Mau 4_ĐT - Thuyet minh de tai

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT ĐƠN VỊ: Khoa Khoa học quản lý CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc THUYẾT MINH ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG TÊN ĐỀ TÀI MÃ SỐ Sử dụng selen (Se) ức chế độc chất đồng (Cu) hấp thụ lên trồng điều kiện đất nhiễm Cu Thí điểm với đất trồng rau thuộc địa bàn ngoại ô Thành phố Thủ Dầu Một THUỘC CHƯƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU (nếu có) LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU LOẠI HÌNH NGHIÊN CỨU Khoa học Tự nhiên, Kỹ thuật, Cơng nghệ X Khoa học Xã hội Nhân văn Nghiên cứu ứng dụng Triển khai thực nghiệm Kinh tế Giáo dục THỜI GIAN THỰC HIỆN Từ tháng 01 12 tháng năm 2020 đến tháng 01 năm 2021 ĐƠN VỊ CHỦ TRÌ ĐỀ TÀI Tên đơn vị: Khoa Khoa học quản lý Điện thoại: 0274.3822.518, nhấn số 3, nhấn số nội 107 E-mail: khoakhql@tdmu.edu.vn Địa chỉ: 06 Trần Văn Ơn, Phường Phú Hòa, TP Thủ Dầu Một, Tỉnh Bình Dương Họ tên thủ trưởng đơn vị: TS Ngô Hồng Điệp CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI Họ tên: Trần Thị Anh Thư Năm sinh: 05/08/1984 Học vị: Tiến sỹ Chức danh khoa học: Chức vụ: Giám đốc chương trình Đơn vị cơng tác: Chương trình Quản lý Tài nguyên Môi trường Khoa Khoa học quản lý - ĐH Thủ Dầu Một Địa quan: 06 Trần Văn Ơn, Phường Phú Hòa, TP Thủ Dầu Một, Tỉnh Bình Dương Điện thoại quan: 0274.3822.518, nhấn số 3, nhấn số nội 107 Địa nhà riêng: 54/4 Quang Trung, P Tăng Nhơn Phú B, Quận 9, TP Hồ Chí Minh Điện thoại nhà riêng: Di động: 0772634276 E-mail: thutta@tdmu.edu.vn NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI TT Họ tên Đơn vị công tác lĩnh vực chuyên môn Nội dung nghiên cứu cụ thể giao Chữ ký 10 ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH Tên đơn vị nước Nội dung phối hợp nghiên cứu Họ tên người đại diện đơn vị 11 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC CỦA ĐỀ TÀI Ở TRONG VÀ NGỒI NƯỚC 11.1 Ngồi nước (phân tích, đánh giá tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài giới, liệt kê danh mục công trình nghiên cứu, tài liệu có liên quan đến đề tài trích dẫn đánh giá tổng quan) Loại Se 0, 2.5, 10, 20 mg/kg Na2SeO3 5, 10 g/ha Se Hiệu ứng dụng Cu có xu hướng chuyển thành phân đoạn liên kết với chất hữu cơ; nồng độ Cu cải thìa giảm nồng độ Se tăng dần Nồng độ Cu cỏ linh lăng giảm nồng độ Se tăng dần Tác giả Bin Hu, Dongli Liang, Juanjuan Liu, Lingming Lei, Dasong Yu Klara PETKOVIC, Maja MANOJLOVIC, Ranko CABILOVSKI, Đorđe KRSTIC, Zdenko LONCARIC, Peder LOMBNỈ 11.2 Trong nước (phân tích, đánh giá tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài Việt Nam, liệt kê danh mục cơng trình nghiên cứu, tài liệu có liên quan đến đề tài trích dẫn đánh giá tổng quan) Hiện tại, nước chưa ứng dụng Se để xử lý kim loại nặng đất Công nghệ xử dụng phổ biến thường dùng sinh vật 11.3 Danh mục cơng trình cơng bố thuộc lĩnh vực đề tài chủ nhiệm thành viên tham gia nghiên cứu (họ tên tác giả; báo; ấn phẩm; yếu tố xuất bản) STT Cơng trình nghiên cứu Thi Anh Thu Tran, Quang Toan Dinh, Zeiwei Cui, Jie Huang, Dan Wang, Tianjiao Wei, Dongli Liang, Xin Sun, Ping Ning Comparing the influence of selenite (Se4+) and selenate (Se6+) on the inhibition of the mercury (Hg) phytotoxicity to Pak choi Ecotoxicology and Environmental Safety, 147:897-904, 2018 Thi Anh Thu Tran, Fei Zhou, Wenxiao Yang, Mengke Wang, Quang Toan Dinh, Dan Wang, Dongli Liang Detoxification of mercury in soil by selenite and related mechanisms Ecotoxicology and Environmental Safety, 159:77-84, 2018 Thi Anh Thu Tran, Quang Toan Dinh, Fei Zhou, Dongli Liang, Detoxification of mercury in soil by selenate and related mechanisms Proceedings of the 6th international conference on selenium in environment and human health, pages 139-140, 2019, China Mingyue Xue, Dan Wang, Fei Zhou, Zekun Du, Hui Zhai, Mengke Wang, Quang Toan Dinh, Thi Anh Thu Tran, Huinan Li, Ying Yan, Dongli Liang Effects of selenium combined with zinc amendment on zinc fractions and bioavailability in calcareous soil Ecotoxicology and Environmental Safety, 190: 110082, 2020 Quang Toan Dinh, Zhe Li, Thi Anh Thu Tran, Dan Wang, Dongli Liang Role of organic acids on the bioavailability of selenium in soil: A review Chemosphere, 184:618-635, 2017 Quang Toan Dinh, Zewei Cui, Jie Huang, Thi Anh Thu Tran, Dan Wang, Wenxiao Yang, Fei Zhou, Mengke Wang, Dasong Yu, Dongli Liang Selenium distribution in the Chinese environment and its relationship with human health: A review Environment International, 112: 294-309, 2018 Dan Wang, Quang Toan Dinh, Tran Thi Anh Thu, Fei Zhou, Wenxiao Yang, Mengke Wang, Weiwei Song, Dongli Liang Effect of selenium-enriched organic material amendment on selenium fraction transformation and bioavailability in soil Chemosphere, 199: 417-426, 2018 Dan Wang, Qin Peng, Wen-Xiao Yang, Quang Toan Dinh, Thi Anh Thu Tran, Xing-Da Zhao, Jiang-Tong Wu, Yong-Xian Liu, Dong-Li Liang DOM derivations determine the distribution and bioavailability of DOM-Se in selenate applied soil and mechanisms Environmental Pollution, 259: 113899, 2020 12 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Kim loại đồng (Cu) nguyên tố thiết yếu cho sinh vật, nhiên chúng lại có độc tính hàm lượng cao Cu xâm nhập vào môi trường đất thông qua hoạt động nhân tạo khác hoạt động cơng nghiệp, khai thác khống sản sử dụng phân bón (Xue et al., 2017; Kong et al., 2018; Zhu et al., 2018) Sự ô nhiễm đất nông nghiệp nồng độ vượt mức Cu thu hút quan tâm không Cu tích tụ đất mà cịn tích lũy trồng, vào chuỗi thức ăn gây rủi ro đáng kể cho sức khỏe người (Naveedullah et al., 2013; Wu et al., 2016; Zhu et al., 2017) Tỉnh Bình Dương nằm vùng kinh tế trọng điểm khu vực Đông Nam Bộ với phát triển mạnh mẽ công nghiệp, nộng nghiệp, làng nghề, khai khống, thị hố dẫn đến suy thối mơi trường đất ngày trở nên nghiêm trọng Chính vậy, tương lai giải vấn đề ô nhiễm Cu đất nông nghiệp thử thách lớn, đặt biệt khu vực khai thác khống sản, làng nghề sơn mài, ngành cơng nghiệp hóa chất, sản xuất nơng nghiệp lạm dụng phân bón hóa học Hiện nay, Việt Nam giới có nhiều phương pháp giảm thiểu độc chất Cu đất, rửa đất, nhiệt, dùng thực vật hấp thụ Tuy nhiên, giải pháp có nhiều nhược điểm, như: chi phí cao, thay đổi tính chất đất, khó áp dụng diện rộng, khó khắn việc lựa chọn thực vật hấp thụ thích hợp Đứng trước vấn đề trên, đề tài đề xuất phương pháp mang tính phát triển bền vững vừa đạt hiệu tốt, lợi ích kinh tế vừa thân thiện với môi trường Selen (Se) nguyên tố vi lượng cần thiết cho sức khỏe người động vật Tuy nhiên, cần thiết phạm vi phù hợp mặt sinh lý thừa thiếu hụt dẫn đến tác động có hại cho người động vật (Dinh et al., 2017) Ngồi ra, Se làm giảm độc tính nhiều kim loại nặng, bao gồm Hg, As Pb (Mukherjee Sharma, 1988; Jonnalagadda Rao, 1993) Có nhiều nghiên cứu tương tác Se kim loại cho Se làm giảm tích lũy kim loại thực vật (Afton Caruso, 2009; Zhao cộng sự, 2013a; Zhao cộng sự, 2013b) với hình thành phức khơng hịa tan kim loại-Se đất rễ, ngăn cản di chuyển kim loại đến phận bên thực vật (Mounicou et al., 2006; Afton Caruso, 2009; McNear et al., 2012) Điều dẫn đến thay đổi phân đoạn kim loại đất, nguyên nhân quan trọng giữ kim loại lại đất khu vực rễ Ngồi ra, phế phẩm nơng nghiệp rơm rạ, thâm ngô… vật liệu truyền thống sử dụng sản xuất nông nghiệp nguồn dinh dưỡng thiết yếu; cải thiện độ phì đất tương tác vi sinh vật đất (Wiszniewska et al., 2016; Egene et al., 2018) Do đó, loại vật liệu hữu giảm nguy gây độc kim loại giảm hấp thụ thực vật kim loại theo chế khác Tuy nhiên, số nghiên cứu lại cho thấy số vật liệu hữu có khả tăng khả dụng sinh học kim loại đất Điều liên quan đến tính chất đất loại vật liệu hữu sử dụng Appel and Ma (2002) cho thấy sinh khả dụng kim loại nặng điều kiện axit cao phần lớn kiềm tăng kết tủa kim loại với trợ giúp nhóm hydroxyl carboxyl Bên cạnh đó, đất có hàm lượng sét cao có khả làm giảm hình thái kim loại có sẵn (Mahabadi et al., 2007) Evanylo et al (2006) cho thấy với việc tăng lượng bùn thải sinh học dẫn dến tăng hàm lượng Cu tích lũy mơ thực vật Chính vậy, nghiên cứu thực với mục tiêu: (1) Đánh giá khả hiệu Se việc giảm hàm lượng Cu dung dịch đất hạn chế hấp thụ lên cây, đồng thời tăng cường dưỡng chất Se cho trồng; (2) Xác định ảnh hưởng vật liệu hữu kết hợp với Se (rơm rạ, thân ngô) việc giảm hàm lượng Cu dung dịch đất hạn chế hấp thụ lên cây; (3) Xem xét trình giải độc Cu đất với Se loại vật liệu hữu kết hợp (rơm rạ, thân ngô); (4) Đề xuất hàm lượng Se loại vật liệu kết hợp (rơm rạ, thân ngô) sử dụng tối ưu nhằm đạt hiệu tốt cho tăng trưởng thực vật sản xuất an toàn 13 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI - Đánh giá khả hiệu Se việc giảm hàm lượng Cu dung dịch đất hạn chế hấp thụ lên cây; đồng thời tăng cường dưỡng chất Se cho trồng - Xác định ảnh hưởng vật liệu hữu kết hợp với Se (rơm rạ, thân ngô) việc giảm hàm lượng Cu dung dịch đất hạn chế hấp thụ lên - Xem xét trình giải độc Cu đất với Se loại vật liệu hữu kết hợp (rơm rạ, thân ngô) - Đề xuất hàm lượng Se loại vật liệu kết hợp (rơm rạ, thân ngô) sử dụng tối ưu nhằm đạt hiệu tốt cho tăng trưởng thực vật sản xuất an toàn 14 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU 14.1 Đối tượng nghiên cứu - Đất trồng rau thuộc địa bàn ngoại ô Thành phố Thủ Dầu Một - Các thơng số về: Cu, Se cải thìa trồng địa bàn ngoại ô Thành phố Thủ Dầu Một 14.2 Phạm vi nghiên cứu - Không gian nghiên cứu: Nghiên cứu giới hạn Thành phố Thủ Dầu Một – Bình Dương - Thời gian nghiên cứu: Nghiên cứu thực khoảng thời gian: Từ tháng 01 năm 2020 đến tháng 12 năm 2020 15 CÁCH TIẾP CẬN, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15.1 Cách tiếp cận - Dựa vào báo chuyên ngành môi trường cơng bố thuộc tạp chí thuộc danh mục SCI để định hướng nghiên cứu - Dựa vào thiết bị có nhà trường phịng thí nghiệm chun ngành Mơi trường để lựa chọn phương pháp nghiên cứu kỹ thuật sử dụng hợp lý, xây dựng đề cương phù hợp với nội dung mục tiêu đề tài 15.2 Phương pháp nghiên cứu 15.2.1 Phương pháp khảo sát thu thập tài liệu - Tiến hành khảo sát khu vực ngoại ô Thành phố Thủ Dầu Một, tiến hành lựa chọn vị trí lấy đất trồng - Tiến hành thu thập thông tin đặc điểm tự nhiên, vị trí địa lý, đặc điểm khí hậu, thời tiết, lượng mưa, nhiệt độ, độ ẩm liệu tình hình kinh tế xã hội thành phố Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương báo cáo mơi trường phịng tài ngun mơi trường thành phố - Thu thập liệu, thông tin đối tượng Cu, Se, phế phẩm nông nghiệp tồn độc tính ảnh hưởng sách giáo trình, nghiên cứu ngồi nước 15.2.1 Vật liệu thí nghiệm Đất nông nghiệp lấy độ sâu từ cm đến 20 cm ngoại ô Thành phố Thủ Dầu Một, Tỉnh Bình Dương Sau đó, mẫu đất sấy khơ hồn tồn nhiệt độ phịng, đồng qua sàng mm Các tính chất hóa lý đất xác định theo trình tự (Bao (2000): pH đất xác định dung dịch đất với nước với tỷ lệ đất-nước 1: 2,5 máy đo pH Hàm lượng chất hữu đất xác định q trình oxy hóa K 2CrO7 nóng chuẩn độ FeSO4 Khả trao đổi cation (CEC) trích xuất xác định cách sử dụng dung dịch NH 4OAC máy quang phổ lửa Hàm lượng sét cacbonat xác định phương pháp phân tích kích thước hạt laser phương pháp thể tích khí tương ứng Tổng hàm lượng nitơ xác định phương pháp Kjeldahl 15.2.2 Thiết kế thí nghiệm Se Cu thêm vào mẫu đất nghiên cứu với nồng độ 0; 0,5; 2,5 mg/kg đất Se(IV) (Na2SeO3) Se(VI) (Na2SeO4) 0, 100, 200, 400 mg/kg đất Cu (CuSO4.5H2O) Rơm rạ (R) thân ngô (M) thêm vào chậu với hàm lượng 0, 10 20 g/kg đất Các thí nghiệm thiết kế hoàn toàn ngẫu nhiên với lần lặp lại, tổng cộng 420 chậu cho 140 thí nghiệm (Bảng 15.1) Bảng 15.1 Thiết kế thí nghiệm Thí nghiệm Se0 Se0Hg0 Se0Hg1.0 Se0Hg2.0 Se0Hg3.0 Se0Hg0R10 Se0Hg1.0R10 Se0Hg2.0R10 Se0Hg3.0R10 Se0Hg0R20 Se0Hg1.0R20 Se0Hg2.0R20 Se0Hg3.0R20 Se0Hg0M10 Se0Hg1.0M10 Se0Hg2.0M10 Se0Hg3.0R10 Se0Hg0M20 Se0Hg1.0M20 Se0Hg2.0M20 Se0Hg3.0R20 Thí nghiệm Se0.5 Se0.5Hg0 Se0.5Hg1.0 Se0.5Hg2.0 Se0.5Hg3.0 Se0.5Hg0R10 Se0.5Hg1.0R10 Se0.5Hg2.0R10 Se0.5Hg3.0R10 Se0.5Hg0R20 Se0.5Hg1.0R20 Se0.5Hg2.0R20 Se0.5Hg3.0R20 Se0.5Hg0M10 Se0.5Hg1.0M10 Se0.5Hg2.0M10 Se0.5Hg3.0M10 Se0.5Hg0M20 Se0.5Hg1.0M20 Se0.5Hg2.0M20 Se0.5Hg3.0M20 Thí nghiệm Se1.0 Se1.0Hg0 Se1.0Hg1.0 Se1.0Hg2.0 Se1.0Hg3.0 Se1.0Hg0R10 Se1.0Hg1.0R10 Se1.0Hg2.0R10 Se1.0Hg3.0R10 Se1.0Hg0R20 Se1.0Hg1.0R20 Se1.0Hg2.0R20 Se1.0Hg3.0R20 Se1.0Hg0M10 Se1.0Hg1.0M10 Se1.0Hg2.0M10 Se1.0Hg3.0M10 Se1.0Hg0M20 Se1.0Hg1.0M20 Se1.0Hg2.0M20 Se1.0Hg3.0M20 Thí nghiệm Se2.5 Se2.5Hg0 Se2.5Hg1.0 Se2.5Hg2.0 Se2.5Hg3.0 Se2.5Hg0R10 Se2.5Hg1.0R10 Se2.5Hg2.0R10 Se2.5Hg3.0R10 Se2.5Hg0R20 Se2.5Hg1.0R20 Se2.5Hg2.0R20 Se2.5Hg3.0R20 Se2.5Hg0M10 Se2.5Hg1.0M10 Se2.5Hg2.0M10 Se2.5Hg3.0M10 Se2.5Hg0M20 Se2.5Hg1.0M20 Se2.5Hg2.0M20 Lưu ý: Se (IV) Se (VI) thí nghiệm có nồng độ Se2.5Hg3.0M20 Sau thêm hóa chất, đất cân vịng 30 ngày Sau thêm phân bón bao gồm 0,15 g/kg N (urê, AR) 0,033 g/kg P (monopotosphat, AR), trộn kỹ chậu nhựa (đường kính: 18 cm; chiều cao: 15 cm) chứa 2,5 kg đất cân Độ ẩm đất giữ mức khoảng 70% Các hạt cải thìa gieo, tỉa chậu sau 10 ngày nảy mầm Cây tưới nước định kỳ để giữ độ ẩm cho đất 70%; thu hoạch sau 38 ngày 15.2.3 Phân tích mẫu Phân tích nồng độ Cu Các mẫu thực vật phân hủy hỗn hợp axit 4:1 (HNO 3:HClO4) 160°C Nồng độ Cu dung dịch phân hủy đo máy quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) Phân tích nồng độ Cu đất: Các mẫu đất phân hủy hỗn hợp axit 3:1 (HNO 3:HClO4) 160°C Nồng độ Cu dung dịch phân hủy đo máy quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) Xác định phân đoạn Cu đất Phân tích phân đoạn Cu áp dụng theo phương pháp trích xuất liên tục theo trình tự bước Feng et al (1996) Theo phương pháp này, Cu chia thành: (a) Phân đoạn hòa tan (Cu-W); (b) Phân đoạn trao đổi (Cu-E); (c) Phân đoạn axit hòa tan (Cu-A); (d) Phân đoạn axit humic (Cu-H); (e) Phân đoạn chất hữu dễ phân hủy (Cu-EO); (f) Phân đoạn chất hữu khó phân hủy (Cu-DO); (g) Phân đoạn chất cịn lại (Cu-R); 15.2.4 Phân tích liệu thống kê Phân tích thống kê thực phương pháp so sánh nhiều lần Tukey, phân tích phương sai chiều (ANOVA) với Phần mềm SPSS 16.0 Đối với tất thí nghiệm, giá trị có p