Nghiên cứu khả năng cố định kim loại nặng của than sinh học trên đất bạc màu trồng rau

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ĐOÀN THU HÒA Tên đề tài: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CỐ ĐỊNH KIM LOẠI NẶNG CỦA THAN SINH HỌC TRÊN ĐẤT BẠC MÀU TRỒNG RAU KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Lớp : K9 - LTKHMT Khoa : Môi Trường Khoá học : 2013 – 2014 Giảng viên hướng dẫn: ThS Trần Viết Cường ThS Trương Thị Ánh Tuyết Thái Nguyên, năm 2014 LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy ThS Trần Viết Cường, cán Bộ môn Môi Trường Nông Thôn, Viện Môi Trường Nông Nghiệp người thầy đã hướng dẫn, dạy bảo, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành tốt khóa luận Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô ThS Trương Thị Ánh Tuyết, giảng viên khoa Môi Trường, Trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên người quan tâm, giúp đỡ tận tình hướng dẫn em suốt trình thực khóa luận tốt nghiệp Em xin gửi lời cảm ơn tới cô, chú, anh, chị Bộ môn Môi trường Nông thôn Trung tâm Phân tích Chuyển giao Công nghệ Môi trường - Viện Môi Trường Nông Nghiệp, tạo điều kiện để em thực tốt khóa luận Em xin bày tỏ lòng kính trọng biết ơn chân thành đến thầy cô giáo Trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên nói chung khoa Môi Trường nói riêng truyền đạt cung cấp kiến thức cho em suốt thời gian vừa qua Em xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân bạn bè ủng hộ, động viên giúp đỡ em thời gian vừa qua Thái Nguyên, tháng 09 năm 2014 Sinh viên thực Đoàn Thu Hoà DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 2.1: TSH làm từ gỗ phong, rơm, cỏ switchgrass, bã mía 15 Hình 3.1 Mô hình nhiệt phân gián tiếp 23 Hình 4.1: Biểu đồ thể giá trị pH H2O pH KCl vật liệu thí nghiệm 30 Hình 4.2: Biểu đồ thể giá trị CEC vật liệu thí nghiệm 31 Hình 4.3: Biểu đồ thể giá trị cation dễ tiêu vật liệu 32 thí nghiệm 32 Hình 4.4: Đồ thị trọng lượng tươi công thức TSH 34 Hình 4.5: Đồ thị trọng lượng khô công thức TSH 35 Hình 4.6: Đồ thị chiều cao công thức TSH 36 Hình 4.7: Đồ thị diện tích công thức TSH 38 Hình 4.8: Đồ thị kim loại nặng tổng số rau 39 Hình 4.9: Hàm lượng kim loại đất sau thí nghiệm 41 DANH MỤC CÁC BẢNG TRONG KHOÁ LUẬN Bảng 2.1: Hàm lượng KLN tầng đất mặt số loại đất Việt Nam 10 Bảng 2.2: Hàm lượng kim loại nặng ba nhóm đất chủ yếu Việt Nam 10 Bảng 3.1: Tỉ lệ phối trộn vật liệu nồng độ gây nhiễm KLN 26 Bảng 3.2: Lượng phân NPK bón cho rau muống 27 Bảng 4.1: Một số tính chất hóa lý vật liệu 29 Bảng 4.2: Hàm lượng kim loại nặng tổng số đất trước thí nghiệm trồng rau 32 Bảng 4.3: Trọng lượng tươi công thức TSH 33 Bảng 4.4: Trọng lượng khô công thức TSH 35 Bảng 4.5: Chiều cao công thức TSH 36 Bảng 4.6: Diện tích công thức TSH 37 Bảng 4.7: Hàm lượng KLN rau 39 Bảng 4.8: Hàm lượng kim loại nặng đất sau thí nghiệm trồng rau 40 DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT AAS Phương pháp phân tích phổ hấp phụ nguyên tử BC Black Carbon CEC Dung tích trao đổi cation đất FAO Tổ chức Lương Thực Nông Nghiệp Liên Hợp Quốc KLN Kim loại nặng PAH Polycyclic aromatic hydrocarbons PCP Phencyclidine SD Độ lệch chuẩn TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TSH Than sinh học MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Mục đích nghiên cứu 1.4 Ý nghĩa đề tài PHẦN TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan đất bạc màu 2.1.1 Sự hình thành phân bố đất bạc màu 2.1.2 Tính chất đất bạc màu 2.1.3 Các biện pháp cải tạo đất bạc màu 2.2 Tổng quan ô nhiễm kim loại nặng đất 2.2.1 Khái niệm kim loại nặng đất bị ô nhiễm KLN 2.2.2 Các dạng tồn KLN đất 2.2.3 Hiện trạng ô nhiễm KLN đất Việt Nam 2.2.4 Tác động KLN tới môi trường 12 2.2.5 Một số phương pháp xử lý đất ô nhiễm kim loại nặng 12 2.3 Than sinh học 15 2.3.1 Khái niệm than sinh học 15 2.3.2 Đặc tính TSH 15 2.3.3 Lợi ích TSH nông nghiệp 16 PHẦN 22 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 3.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 22 3.2 Địa điểm thời gian tiến hành 22 3.3 Nội dung nghiên cứu 22 3.4 Phương pháp nghiên cứu 22 3.4.1 Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp 22 3.4.2 Phương pháp thực nghiệm 22 3.4.3 Bố trí thí nghiệm trồng rau muống nhà lưới 26 3.4.4 Phương pháp lấy mẫu xử lý mẫu 27 3.4.5 Phương pháp phân tích tiêu phân tích 28 3.4.6 Phương pháp xử lý số liệu 28 PHẦN 29 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 29 4.1 Kết phân tích tiêu lý hoá vật liệu 29 4.2 Ảnh hưởng TSH đến sinh trưởng suất rau muống 33 4.3 Khả cố định kim loại nặng than sinh học đất bạc màu 38 PHẦN 42 KẾT LUẬN, ĐỀ NGHỊ 42 5.1 Kết luận 42 5.2 Đề nghị: 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 PHỤ LỤC 46 PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Rau loại thực phẩm cần thiết cho người Không loại thực phẩm thay vị trí quan trọng rau phần ăn hàng ngày Trong năm gần nhu cầu rau ngày tăng, người sản xuất không ngừng nâng cao suất nhờ áp dụng tiến khoa học phân bón, thuốc trừ dịch hại, chất điều tiết sinh trưởng bên cạnh việc áp dụng giống thâm canh tăng vụ Các hợp chất hoá học nguyên nhân làm ô nhiễm nguồn đất từ trực tiếp hay gián tiếp tác động xấu đến người thông qua ăn uống Chính người tiêu dùng lo ngại quan tâm nhiều đến vấn đề an toàn thực phẩm đặc biệt tích luỹ kim loại nặng rau Ô nhiễm kim loại nặng yếu tố cản trở lớn việc lựa chọn vùng đất để sản xuất rau an toàn Việc ô nhiễm yếu tố kim loại nặng như: Chì, cadimi, asen, thuỷ ngân, đồng, kẽm… đất nguyên nhân dẫn tới dư lượng kim loại nặng vượt mức cho phép sản phẩm rau Phần lớn đất nông nghiệp nước ta đất bạc màu với đặc tính chua, nghèo kiệt chất dinh dưỡng, dung tích hấp thu thấp, thường khô hạn chai cứng, đất lại dễ bị tác động trình rửa trôi, xói mòn… Do đó, đất bạc màu cần thiết phải cải tạo Việt nam nước nông nghiệp, với 70% dân số sinh sống nông thôn, 48% trực tiếp sản xuất nông nghiệp Diện tích đất nông nghiệp 26 triệu ha, tổng diện tích gieo trồng lúa năm đạt khoảng 7,6 triệu Hàng năm sản xuất vụ lúa, xuất gạo đứng top giới, sản xuất lượng lớn gạo cho ăn uống xuất tạo lượng phụ phẩm lớn Bên cạnh đó, thói quen sử dụng phụ phẩm người dân thay đổi dẫn đến dư thừa lượng lớn, tình trạng phân hủy chất hữu gây ô nhiễm nguồn nước, tạo khí CH4 ô nhiễm không khí, chất hữu làm rửa trôi photpho môi trường đất Một số vùng dân cư nông thôn xem việc đốt phụ phẩm biện pháp giảm thiểu dư thừa phụ phẩm nông nghiệp Tuy nhiên, hoạt động có số hạn chế gây ô nhiễm khói bụi, bệnh hô hấp gia tăng khí nhà kính khí Than sinh học (TSH) thuật ngữ dùng để bon đen (black carbon) hay có tên gọi biochar tạo từ trình nhiệt phân vật liệu hữu môi trường ôxy nghèo ôxy để không xảy phản ứng cháy Không phải ngẫu nhiên mà than sinh học nhà khoa học ví “vàng đen” ngành nông nghiệp Sự đề cao xuất phát từ đặc tính ưu việt than sinh học việc cải thiện chất lượng đất tăng suất trồng, bon than sinh học trạng thái khó phân hủy môi trường đất nên bón than sinh học giải pháp cô lập bon đất, giảm phát thải khí nhà kính Ngoài than sinh học sử dụng để xử lý ô nhiễm môi trường đất môi trường nước tác nhân như: kim loại nặng, thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, với khả cố định kim loại nặng đất, than sinh học hạn chế khả hút thu trồng Nguồn nguyên liệu phụ phẩm từ canh tác lúa dồi rơm rạ, trấu, sẵn có khu vực nông thôn giá thành rẻ quy trình sản xuất đơn giản Việc sử dụng than sinh học để cải tạo môi trường đất biết đến giải pháp thân thiện với môi trường Hiện nay, nghiên cứu ứng dụng than sinh học canh tác nông nghiệp ứng dụng chúng việc xử lý đất có vấn đề Việt Nam hạn chế, để làm sáng tỏ tác dụng than sinh học sản xuất từ phụ phẩm lúa đất ô nhiễm kim loại nặng lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu khả cố định kim loại nặng than sinh học đất bạc màu trồng rau” để có nhìn rộng sâu tác dụng TSH khả cố định kim loại nặng đất, cung cấp sở khoa học cho việc ứng dụng TSH nhằm cải tạo đất bạc màu cải tạo ô nhiễm môi trường đất 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Xác định hiệu TSH việc cố định kim loại nặng đất bạc màu trồng rau 1.3 Mục đích nghiên cứu - Xác định số tính chất vật lý, hoá học TSH - Xác định ảnh hưởng TSH đến sinh trưởng suất trồng - Xác định hàm lượng kim loại nặng tích luỹ rau kim loại nặng lại đất công thức bón TSH với tỉ lệ khác sau thí nghiệm 1.4 Ý nghĩa đề tài - Ý nghĩa học tập nghiên cứu khoa học Cung cấp sở khoa học để đánh giá khả cố định kim loại nặng đất bạc màu trồng rau Tạo sở ứng dụng TSH nông nghiệp để cải tạo đất xử lý ô nhiễm môi trường đất - Ý nghĩa thực tiễn sản xuất TSH sản xuất từ phụ phẩm nông nghiệp giúp người nông dân tận dụng nguồn phụ phẩm thu nguồn hữu vô lớn đồng thời tránh gây ô nhiễm môi trường Do việc sử dụng TSH làm phân bón cải tạo đất, xử lý kim loại nặng đáp ứng yêu cầu mặt kinh tế môi trường Khuyến cáo nông dân sử dụng TSH hợp lý cho số loại đất để đảm bảo suất bảo vệ môi trường 34 Trọng lượng tươi g/cây 7,000 6,000 5,000 4,000 Cu 3,000 Pb 2,000 Zn 1,000 ,000 0% TSH 1% TSH 5% TSH 10% TSH Hình 4.4: Đồ thị trọng lượng tươi công thức TSH Số liệu bảng 4.3 cho thấy: - Đối với Cu: Trọng lượng tươi có xu hướng tăng dần với tăng hàm lượng TSH bón vào đất, dao động từ 4,51 g/cây đến 4,70 g/cây, theo kết thống kê sai khác đáng kể mức xác suất 5% - Đối với Pb: Trọng lượng tươi có xu hướng tăng với hàm lượng TSH bón vào đất từ 4,70 g/cây lên 6,14 g/cây Theo kết thống kê mức bón 1% TSH 0% TSH sai khác đáng kể, nhiên mức bón 5% TSH trọng lượng tươi có sai khác so với mức bón 1% TSHvà 0% TSH mức xác suất 5% - Đối với Zn: Cũng giống kim loại Cu Pb trọng lượng tươi công thức kim loại Zn có xu hướng tăng tăng hàm lượng TSH bón vào đất từ 4,17 g/cây đến 5,42 g/cây Theo kết thống kê mức bón 0% 1% TSH trọng lượng tươi sai khác đáng kể, mức bón 1% 5% TSH trọng lượng tươi sai khác đáng kể, mức bón 0% 5% TSH trọng lượng tươi có sai khác mức xác suất 5% 35 Trọng lượng khô Bảng 4.4: Trọng lượng khô công thức TSH Đơn vị: (g/cây) Công thức Công thức Công thức Ký hiệu gây nhiễm gây nhiễm TT SD SD gây nhiễm SD mẫu Cu Pb Zn 0% TSH 0,66 ±0,11 0,58 ±0,05 1,12 ±0,11 1% TSH 0,61 ±0,17 0,64 ±0,09 0,80 ±0,02 5% TSH LSD 5% 0,59 ±0,03 0,58 ±0,03 1,30 ±0,23 0,32 0,15 0,28 Trọng lượng khô g/cây 1,800 1,600 1,400 1,200 1,000 Cu ,800 Pb ,600 Zn ,400 ,200 ,000 0% TSH 1% TSH 5% TSH 10% TSH Hình 4.5: Đồ thị trọng lượng khô công thức TSH Qua số liệu bảng 4.4 cho thấy: - Đối với Cu: Trọng lượng khô có xu hướng giảm dần tăng hàm lượng TSH bón vào đất từ 0,66 g/cây giảm xuống 0,59 g/cây Theo kết thống kê sai khác đáng kể mức xác suất 5% - Đối với Pb: Trọng lượng khô mức bón 0% TSH 0,58 g/cây, mức bón 1% TSH trọng lượng khô tăng lên 0,64 g/cây mức bón 5% TSH 36 trọng lượng khô lại giảm xuống 0,58 g/cây Nhưng theo kết thống kê công thức 0%, 1% 5% TSH sai khác đáng kể mức xác suất 5% - Đối với Zn: Trọng lượng khô có xu hướng tăng dần với hàm lượng TSH bón vào đất từ 1,12 g/cây đến 1,30 g/cây Theo kết thống kê công thức 1% TSH 5% TSH sai khác đáng kể, mức bón 1% TSH có sai khác so với mức bón 0% 5% TSH mức xác suất 5% Chiều cao Bảng 4.5: Chiều cao công thức TSH Đơn vị: cm Công Ký hiệu thức gây TT nhiễm mẫu Cu SD Công thức gây nhiễm Pb SD Công thức gây nhiễm Zn SD 0% TSH 36,13 ±9,19 41,30 ±9,96 14,43 ±3,52 1% TSH 40,47 ±12,53 33,73 ±8,80 25,57 ±6,92 5% TSH 48,47 ±3,35 55,37 ±3,01 17,40 ±2,76 LSD 5% 25,41 15,19 11,33 Chiều cao cm 70,000 60,000 50,000 40,000 Cu 30,000 Pb 20,000 Zn 10,000 ,000 0% TSH 1% TSH 5% TSH 10% TSH Hình 4.6: Đồ thị chiều cao công thức TSH 37 Số liệu bảng 4.5 cho thấy: - Đối với Cu: Chiều cao có xu hướng tăng dần với hàm lượng TSH từ 36,13 cm đến 48,47cm Theo kết thống kê sai khác đáng kể mức xác suất 5% - Đối với Pb: Chiều cao có xu hướng tăng dần với hàm lượng TSH từ 41,30 cm đến 55,37 cm Theo kết thống kê mức bón 0% TSH 1% TSH sai khác, mức bón 0% 1% TSH chiều cao có sai khác mức xác suất 5% - Đối với Zn: Chiều cao có xu hướng tăng với hàm lượng TSH từ 14,43 cm đến 17,40 cm Theo kết thống kê sai khác đáng kể mức xác suất 5% Diện tích Bảng 4.6: Diện tích công thức TSH Đơn vị: cm2/cây Công thức Công thức Công thức Ký hiệu TT gây nhiễm SD gây nhiễm SD gây nhiễm SD mẫu Cu Pb Zn 0% TSH 64,03 ±13,74 104,77 ±45,26 21,91 ±6,19 1% TSH 76,35 ±17,13 85,37 ±8,03 38,10 ±5,40 5% TSH 77,16 ±33,91 83,03 ±33,08 55,48 ±3,89 LSD 5% 58,71 54,73 3,63 38 Diện tích cm2/cây 140,000 120,000 100,000 80,000 Cu Pb 60,000 Zn 40,000 20,000 ,000 0% TSH 1% TSH 5% TSH 10% TSH Hình 4.7: Đồ thị diện tích công thức TSH Số liệu bảng 4.6 cho thấy: - Đối với Cu: Diện tích có xu hướng tăng dần với hàm lượng TSH bón vào từ 64,03 cm2/cây đến 77,16 cm2/cây Nhưng theo kết thống kết thống kê sai khác đáng kể mức xác suất 5% - Đối với Pb: Diện tích có xu hướng giảm dần với hàm lượng TSH bón vào từ 104,77 cm2/cây đến 83,03 cm2/cây Nhưng theo kết thống kết thống kê sai khác đáng kể mức xác suất 5% - Đối với Zn: Diện tích có xu hướng tăng dần với hàm lượng TSH bón vào từ 21,91 cm2/cây đến 55,48 cm2/cây Theo kết thống kê mức bón 0%, 1%, 5% TSH diện tích có sai khác mức xác suất 5% Các tiêu sinh trưởng của rau muống: trọng lượng tươi (đối với Pb Zn), trọng lượng khô (đối với Zn), chiều cao (đối với Pb), diện tích (đối với Zn) tăng tăng hàm lượng TSH bón vào đất Điều cho thấy TSH làm tăng tiêu sinh trưởng phát triển suất trồng 4.3 Khả cố định kim loại nặng than sinh học đất bạc màu 39 Bảng 4.7: Hàm lượng KLN rau Đơn vị: mg/kg Công thức TT Ký hiệu mẫu gây nhiễm 0% TSH 1% TSH 5% TSH LSD 5% 46,37 29,14 22,39 2,59 mg/kg SD Cu ±2,17 ±1,27 ±1,70 Công thức gây nhiễm Pb 10,55 6,45 1,50 1,96 SD ±1,01 ±0,66 ±0,37 Công thức gây nhiễm Zn 125,65 108,37 80,27 11,54 SD ±3,70 ±4,10 ±5,84 Hàm lượng KLN tổng số rau 140,000 120,000 100,000 80,000 Cu Pb 60,000 Zn 40,000 20,000 ,000 0% TSH 1% TSH 5% TSH 10% TSH Hình 4.8: Đồ thị kim loại nặng tổng số rau - Đối với Cu: Hàm lượng Cu rau có xu hướng giảm dần tăng lượng bón TSH từ 46,37 mg/kg xuống 22,39 mg/kg Theo kết thống kê hàm lượng Cu mức bón 0%, 1% 5% TSH có sai khác đáng kể mức xác suất 5% 40 - Đối với Pb: Hàm lượng Pb rau có xu hướng giảm dần tăng lượng bón TSH từ 10,55 mg/kg xuống 1,50 mg/kg Theo kết thống kê hàm lượng Pb mức bón 0%, 1% 5% TSH có sai khác đáng kể mức xác suất 5% - Đối với Zn: Hàm lượng Zn rau có xu hướng giảm tăng hàm lượng TSH từ 125,65 mg/kg giảm xuống 80,27 mg/kg Theo kết thống kê hàm lượng Zn mức bón 0%, 1% 5% TSH có sai khác đáng kể mức xác suất 5% So với mẫu đối chứng hàm lượng kim loại giảm 62,8%, 48,3% Cu; 61,2% 14,2% Pb; 86,2% 63,9% Zn tương ứng với mức bón 1%, 5% TSH Từ kết trên, ta kết luận tích luỹ kim loại nặng loại kim loại nặng có chiều hướng giảm tăng tỉ lệ TSH bón bổ sung vào đất Điều chứng tỏ KLN cố định đất Bảng 4.8: Hàm lượng kim loại nặng đất sau thí nghiệm trồng rau Đơn vị: mg/kg TT Ký hiệu mẫu Công thức gây nhiễm Cu SD Công thức gây nhiễm Pb SD Công thức gây nhiễm Zn SD 0% TSH 112,23 ±10,68 216,44 ±3,42 77,24 ±2,27 1% TSH 119,63 ±8,83 222,32 ±8,98 94,21 ±2,76 5% TSH 132,66 ±7,70 223,34 ±2,47 120,59 ±0,99 10% TSH 147,22 ±4,90 225,15 ±3,92 197,55 ±9,17 LSD 5% 8,97 10,50 8,89 41 mg/kg Hàm lượng KLN tổng số đất sau thí nghiệm 250,000 200,000 150,000 Cu 100,000 Pb 50,000 Zn ,000 0% TSH 1% TSH 5% TSH 10% TSH Hình 4.9: Hàm lượng kim loại đất sau thí nghiệm Số liệu bảng 4.8 cho thấy: - Đối với Cu: Hàm lượng Cu đất có xu hướng tăng hàm lượng bón TSH từ 112,23 mg/kg lên 147,22 mg/kg Theo kết thống kê mức bón 0% TSH 1% TSH sai khác Ở mức bón 5% TSH hàm lượng Cu có sai khác với mức bón 0% 1% TSH; với mức bón 10% TSH hàm lượng Cu có sai khác so với mức bón lại mức xác suất 5% - Đối với Pb: Hàm lượng Pb đất có xu hướng tăng hàm lượng bón TSH từ 216,44 mg/kg lên 225,06 mg/kg Theo kết thống kê mức bón 0%, 1%, 5% 10% TSH hàm lượng Pb sai khác đáng kể mức xác suất 5% - Đối với Zn: Hàm lượng Zn đất có xu hướng tăng hàm lượng bón TSH từ 77,24 mg/kg lên 197,55 mg/kg Theo kết thống kê mức bón 0%, 1%, 5% 10% TSH hàm lượng Zn có sai khác đáng kể mức xác suất 5% Như vậy, TSH thí nghiệm có khả cố định KLN Cu, Pb Zn đất, hạn chế hấp thu lên trồng 42 PHẦN KẾT LUẬN, ĐỀ NGHỊ 5.1 Kết luận Than sinh học nghiên cứu vật liệu phù hợp với việc cải tạo đất với đặc tính pH cao (pHH2O = 10,59, pHKCl = 9,95), dung tích hấp thu lớn (CEC = 80,43 cmolc/kg), sức chứa ẩm lớn (82,22%), có chứa nhiều cation kiềm (Ca2+ = 33,62cmolc/kg, Mg2+ = 13,8cmolc/kg, Na2+ = 8,84 cmolc/kg) Các tiêu tỷ lệ thuận với hàm lượng than sinh học bổ sung vào đất bạc màu Các đặc tính bón vào đất có khả cải thiện dinh dưỡng nâng cao số tính chất đất, đặc biệt đất bạc màu Than sinh học có khả Thí nghiệm trồng rau muống cho thấy: Ở tỉ lệ bón TSH 10%, không phù hợp với sinh trưởng phát triển rau muống Các tiêu sinh trưởng suất rau có xu hướng tăng dần với hàm lượng TSH bón vào Trọng lượng tươi rau tăng từ 4,51 g/cây – 4,70 g/cây (đối với Cu), 4,70 g/cây – 6,14 g/cây (đối với Pb), 4,17 g/cây – 5,42 g/cây (đối với Zn) tương ứng với công thức 0% 5% TSH Chiều cao rau có xu hướng tăng, từ 36,13 cm – 48,47 cm (đối với Cu), 41,30 cm - 55,37 cm (đối với Pb), 14,43 cm – 17,40 cm (đối với Zn) Diện tích có xu hướng tăng hàm lượng TSH bón vào, Cu từ 64,03 cm2/cây – 77,16 cm2/cây, Zn diện tích tăng tăng từ 21,91 cm2/cây – 55,48 cm2/cây tương ứng với công thức 0% 5% TSH TSH có khả cố định kim loại nặng hạn chế hấp thu kim loại lên trồng Cụ thể, so với mẫu đối chứng hàm lượng kim loại giảm 62,8%, 48,3% Cu; 61,2% 14,2% Pb; 86,2% 63,9% Zn tương ứng với mức bón 1%, 5% TSH 43 5.2 Đề nghị: Trên sở kết đạt việc đánh giá khả cố định KLN TSH đất bạc màu trồng rau cần xem xét, nghiên cứu sâu hơn, tính chất liên quan tới loại TSH để áp dụng rộng rãi nghiên cứu cải tạo đất xử lý ô nhiễm đất Cung cấp sở khoa học tiềm TSH cải tạo xử lý ô nhiễm đất 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Huy Bá (1997), “Sinh thái môi trường đất”, Nxb Nông nghiệp Hà Nội Nguyễn Văn Bộ, E Mutert, Nguyễn Trọng Thi (1995), “ Một số kết nghiên cứu dinh dưỡng cho lúa lai đất bạc màu” Viện thổ nhưỡng nông hóa Kết nghiên cứu khoa học, Nxb nông nghiệp Nguyễn Xuân Cự, Trần Thị Tuyết Thu (2003), “Bài giảng ô nhiễm đất biện pháp xử lý”, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Trần Viết Cường cộng (2012),” Nghiên cứu sản xuất biochar từ phế thải nông nghiệp vùng đồng sông Cửu Long” Báo cáo tổng kết đề tài Khoa học & Công nghệ cấp Bộ Giáo dục & Đào tạo Trần Viết Cường, Mai Văn Trịnh, Phạm Quang Hà, Nguyễn Mạnh Khải, 2012), “Nghiên cứu ảnh hưởng than sinh học đến suất lúa số tính chất đất bạc màu” Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ 28, Số 4S Huỳnh Trường Giang (2008), “KLN môi trường tác động tới động vật thủy sản”, khoa Thủy Sản, Đại học Cần Thơ Phạm Quang Hà (2004),“Xây dựng chất lượng môi trường đất xám Viêt Nam” Vũ Duy Hoàng, Nguyễn Tất Cảnh, Nguyễn Văn Biên, Nhữ Thị Hồng Linh (2013), “Ảnh hưởng biochar phân bón đến sinh trưởng suất cà chua trồng đất cát” Phạm Văn Khang, Nguyễn Ngọc Minh, Nguyễn Xuân Huân (2004), “Một số nghiên cứu kim loại nặng giới” Tạp chí khoa học đất số 20/2004 10.Lê Văn Khoa, Nguyễn Xuân Cự, Bùi Thị Ngọc Dung, Lê Đức, Trần Khắc Hiệp, Cái Văn Tranh (2000), “Phương pháp phân tích đất nước phân bón trồng”, Nxb Giáo Dục 11.Lê Duy Mỳ (1979), “ Kết nghiên cứu cải tạo đất bạc màu miền bắc Việt Nam”, Nxb Nông nghiệp 45 12 Nguyễn Ngọc Nông (2003), “Hàm lượng nguyên tố vi lượng kim loại nặng số loại đất vùng Đông Bắc Việt Nam” Tạp chí khoa học đất số 18/ 2003 13.Hoàng Xuân Phương (2003), “ Cải tạo đất bạc màu nước phù sa Sông Hồng”, tóm tắt luận án tiến sĩ 14.Trần Công Tấu, Trần Công Khánh Trần Công Tấu, Trần Công Khánh (1998), “Hiện trạng môi trường đất Việt Nam thông qua việc nghiên cứu kim loại nặng” Tạp chí khoa học đất số 10/ 1998 15.Viện Thổ nhưỡng Nông hoá (2001), “Những thông tin loại đất Việt Nam”, Nxb Thế giới 16.http://www.biochar-international.org/technology 46 PHỤ LỤC Một ột số hình ảnh trình ình nghiên cứu c Hình 1: sản xuất than sinh học Hình 2: Đất ất bạc bạ màu Hình 3: TSH từ trấu rơm 47 Hình 4: Thí nghiệm nhà lưới Hình 5: Chụp tính diện tích 48 Hình 6: Công phá mẫu m cường thuỷ Hình 7: Chiết mẫu [...]... cũng cho thấy than sinh học làm từ các vật liệu khác nhau có khả năng hấp thụ kim loại nặng, các chất ô nhiễm hữu cơ như PAHs, thuốc trừ sâu và các chất ô nhiễm khác [4] - Xử lý ô nhiễm kim loại nặng Về xử lý kim loại nặng, nhiều báo cáo đã cho rằng than sinh học có hiệu quả cao trong việc loại bỏ kim loại nặng trong dung dịch và trong đất Hiệu quả của than sinh học được sản xuất từ rơm rạ trên Cu(II),... tương ứng Cây trồng: Cây rau muống 3.2 Địa điểm và thời gian tiến hành - Địa điểm: Viện Môi Trường Nông Nghiệp - Phú Đô - Nam Từ Liêm - Hà Nội - Thời gian tiến hành: Từ tháng 5/2014 đến tháng 8/2014 3.3 Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu các tính chất lý hoá của TSH - Nghiên cứu ảnh hưởng của TSH tới sinh trưởng và năng suất cây trồng - Nghiên cứu khả năng cố định kim loại nặng trong đất bạc màu của TSH 3.4... 2.1 Tổng quan đất bạc màu Đất bạc màu là tên gọi của một loại đất có thành phần cơ giới nhẹ, màu xám nhạt, nhiều cát, nghèo kiệt chất dinh dưỡng, giữ nước kém… Theo phân loại của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc (FAO), đất bạc màu thuộc nhóm Acrisols Đất bạc màu là khái niệm dùng để chỉ loại đất mà trong quá trình phát triển hàm lượng các chất dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng bị giảm... vi sinh vật mong muốn và khả năng dễ tiêu sinh học của các chất 15 ô nhiễm đối với vi sinh vật Sự phân hủy sinh học có thể xảy ra ở cả điều kiện hiếu khí và kỵ khí nhưng nhìn chung điều kiện hiếu khí thường được áp dụng nhiều hơn [3] 2.3 Than sinh học 2.3.1 Khái niệm than sinh học Than sinh học (TSH) còn gọi là Biochar là loại than được sản xuất từ các nguồn sinh khối cây trồng hay rác thải hữu cơ... nặng trong đất 2.2.1 Khái niệm kim loại nặng và đất bị ô nhiễm do KLN Kim loại nặng (KLN) là những kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 3 5g/cm KLN được được chia làm 3 loại: Các kim loại độc (Hg, Cr, Pb, Zn, Cu, Ni, Cd, As, Co, Sn…), những kim loại quý (Pd, Pt, Au, Ag, Ru…), các kim loại phóng xạ (U, Th, Ra, Am,…) [9] Đất bị ô nhiễm KLN là khả năng tích lũy KLN trong đất vượt quá tiêu chuẩn cho phép... nghiên cứu khác cũng chỉ ra bón TSH vào đất thì tăng khả năng giữ ion trong đất và giảm sự rửa trôi của chất hữu cơ hòa tan và các chất dinh dưỡng hữu cơ [4] 18 - TSH cải thiện khả năng giữ nước và ổn định cấu trúc đất TSH không những làm thay đổi đặc tính hóa học đất mà còn ảnh hưởng tính chất lý học đất như khả năng giữ nước của đất Những tác dụng này có thể nâng cao lượng nước dễ tiêu cho cây trồng. .. tiêu ở tầng đất mặt 0 – 20 cm của một số loại đất: đất feralit, đất phù sa, đất xám, đất phèn… đã đưa ra 7 độc tố (Co, Cr, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn) tập trung chủ yếu ở hai loại đất chính ở Việt Nam, trong đó đất feralit có hàm lượng các nguyên tố (trừ Pb) cao nhất (Trần Công Tấu, 1998) [14] 10 Bảng 2.1: Hàm lượng KLN trong tầng đất mặt ở một số loại đất Việt Nam Đơn vị: mg/kg Loại đất Đất Feralit Đất phù sa... đất bạc màu của TSH 3.4 Phương pháp nghiên cứu 3.4.1 Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp - Thu thập tài liệu về đất bạc màu - Ô nhiễm kim loại nặng trong đất - Thu thập tài liệu về than sinh học và đặc tính 3.4.2 Phương pháp thực nghiệm 3.4.2.1 Sản xuất TSH Than sinh học (TSH): Làm từ trấu và rơm rạ (phối trộn theo tỷ lệ 1:5 trọng lượng) 23 a) Nguyên tắc Than sinh học ọc trong thí nghiệm nghi được... các kim loại nặng trong đất Việt Nam đều nằm dưới ngưỡng tiêu chuẩn cho phép TCVN-2002 Tuy nhiên nước thải từ các làng nghề truyền thống, khu công nghiệp và đô thị lớn đã thấy xuất hiện ô nhiễm kim lọai nặng nên cần chú ý đến ô nhiễm đất và có biện pháp đề phòng trên một số địa bàn [7] Bảng 2.2: Hàm lượng kim loại nặng trong ba nhóm đất chủ yếu ở Việt Nam Đơn vị: mg/kg Kim loại Đất phù sa Đất xám Đất. .. Với khả năng này, than sinh học nên được nghiên cứu để ứng dụng vào việc hạn chế rửa trôi dinh dưỡng bề mặt ở các lưu vực và hạn chế ô nhiễm nước ngầm gây ra bởi sự thấm sâu của các hóa chất sử dụng trong nông nghiệp Theo Zhang và cs (2011) [4], về đánh giá ảnh hưởng của than sinh học đến năng suất ngô và khí nhà kính trên đất sét tích vôi nghèo các bon hữu cơ tại Hà Nam, Trung Quốc, thí nghiệm bón than