O- HS CH2 S CH2
1.3.8. Một số biện phỏp xử lý ụ nhiễm kim loại nặng trong mụi trường
Trước hiện tượng ụ nhiễm mụi trường đất, nước đang diễn ra ngày càng trầm trọng như hiện nay, cỏc nhà khoa học đó tiến hành cỏc nghiờn cứu để bảo vệ nguồn tài nguyờn quan trọng của trỏi đất. Hiện nay cỏc phương phỏp giảm thiểu ụ nhiễm khỏ phong phỳ như cỏc phương phỏp kết tủa, sa lắng, hấp phụ, trao đổi iụn, chiết. Trong thời gian gần đõy, vấn đề xử lý kim loại nặng trong mụi trường đất, nước đó được nhiều nhà khoa học trờn thế giới quan tõm, tuy vậy ở Việt Nam cũng mới chỉ là những nghiờn cứu bước đầu.
Rất nhiều nghiờn cứu đó khẳng định, độ chua của đất cú ảnh hưởng rất lớn đến độ linh động của kim loại nặng. Đõy cũng là cơ sở của biện phỏp hạn chế sự linh động của kim loại nặng bằng biện phỏp kết tủa. Trong đất chua cú chứa nhiều Fe, Al, Mn, chất hữu cơ thỡ Cd bị liờn kết làm giảm tớnh linh động. Trong đất trung tớnh hoặc kiềm do bún vụi, Cd bị kết tủa dưới dạng CdCO3, Đất axit Cd trở nờn linh động nhất trong khoảng pH = 4,4 - 5,5. Ngược lại trong mụi trường đất kiềm, Cd trở nờn ớt linh động hơn. Nờn biện phỏp chống ụ nhiễm Cd trong đất bằng cỏch làm tăng pH đất và CEC. Theo Zupan và cs, 1997 [100], vụi và khoỏng bún cho cõy trồng ở vựng đất bị ụ nhiễm đó làm giảm sự hấp thu Cd vào cõy, vỡ vậy pH đất là một trong những yếu tố quan trọng nhất gõy ảnh hưởng đến sự hũa tan của Cd trong đất (Ashley Senn và cs, 2007 [63]), Hong CO và cs, 2007 [86], Jansson và cs, 2002 [88]).
Biện phỏp này cũng được ứng dụng với Pb. Bún vụi cú thể làm giảm độ hoà tan của Pb (Han và cs, 2004 [73]). Ở pH cao, Pb cú thể bị kết tủa dưới dạng hyđrụxyt, phosphate, carbonate và cú khuynh hướng tạo thành phức hữu cơ khỏ ổn định. Torres và cs (1994) [99] khuyến cỏo: để giảm sự linh động của Pb cần theo hướng: duy trỡ pH đất > 6,5, nếu cần thiết phải bún vụi hoặc thờm chất hữu cơ vào đất và phải bố trớ cõy trồng xa khu đường phố hoặc khu đụ thị.
Unnikrishnan và cs, 2003 [75], Warren và cs (2003) [83], Purnendu và cs, 2002 [104], đó tiến hành thử nghiệm vai trũ của oxýt sắt và một số hợp chất của Fe (II) trong việc giảm khả năng hấp thu As của một số loại rau như suplơ, củ cải đỏ, khoai tõy được trồng trờn đất bị ụ nhiễm As cao đó cho kết quả khả quan, với 0,2% ụxyt sắt cho vào đất đó làm giảm khả năng hấp thu As bởi cõy trồng từ 22% - 32%.
Trần Kụng Tấu và cs (2004) [42] đó sử dụng Bentonite để xử lý kim loại nặng cho hiệu quả rất rừ rệt. Với 50g Bentonite trong một lớt nước thải đó làm cho hàm lượng cỏc kim loại nặng như Pb, Cd, Zn, Cu giảm rất rừ rệt so với hàm lượng ban đầu khi chưa được xử lý.
Hay phương phỏp thay đổi loại cõy trồng cú khả năng thớch nghi tốt với mụi trường cú nồng độ kim loại nặng cao và tạo ra cỏc sản phẩm cú ớt khả năng tớch lũy kim loại nặng cũng là một trong những chiến lược quản lý và giảm thiểu sự tỏc động của kim loại nặng đến cõy trồng (Lưu Đức Hải và cs [15], Trần Kụng Tấu và cs, 2005 [43].
Hiện nay trong việc giảm thiểu ụ nhiễm kim loại nặng cỏc nhà khoa học đang hướng tới cỏc phương phỏp rẻ tiền hơn và thõn thiện với mụi trường hơn, đú là phương phỏp xử lý ụ nhiễm bằng thực vật (Phytoremediation) - một trong những giải phỏp quan trọng, cú tớnh khả thi cao để xử lý cỏc vựng đất, nước bị ụ nhiễm kim loại nặng. Đõy là một lĩnh vực quan trọng của cụng nghệ sinh học ứng dụng vào cụng tỏc bảo vệ mụi trường.
Cỏc nhà khoa học đó thử nghiệm thành cụng cỏc phương phỏp xử lý kim loại nặng cú lẫn trong đất, nước bằng thực vật (Antiochia, 2007[61]; Channey và cs, 1995 [66], Lờ Đức và cs, 2005 [74], Michael Blaylock và cs [98]; Slavik Dushenkov và cs [110]; S.Tu và cs, 2004 [111]). Đõy là một hướng đi tương đối mới trong lĩnh vực xử lý ụ nhiễm đất, nước. ỞViệt Nam một số tỏc giả cũng đề xuất biện phỏp làm sạch ụ nhiễm kim loại nặng trong đất bằng cỏch sử dụng một số cõy cú khả năng tớch tụ cỏc kim loại độc hại ở mức cao như cỳc su si, ngũ gia bỡ…(Trần Kụng Tấu và cs, 2005 [43], cõy cải xoong cú thể xử lý được Cr và Ni từ nước thải mạ điện, rong đuụi chú và bốo tấm lại cú khả năng giảm thiểu được Pb, Zn, Fe và Cu cú trong Hồ bảy mẫu, Hà Nội (Nguyễn Quốc Thụng và cs, 1999 [46]), cõy ổi thơm và dưa leo (Herterostrema villosum) cú khả năng hấp thụ Pb và Cd rất cao, cõy dương xỉ cú thể làm sạch nước bị ụ nhiễm As (S.Tu và cs, 2004 [111])…
Việc lựa chọn phương phỏp xử lý ụ nhiễm cỏc kim loại phải căn cứ loại cõy trồng, đặc điểm hệ rễ, sinh khối, pH đất, loại kim loại nặng. Xu hướng hiện nay cỏc nhà nghiờn cứu đi theo hướng lựa chọn cỏc loại thực vật dễ trồng, chi phớ thấp, cú khả năng chịu được nồng độ ụ nhiễm cao và nhất là cú khả năng là sạch mụi trường với thời gian ngắn.
Cỏc nhà nghiờn cứu trờn thế giới đó tiến hành sử dụng bốo tõy trong việc xử lý ụ nhiễm kim loại nặng và thu được kết quả rất tốt.
Bốo tõy hay Bốo lục bỡnh hoặc Sen Nhật (tờn khoa học: Echihornia crassipes) cú nguồn gốc từ Nam Mỹ. Là loại thụng dụng nhất trong cỏc loại bốo, tồn tại tự nhiờn ở cỏc mặt nước ao, hồ, đầm với lỏ rộng, dày, búng và cú hỡnh trứng, bốo lục bỡnh trưởng thành cú thể cao tới 1m, bề ngang lỏ từ 10 - 20 cm, nổi trờn mặt nước nhờ thõn dài, xốp, phồng ra hỡnh củ. Bốo tõy sinh sản chớnh bằng thõn bũ lan. Chỳng cũng cú thể sinh sụi bằng hạt. Bốo tõy là loài sinh trưởng mạnh mẽ chỳng cú thể nhõn đụi số lượng chỉ sau hai tuần (Cordes và cs, 2000 [68]; Misbahuddin và cs, 2002[97]).
Theo El - Gendy và cs (2006) [76]: rễ bốo tõy hấp thụ rất mạnh Cr, tiếp đến Cu và Cd, và kộm nhất là Pb, Ni. Theo Olivera và cs (2001) [102] bốo tõy cú thể hấp thu 80% Cd trong rễ khụ, Shaban Al Rmalli và cs (2005)[109] tiến hành sử dụng những gốc khụ của bốo tõy để loại bỏ As khỏi nước chứa 200 àg As/l, kết quả cho thấy cú đến trờn 93% As (III) và 95% As (V) được hấp thụ vào rễ khụ trong vũng 60 phỳt, và mức độ hấp thu As (III) và As (V) là như nhau. Kết quả nghiờn cứu của David Tin Win và cs (2003) [71] ở nồng độ thấp Pb2+ 0,001M trong dung dịch dinh dưỡng phần lớn Pb được hấp thụ trong rễ và lỏ của bốo tõy nhưng khi ở nồng độ cao (Pb2+ 0,01M) thỡ lại được tớch lũy nhiều ở cuống lỏ. Bằng thớ nghiệm trong nhà kớnh, Misbahuddin and Fariduddin (2006) [97] đó phỏt hiện rễ bốo tõy cú thể làm giảm 81% lượng As khi bốo được nuụi cấy trong dung dịch 400 ppb As. Nghiờn cứu của Kathryn Vander, 2006 [91] cũng cho kết quả tương tự.
Ở Việt Nam, bốo thường được sử dụng để làm phõn bún và thức ăn cho gia sỳc, ngoài ra cỏc nhà nghiờn cứu cũng đó bước đầu tỡm thấy nú cú khả năng hỳt cỏc chất độc hại làm sạch mụi trường rất hiệu quả. Tỏc giả Lờ Đức và cs (2000) [11] đó sử dụng bốo tõy và rau muống trờn nền đất ụ nhiễm Pb ở Huyện Văn Lõm, Tỉnh Hưng Yờn, kết quả cho thấy cựng một sinh khối khả năng hỳt Pb của bốo tõy gấp 2,7 lần rau muống và hàm lượng Pb trong đất giảm 39,5% sau 60 ngày thả bốo. Cỏc tỏc giả Đặng Xuyến Như và cs (2004) [29] cũng đó thử nghiệm bốo tõy loại bỏ As, Pb, Cu từ nước thải khu vực mỏ tuyển thiếc tại Thỏi Nguyờn cú hiệu quả tốt…
Cú thể núi vấn đề ụ nhiễm kim loại nặng trong đất, nước tại cỏc khu cụng nghiệp tập trung và cỏc thành phố lớn hiện nay ở Việt Nam là một thực tế đỏng bỏo động. Cỏc nhà khoa học cũng đó đưa ra rất nhiều cỏc giải phỏp nhằm hạn chế sự ụ nhiễm nhưng cũng mới chỉ là những nghiờn cứu thử nghiệm. Hiện tại vẫn chưa cú một qui trỡnh cụng nghệ hữu ớch nào để xử lý ụ nhiễm kim loại nặng trong đất, nước.
Chương 2
NỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIấN CỨU 2.1. Nội dung nghiờn cứu
- Đỏnh giỏ tỡnh hỡnh sử dụng phõn bún, hoỏ chất bảo vệ thực vật, tồn dư NO3-, cỏc kim loại nặng (Pb, Cd, As) trong 6 loại rau phổ biến ngoài sản xuất ở 5 địa điểm nghiờn cứu.
- Đỏnh giỏ hiện trạng mụi trường đất trồng rau, nguồn nước tưới ở cỏc địa điểm nghiờn cứu thụng qua việc theo dừi hàm lượng NO3-, cỏc kim loại nặng (Pb, Cd, As).
- Nghiờn cứu ảnh hưởng của hàm lượng NO3- và kim loại nặng (Pb, Cd, As) trong nước tưới đến năng suất và sự tớch luỹ của chỳng trong rau cải canh, cải củ và đậu cụve leo.
- Đề xuất một số giải phỏp hạn chế ảnh hưởng của NO3- và kim loại nặng Pb, Cd, As trong nước tưới đến sự tớch luỹ của chỳng trong rau.