Tiến hành các thí nghiệm trong chậu.
2.2.3.1 Vật liệu nghiên cứu
Phân bón, hóa chất
+ Hóa chất đƣợc sử dụng để bổ sung KLN As, Pb, Cd vào nƣớc lần lƣợt là dung dịch chuẩn Pb, Cd, As (tinh khiết)
Nƣớc sử dụng trong thí nghiệm chậu chậu để tƣới và pha hóa chất là nƣớc máy tại Trung tâm quan trắc và phân tích tài nguyên môi trƣờng Hà Nội. Mẫu nƣớc đƣợc kiểm tra 2 lần/vụ thí nghiệm.
Dụng cụ thí nghiệm
Chậu đƣợc sử dụng trong thí nghiệm có chiều cao 35cm, đƣờng kính 30cm. Mỗi chậu chứa 6 kg đất. Mật độ 3 cây/chậu. Đất đƣợc lấy về, đập nhỏ, hong khô trong không khí sau đó cho vào chậu. Mẫu đất đƣợc kiếm tra một số tính chất lý, hoá và hàm lƣợng KLN As, Pb, Cd trƣớc khi tiến hành thí nghiệm.
2.2.3.2 Thiết kế thí nghiệm
Hai thí nghiệm đƣợc thực hiện để nghiên cứu biện pháp xử lý của KLN (As, Pb, Cd) trong đất và nƣớc. Thiết kế mô hình chậu trồng thực vật trong phòng thí nghiệm để đối chứng.
Thí nghiệm 1: Biện pháp tăng pH đất bằng bón vôi (CaO) đế cố định KLN hạn chế sự hấp thu vào thực vật.
Mục đích: Tìm ra giá trị pH đất thích hợp để cố định các KLN trong trong đất, từ đó khống chế sự hấp thụ của chúng vào thực vật.
Cơ sở để lựa chọn các mức bón vôi: Dựa trên kết quả điều tra, môi trƣờng đất làng nghề Thanh Thùy có tính chua nhiều, vì vậy bố sung vôi theo các mức khác nhau vào đất để tăng pH của đất, từ đó có tác dụng cố định các kim loại nặng.
Thí nghiệm trong chậu: Nghiên cứu ảnh hƣởng của các mức vôi bón khác nhau đến pH đất và sự tích lũy KLN trong rau cải canh.
- Thời gian: Đợt 1: Từ ngày 10/6 đến ngày 11/7 Đợt 2: Từ ngày 6/9 đến ngày 7/10
26
- Đối tƣợng: Rau cải canh (Brassica juncea L.)
Cơ sở lựa chọn các mức bổ sung kim loại nặng vào nƣớc tƣới: Dựa trên kết quả kiểm tra chất lƣợng nƣớc thực tế và căn cứ theo TCVN 6773 - 2000 (Chất lƣợng nƣớc dùng cho thủy lợi; QCVN 39:2011/BTNMT về chất lƣợng nƣớc dùng cho tƣới tiêu và QCVN 40:2011/BTNMT/B về chất lƣợng nƣớc thải công nghiệp không dùng cho mục đích sinh hoạt. Chọn ra 5 mức bón vôi để tăng giá trị pH lần lƣợt nhƣ sau: 2,5; 5,0; 7,5; 10 gam/6kg đất. Đồng thời, tác giả chọn mức hàm lƣợng As, Pb, Cd trong nƣớc tƣới/ngày lần lƣợt nhƣ sau: 0,5 ppm Pb; 0,1 ppm Cd; 0,1 ppm As. Đây là ngƣỡng hàm lƣợng KLN As, Pb, Cd trong nƣớc thải công nghiệp không dùng cho mục đích sinh hoạt.
Ba loạt thí nghiệm đƣợc thực hiện cho 3 kim loại là:
Thí nghiệm 1.1: Hạn chế ảnh hƣởng của Pb trong nƣớc tƣới đến rau. Tƣới nƣớc
chứa 0,5 ppm Pb/ngày. + CT1 : Không lót vôi + CT2 : Lót 2,5 gam CaO/6 kg đất + CT3 : Lót 5,0 gam CaO/6 kg đất + CT4 : Lót 7,5 gam CaO/6 kg đất + CT5: Lót 10,0 gam CaO/6 kg đất
Thí nghiệm 1.2: Hạn chế ảnh hƣởng của Cd trong nƣớc tƣới đến rau. Nƣớc tƣới
chứa 0,1 ppm Cd/ngày
+ CT1: Không lót vôi (Mẫu đối chứng) + CT2 : Lót 2,5 gam CaO/6 kg đất + CT3 : Lót 5,0 gam CaO/6 kg đất + CT4 : Lót 7,5 gam CaO/6 kg đất + CT5: Lót 10,0 gam CaO/6 kg đất
27
Thí nghiệm 1.3: Hạn chế ảnh hƣởng của As trong nƣớc tƣới đến rau. Nƣớc tƣới
chứa 0.1 ppm As/ngày + CT1: Không lót vôi + CT2: Lót 2,5 gam CaO/6 kg đất + CT3: Lót 5,0 gam CaO/6 kg đất + CT4: Lót 7,5 gam CaO/6 kg đất + CT5: Lót 10,0 gam CaO/6 kg đất Tổng số chậu thí nghiệm:
15 CT x 1chậu/CT = 15 chậu thí nghiệm.
Tổng lƣợng nƣớc tƣới ở tất cả các thí nghiệm trong 01 vụ (30 ngày): 0,25 l/ngày x 30 ngày = 7,5 lít/chậu
Thí nghiệm 2: Biện pháp dùng thực vật (Bèo Tây) làm sạch nước tưới bị ô nhiễm kim loại nặng.
Thực vật nghiên cứu: Bèo tây (Echihomia crassipes) Cơ sở khoa học sử dụng bèo tây xử lý nƣớc bị ô nhiễm:
Các nghiên cứu thử nghiệm trong điều kiện Việt Nam đã khẳng định bèo tây là loại cây trồng có khả năng hấp thụ KLN rất tốt (Lê Đức, 2000; Đặng Xuyến Nhƣ, 2004...)
Bèo tây là loại cây thủy sinh rất phổ biến, sinh trƣởng mạnh, dễ áp dụng, chi phí thấp.
CT1 CT2 CT3 CT4 CT5
28
Mục đích: Xác định khả năng làm sạch và thời gian cần thiết xử lý nƣớc bị ô nhiễm KLN bằng bèo tây.
Thời gian tiến hành: từ ngày 7/9/2014 đến 6/10/2014
Thí nghiệm trong chậu: Bèo tây đƣợc nuôi trồng trong môi trƣờng nƣớc tƣới chứa các kim loại nặng As, Pb, Cd theo nồng độ lựa chọn.
Thí nghiệm 2.1: Đối chứng (không thả bèo tây)
Thí nghiệm 2.2: Nguồn nƣớc tƣới chứa hỗn hợp: 0,5 ppm Pb; 0,1 ppm Cd và 0,1 ppm As.
Tiến hành kiểm tra hàm lƣợng các KLN As, Pb, Cd trong nƣớc sau khi thả bèo tây 5 – 10 - 20 - 30 ngày.
Tổng số chậu thí nghiệm: 2 thí nghiệm X 3 lần lặp lại/thí nghiệm = 6 chậu/đợt. Nghiên cứu thả 3 cây bèo tây/4 lít nƣớc
Thể tích mỗi chậu thí nghiệm là: 4 lít nƣớc