Ứng dụng công nghệ thực vật hay biện pháp sinh học, đó chính là sử dụng thực vật có khả năng cải tại đất bị ô nhiễm, có phản ứng khác nhau đối với các ion kim loại trong môi trường, thậm chí ở nồng độ rất thấp. Công nghệ xử lý môi trường bằng thực vật là một công nghệ mới và hấp dẫn được đề cập trong những năm gần đây. Kỹ thuật này được cho biết là có một triển vọng đặc biệt trong việc làm sạch kim loại trong đất, ít nhất là dưới điều kiện cụ thể nào đó và được sử dụng trong hệ thống quản lý thích hợp.
24
Ở nước ta, nghiên cứu khả năng hấp thu kim loại nặng của thực vật với mục đích sử dụng trong xử lý ô nhiễm môi trường cũng đã bắt đầu được thực hiện có kết quả tốt
(Võ Văn Minh và Võ Châu Tuấn, 2005). Kết quả cho thấy, cây thơm ổi (Lantana
camara) có thể chịu được hàm lượng Pb trong đất lên tới 10.000 thậm chí 20.000 ppm.
Cây cải xoong (Nasturtium officinale) có khả năng làm giảm 60-80% Cr và 70-80%Ni từ
nước thải mạ điện có nồng độ Cr và Ni tương ứng 58,39 mg/l và 5,77 mg/l. Nghiên cứu
loại bỏ Cr và Ni trong nước ô nhiễm cũng được thử nghiệm với cây vỏ vetiver (Vetiveria
zizanioides) và cây sậy (Phragmites australis) theo "phương pháp vùng rễ", kết quả thu
được cũng rất khả quan. Khi hàm lượng Cr và Ni thấp, hiệu suất xử lý có thể đạt trên 70%
với Ni và trên 90% với Cr6+ và Cr3+. Trồng cỏ Vetiveria zizanioides trên đất ô nhiễm Pb
với hàm lượng Pb từ 1400,50 ppm đến 2530 ppm trong đất, cỏ vetiver vẫn phát triển tốt sau 90 ngày .Hàm lượng Pb tích luỹ trong rễ đạt từ 509,42 ppm đến 2311,53 ppm và có một phần nhỏ Pb được vận chuyển lên thân cỏ ( từ 2,73 ppm đến 40,24 ppm)[8].
Nghiên cứu mới đây cho thấy, loài dương xỉ Pteris vittata và Dennstaedtia scabra,
không những có khả năng tích luỹ cao As mà còn có khả năng hấp thu đồng thời các KL khác nhau như Mn, Cu, Fe, Zn và Pb. Khi trong đất bị ô nhiễm có hàm lượng As là
3528 ppm, thì hàm lượng As trong rễ và thân D.scabra tương ứng là 965,47 ppm và
2241,63 ppm[2].
“Báo cáo tổng kết kết quả nghiên cứu khoa học công nghệ đề tài nghiên cứu sử dụng thực vật để cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng tại các vùng khai thác khoáng sản
KC08.04/06-10”, (Đặng Đình Kim,2010). Kết quả đề tài chỉ ra được:
- Hàm lượng Pb và Zn trong đất cao nhất ở Tân Long, Đồng Hỷ lên đến 13.028 và 9.863 ppm, tương ứng. Hàm lượng As trong đất ở Hà Thượng, Đại Từ là rất cao, có điểm lên đến 15.146ppm.
25
Có 6 loài thực vật có triển vọng xử lý kim loại nặng As, Pb, Cd và Zn là 2
loài Dương xỉ Pterisvittata (L.) và Pytirogramma calomelanos (L.) Link phù hợp cho xử lý đất ô nhiễm As và 04 loài cỏ Mần trầu Eleusine indica L., cỏ Gà Cynodon
dactylon (L), cỏ gấu (Cyperus rotundus L.) và Mộc tặc yếu (Equisetum ramohsissimum
(Vauch)) để cố định kim loại trong đất ô nhiễm Pb và Zn[5].
Nghiên cứu “Khả năng hấp thụ cadimi, chì và crom trong đất của cỏ vetiver”. Theo Võ Văn Minh (2007) cỏ vetiver có khả năng sinh trưởng và phát triển tốt dưới ảnh hưởng của các nồng độ Pb trong đất từ 500-1500 ppm; Cd từ 10-40 ppm; Cr từ 150-200 ppm. Nồng độ Cr 250 ppm trong đất cỏ vetiver ngừng sinh trưởng trong 30 ngày đầu, nhưng sau đó vẫn có khả năng phục hồi và phát triển, trong khi nồng độ Cr 300 ppm cỏ chỉ có khả năng sống sót sau 70 ngày thí nghiệm, nhưng không có khả năng sinh trưởng. Hàm lượng Pb, Cd và Cr tích lũy trong rễ cao hơn thân và lá; Hàm lượng kim loại nặng tích lũy trong cỏ tỷ lệ thuận với nồng độ kim loại nặng trong đất và thời gian xử lý. Hàm lượng Pb, Cd và Cr trong đất ở các chậu thí nghiệm giảm khá nhanh theo thời gian ở tất cả các nồng độ. Sau 70 ngày xử lý, hàm lượng các kim loại nặng còn lại trong đất thấp hơn 46%, đặc biệt có lô thí nghiệm chỉ còn lại 27,74% so với ban đầu (ở nồng độ Pb 750ppm) hay 28,9% (ở nồng độ Cd 40ppm). Có thể sử dụng cỏ vetiver để phục hồi các vùng đất bị ô nhiễm Pb, Cd và Cr [6].
Nghiên cứu “Hiệu quả xử lý đồng của cỏ vetiver trong các môi trường đất khác
nhau” (Võ Văn Minh, 2010).Kết quả cho thấy cỏ vetiver có khả năng sinh trưởng bình
thường và hấp thụ Cu trong các môi trường đất ô nhiễm khác nhau. Nồng độ Cu trong đất càng tăng, cỏ vetiver hấp thụ Cu càng tăng. Hiệu quả xử lý Cu của cỏ vetiver sau 3 tháng thí nghiệm khá cao (0,59% - 0,82%)[9].
Nghiên cứu “Nghiên cứu sử sụng cỏ vetiver để cải tạo đất bị ô nhiễm chì, asen
sau khai thác khoáng sản ở tỉnh Thái Nguyên” của Lương Thị Thúy Vân, 2012. Đánh
26 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
trên đất ô nhiễm Pb và ô nhiễm As, Đất ô nhiễm với hàm lượng Pb từ 1055,13 – 2906,12 ppm và hàm lượng As từ 248,19 – 1137,17 ppm, cỏ vetiver vẫn có khả năng sinh trưởng, phát triển bình thường và tăng sinh khối qua các giai đoạn thí nghiệm. Tuy nhiên, khả năng sinh trưởng, phát triển của cỏ vetiver giảm dần khi hàm lượng kim loại nặng trong đất tăng dần. Khả năng tích lũy kim loại nặng của cỏ vetiver tỷ lệ thuận với hàm lượng kim loại nặng trong đất và thời gian thực nghiệm. Kim loại nặng chủ yếu được tích lũy tại rễ, chỉ một phần nhỏ được vận chuyển lên thân lá. Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật (sử dụng phân bón, mật độ trồng và chu kỳ thu hoạch) nhằm nâng cao khả năng hấp thụ Pb, As trong đất ô nhiễm của cỏ vetiver, Nếu thu hoạch cỏ trong 5 – 7 tháng sau khi trồng ta có thể trồng cỏ với mật độ 30x30 hoặc 30x40 là hợp lý để thu được sinh khối cao nhất. Tuy nhiên, mật độ trồng dày hay trồng thưa không ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ Pb, As của cỏ vetiver. Để đạt được sinh khối cỏ 69,03 tấn/ha trên đất ô nhiễm As và tăng hàm lượng Pb, As được loại bỏ khỏi đất ô nhiễm nên thu hoạch cỏ 4 lần/năm kết hợp với các biện pháp bón phân và bố trí mật độ thích hợp[5].
Nghiên cứu “Nghiên cứu và lựa chọn một số thực vật có khả năng hấp thu các kim loại nặng (Cr, Cu, Zn) trong bùn nạo vét kênh Tân Hóa – Lò Gốm” (Đồng Thị
Minh Hậu, 2008). Nghiên cứu chỉ ra tổng hàm lượng Cr, Cu, Zn trong bùn là 2656
ppm, 1551 ppm và 2463 ppm. Sau 6 tuần lượng kim loại nặng (Cr, Cu và Zn) tích lũy trong rễ cây bắp là 584 ppm, 536 ppm và 1669 ppm; còn trong cỏ voi là 697 ppm, 564 ppm và 1460. Các kim loại nặng có xu hướng tích lũy trong rễ cao hơn 5,1 đến 130 lần trong thân cỏ voi và bắp, thể hiện nguy cơ xâm nhập vào chuỗi thức ăn là rất hạn chế[4].
Đã có nhiều công trình nghiên cứu sử dụng cỏ vetiver và cây dương xỉ để ứng dụng xử lý kim loại nặng trong đất, tuy nhiên hiện nay tại Việt Nam chưa có nghiên cứu về việc sử dụng cỏ vetiver và cây dương xỉ trong việc xử lý kim loại thiếc trong
27
đất và so sánh hiệu quả xử lý của hai loài này, đây chính là tính mới trong đề tài mà
luận văn nghiên cứu.