O- HS CH2 S CH2
2.3.2. Cỏc thớ nghiệm nghiờn cứu
2.3.2.1.Thớ nghiệm nghiờn cứu ảnh hưởng của hàm lượng NO3- và kim loại
nặng (Pb, Cd, As) trong nước tưới đến sự tớch lũy của chỳng trong rau
Tiến hành 2 thớ nghiệm:
*Thớ nghiệm 1 (thớ nghiệm chậu vại trong nhà che nilon): Nghiờn cứu ảnh hưởng của hàm lượng Pb, Cd, As trong nước tưới đến sự tớch luỹ của chỳng trong rau cải canh, cải củ và đậu cụve leo.
Mục tiờu nghiờn cứu: Xỏc định mối tương quan giữa hàm lượng cỏc kim loại nặng (Pb, Cd, As) trong nước tưới và hàm lượng của chỳng trong rau đồng thời xỏc định ngưỡng cho phộp cỏc kim loại nặng trong nước tưới để hàm lượng trong rau đạt an toàn.
* Cơ sở lựa chọn cỏc mức bổ sung kim loại nặng vào nước tưới: Dựa trờn kết quả kiểm tra chất lượng nước tưới ngoài thực tế và căn cứ theo TCVN 6773 - 2000 (Chất lượng nước dựng cho thủy lợi).
Cỏc thớ nghiệm:
Thớ nghiệm 1a: Ảnh hưởng của Pb trong nước tưới CT1: Tưới nước sạch
CT2: Tưới nước nhiễm Pb 0,1ppm CT3: Tưới nước nhiễm Pb 1,0 ppm CT4: Tưới nước nhiễm Pb 2,0 ppm
Thớ nghiệm 1b: Ảnh hưởng của As trong nước tưới CT1: Tưới nước sạch
CT2: Tưới nước nhiễm As 0,1 ppm CT3: Tưới nước nhiễm As 0,5 ppm CT4: Tưới nước nhiễm As 1,0 ppm
Thớ nghiệm 1c: Ảnh hưởng của Cd trong nước tưới: CT1: Tưới nước sạch
CT2: Tưới nước nhiễm Cd 0,01 ppm CT3: Tưới nước nhiễm Cd 0,1 ppm CT4: Tưới nước nhiễm Cd 0,5 pmm
Thớ nghiệm 1d. Ảnh hưởng của Pb, Cd, As trong nước tưới: CT1: Tưới nước sạch
CT2: Tưới nước nhiễm 0,1 ppm Pb + 0,01 ppm Cd + 0,1 ppm As CT3: Tưới nước nhiễm 1,0 ppm Pb + 0,1 ppm Cd + 0,5 ppm As CT4: Tưới nước nhiễm 2,0 ppm Pb + 0,5 ppm Cd + 1,0 ppm As Đối tượng: Rau cải canh, rau cải củ, đậu cụve leo
Thời gian thực hiện: Năm 2003 và năm 2004. Tổng số vại thớ nghiệm:
13 cụng thức x 6 lần nhắc lại/cụng thức x 3 loại rau = 234 vại thớ nghiệm Tổng lượng nước tưới húa chất cho 1 vụ thớ nghiệm:
Cải canh: 9,6 lớt/chậu Cải củ: 16,1 lớt/chậu
Đậu cụve leo: 19,7 lớt/chậu
Bảng 2.02: Một số tớnh chất đất của thớ nghiệm 1 (Thớ nghiệm trong chậu) Chỉ tiờu Đơn vị tớnh Năm 2003 Năm 2004
pHH2O 6,0 5,7 pHKCl 5,5 5,1 Mựn % 0,6 0,35 Nts % 0,048 0,034 Ndt mg/100g đất 2,2 1,0 P2O5ts % 0,06 0,06 P2O5dt mg/100g đất 25,2 23,6 K2Ots % 0,32 0,27 K2Odt mg/100g đất 4,0 4,1 Pb mg/kg 2,247 0,008 Cd mg/kg 0,072 0,065 As mg/kg 1,624 1,053 NO3- mg/kg 3,224 3,004
Bảng 2.03: Cỏc thụng số của nguồn nước tưới pha húa chất thớ nghiệm 1
(Thớ nghiệm chậu vại trong nhà che nilon)
Hàm lượng trong nước (mg/l) Chỉ tiờu Thời gian pH NO3- Pb Cd As Năm 2003 18/10 5,8 0,027 0,004 0 0,004 21/11 5,7 0,022 0,004 0,0006 0,0056 Năm 2004 12/09 6,5 0,025 0,004 0,0003 0,0052 01/10 6,3 0,026 0,005 0,0006 0,0050 Lượng phõn bún hoỏ học, phương phỏp bún phõn theo Qui trỡnh rau an toàn của Bộ NN và PTNT [45]. Cỏch tớnh lượng phõn bún trong chậu theo phương phỏp của Radov và cs (1978) [107]
Cải canh: 70 kg N + 60 kg P2O5 + 35 kg K2O
(qui ra chậu 6 kg đất: 1,13 gam Urờ + 2,90 gam lõn Super + 0,47 gam K2SO4) Cải củ: 50 kg N + 45 kg P2O5 + 40 kg K2O
(qui ra chậu 6 kg đất: 0,75 gam Urờ + 2,25 gam Super lõn + 0,60 gam K2SO4) Đậu cụve: 80 kg N + 60 kg P2O5 + 90 kg K2O
(qui ra chậu 6 kg đất: 1,30 gam Urờ + 2,70 gam Super lõn + 1,35 gam K2SO4) *Thớ nghiệm 2 (Thớ nghiệm ngoài đồng ruộng): Ảnh hưởng của cỏc nguồn nước tưới khỏc nhau đến tồn dư NO3- và sự tớch lũy kim loại nặng (Pb, Cd, As) trong rau tại thành phố Thỏi Nguyờn.
Mục tiờu: Đỏnh giỏ ảnh hưởng của cỏc nguồn nước đang sử dụng, xỏc định nguồn nước sạch và nguồn nước gõy ụ nhiễm đến chất lượng rau (xột về mặt KLN, NO3-) và làm sỏng tỏ hơn cỏc kết luận của thớ nghiệm trong chậu.
Cỏc cụng thức: CT1: Nước giếng khoan (đối chứng) CT2: Nước Sụng Cầu (bể chứa nước) CT3: Nước thải
Đối tượng: rau cải canh
Lượng phõn bún hoỏ học và phương phỏp bún phõn theo theo Qui trỡnh rau an toàn của Bộ NN và PTNT [45]
Nền phõn bún: 70 kg N + 90 kg P2O5 + 35 kg K2O
(tương đương 0,3 kg Urờ + 1,08 kg lõn Super + 0,14 kg K2SO4/ụ thớ nghiệm). Địa điểm thớ nghiệm: Phường Tỳc Duyờn và Phường Cam Giỏ
Qui mụ thớ nghiệm tại mỗi địa điểm:
20m2/cụng thức x 4 cụng thức x 3 lần nhắc lại = 240 m2.
Phương phỏp bố trớ thớ nghiệm: thớ nghiệm được bố trớ theo khối ngẫu nhiờn đầy đủ (Randomized complete block design - RCBD), một yếu tố, 3 lần nhắc lại.
Bảng 2.04: Một số tớnh chất đất thớ nghiệm 2 (thớ nghiệm đồng ruộng):
Chỉ tiờu Đơn vị tớnh Tỳc duyờn Cam giỏ
pHH2O 5,8 5,5 pHKCl 5,2 4,6 Mựn % 0,5 0,32 Nts % 0,054 0,027 Ndt mg/100g đất 2,4 0,9 P2O5ts % 0,08 0,06 P2O5dt mg/100g đất 28,0 22,7 K2Ots % 0,25 0,30 K2Odt mg/100g đất 4,2 3,7 Pb mg/kg 1,124 2,372 Cd mg/kg 1,557 1,724 As mg/kg 3,642 1,453 NO3- mg/kg 4,638 3,427
Bảng 2.05: Cỏc thụng số của nước tưới dựng trong thớ nghiệm 2
Địa điểm/Loại nước tưới Hàm lượng trong nước (mg/l)
Phường Tỳc duyờn pH NO3- Pb Cd As
Nước giếng khoan 6,0 0,024 0,047 0,004 0,012 Nước sụng Cầu (ở bể chứa) 6,2 0,537 0,039 0,057 0,220
Nước thải 5,8 4,264 1,042 0,210 0,017
Nước phõn chuồng 6,7 17,630 0,050 0,008 0,013
Phường Cam giỏ
Nước giếng khoan 6,1 0,126 0,062 0,008 0,003 Nước sụng Cầu (ở bể chứa) 7,0 0,278 0,502 0,006 0,197
Nước thải 7,2 0,028 0,617 0,078 1,402
Nước phõn chuồng 6,5 10,24 0,043 0,003 0,070
2.3.2.2.Thớ nghiệm nghiờn cứu giải phỏp nhằm hạn chế sự tớch lũy kim loại
nặng (Pb, Cd, As) trong nước tưới đến sự tớch lũy của chỳng trong rau
Tiến hành 2 thớ nghiệm:
*Thớ nghiệm 3: Biện phỏp tăng pH đất bằng bún vụi (CaO) để cố định kim loại nặng hạn chế sự hấp thu vào rau.
Mục đớch: Tỡm ra giỏ trị pH đất thớch hợp để cố định cỏc kim loại nặng trong trong đất, từ đú khống chế sự hấp thụ của chỳng vào rau.
* Cơ sở để lựa chọn cỏc mức bún vụi: Dựa trờn kết quả điều tra, đất trồng rau của thành phố Thỏi Nguyờn cú tớnh chua nhiều, vỡ vậy bổ sung vụi theo cỏc mức khỏc nhau vào đất để tăng pH của đất, từ đú cú tỏc dụng cố định cỏc kim loại nặng.
+ Thớ nghiệm trong chậu: Nghiờn cứu ảnh hưởng của cỏc mức vụi bún khỏc nhau đến pH đất và sự tớch lũy kim loại nặng trong rau.
*Thời gian: Năm 2004: Từ ngày 20/10 đến ngày 21/11 Năm 2005: Từ ngày 16/09 đến ngày 18/10 *Đối tượng: Rau cải canh
Thớ nghiệm 3a: Hạn chế ảnh hưởng của Pb trong nước tưới đến rau. Nền tưới nước chứa 2,0 ppm Pb: CT1 : Khụng lút vụi CT2 : Lút 2,5 gam CaO/vại CT3 : Lút 5,0 gam CaO/vại CT4 : Lút 7,5 gam CaO/vại CT5: Lút 10,0 gam CaO/vại
Thớ nghiệm 3b: Hạn chế ảnh hưởng của Cd trong nước tưới đến rau. Nền tưới nước chứa 0,1ppm Cd CT1: Khụng lút vụi CT2 : Lút 2,5 gam CaO/vại CT3 : Lút 5,0 gam CaO/vại CT4 : Lút 7,5 gam CaO/vại CT5: Lút 10,0 gam CaO/vại
Thớ nghiệm 3c: Hạn chế ảnh hưởng của As trong nước tưới đến rau. Nền tưới nưới nước chứa 0,5 ppm As
CT1: Khụng lút vụi CT2: Lút 2,5 gam CaO/vại CT3: Lút 5,0 gam CaO/vại CT4: Lút 7,5 gam CaO/vại CT5: Lút 10,0 gam CaO/vại
Thớ nghiệm 3d: Hạn chế ảnh hưởng của Pb, Cd, As trong nước tưới đến rau Nền tưới nước ( 2,0 ppm Pb + 0,5 ppm As + 0,1 ppm Cd) CT1: Khụng lút vụi CT2: Lút 2,5 gam CaO/vại CT3: Lút 5,0 gam CaO/vại CT4: Lút 7,5 gam CaO/vại CT5: Lút 10 gam CaO/vại
Tổng số vại thớ nghiệm:
20 cụng thức x 6 vại/cụng thức = 120 vại thớ nghiệm. Tổng lượng tưới ở tất cả cỏc thớ nghiệm trong 01 vụ: 9,6 lớt/vại
Lượng phõn bún theo qui trỡnh rau an toàn với cải canh của Bộ NN và PTNT [45]. Phương phỏp tớnh lượng phõn bún trong chậu như thớ nghiệm 1.
Bảng 2.06: Một số tớnh chất đất của thớ nghiệm 3
(Thớ nghiệm chậu vại trong nhà che nilon)
Chỉ tiờu Đơn vị tớnh Năm 2004 Năm 2005
pHH2O 5,7 5,6 pHKCl 4,8 5,0 Mựn % 0,32 0,28 Nts % 0,023 0,06 Ndt mg/100g đất 2,1 4,2 P2O5ts % 0,06 0,07 P2O5dt mg/100g đất 20,6 24,0 K2Ots % 0,22 0,26 K2Odt mg/100g đất 3,0 2,05 Pb mg/kg khụ 0,087 0,216 Cd mg/kg khụ 0,009 0,017 As mg/kg khụ 1,24 2,80 NO3- mg/kg khụ 11,30 9,82
Bảng 2.07: Cỏc thụng số của nguồn nước tưới dựng trong thớ nghiệm 3
(Thớ nghiệm chậu vại trong nhà che nilon)
Hàm lượng trong nước (mg/l) Chỉ tiờu pH NO3- Pb Cd As Năm 2004 20/10 6,3 1,24 0,241 0,0004 0,003 07/11 6,3 1,27 0,202 0 0,003 Năm 2005 17/09 6,7 1,30 0,243 0 0 02/10 6,5 1,07 0,198 0 0,004
Hàm lượng kim loại nặng của vụi (CaO) bún trong thớ nghiệm 3 (thớ nghiệm trong chậu): Pb = 0,006 mg/kg; Cd = 0,024 mg/kg; As = 0 mg/kg.
+ Thớ nghiệm bún vụi ngoài đồng
Mục đớch: Khẳng định lại kết quả thớ nghiệm trong chậu.
Thực hiện thớ nghiệm tại 2 địa điểm: Phường Tỳc Duyờn, Phường Cam Giỏ
Bảng 2.08: Một số tớnh chất đất thớ nghiệm 3 (Thớ nghiệm đồng ruộng)
Chỉ tiờu Đơn vị tớnh Cam giỏ Tỳc Duyờn
pHH2O 5,6 5,8 pHKCl 5,1 5,3 Mựn % 0,4 0,28 Nts % 0,05 0,06 Ndt mg/100g đất 3,7 4,2 P2O5ts % 0,06 0,05 P2O5dt mg/100g đất 25,6 24,1 K2Ots % 0,13 0,14 K2Odt mg/100g đất 3,6 2,85 Pb mg/kg khụ 0,997 0,675 Cd mg/kg khụ 0,080 0,007 As mg/kg khụ 0,072 0,004 Zn mg/kg khụ 1,234 1,245 N - NO3- mg/kg khụ 13,25 9,37
Bảng 2.09: Cỏc thụng số của nguồn nước tưới ở thớ nghiệm 3
(Thớ nghiệm đồng ruộng)
Hàm lượng trong nước (mg/l) Địa điểm Loại nước pH
NO3- Pb Cd As Giếng khoan 6,5 0,280 0,014 0,003 0,012 Tỳc Duyờn Nước thải 6,2 1,040 1,086 0,307 0,874 Giếng khoan 6,7 0,102 0,027 0,005 0,009 Cam Giỏ Nước thải 6,0 1,570 1,298 0,103 0,572
Đối tượng: Cõy cải canh
Cỏc cụng thức: CT1: Tưới nước sạch (nước giếng khoan) CT2: Tưới nước ụ nhiễm
CT3: Lút 3 tấn vụi/ha + tưới nước ụ nhiễm CT4: Lút 4 tấn vụi/ha + tưới nước ụ nhiễm Thời gian tiến hành: Năm 2006 (từ ngày 02/11 - 04/12)
*Thớ nghiệm 4: Biện phỏp dựng thực vật (Bốo Tõy) làm sạch nước tưới bị ụ nhiễm kim loại nặng.
Cơ sở khoa học sử dụng bốo tõy xử lý nước bị ụ nhiễm:
- Cỏc nghiờn cứu thử nghiệm trong điều kiện Việt Nam đó khẳng định bốo tõy là loại cõy trồng cú khả năng hấp thụ kim loại nặng rất tốt (Lờ Đức và cs, 2000 [11], Đặng Xuyến Như và cs, 2004[29]….
- Bốo tõy là loại cõy thủy sinh rất phổ biến, sinh trưởng mạnh, dễ ỏp dụng, chi phớ thấp.
Mục đớch: Xỏc định khả năng làm sạch và thời gian cần thiết khi xử lý nước bị ụ nhiễm kim loại nặng bằng bốo tõy.
+ Thớ nghiệm trong chậu:
Cỏc thớ nghiệm: Bốo tõy được nuụi trồng trong mụi trường nước tưới chứa cỏc kim loại nặng Pb, Cd, As theo nồng độ lựa chọn, gồm cỏc thớ nghiệm:
1. Nước tưới chứa 2,0 ppm Pb 2. Nước tưới chứa 0,1 ppm Cd 3. Nước tưới chứa 0,5 ppm As
4. Nước tưới chứa 2,0 ppm Pb + 0,1ppm Cd + 0,5ppm As
Tiến hành kiểm tra hàm lượng cỏc kim loại nặng Pb, Cd, As trong nước sau khi thả bốo 5 - 10 - 20 - 30 ngày.
Tổng số chậu thớ nghiệm: 4 thớ nghiệm x 6 lần lặp lại/thớ nghiệm = 24 chậu Lượng dung dịch chứa kim loại nặng trong mỗi chậu: 6 lớt
Thời gian tiến hành: năm 2007
* Thớ nghiệm ngoài đồng (năm 2007): Tiến hành tại Cam Giỏ, Tỳc Duyờn Cơ sở: Dựa trờn phương phỏp của Paul Lecomte, 1998[118]: Nước thải được đưa vào hồ cỏch ly cú trồng bốo, sau một thời gian nhất định thỡ mới dẫn vào hệ thống tưới.
Cỏch tiến hành: Mỗi địa điểm chọn 2 bể trữ nước bị ụ nhiễm từ cựng một nguồn, một bể được xử lý bằng bốo tõy cũn bể cũn lại khụng xử lý. Theo dừi hàm lượng cỏc kim loại nặng trong nước tưới cả hai bể vào thời điểm sau 10 - 20 - 30 ngày. Mẫu nước ở cỏc địa điểm được kiểm tra hàm lượng kim loại nặng trước khi tiến hành.