Nghiên cứu khả năng hấp thụ pb2+ ở các nồng độ muối EDTA của cây cải bẹ xanh brassica juncea l czern trên đất trồng rau tại quận 12

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Ngày nhiễm đất trở thành vấn đề thời thu hút nhiều nhà khoa học nước ngồi nước nghiên cứu Một vấn đề ý nghiên cứu nhiều nhiễm đất kim loại nặng có nguồn gốc từ nước thải thị làng nghề chúng có độc tính cao dễ dàng gây độc hại cho người thơng qua chuỗi thức ăn Đất bị nhiễm KLN thường khơng có lớp phủ thực vật ảnh hưởng độc hại KLN rối loạn chất dinh dưỡng khơng ngừng xói mòn (Salt et al, 1995) Sự tích tụ KLN đất tiếp xúc liên tục với chúng cách trực tiếp gián tiếp dẫn đến tích tụ thực vật, động vật sau người Chì (Pb) ngun tố gây độc hại cho người vượt mức hàm lượng cho phép số điều kiện mơi trường định Chì sử dụng rộng rãi đời sống hàng ngày người dân, cơng nghiệp,… việc ứng dụng chì rộng rãi mà chưa hiểu rõ tác hại mà chì gây làm phát tán chì vào mơi trường Chì vào mơi trường, gây tác hại trực tiếp gián tiếp đến thực vật, động vật người thơng qua chuỗi thức ăn Nhiều nghiên cứu khoa học chứng minh nhiễm độc chì hiểm họa, ảnh hưởng đặc biệt đến sức khỏe cộng đồng, trẻ em Chì số KLN khác vào thể với hàm lượng lớn gây ngộ độc Hiện nay, tiêu chuẩn hàm lượng kim loại nặng đất, rau Việt Nam chưa nghiên cứu cụ thể, tiêu chuẩn thơng thường lấy từ nghiên cứu nước ngồi Vậy, liệu tiêu chuẩn áp dụng cho Việt Nam có hợp lý thỏa đáng chưa? Một câu hỏi đặt hàm lượng chì đạt tiêu chuẩn hàm lượng KLN đất có đạt tiêu chuẩn rau hay khơng ngược lại, để hàm lượng KLN rau đạt tiêu chuẩn ăn uống hàm lượng KLN đất tối đa bao nhiêu? Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hiện nay, hàm lượng chì đất nơng nghiệp quy định theo QCVN 03 : 2008/ BTNMT 70 mg/ kg đất khơ Tuy nhiên, loại đất khác có phản ứng khác với KLN Bên cạnh đó, tiêu chuẩn chưa đề cập đến diện số chất có khả tạo phức với KLN muối EDTA Theo số nghiên cứu, với diện chất làm tăng khả hấp thụ KLN thực vật Để tìm câu trả lời cho câu hỏi trên, tơi chọn nồng độ chì dao động xung quanh tiêu chuẩn (0, 40, 70, 100, 150 mg Pb / kg đất) để xem hàm lượng chì đất đạt chuẩn chuẩn hàm lượng chì rau có an tồn khơng? Và với xuất muối EDTA có ảnh hưởng đến khả hấp thu chì rau cải bẹ xanh Đây hướng nghiên cứu hồn tồn mới, chưa có tác giả Việt Nam đề cập đến Rau cải bẹ xanh sử dụng phổ biến bữa ăn hàng ngày người dân Việt Nam Chúng trồng ăn có khả tích lũy cao ngun tố KLN, ngun tố có độc tính cao dễ dàng tích lũy nơng sản gây ảnh hưởng đến sức khỏe người thơng qua đường tích lũy sinh học Nhiều nghiên cứu ngồi nước cảnh báo mức độ nguy hại loại rau trồng vùng ven thị chịu ảnh hưởng nguồn nước thải từ thành phố, khu cơng nghiệp (Ravi Naidu, Danielle Oliver Stuart McConnell, 2003) Quận 12 khu thị thuộc vùng ven thành phố, nước thải từ thành phố hoạt động cơng nghiệp làm đất vùng bị nhiễm chì cao Theo nghiên cứu PGS – TS Bùi Cách Tuyến đánh giá hàm lượng KLN loại rau sống nước, theo kết đó, nhiều mẫu rau muống lấy phường Thạnh Xn, quận 12 cao gấp – 12 lần cho phép Một nghiên cứu khác Th.S Đặng Thị Thảo với cơng trình nghiên cứu tình trạng nhiễm độc chì sức khỏe cộng đồng đưa kết đáng báo động, có đến 16 / 25 mẫu vượt mức gấp nhiều lần quy định cho phép hàm lượng chì hay kết luận rau khơng an tồn Trong số đó, chủ yếu mẫu rau muống lấy phường Trường Thọ (quận Thủ Đức), phường Thạnh Xn (quận 12) Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Vậy, cải bẹ xanh trồng đất trồng rau quận 12 có hàm lượng chì vượt mức cho phép rau trồng nước rau muống khơng? Nếu hàm lượng chì đất q cao phải tiến hành giải pháp xử lý chì khỏi mơi trường Việc khử KLN cấp thiết an tồn động vật người Một số kỹ thuật phát triển để loại bỏ kim loại nặng đất bị nhiễm Tuy nhiên, nhiều vùng đất bị nhiễm chi phí xử lý mức cao hạn chế cơng nghệ có sẵn Các kỹ thuật đào đất xử lý đất bị nhiễm bãi chơn lấp khơng thân thiện với mơi trường đóng vai trò nguồn gây nhiễm thứ cấp Vì vậy, kỹ thuật mới, thân thiện với mơi trường đời để đáp ứng u cầu khắt khe xử lý đất bị nhiễm KLN Cơng nghệ sử dụng thực vật (Phytoremediation) để xử lý đất bị nhiễm kim loại nặng lên, chiết xuất làm bất hoạt kim loại đất Cơng nghệ định nghĩa sử dụng sinh khối thực vật xanh (bao gồm loại cỏ, bụi lồi thân gỗ) để loại bỏ, tập trung làm bất hoạt chất gây nhiễm mơi trường kim loại nặng, ngun tố vi lượng, hợp chất hữu hợp chất phóng xạ đất/ nước (Hinchman cộng sự, 1996) Phương pháp thân thiện với mơi trường, chi phí thấp, kỹ thuật áp dụng chỗ, làm vùng đất bị nhiễm kim loại độc hại chất nhiễm hữu Tùy thuộc vào mức độ nhiễm, quy mơ, khối lượng khu vực nhiễm, cơng nghệ khác sử dụng để đạt hiệu tối ưu (Henry, 2000; McGraph, 1998; Salt cộng sự, 1998) Trong đó, Phytoextraction kỹ thuật đầy hứa hẹn ngày nhận nhiều quan tâm nhà nghiên cứu kể từ đề xuất Chaney (1983), cơng nghệ sử dụng thực vật để tách chiết KLN từ đất Vấn đề cản trở thực vật hấp thu KLN kim loại bất động đất phytoextraction bị giới hạn khả hòa tan khuếch tán vào rễ Hóa chất sử dụng để khắc phục vấn đề Một số tài liệu nghiên cứu tác nhân tạo phức cua EDTA, HEDTA citric acid (CA) sử dụng để tăng tính di động Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP kim loại, nâng cao khả tách chiết kim loại (Elless and Blaylock 2000) EDTA phức cua hiệu để tăng tích lũy nồng độ kim loại khác nhau, đặc biệt chì mơ thực vật (Huang JW, 1997) Ứng dụng EDTA đất làm tăng đáng kể nồng độ chì thân rễ tất thực vật (Shen Zhen Guo et al., 2002) Các loại đất bị nhiễm chì khó xử lý cơng nghệ tách chất nhiễm thực vật (phytoextraction) thực vật tăng trưởng chậm, sinh khối thấp làm cho q trình xử lý thời gian dài có hiệu Để hạn chế vấn đề này, việc sử dụng trồng cho sinh khối cao cải bẹ xanh - Brassica juncea L.Czern với tác nhân hóa học EDTA đề xuất chiến lược khả thi để loại bỏ kim loại từ đất khoảng thời gian thích hợp (Blaylock MJ, 1997) Vì lý trên, đề tài “Nghiên cứu khả hấp thụ Pb 2+ nồng độ muối EDTA cải bẹ xanh – Brassica juncea L.Czern đất trồng rau quận 12, TP Hồ Chí Minh” hình thành Đề tài với mong muốn kiểm chứng tính phù hợp tiêu chuẩn KLN, cụ thể chì đất rau liệu có phù hợp, đặc biệt đất có xuất chất làm tăng tính linh động chì muối EDTA Đề tài cung cấp sở khoa học cho việc thiết kế hệ thống xử lý chì đất thực vật Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mục tiêu nghiên cứu 2.1 Mục tiêu lâu dài: - Triển khai áp dụng cơng nghệ tách chất nhiễm thực vật (Phytoextraction) - xử lý nhiễm giải pháp xử lý chất thải thân thiện với mơi trường Triển khai thành chương trình quy hoạch cấu trồng ứng với loại đất với mức nhiễm, loại nhiễm đặc trưng 2.2 Mục tiêu cụ thể: - Tìm hiểu trạng nhiễm chì đất nơng nghiệp tác động đến - người hệ sinh thái Khảo sát khả tích lũy chì đất cải bẹ xanh điều kiện có khơng - có muối EDTA số nồng độ khác Đánh giá tiêu chuẩn chì đất rau Việt Nam Đề xuất cơng nghệ xử lý chì đất cải bẹ xanh Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đối tượng nghiên cứu giới hạn đề tài Đối tượng nghiên cứu: đất trồng rau quận 12, cải bẹ xanh Cơng nghệ triển khai: cơng nghệ Phytoextraction ngun lý Phytoremediation, cơng nghệ làm đất nhiễm bẩn thực vật thu hoạch phần thực vật tích lũy KLN bên Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu ứng dụng trồng cải bẹ xanh có cho thêm muối EDTA để xử lý đất nhiễm đất trồng rau quận 12 qui mơ phòng thí nghiệm, khơng kể đến tác động mơi trường tự nhiên ánh sáng, nhiệt độ, pH, phân bón, chế độ nước tưới,… - Nội dung nghiên cứu Các dạng tồn chì đất ảnh hưởng đến hệ sinh thái Hiện trạng nhiễm chì đất nơng nghiệp rau Việt Nam Khả tích lũy chì phận rau cải bẹ xanh có thêm muối - EDTA Đề xuất phương án phù hợp để xử lý đất trồng rau nhiễm chì quận 12 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Phương pháp nghiên cứu 5.1 Phương pháp luận Cơng nghệ xử lý nhiễm KLN đất năm gần mở nhiều hướng cơng tác xử lý nhiễm mơi trường có hiệu cao, chi phí thấp dễ thực Việc tìm chất tăng khả linh động hay tăng khả hấp thụ KLN vào thực vật siêu hấp thụ góp phần nâng cao hiệu xử lý giảm tải tác nhân gây độc cho mơi trường sống góp phần nâng cao chất lượng sống người Vì việc thực đề tài nhằm khảo sát, tìm ảnh hưởng nồng độ muối EDTA thích hợp để làm tăng khả hấp thụ chì vào cải xanh, từ xem xét việc cho thêm muối EDTA vào đất để tăng hiệu xử lý KLN thực vật Vì thời gian có hạn điều kiện khách quan khác mà đề tài nghiên cứu khả hấp thụ chì nồng độ muối EDTA đất trồng rau quận 12 TP.HCM Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 0.1 Sơ đồ trình tự nghiên cứu Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 5.2 Phương pháp cụ thể 5.2.1 Phương pháp tổng hợp biên hội tài liệu Tổng hợp nghiên cứu khả xử lý đất nhiễm KLN thực vật, tìm giống khác từ kết nghiên cứu với nghiên cứu trước đây, tìm ảnh hưởng muối EDTA khả hấp thụ KLN đưa đề xuất để tăng hiệu xử lý đất nhiễm KLN thực vật 5.2.2 Phương pháp thực nghiệm Lấy mẫu phân tích số tiêu đất hàm lượng chì cải bẹ xanh sau khoảng thời gian định nồng độ muối EDTA cho thêm vào khác Phương pháp bao gồm q trình tiến hành trồng với nghiệm thức khác để thấy tác động yếu tố đến sinh trưởng, phát triển tích lũy độc chất cải bẹ xanh 5.2.3 Phương pháp quan sát Quan sát khả nảy mầm, sinh trưởng phát triển để thấy tác động độc chất đến cải bẹ xanh 5.2.4 Phương pháp thống kê, tổng hợp số liệu Sau tiến hành bố trí trồng thí nghiệm nghiệm thức khác nhau, đem cải bẹ xanh xử lý mẫu phân tích tiêu hình thái học, khả phát triển hệ rễ, phận tích lũy chì với nồng độ khác nhau, so sánh với nghiệm thức đối chứng phần mềm Statgraphic, thảo luận đưa kết luận Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cấu trúc đồ án Đồ án bao gồm bảng biểu, hình ảnh, kết phân tích, tài liệu tham khảo bố cục chia thành chương: Mở đầu Giới thiệu lý chọn đề tài, mục đích mục tiêu đề tài phương pháp nghiên cứu đề tài Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu - Giới thiệu tính chất, hợp chất ứng dụng chì Tác động chì - người hệ sinh thái Sự tạo phức EDTA ion kim loại Các phương pháp xử lý đất nhiễm kim loại nặng thực vật Hiện trạng trồng rau đất nơng nghiệp quận 12 vấn đề nhiễm KLN đất trồng rau Chương 2: Nội dung phương pháp nghiên cứu Tổng hợp phương pháp bố trí thí nghiệm, theo dõi đo đạc số liệu, phương pháp phân tích xử lý số liệu thống kê Chương 3: Kết thảo luận Trình bày kết phân tích thơng số đo đạc q trình theo dõi thí nghiệm, kết phân tích Và đánh giá thảo luận kết với nghiên cứu liên quan Kết luận – Kiến nghị Trình bày kết luận, đề xuất phương hướng giải cho đề tài nghiên cứu Chương 1: Page 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP P – Value > 0,05; tiếp tục phân tích LSD để thấy rõ khác biệt chiều dài rễ nghiệm thức (với độ tin cậy 95%) Bảng 3.4: Bảng phân tích LSD chiều dài rễ cải bẹ xanh Nghiệm thức N0X1 N1X1 N2X1 N3X1 N4X1 N0X2 N1X2 N2X2 N3X2 N4X2 N0X3 N1X3 N2X3 N3X3 N4X3 5,2d 4,366bcd 2,933ab 3,566abc 3,4abc 3,866abcd 3,6abc 3,333abc 4,466bcd 2,533a 2,7a 4,366bcd 4,766cd 3,1ab 3ab Bảng 3.4 kết tóm tắt bảng phân tích LSD chiều dài rễ cải bẹ xanh (xem phụ lục A) • Pb (70, 100, 150 ppm): giảm phát triển chiều dài rễ • Pb = 100 ppm + EDTA = mM: kích thích rễ phát triển • Pb (40, 70 ppm) + EDTA = mM: kích thích rễ phát triển Vậy, tác động tổng hợp Pb EDTA có tác dụng kích thích rễ phát triển Tác động riêng rẽ chất cải bẹ xanh có dấu hiệu phát triển nhiễm độc Page 81 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3.4 Ảnh hưởng Pb đến độ ẩm cải bẹ xanh Nồng độ (ppm) M0 40 70 6.860 10.90 3.67 100 150 4.730 6.83 M1 0.93 1.49 0.54 0.69 1.02 Độ ẩm (% H2O) 86.44 86.33 85.29 85.41 85.07 Đồ thị 3.10 Ảnh hưởng chì đến độ ẩm cải bẹ xanh (EDTA = 0) Page 82 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nồng độ (ppm) 40 70 100 150 M0 3.370 4.130 3.200 4.520 5.650 Độ ẩm (% M1 H2O) 0.480 85.76 0.610 85.23 0.485 84.84 0.690 84.73 0.880 84.42 Đồ thị 3.11 Ảnh hưởng chì đến độ ẩm cải bẹ xanh (EDTA = mM) Page 83 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nồng độ (ppm) M0 8.273 40 9.893 70 7.312 100 3.647 150 4.321 Độ ẩm (% M1 H2O) 1.19 85.58 1.52 84.63 1.14 84.34 0.58 84.10 0.69 83.92 Đồ thị 3.12 Ảnh hưởng chì đến độ ẩm cải bẹ xanh (EDTA = mM) Ở nồng độ chì (40, 70, 100, 150 ppm) EDTA (3, mM) có ảnh hưởng khơng đáng kể đến trọng lượng khơ thực vật Kết tương tự báo cáo Jitendra Kumar cộng sự, 2011 Page 84 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3.5 Tích lũy chì cải bẹ xanh Do u cầu khối lượng mẫu rau phân tích chì cao (200 g / mẫu) nên khơng thể phân tích lượng chì cải bẹ xanh hấp thu Khơng đủ trọng lượng mẫu phân tích vì: • Yếu tố thời tiết (lúc nắng gắt, mưa nhiều, gió to) khu vực tiến hành bố trí thí nghiệm có giăng bạt cải bẹ xanh phát triển yếu nên khơng thích nghi chết phải tiến hành gieo hạt lại từ đầu • Cây cải bẹ xanh phát triển 30 ngày, bé, nên trọng lượng thấp Tiến hành lấy mẫu đất gửi phân tích chì Giả định lượng chì rau cộng với lượng chì đất sau phân tích với lượng chì gây nhiễm ban đầu (đã bao gồm nồng độ chì có mẫu đất ban đầu) Cơ quan phân tích mẫu: Cơng ty CP DV KHCN Sắc Ký Hải Đăng Phương pháp phân tích: TCVN 6496 – 2009 ( Chất lượng đất – xác định cadimi, crom, chì, đồng, kẽm, mangan niken dịch chiết đất cường thủy – phương pháp phổ hấp thụ ngun tử lửa nhiệt điện (khơng lửa)) Page 85 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bảng 3.5 Kết phân tích chì đất Thứ tự Ký hiệu 10 11 12 13 14 15 N0X1 N1X1 N2X1 N3X1 N4X1 N0X2 N1X2 N2X2 N3X2 N4X2 N0X3 N1X3 N2X3 N3X3 N4X3 Nghiệm thức Pb (ppm), EDTA (mM) Pb = 0, EDTA = Pb = 40, EDTA = Pb = 70, EDTA = Pb = 100, EDTA = Pb = 150, EDTA = Pb = 0, EDTA = Pb = 40, EDTA = Pb = 70, EDTA = Pb = 100, EDTA = Pb = 150, EDTA = Pb = 0, EDTA = Pb = 40, EDTA = Pb = 70, EDTA = Pb = 100, EDTA = Pb = 150, EDTA = Pb (mg/kg) 26,97 23,68 25,91 31,94 45,10 26,71 26,27 28,43 29,04 36,70 20,62 26,04 39,60 28,60 33,26 Nồng độ chì đất ban đầu (nồng độ nền) 13,66 mg/kg Sau tiến hành thí nghiệm, gửi mẫu đất phân tích nồng độ chì mẫu đối chứng (khơng có gây nhiễm chì EDTA) 26,97 Sự sai khác lúc lấy mẫu phân tích khơng lấy mẫu đại diện, đặc trưng Page 86 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bảng 3.6 Nồng độ chì đất trước, sau thí nghiệm rau cải bẹ xanh Nồng độ chì đất sau Nồng độ chì đất sau gây nhiễm Pb EDTA Pb = 13,66 EDTA = Pb = 40 EDTA = Pb = 70 EDTA = Pb = 100 EDTA = Pb = 150 EDTA = Pb = 13,66 EDTA = Pb = 40 EDTA = Pb = 70 EDTA = Pb = 100 EDTA = Pb = 150 EDTA = Pb = 13,66 EDTA = Pb = 40 EDTA = Pb = 70 EDTA = Pb = 100 EDTA = Pb = 150 EDTA = thí nghiệm 26,97 23,68 25,91 31,94 45,10 26,71 26,27 28,43 29,04 36,70 20,62 26,04 39,60 28,60 33,26 Nồng độ chì rau 16,32 44,09 68,06 104,90 13,73 41,57 70,96 113,30 13,96 30,40 71,40 116,74 Pb rau = Pb đất – Pb phân tích (*) ((*) Xem lượng chì bị rửa trơi, bay hơi, thất bên ngồi 0) Theo số liệu từ bảng 3.6, nhận thấy nồng độ chì đất nồng độ chì rau có tương quan tỉ lệ thuận với nhau, lượng chì đất cao lượng chì tích lũy rau cao nhiêu Nồng độ chì đất nghiệm thức đạt u cầu (< 70 mg Pb/kg đất) giới hạn cho phép KLN đất nơng nghiệp (QCVN 03:2008 / BTNMT) Tuy nhiên, khơng đủ trọng lượng để tiến hành phân tích hàm lượng chì rau cải bẹ xanh nên chưa đủ sở để đánh giá hàm lượng chì rau có đạt u cầu giới hạn nhiễm KLN thực phẩm theo QCVN – 2:2011/BYT Page 87 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đánh giá sơ thí nghiệm (bảng 3.6) hàm lượng chì rau nghiệm thức vượt gấp nhiều lần so với quy định QCVN – 2:2011/BYT Nồng độ chì đạt giới hạn KLN đất, rau trồng đất tích lũy chì vượt mức giới hạn cho phép theo quy chuẩn Cần tiến hành thêm thí nghiệm để có kết luận xác giới hạn chì đất nơng nghiệp 70 mg Pb/ kg có làm tích lũy chì rau vượt mức cho phép hay ko Page 88 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3.6 Đề xuất phương án xử lý KLN đất khu vực trồng rau quận 12 Tính tốn sơ thời gian, mật độ trồng để xử lý đất nhiễm kim loại nặng khu vực trồng rau quận 12 Giả sử: Khu vực cần xử lý có diện tích ha, đất nhiễm chì nhẹ với hàm lượng 100 mg/kg Ta có: + Hàm lượng chì (Pb) đất là:100mg/kg + Tiêu chuẩn làm là: + Năng suất: 25 - 30 /ha 70mg/kg (QCVN 03 : 2008 BTNMT) (http://www.centralseed.com.vn/index.php? dis=2/7/0507) + Dung trọng đất: 1850 kg/m3 + Trọng lượng sinh khối tươi thu hoạch năm là: 30 (tấn/ha) x 12 (vụ/năm) = 360 (tấn/ha) = 360.103 (kg/ha) + Trọng lượng sinh khối khơ thu hoạch năm là: 360.103 = 72 000 kg + Hàm lượng chì (Pb) thực vật : 68,06.12 = 817 (mg/kg) + Dung trọng đất : 1850 kg/m3 + Diện tích (S) vùng đất bò ô nhiễm :1 = 10 000 m2 Ta có công thức: Page 89 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP T= (1) • T : thời gian cần để làm • M0: khối lượng chì ban đầu (kg) • M : khối lượng chì cho phép theo mức làm qui đònh (kg) • U : mức độ hấp thụ chất gây ô nhiễm (kg/năm) M0 = khối lượng đất x hàm lượng chì đất Khối lượng đất = thể tích (V) dung trọng (d) V = độ sâu (H) diện tích vùng đất bò ô nhiễm (S) = 0,2m 1ha = 0,2 m 10 000 m2 = 2000 m3 Khối lượng đất = 2000m3 1850kg/m3 = 700 000kg M0 = 700 000kg 100mg/kg = 370 106 mg/kg = 370 kgPb/ha M = khối lượng đất bò ô nhiễm tiêu chuẩn làm = 700 000 kg 70mg/kg = 259 106 mg/kg = 259 kg Pb/ha M0 – M = 111 kg Pb Mức độ hấp thụ chất gây ô nhiễm: Trong U = TSCF x m x C (2) m: khối lượng thực vật (kg/ha/năm) C: nồng độ chì thực vật TSCF : yếu tố tập trung dòng thoát nước thực vật (trong trường hợp TSCF=1) Mà: m = 72 000kg/ha C = 817 mg/kg Page 90 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (2)  U = 72 000 817 = 58 824 000(mg/ha) = 58,824 (1)  T = = 59 (kg/ha/năm) = 1,88 năm Vậy thời gian cần thiết để xử lý hết Pb bãi đất theo tiêu chuẩn cho phép 1,88 năm Để rút ngắn thời gian xử lý Pb khu đất tăng mật độ trồng Để tính mật độ trồng ta phải xác đònh số cần thiết cho trình xử lý       Lượng Pb cần phải xử lý = 370 - 259 = 111 kg Pb/ha Hàm lượng Pb : 68,06 mg/kg (tính theo trọng lượng khô) Giả sử 10 = kg rau tươi Mức độ hấp thụ chất gây nhiễm : 59 kg/ha/năm Trọng lượng sinh khối tươi thu hoạch năm : 360.103 kg/ha Trọng lượng sinh khối tươi thu hoạch năm : 72.103 kg/ha 360 103 kg rau tươi /ha/năm 72.103 kg rau khơ /ha/năm - 59 kg Pb/ha /năm Y? Y= 111 kg Pb/ha/năm = 677 288 kg rau tươi/ha/năm Số = 677 288 10 = 772 880 cây/ ha/năm Page 91 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP : 10 000 = 57 cây/ m2 Số trồng vụ : Tương tự trên, ta tính thời gian xử lý mật độ trồng để xử lý đất nhiễm KLN nồng độ khác Bảng 3.7 Tính tốn thời gian xử lý mật độ trồng Thời gian Thời gian Mật độ xử lý xử lý trồng (năm) (tháng) (cây/m2/vụ) 68,06 1,88 22,56 57 Pb = 100, EDTA = 70,96 1,81 21,72 55 Pb = 100, EDTA = 71,4 1,8 21,6 54 Pb = 150, EDTA = 104,9 1,22 14,64 37 Pb = 150, EDTA = 113,3 1,13 13,56 34 Pb =150, EDTA = 116,74 1,1 13,2 33 Hàm lượng chì Hàm lượng chì đất (mg/kg) rau (mg/kg) Pb = 100, EDTA = Như vậy, để rút ngắn thời gian xử lý kim loại đất tăng hiệu xử lý chọn giải pháp tăng mật độ trồng lựa chọn thực vật khác có khả tích lũy Pb cao Đối với bãi đất bò ô nhiễm chì xử lý với hàm lượng thấp, lớp đất bò ô nhiễm không sâu (0,2m), trồng chăm sóc tốt hiệu xử lý kim loại nặng đất phương pháp phytoremediation có hiệu cao 90% Page 92 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KẾT LUẬN: Qua cơng trình thực nghiệm chứng tỏ, mơi trường đất bị nhiễm KLN gây hai tác dụng kích thích kìm hãm phát triển thực vật, cụ thể:  Chiều cao thân: Pb > 70 ppm: có dấu hiệu giảm phát triển Pb (0, 40, 70, 150 ppm) + EDTA (3, mM): giảm phát triển Pb = 100 ppm + EDTA = mM: kích thích phát triển  Chiều dài rễ: Pb (40, 70 ppm) + EDTA mM: tăng chiều dài rễ Pb =100 ppm + EDTA mM: tăng chiều dài rễ Pb > 70 ppm: giảm chiều dài rễ EDTA: giảm chiều dài rễ Việc sử dụng thực vật tác nhân xử lý bị phụ thuộc vào yếu tố thời tiết, ánh sáng, nhiệt độ, loại đất, địa hình,… Do có nhiều tác nhân tác động đến yếu tố thí nghiệm nên kết thí nghiệm nhiều sai sót hạn chế Việc phân tích hàm lượng KLN rau có ý nghĩa việc đánh giá khả tích lũy Pb2+ cải bẹ xanh nồng độ EDTA phân tích hàm lượng KLN đất sau tiến hành thí nghiệm Do vậy, kết thí nghiệm nhiều thiếu sót chưa có tính khách quan số lần lặp lại ít, chưa phát triển hồn thiện, chưa phân tích hàm lượng chì tích lũy rau chưa nghiên cứu ngồi thực địa nên chưa thể có kết luận xác để đánh giá tiêu chuẩn chì đất nơng nghiệp 70 mg/kg đất có gây tích tụ chì thực vật vượt mức hàm lượng cho phép Bộ Y Tế hay khơng Page 93 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cây cải bẹ xanh loại có thời gian sinh trưởng ngắn, sinh khối cao, chịu kim loại độc, hướng sử dụng cải bẹ để xử lý đất nhiễm chì phương pháp dễ thực hiện, thân thiện mơi trường, thỏa mãn u cầu cơng nghệ tách chiết KLN thực vật (sinh khối cao, dung nạp tốt) hạn chế phương pháp thời gian xử lý dài phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết, loại đất, …Do vậy, cần mở rộng thêm nghiên cứu tác động tổng hợp phân bón, chất tạo phức, chế độ nước tưới, vi sinh vật đất, … đến khả tích lũy chì cải bẹ xanh để rút ngắn thời gian xử lý Cải bẹ xanh sau sử dụng để xử lý đất nhiễm chì, sấy khơ để giảm khối lượng (trên 80% cải nước), từ giảm trọng lượng chất thải đem xử lý, quan trọng di chuyển kim loại nặng (cụ thể chì) khỏi đất Page 94 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KIẾN NGHỊ: Qua cơng trình nghiên cứu, kính mong trường Đai học Kỹ thuật cơng nghệ TP.HCM cho phép tiến hành thí nghiệm thêm nhiều lần mở rộng đề tài nghiên cứu để hạn chế sai sót q trình bố trí thí nghiệm xử lý số liệu có độ xác cao hơn:  Các nghiệm thức tiến hành lặp lại nhiều tốt  Nghiên cứu thêm nồng độ EDTA khác có ảnh hưởng đến việc hấp thu KLN đất thực vật  Nghiên cứu tác động tổng hợp Pb EDTA đến sinh trưởng thực vật  Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố mơi trường bên ngồi pH đất, nhiệt độ, lượng nước tưới,… đến khả hấp thu KLN thực vật  Nghiên cứu việc xử lý cải bẹ xanh sau sử dụng để xử lý KLN đất Page 95 [...]... malabathricum 10.000 Al Watanabe et al., 1998 Tên l i Arabidopsis halleri (Cardaminopsis halleri) Thlaspi rotundifolium Minuartia verna Thlaspi geosingense Alyssum bertholonii Alyssum pintodasilvae (Barceló J et al, 2003) Page 31 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bảng 1.4 Một số l i thực vật cho sinh khối nhanh có thể sử dụng để xử l kim loại nặng trong đất Tên l i Salix Khả năng xử l KLN trong đất, nước Tác giả và... chất ơ nhiễm và l m giảm khả năng linh động của các kim loại nặng trong đất Thực vật được trồng trên các vùng đất bị ơ nhiễm cũng có khả năng cố định được đất và tạo độ che phủ mặt đất dẫn đến l m giảm xói mòn đất, ngăn chặn khả năng tiếp xúc trực tiếp giữa chất ơ nhiễm và động vật c) Cơ chế xử l chất ơ nhiễm nhờ q trình thốt hơi nước ở thực vật (Phytovolatization): Đây được hiểu l biện pháp sử dụng... tích l y các chất ơ nhiễm nguy hại với mức cao một cách đặc biệt trong suốt q trình sống của nó (các l i siêu tích tụ), trong khi đó cơ chế kết hợp l cách tiếp cận nhằm nâng cao khả năng tích l y chất độc bằng cách bổ sung các chất xúc tác (accelerants) hoặc chất kìm hãm (chelators) vào đất Trong trường hợp chất ơ nhiễm l các KLN, chất tạo phức như EDTA giúp cho KLN linh động hơn và sau đó dễ hấp thụ. .. chế gây độc của KLN trong mơi trường đất Độc chất có trong mơi trường đất xâm nhập vào cơ thể thực vật qua sự hấp thu các chất dinh dưỡng của rễ để ni cây Giai đoạn đầu, cây hấp thu cả dinh dưỡng và chất độc một cách ngẫu nhiên, đến khi cây nhận ra chất độc sẽ phản ứng l i bằng cách hạn chế sự hấp thu các chất này Giai đoạn kế tiếp, chất độc xâm nhập và phá vỡ màng tế bào, đi vào các cơ quan của cây, ... vào các cơ quan của cây, từ rễ l n thân và l – giai đoạn này cây hấp thu bị động Cơ quan quan trọng nhất hấp thu và tiếp xúc với chất độc l hệ rễ Khi rễ phát triển và hoạt động thì khảo sát độc chất mới có ý nghĩa Cây non được trồng trong mơi trường có độc chất cao sẽ kém phát triển, hạn chế khả năng sinh trưởng Còn nếu chất độc xâm nhập và tác động với liều l ợng thấp, cây sẽ phát sinh những thay đổi... số enzim quan trọng của q trình tổng hợp máu do sự tích l y các hợp chất trung gian của q trình trao đổi chất Một hợp chất trung gian kiểu này l chuyển hóa (delta) aminolevulinic axit Một pha quan trọng của tổng hợp máu l sự (delta) aminolevulinic axit thành porphobilinogen: (delta) aminolevulinic axit (ALA – đehiđraza: cytoplasm) Porphobilinogen Chì ức chế axit delta aminolevulinic, do đó giai đoạn... phương pháp xử l đất ơ nhiễm khác nhau phụ thuộc vào tác nhân gây ơ nhiễm, mức độ ơ nhiễm cũng như khả năng kỹ thuật xử l Sau đây l một số phương pháp chính xử l đất ơ nhiễm đã và đang được áp dụng trên thế giới (Nguyễn Xn Cự, 2004) 1.5.1 Phương pháp xử l đất bằng nhiệt Ngun l cơ bản của phương pháp này l l m bay hơi ở nhiệt độ cao (> 800 0C) các kim loại nặng Tuy nhiên, hầu hết các kim loại nặng... trong đất nên thích hợp cho việc tách các kim loại nặng từ đất Các vật thể l n mang điện có trong đất ơ nhiễm có thể l m cản trở hoặc thậm chí ngừng trệ q trình xử l vì có thể gây nhiễu loạn dòng điện ở vị trí đó 1.5.4 Phương pháp chiết tách hơi tại chỗ Việc tách chất ơ nhiễm trong đất bằng phương pháp l m bay hơi dựa trên khả năng bay hơi của các chất ơ nhiễm Phương pháp này thích hợp cho việc xử l tại. .. 15 cm Do đó, ở những vùng đất bị ơ nhiễm, hàm l ợng chì trong l p đất mặt thường cao hơn so với l p đất bên dưới Chì trong đất có khuynh hướng: • Bị hấp thụ vào các hạt keo đất • Bị phân giải vào dung dịch đất do sự thay đổi pH của đất • Bị rửa trơi hoặc hòa tan bởi các dòng chảy bề mặt • Theo nước trong đất thấm xuống tầng nước ngầm Bị hấp thụ vào thực vật và tích l y trong hệ rễ, cành, l Page 19 ĐỒ... các hạt bụi chì và khả năng hòa tan của chúng khi đã l ng đọng trong phổi, phần l n bụi chì được hấp thụ và tiếp xúc xâm nhập vào các bộ phận cơ thể người Đường ăn uống: số l ợng và tốc độ hấp thu chì qua đường tiêu hóa của cơ thể phụ thuộc vào dạng tồn tại hóa học của chì, kích thước hạt bụi chì, trạng thái no hay đói của cơ thể, chế độ dinh dưỡng và độ tuổi Cơ thể người trưởng thành có khả năng hấp ... chiến l ợc khả thi để loại bỏ kim loại từ đất khoảng thời gian thích hợp (Blaylock MJ, 1997) Vì l trên, đề tài Nghiên cứu khả hấp thụ Pb 2+ nồng độ muối EDTA cải bẹ xanh – Brassica juncea L. Czern. .. tài liệu Tổng hợp nghiên cứu khả xử l đất nhiễm KLN thực vật, tìm giống khác từ kết nghiên cứu với nghiên cứu trước đây, tìm ảnh hưởng muối EDTA khả hấp thụ KLN đưa đề xuất để tăng hiệu xử l đất. .. dụng EDTA đến độ khả dụng sinh học tích l y Pb rễ, thân, Brassica juncea L var Nồng độ Pb ảnh hưởng khơng đáng kể đến sinh trưởng cải xanh Ứng dụng EDTA l m tăng khả hấp thu Pb đáng kể trồng đất