Mặc dù một số kim loại nặng có thể rất cần thiết cho đời sống sinh vật chúng được xem là nguyên tố vi lượng nhưng với một số kim loại nặng khi hàm lượng của chúng vượt quá tiêu chuẩn cho
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, số liệu kết nghiên cứu khóa luận tốt nghiệp trung thực chưa sử dụng Tôi xin cam đoan rằng, giúp đỡ cho việc thực khóa luận tốt nghiệp cảm ơn thơng tin trích dẫn khóa luận tốt nghiệp ghi rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày 29 tháng năm 2014 Sinh viên Nguyễn Thị Thúy Khóa luận Nghiên cứu i LỜI CẢM ƠN Để hồn thành khóa luận tốt nghiệp, ngồi nỗ lực thân, nhận nhiều quan tâm giúp đỡ nhiệt tình tập thể, cá nhân trường Trước hết, xin chân thành cám ơn thầy giáo TS Nguyễn Thế Bình, giảng viên mơn Vi sinh vật, Khoa Môi Trường, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội tận tình hướng dẫn, bảo cho tơi suốt q trình thực khóa luận tốt nghiệp Tơi xin chân thành cám ơn thầy cô giáo, cán phịng thí nghiệm Bộ mơn Vi sinh vật tận tình giúp đỡ tơi hồn thành đề tài Xin chân thành cám ơn thầy cô giáo, cán bộ, công nhân viên môn Khoa học Đất, Khoa Quản lý đất đai phịng phân tích JICA tạo điều kiện giúp đỡ suốt thời gian thực khóa luận Xin chân thành cảm ơn tới bác, lãnh đạo UBND xã Chỉ Khóa luận Nghiên cứu Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng n giúp đỡ tơi q trình thu thập số liệu địa phương Do thời gian kinh nghiệm cịn hạn chế nên khóa luận tốt nghiệp tơi cịn nhiều thiếu sót, tơi kính mong nhận góp ý thầy giáo, bạn bè để khóa luận hồn chỉnh Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 29 tháng năm 2014 Sinh viên Nguyễn Thị Thúy ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC BẢNG vii Phần 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Mục tiêu yêu cầu nghiên cứu đề tài 1.2.1 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 1.2.2 Yêu cầu Phần 2: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1 Hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng đất sản xuất nông nghiệp Khóa luận Nghiên cứu 2.1.1 Trên giới 2.1.2 Tại Việt Nam 2.2 Cơ sở khoa học việc xử lý ô nhiễm kim loại nặng đất thực vật 15 2.2.1 Cơ sở khoa học biện pháp xử lý ô nhiễm thực vật 15 2.2.2 Giả thuyết giải thích chế cơng nghệ xử lý ô nhiễm thực vật 16 2.2.3 Công nghệ xử lý 17 2.2.3.1 Công nghệ cố định chất ô nhiễm thực vật (Phytostabilation) 17 2.2.3.2 Công nghệ chuyển dạng chất ô nhiễm (Phytotransformmation) 18 2.2.3.3 Cơng nghệ qua (Phytovolatilization) 18 2.2.3.4 Công nghệ chiết đất (Phytoextraction) 18 2.2.3.5 Công nghệ xử lý vùng rễ (Rhizosphere Bioremediation) 19 2.3 Hiệu việc xử lý đất ô nhiễm đất công nghệ sinh học 19 iii 2.3.1 Cây cải xoong 20 2.3.2 Cỏ Vetiver 21 2.3.3 Dương xỉ 26 2.3.4 Cây đơn buốt, mương đứng dừa nước 29 2.3.5 Một số loại khác 30 Phần 3: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32 3.1 Đối tượng nghiên cứu 32 3.2 Phạm vi nghiên cứu 32 3.3 Nội dung nghiên cứu 32 3.4 Phương pháp nghiên cứu 32 Phần 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 36 4.1 Đặc điểm chung địa bàn nghiên cứu 36 4.1.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Khóa luận Nghiên cứu Hưng Yên 36 4.1.1.1 Điều kiện tự nhiên xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên 36 4.1.1.2 Đặc điểm kinh tế xã hội xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên 36 4.1.2 Hiện trạng làng nghề 38 4.2 Một số tính chất đất khu vực nghiên cứu 40 4.3 Đánh giá chất lượng chế phẩm Mycoroot trước sử dụng 43 4.4 Nghiên cứu khả chống chịu, hấp thu Pb dương xỉ cộng sinh với nẫm rễ (AMF) 44 4.4.1 Khả xâm nhiễm nấm rễ vào rễ dương xỉ 44 4.4.2 Sinh trưởng phát triển trồng thí nghiệm 46 4.4.3 Hàm lượng Pb tích lũy phận dương xỉ 49 4.4.4 Tổng lượng Pb loại bỏ khỏi đất dương xỉ 53 iv 4.4.5 Hàm lượng Pb lại đất sau thí nghiệm………………………56 Phần 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59 5.1 Kết luận 59 5.2 Kiến nghị 59 Khóa luận Nghiên cứu v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu viết tắt Diễn giải AMF Arbuscular Mycorhyzal Fungi CT Công thức ĐHNN Đại học Nông nghiệp IWMI KCN Khu công nghiệp KLN Kim loại nặng QCVN Quy chuẩn Việt Nam SKK Sinh khối khô TCCP Tiêu chuẩn cho phép 10 TCVN The International Water Management Institute (Viện quản lí nước quốc tế) Khóa luận Nghiên cứu Tiêu chuẩn Việt Nam vi DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Hàm lượng kim loại nặng đất số loại đá mẹ Bảng 2.2: Hàm lượng kim loại nặng số loại đất khu mỏ hoang Songcheon Bảng 2.3: Hàm lượng kim loại nặng đất khu vực khai thác thiếc xã Hà Thượng – Đại Từ - Thái Nguyên Bảng 2.4: Hàm lượng chì cadimi đất Làng Hích 10 Bảng 2.5: Hàm lượng kim loại nặng đất khu vực khai thác qặng Pb – Zn xã Tân Long – Đồng Hỷ - Thái Nguyên 11 Bảng 2.6: Kết phân tích số tiêu kim loại nặng đất nông nghiệp xã Tây Tựu, huyện Từ Liêm, Hà Nội 14 Bảng 2.7: So sánh ngưỡng chịu KLN cỏ Vetiver loài cỏ khác 22 Bảng 2.8: Khả tích lũy As loài dương xỉ P.vittata P.calomelanos 28 Khóa luận Nghiên cứu Bảng 4.1: Một số tính chất lí hóa học đất nghiên cứu 40 Bảng 4.2: Hàm lượng chì tổng số chì dễ tiêu đất nghiên cứu 42 Bảng 4.3: Sinh khối tươi trồng sau 40 ngày thí nghiệm 46 Bảng 4.4: Sinh khối khô trồng sau 40 ngày thí nghiệm 47 Bảng 4.5: Tổng lượng Pb loại bỏ khỏi đất hấp thụ dương xỉ 53 vii DANH MỤC HÌNH Hình 2.1: Hàm lượng kim loại nặng tổng số đất nông nghiệp xã Đại Đồng, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên 13 Hình 2.2: Hàm lượng Pb thân cỏ Vetiver giai đoạn sinh trưởng khác 23 Hình 2.3: Hàm lượng Pb rễ cỏ Vetiver giai đoạn sinh trưởng khác 24 Hình 2.4: Hàm lượng As thân cỏ Vetiver giai đoạn sinh trưởng khác 25 Hình 4.1: Quá trình phá dỡ bình ắc quy thủ cơng……………………39 Hình 4.2: Axít từ bình ắc quy hỏng xả thẳng mơi trường 39 Hình 4.3: Bào tử nấm rễ quan sát kính hiển vi soi nổi……………….44 Hình 4.4: Khả xâm nhiễm nấm rễ vào rễ dương xỉ 45 Hình 4.5: Ảnh hưởng chế phẩm Mycoroot tới tích lũy chì thân Khóa luận Nghiên cứu dương xỉ sau 40 ngày trồng 50 Hình 4.6: Ảnh hưởng chế phẩm Mycoroot tới tích lũy chì rễ dương xỉ sau 40 ngày trồng 51 Hình 4.7: Hàm lượng chì tổng số cịn lại đất………………………55 Hình 4.8: Hàm lượng chì dễ tiêu đất sau thí nghiệm.………………57 viii Phần 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Tính cấp thiết đề tài Hiện nay, ô nhiễm môi trường vấn đề nóng bỏng tồn cầu Một vấn đề đáng quan tâm đe dọa sức khỏe người ô nhiễm kim loại nặng đất Nguồn phát thải kim loại nặng đa dạng, do: phát thải từ làng nghề tái chế kim loại, chất thải từ nhà máy – khu công nghiệp, hoạt động khai mỏ, sử dụng khơng hợp lí loại phân bón, hóa chất bảo vệ thực vật,…Ô nhiễm kim loại nặng phát thải từ làng nghề tái chế kim loại vấn đề lớn nhiều quốc gia giới có Việt Nam tác động nguy hiểm đến hệ sinh thái nói chung người nói riêng Theo nhà chun mơn, hàm lượng chì thải Đơng Mai mức đáng lo ngại: nguồn nước, mức trung bình 0,77mg/l, vượt tiêu chuẩn cho phép từ 7,7 - 15 lần Ở nơi ao hồ đãi đổ xỉ hàm lượng Khóa luận Nghiên cứu 3,278mg/l; vượt tiêu chuẩn cho phép từ 32 - 65 lần Còn đất, hàm lượng chì trung bình 398,72 mg/kg Trong khơng khí, từ 26,332 mg/m3 46,414 mg/m3, gấp 4.600 lần so với tiêu chuẩn cho phép Do nhiễm độc chì thơn Đơng Mai có 80% số người bị mắc bệnh; 100% số người trực tiếp nấu chì bị nhiễm độc chì máu Theo phân tích từ thể người bị nhiễm độc chì, hàm lượng chì nước tiểu từ 0,25 – 0,56 mg/l; máu 135 mg/l, vượt 1,5 lần mức cho phép (Bộ Tài nguyên Môi trường, 2012) [28] Mặc dù số kim loại nặng cần thiết cho đời sống sinh vật (chúng xem nguyên tố vi lượng) với số kim loại nặng hàm lượng chúng vượt tiêu chuẩn cho phép gây độc hại với môi trường thể sinh vật gây bệnh ung thư, phá hủy hệ thần kinh trung ương, gây chứng co giật, tê liệt…Với loài thực vật, ảnh hưởng bất lợi kim loại nặng chủ yếu làm suy giảm khả sinh trưởng, phát triển; ảnh hưởng lớn đến sinh khối chất lượng sản phẩm trồng Có nhiều phương pháp khác sử dụng để xử lý kim loại nặng đất Tuy nhiên, gần phương pháp sử dụng thực vật để xử lý kim loại nặng đất nhà khoa học quan tâm đặc biệt coi cách tiếp cận thân thiện với môi trường đồng thời giảm chi phí đáng kể so sánh với phương pháp lí hóa học u cầu với loài thực vật sử dụng việc xử lý kim loại nặng có khả tích lũy kim loại nặng cao cho sinh khối lớn Tuy nhiên chống chịu kim loại nặng thường có sinh khối thấp để khắc phục điều cộng sinh nấm rễ điều cần thiết Khả tự nhiên thực vật việc loại bỏ chất gây nhiễm tích hợp cải thiện nấm rễ cộng sinh (AMF - Arbuscular Mycorhyzal Fungi) Cộng sinh nấm rễ coi chìa khóa để trồng sống sót đất nhiễm cách Khóa luận Nghiên cứu tăng cường sức đề kháng kim loại trồng cải thiện hấp thu chất dinh dưỡng cần thiết Do đó, việc lợi dụng mối quan hệ cộng sinh số loài thực vật với nấm AMF để xử lý ô nhiễm kim loại nặng coi phương pháp có triển vọng Điều đặt yêu cầu cần có nghiên cứu đầy đủ hiệu vấn đề này, tơi tiến hành nghiên cứu đề tài:“Nghiên cứu sử dụng mối quan hệ cộng sinh dương xỉ nấm rễ cộng sinh (AMF) để xử lý ô nhiễm kim loại nặng đất thôn Đông Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên” 1.2 Mục tiêu yêu cầu nghiên cứu đề tài 1.2.1 Mục tiêu nghiên cứu đề tài Tìm hiểu số tính chất đất khu vực nghiên cứu Đánh giá khả chống chịu hấp thu Pb dương xỉ cộng sinh với nấm rễ AMF điều kiện thí nghiệm chậu vại 1.2.2 Yêu cầu