2.6.1. Phương pháp sinh học
Cùng với việc sử dụng các phương pháp xử lý đất ô nhiễm KLN nêu trên, mới đây công nghệ hấp phụ KLN bằng các vật liệu sinh học được đề xuất như là một phương pháp có hiệu quả. Kỹ thuật này dựa chủ yếu vào các sinh vật sẵn có trong tự nhiên như thực vật, VSV.
Theo nghiên cứu của Trần Thị Tuyết Thu (2005) cho thấy việc dùng
Aspergilluss phân lập từ mẫu đất thôn Vĩnh Lộc, xã Phùng Xá, huyện Thạch Thất, Hà Nội để chiết Pb, Zn khỏi các cột đất nghiên cứu được tạo từ mẫu đất này đã có hiệu quả trung bình sau 21 ngày là 37%; 15,% theo thứ tự. Bên cạnh đó, việc dùng nấm Penicillium sp để chiết rút chì từ đất thôn Đông Mai - Chỉ Đạo - Văn Lâm - Hưng Yên theo hệ thống chiết rút như trên đã đạt hiệu quả từ 30 đến 36% so với hàm lượng Pb tổng số.
Do KLN có khả năng tích tụ trong cơ thể sinh vật, tham gia chuyển hoá sinh học tạo thành các hợp chất mới. Các vi khuẩn như Thiobacillus ferrooxidans và vi khuẩn khử sunfat có khả năng chiết tách các kim loại từ các đất và bùn cống bị ô nhiễm. T.ferrooxidans có thể oxy hoá hầu hết các sunfua kim loại (MS) thành SO42- hoà tan. Các quá trình ngâm chiết sinh học được sử dụng để chiết các kim loại từ mỏ quặng. Tuy nhiên, H2SO4 được các vi khuẩn trên đây sinh ra trong quá trình chiết sẽ tách các chất dinh dưỡng cùng với KLN và đặc biệt là bất lợi cho việc bảo vệ nguồn nước ngầm. Sử dụng hoạt tính sinh axit mạnh như trên để tách các KLN tương tự như việc rửa đất hoặc chiết tách hoá học. Một số vi sinh vật khác, nhất là nấm thì sinh ra các axit yếu. Trong số các axit hữu cơ yếu, axit xitric hoặc muối của nó có ảnh hưởng khá rõ đến việc cải tạo đất bị ô nhiễm bởi KLN. Axit hữu cơ yếu và muối của chúng có ích trong việc cải tạo ô nhiễm vì:
- Chúng không phá huỷ cấu trúc của đất so với các axit mạnh (HCl, HNO3, và H2SO4) và so với các chất tạo chelat tổng hợp (EDTA, DTPA).
- Chúng có khả năng cải tạo các tính chất đất. - Giá thành xử lý thấp và có thể phân huỷ sinh học.
- Chúng hầu như đặc hiệu với KLN, giống như việc chiết các chất dinh dưỡng đa lượng trong đất. Nghiên cứu của Steinbock và cộng sự cho thấy nấm
Aspergillus niger phát triển tốt và sinh ra các axit hữu cơ ở pH = 2, tuy nhiên ở pH < 4 thì Aspergillus niger sinh ra ít axit oxalic. Do đó dung dịch NH4OH được thêm vào vừa đủ để duy trì pH trong khoảng 3,8 – 4,0; Tại pH này axit xitric
được sinh ra cực đại; Tại pH > 5 các nấm sẽ sinh ra nhiều axit oxalic dẫn đến khả năng cố định Pb nhiều hơn là khả năng chiết nó ra khỏi đất. Các phương pháp tách kim loại ra khỏi đất nhờ vi sinh vật đòi hỏi nhiều thời gian và hiệu quả của quá trình xử lý phụ thuộc nhiều vào việc xác định chủng, loài sinh vật thích hợp và tính chất của đất. Bù lại, đó là các phương pháp cải tạo đất ô nhiễm có chi phí thấp và dễ vận hành nhất (Trịnh Thị Thanh, 2007)
2.6.2 Biện pháp kỹ thuật canh tác
Nghiên cứu của Nguyễn Hữu Thành và các cộng sự (2006 – 2007), khi trồng các thực vật trên đất ô nhiễm Pb, Cu, Zn ở xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên cho kết quả như sau: Cây Đơn Buốt có thể sử dụng để xử lý đất bị ô nhiễm Cu, Pb, Zn đặc biệt là ô nhiễm chì. Lượng Pb cây Đơn Buốt hút từ đất đạt tới 28,5 mg/m2. Nghiên cứu cũng chỉ ra cây Mương Đứng, loài cây sinh trưởng rất khỏe sinh khối lớn, rễ ăn sâu, phát triển tốt trong điều kiện ngập nước và không ngập nước cũng có khả năng tích lũy một lượng lớn các kim loại này.
Hàm lượng Pb trong thân lá cũng như hàm lượng Pb trong rễ rất cao và gấp 3 – 4 lần so với hàm lượng Cu, Zn. Lượng Cu, Zn, Pb cây Mương Đứng tích lũy được sau 0 ngày là 257,1; 731,7; 1.54,3 mg/m2, vì vậy cây Mương Đứng có thể sử dụng làm cây xử lý đất bị ô nhiễm KLN cả khi đất khô hoặc đất ngập nước.
Theo kết quả nghiên cứu tác giả Nguyễn Thế Đặng (2010) có kết quả: Cả 6 loại cây (cây ổi lau, cây Đơn buốt, cây cỏ Vetiver, cây Dương Xỉ, cây Ngải dại, cây Thơm ổi) đều có khả năng hút kim loại nặng, trong đó hấp thu Pb với hàm lượng cao. Đánh giá chung cho thấy cây Vetiver và Thơm ổi là hai cây có khả năng hút Pb cao nhất trong 3 chỉ tiêu theo dõi và cao nhất trong cây Dương xỉ, Ngải dại, Đơn buốt và thấp nhất là cỏ Lau (theo Bảng 2.7).
Bảng 2.7. Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong cây Tên mẫu Hàm lượng trong cây (mg/kg)
Pb
Cây cỏ Lau 31,02
Cây Đơn buốt 41,62
Cỏ Vetiver 79,30
Cây Dương xỉ 70,02
Cây Ngải dại 45,63
Cây Thơm ổi 78,78
Theo kết quả nghiên cứu Lê Như Kiểu và cs. (2010) đã đưa ra các loài thực vật: Dừa nước, Ngô dại, Mương đứng (nhóm cây ưa nước) và cải dầu, hướng dương, đơn buốt, cúc làm đối tượng nghiên cứu trong các thí nghiệm nhà lưới, đồng ruộng tiếp theo do các thực vật này vừa có khả năng hấp thụ Cu, Pb, Zn cao vừa có khả năng sinh trưởng mạnh, có sinh khối lớn.
PHẦN 3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU
Phường Tây Tựu- quận Bắc Từ Liêm- TP Hà Nội.
3.2. THỜI GIAN NGHIÊN CỨU
Từ tháng 9/2015 đến tháng 10/2016.
3.3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu của đề tài:
Đất trồng hoa tại phường Tây Tựu- quận Bắc Từ Liêm - TP Hà Nội.
3.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
3.4.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội phường Tây Tựu, quận Bắc Từ Liêm, Hà Nội Liêm, Hà Nội
3.4.1.1. Điều kiện tự nhiên 3.4.1.2. Điều kiện kinh tế xã hội 3.4.1.2. Điều kiện kinh tế xã hội
3.4.2. Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp tại phường Tây Tựu
3.4.3. Hiện trạng sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật và phân bón trong thâm canh hoa tại phường Tây Tựu, quân Từ Liêm, Hà Nội canh hoa tại phường Tây Tựu, quân Từ Liêm, Hà Nội
3.4.3.1. Hiện trạng sử dụng phân bón trong thâm canh hoa 3.4.3.2. Hiện trạng sử dụng thuốc BVTV trong thâm canh hoa 3.4.3.2. Hiện trạng sử dụng thuốc BVTV trong thâm canh hoa
3.4.3.3. Xác định chất lượng đất, nước, phân bón sử dụng trong đất trồng hoa phường Tây Tựu
3.4.4. Nghiên cứu một số tính chất lý – hoá học của đất trồng hoa phường Tây Tựu Tây Tựu
3.4.5. Đánh giá tình hình ô nhiễm Cu, Pb, Zn cho đất trồng hoa phường Tây Tựu Tây Tựu
3.4.5.1. Xác định hàm lượng Cu, Pb, Zn trong đất trồng hoa phường Tây Tựu 3.4.5.2. Dạng tồn tại của Cu, Pb, Zn trong đất trồng hoa phường Tây Tựu
3.4.6. Đề xuất giải pháp nhằm cải thiện và hạn chế tình trạng ô nhiễm môi trường do việc thâm canh hoa mang lại trường do việc thâm canh hoa mang lại
3.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Để thực hiện nội dung trong đề tài, các phương pháp được sử dụng bao gồm:
3.5.1. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp
Thu thập số liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội của địa bàn nghiên cứu, bản đồ hiện trạng tại UBND phường Tây Tựu.
3.5.2. Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp
Phỏng vấn khoảng 50 hộ nông dân có trồng hoa để biết được hiện trạng sử dụng phân bón và nông dược trên địa bàn phường Tây Tựu, quận Bắc Từ Liêm, Hà Nội.
3.5.3. Phương pháp lấy mẫu
- Đã lấy 25 mẫu đất tại các vị trí khác nhau trên toàn bộ diện tích trồng hoa của phường. (bảng 3.1 và hình 3.1) (Theo TCVN 7538-2005);
- Đã lấy 3 mẫu phân hữu cơ được người dân sử dụng để trồng và bón cho cây hoa, trong đó có 2 mẫu giá thể trồng ly và 1 mẫu phân gà hoai mục. (Theo TCNV 9486-2013);
- Đã lấy 3 mẫu nước tưới trên hệ thống kênh tưới chính của xã vào 2 thời điểm mùa mưa và mùa khô. (Theo TCVN 5994-1995).
Bảng 3.1. Một số thông tin về các mẫu đất khu vực nghiên cứu
STT Loại hoa Tên mẫu Tọa độ mẫu
1 Thược dược TT01 105 043’29,6’’ E 2104’36,6’’ N 2 TT08 105043’53,6’’ E 2103’30,8’’ N 3 TT15 105043’57,9’’ E 2104’40,3’’ N 4 Loa kèn TT02 105043’8,5’’ E 2104’39,3’’ N 5 TT16 105043’42,3’’ E 21021’50,9’’ N 6 TT07 105044’6,1’’ E 2103’43,2’’ N 7 Cúc TT03 105043’56,2’’ E 2104’34,8’’ N 8 TT11 105044’20,5’’ E 2104’18,1’’ N 9 TT17 105043’27,7’’ E 2104’9,8’’ N 10 Đồng tiền TT04 105044’15,5’’ E 2104’45,1’’ N 11 TT05 105044’34,1’’ E 2104’30,4’’ N 12 TT12 105044’22,5’’ E 2104’18,1’’ N 13 Hoa hồng TT06 105043’41,4’’ E 2103’48’’ N 14 TT13 105044’48,6’’ E 2104’27,1’’ N 15 TT19 105043’32,9’’ E 2104’8,8’’ N 16 TT20 105043’35,3’’ E 2104’2’’ N 17 TT23 105044’20’’ E 2104’21’’ N 18 TT24 105044’8’’ E 2103’40’’ N 19 TT25 105044’36’’ E 2104’9’’ N 20 Ly TT09 105043’53,6’’ E 2103’37,8’’ N 21 TT10 105044’17,5’’ E 2103’41,4’’ N 22 TT21 105043’37’’ E 2103’48’’ N 23 Phăng TT14 105044’3,7’’ E 2104’46,7’’ N 24 Lay ơn TT18 105043’27,8’’ E 2104’11,1’’ N 25 Đào TT22 105043’27’’ E 2104’38’’ N
Hình 3.1. Sơ đồ lấy mẫu phường Tây Tựu 3.5.4. Phương pháp phân tích.
Xác định một số tính chất đất và hàm lượng tổng số, dễ tiêu của Cu, Pb, Zn trong đất theo các phương pháp sau:
Bảng 3.2. Chỉ tiêu và phương pháp phân tích
STT Chỉ tiêu Phương pháp phân tích
1 Thành phần cơ giới đất Phương pháp ống hút Robinson
(Theo TCVN 8567-2010)
2 pH KCl
Xác định bằng máy đo pH (Theo TCVN 5979-2007)
3 OC Phương pháp Walkley Black
(Theo TCVN 4050-1985)
4 CEC Phương pháp amon axetat
(Theo TCVN 8568-2010)
5 Hàm lượng Cu, Pb, Zn tổng
số trong đất
Công phá bằng hỗn hợp 2 axit HNO3 : HCl
(Tỷ lệ 3:1). (Theo TCVN 7209-2002)
6 Hàm lượng Cu, Pb, Zn di
động trong đất
Chiết bằng dung dịch HCl 0,1 N (tỷ lệ đất: dịch = 1:10). (TCVN 6496-2009)
* Xác định trạng thái tồn tại của các nguyên tố Cu, Pb, Zn bằng phương pháp chiết liên tục (quy trình Tessier, 1979).
(1) Dạng trao đổi: chiết bởi 8ml MgCl2 1M (pH=7) hoặc 8ml NaOAC 1M (pH=8.2). Khuấy liên tục trong 1h ở nhiệt độ phòng.
(2) Dạng liên kết với cacbonat: chiết bởi 8ml NaOAC 1M (pH=5 với HOAC). Khuấy liên tục trong 5h ở nhiệt độ phòng.
(3) Dạng liên kết với oxit Fe và Mn: chiết bởi 20ml NH2OH.HCl 0,04M trong HOAC 25% ở 950C khuấy liên tục trong 6h.
(4) Dạng liên kết với hữu cơ: chiết bởi
- 3ml HNO3 0,02 M + 5ml H2O2 30% (pH=2 với HNO3) khuấy trong 2h ở 850C.
- Thêm 3ml H2O2 30% (pH=2 với HNO3) khuấy trong 2h ở 850C
- Sau khi nguội thêm 5ml NH4OAC 3,2M trong HNO3 20% và pha loãng thành 20ml, khuấy liên tục trong 30 phút
(5) Các dạng liên kết còn lại:
- 2ml HClO4 + 10ml HF đun đến gần cạn. - 1ml HClO4 + 10ml HF đun đến gần cạn.
- Thêm 1ml HClO4 và hoà tan cặn bằng HCl 12N, lên thể tích 25ml.
+ Định lượng các dạng Cu, Pb, Zn trong dịch chiết bởi máy quang phổ hấp thụ nguyên tử.
* Phương pháp xác định Cu, Pb, Zn trong nước và phân bón: - Phương pháp xác định Cu, Pb, Zn tổng số trong nước. - Phương pháp xác định Cu, Pb, Zn hoà tan trong nước.
- Phương pháp xác định Cu, Pb, Zn tổng số trong phân hữu cơ, giá thể hữu cơ. - Phương pháp xác định Cu, Pb, Zn dễ tiêu trong phân hữu cơ, giá thể hữu cơ.
3.5.5. Phương pháp so sánh mức độ ô nhiễm đất
- Mức độ ô nhiễm Cu, Pb, Zn trong đất được đánh giá theo QCVN 03-MT: 2015/BTNMT.
- Mức độ ô nhiễm Cu, Pb, Zn trong nước tưới được đánh giá theo QCVN 39:2011/BTNMT.
- Mức độ ô nhiễm Cu, Pb, Zn trong phân hữu cơ được đánh giá theo Thông tư số 41/2014/TT-BNNPTNT.
3.5.6. Phương pháp phân tích, thống kê, xử lý số liệu
Các số liệu thu thập được của đề tài được tổng hợp và xử lý thống kê trên phần mềm Excel.
PHẦN 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
4.1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI PHƯỜNG TÂY TỰU, QUẬN BẮC TỪ LIÊM, HÀ NỘI QUẬN BẮC TỪ LIÊM, HÀ NỘI
4.1.1. Điều kiện tự nhiên
4.1.1.1. Vị trí địa lý
Phường Tây Tựu là phường thuộc quận Bắc Từ Liêm mới thành lập năm 2013 có vị trí thuận lợi, gần kề với khu vực nội đô Hà Nội, với 03 tuyến đường quan trọng: đường 70, đường 32, đường 23 nối với trung tâm thành phố Hà Nội và các vùng lân cận.
Phường có diện tích tự nhiên: 552,87 ha.
Với tọa độ địa lý 21°4′14″B 105°43′55″Đ, và vị trí địa lý như sau:
Hình 4.1. Vị trí và ranh giới phường Tây Tựu, quận Bắc Từ Liêm Ranh giới, vị trí
- Phía Bắc giáp phường Thượng Cát; - Phía Đông giáp phường Liên Mạc; - Phía Đông Bắc giáp phường Minh Khai; - Phía Nam giáp phường Xuân Phương;
- Phía Tây Nam giáp xã Kim Chung, huyện Hoài Đức; - Phía Tây giáp xã Đức Giang, huyện Hoài Đức; - Phía Tây Bắc giáp xã Tân Lập, huyện Đan Phượng.
4.1.1.2. Khí hậu
Nằm trong vùng đồng bằng sông Hồng, phường Tây Tựu chịu tác động của khí hậu nhiệt đới ẩm, gió mùa, phân thành hai mùa rõ rệt: mùa nóng và mùa lạnh.
- Mùa nóng (mùa Hè): Từ tháng 5 đến tháng 10 khí hậu nóng ẩm mưa nhiều, tháng nóng nhất là tháng 6 và tháng 7 với nhiệt độ trung bình từ 32-330C. Đây là khoảng thời gian nóng và mưa nhiều thuận lợi cho sự phát triển của nhiều loại cây trồng. Tuy nhiên mưa nhiều cũng có thể gây ngập úng.
- Mùa lạnh (mùa Đông): Từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau thường có mưa phùn ẩm ướt với nhiệt độ trung bình là 170C. Nhiệt độ thấp nhất từ 6 - 80C, nhiệt độ cao nhất từ 23-250C. Đặc điểm mùa này là lạnh và ít mưa, không thuận lợi cho sự phát triển của cây trồng và gây khó khăn cho sản xuất vì thiếu nước.
- Giữa hai mùa là thời kỳ chuyển tiếp, do đó thời tiết có bốn mùa là Xuân - Hạ - Thu - Đông.
- Nhiệt độ: Nhiệt độ trung bình năm 230C. Nhiệt độ tối thấp nhất trung bình là 130C vào tháng 1. Biên độ nhiệt độ trong năm khoảng 12-130C, biên độ nhiệt độ ngày đêm khoảng 6-70C.
- Độ ẩm: Độ ẩm bình quân cả năm 85,2%. Độ ẩm dao động trong năm từ 78 - 87%.
+ Cao nhất vào tháng 6 - 7 là 90%. + Thấp nhất vào 9 - 10 là 63%.
- Mưa: Lượng mưa bình quân năm từ 1.600 - 1.800mm, Mùa mưa thường kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10, trong đó mưa nhiều nhất vào tháng 6 - 8,lượng mưa chiếm 80% trong năm. Lượng mưa bình quân tháng cao nhất (tháng 8) : 300 - 350 mm; lượng mưa bình quân tháng thấp nhất (tháng 12): 17 mm. Số ngày mưa trong năm dao động trong khoảng 140 - 145 ngày. Vào các tháng mùa Đông lượng mưa ít, thường là mưa phùn.
- Gió: Thuộc vùng nhiệt đới gió mùa, độ ẩm không khí cao, hướng gió thịnh hành Đông Nam - Tây Bắc với tốc độ trung bình 3m/giây. Mùa Đông có gió Đông Bắc-Tây Nam, tốc độ 15-20m/giây:
Gió Đông Bắc trong mùa Đông: Thời tiết khô hanh.
Gió Đông Nam trong mùa hè: khí hậu nóng ẩm mang theo hơi nước, có mưa rào.
- Bão: Hàng năm vào tháng 7 - 8 trong vùng thường có giông bão và áp thấp nhiệt đới.
Nhận xét: Nhìn chung khí hậu thời tiết của vùng khá thuận lợi cho sinh hoạt của nhân dân, cho phát triển nông nghiệp.
4.1.1.3. Địa hình
Tây Tựu là phường ven đô nằm phía Tây sông Nhuệ và phía Bắc đường QL32, cách trung tâm thành phố khoảng 10 km, có diện tích đất trồng hoa màu cao và tập trung. Đây là vùng được phân bố trên loại đất phù sa sông Hồng không được bồi đắp thường xuyên, địa hình bằng phẳng, thấp so với khu vực, cao trình phổ biến từ 5,3 - 6,5m so với mặt nước biển. Khu vực phường trước