Đánh giá khả năng xử lý chì trong đất của cây dương xỉ tại xã tân triều, huyện thanh trì, hà nội trên mô hình thí nghiệm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG VÀ MÔI TRƯỜNG - KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XỬ LÝ CHÌ TRONG ĐẤT CỦA CÂY DƯƠNG XỈ TẠI XÃ TÂN TRIỀU, HUYỆN THANH TRÌ, HÀ NỘI TRÊN MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM NGÀNH : QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG MÃ SỐ : 7850101 Giáo viên hướng dẫn : PGS.TS Bùi Xuân Dũng : PGS.TS Phùng Văn Khoa Sinh viên thực : Trần Thị Phương Thảo Mã sinh viên : 1753150011 Lớp : K62 QLTN&MT Khóa học : 2017 - 2021 Hà Nội, 2021 LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn chân thành tri ân sâu sắc thầy cô trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam, đặc biệt thầy cô khoa Quản lý tài ngun rừng mơi trường trường tận tình truyền đạt kiến thức năm em học tập Với vốn kiến thức tiếp thu trình học khơng tảng cho q trình nghiên cứu khoa học mà hành trang quý báu để em bước vào đời cách vững tự tin Và em xin chân thành cám ơn PGS.TS Bùi Xuân Dũng PGS.TS Phùng Văn Khoa nhiệt tình hướng dẫn hướng dẫn em hồn thành tốt khóa luận tốt nghiệp Em chân thành cảm ơn thầy cô Trung tâm quan trắc phân tích Trường Đại học Lâm Nghiệp, ban giám đốc, cán bộ, nhân viên Trung tâm kiểm nghiệm NATEX cho phép, tạo điều kiện thuận lợi để em phân tích mẫu mơ hình thí nghiệm đạt kết đáng tin cậy cho báo cáo khóa luận Trong q trình làm báo cáo, khó tránh khỏi sai sót, mong thầy, bỏ qua Đồng thời trình độ lý luận kinh nghiệm thực tiễn hạn chế nên báo cáo khơng thể tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận ý kiến đóng góp thầy, để em học thêm nhiều kinh nghiệm đạt kết tốt cho khóa luận tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn! i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH vi DANH MỤC BIỂU ĐỒ vii ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan nhiễm chì đất 1.1.1 Tình hình ô nhiễm chì giới Việt Nam 1.1.2 Các hoạt động gây nhiễm chì đất 1.1.3 Ảnh hưởng chì đến người môi trường 10 1.2 Khả xử lý kim loại nặng thực vật Dương xỉ (Pityrogramma calomelanos L.) 15 1.2.1 Sử dụng thực vật để xử lý đất ô nhiễm kim loại nặng 15 1.2.2 Một số nghiên cứu sử dụng thực vật để xử lý ô nhiễm KLN đất Thế giới Việt Nam 18 1.2.3 Cây Dương xỉ nghiên cứu khả xử lý kim loại 21 Chương MỤC TIÊU – ĐỐI TƯỢNG – NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.1 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 24 2.1.1 Mục tiêu chung 24 2.1.2 Mục tiêu cụ thể 24 2.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 24 2.2.1 Đối tượng nghiên cứu 24 2.2.2 Phạm vi nghiên cứu 24 2.3 Nội dung nghiên cứu 25 2.4 Phương pháp nghiên cứu 25 2.4.1 Xác định hàm lượng kim loại nặng (Pb) đất khu vực thu gom tái chế phế liệu xã Tân Triều, huyện Thanh Trì, Hà Nội 25 2.4.2 Đánh giá hiệu xử lý nhiễm chì đất dương xỉ 28 ii Chương ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 34 3.1 Điều kiện tự nhiên xã Tân Triều, huyện Thanh Trì, Hà Nội 34 3.1.1 Địa hình 34 3.1.2 Khí hậu 35 3.2 Tình hình kinh tế - xã hội khu vực xã Tân Triều 35 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 37 4.1 Đánh giá mức độ nhiễm chì đất dùng mơ hình thí nghiệm 37 4.2 Đánh giá hiệu xử lý nhiễm chì đất dương xỉ mơ hình thí nghiệm 38 4.2.1 Đánh giá đặc điểm sinh trưởng dương xỉ mơ hình 38 4.2.2 Đánh giá khả hấp thụ chì dương xỉ mơ hình 42 4.2.3 Thảo luận kết 44 4.3 Đề xuất phương án sử dụng dương xỉ để xử lý ô nhiễm chì đất lại làng nghề tái chế phế liệu xã Tân Triều 47 4.3.1 Phương án sử dụng Dương xỉ để xử lý nhiễm chì đất 47 4.3.2 Cải tạo đất để trồng 48 4.3.3 Biện pháp làm tăng hấp thu kim loại 48 4.3.4 Cây giống sử dụng cho quy trình 48 4.3.5 Số lượng trồng 49 4.3.6 Nhân giống 49 4.3.7 Trồng chăm sóc 49 4.3.8 Thu hoạch 50 4.3.9 Quản lý sinh khối thực vật sau xử lý ô nhiễm cách chăt chẽ 50 4.3.10 Phạm vi áp dụng hạn chế 51 4.3.11 Những nghiên cứu cần theiest bổ sung 51 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 52 5.1 Kết luận 52 5.2 Tồn nghiên cứu 52 5.3 Kiến nghị 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ BIỂU iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BTNMT: Bộ Tài nguyên Môi trường KLN: Kim loại nặng KHCN: Khoa học công nghệ QCVN: Quy chuẩn Việt Nam TB: Trung bình TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam TCCP: Tiêu chuẩn cho phép VSV: Vi sinh vật iv DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Hàm lượng chì đất số quốc gia Bảng 1.2 Giới hạn tối đa hàm lượng tổng số chì tầng đất mặt Bảng 1.3 Hàm lượng chì thể sinh vật đáy 14 Bảng 1.4 Một số nghiên cứu thực vật siêu hấp thụ giới 19 Bảng 1.5 Sinh khối hàm lượng Pb tích lũy sinh khối nồng độ thí nghiệm chống chịu 23 Bảng 4.1: Kết phân tích hàm lượng chì đất sử dụng cho mơ hình 37 Bảng 4.2: Số liệu đặc điểm sinh trưởng 38 Bảng 4.3: Kết phân tích hàm lượng chì có mẫu đất mơ hình thí nghiệm 42 Bảng 4.4: Kết phân tích hàm lượng chì có mơ hình thí nghiệm 43 v DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Tác động chì đến sức khỏe người 12 Hình 1.2 Cây dương xỉ Pityrogramma calomelanos 22 Hình 2.1 Sơ đồ vị trí lấy mẫu làng nghề tái chế phế liệu xã Tân Triều 26 Hình 2.2 Sơ đồ lấy mẫu đất tổng hợp 27 Hình 2.3 Mơ hình thí nghiệm trồng dương xỉ 29 Hình 3.1 Bản đồ vị trí xã Tân Triều 34 Hình 4.1: Sự sinh trưởng Dương xỉ qua mốc thời gian 39 vi DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 4.1 Hàm lượng chì đất dùng cho mơ hình thí nghiệm 37 Biểu đồ 4.2: Đặc điểm sinh trưởng chiều cao dương xỉ mơ hình theo thời gian 39 Biểu đồ 4.3: Đặc điểm tăng trưởng chiều dài rễ dương xỉ mơ hình theo thời gian 40 Biểu đồ 4.4: Đặc điểm tăng trưởng khối lượng dương xỉ mô hình theo thời gian 41 Biểu đồ 4.5 Kết nghiên cứu khả xử lý hàm lượng Pb đất mơ hình thí nghiệm 42 Biểu đồ 4.6 Hiệu suất hấp thu chì thân, rễ dương xỉ theo thời gian 44 Biểu đồ 4.7 Hiệu suất xử lý số lồi có khả tích lũy Pb 46 vii ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, ô nhiễm kim loại nặng xảy khơng Việt Nam mà tồn giới, đem đến tác động xấu tới hệ sinh thái người Ở nước ta, phát triển kinh tế dẫn đến gia tăng phương tiện giao thông, phát triển công nghiệp nông nghiệp nguyên nhân gây ô nhiễm phức tạp (CO, CO2, As, Pb)… Trong nhiễm Chì (Pb) tổ chức môi trường quan tâm đầu tư nghiên cứu để tìm lồi thực vật có khả giải nhiễm Pb đất công việc cấp bách cần thiết Các nguồn gây nhiễm mơi trường gồm có khai thác mỏ, luyện kim, hoạt động sản xuất tái chế, số nước, tình trạng sử dụng liên tục sơn pha chì xăng pha chì Các nhà nghiên cứu khoa học chứng minh cần hàng ngày thể hấp thụ từ mg chì trở lên, sau vài năm, có triệu chứng đặc hiệu: thở thối, sưng lợi với viền đen lợi, da vàng, đau bụng dội, táo bón, đau khớp xương, bại liệt chi (tay bị biến dạng), mạch yếu, nước tiểu ít, nước tiểu có poephyrin, phụ nữ dễ bị sảy thai Theo kết khảo sát điều tra, làng nghề tái chế chất thải xã Tân Triều, huyện Thanh Trì chủ yếu hộ làm nghề thu gom, tái chế hàng phế liệu, lông vũ, dệt thổ cẩm, sản xuất chỉ… Điển hình thơn Tân Triều, xã Triều Khúc, số nghề phụ truyển thống đem lại thu nhập cao cho nơng dân nghề dệt, nhuộm; thu gom tái chế phế liệu, lông vũ lại tiềm ẩn nhiều nguy gây ô nhiễm môi trường Tuy nhiên hộ thu gom tái chế nhà Các sở khơng có giấy phép hoạt động nhà nước Mọi hoạt động diễn khu dân cư gây ô nhiễm môi trường nguy hiểm Các nhà máy, cơng trình xây dựng, xưởng gia cơng có nhiều loại sắt vụn phế liệu thải bỏ trình sản xuất Ví dụ sắt, nhơm, đồng, thép, inox, hợp kim… Kể loại máy móc sử dụng cơng nghiệp cũ hỏng thu mua để tái chế Công nghệ sử dụng thực vật xử lý ô nhiễm trở thành giải pháp có tính khả thi cao nước phát triển nhờ vào chi phí xử lý thấp thân thiện môi trường Đây hướng bền vững, lâu dài hiệu nhờ ưu điểm so với phương pháp khác đất sau cải tạo trồng hồn tồn bình thường Tại địa điểm tiến hành xử lý, chất ô nhiễm lan truyền sang địa điểm khác Sự phát triển thực vật địa điểm xử lý giảm xói mịn đất gió nước từ ngăn ngừa lan truyền chất ô nhiễm Xử lí thực vật (Phytoremedation) hay sử dụng thực vật để làm đất bị nhiễm kim loại công nghệ nghiên cứu năm gần nhờ hiểu biết chế hấp thụ, chuyển hoá, chống chịu loại bỏ kim loại nặng số loài thực vật, (Salt et al., 1995; Bert et al., 2000, 2001) Công nghệ ngày phát triển nhờ vào tính hiệu quả, kinh tế tránh hậu phụ so với kĩ thuật khác (Lasat, 2002) Đất sau cải tạo trồng hồn tồn bình thường Sự phát triển thực vật địa điểm xử lí giảm sói mịn đất gió nước, từ ngăn ngừa lan truyền chất ô nhiễm Hiện dương xỉ, đặc biệt loài dương xỉ Pteris vittata L., đối tượng quan tâm nghiên cứu nhằm loại bỏ kim loại nặng khỏi vùng đất ô nhiễm Theo L.Q Ma cộng (2001), lồi dương xỉ Pteris vittata có khả tích luỹ 14.500 ppm As mà chưa có triệu chứng tổn thương Cây sinh trưởng nhanh, có sức chống chịu cao với As đất (As > 1500 ppm) bị độc nồng độ 22.630 ppm qua tuần Đã có nhiều biện pháp sử dụng để ngăn ngừa ô nhiễm, cải thiện chất lượng môi trường, phương pháp sử dụng lồi thực vật có khả chống chịu tích lũy chất nhiễm giải pháp thân thiện với môi trường, đơn giản, dễ triển khai hiệu kinh tế Khả làm môi trường thực vật biết từ kỷ XVIII thí nghiệm Joseph Priestley, Antoine Lavoissier, Karl Scheele Jan Ingenhousz Tuy nhiên, học môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội 21.Võ Văn Minh, Võ Châu Tuấn, 2005 “Công nghệ xử lý kim loại nặng đất thực vật – Hướng tiếp cận triển vọng” Tạp chí Khoa học Công nghệ, Đại học Đà Nẵng 12 (4) trang 58-62 TÀI LIỆU TIẾNG ANH 22 Bui Thi Kim Anh, Dang Dinh Kim, Tran Van Tua, Nguyen Trung Kien, Do Tuan Anh (2011), “Phytoremediation potential of indigenous plants from Thai Nguyen province, Vietnam”, J Environ Biol 2011 Mar; 32(2):pp 257-262 23 Marcus Jopony and Hyperaccummulating Felix Plant TongKull in Malaysia (2002), and “Heavy Their metal Potential Applications” The First ASEM Conference on Bioremediation September 2002, Hanoi – Vietnam, pp, 24-27 24 Salt et al (1998), Phytoremadiation of organic and nutrient contaminants, Environment Science Technology 25 Ma J Q., M Komar, C Tu, W Zhang, Y Cai, and E D Kenelley - A fern that hyperaccumulaters Arsenic, Nature 409 (2001) 509 MỘT SỐ TRANG WEB: 26 http://luanvan.co/luan-van/de-tai-doc-hoc-chi 27 http://www.khoahoc.com.cn/doisong/Khoahoc.com.vn (2006), Trung Quốc: trồng dương xỉ cải tạo đất 28 http://vea.gov.vn/vn - Trang web Tổng cục môi trường 29 https://baotainguyenmoitruong.vn/thanh-tri-ha-noi-nui-rac-thai-chatdong-gay-o-nhiem (2018) - Báo điện tử Bộ tài nguyên Môi trường PHỤ BIỂU PHỤ BIỂU 01 QCVN 03-MT:2015/BTNMT QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ GIỚI HẠN CHO PHÉP CỦA MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT Bảng 1: Giới hạn tối đa hàm lượng tổng số số kim loại nặng tầng đất mặt Đơn vị tính: mg/kg đất khơ TT Thơng số Đất nơng Đất lâm Đất dân nghiệp nghiệp sinh Đất Đất thương công mại, dịch nghiệp vụ Asen (As) 15 20 15 25 20 Cadimi (Cd) 1,5 10 Chì (Pb) 70 100 70 300 200 Crom (Cr) 150 200 200 250 250 Đồng (Cu) 100 150 100 300 200 Kẽm (Zn) 200 200 200 300 300 PHỤ BIỂU 02 CÁC KẾT QUẢ PHÂN TÍCH