CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT BẰNG THỰC VẬT - HƯỚNG TIẾP CẬN VÀ TRIỂN VỌNG PHYTOREMEDIATION OF HEAVY METAL CONTAMINATED SOILS: APPROACHES AND PERSPECTIVES

 CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT BẰNG THỰC VẬT - HƯỚNG
TIẾP CẬN VÀ TRIỂN VỌNG PHYTOREMEDIATION OF HEAVY METAL
CONTAMINATED SOILS: APPROACHES AND PERSPECTIVES VÕ VĂN MINH – VÕ
CHÂU TUẤN Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng TĨM TẮT Hiện nay, vấn đề ơ nhiễm
kim loại nặng trong đất đang diễn ra phổ biến ở nhiều nơi trên Thế giới. Có rất nhiều phương
pháp khác nhau được sử dụng để xử lý kim loại nặng trong đất. Tuy nhiên, gần đây phương pháp
sử dụng thực vật để xử lý kim loại nặng trong đất được các nhà khoa học quan tâm đặc biệt bởi
chi phí đầu tư thấp, an tồn và thân thiện với mơi trường. Bài viết này tập trung giới thiệu các
loại thực vật siêu hấp thụ kim loại nặng trong đất cũng như triển vọng của công nghệ xử lý môi
trường mới này. ABSTRACT Today, contamination of soil by heavy metal is occuring all over
the world. There are many methods to treat heavy metal in soils. However, phytoremediation for
heavy metal in soils has recently emerged as a cheap, safe and environmentally friendly
technique. This paper focuses on metal hyperaccumulator plants and their potential use in this
new technology. 1. Giới thiệu Làm sạch đất ơ nhiễm là một q trình địi hỏi cơng nghệ phức tạp
và vốn đầu tư cao. Để xử lý đất ô nhiễm người ta thường sử dụng các phương pháp truyền thống
như: rửa đất; cố định các chất ô nhiễm bằng hoá học hoặc vật lý; xử lý nhiệt; trao đổi ion, ơxi
hố hoặc khử các chất ơ nhiễm; đào đất bị ô nhiễm để chuyển đi đến những nơi chơn lấp thích
hợp,... Hầu hết các phương pháp đó rất tốn kém về kinh phí, giới hạn về kỹ thuật và hạn chế về
diện tích,... Gần đây, nhờ những hiểu biết về cơ chế hấp thụ, chuyển hoá, chống chịu và loại bỏ
kim loại nặng của một số loài thực vật, người ta đã bắt đầu chú ý đến khả năng sử dụng thực vật
để xử lý môi trường như
 một công nghệ môi trường đặc biệt. Khả năng làm sạch môi trường của thực vật đã được biết
từ thế kỷ XVIII bằng các thí nghiệm của Joseph Priestley, Antoine Lavoissier, Karl Scheele và
Jan Ingenhousz. Tuy nhiên, mãi đến những năm 1990 phương pháp này mới được nhắc đến như
một loại công nghệ mới dùng đề xử lý môi trường đất và nước bị ô nhiễm bởi các kim loại, các
hợp chất hữu cơ, thuốc súng và các chất phóng xạ. Tuy nhiên, trong khuôn khổ của bài viết này
chúng tôi chỉ tập trung giới thiệu về khả năng xử lý các kim loại nặng trong đất bởi một số lồi
thực vật . 2. Cơng nghệ xử lý kim loại nặng trong đất bằng thực vật thực vật có nhiều cách phản
ứng khác nhau đối với sự có mặt của các ion kim loại trong môi trường. Hầu hết, các lồi thực
vật rất nhạy cảm với sự có mặt của các ion kim loại, thậm chí ở nồng độ rất thấp. Tuy nhiên, vẫn
có một số lồi thực vật khơng chỉ có khả năng sống được trong mơi trường bị ơ nhiễm bởi các

kim loại độc hại mà cịn có khả năng hấp thụ và tích các kim loại này trong các bộ phận khác
nhau của chúng[1]. Trong thực tế, cơng nghệ xử lý ơ nhiễm bằng thực vật địi hỏi phải đáp ứng
một số điều kiện cơ bản như dễ trồng, có khả năng vận chuyển các chất ơ nhiễm từ đất lên thân
nhanh, chống chịu được với nồng độ các chất ô nhiễm cao và cho sinh khối nhanh [1,3,6]. Tuy
nhiên, hầu hết các lồi thực vật có khả năng tích luỹ KLN cao là những lồi phát triển chậm và
có sinh khối thấp, trong khi các thực vật cho sinh khối nhanh thường rất nhạy cảm với mơi
trường có nồng độ kim loại cao. Xử lý KLN trong đất bằng thực vật có thể thực hiện bằng nhiều
phương pháp khác nhau phụ thuộc vào từng cơ chế loại bỏ các KLN như: - Phương pháp làm
giảm nồng độ kim loại trong đất bằng cách trồng các loà thực vật có khả năng tích luỹ kim loại
cao trong thân. Các loài thực vật này phải kết hợp được 2 yếu tố là có thể tích luỹ kim loại trong
thân và cho sinh khối cao. Có rất nhiều lồi đáp ứng được điều kiện thứ nhất (bảng 1), nhưng
không đáp ứng được điều kiện thứ hai. Vì vậy, các lồi có khả năng tích luỹ thấp nhưng cho sinh
khối cao cũng rất cần thiết (bảng 2). Khi thu hoạch các lồi thực vật này thì các chất ơ nhiễm
cũng được loại bỏ ra khỏi đất và các kim loại quý hiếm như Ni, Tl, Au,... có thể được chiết tách
ra khỏi cây. - Phương pháp sử dụng thực vật để cố định kim loại trong đất hoặc bùn bởi sự hấp


thụ của rễ hoặc kết tủa trong vùng rễ. Quá trình này làm giảm khả năng linh động của kim loại,
ngăn chặn ô nhiễm nước ngầm và làm giảm hàm lượng kim loại khuếch tán vào trong các chuỗi
thức ăn. Bảng 1. Một số lồi thực vật có khả năng tích luỹ kim loại nặng cao [1] Tên lồi Nồng
độ kim loại Tác giả và năm cơng bố tích luỹ trong thân (µg/g trọng lượng
 khơ) Arabidopsis halleri 13.600 Zn Ernst, 1968 (Cardaminopsis halleri) Thlaspi caerulescens
10.300 Zn Ernst, 1982 Thlaspi caerulescens 12.000 Cd Mádico et al, 1992 Thlaspi rotundifolium
8.200 Pb Reeves & Brooks, 1983 Minuartia verna 11.000 Pb Ernst, 1974 Thlaspi geosingense
12.000 Ni Reeves & Brooks, 1983 Alyssum bertholonii 13.400 Ni Brooks & Radford, 1978
Alyssum pintodasilvae 9.000 Ni Brooks & Radford, 1978 Berkheya codii 11.600 Ni Brooks,
1998 Psychotria douarrei 47.500 Ni Baker et al., 1985 Miconia lutescens 6.800 Al Bech et al.,
1997 Melastoma malabathricum 10.000 Al Watanabe et al., 1998 Trong những năm gần đây,
người ta quan tâm rất nhiều về công nghệ sử dụng thực vật để xử lý mơi trường bởi nhiều lý do:
diện tích đất bị ơ nhiễm ngày càng tăng, các kiến thức khoa học về cơ chế, chức năng của sinh

vật và hệ sinh thái, áp lực của cộng đồng, sự quan tâm về kinh tế và chính trị,... Hai mươi năm
trước đây, các nghiên cứu về lĩnh vực này cịn rất ít, nhưng ngày nay, nhiều nhà khoa học đặc
biệt là ở Mỹ và châu Âu đã có rất nhiều đề tài nghiên cứu cơ bản và ứng dụng công nghệ này
như một công nghệ mang tính chất thương mại. Hạn chế của cơng nghệ này là ở chỗ không thể
xem như một công nghệ xử lý tức thời và phổ biến ở mọi nơi. Tuy nhiên, chiến lược phát triển
các chương trình nghiên cứu cơ bản có thể cung cấp được các giải pháp xử lý đất một cách thân
thiện với môi trường và bền vững. Năm 1998, Cục môi trường Châu Âu (EEA) đánh giá hiệu
quả kinh tế của các phương pháp xử lý KLN trong đất bằng phương pháp truyền thống và
phương pháp sử dụng thực vật tại 1.400.000 vị trí bị ô nhiễm ở Tây Âu, kết quả cho thấy chi phí
trung bình của phương pháp truyền thống trên 1 hecta đất từ 0,27 đến 1,6 triệu USD, trong khi
phương pháp sử dụng thực vật chi phí thấp hơn 10 đến 1000 lần [1]. Bảng 2. Một số loài thực vật
cho sinh khối nhanh có thể sử dụng để xử lý kim loại nặng trong đất [1] Tên loài Khả năng xử lý
Tác giả và năm công bố Salix KLN trong đất, nước Greger và Landberg, 1999
 Populus Ni trong đất, nước và Punshon và Adriano, nước ngầm 2003 Brassica napus, B. Chất
phóng xạ, KLN, Brown, 1996 và Juncea, B. nigra Se trong đất Banuelos et al, 1997 Cannabis
sativa Chất phóng xạ, Cd Ostwald, 2000 trong đất Helianthus Pb, Cd trong đất EPA, 2000 và
Elkatib et al., 2001 Typha sp. Mn, Cu, Se trong nước Horne, 2000 thải mỏ khoáng sản
Phragmites australis KLN trong chất thải mỏ Massacci et al., 2001 khoáng sản Glyceria fluitans
KLN trong chất thải mỏ MacCabe và Otte, 2000 khoáng sản Lemna minor KLN trong nước
Zayed et al., 1998 3. Các lồi thực vật có khả năng hấp thụ kim loại Có ít nhất 400 lồi phân bố
trong 45 họ thực vật được biết là có khả năng hấp thụ kim loại [2, 3, 6]. Các loài này là các loài
thực vật thân thảo hoặc thân gỗ, có khả năng tích luỹ và khơng có biểu hiện về mặt hình thái khi
nồng độ kim loại trong thân cao hơn hàng trăm lần so với các loài bình thường khác. Các lồi
thực vật này thích nghi một cách đặc biệt với các điều kiện môi trường và khả năng tích luỹ hàm
lượng kim loại cao có thể góp phần ngăn cản các lồi sâu bọ và sự nhiễm nấm [1]. Có nhiều giải
thuyết đã được đưa ra để giải thích cơ chế và triển vọng của loại cơng nghệ này. 3.1. Giả thuyết
sự hình thành phức hợp: cơ chế loại bỏ các kim loại độc của các lồi thực vật bằng cách hình
thành một phức hợp. Phức hợp này có thể là chất hồ tan, chất khơng độc hoặc là phức hợp hữu
cơ - kim loại được chuyển đến các bộ phận của tế bào có các hoạt động trao đổi chất thấp (thành
tế bào, không bào), ở đây chúng được tích luỹ ở dạng các hợp chất hữu cơ hoặc vô cơ bền vững

[1,4].
 3.2. Giả thuyết về sự lắng đọng: các loài thực vật tách kim loại ra khỏi đất, tích luỹ trong các
bộ phận của cây, sau đó được loại bỏ qua lá khơ, rữa trơi qua biểu bì hoặc bị đốt cháy. 3.3. Giả


thuyết hấp thụ thụ động: sự tích luỹ kim loại là một sản phẩm phụ của cơ chế thích nghi đối với
điều kiện bất lợi của đất (ví dụ như cơ chế hấp thụ Ni trong loại đất serpentin). 3.4. Sự tích luỹ
kim loại là cơ chế chống lại các điều kiện stress vô sinh hoặc hữu sinh: hiệu lực của kim loại
chống lại các loài vi khuẩn, nấm ký sinh và các loài sinh vật ăn lá đã được nghiên cứu [1,3,4].
Ngày nay, sự thích nghi của các lồi thực vật có khả năng hấp thụ kim loại nặng chưa được làm
sáng tỏ bởi có rất nhiều yếu tố phức hợp tác động lẫn nhau. Tích luỹ kim loại là một mơ hình cụ
thể của sự hấp thụ dinh dưỡng khống ở thực vật.. Có 17 ngun tố được biết là cần thiết cho tất
cả các loài thực vật bậc cao (C, H, O, N, S, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu, Zn, B, Mo, Cl và Ni). Các
nguyên tố đa lượng cần thiết cho các loài thực vật ở nồng độ cao, trong khi các nguyên tố vi
lượng chỉ cần đòi hỏi ở nồng độ rất thấp. Các loài thực vật được sử dụng để xử lý mơi trường bao
gồm các lồi có khả năng hấp thụ được các kim loại dạng vết cần thiết như Cu, Mn, Zn và Ni
hoặc không cần thiết như Cd, Pb, Hg, Se, Al, As với hàm lượng lớn, trong khi đối với các loài
thực vật khác ở các nồng độ này là cực kỳ độc hại [1,5,6]. 4. Các hướng tiếp cận trong việc sử
dụng thực vật xử lý môi trường Như phần trên đã giới thiệu, để thương mại hố cơng nghệ xử lý
mơi trường bằng thực vật, cần phải tìm kiếm các lồi thực vật. có khả năng cho sinh khối nhanh
và tích luỹ nồng độ kim loại cao trong các cơ quan và dễ dàng thu hoạch. Có hai hướng tiếp cận
chủ yếu trong việc sử dụng thực vật để xử lý mơi trường: • Nhập nội và nhân giống các lồi có
khả năng siêu hấp thụ kim loại (hyperaccumulator). • Ứng dụng kỹ thuật di truyền để phát triển
các loài thực vật cho sinh khối nhanh và cải tiến khả năng hấp thụ, chuyển hoá, chống chịu tốt
đối với các điều kiện môi trường [1]. Hướng tiếp cận thứ nhất, phát triển chủ yếu ở Mỹ bởi nhóm
nghiên cứu đứng đầu là Chaney, bao gồm các bước cơ bản như: chọn các loài thực vật,, thu thập
hạt hoang dại và thử nghiệm khả năng xử lý môi trường, nhân giống, cải tiến điều kiện trồng và
tiến hành áp dụng đại trà. Hiệu quả của hệ thống này đã được công bố trong việc xử lý Co và Ni.
Tuy nhiên, tác giả cho rằng các loài thực vật tự nhiên là không đủ tạo ra các sản phẩm mang tích
chất thương mại. Điều này, cũng nói lên rằng, công nghệ sinh học sẽ là triển vọng rất lớn trong

việc dung hợp 2 đặc tính cơ bản là khả năng siêu hấp thụ và tăng sinh khối.
 Chương trình nghiên cứu của cộng đồng châu Âu bao gồm 2 dự án đối với thực vật chuyển
gen phục vụ cho hướng này đã được tiến hành. Dự án thứ nhất là chuyển gen có khả năng siêu
hấp thụ kim loại ở cây Thlaspi caerulescens vào cây Thuốc lá và cây Mù tạc là những loài cho
sinh khối nhanh. Trong khi đó dự án thứ hai tập trung cải tiến khả năng chống chịu và hấp thụ
kim loại. Đến nay, kết quả nghiên cứu thành công nhất là sử dụng gen merA9 của vi khuẩn
chuyển vào cây Arabidopsi để xử lý Hg (II) [1]. Tuy nhiên, có một số rào cản nhất định của
hướng tiếp cận thực vật chuyển gen ở một số nước về mặt pháp lý, xã hội và sinh thái. Triển
vọng của thực vật chuyển gen trong việc làm sạch các vùng ơ nhiễm có lẽ sẽ làm thay đổi một số
quan điểm xã hội đối nghịch. Dù sao thì các nghiên cứu trong tương lai cần phải không chỉ chú
tâm đến phương pháp tạo ra những thực vật hữu hiệu cho xử lý môi trường mà còn phải sàng lọc
những tác động tiềm ẩn của thực vật chuyển gen đối với môi trường. 5. Kết luận 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. Sự
phát triển của kỹ thuật di truyền và sinh học phân tử là rất cần thiết cho loại công nghệ này. Tuy
nhiên, sự phát triển của cơng nghệ hấp dẫn này sẽ khơng thể có tính khả thi nếu khơng có sự
đóng góp vơ giá của các nhóm nghiên cứu nhỏ lẽ. Hơn 30 năm qua, các nhà khoa học đã có
nhiều nghiên cứu đóng góp quan trọng về khả năng đặc biệt của thực vật trong xử lý môi trường.


Tuy nhiên, nghiên cứu điều tra về lĩnh vực này vẫn luôn cần thiết và phải được hưởng ứng để
bảo tồn nguồn tài nguyên di truyền tự nhiên to lớn, quý giá ở các môi trường bị ô nhiễm kim loại
và nâng cao kiến thức của chúng ta về cơ chế thích nghi tự nhiên của các lồi siêu tích luỹ kim
loại.

MỤC LỤC Phần I: Mở đầu 2 Phần II: Nội dung 3 Chương 1: Các khái niệm và
định nghĩa cơ bản về môi trường đất 3 I. Môi trường đất 3 II. Ơ nhiễm mơi trường
đất 3 Chương 2: Các biện pháp xử lý kim loại nặng trong đất 4 I. Xử lý ô nhiễm
kim loại nặng trong đất bằng thực vật 4 1. Những giả thiết giải thích cơ chế và triển

vọng của loại công nghệ xử lý KLN bằng thực vật 4 2.Xử lý KLN trong đất bằng
Cỏ Vetiver 4 2.1 Đặc điểm hình thái 4 2.2 Đặc điểm sinh lý 5 2.3 Đặc điểm sinh
thái 6 2.4 Khả năng thích nghi của cỏ Vetiver với các điều kiện đất xấu 8 2.5
Phương pháp trồng cỏ Vetiver trong xử lý đất bị nhiễm KLN 11 2.6 Một số hình
ảnh cỏ Vetiver ở Việt Nam 16 3. Xử lý KLN trong đất bằng các loài thực vật khác
19 3.1 Cây thơm ổi 19 3.2. Cây cải xoong 19 3.3 Cây dương xỉ 20 II. Xử lý kim
loại nặng trong bùn thải bằng giải pháp “ổn định hóa rắn kết hợp với phụ gia
HSOB” 20 Phần III: Kết luận 22 Tài Liệu Tham Khảo
…………………………………………………………….................23 PHẦN I:
MỞ ĐẦU
Trong quá trình cơng nghiệp hóa và hiện đại hóa, càng ngày càng có nhiều nhà
máy, khu cơng nghiệp tập trung được xây dựng và đưa vào hoạt động tạo ra một
khối lượng sản phẩm cơng nghiệp chiếm tỉ trọng cao trong tồn bộ sản phẩm của
nền kinh tế quốc dân. Bên cạnh đó sản xuất cơng nghiệp đã gây nên nhiều ảnh
hưởng xấu đến môi trường. Đặt biệt là môi trường đất. Xử lý ô nhiễm môi trường
đất luôn là vấn đề làm đau đầu các nhà quản lý môi trường .Việc chọn công nghệ
xử lý như thế nào để đạt hiệu quả cao, không gây nên những hậu quả xấu về mơi
trường trong tương lai và ít tốn kém chi phí luôn là nỗi bức xúc của các ngành
chức năng.Và xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong đất là 1 vấn đề đang được quan


tâm rất nhiều. Gần đây, nhờ những hiểu biết về cơ chế hấp thụ, chuyển hoá, chống
chịu và loại bỏ kim loại nặng của một số loài thực vật, người ta đã bắt đầu chú ý
đến khả năng sử dụng thực vật để xử lý môi trường như một công nghệ môi trường
đặc biệt. Tiểu luận này được nghiên cứu dựa trên những tài liệu về vấn đề xử lý
kim loại nặng trong đất, với mục đích thơng tin cho các bạn hiểu rõ về Trong quá
trình làm tiểu luận sẽ khơng tránh khỏi những sai sót. Mong nhận được những
đóng góp q báu của giảng viên và các bạn. Xin chân thành cảm ơn! PHẦN II:
NỘI DUNG
CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN VỂ MÔI TRƯỜNG

ĐẤT. MÔI TRƯỜNG ĐẤT: Theo V.V Đacutraev “ Đất là vật thể tự nhiên được
hình thành qua thời gian dài do kết quả tác động tổng hợp của 5 yếu tố: đá mẹ, sinh
vật, khí hậu, địa hình và thời gian” Hoặc “ Đất là lớp tơi xốp trên bề mặt trái đất
được hình thành bởi 5 yếu tố: đá mẹ, sinh vật, khí hậu, địa hình và thời gian. Sau
này người ta còn bổ sung thêm tác động của con người” Hoặc “ Đất là tầng mặt tơi
xốp của vỏ trái đất có khả năng tạo ra sản phẩm của cây” thành phần tạo ra sản
phẩm của cây chính là độ phì nhiêu”…
Ơ NHIỄM MƠI TRƯỜNG ĐẤT : Khác với ơ nhiễm đất và khơng khí thì ở ơ
nhiễm đất thì chúng ta khó có thể dùng cảm quan như nhìn, ngửi để nhận biết là
mơi trường đã bị ơ nhiễm. Mặc khác, các chất gọi là chất ô nhiễm MTĐ cũng có 2
mặt củ nó: ở mức độ thấp là chất dinh dưỡng, thậm chí rất cần thiết như Bo, Mo,
nhưng khi vượt quá mức giới hạn cho trước đối với một loại cây, con nào đó, nó lại
trở nên nhiễm và gây độc. Định nghĩa: Ơ nhiễm mơi trường đất là sự thay đổi về
thành phần các tính chất vật lý, hóa, sinh của đất vượt quá mức bình thường, sự
thay đổi này đã làm thay đổi tính chất của đất khơng cịn phù hợp với mục đích sử
dụng.
CHƯƠNG II: CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT XỬ
LÝ Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT BẰNG THỰC VẬT:
1. Những giả thiết giải thích cơ chế và triển vọng của loại công nghệ xử lý KLN
bằng thực vật:
1.1. Giả thuyết sự hình thành phức hợp: cơ chế loại bỏ các kim loại độc của các
loài thực vật bằng cách hình thành một phức hợp. Phức hợp này có thể là chất hồ
tan, chất khơng độc hoặc là phức hợp hữu cơ - kim loại được chuyển đến các bộ


phận của tế bào có các hoạt động trao đổi chất thấp (thành tế bào, không bào), ở
đây chúng được tích luỹ ở dạng các hợp chất hữu cơ hoặc vô cơ bền vững .
1.2.Giả thuyết về sự lắng đọng: các loài thực vật tách kim loại ra khỏi đất, tích luỹ
trong các bộ phận của cây, sau đó được loại bỏ qua lá khơ, rữa trơi qua biểu bì
hoặc bị đốt cháy.

1.3. Giả thuyết hấp thụ thụ động: sự tích luỹ kim loại là một sản phẩm phụ của cơ
chế thích nghi đối với điều kiện bất lợi của đất (ví dụ như cơ chế hấp thụ Ni trong
loại đất serpentin).
1.4.. Sự tích luỹ kim loại là cơ chế chống lại các điều kiện stress vô sinh hoặc hữu
sinh: hiệu lực của kim loại chống lại các loài vi khuẩn, nấm ký sinh và các loài
sinh vật ăn lá đã được nghiên cứu Ngày nay, sự thích nghi của các lồi thực vật có
khả năng hấp thụ kim loại nặng chưa được làm sáng tỏ bởi có rất nhiều yếu tố phức
hợp tác động lẫn nhau. Tích luỹ kim loại là một mơ hình cụ thể của sự hấp thụ dinh
dưỡng khống ở thực vật. Có 17 ngun tố được biết là cần thiết cho tất cả các loài
thực vật bậc cao (C, H, O, N, S, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu, Zn, B, Mo, Cl và Ni).
Các nguyên tố đa lượng cần thiết cho các loài thực vật ở nồng độ cao, trong khi các
nguyên tố vi lượng chỉ cần đòi hỏi ở nồng độ rất thấp. Các loài thực vật được sử
dụng để xử lý mơi trường bao gồm các lồi có khả năng hấp thụ được các kim loại
dạng vết cần thiết như Cu, Mn, Zn và Ni hoặc không cần thiết như Cd, Pb, Hg, Se,
Al, As với hàm lượng lớn, trong khi đối với các loài thực vật khác ở các nồng độ
này là cực kỳ độc hại.
2.Xử lý KLN trong đất bằng Cỏ Vetiver: Cỏ vetiver có khả năng hấp thu hầu hết
kim loại nặng: As, Cd, Hg, Pb, Ni, Cu, Cr…
Đặc điểm hình thái :
• Cỏ Vetiver có bộ rễ đồ sộ, rất phát triển, mọc rất nhanh và ăn rất sâu, trong 12
tháng đã có thể ăn sâu tới 3,6m trên đất tốt
• Do có bộ rễ ăn sâu nên cỏ Vetiver chịu hạn rất khỏe, có thể hút độ ẩm từ tầng đất
sâu bên dưới, và xuyên qua các lớp đất bị lèn chặt, qua đó giảm bớt lượng nước
thải thấm xuống quá sâu.


• Phần lớn các sợi rễ trong bộ rễ khổng lồ của nó lại rất nhỏ và mịn, đường kính
trung bình chỉ khoảng 0,5-1,0mm (Cheng et al., 2003), tạo nên một bầu rễ rất lớn,
rất thuận lợi cho sự phát triển của vi khuẩn và nấm, là điều kiện cần thiết để hấp
thụ và phân hủy các chất gây ô nhiễm như nitơ v.v.

• Thân cỏ mọc thẳng đứng, rất cứng, có thể đạt tới 3m chiều cao, nếu trồng dày thì
chúng tạo thành hàng rào sống, kín nhưng vẫn thoáng, khiến nước chảy chậm lại
và hoạt động như một màng lọc, giữ lại bùn đất. Ảnh 1: Bộ rễ và thân lá cực kỳ ấn
tượng của cỏ Vetiver, tạo thành hàng rào chắn rất tốt.
2.2. Đặc điểm sinh lý
• Cỏ Vetiver có thể thích nghi với đất có độ chua, độ mặn, độ phèn cao, có hàm
lượng Na và Mg cao.
• Cỏ Vetiver có thể thích nghi với đất và nước có hàm lượng Al, Mn cao và những
kim loại nặng như As, Cd, Cr, Ni, Pb, Hg, Se và Zn.
• Cỏ Vetiver có thể hấp thụ một lượng lớn N và P hịa tan trong nước thải (Hình 1).
• Cỏ Vetiver có thể thích nghi với đất có hàm lượng chất dinh dưỡng cao (Hình 2).
• Cỏ Vetiver có thể chịu nồng độ thuốc trừ sâu, thuốc trừ cỏ cao.
• Cỏ Vetiver có thể phân hủy một số hợp chất hữu cơ liên quan với thuốc trừ sâu,
thuốc trừ cỏ.
• Cỏ Vetiver có khả năng phục hồi rất nhanh sau khi bị ảnh hưởng của hạn hán,
giá lạnh, cháy, nhiễm mặn và những điều kiện bất thuận khác sau khi những điều
kiện này kết thúc.
Hình 1: Khả năng hấp thụ N và P của cỏ Vetiver rất cao so với các cây cỏ khác
Hình 2: Khả năng hấp thụ và chịu được nồng độ N và P cao
2.3 Đặc điểm sinh thái Là giống cỏ điển hình của miền nhiệt đới, mặc dù có những
khả năng độc đáo nêu trên, cỏ Vetiver khơng chịu được bóng râm. Bóng râm làm
giảm khả năng sinh trưởng và phát triển của cỏ, thậm chí có thể làm cho nó lụi đi.
Vì vậy, tốt nhất là nên trồng cỏ Vetiver ở nơi đất trống, khơng bị các lồi cây cỏ
khác che phủ, thậm chí khi mới trồng có thể cần phải trừ cỏ dại. Khi trồng ở những
nơi nền đất không ổn định, dễ bị sạt lở, xói mịn, cỏ Vetiver trước hết giúp hạn chế
được sạt lở, xói mịn, tiến tới ổn định nền đất (đặc biệt là nơi đất dốc), tiếp đó giúp


cải thiện điều kiện mơi trường, vi khí hậu, để sau đó có thể trồng được những lồi
cây khác mà ta muốn. Với những đặc điểm như vậy, có thể coi cỏ Vetiver như là

giống cây tiên phong ở những vùng đất xấu.
Ảnh 2: Cỏ Vetiver chịu cháy rất tốt, chỉ hai tháng sau, khi có mưa đã phục hồi trở
lại
Ảnh 3: Cỏ Vetiver trồng trên cát ven biển Quảng Bình (trái) và đất chua phèn Gị
Cơng (phải)
Ảnh 4: Cỏ Vetiver trên đất chua phèn nặng ở Tân An (trái) và đất kiềm nặng ở
vùng khơ nóng Ninh Thuận (phải)
2.4. Khả năng thích nghi của cỏ Vetiver với các điều kiện đất xấu:
2.4.1. Chịu được đất chua, phèn và hàm lượng Mangan cao Kết quả nghiên cứu
cho thấy, nếu được bón phân đạm và lân, cỏ Vetiver khơng hề bị ảnh hưởng ngay
cả trong mơi trường đất có độ chua rất cao (pH = 3,8) và độ phèn rất cao (68%),
nhưng cỏ Vetiver sẽ chết ở nồng độ phèn 90% và độ pH của đất bằng 2,0. Bởi vậy,
ngưỡng chịu phèn của cỏ Vetiver là khoảng 68-90%. Thử nghiệm trên đồng ruộng
đã khẳng định rằng, cỏ Vetiver vẫn sinh trưởng và phát triển bình thường ở độ pH
của đất bằng 3,0 và độ phèn khoảng 83- 87%, tức là rất cao so với nhiều giống cây
khác (dưới 30%). Ngoài ra, cỏ Vetiver vẫn sinh trưởng, phát triển bình thường ở
đất nhiễm Mn với hàm lượng có thể thu hồi được đến 578mg/kg, độ pH của đất 3,3
và hàm lượng Mn trong cỏ tới 890 mg/kg. Vì vậy, cỏ Vetiver đã được sử dụng rất
hiệu quả để phịng chống xói mịn ở nơi đất chua, phèn với độ pH khoảng 3,5 và độ
pH oxi hóa thấp tới 2,8 (Truong and Baker, 1998) (Ảnh 7, 8). Ảnh 5: Cỏ Vetiver
chịu đựng được độ pH=3,8;Al bão hòa 68%-87% trong đất. Ảnh 6: Ở độ pH=3,3
và hàm lượng Mn cực kỳ cao, tới 578mg/kg, cỏ Vetiver vẫn sinh trưởng và phát
triển tốt
2.4.2. Chịu được đất mặn có hàm lượng Natri cao Cỏ Vetiver chịu được ngưỡng
mặn Ecse=8dS/m, cao hơn so với các giống cây trồng và cỏ chịu mặn khác ở
Ôxtralia như cỏ Bermuda (Cynodon dactylon), ngưỡng chịu mặn 6,9dS/m; cỏ
Rhodes (Chloris guyana), ngưỡng chịu mặn 7,0dS/m; cỏ Wheat (Thynopyron
elongatam), ngưỡng chịu mặn 7,5dS/m và lúa mạch (Hordeum vulgare), ngưỡng
chịu mặn 7,7dS/m. Nếu được bón phân đạm và lân phù hợp, cỏ Vetiver có thể sinh

trưởng, phát triển bình thường trên đất thải chứa nhiều sét Bentônit Natri với hàm
lượng Na trao đổi lên tới 48%, trên đất phủ ở các mỏ than với hàm lượng Na trao
đổi tới 33%, chưa kể đất này còn chứa một hàm lượng Mg rất cao (2.400mg/kg) so
với Ca (1.200mg/kg) (Trương, 2004). Ảnh 7: Cỏ Vetiver thích nghi rất tốt với đất
có độ mặn cao
2.4.3. Khả năng thích nghi với kim loại nặng
Bảng 2 dưới đây cho thấy cỏ Vetiver có khả năng thích nghi rất cao đối với As,
Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Se và Zn.
Bảng 2: So sánh ngưỡng chịu kim loại nặng ở cỏ Vetiver và các cây cỏ khác Kim
loại nặng Ngưỡng chịu trong đất (mg/kg) Ngưỡng chịu trong cây cỏ khác (mg/kg)
Cở vertiver Cây cỏ khác Cỏ vertiver Cây cỏ khác Acsen (As) 100-250 2.0 21-72 110 Cadmi (Cd) 20-60 1.5 45-48 5-20 Đồng (Cu) 50-100 - 13-15 15 Crôm (Cr) 200600 - 5-18 0.02-0.2 Chì (Pb) >1500 - >78 - Thủy ngân (Hg) >6 - >0.12 - Niken
(Ni) 100 7-10 347 10-30 Selen (Se) >74 2-14 >11 - Kẽm (Zn) >750 - 880 –
2.5 Phương pháp trồng cỏ Vetiver trong xử lý đất bị nhiễm KLN:
2. 5.1. Nhân giống: Có 4 phương pháp thường được dùng để nhân giống cỏ
Vetiver: • Tách khóm đã trưởng thành thành nhiều cây để trồng rễ trần.
• Nhân giống từ các bộ phận của cây mẹ.
• Trồng bằng chồi hoặc nuôi cấy chồi trong ống nghiệm để có số lượng lớn cây
giống.
• Ni cấy mơ từ một phần của cây mẹ để nhân được nhiều cây giống.
2.5.1.1.Tách khóm trồng rễ trần:
♣ Bước 1: Tách khóm cỏ mẹ một cách cẩn thận, nhẹ nhàng thành từng dảnh nhỏ,
mỗi dảnh có 2-3 cây cỏ. Cắt bỏ phần thân lá bên trên, chỉ để lại một đoạn khoảng
15cm, cắt bớt các đoạn rễ thừa, tránh làm tổn thương phần cổ rễ (Hình 1).
Hình 3: Tách khóm cỏ Vetiver
♣ Bước 2: Trước khi trồng, nếu có thể nên nhúng các dảnh cỏ trên vào hcmơn,
vào phân chuồng hoai hoặc đất bùn pha sền sệt để giữ ẩm và kích thích ra rễ. Cỏ


giống chưa trồng ngay có thể đặt ở vũng nước nông dưới ánh nắng mặt trời để đảm

bảo tỷ lệ sống cao trước khi trồng ra diện rộng . Ảnh 8: Tách khóm (trái), nhúng
bùn hoặc phân chuồng chuẩn bị trồng (phải)
2.5.1.2 Nhân giống từ các bộ phận của cây mẹ
Có 3 bộ phận của cây cỏ Vetiver trưởng thành có thể dùng để nhân giống là
• Dảnh cỏ
• Cổ rễ hoặc gốc cây
• Hom.
Thành phố Hồ Chí Minh đã nhân giống cỏ Vetiver theo 4 bước sau:
• Chuẩn bị hom giống
• Phun dung dịch bèo tây 10%
• Phủ kín hom giống bằng túi chất dẻo, sau 24 giờ thì bỏ túi chất dẻo ra
• Đem hom trồng trên luống đã bón phân chuồng.
♣ Bước 1: Chuẩn bị giống Ảnh 9: Dảnh cỏ Vetiver non (trái) và già (phải) sẵn
sàng mang trồng. Ảnh 10: Cổ rễ hoặc gốc (trái) và hom cỏ Vetiver (phải) sẵn sàng
mang trồng.
♣ Bước 2: Phun dung dịch bèo tây 10% Dung dịch bèo tây có chứa rất nhiều
hcmơn và các chất kích thích sinh trưởng khác như axit gibberellic, các hợp chất
Indol-Axetic (IAA):
• Bèo tây lấy từ ao, hồ, sơng, ngịi về;
• Cho vào những túi nilon kín có dung tích 20lít;
• Khoảng 1 tháng thì bèo tây hồn tồn hoai mục;
• Gạn bỏ phần chất rắn, chỉ giữ lại phần nước;
• Cất giữ để dùng dần. Ảnh 11: Phun dung dịch bèo tây (10%) cho cỏ Vetiver
giống


♣ Bước 3: Xử lý và trồng Ảnh 12: Phủ kín hom giống bằng túi nilon trong 24 giờ
Ảnh 13: Trồng trên luống.
2.5.2. Chuẩn bị trồng: Trong những điều kiện bất thuận, để đảm bảo cỏ mọc tốt, và
nhanh, tỷ lệ sống cao, khi cây giống được sản xuất theo những phương pháp nêu

trên đã đủ tuổi trưởng thành hoặc đã đủ số lượng cần thiết, có thể tiếp tục chuẩn bị
thêm một bước trước khi đem trồng trên diện rộng bằng cách:
• Trồng trong túi bầu; và
• Trồng thành các băng cỏ.
2.5.2.1 Túi bầu Cây con hoặc dảnh cây rễ trần để trong chậu hoặc túi bầu có chứa
nửa đất trộn với nửa mùn trong thời gian 3-6 tuần tùy theo điều kiện nhiệt độ. Khi
có ít nhất 3 chồi non thì đem trồng. Ảnh 14: Rễ trần và túi bầu (trái), cho cỏ vào túi
bầu (giữa), túi bầu sẵn sàng mang trồng (phải).
2.5.2.2. Băng cỏ Băng cỏ là một dạng túi bầu cải tiến, có thể chứa được nhiều dảnh
rễ trần hoặc gốc giống, trồng gần sát bên nhau trên những luống dài (khoảng 1m)
đã chuẩn bị từ trước, vừa dễ vận chuyển, vừa dễ trồng. Cách làm này đỡ tốn sức
lao động, nhất là ở những nơi khó khăn như những sườn dốc cao; hơn nữa, tỷ lệ
cây sống khá cao vì rễ cây khơng bị xoăn gấp hoặc bó lại như trường hợp cho vào
túi bầu. Ảnh 15: Trồng cỏ trong các băng (trái), lấy ra khỏi băng (giữa) và sẵn sàng
mang trồng (phải)
2.6. Một số hình ảnh cỏ Vetiver ở Việt Nam: Ảnh 16: Vườn ươm ở Quảng Ngãi
(trái) và Bình Phước (phải) Ảnh 17:Cỏ vetiver có khả năng hấp thu hầu hết kim
loại nặng: As, Cd, Hg, Pb, Ni, Cu, Cr… Ảnh 18: Phục hồi mỏ than ở Ơxtralia (trái)
và mỏ bơxit ở Venezuela
2.7. Một số mơ hình xử dụng cỏ Vetiver trong xử lý ơ nhiễm: Hình 4: Hiệu quả của
cỏ Vetiver tiêu giảm Nitơ Hình 5: Mơ hình xử lý bằng các luống cỏ Vetiver
3. Xử lý KLN trong đất bằng các loài thực vật khác:
3.1 Cây thơm ổi: Gần đây, các nhà khoa học Việt Nam đã phát hiện ra một lồi
cây dại có tên là thơm ổi có khả năng hấp thu lượng kim loại nặng cao gấp 100 lần
bình thường và sinh trưởng rất nhanh. Món khối khẩu của lồi cây này là chì.
Chúng có thể "ăn" lượng chì cao gấp 500-1.000 lần, thậm chí cịn lên tới 5.000 lần


so với các lồi cây bình thường mà khơng bị ảnh hưởng. Thơm ổi được xem là loài
siêu hấp thu chì và cadimi. Sau 105 ngày thí nghiệm, nhóm nghiên cứu kết luận

rằng khả năng hấp thu chì cao hơn 506 ppm (trong điều kiện mơi trường ơ nhiễm
chì ở nồng độ 1.000 ppm) so với cây sống trong điều kiện bình thường và 1.037
ppm (trong điều kiện mơi trường nhiễm chì 2.000 ppm)... Ngồi ra, kết quả thí
nghiệm cũng cho thấy cây thơm ổi hấp thu chì rất nhanh: trong điều kiện mơi
trường chứa 1.000 ppm chì, sau 24 giờ (kể từ thời điểm tăng đột ngột nồng độ chì)
rễ cây thơm ổi đã tích lũy một lượng chì hơn 470 lần so với cây đối chứng (sống
trong điều kiện mơi trường bình thường); trong mơi trường chứa 2.000 ppm chì thì
rễ thơm ổi tích lũy một lượng chì hơn 969 lần so với cây đối chứng; trong môi
trường chứa 4.000 ppm chì, rễ thơm ổi tích lũy một lượng chì hơn 4.908 lần so với
cây đối chứng. Theo tính tốn của nhóm nghiên cứu, cây thơm ổi có khả năng tích
lũy chì cao hơn 1% so với trọng lượng khô của rễ và bộ phận rễ cây được xem là
“kho” chứa chì. Tương tự, đối với chất cadmium, cây thơm ổi cũng có khả năng
hấp thu chất này rất tốt.
3.2.Cây cải xoong : Ngay từ cuối thế kỷ 19 người ta đã phát hiện ra loài cải xoong
(thuộc dòng hyperaccumulators) biết ăn kim loại từ trong đất. Những nơng dân
phát ruộng đã tìm thấy trong thân của loại cây này một lượng lớn chất kẽm. Sau
này người ta phát hiện ra có khoảng 20 lồi cải dại thuộc họ này rất thích “chén”
những kim loại nặng có độc tính cao như nickel (kền), kẽm. “Ăn” những món chất
độc đó, chúng khơng chết, mà ngược lại lớn nhanh như thổi. Điều này rất giống với
một loại hoa dại có tên khoa học là Alyssum bertolonii. Loài hoa màu vàng này có
khả năng hút lượng kền gấp 200 lần lượng kim loại nặng có thể giết chết hầu hết
các lồi thực vật khác. Các nhà khoa học Trung Quốc phát hiện ra một loài cây
dương xỉ, một trong những họ thực vật lâu đời nhất trên thế giới và mọc rất nhiều
trong tự nhiên hoang dã cũng có “sở trường ăn kim loại nặng” như đồng, thạch
tín... Họ phát hiện ra trên lá của lồi dương xỉ này có tới 0,8% hàm lượng thạch tín,
cao hơn hàng trăm lần so với bình thường, mà cây vẫn tốt tươi.
3.3. Cây dương xỉ: Các nhà khoa học đã phát hiện thạch tín được cây dương xỉ lưu
trong lớp lông tơ trên thân cây. Hơn thế, dương xỉ càng phát triển thì “nhu cầu”
thạch tín càng lớn, và chúng cịn di truyền khả năng “ăn” chất độc sang các thế hệ
sau.

XỬ LÝ KIM LOẠI NẶNG TRONG BÙN THẢI BẰNG GIẢI PHÁP “ỔN ĐỊNH
HÓA RẮN KẾT HỢP VỚI PHỤ GIA HSOB” Phụ gia HSOB là một hợp chất
được pha trộn vào hổn hợp bùn thải chứa kim loại nặng, tạo nên phản ứng oxy hóa
– khử, chuyển chất độc hại thành khơng độc hại hoặc ít độc hại hơn, khơng hịa tan
trong nước. Dùng: xi-măng + cát + bùn thải + phụ gia HSOB để hóa rắn thành bêtơng, sản xuất gạch lát đường nông thôn, tường rào… với chất lượng theo yêu cầu
của thiết kế. Một số mẫu bê-tông dùng bùn thải nguy hại ở Khu công nghiệp Lê
Minh Xuân được Công ty Cổ phần Dịch vụ Khoa học Công nghệ Sắc ký Hải Đăng
phân tích theo phương pháp EPA 1311. Trước khi xử lý hàm lượng Cr, Ni vượt 1,8
lần so với TCVN 7629-2007, nhưng sau khi được xử lý thì hàm lượng Cr, Ni rất
thấp so với  tiêu chuẩn trên. Một số mẫu bê-tông bùn thải ở cơ sở thuộc da, dệt
nhuộm ở Bình Dương qua thử nghiệm cũng cho kết quả khả quan… Tất nhiên
Nhóm Nghiên cứu cịn phải kết hợp với Cơng ty Mơi trường Bình Dương tiếp tục
thử nghiệm để xác định mức tồn dư và khuyếch tán của các kim loại nặng khác,
xem có ảnh hưởng đến mơi trường khơng? Từ đó mà hồn thiện công nghệ xử lý
bùn thải nguy hại, xin phép cơ quan quản lý môi trường, cơ quan quản lý khoa học
và cơng nghệ cho áp dụng rộng rãi. Nhóm Nghiên cứu Phát triển Công nghệ mới
cũng đang nghiên cứu “dùng phụ gia HSOB thử nghiệm trộn với bùn thải nguy
hại”  nếu khử được các chất độc hại thành không độc hại thì “có thể khơng cần ổn
định hóa rắn” mà dùng bùn đó vào nhiều mục đích khác, được như vậy “mọi phức
tạp sẽ trở thành đơn giản” Theo khảo sát về chất thải toàn cầu của Tổ chức Hàng
hải quốc tế: Cứ tạo ra  sản phẩm quốc nội (GDP) 1 tỷ đô la sẽ làm phát sinh 4.500
tấn chất thải cơng nghiệp, trong đó 20% là chất thải nguy hại, bởi chứa nhiều kim
loại nặng: Cu, Mn, Zn, Ni, Cd, Hg, Se, Al, As… nhất thiết phải được xử lý, không
để khuếch tán ra môi trường, gây nhiều hậu quả cho các thế hệ mai sau. Riêng TP.
Hồ Chí Minh chất thải nguy hại có đến 50 – 60% trong bùn thải, bởi ngay từ đầu
không tách các cơ sở công nghiệp phát sinh chất thải nguy hại thành một khu công
nghiệp riêng biệt! PHẦN III: KẾT LUẬN 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. Sự phát triển của kỹ thuật di truyền và sinh học phân tử là rất
cần thiết cho loại công nghệ này Ứng dụng cỏ Vetiver xử lý kim loại nặng trong
đất là một công nghê xử lý bằng thực vật rất mới và sáng tạo. Đây là biện pháp đơn
giản, dễ làm, rất kinh tế, hiệu quà, sử dụng cây xanh một cách tự nhiên, và quan


trọng hơn là sản phẩm phụ của nó có thể dùng làm thức ăn gia súc, lợp nhà, làm
chất đốt,………. Do hiệu quả cao, đơn giản, kinh tế, hệ thống cỏ Vetiver đã được
ứng dụng tại hơn 100 nước trên thế giới, trong việc xử lý kim loai nặng trong đất
cũng như phục hồi những vùng mỏ đã khai thác. TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Huy
Bá , Sinh Thái Môi Trường Đất, NXB DHQG TPHCM, 2008 Lê Huy Bá, Môi
Trường Học Cơ Bản, NXB DHQG TPHCM, 2008 Nguyễn Thị Kiều Diễm, Xử Lí
Ơ Nhiễm & Thối Hóa MT Đất,DHCN TPHCM, 2009 ĐỊA CHỈ TRANG WED - "
\l "Anchor-LAND-2821 - " \l "Anchor-M