Ảnh hưởng của một số hợp chất kim loại nặng lên quá trình sinh trưởng và phát triển của cây rau muống

MTX.VN
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Lê Thò Vu Lan
SVTH: Nguyễn Ngọc Hùng
Trang 1

Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Môi trường xuất hiện cùng với sự hình thành trái đất. Lúc đó môi trường mới
chỉ là môi trường vật lý. Cho đến khi có sự sống xuất hiện thì môi trường sinh thái
được hình thành. Thời kỳ đầu của sự phát triển trái đất, chất thải tự nhiên chưa có
mấy và chất thải nhân tạo thì hầu như chưa xuất hiện vì hoạt động của sự sống
sinh vật, kể cả con người còn rất ít. Mặt khác, môi trường có khả năng tự làm sạch
nên mức độ đó coi như không đáng kể. Theo thời gian, sự phát triển của sự sống
trên quả đất càng hoàn thiện và tăng cao thì chất thải càng nhiều do đó sự ô nhiễm
cũng ngày càng nhiều hơn.
Ngày nay xã hội ngày càng phát triển, hiện tượng đô thò hoá, công nghiệp
hoá càng nhanh thì tỉ lệ chất thải độc hại từ các máy móc, sản xuất công nghiệp và
những ảnh hưởng bất lợi đối với môi trường ngày càng tăng nhanh do từ các hoạt
động của con người tác động vào nó. Các bệnh lây lan truyền nhiễm (dòch tả,
thương hàn…) do vi sinh vật gây bệnh gây ra, thường những bệnh nguy hiểm như
ung thư, quái thai, AIDS, các dò tật bẩm sinh ở trẻ em do các chất độc hại trong
môi trường đã xuất hiện ngày càng nhiều ở khắp nơi trên thế giới mà nguyên nhân
có thể nghi cho các độc chất ion kim loại nặng.
Hoạt động của con người càng đa dạng thì chất thải và ô nhiễm càng phức
tạp, càng nhiều lên. Ngày nay, việc chất thải không những được đổ ra và làm ô
nhiễm sông, biển mà còn được chôn xuống đất ngày càng phổ biến. Mặt khác,
giữa môi trường nước, môi trường không khí cùng với môi trường đất có một sự
liên quan chặt chẽ với nhau, đặc biệt là giữa môi trường nước và môi trường đất.
Nước ở trên mặt đất, nước ở trong lòng đất, nước và đất giao thoa nhau. Vì vậy, ô
MTX.VN

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Lê Thò Vu Lan
SVTH: Nguyễn Ngọc Hùng
Trang 2
nhiễm một trong các môi trường thành phần, đặc biệt là một trong hai môi trường
đất và nước sẽ làm ô nhiễm cả hai. Sau đó, sẽ là các mối tương quan khác giữa
môi trường không khí với đất. Các chất ô nhiễm không khí khi lắng tụ sẽ rơi vào
môi trường đất như mưa axit, bụi kim loại (Pb, Cu, …).
Ngày nay, Việt Nam đang là một nước nông nghiệp, người dân sống chủ yếu
dựa vào các cây nông nghiệp, đặc biệt là cây lúa, các cây rau quả phục vụ cho bữa
ăn hàng ngày. Vì vậy việc khảo sát chi tiết vấn đề ảnh hưởng và khả năng tích luỹ
các kim loại nặng trong các cây lương thực và các cây rau quả là một vấn đề đáng
quan tâm.
Hiện nay, một số các nghiên cứu của các chuyên gia nước ngoài cho thấy Pb
2+
,
Hg
2+
, Cd
2+
là những chất ô nhiễm chính do hoạt động của con người tạo nên [8].
Ngoài ra, chúng cũng là các nhân tố có ảnh hưởng trực tiếp làm giảm sinh khối vi
sinh vật đất và trọng lượng khô của cây trồng [9]. Theo M. Barajas Aceves (1994)
cho biết, cây họ đậu hút và tích lũy nhiều các nguyên tố kim loại nặng. Tại nước ta
cũng có một số hướng nghiên cứu của một số tác giả như:
+ Vũ Cao Thái và cộng sự đã nghiên cứu ảnh hưởng của nước thải dệt nhuộm đến
quá trình sinh trưởng và phát triển của rau cải xanh (trong đó As, Cd, Pb là những
ion có khả năng tích lũy cao).
+ Lê Huy Bá và cộng sự (tháng 4/1994) cho thấy, ô nhiễm kim loại nặng trong
môi trường đất không chỉ là hấp thu trao đổi với keo đất mà chủ yếu liên kết với
các axit humic, fulvic. Ảnh hưởng của Cd

2+
lên lúa mạnh hơn Pb
2+
.
 Vì thời gian và kinh phí làm đề tài có hạn nên tôi chỉ thực hiện các nghiên
cứu xem xét “Ảnh hưởng của một số độc chất kim loại nặng (Cd
2+
, Hg
2+
) lên quá
trình sinh trưởng và phát triển của cây rau muống trên khu vực đất đỏ bazan tỉnh
Lâm Đồng”. Hy vọng rằng các kết quả nghiên cứu có thể làm căn cứ cho việc
đònh hướng phát triển trồng rau trên các vùng đất bò ô nhiễm, đồng thời góp phần
bảo vệ môi trường nông nghiệp và sức khoẻ cộng đồng.
MTX.VN
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Lê Thò Vu Lan
SVTH: Nguyễn Ngọc Hùng
Trang 3
1.2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
Nghiên cứu sự ảnh hưởng của một số độc chất kim loại nặng như Cd
2+
, Hg
2+
lên
quá trình sinh trưởng và phát tiển của cây rau muống trên khu vực đất đỏ bazan
tỉnh Lâm Đồng với mục đích:
- Đánh giá, xác đònh sự ảnh hưởng của các độc chất kim loại nặng trong rau trên
từng bộ phận (thân-lá, rễ) của cây rau muống trong từng giai đoạn phát triển và
thu hoạch.
- Xây dựng cơ sở khoa học cho các nghiên cứu về khả năng tích lũy của các độc

chất kim loại nặng trong thực vật và giới hạn gây độc đối với thực vật khảo sát.
- Xây dựng thêm cho bộ tiêu chuẩn về kim loại nặng trong đất đỏ sử dụng để trồng
rau muống.
- Các kết quả nghiên cứu làm căn cứ cho việc đònh hướng phát triển việc trồng rau
trên các vùng đất bò ô nhiễm, đồng thời góp phần bảo vệ môi trường nông nghiệp
và sức khoẻ cộng đồng.
1.3. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
- Việt Nam là một nước có nền khí hậu phù hợp cho việc sản xuất và phát triển
nông nghiệp. Điều đó cũng đồng thời cần phải có một chất lượng đất sạch, nguồn
nước tưới sạch để phục vụ cho việc phát triển nông nghiệp.
- Rau muống là nguồn cung cấp rau xanh chính cho các bữa ăn của người dân Việt
Nam, nó ảnh hưởng lớn tới vấn đề sức khoẻ con người Việt Nam nói riêng và thế
giới nói chung. Vì vậy nghiên cứu chất lượng rau muống bò ảnh hưởng bởi các độc
chất kim loại nặng là một vần đề rất cần thiết.
- Tiêu chuẩn về hàm lượng kim loại nặng trong đất của Việt Nam vẫn còn khá mới
mẻ và chưa đầy đủ, hay chỉ là các tiêu chuẩn tạm thời do Bộ Y tế và Bộ Nông
nghiệp và Phát triển Nông thôn đưa ra dựa hoàn toàn vào tiêu chuẩn của quốc tế,
vẫn chưa có tiêu chuẩn độc hại cụ thể trong đất đối với các cây trồng nông nghiệp.
MTX.VN
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Lê Thò Vu Lan
SVTH: Nguyễn Ngọc Hùng
Trang 4
Nên việc so sánh tính phù hợp của các tiêu chuẩn này cũng là một vấn đề rất cần
thiết.
- Hiện nay ngoài vấn đề ô nhiễm nước thì ô nhiễm đất cũng đã và đang là một vấn
đề khá nghiêm trọng. Các hoạt động sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp,
quá trình đô thò hoá… ngày càng tăng làm cho các chất ô nhiễm trong môi trường
cũng tăng cao đặc biệt là các ion kim loại nặng. Việc tìm kiếm một số loài thực
vật có khả năng hấp thu cao các ion kim loại nặng để làm sạch môi trường đất
cũng là việc cần thiếât.

1.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Tìm hiểu tổng quan về đất đỏ bazan, tổng quan về tình hình ô nhiễm kim loại
nặng trong môi trường.
- Ảnh hưởng của kim loại nặng đối với quá trình sinh trưởng và phát triển của thực
vật khảo sát như:
+ Ảnh hưởng của Cd
2+
, Hg
2+
đến tỷ lệ nẩy mầm của cây rau muống.
+ Ảnh hưởng của Cd
2+
, Hg
2+
đến chiều cao cây rau muống trong quá trình sinh
trưởng, phát triển và thời kỳ thu hoạch.
+ Ảnh hưởng của Cd
2+
, Hg
2+
đến chiều dài rễ cây rau muống ở thời kỳ thu hoạch.
+Ảnh hưởng của Cd
2+
, Hg
2+
đến độ ẩm thân-lá và rễ của cây rau muống thời kỳ
thu hoạch.
+ Hàm lượng Cd
2+
, Hg

2+
tích luỹ trong thân-lá và rễ của rau muống thời kỳ thu
hoạch.
1.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1.5.1. Phương pháp luận
Môi trường là nền tảng của sự sống, của tất cả các sinh vật. Người ta phân biệt
ba loại môi trường bao gồm môi trường trên cạn, môi trường nước (bao gồm môi
trường nước mặn và môi trường nước ngọt), môi trường không khí. Trong đó môi
MTX.VN
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Lê Thò Vu Lan
SVTH: Nguyễn Ngọc Hùng
Trang 5
trường trên cạn là 1 trong 3 môi trường sống chính và là môi trường đa dạng nhất
cả về thời gian lẫn không gian.
Đất là chỗ dựa vững chắc đối với sinh vật. Trong quá trình tiến hoá của thực
vật và động vật trên cạn có hệ nâng đỡ vững chắc để phát triển, riêng đối với động
vật còn có phương thức vận động chuyên hoá. Ngoài tính chất là giá thể đấùt còn có
ý nghóa lớn trong việc cung cấp các chất dinh dưỡng và nước cho sinh vật.
Thế nhưng, trong môi trường đất hiện nay luôn tồn tại hai nhóm độc chất đối
với cây trồng, đó là chất độc bản chất và chất độc không bản chất. Nhóm 1 là
những ion thiết yếu cho sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng, nếu vượt quá
một giới hạn nhất đònh nào đó thì chúng sẽ là các chất độc. Nhóm 2 không đóng
góp vai trò như nhóm 1, nếu ít chúng không ảnh hưởng nhưng nhiều chúng sẽ gây
độc cho cây trồng. Tuy nhiên hiện nay, hàm lượng của các ion kim loại trong đất
bao nhiêu thì bắt đầu gây độc? vẫn chưa có tài liệu nào nghiên cứu chi tiết mà chỉ
nói mức độ ảnh hưởng của chúng đối với cây trồng ở một mức nào đó. Ngoài ra,
trong phần tổng quan cũng cho thấy những nghiên cứu trước đây đều minh chứng
rằng các ion kim loại đều ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng và phát triển của
thực vật. Do đó, việc tìm ra giới hạn của chúng để có biện pháp quản lý phù hợp là
một điều cần thiết.

Để tìm ra giới hạn gây độc của các kim loại nặng trong môi trường đất, trước
tiên chúng ta phải xem xét ảnh hưởng của các kim loại nặng này đến môi trường
đất như thế nào. Các đề tài nghiên cứu trước đây chỉ tập trung vào nghiên cứu ảnh
hưởng của các kim loại nặng trong môi trường dung dòch có chứa các dung dòch
gây nhiễm hay nuôi trồng trong cát nhưng có các dưỡng chất và ion độc cần thiết.
Đó là các nghiên cứu tương đối đơn giản, dễ khảo sát đồng thời cũng cho biết được
MTX.VN
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Lê Thò Vu Lan
SVTH: Nguyễn Ngọc Hùng
Trang
6
các kim loại nặng có ảnh hưởng như thế nào trong quá trình sinh trưởng của thực
vật. Tuy nhiên, xét về khía cạnh thực tiễn thì các khảo sát đó có những mặt hạn
chế nhất đònh vì cây trồng nông nghiệp không sống trong môi trường nước mà chủ
yếu sống trong môi trường đất - đây là một hệ thống phức tạp hơn nhiều, bởi vì
những tính chất của đất và các đặc trưng hoá học, lý học, sinh học biến đổi rất lớn
giữa các hệ thống đất khác nhau. Đất là một vật thể gồm chất rắn, chất lỏng (dung
dòch đất) và chất khí. Mối quan hệ giữa đất, không khí, nước ngầm, hệ sinh thái và
con người là tương quan nhân quả mật thiết với nhau. Bất cứ một sự thay đổi, biến
động của một thành phần môi trường nào đó cũng kéo theo sự thay đổi, ảnh hưởng
đến các thành phần môi trường khác - vì thế việc nghiên cứu ảnh hưởng của các
kim loại nặng đến quá trình sinh trưởng của một số cây trồng nông nghiệp là cần
phải được tiến hành. Đây cũng là nội dung nghiên cứu chính của đồ án.
Việc chọn đối tượng nghiên cứu là đất đỏ bazan tỉnh Lâm Đồng vì đất đỏ bazan
là loại đấât có diện tích khá lớn ở nước ta, tâp trung nhiều ở vùng Tây Nguyên và
Trung bộ nước ta. Ở đây các hoạt động về công nghiệp còn ít, các tác động còn ít
hơn so với các loại đất khác.
Cây rau muống là cây sử dụng trong bữa ăn hàng ngày chủ yếu ở nước ta. Các
khu vực sử dụng cho đất nông nghiệp hiện nay đang bò thu hẹp và bò các chất thải
ô nhiễm xâm nhập vào nguồn nước tưới. Cây rau muống lại là cây có khả năng

tích lũy hàm lượng kim loại nặng rất cao [9] cả từ nguồn trong đất và trong không
khí. Đây là một vấn đề rất đáng quan tâm vì các kim loại nặng sẽ theo dây chuyền
thực phẩm để tác động đến con người và sinh vật.
Ngoài ra, tiêu chuẩn về hàm lượng kim loại nặng ở trong đất của Việt Nam vẫn
chưa có hay mới chỉ là các tiêu chuẩn tạm thời do Bộ Y tế và Bộ Nông nghiệp và
MTX.VN
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Lê Thò Vu Lan
SVTH: Nguyễn Ngọc Hùng
Trang 7
Phát triển Nông thôn đưa ra dựa hoàn toàn trên tiêu chuẩn của quốc tế. Việc đánh
giá tính phù hợp của các tiêu chuẩn này cũng là một vấn đề rất cần thiết. Đây là
nội dung quan trọng thứ hai của đồ án.
1.5.2. Phương pháp cụ thể
Dựa trên các cơ sở tìm hiểu tổng quan về đất đỏ bazan, những ảnh hưởng của
kim loại nặng lên thực vật khảo sát. Tìm hiểu mô hình nghiên cứu, cách bố trí
nghiên cứu từ đó lựa chọn phương pháp nghiên cứu phù hợp. Tìm hiểu về các loại
nghiên cứu và thí nghiệm về kim loại nặng của các sinh viên khoá trước, về mức
độ ô nhiễm Cd
2+
và Hg
2+
ở trong một số vùng đất nông nghiệp ở Việt Nam nói
chung và ở Thành Phố Hồø Chí Minh nói riêng, từ đó làm cơ sở để xác đònh liều
lượng gây nhiễm.
Phương pháp cụ thể:
- Đi thực đòa vùng lấy mẫu đất, lấy đất và loại bỏ các tạp chất thô trong đất.
- Khảo sát thành phần cơ giới trong đất, chất dinh dưỡng và nồng độ nền của các
ion khảo sát cũng như các ion gây độc mạnh khác.
- Xây dựng và bố trí mô hình thí nghiệm. Tìm khoảng, ngưỡng nồng độ khảo sát
và bước nhảy.

- Pha chế dung dòch thí nghiệm, gây nhiễm nhân tạo Cd
2+
, Hg
2+
trong đất khảo sát
theo mức độ tăng dần trong các nghiệm thức, có mẫu làm đối chứng vào đất, ủ hạt,
gieo trồng và bón phân.
- Nghiên cứu sự ảnh hưởng của nồng độ độc chất Cd
2+
, Hg
2+
khảo sát đối với toàn
bộ chu kỳ sinh trưởng và phát triển của cây rau muống (quan sát, đo đạc bằng
cách theo dõi và ghi nhận ảnh hưởng của độc chất đến quá trình sinh trưởng và
phát triển của cây rau muống như: sự nẩy mầm, xuất hiện lá thật, chiều cao cây và
các ảnh hưởng bất lợi khác như: héo lá, vàng lá, sâu bệnh).
- Thu mẫu rau khi rau muống đến thời kỳ thu hoạch (30-32 ngày). Phân tích chỉ
tiêu độc chất Cd
2+
, Hg
2+
trong các bộ phận của rau như thân-lá và rễ.
MTX.VN
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Lê Thò Vu Lan
SVTH: Nguyễn Ngọc Hùng
Trang 8
- Phân tích chất lượng cây trồng: độ ẩm, chiều cao thân cây trong từng giai đoạn
phát triển, tích luỹ độc chất kim loại nặng trong thân-lá và rễ.
- Ứng dụng các phần mềm vi tính trong xử lý số liệu và văn bản hoá như Exel,
Statgraphic … nhằm đưa ra hệ số tương quan và mức độ tin cậy.

- Trao đổi ý kiến với các anh chò sinh viên trước, với các chuyên gia để tìm kiếm
kinh nghiệm trong lónh vực môi trường, nông nghiệp và độc học.
MTX.VN
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Lê Thò Vu Lan
SVTH: Nguyễn Ngọc Hùng
Trang 9

Hình 1
Sơ đồ nghiên cứu của đề tài
Lựa chọn hạt giống
Xử lý hạt giống và ủ
Đất ngoài thực đòa
Đ
a
á
t co
ù
c
h
a
á
t o
â
n
h
i
e
ã
m
(có nồng độ xác đònh trước)
Khảo sát quá trình sinh
trưởng và phát triển của
thực vậtkhảo sát
Khảo sát quá trình sinh trưởng, phát
triển của cây và khả năng tích lũy các
độc chất khảo sát trong các bộ phận cây
Tính toán để đưa ra các

ngưỡng gây độc và giới hạn
cho phép
So sánh và nhận xét kết quả để
đưa ra mức độ gây hại
Xử lý đất và gây nhiễm thành những
nồng độ xác đònh trước
Đi thực đòa vùng lấy đất trồng
Trồng
Trồng
MTX.VN
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Lê Thò Vu Lan
SVTH: Nguyễn Ngọc Hùng
Trang 1
0
1.6. ĐỐI TƯNG NGHIÊN CỨU
- Đất đỏ Bazan lấy tại huyện Lâm Hà tỉnh Lâm Đồng.
- Thực vật khảo sát: hạt giống cây rau muống đã được chọn lọc.
- Độc chất Cd
2+
, Hg
2+
được khảo sát trong rễ, thân-lá theo trọng lương khô và
trong đất chưa được gây nhiễm.
1.7. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
- Là nghiên cứu cơ bản trong thực tế xác đònh độc chất đối với cây rau muống là
nguồn rau xanh chính của người Việt Nam.
- Nhằm ngăn chặn việc dùng nước thải từ một số nguồn thải có nồng độ kim loại
nặng cao tưới cho rau muống nói riêng và cây nông nghiệp nói chung.
- Tìm hiểu và ngăn chặn việc trồng rau trên các đầm nước có nồng độ kim loại
nặng cao, đảm bảo sức khoẻ cho người sử dụng rau.

- Làm cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo, mở rộng nghiên cứu cho những loại cây
nông nghiệp khác.
- Xây dựng thêm bảng số liệu về nồng độ kim loại nặng đạt đến mức kích thích
cũng như kìm hãm về sự phát triển của cây trồng.
- Đề tài cũng là tài liệu tham khảo cho môn độc học môi trường, tham khảo về
cách bố trí thí nghiệm trong nghiên cứu độc học.
1.8. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI
Do đều kiện kinh phí còn hạn chế nên chỉ trồng và phân tích được hai lần vì
vậy mà mức độ chính xác còn chưa tuyệt đối do còn có những sai số về tính toán
và phân tích.
1.9. PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI
- Mở rộng để nghiên cứu với nhiều loại độc chất khác nhau như As, Pb… ở trên
nhiều loại cây khác nhau đặc biệt là cây nông nghiệp như: cải, rau dền, mồng tơi,
đậu, cà rốt, su hào… và các loại cây ăn lá, củ khác.
MTX.VN
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Lê Thò Vu Lan
SVTH: Nguyễn Ngọc Hùng
Trang 11
- Mở rộng nghiên cứu đối với nhiều loại đất khác nhau như: đất xám, đất thòt, đất
phèn…
- Xây dựng bộ tiêu chuẩn kim loại nặng trong môi trường đất.
- Từ ngưỡng gây độc đối với thực vật khảo sát ta có thể đưa giới hạn cho phép của
kim loại nặng đó vào trong đất.
1.10. BỐ CỤC CỦA ĐỒ ÁN
Toàn bộ đồ án gồm 85 trang A4 đánh máy (không tính phần mục lục và phụ
lục), gồm 28 bảng biểu, 10 biểu đồ ,12 đồ thò, 5 hình ảnh và 11 tài liệu tham khảo
trong nước và nước ngoài.
Đồ án được bố cục thành những chương sau:
 Chương 1 : Mở đầu
 Chương 2 : Cơ sở lý thuyết

 Chương 3 : Phương pháp và vật liệu nghiên cứu
 Chương 4 : Kết quả nghiên cứu và thảo luận
 Chương 5 : Kết luận và kiến nghò
 Phần tài liệu tham khảo
 Phần phụ lục : Kết quả phân tích, một số hình ảnh minh họa làm thí nghiệm










MTX.VN
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Lê Thò Vu Lan
SVTH: Nguyễn Ngọc Hùng
Trang 12

Chương 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. TỔNG QUAN VỀ TỈNH LÂM ĐỒNG VÀ ĐẤT ĐỎ VÙNG TÂY NGUYÊN
2.1.1. Tổng quan vềø tỉnh Lâm Đồng
Tỉnh Lâm Đồng với diện tích tự nhiên là 9772Km
2
, dân số là 1.183.800 người
(số liệu năm 2006), bao gồm 1 thành phố, 1 thò xã và 10 huyện. Lâm Đồng nằm
trên cao nguyên thứ ba và cao nhất của vùng Tây Nguyên, cao
nguyên Lâm Viên-Di Linh (cao 1500m so với mặt nước biển), 70% diện tích đất

tự nhiên là núi rừng, phía bắc giáp tỉnh Đăk Lăk, Đăk Nông, phía đông giáp tỉnh
Khánh Hoà, Ninh Thuận và Bình Thuận phía tây giáp tỉnh Bình Phước và Đồng
Nai.
- Khí hậu: Đà Lạt được mệnh danh là “thành phố của mùa xuân”. Ở đây rất mát
mẻ, nhiệt độ trung bình cao nhất trong ngày là 24
o
C và nhiệt độ trung bình thấp
MTX.VN
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Lê Thò Vu Lan
SVTH: Nguyễn Ngọc Hùng
Trang 13
nhất trong ngày 15
o
C, lượng mưa trung bình hàng năm là 1.755mm. Mùa khô từ
tháng 12 đến tháng 3 năm sau. Mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 11. Có nắng trong
tất cả các mùa.
- Tài nguyên: Lâm Đồng là tỉnh có nguồn tài nguyên khoáng sản phong phú và
đa dạng. Một số loại khoáng sản có trữ lượng lớn và chất lượng tốt đủ điều kiện để
khai thác với quy mô công nghiệp. Nguồn nguyên liệu nông lâm phong phú về
chủng loại, có thể tổ chức thành những vùng chuyên canh về quy mô lớn phục vụ
cho công nghiệp chế biến. Hệ thống sông, suối, hồ, đập… có tiềm năng lớn để phát
triển hệ thống thuỷ điện từ quy mô nhỏ đến quy mô lớn, đủ khả năng đáp ứng
nguồn năng lượng tại chỗ. Tài nguyên Lâm Đồng rất thích hợp để phát triển các
loại cây công nghiệp dài ngày như cà phê, chè, dâu tằm… và rau hoa. Lâm Đồng
đã hình thành nhiều vùng chuyên canh tập trung và là thò trường tiềm năng về
nguyên liệu cho công nghiệp chế biến nông sản thực phẩm. Lâm Đồng đứng đầu
cả nước về sản xuất chè, rau hoa chất lượng cao, đứng thứ 2 cả nước về sản xuất
cà phê, chiếm tỉ trọng cao về các sản phẩm như: dâu tằm tơ, hạt điều, bò thòt sữa,
mía đường, dược liệu… về lâm sản thì Lâm Đồng có 617815 ha rừng với độ che
phủ 63% diện tích toàn Tỉnh.

- Thổ nhưỡng: về thổ nhưỡng thì mỗi năm tỉnh Lâm Đồng và các tỉnh thuộc
vùng Tây Nguyên bò xói mòn và rửa trôi ra biển hàng trăm triệu tấn. Phá rừng để
lấy đất canh tác là vấn đề nóng bỏng nhất ở đây. Bình quân từ năm 1990 đến nay,
mỗi năm vùng đất mất tới 15000 ha rừng.


MTX.VN
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Lê Thò Vu Lan
SVTH: Nguyễn Ngọc Hùng
Trang 14
2.1.2. Tổng quan về vùng đất Tây Nguyên
Tây Nguyên có tổng diện tích tự nhiên là 5,4 triệu ha, là vùng có diện tích
đất đang sử dụng chiếm tỷ lệ cao: 81,5%, đứng thứ 4 trong 7 vùng của nước ta. Đòa
hình Tây Nguyên là một phức hợp núi, cao nguyên, trũng giữa và đồng bằng. Tài
nguyên đất ở đây rất đa dạng, đặc biệt có 1,3 triệu ha là đất đỏ bazan chiếm
24,07% tổng diện tích đất tự nhiên. Nguồn đất đỏ bazan ở đây với hàm lượng chất
hữu cơ, đạm, lân, kali… cao, phù hơp cho nhiều loại cây trồng, đặc biệt là cây công
nghiệp lâu năm như cà phê, hồ tiêu, cao su, chè, dâu tằm, cây ăn quả. Tuy vậy,
nguồn tài nguyên quý giá này đang đứng trước thách thức lớn do sự gia tăng dân
số quá nhanh dẫn tới khai thác đất bất hợp lý, thảm thực vật che phủ bề mặt suy
giảm nhanh chóng. Vì thế, bề mặt đất canh tác đang bò xói mòn, rửa trôi với tốc độ
báo động. Tổng kết nhiều điểm quan trắc trên các độ dốc và vùng đất khác nhau
cũng cho thấy lượng dinh dưỡng trung bình hàng năm trên 1 ha đất sản xuất bò
cuốn trôi rất lớn: 171 kg N, 19 kg P
2
O
5
, 3370,5 kg K
2
O, 1125 kg chất hưu cơ. Tính

ra mỗi năm đất Tây Nguyên bò trôi xuống sông Mê Kông và sau đó đổ ra biển
Đông tới hàng trăm triệu tấn. Đây là lý do khiến cho đất canh tác bò bạc màu
nhanh chóng.
2.1.3. Tính chất đất đỏ bazan vùng Tây Nguyên
Đất đỏ bazan vùng Tây Nguyên là loại đất hình thành trên sản phẩm phong
hoá của đá bazan vùng Tây Nguyên, có diện tích 1,3 triệu ha chiếm 24,07% diện
tích đất tự nhiên. Đất bazan là loại đất có độ phì nhiêu cao ở vùng nhiệt đới, có
khả năng thích nghi với việc trồng các loại cây công nghiệp dài ngày như cao su,
cà phê, chè, hồ tiêu… loại đất này có kết cấu tốt, tơi xốp, thoáng khí, có bề dày
MTX.VN
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Lê Thò Vu Lan
SVTH: Nguyễn Ngọc Hùng
Trang 15
khá, tỷ lệ mùn cao, hàm lượng chất dinh dưỡng cao hơn so với nhiều loại đất khác.
Một số kết quả phân tích cho thấy rằng: đất có thành phần cơ giới từ thòt trung bình
đến thòt nặng, phản ứng chua có pH khoảng 3,8-4,3, hàm lượng mùn tổng số thấp,
hàm lượng đạm tổng số ở tầng mặt trung bình, hàm lượng lân, kali từ trung bình
đến thấp.
2.2 . TỔNG QUAN VỀ KIM LOẠI NẶNG
2.2.1. Khái niệm
Thuật ngữ “kim loại nặng” (heavy metals) đã được công nhận và sử dụng rộng rãi,
mặc dù không dễ dàng đònh nghóa nó. Thuật ngữ này được dùng để chỉ tên nhóm các
kim loại và á kim, nó gắn liền với sự ô nhiễm và tính độc, nhưng cũng có một số
nguyên tố cần thiết cho cơ thể sinh vật khi ở nồng độ thấp.
“ Kim loại độc” (Toxic metals) là thuật ngữ khác với thuật ngữ “kim loại nặng” để
chỉ các nguyên tố không cần thiết, dễ gây kính ứng như Pb, Cd, Hg, As, Ti và U; nó
không dùng để chỉ các nguyên tố thiết yếu cho cơ thể sinh vật như Co, Cu, Mn, Se và
Zn. Sự phân loại kim loại độc dựa trên tỷ trọng nguyên tử (d> 6g/cm
3
) nhưng nó cũng

bao gồm các nguyên tố không liên quan khác, song vẫn chưa rõ ràng vì các nghiên
cứu liên quan còn rất hạn chế [11]

Kim loại nặng là kim loại có thể dẫn điện và dẫn nhiệt cao, dễ dát mỏng, uốn cong
và kéo sợi. Kim loại nặng là một trong những thành phần quan trọng đối với sự sống
của sinh vật, nó luôn tồn tại một lượng thiết yếu trong các bộ phận của cơ thể sinh vật.
Tuy nhiên nếu vượt quá giới hạn cho phép thì nó trở nên độc hại.
2.2.2. Nguồn gốc của các kim loại nặng trong đất
Đá mẹ là nguồn cung cấp đầu tiên các nguyên tố khoáng và có vai trò quan trọng
trong việc tích lũy các kim loại nặng trong đất. Trong những điều kiện xác đònh, phụ
MTX.VN
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Lê Thò Vu Lan
SVTH: Nguyễn Ngọc Hùng
Trang 1
6
thuộc vào các loại đá mẹ khác nhau mà các đất được hình thành có chứa hàm lượng
khác nhau các kim loại nặng.
Bảng 1: Hàm lượng trung bình một số kim loại nặng trong đá và trong đất (ppm)
Nguyên
tố
Đá bazơ
(basalt)
Đá axit
(Granite)
Đá trầm
tích
Vỏ phong
hóa
Dao động
trongđất

Trung bình
trong đất
Cd
Hg
Pb
0,13
0,012
3
0,09
0,08
24
0,17
0,19
19
0,11
0,05
14
0,01 – 2
0,01 – 0,5
0,2 – 0,5
0,35
0,06
19
(Nguồn: Tack E. Fergusson. 1987)
Đã có nhiều bằng chứng chứng minh nguy hiểm độc hại của kim loại nặng trong
môi trường đất đến thực vật, động vật ăn thực vật và con người mà biểu hiện rõ là ảnh
hưởng của Pb, Cd, Hg. Nguồn gốc ô nhiễm của kim loại nặng chủ yếu gây ra bởi các
hoạt động của con người, các ảnh hưởng của các tập quán nông nghiệp hoặc từ khai
thác mỏ và từ sản xuất công nghiệp sử dụng đạn chì của thợ săn và sự phóng
thích chì của xe ô tô ngày càng trầm trọng.

Trong các quá trình sản xuất con người đã làm tăng đáng kể các nguyên tố kim
loại nặng trong đất. Các loại thuốc bảo vệ thực vật thường có chứa các kim loại nặng
như As, Pb, Hg. Các loại phân bón bón hóa học, đặc biệt là phân photpho thường chứa
nhiều As, Cd, Pb. Các loại bùn nước thải thành phố cũng là nguồn có chứa nhiều các
kim loại nặng khác nhau như: As, Pb, Cd, Bi, Hg, Sn.
Các nguyên tố kim loại nặng tồn tại và luân chuyển trong tự nhiên thường có
nguồn gốc từ chất thải của hầu hết các ngành sản xuất công nghiệp trực tiếp hoặc gián
tiếp sử dụng kim loại nặng trong quá trình công nghệ hoặc từ các chất thải sinh hoạt
của con người. Sau khi phát tán vào môi trường dưới dạng nói trên, chúng lưu chuyển
MTX.VN
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Lê Thò Vu Lan
SVTH: Nguyễn Ngọc Hùng
Trang 17
trong tự nhiên bám dính vào các bề mặt, tích luỹ trong đất và gây ô nhiễm các nguồn
nước sinh hoạt. Đó là nguyên nhân dẫn đến tình trạng ô nhiễm đất.
Bảng 2: Khả năng linh động của một số nguyên tố kim loại nặng trong đất
Điều kiện
Khả năng linh
động
Oxy hoá Axit Trung tính -
kiềm
Khử
Rất cao
Cao
Trung bình
Thấp
Rất thấp
Không linh động

Se

Hg, As, Cd
Pb, As, Sb,
Ti
Te

Se, Hg
As, Cd
Pb, Bi, Sb, Ti
Te
Se

As, Cd
Pb, Bi, Sb, Ti
Te




Te, Se, Hg
Cd, Pb, Bi, Ti
(Nguồn: Kabata, 1984)
2.2.3. Tổng quan về độc chất thuỷ ngân (mercury)
Người ta đã sử dụng thuỷ ngân cách đây khoảng 3500 năm. Ngày xưa, người La
Mã đã sử dụng Hg để chế tạo chất màu đỏ của thần sa. Các hợp chất thuỷ ngân là
những chất độc mạnh và nhiễm độc Hg đã được biết từ thế kỷ XVI, nhất là ở những
người dùng thuốc có Hg để điều trò bệnh giang mai.
Thuỷ ngân là kim loại thể lỏng duy nhất ở 0
o
C, màu trắng bạc, tỷ trọng 13,6, M =
200,61. Trong thiên nhiên, Hg có trong các quặng sunfua với hàm lượng 0,1 - 4%, để

trong không khí Hg bò xạm đi, đó là do thủy ngân bò oxy hoá tạo thành oxit thủy ngân
rất độc, ở dạng bột rất mòn, rất dễ xâm nhập cơ thể.
Trên thế giới, nhiễm độc thuỷ ngân khá phổ biến (sau chì và benzen), cả trong
sinh hoạt và trong sản xuất công nghiệp. Bệnh nhiễm độc Hg nghề nghiệp ở nước ta
MTX.VN
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Lê Thò Vu Lan
SVTH: Nguyễn Ngọc Hùng
Trang 18
là một bệnh được bảo hiểm. Việc tiếp xúc nghề nghiệp với Hg và hợp chất Hg ngày
càng nhiều, những phát hiện nhiễm độc Hg còn rất ít.
Thuỷ ngân có thể tồn tại ở dạng linh động, không tan hoặc bay hơi (CH
3
)
2
Hg.
Trong đất kiềm (pH >= 7) Hg bò kết tủa ở dạng Hg(OH)
2
các dạng hợp chất thường
gặp như chất hữu cơ (RHgOH). Trong điều kiện khử Hg có thể gặp ở dạng HgS.
Các hợp chất Hg thường gặp trong công nghiệp như: HgO, HgCl
2
, HgI
2
, Hg
2
I
2
,
[(Hg(NO
3

)
2
.8H
2
O)], [(Hg(CN)
2
)}, HgS, [Hg(CNO)
2
], Neptal, Merurocrom.
Trước đây một số hợp chất hữu cơ cũng được dùng làm hoá chất trừ dòch hại như trừ
nấm (ví dụ để xử lý nấm ở thóc giống trước khi gieo hạt …) nhưng vì các hoá chất đó
gây nhiễm độc cho người dùng và lưu tồn lâu dài trong môi trường tự nhiên nay đã
cấm sử dụng ở Việt Nam từ năm 1996.
Thuỷ ngân là một trong số các nguyên tố độc chất cho con người và nhiều động
vật bậc cao. Mặc dù Hg có tính độc dưới dạng ion, muối thuỷ ngân có tính độc cao với
các sự nguy hiểm khác nhau. Vài loại thuỷ ngân hữu cơ, đặc biệt như Ankyl Hg thì
được xem như rất độc đối với con người do ảnh hưởng đến hệ thần kinh, đặc biệt là
metyl Hg có ảnh hưởng rất mạnh. Tuy nhiên, việc nghiên cứu tính độc hại của Hg và
các hợp chất của nó trong môi trường là một vấn đề gần đây mới trở nên nổi cộm.
Trường hợp đầu tiên được biết ở Nhật Bản, trong suốt năm 1950, khi mà người dân
một tỉnh nhỏ Miramata đã bò ngộ độc khi ăn cá có chứa mức Hg metyl cao, hoặc là
một vài trường hợp thú hoang dại bò ngộ độc khi ăn lá cây có chứa nhiều metyl Hg ở
Đức 1948 – 1965.
2.2.4. Tổng quan về độc chất Cadmium (Cd)
Cadmium (Cd) thuộc nhóm (IIB), chu kỳ 5, có khối lượng nguyên tử trung bình
bằng 112,411 (đvc) trong bảng hệ thống tuần hoàn, là một kim loại quý hiếm, được
MTX.VN
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Lê Thò Vu Lan
SVTH: Nguyễn Ngọc Hùng
Trang 19

xếp thứ 67 trong thứ tự của nguyên tố dồi dào. Cd là một kim loại rất độc, nó là sản
phẩm của công nghiệp luyện kẽm và chì. Cd là một kim loại màu trắng dòu, ít khi tìm
thấy ở dạng Cd
2+
. Nó dễ kéo dãn, dễ dát mỏng. Tỷ trọng (so với nước) là 8,65, nóng
chảy ở 321
o
C, sôi ở 778
o
C.
Cd không có chức năng về sinh học thiết yếu nhưng lại có tính độc hại cao đối với
thực vật và động vật. Tuy nhiên dạng tồn lưu của Cd thường bắt gặp trong môi trường
không gây độc cấp tính. Theo Fassett (1980) thì nguy hại chính đối với sức khoẻ con
người từ Cd là sự tích tụ mãn tính của nó trong thận. Nếu hàm lượng Cd trong thận lên
đến 200 mg/kg khối lượng tươi thì sẽ gây rối loạn chức năng thận, giảm số lượng hồng
cầu trong máu, suy yếu tủy xương, rối loạn chứng năng trao đổi chất của Cd
2+
gây ra
chứng loãng xương, gẫy xương, giảm chiều cao cơ thể (nguyên nhân của căn bệnh
Itai-Itai tại Nhật, 1947). Cd có khả năng tấn công và lấn át vò trí của Zn trong cấu trúc
của enzyme Carboxypeptidase A và làm rối loạn chứng năng trao đổi chất [1].
Thức ăn là con đường chính để Cd đi vào cơ thể nhưng bên cạnh đó việc hút thuốc
lá và hơi khói có chứa nhiều CdO, cũng là nguồn quan trọng đưa Cd vào cơ thể. Tổ
chức Lương Nông Quốc Tế (FAO) và Tổ Chức Y Tế Thế Giới (WHO) đề nghò lượng
Cd có thể chấp nhận được đưa vào cơ thể tối đa 400 -500 μg/tuần, tương đương
khoảng 70 μg/ngày. Theo thống kê của Page, Bingham và Chang (1981), lượng Cd
vào cơ thể trung bình trên thế giới hiện nay khoảng từ 25–75 μg/ngày. Đây rõ ràng có
vấn đề vì lượng Cd xâm nhập vào cơ thể con người đang xấp xỉ ở ngưỡng trên tiêu
chuẩn cho phép. Chính vì vậy những người hút thuốc lá có thể thêm vào cơ thể một
lượng Cd dư thừa từ 20-35 μg Cd/ngày.

Ô nhiễm môi trường do Cd
2+
đã và đang gia tăng nhanh trong những thập niên gần
đây là do hậu quả của việc phát triển công nghiệp ồ ạt và đặc biệt là việc gia tăng sử
MTX.VN
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Lê Thò Vu Lan
SVTH: Nguyễn Ngọc Hùng
Trang 2
0
dụng Cd trong công nghiệp. Mặt khác do quá trình khai thác các mỏ kim loại gia tăng
và quá trình thải chất thải bừa bãi dẫn đến ô nhiễm Cd trong môi trường là điều khó
tránh khỏi.
2.3. QUÁ TRÌNH SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA THỰC VẬT KHẢO
SÁT TRONG TỰ NHIÊN
Hiện nay, chưa có đề tài nào nghiên cứu quá trình sinh trưởng và phát triển của
cây rau muống. Sau đây chỉ giới thiệu sơ lược về loại cây này
Cây rau muống: sinh trưởng mạnh thích hợp canh tác ở nhiều vùng. Có hai loại rau
muống: rau muống nước và rau muống hạt. Lá dài, hẹp, màu xanh trung bình, thân
trơn láng. Cây sinh trưởng sau 23-25 ngày có thể thu hoạch. Có nhiều loại rau muống
khác nhau và cũng có nhiều phương pháp trồng và canh tác khác nhau.
- Trồng rau muống hạt
Làm đất nhỏ, làm luống rộng từ 1-1,2m, gieo hạt theo hàng, khoảng cách hàng là
15x15cm. Sau khi gieo tưới nước giữ ẩm.
Lượng hạt gieo: 1,5kg/100m
2
Bón thúc bằng nước phân lợn pha loãng hoặc đạm 0.5-0.7kg/100m
2
Nếu chăm sóc tốt thì sau 20-25 ngày cho thu hoạch đợt đầu.
- Trồng rau muống dây
+ Trồng trong ruộng cạn hoặc trong vườn dùng giống rau muống trắng.

+ Trồng ruộng nước dùng giống rau muống đỏ.
Làm nước kỹ, để nước xăm xắp mặt ruộng, cấy khoảng cách 15x15cm, mỗi khóm 2-3
ngọn.
Chăm sóc: luôn giữ nước sâu 5-10cm, sau khi cấy 15-20 ngày cho thu hoạch.
MTX.VN
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Lê Thò Vu Lan
SVTH: Nguyễn Ngọc Hùng
Trang 21
Sau mỗi lần thu hoạch bón thúc 150kg phân chuồng/100m
2
, hoặc khi rau nảy mầm
bón thúc 1kg đạm/100m
2
.
Nguồn: Sách Kỹ thuật trồng một số cây rau quả giàu vitamin. NXB Nông nghiêp
2003
2.4. ẢNH HƯỞNG CỦA KIM LOẠI NẶNG ĐỐI VỚI THỰC VẬT
2.4.1. Độc chất kim loại nặng trong mối quan hệ với đất- cây trồng
2.4.1.1. Cây hấp thu kim loại nặng
Các nguyên tố trong dung dòch đất được chuyển từ các lỗ khí trong đất tới bề mặt
rễ cây bằng hai con đường chính: sự khuếch tán và dòng chảy khối (Barber và cộng
sự, 1963; Nye và Tinker, 1977) [8]. Sự khuếch tán xảy ra nhằm chống lại sự gia tăng
gradien nồng độ bình thường đối với rễ cây bằng cách: hấp thu các kim loại nặng
trong dung dòch đất tại bề mặt tiếp giáp rễ cây – đất. Dòng chảy khối được tạo ra do
sự di chuyển của dung dòch đất tới bề mặt rễ cây như là kết quả của quá trình “thở”
của lá. Cả hai quá trình này xảy ra không đồng đều nhưng theo các tốc độ khác nhau
tuỳ thuộc vào nồng độ dung dòch đất. Ngoại trừ trong trường hợp đất bò ô nhiễm nặng
thì dung dòch đất có thể chứa nồng độ cao các nguyên tố độc chất (Barber,1994;
Morel,1985) [8]. Trong những loại đất khác (ví dụ: đất bò ô nhiễm, đất acid, đất đầm
lầy), một lượng dư nồng độ kim loại nặng trong dung dòch được lan truyền theo dòng

chảy khối và chúng có khả năng tích lũy tại bề mặt tiếp xúc rễ cây – đất (xem sơ đồ).






Đất 1) khuếch tán
Rễ cây
Dung dòch 2) di chuyển khối
MTX.VN
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Lê Thò Vu Lan
SVTH: Nguyễn Ngọc Hùng
Trang 22
2.4.1.2. Quá trình xâm nhập độc chất kim loại nặng vào trong cây trồng
Quá trình xâm nhập độc chất kim loại nặng vào trong cây trồng gồm có 4 giai
đoạn:
_Độc chất kim loại nặng đi vào vùng tự do của rễ cây
Sự di chuyển của các ion kim loại không bò giới hạn tại bề mặt rễ cây. Tại vùng
màng của các tế bào có khả năng dễ dàng cho dung dòch xâm nhập hay còn gọi là
vùng tự do, tại đây các ion dương có thể khuếch tán tự do (khu vực nước di chuyển tự
do) hoặc bò bẫy vào những tế bào mang điện âm, ví dụ trên màng có gắn nhóm
cacboxylic của các đơn vò polygalacturonic. (Marschner, 1986) [8], ion kim loại có
khả năng tích lũy trong khu vực tự do của rễ cây, một số bò bám dính chặt vào mặt tế
bào rễ. Chúng liên kết mạnh với các nhóm axit cacboxylic theo thứ tự Pb > Cu > Cd
> Zn (Morel và cộng sự, 1985) [8], sự liên kết này đóng một vai trò quan trọng đối với
sự tích lũy các kim loại nặng trong rễ cây và gia tăng lượng hấp thu liên tục của kim
loại nặng vào tế bào rễ. Kim loại được vận chuyển vào khối hình cầu thân rễ
(rhizosphere) – vùng rộng khoảng 1-2 mm giữa rễ và đất xung quanh. Mycorrhizae là
nấm cộng sinh làm gia tăng một cách hiệu quả khu vực hấp thu của rễ và có thể trợ

giúp việc nhập lượng các ion dinh dưỡng như orthophosphate và các nguyên tố vi
lượng. Cơ chế hấp thu có thể biến đổi với các ion khác nhau, nhưng những ion được
hấp thu vào trong rễ bởi cùng một cơ chế sẽ cạnh tranh với nhau (ví dụ: sự hấp thu của
Zn được hạn chế bởi Cu và H
+
nhưng không bò hạn chế bởi sắt và mangan).
- Độc chất kim loại nặng ở trong tế bào của rễ [9]

Các độc chất kim loại nặng bò hấp thu trong tế bào, có thể bò mất tính linh động
hay tính độc trong tế bào chất, thông qua quá trình kết hợp tạo phức với các phân tử
hữu cơ (axid vô cơ, aminoacid, phytochelation) (Stefens, 1990; Rauser, 1990;
MTX.VN
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Lê Thò Vu Lan
SVTH: Nguyễn Ngọc Hùng
Trang 23
Verkleij và Sehat, 1989). Phức chất tạo bởi các phân tử hợp chất hữu cơ là cơ sở
chiếm ưu thế có liên quan đến các kim loại nặng trong tế bào chất (ví dụ: Cd, Co, Fe,
Mn và Zn). (Weigel và Jager, 1980) cho biết, kim loại nặng cũng có thể được chuyển
vào trạng thái tự do hoặc trong trạng thái phức chất, đây là dạng làm cho kim loại
nặng bò sa lắng ở trong tế bào rễ (chủ yếu là liên kết với các acid hữu cơ xitric, malic)
(Wagner và Krotx, 1989).
Đối với nhiều loại cây, sự hiện diện của các ion độc chất kim loại nặng trong các
tế bào chất bao gồm sự tổng hợp protein có liên kết với kim loại nặng, ví dụ các
phytochelatin, chất đóng vai trò quan trọng khử độc tính kim loại nặng (Steffns, 1990;
Rauser, 1990). Những protein này có mặt ở trong tế bào chất và không bào nơi có
chứa các nhóm sulphydryl và cacboxyl có khả năng tạo chelat với kim loại.
- Sự vận chuyển độc chất kim loại nặng đến các mầm chồi [9]

Các kim loại ở trong tế bào chất có thể được chuyển từ tế bào này sang tế bào
khác thông qua con đường tổng hợp sẽ đi vào mao dẫn rễ và đưa tới các mầm cây

non. Sự di chuyển của các dung dòch trong mao dẫn rễ là nguyên nhân gây ra các
dòng thở (sự di chuyển khối-dòng chảy khối). Các cation tự do có thể phản ứng với
các nhóm mang điện âm của thành tế bào mao dẫn rễ, đây chính là lý do cản trở sự
vận chuyển của kim loại nặng hay làm quá trình trao đổi bò chậm lại. Ngoài ra, các
nhóm tạo phức với kim loại tự do như các acid hữu cơ, aminoacid trong mao dẫn rễ sẽ
làm giảm mức độ linh động của kim loại nặng và cho phép chúng chuyển vào các
mầm non. Sự xuất hiện của các màng điện trái dấu với kim loại góp phần đẩy nhanh
quá trình đưa độc chất kim loại vào mầm non.


MTX.VN
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Lê Thò Vu Lan
SVTH: Nguyễn Ngọc Hùng
Trang 24
- Sự tích luỹ kim loại nặng trong các bộ phận của cây trồng [9]
Với sự góp mặt của kim loại trong cây trồng làm biến đổi dò hoá các yếu tố gen
(Catoldo và cộng sự, 1981: Sheppard và cộng sự, 1992) và sự mất linh động của kim
loại trong rễ. Kim loại nặng chiếm trong rễ 80-90% tổng lượng kim loại hấp thu (javis
và cộng sự, 1976). Hầu hết các kim loại được tích lũy trong rễ cây đều ở trong gian
bào và được liên kết vào các hợp chất pectin và prôtein của thành tế bào. Ngoài ra,
một số loài cây có khả năng tích lũy ở phần phía trên của cây (ví dụ: thuốc lá ≥ 80%
Cd trong lá) (Mench và cộng sự, 1989).
Phân bố hàm lượng KLN trong các bộ phận của cây (%)
84.2
7.8
2
1.5
4.5
rễ
thân

lá
vỏ
hạt

Hình 2: Phân bố hàm lượng KLN trong các bộ phận cây
2.4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự tích luỹ kim loại nặng
Sự tích lũy độc chất trong môi trường nông nghiệp rất biến động. Có những kim
loại nặng theo thời gian nồng độ của chúng tăng lên (thông qua dây truyền thực phẩm,
sự tích tụ sinh học, phóng đại sinh học, ), nhưng cũng có kim loại nặng nồng độ của
chúng giảm dần theo thời gian. Nếu nồng độ kim loại nặng đi vào môi trường lớn hơn
sự mất đi thì dẫn đến hiện tượng tích lũy. Tuy nhiên, sự tích lũy này phụ thuộc vào
nhiều yếu tố. Đó là: bản chất của kim loại nặng, thành phần vật lý của đất, pH của
MTX.VN
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Lê Thò Vu Lan
SVTH: Nguyễn Ngọc Hùng
Trang 25
đất, nhiệt độ đất, độ mặn của nước, tuổi, giới tính và các bộ phận khác nhau của cây
thì sự tích lũy cũng khác nhau.

Hình 3: Sơ đồ sự chuyển hóa của Cd
2+
[10]
2.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính độc của độc chất Cadmium trong đất
Keo đất cấu tạo bởi 4 lớp từ trong ra ngoài là: nhân, lớp ion quyết đònh thế (thường
là điện tích âm), lớp ion không di chuyển (mang điện trái dấu với lớp ion quyết đònh
thế) và lớp ion có khả năng trao đổi điện tích (với môi trường bên ngoài). Với cấu trúc
này keo đất có khả năng hấp thụ trao đổi ion giữa bề mặt của keo đất với dung dòch
đất bao quanh nó. Sự xâm nhập của độc chất vào môi trường đất được thực hiện thông
qua hoạt tính của keo đất và dung dòch đất.

Cd
2+
tự do
trong cơ thể
Trao đổi với Zn
2+

trong enzyme
Hô hấp Ăn uống
Liên kết tạo thành
metal-tionin
Thận
1% dự trữ trong
thận và các bộ
p
ha
ä

n khác
99% đào thải
Rối loạn chức
năng thận
Thiếu
máu
Tăng
huyết áp
Phá hủy
xương
Ung
thư
Tác hại
Cd
2+