Nghiên cứu đánh giá khả năng sử dụng selen (se) kết hợp phế phẩm nông nghiệp ức chế độc chất cadium (cd) hấp thụ lên cây cải thìa (brassica rapa chineniss) trong điều kiện giả định đất ô nhiễm

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BÌNH DƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT LƢƠNG THỊ THU TRANG NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG SELEN (Se) KẾT HỢP PHẾ PHẨM NÔNG NGHIỆP ỨC CHẾ ĐỘC CHẤT CADIUM (Cd) HẤP THỤ LÊN CÂY CẢI THÌA (BRASSICA RAPA CHINENISS) TRONG ĐIỀU KIỆN GIẢ ĐỊNH ĐẤT Ô NHIỄM CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MƠI TRƢỜNG MÃ SỐ: 8440301 LUẬN VĂN THẠC S BÌNH DƢƠNG – 2023 UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH BÌNH DƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT LƢƠNG THỊ THU TRANG NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG SELEN (Se) KẾT HỢP PHẾ PHẨM NÔNG NGHIỆP ỨC CHẾ ĐỘC CHẤT CADIUM (Cd) HẤP THỤ LÊN CÂY CẢI THÌA (BRASSICA RAPA CHINENISS) TRONG ĐIỀU KIỆN GIẢ ĐỊNH ĐẤT Ô NHIỄM CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG MÃ SỐ: 8440301 LUẬN VĂN THẠC S NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHO HỌC TS TRẦN THỊ NH THƢ BÌNH DƢƠNG – 2023 LỜI C M ĐO N Tôi xin cam đoan luận văn với đề tài “Nghiên cứu đánh giá khả sử dụng Selen (Se) kết hợp phế phẩm nông nghiệp ức chế độc chất Cadium (Cd) hấp thụ lên cải thìa (Brassica rapa chineniss) điều kiện giả định đất ô nhiễm” kết nghiên cứu thời gian qua Các số liệu kết nghiên cứu đƣợc thực cách trung thực, thơng tin trích dẫn đƣợc ghi rõ nguồn gốc Nếu phát có chép kết nghiên cứu đề tài khác, tơi hồn tồn chịu trách nhiệm Bình Dương, ngày 10 tháng 03 năm 2023 Học viên thực Lƣơng Thị Thu Trang iii LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình học trƣờng nhƣ thực đề tài, em xin chân thành cảm ơn Các thầy cô Viện, Phòng đào tạo, Khoa tạo điều kiện giúp đỡ cho em nhiều kiến thức chuyên ngành, kỹ xã hội nhƣ tạo điều kiện cho em giao lƣu, tiếp xúc với nhiều mơi trƣờng tích cực phát triển Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến ngƣời hƣớng dẫn trực tiếp em TS Trần Thị Anh Thƣ, cô tận tâm dạy, hƣớng dẫn em hoàn thành luận văn đƣa lời khuyên giúp em có đƣợc định hƣớng đắn học tập sống Em xin cảm ơn TS Lê Trọng Diệu Hiền, khuyến khích, tạo điều kiện cho em có hội đƣợc học tập mơi trƣờng quốc tế Bên cạnh đó, em xin cảm ơn đến Chị Hà – bạn lớp đào tạo giúp đỡ tƣ vấn em nhiều việc tìm tài liệu Cảm ơn đến nhóm nghiên cứu anh chị đồng nghiệp hỗ trợ em q trình hồn thành luận văn Ngồi ra, phần khơng thể thiếu giúp em hồn thành chƣơng trình học gia đình, bạn bè, đồng nghiệp ngƣời “đặc biệt” em đồng hành, giúp đỡ động viên em nhiều suốt trình học Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn tất quan, tổ chức ngƣời đồng hành em suốt thời gian qua, để em hồn thành chƣơng trình học! Bình Dương, ngày 10 tháng 03 năm 2023 Học viên thực Lƣơng Thị Thu Trang iv MỤC LỤC LỜI C M ĐO N iii LỜI CẢM ƠN iv MỤC LỤC v D NH MỤC TỪ VIẾT TẮT viii D NH MỤC BẢNG ix D NH MỤC HÌNH ix D NH MỤC SƠ ĐỒ ix PHẦN MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu 2.1 Mục tiêu tổng quát 2.2 Mục tiêu cụ thể Tổng quan trình nghiên cứu 4 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Đóng góp đề tài 10 Phƣơng pháp nghiên cứu 10 PHẦN NỘI DUNG 11 CHƢƠNG TỔNG QU N VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 11 1.1 Tổng quan vị trí nghiên cứu 11 1.1.1 Vị trí địa lý 11 1.1.1 Khí hậu 12 1.1.2 Thổ nhƣỡng 12 1.1.3 Kinh tế - xã hội 13 1.2 Kim loại nặng (KLN) dạng tồn KLN đất, nguồn gốc phát sinh 13 1.2.1 Kim loại nặng dạng tồn kim loại nặng đất 13 1.2.2 Nguồn gốc phát sinh kim loại nặng môi trƣờng đất 15 v 1.3 Các phƣơng pháp xử lý ô nhiễm đất 16 1.4 Tổng quan kim loại Cadimi 18 1.4.1 Giới thiệu chung Cadimi 18 1.4.2 Nguồn gốc Cadimi tự nhiên 18 1.4.3 Nguồn gốc Cadimi ngƣời tạo 19 1.4.4 Tác hại kim loại Cd sức khỏe ngƣời 19 1.5 Tổng quan Selen 19 1.5.1 Một số khái niệm Selen 19 1.5.2 Ảnh hƣởng Se đến môi trƣờng sinh vật 20 1.5.3 Cơ chế tƣơng tác Cd-Se 21 1.6 Tổng quan rơm rạ 21 CHƢƠNG NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 2.1 Nội dung nghiên cứu 27 2.2 Đối tƣợng nghiên cứu 27 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 27 2.3.1 Phƣơng pháp thu thập số liệu thứ cấp vấn đề có liên quan 28 2.3.2 Phƣơng pháp điều tra, khảo sát lựa chọn vị trí lấy mẫu 28 2.3.3 Bố trí thí nghiệm 29 2.3.4 Chuẩn bị mẫu 32 2.3.5 Phƣơng pháp phân tích phịng thí nghiệm 32 2.3.6 Phân tích thống kê 33 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35 3.1 Ảnh hƣởng độc tố Cd đất đến khả hấp thụ Cd lên cải thìa phát triển 35 3.2 Ảnh hƣởng ứng dụng selen đến khả hấp thụ Cd lên cải thìa phát triển 38 3.3 Ảnh hƣởng ứng dụng selen kết hợp rơm rạ đến khả hấp thụ Cd lên cải thìa phát triển 43 3.3.1 Ảnh hƣởng ứng dụng selen kết hợp rơm rạ đến thay đổi hình thái Cd đất 43 3.3.2 Ảnh hƣởng ứng dụng selen kết hợp rơm rạ đến khả hấp thụ vi Cd lên cải thìa 44 3.3.3 Mối tƣơng quan hình thái Cd đất với hấp thu Cd phát triển cải thìa 47 CHƢƠNG KẾT LUẬN 49 TÀI LIỆU TH M KHẢO 50 PHỤ LỤC 55 A MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 55 B SỐ LIỆU TRONG QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 56 vii D NH MỤC TỪ VIẾT TẮT Nội dung Từ viết tắt BTNMT : Bộ Tài nguyên Mơi trƣờng CAB-Cd : Hình thái liên kết với cacbonat Cd : Cadium CNH-HĐH : Cơng nghiệp hóa-hiện đại hóa CTR : Chất thải rắn EXC-Cd : Hình thái trao đổi FEM-Cd : Hình thái liên kết với oxit Fe Mn KLN : Kim loại nặng OM-Cd : Hình thái liên kết với chất hữu PPPNN : Phế phụ phẩm nông nghiệp PTBV : Phát triển bền vững QCVN : Quy chuẩn Việt Nam RES-Cd : Hình thái liên kết với chất lại Rơm rạ RS Se : Selen UBND : Ủy ban nhân dân viii D NH MỤC BẢNG Bảng Các kết nghiên cứu nƣớc Bảng Các kết nghiên cứu có liên quan giới Bảng 1.1 Các hình thức sử dụng PPPNN quốc gia 22 Bảng 1.2 Ứng dụng rơm rạ nông nghiệp sản xuất hóa chất 23 Bảng 2.1 Các nghiệm thức Cd, selen rơm rạ đơn kết hợp với hàm lƣợng khác 31 Bảng 3.1 Phân tích tƣơng quan tỷ lệ hình thái Cd đất với hấp thụ Cd cải thìa tăng trƣởng cải thìa 48 D NH MỤC HÌNH Hình 1.1 Bản đồ hành khu vực nghiên cứu 11 Hình 1.2 Vị trí khu vực lấy mẫu nghiên cứu (khu vực màu vàng) 12 Hình 1.3 Tỷ lệ phát sinh PPPNN vùng nông thôn Việt Nam năm 2019 22 Hình 2.1 Tiến trình nghiên cứu đề tài 28 Hình PL Mẫu đất sau thêm vật liệu nghiên cứu chậu cải sau trồng giai đoạn đầu 51 Hình PL Các chậu trồng giai đoạn phát triển 51 Hình PL 3: Nghiệm thức áp dụng Se hàm lƣợng cao 51 D NH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 3.1 Tỷ lệ hình thái Cd đất với nghiệm thức Cd đơn 32 Sơ đồ 3.2 hàm lƣợng Cd cải thìa với nghiệm thức Cd đơn: thân (A), rễ (B) 33 Sơ đồ 3.3 Khối lƣợng khơ cải thìa với nghiệm thức Cd đơn: thân (A), rễ (B) 34 Sơ đồ 3.4 Tỷ lệ hình thái Cd đất với nghiệm thức ứng dụng Se.35 Sơ đồ 3.5 hàm lƣợng Cd cải thìa: thân (A), rễ (B) với ứng dụng Se 37 Sơ đồ 3.6 Khối lƣợng khơ cải thìa: thân (A), rễ (B) với ứng dụng Se 39 Sơ đồ 3.7.So sánh tỷ lệ hình thái Cd đất: ứng dụng Se ứng dụng Se + RS 41 Sơ đồ 3.8 Hàm lƣợng Cd cải thìa với ứng dụng Se RS kết hợp 42 Sơ đồ 3.9 So sánh khối lƣợng khơ cải thìa: ứng dụng Se ứng dụng Se + RS 43 ix PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Những hoạt động ngành công nghiệp phát triển nông nghiệp thƣờng nguyên nhân gây ô nhiễm kim loại vào đất Nó ảnh hƣởng trực tiếp tới môi trƣờng đất, nƣớc, trồng sức khỏe ngƣời Đất bị ô nhiễm kim loại nặng (KLN) ngƣời sử dụng loại hóa chất nơng nghiệp thải vào mơi trƣờng đất chất thải đa dạng khác Quá trình cơng nghiệp hóa, đại hóa, hoạt động khai thác khống sản nhƣ than đá, quặng chì, quặng thiếc làm cho môi trƣờng đất, môi trƣờng nƣớc bị ô nhiễm nghiêm trọng chất độc hại nhƣ: As, Pb, Zn, Cd, Cr Và xu hƣớng ô nhiễm ngày tăng khơng có biện pháp xử lí triệt để Hiện nay, nhiễm Cd đất trở thành vấn đề môi trƣờng nghiêm trọng toàn cầu (Fasahat, 2015) Xuất phát từ nguyên nhân chính: tác hại Cd sức khỏe ngƣời; từ nguồn gốc phát sinh đƣờng gây ô nhiễm; phổ biến việc sử dụng rau xanh, rau ăn đời sống hàng ngày ngƣời dân; tốc độ phát triển cơng nghiệp hóa – đại hóa nhanh vừa hội vừa thách thức việc xử lý ô nhiễm môi trƣờng hạn chế phƣơng pháp xử lý ô nhiễm kim loại nặng đất Trên giới, nhiễm Cd đƣợc tìm thấy với hàm lƣợng khác đất nông nghiệp Châu Á, Bắc Mỹ Châu Âu (Phƣơng Trúc Huỳnh cs 2021) Cd xuất đất, sau hòa tan tạo dạng Cd di động tham gia phản ứng hóa học, di chuyển chuyển hóa thực vật So với chì, đồng, kẽm asen, lƣợng Cd môi trƣờng nhỏ nhiều nhƣng lại đƣợc trồng hấp thụ dễ dàng Điều đƣợc giải thích Cd có hệ số làm giàu cao nên dễ di chuyển từ đất sang kim loại khác (Zhu et al 2018) Lƣợng Cd đƣợc đƣa vào đất thông qua hoạt động ngƣời nhiều đƣờng nhƣ nƣớc thải cơng nghiệp, bón bùn thải sản xuất nơng nghiệp việc bón loại phân bón khơng đảm bảo chất lƣợng (Phƣơng Trúc Huỳnh cs 2021); trồng đất bị ô nhiễm Cd Hàm lƣợng (mg/kg) Rễ Thân Cd1Se0RS0 0.274±0.016 0.164±0.010 Cd1Se0.5RS0 0.199±0.012 0.117±0.004* Cd1Se0.5RS10 0.179±0.014 0.083±0.004* Cd1Se1.0RS0 0.173±0.019 0.107±0.005* Cd1Se1.0RS10 0.163±0.016 0.084±0.005* Cd1Se2.5RS0 0.106±0.012* 0.090±0.004* Cd1Se2.5RS10 0.103±0.007* 0.048±0.002** Cd3Se0RS0 0.662±0.039 0.308±0.015 Cd3Se0.5RS0 0.403±0.039* 0.249±0.015* Cd3Se0.5RS10 0.309±0.065* 0.250±0.012* Cd3Se1.0RS0 0.318±0.071* 0.185±0.007** Cd3Se1.0RS10 0.297±0.068* 0.167±0.009** Cd3Se2.5RS0 0.106±0.042** 0.169±0.009** Cd3Se2.5RS10 0.093±0.056** 0.118±0.007*** Cd6Se0RS0 1.422±0.117 0.444±0.022 Cd6Se0.5RS0 1.107±0.075* 0.349±0.014* Cd6Se0.5RS10 1.011±0.095* 0.338±0.020* Cd6Se1.0RS0 1.100±0.084* 0.297±0.015** Cd6Se1.0RS10 0.879±0.098** 0.208±0.009*** Cd6Se2.5RS0 0.831±0.074** 0.192±0.013*** 59 Hàm lƣợng (mg/kg) Cd6Se2.5RS10 Rễ Thân 0.518±0.035*** 0.109±0.008*** Các cho thấy khác biệt đáng kể so với nghiệm thức đối chứng (ANOVA chiều, phương pháp so sánh Dunnett, * P < 0,05; ** P < 0,01; *** P < 0,001) Khối lƣợng khơ cải thìa với nghiệm thức Cd đơn Khối lƣợng khô (g) Rễ Thân Cd0Se0RS0 0.120±0.004 1.80±0.054 Cd1Se0RS0 0.120±0.006 1.80±0.090 Cd3Se0RS0 0.110±0.006 1.70±0.102 Cd6Se0RS0 0.100±0.005 1.60±0.080 Các cho thấy khác biệt đáng kể so với nghiệm thức đối chứng (ANOVA chiều, phương pháp so sánh Dunnett, * P < 0,05; ** P < 0,01; *** P < 0,001) Khối lƣợng khô cải thìa với ứng dụng Se Khối lƣợng khơ (g) Rễ Thân Cd1Se0RS0 0.120±0.006 1.80±0.090 Cd1Se0.5RS0 0.124±0.004 1.88±0.059 Cd1Se1.0RS0 0.130±0.005 2.06±0.095* Cd1Se2.5RS0 0.109±0.008* 1.70±0.072 Cd3Se0RS0 0.110±0.006 1.70±0.102 Cd3Se0.5RS0 0.125±0.008* 1.87±0.050 Cd3Se1.0RS0 0.146±0.004** 1.98±0.086* Cd3Se2.5RS0 0.103±0.007 1.41±0.086* Cd6Se0RS0 0.100±0.005 1.60±0.080 60 Khối lƣợng khô (g) Rễ Thân Cd6Se0.5RS0 0.129±0.005** 1.74±0.062 Cd6Se1.0RS0 0.141±0.005** 1.98±0.046* Cd6Se2.5RS0 0.088±0.004* 1.41±0.056* Các cho thấy khác biệt đáng kể so với nghiệm thức không ứng dụng Se (ANOVA chiều, phương pháp so sánh Dunnett, * P < 0,05; ** P < 0,01; *** P < 0,001) Khối lƣợng khô cải thìa: ứng dụng Se ứng dụng Se + RS Khối lƣợng khô (g) Rễ Thân Cd1Se0RS0 0.120±0.006 1.80±0.090 Cd1Se0.5RS0 0.124±0.004 1.88±0.059 Cd1Se0.5RS10 0.128±0.004 1.95±0.105 Cd1Se1.0RS0 0.130±0.005 2.06±0.095* Cd1Se1.0RS10 0.148±0.006 2.17±0.122** Cd1Se2.5RS0 0.109±0.008* 1.70±0.072 Cd1Se2.5RS10 0.127±0.004 1.89±0.030 Cd3Se0RS0 0.110±0.006 1.70±0.102 Cd3Se0.5RS0 0.125±0.008* 1.87±0.050 Cd3Se0.5RS10 0.135±0.005* 2.00±0.120* Cd3Se1.0RS0 0.146±0.004** 1.98±0.086* Cd3Se1.0RS10 0.160±0.007*** 2.14±0.107** Cd3Se2.5RS0 0.103±0.007 1.41±0.086* Cd3Se2.5RS10 0.115±0.005 1.79±0.093 61 Khối lƣợng khô (g) Rễ Thân 0.100±0.005 1.60±0.080 Cd6Se0.5RS0 0.129±0.005** 1.74±0.062 Cd6Se0.5RS10 0.130±0.006** 1.98±0.139* Cd6Se1.0RS0 0.141±0.005** 1.98±0.046* Cd6Se1.0RS10 0.157±0.009*** 2.16±0.086** Cd6Se2.5RS0 0.088±0.004* 1.41±0.056* Cd6Se2.5RS10 0.110±0.006* 1.68±0.079 Cd6Se0RS0 Các cho thấy khác biệt đáng kể so với nghiệm thức đối chứng (ANOVA chiều, phương pháp so sánh Dunnett, * P < 0,05; ** P < 0,01; *** P < 0,001) 62