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

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 Asen kim loại nặng độc hại có dấu hiệu nhiễm môi trường đất, nước nhiều nơi giới Có nhiều phương pháp khác để xử lý đất bị nhiễm chì, phương pháp sử dụng thực vật phương pháp nhiều nhà khoa học quan tâm hiệu cao, chi phí thấp thân thiện với mơi trường,đặc biệt có khả nặng xử lý đất nhiễm kim loại nặng.Và cỏ vetiver (vetiver zizanioides L.) đưa vào Việt Nam năm 1999, có 43 tỉnh thành nước trồng loài cỏ với mục đích khác như: Chống sạt lở, xói mịn, ứng dụng xử lý nước thải từ trại chăn nuôi,xử lý chất độc hóa học điơxin A lưới (Thừa thiên Huế).Qua số kết nghiên cứu Randoff et al (1995); Knoll (1997); Truong Baker (1998); Chen (2000) cho thấy cỏ Vetiver đối tượng thực vật có nhiều đặc tính ưu việt lĩnh vực Tuy nhiên, việc ứng dụng loài thực vật xử để lý ô nhiễm cần thiết phải đánh giá khả sinh trưởng, phát triển hiệu hấp thu chất mơi trường đất nhiễm.Vì nghiên cứu sử dụng cỏ vetiver để cải tạo đất bị nhiễm kim loại nặng chủ yếu chì (Pb), As qua số liệu thu thập tỉnh thái nguyên minh chứng cho khả cải tạo đất cỏ vetiver, đồng thời đưa giải pháp cụ thể sử dụng loài cỏ nhằm cải tạo môi trường bị ô nhiễm II Đối tượng, Mục đích phương pháp nghiên cứu 2.1 Đối tượng nghiên cứu: - Thực vật sử dụng để nghiên cứu loài cỏ vetiver (Vetiveria zizanioides L.) - Kim loại nghiên cứu Pb, As kim loại nặng độc hại, thường tích lũy cao dây chuyền thực phẩm cảnh báo ô nhiễm đất với nồng độ cao, nhiều nơi giới Việt Nam 2.2 Mục tiêu nghiên cứu -Xác định tình trạng nhiễm kim loại nặng môi trường đât khu vực khai thác thiếc (xã Hà Thượng,Đại Từ) khu vực khai thác chì (xã Tân Long, Đồng Hỷ) tỉnh Thái Nguyên -Đánh giá khả sinh trưởng tích lũy Pb phận cỏ vetiver trồng đất ô nhiễm chì -Đề xuất số biện pháp kỹ thuật sử dụng cỏ vetiver để cải tạo, xử lý đất ô nhiễm kim loại nặng trình khai thác khoáng sản 2.3 Phương pháp nghiên cứu - Chọn cỏ có thời gian sinh trưởng nhau, khỏe mạnh, rửa cắt ngắn để lại phần thân dài 35cm phần rễ 5cm Trồng tép cỏ vào chậu ổn định 30 ngày - Bổ sung Pb vào đất dạng dung dịch PbCl2 để nồng độ Pb đất tương ứng 500, 750, 1000, 1500ppm đối chứng không bổ sung Pb Mỗi công thức lặp lại lần * Phương pháp phân tích: Sau 30, 50 70 ngày tiến hành xác định tiêu sinh trưởng, phát triển; hàm lượng Pb tích lũy cỏ hàm lượng Pb cịn lại chậu thí nghiệm - Xác định chiều cao thân, chiều dài rễ, trọng lượng khô, khả 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 lửa; Pb theo phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử ASS; Ph đo trực tiếp máy pH meter 710A, Inolab * Xử lý số liệu: -Các số liệu xử lý phương pháp thống kê: xác định phương sai liệu giá trị trung bình phương pháp phân tích ANOVA; so sánh giá trị trung bình phương pháp LSD (giới hạn sai khác nhỏ - Least Significant Difference) III ý nghĩa việc nghiên cứu Trồng cỏ vetiver đất ô nhiễm kim loại nặng khai thác khống sản,có khả nắng chống chịu tích lũy chì,với hàm lượng cao Những nghiên cứu thực địa nhằm mục đích tăng cường khả cải tạo đất ô nhiễm kim loại nặng cỏ vetiver, sở khoa học raats có ý nghĩa cho việc nghiên cứu sử dụng cỏ vetiver để cải tạo đất nhiễm nói chung,đặc biệt vùng đất ô nhiễm kim loại nặng trình khai thác khống sản IV Kết nghiên cứu bàn luận 4.1 Ảnh hưởng hàm lượng chì đất đến tạo thành sinh khối cỏ Vetiver Khả hấp thụ kim loại nặng cỏ vetiver khơng cao số tích lũy khác có sinh khối lớn khả tái sinh mạnh mẽ nên cỏ vetiver chọn đối tượng để xử lý vùng đât ô nhiễm Bảng 1.1: Ảnh hưởng hàm lượng chì đến sinh khối cỏ vetiver (n=3,mean±sd) Kết bảng cho thấy sau 45 ngày bắt đâu thích nghi với mơi trường đất, nên sinh trưởng chậm, sinh khối thu chưa cao Đến giai đoạn 90 ngày công thức có sinh khối cỏ cao 1055,13 mg Pb/kg đất, cịn thấp cơng thức với lượng Pb 2906,12 mg/kg đất.Khi kết thúc thí nghiệm, khối lượng thân công thức đối chứng đạt 82.96 gam, cơng thức cịn lại thấp đối chứng thấp công thức đạt 41.,17 gam Như vậy, Vetiver có khả cho sinh khối cao trồng đất nhiễm chì.Đây ưu cỏ vetiver so với số dối tượng trồng dương xỉ, cỏ mần trầu… 4.2 Khả tích lũy chì (Pb) rễ thân,lá cỏ Vetiver Khả tích lũy tích lũy kim loại nặng cỏ Vetiver phận thân rễ coi đường loại bỏ kim loại khỏi đất cỏ vetiver Bảng 1.2: Hàm lượng Pb thân cỏ vetiver giai đoạn sinh trưởng khác Kết phân tích bảng cho thấy,hàm lượng chì tích lũy tỷ lệ thuận với hàm lượng chì đất thời gian thực nghiệm.Ỏ mức ô nhiễm cao 2906,12 mg Pb/kg đất,hàm lượng chì thân tăng rõ rệt, đạt 14,01 mg/kg (giai đoạn 45 ngày),đến 23,82 mg/kg 9giai đoạn 90 ngày) đạt 26,32 mg/kg 9giai đoạn 150 ngày) Như hàm lượng chì chủ yếu tích lũy rễ cỏ (3,56-474,02)mg/kg phân nhỏ vận chuyển lên thân (0,84-26,32).Điều chứng tỏ có tích lũy chì rễ sau vận chuyển lên 4.3 Tương quan hàm lượng chì đất cỏ vetiver Mối quan hệ đất thể qua đồ thị hàm lượng tương quan bảng 1.3 sau: 10 Bảng 1.3 Tương quan hàm lượng chì đất với hàm lượng chì thân rễ cỏ vetiver Kết cho thấy hàm lương chì đất với hàm lượng chì thân hàm lương chì đất với hàm lượng chì rễ có mối tương quan thuận, hệ số R=0,5546 (đất-lá) R=0,8816 (đất-rễ) Hàm lượng chì thân rễ tăng nhanh hàm lượng chì đất < 2000mg/kg,vượt qua ngưỡng hàm lượng chì tích lũy cỏ chậm dần 4.4 Ảnh hưởng hàm lượng As đất đến tạo thành sinh khối cỏ Vetiver Bảng 2.1 ảnh hưởng hàm lượng As đất đến 11 tạo thành sinh khối cỏ vetiver (n=3, mean±sd) Ở giai đoạn đầu sau trồng, khai thác sinh khối cỏ vetiver trồng đất ô nhiễm so với công thức đối chứng không đáng kể.Đến giai đoạn tháng sau trồng, khối lượng thân khối lượng rễ cỏ giảm hẳn ức chế trình trao đổi chất nguyên tố As.Kết sinh khối đo công thức không pha trộn (100% đất ô nhiễm As) 1/2 so với công thức đối chứng (khối lượng thân đạt 28,23 gam/khóm lượng rễ đạt 10,51 gam/khóm) Tiếp đến giai đoạn 150 ngày ,ở cơng thức có sinh khối thấp nhất, cỏ có khối lượng thân 30,37 gam/khóm khối lượng rễ 12 23,57 gam/khóm.Đây sở quan trọng cho nghiên cứu phục vụ cho mục đích sử dụng cỏ vetiver cải tạo đất ô nhiễm kim loại nặng 4.5 Khả tích lũy As rễ thân, cỏ Vetiver Hình 2.2 Hàm lượng As thân cỏ Vetiver giai đoạn sinh trưởng khác Kết nghiên cứu hình 2.2 cho thấy, hàm lượng kim loại nặng thân cỏ tỷ lệ thuận với hàm lượng As đất thời gian thực nghiệm.sau 150 ngày , công thức đối chứng, hàm lượng As thân tăng 1,43 lần 13 công thức chứa hàm lượng As 1137,17 mg/kg đất tỷ lệ tăng lên đến 11,25 lần so với ban đầu Hình 2.3 Hàm lượng As rễ cỏ Vetiver giai đoạn sinh trưởng khác Kết hình 2.3 cho thấy, mối tương quan hàm lượng As đất với hàm lượng As cao Điều chứng tỏ hàm lượng As đất cao, hàm lượng tích lũy cỏ nhiều.Tuy nhiên, khả tích lũy As cỏ Vetiver tăng mạnh giới hạn đất ô nhiễm từ -500 mgAs/kg đất, sau khả giảm dần Nhận xét chung: Như vậy, đất nhiễm chì với hàm 14 lượng tối đa 2906,12 mg Pb/kg đất đất ô nhiễm As với hàm lượng tối đa 1137,17 mg As/kg đất cỏ vetiver sinh trưởng, phát triển cho sinh khối cao.Mặt khác, cỏ vetiver cịn có khả tích lũy Pb, As phận thân rễ Tuy nhiên, kim loại nặng chủ yếu tích lũy rễ, phần nhỏ vận chuyển lên lá.Trong giới hạn từ 1055,13-2906,12 mg Pb/kg đất 248,19-1137,13 mg As/kg đất, kim loại nặng đất có mối tương quan thuận chặt chẽ với hàm lượng kim loại nặng 15 V Kết luận đóng góp từ đề tài nghiên cứu 5.1 Kết luận Đất ô nhiễm thuộc xã Tân Long có chứa nhiều Pb, Zn Cd, đất ô nhiễm thuộc xã Hà Thượng tập trung nhiều As Hàm 16 lượng kim loại nặng mẫu đất nghiên cứu cao tiêu chuẩn cho phép đất nông nghiệp Việt Nam nhiều lần Trồng cỏ đất ô nhiễm với hàm lượng Pb từ 1055,132906,12 mg/kg đất hàm lượng As từ 248,19-1137,17 mg/kg đất, cỏ Vetiver có khả sinh trưởng, phát triển bình thường tăng sinh khối qua giai đoạn thí nghiệm Tuy nhiên, khả sinh trưởng, phát triển cỏ Vetiver giảm dần hàm lượng kim loại nặng đất tăng dần Khả tích lũy kim loại nặng cỏ vetiver tỷ lệ thuận với hàm lượng kim loại nặng đất thời gian thực nghiệm Kim loại nặng chủ yếu tích lũy rễ, phần nhỏ vận chuyển lên thân Có thể sử dụng cỏ Vetiver để cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng vượt tiêu chuẩn cho phép nhiều lần 5.2 Đóng góp từ đề tài kiến nghị * Đóng góp từ đề tài 17 Đây nghiên cứu khả tích lũy chì cải tạo đất bị nhiễm kim loại nặng q trình khai thác khoáng sản cỏ vetiver Việt Nam Kết nghiên cứu khẳng định, cỏ vetiver có thẻ sinh trưởng, phát triển bình thường tích lũy chì cao phận cỏ trông môi trường đất nơng nghiệp bị nhiễm chì phạm vi từ 1055,13-2906,12 mg/kg, ô nhiễm As với hàm lượng từ 248,19 -1137,17 mg/kg Nghiên cứu tìm hiểu công dụng cỏ vetiver, phổ biến, tuyên truyền tới người dân tác dụng hiệu việc sử dụng cỏ vetiver việc cải đất *Kiến nghị: Cần phân tích thêm dạng linh động kim loại nặng để phản ánh đầy đủ tráng thái ảnh hưởng chúng trồng Phổ biến kỹ thuật nhân rộng mơ hình cỏ vetiver khu vực bị ô nhiễm kim loại nặng khai thác khoáng 18 sản TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Đức cộng sự, 2004, Một số phương pháp phân tích mơi trường, NXB ĐHQG Hà Nội Chantachon Somsaguan et al., 2002, Phytoextraction of lead from contaminated soil by vetiver grass (Vetiveria sp.), Thailand Paul Truong, 1999, The global impact of vetiver grass technology on the environment,Resource Sciences Queensland centre, Department of Natural Resources Brisbane,Australia Thares Srisatit et al., 2003, Efficiency of arsenic removal from soil by vetiveria zizanioides and Vetiveria nemoralis, Thailand 19 http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/bao-cao-nghien-cuu-kha-nangsu-dung-co-vetiver-de-kiem-soat-chat-luong-moi-truong-nuocnuoi-tom-tai.1335170.html http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/co-vetiver-nguon-goc-va-motso-dac-tinh.263075.html 20 ...NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CỎ VETIVER ĐỂ CẢI TẠO ĐẤT BỊ NHIỄM CHÌ (Pb), Asen SAU KHI KHAI THÁC KHỐNG SẢN Ở TỈNH THÁI NGUYÊN I Đặt vấn đề Chì Asen kim loại nặng độc hại có dấu hiệu nhiễm mơi trường đất, ... tạo đất nhiễm kim loại nặng cỏ vetiver, sở khoa học raats có ý nghĩa cho việc nghiên cứu sử dụng cỏ vetiver để cải tạo đất nhiễm nói chung,đặc biệt vùng đất ô nhiễm kim loại nặng trình khai thác. .. khai thác chì (xã Tân Long, Đồng Hỷ) tỉnh Thái Nguyên -Đánh giá khả sinh trưởng tích lũy Pb phận cỏ vetiver trồng đất nhiễm chì -Đề xuất số biện pháp kỹ thuật sử dụng cỏ vetiver để cải tạo, xử