 3 I.1.2.Nước ngoài . set rrrrhehhnhhhhhrtedrhdtrrrrrrrrrrrrderdtrtrrrtrrerrrrrrrerd 4
1IL2.Những nguyên tố thiết yếu cho đời sống sinh Vat eee eerste 5
1L3.Sự thiếu hụt và dư thừa các kim loại thiết 8 6 IL4.Kim loại nặng - se ehhrhhhhhhrhHhrhrdHrthrrtrrrrtrtrderttrrrrterrrrrrrrr 7
II4.1.Nguồn gốc Kim Loại Nặng -.-. cseseenettrrtttrtrtrterrtrrtrtrre 8
11.4.2.Anh huGng của kim loại nặng -+ssrsreererrtrrrrrrrtrtttrrtrrtt 15 IL4.2.1.Anh hưởng có lỢi ‹ «s+*s+tseretrrtetrtetrrtrtrrrrrrdrrtrrrrrrie 15 IL4.2.2.Anh hưởng có hại - -: -s+csnnehhhtrttrrrrrrrdrrttrrtrrrrre 16 1L4.2.3.Ánh hưởng kim lọai nặng đến sức khỏe con người - 17 11.4.2.4.Kha nang tác động sinh lý -. -eerreeerrrrrtrrrrrrtrrtrrrd 18
II4.3.Cơ chế gây độc của KLN . -+c+seerrrrettrrrrrrtrrrrtrrtrre 19 IL4.4.Các yếu tố ảnh hưởng đến sự tích lũy kim loại nặng -: 20
IL4.5.Giới thiệu khái quát về các kim loại đồng, Niken, Cadmiumn và Chì21
IL4.5.3.Cadmium( C2) -‹ c+ + shhhhhhhrnhthhhhrrtrHtrre 26
II.5.Quá trình hình thành và phát triển của mầm lúa -: -+terre 31
II.5.1.Cơ cấu phát triển của TAIN ^^ 31 I.5.2.Điều kiện nội tại, ngoại cảnh cần thiết cho sự nảy mầm 31 II.5.3.Quá trình chuyển hóa vật chất của nảy mầm - -+-+et+etts+ 34
CHƯƠNG II: NOI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36
HI.1.Nội dung nghiên CỨU . - - 55-5 se s‡entettetrtrrttrtrtrrttrrrrrrrtdrtrtrrrrrrrrerre 36 IIL2.Phương pháp nghiên cứu . -: -+>eteererrrrrrtrrrrtrrtrtrrtrtrrrrrrrrrrr 36 HI.2.1.Phương pháp luận - + sehhhhhhtrrrrmrrtrrrrrrrtrrrrtrrrrie 36
IIL2.2.Phương pháp cụ thỂ -ccccnerreerrrrrrertrrerrdtrrrrtrrrerrriie 37
Trang 2
IIL2.2.1.Đối tượng nghiên cứu -ccs+ssnrrethrrrerrrrrdrrrrrrrrrrrire 37
_ IL2.2.2.Chọn nghiệm thức thí nghiệm -+++++eesetetttrtrtrte 38 HI2.2.3 Vật liệu nghiên CỨU «+ sseteettttrttrrttrrtrrrrdrrrdrrie Al
II.2.2.4.Hiệu chỉnh nồng độ thí nghiệm - ©-+ses‡>tntttttttee 41 II.2.2.5.Xử lý kết quả nghiên cứu -+ss+ereeertetrertrttrtrrrrete 42
IIL3.Bố trí thí ngiệm net tt HHrrdHrrrrrrrrrrrririne 43 III.3.1.Địa điểm và thời gian tiến hành thí nghiệm cn HH S930 11 kh 1 11 Trh 43 HI.3.2.Pha chế dung dịch thử nghiỆm -+++*tsseetteerrrrtttrttrtrre 43 IIL3.3.Cách ủ và đo đạc các chỉ tiêu .-. -<s+‡‡énnhnhrtrrrttrrrrrrrre 44 IIL3.4.Phân tích trong phòng thí nghiệm . -+-++reereettrrtrre 44 IIL3.4.1.Phân tích hoạt tính enzyme AmyÏÌaza . -cs‡eteetrtrrrtrt 44 IIL3.4.2.Xác định hàm lượng chất khô trong thực vật -. - 45 II.3.4.3.Xác định một số KLN ( Cu, Ni, Cd, Pb) -‹‹ +-+‡cret 46
CHƯƠNG IV: KẾT QUÁ VÀ THẢO LUẬN . :-ccccccrnierrerrerre 47
1V.1.Hàm lượng một số kim loại nặng ở mẫu đối chứng (nước máy) 47
IV.2.Kết quả kiểm chứng về nồng độ kim loại nặng trong bố trí thí nghiệm 47 IV.3.Kết quả bố trí thí nghiệm thăm đồ . -+-++ttertrrtettrrerrtrrtrree 49
IV.4.Kết quả bế trí thí nghiệm chính thỨc - -++++ssetreerrrttttrrrrrrdttt 50 VIL4.1.Ảnh hưởng của các KLN nghiên cứu đến tỷ lệ nảy mầm của hạt lúa51 IV.4.2.Ảnh hưởng của các ion KLN nghiên cứu đến chiéu cao mầm lúa 56 IV.4.3.Ảnh hưởng của các ion KLN nghiên cứu đến chiều dài rễ 64 IV.4.4.Ảnh hưởng của các ion KLN đến hoạt tính enzyme Amylaza ¬— 71 IV.4.5.Ảnh hưởng của các ion KLN nghiên cứu đến độ ẩm của mầm-rễ lúa75 IV.5.6.Tích lũy Cd”” trong mầm lúa - - - 5ccsssetettttetetrtrtrtrtrtrrrre 78 IV.5.7.Kha nang hap thu Cd* của mầm lÚa - + =5 S<s#‡szsetesesettrees 78 CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ 60 .ố 80
NHỮNG TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH -sccscnrtrterrerrrtre 82
Trang 3
DANH SACH BANG BIEU
Bảng 2.1: Hàm lượng trung bình một số loại kim loại nặng trong đá và trong đất
Bảng 2.2: Hàm lượng một số kim loại nặng trong các sản phẩm dùng làm phân bón
trong nông nghiỆp -. sen nnnthhthrtttHhhhHhthHrrdrntirenr 10 Bảng 2.3: Hàm lượng các nguyên tố trong bùn - nước cống rãnh đô thị .- 11 Bảng 2.4: Hàm lượng chì trong một số đất và mẫu bùn ao ở Chỉ Đạo- Mỹ Văn- Hưng
Bảng 2.5 : Lượng KLN thải ra đi vào môi trường trên thế giới (triệu tấn/năm) 14 Bảng 2.6: Dư lượng thủy ngân trong hạt gạo (đơn vị : DPIT)) set 16 Bảng 2.7: Tính độc hại của các nguyên tố kim loại nặng đối với sinh vật - 19 Bảng 2.8 : Các bệnh có liên quan đến kim loại Cu - - -++ + ssssesehhnhertrrtrrre 23 Bảng 2.9:Ước tính toàn cầu về việc thải Ni vào khí quyển từ các nguồn tự nhiên và
Bảng 3.1: Dãy nồng độ từng kim loại nặng được bố trí thăm đò - -r : 38 Bang 3.2: So dé lay mẫu nước ở từng lô thí ngiệm để phân tích KLN 42 Bảng 4.1: Kết quả phân tích mẫu đối chứng (nước THấY) - + eseerrreerrtetre 47 Bảng 4.2: Bảng so sánh nồng độ (mg/L) một số kim loại nặng giữa bố trí và kết quả
phân tíÍch -:+c set nenhhhhhhHhHg 1tr trttttrfttrrrrrrrtrrrtrrre
47 Bang 4.3: Day néng độ từng KLN dược bố trí thăm đồ .- -+++++>+s‡nheeeeee 49 Bảng 4.4a: Tỷ lệ nảy mâm của hạt giống sau 4 ngày dưới ảnh hưởng của Cu?” và NỈ”
cm — ốn aaaa 49 Bảng 4.4b: Tỷ lệ nảy mâm của hạt giống sau 4 ngày dưới ảnh hưởng của Cd”*(%) 50 Bảng 4.4ác: Tỷ lệ nảy mầm của hạt giống sau 4 ngày dưới ảnh hưởng của Pb*(%) 50 Bảng 4.5: Giá trị giới hạn nồng độ bố trí thí nghiệm chính thức cho mỗi kim loại 50 Bảng 4.6: Dãy nồng độ từng kim loại nặng cho bố trí thí nghiệm chính thức 51
Bảng 4.7: Ánh hưởng của Cu”” lên ty lệ nảy mầm của hạt lúa(%) - 51
Bảng 4.8: Ảnh hưởng của Ni”" đến tỷ lệ nảy mầm của hạt (%) - -cccerree 52 Bảng 4.9: Ánh hưởng của Cd”” đến tỷ lệ nảy mầm của hạt (%) -cccree 53 Bảng 4.10: Ảnh hưởng của Pb”” đến tỷ lệ nảy mầm của hạt (%) -.ee 54
Bảng 4.11: Ảnh hưởng của Cu”" đến chiều cao mầm lúa (Đơn vị: cm) 56
Bảng 4.12: Ảnh hưởng của Ni”” đến chiều cao mầm lúa (Đơn vị: cm) -. 57 Bảng 4.13: Ảnh hưởng của Cd”* đến chiểu cao mầm lúa (Đơn vị: cm) - 58
Trang 4
Bảng 4.14:
Bảng 4.15:
Bảng 4.16:
Bảng 4.17:
Bảng 4.18:
Bảng 4.19:
Bảng 4.20:
Bảng 4.21:
Bảng 4.22:
Bảng 4.23:
Bảng 4.24:
Bảng 4.25:
Bảng 4.26:
Bảng 4.27:
Bảng 4.28:
Ảnh hưởng của Pb”' đến chiểu cao mầm lúa (Đơn vị: cm) . - 59
Ảnh hưởng của Cu”” đến chiều dài rễ (Đơn vị: cm) . -++ 64
Ảnh hưởng của Ni?' đến chiểu dài rễ (Đơn vị: cm) -: -+t+: 65 Ảnh hưởng của Cd”* đến chiều dài rễ (Đơn vị: cm) -cerr 66 Anh hưởng của Pb”' đến chiều đài rễ (Đơn vị: cm) - -cseesee 67 Hoạt tính enzyme Amylaza dưới ảnh hưởng của Cu”” cccceesrees 71 Hoạt tính enzyme Amylaza dưới ảnh hưởng của \ | 72 Hoạt tính enzyme Amylaza dưới ảnh hưởng của Cdđ””, cccccscseere 73 Hoạt tính enzyme Amylaza dưới ảnh hưởng của Pb”” ccccccssee 74 Anh hưởng của Cu”! đến độ ẩm của mầm-rễ lúa (% H;O) - 75
Ảnh hưởng của Ni?” đến độ ẩm của mầm-rễ lúa (% HạO) - 76
Ảnh hưởng của Cd”' đến độ ẩm của mam-ré lúa (% H¿O) 76
Ảnh hưởng của Pb”” đến độ ẩm của mầm-rễ lúa (% H¿O) 77
Tích lũy Cd trong mAm la oc cesesseseeeseeeereeneseeseeseerenneenennenenneneeneses 78 Khả năng hấp thu Cd” trong mầm lúa . -++strertrrrtrrreree 79
Trang 5
DANH SÁCH BIẾU ĐỒ
Biểu đô 2.1: Sự thiếu hụt và dư thừa của những kim loại nặng -‹ -+-: 7
Biểu đồ IL2: Hô hấp của hạt trong một vài giờ đầu của ndy MAM 33
Biểu đô 4.1: Ảnh hưởng của Cu”” đến tỷ lệ nảy mầm của hạt lúa . - 52
Biểu đồ 4.2: Ảnh hưởng của Ni?! đến tỷ lệ nảy mầm của hạt lúa - 53
Biểu đồ 4.3: Ảnh hưởng của Cd”" đến tỷ lệ nảy mầm của hạt lúa - 54
Biểu đô 4.4: Ảnh hưởng của Pb** dén tỷ lệ nảy mầm của hạt lúa : 55
Biểu đồ 4.5: Ảnh hưởng của Cu”” đến chiều cao mầm lúa -::++-+r+rsee++ 57 Biểu đồ 4.6: Ảnh hưởng của Ni” đến chiều cao mầm lúa -+:+-+++-+" 58 Biểu đồ 4.7: Ảnh hưởng của Cd”” đến chiểu cao mầm lúa . . -:+ -++s++: 59 Biểu đô 4.8: Ảnh hưởng của Pb?” đến chiểu cao mầm lúa -++++etsrt 60 Biểu đồ 4.9: Ảnh hưởng của các ion KLN nghiên cứu đến chiều cao mầm lúa sau 3 nà 6 an nan 62 Biểu đồ 4.10: Ảnh hưởng của các ion KLN nghiên cứu đến chiều cao mầm lúa sau 5 In 6 nan oaẽaanaa na 62 Biểu đồ 4.11: Ảnh hưởng của các ion KLN nghiên cứu đến chiều cao mầm lúa sau 7 HBẦY eceeieeerrrrrrrhrrrhrrrrrrrrrrrerdrrritrrrrrrdrreiiritrrrrrrtrtlttid 63 Biểu đồ 4.12: Ảnh hưởng của Cu”” đến chiều dài rễ . -+rerrerrerrree 64 Biểu đồ 4.13: Ảnh hưởng của NỈ” đến chiểu dài rễ - -‹ ccctnreerterrterrte 65 Biểu đồ 4.14: Ảnh hưởng của Cd”" đến chiều dài rễ . -ccccnnerrerrrrrie 66 Biểu đồ 4.15: Ảnh hưởng của Pb?* đến chiểu dài rễ - -c-sccceeceerterrerrrrie 67 Biểu đỗ 4.16:Ảnh hưởng của các ion KLN nghiên cứu đến chiều dài rễ sau 3 ngay 69 Biểu đồ 4.17:Ảnh hưởng của các ion KLN nghiên cứu đến chiều dài rễ sau 5 ngày 69 Biểu đô 4.18:Ảnh hưởng của các ion KLN nghiên cứu đến chiéu dai rễ sau 7 ngày 70 Biểu đồ 4.19: Ảnh hưởng của Cu”* đến hoạt tính enzyme Amylaza -. - 71
Biểu đô 4.20: Ảnh hưởng của Ni” đến hoạt tính enzyme Amylaza - -: 72
Biểu đồ 4.21: Ảnh hưởng của Cd”” đến hoạt tinh enzyme Amylaza - -. 73
Biểu đô 4.22: Ảnh hưởng của Pb”* đến hoạt tính enzyme Amylaza . -: 74
Biểu đồ 4.23: Ảnh hưởng của Cu”? đến độ ẩm của mầm-rễ lúa -: 75
Biểu đồ 4.24: Ảnh hưởng của Ni?” đến độ ẩm của mầm-rễ lúa - TỔ Biểu đồ 4.25: Ảnh hưởng của Cd”* đến độ ẩm của mầm-rễ lúa -:-' 76
Biểu đồ 4.26: Ảnh hưởng của Pb?' đến độ ẩm của mầm-rễ lúa - - 77
Trang 7e MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CUA DE TAI
© GIGIHAN CUA ĐỀ TÀI
e PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIEN CUA DE TAI
Trang 8Hiện nay Việt Nam đang trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa
đất nước, sự xuất hiện các cơ sở sản xuất công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp
(TTCN) đã làm cho môi trường ngày một ô nhiễm trầm trọng và ảnh hưởng tới
môi trường nước, đất nông nghiệp, cây trồng, chất lượng nông sản, hiện đang là vấn để thời sự nóng bỏng Nhiều ảnh hưởng không thể thấy bằng mắt thường
nhưng tác hại của nó lại vô cùng to lớn như ô nhiễm kim loại nặng, chúng tích lũy dần trong đất, trong cây, thông qua thực phẩm làm con người bị nhiễm độc Tuy nhiên vấn để nhiễm bẩn môi trường nước, đất nông nghiệp là vấn đề hết sức phức tạp, có những chất chỉ gây độc cho cây khi nó hiện diện ở trong đất, trong nước với nồng độ cao như: Cu, Mn, Ni ngược lại có những chất như Cd, Pb, Hg
chỉ với nỗng độ rất thấp đã tác động ức chế sinh trưởng của cây trồng Thậm chí ngay trong cùng một chất nếu chúng tổn tại trong đất, trong nước ở các dạng
khác nhau thì ảnh hưởng của chúng tới cây trồng cũng khác nhau
Việt nam là một quốc gia mà tỷ trọng nông nghiệp vẫn còn chiếm đa số
trong đó cây lúa đóng vai trò chủ lực và hiện là nước xuất khẩu gạo đứng thứ hai
thế giới Chính sự tích lũy của các kim loại nặng trong nước, đất nông nghiệp là một trong những nguyên nhân có thể làm ảnh hưởng đến năng suất cũng như
chất lượng nông sản, làm giảm tính cạnh tranh của gạo Việt nam trên thị trường thế giới Vì vậy để nâng cao năng suất lúa và chất lượng của hạt gạo thì bên cạnh việc nghiên cứu tạo ra các loại giống mới có năng suất cao, phẩm chất tốt thì việc nghiên cứu ảnh hưởng của các chất độc hại đến quá trình nảy mầm, sinh
trưởng và phát dục của cây lúa là rất quan trọng Đứng trước vấn để đó, nhằm
cung cấp thêm một số số liệu cụ thể, cơ bản về nghiên cứu ảnh hưởng của kim loại nặng đến cây trồng (cụ thể là lúa) dé tài: “Khảo sát ảnh hưởng của Cu”,
Ni?*, Cd?*, Pb?* đến quá trình nây mâm của hạt lia Oryza Sativa” như tựa đề đã
được tiến hành
Trang 9
SS
1.2 MUC TIEU NGHIEN CUU CUA DE TAI
Khảo sát mức độ cảnh hưởng của Cu”, Ni2*, Ca’*, Pb?* đến quá trình nảy mầm của hạt lúa trong điều kiện thí nghiệm nhằm:
1.3
1.4
-_ Đóng góp cho ngành Độc chất học môi trường một số thí nghiệm thực tế
về ảnh hưởng của một số ion kim loại nặng lên sự nảy mầm của hạt lúa
Nghiên cứu về khả năng tích lũy các kim loại nặng trong thực vật khảo
sat
GIGI HAN CUA DE TAI
Do điều kiện thời gian nên chỉ tiến hành thí nghiệm với bốn ion là Cu”,
Ni", Cả?', Pb?' và chỉ thử nghiệm trên một đối tượng là giống lúa OM
1352
Do kinh phí có hạn nên mẫu phân tích thí nghiệm còn ít, chỉ phân tích khả
năng tích lũy kim loại nặng trong mầm và hoạt tính của enzyme chính, cần thiết cho quá trình nảy mầm của hạt giống là enzyme Amylaza
PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI
Từ nghiên cứu này ta có thể mở rộng nghiên cứu đối với các ion kim loại khác
Mở rộng nghiên cứu đối với quá trình sinh trưởng, phát triển của cây lúa
Mở rộng nghiên cứu đối với các loại giống khác ngoài lúa
==—ễễễễ—————==
SVTH: LE NGUYEN OIEM HANG 2
Trang 10
CHUONG II
TONG QUAN TAI LIEU
© TINH HiNH NGHIEN CUU TRONG NUGC VA TREN THE GIGI
e NHỮNG NGUYEN TO THIET YEU CHO DOI SONG SINH VAT
e‹ SỰ THIẾU HỤT VÀ DƯ THỪA CAC KIM LOẠI THIẾT YẾU
e KIMLOAINẶNG
Trang 11
———-— -——ằ
11 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VÀ TRÊN THẾ GIỚI
Lịch sử nghiên cứu kim loại nặng gắn liễển với việc tìm ra và ứng dụng
chúng Với sự phát triển của khoa học vật lý và hoá học, kim loại nặng được nghiên cứu chỉ tiết hơn KLN cũng được nghiên cứu trong sinh học: vi sinh vật, thực vật, động vật và cả với con người Trong những nắm gần đây, những nghiên cứu về KLN như: vai trò sinh lý, tác động gây độc của chúng đối với sinh vật ngày càng mạnh mẽ
Với nghiên cứu ảnh hưởng của chất thải cụm công nghiệp Phước Long
(Tp.HCM ) đến môi trường đất và cây trồng, 6/1997 của Vũ Cao Thái, Nguyễn Bích Thu và Ctv [14] cũng chỉ ra rằng đất nông nghiệp thuộc vùng chịu ảnh
hưởng của nước thải cụm công nghiệp Phước Long có nguy cd 6 nhiễm kim loại nặng cao: Cr vượt tiêu chuẩn (Osol) từ 3-15 lần; Cd từ 1,5 — 5 lần; Zn là 1,5 lần Nước thải của cạm công nghiệp, dùng làm nguồn nước tưới cho rau, có nguy cơ gây tích luỹ một số kim loại nặng (As, Cd, Pb) trong rau Và nghiên cứu của Tác
giả Nguyễn Hồng Khanh (Luận văn tốt nghiệp 1995-1999) [7] sau khi khảo sát
ảnh hưởng nước mặt huyện nhà bé va KLN (Hg, As, Pb, Cd) lên sự sinh trưởng của cây lúa, rau muống đã đưa ra kết luận rằng rau muống phát triển khá tốt trong môi trường nhiễm độc cao và tích lũy cao theo nồng độ Pb”' Ở nồng độ thấp Hg”” kích thích sự phát triển của cây lúa
Võ Đình Khánh [8] khi nghiên cứu ảnh hưởng của Cd nhiễm trong đất và nước tưới đến sinh trưởng phát triển của cây lúa cho thấy khi nồng độ Cd trong
nước tưới dưới 3 ppm không ảnh hưởng đến tỷ lệ nảy mâm nhưng làm giảm tốc
độ nảy nầm của hạt lúa theo hướng gia tăng liều lượng Cd trong nước Và khi Cd
trong đất vượt quá 20 ppm gây ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng, phát triển của cây lúa: có xu hướng kéo dai chu kỳ sinh trưởng của cây lúa, hạn chế sự phát triển của bộ rễ, giảm khả năng đẽ nhánh của cây, giảm chiều cao cây và kết quả giảm
năng suất chất khô của cây lúa
SVTH: LE NGUYEN DIEM HANG 3
Trang 12
Cũng nghiên cứu về sự tích lũy KLN trong rau trồng ở vùng ngoại thành
Hà Nội của Ngô Xuân Mạnh và Nguyễn Thị Đào (Đại học Nông nghiệp ÏI Hà Nội) 1998-1999 [8] cho biết: Rau ở một số huyện ngoại thành Hà Nội (Gia Lâm,
Từ Liêm, Thanh Trì) trong một số kim loại nặng nghiên cứu (2n, Pb, Cd, Hg), tỉ
lệ tôn dư Cd trong rau cao, vượt giới hạn cho phép 33,75%, ở vùng gần vùng ô nhiễm là 36,25% ở mức gần ô nhiễm Hàm lượng Zn, Hg ở dưới mức cho phép
Không riêng gì lớp đất mặt mà các kênh rạch tiêu thoát nước đô thị, công nghiệp và bùn đáy sông thuộc khu vực Tp HCM cũng bị ô nhiễm KLN Chu Phạm Ngọc Sơn và ctv (1996) [13] đã phân tích khảo sát bùn đáy sông tại 6 trạm với 12 thuỷ vực sông Sài Gòn và Sông Đồng Nai và bùn đáy hệ thống và kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè.Tp.HCM, 1996 - cho thấy bùn đất sông đều có mặt của kim loại nặng: Cd, Hg, Pb, Zn, Cu, Cr Đặc biệt là khu vực cảng Nhà Rồng hàm lượng ô nhiễm kim loại nặng đều vượt quá giới hạn cho phép Đặc biệt là bùn đáy hệ thống kênh Nhiêu Lộc — Thi Nghè, bị ô nhiễm nặng Cd hàm lượng Cd từ 28-35 ppm
I1.2 Nước ngoài
Theo Foy và công sự (1978); Allinson và Dzialo (1981); Sheooran và
cộng sự (1990) [8] cho rằng các kim loại nặng như: Pb, Cd, Ni, Al, Hg, Zn, Cu bi
phóng thích vào trong môi trường do quá trình công nghiệp như thác mỏ, nhà máy xí nghiệp, các chất thải nông nghiệp và sinh hoạt Các ion này xâm nhập
vào cây trồng một cách dễ dàng qua rễ của chúng hoặc một phần qua không khí,
di chuyển đến các bộ phận khác của cây, gây trở ngại chính trong quá trình
chuyển hoá dẫn đến giảm sinh trưởng, phát triển của cây Cũng nghiên cứu về
ảnh hưởng của KLN các nha khoa hoc: Allinson va Dzialo (1981), Sheooran va cộng sự (1990) [8] Khoa thực vật đại học Gujarat-Ấn Độ Nghiên cứu ảnh hưởng trử lượng khác nhau của các kim loại nặng đến giai đoạn đầu sinh trưởng và sự chuyển hóa Hydratcarbon trong cây lúa mì, cho rằng kim loại nặng ảnh hưởng đến sự nay mầm và phát triển của cây lúa mì, các yếu tố cần thiết như Cu và không cần thiết như Cd và Hg đều ảnh hưởng đến quá trình phát triển và chuyển hóa của cây Còn P.P Brooker và Chander (1994) thì cho biết KLN có ảnh
hưởng độc trực tiếp làm giảm sinh khối vi sinh vật trong đất và trọng lượng chất
khô của cây trồng Cũng nghiên cứu của S.Nagoor và A.V.Vyas (1997) [24] cho
thấy tỷ lệ nảy mầm của hạt lúa mì không ảnh hưởng nhiều ở liều lượng 50 mg/L
=e
Trang 13Một loạt những nghiên cứu của các nhà khoa học khác cũng cho thấy ảnh
hưởng cụ thể của KLN đối với cây trồng như sau:
- Koji IMURA - Trường đại học Tottori va Hedefumi ITO — Trai thi nghiệm nông nghiệp quốc gia Chugoku của Nhật Bản (1975 -1976) [8] Đã nghiên cứu ảnh hưởng của Cd đến cây lúa cho rằng khả năng hút Cd của cây lúa tỉ lệ thuận với Cd nhiễm trong dung dịch trồng Cd tích luỹ trong rễ gấp 17,5 lần so với thân và gấp 140 lần trong hạt Khả năng hút Cd của cây lúa phụ thuộc vào pH Độ pH = 6 là thích hợp nhất cho cây lúa hấp thụ Cd Nếu pH trên hoặc dưới ngưỡng này thì khả năng hút Cd sẽ giảm
- Alloway (1988) đã phát hiện thấy vùng đất nông nghiệp sử dụng bùn thải
để bón có hàm lượng Cd và Pb lần lượt là 64.2 ppm và 938 ppm tương ứng với hàm lượng của chúng ở trong rau diếp (16,8 mg Cd/kg rau khô), trong cải Spinarch (8mg/kg rau khô)
- Mahler (1978) phát hiện hàm lượng Cd có trong bắp 96.3 mg Cd/kg khô và 53.2 mg Cd/kg khô củ cải Thụy Sỹ trên vùng đất trước đây có bón bùn thải
- Kyoung-Won Min và cộng sự (1999) đã nghiên cứu khả năng hấp thụ kim loại nặng (Cd và Pb) của một số loại cây và đưa ra một thứ tự giảm dân về khả năng hấp thụ: thuốc lá > cải > bắp > tiêu > lúa
Không riêng gì các nhà khoa học, Bộ Nông Lâm Thủy - Nhật Bản cũng
đã có phân tích khảo sát với 465 mẫu đất ruộng lúa và 8,163 mẫu gạo lức, cho
rằng hàm lượng Cd trong nước sông trung bình là 0,1 ppm; trong đất trồng lúa là 0,45 ppm (cao nhất là 2 ,53); trong gạo lức là 0, 09 ppm (cao nhất là 0,88 ppm)
Cd trong Nước: Đất: Gạo, xấp xỉ tỉ lệ 1: 5000:1000
IL2._ NHỮNG NGUYÊN TỐ THIẾT YẾU CHO ĐỜI SỐNG SINH VẬT
Việc các ion kim loại đóng vai trò quan trọng về sinh học, trái ngược với
các quan niệm cổ điển cho rằng hoá vô cơ là hoá học không có sự sống, và sự sống sẽ không tổn tại nếu không có hoá hữu cơ và hoá sinh Nghiên cứu gần đây
cho thấy một cách nhìn rộng hơn: Không có sự sống nào có thể tổn tại và phát triển được nếu không có sự tham gia của ion kim loại, và hoá vô cơ cũng CỐ Va1
trò như hoá hữu cơ đối với sự sống Do trước đây các nhà hoá học vô cơ thiếu
Trang 14Một nguyên tố được gọi là thiết yếu khi: nguyên tố này được xác định là
hiện diện thích hợp trong tất cả các mô sống bình thường của động vật Triệu chứng khô kiệt của cơ thể sinh vật được ghi nhận khi các nguyên tố này giảm
hoặc mất đi, triệu chứng này sẽ mất đi khi các nguyên tố này quay trở lại trong mô; Sự thiếu hụt của các nguyên tố này trong cơ thể, sẽ dẫn đến biến đổi hoá
sinh không hoàn hảo (ở mức độ phân tử)
Chúng ta biết rằng các ion quan trọng như là Na, K, Mg và Ca có vai trò thiết yếu để đuy trì hoạt động sống của sinh vật Tuy nhiên, ngày nay các nhà
khoa học cho biết còn có ít nhất đến 6 kim loại khác (chủ yếu là các kim loại
chuyển tiếp), cũng đóng vai trò thiết yếu cho sự sinh trưởng và phát triển của sinh giới Những kim loại chuyển tiếp thiết yếu, bao gồm Mn, Fe, Co, Cu, Zn,
Mo, ở dạng ổn định kết hợp chặt chẽ vào các vị trí cố định của phân tử protein bất hoạt, nơi mà chức năng chính của chúng là xúc tác Chúng làm giảm hoặc tăng hoạt động của enzym, như những enzym kim loại (metalloenzym) đặc biệt, kim loại nằm ở dạng liên kết với protein xúc tác cho một loại phản ứng đặc biệt
trưng Điều này giải thích tại sao trong một số trường hợp, kim loại ở nồng độ vết nhưng có ảnh hưởng trực tiếp và mạnh mẽ đến các chức năng sinh học trong cơ thể sinh vật và con người
IL3 SỰ THIẾU HỤT VÀ DƯ THỪA CAC KIM LOẠI THIẾT YẾU
Một số các kim loại nặng cần thiết cho cơ thể sinh vật như Zn trở nên độc hại khi nguồn dưỡng chất quá thừa Zn Một kim loại nặng (có tỷ lệ nhỏ hơn 0.01% khối lượng cơ thể) là thiết yếu, khi không có kim loại đó thì sinh vật
không thể sinh trưởng hay sống hết vòng đời của nó Tuy nhiên, cũng kim loại nặng đó trở nên độc hại khi nông độ của nó vượt quá mức cần thiết của cơ thể
Các cuộc nghiên cứu liên quan đến độc tính của các kim loại nặng, đã đi
đến quan điểm chung là việc cung cấp không đủ các nguyên tố thiết yếu sẽ dẫn đến tình trạng thiếu hụt, việc cung cấp vừa đủ sẽ tốt nhất nhưng cung cấp quá
thừa sẽ gây ra độc hại và sau cùng là gây chết
Những quan điểm này được minh họa bằng biểu đổ 2.1 Mô tả sự cần
thiết của kim loại nặng trên đường cong từ điểm khởi đầu với hàm lượng thiếu
=ễ—-—=——
SVTH: LE NGUYEN OIEM HANG 6
Trang 15
hụt đến hàm lượng tối ưu, mô tả bằng đường cong tuyến tính (nồng độ tăng thi ty
lệ sinh trưởng tăng) Trong khoảng nồng độ tối ưu được mô tả bằng đoạn nằm
ngang, dù nổng độ kim loại tích tụ tiếp tục gia tăng, nhưng quá trình phát triển của sinh vật vẫn diễn ra bình thường; khi tăng đến một nồng độ nào đó thì khả
năng sinh trưởng của sinh vật lại bắt đầu giảm gọi là khoảng nồng độ gây độc,
mô tả đường cong với tốc độ lớn; đường cong kết thúc tại nỗng độ cuối cùng, đó gọi là nồng độ gây chết
Ngoài những kim loại nặng thiết yếu trên, một số kim loại khác chưa
nhận thấy chức năng có lợi của nó trong quá trình sinh học, đều coi như không thiết yếu Dù sự có mặt của nó trong cơ thể đến một nồng độ nhất định nào đó thì
vi sinh vật vẫn còn khả năng dung nạp được, nhưng nổng độ này tiếp tục tăng lên
thì tỷ lệ sinh trưởng của sinh vật giảm, gọi là khoảng nông độ gây độc; biểu đồ cũng kết thúc tại một điểm đó là nồng độ gây chết
Biểu đồ 2.1: Sự thiếu hụt và dư thừa của những KLN
3 Thiết yếu (Vd: Cu, 2n ) - xe an bỳ Không thiết yếu (Vd:Gd, Pb)
Nông độ kim loại
để chỉ tên nhóm của các kim loại và á kim, nó gắn liễển với sự ô nhiễm và tính
độc, nhưng cũng có một số nguyên tố cần thiết cho cơ thể vi sinh vật khi ở nồng
Trang 16H.4.1 Nguồn gốc Kim Loai Nang
Đá mẹ là nguồn cung cấp đầu tiên các nguyên tố khoáng và có vai trò
trong việc tích luỹ các kim loại nặng trong đất Trong những điều kiện xác định, phụ thuộc vào các loại đá mẹ khác nhau mà các đất được hình thành có chứa hàm lượng khác nhau các kim loại nặng
Bảng 2.1: Hàm lượng trung bình một số loại kim loại nặng trong đá và trong đất
(ppm)
tố bazd (Granite) | tram phong | trong dat | trong đất
(Nguồn: Tack E Fergusson)
Nhưng ở đây chúng ta chỉ xét những nguồn nhân tạo chính gây ô nhiễm kim loại nặng trong đất, nước
a Từ các thuốc trừ sâu vô cơ, thuốc trừ bệnh và phân bón:
Thuốc trừ sâu vô cơ là rất cần thiết cho cây trồng Các hóa chất như
asenate, canxi asenate, và đồng sunfat được sử dụng để trừ các nấm gây bệnh và các lòai động vật chân đốt hơn một thế kỷ nay (ngày nay chúng ta đã được thay
==——ễễễ——
SVTH: LE NGUYEN O1EM HANG 8
Trang 17trong cây và trong hệ sinh thái
Trên Thế giới đã sử dụng trên 40 loài thuốc trừ nấm khác nhau trong
công tác bảo vệ thực vật, những loại thuốc này được dùng để chống lại các loại
bệnh hại cây trồng bằng cách phun lên cây, xử lý giống, xử lý đất Một số loại
thuốc được sử dụng rộng rãi trong nông đân:
+) Thuốc trừ nấm chứa đồng:
- _ Đồng sunphat (CuSO¿ 5H;O): có dạng là những tinh thể màu xanh
- Nước Boocdo: là hỗn hợp của đồng sunphat với nước vôi đục
- _ Đồng Oxyclorua 3 (Cu(OH); CuC1; 2H;O)
Những chất này ở nồng độ 0,1 — 0,2% có khả năng diệt trừ được nhiều
loại nấm bệnh nhu sudng mai 6 ca chua va khoai tay (Phytophthora infestans), gi sit ca phé (Hemileia vastatrix), d6m mat cua 6 thudc 14 (Cercospora nicotianae)
Trang 18
*) Các thuốc trừ nấm chứa thủy ngân:
Nhóm thuốc này bao gồm các hợp chất thủy ngân vô cơ và hữu cơ Loại
thuốc này được sử dụng rộng rãi là HgCl;, etyl thủy ngân clorua, etyl thủy ngân
photphat, phenyl thủy ngân brommua, phenyl thủy ngân acetat Đa số các thuốc
này để xử lý hạt giống, một số thuốc còn dùng để xử lý đất, để bảo vệ mầm cây
khỏi bị sâu trong đất phá hoại
Phân bón được dùng với những mục đích canh tác làm tăng thu hoạch
mùa màng, nhưng mặt trái của nó là làm ô nhiễm đất Nhiều tài liệu chỉ ra rằng:
phân bón ít nhiều cũng chứa hàm lượng một số KLN ngay cả trong phân chuồng, tro củi và một vài loại khác
Bảng 2.2: Hàm lượng một số kim loại nặng trong các sản phẩm dùng làm phân bón trong nông nghiệp
a
Trang 19
_ề———— — -
Hiện nay, không may là bùn thải ra từ công nghiệp có chứa lượng lớn các
chất độc Nổng độ của các nguyên tố độc trong nước cống ở nhiều nước công nghiệp thì có sự thay đổi rất rõ rệt Nó phản ánh sự khác biệt về bản chất của các nguồn thải công nghiệp với các hệ thống nước thải riêng biệt Các loại bùn nước thành phố cũng là nguôn có chứa nhiều các kim loại nặng khác nhau như As, Pb,
Cd, Bi, Hg, Sn do trình tự thay đổi liên tục của hợp chất và thể tích nước thải
công nghiệp được thải vào cống Như vậy, muốn sử dụng bùn cống rãnh để phục
vụ cho nhu câu bón thì phải nghiên cứu khả năng gây ô nhiễm của kim loại nặng lên trên đất canh tác, lên cây trồng Sau đó, chúng ta phải tìm cách loại bỏ các kim loại đó ra khỏi bùn
Nước ta loại nghiên cứu này chưa nhiều Nhưng việc sử dụng bùn làm phân bón đã và đang được áp dụng rộng rai Cần có các biện pháp cụ thể, việc
nghiên cứu kỹ càng hơn là một điều cấp bách cần phải thực hiện ngay
Bảng 2.3: Hàm lượng các nguyên tố trong bùn — nước cống rãnh đô thị
Trang 20
——-mcccc
c Từ quá trình khai thác và sản xuất kửm loại:
Sự ô nhiễm bởi các nguyên tố độc hại kết hợp với nhiều mặt khác nhau
của các nền công nghiệp khai thác và sản xuất kim loại Trong quá trình này đã
tạo ra những phế phẩm và được đổ trực tiếp vào hệ thống xả nước theo dòng
chay > đất Nó còn có khả năng phát tán vào không khí dưới dạng bụi rồi theo mưa lắng tụ lại trong đất
Sự ô nhiễm quanh các khu vực mỏ là do các đống chất thải trong quá trình khai mỏ, các rác tạp trung thành hố Do hàm lượng độc chất kim loại nặng cao, sự phát triển của thực vật trên các chất thải có thể bị hạn chế và chuyển thành một lớp cỏ chuyển tiếp
d Các lò nấu kim loại:
Một số nghiên cứu cho thấy môi trường xung quanh lò nấu kin loại thường bị ô nhiễm Kết quả khảo sát tháng 11/1997 tại xã Chỉ Đạo - Mỹ Văn —
Hưng Yên của bộ môn thổ nhưỡng - Môi Trường đất, Đại học Khoa học Tự nhiên
Hà Nội cho thấy ở đây trước kia có nghề phụ là đúc đồng, từ năm 1985 đến nay
đã chuyển sang nghề nấu tái chế chì Nghề nấu chì đã phát triển mạnh mẽ vào
những năm 1986 và vẫn còn duy trì cho đến nay Vào những năm1989, 1990 mỗi
tháng trung bình tái chế được 300 tấn chì thành phẩm, hiện nay mỗi tháng tái chế
trung bình 100 — 120 tần Mặc dù nơi nấu chì cách xa khu dân cư 600 - 800 m
nhưng vẫn ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của người dân Bệnh thường gặp là viêm phổi xâm da, mùa nóng true bị sốt cao, thường hay co giật Đất và nước tại địa phương đã có những biểu hiện nhiễm chì
Bảng 2.4: Hàm lượng chì trong một số đất và mẫu bùn ao ở Chỉ Đạo- Mỹ Văn-
Hưng Yên
1 Mẫu bùn trong ao dựng nước phá acquy 2166.00
2 Mẫu đất lúa 1 gần nơi nấu chì 387.60
3 Mẫu đất lúa 2 (giữa đồng) 125.40
Trang 21
e Rác thải và các chất thải bỏ công nghiệp:
Sự bùng nổ dân số kết hợp với thành tựu của khoa học kỹ thuật đã tạo
nên một khối lượng lớn các chất thải độc hại từ rác Rác thải là thứ phế phẩm được đổ bỏ trong quá trình sinh hoạt của con người Để phục vụ cho nhu cầu sống, con người đã đổ ra ngoài môi trường không biết bao nhiêu là những đồ
điện gia dụng đã lỗi thời Các đổ điện tử này đều có nguồn gốc từ kim loại nặng
dưới tác dụng của oxi ngoài không khí sẽ bị oxi hóa rồi bị mưa rửa trôi thấm vào
đất gây ô nhiễm Nước rĩ từ các bãi rác rất hôi thối có màu đen do trộn lẫn rất nhiều chất chảy thành dòng thắm vào đất làm nguy hại cho vi sinh vật sống trong
đất và mạch nước ngầm Điển hình TP Hồ Chí Minh là một trong những đô thị
lớn trong cả nước Hiện nay khu công nghiệp TP Hồ Chí Minh mỗi năm thải ra 3.924 tấn chất thải rắn, trong đó loại nguy hại chiếm khoảng 20% Đến năm
2010, khi chất thải tắn tăng lên 36.706 tấn/năm và lượng nguy hại 7,341 tấn là một ngòi nổ lớn huỷ hoại môi trường
Những chất tẩy rửa và những chất thải bỏ công nghiệp có thể chứa những
sản phẩm hóa học độc hại Trong thiên nhiên những chất này có thể tích lũy lại
bằng nhiều cơ chế khác nhau: Đa số các chất này phóng ra mặt đất, một số chất phóng ra mặt biển, đi vào sông ngòi, hệ thống nước ngầm và được tưới cho cây
trồng, mặt khác, Tp Hồ Chi Minh, với dân số hơn 7 triệu người, nên hàng ngày
thải ra một lượng rác vô cùng lớn, và có thành phân hết sức phức tạp, nguồn gốc
khác nhau từ bùn cống, từ nước thải, phế thải của nhà máy, trong đó có các chất như các mảnh vụn, kim loại, mắnh vỏ đồ hộp, sành sứ, chai lọ Được nông dân sử
dụng trực tiếp để bón cho cây trồng
Ngoài ra các cơ sở sản xuất xi, mạ, pin, acqui cũng đã thải ra một lượng
lớn kim lọai nặng vào cống và chính những độc tố này sẽ đi vào môi trường nông nghiệp qua việc tưới nước cho cây trồng
==———ễễễễễễ—ễ—
Trang 22(Nguồn : Thông báo môi trường Viét nam- trung tam Infoterra)
Chì và các kim loại nặng khác từ khói thải giao thông:
Xã hội càng phát triển, đời sống của con người được nâng cao Họ đã sử dụng các phương tiện động cơ để thay thế cho các phương tiện thô sơ trước đây
Việc chạy động cơ bằng xăng đã thải ra môi trường rất nhiễu chì và các kim loại nặng khác Sự phân bố của kim loại nặng trong đất, thựa vật và khí quyển rất
cao tại các giao lộ, đường cao tốc đông đúc Tất cả đều phát hiện thấy một lượng chì đáng kể ô nhiễm với cường độ tỷ lệ với mật độ giao thông Chì được phóng
thích từ các xe máy, ôtô góp phân chủ yếu vào sự ô nhiễm chì chung xuất hiện ở
các thành phố và góp phần gây ô nhiễm đất bởi hàm lượng lớn của nickel, đồng, cobalt và nhôm tan Chì được phóng thích ra dưới dạng bụi và bay vào khí quyển
sau đó đi vào đất và nước
Đây là những nguồn gốc do hoạt động con người tạo ra Những nguồn
này càng tăng thì sẽ kéo theo những huỷ hoại môi trường Vì vậy việc biết rõ
nguồn gốc để tìm các giảm bớt sự tác động của nó đến môi trường sinh thái
Tóm lai, KLN đi vào môi trường qua nhiều nguồn khác nhau: đá mẹ, sự lắng đọng khí quyển, phân bón, thuốc trừ sâu, hóa chất nông nghiệp, các chất
thải hữu cơ và vô cơ Có thể diễn tả bằng công thức sau:
==ễễễễễễễ—————
Trang 23a: sự lắng đọng khí quyển
f: phân bón ac: hóa chất nông nghiệp
ow: các chất thải hữu cơ ip: các chất ô nhiễm vô cơ khác cr: sự dịch chuyển kim loại của cây trồng 1: mất do rửa trôi và bốc hơi
IL4.2 Ánh hưởng của kim loại nặng
IL4.2.1 Ảnh hưởng có lợi
Các kim loại nặng được xem như là một nguyên tố vi lượng thiết yếu cho
sự phát triển bình thường của cây trồng hoặc động vật Nhờ những thành tựu to lớn của lĩnh vực sinh hóa nửa đâu thế kỷ 20, người ta biết được một phần ba
tổng số các enzyme đã được biết là các enzyme có chứa kim lọai hoặc được 17 kim loại khác hoạt hóa Trong đó, sự có mặt của các kim loai nang (Cu, Zn, Pb, )
là tác nhân hoạt hóa không đặc thù của hàng loạt enzyme Sự hình thành phức
chất của enzyme và kim loại đã làm tăng họat tình xúc tác của mỗi thành phần
đó lên gấp bội Chẳng hạn hoạt tính oxy hóa khử của các chất chứa Cu gấp hàng
nghìn lần thậm chí là gấp hàng vạn lần Cu ở trạng thái tự do Nhìn chung cầc
kim lọai nặng có vai trò to lón trong mọi khâu của quá trình trao đổi nitơ Do đó,
nó làm tăng rất nhiều chất lượng của nông sản Tuy nhiên, ở một lượng nhỏ vừa phải thì nó là những nhân tố kích thích cho sinh trưởng ở thực vật Ở hàm lượng cao có tác dụng ngược lại
Các kim loại nặng được sử dụng như một loại phân vi lượng để bón cho
cây trồng ở một lượng nhỏ vừa phải thì không những năng suất cây trồng tăng rõ rệt mà phẩm chất các sản phẩm nông nghiệp cũng được cải thiện đồng thời khắc phục được nhiều loại bệnh của cây trồng và gia súc như bệnh: thối củ cải đường,
nhũn củ khoai tây, nhữn xương trâu bò v.v
ễễ=ễễễ—————
Trang 24Làm nhiễm độc môi trường sống con người, các kim lọai nặng bị giữ lại
trong đất, bị cuốn trôi theo các giòng nước ngầm, đi vào nước giếng, ao, hồ, sông suối
Các kim loại nặng xâm nhập vào bộ phận của cây, sau nhiều năm tích lũy đã dần dần bị vàng, lá cây bị rụng, nhiễu cây chết khô Quan sát các bộ phận
bị hại, thì thấy kim loại nặng xâm nhập trên lá, hoặc qua khí khổng mặt dưới lá Kim loại nặng tích lũy ở gian bào, dần dan di chuyển qua các mach gỗ, mạch libe vào các thân cành làm các thân cành khô chết
Hàm lượng đồng trong đát cao đã gây ngộ độc cho giun đất, giết tòan bộ giun trong vườn cây sau một thời gian sử dụng các hợp chất chứa đồng để trị bệnh cho cây Vi sinh vật bị tiêu diệt, do đó, quá trình phân giãi chất hữu cơ nghèo nàn là cho đất ngày cạn kiệt dinh dưỡng, đất chai cứng khả năng cấp chất dinh dưỡng của đầt thấp
Kim lọai nặng tổn tại trong các sản phẩm nông nghiệp và đi vào chuỗi thực phẩm và cuối cùng con người sử dụng chúng
Bảng 2.6: dư lượng thủy ngân trong hạt gạo (đơn vị : ppm)
Trang 25
1.4.2.3 Ảnh hưởng kim lọai nặng đến sức khỏe con người
Thủy ngân là bằng chứng tiêu biểu nhất về ảnh hưởng KLN đến đời
sống con người được thế giới biết đến nhiều nhất Tại vịnh Minamata (Nhật
Bản), nước thải từ nhà máy Chisso Corproration, thải trực tiếp vào vịnh
Đâu tiên nhà máy này sản xuất phân bón và khí cacbon, sau đó mở rộng sản xuất hóa chất và nhựa Năm 1932, nhà máy bắt đầu sử dụng HgO làm chất xúc tác để sản xuất acetaldehyde và cloruavinyl Năm 1952, sự ô nhiễm đã trả một giá quá đắt cho ngư dân địa phương, quá trình sản xuất này kéo đài đến năm 1968
Vào thập niên 1950, tinh Minamata — với 50 ngàn dân dùng thực
phẩm biển là thức ăn chủ yếu của khẩu phần ăn (286 gam/1 ngày vào mùa
đông) và (410 gam/Ingày vào mùa hè) Năm 1953, người ta ghi nhận
những căn bệnh về thần kinh tác động lên chó, mèo, heo và làm cho nhiều
gia súc chết Vào năm 1956, trường hợp đầu tiên phát hiện trên người là 1
đứa bé 5 tuổi bị chứng mê sảng, nói và đi lại khó khăn Những tổn thương này được biết là kết quả của sự tổn thương não Những cuộc điều tra tiếp
theo trên 5 người khác thì thấy có dấu hiệu tương tự như vậy, số người bệnh
gia tăng nhanh chóng chỉ trong vài tháng sau Một nhóm các y bác sỹ được
thành lập để điều tra nguyên nhân của bệnh Cuối năm 1956, người ta đã
kết luận rằng: chính kim loại nặng là nguyên nhân của sự tích lũy hàm lượng kim loại trong cá và sò ở vinh Minamata Khong đầy 2 năm sau đó
21 người bị chết
Mãi tới hai năm sau, người ta đã đưa ra kết luận là chính Metyl thủy
ngân là nguyên nhân gây bệnh cho người và động vật Nhưng không có
biện pháp nào để hạn chế bi kịch và sự lan truyển của nó Chỉ đến năm
1968, các sản phẩm của nhà máy này trở nên không kinh tế nữa thì vịnh
này mới thôi nhận chất thải đổ ra Tới năm 1975, đã có 800 người là nạn
nhân của căn bệnh Minamata, trong số đó có 107 người bị ảnh hưởng và
với hơn 2800 người có thể là nạn nhân của căn bệnh
Năm 1964, một sự trùng hợp lại xảy ra, người ta đã xác định thủy ngân là nguyên nhân của căn bệnh Minamata, do bởi nhà máy sản xuất
=ễễễễễễễ-ễ-ễễ———
SVTH: LE NGUYEN DIEM HANG 17
Trang 26
acetaldehyde đổ chất thải ra sông Agano, 65km ngược dòng về thành phố
Nigata Ở đây, cá biển và thực phẩm biển cũng là thức ăn chính, thì bệnh
Minamata cũng bộc phát do nồng độ thủy ngân quá cao
Vấn để tôi tệ hơn, người ta đã dùng thủy ngân để triệt nấm cho hạt nẩy mầm Năm 1972, tại miễn bắc Irắc các nông dân bị ngộ độc sau khi ăn ngủ cốc
xử lý thay vì đem trồng nó, khi các nhà chức trách tịch thu và đổ vào sông, hồ làm toàn bộ nguồn thực phẩm bị ô nhiễm, kết quả dẫn đến 5000 người là nạn
nhân
Thủy ngân lan rộng và đã ảnh hưởng gây trực tiếp đến sức khỏe con
người, thì cadmium cũng là trường hợp liên quan
Năm 1947, tại Nhật, 44 trường hợp ghi nhận là đau thấp khớp ở làng Jintsu River, gây đau xương và người ta gọi là bệnh “ltai - Itai”, nước thải từ nơi khai thác kẽm đã đổ vào sông Jintsu và được tưới cho cánh đồng lúa Sau đó số ngưới bệnh giảm đáng kể do cách xử lý hoàn chỉnh được khuyến cáo năm 1955
Vào thời kỳ này, người ta đã tranh cãi nhiều về nguyên nhân sanh quái
thai của các sản phụ do kẽm và cadmium Trong số 200 người đau như vậy thì có
100 người chết
HI.4.2.4 Khả năng tác động sinh lý
Các kim loại độc hại có thể tổn tại trong đất ở nhiều dạng khác nhau, hấp phụ, liên kết với các hợp chất vô cơ, hữu cơ hoặc tạo thành các chất phức
hợp Nhiều nguyên tố kim loại nặng có ý nghĩa quan trọng trong đời sống của sinh vật và được biết là nguyên tố vi lượng Nó có tác dụng sâu sắc và nhiều mặt
đối với quá trình quang hợp, điểu hoà sinh trưởng Ngoài ra, nó còn ảnh hưởng
mạnh đến quá trình hấp thu nước, thoát hơi nước và vận chuyển nước trong cây
Nhưng khi có hàm lượng quá cao thường trở nên độc hại Khả năng độc hại của
các kim loại nặng đối với sinh vật cũng khác nhau
=ễễễễễ—ễễễễễ-———-———
Trang 27Vi khuẩn khoáng hoá nitơ
(N- minerlising bacteria) Ag > Hg > Cu> Cd > Pb > Cr> Mn > Zn, Ni
Nam (Fungi) Hg > Cu > Cd > Fe > Cr > Zn > Ni > Co > Mn
Thực vật bậc cao (Higher Ag > Hg > Cu > Cd > Cr > Ni > PB > Co > Zn plants)
Hg > Pb > Cu > Cd > Cr > Ni > Zn
( Nguồn: Richardon và Nieboer, 1980)
Đối với đa số sinh vật đất, tính độc hại giảm dẫn theo thứ tự Hg > Cd >
Cu > Zn > Pb Dựa vào tính độc hại của kim loại nặng Ouxbury (1985) đã chia ra
ba nhóm Nhóm có độc tính cao (Hg) nhóm có độc tính trung bình (Cd) và nhóm
có độc tính thấp hon (Cu, Ni, Zn)
Độc tố trong thực vật cao sẽ là nguyên nhân gây ra ngộ độc thực phẩm kim loại nặng (Cd, Pb, Hg) tập trung cao ở những rễ cao hơn các bộ phận khác
Khi trong đất tích tụ các kim loại nặng (Cd, Pb, Hg) với nồng độ quá lớn
(vượt quá sức chống chịu của cây), cây sẽ chết Nếu môi trường sống có tích luỹ độc tố dần dân từ thấp đến cao thì cây biến đổi sinh lý cơ thể để thích nghi dần với điều kiện bất lợi gây nên
11.4.3 Cơ chế gây độc của KLN
Độc tố từ môi trường xâm nhập vào vào cơ thể thực vật qua sự hấp thu
của rễ khi lấy chất dinh dưỡng nuôi cây Giai đoạn đầu cây hấp thu, trao đổi chú
động đến khi cây cảm nhận ra chất độc, có phản ứng bằng cách hạn chế sự hấp
EE
Trang 28phát triển và hoạt động thì khảo sát ảnh hưởng độc tố mới có ý nghĩa
Cây non được trồng trong môi trường bất lợi sẽ kém phát triển, hạn chế khả năng sinh trưởng Nếu môi trường sống có nồng độ tác nhân cao vượt quá ngưỡng chống chịu của cây, cây sẽ chết Nếu môi trường sống có tính tích lũy độc tố dẫn dần từ thấp đến cao thì gây biến động sinh lý cơ thể để thích nghi với điều kiện biến động cơ thể gây nên:
-_ Rễ cây ít phát triển hoặc phát triển theo hướng khác ít độc tố
- _ Khả năng chống chịu như tiết các acid, hoá chất trung hoà độc tố
- _ Tích luỹ độc tố ở một bộ phận riêng biệt trong cơ thể để nuôi các bộ phận khác Như tích lũy AI, Fe ở rễ cây vùng đất phèn, tính độc trong vùng mô thân, vỏ
- _ Có khuynh hướng đào thải ra ngoài qua một con đường riêng biệt
- Gây chết một số vùng phát triển ở lá, ngọn để hạn chế nhu cầu dinh dưỡng khi cây hút vào nguyên tố độc
Chúng ta biết rằng, kim loại nặng được quan tâm nhiều ở chỗ chúng được
sử dụng rộng rãi trong một số hoạt động công nghiệp trên hầu hết các quốc gia Mặt khác, chúng được coi là những yếu tố vi lượng cần thiết cho cây trồng và gia súc Tuy nhiên, chúng cũng được coi là chất ô nhiễm đến môi trường sinh thái
_ nếu chúng tổng tại ở nồng độ vượt quá mức nhu cầu sử dụng của sinh vật Hiện nay, kim loại nặng (KLN) trong đất đang được quan tâm đúng mức bởi sự phát
triển của khoa học và vấn đề ô nhiễm môi trường đất đã được coi trọng
Các nguyên tố KLN thuộc nhóm vi lượng khi ở nồng độ thấp, vừa phải
thì có tác dụng kích thích sự sinh trưởng và phát triển của thực vật Tuy nhiên,
một khi nó tổn tại ở nỗng độ thấp hơn “nhu cầu sinh lý" hoặc cao hơn ”ngưỡng
chịu độc” đều có ảnh hưởng lên sự sinh trưởng và phát triển của cây
II.4.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự tích lấãy kim loại nặng
Sự tích lũy kim loại nặng trong môi trường rất biến động, có những KLN
theo thời gian nông độ của chúng tăng lên, nhưng cũng có những KLN theo thời
`
SVTH: LE NGUYEN OIEM HANG 20
Trang 29đất, độ mặn của nước, tuổi, giới tính của sinh vật và các bộ phận khác nhau của cây thì sự tích lãy cũng khác nhau
H.4.5 Giới thiệu khái quát về các kim loại Đồng, Niken, Cadmium và Chi II.4.5.1 Đồng (Cu)
Đồng là chất quan trọng, là nguyên tố vi lượng cần thiết cho cây trồng và
động vật Ở trạng thái kim loại thì đồng có màu hơi đỏ, sáng bóng giống như kim khí và dễ dát mỏng mềm, là chất dẫn điện, dẫn nhiệt tốt
a Nguồn gốc
Khoảng 90% nguồn gốc Cu chính trên thế giới là trong quặng sulfide
Hàm lượng Cu trong vỏ trái đất là 4,7*10°% về khối lượng
Nồng độ Cu trong vỏ quả đất trung bình khoảng 55 - 70ppm Đá trầm
tích chứa khoảng 4 - 45ppm Cu Nồng độ Cu trong đất khoảng 1 - 40ppm, trung
bình khoảng 9ppm Đất có nồng độ Cu tổng số từ 1 - 2ppm có thể thiếu Cu cho cây trồng
Chalcopyrite (CuFeS;), chalcocite (Cu¿ạ3) và bornite (CuFeS,4) là các khoáng nguyên sinh có chứa Cu quan trọng Các khoáng thứ sinh có chứa Cu là
các oxide, carbonate, silicate, sulfate, chloride, nhưng phần lớn Cu trong các khoáng này dễ hòa tan nên khó tổn tại trong đất
b Ứng dụng
Các quặng Cu được khai thác, được nung chảy và được làm sạch để cho
ra nhiều sản phẩm thương mại và công nghiệp Đồng được sử dụng rộng rãi trong
đổ dùng nhà bếp và hệ thống phân phối nước, cũng như trong phân bón, trong thuốc diệt nấm, thuốc diệt vi khuẩn, sơn chống bám dính thường dùng ở tàu, thuyển Đồng còn được dùng trong chất độn thức ăn gia súc và gia cẩm Trong
công nghiệp, đồng được dùng như là một chất hoạt hóa trong việc tách bọt của
Trang 30*) Đối với cây trồng:
Cu được cây trồng hấp thu dưới dạng ion Cu”, và cũng có thể được hấp thu dưới dạng các phức chất hữu cơ tổng hợp hay tự nhiên Nông độ Cu trong mô
cây từ 5 - 20ppm
Theo kết quả của nhiều công trình nghiên cứu cho thấy Cu có vai trò rất quan trọng đối với sự phát triển của cây trồng Hoa màu thiếu Cu thường có tỷ lệ quang hợp bất thường, điểu này cho thấy Cu có liên quan đến phản ứng oxy hóa của cây Khi trong cây thiếu chất Cu thì quá trình oxyhóa acid ascorbic bị chậm,
Cu hình thành một số lớn chất hữu cơ tổng hợp với protein, acid amin và một số
chất khác mà chúng ta thường gặp trong nước trái cây
Ngoài những ảnh hưởng do thiếu Cu, thì việc thừa Cu cũng gây ra những
biểu hiện ngô độc mà chúng có thể dẫn đến tình trạng cây chết
*) Đối với động vật
Ở động vật, Cu cùng với iot và vitamin B¡; tham gia quá trình tạo huyết
sắc tố trong máu, là thành phần của một số enzyme Thiếu Cu trong khẩu phần,
gia súc mắc bệng thiếu máu, kém ăn, chậm lớn, xương chậm phát triển, rối loạn chức năng sinh sản và tiêu hóa, lông mất màu Cu trong thức ăn gia súc hấp thu
khoảng 30 —- 50%, Cu ở đạng muối sunphat tiêu hóa và hấp thu tốt hơn Tăng hàm lượng canxi trong khẩu phần sẽ làm giảm mức độ hấp thu Cu
*) Đối với con người
Nguyên nhân dẫn đến ngộ độc Cu của con người có thể là do: uống nước thông qua hệ thống ống dẫn nước bằng Cu; ăn thực phẩm có chứa Cu cao như
chocolate, nho, nấm, tôm ; bơi trong các hỗ bơi có sử dụng thuốc diệt tảo có
chứa Cu để làm vệ sinh hổ Sự thiếu hụt cũng như dư thừa Cu cũng đều ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe Bệnh thiếu máu do thiếu hụt sắt ở trẻ em đôi
==ễễễễễễễ-——
Trang 31Ni là một kim loại thuộc nhóm VIII của bảng tuần hoàn Số nguyên tử là
28 và khối lượng nguyên tử là 58,71 Ni có thể xuất hiện trong một số trạng thái
oxy hóa nhưng chỉ có Ni (II) là bên vững.ni có thé thay thế các kim loại thiết yếu
trong các enzyme kim loại và gây ra sự đứt gãy các đường trao đổi chất
a Nguồn gốc Nồng độ trung bình của Ni trong đất trên thế giới là 40mg/kg, phụ thuộc
rất nhiều vào bản chất của vật liệu gốc Ví dụ như đất hình thành trên serpentine
có thể chứa 100 — 7000mg/kg
Nguồn Ni lớn nhất từ con người là việc đốt cháy nhiên liệu thải ra 26.700
tấn Ni/năm trên toàn thế giới Ni tập trung trong khói thải động cơ diezel là 500
~ 10.000mg/lít Dầu chứa nhiều Ni hơn than đá cũng như là Pb, Zn và Cu
=—ễ
Trang 32LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHO: GS TSKH LE HUY BÁ
Bang 2.9 : Ước tính toàn cầu về việc thải Ni vào khí quyển từ các nguồn tự nhiên
và do con người vào năm 1983
Trang 33
b Ung dung
Ni được ứng dụng nhiều trong ngành công nghiệp xi mạ kim loại Ngoài
ra, Ni có mặt trong nhiều sản phẩm xà phòng: 100 - 700 mg/kg; bột giặt: 400 —-
700 mg/kg va bét tay: 800 mg/kg
c Tinh déc cua Nikel
Ni gây ung thư cho người, gây ảnh hưởng cho cây làm kìm hãm sự phát
triển của cây và ảnh hưởng môi trường đất, không khí, nước
tính của nó ở trong thận Ở đó nó có thể gây ra rối loạn chức năng thận nếu lượng tập trung ở trong thận lên đến 200 mg/kg trọng lượng tươi
a Nguồn gốc
Trong tự nhiên Cd có trong khoáng vật chứa kẽm (Zn) Cây cối đang phát triển đòi hỏi kẽm và chúng cũng tách và lam giau Cd với một cơ chế hóa sinh tương tự
Cd ở dạng các hợp chất rắn như CdO, CdCOa, Cd;(PO¿); trong các điều
kiện khtt (E, =< - 0,2V), Cd tồn tại nhiễu ở dạng CdS Độ chua của đất có ảnh hưởng rất lớn đối với khả năng linh động của Cd trong đất Trong các đất chua,
Cd tôn tại ở dạng linh động hơn (Cd””) Tuy nhiên nếu đất có nhiéu Fe, Al, Mn, chất hữu cơ thì Cd lại bị chúng liên kết làm giảm khả năng linh động của Cd
Trong các đất trung tính hoặc kiểm do bón vôi Cd bị kết tủa dưới dang Cd CO3
=——ễ—ễễễ—————-
~ SVTH: LE NGUYEN OIEM HANG 25
Trang 34
Khả năng hấp thụ Cd của các chất trong đất giảm dân theo thứ tự: hydroxit va oxit sắt nhôm, halloysit > allophane > kaolinit, axit humic >
montmorillonit Quá trình hấp thụ Cd trong đất xảy ra khá nhanh, 95% Cd đưa
vào bị đất hấp thụ trong vòng 10 phút và 100% trong vòng 1 giờ Thông thường
Cd tồn tại trong đất ở dạng hấp thụ trao đổi chiếm 20 - 40%, dạng các hợp chất cacbonat là 20%, hydroxyt và oxyt là 20% Phân liên kết với các hợp chất hữu cơ chiếm tỷ lệ nhỏ
Page và Bingham [3] cho rằng, đất bắt nguồn từ đá núi lửa có chứa lượng
Cd 0,1 - 0,3 mg/kg và những đá xuất phát từ những đá ngầm chứa 0,3 - I1 mg/kg Cd Nói chung hầu hết đất có nồng độ dưới 1 mg/kg, ngoại trừ những nơi
bị ô nhiễm từ những nguồn riêng biệt hoặc phát triển trên những đất chính có
hàm lượng Cd cao
Ngoài ra phân photphat cũng chứa lượng Cd cao và nó là nguồn có mặt
hầu như khắp nơi và gây ô nhiễm cho đất nông nghiệp Sự tập trung của Cd trong đất là tăng từ 0,07 mg/kg trong tầm kiểm soát đến 10 mg/kg Cd trên các mảnh đất màu mỡ
a Ứng dụng
Không giống như Pb, Cu và Hg đã được sử dụng từ nhiều thế kỹ, Cd chỉ mới được sử dụng rộng rải ở thế kỷ này Hơn một nữa Cd đã từng được sử dụng
trong công nghiệp khoảng 20 năm qua Nó được tồn tại như một sản phẩm nấu
chẩy của kẽm và những kim loại cơ bản khác Việc sản xuất Cd trên thế giới tăng từ 11.000 tấn trong năm 1960 lên đến 19.000 tấn năm 1985 Cd được dùng chủ yếu trong:
- Làm lớp xi mạ bảo vệ cho thép
- - Trong những hợp kim khác
- _ Trong chất màu (cho các chất nhựa, lớp men, tráng men và lắp kính)
- Tao chat lam chắc cho chất dẻo PVC
- _ Trong tế bào pin khô Ni - Cd
-_ Trong vũ khí quân dụng
=
Trang 35Sự ô nhiễm môi trường do Cd đã tăng nhanh do hậu quả của việc tăng sử
dụng Cd trong công nghiệp Nguồn gây ra ô nhiễm Cd là do khai thác mỏ, xử lý
rác thải có chứa Cd
Trong đất bị nhiễm Cd sẽ có ảnh hưởng rất lớn đến thực vật và cây trồng
thông qua dây chuyền thực phẩm sẽ lại tác động lên sức khoẻ con người và động vật Độc tố trong thực vật cao sẽ là nguyên nhân gây ra ngộ độc thực phẩm Cd tập trung cao ở những rễ cây hơn các bộ phận khác Khi Cd tích luỹ trong rễ cây
thì không có loại nào phát triển được
Sự nhiễm độc Cd xảy ra tại Nhật ở dạng bệnh Itai - Itai hoặc “Ouch
Ouch” làm xương trở nên giòn Với nồng độ cao Cd gây đau thận, thiếu máu và
phá hủy tủy xương Phần lớn Cd thâm nhập vào cơ thể được giữ lại ở thận và được đào thải Một phần nhỏ được liên kết mạnh nhất với protein của cơ thể thành metal-tionin có mặt ở thận và phần còn lại được giữ trong cơ thé va dan dần được tích lũy Tăng cùng tuổi tác Đến khi lượng Cd đủ lớn nó sẽ thế chổ Zn
ở các enzyme quan trọng gây ra rối loạn trao đổi chất
===ễ———
Trang 36
Sự chuyển hóa Cd theo sơ đồ sau:
Cd?
` `
Trao đổi với Zn? Liên kết tạo thành
trọ Ôi với ¿n metal-tionin
Rối loạn chức | Thiếu Tăng Phá hủy | Ung thư
Trang 37
1.4.5.4 Chi (Pb)
a Nguồn gốc
Chì là kim loại tương đối phổ biến Trong tự nhiên có nhiều khoáng vật
chứa Pb Trong khí quyển Pb tương đối giàu hơn so với các KLN khác Nguồn chính của Pb phân tán trong không khí là sự đốt cháy các nhiên liệu xăng chứa chì Chì được trộn vào đưới dạng Pb(CHạ)a và Pb(C;H;s)¿ cùng với các chất làm
sạch : 1,2-dicloetan và 1,2-dibrometan
Trong tự nhiên chủ yếu gặp chì ở hóa trị +2, rất ít khi gặp ở dạng hóa trị
+4 (như PbO¿, PbạO,„) Hợp chất của chì rất khó tan nên trong tự nhiên gặp rất nhiều các muối và sunfua muối của chì
Trong tự nhiên Chì tổn tại ở các dạng chính như sau:
- Khoáng vật độc lập: Chì tạo nên 180 khoáng vật, quan trọng nhất là
galenit (PbS), xeruxit (PbCO3), anglezit (PbSO,)
- Thay thé déng hinh hodc tạp chất trong các khoáng vật như plagiocla,
fenpat kali, các khoáng vật sunfua
- Dang phan tan trong bụi khí quyển, các ion trong nước, dạng phức cơ kim trong sinh vật, vật liệu và hợp chất hữu cơ
- Dang hap phụ trong sét, vật liệu hữu cơ
Dưới tác động của các quá trình tự nhiên và hoạt động nhân sinh, chu trình của Pb trong môi trường cũng như quá trình thâm nhập của chì vào cơ thể
người trở nên rất phức tạp
b Ung dung
Chì được sử dụng rộng rải trong nhiều lĩnh vực khác nhau: nghề khai
thác, chế biến quặng chì, hợp kim, súng đạn, sơn, bột đánh bóng, bột màu, sản xuất acquy, đặc biệt là chất phụ gia trong xăng để tăng hiệu suất và chống kích
nổ cho động cơ v.v Mỗi năm con người khai thác và sử dụng 10 triệu tấn Pb
_—_————
SVTH: LE NGUYEN QIEM HANG 29
Trang 38
c Tính độc của Chì Chì rất độc đối với người và động vật Chì qua đường hô hấp, tiêu hóa
và gây độc cho hệ thần kinh, sự tạo máu và làm rối loạn tiêu hóa
Chì tác động tới sự tổng hợp máu dẫn đến phá vỡ hồng cầu Chì ức chế
một số enzyme quan trọng của quá trình tổng hợp máu do sự tích lũy các hợp
chất trung gian trong quá trình trao đổi chất Một hợp chất trung gian kiểu này là
delta — aminolevulinic acid Một pha quan trọng của quá trình tổng hợp máu là
sự chuyển hóa delta — aminolevulinic acid thành porphobilinogen
=======
SVTH: LE NGUYEN DIEM HANG ; 30
Trang 39mềm của cơ thể
Thực vật phát triển trên đất giàu Pb sẽ hấp thụ, tích lũy trong cơ thể và
sau đó xâm nhập vào động vật ăn cỏ Khi nghiên cứu hàm lượng Pb ở những đối
tượng khác nhau ở An Độ cho thấy: hạt ngũ cốc 0,7 g/g, thực phẩm đã nấu 0,8 ug/g, nước uống 0,013ug/g, chè từ 0,012 ppm
IL5 QUA TRINH HÌNH THANH VA PHAT TRIEN CUA MAM LUA
H.5.1 Cơ cấu phát triển của mầm
- Hạt lúa khi có đủ nước, nhiệt độ ôxy thích hợp có thể nảy mầm
- _ Đầu tiên là phôi mẫm trương to lên, tinh bột, protêin dự trữ trong phôi nhũ
bắt đầu họat động dưới sự phân giải của các loại men Amylaza, Catalaza, Oxydase, Axit amin, cung cấp cho phôi
- _ Nhờ có quá trình phân giải, chuyển động đó, làm cho phôi các tế bào tăng
thêm và dài ra Trục phôi to lên, dai ra rồi đâm ra ngoài vỏ trấu, có nhiều
lông tơ trắng để hút nước, sau đó mầm và rễ dài ra (mầm thương ra trước,
nhưng sau đó tốc độ phát triển chậm hơn so với tốc độ phát triển của rễ,
cho nên ta có cảm giác rễ mầm ra trước)
- Mam phat triển thành: lá bao, lá không hoàn toàn, lá thật thứ 1, lá thật thứ
2, 14 thật thứ 3 Rễ đầu tiên của hạt thóc gọi là rễ mộng( hay rễ mầm hoặc
rễ sơ cấp), về sau nó lụi đi và có các rễ phụ phát triển
- Ti khi hat lúa nảy mầm đến hết 3 lá, cây mạ sống chủ yếu nhờ vào chất dinh dưỡng trong phôi nhũ Phôi nhũ bị tiêu hao dần dẫn từ bộ phận gần phôi, lan sang các phần khác của hạt
H.5.2 Điều kiện nội tại, ngoại cảnh cần thiết cho sự nay mam Sức nảy mâm
- Sau khi thụ tỉnh 10 ngày, hạt lúa có thể nảy mầm, nhưng tỉ lệ nảy mầm
kém, hạt lúa càng chín thì sự nảy mầm càng tăng Sức nảy mầm phụ thuộc vào giống điều kiện ngọai cảnh
Trang 40
-_ Có một số giống rất dễ nầy mâm (lúa chiêm có thể nẩy mâm ngay trên
cây, hoặc lúa MashurI )
-_ Các giống lúa cánh nhập sang Việt Nam nẩy mầm rất kém Các giống khó nẩy mầm có thể là do :
o Vỏ trấu dầy khó hút nước
o Sự biến đổi hóa học trong phôi nhũ không bình thường, làm ức chế
sự nảy mầm, nhưng qua phơi khô hạt giống thì phôi nhũ ngưng sinh trưởng, nên tác động ức chế bị mất đi
Sự nảy mầm còn phụ thuộc vào tính miên trạng của giống nhiều hay ít Miên trạng là trạng thái ngủ nghỉ của hạt giống sau thời gian thu hoạch Các
giống mới thu hoạch có thời gian ngủ nghỉ 2 - 3 tuần Hầu hết các giống lúa muộn đều có miên trạng Nếu sau khi thu hoạch xong đem ngâm u thì hạt lúa không nảy mầm được
Giống lúa không có miên trạng cũng bất lợi vì khi chín gặp mưa sẽ bị
nảy mầm
Giống lúa có miên trạng quá lớn thì khi cần gieo ngay vụ kế tiếp thì nó khó nảy mầm, do đó cần làm phá vỡ tính miên trạng như sau:
- Theo Jenning (1964 Philippin) [15]: hạt giống đựng trong thùng không đậy
nắp, để ở phòng sấy khô nhiệt độ 50°C trong 4 - 5 ngày làm mất hết miên trạng, còn nếu phơi nắng hoặc sấy ở nhiệt độ thấp hon 35 — 38°C sẽ không
làm mất hết miên trạng
- Có thể xử lý bằng axit Nirit HNO; có nồng độ 0,15 - 0,2% (lấy 6,3 —
10ml HNO2a pha loảng đến 1 lít nước) Chú ý đổ nước vào trước, rồi sau đó
mới đổ acid vào để acid khỏi bắn lên mặt, sau đó ngâm hạt từ 24 — 26 giờ
vớt ra rửa chua rồi ủ hạt giống ở nơi thoáng mát Có thể dùng 20” chất
kích thích HQ 101 pha 8 lit rồi ngâm hạt thốc vào 1 ngày đêm sau đó vớt
ra, rửa sạch chua, rỗi ủ 1 đêm (xử lý HNO; cần 12 lít nước cho 10kg thóc) Ngoại cảnh