THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 1. Thông tin chung: Tên đề tài: “Đánh giá khả năng xử lý đồng và chì trong đất bằng cỏ Vetiver (Vetiveria Zizaioides L) quy mô phòng thí nghiệm” Sinh viên thực hiện: 1. Hồ Thị Quyên 2. Trần Thị Hiền 3. Lương Ngân Hà 4. Trần Thị Mai Giang Lớp: ĐH4KM Khoa: Môi trường Năm thứ: 3 Số năm đào tạo: 4 năm Giáo viên hướng dẫn: ThS. Lê Thu Thủy 2. Mục tiêu đề tài: Đánh giá khả năng xử lý kim loại nặng trong đất bằng cỏ Vetiver (Vetiveria zizanioides L) Đánh giá khả năng chống chịu trên đất bị ô nhiễm kim loại nặng của cỏ Vetiver (Vetiveria zizanioides L) thông qua sự phát triển chiều cao của cỏ. Đánh giá khả năng hấp thụ kim loại nặng của cỏ Vetiver (Vetiveria zizanioides L) 3. Tính mới và sáng tạo: Đánh giá được khả năng xử lý đất và sự chống chịu của cỏ Vetiver trong môi trường đất bị ô nhiễm kim loại nặng. Sử dụng thực vật để xử lý môi trường luôn là giải pháp thân thiện với môi trường đồng thời có thể giải quyết bài toán chi phí và yêu cầu kỹ thuật. Kết hợp được với nhiều mục đích môi trường và kinh tế khác nhờ những đặc tính ưu việt của loài cỏ Vetiver như cải tạo và chống xói mòn đất, sử dụng làm thức ăn chăn nuôi, sản xuất hương liệu… Có thể áp dụng thực tế ở nhiều vùng, nhiều khu vực khác nhau để góp phần cải thiện và bảo vệ môi trường. 4. Kết quả nghiên cứu: Đánh giá hiệu quả xử lý đất ô nhiễm kim loại nặng qua mô hình trồng cỏ Vetiver trong môi trường đất bị ô nhiễm kim loại nặng. Đánh giá được khả năng hấp thụ kim loại nặng của cỏ Vetiver. Đề tài đã đánh giá được khả năng chống chịu của cỏ Vetiver trong môi trường đất ô nhiễm kim loại nặng thông qua theo dõi sự sinh trưởng và phát triển chiều cao trung bình của cỏ. 5. Đóng góp về mặt kinh tế xã hội, giáo dục và đào tạo, an ninh, quốc phòng và khả năng áp dụng của đề tài: 6. Công bố khoa học của sinh viên từ kết quả nghiên cứu của đề tài:(ghi rõ tên tạp chí nếu có) hoặc nhận xét, đánh giá của cơ sở đã áp dụng các kết quả nghiên cứu (nếu có).
Trang 1BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯƠNG HÀ NỘI
KHOA MÔI TRƯỜNG
QUY MÔ PHÒNG THÍ NGHIỆM
Thuộc nhóm ngành khoa học: Môi trường
HÀ NỘI, THÁNG 6 – NĂM 2017
Trang 2BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯƠNG HÀ NỘI
KHOA MÔI TRƯỜNG
QUY MÔ PHÒNG THÍ NGHIỆM
Thuộc nhóm ngành khoa học: Môi trường
Sinh viên thực hiện : Hồ Thị Quyên Nữ
Trần Thị Hiền Nữ Lương Ngân Hà Nữ Trần Thị Mai Giang Nữ Dân tộc: Kinh
Lớp, khoa: ĐH4KM/Khoa Môi trường Năm thứ: 3 /Số năm đào tạo: 4 Ngành học: Công nghệ kỹ thuật môi trường
Người hướng dẫn: ThS Lê Thu Thủy
HÀ NỘI, THÁNG 6 – NĂM 2017
Trang 3THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
1 Thông tin chung:
Tên đề tài: “Đánh giá khả năng xử lý đồng và chì trong đất bằng cỏ Vetiver
(Vetiveria Zizaioides L) quy mô phòng thí nghiệm”
Sinh viên thực hiện:
1 Hồ Thị Quyên
2 Trần Thị Hiền
3 Lương Ngân Hà
4 Trần Thị Mai Giang
Lớp: ĐH4KM Khoa: Môi trường
Năm thứ: 3 Số năm đào tạo: 4 năm
Giáo viên hướng dẫn: ThS Lê Thu Thủy
2 Mục tiêu đề tài:
- Đánh giá khả năng xử lý kim loại nặng trong đất bằng cỏ Vetiver (Vetiveria zizanioides L)
- Đánh giá khả năng chống chịu trên đất bị ô nhiễm kim loại nặng của cỏ Vetiver
(Vetiveria zizanioides L) thông qua sự phát triển chiều cao của cỏ.
- Đánh giá khả năng hấp thụ kim loại nặng của cỏ Vetiver (Vetiveria zizanioides
L)
3 Tính mới và sáng tạo:
Đánh giá được khả năng xử lý đất và sự chống chịu của cỏ Vetiver trong môitrường đất bị ô nhiễm kim loại nặng Sử dụng thực vật để xử lý môi trường luôn là giảipháp thân thiện với môi trường đồng thời có thể giải quyết bài toán chi phí và yêu cầu
kỹ thuật Kết hợp được với nhiều mục đích môi trường và kinh tế khác nhờ những đặctính ưu việt của loài cỏ Vetiver như cải tạo và chống xói mòn đất, sử dụng làm thức ănchăn nuôi, sản xuất hương liệu… Có thể áp dụng thực tế ở nhiều vùng, nhiều khu vựckhác nhau để góp phần cải thiện và bảo vệ môi trường
4 Kết quả nghiên cứu:
Đánh giá hiệu quả xử lý đất ô nhiễm kim loại nặng qua mô hình trồng cỏ Vetivertrong môi trường đất bị ô nhiễm kim loại nặng
Đánh giá được khả năng hấp thụ kim loại nặng của cỏ Vetiver
Trang 4Đề tài đã đánh giá được khả năng chống chịu của cỏ Vetiver trong môi trườngđất ô nhiễm kim loại nặng thông qua theo dõi sự sinh trưởng và phát triển chiều caotrung bình của cỏ.
5 Đóng góp về mặt kinh tế - xã hội, giáo dục và đào tạo, an ninh, quốc phòng và khả năng áp dụng của đề tài:
6 Công bố khoa học của sinh viên từ kết quả nghiên cứu của đề tài:(ghi rõ tên tạp
chí nếu có) hoặc nhận xét, đánh giá của cơ sở đã áp dụng các kết quả nghiên cứu (nếucó)
Trang 5Nhận xét của người hướng dẫn về những đóng góp khoa học của sinh viên
thực hiện đề tài:
Hà Nội, ngày 20 tháng 06 năm 2017
Xác nhận của trường đại học Người hướng dẫn
(ký tên và đóng dấu) (Ký và ghi rõ họ tên)
Lê Thu Thủy
Trang 6THÔNG TIN VỀ SINH VIÊN CHỊU TRÁCH NHIỆM CHÍNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
I SƠ LƯỢC VỀ SINH VIÊN:
Họ và tên: Hồ Thị Quyên
Sinh ngày: 07 tháng 06 năm 1995
Nơi sinh: Tân Dân - Tĩnh Gia - Thanh Hóa
Lớp: ĐH4KM Khóa: 2014 - 2018
Khoa: Môi Trường
Địa chỉ liên hệ: Tân Dân – Tĩnh Gia – Thanh Hóa
Điện thoại: 0963954101 Email: Hoquyen9576@gmail.com.vn
Trang 7LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành được đề tài nghiên cứu khoa học này, chúng em xin cảm ơn sựgiúp đỡ và tạo điều kiện của nhà trường, các thầy cô giáo trong khoa Môi trường Đặcbiệt, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới giảng viên hướng dẫn ThS LêThu Thủy, dưới sự hướng dẫn tận tình, chi tiết của cô giáo, chúng em đã có thêm rấtnhiều kiến thức bổ ích trong quá trình thực hiện đề tài và có thể hoàn thành được đề tàimột cách trọn vẹn nhất
Chúng em cũng xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giáo trong tổ Quản lý phòngthí nghiệm – khoa Môi trường đã tạo điều kiện về cơ sở vật chất tại phòng thí nghiệmthuận lợi nhất cho chúng em trong quá trình thực hiện đề tài
Vì kiến thức còn hạn chế và có nhiều bất cập trong quá trình thực hiện đề tài nênkhông tránh khỏi những sai sót và thiếu sót Vì vậy, chúng em rất mong sẽ nhận đượcnhững nhận xét, đóng góp ý kiến quý báu của thầy cô để chúng em cỏ thể học hỏithêm được nhiều kinh nghiệm và đề tài nghiên cứu khoa học được hoàn thành hoànthiện hơn
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Nhóm sinh viên thực hiện
Trang 9MỤC LỤC
PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1
I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1
II MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 1
2.1 Mục tiêu đề tài 1
2.2 Địa điểm, thời gian và đối tượng nghiên cứu 1
III PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2
3.1 Phương pháp thu thập tài liệu 2
3.2 Phương pháp lấy mẫu và bảo quản 2
3.3 Phương pháp phân tích 2
3.3.1 Đối với mẫu cỏ 2
3.3.2 Đối với mẫu đất 2
3.4 Phương pháp xử lý số liệu 3
PHẦN 2: NỘI DUNG 4
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 4
1.1 Tình trạng đất ô nhiễm kim loại nặng 4
1.1.1 Nguồn gốc kim loại nặng trong đất 4
1.1.2 Tình hình đất ô nhiễm kim loại nặng trên thế giới 6
1.1.3 Tình hình đất ô nhiễm kim loại nặng ở Việt Nam 6
1.2 Một số loài thực vật ứng dụng trong xử lý môi trường đất 8
1.3 Giới thiệu tổng quan về cỏ Vetiver 9
1.3.1 Đặc điểm sinh thái chung 9
1.3.2 Các ứng dụng khác của cỏ Vetiver 10
1.3.3 Tình hình nghiên cứu về cỏ Vetiver trên thế giới và tại Việt Nam 11
1.4 Giới thiệu về độc tính của kim loại nặng nghiên cứu 12
1.4.1 Độc tính của kim loại chì 13
1.4.2 Độc tính của kim loại đồng 14
CHƯƠNG II: MÔ HÌNH TRỒNG CỎ THÍ NGHIỆM 16
CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 27
3.1 Kết quả về khả năng xử lý KLN trong đất của cỏ Vetiver 27
3.1.1 Đối với kim loại chì 27
Trang 103.1.2 Đối với kim loại đồng 29
3.2 Kết quả về sự hấp thụ KLN của cỏ Vetiver 32
3.2.1 Đối với kim loại chì 32
3.2.2 Đối với kim loại đồng 33
3.3 Nhận xét về mối quan hệ giữa sự thay đổi hàm lượng KLN trong đất và khả năng hấp thụ của cỏ Vetiver 34
3.4 Kết quả về sự sinh trưởng và phát triển chiều cao cỏ Vetiver trồng trên đất bị ô nhiễm KLN 34
3.5 So sánh sự phát triển của cỏ trồng trong mô hình thí nghiệm với cỏ trồng ngoài thực nghiệm 36
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 39
TÀI LIỆU THAM KHẢO 41
PHỤ LỤC 43
Trang 11DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Hàm lượng của một số kim loại nặng trong một số loại đá 4
Bảng 2.1 Hàm lượng kim loại trong dung dịch tưới lần 1 23
Bảng 2.2 Hàm lượng kim loại nặng trong dung dịch tưới lần 2 23
Bảng 2.3 Kí hiệu mẫu đất 25
Bảng 3.1 Hàm lượng chì trong đất thay đổi qua thời gian trồng cỏ 27
Bảng 3.2 Hiệu suất xử lý kim loại chì trong đất của cỏ Veitver 28
Bảng 3.3 Hàm lượng đồng trong đất thay đổi qua thời gian trồng cỏ 29
Bảng 3.4 Hiệu suất xử lý kim loại đồng trong đất của cỏ Vetiver 31
Bảng 3.5 Hàm lượng kim loại chì trong mẫu cỏ 32
Bảng 3.6 Hàm lượng kim loại đồng trong mẫu cỏ 33
Bảng 3.7 Sự phát triển chiều cao của cỏ Vetiver qua thời gian theo dõi 35
Trang 12DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Hình ảnh hệ thống rễ của cỏ Vetiver 9
Hình 2.1 Hình ảnh cỏ giống đợt 1 16
Hình 2.2 Mô hình thí nghiệm trồng cỏ đợt 1 17
Hình 2.3 Hình ảnh cỏ bị chết sau 28 ngày trồng (Đợt 1) 18
Hình 2.4 Hình ảnh cỏ giống đợt 2 18
Hình 2.5 hình ảnh cỏ bị chết sau 27 ngày trồng (Đợt 2) 19
Hình 2.6 Bầu cỏ trước khi trồng (Đợt 3) 20
Hình 2.7 Cỏ mới được trồng vào thùng (Đợt 3) 21
Hình 2.8 Thùng đối chứng 21
Hình 2.9 Cỏ phát triển sau 30 ngày trồng 22
Hình 2.10 Cỏ phát triển sau 50 ngày trồng 22
Hình 2.11 Cỏ phát triển sau 80 ngày trồng 24
Hình 2.12 Cỏ phát triển sau 100 ngày trồng 25
Hình 3.1 Biểu đồ đánh giá khả năng xử lý kim loại chì của cỏ Vetiver 28
Hình 3.2 Biểu đồ thay đổi hàm lượng chì ở mỗi thùng 29
Hình 3.3 Biểu đồ đánh giá khả năng xử lý kim loại đồng của cỏ Vetiver 30
Hình 3.4 Biểu đồ thay đổi hàm lượng đồng ở mỗi thùng 31
Hình 3.5 Biểu đồ sự hấp thụ kim loại chì qua lá của cỏ Vetiver 32
Hình 3.6 Biểu đồ sự hấp thụ kim loại đồng qua lá của cỏ Vetiver 33
Hình 3.7 Biểu đồ mối quan hệ của hàm lượng KLN trong đất và lá cỏ Vetiver34 Hình 3.8 Biểu đồ sự phát triển chiều cao trung bình của cỏ qua 100 ngày trồng .36
Hình 3.9 Cỏ trồng ngoài thực nghiệm 37
Hình 3.10 So sánh kích thước phiến lá 37
Trang 13DANH MỤC VIẾT TẮT
TB Chiều cao trung bình
Max Chiều cao cao nhất
KLN Kim loại nặng
KL Kim loại
QCVN Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia
Trang 14PHẦN 1: MỞ ĐẦU
I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Hiện nay tình trạng môi trường đất bị ô nhiễm kim loại nặng tại một số khu vựclàng nghề đặc thù hoặc xung quanh các khu công nghiệp, nhà máy nhiệt điện, luyệnkim, khu vực khai thác quặng đang ngày càng ở mức nghiêm trọng Tuy nhiên, việctriển khai các biện pháp khắc phục, xử lý ô nhiễm còn gặp nhiều khó khăn bởi nhữngbất cập về chi phí, kỹ thuật và khả năng áp dụng trên quy mô rộng còn hạn chế Từthực tế đó, đòi hỏi cần phải có các biện pháp xử lý ô nhiễm có thể áp dụng trên quy môrộng, mang tính thân thân thiện với môi trường, đảm bảo chi phí vừa phải và dễ thựchiện Đáp ứng những yêu cầu trên, các biện pháp sử dụng thực vật để xử lý ô nhiễmđang được quan tâm nhiều hơn, đặc biệt là những loài thực vật có khả năng sinhtrưởng và phát triển tốt trong điều kiện khí hậu của nước ta
Bên cạnh đó, cỏ Vetiver (Vetiveria zizanioides L) là loài cỏ có nhiều đặc điểm
sinh trưởng vượt trội và cũng đang được chú ý như một loài thực vật có tính thân thiệnvới môi trường cao nhờ khả năng xử lý ô nhiễm trong môi trường đất Ở Việt Nam,loài cỏ này cũng đang dần phổ biến hơn, ngày càng có nhiều các trung tâm, việnnghiên cứu nhân giống cỏ rộng rãi hơn và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau ởnhiều tỉnh thành Cũng đã có nhiều đề tài, luận án, nghiên cứu về khả năng xử lý môitrường của cỏ Vetiver cũng như các mô hình thí điểm và dự án môi trường thí điểm có
sử dụng cỏ Vetiver đạt được các kết quả rất khả quan
Từ những lý do trên, chúng em đã chọn đề tài “Đánh giá khả năng xử lý đồng
và chì trong đất bằng cỏ Vetiver (Vetiveria Zizaioides L) quy mô phòng thí
nghiệm” để nghiên cứu, trực tiếp đánh giá khả năng xử lý môi trường của loài cỏ này.
II MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
II.1 Mục tiêu đề tài
- Đánh giá hiệu quả xử lý đất bị ô nhiễm kim loại nặng của cỏ Veitver
- Đánh giá khả năng chống chịu trên đất bị ô nhiễm kim loại nặng của cỏ Vetiver thông qua khả năng tăng trưởng chiều cao của cỏ
- Đánh giá khả năng hấp thụ kim loại nặng của cỏ Vetiver
II.2 Địa điểm, thời gian và đối tượng nghiên cứu
Địa điểm nghiên cứu: Phòng thí nghiệm khoa Môi trường – trường ĐH Tàinguyên và Môi trường Hà Nội và địa điểm trồng cỏ mô hình, ban công phòng602/CT1, Trần Bình, Cầu Giấy, Hà Nội
1
Trang 15Thời gian nghiên cứu: từ tháng 10/2016 đến tháng 6/2017
Đối tượng nghiên cứu: Cỏ Vetiver trồng trên đất bị ô nhiễm kim loại nặng (đồng
và chì) và các kim loại năng (đồng và chì)
Thông số phân tích: hàm lượng kim loại chì và đồng trong đất và cỏ
III PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1 Phương pháp thu thập tài liệu
Tìm hiểu thông tin dữ liệu thông qua tài liệu về đối tượng nghiên cứu và các vấn
đề liên quan đến nội dung đề tài
3.2 Phương pháp lấy mẫu và bảo quản
Các mẫu đất lấy và bảo quản theo hướng dẫn quy định theo Thông tư33/2015/TT-BTNMT của Bộ Tài Nguyên và Môi Trường
Các mẫu cỏ được lấy phần lá, sau đó được cắt, giã nhỏ, nếu chưa phân tích ngayphải bảo quản lạnh trong nhiệt độ 1 – 5 ℃
Phân tích mẫu
Mẫu cỏ sau khi được xử lý được phân tích theo TCVN: 6193: 1996 – Chất lượng nước – Xác định Coban, Niken, Đồng, Kẽm, Cadimi và Chì – Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa
3.3.2 Đối với mẫu đất
Xử lý mẫu
Cân 1g mẫu đất đã được xử sơ bộ trước vào bình tam giác, thêm 10ml HNO3 1:1vào bình vào đun khoảng 10 – 25 phút ở khoảng nhiệt 90 - 95 Sau đó, để nguội℃.mẫu rồi thêm 5ml axit HNO3 đặc vào đun đến gần cạn nhưng không để sôi mẫu Đểnguội mẫu thêm tiếp 2ml nước cất và 3ml H2O2 30% vào đun tiếp đến giảm bọt khí
2
Trang 16Thêm tiếp 5ml H2O2 30% đun đến thể tích mẫu còn khoảng 5ml thì để nguội mẫu,tráng rửa bình và định mức tới 50ml bằng HNO3 2% và đưa đi đo AAS.
Phân tích mẫu đất
Mẫu đất được phân tích theo TCVN 6496:2009 – Chất lượng đất – Xác địnhcrom, cacdimi, coban, đồng, chì, mangan, niken, kẽm trong dịch chiết đất bằng cườngthủy Các phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa và không ngọn lửa
C: nồng độ kim loại trong dung dịch đo (mg/l)
Vđm: thể tích dung dịch mang đi đo AAS (l)
k: hệ số khô kiệt của mẫu đất
W: khối lượng mẫu đất mang đi phân tích
Cách tính hàm lượng kim loại nặng (đồng và chì) trong cỏ theo công thức
C = C V đm k 103
W (mg/kg cỏ khô)
Trong đó:
C: nồng độ kim loại trong dung dịch đo (mg/l)
Vđm: thể tích dung dịch mang đi đo AAS (l)
k: hệ số khô kiệt của cỏ tươi
W: khối lượng cỏ mang đi phân tích
Các số liệu phân tích được thống kê và xử lý trên phần mềm Microssof Excel
3
Trang 17PHẦN 2: NỘI DUNG CHƯƠNG I: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
1.1 Tình trạng đất ô nhiễm kim loại nặng
1.1.1 Nguồn gốc kim loại nặng trong đất
Nguồn gốc KLN trong đất có thể có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo Chủ yếu
do 4 loại sau:
Quá trình phong hoá đá
Đá mẹ là nguồn cung cấp đầu tiền các nguyên tố khoáng và có vai trò quan trọngtrong việc tích lũy các kim loại trong đất Trong những điều kiện xác định, phụ thuộcvào các loại đá mẹ khác nhau mà các đất được hình thành có chứa hàm lượng các kimloại nặng khác nhau (Bảng 1.1)
Bảng 1.1 Hàm lượng của một số kim loại nặng trong một số loại đá
Axit (Granite) Đá vôi
Đá cát kết
Đá phân lớp
Trang 18Trong đá macma bazơ hàm lượng Cu, Co, Zn, lớn hơn trong đá axit Phần lớnchúng được chứa trong các mạng lưới tinh thể khoáng Đá bazan có chứa hàm lượng
Cu thấp hơn, đá granit có hàm lượng Cu thấp Đá vôi sét lẫn đá tảng và cát đặc biệtnghèo Cu Do vậy, đất hình thành trên đá bazan có hàm lượng Cu cao Ngược lại với
Cu, nguyên tố Pb hàm lượng có trong các đá mẹ granit và cát kết tương đối cao, trong
đá bazan lại có ít chì
Quá trình lắng đọng khí quyển
Trong khí quyển, các KLN tồn tại ở dạng sol khí có kích thước khác nhau, trungbình trong khói thải ô tô từ 0.01 - 100 µm, ở tro nguyên liệu, bụi luyện kim có kíchthước từ 1-100 µm [I.4] Nồng độ KLN trong khí quyển thường lớn ở quanh nguồnphát thải, đặc biệt ở những khu vực làng nghề tái chế kim loại, nhà máy luyện kim,khu khai khoáng… Các phần tử kim loại trong khí quyển đi vào đất theo hai conđường: lắng đọng khô và lắng đọng ướt Lắng đọng khô thường với hạt có kích thướclớn và gần nguồn phát thải, còn lắng đọng ướt thường với hạt có kích thước nhỏ và xanguồn phát thải Sự xâm nhập của các phần tử KLN này được xem là một trong nhữngnguyên nhân gây đất ô nhiễm kim loại nặng
Hoạt động sản xuất nông nghiệp
Đây là nguyên nhân rất chủ yếu Các loại thuốc bảo vệ thực vật thường có chứacác kim loại nặng như As, Pb, Hg Các loại phân bón hóa học đặc biệt là phân photphothường chứa nhiều As, Cd, Pb Các loại bùn thải thành phố là nguồn có chứa nhiều cáckim loại nặng khác như: As, Pb, Cd, Hg, Zn,…(Bảng 1.3)
Việc sử dụng bùn thải để bón đã gây tích lũy đáng kể KLN trong lớp đất mặt, vềlâu dài việc tích lũy KLN sẽ gây ô nhiễm môi trường đất Khi xác định nồng độ Cdtrong đất ở những nông trại chuyên tưới và bón bùn thải ở một số nước Mỹ, Anh, HàLan cho kết quả tương ứng là: 1,5 – 167mg/kg; 2,6 - 8,3 mg/kg và 7,3 - 8,1mg/kg.Hàm lượng Pb trong bùn thải biến động từ 50 – 3.000 mg/kg, phân lân từ 7 – 225mg/kg và từ 20 – 1.250 mg/kg, phân đạm từ 2 – 27 mg/kg, phân chuồng từ 6,6 – 15mg/kg và thuốc bảo vệ thực vật là 60 mg/kg
Hoạt động công nghiệp
Các chất thải chứa kim loại đặc biệt là KLN thường tập trung ở các khu vực khaithác mỏ, các khu công nghiệp và đô thị, các làng tái chế kim loại… Hầu hết chất thảicủa các ngành công nghiệp như: mạ, chế biến kim loại màu, pin, khai khoáng, xăng
Trang 19dầu, nhuộm… đổ ra môi trường đều không qua xử lý hoặc xử lý không triệt để đã gây
ra hậu quả ô nhiễm nghiêm trọng môi trường sống Việc di chuyển của các kim loạinày vào đất và tích luỹ dần ở đó sẽ gây ô nhiễm môi trường đất, từ đó sẽ gây hại tớisinh vật và con người thông qua chuỗi thức ăn
Các nguyên tố KLN như: Cu, Pb, Zn, Cd, Cr thường chứa trong phế thải củangành luyện kim màu, sản xuất ôtô Khi nước thải chứa 13 mg Cu/l, 10 mg Pb/l, 1 mgZn/l đã gây sự ô nhiễm đất nghiêm trọng Hàm lượng Cd trong đất Thụy Sỹ có thể lêntới 3 mg/kg trong vòng 20 - 30 năm tới Tính di động gây độc của các KLN còn phụthuộc vào nhiều yếu tố như: sự thay đổi điện thế ôxy hoá khử, pH, số lượng muối vàcác phức chất có khả năng hoà tan những KLN đó ở trong đất
1.1.2 Tình hình đất ô nhiễm kim loại nặng trên thế giới
Ở Ấn Độ, nồng độ các chất như Pb, Cd và Hg cao bất thường, được phát hiện ởnhiều lạch sông Thane thuộc bờ biển thành phố Bom Bay, các trạm quan trắc ngoàikhơi cũng được báo cáo có chứa Pb với hàm lượng đáng kể
Ở Pakistan, người ta cũng đã phát hiện thấy nồng độ đáng kể các KLN trongnước và các cặn lắng ở vùng ven bờ khu vực sông Indus
Nghiên cứu của Kabata và Henryk (1985) cho thấy: ở Anh, hàm lượng Cd lớpđất mặt xung quanh vùng khai thác kẽm lên tới 2 - 336 mg/kg Ở Mỹ, những vùng đấtlân cận các nhà máy chế biến kim loại, hàm lượng Cd đạt đến con số khổng lồ 26 -1.500 mg/kg [II.6]
Ở một số nước như Đan Mạch, Nhật, Anh và Ailen có hàm lượng Pb cao hơn
100 mg/kg, đã phản ánh tình trạng ô nhiễm Pb, trong khi đó lại khá thấp ở Alaska, chỉkhoảng 20 mg/kg Pb trên lớp đất mặt.[II.6]
1.1.3 Tình hình đất ô nhiễm kim loại nặng ở Việt Nam
Ô nhiễm KLN đang là vấn đề đáng lo ngại không những đối với các nước pháttriển mà còn là sự thách thức đối với các nước đang phát triển trong đó có Việt Nam.Nguyên nhân chính gây đất ô nhiễm KLN ở Việt Nam là sử dụng không hợp lýphân bón, hoá chất bảo vệ thực vật và kích thích sinh trưởng, các chất thải không qua
xử lý ở vùng dân cư, đô thị và khu công nghiệp, khu khai khoáng và các chất độc dochiến tranh để lại Mức độ ô nhiễm bởi các chất lỏng rắn và khí ở một số nơi khánghiêm trọng Tuy nhiên, về quy mô vùng bị ô nhiễm không lớn, chỉ xảy ra ở ven một
số thành phố lớn, khu công nghiệp và những nơi gia công kim loại không có công
Trang 20nghệ xử lý chất thải độc hại và những nơi chuyên canh, thâm canh sử dụng phân bónhoá chất bảo vệ thực vật không hợp lý, không có sự quản lý chặt chẽ.[I.1]
Theo Hồ Thị Lam Trà và Kazuhiko Egashira (2001) khi nghiên cứu hàm lượngmột số kim loại nặng trong đất nông nghiệp của các huyện Từ Liêm và Thanh Trì - HàNội cho thấy hàm lượng Cd dao động trong khoảng 0,16 - 0,36 mg/kg, Cu: 40,1 - 73,2mg/kg, Pb: 3,19 - 5,30 mg/kg và Zn: 98,2 - 137,2 mg/kg Nói chung đất nông nghiệpcủa hai huyện Từ Liêm và Thanh Trì chưa bị ô nhiễm KLN trừ Cu Tại vùng đấtchuyên rau của Tây Tựu - Từ Liêm, hàm lượng Cu đã cao hơn từ 20 - 30mg/kg so vớiđất khác (73,2 mg/kg) Tác giả Hồ Thị Lam Trà và Nguyễn Hữu Thành (2003) [I.3] khinghiên cứu hàm lượng Cu, Zn, Ni (tổng số và di động) trong đất nông nghiệp củahuyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên cũng cho thấy: Hàm lượng tổng số của Cu dao động
từ 21,85 - 149,34 mg/kg, Zn từ 59,45 - 188,65mg/kg, Ni từ 27,38 - 55,71mg/kg Trong
15 mẫu đất nghiên cứu đã có 2 mẫu bị ô nhiễm Cu [II.1]
Theo Lê Đức và cs (2000)[I.4], Lê Văn Khoa và cộng sự (2000)[1.9], một số mẫu đất
ở làng nghề tái chế chì ở Chỉ Đạo, Văn Lâm, Hưng Yên có hàm lượng Cu là 43,68 69,68mg/kg, Pb: 147,06 - 661,2mg/kg và Zn: 23,6 - 42,3mg/kg (thuộc loại đất có hàmlượng Zn di động cao)
-Theo tài liệu thu thập được, tác giả Phạm Quang Hà (2002)[I.10] đã nghiên cứu vềđất nông nghiệp ở làng nghề đúc nhôm, chì Văn Môn và đã có kết luận như sau: Hàmlượng kim loại nặng trong đất nông nghiệp của làng nghề này khá cao, trung bình hàmlượng Cu là 41,1mg/kg (dao động từ 20,0 - 216,7mg/kg); Pb là 39,7mg/kg (dao động
từ 20,1 - 143mg/kg); Zn là 11,3mg/kg (dao động từ 33,7 - 887,4mg/kg) Theo thôngbáo của Ngân hàng thế giới, 10 tỉnh thành phố có tỉ lệ ô nhiễm kim loại nặng cao nhấtViệt Nam là: Hồ Chí Minh, Hà Nội, Hải Phòng, Bình Dương, Thái Nguyên, Phú Thọ,
Đà Nẵng, Bà Rịa - Vũng Tàu và Cần Thơ Trong đó chọn ra 10 xã của mỗi tỉnh có tỷ
lệ ô nhiễm cao nhất với ba loại hình: ô nhiễm đất, nước và không khí Tại Hà Nội, ônhiễm đất chiếm 46,9 % KLN của vùng công nghiệp trọng điểm phía Bắc Trong khi
đó tai TP Hồ Chí Minh, ô nhiễm đất chiếm 57,2 % hoá chất, 52,5 % kim loại của tổnglượng các chất gây ô nhiễm của toàn vùng công nghiệp trọng điểm phía Nam Đấtnông nghiệp ở nước ta chịu ảnh hưởng nặng nề từ ô nhiễm kim loại nặng do chất thải
từ các khu công nghiệp, làng nghề, phân bón hóa học tích trữ qua nhiều năm
Như vậy, tình hình ô nhiễm môi trường nói chung, ô nhiễm môi trường đất do kim loại nặng gây nên nói riêng đang đặt lên một thách thức đối với môi trường Việt
Trang 21Nam cũng như trên toàn thế giới trong công cuộc công nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nước
1.2 Một số loài thực vật ứng dụng trong xử lý môi trường đất
Làm sạch đất ô nhiễm là một quá trình đòi hỏi công nghệ phức tạp và vốn đầu tưcao Để xử lý đất ô nhiễm người ta thường sử dụng các phương pháp truyền thốngnhư: rửa đất; cố định các chất ô nhiễm bằng hoá học hoặc vật lý; xử lý nhiệt; trao đổiion, ôxi hoá hoặc khử các chất ô nhiễm; đào đất bị ô nhiễm để chuyển đi đến nhữngnơi chôn lấp thích hợp, Hầu hết các phương pháp đó rất tốn kém về kinh phí, giớihạn về kỹ thuật và hạn chế về diện tích, Gần đây, nhờ những hiểu biết về cơ chế hấpthụ, chuyển hoá, chống chịu và loại bỏ kim loại nặng của một số loài thực vật, người ta
đã bắt đầu chú ý đến khả năng sử dụng thực vật để xử lý môi trường như một côngnghệ môi trường đặc biệt Một số loài thực vật đã và đang được nghiên cứu, ứng dụngtrong thực tế để xử lý môi trường đất bị ô nhiễm Đối với các loài thực vật được sửdụng để xử lý môi trường đều phải có các ưu điểm chung:
- Có khả năng chống chịu tốt trong môi trường có nồng độ kim loại cao
- Có khả năng hấp thụ kim loại từ môi trường
- Sinh trưởng tốt, tăng sinh khối nhanh trong điều kiện môi trường khắc nghiệt
và thiếu dinh dưỡng
- Có thể chuyển hóa kim loại hấp thụ từ rễ lên các bộ phận khác của cây
Một số loài thực vật điển hình được nghiên cứu và sử dụng trong xử lý đất ônhiễm nhờ có khả năng hấp thụ tốt kim loại trong môi trường đất và khả năng chốngchịu tốt, như các loài sau:
Hoa ngũ sắc
Nhóm các nhà khoa học của TS Diệp Thị Mỹ Hạnh và cộng sự tại trường Đạihọc KHTN TPHCM đã thử nghiệm với 15 loài thực vật như cỏ màn trầu, rau muống,ngũ sắc trên đất bị nhiễm chì Qua kết quả nghiên cứu cho thấy, cây hoa ngũ sắc cókhả năng hấp thụ tức khắc chì vào rễ Mức độ chịu chì của cây rất cao, có thể sốngtrong điều kiện đất nhiễm chì ở mức 10.000 - 20.000 ppm (10 - 20 mg/lít).[III.1]
Cây cải xanh
Nhóm nghiên cứu Lê Đức, Nguyễn Xuân Huân và cộng sự (2005) khi nghiên
cứu về khả năng chống chịu kim loại nặng của cây cải xanh Brassica Juncea cho thấy,
nồng độ ô nhiễm Chì trong đất từ 1300 ppm trở lên mới bắt đầu có ảnh hưởng tới sinhtrưởng của cây cải xanh [I.5]
Trang 221.3 Giới thiệu tổng quan về cỏ Vetiver
1.3.1 Đặc điểm sinh thái chung
Cỏ Vetiver có tên khoa học: Vetiveria zizanioides L, còn có tên gọi theo dân gian
là cỏ hương lau hay cỏ hương bài, là loài cây nhiệt đới, có nguồn gốc từ Nam Ấn Độ.Các kết quả nghiên cứu đã cho thấy có 12 giống cỏ Vetiver được biết đến, trong đóđược trồng phổ biến tại Việt Nam là loài cỏ Vetiver kể trên
Cỏ Vetiver có thân đứng, chiều cao trung bình từ 1.5 – 2m, có thể đạt đến 3m,phần trên không phân nhánh, không có mắt cỏ, phần dưới đẻ nhánh, nhiều chồi nonmọc ra tỏa ra mọi hướng Lá cỏ khi phát triển dài hơn thì có xu hướng rũ cong phần láxuống giống như lá sả, chỉ có phần lá sát với phần gốc mới có độ cứng cáp
Bộ rễ là bộ phận quan trọng nhất, tạo nên những đặc điểm ưu việt của cỏ Vetiver
để ứng dụng trong xử lý môi trường
Hình 1.1 Hình ảnh hệ thống rễ của cỏ Vetiver
Trang 23Rễ có dạng chùm nhưng không mọc lan rộng mà đâm sâu vào trong lòng đất,chiều dài rễ có thể đạt đến 3 – 4m sau một năm trồng và có thể phát triển rộng đến2.5m sau vài năm trồng, tùy theo điều kiện dinh dưỡng của môi trường.
Phiến lá dài, nhỏ hẹp, có chiều dài gần bằng chiều cao của thân cỏ, rộng khoảng
6 – 12mm, có răng cưa cỏ nhỏ, bén dọc theo rìa lá
Cỏ Vetiver được nhân giống bằng thân, các nhánh cỏ con được đâm chồi ở phầndưới của thân Tuy nhiên, sự sinh sản của cỏ phụ thuộc rất nhiều vào thời tiết bởi tínhchất thực vật nhiệt đới Khi vào mùa đông, tất cả phần lá và thân sẽ bị lụy đi nhưng bộ
rễ không bị chết, khi thời tiết trở nên ấm áp hơn cỏ sẽ đâm chồi trở lại và phát triểnxanh tốt như bình thường
Điều kiện khí hậu thích hợp với cỏ Vetiver là khí hậu nhiệt đới hoặc cận nhiệtnên với khí hậu lạnh, nhiệt độ hạ xuống thấp sẽ ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và pháttriển của cỏ Tuy nhiên, cỏ có thể sống trong điều kiện thời tiết biến động như hạn hánkéo dài, lũ lụt, ngập úng
Cỏ Vetiver là loài thực vật ưa sáng nên môi trường trồng cỏ yêu cầu phải là nơi
có lượng ánh sáng tự nhiên lớn Nếu phải sinh sống trong môi trường bóng râm, thiếuánh sáng thì cỏ phát triển rất chậm hoặc bị chết Ngoài ra, đối với yếu tố độ ẩm thì cỏVetiver có thể sinh sống trong các điều kiện độ ẩm khác nhau bởi khả năng chống chọivới hạn hán cao và có thể chịu được ngập úng trong 45 ngày ngay trong luồng nước0.6 – 0.8m Nhưng lượng mưa thích hợp nhất đối với sự phát triển của cỏ là trung bìnhkhoảng 300 – 700mm
Cỏ phát triển tốt nhất trên đất cát, tuy nhiên cỏ cũng có thể sống trên nhiều loạiđất khác như đất cát vụn, đất cát pha sét hay đất bazan Và khả năng chống chọi vớimôi trường thiếu dinh dưỡng của cỏ cũng rất cao giống như khả năng thích ứng vớicác điều kiện thời tiết bất lợi
Nhờ những đặc tính ưu việt trên mà cỏ Vetiver có khả năng sống thích nghi vớiđiều kiện tự nhiên ở nhiều vùng sinh thái khác nhau, có thể phân bố rộng rãi ở nhiềukhu vực Nhưng có thể thấy môi trường thích hợp nhất đối với sự sinh trưởng của có
đó là vùng đất trống, có điều kiện thoát nước tốt
1.3.2 Các ứng dụng khác của cỏ Vetiver
Từ rễ của loài cỏ Vetiver, qua chưng cất sẽ lấy tinh dầu được dùng làm dầu thơm
và hương liệu trong xà bông thơm Giá bán trên thị trường thế giới khá cao, khoảng
135 USD/kg tinh dầu cỏ vetiver
Trang 24Lá cỏ vetiver dùng làm thức ăn cho gia súc, là nguồn giá trị dinh dưỡng nganggiữa cỏ Napier và bắp tươi sấy Lợp mái nhà, sử dụng như nguyên liệu làm giấy, làmdây thừng, chiếu, nón, giỏ xách Khi phần ngọn cỏ vetiver thuần thục đạt 52%, cóthể dùng làm thức ăn cho bò sữa, ngựa, dê và nhiều loại động vật khác do tính chất dễtiêu hóa Ngoài ra, người ta còn dùng cỏ vetiver để lót ổ rơm cho gia súc.
Thân, lá còn dùng làm vật liệu nuôi trồng nấm rơm và phân xanh Người ta còndùng thân lá cỏ vetiver làm vật liệu nhồi nệm, làm chổi quét, làm cây cảnh trang trítrong vườn, trong nhà
Trồng cỏ Vetiver được xem như là xây dựng một hàng rào bê tông sinh họcchống lại xói mòn sạt lỡ đất do có một số tác dụng có hiệu quả như: giảm vận tốc dòngchảy, giữ đất không bị nước cuốn trôi, hấp thu các khoáng chất có độc tính, lọc nướcchống ô nhiễm nguồn nước, bảo vệ môi trường, duy trì độ ẩm của đất, tăng độ phì chođất, Vetiver là loài cây trồng lâu năm và có tính an toàn môi trường không xâm hại đếncác loài thực vật xung quanh môi trường sống và ảnh hưởng đến hệ sinh thái địaphương [III.1]
Cỏ Vetiver còn được áp dụng như một công cụ cải tạo, cải thiện chất lượng đất ởnhưng khu vực ô nhiễm, xói mòn, nghèo dinh dưỡng và phòng chống dịch bệnh sâuhại cho cây trồng, thực vật xung quanh
1.3.3 Tình hình nghiên cứu về cỏ Vetiver trên thế giới và tại Việt Nam
Công nghệ cỏ cỏ Vetiver, dựa trên việc sử dụng cỏ Vetiver (Vetiveria zizanioides
L), được phát triển lần đầu tiên bởi Ngân hàng Thế giới để bảo vệ đất và nước ở Ấn
Độ vào những năm 1980
Nghiên cứu tiến hành tại Đại học Quảng Tây, Trung Quốc cho thấy, trong số 79loài côn trùng tìm thấy trên cỏ vetiver, chỉ có 4 con đã tấn công lá cỏ vetiver non Tuynhiên do số lượng nhỏ nên gây thiệt hại không nhiều Ngược lại, 30 loài khác được tìmthấy trong hàng cỏ Vetiver được coi là côn trùng hữu ích, vì chúng là kẻ thù hết sứcquan trọng của sâu bệnh hại vườn, nông nghiệp và rừng Điều này chỉ ra rằng có thể sửdụng cỏ Vetiver trong một kế hoạch quản lý dịch hại tổng hợp [II.4]
Ở Queensland, cỏ vetiver đã được sử dụng thành công để ổn định chất thải từ mỏkhai thác và độ mặn cao, đất mặn và chất thải kiềm của các mỏ than (Radloff và cộng
sự, 1995) và chất thải có hàm lượng axit cao (pH 3.5) của mỏ vàng Gần đây, VGT đã
Trang 25được sử dụng để khôi phục chất thải mỏ bentonit và theo dõi các bức tường đập củacác mỏ bôxit và đồng và một nhà máy lọc nhôm ở phía bắc Australia [II.4]
Một nhóm nghiên cứu của Đại học Chulalongkorn, Bangkok, Thái Lan đã nghiêncứu hiệu quả xử lý Arsen khỏi đất bằng cỏ Vetiver, được gọi là công nghệPhytoremediation với 3 mô hình sinh thái: Nash (Surat Thani), V.nemoralis (Blansa)
và A.Camus (Prachuabkirikhan) Nghiên cứu nhằm góp phần giải quyết vấn đề ônhiễm Arsen ở các khu làng ở tỉnh Nakhon Sri Thammarat, phía nam Thái Lan vớidấu hiệu có rất nhiều người dân bị đau ốm và mắc ung thư do nhiễm Arsen Các thínghiệm được tiến hành song song với mẫu trồng đối chứng để so sánh sự phát triểnsinh trưởng của cỏ trong môi trường thí nghiệm và thực tế Và đồng thời cũng so sánhkhả năng hấp thụ của cỏ trong các mô hình sinh thái Kết quả nghiên cứu cho thấy,hiệu quả loại bỏ arsen của cả hai loài đều tăng lên tỉ lệ thuận với thời gian tiếp xúc
Hiệu quả cao nhất của V zizanioides (Linn Nash) là 0,05% sau 90 ngày với nồng độ
là 75 mg As/kg trọng lượng khô của đất, và hiệu quả cao nhất của V nemoralis(Balansa) A Camus là 0,04%, sau 90 ngày với nồng độ là 125 mg As/kg trọng lượngkhô của đất [II.5]
Ở Việt Nam, việc sử dụng công nghệ cỏ cỏ Vetiver hiện đang rất được quan tâmđến để ổn định hệ thống đê sông Hồng rộng lớn, được xây dựng qua nhiều thế kỷ đểbảo vệ đồng bằng sông Hồng ở miền Bắc Việt Nam khỏi lũ lụt hàng năm Vùng đồngbằng này hiện đang được bảo vệ bởi 5 000 km đê, 20% trong số đó bị hư hỏng hàngnăm vào mùa mưa, làm cho 1.000 km đê cần được sửa chữa mỗi năm [II.4]
Đề tài nghiên cứu khoa học cấp nhà nước của Thạc sũ Lương Thị Thúy Vân, Đạihọc Nông lâm Thái Nguyên, nghiên cứu khả năng xử lý ô nhiễm kim loại nặng của cỏVetiver ứng dụng thực tế tại khu ruộng bị ô nhiễm dưới 2 khu khái thác kim loại tạiThái Nguyên là khu vực khai thác thiếc (xã Hà Thượng, huyện Đại Từ) và khu vựckhai thác chì – kẽm (xã Tân Long, huyện Đồng Hỷ) Sau thời gian trồng thí nghiệm 3năm tại khu vực thử nghiệm, tính chất đất ô nhiễm Pb và ô nhiễm As tại 2 khu vực trên
đã cải thiện rõ rệt Các chỉ số pH đất, hàm lượng N, K2O, mùn đều tăng so với banđầu, hàm lượng As giảm từ 1536,2 mg/kg xuống 1412.5 mg/kg, hàm lượng Pb giảm từ1137.17 mg/kg xuống 1054.26 mg/kg [I.8]
1.4 Giới thiệu về độc tính của kim loại nặng nghiên cứu
Kim loại nặng là những kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5 g/cm3 Trongthực tế, một số kim loại nặng đóng vai trò là những nguyên tố vi lượng quan trọng đối
Trang 26với sự sống của sinh vật Bên cạnh đó, một số kim loại nặng khác thì không cần thiếtcho sự sống và không gây hại khi đi vào cơ thể Tuy nhiên, nếu nồng độ kim loại nặng
đi vào cơ thể vượt quá giới hạn cho phép có thể gây hại cho sinh vật
1.4.1 Độc tính của kim loại chì
Hiện nay, chì được sử dụng làm nguyên liệu trong nhiều hoạt động sản xuất côngnghiệp như: dùng làm sơn công nghiệp, ắc quy chì trong ô tô, nguyên liệu trong luyệnkim chì, làm chất xúc tác, hay được pha trong xăng làm như một chất phụ gia bôi trơn,sản xuất đồ gốm sứ, sản xuất mỹ phẩm,… [I.6]
Trong tự nhiên, chì là nguyên tố vi lượng tồn tại chủ yếu trong đất và đá tự nhiên.Trong trầm tích, hàm lượng chì trung bình là 23 ug/g Hàm lượng chì trong đá mẹ nằmtrong khoảng từ 10-40 ug/g [I.6]
Tuy nhiên hiện nay, hàm lượng chì trong môi trường chủ yếu đến từ các hoạtđộng sản xuất và sinh hoạt của con người như: khói thải xe cộ do sử dụng xăng phachì, công nghiệp khai thác mỏ chì và luyện kim quặng chì, sản xuất hoặc tái chế ắc quychì, bùn cống và từ các nguồn khác
Độc tính của chì đối với thực vật
Cây có thể hấp thụ và tích lũy Pb trực tiếp từ không khí xung quanh và đất Sựhấp thụ chì bởi thực vật phụ thuộc vào hàm lượng chì trong đất, loại cây, tình trạngphát triển của cây và 1 số yếu tố khác Ví dụ, cây lúa mạch rất nhạy cảm với Pb Chì
đã được chứng minh là ức chế sự nảy mầm của hạt bằng cách ức chế sự phát triểnchung và sự kéo dài của gốc Tuy nhiên tác động ức chế sự nảy mầm của Pb khôngnghiêm trọng như các kim loại khác Trong một nghiên cứu sự ảnh hưởng của Cr, Cd,
Hg, Pb và As đối với sự nảy mầm của hạt mù tạt (Sinapis alba), Fargasova1 chỉ ra rằngsau 72 giờ kim loại độc hại nhất cho sự nảy mầm là As5+, trong khi ít độc hại nhất là
Pb2+
Theo Koeppe (1993), trong điều kiện cây phát triển mạnh, chì được hấp thụmạnh và một phần kết tủa trên thành tế bào rễ ở một dạng không tan, không kết tinh, ởcây bắp giống như dạng phosphate chì Ngoài ra, còn có sự vận chuyển lên chồi cây,mặc dù lượng này khá nhỏ, chỉ khoảng 3,5 tới 22,7% lượng chì hấp thụ sau 7 ngày.Điều này có thể giải thích nguyên nhân nồng độ Pb trong rễ cao hơn và có thể giảithích nồng độ chì là thấp trên hạt mù tạt Quá trình vận chuyển Pb trong thực vật saukhi hấp thụ có thể làm giảm sự phân chia tế bào, ngay cả ở nồng độ rất thấp Koeppe
Trang 27và Miller cho rằng Pb ức chế vận chuyển electron trong ty thể ngô, đặc biệt khi cóphosphate [II.3]
Độc tính của chì đối với động vật
Động vật còn non được chứng minh là dễ bị ngộ độc Pb hơn động vật trưởngthành Ví dụ, chuột ở giai đoạn tăng trưởng tích tụ thêm Pb trong xương của chúng sovới những con chuột trưởng thành, và những con chuột một tuần tuổi hấp thụ Pb quađường ruột của chúng dễ dàng hơn chuột trưởng thành Trong các hệ thống thủy sinh,
pH nước là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới độc tính của Pb Khi trứng và ấu
trùng cá chép (Cyprinus carpio) tiếp xúc với Pb ở pH 7,5, số lượng tử vong là không
đáng kể so với đối chứng Ở pH 5,6, tỷ lệ tử vong không đáng kể trong trứng khi tiếpxúc với Pb, nhưng lại đáng kể đối với ấu trùng ở tất cả các mức nồng độ Tiếp xúc Pbcũng ảnh hưởng tới nhịp tim đập và chuyển động đuôi; nhịp tim tăng lên và chuyểnđộng đuôi giảm khi nồng độ Pb tăng lên Các nghiên cứu tiếp theo cho thấy sự hấp thu
và tích lũy Pb tăng lên cùng với việc giảm pH Ảnh hưởng của Pb đối với các loàinước ngọt cũng khác nhau, tùy thuộc vào các loài tiếp xúc Ví dụ, cá vàng tương đốikháng với Pb, có thể là do sự điều tiết ở mang cá [II.3]
Độc tính của chì đối với con người
Chì và các hợp chất chì càng dễ hòa tan thì càng độc Chì xâm nhập vào cơ thểcon người và động vật thông qua những con đường chính sau: hô hấp, ăn uống và hấpthụ qua da Nguồn chì trong môi trường sống từ nước uống, thức ăn, khói bụi vào cơthể hàng ngày có thể từ 0,1 – 0,5mg Độc tính của kim loại chì đối với người lớn là:[I.7]
+ 1000mg/ngày: Tử vong
+ 10mg – 1 lần/ngày: Gây nhiễm độc nặng trong vài tuần
+ 1mg/ngày: Sau nhiều ngày có thể gây nhiễm độc mãn tính
1.4.2 Độc tính của kim loại đồng
Trong tự nhiên, đồng thường tồn tại trong trong thạch quyển trung bình khoảng
70 mg/kg đồng có trong đất vào khoảng từ 2-100 mg/kg đồng trong tự nhiên tồn tạichủ yếu trong các loại quặng
Trong các hoạt động sản xuất và sinh hoạt của con người: đồng trong môi trườngphần lớn đến từ các hoạt động luyện kim, sản xuất nông nghiệp (sử dụng các chế phẩmhóa học thuốc trừ sâu, phân bón)…[I.6]
Trang 28Đối với con người và động vật
Các muối đồng gây tổn thương đường tiêu hóa, gan, gây ảnh hưởng tới tuyếnthượng thận và niêm mạc của con người và động vật Bên cạnh đó còn gây nên cácbệnh về xương khớp, bệnh tâm thần phân liệt, ung thư và mức độ nguy hiểm hơn là cóthể gây đột quỵ
Sự kích thích dạ dày cấp tính có thể xảy ra ở một số người sau khi uống nước cónồng độ đồng trên 3mg/l Ở người lớn, vì sự thoái hóa gan nhân, cơ chế điều chỉnhđồng bị suy giảm hiệu quả, tăng nguy cơ bị xơ gan
Nhiễm độc đồng bao gồm các triệu chứng như: người yếu, sốt, nôn mửa, đaubụng, vàng da và mắt, co giật, cảm giác ớn lạnh, tiêu chảy thường có máu hoặc đi phânxanh và có bọt, tan máu cấp tính, đau nhức cơ bắp và các bất thường về chức năng củagan, thận Bệnh Wilson là sự sai sót bẩm sinh do sự trao đổi chất bị khiếm khuyết ditruyền trong sự kết hợp của Cu2+ vào Apocerplasmin để tạo thành Ceruloplasmin vàgiảm khả năng của gan bài tiết Cu dẫn vào mật Ngoài ra, khi cơ thể người tiếp xúc vớilượng đồng lớn có thể gây thay đổi màu tóc (màu xanh lá cây) [I.6]
Theo khuyến nghị của WHO 1987, liều lượng đồng an toàn trong cơ thể ngườiđược quy định là 2-3mg/ngày cho người lớn và 1-3 mg/ngày cho trẻ em [I.6]
Đối với cây trồng
Cây trồng thiếu Cu thường có tỷ lệ quang hợp bất thường, quá trình oxit hóaAcid Ascobic bị chậm Tuy nhiên, khi thừa Cu cũng xảy ra những biểu hiện ngộ độccho cây thông qua tình trạng cây bị rụng lá, chết cây,… [I.6]
Trang 29CHƯƠNG II: MÔ HÌNH TRỒNG CỎ THÍ NGHIỆM
Mô hình trồng cỏ thí nghiệm được trồng qua 3 đợt:
Đợt 1: Từ ngày 7/10/2016 đến ngày 5/11/2016
Chuẩn bị
-7 thùng xốp có kích thước bằng nhau 40×35×30 cm
-Cỏ giống: Lấy giống cỏ dạng tép tại trung tâm nghiên cứu đất và phân bón vùng
trung du – viện thổ nhưỡng hóa, xã Lương Phong, huyện Hiệp Hòa – Bắc Giang
Cỏ giống được chọn là những tép cỏ to, khỏe, sau đó được chặt ngắn còn độ dàikhoảng 20cm, loại bỏ hết lá úa, lá héo Phần rễ được rửa sạch đất, chiều dài đảm bảocòn khoảng 10cm
Hình 2.1 Hình ảnh cỏ giống đợt 1
-Đất trồng cỏ: Đất trồng cỏ được lấy tại 2 địa điểm khác nhau:
Mẫu đất giả định là đất cát lấy tại vườn trồng hoa Đông Ngạc, Nam Từ Liêm,HN
Mẫu đất thực nghiệm là đất cát pha sét tại làng tái chế chì Đông Mai, Chỉ Đạo,Văn Lâm, Hưng Yên
Bố trí trồng cỏ
-Trồng cỏ tại 3 thùng giả định và 3 thùng thực nghiệm với khối lượng đất trong
mỗi thùng là 25kg Mật độ trồng cỏ là 9 tép/1 thùng, đảm bảo cho mỗi tép cỏ các nhau5cm
Trang 30Thùng đối chứng không trồng cỏ có khối lượng đất là 10kg với mẫu đất là đất giảđịnh
Các thùng cỏ được chăm sóc đảm bảo tưới đủ ẩm cho cỏ sống, ổn định bộ rễ
-Nơi bố trí mô hình: Tại sân thượng nhà trọ của sinh viên trong nhóm thực hiện
số 92/162 đường Phú Diễn, HN đảm bảo tránh các yếu tố môi trường tác động trựctiếp đến cỏ
Hình 2.2 Mô hình thí nghiệm trồng cỏ đợt 1
-Điều kiện thời tiết trong quá trình trồng cỏ: Trong 3 tuần đầu, thời tiên vẫn có
nắng nhẹ, không mưa, nhiệt độ cao nhất trung bình khoảng 30 – 32oC Tuy nhiên, khiđến tuần thứ 4 sau khi trồng cỏ thì bắt đầu xuất hiện các đợt gió mùa Đông Bắc, nhiệt
độ hạ xuống thấp hơn
Theo dõi sự phát triển của cỏ
Sau 2 tuần đầu tiên, cỏ vẫn phát triển bình thường, có một vài tép cỏ đã đâmnhánh mới nhưng sự phát triển không mạnh mẽ, lá bắt đầu có hiện tượng bị héo lá.Sang tuần thứ 3 bắt đầu có téo cỏ bị chết và không có téo cỏ con được đâm chồi, sau
28 ngày thì số cỏ đã chết đến 90% trên tổng số cỏ được trồng ở cả 6 thùng
Trang 31Hình 2.3 Hình ảnh cỏ bị chết sau 28 ngày trồng (Đợt 1)
Đợt 2: Từ ngày 9/1/2017 đến ngày 6/2/2017
Chuẩn bị
-7 thùng xốp có kích thước bằng nhau giống như đợt 1
-Cỏ giống: Cỏ giống dạng tép mua tại Công ty Cổ phần Tích Trung, Khu 7, thị
trấn Ái Nghĩa, huyện Đại Lộc, tỉnh Quảng Nam
Cỏ giống là những tép cỏ có chiều dài khoảng 20cm, nhưng phần rễ ngắn, tép cỏ
to khỏe Cỏ sau khi được chuyển từ Quảng Nam ra Hà Nội được tiến hành trồng luônvào các thùng thí nghiệm
Hình 2.4 Hình ảnh cỏ giống đợt 2
-Đất trồng cỏ: cỏ trồng đợt 2 được trồng trên nền đất cũ trong các thùng giống
như đợt 1
Trang 32Bố trí trồng cỏ
-Trồng cỏ tại 3 thùng giả định và 3 thùng thực nghiệm với khối lượng đất trong
mỗi thùng giống như đợt 1 nhưng tăng mật độ trồng cỏ lên 12 tép/ 1 thùng, đảm bảokhoảng cách giữa các tép cỏ xấp xỉ 5cm
Thùng đối chứng vẫn giữ nguyên như cũ, nơi bố trí mô hình trồng cỏ và các điềukiện chăm sóc vẫn giống như đợt 1
-Điều kiện thời tiết trong quá trình trồng cỏ: Phần lớn thời gian trồng cỏ đều ở
trong điều kiện nhiệt độ không khí hạ thấp, trời rét, mưa nhiều Nhiệt độ xuống thấpnhất khoảng 20 - 22 oC
Theo dõi sự phát triển của cỏ
Cỏ trồng phát triển rất chậm, không có tép cỏ con được sinh ra, chiều dài lá chỉtăng được khoảng 15 – 20cm sau 20 ngày trồng
Sang tuần thứ 4 cỏ bắt đầu có hiện tượng bị héo lá, khô lá khi thời tiết lạnh nhiềuhơn và sau 27 ngày trồng, toàn bộ số cỏ trồng đều bị chết
Trang 33Điều kiện thời tiết cũng ảnh hưởng tới cỏ khi nhiệt độ không khí hạ xuống thấp,bởi Vetiver là loài thực vật nhiệt đới Với cỏ Vetiver được trồng ngoài môi trường tựnhiên thì khoảng thời gian trên là khoảng thời gian cỏ đã bị lụy hết lá và thân để thíchứng với thời tiết mùa đông tại miền Bắc nên không thích hợp để ươm trồng cỏ.
Đợt 3: Từ ngày 26/3/2017 đến 14/6/2017
Chuẩn bị
-4 thùng xốp có kích thước bằng nhau 50×40×30 cm
-Cỏ giống: Cỏ giống dạng bầu được mua tại Công Ty Cổ phần Tích Trung, Khu
7, thị trấn Ái Nghĩa, huyện Đại Lộc, tỉnh Quảng Nam
Cỏ giống trước khi trồng đã được ươm trong bầu đất 3 tuần, mỗi bầu cỏ có 2 tép
cỏ con, mỗi tép cỏ con dài khoảng 20cm, có chiều dài lá mới đạt khoảng 20cm, rễ con
đã phát triển
Hình 2.6 Bầu cỏ trước khi trồng (Đợt 3)
-Đất trồng cỏ: Đất phù sa được lấy vườn rau Thụy Phương, Đông Ngạc, Nam Từ
Liêm, HN
Bố trí trồng cỏ
Trồng cỏ tại 3 thùng giả định với khối lượng đất trong mỗi thùng là 30kg Mật độtrồng cỏ là 12 bầu/1 thùng, chia thành 3 hàng, mỗi hàng 4 bầu cỏ cách nhau 5cm.Thùng đối chứng không trồng cỏ có khối lượng đất là 18kg, tuy nhiên vì lượngmẫu đất lấy tại Thụy Phương không đủ cho cả thùng đối chứng nên mẫu đất trongthùng đối chứng lấy lại mẫu đất tại Đông Ngạc, địa điểm lấy đất trồng cỏ lần 1
Các thùng cỏ được chăm sóc đảm bảo tưới đủ ẩm cho cỏ sống và ổn định bộ rễ
Trang 34-Nơi bố trí mô hình: 10 ngày đầu sau khi được trồng vào thùng, mô hình được bố
trí ở sân vườn tại số nhà 6/ngách 96/99 đường Phú Diễn, tuy nhiên sau đó nhận thấyđiều kiện ánh sáng không đảm bảo cho sựu phát triển của cỏ và có sự phát triển chênhlệch giữa cỏ tại các thùng nên mô hình thí nghiệm được chuyến đến tại ban côngphòng 602/ CT1, Trần Bình, Cầu Giấy, HN
Hình 2.7 Cỏ mới được trồng vào thùng (Đợt 3)
Hình 2.8 Thùng đối chứng
-Điều kiện thời tiết trong quá trình trồng cỏ: Thời tiết rất thuận lợi cho sự phát
triển của cỏ, nhiều nắng, ít mưa, nhiệt độ cao nhất khoảng 30 – 32oC Tuy nhiên vàokhoảng 2 tuần cuối trong thời gian theo dõi thì rơi vào khoảng nắng nóng kỉ lục tại HàNội, nhiêt độ cao nhất đạt tới hơn 40oC
Theo dõi sự phát triển của cỏ
Sau 10 ngày được trồng vào thùng, cỏ phát triển nhanh, ổn định không có hiệntượng bị héo lá và sự phát triển bắt đầu có sự khác biệt giữa 3 thùng do sự phân bố ánhsáng tới 3 thùng không đồng đều
Trang 35Hình 2.9 Cỏ phát triển sau 30 ngày trồng
Sau 50 ngày trồng, trước khi tưới kim loại, cỏ vẫn phát triển tốt, sự phát triểnchênh lệch giữa thùng 3 với 2 thùng còn lại vẫn được duy trì, với chiều cao trung bìnhcủa cỏ tại các thùng như sau:
Thùng 1: chiều cao trung bình 45 cm
Thùng 2: chiều cao trung bình 45cm
Thùng 3: chều cao trung bình 55cm
Hình 2.10 Cỏ phát triển sau 50 ngày trồng
Sau 50 ngày trồng, các thùng giả định được tưới kim loại chì và đồng từ cácmuối Pb(NO3)2 và CuSO4.5H2O với các mức nồng độ khác nhau dựa trên mức nồng độgiả định Ở lần tưới kim loại này, các nồng độ tưới mới ở mức nhỏ hơn mức nồng độ
dự kiến để cỏ thích nghi được với môi trường có nồng độ kim loại cao Thể tích dungdịch tưới ở mỗi thùng là 500ml Dung dịch tưới được tưới bằng bình phun nước với