CỎ VETIVER XỬ LÝ ĐẤT Ô NHIỄM ĐỒNG

LỜI MỞ ĐẦU2CHƯƠNG I: TỔNG QUAN31.1.Tình hình ô nhiễm đất hiện nay31.1.1. Hiện trạng ô nhiễm môi trường đất do kim loại nặng (KLN) trên Thế Giới31.1.2. Hiện trạng ô nhiễm môi trường đất do KLN ở Việt Nam.41.2. Söû duïng thöïc vaät để xử lý dất ô nhiễm: ñaây laø bieän phaùp xöû lyù in situ51.3. Cơ chế loại bỏ KLN trong môi trường bằng thực vật 101.4. Cỏ vetiver và một số đặt tính sinh lý111.4.1. Nguồn gốc111.4.2. Một số đặc tính nông học của cỏ Vetiver (V. zizanioides L.)111.4.3. Đặc tính sinh thái121.5. Phân bố kim loại nặng trong cỏ Vetiver131.6. Khả năng thích nghi với kim loại nặng14CHƯƠNG II : KHẢ NĂNG XỬ LÝ ĐỒNG CỦA CỎ VETIVER152.1. Nhân giống152.1.1. Tách khóm trồng rễ trần152.1.2. Nhân giống từ các bộ phận của cây mẹ162.1.2.1. Chuẩn bị giống162.1.2.2. Phun dung dịch bèo tây 10%172.1.2.3. Xử lý và trồng172.1.2.4. Ưu nhược điểm của cây rễ trần và hom182.1.3. Trồng bằng chồi hoặc nuôi cấy chồi trong ống nghiệm182.1.4. Nuôi cấy mô từ một phần của cây mẹ182.2. Mô hình trồng cỏ vetiver192.3. Phương pháp nghiên cứu212.4. Khả năng phát triển của cỏ222.5. Khả năng tích lũy Cu của cỏ Vetiver222.6. Hiệu quả xử lý Cu của cỏ242.7. Kết luận

CỎ VETIVER XỬ LÝ ĐẤT Ô NHIỄM ĐỒNG MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Tình hình nhiễm đất 1.1.1 Hiện trạng ô nhiễm môi trường đất kim loại nặng (KLN) Thế Giới 1.1.2 Hiện trạng ô nhiễm môi trường đất KLN Việt Nam 1.2 Sử dụng thực vật để xử lý dất nhiễm: biện pháp xử lý in situ 1.3 Cơ chế loại bỏ KLN môi trường thực vật 1.4 Cỏ vetiver số đặt tính sinh lý 1.4.1 Nguồn gốc 1.4.2 Một số đặc tính nơng học cỏ Vetiver (V zizanioides L.) 1.4.3 Đặc tính sinh thái 1.5 Phân bố kim loại nặng cỏ Vetiver 1.6 Khả thích nghi với kim loại nặng 10 11 11 11 12 13 14 CHƯƠNG II : KHẢ NĂNG XỬ LÝ ĐỒNG CỦA CỎ VETIVER 15 2.1 Nhân giống 2.1.1 Tách khóm trồng rễ trần 2.1.2 Nhân giống từ phận mẹ 2.1.2.1 Chuẩn bị giống 2.1.2.2 Phun dung dịch bèo tây 10% 2.1.2.3 Xử lý trồng 2.1.2.4 Ưu nhược điểm rễ trần hom 2.1.3 Trồng chồi nuôi cấy chồi ống nghiệm 2.1.4 Nuôi cấy mô từ phần mẹ 2.2 Mơ hình trồng cỏ vetiver 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.4 Khả phát triển cỏ 2.5 Khả tích lũy Cu cỏ Vetiver 2.6 Hiệu xử lý Cu cỏ 2.7 Kết luận 15 15 16 16 17 17 18 18 18 19 21 22 22 24 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO 26 LỜI MỞ ĐẦU NHÓM Page CỎ VETIVER XỬ LÝ ĐẤT Ô NHIỄM ĐỒNG Một số nghiên cứu gần đặc điểm sinh lý hình thái cỏ Vetiver việc bảo vệ đất nước phát thêm cỏ Vetiver có số đặc tính độc đáo khác, thích hợp cho mục tiêu bảo vệ môi trường, đặc biệt để phòng ngừa xử lý nhiễm đất Cỏ Vetiver phát triển nơi có độ chua, độ mặn, độ phèn, độ kiềm cao, chí đến mức độc hại, kể số kim loại nặng hóa chất nơng nghiệp Hơn cỏ Vetiver có khả hấp thụ thích nghi với nồng độ chất dinh dưỡng cực cao tiêu thụ lượng nước lớn trình phát triển nhanh, khỏe Bài tiểu luận “Ứng dụng cỏ Vetiver xử lý đồng” công nghệ xử lý thực vật sáng tạo, có triển vọng đáp ứng yêu cầu cần thi ết Đây biện pháp đơn giản, dễ làm, kinh tế, hiệu quả, sử dụng xanh cách tự nhiên, quan trọng sản phẩm phụ dùng vào nhiều việc khác làm nguyên liệu thủ công nghiệp, lợp nhà, làm chất đốt, che phủ đất, v.v Trong trình tìm hiểu tiểu luận chúng em khơng thể tránh khỏi sai sót, mong bạn đóng góp ý kiến cho thêm hoàn thiện Xin chân thành cám ơn ! Nhóm thực CHƯƠNG I : TỔNG QUAN NHĨM Page CỎ VETIVER XỬ LÝ ĐẤT Ô NHIỄM ĐỒNG 1.1 Tình hình nhiễm đất 1.1.1 Hiện trạng ô nhiễm môi trường đất kim loại nặng (KLN) Thế Giới Chất lượng mơi trường nói chung, mơi trường đất nói riêng giới quan tâm Phát triển xã hội phải đôi với bảo vệ môi trường đã, mục tiêu chung quốc gia Mỗi năm giới 25 tỷ đất mặt bị rửa trơi, xói mòn Khoảng tỷ đất canh tác đất trồng cỏ Thế Giới bị suy thoái sử dụng đất thiếu khoa học khơng có quy hoạch Ở nhiều nơi đất bị xói mòn, sa mạc hố, phèn hố, mặn hố khơng khả canh tác Trước sức ép gia tăng dân số toàn cầu, để tăng sản lượng lương thực đáp ứng u cầu người nơng dân lạm dụng phân bón hố học, hố chất bảo vệ thực vật để tăng suất trồng nguyên nhân gây ô nhiễm đất nước Ngồi ra, phát triển cơng nghiệp, mạng lưới giao thơng thị hố… làm cho đất, nước, khơng khí nói riêng mơi trường nói chung bị ô nhiễm KLN Theo thống kê tổ chức Môi Trường Thế Giới, hàng năm sông Châu Á đưa biển khoảng 50% chất cặn lắng, có tới 70% số chảy vào Thái Bình Dương khơng xử lý Hơn 40% ô nhiễm khu vực bắt nguồn từ công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt, đô thị giao thơng vận tải Tình hình nhiễm xảy hầu hết nước phát triển Hơn 90% chất thải, nước thải từ nước trực tiếp đổ vào sông, cánh đồng mà không qua xử lý Ngày với tốc độ phát triển mạnh mẽ cơng nghiệp hình thành nhiều thành phố lớn, vấn đề ô nhiễm môi trường ngày nghiêm trọng Khói từ nhà máy, từ xe giới thải làm nhiễm bầu khí Nước thải từ nhà máy, khu dân cư đô thị làm ô nhiễm nguồn nước Trong nông nghiệp sử dụng ngày nhiều hoá chất bảo vệ thực vật số loại phân hố học làm nhiễm nghiêm trọng nguồn tài nguyên đất Các nguyên tố KLN như: Cu, Pb, Zn, Cd, Hg, Cr, As… thường chứa phế thải ngành luyện kim màu, sản xuất ô tô Khi nước thải chứa 13 mg Cu/l, 10 mg Pb/l, mg Zn/l gây ô nhiễm đất nghiêm trọng Hàm lượng Cd đất Thuỵ Sỹ lên tới mg/kg vòng 20 – 30 năm tới Tính di động gây độc KLN phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: thay đổi điện oxy hoá khử, pH, số lượng muối phức chất… có khả hồ tan KLN đất 1.1.2 Hiện trạng nhiễm môi trường đất KLN Việt Nam a Ô nhiễm KLN hoạt động công nghiệp đô thị hố NHĨM Page CỎ VETIVER XỬ LÝ ĐẤT Ô NHIỄM ĐỒNG Nguồn phát tán KLN gây ô nhiễm môi trường trước hết phải kể đến sản xuất cơng nghiệp ngành cơng nghiệp có sử dụng xút, clo, công nghiệp sử dụng than đá dầu mỏ nguồn thải chì, thuỷ ngân cacdimi… Trong đó, ngun nhân tích đọng KLN gây ô nhiễm môi trường phần tác động trực tiếp từ nguồn thải, phần trình quản lý xử lý nguồn thải chưa chặt chẽ, không coi trọng gián tiếp gây nhiễm mơi trường Chính mà việc tìm biện pháp đề phòng khắc phục ô nhiễm KLN vấn đề cần thiết Hà Nội đô thị lớn nước, tập trung dân số hoạt động công nghiệp khiến cho thủ nơi có nguy nhiễm lớn Theo số liệu điều tra năm 2001 Trung tâm Kỹ thuật Môi trường đô thị khu công nghiệp Hà Nội, lượng rác thải nguy hại nguồn gốc công nghiệp Hà Nội dao động từ 13.000 tấn/năm đến 20.000 tấn/năm Trong khối lượng chất thải có thành phần chất dễ ăn mòn 2.272,95 (chiếm 18.80%), chất có độc tín cao 2.562,98 (chiếm 20,91%) Theo Công ty Môi trường Đô thị Hà Nội (URENCO) tính trung bình nội thành Hà Nội thải khoảng 1.455 rác thải/ngày, không kể rác xây dựng Thực tế Công ty thu gom vận chuyển 1.200 rác/ngày (bằng 82,5% tổng lượng rác thải) Lượng rác lại khơng thu gom, tồn đọng ao hồ, ngõ xóm, kênh mương, theo dòng nước mưa chảy tràn gây nhiễm đất Tại thành phố Hồ Chí Minh có 28.500 sở sản xuất công nghiệp tiểu thủ công nghiệp, phần lớn chưa có hệ thống xử lý nước thải Nước thải từ sở sản xuất chưa qua xử lý xả trực tiếp qua kênh rạch, vào vùng sản xuất nông nghiệp, gây ô nhiễm môi trường đất nguồn nước tưới nông nghiệp Kết phân tích trạng nhiễm KLN khu vực phía Nam thành phố Hồ Chí Minh cho thấy: hàm lượng Cu, Zn, Pb, Hg Cr đất trồng lúa chịu ảnh hưởng trực tiếp nước thải từ cụm cơng nghiệp phía Nam thành phố tương đương cao ngưỡng cho phép (TCVN 7209:2002) đất sử dụng cho mục đích nơng nghiệp Trong hàm lượng Cd dao động từ 2,1 – 23,5 ppm (vượt TCCP); hàm lượng Cu từ 9,2 – 55,4 ppm (tương đương có dấu hiệu vượt ngưỡng cho phép); hàm lượng Zn từ 70 – 353 ppm, giá trị cao điểm Bình Mỹ 353 ppm vượt TCCP 1,76 lần; hàm lượng Pb từ 14 – 85 ppm (vượt TCCP 1,2 lần điểm Long Thời) Các số liệu chứng tỏ đất bị ô nhiễm Cd (ảnh hưởng rõ đến hàm lượng protein, amylaza, trọng lượng hạt lúa) có dấu hiệu nhiễm Pb, Zn, Cr b Ơ nhiễm KLN hoạt động nơng nghiệp NHĨM Page CỎ VETIVER XỬ LÝ ĐẤT Ô NHIỄM ĐỒNG Trong q trình sản xuất nơng nghiệp, người làm tăng đáng kể nguyên tố KLN đất Các loại thuốc bảo vệ thực vật thường có chứa KLN như: As, Pb, Hg Các loại phân bón hóa học đặc biệt chủngThiobacillus sp đảm nhận Thiobacillus ferrooxidans lồi có khả tăng trưởng tự dưỡng trình loại bỏ sắt sulfua Torma Sakaguchi (1978) thấy tốc độ oxy hóa sulfua kim loại có tăng theo tính tan chúng, thứ tự sau: NiS > CoS > ZnS > CdS > CuS > Cu2S 1.2 Sử dụng thực vật để xử lý dất nhiễm: biện pháp xử lý in situ Thực vật sống bùn lắng hấp thu kim loại nhu cầu dinh dưỡng Trong số có loài đặc biệt hấp thu hay tồn vùng ô nhiễm kim loại với nồng độ cao Dựa vào đặc tính đó, người ta phát triển mộtphương pháp để giải ô nhiễm đất, gọi “phytoremediation”, tức dùng thực vật để giải nhiễm, phương pháp đầy triển vọng Việc sử dụng biện pháp khôi phục cải tạo nhờ thực vật, bao gồm việc sử dụng chất phụ trợ có khả cố đònh kim loại, xem phương pháp khôi phục “mềm” hay “êm dòu” cho đất cho thấy nhiều tiềm Có hai phương pháp đầy hứa hẹn đất bò nhiễm kim loại, hai thiết kế nhằm làm giảm hoạt động kim loại đất: (1) Sự cố đònh kim loại nhờ thực vật (phytostabilization) hay cố đònh kim loại chỗ cách tái tạo thảm thực vật, có hay bổ sung kim loại không độc chất phụ trợ làm gia tăng độ màu mỡ đất (2) Sự chiết tách nhờ thực vật (phytoextraction) ( chiết tách sinh học kim loại nhờ thực vật siêu tích luỹ) Ngoài đồng ruộng, kim loại cố đònh (hay kim loại bất hoạt) có tác dụng tốt đất bò ô nhiễm nhẹ nhằm làm giảm hấp thu kim loại thực vật, giảm chuyển kim loại lên mức dinh dưỡng cao Đối với vùng đất trọc bò ô nhiễm nặng, việc áp NHĨM Page CỎ VETIVER XỬ LÝ ĐẤT Ô NHIỄM ĐỒNG dụng tác nhân cố đònh mạnh tái tạo thảm thực vật sau phương pháp hữu hiệu hợp lý mặt giá cả, đặc biệt đất nông nghiệp, vừơn rau, khu công nghiệp lớn xưa khu đất chứa rác Sự cố đònh lâu dài hiệu kim loại góp phần làm giảm hoạt tính sinh học kim loại Tiếp theo, thảm thực vật phục hồi để ổn đònh đất Bên cạnh lợi ích mặt thẩm mỹ , lớp phủ thực vật cung cấp khả kiểm soát ô nhiễm tạo cân cho đất Sự xói mòn gió đïc ngăn ngừa khả cố đònh kim loại có hiệu chứng minh So sánh lợi ích chi phí giải ô nhiễm bùn lắng phương pháp : Bảng 1: Chi phí thực biện pháp xử lý ô nhiễm đất Như vậy, để giải ô nhiễm cho bùn lắng, phương pháp electrokinetic cần chi phí gấp lần phương pháp hoá học cần 10 lần so với biện pháp sử dụng thực vật Ngoài ưu chi phí, giải ô nhễm thực vật (phytoremediation) có ưu điểm: - Không tạo sản phẩm phụ, chất phụ gây độc hại - Cải tạo vùng đất trước thực vật tồn được, tạo cảnh quan sinh thái quan trọng ngăn chặn xói mòn phát tán ô nhiễm gió nước NHĨM Page CỎ VETIVER XỬ LÝ ĐẤT Ơ NHIỄM ĐỒNG Do đó, phytoremediation đầu tư nghiên cứu mạnh giới biện pháp an toàn, bền vững đầy triển vọng Phytoremediation: kỹ thuật sử dung loại thực vật có khả hấp thu chất ô nhiễm môi trường đất hay nước , nhằm cải tao môi trường bò ô nhiễm Trong phytoremediation có ba chế giải ô nhiễm là: phytovolabilization, phytostabilization phytoextraction  Cơ chế giải ô nhiễm thực vật: Thực vật tương tác với khoáng chất đất, mang chúng đến rễ cách tích cực hay thụ động dòng thoát nước Một vài kim loại độc di chuyển từ rễ tích luỹ chồi Việc tích trữ chất độc phần không chứng tỏ có di chuyển theo mạng lưới kim loại có lẽ có thay đổi trạng thái hoá học Cây sử dụng số cách khác để góp phần giúp đỡ cho việc điều chỉnh sinh học đất hay nước bò nhiễm kim loại Thực vật hấp thu kim loại nặng rễ hút qua rễ phổ biến Kim loại nặng hút vào rễ theo khuynh độ nồng độ xuyên qua màng tế bào Có nhiều hệ thống phân loại chế phytoremediation, chủ yếu phân loại theo chế hấp thu, dựa nguyên tắc : thực vật lấy chất ô nhiễm thông qua hệ rễ Do quy tắc sinh tồn, số loài thực vật có khả biến đổi di truyền để chòu đựng dần với nồng độ kim loại cao đất Chất ô nhiễm dự trữ phận (phytoextraction); thực vật làm bay (phytovolatilization) hay thực vật tập trung, cố đònh NHĨM Page CỎ VETIVER XỬ LÝ ĐẤT Ơ NHIỄM ĐỒNG xung quanh vùng rễ (phytostabilization); thực vật phân giải (phytodegradation), … Bảng 2: Phân loại chế, đối tượng thực loài thực vật tương ứng Đối với ô nhiễm kim loại, nghiên cứu tập trung vào chế: phytoextraction, phytostabilization, phytovolatilization, đặc biệt phytoextraction NHĨM Page CỎ VETIVER XỬ LÝ ĐẤT Ô NHIỄM ĐỒNG Hình Các chế phytoremediation Phytovolatilization: chế hấp thu chuyển chất ô nhiễm dạng rắn hay lỏng thành chất bay hơi( chất ô nhiễm ban đầu hay chất chuyển hoá) Phương pháp thích hợp cho việc xử lý đất giàu thuỷ ngân, Se As Ưu điểm phương pháp bỏ qua giai đoạn thu hoạch Tuy nhiên, tác động môi trường việc làm bay kim loại cần đánh giá trứơc ứng dụng kỹ thuật thực tế NHĨM Page CỎ VETIVER XỬ LÝ ĐẤT Ơ NHIỄM ĐỒNG Hình Cơ chế phytovolatilization Phytostabilization: chế hấp thu chất ô nhiễm môi trường đất nước tích luỹ lại rễ dựa vào khả hấp phụ hay kết tủa chất ô nhiễm vùng rễ thực vật, ngăn cản không cho chất ô nhiễm phát tán, rò rỉ chất ô nhiễm theo gió hay xói mòn theo nước Các tượng xảy hệ thống rễ: - Phytostabilization vùng rễ: thực vật tiết enzyme protein vùng rễ, chất kết hợp với chất ô nhiễm, cố đònh chất ô nhiễm bề mặt rễ Điều ngăn kim loại không vào tế bào rễ - Phytostabilization tế bào rễ: protein enzym tiết cho phép kim loại di chuyển vào rễ bò cô lập rễ để ngăn không cho vận chuyển lên phận khác NHĨM Page 10 CỎ VETIVER XỬ LÝ ĐẤT Ô NHIỄM ĐỒNG Nhẵn nhụi không lông nằm tiếp giáp thân cọng cỏ, lồi ra; từ tạo rễ cỏ Vetiver chôn vùi vào đất c Lá Phiến hẹp, dài khoảng 45-100cm, rộng khoảng 6-12mm, dọc theo rìa có cưa bén d Rễ Rễ phần hữu dụng quan trọng Đa số cỏ dại có rễ dạng sợi, trãi dài từ phần thân cỏ mặt đất cặm vào đất theo hướng ngang, cỏ Vetiver khơng có hành, khơng bò lan, thân rễ đan xen phát triển nhanh Do đó, hệ thống rễ cỏ vetiver khơng mọc trãi rộng mà lại cắm thẳng đứng sâu vào đất, kể rễ chính, rễ thứ cấp rễ dạng sợi Rễ có dạng chùm khơng mọc trải rộng mà lại cắm thẳng đứng sâu 3-4m, rộng đến 2,5m sau hai năm trồng Rễ lồi Vetiveria zizanioides có chứa tinh dầu, chất lượng tốt 18 tháng sau trồng với lượng tinh dầu 2-2,5% trọng lượng khô e Cơ quan sinh sản Loài Vetiveria zizanioides dùng phổ biến có đặc điểm khơng tạo hạt, nhân giống chủ yếu phương pháp vơ tính nên khơng thể mọc tràn lan loại cỏ dại khác Cỏ Vetiver lưỡng tính, có gié hoa lưỡng tính Các gié hoa có phân hố giới tính lưỡng tính, đực bất thụ có 1.4.3 Đặc tính sinh thái a Phân bố địa lý sinh thái Từ thập niên 80, công nghệ cỏ Vetiver giới thiệu đến 100 nước có hàng trăm hecta đất áp dụng công nghệ băng cỏ Vetiver 147 nước, có 106 nước sử dụng với mục đích bảo vệ đất nước Cỏ Vetiver trồng nhiều vùng nhiệt đới cận nhiệt đới, Châu Phi nhiệt đới (Ethiopia, Nigeria ), Châu Á (Trung Quốc, Ấn Độ, Malaysia, Indonesia, Philippines, Thái Lan ), Châu Úc, Trung Nam Mỹ(Colombia ) Trong tự nhiên, cỏ Vetiver có vùng đồng trũng dọc bờ suối; nay, cỏ Vetiver trồng rộng rãi làm băng xanh để bảo vệ đất nước vị trí như: bờ sơng, bờ đê, bờ ao hồ chứa nước, dọc theo kinh tưới tiêu nước, đập nước, vịnh nước, đường nước mương cắt nước; khu vực chu vi cơng trình, sườn đất dốc, dọc xa lộ, vùng mỏ b Khí hậu Cỏ Vetiver phát triển mức nhiệt độ trung bình 18-250C, nhiệt độ tối thiểu tuyệt đối -150C Khi mặt đất đóng băng, cỏ chết Nhiệt độ mùa hè nóng NHĨM Page 13 CỎ VETIVER XỬ LÝ ĐẤT Ơ NHIỄM ĐỒNG 250C kích thích cỏ phát triển nhanh, sinh trưởng thơng thường bắt đầu nhiệt độ 120C Cỏ Vetiver có sức chịu đựng biến động khí hậu lớn hạn hán kéo dài, lũ lụt, ngập úng Khả chịu ngập úng kéo dài đến 45 ngày luồng nước sâu 0,6-0,8m chịu biên độ nhiệt từ -100C đến 480C c Lượng mưa Cỏ Vetiver cần lượng mưa khoảng 300mm, 700mm, có lẽ thích hợp để cỏ tồn suốt thời gian khô hạn, thông thường cỏ Vetiver cần mùa ẩm ướt tháng, lý tưởng có mưa hàng tháng d Ẩm độ Cỏ Vetiver phát triển tốt điều kiện ẩm ngập nước hoàn toàn tháng Tuy nhiên, chúng sinh trưởng tốt điều kiện khô hạn nhờ hệ thống rễ đâm ăn sâu vào đất nên cỏ Vetiver chịu đựng khô hạn triền dốc e Ánh sáng Cỏ Vetiver loại C4 nên chúng thích hợp vùng có lượng ánh sáng cao Lồi phát triển yếu bóng râm, bóng râm bỏ cỏ phục hồi sinh trưởng nhanh f Đất Cỏ Vetiver mọc tốt đất cát sâu, chỗ đất trống thoát nước tốt, đất non trẻ tạo từ tro núi lửa.Tuy nhiên phát triển phần lớn loại đất, từ đất vertisol nứt - đen đến đất alfisol đỏ, đá vụn, đất cạn đất trũng ngập nước Hàm lượng tinh dầu rễ cỏ Vetiver tăng lên cỏ trồng đất sét Từ đặc điểm thực vật sinh thái cỏ Vetiver (V zizanioides L.) cho thấy chúng lồi có khả thích nghi rộng nhiều vùng sinh thái khác nhau, phát triển vùng đất tương đối khắc nghiệt dùng trồng với mục đích chống xói mòn sạt lở đất để bảo vệ đất đai 1.5 Phân bố kim loại nặng cỏ Vetiver Sự phân bố kim loại nặng cỏ Vetiver chia làm nhóm: • Rất As, Cd, Cr Hg rễ hấp thụ chuyển lên thân (1-5%) • Một lượng vừa phải Cu, Pb, Ni Se rễ hấp thụ chuyển lên thân (16-33%) Zn phân bố đồng thân rễ (40%) 1.6 Khả thích nghi với kim loại nặng Bảng cho thấy cỏ Vetiver có khả thích nghi cao As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Se Zn NHĨM Page 14 CỎ VETIVER XỬ LÝ ĐẤT Ơ NHIỄM ĐỒNG Bảng 3: So sánh ngưỡng chịu kim loại nặng cỏ Vetiver cỏ khác NHÓM Page 15 CỎ VETIVER XỬ LÝ ĐẤT Ô NHIỄM ĐỒNG CHƯƠNG II : KHẢ NĂNG XỬ LÝ ĐỒNG CỦA CỎ VETIVER 2.1 Nhân giống Có phương pháp thường dùng để nhân giống cỏ Vetiver: • Tách khóm trưởng thành thành nhiều để trồng rễ trần • Nhân giống từ phận mẹ • Trồng chồi nuôi cấy chồi ống nghiệm để có số lượng lớn giống • Ni cấy mô từ phần mẹ để nhân nhiều giống 2.1.1 Tách khóm trồng rễ trần Tách khóm cỏ mẹ cách cẩn thận, nhẹ nhàng thành dảnh nhỏ, dảnh có 2-3 cỏ Cắt bỏ phần thân bên trên, để lại đoạn khoảng 15cm, cắt bớt đoạn rễ thừa, tránh làm tổn thương phần cổ rễ (Hình 4) Trước trồng, nên nhúng dảnh cỏ vào hcmơn, vào phân chuồng hoai đất bùn pha sền sệt để giữ ẩm kích thích rễ Cỏ giống chưa trồng đặt vũng nước nông ánh nắng mặt trời để đảm bảo tỷ lệ sống cao trước trồng diện rộng (Hình 5) Hình 4: Tách khóm cỏ Vetiver NHĨM Page 16 CỎ VETIVER XỬ LÝ ĐẤT Ô NHIỄM ĐỒNG Hình 5: Tách khóm (trái), nhúng bùn phân chuồng chuẩn bị trồng (phải) 2.1.2 Nhân giống từ phận mẹ Có phận cỏ Vetiver trưởng thành dùng để nhân giống (Hình 6-7): • Dảnh cỏ • Cổ rễ gốc • Hom Hom lấy từ thân gốc Chọn hom từ thân đặc, chắc, khỏe, có đốt để từ rễ chồi non mọc có đủ độ ẩm Hom đặt nằm cắm thẳng đứng vào cát ẩm mơi trường có phun sương để thúc cho rễ chồi non sớm xuất đốt TS Lê Văn Dũ Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh nhân giống cỏ Vetiver theo bước sau: • Chuẩn bị hom giống • Phun dung dịch bèo tây 10% • Phủ kín hom giống túi chất dẻo, sau 24 bỏ túi chất dẻo • Đem hom trồng luống bón phân chuồng 2.1.2.1 Chuẩn bị giống Hình 6: Dảnh cỏ Vetiver non (trái) già (phải) sẵn sàng mang trồng Hình 7: Cổ rễ gốc (trái) hom cỏ Vetiver (phải) sẵn sàng mang trồng NHÓM Page 17 CỎ VETIVER XỬ LÝ ĐẤT Ô NHIỄM ĐỒNG Hom: Chọn thân cỏ Vetiver trưởng thành có nhiều đốt chồi so với thân non Cắt lấy hom dài 30-50mm, vết cắt đốt 10-20mm, bóc hết già bao quanh bên ngồi Thông thường, sau tuần chồi mọc Cây: Chọn cỏ Vetiver trưởng thành, có 3-4 phát triển đầy đủ Cẩn thận tách nhánh để rễ cổ rễ đỡ bị tổn thương Cổ rễ: Từ phận cỏ Vetiver trưởng thành mọc mầm Tốt sử dụng phần cổ rễ cỏ Vetiver trưởng thành 2.1.2.2 Phun dung dịch bèo tây 10% Dung dịch bèo tây có chứa nhiều hcmơn chất kích thích sinh trưởng khác axit gibberellic, hợp chất Indol-Axetic (IAA): • Bèo tây lấy từ ao, hồ, sơng, ngòi về; • Cho vào túi nilon kín có dung tích 20lít; • Khoảng tháng bèo tây hồn tồn hoai mục; • Gạn bỏ phần chất rắn, giữ lại phần nước; • Cất giữ để dùng dần Hình 8: Phun dung dịch bèo tây (10%) cho cỏ Vetiver giống 2.1.2.3 Xử lý trồng Hình 9: Phủ kín hom giống túi nilon 24 NHÓM Page 18 CỎ VETIVER XỬ LÝ ĐẤT Ơ NHIỄM ĐỒNG Hình 10: Trồng luống có bón phân chuồng 2.1.2.4 Ưu nhược điểm rễ trần hom Ưu điểm: • Rất hiệu quả, tốn sớm có giống để trồng; • Khối lượng giống gọn nhẹ, tốn cơng vận chuyển; • Rất dễ trồng phương pháp thủ cơng; • Có thể trồng máy diện tích lớn Nhược điểm: • Dễ bị tổn thương bị khô, điều kiện thời tiết bất thuận; • Khơng để trường lâu trước trồng; • Phải trồng đất đủ độ ẩm; • Trong tuần cần thường xuyên tưới nước; • Nên trồng đất đánh luống, nơi tiện nước để tưới 2.1.3 Trồng chồi nuôi cấy chồi ống nghiệm TS Lê Văn Bé Đại học Tổng hợp Cần Thơ áp dụng phương pháp nhân giống đơn giản hiệu (chi tiết xin xem Lê Văn Bé et al, 2006) Cả giai đoạn phương pháp tiến hành mơi trường lỏng: • Kích thích đâm chồi ngang; • Nhân thành nhiều con; • Thúc cho rễ; • Thúc cho phát triển nhanh mái che nhà kính 2.1.4 Ni cấy mơ từ phần mẹ Nuôi cấy mô phương pháp nhân giống quy mơ lớn để có nhiều cỏ giống Vetiver Phương pháp không cần đến số lượng lớn mẹ, dảnh hom quen thuộc nhà sản xuất rau, hoa, giới Cách làm khác tùy theo nơi, sử dụng số mô cỏ Vetiver, nuôi cấy chúng mơi trường đặc biệt, đảm bảo vơ trùng NHĨM Page 19 CỎ VETIVER XỬ LÝ ĐẤT Ô NHIỄM ĐỒNG Những nhỏ sinh ươm môi trường thích hợp phát triển đầy đủ thành giống đem trồng diện rộng (chi tiết xin xem Truong, 2006) 2.2 Mơ hình trồng cỏ vetiver Các phương pháp trồng cỏ Vetiver - Trồng theo luống Ở Việt Nam, bước đầu có số thử nghiệm khu vực ô nhiễm đồng, cỏ Vetiver trồng nhằm tiêu đồng xuống tới nồng độ tiêu chuẩn cho phép Kết phân tích cho thấy, hàm lượng đồng tổng đất giảm 88% sau 48 giảm 91% sau 72 Tiếp theo thử nghiệm số đầm hồ nuôi cá đồng sông Cửu Long ứng dụng hệ thống cỏ Vetiver bảo vệ bờ đầm, bờ hồ, làm nước đầm hồ xử lý nước thải Ở miền Bắc nước thải từ xí nghiệp sản xuất giấy Bắc Ninh từ nhà máy phân đạm Hà Bắc thử nghiệm xử lý hệ thống cỏ Vetiver Ở Bắc Ninh cỏ mọc tốt sau tháng trừ vài đoạn sát nước thải, nơi hàm lượng chất độc hại tỏ cao Trong đó, nhà máy phân đạm Hà Bắc, cỏ mọc lên tốt ln tình trạng ngập nước thải, giảm đáng kể hàm lượng nguyên tố độc hại (Hình 11) Hình 11: Trồng cỏ xử lý đất & nước thải Bắc Ninh (trái) Bắc Giang (phải) Ở Ôxtralia, hàng cỏ Vetiver tưới ngầm nước thải lấy từ hố ga nhà vệ sinh Khi cỏ Vetiver tháng tuổi, lượng Nitơ tổng nước thấm ngầm qua hàng cỏ giảm 83%, sau hàng cỏ giảm tới 99% Tương tự vậy, hàm lượng Phốt tổng giảm 82% 85% (Hình 12) NHÓM Page 20 CỎ VETIVER XỬ LÝ ĐẤT Ô NHIỄM ĐỒNG Hình 12: Hiệu cỏ Vetiver tiêu giảm Nitơ nước thải sinh hoạt Ở Trung Quốc, chất dinh dưỡng kim loại nặng thải từ trại lợn chất chủ yếu gây ô nhiễm đất & nguồn nước, với nồng độ N, P Cu, Zn vốn cao thức ăn tăng trọng Kết thử nghiệm cho thấy, cỏ Vetiver có khả làm cao Nó hấp thụ lọc Cu Zn tới 90%; As N tới 75%; Pb khoảng 30-71% P khoảng 15-58% Có thể xếp thứ tự hiệu lọc kim loại nặng chất N, P cỏ Vetiver nước thải từ trại lợn sau: Zn>Cu>As>N>Pb>Hg>P - Trồng theo cụm Trung Quốc nước nuôi nhiều lợn giới Xử lý đất & nước thải trại lợn vấn đề xúc khu vực đông dân cư Năm 1998, tỉnh Quảng Đơng có tới 1.600 trại ni lợn, 130 trại sản xuất 10.000 lợn thịt năm Mỗi trại lợn xả 100-150 nước thải ngày, kể phân lợn tập trung từ lò mổ, chứa nhiều dưỡng chất Tạo vùng đất ngập nước ô nhiễm Người ta tiến hành thử nghiệm cỏ Vetiver với 11 giống cỏ khác để xem giống thích hợp cho vùng nhiễm Kết cho thấy, giống cỏ có hiệu Vetiver, Cyperus alternifolius Cyperus exaltatus Tuy nhiên, tiếp tục thử nghiệm cho thấy giống Cyperus exaltatus tới mùa thu bị tàn lụi, chuyển sang trạng thái ngủ đơng mùa xuân năm sau mọc lại, vấn đề xử lý nhiễm đòi hỏi phải thực quanh năm Do vậy, có cỏ Vetiver Cyperus alternifolius thích hợp trồng đất ngập nước để xử lý ô nhiễm từ trại nuôi lợn NHÓM Page 21 CỎ VETIVER XỬ LÝ ĐẤT Ô NHIỄM ĐỒNG Hình 13: Cỏ Vetiver trồng bãi lầy nước thải từ trại ni lợn Biên Hòa (trái) Trung Quốc (phải) Một hướng phát triển đáng kể gần sử dụng cỏ Vetiver để xử lý nước thải theo mơ hình trồng cỏ thành luống để lọc nước, điều chỉnh để nước đầu đạt yêu cầu mong muốn chất lẫn lượng Hệ thống triển khai Gelita Apa, Úc Hình 14: Mơ hình lọc nước thải luống cỏ Vetiver 2.3 Phương pháp nghiên cứu Cỏ vetiver trồng đất Cu bổ sung dạng muối CuCl với nồng độ Cu2+ là: 0, 50, 70 100ppm Định kỳ tháng lần xác định tiêu sinh trưởng, phát triển cỏ Sau tháng thí nghiệm tiến hành xác định hàm lượng KLN cỏ lại đất NHĨM Page 22 CỎ VETIVER XỬ LÝ ĐẤT Ô NHIỄM ĐỒNG 2.4 Khả phát triển cỏ Kết nghiên cứu cho thấy, cỏ Vetiver có khả sống phát triển nồng độ Cu từ – 100ppm môi trường đất khác Nồng độ Cu đất tăng có ảnh hưởng đáng kể đến tiêu tăng chiều dài rễ, tích lũy sinh khối khả phát sinh chồi mới, ảnh hưởng lớn đến khả tăng trưởng chiều cao Cỏ Vetiver phát triển tốt môi trường đất có thành phần giới nhẹ, giàu hữu (MĐ1) phát triển chậm mơi trường đất có thành phần giới nặng, nghèo hữu (MĐ4) Nồng độ Cu đất từ 50 -100ppm (vượt TCVN từ 1-2 lần) ngưỡng chịu đựng cỏ Vetiver 2.5 Khả tích lũy Cu cỏ Vetiver Kết phân tích hàm lượng Cu tích lũy thân + rễ cỏ Vetiver sau tháng thí nghiệm trình bày bảng biểu đồ Bảng Hàm lượng Cu tích luỹ thân + rễ cỏ Vetiver sau tháng thí nghiệm (n=3) Mẫu đất MĐ MĐ MĐ NHÓM Nồng độ Cu (ppm) Cu thân + (ppm) M ±Sd Cu rễ (ppm) M ±Sd Tỷ lệ Cu thân + /rễ (%) ĐC 14,67 ±1,31a 37,31 ±1,14a 39,32 50 15,54 ±0,42b 38,22 ±1,06b 40,66 70 32,24 ±1,07c 45,34 ±0,73c 71,11 100 46,54 ±0,64d 55,42 ±0,83d 83,98 ĐC 11,47 ±1,33a 34,54 ±1,83a 33,21 50 13,13 ±0,69b 40,04 ±1,66b 32,79 70 29,89 ±0,55c 45,66 ±1,49c 65,46 100 45,74 ±0,54d 58,88 ±0,57d 77,68 ĐC 13,25 ±1,12a 46,21 ±1,01a 28,67 50 13,94 ±0,79ab 36,29 ±0,53b 38,41 70 30,18 ±0,82c 39,44 ±0,75c 76,52 100 41,36 ±0,75d 48,38 ±1,40d 85,49 Page 23 CỎ VETIVER XỬ LÝ ĐẤT Ô NHIỄM ĐỒNG MĐ ĐC 11,23 ±1,09a 44,94 ±0,34a 24,99 50 10,21 ±0,78ab 42,48 ±0,56b 24,03 70 25,3 ±1,62c 50,57 ±1,27c 50,03 100 37,03 ±0,68d 53,44 ±2,15d 69,29 Ghi chú: Các số có số a, b, c khơng có khác có ý nghĩa mức ý nghĩa α=0,05 Biểu đồ Hàm lượng Cu tích lũy thân + lá, rễ cỏ Vetiver tỷ lệ % Cu tích lũy thân + lá/rễ Kết bảng biểu đồ cho thấy, khả tích luỹ Cu thân + rễ cỏ Vetiver tỷ lệ thuận với nồng độ Cu bổ sung vào đất Hàm lượng Cu tích luỹ thân + rễ cỏ cao nồng độ Cu đất 100ppm môi trường đất MĐ1 MĐ2, tiếp đến MĐ4 MĐ3 Khả tích lũy Cu thân cỏ Vetiver cao 46,54ppm (ở nồng độ Cu 100ppm môi trường đất MĐ1) rễ cao 58,88ppm (ở nồng độ Cu 100ppm mơi trường đất MĐ2) Điều giải thích khả hút tích lũy Cu cỏ cao mơi trường đất có hàm lượng Cu cao, thành phần giới nhẹ, pH thấp Mặt khác, tỷ lệ Cu tích lũy thân + lá/ rễ tương đối cao (dao động từ 24,03 đến 85,49%) tỷ lệ tuyến tính với nồng độ Cu đất Như vậy, việc sử dụng cỏ Vetiver để xử lý Cu đất theo chế chiết hút thực vật (phytoextraction) chế cố định nhờ thực vật (phytostabilization) có tính khả thi NHĨM Page 24 CỎ VETIVER XỬ LÝ ĐẤT Ô NHIỄM ĐỒNG cao 2.6 Hiệu xử lý Cu cỏ Kết xác định hiệu xử lý Cu cỏ Vetiver sau tháng thí nghiệm mơi trường đất khác trình bày bảng biểu đồ Bảng Hiệu qủa xử lý Cu (%) cỏ Vetiver môi trường đất khác sau tháng thí nghiệm Mẫu đất Nồng độ KLN (ppm) MĐ1 MĐ2 MĐ3 MĐ4 50 0,82 0,79 0,75 0,70 70 0,82 0,80 0,69 0,72 100 0,71 0,77 0,60 0,59 Biểu đồ Hiệu xử lý Cu cỏ Vetiver sau tháng thí nghiệm mơi trường đất khác Kết bảng biểu đồ cho thấy, hiệu xử lý Cu cỏ Vetiver giảm nồng độ Cu đất tăng Hiệu xử lý Cu cỏ vetiver cao mơi trường đất có thành phần giới nhẹ (MĐ1 MĐ2) thấp mơi trường đất có thành phần giới nặng (MĐ3 MĐ4) Hiệu xử lý Cu cỏ Vetiver NHÓM Page 25 CỎ VETIVER XỬ LÝ ĐẤT Ô NHIỄM ĐỒNG môi trường đất khác với nồng độ Cu đất khác dao động từ 0,59 – 0,82% Vì vậy, việc sử dụng cỏ vetiver để xử lý Cu đất cần có thời gian, nhiên hiệu xử lý Cu loài cỏ chủ yếu cố định Cu đất không cho chúng xâm nhập vào nước ngầm kiểm sốt dòng chảy ngăn ngừa ô nhiễm nước mặn 2.7 Kết luận Cỏ Vetiver có khả phát triển mơi trường đất khác (thành phần giới nặng/ nhẹ; giàu nghèo hữu cơ) với mức độ ô nhiễm Cu vượt TCVN 7209-2002 từ 1-2 lần Tỷ lệ Cu tích lũy thân + lá/ rễ cỏ Vetiver cao (dao động từ 24,03 đến 85,49%) Hiệu xử lý Cu cỏ môi trường đất khác thuộc loại trung bình (0,59 – 0,82%) Kết khẳng định việc sử dụng cỏ vetiver để xử lý Cu đất theo chế chiết hút cố định nhờ thực vật có tính khả thi TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]http://www.ued.edu.vn/khoasinhmt/mod/glossary/view.php? id=4&mode=&hook=ALL&sortkey=&sortorder=&fullsearch=0&page=-1 NHÓM Page 26 CỎ VETIVER XỬ LÝ ĐẤT Ô NHIỄM ĐỒNG [2] http://www.Vetiver.org/TVN_archive.htm" \l "Anchor-LAND-2821 [3] http://www.Vetiver.org/TVN_archive.htm" \l "Anchor-LANDFILL-45656 NHÓM Page 27 ... Hiệu xử lý Cu cỏ Vetiver NHÓM Page 25 CỎ VETIVER XỬ LÝ ĐẤT Ô NHIỄM ĐỒNG môi trường đất khác với nồng độ Cu đất khác dao động từ 0,59 – 0,82% Vì vậy, việc sử dụng cỏ vetiver để xử lý Cu đất cần... tan KLN đất 1.1.2 Hiện trạng nhiễm môi trường đất KLN Việt Nam a Ô nhiễm KLN hoạt động công nghiệp ô thị hố NHĨM Page CỎ VETIVER XỬ LÝ ĐẤT Ô NHIỄM ĐỒNG Nguồn phát tán KLN gây ô nhiễm môi trường... loại nặng cỏ Vetiver cỏ khác NHÓM Page 15 CỎ VETIVER XỬ LÝ ĐẤT Ô NHIỄM ĐỒNG CHƯƠNG II : KHẢ NĂNG XỬ LÝ ĐỒNG CỦA CỎ VETIVER 2.1 Nhân giống Có phương pháp thường dùng để nhân giống cỏ Vetiver: •