Dự thảo tóm tắt Luận án Tiến sĩ Khoa học môi trường: Nghiên cứu, đánh giá thực trạng ô nhiễm kim loại nặng trong đất vùng chuyên canh rau Đông Nam Bộ và biện pháp xử lý bằng thực vật

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

NGUYỄN MINH HƢNG

NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG
TRONG ĐẤT VÙNG CHUYÊN CANH RAU
ĐÔNG NAM BỘ VÀ BIỆN PHÁP XỬ LÝ BẰNG THỰC VẬT

Chuyên ngành: Môi trường đất và nước
Mã số: 62440303

DỰ THẢO TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG

Hà Nội, 2018


Cơng trình được hồn thành tại:
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên

Người hướng dẫn khoa học:
PGS.TSKH. Nguyễn Xuân Hải
TS. Bùi Thị Ngọc Dung
Phản biện: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Phản biện: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Phản biện: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng cấp Đại học Quốc gia chấm luận
án tiến sĩ họp tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
vào hồi

giờ

ngày

tháng

năm 20...

Có thể tìm hiểu luận án tại:
- Thư viện Quốc gia Việt Nam;
- Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội

1


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Nhu cầu về rau quả ngày càng cao trong nước và quốc tế, đã
thúc đẩy ngành sản xuất rau quả của Việt Nam phát triển mạnh với tốc
độ nhanh. Chỉ trong 10 năm gần đây, cả nước diện tích rau tăng từ 635,1
nghìn ha lên 900 nghìn ha, sản lượng tăng lên tương ứng 15 triệu tấn.
Vùng Đông Nam Bộ là vùng rau lớn của nước ta, đây là nơi
cung cấp rau quả chính cho các thành phố lớn của khu kinh tế trọng
điểm phía Nam năm 2014 diện tích rau là 60,7 nghìn ha, sản lượng
1.021,3 nghìn tấn.
Cùng với sự phát triển không ngừng của các ngành công nghiệp,
dịch vụ, nông nghiệp thì quy mơ và cường độ ơ nhiễm KLN cũng ngày
càng gia tăng. Do đó, việc nghiên cứu, tìm kiếm các phương pháp xử lý
kim loại nặng trong đất, góp phần cải tạo ô nhiễm môi trường đất là hết
sức cần thiết nhất là khi xu thế tài nguyên đất trên thế giới đang bị suy

giảm nhanh chóng về diện tích và chất lượng, đe doạ đến an tồn lương
thực và sự phát triển bền vững.
Hiện nay trên thế giới và Việt Nam đã áp dụng nhiều các
phương pháp khác nhau nhằm xử lý KLN trong đất, tuy nhiên, các
phương pháp này đều có chi phí cao, chỉ phù hợp tiến hành với quy mơ
nhỏ trong khi tình trạng ơ nhiễm đất lại xảy ra trên diện rộng, không
những thế một số phương pháp cịn có thể làm phát sinh các chất ơ
nhiễm mới trong đất. Do đó, hiệu quả của việc áp dụng các phương pháp
trên là chưa hiệu quả.
Vì vậy, việc thực hiện đề tài: “Nghiên cứu, đánh giá thực trạng
ô nhiễm kim loại nặng trong đất vùng chuyên canh rau Đông Nam Bộ và
biện pháp xử lý bằng thực vật” là hết sức cần thiết nhằm góp phần xác
định cơ sở khoa học và thực tiễn cho việc phát triển và ứng dụng cơ chế
của công nghệ thực vật và VSV xử lý ô nhiễm KLN trong đất – công
nghệ được đánh giá rất cao ở các nước phát triển, nhưng đang còn khá
mới mẻ ở Việt Nam.
2. Mục tiêu của đề tài
2.1. Mục tiêu chung
- Góp phần xây dựng được cơ sở khoa học áp dụng các biện pháp
sinh học xử lý ô nhiễm KLN (As, Cd, Pb, Hg) trong đất;
2


- Nâng cao chất lượng sản phẩm rau, bảo vệ sức khoẻ người tiêu
dùng và người trồng rau ở vùng chuyên canh rau ĐNB.
2.2. Mục tiêu cụ thể
- Xác định được lồi thực vật có khả năng tích lũy, chuyển hóa
KLN (As, Cd, Pb, Hg), giảm thiểu ơ nhiễm KLN trong đất;
- Xây dựng quy trình ứng dụng biện pháp thực vật giảm thiểu ô
nhiễm KLN cho đất trồng rau tại một số vùng chuyên canh ở ĐNB;

- Xây dựng được mơ hình ứng dụng thực vật (biện pháp sinh học)
giảm thiểu ô nhiễm KLN cho đất trồng rau tại một số vùng chuyên
canh ở ĐNB.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học
- Đã bổ sung và góp phần bổ sung, hồn thiện danh mục các lồi
thực vật có khả năng hấp thụ KLN cao;
- Đã góp phần xây dựng được cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu
và ứng dụng công nghệ sinh học xử lý ô nhiễm KLN trong đất,
nước vùng chuyên canh rau ở ĐNB bằng biện pháp xử lý thực vật.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Luận án đã đánh giá được thực trạng ô nhiễm KLN trong đất
vùng chuyên canh rau ĐNB, và đưa ra được giải pháp kỹ thuật sinh học
xử lý ô nhiễm KLN bằng biện pháp xử lý bằng thực vật.
4. Những đóng góp mới của đề tài
- Tuyển chọn được một số thực vật đa mục đích có khả năng hút
thu, tích lũy KLN cao, từ đó chọn được chọn 2 lồi thực vật trên cạn là
Đậu bắp và Dọc mùng; 1 loài thực vật sống dưới nước là Kèo nèo có khả
năng hút thu KLN cao vừa có giá trị làm thực phẩm. Đã đưa ra quy trình
cơng nghệ sinh học (sử dụng thực vật, kết hợp thực với VSV) giảm thiểu
ô nhiễm KLN trong đất trồng rau, hướng tới sản xuất ra an toàn.
- Đã tính tốn được khả năng hồi phục của đất trở về như môi
trường nền ban đầu, khi áp dụng các cây trồng đa mục đích hấp thu KLN
thì thời gian phục hồi nhanh nhất từ 4-6 năm, chậm nhất từ 41-50 năm
tùy thuộc từng đối tượng nghiên cứu.
CHƢƠNG I. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.4. Các kết quả nghiên cứu ở nƣớc ngoài
1.4.1. Các phương pháp xử lý ô nhiễm đất bằng biện pháp sinh học
3

*Phƣơng pháp ủ thành đống:
Phương pháp này thường sử dụng để xử lý đất ô nhiễm chất hữu
cơ. Nguyên tắc cơ bản của phương pháp là phân hủy chất ô nhiễm bằng
cách ủ đống nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân giải hảo khí tự
nhiên. Có các kiểu ủ đống như sau:
- Ủ thành phân (composting):
Đất đào lên được rải thành luống hay đánh đống đều đặn với chu
vi mỗi đống ủ vài mét, cao khoảng 1 m. Để thúc đẩy quá trình phân hủy
thường trộn thêm vào đất chất hữu cơ thô nhằm giúp cung cấp thêm chất
dinh dưỡng cần thiết cho vi sinh vật. (Jennifer Goetz, 2002).
- Làm đất như có canh tác (land farming):
Đất ơ nhiễm được rải đều trên một mặt phẳng lớn thành lớp dày
khoảng vài chục cm, để tránh nguy cơ ô nhiễm cho khu vực xử lý công
việc này thường được tiến hành trên bề mặt không thấm nước. Rải chất
dinh dưỡng đều khắp bề mặt và trộn đều vào đất. Tiến hành đảo khối đất
định kỳ nhằm đảm bảo tính thống khí. (Jennifer Goetz, 2002).
- Phương pháp gị sinh học (biopile):
Đất ô nhiễm được đào lên và trải trên một bề mặt không thấm,
hơi dốc. Đống vật liệu được ủ cao vài mét được đắp kiểu sườn dốc.
Quanh đống có hệ thống rãnh thu hồi chất lỏng chảy ra từ đống ủ và
chảy tràn trên mặt. Toàn bộ khu ủ được phủ lớp chất dẻo để cách ly với
bên ngoài. (Jennifer Goetz, 2002).
* Xử lý tại chỗ trên quy mô hẹp "in situ":
Xử lý sinh học trong quy mô hẹp thường được ứng dụng cho
việc xử lý chất ô nhiễm dưới các vật kiến trúc, ô nhiễm ở các tầng sâu
hàng chục mét, ô nhiễm cácbua hydro đã mở rộng theo chiều ngang...
(Jennifer Goetz, 2002).
* Quạt sinh học (bioventing) và tạo bọt sinh học (bioparging)
Kỹ thuật quạt sinh học là thực hiện hiếu khí cưỡng bức trong đất

khơng bão hịa phía trên mực nước ngầm. Trong kỹ thuật tạo bọt sinh
học người ta bơm trực tiếp khơng khí vào lớp nước ngầm. (Jennifer
Goetz, 2002).
* Rào chắn sinh học và bình phong sinh học:
Kỹ thuật này được sử dụng để xử lý nước ngầm trên quy mô hẹp
"in situ". Người ta tạo ra ở phía hạ lưu trên đường đi của nước ngầm một
vùng nhiều vi sinh vật phù hợp với chất ô nhiễm cần xử lý.
4


1.3.3. Xử lý ô nhiễm bằng thực vật (phytoremediation):
Làm sạch đất ơ nhiễm là một q trình địi hỏi cơng nghệ phức
tạp và vốn đầu tư cao. Gần đây, nhờ những hiểu biết về cơ chế hấp thụ,
chuyển hoá, chống chịu và loại bỏ kim loại nặng của một số loài thực
vật, người ta đã bắt đầu chú ý đến khả năng sử dụng thực vật để xử lý
môi trường như một cơng nghệ mơi trường đặc biệt. (Barceló J. và
Poschenrieder C., 2003).
Có các kiểu xử lý ơ nhiễm bằng thực vật sau:
- Lọc bằng rễ thực vật (rhizofiltration): Người ta dùng rễ cây để
tập trung kim loại nặng. Việc lấy kim loại được thực hiện bằng cách nhổ
bỏ cây trồng khỏi khu vực cần xử lý, sau đó trồng mới;
- Tích lũy chất ơ nhiễm bằng thực vật (Phytoaccumulation): là
q trình rút và tích lũy chất ơ nhiễm trong mô rễ hay các cơ quan trên
mặt đất của cây trồng. Người ta dùng cây để "bơm" kim loại nặng rồi
chuyển chúng ra khỏi đất.
- Cố định chất ô nhiễm bằng thực vật (Phytostabilisation):
Người ta dùng cây trồng để ngăn chặn kim loại nặng chuyển xuống các
lớp đất dưới (hay nước ngầm) bằng cách giữ nó trong rễ khiến nó trở
nên khơng linh động;
- Chuyển hóa qua thực vật (phytotransformation): Dùng thực vật

phân hủy các chất hữu cơ thành chất đơn giản hơn rồi hút vào cơ thể
thực vật. Phương pháp này thường kết hợp với việc làm phân ủ và chỉ
vận dụng với chất hữu cơ dễ phân giải;
- Kích thích bằng thực vật (phytostimulation): Các chất tiết ra từ
rễ cây trồng hay các chất men do rễ cây tiết ra ở các vùng quanh rễ kích
thích vi sinh vật hoạt động chuyển hóa chất hữu cơ ơ nhiễm. Có nhiều
thực vật tích lũy lượng lớn kim loại nặng.
1.3.4. Tiêu chuẩn loài thực vật được sử dụng để xử lý kim loại nặng trong
đất
Theo Chaney và cộng sự, 1997, để đạt hiệu quả cao trong xử lý ô nhiễm
KLN trong đất, các lồi thực vật được chọn phải có những tính năng sau:
- Có khả năng chống chịu đối với hàm lượng KLN cao;
- Có khả năng hấp thụ nhanh các KLN từ mơi trường đất và nước;
- Có khả năng tích lũy KLN cao kể cả hàm lượng các ion này
thấp trong đất;
- Có khả năng chuyển vận KLN từ rễ lên thân và lá;
5


- Có thể chịu đựng được điều kiện mơi trường dinh dưỡng kém;
- Có khả năng sinh trưởng nhanh và cho sinh khối lớn.
1.3.5. Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến quá trình hấp thụ KLN
của thực vật
Khả năng linh động và tiếp xúc sinh học của KLN chịu ảnh
hưởng lớn bởi các đặc tính lý hóa của mơi trường đất như: pH, hàm
lượng khoáng sét, chất hữu cơ, CEC và hàm lượng KLN trong đất.
Thông thường pH thấp, thành phần cơ giới nhẹ, độ mùn thấp, thực vật
hút KLN mạnh.
Tương tác qua lại giữa các KLN với tính chất đất là vấn đề cốt lõi
của công nghệ thực vật xử lý ơ nhiễm. Nói chung, sự hấp phụ vào các hạt

đất sẽ làm giảm hoạt tính của kim loại. Vì vậy, khả năng trao đổi cation
(CEC) trong đất cao, sự hấp thụ và cố định kim loại càng lớn. Trong đất
chua, H+ tham gia đẩy các kim loại nặng khỏi liên kết với các hạt keo sét
của đất, đưa chúng vào dung dịch đất. Vì vậy, pH đất không chỉ ảnh
hưởng đến khả năng tiếp xúc sinh học của kim loại mà còn ảnh hưởng gián
tiếp đến quá trình hút kim loại vào trong rễ.
Phương pháp kết hợp thực vật và vi sinh vật
Sử dụng các loài vi sinh vật (VSV) kết hợp với thực vật có khả
năng tích lũy KLN để xử lý đất bị ơ nhiễm đang là một xu hướng phổ
biến được ứng dụng nhiều trên thế giới. Phương pháp này còn giúp cho
việc tăng cường sự hoạt động cũng như sự đa dạng của các VSV đất, giữ
cho hệ sinh thái “khỏe” (Zueng, 2007).
Sự kết hợp cộng sinh giữa thực vật - VSV trong đất bị ơ nhiễm
KLN có thể bị ảnh hưởng từ 2 chiều: cả chiều từ VSV lẫn chiều từ thực
vật ký chủ. Mối quan hệ cộng sinh giữa VSV vùng rễ và thực vật là hỗ
trợ nhau, cùng tồn tại và phát triển, giảm thiểu mức thấp nhất tác động
có hại của các KLN trong đất bị ô nhiễm (Gilis và cộng sự, 1998).
1.4. Tình hình nghiên cứu xử lý đất ô nhiễm kim loại nặng bằng
phƣơng pháp sinh học ở Việt Nam
1.4.1. Tình hình sử dụng thực vật
Năm 2007, Đặng Đình Kim và cộng sự đã đánh giá mức độ ô
nhiễm của đất khu vực các vùng mỏ đồng thời tuyển chọn các thực vật
bản địa phục vụ cho đề tài. Qua chọn lọc được 33 lồi cây có thể sống
được trên nền đất ô nhiễm cao.
6


Năm 2008, Nguyễn Hữu Thành đã lựa chọn được một số loại
thực vật bản địa có khả năng hấp thụ Pb, Zn, Cu cao có thể sử dụng các
thực vật này để xử lý đất bị ô nhiễm KLN, đặc biệt ô nhiễm Pb bao gồm

đơn buốt, dừa nước, mương đứng và cây rau muống. Hàm lượng kim
loại nặng tích lũy trong thân lá và rễ của các thực vật này rất cao, sinh
khối lớn cho thấy tiềm năng sử dụng trong xử lý đất ô nhiễm KLN bằng
thực vật tại Việt Nam rất khả quan bởi chúng là những thực vật bản địa,
dễ trồng, dễ nhân giống và thu hoạch.
Đồng Thị Minh Hậu và cộng sự (2008) nghiên cứu một số thực
vật có khả năng hấp thu Cu, Cr, Zn trong bùn nạo vét kênh Tân Hóa-Lị
Gốm tại thành phố Hồ Chí Minh đã cho thấy 5 lồi thực vật gồm cây
ngô, cỏ nến, cây sậy, cây so đũa và cỏ voi có khả năng tích lũy kim loại
nặng khác nhau.
Lê Đức và cộng sự đã nghiên cứu khả năng hấp thụ và tích lũy Pb
trong đất của cây rau muống, bèo tây và cải. Diệp Thị Mỹ Hạnh và cộng
sự, 2007 nghiên cứu thấy khả năng chống chịu và hấp thu Pb của cây
thơm ổi trong đất ô nhiễm Pb rất cao. Võ Văn Minh, đã chứng minh khả
năng loại bỏ một số kim loại nặng của cỏ Vetiver khỏi đất tại một số loại
bãi thải ở Đà Nẵng là rất khả quan.
1.4.2. Một số loài thực vật có khả năng tích tụ kim loại nặng cao phân
bố tại vùng Đông Nam Bộ
Cỏ vetiver (vetiveria zizanioides L.): là một loại cây tiên phong
trong cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng,
Cây thơm ổi (Cosmos bipinnuatus): có thể hấp thu lượng chì
cao gấp 500 - 1.000 lần so với các lồi cây bình thường mà khơng bị ảnh
hưởng.
Cây cải (Brassicaceae oleracea): Điển hình là khả năng hấp thu
Cd và Pb của cải xanh và cải xoong.
Cây đơn buốt (Biden pilosa L): đơn buốt có khả năng sinh
trưởng và phát triển bình thường trong điều kiện hàm lượng As trong đất
đến 1.500 mg/kg đất và hàm lượng Pb trong đất đến 3.000 mg/kg đất.
Cây Sậy: Sậy có khả năng hấp thụ một lượng lớn các kim loại nặng
trong đất thông qua lượng sinh khối của chúng. Cây sậy được coi là lồi

thực vật có triển vọng trong việc xử lý kim loại nặng trong đất.
1.4.3. Tình hình sử dụng vi sinh vật
Việc dùng Aspergillus.sp phân lập từ đất để chiết Pb, Zn và Cr
7


khỏi đất có hiệu quả trung bình sau 21 ngày là 37%; 15,9%; 30,14%
theo thứ tự. Bên cạnh đó, việc dùng nấm Penicillium.sp để chiết rút Pb
từ đất theo hệ thống chiết rút như trên đã đạt hiệu quả từ 30 đến 36% so
với hàm lượng Pb tổng số.
1.4.4. Phương pháp kết hợp thực vật với vi sinh vật
Nghiên cứu sử dụng thực vật xử lý kim loại nặng ở vùng khai
thác khống, năm 2010, Đặng Đình Kim và cộng sự tiến hành đã xác
định được 2 loài dương xỉ Pteris vittata và Pittyrogramma calomelano
khi kết hợp với nấm rễ AMF có khả năng hấp thu mạnh As, Pb từ đất
sau khai thác mỏ.
Lê Như Kiểu và cộng sự (năm 2013) thực hiện đã xác định được
một số loài thực vật: dương xỉ, khoai nước, dừa nước, ráy, ngổ dại... có
khả năng tích lũy Pb, Cu và Zn. Đề tài cũng tuyển chọn được một số
chủng VSV có khả năng tích lũy Pb.
CHƢƠNG II. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG, CÁCH TIẾP CẬN
VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu môi trường đất là loại đất xám (Acrisols)
chuyên trồng rau tại xã Vĩnh Lộc B, Bình Chánh, thành phố Hồ Chí
Minh. Ở đây các loại rau quả được trồng phổ biến trong vùng. Đất
chuyên canh rau quả có những tính chất cơ bản có thể đại diện chung
cho vùng chuyên canh rau ở Đông Nam Bộ.
Sơ đồ khu vực thí nghiệm:

8


Khu vực bố trí thí nghiệm được đặt tại xã Vĩnh Lộc B, huyện Bình Chánh

- Đối tượng nghiên cứu thực vật là một số loại rau chính tại khu vực
trồng rau chuyên canh ở ĐNB và các thực vật bản địa có khả năng tích
luỹ, chuyển hố As, Cd, Pb, Hg trong đất và nước bao gồm: đậu rồng,
đậu bắp, rau ngót, dọc mùng, kèo nèo,...
2.2. Nội dung nghiên cứu
- Điều tra, đánh giá thực trạng ô nhiễm As, Cd, Pb, Hg trong đất, nước
và rau tại các vùng chuyên canh rau ở ĐNB;
- Nghiên cứu tuyển chọn thực vật có khả năng xử lý ơ nhiễm As, Cd, Pb,
Hg trong đất;
- Đánh giá khả năng xử lý ô nhiễm As, Cd, Pb, Hg trong đất ngoài đồng
ruộng bằng thực vật;
- Xây dựng và thử nghiệm mơ hình ứng dụng thực vật để xử lý ô nhiễm
KLN trong đất.
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.4.1. Phương pháp thu thập và xử lý dữ liệu
Đề tài tiến hành phân tích, tổng hợp các cơng trình nghiên cứu có
liên quan về các biện pháp sinh học để xử lý ô nhiễm KLN trong đất và
nước. Trên cơ sở đó, rút ra một số vấn đề có tính lý luận và thực tiễn liên
quan đến nội dung nghiên cứu.
2.4.2. Phương pháp lấy mẫu
 Phương pháp lấy mẫu đất
- Lấy mẫu đất phân tích các chỉ tiêu KLN theo TCVN 5297:1995:
+ Mẫu đất: lấy 196 mẫu ở độ sâu 0 - 30 cm tại vùng chuyên
canh rau của 4 tỉnh để phân tích các chỉ tiêu kết hợp với lấy mẫu
phân lập VSV.

+ Mẫu bùn: được lấy ở ruộng trồng rau nước với tổng số 70 mẫu.
- Phân lập VSV theo phương pháp của Wollum.
 Phương pháp lấy mẫu nước
Mẫu nước lấy theo TCVN 6663-1:2011: lấy ở ruộng trồng rau,
mương tưới, tiêu nước ruộng trồng rau, giếng khoan trong vùng trồng
rau. với tổng số 70 mẫu.
 Phương pháp lấy mẫu thực vật: Mẫu rau được lấy theo
TCVN9016:2011.
2.4.3. Phương pháp tuyển chọn thực vật và vi sinh vật
9




Tuyển chọn thực vật
Điều tra khảo sát thực địa, lấy mẫu về phân tích hàm lượng các
KLN trong các bộ phận của cây, để lựa chon những cây có khả năng hút
thu tích lũy KLN cao làm vật liệu nghiên cứu.
 Tuyển chọn vi sinh vật
Khảo sát, lấy mẫu đất, bùn tại vùng nghiên cứu, phân lập các
loài/chủng VSV, phân tích khả năng tích lũy KLN trong sinh khối, và
khả năng chuyển hóa KLN của các VSV, từ đó chọn những VSV có khả
năng tích lũy KLN cao, sinh khối lớn và khả năng chuyển hoá KLN cao
làm vật liệu nghiên cứu.
2.4.4. Phương pháp bố trí thí nghiệm
2.4.4.1. Bố trí thí nghiệm trong phịng, trong nhà lưới
a. Thí nghiệm 1-4: Thử nghiệm đánh giá hiệu quả tích lũy Pb, Cd, As,
Hg của chế phẩm dạng 1 trong đất
b. Thí nghiệm 5: thử nghiệm đánh giá hiệu quả tích lũy, chuyển hóa Pb,
Cd, As, Hg của chế phẩm dạng 2 trong bùn.

2.4.4.2. bố trí thí nghiệm đồng ruộng.
Thí nghiệm ứng dụng biện pháp sinh học xử lý ô nhiễm KLN trong đất
trên đồng ruộng (TN 6).
Thí nghiệm ứng dụng biện pháp sinh học xử lý ơ nhiễm KLN trong bùn
(TN7).
Thí nghiệm đánh giá khả năng xử lý đất bị ô nhiễm KLN của thực vật và
VSV(TN 8, 9, 10).
Hệ số vận chuyển TC (Transfer Coeffient) được tính bằng tỷ lệ giữa
hàm lượng tổng số KLN tích lũy ở trong mơ của cây với nồng độ KLN
trong đất (Kiekens & Camerlych, 1982).
Hệ số giảm thiểu RC (Remediation factor) là tỷ số giữa hàm
lượng KLN được tích lũy ở phần trên mặt đất của cây so với hàm lượng
tổng số KLN trong lớp đất mặt (Vyslouzilova, 2003).
Xác định thực trạng mức độ ô nhiễm KLN của đất, nước và rau
Chỉ số Nemerow:
Pimax: Chỉ số ơ nhiễm đơn lẻ cực đại
Giá trị trung bình của các chỉ số ô nhiễm riêng lẻ
Chất lượng môi trường đất được phân thành 5 hạng theo chỉ số Pi
(PI n): PI <0.7, miền an toàn; 0.7≤ PI Nemerow <1.0, miền đề phòng;
10


1.0 ≤ PI Nemerow < 2.0, miền ô nhiễm nhẹ; 2.0≤ PI < 3.0, miền ô nhiễm
vừa; và PI > 3.0, miền bị ô nhiễm nghiêm trọng (Cheng et al. (2007)
Chỉ số ơ nhiễm đơn lẻ: Pi < 1: Ơ nhiễm thấp; 1 – < 3: Ô nhiễm
vừa phải: 3 - < 6: Ô nhiễm đáng kể; Từ 6 trở đi là ô nhiễm rất cao.
Chỉ số ô nhiễm trung bình: Nếu > 1 chỉ ra chất lượng của đất bị
ơ nhiễm thấp
Tính tốn thời gian khả năng phục hồi đất sau khi áp dụng các cây trồng
đa mục đích hấp thu KLN :

Xử dụng hàm FORECAST để dự báo thời gian phục hồi đất trở về trạng
thái ban đầu:
Hàm FORECAST: y=a+bx,
với:
2.5. Xây dựng mơ hình ứng dụng biện pháp sinh học để xử lý ô
nhiễm KLN trong đất
2.5.1. Mô hình ứng dụng biện pháp sinh học để xử lý ô nhiễm KLN
trong đất (MH1)
a. Địa điểm: Ấp 3, xã Vĩnh Lộc B, huyện Bình Chánh, Tp.HCM
để đánh giá khả năng xử lý ô nhiễm KLN trong đất trồng rau bằng quy
trình kết hợp thực vật (cây đậu bắp, cây dọc mùng) và VSV. Quy mơ 0,5
ha/mơ hình.
b. Đối tượng thử nghiệm:
- Đất: Đất xám chun canh rau. Mơ hình gồm 2 công thức
- Chỉ tiêu theo dõi: sinh khối thực vật và hàm lượng KLN được
tích luỹ.
2.5.2. Mơ hình ứng dụng biện pháp sinh học để xử lý ô nhiễm KLN
trong bùn (MH2)
a. Địa điểm: Phường Thới An, Quận 12, TP.HCM để đánh giá
khả năng xử lý ô nhiễm KLN trong ruộng nước, trồng rau bằng quy trình
kết hợp thực vật (kèo nèo) và VSV. Quy mơ 0,5ha/mơ hình.
b. Đối tượng thử nghiệm:
- Ruộng nước: Canh tác rau
- Chỉ tiêu theo dõi: sinh khối thực vật và hàm lượng KLN được
tích luỹ.
2.6. Phƣơng pháp phân tích
11


- Xác định hàm lượng KLN linh động trong đất: theo phương

pháp Double Acid (Mehlich I), đo trên máy quang phổ hấp thụ
nguyên tử.
- Đánh giá mức độ ô nhiễm Pb, Cd, As trong đất theo QCVN 03MT: 2015/BTNMT. Đánh giá mức độ ô nhiễm Hg trong đất theo tiêu
chuẩn Châu Âu.
- Đánh giá mức độ ô nhiễm KLN trong nước theo QCVN
39:2011/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước dùng
cho tưới tiêu.
- Đánh giá mức độ ô nhiễm KLN trong rau theo QCVN 8-2:2011/BYT
Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia đối với ô nhiễm KLN trong thực phẩm.
CHƢƠNG III
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Thực trạng sản xuất rau ở vùng ĐNB
Theo số liệu thống kê năm 2014, tổng diện tích trồng rau vùng
ĐNB có 59,8 nghìn ha, sản lượng 1.021,3 nghìn tấn (chiếm 6,8% về
diện tích và 6,6% sản lượng rau của cả nước). Nhiều vùng rau an tồn
(RAT) đã được hình thành đem lại thu nhập cao đang được chú trọng
đầu tư xây dựng mới và mở rộng.
Trong 4 tỉnh nghiên cứu ở vùng Đơng Nam bộ, Đồng Nai là tỉnh
có diện tích rau lớn nhất 14,7 nghìn ha, sản lượng 208,6 nghìn tấn; thành
phố Hồ Chí Minh có diện tích rau 10 nghìn ha, sản lượng 253,7 nghìn
tấn; Bà Rịa - Vũng Tàu có diện tích rau 7,3 nghìn ha, sản lượng 139,5
nghìn tấn/năm và diện tích rau của Bình Dương là 5,3 nghìn ha, sản
lượng đạt 77,5 nghìn tấn/năm.
Các nhóm rau được trồng trên địa bàn nghiên cứu gồm 4 nhóm
chính: Nhóm rau ăn lá; Nhóm rau ăn củ quả ngắn ngày; Nhóm rau ăn
bơng; Nhóm rau gia vị.
3.2. Thực trạng ơ nhiễm KLN trong đất, nƣớc và rau ở vùng chuyên
canh rau ĐNB
3.2.1. Thực trạng ô nhiễm KLN trong đất ở vùng chuyên canh rau
ĐNB

12


Bảng 3.2. Tổng hợp kết quả phân tích KLN trong đất trồng rau ở ĐNB
TT

Tỉnh/ Thành
phố

Tổng Số mẫu đạt
tiêu chuẩn
số
mẫu Mẫu
%

1

TP. HCM

90

84

93,3

2

Bà Rịa- VT

20

20

100

3

Bình Dương

20

20

100

4

Đồng Nai

25

25

100

Cộng

155

149

93,3

Số mẫu vượt
giới hạn
Mẫu
%
6

6,7

6

6,7

Ghi chú

Ớt, đậu đũa, bí, mướp
đắng, rau cải, mồng
tơi, xà lách
Rau cải
Hành, mướp đắng, dưa
chuột, đậu xanh, mồng
tơi, cà pháo
Rau cải, rau muống,
rau cần

Vùng chuyên canh rau với đặc điểm nổi bật là sản xuất rau quy
mơ lớn, người dân có trình độ thâm canh cao nên đã hạn chế được ảnh

hưởng của phân bón, hóa chất BVTV, nước thải cơng nghiệp và nước
thải sinh hoạt đến mơi trường đất. Chính vì vậy, đất trồng rau ở đây rất ít
bị ơ nhiễm do quá trình tác.
Trong tổng số 155 mẫu đất trên 4 tỉnh ở ĐNB, chỉ có 6 mẫu
(6,7%) vượt ngưỡng giới hạn an tồn
Trong 155 mẫu khảo sát, có 150 mẫu có chỉ số ơ nhiễm riêng lẻ
Pi < 1, thuộc nhóm ơ nhiễm thấp và 5 mẫu có Pi ≥1, thuộc nhóm ơ
nhiễm vừa phải; Chỉ số ơ nhiễm trung bình đạt 0,76, cho thấy nhìn
chung chất lượng của đất tồn miền vẫn cịn tốt do đa số khơng bị ô
nhiễm kim loại nặng; Chất lượng môi trường của đất thuộc miền đề
phòng do chỉ số Nemerow đạt 0,769.
Kim loại nặng trong bùn
Trong 50 mẫu khảo sát, có 48 mẫu có chỉ số ơ nhiễm riêng lẻ Pi < 1,
thuộc nhóm ơ nhiễm thấp và 2 mẫu có Pi ≥ 1, thuộc nhóm ơ nhiễm vừa
phải; Chỉ số ơ nhiễm trung bình của 50 mẫu này đạt 0,442, cho thấy nhìn
chung chất lượng của bùn tồn miền vẫn cịn tốt do đa số không bị ô
nhiễm kim loại nặng; Chất lượng mơi trường của bùn thuộc miền đề
phịng do chỉ số Nemerow đạt 0,812 (0.7≤ PI Nemerow < 1.0)
3.2.2. Thực trạng ô nhiễm KLN trong nước ở vùng chuyên canh rau
ĐNB
13


Kết quả phân tích hàm lượng KLN trong 70 mẫu nước tưới (40
mẫu nước mặt và 30 mẫu nước ngầm) cho thấy: có 01 mẫu nước tại
Phường Thới An, Quận 12, TPHCM trước kia trồng kèo nèo nay bỏ
hoang có hàm lượng KLN vượt ngưỡng cho phép (các mẫu nước dùng
để tưới cho rau đều có hàm lượng KLN nằm trong giới hạn cho phép,
khơng có mẫu nào vượt ngưỡng tiêu chuẩn cho phép. Các chỉ tiêu Hg,
Pb, As, Cd đều thấp hơn nhiều so với mức giới hạn cho phép, đảm bảo

an toàn cho sản xuất rau.
3.2.3. Thực trạng ô nhiễm KLN trong một số loại rau vùng chuyên
canh rau ĐNB
Kết quả phân tích 77 mẫu rau cho thấy: 100% số mẫu rau có hàm
lượng KLN dưới ngưỡng cho phép, có nghĩa là các vùng chun canh
rau an tồn về chỉ tiêu KLN.
3.3. Kết quả tuyển chọn một số lồi thực vật và vi sinh vật có khả
năng tích lũy As, Cd, Pb, Hg trong đất ở vùng chuyên canh rau ở
ĐNB.
3.3.1. Kết quả tuyển chọn một số loài thực vật
Trên cơ sở phân tích các kết quả nghiên cứu trước đây và mục tiêu
của đề tài đã chọn được 10 loài thực vật sinh trưởng ưu thế tại các vùng
chun canh rau: Ơ rơ, kèo nèo, bình bát, rau nhút, rau ngót, đậu bắp,
đậu rồng, dọc mùng, sen và cà rốt.
1. Cây Ơ rơ: mọc hoang chủ yếu thành từng đám lớn bên bờ các kênh
rạch và trên đất lầy thụt.
2. Cây Kèo nèo: đây là loại cây hoang dại mọc nhiều ở khu vực Đông
Nam Á. Kèo nèo có hình dáng hơi giống với cây lục bình, kèo nèo sống
bám cố định vào bùn đất, cành ngọn vươn lên mặt nước.
3. Cây Rau rút: là loài thực vật có hoa trong họ Đậu. Lồi rau mọc nổi
ngang mặt nước, quanh thân có phao xốp màu trắng, cọng dùng làm rau
ăn.
4. Cây Bình bát: là một lồi thực vật thuộc chi Na (Annona), có nguồn
gốc từ khu vực nhiệt đới của Tân Thế giới.
5. Cây Đậu bắp: là một lồi thực vật có hoa có giá trị vì quả non ăn
được. Loài này là cây một năm hoặc nhiều năm, cao tới 2,5 m.
6. Cây Đậu rồng: xuất phát từ châu Phi, Ấn Độ, New Guinea và được
trồng tại những vùng Đông Nam Á, Tân Guinée, Philippines và Ghana
14

7. Cây Dọc mùng: là một loại thực vật thuộc họ Ráy bản địa bao gồm
vùng nhiệt đới châu Á và lan rộng đến miền đông bắc Úc.
8. Cây Sen: Có nhiều giống sen được trồng, với màu hoa dao động từ
màu trắng như tuyết tới màu vàng hay hồng nhạt.
9. Cây Cà rốt: là một loại cây có củ, thường có màu vàng cam, đỏ, vàng,
trắng hay tía. Phần ăn được của cà rốt là củ, thực chất là rễ cái của nó,
chứa nhiều tiền tố của vitamin A tốt cho mắt.
10. Cây Rau ngót: là một lồi cây bụi mọc hoang ở vùng nhiệt đới Á
châu nhưng cũng được trồng làm một loại rau ăn ở một số nước, như ở
Việt Nam.
- Ơ rơ, bình bát: tích lũy Pb, Cd, As, Hg nhiều nhất trong thân, rễ,
quả và hoa.
- Kèo nèo: KLN tập trung cao ở những bộ phận không được sử
dụng làm rau là thân, lá và đặc biệt là rễ - củ. Rễ - củ của kèo nèo có
hàm lượng KLN gấp 20 lần so với hoa.
- Rau rút: phân bố KLN tương đối đồng đều ở cả rễ, thân, lánên
không thể sử dụng là loại cây đa mục đích.
- Rau ngót: KLN tập trung nhiều ở rễ, thânvà ít ở lá. Đây lại là loại
cây ăn lá vì vậy có thể sử dụng như loại cây đa mục đích.
- Đậu bắp, đậu rồng: xu hướng tích lũy KLN tập trung chủ yếu ở ở
rễ, thân, ở lá và ít nhất ở quả.
- Dọc mùng: KLN tập trung nhiều ở củ, lá và ít nhất ở thân.
- Cà rốt, sen: là 2 loại cây ăn củ mà KLN lại có xu thế tập trung
nhiều ở rễ - củ.
Hệ số tích lũy sinh học BCF (Bioconcentration Factor) được tính
bằng tỷ lệ của chất ơ nhiễm trong bộ phận có tác dụng thương phẩm của
cây và phần cịn lại. Tỷ lệ này càng nhỏ thì giá trị để lựa chọn làm thực
vật đa mục đích càng cao.

15


đồ thị 1: Hệ số tích lũy sinh học của một số cây trồng tuyển chọn
25
20
Pb

15

Cd

10

As
5

Hg

0
Kèo Rau Rau Đậu Đậu Dọc Sen Cà
nèo rút ngót bắp rồng mùng
rốt

Qua kết quả tính hệ số tích lũy sinh học của một số cây trồng
tuyển chọn, đã lựa chọn 5 loại thực vật là: đậu rồng, đậu bắp, dọc mùng,
rau ngót và kèo nèo có khả năng hút thu và tích lũy lớn nhất KLN ở
những bộ phận phi thương phẩm nên được lựa chọn loài thực vật hút thu
KLN ưu thế trong khu vực đất và nước bị ô nhiễm.
3.3.2. Phân lập VSV và xác định khả năng tích lũy, chuyển hóa As,

Cd, Pb, Hg
Lựa chọn 70 mẫu (50 mẫu đất, 20 mẫu bùn) có hàm lượng KLN
cao, tiến hành làm giàu và phân lập trên môi trường chuyên biệt đã phân
lập được các chủng VSV có khả năng chống chịu với hàm lượng KLN
cao. Sau phân lập đã tiến hành đánh giá khả năng chống chịu với KLN
trong môi trường ở nồng độ tương đương nồng độ ô nhiễm KLN trong
đất ở ngưỡng cảnh báo) và hiệu quả đa chống chịu, kết quả chỉ cịn 10
chủng VSV. Trong đó có 4 chủng vi khuẩn, 3 chủng vi nấm và 3 chủng
nấm rễ cộng sinh mycorrhiza có khả năng tích lũy và chuyển hóa KLN
Đánh giá tổng hợp khả năng chống chịu của 10 chủng VSV với cả
4 KLN được xác định khả năng tích lũy (Cd, Pb) hoặc chuyển hóa (As,
Hg) ở 4 mức (4 nồng độ khác nhau) trong điều kiện phịng thí nghiệm. Kết
quả cho thấy có 3 chủng: BHCM7 -VK2; BHCM15-VN1; ĐHCM20 AMF4 đạt các tiêu chuẩn tuyển chọn đặt ra.
3.3.2. Tuyển chọn chủng VSV có khả năng tích lũy, chuyển hóa As,
Cd, Pb, Hg
16


Để tuyển chọn được các chủng VSV có khả năng tích lũy, chuyển
hóa As, Cd, Pb, Hg từ đất tiến hành đánh giá khả năng tích lũy, chuyển
hóa của 3 chủng VSV phân lập được với 2 chủng có sẵn là B.subtilis,
Glomus australe là chủng có khả năng tích lũy, chuyển hóa KLN, được
sử dụng để làm đối tượng so sánh trong phịng thí nghiệm và ngồi nhà
lưới.Từ các chủng đã tuyển chọn được, tiến hành sản xuất 2 loại chế
phẩm VSV có khả năng chuyển hóa, tích lũy kim loại nặng cho 2 loại
đất.
3.5. Khả năng chịu đựng ô nhiễm và hấp thụ kim loại nặng của thực
vật
Khả năng sinh trưởng của đậu bắp, đậu rồng, rau ngót và dọc
mùng trong đất ở các nồng độ KLN khác nhau và chế phẩm dạng 1 ở

bảng 20 cho thấy:
Đối với Pb, khi tăng nồng độ Pb trong đất, khả năng sinh trưởng
của cả 4 cây trồng bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Tổng sinh khối khô của
cây giảm mạnh so với đối chứng. Trong đó, tổng sinh khối khơ cao nhất
ở công thức 3 của cây dọc mùng là 36,08 g/cây và thấp nhất ở công thức
4 của cây đậu rồng 13,80g/cây.
Đối với Cd, khi tăng nồng độ Cd trong đất, khả năng sinh trưởng
của cả 4 cây trồng bị ảnh hưởng. Tổng sinh khối khô của cây giảm mạnh
so với đối chứng. Trong đó, tổng sinh khối khơ cao nhất ở công thức 2
của cây dọc mùng là 33,43 g/cây và thấp nhất ở công thức 4 của cây đậu
rồng 11,9g/cây.
Đối với As, khi tăng nồng độ As trong đất, khả năng sinh trưởng
của cả 4 cây trồng thuận lợi hơn. Tổng sinh khối khô của cây tăng so với
đối chứng. Trong đó, tổng sinh khối khơ cao nhất ở công thức 4 của cây
dọc mùng là 36,21g/cây và thấp nhất ở công thức 1 của cây đậu rồng
14,57g/cây.
Đối với Hg, khi tăng nồng độ Hg trong đất, khả năng sinh trưởng
của cả 4 cây trồng thuận lợi hơn. Tổng sinh khối khô của cây tăng so với
đối chứng. Trong đó, tổng sinh khối khơ cao nhất ở cơng thức 4 của cây
dọc mùng là 37,44g/cây và thấp nhất ở công thức 1 của cây đậu rồng
13,18g/cây.
3.5. Khả năng xử lý ô nhiễm KLN của thực vật
17


mg/kg đất khô
1000

1
CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
Pb

Cd

As

Hg

0.001

Hàm lượng KLN tổng số trước thí nghiệm
* Đối với đất trồng cây đậu bắp và đậu rồng:
Mức giảm hàm lượng các KLN trong đất sau thí nghiệm từ 11 12% so với trước thí nghiệm.
mg/kg đất khơ

100

1
CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
0.01

Pb

Cd

As

Hg

Hàm lượng KLN tổng số trước thí nghiệm
Đối với đất trồng cây rau ngót, Mức giảm hàm lượng các KLN
trong đất sau thí nghiệm từ 10 - 11% so với trước thí nghiệm.

18


mg/kg đất khô

100

1
CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
0.01

Pb

Cd

As

Hg

Hàm lượng KLN tổng số trước thí nghiệm
Đối với đất trồng cây dọc mùng, Mức giảm hàm lượng các KLN trong
đất sau TN từ 30 - 35% so với trước TN
mg/kg đất khô
1000

100
10
1
CT 1CT 2CT 3CT 4CT 1CT 2CT 3CT 4CT 1CT 2CT 3CT 4CT 1CT 2CT 3CT 4
0.1
0.01

Pb

Cd

As

Hg

Hàm lượng KLN tổng số trước thí nghiệm
Hàm lượng KLN linh động trước thí nghiệm

Kết quả phân tích cho thấy: mặc dù tổng lượng KLN bị loại ra
khỏi đất bằng cách tích lũy trong sinh khối thực vật thấp nhưng hàm
19


lượng KLN linh động trong đất lại giảm mạnh điều này có thể do vai trị
của các rễ con cịn lại trong đất cũng như các phức chất do thực vật - vi
sinh vật tiết ra kết hợp với KLN linh động để tạo các dạng khác ít độc
hơn đối với sinh vật.
Trong số 4 thực vật thí nghiệm, lựa chọn 2 loài thực vật là đậu bắp
và dọc mùng có khả năng hút thu KLN trong đất cao để tiến hành thí
nghiệm đồng ruộng.

3.6. Khả năng dùng thực vật để xử lý ô nhiễm KLN trong bùn
Trong nước, khả năng linh động của các KLN cao tạo điều kiện
thuận lợi để kèo nèo hút thu KLN. Vì vậy, giới hạn khả năng sử dụng
kèo nèo và chế phẩm VSV dạng 2 để xử lý ô nhiễm KLN trong nước là
không vượt quá 2 lần ngưỡng cho phép theo QCVN 8-2:2011/BYT thấp
hơn so với giới hạn xử lý ô nhiễm KLN trong đất (không vượt quá 5 lần
ngưỡng cho phép theo QCVN 8-2:2011/BYT).
3.7. Khả năng xử lý ô nhiễm KLN của thực vật và VSV ở điều kiện
đồng ruộng.
3.7.1. Kết quả thí nghiệm trên cây đậu bắp
Kết quả thí nghiệm cho thấy: cả 4 KLN được tích lũy trong sinh
khối của cây đậu bắp ở cơng thức có bón chế phẩm VSV đều cao hơn so
với đối chứng và lượng KLN tích lũy trong bộ phận sử dụng làm thực
phẩm là quả thấp hơn nhiều so với lượng KLN tích lũy trong phần
không sử dụng là thân, lá, rễ và củ.
4.1.1.2. Kết quả thí nghiệm trên cây dọc mùng
Kết quả thí nghiệm cho thấy: cả 4 KLN được tích lũy trong sinh khối
của dọc mùng ở cơng thức có bón chế phẩm VSV đều cao hơn so với đối
chứng và lượng KLN tích lũy trong bộ phận sử dụng làm thực phẩm là
thân thấp hơn nhiều so với lượng KLN tích lũy trong phần khơng sử
dụng là lá, rễ và củ.
3.7. Đánh giá khả năng xử lý bùn bị ô nhiễm KLN của thực vật và
VSV
KLN được tích lũy trong sinh khối của cây kèo nèo ở cơng thức có
bón chế phẩm VSV đều cao hơn so với đối chứng và lượng KLN tích
20


lũy trong bộ phận sử dụng làm thực phẩm là hoa, nụ và cuống hóa thấp
hơn nhiều so với lượng KLN tích lũy trong phần khơng sử dụng.

4.1.3. Khả năng giảm thiểu KLN trong đất bằng giải pháp dùng thực
vật để xử lý ô nhiễm KLN
4.1.3.1. Hàm lượng KLN trong đất
Kết quả phân tích đất cho thấy: đất trước thí nghiệm có hàm lượng Pb và
Hg vượt ngưỡng cho phép theo QCVN03:2008/BTNMT. Cd và As xấp
xỉ ngưỡng. Sau 2 năm thí nghiệm với 4 vụ trồng cây đậu bắp và dọc
mùng kết hợp với bón chế phẩm VSV, hàm lượng các KLN trong đất có
xu hướng giảm so với trước TN. Ở CT2, CT3, canh tác đậu bắp bình
thường, hàm lượng Pb và Cd trong đất sau TN, giảm 3,5 - 4% và hàm
lượng As và Hg giảm 4 - 5% so với trước TN. CT4, CT5 canh tác dọc
mùng có bón 70kg chế phẩm VSV dạng 1/ha, hàm lượng các KLN trong
đất sau thí nghiệm: Pb và Cd giảm 25 - 28; As và Hg giảm 26 - 30% so
với trước TN.
Bảng 3.38. Hàm lượng kim loại nặng trong đất sau 2 năm thí nghiệm
Ký hiệu mẫu

Pb (ppm) Cd (ppm) As (ppm)

Hg (ppm)

Nền ko ơ nhiễm

44,63

0,35

0,45

0,20

CT1

70,40

1,92

11,79

0,59

CT2

67,58

1,82

11,20

0,56

CT3

50,69

1,38

8,25

0,41

CT4

68,29

1,84

11,32

0,57

CT5

52,80

1,44

8,72

0,44

Việc bón chế phẩm VSV kết hợp với thực vật đã có tác dụng làm
giảm hàm lượng KLN trong đất từ 26 - 30% so với đối chứng sau hai
năm thí nghiệm.
4.1.3.2. Hàm lượng KLN trong bùn
Kết quả phân tích đất cho thấy: bùn trước thí nghiệm có hàm
lượng Pb, Cd, As và Hg vượt ngưỡng cho phép theo
QCVN03:2008/BTNMT. Sau 2 năm thí nghiệm với 4 vụ trồng cây kèo
nèo kết hợp với bón chế phẩm VSV dạng 2, hàm lượng các KLN trong
bùn có xu hướng giảm so với trước thí nghiệm.

21


Bảng 3.36. Hàm lượng kim loại nặng trong bùn sau 2 năm thí
nghiệm
Ký hiệu mẫu
Pb (ppm)
Cd (ppm)
As (ppm)
Hg (ppm)
CT1
74,20
2,05
12,15
0,51
CT2
71,23
1,97
11,48
0,48
CT3
48,97
1,37
7,78
0,32
Như vậy, kết quả sau hai năm với 4 vụ thí nghiệm đã lựa chọn
được:
- 02 cây đậu bắp và dọc mùng có khả năng xử lý đất bị ơ nhiễm
đất KLN và 01 lồi thực vật (kèo nèo) có khả năng xử lý nước bị ô
nhiễm KLN.

Sử dụng kết hợp giữa đậu bắp và dọc mùng với chế phẩm VSV
dạng 1 đã làm giảm hàm lượng KLN trong đất từ 26 - 30% và sử dụng
kết hợp giữa kèo nèo và chế phẩm VSV dạng 2 đã làm giảm hàm lượng
KLN trong bùn từ 33 - 37% so với đối chứng sau 2 năm thí nghiệm.
4.1.3.3. Tính tốn thời gian khả năng phục hồi đất sau khi áp dụng các
cây trồng đa mục đích hấp thu KLN
Hệ
số
a
b

Cơng thức 2
Cơng thức 3
Pb
Cd
As
Hg
Pb
Cd
As
Hg
50.86 39.40 40.72
38.86 8.06 7.52 7.62
7.50
-0.71 -20.00

-3.36

-64.29

Công thức 4
Pb

Cd

-0.10

-3.44

-0.56

-11.07

Công thức 5
As

a

67.33 49.00 47.96

b

-0.94 -25.00

Hg

Pb

Cd

As

Hg

60.00

8.98

8.94

8.63

8.83

-3.99 -100.00

-0.11

-4.08

-0.65

-13.31

22


Bảng 3.37. Tính tốn thời gian khả năng phục hồi đất sau khi áp dụng
các cây trồng đa mục đích hấp thu KLN
Pb (ppm) Cd (ppm) As (ppm) Hg (ppm)

Nền môi trường đất
trong khu vực
44,63
0,35
0,45
0,20
CT1 (năm)
70.4
1.92
11.79
0.59
CT2 (năm)
20
33
40
27
CT3 (năm)
4
7
8
6
CT4 (năm)
26
48
50
41
CT5 (năm)
5
8
8

7
Pb: Thời gian đất hồi phục về giá trị nền lớn nhất là 26 năm, nhanh nhất
là 4 năm. Các CT có bổ sung chế phẩm VSV có thời gian hồi phục
nhanh hơn so với không sử dụng chế phẩm.
Cd: Thời gian đất hồi phục về giá trị nền lớn nhất là 48 năm, nhanh nhất
là 7 năm. Các công thức có bổ sung chế phẩm VSV có thời gian hồi
phục nhanh hơn so với không sử dụng chế phẩm.
As: Thời gian đất hồi phục về giá trị nền lớn nhất là 50 năm, nhanh nhất
là 8 năm. Các công thức có bổ sung chế phẩm VSV có thời gian hồi
phục nhanh hơn so với không sử dụng chế phẩm.
Hg: Thời gian đất hồi phục về giá trị nền lớn nhất là 41 năm, nhanh nhất
là 6 năm. Các công thức có bổ sung chế phẩm VSV có thời gian hồi
phục nhanh hơn so với không sử dụng chế phẩm.
4.2. Kết quả xây dựng và thử nghiệm mơ hình ứng dụng thực vật để
xử lý ô nhiễm KLN trong đất
4.2.1. Mô hình ứng dụng biện pháp sinh học xử lý ơ nhiễm KLN trong
đất
Áp dụng quy trình kết hợp giữa cây đậu bắp, cây dọc mùng kết
hợp với chế phẩm VSV để xử lý ơ nhiễm 4 KLN bố trí 02 mơ hình quy
mơ 0,5ha/mơ hình tại ấp 3, xã Vĩnh Lộc B, huyện Bình Chánh,
TP.HCM.
4.2.1.1. Mơ hình với cây đậu bắp
Nhìn chung, hàm lượng KLN tích lũy trong sinh khối của cây đậu
bắp ở mơ hình thử nghiệm khơng q lớn, như ở dạng siêu tích lũy. Bón
chế phẩm VSV làm tăng lượng KLN tích lũy trong quả tươi khơng lớn
23


từ 4,1 - 4,5%/năm nhưng tăng mạnh trong thân, lá, rễ từ 14,4 15,5%/năm.
Bảng 3.38. Hàm lượng KLN trong cây đậu bắp sau mơ hình

Pb (ppm)
STT Cơng thức

Quả

1 CT1 (đc)
0,017
2 CT2 (MH) 0,018
Tăng so đối chứng
(%)
4,1

Cd (ppm)

Thân,
lá, rễ

Quả

Thân,
lá, rễ

0,575 0,016
0,658 0,017
14,4

As (ppm)
Thân,
lá, rễ

Quả

0,031 0,044
0,036 0,046

4,2

14,5

4,5

Hg (ppm)
Thân,
lá, rễ

Quả

0,189
0,218

0,011
0,012

0,042
0,049

15,3

4,5

15,5

Sau 1 năm bố trí mơ hình, hàm lượng KLN trong đất giảm từ 14,5
- 16,1% so với đối chứng.
Bảng 3.39. Hàm lượng KLN trong đất sau mơ hình trồng cây đậu bắp
Ký hiệu mẫu

Pb (ppm)

ĐC
MH
% so với đối
chứng

Cd (ppm)

As (ppm)

Hg (ppm)

70,4

1,92

11,79

0,59

60,2

1,64

9,90

0,50

-14,5

-14,6

-16,0

-16,1

4.2.1.2. Mơ hình với cây dọc mùng
Kết quả phân tích hàm lượng KLN trong cây dọc mùng sau thử
nghiệm cũng cho kết quả tương tự. Bón chế phẩm VSV làm tăng lượng
KLN tích lũy trong thân tươi không lớn từ 3,8 - 4,2%/năm nhưng tăng
trong lá, củ, rễ tới 14,0 - 15,3%/năm.
Bảng 3.40. Hàm lượng KLN trong cây dọc mùng sau mơ hình
STT Công thức
1 CT1 (đc)
2 CT2 (MH)
Tăng so đối chứng
(%)

Pb (ppm)
Cd (ppm)
As (ppm)
Hg (ppm)

Lá,
Lá,
Lá,
Lá, củ,
Thân
Thân
Thân
Thân
củ, rễ
củ, rễ
củ, rễ
rễ
0,016 0,129 0,026 0,035 0,048 0,067 0,011 0,045
0,017 0,147 0,027 0,040 0,050 0,077 0,011 0,052
3,8

14,0

3,8

14,3

4,2

15,1

3,6

Sau 1 năm bố trí mơ hình, hàm lượng KLN trong đất giảm từ 14,1
- 15,9% so với đối chứng.

24

15,3