Thu thập, đánh giá và tuyển chọn các loại cây cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng ở miền núi đông bắc

MỤC LỤC Trang Tóm tắt kết nghiên cứu Summary of research result Phần 1: Đặt vấn đề 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Mục tiêu đề tài 10 Phần 2: Tổng quan tài liệu 11 2.1 Tình hình đất bị ô nhiễm kim loại nặng Thế giới Việt Nam 11 2.1.1 Tình hình đất bị ô nhiễm Thế giới 11 2.1.2 Tình hình đất bị ô nhiễm kim loại nặng Việt Nam 15 2.2 Biện pháp cải tạo đất ô nhiễm kim loại nặng biện pháp sinh học cải tạo đất bị ô nhiễm 18 2.2.1 Biện pháp cải tạo đất ô nhiễm kim loại nặng 18 2.2.2 Biện pháp sinh học cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng 19 Phần 3: Nội dung phương pháp nghiên cứu 25 3.1 Nội dung nghiên cứu 25 3.2 Phương pháp nghiên cứu 25 3.2.1 Thu thập số liệu điều tra khảo sát, lấy mẫu 25 3.2.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm 25 3.2.3 Chỉ tiêu theo dõi phân tích 26 Phần 4: Kết nghiên cứu 27 4.1 Khái quát tình hình ô nhiễm môi trường khu vực nghiên cứu 27 4.1.1 Khái quát tình hình ô nhiễm môi trường nói chung 27 4.1.2 Khái quát tình hình đất bị ô nhiễm kim loại nặng 27 4.2 Điều tra, thu thập có khả cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng 30 4.2.1 Đặc điểm thực vật học thu thập 30 4.2.2 Khả hút kim loại nặng thu thập 40 4.3 Tuyển chọn trồng bảo tồn tập đoàn tối ưu 50 Phần 5: Kết luận đề nghị 53 5.1 Kết luận 53 5.1.1 Thực trạng đất bị ô nhiễm kim loại nặng khu vực nghiên cứu 53 5.1.2 Điều tra, thu thập có khả cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng 53 5.1.3 Đánh giá khả thu hút Pb As Dương xỉ Đơn buốt 53 5.1.4 Trồng bảo tồn tập đoàn tối ưu Trường Đại học Nông Lâm 54 5.2 Đề nghị 54 Tài liệu tham khảo 55 TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ THÔNG TIN CHUNG Tên đề tài: Thu thập, đánh giá tuyển chọn loại cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng miền núi Đông Bắc Mã số: B2009-TN03-01 Chủ nhiệm đề tài: GS.TS Nguyễn Thế Đặng Điện thoại: 0280 3654649 Cơ quan chủ trì đề tài: Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên Cơ quan cá nhân phối hợp thực hiện: - Cơ quan: Sở NN PTNT tỉnh thuộc Đông Bắc Việt Nam; Viện Khoa học sống, Đại học Thái Nguyên - Cá nhân: ThS Lương Thị Thúy Vân – Trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên ThS Dương Thị Thanh Hà – Khoa TN&MT, Trường ĐHNL TN ThS Nông Thị Thu Huyền - Khoa TN&MT, Trường ĐHNL TN Thời gian thực hiện: Từ tháng 01 năm 2009 đến tháng 12 năm 2010 MỤC TIÊU - Thu thập, đánh giá tuyển chọn tập đoàn có khả cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng miền núi Đông Bắc Việt Nam - Bảo tồn tập đoàn tối ưu Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên NỘI DUNG CHÍNH - Điều tra, thu thập loại có khả cải tạo đất bị ô nhiễm tỉnh vùng Đông Bắc Việt Nam - Đánh giá khả thu hút kim loại nặng loại thu thập - Tuyển chọn trồng bảo tồn tập đoàn tối ưu Trường Đại học Nông Lâm KẾT QUẢ CHÍNH ĐẠT ĐƯỢC 4.1 Sản phẩm khoa học 4.1.1 Thực trạng đất bị ô nhiễm kim loại nặng khu vực nghiên cứu Mức độ ô nhiễm kim loại nặng đất khu vực tăng nhanh có xu hướng khó kiểm soát, cụ thể: Tất vùng đất bãi thải khai thác than, chì, titan, thiếc; vùng đất gần đường giao thông, gần bãi thải đô thị…đều có hàm lượng Pb, Cd As tích lũy đất cao vượt ngưỡng cho phép, chí có chỗ đất vượt nhiều lần 4.1.2 Điều tra, thu thập có khả cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng - Đã điều tra thu thập 32 loại để phân tích khảo sát Cuối chọn 10 loại có triển vọng thu hút kim loại nặng, Keo chàm, Keo tai tượng, cỏ Lau, cỏ Vetiver, Dương xỉ, Ngải dại, Mua, cỏ Mần trầu, Đơn buốt Thơm ổi - Hai gỗ lâu năm Keo tràm Keo tai tượng triển vọng tốt sử dụng để cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng tính an toàn sản phẩm sau xử lý đất - Cả 10 loại có khả hút Pb, Cd As, nhiên chúng xắp xếp tương đối sau: Nhóm có khả thu hút Pb cao là: Lau – Vetiver – Thơm ổi – Đơn buốt – Dương xỉ - Keo chàm Nhóm có khả thu hút Cd cao là: Vetiver – Keo tai trượng – Keo chàm - Đơn buốt – Mua – Lau – Dương xỉ Nhóm có khả thu hút As cao là: Thơm ổi - Lau – Vetiver – Dương xỉ – Keo chàm – Ngải dại – Mần trầu 4.1.3 Đánh giá khả thu hút Pb As Dương xỉ Đơn buốt - Cây Dương xỉ hút Pb tốt chúng sinh trưởng bình thường môi trường 3.000 ppmPb Dương xỉ có khả hút As tốt, nhiên bị sinh trưởng ô nhiễm 500 ppm As - Cây Đơn buốt hút Pb As Dương xỉ, chúng sinh trưởng tốt môi trường ô nhiễm đến 500 ppm Khi nồng độ cao hơn, bắt đầu ảnh hưởng đến sinh trưởng 4.1.4 Trồng bảo tồn tập đoàn tối ưu Trường Đại học Nông Lâm Đã tuyển chọn trồng bảo tồn 10 loại có khả tối ưu hút kim loại nặng đất Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên Tất tập đoàn sinh trưởng tốt Đây mô hình tốt cho học tập sinh viên ngành môi trường sở cho nghiên cứu ứng dụng 4.2 Sản phẩm đào tạo thông tin - Đã đào tạo 04 cử nhân - Đăng 01 báo tạp chí quốc gia (Khoa học đất) 4.3 Sản phẩm ứng dụng Báo cáo tổng kết đề tài tài liệu tốt phục vụ giảng dạy nghiên cứu Tập đoàn cải tạo đất ô nhiễm kim loại nặng tư liệu tốt cho nghiên cứu kỹ thuật ứng dụng vào thực tiễn SUMMARY OF RESEARCH RESULT OF SCIENCE AND TECHNOLOGY PROJECT AT MINISTRY LEVEL - GENERAL INFORMATION Project title: Collection, evaluation and selection the plants to be omproved the polluted soil by heavy metals in the Northeast mountainous region of Vietnam Code number: B2009-TN03-01 Head of project: Prof.Dr Nguyen The Dang Tel: 0280 3654649 Coordinator: Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry Implementing institutions and people: - Institutions: Departments of Agriculture and Rural Development of North Eastern Province of Vietnam Institute of Life Sciences, Thai Nguyen University - Participants: MSc Luong Thi Thuy Van – Thai Nguyen University of Education MSc Duong Thi Thanh Ha – Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry MSc Nong Thi Thu Huyen – Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry Duration: Jan 2009 - Dec 2010 OBJECTIVES - Collecting, assessing and selecting plants to be improved the polluted soil by heavy metals in the Northeast mountainous region of Vietnam - Conservation the optimal plants in Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry MAIN CONTENTS - Surveying and collecting the plants which can be improved contamination soil in the northeastern province of Vietnam - Assessing the heavy metals absorbability of collected plants - Selecting and planting the optimal plants in Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry MAIN OBTAINED RESULTS 4.1 Science Products 4.1.1 Current situation of polluted soil by heavy metals in study area Pollution levels of heavy metals in soils of the area increased rapidly and tend to be difficult to control All the landfills from mining coal, lead, titanium, tin, and other areas near the roads, landfills from urban have high content of Pb, Cd and As in soil and exceed a certain level, even some area has surpassed many times 4.1.2 Surveying and collecting the plants which can be improved contamination soil - 32 plants were surveyed and collected for analysis Finally selected 10 promising plants to attract heavy metals, such as Acacia melaleuca, Acacia mangium, Cans grass, Vetiver grass, Ferns, Conyza, Melastomate, Eleusin indica, Biden pilosa, and Pineapple guava - The Acacia Melaleuca and Acacia mangium are good prospects for improving soil of contaminated heavy metals because of the safety of the product after handling soil - All of 10 plants species can absorb Pb, Cd and As, but they are relatively arranged as follows: Groups capable of attracting high Pb: Cans grass - Vetiver - Pineapple guava - Biden pilosa - Ferns - Acacia melaleuca Groups capable of attracting high Cd: Vetiver - Acacia mangium - Acacia melaleuca - Biden pilosa - Melastomate - Cans grass - Fern Groups capable of attracting high As: Pineapple guava - Cans grass - Vetiver - Fern - Acacia mangium - Conyza - Eleusin indica 4.1.3 Assessing the ability to attract Pb and As of Ferns and Biden pilosa - Ferns absorb Pb very good and they can grow normally in soil with 3,000ppmPb Ferns also absorb As well, although growth was less than 500 ppm as As contamination - Biden pilosa absorb Pb and As less Ferns, grows well in soil pollution to 500 ppm When higher concentrations, which began affecting plant growth 4.1.4 Selecting and planting the optimal plants in Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry 10 plants species that absorb optimize heavy metals in soil were selected and planted at the Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry All the plants species were growing good This is a good model for practice of student and is the basis for subsequent applied research 4.2 Training results and information - Trained 04 bachelors - Added 01 article in National Journal (Soil Science) 4.3 Applied products Summary report on the subject is good material for teaching and research Group of plants species for improving soil heavy metal pollution is a good material for technical research to practical applications Phần ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Tính cấp thiết đề tài Mỗi năm, Thế giới có khoảng 25 tỉ đất mặt bị rửa trôi, khoảng tỷ đất canh tác đất trồng giới bị suy thoái bị người sử dụng thiếu khoa học quy hoạch Trong đó, vấn đề ô nhiễm kim loại nặng đất ngày đáng quan tâm ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường đất, nước, sức khoẻ người trồng Đất bị ô nhiễm kim loại nặng người ta sử dụng loại hóa chất nông nghiệp thải vào môi trường đất chất thải đa dạng khác Quá trình công nghiệp hóa, đại hóa đồng nghĩa với việc gia tăng việc phát thải vào môi trường tự nhiên chất độc hại với sức khỏe người hệ sinh thái khác Các hoạt động khai thác khoáng sản bao gồm than đá, quặng chì, quặng thiếc… làm cho môi trường nước, môi trường đất bị ô nhiễm nghiêm trọng bới chất độc hại như: As, Pb, Cd, Zn… xu hướng ô nhiễm có chiều hướng ngày tăng biện pháp xử lý triệt để Để xử lý đất ô nhiễm người ta thường sử dụng phương pháp truyền thống rửa đất, cố định chất ô nhiễm hoá học vật lý, xử lý nhiệt, trao đổi ion, ôxi hoá khử chất ô nhiễm, đào đất bị ô nhiễm để chuyển đến nơi chôn lấp thích hợp Hầu hết phương pháp tốn kinh phí, giới hạn kỹ thuật hạn chế diện tích… Gần đây, nhờ hiểu biết chế hấp thụ, chuyển hoá, chống chịu loại bỏ kim loại nặng số loài thực vật, người ta bắt đầu ý đến khả sử dụng thực vật để xử lý môi trường công nghệ môi trường đặc biệt Khả làm môi trường thực vật ghi chép từ kỷ XVIII đến cuối kỷ XX, phương pháp nhắc đến công nghệ tân tiến dùng để xử lý môi trường đất nước bị ô nhiễm kim loại, hợp chất hữu cơ, thuốc súng chất phóng xạ Thực vật có nhiều phản ứng khác có mặt ion kim loại môi trường Hầu hết, loài thực vật nhạy cảm với có mặt ion kim loại, chí nống độ thấp Tuy nhiên, có số loài thực vật khả sống môi trường bị ô nhiễm kim loại độc hại mà có khả hấp thụ tách kim loại phận khác chúng (Barcelos J., and C Poschenrieder, 2003) Ngày nay, người ta chưa biết rõ chế hoạt động loài thực vật hấp thụ kim loại Nhưng nhà khoa học hướng đến việc sử dụng đặc điểm để cải tạo môi trường sống, môi trường tự nhiên bị ô nhiễm nghiêm trọng Đất đai bị ô nhiễm ngày nhiều, đòi hỏi phải tìm biện pháp hiệu rẻ để cải tạo Biện pháp sử dụng thực vật để cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng nhà khoa học môi trường quan tâm Tuy nhiên, đặc tính sinh học mà vùng khác có loại thực vật khác chức thu hút kim loại nặng Mặt khác, cần phải xác định loại cây, nguồn khả cải tạo để tiến hành bước thí nghiệm nhân rộng thực tiễn nhiệm vụ quan trọng Xuất phát từ vấn đề thực tế trên, khuôn khổ đề tài cấp Bộ, tiến hành thực đề tài: Thu thập, đánh giá tuyển chọn loại cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng miền núi Đông Bắc 1.2 Mục tiêu đề tài - Thu thập, đánh giá tuyển chọn tập đoàn có khả cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng miền núi Đông Bắc Việt Nam - Bảo tồn tập đoàn tối ưu Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên 10 Bảng 4.15: Hàm lượng kim loại nặng đất mọc đất ĐVT: mg/kg Tên mẫu Pb Cd Đất Cây Keo tràm 219,98 64,50 0,293 11,23 3,90 0,347 28,57 9,50 0,330 Keo tai tượng 367,08 74,65 0,200 16,48 5,96 0,360 2,56 0,290 Lau 149,50 53,06 0,350 9,61 3,09 0,320 30,35 11,03 0,360 Vetiver 159,74 56,20 0,350 2,11 0,77 0,360 33,30 12,01 0,360 Dương xỉ HF* Đất Cây As HF* Đất 8,70 1.340,90 398,91 0,298 59,44 18,16 0,310 24,78 Cây HF* 8,74 0,339 Ngải dại 296,55 44,78 0,150 1,20 0,12 0,100 3,87 1,23 0,320 Mua 157,08 39,40 0,250 6,48 2,18 0,340 8,12 2,08 0,260 Mần trầu 433,49 43,80 0,100 49,16 8,15 0,170 11,68 3,79 0,324 Đơn buốt 102,31 30,89 0,300 8,88 2,98 0,340 41,61 11,01 0,260 Thơm ổi 197,08 67,96 0,340 7,68 1,74 0,230 11,03 4,32 0,390 Ghi chú: *HF: Hệ số tích lũy sinh học – Bioaccumulation Factor (HF tính số lượng KLN hút hàm lượng KLN đất) + Nhóm có khả hút Cd thấp là: Thơm ổi – Mần trầu – Ngải dại - Khả thu hút As: + Nhóm có khả thu hút As cao xếp thứ tự: Thơm ổi - Lau – Vetiver – Dương xỉ – Keo chàm – Ngải dại – Mần trầu + Nhóm có khả hút As thấp là: Keo tai tượng – Mua – Đơn buốt Sự xắp xếp tương đối, thực tế chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố khác hàm lượng kim loại nặng đất (như loại đất, độ ẩm, pH, hay số tính chất độ phì khác…) Tuy nhiên, thấy xu hướng tiềm loại việc thu hút kim loại nặng Từ định hướng sử dụng cho cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng khu vực 43 4.2.2.2 Đánh giá khả hút kim loại nặng trong điều kiện thí nghiệm Trên sở số liệu điều tra đánh giá, phân tích khuôn khổ kinh phí cho phép, tiến hành thí nghiệm hút Pb As điều kiện chậu vại cho hai loại phổ biến Dương xỉ Đơn buốt Kết nghiên cứu khả hút Pb As Dương xỉ: - Năng suất Dương xỉ: Số liệu bảng 4.16 cho thấy suất thân lá, rễ Dương xỉ mức Pb khác có sai khác không lớn Công thức Pb tăng suất có xu hướng giảm thân lá, rễ Khi theo dõi thí nghiệm, đất nhiễm Pb mức 3.000 ppm Dương xỉ sinh trưởng được, nhiên bắt đầu biểu khô nhiều đầu Bảng 4.16: Năng suất Dương xỉ mức Pb khác ĐVT: g/khóm Công thức Thân Rễ Tổng Tươi Khô Tươi Khô Tươi Khô 1: ppm 49,49 12,01 29,46 7,87 78,95 19,88 2: 500 ppm 46,00 11,23 27,16 7,29 73,16 18,52 3: 1.500 ppm 44,76 10,96 26,34 7,11 71,10 18,07 4: 3.000 ppm 43,32 10,27 25,39 6,89 68,71 17,16 Với thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ As khác đến sinh trưởng suất chất xanh Dương xỉ, số liệu bảng 4.17 cho nhận xét: Năng suất thân lá, rễ Dương xỉ mức As khác có sai khác rõ rệt Mức nhiễm As tăng suất giảm rõ rệt thân lá, rễ Đặc biệt, mức 3.000 ppm Dương xỉ bị chết khô Ngược lại mức 500 ppm Dương xỉ lại sinh trưởng tốt nhỉnh công thức ppm Điều giải thích As làm tăng khả sinh trưởng Dương xỉ có chúng hàm lượng thấp đất 44 Bảng 4.17: Năng suất Dương xỉ mức As khác ĐVT: g/khóm Công thức Thân Rễ Tổng Tươi Khô Tươi Khô Tươi Khô 1: ppm 48,56 13,24 28,72 7,94 77,28 21,18 2: 500 ppm 48,81 13,79 28,18 7,97 76,99 21,76 3: 1.500 ppm 24,54 6,13 14,21 3,14 38,75 9,27 4: 3.000 ppm 2,77 0,76 2,54 0,32 5,31 1,08 - Khả hút Pb As Dương xỉ: Số liệu phân tích hàm lượng Pb (Bảng 4.18) cho thấy mức Pb khác khả thu hút Pb thân lá, rễ khác Khi tăng mức Pb đất từ ppm lên 3.000 ppm thì lượng Pb tăng từ 6,61 mg/kg tươi lên 144,43 mg/kg tươi thân Dương xỉ từ 14,25 mg/kg lên 159,82 mg/kg rễ Như khả hút Pb rễ mạnh thân Bảng 4.18 : Khả thu hút Pb Dương Xỉ mức Pb khác ĐVT: mg/kg tươi Công thức Thân 1: ppm Rễ 6,61 14,25 2: 500 ppm 24,81 39,30 3: 1.500 ppm 75,17 69,60 4: 3.000 ppm 144,43 159,82 Trong thí nghiệm với tăng lên As đất từ ppm đến 3.000 ppm cho thấy Dương xỉ hút As tăng lên Tại mức ppm hút có 5,12 mg/kg tươi thân lá, tăng lên 1.500 ppm hút tới 60,34 mg/kg Sau mức 1.500 ppm lượng hút dừng lại Hàm lượng As rễ Dương xỉ tăng lên nồng độ As đất tăng lên đạt cao 68,12 mg/kg rễ tươi mức bón 1.500 ppm As (Bảng 4.19) 45 Để đánh giá khả thu hút Pb Dương xỉ, tiến hành tính toán khối lượng Pb mà thu hút Kết bảng 4.20 cho thấy công thức có hàm lượng Pb đất tăng khối lượng Pb thân lá, rễ Dương xỉ tăng Ở công thức ppm có 0,747 mg/khóm, đến công thức 3.000 ppm 10,315 mg/khóm Như cho thấy Dương xỉ có khả lớn hấp thu chì Bảng 4.19 : Khả thu hút As Dương Xỉ mức As khác ĐVT: mg/kg tươi Công thức Thân 1: ppm Rễ 5,12 12,01 2: 500 ppm 36,15 45,27 3: 1.500 ppm 60,34 68,12 4: 3.000 ppm 60,71 67,84 Bảng 4.20 : Khối lượng Pb thu hút Dương xỉ mức Pb khác ĐVT:mg/khóm Công thức Thân Rễ Tổng 1: ppm 0,327 0,420 0,747 2: 500 ppm 1,141 1,067 2,208 3: 1.500 ppm 3,365 1,833 5,198 4: 3.000 ppm 6,257 4,058 10,315 Dựa vào suất cây, tính toán khối lượng As mà hút tăng lượng As đất (Bảng 4.21) Khi tăng lượng As từ ppm lên 1.500 ppm, khối lượng As mà Dương xỉ hút tăng từ 0,594 mg/khóm lên 2,449 mg/khóm Khi tăng As lên 3.000 ppm khối lượng As mà Dương xỉ hấp thu có 0,34 mg/khóm, suất giảm đáng kể hàm lượng As cao 46 Bảng 4.21 : Khối lượng As thu hút Dương xỉ mức As khác ĐVT:mg/khóm Công thức Thân Rễ Tổng 1: ppm 0,249 0,345 0,594 2: 500 ppm 1,764 1,276 3,040 3: 1.500 ppm 1,481 0,968 2,449 4: 3.000 ppm 0,168 0,172 0,340 Qua số liệu cho ta nhận định chung Dương xỉ có khả cải tạo đất bị nhiễm chì tốt asen Kết nghiên cứu khả hút Pb As Đơn buốt: - Năng suất Đơn buốt: Số liệu theo dõi suất Đơn buốt (Bảng 4.22) cho thấy mức Pb khác suất khác Khi tăng Pb đất từ ppm lên 500 ppm không ảnh hưởng đến sinh trưởng Đơn buốt (năng suất không thay đổi) Nhưng từ mức 1.500 ppm trở lên làm suất Đơn buốt giảm xuống rõ Như Đơn buốt chịu hàm lượng As cao đất Bảng 4.22: Năng suất Đơn buốt mức Pb khác ĐVT: g/khóm Công thức Thân Rễ Tổng Tươi Khô Tươi Khô Tươi Khô 1: ppm 119,23 35,04 29,45 7,33 148,68 42,37 2: 500 ppm 112,87 32,89 28,40 7,15 141,27 40,04 3: 1.500 ppm 96,77 26,50 22,35 6,03 119,12 32,53 4: 3.000 ppm 82,05 20,50 16,40 4,59 98,45 25,09 Đối với thí nghiệm As (Bảng 4.23): Cây Đơn buốt sinh trưởng bình thường suất không thay đổi tăng As đất từ ppm lên 500 ppm Nhưng lên mức 1.500 ppm suất giảm rõ, đến mức 3.000 ppm Thực tế 47 theo dõi thí nghiệm cho thấy công thức 3.000 ppm Đơn buốt sinh trưởng số bị chết Bảng 4.23: Năng suất Đơn buốt mức As khác ĐVT: g/khóm Công thức Thân Rễ Tổng Tươi Khô Tươi Khô Tươi Khô 1: ppm 107,23 31,18 24,46 6,37 131,69 37,55 2: 500 ppm 108,83 32,00 25,29 6,85 134,12 38,85 3: 1.500 ppm 93,47 22,44 19,89 5,01 113,36 27,46 4: 3.000 ppm 42,25 10,89 10,51 1,88 52,76 12,77 - Khả hút Pb As Đơn buốt: Số liệu phân tích hàm lượng Pb (Bảng 4.24) cho thấy mức Pb khác khả thu hút Pb thân lá, rễ khác Khi tăng mức Pb đất từ ppm lên 3.000 ppm thì lượng Pb buốt tăng từ 7,31 mg/kg tươi lên 112,47 mg/kg tươi thân Đơn buốt từ 12,55 mg/kg lên 89,02 mg/kg rễ Như khả hút Pb rễ tăng nhẹ thân tăng lượng As đất Bảng 4.24 : Khả thu hút Pb Đơn buốt mức Pb khác ĐVT: mg/kg tươi Công thức Thân 1: ppm Rễ 7,31 12,55 2: 500 ppm 34,82 39,22 3: 1.500 ppm 91,51 84,96 4: 3.000 ppm 112,47 89,02 Trong thí nghiệm với tăng lên As đất từ ppm đến 3.000 ppm cho thấy Đơn buốt hút As tăng lên (Bảng 4.25) Tại mức ppm hút có 7,31 mg/kg tươi thân lá, tăng lên 3.000 ppm hút tới 101,00 mg/kg Hàm lượng As rễ Đơn buốt tăng lên nồng độ As đất tăng lên đạt 48 cao 105,32 mg/kg rễ tươi mức bón 3.000 ppm As Tuy nhiên, mức 3.000 ppm số Đơn buốt bị chết, khả sinh trưởng hẳn chắn tổng lượng As hút thấp Bảng 4.25 : Khả thu hút As Đơn buốt mức As khác ĐVT: mg/kg tươi Công thức Thân 1: ppm Rễ 7,31 12,47 2: 500 ppm 42,21 49,65 3: 1.500 ppm 79,98 83,35 4: 3.000 ppm 101,00 105,32 Để đánh giá khả thu hút Pb Đơn buốt, tiến hành tính toán khối lượng Pb mà thu hút Kết bảng 4.26 cho thấy công thức có hàm lượng Pb đất tăng khối lượng Pb thân lá, rễ Đơn buốt tăng Ở công thức ppm có 1,242 mg/khóm, đến công thức 1.500 ppm đạt cao 10,754 mg/khóm Khi tăng lượng Pb lên 3.000 ppm khối lượng As thu 10,688 mg/khóm Như cho thấy Đơn buốt có khả hấp thu chì Bảng 4.26 : Khối lượng Pb thu hút Đơn buốt mức Pb khác ĐVT:mg/khóm Công thức Thân Rễ Tổng 1: ppm 0,872 0,370 1,242 2: 500 ppm 3,930 1,114 5,044 3: 1.500 ppm 8,855 1,899 10,754 4: 3.000 ppm 9,228 1,460 10,688 Dựa vào suất cây, tính toán khối lượng As mà hút tăng lượng As đất (Bảng 4.27) Khi tăng lượng As từ ppm lên 1.500 ppm, khối lượng As mà Đơn buốt hút tăng từ 1,089 mg/khóm lên 49 9,134 mg/khóm Khi tăng As lên 3.000 ppm khối lượng As mà Đơn buốt hấp thu có 5,374 mg/khóm, suất giảm đáng kể hàm lượng As cao Bảng 4.27 : Khối lượng As thu hút Đơn buốt mức As khác ĐVT:mg/khóm Công thức Thân Rễ Tổng 1: ppm 0,784 0,305 1,089 2: 500 ppm 4,594 1,256 5,850 3: 1.500 ppm 7,476 1,658 9,134 4: 3.000 ppm 4,267 1,107 5,374 Tóm lại: Từ kết đánh giá cho sơ kết luận: Cây Dương xỉ Đơn buốt có khả sinh trưởng tốt hấp thụ Pb lớn môi trường đất bị ô nhiễm chì, trí đến 3.000 ppm Còn môi trường ô nhiễm As đến mức 1.500 ppm 4.3 Tuyển chọn trồng bảo tồn tập đoàn tối ưu Sau phân tích khảo sát, đánh giá phương pháp loại trừ, loại có triển vọng thu hút kim loại nặng tiến hành thu thập giống trồng bảo tồn tập đoàn khu nhà kính Khoa Nông học Trong tập đoàn, loại trồng luống với kích thước 1,5 m x 4,0 m Trồng hai hàng Sau năm trồng, kết theo dõi cho thấy: Các loại tập đoàn sinh trưởng phát triển bình thường Trong 10 loại có Ngải dại Đơn buốt ngừng sinh trưởng bắt đầu vào mùa đông, chí Ngải dại bị chết khô Số liệu theo dõi tăng trưởng chiều cao tập đoàn bảng 4.28 cho thấy động thái sinh trưởng chiều cao bình thường theo đặc tính Sau năm trồng tập đoàn, thu 10 cây/khóm loại để tính suất chất xanh chất khô Kết đo đếm bảng 4.29 cho nhận xét: - Toàn 10 loại tập đoàn cho suất theo đặc tính loại cây, nghĩa không bị ảnh hưởng điều kiện trồng tập đoàn 50 - Riêng Keo tràm Keo tai tượng là trồng năm, nên chưa phản ánh hết tiềm cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng Bảng 4.28: Động thái tăng trưởng chiều cao tập đoàn hút kim loại nặng ĐVT:cm Loại Ngày theo dõi 15/3 15/4 15/5 15/6 15/7 15/8 15/9 15/10 15/11 Keo tràm 38,5 68,5 99,7 125,6 146,1 159,2 166,6 168,7 168,8 Keo tai tượng 41,1 74,4 109,5 131,4 160,9 181,1 189,4 192,2 192,7 Lau 23,1 50,6 76,3 100,8 128,2 159,9 180,4 192,6 194,5 Vetiver 22,7 67,3 79,9 113,3 132,7 168,1 194,4 206,7 211,3 Dương xỉ 22,3 32,7 40,3 48,5 57,9 Ngải dại 24,0 45,1 71,4 91,4 98,7 102,0 104,5 105,6 105,6 Mua 26,3 50,7 77,7 101,8 112,9 116,1 118,8 119,0 119,5 Mần trầu 17,6 35,7 51,0 Đơn buốt 35,7 79,3 105,2 110,1 113,6 115,9 116,2 117,0 117,0 Thơm ổi 23,6 64,8 102,8 120,3 140,7 158,4 172,7 175,9 176,2 60,7 65,1 66,2 66,8 72,9 67,1 75,3 67,2 Như vậy, với tập đoàn tối ưu sở cho lựa chọn biện pháp cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng khu vực Trong đó, đáng quan tâm hai loại gỗ lâu năm Nếu ứng dụng hai loại cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng khả thi Vì gỗ sử dụng đồ gỗ, không làm ô nhiễm môi trường sau xử lý đất ô nhiễm 51 77,4 67,3 Bảng 4.28: Năng suất chất xanh khô tập đoàn hút kim loại nặng (sau 01 năm) ĐVT: g/khóm TT Loại Khối lượng tươi Keo tràm 171,54 42,96 Keo tai tượng 178,21 50,22 Lau 89,93 28,57 Vetiver 97,24 29,00 Dương xỉ 59,49 16,01 Ngải dại 89,22 24,99 Mua 151,43 38,54 Mần trầu 126,24 21,83 Đơn buốt 144,48 36,30 10 Thơm ổi 170,02 43,54 52 Khối lượng khô Phần KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1 Kết luận 5.1.1 Thực trạng đất bị ô nhiễm kim loại nặng khu vực nghiên cứu Mức độ ô nhiễm kim loại nặng đất khu vực tăng nhanh có xu hướng khó kiểm soát, cụ thể: Tất vùng đất bãi thải khai thác than, chì, titan, thiếc; vùng đất gần đường giao thông, gần bãi thải đô thị…đều có hàm lượng Pb, Cd As tích lũy đất cao vượt ngưỡng cho phép, chí có chỗ đất vượt nhiều lần 5.1.2 Điều tra, thu thập có khả cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng - Đã điều tra thu thập 32 loại để phân tích khảo sát Cuối chọn 10 loại có triển vọng thu hút kim loại nặng, Keo chàm, Keo tai tượng, cỏ Lau, cỏ Vetiver, Dương xỉ, Ngải dại, Mua, cỏ Mần trầu, Đơn buốt Thơm ổi - Hai gỗ lâu năm Keo tràm Keo tai tượng triển vọng tốt sử dụng để cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng tính an toàn sản phẩm sau xử lý đất - Cả 10 loại có khả hút Pb, Cd As, nhiên chúng xắp xếp tương đối sau: Nhóm có khả thu hút Pb cao là: Lau – Vetiver – Thơm ổi – Đơn buốt – Dương xỉ - Keo chàm Nhóm có khả thu hút Cd cao là: Vetiver – Keo tai trượng – Keo chàm - Đơn buốt – Mua – Lau – Dương xỉ Nhóm có khả thu hút As cao là: Thơm ổi - Lau – Vetiver – Dương xỉ – Keo chàm – Ngải dại – Mần trầu 5.1.3 Đánh giá khả thu hút Pb As Dương xỉ Đơn buốt - Cây Dương xỉ hút Pb tốt chúng sinh trưởng bình thường môi trường 3.000 ppmPb Dương xỉ có khả hút As tốt, nhiên bị sinh trưởng ô nhiễm 500 ppm As - Cây Đơn buốt hút Pb As Dương xỉ, chúng sinh trưởng tốt môi trường ô nhiễm đến 500 ppm Khi nồng độ cao hơn, bắt đầu ảnh hưởng đến sinh trưởng 53 5.1.4 Trồng bảo tồn tập đoàn tối ưu Trường Đại học Nông Lâm Đã tuyển chọn trồng bảo tồn 10 loại có khả tối ưu hút kim loại nặng đất Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên Tất tập đoàn sinh trưởng bình thường Đây mô hình tốt cho học tập sinh viên ngành môi trường sở cho nghiên cứu ứng dụng 5.2 Đề nghị Tiếp tục nghiên cứu biện pháp kỹ thuật cho loại tập đoàn để áp dụng cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng khu vực Đông Bắc Việt Nam 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: Đỗ Mai Ái, Mai Trọng Nhuận, Nguyễn Khắc Vinh (1999) Một số đặc điểm phân bố arsen tự nhiên vấn đề ô nhiễm arsen môi trường Việt Nam, Hiện trạng ô nhiễm As Việt nam, Trung tâm thông tin lưu trữ Địa chất Đặng Văn Can, Đào Ngọc Phong (2000) Đánh giá tác động Arsen tới môi sinh sức khoẻ người vùng mỏ nhiệt dịch có hàm lượng As cao Tạp chí Địa chất Khoáng sản, tập Nguyễn Thế Đặng, Đào Châu Thu Đặng Văn Minh, 2003 Đất đồi núi Việt Nam NXB Nông nghiệp, Hà Nội Nguyễn Thế Đặng, Đặng Văn Minh, Nguyễn Thế Hùng, Hoàng Hải, Đỗ Thị Lan, 2008 Giáo trình Đất trồng trọt NXB Nông nghiệp, Hà Nội Nguyễn Thế Đặng (2010) Biện pháp sinh học xử lý môi trường Bài giảng, Trường ĐHNL Thái Nguyên Lê Đức (1979) Những phương pháp xác định nguyên tố vi lượng đất, thực vật nước Nguyên tố vi lượng trồng trọt tập 2, NXB KH&KT, Hà Nội Lê Đức Trần Thị Tuyết Thu (2000) Bước đầu nghiên cứu khả hấp thụ tích lũy Pb bèo tây rau muống đất bị ô nhiễm Thông báo khoa học trường đại học, Bộ GD&ĐT Nguyễn Đường Nguyễn Xuân Thành, 1999 Giáo trình Sinh học đất NXB Nông nghiệp, Hà Nội Phạm Quang Hà (2002) Nghiên cứu hàm lượng Cadmium cảnh báo ô nhiễm số loại đất Việt Nam Tạp chí Khoa học đất số 16/2002 55 Lưu Đức Hải (2001) Chiến lược quản lý giảm thiểu tác động ô nhiễm As tới môi trường sức khoẻ người Hiện trạng ô nhiễm As Việt Nam, Trung tâm thông tin lưu trữ Địa chất Phạm Văn Khang, Lê Tuấn Anh, Nguyễn Ngọc Minh (2001) Một số nghiên cứu ô nhiễm Pb giới Việt Nam Tạp chí Khoa học đất số 18 Lê Văn Khoa (2007) Chỉ thị sinh học môi trường, NXB Giáo dục, Hà Nội Lê Văn Khoa, 2004 Sinh thái môi trường đất NXB Đại học quốc gia Hà Nội Lê Văn Khoa, Nguyễn Xuân Quýnh Nguyễn Quốc Việt, 2007 Chỉ thị sinh học môi trường NXB Giáo dục, Hà Nội Đặng Đình Kim, 2010 Báo cáo đề tài KC 08.04/06-10: Nghiên cứu ứng dụng thực vật để cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng vùng khai thác khoáng sản Trần Kông Tấu cs (2005) Một số kết ban đầu việc tìm kiếm biện pháp xử lý đất ô nhiễm thực vật Tạp chí khoa học đất số 23/2005 Trần Kông Tấu, Trần Kông Khánh (1998) Hiện trạng môi trường đất Việt Nam thông qua việc nghiên cứu kim loại nặng Tạp chí Khoa học đất, 10/1998 Tiếng Anh: Ashley Senn, Paul Milham (2007) Managing cadmium in vegetables NSW Department of Primary Industries' Plant Health Doagnostic and Analytical Services, 04/2007 Han D.H and J H Lee (2004) Effects of liming on uptake of lead and cadmium by Raphanus sativa Archives of Environmental contamination and Toxicology, Springer New York, 11/2004 56 Jack E Fergusson (1991) The heavy elements chemistry, Enviroment Impact and health effects Pergamon press Salomons W., U Forstner, P Mader (Eds) (1995) Heavy metals – Problem and solution, Springer Sheila M Ross (1994) Toxic metal in soil – plant systems, Jonh Wiley and Son Ltd Torres M.O., M.M.P.M.Neto, C.Marques Dos Santos and A.De Varennes (1994) Lead uptake and distribution in legume species grown on lead - enriched soils Fertilizers and Environment, Proceeding of the International Symposium “Fertilizers and Environment” held in Salamanca, Spain 26 - 29, Septembar, 1994 Warren G.P., B.J.Alloway and C Penny ( 2003) Field trials to assess the uptake of Arsenic by vegetables from contaminated soils and soil remediation with iron oxides The science of the total Environment 311 Zupan M., V Hudnik, F Lobnik, Kadunc (1997) Accmulation of Pb, Cd and Zn from contaminated soil to various plant and evaluation of soil remediation with indicator plant (Plantago lanceolata L.) CƠ QUAN CHỦ TRÌ ĐỀ TÀI CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI GS.TS Nguyễn Thế Đặng 57 ... Thu thập, đánh giá tuyển chọn loại cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng miền núi Đông Bắc 1.2 Mục tiêu đề tài - Thu thập, đánh giá tuyển chọn tập đoàn có khả cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng. .. đất vùng bị ô nhiễm kim loại nặng Mẫu đất vùng bị ô nhiễm lấy tầng – 20cm mẫu điểm theo đường chéo góc trộn lại - Điều tra thu thập có khả thu hút kim loại nặng: Tại vùng đất bị ô nhiễm kim loại. .. luận 53 5.1.1 Thực trạng đất bị ô nhiễm kim loại nặng khu vực nghiên cứu 53 5.1.2 Điều tra, thu thập có khả cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng 53 5.1.3 Đánh giá khả thu hút Pb As Dương xỉ Đơn