- Trang Chủ
- Nông - Lâm - Ngư
- Đề tài: Nghiên cứu sử dụng cỏ Vetiver để cải tạo đất bị nhiễm chì (Pb), asen sau khi khai thác khoáng sản ở tỉnh Thái Nguyên
Xem mẫu
- Mục Lục
- NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CỎ VETIVER ĐỂ CẢI TẠO ĐẤT BỊ
NHIỄM CHÌ (Pb), Asen SAU KHI KHAI THÁC KHOÁNG SẢN Ở
TỈNH THÁI NGUYÊN
I. Đặt vấn đề
Chì và Asen là những kim loại nặng độc hại và đang có dấu hiệu ô nhiễm
trong môi trường đất, nước ở nhiều nơi trên thế giới. Có rất nhiều phương pháp
khác nhau để xử lý đất bị ô nhiễm chì, trong đó phương pháp sử dụng thực vật là
phương pháp đang được nhiều nhà khoa học quan tâm hiện nay bởi hiệu quả cao, chi
phí thấp và thân thiện với môi trường,đặc biệt có khả nặng xử lý đất ô nhiễm kim
loại nặng.Và cỏ vetiver (vetiver zizanioides L.) được đưa vào Việt Nam năm 1999,
hiện nay đã có 43 tỉnh thành trong nước trồng loài cỏ này với các mục đích khác nhau
như: Chống sạt lở, xói mòn, ứng dụng xử lý nước thải từ các trại chăn nuôi,xử lý
chất độc hóa học điôxin ở A lưới (Thừa thiên Huế).Qua một số kết quả nghiên cứu
của Randoff et al. (1995); Knoll (1997); Truong và Baker (1998); Chen (2000) cho
thấy cỏ Vetiver là đối tượng thực vật có nhiều đặc tính ưu việt trong lĩnh vực này.
Tuy nhiên, việc ứng dụng một loài thực vật xử để lý ô nhiễm cần thiết phải đánh
giá được khả năng sinh trưởng, phát triển cũng như hiệu quả hấp thu các chất trong
môi trường đất ô nhiễm.Vì vậy nghiên cứu sử dụng cỏ vetiver để cải tạo đất bị
nhiễm kim loại nặng chủ yếu là chì (Pb), As qua số liệu thu thập được ở các tỉnh
thái nguyên là minh chứng cho khả năng cải tạo đất của cỏ vetiver, đồng thời đưa ra
những giải pháp cụ thể khi sử dụng loài cỏ này nhằm cải tạo môi trường bị ô
nhiễm.
- II. Đối tượng, Mục đích và phương pháp nghiên cứu.
2.1. Đối tượng nghiên cứu:
- Thực vật sử dụng để nghiên cứu là loài cỏ vetiver (Vetiveria zizanioides L.).
- Kim loại nghiên cứu là Pb, As những kim loại nặng độc hại, thường tích lũy cao
trong các dây chuyền thực phẩm và đang được cảnh báo ô nhiễm trong đất với nồng
độ cao, ở nhiều nơi trên thế giới và Việt Nam.
2.2. Mục tiêu nghiên cứu
-Xác định tình trạng ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường đât tại khu vực khai thác
thiếc (xã Hà Thượng,Đại Từ) và khu vực khai thác chì (xã Tân Long, Đồng Hỷ) của
tỉnh Thái Nguyên.
-Đánh giá khả năng sinh trưởng và tích lũy Pb trong các bộ phận của cỏ vetiver trồng
trên đất ô nhiễm chì.
-Đề xuất một số biện pháp kỹ thuật sử dụng cỏ vetiver để cải tạo, xử lý đất ô
nhiễm kim loại nặng do quá trình khai thác khoáng sản.
2.3. Phương pháp nghiên cứu
- Chọn những cây cỏ có thời gian sinh trưởng như nhau, khỏe mạnh, rửa sạch và cắt
ngắn để lại phần thân dài 35cm và phần rễ 5cm. Trồng 5 tép cỏ vào mỗi chậu và ổn
định trong 30 ngày.
- Bổ sung Pb vào đất dưới dạng dung dịch PbCl2 để được các nồng độ Pb trong đất
tương ứng là 500, 750, 1000, 1500ppm và đối chứng không bổ sung Pb. Mỗi công thức
được lặp lại 3 lần.
* Phương pháp phân tích:
Sau 30, 50 và 70 ngày tiến hành xác định các chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển; hàm
lượng Pb tích lũy trong cỏ và hàm lượng Pb còn lại trong các chậu thí nghiệm.
- Xác định chiều cao thân, chiều dài rễ, trọng lượng khô, khả năng phân nhánh theo
phương pháp cân, đo.
- Xác định Nts theo phương pháp Kjeldahl; Pts theo phương pháp so màu; Kts theo
phương pháp quang kế ngọn lửa; Pb theo phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử
ASS; Ph đo trực tiếp trên máy pH meter 710A, Inolab.
* Xử lý số liệu:
-Các số liệu được xử lý bằng phương pháp thống kê: xác định phương sai của dữ
- liệu và giá trị trung bình bằng phương pháp phân tích ANOVA; so sánh các giá trị trung
bình bằng phương pháp LSD (giới hạn sai khác nhỏ nhất - Least Significant
Difference).
III. ý nghĩa của việc nghiên cứu.
Trồng cỏ vetiver trên đất ô nhiễm kim loại nặng do khai thác khoáng sản,có
khả nắng chống chịu và tích lũy chì,với hàm lượng cao trong cây. Những nghiên cứu
ngoài thực địa nhằm mục đích tăng cường khả năng cải tạo đất ô nhiễm kim loại
nặng của cỏ vetiver, và đây là cơ sở khoa học raats có ý nghĩa cho việc nghiên cứu và
sử dụng cỏ vetiver để cải tạo đất ô nhiễm nói chung,đặc biệt là những vùng đất ô
nhiễm kim loại nặng do quá trình khai thác khoáng sản.
IV. Kết quả nghiên cứu và bàn luận
4.1. Ảnh hưởng của hàm lượng chì trong đất đến sự tạo thành sinh khối của cỏ
Vetiver
Khả năng hấp thụ kim loại nặng của cỏ vetiver không cao như một số cây tích
lũy khác nhưng do có sinh khối lớn và khả năng tái sinh mạnh mẽ nên cỏ vetiver vẫn
được chọn là đối tượng để xử lý những vùng đât ô nhiễm
Bảng 1.1: Ảnh hưởng hàm lượng chì đến sinh khối cỏ vetiver (n=3,mean±sd)
Kết quả ở bảng cho thấy sau 45 ngày cây bắt đâu thích nghi với môi trường
đất, nên mới sinh trưởng chậm, sinh khối thu được chưa cao.
Đến giai đoạn 90 ngày công thức 2 có sinh khối cỏ cao nhất là 1055,13 mg
- Pb/kg đất, còn thấp nhất là công thức 5 với lượng Pb là 2906,12 mg/kg đất.Khi kết
thúc thí nghiệm, khối lượng thân lá ở công thức đối chứng đạt 82.96 gam, các công
thức còn lại đều thấp hơn đối chứng và thấp nhất là công thức 5 đạt 41.,17 gam.
Như vậy, Vetiver vẫn có khả năng cho sinh khối cao khi trồng trong đất ô
nhiễm chì.Đây là ưu thế của cỏ vetiver so với một số dối tượng cây trồng như dương
xỉ, cỏ mần trầu…
4.2. Khả năng tích lũy chì (Pb) trong rễ và trong thân,lá của cỏ Vetiver
Khả năng tích lũy tích lũy kim loại nặng của cỏ Vetiver trong các bộ phận thân
lá và rễ được coi là con đường chính loại bỏ kim loại ra khỏi đất của cỏ vetiver.
Bảng 1.2: Hàm lượng Pb trong thân lá của cỏ vetiver trong các giai đoạn
sinh trưởng khác nhau
Kết quả phân tích ở bảng cho thấy,hàm lượng chì tích lũy trong lá tỷ lệ thuận
với hàm lượng chì trong đất và thời gian thực nghiệm.Ỏ mức ô nhiễm cao nhất là
2906,12 mg Pb/kg đất,hàm lượng chì trong thân lá tăng rõ rệt, đạt 14,01 mg/kg (giai
đoạn 45 ngày),đến 23,82 mg/kg 9giai đoạn 90 ngày) và đạt 26,32 mg/kg 9giai đoạn
150 ngày).
- Như vậy hàm lượng chì chủ yếu được tích lũy trong rễ cỏ (3,56-474,02)mg/kg
một phân nhỏ được vận chuyển lên thân lá (0,84-26,32).Điều này chứng tỏ có sự tích
lũy chì trong rễ sau đó mới vận chuyển lên lá.
4.3. Tương quan giữa hàm lượng chì trong đất và cỏ vetiver
Mối quan hệ trong đất được thể hiện qua đồ thị hàm lượng tương quan trong
bảng 1.3 sau:
Bảng 1.3 Tương quan giữa hàm lượng chì trong đất với hàm lượng chì trong
thân lá và trong rễ của cỏ vetiver
Kết quả cho thấy hàm lương chì trong đất với hàm lượng chì trong thân lá và
hàm lương chì trong đất với hàm lượng chì trong rễ có mối tương quan thuận, hệ số
R=0,5546 (đất-lá) và R=0,8816 (đất-rễ). Hàm lượng chì trong thân lá và rễ đều tăng
nhanh khi hàm lượng chì trong đất < 2000mg/kg,vượt qua ngưỡng này hàm lượng chì
tích lũy trong cỏ chậm dần.
- 4.4. Ảnh hưởng của hàm lượng As trong đất đến sự tạo thành sinh khối của cỏ
Vetiver
Bảng 2.1. ảnh hưởng của hàm lượng As trong đất đến sự tạo thành sinh
khối của cỏ vetiver (n=3, mean±sd)
Ở giai đoạn đầu sau khi trồng, sự khai thác về sinh khối của cỏ vetiver trồng
trên đất ô nhiễm so với công thức đối chứng là không đáng kể.Đến giai đoạn 3 tháng
sau khi trồng, khối lượng thân lá và khối lượng rễ của cỏ giảm hẳn do sự ức chế của
quá trình trao đổi chất của nguyên tố As.Kết quả sinh khối đo được ở công thức
không pha trộn (100% đất ô nhiễm As) chỉ bằng 1/2 so với công thức đối chứng (khối
lượng thân lá đạt 28,23 gam/khóm và lượng rễ đạt 10,51 gam/khóm). Tiếp đến giai
đoạn 150 ngày ,ở công thức có sinh khối thấp nhất, cỏ vẫn có khối lượng thân lá là
30,37 gam/khóm và khối lượng rễ là 23,57 gam/khóm.Đây là cơ sở quan trọng cho
những nghiên cứu tiếp theo phục vụ cho mục đích sử dụng cỏ vetiver cải tạo đất ô
nhiễm kim loại nặng.
- 4.5. Khả năng tích lũy As trong rễ và trong thân, lá của cỏ Vetiver
Hình 2.2. Hàm lượng As trong thân lá của cỏ Vetiver trong các giai đoạn
sinh trưởng khác nhau
Kết quả nghiên cứu ở hình 2.2 cho thấy, hàm lượng kim loại nặng trong thân lá
của cỏ tỷ lệ thuận với hàm lượng As trong đất và thời gian thực nghiệm.sau 150 ngày
, ở công thức đối chứng, hàm lượng As trong thân lá chỉ tăng 1,43 lần nhưng ở công
thức chứa hàm lượng As 1137,17 mg/kg đất tỷ lệ này tăng lên đến 11,25 lần so với
ban đầu.
Hình 2.3. Hàm lượng As trong rễ của cỏ Vetiver trong các giai đoạn sinh trưởng
khác nhau
Kết quả ở hình 2.3 cho thấy, mối tương quan giữa hàm lượng As trong đất với
hàm lượng As trong cây khá cao .Điều này chứng tỏ hàm lượng As trong đất càng cao,
- hàm lượng tích lũy trong cỏ càng nhiều.Tuy nhiên, khả năng tích lũy As của cỏ Vetiver
chỉ tăng mạnh trong giới hạn đất ô nhiễm từ 0 -500 mgAs/kg đất, sau đó khả năng này
giảm dần.
Nhận xét chung: Như vậy, trên đất ô nhiễm chì với hàm lượng tối đa là
2906,12 mg Pb/kg đất và đất ô nhiễm As với hàm lượng tối đa là 1137,17 mg As/kg
đất cỏ vetiver có thể sinh trưởng, phát triển và cho sinh khối khá cao.Mặt khác, cỏ
vetiver còn có khả năng tích lũy Pb, As trong các bộ phận thân lá và bộ rễ. Tuy nhiên,
kim loại nặng chủ yếu được tích lũy tại rễ, chỉ một phần nhỏ được vận chuyển lên
lá.Trong giới hạn từ 1055,13-2906,12 mg Pb/kg đất và 248,19-1137,13 mg As/kg đất,
kim loại nặng trong đất có mối tương quan thuận và khá chặt chẽ với hàm lượng kim
loại nặng trong cây.
- V. Kết luận và đóng góp mới từ đề tài nghiên cứu.
5.1. Kết luận
Đất ô nhiễm thuộc xã Tân Long có chứa nhiều Pb, Zn và Cd, đất ô nhiễm
thuộc xã Hà Thượng tập trung nhiều As. Hàm lượng kim loại nặng trong các mẫu đất
nghiên cứu đều cao hơn tiêu chuẩn cho phép trong đất nông nghiệp của Việt Nam
nhiều lần.
Trồng cỏ trên đất ô nhiễm với hàm lượng Pb từ 1055,13-2906,12 mg/kg đất và
hàm lượng As từ 248,19-1137,17 mg/kg đất, cỏ Vetiver vẫn có khả năng sinh trưởng,
phát triển bình thường và tăng sinh khối qua các giai đoạn thí nghiệm. Tuy nhiên, khả
năng sinh trưởng, phát triển của cỏ Vetiver giảm dần khi hàm lượng kim loại nặng
trong đất tăng dần.
Khả năng tích lũy kim loại nặng của cỏ vetiver tỷ lệ thuận với hàm lượng kim
loại nặng trong đất và thời gian thực nghiệm. Kim loại nặng chủ yếu được tích lũy
tại rễ, chỉ một phần nhỏ được vận chuyển lên thân lá.
Có thể sử dụng cỏ Vetiver để cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng vượt quá
tiêu chuẩn cho phép nhiều lần.
5.2. Đóng góp từ đề tài và kiến nghị
* Đóng góp từ đề tài
Đây là nghiên cứu đầu tiên về khả năng tích lũy chì và cải tạo đất bị ô nhiễm
kim loại nặng do quá trình khai thác khoáng sản của cỏ vetiver ở Việt Nam.
Kết quả nghiên cứu khẳng định, cỏ vetiver có thẻ sinh trưởng, phát triển bình
thường và tích lũy chì khá cao trong các bộ phận của cỏ trông môi trường đất nông
nghiệp bị ô nhiễm chì ở phạm vi từ 1055,13-2906,12 mg/kg, và ô nhiễm As với hàm
lượng từ 248,19 -1137,17 mg/kg.
Nghiên cứu và tìm hiểu công dụng của cỏ vetiver, phổ biến, tuyên truyền tới
người dân về tác dụng và hiệu quả của việc sử dụng cỏ vetiver trong việc cải đất.
*Kiến nghị:
Cần phân tích thêm dạng linh động của các kim loại nặng để phản ánh đầy đủ
tráng thái ảnh hưởng của chúng đối với cây trồng
Phổ biến kỹ thuật và nhân rộng mô hình cỏ vetiver trên nhưng khu vực bị ô
nhiễm kim loại nặng do khai thác khoáng sản.
- TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Lê Đức và cộng sự, 2004, Một số phương pháp phân tích môi trường, NXB ĐHQG
Hà Nội.
2. Chantachon Somsaguan et al., 2002, Phytoextraction of lead from contaminated soil
by vetiver grass (Vetiveria sp.), Thailand.
3. Paul Truong, 1999, The global impact of vetiver grass technology on the
environment,Resource Sciences Queensland centre, Department of Natural Resources
Brisbane,Australia.
4. Thares Srisatit et al., 2003, Efficiency of arsenic removal from soil by vetiveria
zizanioides and Vetiveria nemoralis, Thailand.
5. http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/bao-cao-nghien-cuu-kha-nang-su-dung-co-vetiver-de-
kiem-soat-chat-luong-moi-truong-nuoc-nuoi-tom-tai.1335170.html
6. http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/co-vetiver-nguon-goc-va-mot-so-dac-tinh.263075.html
nguon tai.lieu . vn