Nghiên cứu xác định nguồn gốc và đề xuất biện pháp xử lý hàm lượng crom (cr) cao trong đất tại khu vực trồng cây chôm chôm hợp tác xã nông nghiệp dịch vụ thương mại bình lộc, thành phố long khánh, tỉnh đồng nai

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BÌNH DƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT TRẦN NGỌC HÀ NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH NGUỒN GỐC VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP XỬ LÝ HÀM LƯỢNG CROM (Cr) CAO TRONG ĐẤT TẠI KHU VỰC TRỒNG CÂY CHÔM CHÔM HỢP TÁC XÃ NÔNG NGHIỆP-DỊCH VỤ-THƯƠNG MẠI BÌNH LỘC THÀNH PHỐ LONG KHÁNH TỈNH ĐỒNG NAI LUẬN VĂN THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG MÃ SỐ: 44 03 01 BÌNH DƯƠNG – 2022 ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BÌNH DƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT TRẦN NGỌC HÀ NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH NGUỒN GỐC VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP XỬ LÝ HÀM LƯỢNG CROM (Cr) CAO TRONG ĐẤT TẠI KHU VỰC TRỒNG CÂY CHƠM CHƠM HỢP TÁC XÃ NƠNG NGHIỆP-DỊCH VỤ-THƯƠNG MẠI BÌNH LỘC THÀNH PHỐ LONG KHÁNH TỈNH ĐỒNG NAI LUẬN VĂN THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG MÃ SỐ: 44 03 01 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGUYỄN THÀNH HƯNG BÌNH DƯƠNG – 2022 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu Những kết số liệu trình bày khóa luận có nhờ q trình khảo sát, nghiên cứu suốt thời gian thực đề tài cá nhân tôi, không chép với nguồn khác Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm trước hội đồng nhà trường lời cam đoan Bình Dương, tháng 04 năm 2022 Người thực Trần Ngọc Hà LỜI CẢM ƠN Để hồn thành khóa luận này, em xin chân thành cảm ơn Q Thầy, Cơ tận tình hướng dẫn, giảng dạy suốt trình học tập, nghiên cứu rèn luyện Trường Đại học Thủ Dầu Một Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc chân thành đến người hướng dẫn khoa học TS Nguyễn Thành Hưng Trường Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh tận tình, chu đáo hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi để em hồn thành tốt khóa luận Em xin trân trọng cảm ơn Sở Khoa học Công nghệ tỉnh Đồng Nai cấp kinh phí tạo điều kiện giúp chúng tơi hoàn thành nghiên cứu Đồng thời, em xin gửi lời cảm ơn đến Quý Thầy, Cô công tác trường Đại học Thủ Dầu Một trường Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh hỗ trợ, tạo điều kiện thuận lợi để em thực tốt cơng việc nghiên cứu hồn thành khóa luận Em xin cảm ơn Anh, Chị phịng Tài ngun Mơi trường, cơ, xã Bình Lộc, thành phố Long Khánh, tỉnh Đồng Nai giúp đỡ tơi nhiều suốt q trình khảo sát làm việc địa phương Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn người thân, bạn bè, gia đình anh chị lớp CH17MT01 động viên, giúp đỡ em suốt trình học thực luận văn Bình Dương, tháng 04 năm 2022 Người thực Trần Ngọc Hà MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Error! Bookmark not defined DANH MỤC BẢNG iv DANH MỤC HÌNH v MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu ❖ Đối tượng nghiên cứu ❖ Phạm vi nghiên cứu Ý nghĩa đề tài CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THỰC TIỄN 1.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1.1 Khái niệm ô nhiễm đất 1.1.2 Khái niệm kim loại nặng 1.1.3 Nguồn gốc phát sinh KLN đất (Lê Văn Khoa, 1999) 1.1.4 Nguồn gốc phát sinh KLN Cr đất 1.2 CƠ SỞ THỰC TIỄN 1.2.1 Tình hình nhiễm kim loại nặng đất Thế giới 1.2.2 Tình hình nhiễm kim loại nặng đất Việt Nam 11 1.2.3 Tình hình nhiễm KLN đất TP Long Khánh, Đồng Nai 17 1.2.4 Đánh giá trạng kim loại nặng Cr đất nông nghiệp xã Bình Lộc 18 1.2.5 Nguyên nhân gây ô nhiễm kim loại nặng Cr đất vị trí nghiên cứu 19 1.2.6 Một số nghiên cứu xử lý đất ô nhiễm KLN giới Việt Nam phương pháp sinh học 21 1.2.7 Các phương pháp xử lý đất ô nhiễm KLN 28 3.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI THÀNH PHỐ LONG KHÁNH, TỈNH ĐỒNG NAI 37 1.1.1 Điều kiện tự nhiên 37 1.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 41 CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 43 i 2.1 Vật liệu nghiên cứu 43 2.2 Phương pháp nghiên cứu 45 2.2.1 Nghiên cứu thực địa 45 2.2.2 Phương pháp lấy mẫu 45 2.2.3 Phương pháp phân tích tiêu hóa học đất 48 2.2.4 Phương pháp thu mẫu vi sinh vật 49 2.2.5 Phân lập sàng lọc vi sinh vật 49 2.2.6 Đánh giá đặc điểm sinh học chủng vi sinh vật 49 2.2.7 Định danh chủng vi khuẩn 49 2.2.8 Bố trí thí nghiệm 50 2.2.9 Phương pháp phân tích kim loại nặng 52 2.2.10 Phương pháp xử lý số liệu 52 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 53 3.1 Phân lập vi khuẩn đất nhiễm Cr vị trí nghiên cứu 53 3.2 Đánh giá đặc điểm sinh học 05 chủng vi khuẩn 55 3.2.1 Ảnh hưởng nhiệt độ 55 3.2.2 Ảnh hưởng pH đến khả phát triển chủng vi khuẩn 56 3.2.3 Ảnh hưởng nồng độ tryptophan đến khả sinh IAA chủng vi khuẩn 57 3.2.4 Ảnh hưởng chất kháng sinh đến khả phát triển chủng vi khuẩn 59 3.3 Định danh chủng vi khuẩn 1.2.4 60 3.4 Ảnh hưởng L sphaericus đến khả sinh trưởng phát triển S nigrum 63 3.4.1 Kết thí nghiệm 1: 63 3.4.2 Kết thí nghiệm 2: 66 3.4.3 Ảnh hưởng L sphaericus đến hấp thu Cr tích tụ S nigrum 68 3.5 Tính tốn thời gian cần thiết để đưa đất ngưỡng an toàn 71 3.6 Quy trình thực xử lý KLN Crom đất 72 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73 4.1 KẾT LUẬN 73 4.2 KIẾN NGHỊ 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 PHỤ LỤC 84 ii PHỤ LỤC 1: Một số hình ảnh thực địa nghiên cứu 84 PHỤ LỤC 2: Hiện trạng nguyên nhân ô nhiễm kim loại nặng đất nông nghiệp thành phố Long Khánh, Đồng Nai 88 PHỤ LỤC 3: Ảnh hưởng vi khuẩn rhizobacteria đến khả hấp thu Crom Solanum nigrum L đất nông nghiệp 93 PHỤ LỤC 4: Sự kết hợp hiệu Lysinibacillus sphaericus phytoremediation đất bị ô nhiễm Chromium 96 PHỤ LUC 5: Đặc điểm, hình thái khuẩn lạc 98 PHỤ LUC 6: Hình dáng chủng vi khuẩn theo phương pháp cấy gạt đĩa Mergeay 98 PHỤ LỤC 7: PHIỀU ĐIỀU TRA 99 iii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Hàm lượng KLN đất khu vực Công ty Pin Văn Điển Orion Hanel 12 Bảng 1.2 Hàm lượng chì cadimi đất khu vực Làng Hích, Thái Nguyên 13 Bảng 1.3 Hàm lượng Pb Cd đất rau muống từ khu vực khác 14 Bảng 1.4 Hàm lượng KLN tổng số mẫu đất trồng hoa xã Tây Tựu, Từ Liêm, Hà Nội (ppm) 16 Bảng 1.5 Hàm lượng Cr tổng số đất nông nghiệp từ năm 2017-2020 (mg/kg) 18 Bảng 1.6 Nồng độ kim loại nặng Cr tổng số đất nông nghiệp 19 Bảng 1.7 Hàm lượng Ni, Cu, Zn phận Thầu Dầu 23 Bảng 2.1 Hóa chất dụng cụ sử phịng thí nghiệm dụng 43 Bảng 2.2 Trình tự thông tin cặp mồi nghiên cứu 44 Bảng 2.3 Vị trí thu mấu đất phân tích tính chất lý hố học KLN Crom đất 46 Bảng 2.4 Vị trí thu mẫu đất phân tích vi sinh vật điểm nghiên cứu 46 Bảng 2.5 Bảng tiêu hóa học đất 48 Bảng 2.6 Nồng độ L sphaericus thí nghiệm 50 Bảng 2.7 Nồng độ L sphaericus thí nghiệm 51 Bảng 3.1 Chủng vi sinh vật có khả kháng kim loại nặng Cr phân lặp 53 Bảng 3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ đến đến khả phát triển chủng vi khuẩn 55 Bảng 3.3 Giá trị pH môi trường ban đầu sau trình ni lắc 200 vịng/p hút 37C sau 48 56 Bảng 3.4 Khả tiết hoócmon Indol Axit Axêtic (IAA) 05 chủng vi khuẩn 58 Bảng 3.5 Khả chống chịu kháng sinh chủng vi sinh vật tuyển chọn 59 Bảng 3.6 Ảnh hưởng việc sử dụng L sphaericus đến hấp thu Cr tích lũy S nigrum 65 Bảng 3.7 Ảnh hưởng việc áp dụng L sphaericus hấp thu Cr tích tụ S nigrum 68 iv DANH MỤC HÌNH Hình 3.1 Hình ảnh tế bào bào tử 05 chủng vi khuẩn (nguồn ảnh nhóm nghiên cứu) 55 Hình 3.2 Quá trình phát triển chủng vi khuẩn nhiệt độ 56 Hình 3 Quá trình phát triển chủng vi khuẩn (Giá trị OD 600nm) pH khác 57 Hình 3.4 Quá trình phát triển chủng vi khuẩn (Giá trị OD 600nm) pH khác 58 Hình 3.5 Trình tự vùng gen 16S-rDNA 61 Hình 3.6 Trình tự vùng gen 16S-rDNA vị trí phân loại chủng vi khuẩn 1.2.4 (A B) 62 Hình 3.7 Tác dụng sinh lý L sphaericus S nigrum 64 Hình 3.8 Các giá trị yếu tố tích lũy sinh học (BF), yếu tố chuyển vị, (TF) S nigrum phương pháp điều trị khác 66 Hình 3.9 Ảnh hưởng L sphaericus sinh trưởng S nigrum 67 Hình 3.10 Hệ số tố tích lũy sinh học (BF) vận chuyển (TF) S nigrum 70 v TÓM TẮT Nghiên cứu thực nhằm xác định nguồn gốc ô nhiễm Crom sử dụng thực vật Solanum nigrum L kết hợp với vi sinh vật Lysinibacillus sphaericus để xử lý hàm lượng Crom cao đất khu vực trồng chôm chôm hợp tác xã Nơng nghiệp – Dịch vụ – Thương mại Bình Lộc thành phố Long Khánh tỉnh Đồng Nai Đề tài thực lấy 10 mẫu đất phân tích mẫu đất phương pháp phổ hấp thu nguyên tử (AAS) Kết cho thấy tất mẫu đất bị ô nhiễm kim loại nặng Crom Hàm lượng kim loại nặng Crom trung bình 263,8±7,98 mg/kg đất khơ cao so với QCVN 03-MT:2015/BTNMT 150 mg/kg đất khô Đề tài phân lập 25 chủng vi khuẩn theo phương pháp cấy gạt đĩa Mergeay với nồng độ Cr là: 300; 400; 500; 600; 700; 800; 900mg/kg Sau phân lập lồi có đặc tính kích thích sinh trưởng tốt tiến hành định danh chủng vi khuẩn Loại thu Lysinibacillus sphaericus có khả nâng cao hiệu hấp thu Crom Solanum nigrum làm thay đổi thông số sinh trưởng làm tăng khả tích lũy kim loại nặng Crom Nguyên nhân gây ô nhiễm Crom nguồn gốc tự nhiên từ đá mẹ vào đất thơng qua q trình phong hóa thời gian dài Vì vậy, việc sử dụng thực vật kết hợp với vi sinh vật để tăng cường khả hút Crom, rút ngắn thời gian xử lý đất ô nhiễm kim loại nặng khả thi đầy triển vọng ABSTRACT The study was carried out to determine the source of chromium pollution and used Solanum nigrum L plant in combination with Lysinibacillus sphaericus to treat high chromium content in soil at the rambutan growing area in the cooperative Agriculture - Service - Trade Binh Loc, Long Khanh city, Dong Nai province The study took 10 soil samples and analyzed the soil samples by atomic absorption spectroscopy (AAS) The results showed that all soil samples were contaminated with heavy metal chromium The average chromium content of heavy metal 263.8±7.98 mg/kg dry soil is higher than that of QCVN 03MT:2015/BTNMT which is 150 mg/kg dry soil vi …………………………………………………………………………… B2 Thuốc BVTV Mức độ ảnh hưởng thuốc BVTV đến mơi trường nước: Ảnh hưởng □ Ảnh hưởng nhiều □ Ảnh hưởng nhiều □ Giải pháp cải thiện ảnh hưởng thuốc BVTV đến chất lượng nước: …………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… C Môi trường không khí: C1 Phân bón: …………………………………………………………………….…………… ……………………………………………………………………………… C2 Thuốc BVTV: ………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… D Sức khỏe người Sau phun thuốc có gặp triệu chứng khó chịu sức khoẻ khơng (buồn nơn, khó thở ) khơng? Khơng □ Có □ Khi sử dụng nơng sản có sử dụng thuốc BTVT phân bón gia đình có an tâm độ an tồn tới sức khỏe không: Không biết □ Không, phải lựa chọn dùng □ Có an tâm □ Nhận thức người dân môi trường đất, nước sức khỏe ý kiến chủ hộ 6.1 Gia đình có biết việc bón phân sử dụng thuốc bảo vệ thực vật trình sản xuất rau ảnh hưởng đến mơi trường khơng? Khơng □ Nếu có, thơng qua: -Truyền thông (sách, báo, tivi…) □ - Kinh nghiệm thân □ - Tuyên truyền địa phương □ 103 Có □ - Nguồn khác □ 6.2 Nguồn nước mà gia đình sử dụng sinh hoạt là: -Nguồn nước □ - Nguồn nước mưa □ - Nguồn nước ao, hồ □ - Nguồn khác □ 6.3 Theo kinh ngiệm thân, ơng/bà có nhận thấy mơi trường nước địa phương có thay đổi năm gần khơng: -Khơng □ - Có □ (Nếu có, trả lời tiếp câu hỏi tiếp theo) 6.4 Sự thay đổi mơi trường nước có ảnh hưởng tới gia đình khơng: - Khơng □ - Có □ 6.5 Sự thay đổi biểu nào: -Xuất mùi khó chịu (hơi, tanh…) □ - Lượng nước sử dụng cho sinh hoạt, trồng trọt ngày giảm □ - Số lượng sinh vật (tôm, cua, cá…) giảm sơng, ngịi □ - Sức khỏe bị ảnh hưởng sử dụng, tiếp xúc với nguồn nước □ 6.6 Sự thay đổi chất lượng nước nguyên nhân đâu: - Do việc xả nguồn nước bẩn, nước thải sơng, ngịi □ - Do việc sử dụng phân bón, thuốc BVTV sản xuất liều làm ngấm vào môi trường nước □ - Do ý thức việc bảo vệ nguồn nước chưa cao □ - Nguyên nhân khác: …………………………………………………… 6.7 Gia đình có biện pháp biện pháp thay đổi, cải thiện chất lượng nước? - Sử dụng nước hiệu quả, tiết kiệm □ - Cần lắp đặt hệ thống nước thải sinh hoạt, chăn ni phù hợp □ - Việc bón phân phun thuốc cần liều lượng, quy trình, thời gian □ - Tăng cường việc trồng loại rau sạch, sử dụng phân bón, thuốc BV TV□ 104 - Ý kiến khác: ………………………………………………………… 6.7 Theo gia đình, việc sử dụng phân bón, thuốc BVTV có ảnh hưởng đến sức khỏe người khơng: -Khơng □ - Có, ảnh hưởng □ - Có, ảnh hưởng nhiều □ 6.8 Sự ảnh hưởng thể nào: -Ảnh hưởng thơng qua q trình phun thuốc bón phân cho trồng □ - Ảnh hưởng thông qua việc sử dụng nơng sản có sử dụng phân bón, thuốc BVTV□ - Ảnh hưởng thông qua việc sử dụng, tiếp xúc với nguồn nước có hàm lượng phân bón thuốc BVTV □ - Địa phương có tập huấn, tuyên truyền vấn đề môi trường trình sản xuất nơng nghiệp khơng ? Có Khơng - Nếu có ơng/bà có tham gia hay khơng ? Thường xuyên Thỉnh thoảng Không 6.9 Tại địa phương đưa giải pháp nhằm hạn chế, cải thiện vấn đề mơi trường chưa: - Chưa có □ - Đã có, tình hình triển khai chưa tốt □ - Đã có, tình hình triển khai tốt □ 6.10 Tại địa phương có bãi chơn lấp bao, hộp đựng thuốc BVTV sau sử dụng chưa, mật độ chúng ? Chưa có □ Đã có, mức độ □ Đã có, mức độ trung bình □ Đã có, mức độ nhiều □ 6.11 Những khó khăn gặp phải trình sản xuất tiêu thụ rau địa phương 105 Trong sản xuất: …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Trong tiêu thụ: …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Ý kiến đóng góp chủ hộ: …………………………………………………………………………………… … ………………………………………………………………………………… Xin chân thành cảm ơn giúp đỡ Ông/Bà Đồng Nai, ngày… tháng … năm 20 106