Đề tài: Nghiên cứu sử dụng cỏ Vetiver để cải tạo đất bị nhiễm chì (Pb), asen sau khi khai thác khoáng sản ở tỉnh Thái Nguyên

Mục Lục
1
NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CỎ VETIVER ĐỂ CẢI TẠO
ĐẤT BỊ
NHIỄM CHÌ (Pb), Asen SAU KHI KHAI THÁC
KHOÁNG SẢN Ở TỈNH THÁI NGUYÊN
I. Đặt vấn đề
Chì và Asen là những kim loại nặng độc hại và đang có
dấu hiệu ô nhiễm trong môi trường đất, nước ở nhiều nơi trên
thế giới. Có rất nhiều phương pháp khác nhau để xử lý đất bị
ô nhiễm chì, trong đó phương pháp sử dụng thực vật là
phương pháp đang được nhiều nhà khoa học quan tâm hiện
nay bởi hiệu quả cao, chi phí thấp và thân thiện với môi
trường,đặc biệt có khả nặng xử lý đất ô nhiễm kim loại
2
nặng.Và cỏ vetiver (vetiver zizanioides L.) được đưa vào Việt
Nam năm 1999, hiện nay đã có 43 tỉnh thành trong nước trồng
loài cỏ này với các mục đích khác nhau như: Chống sạt lở, xói
mòn, ứng dụng xử lý nước thải từ các trại chăn nuôi,xử lý chất
độc hóa học điôxin ở A lưới (Thừa thiên Huế).Qua một số kết
quả nghiên cứu của Randoff et al. (1995); Knoll (1997);
Truong và Baker (1998); Chen (2000) cho thấy cỏ Vetiver là
đối tượng thực vật có nhiều đặc tính ưu việt trong lĩnh vực
này. Tuy nhiên, việc ứng dụng một loài thực vật xử để lý ô
nhiễm cần thiết phải đánh giá được khả năng sinh trưởng, phát
triển cũng như hiệu quả hấp thu các chất trong môi trường đất
ô nhiễm.Vì vậy nghiên cứu sử dụng cỏ vetiver để cải tạo đất
bị nhiễm kim loại nặng chủ yếu là chì (Pb), As qua số liệu thu
thập được ở các tỉnh thái nguyên là minh chứng cho khả năng
cải tạo đất của cỏ vetiver, đồng thời đưa ra những giải pháp cụ
thể khi sử dụng loài cỏ này nhằm cải tạo môi trường bị ô

nhiễm.
3
II. Đối tượng, Mục đích và phương pháp nghiên cứu.
2.1. Đối tượng nghiên cứu:
- Thực vật sử dụng để nghiên cứu là loài cỏ vetiver (Vetiveria
zizanioides L.).
- Kim loại nghiên cứu là Pb, As những kim loại nặng độc hại,
thường tích lũy cao trong các dây chuyền thực phẩm và đang
được cảnh báo ô nhiễm trong đất với nồng độ cao, ở nhiều nơi
trên thế giới và Việt Nam.
2.2. Mục tiêu nghiên cứu
-Xác định tình trạng ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường
đât tại khu vực khai thác thiếc (xã Hà Thượng,Đại Từ) và khu
vực khai thác chì (xã Tân Long, Đồng Hỷ) của tỉnh Thái
Nguyên.
4
-Đánh giá khả năng sinh trưởng và tích lũy Pb trong các bộ
phận của cỏ vetiver trồng trên đất ô nhiễm chì.
-Đề xuất một số biện pháp kỹ thuật sử dụng cỏ vetiver để cải
tạo, xử lý đất ô nhiễm kim loại nặng do quá trình khai thác
khoáng sản.
2.3. Phương pháp nghiên cứu
- Chọn những cây cỏ có thời gian sinh trưởng như nhau, khỏe
mạnh, rửa sạch và cắt
ngắn để lại phần thân dài 35cm và phần rễ 5cm. Trồng 5 tép cỏ
vào mỗi chậu và ổn định trong 30 ngày.
- Bổ sung Pb vào đất dưới dạng dung dịch PbCl
2
để được các
nồng độ Pb trong đất

tương ứng là 500, 750, 1000, 1500ppm và đối chứng không bổ
sung Pb. Mỗi công thức được lặp lại 3 lần.
* Phương pháp phân tích:
Sau 30, 50 và 70 ngày tiến hành xác định các chỉ tiêu sinh
trưởng, phát triển; hàm lượng Pb tích lũy trong cỏ và hàm
5
lượng Pb còn lại trong các chậu thí nghiệm.
- Xác định chiều cao thân, chiều dài rễ, trọng lượng khô, khả
năng phân nhánh theo phương pháp cân, đo.
- Xác định Nts theo phương pháp Kjeldahl; Pts theo phương
pháp so màu; Kts theo phương pháp quang kế ngọn lửa; Pb
theo phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử ASS; Ph đo
trực tiếp trên máy pH meter 710A, Inolab.
* Xử lý số liệu:
-Các số liệu được xử lý bằng phương pháp thống kê: xác định
phương sai của dữ liệu và giá trị trung bình bằng phương pháp
phân tích ANOVA; so sánh các giá trị trung bình bằng phương
pháp LSD (giới hạn sai khác nhỏ nhất - Least Significant
Difference).
III. ý nghĩa của việc nghiên cứu.
Trồng cỏ vetiver trên đất ô nhiễm kim loại nặng do khai
thác khoáng sản,có khả nắng chống chịu và tích lũy chì,với
6
hàm lượng cao trong cây. Những nghiên cứu ngoài thực địa
nhằm mục đích tăng cường khả năng cải tạo đất ô nhiễm kim
loại nặng của cỏ vetiver, và đây là cơ sở khoa học raats có ý
nghĩa cho việc nghiên cứu và sử dụng cỏ vetiver để cải tạo đất
ô nhiễm nói chung,đặc biệt là những vùng đất ô nhiễm kim
loại nặng do quá trình khai thác khoáng sản.
IV. Kết quả nghiên cứu và bàn luận

4.1. Ảnh hưởng của hàm lượng chì trong đất đến sự tạo
thành sinh khối của cỏ Vetiver
Khả năng hấp thụ kim loại nặng của cỏ vetiver không cao
như một số cây tích lũy khác nhưng do có sinh khối lớn và khả
năng tái sinh mạnh mẽ nên cỏ vetiver vẫn được chọn là đối
tượng để xử lý những vùng đât ô nhiễm
Bảng 1.1: Ảnh hưởng hàm lượng chì đến sinh khối cỏ
vetiver (n=3,mean±sd)
7
Kết quả ở bảng cho thấy sau 45 ngày cây bắt đâu thích
nghi với môi trường đất, nên mới sinh trưởng chậm, sinh khối
thu được chưa cao.
Đến giai đoạn 90 ngày công thức 2 có sinh khối cỏ cao
nhất là 1055,13 mg Pb/kg đất, còn thấp nhất là công thức 5 với
lượng Pb là 2906,12 mg/kg đất.Khi kết thúc thí nghiệm, khối
lượng thân lá ở công thức đối chứng đạt 82.96 gam, các công
thức còn lại đều thấp hơn đối chứng và thấp nhất là công thức
5 đạt 41.,17 gam.
Như vậy, Vetiver vẫn có khả năng cho sinh khối cao khi
trồng trong đất ô nhiễm chì.Đây là ưu thế của cỏ vetiver so với
8
một số dối tượng cây trồng như dương xỉ, cỏ mần trầu…
4.2. Khả năng tích lũy chì (Pb) trong rễ và trong thân,lá
của cỏ Vetiver
Khả năng tích lũy tích lũy kim loại nặng của cỏ Vetiver
trong các bộ phận thân lá và rễ được coi là con đường chính
loại bỏ kim loại ra khỏi đất của cỏ vetiver.
Bảng 1.2: Hàm lượng Pb trong thân lá của cỏ vetiver
trong các giai đoạn sinh trưởng khác nhau
Kết quả phân tích ở bảng cho thấy,hàm lượng chì tích lũy

trong lá tỷ lệ thuận với hàm lượng chì trong đất và thời gian
thực nghiệm.Ỏ mức ô nhiễm cao nhất là 2906,12 mg Pb/kg
9
đất,hàm lượng chì trong thân lá tăng rõ rệt, đạt 14,01 mg/kg
(giai đoạn 45 ngày),đến 23,82 mg/kg 9giai đoạn 90 ngày) và
đạt 26,32 mg/kg 9giai đoạn 150 ngày).
Như vậy hàm lượng chì chủ yếu được tích lũy trong rễ cỏ
(3,56-474,02)mg/kg một phân nhỏ được vận chuyển lên thân lá
(0,84-26,32).Điều này chứng tỏ có sự tích lũy chì trong rễ sau
đó mới vận chuyển lên lá.
4.3. Tương quan giữa hàm lượng chì trong đất và cỏ
vetiver
Mối quan hệ trong đất được thể hiện qua đồ thị hàm
lượng tương quan trong bảng 1.3 sau:
10
Bảng 1.3 Tương quan giữa hàm lượng chì trong đất với
hàm lượng chì trong thân lá và trong rễ của cỏ vetiver
Kết quả cho thấy hàm lương chì trong đất với hàm lượng
chì trong thân lá và hàm lương chì trong đất với hàm lượng chì
trong rễ có mối tương quan thuận, hệ số R=0,5546 (đất-lá) và
R=0,8816 (đất-rễ). Hàm lượng chì trong thân lá và rễ đều tăng
nhanh khi hàm lượng chì trong đất < 2000mg/kg,vượt qua
ngưỡng này hàm lượng chì tích lũy trong cỏ chậm dần.
4.4. Ảnh hưởng của hàm lượng As trong đất đến sự tạo
thành sinh khối của cỏ Vetiver
Bảng 2.1. ảnh hưởng của hàm lượng As trong đất đến
11
sự tạo thành sinh khối của cỏ vetiver (n=3, mean±sd)
Ở giai đoạn đầu sau khi trồng, sự khai thác về sinh khối
của cỏ vetiver trồng trên đất ô nhiễm so với công thức đối

chứng là không đáng kể.Đến giai đoạn 3 tháng sau khi trồng,
khối lượng thân lá và khối lượng rễ của cỏ giảm hẳn do sự ức
chế của quá trình trao đổi chất của nguyên tố As.Kết quả sinh
khối đo được ở công thức không pha trộn (100% đất ô nhiễm
As) chỉ bằng 1/2 so với công thức đối chứng (khối lượng thân
lá đạt 28,23 gam/khóm và lượng rễ đạt 10,51 gam/khóm). Tiếp
đến giai đoạn 150 ngày ,ở công thức có sinh khối thấp nhất, cỏ
vẫn có khối lượng thân lá là 30,37 gam/khóm và khối lượng rễ
12
là 23,57 gam/khóm.Đây là cơ sở quan trọng cho những nghiên
cứu tiếp theo phục vụ cho mục đích sử dụng cỏ vetiver cải tạo
đất ô nhiễm kim loại nặng.
4.5. Khả năng tích lũy As trong rễ và trong thân, lá của
cỏ Vetiver
Hình 2.2. Hàm lượng As trong thân lá của cỏ Vetiver
trong các giai đoạn sinh trưởng khác nhau
Kết quả nghiên cứu ở hình 2.2 cho thấy, hàm lượng kim
loại nặng trong thân lá của cỏ tỷ lệ thuận với hàm lượng As
trong đất và thời gian thực nghiệm.sau 150 ngày , ở công thức
đối chứng, hàm lượng As trong thân lá chỉ tăng 1,43 lần nhưng
13
ở công thức chứa hàm lượng As 1137,17 mg/kg đất tỷ lệ này
tăng lên đến 11,25 lần so với ban đầu.
Hình 2.3. Hàm lượng As trong rễ của cỏ Vetiver trong các
giai đoạn sinh trưởng khác nhau
Kết quả ở hình 2.3 cho thấy, mối tương quan giữa hàm
lượng As trong đất với hàm lượng As trong cây khá cao .Điều
này chứng tỏ hàm lượng As trong đất càng cao, hàm lượng tích
lũy trong cỏ càng nhiều.Tuy nhiên, khả năng tích lũy As của
cỏ Vetiver chỉ tăng mạnh trong giới hạn đất ô nhiễm từ 0 -500

mgAs/kg đất, sau đó khả năng này giảm dần.
Nhận xét chung: Như vậy, trên đất ô nhiễm chì với hàm
14
lượng tối đa là 2906,12 mg Pb/kg đất và đất ô nhiễm As với
hàm lượng tối đa là 1137,17 mg As/kg đất cỏ vetiver có thể
sinh trưởng, phát triển và cho sinh khối khá cao.Mặt khác, cỏ
vetiver còn có khả năng tích lũy Pb, As trong các bộ phận thân
lá và bộ rễ. Tuy nhiên, kim loại nặng chủ yếu được tích lũy tại
rễ, chỉ một phần nhỏ được vận chuyển lên lá.Trong giới hạn từ
1055,13-2906,12 mg Pb/kg đất và 248,19-1137,13 mg As/kg
đất, kim loại nặng trong đất có mối tương quan thuận và khá
chặt chẽ với hàm lượng kim loại nặng trong cây.
15
V. Kết luận và đóng góp mới từ đề tài nghiên cứu.
5.1. Kết luận
Đất ô nhiễm thuộc xã Tân Long có chứa nhiều Pb, Zn và
Cd, đất ô nhiễm thuộc xã Hà Thượng tập trung nhiều As. Hàm
16
lượng kim loại nặng trong các mẫu đất nghiên cứu đều cao hơn
tiêu chuẩn cho phép trong đất nông nghiệp của Việt Nam nhiều
lần.
Trồng cỏ trên đất ô nhiễm với hàm lượng Pb từ 1055,13-
2906,12 mg/kg đất và hàm lượng As từ 248,19-1137,17 mg/kg
đất, cỏ Vetiver vẫn có khả năng sinh trưởng, phát triển bình
thường và tăng sinh khối qua các giai đoạn thí nghiệm. Tuy
nhiên, khả năng sinh trưởng, phát triển của cỏ Vetiver giảm
dần khi hàm lượng kim loại nặng trong đất tăng dần.
Khả năng tích lũy kim loại nặng của cỏ vetiver tỷ lệ thuận
với hàm lượng kim loại nặng trong đất và thời gian thực
nghiệm. Kim loại nặng chủ yếu được tích lũy tại rễ, chỉ một

phần nhỏ được vận chuyển lên thân lá.
Có thể sử dụng cỏ Vetiver để cải tạo đất bị ô nhiễm kim
loại nặng vượt quá tiêu chuẩn cho phép nhiều lần.
5.2. Đóng góp từ đề tài và kiến nghị
* Đóng góp từ đề tài
17
Đây là nghiên cứu đầu tiên về khả năng tích lũy chì và cải
tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng do quá trình khai thác khoáng
sản của cỏ vetiver ở Việt Nam.
Kết quả nghiên cứu khẳng định, cỏ vetiver có thẻ sinh
trưởng, phát triển bình thường và tích lũy chì khá cao trong
các bộ phận của cỏ trông môi trường đất nông nghiệp bị ô
nhiễm chì ở phạm vi từ 1055,13-2906,12 mg/kg, và ô nhiễm
As với hàm lượng từ 248,19 -1137,17 mg/kg.
Nghiên cứu và tìm hiểu công dụng của cỏ vetiver, phổ
biến, tuyên truyền tới người dân về tác dụng và hiệu quả của
việc sử dụng cỏ vetiver trong việc cải đất.
*Kiến nghị:
Cần phân tích thêm dạng linh động của các kim loại nặng
để phản ánh đầy đủ tráng thái ảnh hưởng của chúng đối với
cây trồng
Phổ biến kỹ thuật và nhân rộng mô hình cỏ vetiver trên
nhưng khu vực bị ô nhiễm kim loại nặng do khai thác khoáng
18
sản.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Lê Đức và cộng sự, 2004, Một số phương pháp phân tích
môi trường, NXB ĐHQG Hà Nội.
2. Chantachon Somsaguan et al., 2002, Phytoextraction of lead
from contaminated soil by vetiver grass (Vetiveria sp.),

Thailand.
3. Paul Truong, 1999, The global impact of vetiver grass
technology on the environment,Resource Sciences Queensland
centre, Department of Natural Resources Brisbane,Australia.
4. Thares Srisatit et al., 2003, Efficiency of arsenic removal
from soil by vetiveria
zizanioides and Vetiveria nemoralis, Thailand.
19
5. />su-dung-co-vetiver-de-kiem-soat-chat-luong-moi-truong-nuoc-
nuoi-tom-tai.1335170.html
6. />so-dac-tinh.263075.html
20