Nghiên cứu ảnh hưởng của liều lượng AMS1 biến tính và phân vi sinh biogro đến một số chỉ tiêu sinh trưởng, sinh lý, hoá sinh và khả năng tích lũy cu trong cây cải xanh (brassica juncea l )

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI

NGUYỄN THỊ THU HƢƠNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA LIỀU LƢỢNG AMS-1
BIẾN TÍNH VÀ PHÂN VI SINH BIOGRO ĐẾN MỘT SỐ
CHỈ TIÊU SINH TRƢỞNG, SINH LÝ, HÓA SINH VÀ
KHẢ NĂNG TÍCH LŨY Cu TRONG CÂY CẢI XANH
(Brassica juncea L.)

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC SINH HỌC

HÀ NỘI, 2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI

NGUYỄN THỊ THU HƢƠNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA LIỀU LƢỢNG AMS-1
BIẾN TÍNH VÀ PHÂN VI SINH BIOGRO ĐẾN MỘT SỐ
CHỈ TIÊU SINH TRƢỞNG, SINH LÝ, HÓA SINH VÀ
KHẢ NĂNG TÍCH LŨY Cu TRONG CÂY CẢI XANH
(Brassica juncea L.)
Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm
Mã số: 60.42.01.14

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC SINH HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS. Trần Khánh Vân

HÀ NỘI, 2017


LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian học tập, nghiên cứu khoa học và thực hiện luận văn tốt nghiệp,
ngoài sự nỗ lực của bản thân tôi đã nhận được sự động viên giúp đỡ của nhiều cá nhân
và tập thể. Với tấm lòng biết ơn chân thành và sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn cô
giáo – TS Trần Khánh Vân, người đã luôn tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt
quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thiện luận văn. Đồng thời tôi cũng bày tỏ lòng
cảm ơn sâu sắc đến cô giáo Nguyễn Phương Thảo, Phạm Thị Vân đã nhiệt tình giúp
đỡ tôi trong thời gian thực hiện đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô giáo trong khoa Sinh học – Trường Đại
học Sư phạm Hà Nội, đặc biệt các thầy cô giáo trong bộ môn Sinh lý học Thực vật và
Ứng dụng, các thầy cô trong bộ môn Hóa sinh – Tế bào, bộ môn Công nghệ Sinh học
– Vi sinh, khoa Hóa học – trường Đại học Sư phạm Hà Nội đã tạo mọi điều kiện giúp
đỡ tôi hoàn thành đề tài nghiên cứu của mình.
Tôi xin chân thành cảm ơn Quỹ Môi trường Thiên nhiên Nagao (Nagao Natural
Enviromental Foundation – NEF) đã hỗ trợ tôi về mặt kinh phí để tôi thực hiện đề tài
nghiên cứu.
Nhân dịp này tôi cũng xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã luôn ở bên ủng hộ, động
viên tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn.
Hà Nội, ngày…… tháng…… năm
Tác giả
Nguyễn Thị Thu Hƣơng


DANH MỤC KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT
AAS

Atomic Absorption Spectrometer (phương pháp quang phổ
hấp thụ nguyên tử)

ANOVA

Analysis of Variance (phân tích phương sai)

BTNMT

Bộ tài nguyên môi trường

BYT

Bộ Y tế

CT TN

Công thức thí nghiệm

CP

Chế phẩm

ĐC

Đối chứng

KLN

Kim loại nặng

VKC

Vượt khuyến cáo

KC

Khuyến cáo

ppm

part per million (một phần triệu)

PVS

Phân vi sinh

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

TCCP

Tiêu chuẩn cho phép

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

MỤC LỤC
PHẦN I: MỞ ĐẦU ........................................................................................................1
1.1.
1.1.1.

Lý do chọn đề tài ...................................................................................................1
Tính cấp thiết của đề tài .....................................................................................1

1.1.2. Mục tiêu nghiên cứu .............................................................................................. 2
1.1.3. Nhiệm vụ và nội dung của đề tài ...........................................................................2
1.2.

Tổng quan vấn đề nghiên cứu ...............................................................................2

1.2.1. Tình hình ô nhiễm kim loại Cu trên thế giới .........................................................2
1.2.2. Tình hình ô nhiễm kim loại Cu ở Việt Nam ..........................................................4
1.2.3 Ảnh hưởng của kim loại Cu đến sức khỏe con người, sinh vật và môi trường ......8
1.2.4.
1.3.

Phương pháp sinh học trong xử lý đất ô nhiễm kim loại nặng ........................10
Phương pháp nghiên cứu .....................................................................................13

1.3.1.

Đối tượng nghiên cứu ......................................................................................13

1.3.2.

Yếu tố thí nghiệm............................................................................................. 14

1.3.3.

Thời gian và địa điểm nghiên cứu ...................................................................15

1.3.4.

Bố trí thí nghiệm .............................................................................................. 15

1.3.5.

Phương pháp và thời gian lấy mẫu phân tích ...................................................16

1.4.
1.4.1.

Phương pháp xác định các chỉ tiêu nghiên cứu ...................................................16
Các chỉ tiêu sinh trưởng ...................................................................................16

1.4.2. Các chỉ tiêu sinh lý hóa sinh ................................................................................17
PHẦN HAI: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................... 22
I. ẢNH HƯỞNG CỦA LIỀU LƯỢNG PHÂN VI SINH BIOGRO TƯỚI GỐC VÀ
CHẾ PHẨM AMS-1 BIẾN TÍNH ĐẾN MỘT SỐ CHỈ TIÊU SINH TRƯỞNG CỦA
RAU CẢI XANH (Brassica juncea L.) TRỒNG TRÊN ĐẤT Ô NHIỄM Cu ..............22
1.1 Ảnh hưởng của liều lượng phân vi sinh (PVS) Biogro tưới gốc và chế phẩm (CP) AMS1 biến tính đến chiều cao cây cải xanh trồng trên đất ô nhiễm Cu......................................22
1.2 Ảnh hưởng của liều lượng PVS Biogro tưới gốc và CP AMS-1 biến tính đến khối
lượng tươi của rau cải xanh khi trồng trên đất ô nhiễm Cu ...........................................24

1.3 Ảnh hưởng của liều lượng PVS Biogro tưới gốc và CP AMS-1 biến tính đến khối
lượng khô của rau cải xanh trồng trên đất ô nhiễm Cu .................................................26
II- ẢNH HƯỞNG CỦA LIỀU LƯỢNG PHÂN VI SINH BIOGRO TƯỚI GỐC VÀ
CHẾ PHẨM AMS-1 BIẾN TÍNH ĐẾN MỘT SỐ CHỈ TIÊU SINH LÝ- HÓA SINH CỦA
RAU CẢI XANH (Brassica juncea L.) TRỒNG TRÊN ĐẤT Ô NHIỄM Cu .....................28
2.1. Ảnh hưởng của liều lượng PVS Biogro tưới gốc và CP AMS-1 biến tính đến hàm
lượng diệp lục của rau cải xanh trồng trên đất ô nhiễm Cu ......................................... 28
2.1.1. Ảnh hưởng của PVS Biogro tưới gốc và CP AMS-1 biến tính đến hàm lượng
diệp lục a, b trong lá rau cải xanh trổng trên đất ô nhiễm Cu .......................................29
2.1.2. Ảnh hưởng của PVS Biogro tưới gốc và CP AMS1 biến tính đến hàm lượng
diệp lục tổng số trong lá rau cải xanh trồng trên đất ô nhiễm Cu .................................32
2.1.3. Ảnh hưởng của PVS Biogro tưới gốc và CP AMS-1 biến tính đến hàm lượng
diệp lục liên kết trong lá rau cải xanh trổng trên đất ô nhiễm Cu .................................35
2.2. Ảnh hưởng của liều lượng PVS Biogro tưới gốc và CP AMS-1 biến tính đến hoạt tính
enzim catalaza trong lá rau cải xanh trồng trên đất ô nhiễm Cu .......................................36
2.3. Ảnh hưởng của liều lượng PVS Biogro tưới gốc và CP AMS-1 biến tính đến hàm
lượng vitamin C trong lá rau cải xanh trồng trên đất ô nhiễm Cu.................................39
2.4. Ảnh hưởng của liều lượng PVS Biogro tưới gốc và CP AMS-1 biến tính đến hàm
lượng đường khử trong lá rau cải xanh trồng trên đất ô nhiễm Cu ...................................41
2.5. Ảnh hưởng của liều lượng PVS Biogro tưới gốc và CP AMS1 biến tính đến hàm
lượng chất xơ trong lá rau cải xanh trồng trên đất ô nhiễm Cu .....................................43
2.6. Ảnh hưởng của liều lượng PVS Biogro tưới gốc và CP AMS1 biến tính đến hàm lượng
nước liên kết trong lá rau cải xanh trồng trên đất ô nhiễm Cu............................................44
2.7. Ảnh hưởng của liều lượng PVS Biogro tưới gốc và CP AMS-1 biến tính đến hàm
lượng sắt (Fe) trong lá rau cải xanh trồng trên đất ô nhiễm Cu ....................................46
III- ẢNH HƯỞNG CỦA LIỀU LƯỢNG PHÂN VI SINH BIOGRO TƯỚI GỐC VÀ CHẾ
PHẨM AMS-1 BIẾN TÍNH ĐẾN SỰ TÍCH LŨY KIM LOẠI Cu CỦA RAU CẢI XANH
(Brassica juncea L.) TRỒNG TRÊN ĐẤT Ô NHIỄM Cu ....................................................... 49

3.1.

Ảnh hưởng của liều lượng PVS Biogro và CP AMS-1 biến tính đến sự tích lũy

Cu trong rễ, thân, lá của rau cải xanh trồng trên đất ô nhiễm Cu ..................................49
3.2.

Ảnh hưởng của liều lượng PVS Biogro và CP AMS-1 biến tính đến khả năng

chuyển hóa Cu trong đất lên sinh khối của cây cải xanh ..............................................55
3.3.

Ảnh hưởng của liều lượng PVS Biogro và CP AMS-1 biến tính đến mật độ VSV

hiếu khí tổng số trong đất trồng sau thu hoạch.............................................................. 56
PHẦN III- KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................59
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 60


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. Quy chuẩn quốc gia về giới hạn hàm lượng tổng số của một số KLN trong đất
(QCVN 03: 2008/BTNMT)
Bảng 2. Mật độ VSV trong PVS Biogro tưới gốc
Bảng 3. Ảnh hưởng của liều lượng PVS Biogro tưới gốc và CP AMS-1 biến tính đến
chiều cao cây cải xanh – thí nghiệm vụ đông năm 2016 và vụ xuân năm 2017
Bảng 4. Ảnh hưởng của liều lượng PVS Biogro tưới gốc và CP AMS-1 biến tính đến
khối lượng tươi của rau cải xanh

Bảng 5. Ảnh hưởng của liều lượng PVS Biogro tưới gốc và CP AMS-1 biến tính đến
khối lượng khô của rau cải xanh

Bảng 6. Ảnh hưởng của liều lượng PVS Biogro và CP AMS-1 biến tính đến hàm
lượng diệp lục a, b trong lá rau cải xanh trồng trên đất ô nhiễm Cu vụ đông
2016

Bảng 7. Ảnh hưởng của liều lượng PVS Biogro và CP AMS-1 biến tính đến hàm
lượng diệp lục a, b trong lá rau cải xanh trồng trên đất ô nhiễm Cu vụ xuân
2017

Bảng 8. Ảnh hưởng của liều lượng PVS Biogro tưới gốc và CP AMS-1 biến tính đến
hàm lượng diệp lục tổng số trong lá rau cải xanh

Bảng 9. Ảnh hưởng của liều lượng PVS Biogro tưới gốc và CP AMS-1 biến tính đến
hoạt tính enzim catalaza trong lá rau cải xanh trồng trên đất ô nhiễm Cu

Bảng 10. Ảnh hưởng của liều lượng PVS Biogro tưới gốc và CP AMS-1 biến tính
đến hàm lượng vitamin C trong lá rau cải xanh trồng trên đất ô nhiễm Cu

Bảng 11. Ảnh hưởng của liều lượng PVS Biogro và CP AMS-1 biến tính đến hàm
lượng đường khử trong lá rau cải xanh trồng trên đất ô nhiễm Cu
Bảng 12. Ảnh hưởng của liều lượng PVS Biogro và CP AMS-1 biến tính đến hàm
lượng nước liên kết trong lá rau cải xanh – vụ đông 2017
Bảng 13. Hàm lượng Fe trong thân và lá rau cải xanh trồng trên đất ô nhiễm Cu dưới
ảnh hưởng của PVS Biogro và CP AMS-1 biến tính – vụ đông 2016


Bảng 14. Hàm lượng Fe trong thân và lá rau cải xanh trồng trên đất ô nhiễm Cu dưới
ảnh hưởng của PVS Biogro và CP AMS-1 biến tính – vụ xuân 2017
Bảng 15. Ảnh hưởng của liều lượng PVS Biogro và CP AMS-1 biến tính đến sự tích
lũy Cu trong rễ, thân, lá rau cải xanh – vụ đông 2016

Bảng 16. Ảnh hưởng của liều lượng PVS Biogro và CP AMS-1 biến tính đến sự tích
lũy Cu trong rễ, thân, lá rau cải xanh – vụ xuân 2017
Bảng 17. Ảnh hưởng của liều lượng PVS Biogro và CP AMS-1 biến tính đến mật độ
VSV hiếu khí tổng số trong đất trồng sau thu hoạch – vụ xuân 2017


DANH MỤC HÌNH
Hình 1. Cây rau cải xanh
Hình 2. Khối lượng rau cải xanh dưới ảnh hưởng của liều lượng PVS Biogro tưới gốc
và CP AMS-1 biến tính – thí nghiệm vụ đông 2016
Hình 3. Khối lượng rau cải xanh dưới ảnh hưởng của liều lượng PVS Biogro tưới gốc
và CP AMS-1 biến tính – thí nghiệm vụ xuân 2017
Hình 4. Hàm lượng diệp lục tổng số trong lá rau cải xanh trồng trên đất ô nhiễm Cu
dưới ảnh hưởng của liều lượng PVS Biogro tưới gốc và CP AMS-1 biến tính
vụ đông 2016 và vụ xuân 2017
Hình 5. Hàm lượng diệp lục liên kết trong lá cây cải xanh trồng trên đất ô nhiễm Cu có
bổ sung PVS Biogro và CP AMS-1 biến tính
Hình 6. Ảnh hưởng của liều lượng PVS Biogro tưới gốc và CP AMS-1 biến tính đến
hoạt tính enzim catalaza trong lá rau cải xanh trồng trên đất ô nhiễm Cu – vụ
đông 2016
Hình 7. Ảnh hưởng của liều lượng PVS Biogro tưới gốc và CP AMS-1 biến tính đến
hoạt tính enzim catalaza trong lá rau cải xanh trồng trên đất ô nhiễm Cu – vụ
xuân 2017
Hình 8. Hàm lượng đường khử trong lá rau cải xanh trồng trên đất ô nhiễm Cu dưới
ảnh hưởng của PVS Biogro và CP AMS-1 biến tính
Hình 9. Hàm lượng chất xơ trong lá cây cải xanh dưới ảnh hưởng của PVS Biogro và
CP AMS-1 biến tính - vụ xuân 2017
Hình 10. Hàm lượng Cu tích lũy trong rễ, thân, lá rau cải xanh dưới ảnh hưởng của
liều lượng PVS Biogro và CP AMS-1 biến tính – vụ đông 2016
Hình 11. Hàm lượng Cu tích lũy trong rễ, thân, lá rau cải xanh dưới ảnh hưởng của

liều lượng PVS Biogro và CP AMS-1 biến tính – vụ xuân 2017
Hình 12. Tích lũy Cu trong đất và các bộ phận của rau cải xanh sau khi thu hoạch – vụ
đông 2016
Hình 13. Tích lũy Cu trong đất và các bộ phận của rau cải xanh sau khi thu hoạch – vụ
xuân 2017


PHẦN I: MỞ ĐẦU
1.1. Lý do chọn đề tài
1.1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Ô nhiễm môi trường nói chung và ô nhiễm môi trường đất nói riêng đã và
đang là vấn đề hết sức cấp bách của Việt Nam và các nước trên thế giới. Trong đó ô
nhiễm kim loại nặng (KLN) trong đất ngày càng được quan tâm, đặc biệt là những
vùng đất đã và đang bị ô nhiễm KLN này được sử dụng với mục đích trồng lúa và
rau màu. Đây chính là nguyên nhân làm tích lũy cao KLN trong các sản phẩm nông
nghiệp, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người.
Có nhiều nguyên nhân dẫn đến môi trường đất bị ô nhiễm chất thải công nghiệp,
giao thông, chất thải sinh hoạt và việc sử dụng phân bón hóa học, hóa chất bảo vệ thực
vật, chất kích thích sinh trưởng, hoạt động của các làng nghề thủ công, tái chế….
Ô nhiễm KLN trong môi trường đất còn ảnh hưởng xấu đến nền sản xuất nông
nghiệp và chất lượng nông sản và có thể sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con
người và động vật [6] do độc tính cao và khả năng tích lũy lâu trong cơ thể sống.
Đồng là nguyên tố cần thiết cho con người, tuy nhiên ở nồng độ cao nó lại gây độc,
kích thích dạ dày làm tổn thương đường tiêu hóa, gan thận và niêm mạc, tăng nguy
cơ xơ gan…[22].
Làm sạch đất ô nhiễm KLN là một quá trình đòi hỏi công nghệ phức tạp và
vốn đầu tư cao. Gần đây, nhờ những hiểu biết về cơ chế hấp thụ, chuyển hóa, chống
chịu và loại bỏ KLN của một số loài thực vật, các nhà khoa học đã bắt đầu chú ý
đến khả năng sử dụng thực vật để xử lý ô nhiễm môi trường đất. Một số loài thực
vật không những có khả năng sống trong môi trường bị ô nhiễm bởi các kim loại

độc hại mà còn có khả năng hấp thụ và tích lũy các kim loại này trong các bộ phận
khác nhau của chúng [10]. Đây là một trong những biện pháp xử lý ô nhiễm KLN
trong đất, nước có hiệu quả kinh tế cao, giá thành xử lý thấp và tiến hành đơn giản,
dễ áp dụng…Ngoài ra một số loài thực vật còn được sử dụng làm thực phẩm, làm
cảnh, làm thuốc chữa bệnh…[4].

1


Hướng nghiên cứu sử dụng các chất bón vào đất có nguồn gốc sinh học như
phân vi sinh (PVS), chế phẩm sinh học…nhằm cải tạo đất ô nhiễm và giảm thiểu sự
tích lũy KLN trong nông phẩm được xem là giải pháp tích cực tiến đến nền nông
nghiệp phát triển bền vững. Trên thế giới cũng đã có một số nghiên cứu sử dụng các
loại phân bón hoặc các chất tạo phức bền với KLN để giảm thiểu sự hút thu chúng
bởi cây trồng cho kết quả tốt (Skinner, 1987; Ruby et al, 1994; Chen at al, 1997) [54].
Cây cải xanh là một loài thực vật cung cấp lượng dinh dưỡng cần thiết cho
con người vừa có khả năng hấp thụ một số KLN [9] [23].
Xuất phát từ những lý do trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên
cứu ảnh hưởng của liều lượng AMS-1 biến tính và phân vi sinh Biogro đến một
số chỉ tiêu sinh trưởng, sinh lý, hóa sinh và khả năng tích lũy Cu trong cây cải
xanh (Brassica juncea.L)”.
1.1.2. Mục tiêu nghiên cứu
Đánh giá được ảnh hưởng của liều lượng chế phẩm (CP) AMS-n1 biến tính và
phân vi sinh (PVS) Biogro đến một số chỉ tiêu sinh lý, hóa sinh và làm giảm sự hấp
thu Cu vào thân và lá của cây khi trồng trên đất ô nhiễm Cu.
1.1.3. Nhiệm vụ và nội dung của đề tài
Để thực hiện mục tiêu nghiên cứu trên chúng tôi tiến hành xác định các chỉ
tiêu sau:
- Chỉ tiêu sinh trưởng: chiều cao cây, khối lượng tươi, khô của lá, rễ.
- Chỉ tiêu sinh lý: hàm lượng diệp lục tổng số và diệp lục liên kết, hàm lượng

nước liên kết trong lá, hoạt tính enzim catalaza trong lá, hàm lượng vitamin C trong
lá, hàm lượng đường khử trong lá, hàm lượng chất xơ trong lá, hàm lượng nguyên
tố Fe trong thân và lá.
- Sự tích lũy kim loại Cu trong các bộ phận rễ, thân, lá của cây cải xanh.
- Mật độ VSV hiếu khí tổng số trong PVS Biogro và trong đất sau vụ trồng.
1.2.

Tổng quan vấn đề nghiên cứu

1.2.1. Tình hình ô nhiễm kim loại Cu trên thế giới
Các khu vực khai thác mỏ, khoáng sản, khu công nghiệp và các thành phố lớn

2


là những nguồn phát thải một lượng lớn KLN. Điều đáng quan tâm nhất là KLN có
tính bền vững, khó phân hủy trong điều kiện bình thường và có khả năng xâm nhập,
tích tụ đến mức gây độc cho con người và hệ sinh thái. Trong số “10 điểm đen ô
nhiễm nhất thế giới” năm 2013 do Viện nghiên cứu Blacksmith (Mỹ) và Tổ chức
Chữ thập Xanh (Thụy Sĩ) thông báo thì có đến 8 điểm ô nhiễm liên quan đến KLN
là Kabwe (Zambia), Chernobyl (Ukraine), Norilsk (Nga), Kalimantan (Indonesia),
Sông Citarum (Indonesia), bãi rác Agbogbloshie (Ghana), GhanaHazaribagh
(Bangladesh) và sông Matanza - Riachuelo (Argentina). Trong đó, 4 khu vực:
Chernobyl, Dzershinsk, Kabwe và Norilsk đã có trong danh sách những khu vực bị
ô nhiễm nhất thế giới mà Viện Blacksmith và Tổ chức Chữ thập Xanh công bố 2 lần
trước vào các năm 2006 và 2007. Đơn cử như Norils (Nga) là khu vực tập trung
những lò nấu chảy KLN lớn nhất thế giới. Tại đây, có hơn 4 triệu tấn Cd, Cu, Pb,
Ni, As, Se và Zn phát thải ra không khí mỗi năm. Các mẫu thử không khí khi
nghiên cứu ở vùng này đều có mức nhiễm Cu, Ni vượt quá chuẩn tối đa cho phép,
số người tử vong vì các bệnh hô hấp ở mức cao. Còn tại Argentina ước tính có

khoảng 15.000 nhà máy công nghiệp chủ động xả nước thải vào lưu vực sông
Matanza - Riachuelo, chạy qua thủ đô Buenos Aires [69]. Một nghiên cứu năm
2008 cho thấy đất ở hai bên bờ sông chứa hàm lượng Zn, Pb, Cu, Ni, Cr đều cao
hơn so với tiêu chuẩn được Argentina đề nghị và có khoảng 12.000 người cư trú
gần lưu vực sông đang sống có nguy cơ bị bệnh tiêu chảy, bệnh đường hô hấp và
ung thư khá cao [69].
Theo Lim và cộng sự (2004) tại vùng mỏ vàng _ bạc Soncheon đã bỏ hoang ở
Hàn Quốc, đất và nước nhiều khu vực ở đây vẫn còn bị ô nhiễm một số loại kim
loại ở mức cao. Hàm lượng Cu trong đất ở bãi thải quặng là 30 – 749 mg/kg, đất
vùng núi là 36 - 89 mg/kg, đất trang trại là 13 - 673 mg/kg trong khi đất bình thường
trên thế giới là 30 mg/kg [62].
Các chất thải từ các hoạt động công nghiệp, khai khoáng không những làm ô
nhiễm môi trường đất mà còn ảnh hưởng đến chất lượng nước các ao, hồ, sông,
suối…. Theo Tan và cs (1971), Wild (1993) thì trong bùn cống rãnh thành phố có

3


chứa một lượng lớn Cu. Cụ thể, hàm lượng Cu trong bùn của nhà máy dệt là 394
mg/kg, nhà máy rượu là 81 mg/kg, nhà máy chế biến gỗ là 53 mg/kg [46].
Một nghiên cứu của Zhu Hui – Na và cs (2013) tại cảng Xiawan ở Trung Quốc
cho thấy hàm lượng KLN Cd, Cu, Zn, Pb vượt TCCP nhiều lần, đặc biệt là Cd [9].
Trong nghiên cứu của Zoinab Banu và cs (2013) về đánh giá rủi ro sinh thái
các KLN trong trầm tích tại cửa sông Turag, Bangladesh cho thấy hàm lượng kim
loại Cu, Cd, Zn vượt TCCP nhiều lần. Đặc biệt hàm lượng Cu vượt 565 lần TCCP
gây ảnh hưởng đến hệ sinh thái và con người [9]. Bên cạnh việc khai thác khoáng
sản, hoạt động của các khu công nghiệp thì việc sử dụng phân bón quá mức trong
nông nghiệp cũng là nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường. Đánh giá hàm lượng
Cu, Zn, Pb, Cd trong các loại phân bón hóa học và ước tính khối lượng KLN bón
vào đất trồng lúa ở Valencia (Tây Ban Nha) cho thấy phân photphat là loại phân hóa

học chứa hàm lượng KLN lớn nhất trong đó hàm lượng các kim loại Cu: 1 _ 3000
mg/kg, Zn: 50 - 1400 mg/kg, Pb: 7 _ 225 mg/kg, Cd: 0,1 _ 170 mg/kg [12].
1.2.2. Tình hình ô nhiễm kim loại Cu ở Việt Nam
Ở nước ta, ô nhiễm KLN đã và đang được quan tâm nghiên cứu. Có nhiều
nguyên nhân gây ra ô nhiễm KLN ở nước ta: do tự nhiên, do công nghiệp và đô thị,
hoạt động của các làng nghề, hoạt động sản xuất nông nghiệp,…
Nghiên cứu KLN trong một số loại đất Việt Nam, tác giả Phạm Quang Hà đã
chỉ ra hàm lượng Cu tổng số trong đất phù sa Việt Nam là 22,98 mg/kg, trong đất
đỏ là 58,31 mg/kg [14]. Hàm lượng KLN trong các mẫu đất khác được Hồ Thị Lam
Trà và Kazuhiko Egashira nghiên cứu và kết quả cho thấy hàm lượng Cu trong đá
vôi là 106 mg/kg khá cao so với đá cát là 16 mg/kg [64]. Như vậy, trong đất tự
nhiên luôn tồn tại sẵn hàm lượng KLN nhất định. [50].

4


Bảng 1. Quy chuẩn quốc gia về giới hạn hàm lượng tổng số của một số KLN
trong đất
Đất nông

Đất lâm

Đất dân

Đất thương

Đất công

nghiệp

nghiệp

sinh

mại

nghiệp

12

12

12

12

12

2

2

5

5

10

Đồng (Cu)

50

70

70

100

100

Chì (Pb)

70

100

120

200

300

Kẽm (Zn)

200

200

200

300

300

Thông số
Asen (As)
Cadimi
(Cd)

(trích: QCVN 03: 2008/BTNMT)
Tuy nhiên, nguyên nhân chủ yếu làm ô nhiễm KLN trong môi trường lại do
hoạt động của con người.
Nghiên cứu của Phạm Quang Hà và cs (2000) ở làng nghề cô đúc nhôm, đồng
ở Văn Môn _ Yên Phong _ Bắc Ninh cho thấy hàm lượng Cu ở đây khá cao 41,1
mg/kg (dao động từ 20,0 _ 216,7 mg/kg) [15].
Theo Lê Đức và Lê Văn Khoa (2001), một số mẫu đất ở làng nghề tái chế chì ở
Chỉ Đạo _ Văn Lâm _ Hưng Yên có hàm lượng Cu 43,68 _ 69,68 mg/kg, đã ảnh hưởng
trực tiếp năng suất cây trồng và đặc biệt là đến sức khỏe người dân trong xã [11].
Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Trí Tiến (2003) ở làng nghề đúc đồng, chạm
bạc, gia công kim loại ở Nam Trực _ Nam Định cho thấy hàm lượng Cu trong đất là
340 ppm vượt quá giá trị cho phép đối với đất nông nghiệp là 6,8 lần. Nghiên cứu
cũng chỉ ra phần lớn các KLN tích lũy ở tầng mặt với hệ số tích lũy tầng mặt của Cu
là 90% [46].
Nghiên cứu của Vũ Đình Tuấn, Phạm Quang Hà (2004) về hàm lượng KLN
trong đất trồng rau tại Thanh Trì và Từ Liêm đã chỉ ra hàm lượng Cu ở đây đã gần
đạt ngưỡng và có những mẫu đã vượt ngưỡng cho phép về QCVN đối với đất sử
dụng với mục đích nông nghiệp, dao động từ 21,88 _ 53,88 ppm [47].

5

Nguyễn Thị Lan Hương (2006) nghiên cứu về hàm lượng KLN trong đất ở
khu công nghiệp ngoại thành thu được kết quả hàm lượng Cu trong đất là 11,87 _
59,66mg/kg, vượt ngưỡng TCCP của BTNMT [24].
Phan Quốc Hưng và cs đã cho thấy các mẫu đất thu được ở xã Chỉ Đạo, huyện
Văn Lâm, Hưng Yên đều có hàm lượng Cu vượt quá TCCP từ 1,5 – 2,7 lần, đặc biệt
hàm lượng Cu dễ tiêu – dạng linh động của Cu rất cao dao động từ 39,62 – 83,57
mg/kg [25].
Theo nghiên cứu của Đặng Đình Kim và cs nghiên cứu tại huyện Đại Từ, Thái
Nguyên cho thấy các hoạt động khai thác thủ công tại địa phương đã tạo ra một
lượng đáng kể các chất thải quặng đuôi và đá thải. Kết quả phân tích cho thấy hàm
lượng KLN trong đất rất cao Cu 1260 mg/kg, Pb 105 mg/kg, Cd 0,5 mg/kg vượt
TCCP nhiều lần [34].
Theo nghiên cứu của Nguyễn Ngọc Quỳnh và cs (2002), ở thành phố Hồ Chí
Minh, có hơn 28000 cơ sở sản xuất công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp thải trực
tiếp nước thải chưa qua xử lý vào các mương tưới phục vụ cho nông nghiệp dẫn đến
hàm lượng Cu trong lúa tăng 9,3 - 55,4 mg/kg (giới hạn tối đa của Cu trong rau ăn
lá theo Bộ Y tế là 30 mg/kg) [52].
Đoạn Chí Cường, Võ Văn Minh, Trần Ngọc Sơn (2014) cho thấy hàm lượng
các KLN Cu, Pb, Cd, Zn trong trầm tích mặt ở hạ lưu sông Cu Đê, Đà Nẵng vượt
TCCP, có dấu hiệu bị ô nhiễm, trong đó hàm lượng Cu dao động trong khoảng
849,6 – 1217,8 mg/kg [9].
Một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm KLN đó là do hoạt động nông
nghiệp. Trong quá trình sản xuất nông nghiệp, con người đã làm tăng đáng kể các
KLN trong đất [31] khi sử dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật thường chứa các
KLN như: As, Pb, Hg. Các loại phân bón hóa học và đặc biệt là phân photpho
thường chứa nhiều: As, Cd, Pb.
Hồ Thị Lam Trà và Kazuhiko Egashira (1999) đã nghiên cứu hàm lượng KLN
trong đất nông nghiệp của các huyện Từ Liêm, Thanh Trì ở Hà Nội. Kết quả thu
được như sau: hàm lượng Cu trong đất dao động trong khoảng 40,1 _ 73,2 mg/kg.

6


Như vậy vùng đất này đã có dấu hiệu ô nhiễm KLN. Trong đó, vùng đất trồng rau
Tây Tựu

_

Từ Liêm

_

Hà Nội có hàm lượng Cu cao hơn các đất khác từ 30

_

40

mg/kg. Nguyên nhân là do sử dụng nhiều phân bón hóa học và thuốc bảo vệ thực
vật chứa nhiều hàm lượng Cu trong quá trình trồng rau [64].
Các nhà nghiên cứu Nguyễn Minh Trí, Nguyễn Hạnh Trinh, Nguyễn Thị
Hoàng Phương đã tiến hành khảo sát về dư lượng nitrat và KLN (Cu, Pb, Zn) trong
rau xà lách trồng ở phường Hương Long, thành phố Huế. Kết quả nghiên cứu cho
thấy: đất trồng rau xà lách tại phường Hương Long, thành phố Huế đạt tiêu chuẩn
về hàm lượng KLN(Pb, Zn) theo QCVN 03:2008/BTNMT, nhưng hàm lượng Cu và
nitrat là khá cao. Rau xà lách thành phẩm có dư lượng nitrat cao hơn 1,21% so với
quy định và các KLN(Pb, Zn, Cu) tồn dư trong rau lại ở mức cao và vượt tiêu chuẩn
cho phép nhiều lần sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe của người sử dụng [44].
Nguyễn Hữu Thành và Hồ Thị Lam Trà (2003), khi nghiên cứu hàm lượng

kim loại (tổng số và di động) trong đất nông nghiệp ở huyện Văn Lâm, Hưng Yên
cho thấy hàm lượng Cu tổng số dao động từ 21,85 - 149,34 ppm, ô nhiễm Cu ở mức
báo động vượt TCCP 3 lần [40].
Ảnh hưởng của Cu, Pb, Zn trong nước tưới đến sự hấp thu tích lũy các kim
loại này trong rau xà lách đã được Lê Ngọc Chung và cs nghiên cứu (2014) thu
được kết qủa hàm lượng Cu, Zn tích lũy trong rau tăng dần theo hàm lượng nguyên
tố này trong nước [6].
Cuối năm 2014, Viện Sức khỏe nghề nghiệp và Môi trường đã xét nghiệm
mẫu đất, nước, không khí, thực phẩm nuôi trồng trên đất tại thôn Đông Mai, Văn
Lâm, Hưng Yên, kết quả cho thấy nơi đây bị nhiễm kim loại Pb, Cu, Zn… đặc biệt
nước trên bề mặt kênh, rạch có nồng độ Pb cao gấp nhiều lần [11].
Phùng Thái Dương và Huỳnh Thị Kiều Trâm (2015) khi nghiên cứu và đánh
giá hàm lượng một số kim loại nặng trong trầm tích đáy vùng cửa sông Mê Kông
cho thấy hàm lượng KLN như Zn, Cu, Cd, As, Hg đều sấp xỉ bằng quy chuẩn Việt
Nam và có xu hướng tăng lên, đặc biệt một số KLN Cu, Cd vượt quá cao so với các
quốc gia khác như Hoa Kì, Canada do đó đã và đang ảnh hưởng đến hệ sinh thái và
môi trường sống tại vùng nghiên cứu [9].

7


Theo kết quả chúng tôi đã tiến hành khảo sát tại vùng trồng rau ở thôn Phúc
Lý, xã Minh Khai, Từ Liêm, Hà Nội, hàm lượng Cu trong đất nông nghiệp là 96,2
ppm, vượt TCCP 1,93 lần.
Hoạt động của con người đã và đang làm gia tăng đáng kể lượng KLN tích lũy
trong đất, nước gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe chúng ta
cũng như các sinh vật.
1.2.3 Ảnh hƣởng của kim loại Cu đến sức khỏe con ngƣời, sinh vật và
môi trƣờng
1.2.3.1 Đặc tính của Cu

Đồng (Cu) là kim loại màu ánh kim đỏ cam có tính dẻo, độ dẫn nhiệt và dẫn
điện cao. Đồng tạo nhiều hợp chất khác nhau với trạng thái oxy hóa +1 và + 2. Nó
không phản ứng được với nước, nhưng phản ứng chậm với oxy trong không khí tạo
thành đồng oxit màu nâu đen. Đồng tồn tại trong tự nhiên ở các dạng khoáng chất:
cacbonat azurit (2CuCO3Cu(OH)2) và malachit (CuCO3Cu(OH)2) là các nguồn sản
xuất đồng, các sunfua như chalcopyrit (CuFeS2), bornit (Cu5FeS4), covellit (CuS),
chalcocit (Cu2S), các oxit như cuprit (Cu2O) và trong nhiều hợp chất hữu cơ.
1.2.3.2. Độc tính của Cu
Tổng hàm lượng Cu trong cơ thể người khoảng 100

_

150 mg. Đồng là một

thành phần cần thiết cho cơ thể với lượng do thức ăn đưa vào hàng ngày từ 0,033 _
0,05 mg/kg thể trọng. Liều lượng Cu chấp nhận hàng ngày cho người là 0,05 mg/kg
thể trọng. Đồng là thành phần của nhiều enzim oxi hóa như xitocrom oxidaza, amin
oxidaza, tyroxinaza… Trong máu, Cu tham gia vào phản ứng oxi hóa Fe2+ thành
Fe3+. Đây là một phản ứng rất quan trọng trong cơ thể vì chỉ có Fe3+ mới được vận
chuyển đến nơi dự trữ sắt ở gan. Thiếu Cu dẫn đến thiếu máu, da tái nhợt, trí tuệ
chậm phát triển, còi xương và phát sinh các rối loạn về tóc, bên cạnh đó Cu cần cho
sự phát triển của xương nếu thiếu sẽ sinh chứng xốp xương, còi xương, tứ chi có thể
biến dạng. Nhưng nồng độ Cu trong máu cao thì nguy cơ tử vong do bất cứ nguyên
nhân nào sẽ tăng lên 50% và do ung thư là 40% [3].

8


Đối với con người, Cu được xem là một trong những nguyên tố cần thiết nhưng
với hàm lượng cao lại có thể gây độc cho cơ thể, nếu ăn phải một lượng lớn muối Cu

gây nên ngộ độc cấp tính, kích ứng nặng niêm mạc, gan và tổn thương thận, dây thần
kinh trung ương, kích thích thần kinh trung ương dẫn đến trầm cảm. Theo các chuyên
gia, lượng Cu trong máu cao có thể ảnh hưởng tới sự phát triển những đột biến ở gen
BRAF, gây ra các khối u ác tính, ung thư tuyến giáp hay ung thư da.... [59]. Theo
Cuming (1948) bệnh Wilson là sự sai sót bẩm sinh do sự trao đổi chất bị khiếm
khuyết di truyền trong sự kết hợp của Cu2+ vào Apocerplasmin để tạo thành
Ceruloplasmin và khả năng bài tiết Cu của gan dẫn vào mật dẫn đến Cu tích lũy trong
các mô gan, thận, não và giác mạc dẫn đến tổn thương các cơ quan [59].
Đối với thực vật, Cu tồn tại trong cây chủ yếu dưới dạng liên kết với các chất
hữu cơ trong chất nguyên sinh. Đồng là thành phần của các enzim oxi hóa khử:
poliphenoloxidaza, ascocbinoxidaza, trực tiếp tham gia các phản ứng quan trọng
của quá trình hô hấp. Nó cũng thúc đầy tiến trình các phản ứng phức tạp tổng hợp
diệp lục, tăng cường mối liên kết của diệp lục với protein do đó ngăn ngừa hoặc hạn
chế sự phân giải của các sắc tố khi cây sống trong điều kiện bất lợi. Đồng còn là
thành phần của plastoxiamin có vai trò quan trọng trong các dây chuyền điện tử của
hai hệ quang hóa trong quang hợp. Do vậy, Cu ảnh hưởng đến cường độ quang hợp
và các thành phần sản phẩm tạo ra trong quang hợp [29].
Đồng cùng với một số nguyên tố khác như Mo, Zn, Mg… làm giảm hoạt tính
enzim ribonucleaza và dezoxiribonucleaza, giúp ngăn ngừa khả năng phân giải
ARN và ADN. Đồng ảnh hưởng lớn đến sự sinh tổng hợp các enzim có ý nghĩa
quan trọng đối với quá trình sinh trưởng, phân hóa của tế bào và cơ thể. Số lượng,
nồng độ và hoạt độ điện di của các enzim peroxidaza, catalaza, BTP_ aza của hạt
nảy mầm được gia tăng rõ rệt dưới tác động của Cu, B và nhiều nguyên tố khác.
Đồng cũng làm gia tăng hàm lượng vitamin nhóm B trong cây, Cu cùng với Mn có
tác dụng thúc đẩy sự hình thành phức hợp của heteroauxin (axit ß

_

indolilaxetic)

với dezoxiribonucleoproteit và của heteroauxin với protein là các dạng auxin có
hoạt tính sinh học cao so với auxin tự do. Như vậy, Cu đóng vai trò quan trọng

9


trong các quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng ở thực vật: trao đổi nito,
quang hợp [29] [42].
Đồng là tác nhân xúc tác cho các quá trình hình thành vitamin A, protein và trao
đổi cacbohidrat trong cây. Thiếu Cu, diệp lục sớm bị phân hủy, cây lùn, còi cọc, lá
vàng hoặc trắng, khô ngọn lá, không hoặc ra hoa ít, hạt lép…. Tuy nhiên, các loài ngũ
cốc, đỗ đậu, rau, cây ăn quả… có độ mẫn cảm cao với việc bón bổ sung Cu [42].
1.2.4.

Phƣơng pháp sinh học trong xử lý đất ô nhiễm kim loại nặng

Từ những năm 70 của thế kỉ XX, các nhà khoa học trên thế giới đã bắt đầu
nghiên cứu việc sử dụng thực vật có khả năng siêu hấp thu kim loại
(hyperaccumulator) để xử lý những vùng đất, nước bị ô nhiễm, đặc biệt là những
vùng khai thác khoáng với việc loại bỏ một lượng lớn KLN ra khỏi môi trường. Kết
hợp với một số loài VSV thực vật sử dụng kim loại như là thành phần vi lượng
trong quá trình phát triển sinh khối tự nhiên của chúng. Vì vậy xử lý đất chứa KLN
bằng biện pháp sinh học là hướng đi đầy triển vọng.
Đến nay, các nghiên cứu cho thấy có khoảng 400 loài thực vật có khả năng
hấp thu KLN thuộc các họ: họ Cúc (Asteraceae), họ Cải (Brassicaceae), họ Cẩm
chướng (Caryophyllaceae), họ Cói (Cyperaceae), họ Đậu (Fabaceae), họ Hoa Môi
(Lamiaceae), họ Hòa thảo (Poaceae), họ Hoa tím (Violaceae) và họ Thầu dầu
(Euphobicacea). Trong đó, họ Cải (Brassicaceae) có số lượng lớn nhất gồm 11 loài
và 87 giống. Các loài thuộc chi Thlaspi thường hấp thụ nhiều hơn một KLN. Ví dụ
như: T. caerlescence hấp thu Cd, Ni, Pb, Zn [53].

Baker (Đại học Shefied, Anh) và Brooks (Đại học Massey, New Zealand,
2002) khi nghiên cứu về khả năng siêu hấp thụ KLN của một số loài thực vật như
Thlaspi, Alpine penmycres cho thấy các loài này có thể sống và tích lũy kim loại
như Zn, Mn với hàm lượng đến 1000 mg/g và Pb, Cr, Cu đến 100 mg/g [58].
Hiện nay, việc sử dụng thực vật hấp thụ KLN được nghiên cứu nhiều ở các
quốc gia Châu Á như Trung Quốc, Thái Lan, Nhật Bản. Các nhà khoa học đã phát
hiện ra nhiều loài dương xỉ có thể tích tụ kim loại ở mức cao như loài Pteris cretica
(Wei et al, 2002, Zhao et al, 2002), P. longifolia (Zhao et al, 2002), P. vunbrosa

10


(Zhao et al, 2002), Pityrogramma calomelanos (Visoottiviseth et al, 2002) [34],
Anthyrium yokoscencese (Van et al, 2006) [69] .
Ravi Naidu cho biết cỏ Napier là loại cây lâu năm, có tên khoa học
là Pennisetum purpureum có thể sống ở những vùng đất cực kỳ khô cằn và rất hiệu
quả trong việc hấp thụ các KLN và những chất gây ô nhiễm khác có trong đất. Các
nhà nghiên cứu đã thử nghiệm tác dụng của loại cỏ này ở một số khu vực bị ô nhiễm
nặng do hoạt động khai thác mỏ thuộc tỉnh Quảng Đông (Trung Quốc). Kết quả cho
thấy nó có thể hấp thụ tốt các kim loại Cu, Ni và Cd cũng như Zn và Pb [70].
Lê Ngọc Chung và cộng sự (2014) tiến hành nghiên cứu sự cạnh tranh tích lũy
Cu, Pb, Zn trong rau xà lách do nước tưới ô nhiễm, kết quả cho thấy hàm lượng Cu
tích lũy trong rau tỉ lệ thuận với nồng độ ô nhiễm Cu trong nước tưới [6].
Nghiên cứu của Nguyễn Hữu Thành và cs (2006 - 2007) cho thấy khi trồng
các loài thực vật trên đất ô nhiễm Pb, Cu, Zn ở xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh
Hưng Yên thì cây đơn buốt có khả năng hấp thu Cu, Pb, Zn, đặc biệt là Pb, lượng
Pb cây đơn buốt có thể hút đạt 298,5 mg/m2. Nghiên cứu cũng chỉ ra cây mương
đứng có khả năng sinh trưởng tốt trong điều kiện ngập nước và không ngập nước
đồng thời tích lũy một lượng lớn kim loại Cu, Pb và Zn [40].
Theo Nguyễn Xuân Cự (2008) khi nghiên cứu sự hút thu Cu, Pb, Zn và tìm

hiểu khả năng sử dụng phân bón giảm thiểu sự tích lũy chúng trong rau cải xanh và
rau xà lách cho thấy hàm lượng Cu trong đất có quan hệ chặt chẽ với hàm lượng Cu
trong rau cải xanh, khi hàm lượng Cu trong đất tăng thì hàm lượng Cu tích lũy trong
các bộ phận của cây rau cải xanh cũng tăng lên. Kết quả nghiên cứu của Bùi Cách
Tuyến và cs (2003) cũng cho thấy khi trồng cỏ Vertiver trên đất ô nhiễm Cu, Pb,
Zn, Cd thì hàm lượng KLN tích tụ trong cây tương quan thuận với nồng độ kim loại
trong đất [8].
Bên cạnh việc sử dụng thực vật để xử lý ô nhiễm KLN, hiện nay người ta tìm
thấy rất nhiều loài VSV có khả năng tích lũy một lượng lớn KLN trong tế bào của
chúng. Chẳng hạn như vi khuẩn Bacillus có khả năng hấp thụ đến 178 mg Cr/g sinh
khối khô. Vi khuẩn Alcaligenes eutrophus CH34 được sử dụng để xử lý đất cát ô

11


nhiễm Cd, Zn và Pb. Sau khi xử lý, hàm lượng Cd giảm từ 21 mg/kg xuống 3,3
mg/kg, Zn từ 1070 mg/kg xuống 172 mg/kg, Pb giảm từ 459 mg/kg xuống 74
mg/kg [25].
Vùng rễ thực vật có hệ VSV khá phong phú với mối quan hệ giữa VSV với
thực vật được xác định là nhân tố chính cho việc phát triển phương pháp xử lí đất ô
nhiễm bằng thực vật (theo Glick 1995). VSV đất có ý nghĩa to lớn trong vòng tuần
hoàn dinh dưỡng của thực vật, cải thiện kết cấu đất, giải độc cho cây, kiềm chế các
tác nhân gây hại và kích thích sinh trưởng của thực vật (Elsgaard et al.; 2001, Fillip
2002). Vì vậy VSV có thể làm giảm độc của các yếu tố gây ô nhiễm trong đất. Mặt
khác, giữa thực vật và VSV có thể hình thành mối liên kết trong đó thực vật cung
cấp cho VSV nguồn C đặc trưng giúp có thể làm giảm độ độc của các chất ô nhiễm.
Bên cạnh đó, giữa thực vật và VSV có thể hình thành mối quan hệ không đặc trưng
trong đó thực vật kích thích sự phát triển của quần thể VSV thông qua trao đổi chất,
làm giảm sự ô nhiễm trong đất. Rễ thực vật có thể cung cấp chất tiết (exudates) làm
tăng hòa tan các chất. Tóm lại, sự hình thành mối quan hệ giữa thực vật và VSV

cùng với tiềm năng xử lí sinh học đất ô nhiễm của VSV đã có vai trò quan trọng
trong việc làm giảm thiệt hại của ô nhiễm KLN trên nhiều vùng đất [58], [68].
Mặt khác, VSV giúp quá trình phân giải chất hữu cơ thành dạng dễ tiêu, cố
định đạm, cung cấp chất dinh dưỡng cho thực vật, làm tăng sinh khối làm tăng khả
năng hấp thu chất dinh dưỡng và KLN.
Theo nghiên cứu của Phan Quốc Hưng và cs đã tiến hành lấy các mẫu đất vùng
rễ thực vật tại thôn Đông Mai, xã Chỉ Đạo (Hưng Yên) và mỏ làng Hich, xã Tân
Long (Thái Nguyên) để phân lập các loài VSVcó khả năng kháng và hấp thu KLN
Cu, Pb, Zn cao. Kết quả đã phân lập được 76 chủng vi khuẩn, 14 chủng nấm mốc, 7
chủng nấm men, 24 chủng nấm rễ có khả năng chuyển hóa, hấp thu Cu, Pb, Zn cao.
Theo nghiên cứu này, khi sử dụng 14 chủng VSV có khả năng kháng KLN cao để
xác định mức độ tích lũy KLN trong sinh khối thì mức hấp thu cao nhất có ở các
chủng vi khuẩn TB22 (193,46 mg Pb; 86,54 mg Zn; 101,12 mg Cu), chủng nấm men
HY4 (234,19 mg Pb; 105,21 mg Zn; 90,66 mg Cu), chủng nấm mốc TM39 (203,64

12


mg Pb; 90,98 mg Zn; 83,69 mg Cu), chủng nấm rễ AMF4 (657,48 mg Pb; 125,80 mg
Zn; 97,19 mg Cu). Đặc biệt, với lượng KLN Pb, Zn, Cu lần lượt là 4060 mg/l, 325
mg/l, 320 mg/l sau 5 ngày, các VSV đã hấp thu được 28% Zn, 26% Cu [60].
Chế phẩm AMS-1 biến tính là một trong những sản phẩm polymer siêu thấm,
có khả năng trương nở và giữ nước, được chế tạo từ quá trình trùng hợp acid acrylic
với tinh bột đã được biến tính. Khi gặp nước AMS-1 biến tính trương nở thành một
khối gel trong suốt, giữ nước khá chặt, tuy nhiên thực vật dễ dàng hút nước từ vật
liệu này để sinh trưởng và phát triển. Ngoài ra AMS-1 biến tính còn có tác dụng làm
bền cấu trúc đất, cải thiện đất trồng, các hạt AMS-1 sẽ phồng lên làm gãy một phần
cấu trúc đất, tăng quá trình lưu thông và thoát nước [48].
1.3.

Phƣơng pháp nghiên cứu

1.3.1.

Đối tượng nghiên cứu

1.3.1.1. Cây trồng thí nghiệm
Cây rau cải xanh có đặc điểm phân loại
Ngành : Magnoliophyta

Lớp
Bộ
Họ

: Magnoliopsida
: Capparales
: Brassicaceae

Chi : Brassica
Loài : Brassica juncea
Hình 1: Cây cải xanh
1.3.1.2. Đặc điểm sinh học
Cây cải xanh có rễ cọc, ít phân nhánh. Bộ rễ ăn nông trên tầng đất màu, tập
trung nhiều nhất ở tầng đất 0 - 20 cm. Lá cải mọc đơn không có lá kèm. Những lá
dưới thường tập trung, bẹ lá to, lá lớn. Lá to nhưng mỏng nên chịu hạn kém và dễ bị
sâu bệnh phá hoại. Hoa cải xếp thành chùm dạng ngù, không có lá bắc. Hoa nhỏ,
mẫu 2, đài hoa và tràng hoa đều 4, xếp xen kẽ nhau. Có 6 nhị trong đó có 2 nhị
ngoài có chỉ nhị ngắn hơn 4 nhị trong. Bộ nhụy gồm 2 noãn dính bầu trên, một ô về
sau hình thành vách ngăn giả chia bầu thành 2 ô, mỗi ô có 2 hay nhiều noãn. Quả
thuộc loại quả giác, hạt có phôi lớn và cong, nghèo nội nhũ [30].

13


Cây cải xanh có nguồn gốc ôn đới nên yêu cầu ánh sáng thích hợp với thời
gian chiếu sáng dài, cường độ ánh sáng yếu. Nhiệt độ cho sinh trưởng, phát triển
phù hợp từ 15 - 220C. Lượng nước trong cây khá cao 75% do đó cải xanh cần nhiều
nước trong quá trình sinh trưởng, phát triển. Tuy nhiên, nếu mưa kéo dài hay đất
úng nước cũng ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng, phát triển của cây.
Cây cải không kén đất, nó có thể sinh trưởng phát triển cho năng suất cao ở
nhiều loại đất khác nhau, từ đất cát pha đến đất thịt nặng. Nhưng thích hợp nhất với
đất giàu dinh dưỡng và khả năng giữ ẩm tốt.
Cải xanh có thể trồng quanh năm. Ở miền Bắc Việt Nam có thể trồng 2 vụ, vụ
xuân trồng từ tháng 2 đến tháng 6, gieo 30 - 35 ngày thì thu hoạch. Vụ đông tháng 8
- 11, gieo 20 - 25 ngày thì nhổ cấy, sau 30 - 35 ngày có thể thu hoạch [30].
Rau cải xanh có nhiều công dụng: có thể trồng làm rau ăn, có hàm lượng
protein thấp, không chứa các chất béo, giàu các loại vitamin A, C, giàu Fe, Ca…Hạt
có thể ép dầu chế mù tạt làm gia vị dùng trong công nghiệp. Trong y học phương
Đông, hạt cải xanh còn dùng làm thuốc an thần, hóa đờm, trị ho, viêm khí quản, ra
mô hôi, làm cao dán trị đau dây thần kinh, giảm đau…[30].
1.3.2.

Yếu tố thí nghiệm

 Kim loại Cu trong đất: Dựa theo quy chuẩn quốc gia về giới hạn cho phép
của KLN trong đất (QCVN 03 - MT:2008/BTNMT) thì mức giới hạn tối đa cho
phép của Cu trong đất nông nghiệp là 50 ppm. Chúng tôi tiến hành bổ sung kim
loại Cu trong đất ở nồng độ 50 ppm.
 Chế phẩm thử nghiệm: AMS-1 biến tính.
+ Nơi sản xuất: Khoa Hóa học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội

+ Chế phẩm AMS-1 biến tính sản xuất thử nghiệm cho thấy 1g AMS-1 biến
tính có khả năng hấp thụ 150 – 160 mg Cu vào trong môi trường nước cất.
+ Chúng tôi tiến hành thí nghiệm với 3 công thức 2 g/chậu; 3 g/chậu; 4 g/chậu,
mỗi chậu 5 kg đất.
 Phân bón vi sinh Biogro bón qua rễ do Trung tâm Nghiên cứu Ứng dụng
phân bón vi sinh Biogro (BARC) cung cấp

14


+ Thành phần VSV: Bacillus, Pseudomonas, Candida tropicalis, Serraatia sp
+ Mật độ: 108 - 109 CFU/ml.
+ Liều lượng theo khuyến cáo (KC) của nhà sản xuất là đối với các loại cây
rau là 500ml PVS pha với 150 ml nước sạch phun trên diện tích 2500m2.
Chúng tôi đã tiến hành kiểm tra mật độ VSV có trong PVS Biogro tưới gốc và
thu được kết quả ở bảng 2.
Bảng 2. Mật độ VSV trong PVS Biogro tưới gốc
Mật độ theo khuyến cáo

Tên VSV

Mật độ trung bình

Bacillus

6.102

108

Pseudomonnas

108

108

Candida tropicalis

7.102

108

của nhà sản xuất

Như vậy trên thực tế mật độ VSV trong PVS rất thấp, chỉ có Pseudomonnas
đạt ~100% so với thông tin của nhà sản xuất. Do vậy chúng tôi đã tiến hành nghiên
cứu với liều lượng theo KC, VKC 1,5 lần và VKC 2 lần.
1.3.3.

Thời gian và địa điểm nghiên cứu

- Thí nghiệm được bố trí tại vườn Thực nghiệm, khoa Sinh học, trường Đại
học Sư phạm Hà Nội
- Các chỉ tiêu sinh lý, hóa sinh, số lượng VSV được xác định tại phòng thí
nghiệm bộ môn Sinh lý học Thực vật và Ứng dụng , khoa Sinh học, trường Đại học
Sư phạm Hà Nội
- Thời gian: Từ tháng 10/ 2016 - 4/2017
1.3.4.

Bố trí thí nghiệm

- Gieo hạt trên môi trường đất nền, khi cây được 3 lá thật thì cấy vào các môi
trường đã chuẩn bị và tương ứng với các công thức.
- Cây được trồng trong túi nilong có kích thước 30 x 40 cm.

15