tóm tắt Nghiên cứu khả năng xử lý một số kim loại nặng bằng cây Phát lộc (D. sanderiana) trong bùn thải từ các gara xe tại thành phố Đà Nẵng
-1- MỞ ĐẦU Ngày nay cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật đã đem lại nhiều lợi ích về kinh tế cho con người, không ai phủ nhận được những thành tựu đó nhưng cũng từ đây vấn đề ô nhiễm môi trường phát sinh càng ngày càng nặng hơn. Ở Việt Nam, hiện tượng ô nhiễm kim loại nặng (KLN) đang ngày càng trở nên phổ biến do sự phát triển ồ ạt của các ngành công nghiệp lớn cũng như vừa và nhỏ. Nguồn thải từ những hoạt động công nghiệp là nguyên nhân dẫn đến tình trạng ô nhiễm môi trường ngày càng cao. Một trong số những nguồn thải nguy hại cho môi trường là bùn thải từ các gara sửa chữa xe và việc bảo trì xe thường xuyên là nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng này. Bùn thải của gara xa chủ yếu là dầu nhớt còn sót lại trong quá trình sửa chữa và được thải trực tiếp ra môi trường. Bùn thải không chỉ gây nguy hiểm cho môi trường đất phá vỡ hệ sinh thái cân bằng trong môi trường mà còn gây ảnh hưởng đến cuộc sống của con người xung quanh khu vực ô nhiễm. Việc này vẫn diễn ra hàng ngày nhưng vẫn nhận được sự thờ ơ của mọi người, vẫn biết là nguy hiểm nhưng không có cách nào xử lí triệt để vì chí phí xử lí KLN là rất cao. Mặt khác, đất gara có kết cấu chặt hàm lượng KLN cao, cho nên việc xử lí là rất khó khăn. Chính vì vậy việc nghiên cứu tìm ra phương pháp xử lý KLN trong bùn thải nguy hại đang được mọi người quan tâm. Những phương pháp truyền thống hiện đại áp dụng để xử lý KLN trong bùn thải nguy hại gồm các quá trình vật lý và hóa học, xử lý nhiệt hay phương pháp chôn lấp,…hầu hết các phương pháp này đều ứng dụng những công nghệ tiên tiến, tuy tốc độ xử lý chất ô nhiễm nhanh nhưng ngược lại chúng lại khá tốn kém về chi phí. Nhưng có một phương pháp rất bền vững lại thân thiện với môi trường, đơn giản dễ triển khai và hiệu quả về kinh tế, đó là phương pháp sử dụng thực vật để xử lý KLN. Trên thế giới việc ứng dụng thực vật xử lí ô nhiễm KLN trong môi trường đã được nhiều thành tựu khoa học và thực tiễn. Họ đã thống kê khoảng 400 loại cây có khả năng siêu tích lũy KLN. Ở Việt Nam cũng có rất nhiều tác giả nghiên cứu về thực vật xử lí môi trường như: Nguyễn Văn Thông, Ngô Hoàng Văn,…đối tượng là cây Dầu Mè, cỏ Vertiver, các thực vật trên có ưu điểm dễ trồng, cho sinh khối cao, khả năng chống chịu tốt, nồng độ xử lí chất ô nhiễm cao, đây là vấn đề ý nghĩa đối với hệ thống thực vật xử lí môi trường và những ứng dụng thực tế trong công tác xử lí và quản lí môi trường nước ta. Việc dùng thực vật để xử lí KLN trong đất còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Độ pH, đặc điểm sinh học của cây, khả năng tăng sinh khối,… tuy nhiên vẫn có một số loài thực vật có khả năng sống được trong môi trường bị ô nhiễm bởi các kim loại độc hại mà còn có khả năng tích lũy và hấp thụ các kim loại này trong các bộ phận khác nhau của chúng. Gần đây, ở Thái Lan có nhiều nghiên cứu về cây phát lộc trong việc xử lý chất ô nhiễm (hữu cơ, KLN), điều đặc biệt mà các nhà nghiên cứu nhận thấy ở cây phát lộc, chúng khả năng sống trong nước rĩ rác trong khi loài cỏ vetiver thì không có khả năng này. Chính vì vậy chúng tôi tiến hành chọn đề tài: “ Nghiên cứu khả năng xử lý một số kim loại nặng bằng cây Phát lộc (D. sanderiana) trong bùn thải từ các gara xe tại thành phố Đà Nẵng”. Nhằm khẳng định tính khả thi của cây Phát lộc vừa rẻ tiền, thuận tiện nhưng lại đạt hiệu quả cao trong việc xử lí KLN. -2- CHƯƠNG 1 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng thực vật nghiên cứu là loài cây Phát lộc (Dracaena sanderiana) hay được gọi là cây thần tài, phát tài,…thuộc chi Huyết giác (Dracaena), họ Dracatenaceae, thuộc bộ Măng tây (Asparagales) trong lớp thực vật một lá mầm. Phần lớn các loài có nguồn gốc ở châu Phi và các đảo cận kề, với chỉ một ít loài có tại miền nam Châu Á và một loài tại khu vực nhiệt đới Trung Mỹ. Ở Việt Nam loài phân bố rộng khắp. Cây phát lộc (Dracaena sanderiana) thuộc nhóm cây thân bụi, hệ rễ chùm có khả năng sinh trưởng nhanh, sống được trong điều kiện thiếu ánh sáng. Đặc biệt loài cây này không yêu cầu chăm sóc kỹ càng, mà lại rất đơn giản, dễ sống. Cây sinh sản bằng cách nhân giống từ giâm cành, mọc khỏe. Chồi mọc từ thân cây mọc rất khoẻ, tốt, rất dễ đâm chồi từ mắt cắt của thân. Tôi tiến hành nghiên cứu sử dụng cây Phát lộc (Dracaena sanderiana) để xử lí KLN trong bùn thải của các gara xe trên địa bàn thành phố Đà Nẵng. Kim loại nặng đồng (Cu), Crôm (Cr), Niken (Ni) trong bùn thải. Hình 1.1. Cây Phát lộc (Dracaena sanderiana) 1.2 Địa điểm nghiên cứu Đề tài được tiến hành nghiên cứu tại tổ 39, phường An Hòa, quận Sơn Trà, thành phố Đà Nẵng. 1.3 Phương pháp nghiên cứu 1.3.1 Phương pháp nghiên cứu ngoài thực địa Khảo sát các khu vực có gara sửa chữa xe nằm trên các tuyến đường lớn của thành phố Đà Nẵng như: Hoàng Văn Thái, Tôn Đức Thắng. Sau đó tiến hành lấy mẫu đất để phân tích. 1.3.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm -3- Chuẩn bị thực vật: Tiến hành ươm cây trong nước cho ra rễ (3 ÷ 4cm), sau đó đem trồng vào các chậu để tiến hành nghiên cứu. Chọn những cây khỏe mạnh có thời gian sinh trưởng như nhau, thân và lá có kích thước tương đương nhau. Thân 40 ÷ 45cm, có từ 6 ÷ 8 lá. Cây được trồng trong chậu nhỏ với thể tích chậu là 5 lít, thí nghiệm bao gồm 12 chậu. Mẫu đất được tiến hành làm thí nghiệm ở 3 mức độ khác nhau: Đất thí nghiệm và phân hữu cơ (phân chuồng): 100%, 70:30, 50:50. Mỗi chậu trồng 3 cây phân phối đều xung quanh chậu, nhằm xác định sự tăng trưởng cây Phát lộc ở 3 mức độ khác nhau. Hình 1.2. Bố trí thí nghiệm 1.3.3 Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm Phân tích KLN đầu vào và đầu ra trong vòng 3 tháng thí nghiệm. Theo dõi sự sinh trưởng và phát triển của cây sau 1 tháng trong vòng 3 tháng liên tục trong môi trường đất thí nghiệm. Cân sinh khối trước và sau khi thí nghiệm theo phương pháp cân đo thông thường. Vô cơ hóa mẫu thực vật bằng dung dịch HNO 3 , H 2 SO 4 , H 2 O 2 . Xác định hàm lượng kim loại tổng số trong mẫu thực vật và đất trồng bằng phương pháp hấp thụ nguyên tử AAS_880 Perkin_Elmer (Mỹ) tại phòng thí nghiệm phân tích môi trường. 1.3.4 Phương pháp xử lí số liệu Xử lý số liệu thống kê và vẽ biểu đồ bằng phần mềm Excel, Origin version 6.0. So sánh các giá trị trung bình bằng phương pháp phân tích phương sai và kiểm tra LSD với mức ý nghĩa α= 0,05. Các giá trị trong phân tích tương quan được chuyển về dạng công thức x = log(x+10) -4- CHƯƠNG 2 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BIỆN LUẬN 2.1 Chất lượng bùn thải trước khi tiến hành làm thí nghiệm Sự sinh trưởng và phát triển của thực vật phụ thuộc vào thành phần lý, hóa của môi trường đất. Vì vậy để đánh giá khả năng xử lí các chất ô nhiễm trong môi trường bùn thải và khả năng phát triển, hấp thụ các KLN của loài Phát lộc (Dracaena sanderiana), chúng tôi tiến hành xác định một số chỉ tiêu kim loại nặng trong bùn thải trước khi tiến hành làm thí nghiệm. Kết quả phân tích được thể hiện ở bảng 3.1 Bảng 2.1. Một số chỉ tiêu KLN trong đất thí nghiệm Chỉ tiêu Nồng độ (mg/kg) Tiêu chuẩn áp dụng Tiêu chuẩn Australia ANZ(1992) Quy chuẩn Việt Nam (QCVN 03: 2008/BTNMT) Cu 231,98 ± 5,14 60 100 Cr 51,02 ± 6,12 50 - Ni 18,13 ± 1,34 60 - Qua bảng 3.1 có thể nhận thấy rằng hàm lượng kim loại Cu trong môi trường bùn thải là 231,98 ppm cao hơn 2,3 lần so với chỉ tiêu cho phép theo QCVN 03:2008/BTNMT, hàm lượng Cr là 51,02 ppm xấp xỉ so với tiêu chuẩn Australia ANZ(1992), hàm lượng Ni là 18,13 ppm thấp hơn so với tiêu chuẩn Australia ANZ(1992) và vẫn nằm trong phạm vi tiêu chuẩn cho phép. Trong 3 kim loại nghiên cứu có mẫu Cu và Cr là ô nhiễm. Các nguồn bùn thải từ các gara xe cho thấy hàm lượng của một số KLN trong đất vượt quá mức cho phép theo QCVN 03:2008/BTNMT và tiêu chuẩn Australia ANZ(1992) đối với đất dân sinh, cho nên không đủ tiêu chuẩn để thải ra môi trường. 2.2 khảo sát khả năng tăng trưởng của cây Phát lộc (Dracaena sanderiana) trong các môi trường bùn thải nghiên cứu Chiều cao, chiều dài rễ và số lượng lá là những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá khả năng thích nghi, tăng trưởng của cây Phát lộc (Dracaena sanderiana) trong môi trường bùn thải. Để xác định khả năng tăng trưởng của cây Phát lộc (Dracaena sanderiana) dưới ảnh hưởng của các kim loại Cu, Cr, Ni theo thời gian tôi tiến hành xác định các chỉ tiêu trên từ ngày 15/01/2011 đến ngày 15/04/2011. Kết quả được thể hiện ở bảng 3.2 Bảng 2.2. Kích thước của cây Phát lộc (Dracaena sanderiana) sau thời gian nghiên cứu Nồng độ Môi trường 50% (cm) Môi trường 70% (cm) Môi trường 100% (cm) Giá trị trung bình (cm) Ban đầu 45,3 ± 0,15 45,3 ± 0,15 45,3 ± 0,15 45,3 ± 0,15 Thí nghiệm 59,1 ± 1,46 52,5 ± 1,42 49,6 ± 1,01 53,7 ± 1,29 . -1- MỞ ĐẦU Ngày nay cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật đã đem lại nhiều lợi ích về kinh tế cho con người, không ai. ứng dụng thực vật xử lí ô nhiễm KLN trong môi trường đã được nhiều thành tựu khoa học và thực tiễn. Họ đã thống kê khoảng 400 loại cây có khả năng siêu tích