SỬ DỤNG MÔ HÌNH HỆ SINH THÁI ĐẤT THU NHỎ ĐỂ ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƢỜNG CỦA CHÌ VÀ KHẢ NĂNG HẤP THU CHÌ TRONG BÙN CỦA GIUN ĐẤT (Pontoscolex corethrurus) VÀ CÂY HỌ CẢI (Brassica rapa)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

SỬ DỤNG MÔ HÌNH HỆ SINH THÁI ĐẤT THU NHỎ ĐỂ
ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƢỜNG CỦA CHÌ
VÀ KHẢ NĂNG HẤP THU CHÌ TRONG BÙN
CỦA GIUN ĐẤT (Pontoscolex corethrurus)
VÀ CÂY HỌ CẢI (Brassica rapa)

Ngành học:CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Sinh viên thực hiện:VŨ TRƢỜNG XUÂN
Niên khóa: 2008 – 2012

Tháng 7/ 2012


BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
SỬ DỤNG MÔ HÌNH HỆ SINH THÁI ĐẤT THU NHỎ ĐỂ
ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƢỜNG CỦA CHÌ
VÀ KHẢ NĂNG HẤP THU CHÌ TRONG BÙN
CỦA GIUN ĐẤT (Pontoscolex corethrurus)
VÀ CÂY HỌ CẢI (Brassica rapa)

Hƣớng dẫn khoa học

Sinh viên thực hiện

PGS.TS LÊ ĐÌNH ĐÔN

VŨ TRƢỜNG XUÂN

KS. VƢƠNG HỒ VŨ

Tháng 7/2012


LỜI CẢM ƠN
Em xin cảm ơn thầy Lê Đình Đôn viện trƣởng Viện Nghiên Cứu Công Nghệ
Sinh Học và Môi Trƣờng, ngƣời đã định hƣớng cho tôi về mặt phƣơng hƣớng và động
viên, tận tình chỉ bảo những lúc tôi gặp khó khăn trong lúc thực hiện đề tài
Em xin cảm ơn các thầy cô trong Bộ môn Công nghệ sinh học đã ân cần chỉ
bảo và truyền đạt kiến thức trong suốt những năm học vừa qua.
Em xin gửi lòng biết ơn chân thành tới thầy Vƣơng Hồ Vũ làm việc tại Viện
Nghiên Cứu Công Nghệ Sinh Học Và Môi Trƣờng, thầy đã nhiệt tình chỉ bảo, động
viên, giúp đỡ lúc tôi gặp khó khăn. Ngƣời vực dậy trong tôi niềm tin, sự đam mê những
lúc tôi bế tắc, mất phƣơng hƣớng.
Con xin cảm ơn cô Tráng đang làm việc tại Viện Nghiên Cứu Công Nghệ Sinh
Học Và Môi Trƣờng đã chia sẻ, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi tối đa cho con hoàn
thành tốt công việc.
Em xin chân thành cảm cô Trịnh Phi Ly, anh Kiên, chị Ngọc và các thầy cô
làm việc tại Viện Nghiên Cứu Công Nghệ Sinh Học Và Môi Trƣờng đã nhiệt tình giúp
đỡ, giải đáp những thắc mắc chỉ ra và giúp tôi khác phục những thiếu sót trong quá
trình thực hiện đề tài.

Mình xin cảm ơn các bạn trong lớp DH08SH đã luôn quan tâm động viên
những lúc tôi gặp khó khăn trong quá trình học tập cũng nhƣ lúc nghiên cứu thực hiện
đề tài.
Cuối cùng cho tôi gửi lời cảm ơn chân thành tới các bạn DH10SH đã luôn luôn
kề vai sát cánh với tôi trong lúc thực hiện đề tài, tôi rất biết ơn vì lời chia sẽ, sự động
viên cũng nhƣ nhiệt tình giúp đỡ.
Con luôn biết ơn bố mẹ, gia đình, họ hàng ngƣời đã sinh thành, nuôi dạy tạo
cho con hiện thực hóa ƣớc mơ ngồi vào giảng đƣờng đại học. Con luôn luôn biết ơn vì
đã dõi theo những bƣớc đi và động viên giúp đỡ khi con gặp khó khăn.
Ký tên
Vũ Trƣờng Xuân


TÓM TẮT
Trƣớc tình hình ô nhiễm môi trƣờng ngày càng gia tăng đặc biệt là ô nhiễm kim loại
nặng mà chì là nguyên tố điển hình. Ô nhiễm chì không những ảnh hƣởng nghiệm trọng tới sức
khỏe con ngƣời và còn trực tiếp ảnh hƣởng tới môi trƣờng sống. Trong khi đó việc xử lý ô
nhiễm chì chƣa đƣợc áp dụng rộng rãi và vẫn còn gặp rất nhiều khó khăn. Gần đây, việc sử
dụng thực vật để xử lý ô nhiễm đƣợc xem nhƣ là một phƣơng pháp rẻ tiền, hiệu quả và thân
thiện với môi trƣờng. Việc bổ sung thêm giun đất với hy vọng nâng cao sinh khối và khả năng
hấp thu chì của cây cũng đƣợc quan tâm. Thêm vào đó, mô hình hệ sinh thái đất thu nhỏ đã
đƣợc ứng dụng rộng rãi trong việc đánh giá khả năng hấp thu và tác động môi trƣờng của các
chất gây ô nhiễm. Chính vì vậy đề tài; “ Sử dụng hệ sinh thái đất thu nhỏ (Integrated Soil
Microcosms) để đánh giá tác động môi trƣờng của chì và khả năng hấp thụ chì trong bùn của
giun đất (Pontoscolex corethrurus) và cây họ cải (Brassica rapa)” đƣợc thực hiện.
Đề tài tập trung vào (1) khảo sát khả năng hấp thụ chì của giun đất; (2) khảo sát khả
năng hấp thụ chì của cây. (3) Đánh giá sự tƣơng quan, hỗ trợ giữa giun và cây trong việc hấp
thụ chì và (4) Xác định sự tác động tới môi trƣờng của chì thông qua các chỉ tiêu sinh khối của
cây, sinh khối và sự phân bố của giun đất và sự di chuyển của chì trong đất.
Kết quả cho thấy: hàm lƣợng chì trong cây đã tăng lên từ lần thu mẫu thứ nhất (15

ngày) đến lần thu mẫu thứ hai (30 ngày): 377,98 ppm – 406,16 ppm đối với nghiệm thức chỉ
có cây và 340,01 ppm – 358,59 ppm đối với nghiệm thức giun và cây. Chì đƣợc hấp thụ trong
rễ nhiều hơn trong thân. Sự hiện diện của giun làm giảm khả năng hấp thu chì của cây. Đối với
các nghiệm thức chỉ có giun và giun và cây, hàm lƣợng chì trong giun cũng tăng lên theo thời
gian từ 19,22 ppm đến 23,57 ppm đối với nghiệm thức chỉ có giun và từ 17,89 ppm đến 19,78
ppm đối với nghiệm thức giun và cây. Sự hiện diện của cây làm giảm khả năng hấp thu chì của
giun. Hàm lƣợng chì trong đất giảm đáng kể: từ 534,2 ppm lúc ban đầu, giảm xuống 388,36:
245,09: 265,42: 277,79 (ppm) sau 15 ngày và 269,05: 229,07: 235,07: 173,53 (ppm) sau 30
ngày tƣơng ứng với các nghiệm thức chỉ có hỗn hợp đất: chỉ có giun: chỉ có cây và giun và
cây. Không thấy ảnh hƣởng bất lợi đến sinh khối và sự phân bố của giun cũng nhƣ sinh khối
của cây. Không thấy sự di chuyển của chì xuống lớp đất bên dƣới gây nguy hại cho mạch nƣớc
ngầm.


SUMMARY
Environment pollution is increasing rapidly, especially heavy metal pollution. Lead is
one of the main causes. Lead contamination has severe impacts to human health and
environments. However,lead decontamination has not been widely applied and still has a lot of
difficulties. Recently, phytoremediation has been used as a cheap, environmental friendly and
efficiency solution. In addition, higher biomass production and lead accumulation in plant is
expected by adding earthworms. Moreover, the application of integrated soil microcosms as a
tool to assess the accumulation and environmental effect of toxicants become more popular.
Therefore, the project “Using the

Integrated Soil Microcosms to assess the lead

(Pb)accumulation ability of earthworm (Pontoscolex corethrurus) and turnip (Brassica rapa)
and environmental effects of lead” was conducted.
The study is going to survey (1) lead accumulation ability of earthworms andplants (2) the
relationship between earthworm and plants on lead uptake and (3) environmental effects by

accessing the plant biomass, earthworm mortality and distribution and lead movement.
The results have shown that: In the plants only and worms+plants treatments the lead
concentration was increased from the first sampling (15 days) to the second sampling time (30
days): 377,98 ppm - 406,16 ppm for plants only and 340,01 ppm-358,59 ppm for
worms+plants. Lead accumulated much more in roots than shoots. The present of worms
reduced the accumulation of plants.In the worms only and worms+plants treatments, the
accumulation of lead in worms was increased by the sampling time: 19,22 ppm - 23,57 ppm
for the worms only and 17,89 ppm - 19,78 ppm for worms+plants treatment. The present of
plants reduced the lead uptake ability of earthworms.Lead concentration in soil mixture went
down from the initial concentration of 534,2 ppm to 388,36: 245,09: 265,42: 277,79 (ppm)
after 15 days and 269,05: 229,07: 235,07: 173,53(ppm) after 30 days respectively for soil
mixture only:earthworms only: plants only and earthworms+plants treatments. At the
concentration of 534,2 ppm there was no negative effects on biomass and distribution of
earthworms and biomass of plants. There was not evidence of the mobility of lead into second
layer of soil assuming that groundwater.


MỤC LỤC
Lời cảm ơn ........................................................................................................................ i
Tóm tắt .............................................................................................................................ii
Summary........................................................................................................................ iii
Mục lục ........................................................................................................................... iv
Danh sách các chữ viết tắt .............................................................................................vii
Danh sách các bảng ..................................................................................................... viii
Danh sách các hình ........................................................................................................ ix
1. MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................................... 1
1.2. Mục tiêu đề tài .......................................................................................................... 2
1.3. Yêu cầu của đề tài..................................................................................................... 2
2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................................................ 3

2.1. Tình hình ô nhiễm, tính chất, tác hại của chì (Pb) ................................................... 3
2.1.1 Tình hình ô nhiễm chì ............................................................................................ 3
2.1.2 Tính chất hóa lý của chì ......................................................................................... 5
2.1.3 Tác hại và ảnh hƣởng của chì ................................................................................. 6
2.1.4 Các con đƣờng xâm nhập của chì vào cơ thể ......................................................... 7
2.2. Các phƣơng pháp xử lý ô nhiễm chì ......................................................................... 7
2.2.1 Phƣơng pháp hóa lý ................................................................................................ 7
2.2.2 Phƣơng pháp sinh học ............................................................................................ 8
2.2.3. Phƣơng pháp xử lý kim loại nặng bằng thực vật (phytoremediation) ................... 8
2.2.3.1 Định nghĩa ........................................................................................................... 8
2.2.3.2 Cơ chế của việc hấp thu kim loại nặng................................................................ 9
2.2.3.3 Ƣu và nhƣợc điểm của phƣơng pháp sử dụng thực vật trong xử lý ô nhiễm .... 11
2.2.4. Brassica rapa và khả năng xử lý kim loại nặng ................................................... 12
2.2.4.1 Phân loại ............................................................................................................ 12
2.2.4.2 Đặc điểm hình thái............................................................................................. 12
2.2.4.3 Đặc điểm sinh thái ............................................................................................. 12

iv


2.2.5. Giun đất và khả năng xử lý kim loại nặng........................................................... 13
2.2.5.1 Phân loại và phân nhóm .................................................................................... 14
2.2.5.2 Đặc điểm hình thái............................................................................................. 14
2.2.5.3 Đặc điểm cấu tạo ............................................................................................... 15
2.2.5.4 Điều kiện sinh sống ........................................................................................... 16
2.2.5.5 Mối quan hệ giữa giun đất và thực vật .............................................................. 16
2.5. Hệ thống sinh thái đất thu nhỏ (Integrated Soil Microcosms-ISM) ....................... 17
2.5.1 Giới thiệu chung ................................................................................................... 17
2.5.2 Yêu cầu của một hệ sinh thái đất thu nhỏ............................................................. 18
2.5.3 Ƣu điểm của hệ sinh thái đất thu nhỏ ................................................................... 18

2.5.4 Nhƣợc điểm .......................................................................................................... 19
3. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP TIẾN HÀNH ...................................................... 20
3.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu .......................................................................... 20
3.2. Vật liệu thí nghiệm ................................................................................................. 20
3.2.1 Đất và bùn ............................................................................................................. 20
3.2.2 Giun đất ................................................................................................................ 21
3.2.3 Thực vật ................................................................................................................ 21
3.2.4 Hệ thống sinh thái đất thu nhỏ .............................................................................. 22
3.2.5 Hóa chất ................................................................................................................ 22
3.3. Nội dung nghiên cứu .............................................................................................. 23
3.3.1 Khảo sát khả năng hấp thụ chì trong đất của cây họ cải ...................................... 23
3.3.2 Khảo sát khả năng hấp thụ chì của giun đất ....................................................... 236
3.3.3. Khảo sát tác động của chì lên môi trƣờng ........................................................... 26
3.3.4. Xử lý số liệu ........................................................................................................ 29
4. KẾT QUẢ .................................................................................................................. 30
4.1. Khả năng hấp thụ chì của cây họ cải ...................................................................... 30
4.2. Khả năng hấp thụ chì của giun ............................................................................... 34
4.3. Hàm lƣợng chì còn lại trong đất sau thí nghiệm .................................................... 36
4.4.. Tác động của chì lên sinh khối cây, sự sinh trƣởng của giun và sự di chuyễn của
chì vào mạch nƣớc ngầm. .............................................................................................. 39
v


5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊi chứng, đầu vào. ........................................................... 43
5.1. Kết luận................................................................................................................... 43
5.2. Đề nghị. .................................................................................................................. 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 45

vi

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
KLN: Kim loại nặng
EPA: Environmental Protection Agency
USD: đô la Mỹ
ISM: Integrated Soil Microcosms
USEPA:United States Environmental Protection Agency
DTPA: Diethylene Triamine Pentaacetic Acid
TNHH: Trách nhiệm hữu hạn
TP.HCM: Thành phố Hồ Chí Minh
AAS: Atomic Absorption Spectrophotometric
PVC: Polyvinyl clorua
KG: Kilogram
PPM: Parts Per Million (1 phần triệu)

vii


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2.1 Tình hình ô nhiễm chì ở TP.HCM(ppm) ....................................................... 4
Bảng 2.2 Một số loài thực vật có khả năng tích luỹ kim loại nặng cao .......................... 8
Bảng 2.3 Một số loài thực vật cho sinh khối nhanh có thể sử dụng để xử lý kim loại
nặng trong đất .................................................................................................................. 9
Bảng 3.1Mô tả các giai đoạn từ khâu chuẩn bị cho đến phá mẫu................................. 23
Bảng 3.2 Ảnh hƣởng của cây họ cải đến khả năng hấp thụ chì trong đất..................... 25
Bảng 3.3Ảnh hƣởng của cây họ cải đến khả năng hấp thụ chì trong đất...................... 27
Bảng 3.4Đánh giá sự tác động của chì lên môi trƣờng

28

Bảng 4.1Hàm lƣợng chì đƣợc hấp thụ trong cây họ cải

30

Bảng 4.2 Nồng độ chì còn lại trong đất

31

Bảng 4.3Hàm lƣợng chì đƣợc hấp thụ của cây họ cải .................................................. 35
Bảng 4.4Hàm lƣợng chì còn lại trong đất ..................................................................... 35
Bảng 4.5Ảnh hƣởng của chì tới sinh khối cây và nồng độ chì trong nƣớc rỉ ............... 39
Bảng 4.6Ảnh hƣởng của chì tới số lƣợng và sinh khối của giun đất ............................ 40

viii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1Sự hấp thụ, chuyển hóa và đào thải kim loại nặng trong cây ...................... 10
Hình 2.2Sự tích tụ kim loại nặng trong rễ cây

10

Hình 2.3Cây họ cải (Brassica rapa) ........................................................................... 102
Hình 2.4Cấu tạo ngoài của giun đất ............................................................................ 124
Hình 3.1Đất và bùn đƣợc sử dụng làm vật liệu thí nghiệm .......................................... 19
Hình 3.2Giun đất đƣợc thu thập từ trại nuôi bò (Đông Hòa, Dĩ An, Bình Dƣơng) ..... 20
Hình 3.3Hạt giống cây họ cải (B.rapa) nhập từ Úc

21

Hình 3.4Mô hình hệ sinh thái đất thu ........................................................................... 22
Hình 3.5Hệ thống giàn đỡ, mái che .............................................................................. 22
Hình 3.6Sơ đồ bố trí thí nghiệmkhả năng hấp thụ chì trong đất của cây họ cải ........... 25
Hình 3.7 Sơ đồ bố trí các ống PVC .............................................................................. 26
Hình 3.8Hệ thống thu nhận nƣớc rỉ .............................................................................. 29
Hình 4.1Thu nhận mẫu cây ....................................................................................... 2730
Hình 4.2Thu nhận mẫu giun

34

Hình 4.3 Thu nhận mẫu đất .......................................................................................... 36
Hình 4.4Thu nhận nƣớc rỉ vào ống falcon .................................................................... 38
Hình 4.5Nồng độ chì trong nƣớc

41

ix


Chƣơng 1 MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Kim loại nặng là những kim loại có khối lƣợng riêng lớn hơn 5 g/cm3, thƣờng
là những là những nguyên tố chính sau đây: Chì (Pb), Thủy Ngân (Hg), Asen (As),
Cadimi (Cd), Đồng (Cu), Kẽm (Zn) và một số nguyên tố khác. Một số ít kim loại nặng
cần thiết cho sự sống của sinh vật và đƣợc xem là nguyên tố vi lƣợng. Kim loại nặng
trong nƣớc thải của những nhà máy, xí nghiệp, khu đô thị, bùn thải, phân bón, thuốc trừ
sâu, phế thải theo dòng nƣớc lắng tụ lại trong bùn. Cho đến nay ở nƣớc ta vẫn chƣa có
một nhà máy xử lý bùn nào, gần 3000 tấn bùn mỗi ngày của Thành phố Hồ Chí Minh
đƣợc đổ trực tiếp lên những bãi đất trống mà chƣa qua xử lý (Nguồn: Sở tài nguyên
môi trƣờng Thành phố Hồ Chí Minh tháng 5 năm 2007). Nó ảnh hƣởng lớn đến môi

trƣờng, hệ sinh thái trên cạn và dƣới nƣớc, chúng có thể phá hủy cấu trúc đất hoặc di
chuyển xuống dƣới làm ô nhiễm mạch nƣớc ngầm. Đối với con ngƣời và sinh sinh vật,
kim loại nặng sẽ tích tụ trong cơ thể thông qua chuỗi thức ăn và để lại hậu quả nghiêm
trọng khi chúng vƣợt quá giới hạn cho phép.
Đứng trƣớc những yêu cầu đó, toàn thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng
đã có nhiều nghiên cứu để tìm ra phƣơng pháp xử lý bùn thải mà cụ thể là thành phần
kim loại nặng. Loại bỏ kim loại nặng ra khỏi bùn trƣớc khi đổ vào bãi trôn lấp hoặc tận
dung làm phân bón là việc làm quan trọng đòi hỏi phải thực hiện nghiêm túc. Để xử lý
bùn ô nhiễm ngƣời ta thƣờng cố định các chất ô nhiễm bằng hóa học hoặc vật lý, xử lý
nhiệt, trao đổi ion, khử các chất ô nhiễm. Hầu hết các phƣơng pháp này đều tốn nhiều
kinh phí, hạn chế về kỹ thuật và diện tích. Ngày nay, khi khoa học công nghệ phát triển,
vấn đề kim loại nặng quan tâm hơn, đặc biệt là xử lý chúng bằng phƣơng pháp sinh
học. Để giải quyết vấn đề cấp thiết này, đề tài “ Sử dụng mô hình hệ sinh thái đất thu
nhỏ (Integrated Soil Microcosms) để đánh giá tác động môi trường của chì và khả
năng hấp thu chì trong bùn của giun đất (Pontoscolex corethrurus) và cây họ cải
(Brassica rapa) ” đƣợc thực hiện.

1


1.2 Yêu cầu đề tài
Xác định hàm lƣợng chì trong bùn đƣợc hấp thu bởi cây họ cải (Brassica rapa).
Xác định hàm lƣợng chì trong bùn đƣợc hấp thu bởi giun đất (Pontoscolex
corethrurus). Xác định sự hỗ trợ lẫn nhau giữa giun đất và cây họ cải trong việc tăng
khả năng hấp thu chì. Xác định tác động môi trƣờng của chì lên hệ sinh thái bao gồm
ảnh hƣởng đến sự sinh trƣởng và phát triển của giun đất và thực vật cũng nhƣ mạch
nƣớc ngầm.
1.3 Nội dung thực hiện
Thu nhận mẫu đất, mẫu giun và mẫu hạt cây họ cải, bùn nhiễm chì sau đó tiến
hành thí nghiệm khảo sát khả năng hấp thụ chì trong đất của cây họ cải, song song với

thí nghiệm trên khảo sát khả năng hấp thụ chì trong đất của giun. Cuối cùng, khảo sát
sự tác động của chì trong môi trƣờng thông qua sự ảnh hƣởng của chì tới sinh khối của
cây họ cải, giun và sự di chuyển của chì trong đất.

2


Chƣơng 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Tổng quan về chì (Pb)
2.1.1. Tình hình ô nhiễm chì
Hiện nay tình hình ô nhiễm chì đã ở mức báo động, mỗi ngày lƣợng chì thải
vào môi trƣờng là rất lớn. Nguồn ô nhiễm chì đến từ nhiều nguồn khác nhau trong tự
nhiên (1- 3 g/m3, cao nhất 7-9 g/m3) trong công nghiệp sản xuất dầu mỏ, sản xuất pin,
công nghiệp luyện kim, công nghiệp sản xuất hóa chất, khai thác chế biến quặng chì và
các phế liệu có chì, sản xuất sơn pha chì, hàn cắt các hợp kim có chì...Nguồn ô nhiễm
chì trong không khí chủ yếu xuất phát từ việc đốt cháy nhiên liệu xăng chứa chì. Chì
đƣợc trộn thêm trong xăng dƣới dạng Pb(CH3)4 và Pb(C2H5)4 cùng với các chất làm
sạch

1,2 - dicloetan và 1,2 – dibrometan. Chì đƣợc loại thải khỏi khí quyển nhờ vào

quá trình xa lắng khô và ƣớt do đó làm ô nhiễm môi trƣờng đất.
Nhiều vùng trên thế giới đã xác định là bị ô nhiễm kim loại nặng chì (Pb) ở
mức độ cao. Tại Canada, hằng năm ngƣời ta phun thuốc diệt côn trùng trong các vƣờn
cây cà chua với hàm lƣợng Pb là 8,7 kg/ha, làm cho nồng độ chì trong đất bị ô nhiễm
lên đến 14.000 ppm (Mai Trọng Nhuận, 2001). Ở Anh theo kết quả điều tra đất tại 53
thành phố và thị xã cho thấy, ở các điểm khảo sát hầu hết hàm lƣợng chì tổng số trong
đất vƣợt trên 200 ppm, ở nhiều vùng công nghiệp đã vƣợt quá 500 ppm, trong khi hàm
lƣợng chì trong tiêu chuẩn đất bình thƣờng không bị nhiễm bẩn phải < 100 ppm (Lê
Văn Khoa, 2000).

Ở Mỹ, hiện có hơn 217.000 điểm cần phải xử lý, trong đó trên 10.000 điểm bị
ô nhiễm KLN và nhiều điểm bị ô nhiễm với nồng độ rất cao. Ngoài ra, nơi diễn ra hoạt
động tái chế pin, xƣởng đúc với các hoạt động nấu kim loại, làm ô nhiễm chì nghiêm
trọng. Tổng lƣợng chì trung bình là 55.480 ppm và có thể đạt mức tối đa 140.500 ppm
(EPA, 2000). Ở Bayonne, New Jersey có nhà máy chế tạo cáp thì nồng độ chì trong đất
bề mặt (0 - 15 cm) trung bình là 2.055 ppm, thay đổi từ 1.000 tới 6.500 ppm. Ở lớp đất
sâu hơn (15 - 30 cm) nồng độ chì thấp hơn thay đổi từ 780 đến 2.100 ppm, nồng độ
trung bình là 1.280 ppm. Ở lớp đất sâu hơn (30 - 45 cm) nồng độ chì thay đổi từ 280
3


đến 8.800 ppm. Ở Việt Nam, hiện nay có 150 khu chế xuất - khu công nghiệp, dự kiến
tới năm 2015 tăng thêm 100 khu công nghiệp mới. Đồng thời những cơ sở sản xuất tự
phát quy mô hộ gia đình mọc lên càng nhiều. Do trình độ, trang thiết bị xử lý chất thải
cũng nhƣ ý thức còn kém dẫn đến tình trạng ô nhiễm kim loại nặng ngày càng gia tăng.
Với việc hình thành 8 khu kinh tế đang đặt ra môt yêu cầu là giải quyết vần đề ô nhiễm
môi trƣờng.
Bảng 2.1 Tình hình ô nhiễm chì ở Thành Phố Hồ Chí Minh
Địa điểm

Hàm lƣợng chì (ppm)

Nhà máy Pin Acquy Đồng Nai

10.900

Bến xe An Sƣơng

217

Xa cảng Miền Tây

770

Bùn cống đƣờng Cách Mạng Tháng 8

200

Bến xe tải Miền Tây

188

Vòng xoay Phú Lâm

46

Trục đƣờng quốc lộ I (Từ Phú Lâm đi Long An)

76
(Diệp Thị Mỹ Hạnh, 2007)

Ngoài ra theo kiểm tra năm 1992, khu công nghiệp Biên Hòa 1 thuộc tỉnh Đồng
Nai đã thải ra sông Đồng Nai lƣợng nƣớc thải chƣa qua xử lý là 30.420 m3 làm ảnh
hƣởng nghiêm trọng tới môi trƣờng nƣớc và nhiều hộ gia đình xung quanh, theo ƣớc
tính khoảng 10.000 USD/năm.
Ở Hà Nội với 318 cơ sở công nhiệp, 5 khu kinh tế trọng điểm. Tuy nhiên do
hình thành lâu, cơ sở hạ tầng và trang thiết bị cũ kỹ nên việc xử lý chất thải trƣớc khi
đƣa ra môi trƣờng chƣa đạt hiệu quả cao, cần nhiều bất cập.
Đứng trƣớc tình gia tăng chóng mặt của phƣơng tiện giao thông, dù đã cấm sử
dụng xăng pha chì nhƣng việc lƣu hành trái phép xăng pha chì đã đƣa hàm lƣợng chì

trong không khí lên mức 1 µl/m3. Dù chƣa vƣợt qua mức cho phép của Việt Nam 1,5
µl/m3 nhƣng nó đã đặt ra những lo ngại trong tƣơng lai. Bên cạnh đó còn một nguồn
gây ô nhiễm kim loại nặng đang làm đau đầu các nhà môi trƣờng hiện nay là lƣợng lớn

4


kim loại nặng (đặc biệt là chì) chứa trong bùn thải từ các nhà máy, xí nghiệp, cơ sở sản
xuất nhỏ lẻ, hộ gia đình...Theo báo cáo của Sở Tài nguyên môi trƣờng TP.HCM cho
biết, trung bình mỗi ngày thành phố có gần 3000 tấn bùn thải (gồm khoảng 2000 tấn
bùn từ việc nạo vét kênh rạch và làm vệ sinh mạng lƣới thoát nƣớc, 250 tấn bùn từ các
khu công nghiệp, các nhà máy lớn và trên 500 tấn bùn từ nạo vét cống và rút hầm
cầu...) nhƣng không đƣợc xử lý, tái chế. Bùn thải này đã ảnh hƣởng đến môi trƣờng
xung quanh, gây ô nhiễm không khí và nhất là thẩm thấu kim loại nặng làm ô nhiễm
ngƣồn nuớc ngầm, nƣớc mặt dẫn đến chất lƣợng nguồn nuớc bị suy giảm.
Đứng trƣớc tình hình ô nhiễm kim loại nặng trong bùn thải nói riêng và ô
nhiễm môi trƣờng nói chung hiện nay cần có phải có các giải pháp khoa học để giải
quyết nhanh chóng và triệt để tình hình ô nhiễm trên. Trong đó phƣơng pháp xử lý kim
loại nặng bằng thực vật và giun đất đang đƣợc nghiên cứu ở nhiều nƣớc trên thế giới và
Việt Nam và đang hứa hẹn sẽ là một giải pháp có nhiều ƣu điểm vƣợt trội, thân thiện
với môi trƣờng.
2.1.2. Tính chất hóa lý của chì
Chì là kim loại nặng (M=207,1, d=11,3 g/cm3) có màu xám nhạt, nóng chảy ở
nhiệt độ 2730C và sôi ở 17440C. Mềm dễ cắt và dễ định hình, có độ linh động kém, thời
gian bán hủy trong đất là từ 800 - 6000 năm, dẫn điện kém và khá độc. Các dạng oxy
hóa khác nhau của chì dễ dàng bị khử thành kim loại. Ví dụ nhƣ khi nung PbO với các
chất khử hữu cơ nhƣ glucose. Một hỗn hợp ôxít và sulfua chì nung cùng nhau cũng tạo
thành kim loại.
2PbO + PbS → 3Pb + SO2
Chì kim loại chỉ bị oxy hóa ở bề ngoài trong không khí tạo thành một lớp chì

oxit mỏng, chính lớp oxit này lại là lớp bảo vệ chì không bị oxy hóa tiếp. Chì kim loại
không phản ứng với các axit sulfuric hoặc clohydric. Nó hòa tan trong axit nitric giải
phóng khí oxit nito và tạo thành dung dịch chứa Pb(NO3)2.
3Pb + 8H+ + 8NO3- → 3Pb2+ + 6NO3- + 2NO + 4H2O
Khi nung với các nitrat của kim loại kiềm, chì bị oxy hóa thành PbO và kim
loại kiềm nitrat. PbO đặc trƣng cho mức oxy hóa +2 của chì. Nó hòa tan trong axit nitric
và acetic tạo thành các dung dịch có khả năng kết tủa các muối của chì sulfat, cromat,
5


cacbonat (PbCO3), và Pb3(OH)2(CO3)2. Chì sulfua cũng có thể đƣợc kết tủa từ các dung
dịch acetat. Các muối này đều rất kém hòa tan trong nƣớc. Trong số các muối halua,
iodua là ít hòa tan hơn bromua và bromua ít hòa tan hơn clorua.
Chì (II) oxit cũng hòa tan trong các dung dịch hydroxit kim loại kiềm để tạo
thành muối plumbit tƣơng ứng.
PbO + 2OH− + H2O → Pb(OH)42Clo hóa các dung dịch muối trên sẽ tạo ra chì có trạng thái ôxi hóa +4.
Pb(OH)42- + Cl2 → PbO2 + 2Cl− + 2H2O
Chì dioxit là một chất ôxi hóa mạnh. Muối clo ở trạng thái oxy hóa này khó
đƣợc tạo ra và dễ bị phân hủy thành chì (II) clorua và khí clo. Muối iodua và bromua
của chì (IV) không tồn tại. Chì dioxit hòa tan trong các dung dịch hydroxit kim loại
kiềm để tạo ra các muối plumbat tƣơng ứng.
PbO2 + 2OH− + 2H2O → Pb(OH)62Chì cũng có trạng thái ôxi hóa trộn lẫn giữa Pb+2 và Pb+4, đó là chì đỏ (Pb3O4).
Chì dễ dàng tạo thành hợp kim đồng mol với kim loại natri, hợp kim này phản ứng với
các alkyl halua tạo thành các hợp chất hữu cơ kim loại của chì nhƣ tetraethyl chì
(www.wikipedia.org/wiki/).
2.1.3 Tác hại và ảnh hƣởng của chì
Chì là một kim loại độc có thể gây tổn hại cho hệ thần kinh, đặc biệt là ở trẻ
em và có thể gây ra các chứng rối loạn não và máu. Ngộ độc chì chủ yếu từ đƣờng thức
ăn hoặc nƣớc uống có nhiễm chì; nhƣng cũng có thể xảy ra sau khi vô tình nuốt phải
các loại đất hoặc bụi nhiễm chì hoặc sơn gốc chì (www.atsdr.cdc.gov/tfacts71.pdf).

Tiếp xúc lâu ngày với chì hoặc các muối của nó hoặc các chất oxy hóa mạnh nhƣ PbO2
có thể gây bệnh thận, và các cơn đau bất thƣớng giống nhƣ đau bụng. Đối với phụ nữ
mang thai, khi tiếp xúc với chì ở mức cao có thể bị xẩy thai. Tiếp xúc lâu dài và liên tục
với chì làm giảm khả năng sinh sản ở nam giới.
Các muối chì đƣợc sử dụng trong men gốm đôi khi gây ngộ độc, khi các nƣớc
uống có tính axit nhƣ nƣớc ép trái cây, đã làm rò rĩ các ion chì ra khỏi men. Chì (II)
acetat đã từng đƣợc đế quốc La Mã sử dụng để làm cho rƣợu ngọt hơn, và một số ngƣời

6


xem đây là nguyên nhân của chứng mất trí của một số hoàng đế La Mã (Angier và
Natalie, 2010).
Chì làm ô nhiễm đất cũng là một vấn đề cần quan tâm, vì chì có mặt trong các
mỏ tự nhiên và cũng có thể đi vào đất thông qua sự rò rĩ từ xăng của các bồn chứa dƣới
mặt đất hoặc các dòng nƣớc thải của sơn chứa chì hoặc từ các nguồn của các ngành
công nghiệp sử dụng chì. Chì trong không khí có thể bị hít vào hoặc ăn sau khi nó lắng
đọng. Nó bị hấp thụ nhanh chóng vào máu và đƣợc tin là có ảnh hƣởng đến hệ thần
kinh trung ƣơng, tim mạch, thận, và hệ miễn dịch (Bergeson và Lynn L, 2008).
Đặc điểm sinh hóa của ngộ độc chì: Trong cơ thể ngƣời, chì ức chế tổng hợp
porphobilinogen synthase và ferrochelatase, chống lại sự hình thành cả hai chất
porphobilinogen và kết hợp với sắt tạo thành protoporphyrin IX, giai đoạn cuối cùng
trong sự tổng hợp heme. Quá trình này làm cho sự tổng hợp heme không hiệu quả và
sau đó làm microcytic anemia (Cohen và Alan R, 1981). Ở các mức thấp hơn, nó có vai
trò tƣơng tự nhƣ canxi, can thiệp vào các kênh ion trong quá trình truyền dẫn thần kinh.
Đây là một trong những cơ chế mà theo đó nó can thiệp vào nhận thức.
2.1.4 Các con đƣờng xâm nhập của chì vào cơ thể
Chì có thể xâm nhập vào cơ thể theo những con đƣờng khác nhau nhƣ hô hấp
(hít phải bụi chì và hơi chì), ăn uống (khi tay dính, ăn các loại thực phẩm có chứa chì)
hay qua vết thƣơng, các vết xây xát ở da.

2.2. Các phƣơng pháp xử lý ô nhiễm chì
2.2.1 Phƣơng pháp hóa lý
- Biện pháp vật lý: Sử dụng các lực vật lý tác động vào môi trƣờng đất làm thay
đổi cấu trúc của các chất ô nhiễm nhƣng không làm thay đổi bản chất hóa học.
- Biện pháp hóa học: Làm thay đổi tính chất của chất ô nhiễm, biến chúng
thành dạng ít ô nhiễm hơn.
- Phƣơng pháp hóa lý: Trao đổi ion, cố định chất ô nhiễm. Thủy tinh hóa
(vitrication), lấp đất (landfilling), oxy hóa, nung đất (incineration).

7


2.2.2. Phƣơng pháp sinh học
Dùng các đối tƣợng sinh học nhƣ: nấm hay thực vật để hấp thu, phân hủy các
chất ô nhiễm, sử dụng vi sinh vật phân hủy các chất ô nhiễm bằng cách cung cấp đầy
đủ chất dinh dƣỡng và không khí cho chúng.
2.2.3. Phƣơng pháp xử lý kim loại nặng bằng thực vật (phytoremediation)
2.2.3.1 Định nghĩa
Phytoremediation (Phyto: thực vật, Remediation: cải tạo) là phƣơng pháp sử
dụng thực vật để cải tạo môi trƣờng bị ô nhiễm. Phƣơng pháp này đƣợc áp dụng đối với
các trƣờng hợp bị ô nhiễm kim loại nặng từ năm 1983. Thực vật sống trên đất hấp thu
các chất có trong đất trong đó bao gồm cả kim loại nặng. Trong số đó có những loài đặc
biệt có khả năng tồn tại và hấp thu, tích lũy kim loại nặng nói chung và chì nói riêng
với nồng độ rất cao.
Bảng 2.2 Một số loài thực vật có khả năng tích luỹ kim loại nặng cao
Tên loài
Arabidopsis halleri

Nồng độ kim loại tích luỹ
trong thân cây ( g/g trọng

lƣợng khô)

Tác giả và năm công bố

13.600 Zn

Ernst, 1968

Thlaspi caerulescens

10.300 Zn

Ernst, 1982

Thlaspi caerulescens

12.000 Cd

Mádico, 1992

Thlaspi rotundifolium

8.200 Pb

Reeves và Brooks, 1983

Minuartia verna

11.000 Pb

Ernst, 1974

Thlaspi geosingense

12.000 Ni

Reeves và Brooks, 1983

Alyssum bertholonii

13.400 Ni

Brooks và Radford, 1978

Alyssum pintodasilvae

9.000 Ni

Brooks và Radford, 1978

Berkheya codii

11.600 Ni

Brooks, 1998

Psychotria douarrei

47.500 Ni

Baker, 1985

Miconia lutescens

6.800 Al

Bech, 1997

Melastoma malabathricum

10.000 Al

Watanabe, 1998

(Cardaminopsis halleri)

(Nguồn: Barceló J và Poschenrieder, 2003)

8


Dựa vào tính chất đó ngƣời ta đã phát triển một phƣơng pháp mới để giải quyết
vấn đề ô nhiễm chì nói riêng và KLN nói chung trong đất đó là dùng thực vật có khả
năng hấp thu KLN với nồng độ cao để giải nhiễm KLN trong đất.
Bảng 2.3 Một số loài thực vật cho sinh khối nhanh có thể sử dụng để xử lý kim loại
nặng trong đất
Khả năng xử lý

Tên loài

Tác giả và năm công bố

Salix

KLN trong đất, nƣớc

Populus

Ni trong đất, nƣớc và nƣớc Punshon và Adriano, 2003

Greger và Landberg, 1999

ngầm
Brassica napus, B. Juncea, Chất phóng xạ, KLN, Se
B. Nigra

trong đất

Cannabis sativa

Chất phóng xạ, Cd trong

Banuelosl, 1997

đất
Helianthus

Brown, 1996 và

Pb, Cd trong đất

Ostwald, 2000
EPA, 2000 và Elkatib,
2001

Typha sp.

Mn, Cu, Se trong nƣớc

Horne, 2000

thải mỏ khoáng sản
Phragmites australis

KLN trong chất thải mỏ

Massacci, 2001

khoáng sản
Glyceria fluitans

KLN trong chất thải mỏ

MacCabe và Otte, 2000

khoáng sản
Lemna minor

KLN trong nƣớc

Zayed, 1998

(Nguồn: Barceló J và Poschenrieder, 2003)
2.2.3.2 Cơ chế của việc hấp thu kim loại nặng
Thực vật hấp thu kim loại nặng qua bộ rễ hút hoặc qua lá nhƣng qua rễ là chủ
yếu. Kim loại nặng đƣợc hút vào rễ theo chênh lệch nồng độ giữa bên trong và bên ngoài
màng tế bào. Tuy nhiên có nhiều giả thuyết liên quan đến khả năng xử lý kim loại nặng
của thực vật. 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 hoà tan,
chất không độc hoặc là phức hợp hữu cơ - kim loại đƣợc chuyển đến các bộ phận của tế
9


bào có các hoạt động trao đổi chất thấp (thành tế bào, không bào), ở đây chúng đƣợc tích
luỹ ở dạng các hợp chất hữu cơ hoặc vô cơ bền vững. 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 đƣợc
loại bỏ qua lá khô, rữa trôi qua biểu bì hoặc bị đốt cháy. 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 (cơ chế hấp thụ Ni trong loại đất serpentin). 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 đƣợc nghiên cứu (Barceló J và
Poschenrieder, 2003; Jerald L.Schnoor, 2002; Saxena, 1999).
Kim loại nặng đƣợc cây hấp thụ và tích lũy trong các bộ phận của cây nhƣ lá,
thân, rễ. Sau đó đƣợc loại bỏ qua lá khô, rửa trôi qua biểu bì hoặc đốt cháy và kim loại
nặng đƣợc thu nhận trở lại.

B

A

C

Hình 2.1 Sự hấp thụ, chuyển hóa và đào thải kim loại nặng trong cây. A: kim loại nặng
đƣợc hấp thụ qua rễ; B: kim loại nặng tích lũy ở các bộ phận của cây; C: loại bỏ kim
loại nặng bằng cách thu nhận sinh khối và xử lý mẫu cây.
(Nguồn: www.metrojacksonville.com/.../2010-jun-sunfl... - Hoa Kỳ).

Hình 2.2 Sự tích tụ kim loại nặng trong rễ cây

10


Thực vật cố định kim loại nặng trong vùng rễ nhờ cơ chế hấp thụ hoặc kết tủa.
Quá trình làm giảm khả năng linh động của kim loại, ngăn chặn ô nhiễm nƣớc ngầm và
giảm hàm lƣợng kim loại nặng khuếch tán vào trong các chuỗi thức ăn.
2.2.3.3 Ƣu và nhƣợc điểm của phƣơng pháp sử dụng thực vật trong xử lý ô nhiễm
 Ƣu điểm: Ƣu điểm lớn nhất của phƣơng pháp này là ít tốn kém và thân thiện
với môi trƣờng. Khi so sánh về chi phí thì sử dụng thực vật chỉ tốn khoảng 60.000 đến
100.000 USD/một mẫu Anh so với 400.000 khi sử dụng phƣơng pháp đào bỏ truyền
thống. Sử dụng thực vật không cần đến các thiết bị đắc tiền và kỹ thuật cao. Nó có thể
đƣợc áp dụng tại chỗ hoặc tập trung trên một diện rộng và liên tục. Ƣu điểm khi áp
dụng tại nơi ô nhiễm là không gây xáo trộn cấu trúc đất và môi trƣờng xung quanh và
giảm thiểu sự phát tán các chất ô nhiễm do đào xới hoặc di chuyển. Có thể nói việc sử
dụng thực vật không chỉ làm sạch môi trƣờng mà còn đem lại vẻ mỹ quan và bầu không
khí trong lành và mang lại thiện cảm cho ngƣời dân.
 Nhƣợc điểm: Ngoài những ƣu điểm kể trên, việc sử dụng thực vật trong xử
lý ô nhiễm cũng có một số nhƣợc điểm, đó là sự giới hạn do kích thƣớc của bộ rễ. Việc
xử lý sẽ không triệt để bởi vì độ dài của bộ rễ chỉ tới một mức nào đó. Vì vậy chất gây
ô nhiễm ở các tầng đất sâu khó bị loại bỏ. Ngoài ra thời gian xử lý cũng là một yếu
điểm. Bởi lẽ có thể mất vài năm để xử lý một khu vực bị ô nhiễm và các chất ô nhiễm

cũng không đƣợc loại bỏ hoàn toàn. Bên cạnh đó việc sử dụng các loài thực vật theo
định hƣớng không phải loài bản địa sẽ làm ảnh hƣởng đến sự đa dạng sinh học. Nguy
cơ thực vật bị các loài hoang dã ăn cũng đáng lo ngại, vì nhƣ thế vô tình làm phát tán
chất ô nhiễm theo chuỗi thức ăn. Chƣa hết, việc thu hoạch, lƣu trữ và loại thải cũng cần
đƣợc lƣu ý bởi vì lƣợng sinh khối đƣợc tạo ra là tƣơng đối lớn. Cuối cùng ảnh hƣởng
của thời tiết bất lợi giới hạn sự sinh trƣởng và sinh khối và do đó làm giảm hiệu quả
của quá trình xử lý.

11


2.2.4. Cây họ cải (Brassica rapa) và khả năng xử lý kim loại nặng
2.2.4.1 Phân loại cây họ cải (Brassica
rapa)
Giới: Plantae
Lớp: Eudicots
Bộ: Brassicales
Họ: Brassicaceae
Chi: Brassica
Loài: B. rapa
Hình 2.3 Cây họ cải (Brassica
rapa)
(Nguồn: www.wikipedia.org)

2.2.4.2. Đặc điểm hình thái cây họ cải
Cây họ cải có lá màu xanh, bề mặt bóng hoặc có lông thƣa khi còn bé và lá ở
trên siết chặt phần thân. Thân cây có phân nhánh, mặc dù độ phân nhánh tùy thuộc vào
từng nhóm cây (về sinh học), giống cây và điều kiện môi trƣờng. Sự phân nhánh bắt
nguồn từ lá cao nhất của thân và kết thúc ở cụm hoa. Các lá phía dƣời có răng thƣa
hoặc là lá chét và có cuống, trong khi các lá cao hơn không có cuống, gắn liền và có

hình mũi mác thuôn dài, các bông hoa có màu vàng nhạt, mọc tập trung ở trên đỉnh với
các hoa nở trên đầu của nụ và hƣớng lên trên từ phần đài hoa (Canada Food Inspection
Agency, 1999).
2.2.4.3 Đặc điểm sinh thái cây họ cải
Cây họ cải là một cây trồng mùa lạnh. Nó chấp nhận, và thích nghi tốt trong
một loạt các điều kiện đất đai, độ ẩm cho khả năng sinh sản tốt. Nhiệt độ không khí và
đất ảnh hƣởng sự tăng trƣởng và năng suất của cây cải dầu. Nhiệt độ tối ƣu cho tăng
trƣởng và phát triển tối đa là chỉ hơn 20oC, cây phát triển đƣợc trong khoảng từ 12oC và
thấp hơn 30oC. Sau khi mọc, cây giống thích nhiệt độ tƣơng đối mát mẻ để ra hoa, nhiệt
độ cao sẽ đẩy nhanh sự phát triển hoa, giảm thời gian từ khi ra hoa đến khi trƣởng
thành. Cây thƣờng trƣởng thành sinh lý khi 30 - 50% của các hạt trên cây đã bắt đầu

12


chuyển từ màu xanh sang màu nâu hoặc màu vàng. Hạt giống trƣởng thành khi tất cả
các hạt giống đã biến màu.
Cây họ cải là một loài thực vật có môi trƣờng có khả năng thích nghi với nhiều
kiểu môi trƣờng .Trong hệ sinh thái tự nhiên loài này có thể đƣợc coi là loài chiếm ƣu
thế, tức là một loài thực vật đầu tiên tận dụng lợi thế của đất bị xáo trộn, nơi nó sẽ cạnh
tranh với thực vật các loại tƣơng tự để chiếm không gian. Ngay cả khi môi trƣờng sống
đang bị xáo trộn một cách thƣờng xuyên, chẳng hạn nhƣ trên mép vách đá, cạnh sông
và các cạnh của con đƣờng của động vật, quần thể các loại thực vật này sẽ trở thành
loài trung chuyển để hình thành hệ sinh thái đỉnh cao nhƣ cây lâu năm cỏ trên thảo
nguyên và các loài cây và cây bụi lâu năm trong rừng.
Tiềm năng cho cây họ cải trở thành một loài chiếm ƣu thế trong môi trƣờng sống
bị xáo trộn, chẳng hạn nhƣ lề đƣờng, các trang khu vực công nghiệp, nơi chất thải, và
vùng đất cây trồng. Khả năng của cây họ cải cạnh tranh không gian với cây bản địa
đúng nghĩa sẽ dẫn đến việc nó sẽ trở thành chiếm ƣu thế trong một khu vực cụ thể. Và
nó cũng thích nghi của các điều kiện khí hậu, đất, của khu vực đó (Canada Food

Inspection Agency, 1999).
2.2.5. Giun đất (Pontoscolex corethrurus) và khả năng xử lý kim loại nặng
Sử dụng giun đất để xử lý ô nhiễm kim loại nặng là một khuynh hƣớng mới,
hiệu quả và rất dễ tiến hành (Hand, 1988). So với phƣơng pháp đào bỏ thì phƣơng pháp
này tiết kiệm hơn một nửa một nữa kinh phí (từ 5000 – 10.000 USD/ha so với 10.000 15,000 USD/ha). Nguyên nhân là: (1) giun đất sinh sản rất nhanh, trong vòng 3 tháng
có thể tạo ra một quần thể giun với số lƣợng từ 0,2 đến 1 triệu giun trên một ha đất ô
nhiễm. (2) Giun đất có khả năng chịu đựng và hấp thu rất lớn các chất ô nhiễm nhƣ kim
loại nặng và các chất hữu cơ (Ireland, 1970). Năm 2006 Contreras-Ramos và cộng sự
đã ghi nhận khả năng xử lý kim loại nặng trong bùn thải, cụ thể trong 2 tháng, hàm
lƣợng các kim loại nặng nhƣ crôm (Cr), đồng (Cu), kẽm (Zn) và chì (Pb) giảm xuống
mức giới hạn quy định bởi cơ quan bảo vệ môi trƣờng của Mỹ (USEPA). Ngoài ra giun
đất còn có khả năng ức chế hoạt động của các tác nhân gây bệnh nhƣ salmonella. Đây
là một chỉ tiêu rất quan trọng trong việc đánh giá chất lƣợng của bùn thải trƣớc khi
đƣợc áp dụng làm phân bón. Và trên hết là giun đất có khả năng hấp thu các kim loại
13


nặng mà không thể trao đổi qua màng tế bào đƣợc. Chúng biến đổi kim loại nặng thành
một dạng khác, dễ dàng hơn cho thực vật hấp thu.
Giun đất là tên thông thƣờng của các thành viên lớn nhất của phân lớp
Oligochaeta (thuộc một lớp hoặc phân lớp tùy theo tác giả phân loại) trong ngành
Annelida. Chúng thƣờng sống ở những khu vực đất ẩm ƣớt có nhiều mùn hữu cơ. Giun
đất có vai trò to lớn đối với ngành nông nghiệp do chúng làm đất tơi xốp và tăng độ phì
nhiêu của đất. Giun đất còn là thức ăn cho gia súc và gia cầm. Hình dạng ngoài gồm
nhiều đốt, đầu gần với đai sinh dục, xung quanh mỗi đốt có các vòng tơ kết hợp vói sự
co dãn cơ thể giúp giun đất di chuyển.
2.2.5.1. Phân loại và phân nhóm
Ngành: Annelida; Lớp: Clitellata; Bộ: Haplotaxida; Họ: Glossoscolecidae; Chi:
Pontoscolex; Loài: Pontoscolex corethrurus (www.clitallata.lifedesks.org). Giun đất là
một loài động vật bậc thấp, tùy theo đặc điểm sống và dinh dƣỡng giun đất đƣợc xếp

thành các nhóm khác nhau:
Nhóm epigenic: Đây là nhóm sống ở tầng thảm mặt đất, chỉ sống ở bề mặt và ăn
thảm vụn thực vật. Loài này chuyển hóa đất rất ít.
Nhóm endogenic: Nhóm này sống ở tầng đất giữa có độ sâu khoảng 5,08-7,62
cm trong đất. Đây là nhóm có hoạt động rất có lợi cho đất, chúng tạo thành những
đƣờng hang trong đất làm cho đất thoáng khí, tơi xốp hơn.
Nhóm anecic: Nhóm này sống ở tầng sâu của đất từ 1,5-1,83 m. Chúng có thể ăn
và chuyển hóa chất tƣơng tự nhƣ nhóm endogenic (David Ernst, 1995).
2.2.5.2 Đặc điểm hình thái giun đất

Phần đuôi

Cơ thể dài đối xứng hai bên,
thon hai đầu, phần đầu có miệng,

Phần đầu

hậu môn ở phía đuôi. Phân nhiều đốt,
mỗi đốt có vòng tơ (chi bên).

Đai sinh dục

Chất nhầy giúp cho da trơn.
Có đai sinh dục và lỗ sinh dục.

Hình 2.4 Cấu tạo ngoài của giun đất
14