Dự thảo tóm tắt Luận án Tiến sĩ Khoa học môi trường: Nghiên cứu thực trạng và đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm một số kim loại nặng (Cd, Pb, As) tro đất vùng trồng rau thành ph...

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

PHẠM THỊ MỸ PHƢƠNG

NGHIÊN CỨU THỰC TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP
GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG
(Cd, Pb, As) TRONG ĐẤT VÙNG TRỒNG RAU THÀNH
PHỐ THÁI NGUYÊN VÀ PHỤ CẬN BẰNG THỰC VẬT

Chuyên ngành:

Môi trƣờng đất và nƣớc

Mã số:

62 44 03 03

DỰ THẢO TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ
KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Hà Nội - 2017


Cơng trình đƣợc hồn thành tại:
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:
1. PGS.TS.
2. GS.TS.

NGUYỄN MẠNH KHẢI
ĐẶNG THỊ KIM CHI

Phản biện 1:
Phản biện 2:
Phản biện 3:

Luận án được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận án Tiến sĩ cấp Đại học Quốc gia tại
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội.
Vào hồi giờ ngày tháng năm

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


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của luận án
Ơ nhiễm mơi trường và vệ sinh an toàn thực phẩm đang trở thành vấn đề thời
sự, mối quan tâm của toàn xã hội. Tại một số vùng chuyên canh rau, mức độ khơng
an tồn về sản phẩm rau xanh và ơ nhiễm môi trường canh tác rất cao do việc sử dụng
phân bón và hóa chất bảo vệ thực vật khơng phù hợp, cùng với sự thiếu hiểu biết của
người canh tác đã gây ra những tác động xấu đến môi trường, làm cho sản phẩm rau
xanh cũng như môi trường canh tác bị ô nhiễm độc chất, đặc biệt là các kim loại nặng
(KLN).
Vì vậy đề tài luận án: “
c u t ực trạ và đề xuất giải pháp giảm thiểu
ô nhiễm một số KLN (Cd, Pb, As) tro
đất vùng trồng rau thành phố Thái
Nguyên và phụ cận bằng thực vật” được đặt ra nhằm góp phần xác định cơ sở khoa

học và thực tiễn cho việc xử lý ô nhiễm KLN (As, Cd, Pb) trong đất bằng phương
pháp thực vật.
2. Mục đích nghiên cứu của luận án
Đánh giá được mức độ ô nhiễm của KLN (As, Cd, Pb) trong đất, nước tưới và
rau tại một số vùng trồng rau chuyên canh của thành phố Thái Nguyên và phụ cận;
trên cơ sở đó đánh giá được khả năng hấp thu (As, Cd, Pb) của 2 loại thực vật bản địa
gồm cây cỏ Mần trầu (Eleusine indica L.) và cây lu lu đực (Solanum nigrum L.)
nhằm đề xuất quy trình xử lý một số KLN tích lũy trong đất trồng rau bằng thực vật
cho địa bàn nghiên cứu.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
- Bổ sung cơ sở dữ liệu về sự tích lũy hàm lượng KLN trong đất, nước tưới và
trong rau ở vùng trồng rau thuộc thành phố Thái Nguyên và phụ cận, cũng như khả
năng xử lý KLN (As, Cd, Pb) trong đất của cây cỏ Mần trầu (Eleusine indica L.) và
cây lu lu đực (Solanum nigrum L.).
- Đề tài đã xây dựng được quy trình và có thể được ứng dụng trong thực tiễn
nhằm xử lý một số KLN (Cd, Pb, As) trong đất trồng rau bằng việc chọn 2 loại thực
vật bản địa trên địa bàn nghiên cứu
4. Những đóng góp mới của luận án
Kết quả của luận án đã đánh giá được 1 cách tồn diện về thực trạng tích lũy
KLN (As, Cd, Pb) trong đất, nước tưới và trong rau ở vùng trồng rau thuộc thành phố
Thái Nguyên và phụ cận;
Đã xác định được ngưỡng ô nhiễm giới hạn về KLN (As, Cd, Pb) và ảnh hưởng
của độ chua, phân hữu cơ vi sinh và phức chất hữu cơ EDTA đến sự phát triển của cây cỏ
mần trầu (Eleusine indica L.) và cây lu lu đực (Solanum nigrum L.);
Đã xác định được tiềm năng sinh khối và thời gian thu hoạch hợp lý để sử
dụng 2 loại thực vật bản địa trong xử lý đất trồng rau bị ô nhiễm As, Cd, Pb.

1

5. Bố cục của luận án
Luận án hoàn chỉnh gồm 116 trang (khơng kể phần phụ lục). Trong đó phần
mở đầu 2 trang; Chương 1. Tổng quan tài liệu 28 trang; Chương 2. Nội dung và
phương pháp nghiên cứu 14 trang; Chương 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận 60
trang; Kết luận 2 trang; Danh mục cơng trình cơng bố 1 trang; Tài liệu tham khảo 6
trang gồm 59 tài liệu trong đó có 38 tài liệu tiếng Việt và 21 tài liệu tiếng Anh. Luận
án có 64 bảng, 29 hình.
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Hàm lƣợng kim loại nặng trong đất
1.1.1. Khái niệm kim loại nặng
Thuật ngữ “KLN” được từ điển hóa học định nghĩa là các kim loại có tỷ trọng lớn hơn 4,5
g/cm3. Trong tự nhiên có hơn 70 nguyên tố KLN.
1.1.2. Sự tồn tại và chuyển hóa KLN tro đất
Sự chuyển hóa KLN trong đất phụ thuộc rất nhiều vào các dạng hóa học và sự đặc
hiệu của kim loại.
1.2. Tình hình ơ nhiễm KLN trong đất trên thế giới và Việt Nam
1.2.1. Tình hình ơ nhiễm KLN tro đất trên thế giới
Đất ơ nhiễm KLN (KLN) là một mối quan tâm ở hầu hết các quốc gia. Phục hồi sinh thái
đất bị ô nhiễm do các hoạt động của con người đang là một thách thức lớn trong những
thập kỷ gần đây. Khoảng 1/6 tổng diện tích đất nơng nghiệp ở Trung Quốc bị ô nhiễm
KLN, hàm lượng KLN trong đất canh tác nông nghiệp vượt tiêu chuẩn chiếm 16,1%.
Khoảng 3,5 triệu địa điểm ở Châu Âu được ước tính có khả năng bị ô nhiễm với 0,5 triệu
địa điểm bị ô nhiễm cao và cần được khắc phục. Có 400.000 điểm ơ nhiễm đất ở các nước
châu Âu. Tại Mỹ, khoảng 600.000 ha các địa điểm đất đã bị ô nhiễm bằng KLN. Trên
43.000 vùng cơng nghiệp ở Mỹ trong tình trạng ô nhiễm, trong đó trên 40% là ô nhiễm
KLN như Pb, Cd, Cr, As.
Ở Phần Lan, hầu hết ô nhiễm KLN trong đất là do nước thải từ chế biến thực vật, nhà máy
cưa, chế biến gỗ, khu vực săn bắn, gara ô tô và kho phế liệu. Trong năm 2001, 20.000
vùng đất đã bị nhiễm bẩn KLN, 38% những khu vực này bị đóng cửa để xử lý, trong đó
nhiễm bẩn KLN là mối quan tâm lớn nhất.

1.2.2. Tình hình ơ nhiễm KLN tro đất ở Việt Nam
Ở Việt Nam, mơi trường đất đang có dấu hiệu ơ nhiễm. Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng:
Hàm lượng kim loại (Cu, Pb, Zn) trong các mẫu đất sử dụng nước tưới của sơng Nhuệ có
sự khác nhau giữa các khu vực nghiên cứu và giữa các mùa nghiên cứu. Hàm lượng đồng
(Cu) và kẽm (Zn) đo được tại một số điểm lấy mẫu đất đã vượt quá tiêu chuẩn cho phép QCVN 03:2008/BTNMT. Đất ở khu bãi thải mới của làng Hích, Thái Ngun có hàm
lượng chì và cadimi có hàm lượng chì và cadimi cao hơn tiêu chuẩn; đất ở làng nghề đúc
nhôm, đồng tại Văn Môn - Yên Phong - Bắc Ninh hàm lượng KLN trong đất nơng nghiệp
của làng nghề này khá cao: trung bình hàm lượng Cd là 1 mg/kg; Cu là 41,4 mg/kg; Pb là
39,7 mg/kg và Zn là 100,3 mg/kg. Đất nông nghiệp của huyện Văn Lâm - Hưng Yên được
cảnh báo nguy cơ ô nhiễm đồng, kẽm.
2


1.3. Xử lý KLN trong đất bằng thực vật
1.3.1. Biện pháp xử lý ô nhiễm KLN bằng thực vật
Cho đến nay, việc sử dụng thực vật để xử lý các chất ô nhiễm đã được ứng dụng ở nhiều
nơi và áp dụng cho nhiều loại chất ô nhiễm. Giải pháp cơng nghệ này bao gồm các q
trình cơ bản như sau:
- Chuyển hố chất ơ nhiễm
(Phyto-transformation)
- Xử lý bằng vùng rễ
(Rhizosphere remediation)
- Công nghệ cố định các chất ô nhiễm (Phytostabilization)
- Công nghệ chiết xuất bằng thực vật (Phytoextraction)
- Công nghệ lọc bằng rễ
(Rhizo-filtration)
- Công nghệ bay hơi qua lá cây
(Phyto-volatilization)
1.3.2. Các lồi thực vật có khả ă xử lý đất ơ nhiễm KLN
Hiện nay có trên 450 lồi thực vật có khả năng hấp thụ kim loại cao đã được công bố. Các

họ thực vật chiếm ưu thế về số loài được xác định là “Siêu hấp thụ” là Asteraceae,
Brassicaceae, Caryopyllaceae, Cyperaceae, Conouniaceae, Fabaceae, Flacuortiaceae,
Lamiaceae, Poaceae, Violaceae and Euphobiaceae.
1.3.3. Các yếu tố ả
ưở đến quá trình hấp thụ KLN của thực vật
Tính linh động của các KLN chịu ảnh hưởng lớn bởi đặc tính lý hóa của mơi trường đất
như: hàm lượng các chất hữu cơ có trong đất, pH đất, thành phần cơ giới, CEC,....Thông
thường pH thấp, thành phần cơ giới nhẹ, độ mùn thấp thì hút thu KLN của thực vật tăng.
1.3.4. Tình hình xử lý KLN bằng thực vật trên thế giới và ở Việt Nam
Ở các phát triển Âu-Mỹ, hệ thực vật đã được khảo sát khá đầy đủ về khả năng chống
chịu và hấp thu kim loại, hướng nghiên cứu này vẫn được duy trì và phát triển về cả lý
luận và thực tiễn. Nhiều loại hình cơng nghệ xử lý ơ nhiễm kim loại bằng thực vật đã
được hình thành, phát triển và áp dụng thành công trong thực tiễn. Trong khoảng 10
năm trở lại đây các nhà khoa học tập trung nhiều nghiên cứu vào nhóm thực vật
này bởi tầm quan trọng đối với cả khoa học và thực tiễn của chúng.
Đối chiếu với các tài liệu đã công bố về hệ thực vật Việt Nam, trong danh sách các lồi
“siêu tích tụ” kim loại đã được công bố trên thế giới có 450 lồi thì ở Việt Nam chỉ bắt
gặp 27 loài. Trong số này, 4 loài là thực vật thủy sinh và 23 loài là thực vật trên cạn. Ở
Việt Nam đã có nhiều cơng trình nghiên cứu khả năng xử lý KLN của các loài thực vật
như sử dụng cây Sậy (Phragmites australis), cỏ vetiver, một số loài thực vật thuỷ sinh như
bèo tây, bèo cái, rau muống, bèo tấm, ngổ, sậy,...
1.3.5. Đặc đ ểm sinh thái học của cây cỏ mần trầu và cây lu lu đực
Cỏ mần trầu ( Eleusine indica L. Gaertn ), ngành Ngọc lan Magnoliophyta. Là cây
thảo sống hằng năm, cao 15÷90cm, có rễ mọc khỏe. Lá mọc so le, hình dải nhọn; phiến
lá nhẵn, mềm; bẹ lá có lơng. Thân bị dài ở gốc, phân nhánh, sau mọc thẳng đứng thành
bụi. Cây ra hoa thàng 3-11, mọc phổ biến ở nhiều nơi, thường gặp ở bờ ruộng, ven đường,
bãi hoang.
Cây lu lu đực (Solanum nigrum L) thuộc chi Solanum L. là một chi lớn nhất trong họ
Cà Solanaceae. Cỏ hàng năm, cao 30-100 cm, nhẵn hoặc có lơng tơ. Lá đơn mọc cách,
mỏng như giấy, hình trứng, cỡ 3-11 x 1,5-6,5 cm, chóp nhọn, gốc hình nêm thót dần tới

cuống. Mùa hoa quả tháng 6-11. Mọc rải rác trên các bãi hoang, ruộng hoang, ven
đường, ở mọi độ cao đến 2500 m.
3


CHƢƠNG 2.
ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tƣợng và địa điểm nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu:
- Thực vật được sử dụng trong nghiên cứu: Hai loài thực vật có khả năng hấp thu KLN: cỏ
mần trầu (Eleusine indica L.), cây lu lu đực (Solanum nigrum L.).
- Cây trồng sử dụng trong thí nghiệm là cây gieo từ hạt, cây khoảng 4 – lá non và có chiều
cao đồng đều nhau, cây được trồng trên đất sạch không bị ô nhiễm KLN.
- KLN nghiên cứu As, Cd, Pb được bổ sung dưới dạng các muối Na2HAsO4.7H2O,
Pb(NO3)2, Cd(NO3)2.4 H2O ở các hàm lượng khác nhau tùy theo mục đích từng thí
nghiệm.
Địa đ ểm nghiên c u: Khu vực trồng rau ở thành phố Thái Nguyên và vùng phụ cận
2.2. Nội dung nghiên cứu
1) Nghiên cứu thực trạng ô nhiễm As, Cd, Pb trong đất, nước và rau tại một số vùng
chuyên canh rau ở thành phố Thái Nguyên và phụ cận.
2) Nghiên cứu khả năng ứng dụng cây cỏ Mần trầu (Eleusine indica L.) và cây lu lu
đực (Solanum nigrum L.) để xử lý As, Cd, Pb trong đất ở điều kiện nhà lưới.
3) Nghiên cứu ảnh hưởng của độ chua, phân hữu cơ vi sinh và phức chất hữu cơ
EDTA đến khả năng tích lũy As, Cd, Pb của cây cỏ Mần trầu (Eleusine indica L.)
và cây lu lu đực (Solanum nigrum L.) trong đất trồng rau ở điều kiện nhà lưới.
4) Nghiên cứu ứng dụng 2 loại thực vật gồm cây cỏ Mần trầu (Eleusine indica L.) và
cây lu lu đực (Solanum nigrum L.) để xử lý ô nhiễm As, Pb, Cd trong đất trồng rau
5) Nghiên cứu đề xuất quy trình xử lý đất ơ nhiễm As, Cd, Pb ở vùng trồng rau
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.3.1. P ươ p áp đ ều tra thực địa và thu thập thông tin th cấp

2.3.2. P ươ p áp lấy mẫu nghiên c u
Mẫu nước: Lấy 25 mẫu theo TCVN 5996:1995.
Mẫu đất: Lấy 39 mẫu ở độ sâu 0 - 20 cm, theo TCVN 367:1999.
Mẫu rau: Lấy 39 mẫu, lấy mẫu phần ăn được (lá hoặc quả).
Mẫu nước, đất và rau được tiến hành làm 2 đợt (5/2012; 12/2013).
2.3.3. Vật liệu và p ươ p áp bố trí thí nghiệm
2.3.3.1. Vật liệu thí nghiệm
- Cây sử dụng trong thí nghiệm là cây cỏ mần trầu và cây lu lu đực được gieo từ hạt, cây
được 4 - 5 lá non và có chiều cao đồng đều nhau.
- Các KLN (As, Cd, Pb) được bổ sung trong thí nghiệm dưới dạng các muối
Na2HAsO4.7H2O, Pb(NO3)2, Cd(NO3)2.4 H2O là các hóa chất của Merk.
2.3.3.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm trong nhà lưới
Bố trí 4 thí nghiệm, mỗi thí nghiệm có 3 cơng thức trong đó mỗi cơng thức lặp
lại 6 lần. Thí nghiệm nhà lưới được tiến hành trong chậu nhựa hình trụ trịn (cao 30
cm, đường kính đáy 20 cm, đường kính trên 25 cm, có bổ sung các vật liệu thí
nghiệm theo các tỷ lệ khác nhau đối với từng nội dung nghiên cứu. Đất dùng trong thí
nghiệm nhà lưới là đất được lấy ở độ sâu 0-20 cm từ vùng trồng rau. Các đặc tính cơ
bản của đất thí nghiệm trong chậu được mơ tả trong bảng 1.
4


Bảng 1. Thành phần và tính chất của đất trƣớc thí nghiệm nhà lƣới
pHKCl OM
(%)
4,8

1,62

CEC
(meq/100gđ)

N
(%)

9,62

0,141

Dung P2O5
trọng
(%)
(g/cm3)
1,26

0,105

K2O Thành
As
(%) phần cơ tổng số
giới đất (mg/kg)
0,76 Thịt nhẹ

5,13

Pb
Cd
tổng số tổng số
(mg/kg) (mg/kg)
145

2,58

Đất sau khi lấy về, phơi khơ khơng khí, nhặt sạch rễ cây, bổ sung phân bón nền NPK
Lượng phân bón nền (NPK) được bổ sung một lần duy nhất vào thời điểm bắt đầu thí
nghiệm, mỗi chậu thí nghiệm được bón 0,26 gam đạm urê + 0,22 gam lân supe +0,08 gam
phân kali clorua/chậu chứa 1 kg đất. Tương ứng với 300 kg N + 100 kg P2O5 + 100 kg
K2O/ha. Các loại phân khoáng sử dụng bao gồm: Phân đạm urê Hà Bắc (46% N), phân
KCl (60% K2O), phân lân supe Lâm Thao (20% P2O5).
Thí nghiệm 1: Nghiên cứu khả năng hấp thu một số KLN (Cd, Pb, As) của cây cỏ mần
trầu và cây lu lu đực.
Thí nghiệm nhà lưới 1.1: Lượng Cd bổ sung vào các chậu thí nghiệm ở các mức 0,
25, 50, 100, 200 mg Cd2+/kg dưới dạng Cd(NO3)2.4 H2O.
Thí nghiệm nhà lưới 1.2: Lượng Pb bổ sung vào các chậu thí nghiệm ở các mức là 0,
500, 1000, 1500, 2000, 3000 mg Pb2+/kg dưới dạng Pb(NO3)2.
Thí nghiệm nhà lưới 1.3: Lượng As bổ sung vào các chậu thí nghiệm ở các mức 0,
25,50, 100, 200 mg As5+/kg dưới dạng Na2 HAsO4.7H2O.
Sau 3 tháng tiến hành thu hoạch để đánh giá khả năng tích lũy KLN của các cây thí
nghiệm.
Thí nghiệm 2: Nghiên cứu thời điểm thu hái đến khả năng hút thu KLN của cây cỏ mần
trầu và cây lu lu đực.
Thí nghiệm nhà lưới 2.1: Lượng Cd bổ sung vào các chậu thí nghiệm là 50 mg
Cd2+/kg dưới dạng Cd(NO3)2.4 H2O.
Thí nghiệm nhà lưới 2.2: Lượng Pb bổ sung vào các chậu thí nghiệm ở các mức là
1500 mg Pb2+/kg dưới dạng Pb(NO3)2.
Thí nghiệm nhà lưới 2.3: Lượng As bổ sung vào các chậu thí nghiệm ở các mức 100
mg As5+/kg dưới dạng Na2 HAsO4.7H2O.
Thời điểm thu mẫu sau 1, 2, 3 và 4 tháng thí nghiệm.
Thí nghiệm 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến khả năng hút thu KLN của cây cỏ mần
trầu và cây lu lu đực. Thí nghiệm với các giá trị pH là 4,0; 5,0 và 7,0. Thí nghiệm được
tiến hành trong 3 tháng.

Thí nghiệm nhà lưới 3.1: Lượng Cd bổ sung vào các chậu thí nghiệm là 50 mg
Cd2+/kg dưới dạng Cd(NO3)2.4 H2O.
Thí nghiệm nhà lưới 3.2: Lượng Pb bổ sung vào các chậu thí nghiệm ở các mức là
1500 mg Pb2+/kg dưới dạng Pb(NO3)2.
Thí nghiệm nhà lưới 3.3: Lượng As bổ sung vào các chậu thí nghiệm ở các mức 100
mg As5+/kg dưới dạng Na2 HAsO4.7H2O.
Thí nghiệm nhà lưới 4: Nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón lên sinh trưởng và tích luỹ
KLN của cây cỏ mần trầu và cây lu lu đực. Thí nghiệm được tiến hành trong 3 tháng. Thí
nghiệm với các cơng thức phân bón khác nhau:
5


Bảng 2. Thí nghiệm khả năng hấp thu KLN ở chế độ phân bón khác nhau
Thí nghiệm
Thí nghiệm
Thí nghiệm
Phân bón
nhà lƣới 4.1
nhà lƣới 4.1
TT nhà lƣới 4.1
2+
2+
5+
50mgCd /kg 1500 mgPb /kg 100 mgAs /kg
HCVS
NPK
PBCd-1
PBPb-1
PBAs-1
1

Không
Không
PBCd-2
PBPb-2
PBAs -2
2
100% (4,0 g)
Không
PBCd-3
PBPb-3
PBAs -3
3
75% (3,0 g)
25% (0,5 g)
PBCd-4
PBPb-4
PBAs -4
4
50% (2,0 g)
50% (1,0 g)
PBCd-5
PBPb-5
PBAs -5
5
25% (1,0 g)
75% (1,5 g)
Thí nghiệm nhà lưới 5. Mục đích nghiên cứu ảnh hưởng của EDTA lên khả năng sinh
trưởng và tích lũy Cd , Pb, As của cây cỏ mần trầu và cây lu lu đực.
Bảng 2.15. Thí nghiệm về khả năng hấp thu Cd ở các mức EDTA khác nhau
EDTA

TT
Công thức
Lƣợng KLN bổ sung
(mmol/kg)
1 EDTACd-1
1000 mg/kg Pb2+ + 25 mg/kg Cd2+ + 50 mg/kg As5+
0
2+
2+
5+
2 EDTACd-2
1000 mg/kg Pb + 25 mg/kg Cd + 50 mg/kg As
1
2+
2+
5+
3 EDTACd-3
1000 mg/kg Pb + 25 mg/kg Cd + 50 mg/kg As
2
2+
2+
5+
4 EDTACd-4
1000 mg/kg Pb + 25 mg/kg Cd + 50 mg/kg As
3
2+
2+
5+
5 EDTACd-5
1000 mg/kg Pb + 25 mg/kg Cd + 50 mg/kg As

4
2+
2+
5+
6 EDTACd-6
1000 kg Pb + 25 mg/kg Cd + 50 mg/kg As
5
Nghiên cứu thử nghiệm mơ hình ứng dụng biện pháp sinh học xử lý ô nhiễm một số
kim loại nặng (Pb, Cd, As) trong đất trồng rau
Mơ hình được triển khai tại vùng trồng rau phường Túc Duyên, thành phố Thái
Nguyên với diện tích 200 m2/mơ hình x 2 mơ hình, nhằm đánh giá hiệu quả xử lý ô nhiễm
KLN trong đất trồng rau của cây cỏ mần trầu và cây lu lu đực.

2.3.4. P ươ p áp nghiên c u trong phịng thí nghiệm
Phân tích các thơng số lý và hóa học trong đất theo TCVN hiện hành, bao gồm các chỉ
tiêu như: thành phần cơ giới, dung trọng, độ ẩm đất, CEC, Chất hữu cơ (OM), pHKCl, Nts,
Ndt, P2O5ts, P2O5dt, K2Ots, K2Odt, Asts, Cdts, Pbdt; phân tích nước ( pH, As, Cd, Pb); rau (As,
Cd, Pb tổng số).
2.3.5. P ươ p áp xử lý số liệu
Các số liệu nghiên cứu được xử lý thống kê toán học trên các phần mềm Excel
và SAS 9.1.

6


CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Thực trạng sản xuất rau và hàm lƣợng KLN trong đất trồng rau ở thành
phố Thái Nguyên và vùng phụ cận
- Môi trường đất: Hàm lượng Pb dao động 22,12-145,05 mg/kg, hàm lượng Cd dao động
0,32-3,23 mg/kg, hàm lượng As dao động 4,27-8,39 mg/kg

- Môi trường nước: Hàm lượng Pb trong khoảng 0,015 - 0,135 mg/l, hàm lượng Cd trong
khoảng 0,002 - 0,032 mg/l, hàm lượng As trong khoảng 0,015 - 0,094 mg/l.
3.2. Kết quả nghiên cứu lựa chọn cây cỏ mần trầu và cây lu lu đực để xử lý KLN
trong đất trồng rau
3.2.1. Kết quả nghiên c u khả ă c ống chịu và tíc lũy Cd của 2 loài thực vật
Khi tăng lượng Cd2+ bổ sung và các cơng thứ thí nghiệm (CTTN) thì sinh khối cỏ
mần trầu giảm dần so với mẫu đối chứng. Cụ thể ở cơng thức BSCd-2 sinh khối cây giảm
cịn 86,75%, BSCd-3 sinh khối giảm còn 84,03% so với BSCd-1. Khi hàm lượng Cd cao
thì sinh khối của cây giảm rõ rệt, cụ thể: ở BSCd-4 sinh khối còn 62,96%, ở BSCd-5 sinh
khối cịn 44,22% (Hình 3.1). Từ hình 3.1 có thể thấy khả năng tích lũy Cd trong cây cỏ
mần trầu tăng khi hàm lượng Cd trong đất tăng.
800

1400
Thân lá

Rễ

677.29

1200

Thân lá

600

400
300

1000

533.17

500

Lƣợng Cd tích lũy (mg/kg)

Lƣợng Cd tích lũy (mg/kg)

700

482.08
440.7

426.05

365.09
274.13
250.08

200

195.21

107.12
10098.87
108.8
75.61
24.05
0 9.93

BSCd-1 BSCd-2 BSCd-3 BSCd-4

800
600
400
200
0
BSCd-1 BSCd-2 BSCd-3 BSCd-4 BSCd-5

BSCd-5

Cơng thức thí nghiệm

Cơng thức thí nghiệm

Hình 3.1. Ảnh hưởng của Cd đến tích lũy Hình 3.2. Ảnh hưởng của Cd đến tích
Cd trong thân và rễ cây cỏ mần trầu
lũy Cd trong thân và rễ cây lu lu đực
Cây lu lu đực (Solanum nigrum L.)

Cũng giống cỏ mần trầu, khi bổ sung thêm Cd sinh khối cây lu lu đực giảm dần so
với mẫu đối chứng BSCd-1, cụ thể ở công thức BSCd-2 sinh khối giảm cịn 98,99%, ở cơng
thức BSCd-3 giảm cịn 83,36%, ở cơng thức BSCd-4 giảm cịn 55,78%, ở cơng thức BSCd5 còn 38,43% so với đối chứng.

Khi bổ sung hàm lượng Cd tăng lên thì khả năng tích lũy Cd trong cây lu lu đực tăng
lên thể hiện ở cả thân và rễ cỏ. Ở công thức BSCd-2 hàm lượng Cd tích lũy trong thân
tăng 3,4 lần so với ở cơng thức đối chứng BSCd-1 thì ở cơng thức BSCd-3 là 7,2 lần,
công thức BSCd-4 là 11,4 lần và công thức BSCd-5 là 15,3 lần. Tương tự đối với rễ cỏ
khả năng hấp thu và tích lũy Cd ở các cơng thức BSCd-2, BSCd-3, BSCd-4 và BSCd5 tăng tương ứng so với công thức đối chứng BSCd-1 tương ứng là 3,5; 6,8; 8,2 và 8,9
lần. Tuy nhiên, khả năng loại bỏ Cd ra khỏi đất lại tốt nhất với công thức đối chứng

BSCd-4 (bổ sung 100 mg Cd/kg đất), loại bỏ được 5,210 mg Cd ra khỏi đất. Điều này
có thể lí giải vì ở cơng thức đối chứng BSCd-4 sinh khối của cây lu lu đực là khá cao
(22,3 mg) nên tuy khả năng tích lũy Cd trong thân và rễ không phải là cao nhất so với
7


các công thức khác nhưng khả năng loại bỏ Cd ra khỏi đất là cao nhất. Do vậy nếu đất
ô nhiễm Cd thì nên dùng cây lu lu đực và cây cỏ mần trầu để xử lý vì khả năng sinh
trưởng và phát triển cũng hấp tích lũy Cd của cây tương đối cao.
3.2.1.2. Kết quả nghiên cứu khả năng chống chịu và tích lũy Pb của 2 lồi thực vật
Bảng 3.11. Ảnh hƣởng của Pb đến sinh khối và tích lũy Pb của cây cỏ mần trầu.
Tích lũy (mg/kg)

Sinh khối (g)
Thân lá

Rễ

Tổng

Thân lá

Rễ

Tổng
(mgPb/cây)

BSPb-1

17,29±2,78a

6,25±1,12a

23,54±3,12a

58,7±3,11a

435,31±5,24a

3,735

BSPb-2

18,78±2,81ba

6,45±1,01b

25,23±4,23ba

64,78±5,13b

505,84±9,14b

4,479

BSPb-3

24,23±2,83bc

10,20±1,45bc

34,38±5,22bc

115,72±7,12c

567,27±11,13c

8,590

BSPb-4

23,18±2,34cd

7,94±1,32c

31,12±4,27c

149,25±7,23d

1332,65±13,16d

14,040

BSPb-5

19,87±2,16d

6,68±1,23c

26,55±3,16c

172,95±8,17e

1582,92±14,13e

14,010

BSPb-6

12,53±1,53e

4,35±0,87d

16,88±1,17d

189,6±8,19e

2754,6±15,34f

14,358

LSD0,05

3,05

1,06

4,47

7,98

12,67

CV (%)

3,2

2,7

4,2

5,35

2,89

CTTN

Lƣợng Pb tích lũy (mg/kg)

3500

Thân lá

Rễ

Tổng

3000
2500
2000

1500
1000
500
0
BSPb - BSPb - BSPb - BSPb - BSPb - BSPb 1
2
3
4
5
6
Cơng thức thí nghiệm

Kết quả bảng 3.11 và hình 3.3 cho thấy,
cỏ mần trầu sống được ở tất cả các
CTTN, khối lượng thân ở các CTTN cao
hơn ở rễ, khả năng sinh trưởng và hấp
thu Pb có khác nhau. Khi Pb là 500 mg
Pb/kg đất (BSPb-2) sinh khối 25,23±4,23
g, tăng 7,18% so với đối chứng BSPb-1.
Khi tăng hàm lượng Pb lên thì sinh khối
cây cũng có xu hướng tăng, cụ thể ở
BSPb- Pb bổ sung vào là 1000 mg Pb/kg
đất thì sinh khối đạt 34,38±5,22g, tăng
46,05% so đối chứng.

Hình 3.3. Ảnh hưởng của Pb đến tích lũy Pb
trong thân lá, rễ cây cỏ mần trầu

Khi tăng tiếp lượng Pb vào đất, sinh trưởng của cỏ mần trầu bắt đầu giảm, cụ
thể ở BSPb -4 (1500 mg Pb/kg đất) thì sinh khối là 31,12±4,27 g thấp hơn ở BSPb-3,

tuy nhiên vẫn tăng hơn 32,20% so với đối chứng BSPb-1. Còn khi tăng lên 3000 mg
Pb/kg đất (ở công thức BSPb – 6) thì sinh khối giảm cịn 16,88±1,17 g, giảm 28,29%
so với đối chứng. Kết quả tương tự với nghiên cứu của Đặng Đình Kim (2007) bổ
sung 500 mg Pb/kg đất thì sinh khối cây đạt 21,09 g; khi bổ sung 1000 mg Pb/kg sinh
khối đạt 37,3 g; khi tăng hàm lượng Pb lên 3000 mg/kg thì sinh khối giảm xuống.
Lượng Pb cây hấp thu chủ yếu là ở phần rễ. Khả năng hấp thu của cây ở cả
phần thân lá và phần rễ đều tỷ lệ với lượng Pb trong đất. Cũng theo Đặng Đình Kim
và cộng sự (2007), khi bổ sung 500 và 2000 mg Pb/kg đất thì ượng Pb cây hấp thu
tăng 7,676 lần và 53,238 lần so với đối chứng.
Bảng 3.12. Ảnh hƣởng của Pb đến sinh khối và tích lũy Pb của cây lu lu đực
CTTN

Tích lũy (mg/kg)

Sinh khối (g)

8

Tổng


BSPb-1
BSPb-2
BSPb-3
BSPb-4
BSPb-5
BSPb-6
LSD0,05
CV(%)

Thân lá
25,16±3,11a
25,72±3,15ab
28,04±3,27b
25,91±2,67b
21,32±2,53c
16,13±2,11d
2,16
7,13

Rễ
3,43±0,54a
3,75±0,58ba
4,15±0,65ba
3,82±0,60bc
3,41±0,51bc
3,01±0,43c
0,59
3,79

Tổng
28,59±3,13a
29,47±3,15bc
32,19±3,19b
29,73±3,15b
24,73±2,17c
19,14±2,11d
2,5
7,63

Thân lá
98,9±2,11a
125,82±3,16b
165,19±5,24c
278,54±6,14d
293,95±6,12e
311,27±5,56f
5,61
2,23

(mgPb/cây)
Rễ
324,82±3,16a
3,603
401,15±6,26b
4,740
539,72±7,21c
6,870
1255,37±7,36d
12,012
1304,15±7,89e
10,714
1902,73±10,35f
10,748
56,41
2,65

Lƣợng Pb tích lũy (mg/kg)

Kết quả ở bảng 3.12 cho thấy sinh khối của cây lu lu đực tập trung chủ yếu ở

phần trên mặt đất, sinh khối phần rễ ít hơn so với cây cỏ mần trầu, ở công thức
BSPb-3 cây cho sinh khối lớn nhất (32,19±3,19 g), tăng 12,59% so với đối chứng
công thức BSPb-1.
2500

Thân lá

Rễ

Tổng

2000
1500
1000
500
0
BSPb - 1 BSPb - 2 BSPb - 3 BSPb - 4 BSPb - 5 BSPb - 6
Cơng thức thí nghiệm

Hình 3.4. Ảnh hưởng của Pb đến tích lũy Pb
trong thân lá, rễ cây lu lu đực

So với đối chứng BSPb-1,
lượng Pb mà cây hấp thu được trong
thân và rễ tăng lên rất nhiều (Hình
3.4). Nếu như cơng thức BSPb-2 Pb
tích lũy trong thân tăng 1,27 lần thì ở
BSPb-3 là 1,67 lần, BSPb-4 là 2,82
lần, BSPb-5 là 2,97 lần và BSPb-6 là
3,14 lần. Tương tự đối với rễ cỏ khả

năng hấp thu và tích lũy Pb ở các CT
BSPb-2, BSPb-3, BSPb-4, BSPb-5 và
BSPb-6 tăng so với đối chứng BSPb-1
tương ứng là 1,23; 1,66; 3,86; 4,01 và
5,86 lần. Vì vậy, ở BSPb-4 hiệu quả
hấp thu Pb là cao nhất, khả năng loại
bỏ Pb ra khỏi đất là 12,012 mg/cây.

Kết quả ở bảng 3.13 và hình 3.5 cho thấy cỏ mần trầu sống được ở tất cả các
CTTN nhưng khả năng sinh trưởng và hấp thu As có khác nhau. Khi bổ sung As, so
với đối chứng thì sinh khối cỏ mần trầu giảm dần, cụ thể: ở BSAs-2 đạt 28,12±2,60 g
giảm còn 88,15%; Ở BSAs-3 đạt 24,76±2,59 g, giảm còn 77,61%; Ở BSAs-4 đạt
23,54±2,57 g, giảm còn 73,79% và BSAs-5 sinh giảm còn 64,48% .
Khả năng hấp thu As ở phần rễ cũng cao hơn phần thân lá, lượng As được tích
lũy ở phần thân lá và phần rễ cao nhất ở công thức BSAs- 5, tương ứng là 76,68±2,14
mg/kg và 85,94±7,17 mg/kg, lượng As tách ra là 1,627 mg/kg đất.
Bảng 3.13. Ảnh hƣởng của As đến sinh khối và tích lũy As của cây cỏ mần trầu
CTTN
BSAs-1
BSAs-2
BSAs-3
BSAs-4
BSAs-5
LSD0,05

Thân lá
23,25±2,57a
20,18±2,55ba
18,01±2,54bc
17,29±2,43dc

15,15±2,14d
3,12

Sinh khối (g)
Tích lũy (mg/kg)
Tổng
(mgAs/cây)
Rễ
Tổng
Thân lá
Rễ
8,65±0,57a 31,90±2,65a 1,02±0,13a
1,37±0,16a
0,035
7,94±0,55b 28,12±2,60b 2,45±0,15b 5,56±1,13b
0,093
6,75±0,44c 24,76±2,59cb 8,51±0,18c 11,68±2,16c
0,232
6,25±0,45c 23,54±2,57cb 15,15±1,11d 42,38±4,16d
0,526
5,42±0,34d 20,57±2,45d 76,68±2,14e 85,94±7,17d
1,627
0,57
3,04
1,15
4,61

9

CV (%)

3,8

6,75

9,67

4,6

3,07

Kết ở bảng 3.14 hình 3.6 cho thấy lu lu đực sống được ở tất cả các CTTN, tuy
nhiên khả năng sinh trưởng và hấp thu As ở từng cơng thức cũng khác nhau. Nhìn
chung khi hàm lượng As tăng thì sinh khối của cây giảm so với cơng thức đối chứng
BSAs- 1, cụ thể sinh khối thu được ở BSAs-1 là 28,59g, BSAs-2 là 21,79 g; BSAs-3
là: 22,19 g; BSAs-4 là: 23,79 g và BSA-5 là: 20,03g.
Bảng 3.14. Ảnh hƣởng của As đến sinh khối và tích lũy As của cây lu lu đực
CTTN

Tích lũy (mg/kg)

Sinh khối (g)

Tổng
(mgAs/cây)

Thân lá

Rễ

Tổng

Thân lá

Rễ

BSAs-1

25,16±3,15a

3,43±0,18a

28,59±3,17a

15,7±0,17a

42,15±0,45a

0,539

BSAs-2

19,36±2,16b

2,43±0,18b

21,79±2,53b

60,67±0,35b

95,56±2,65b

1,406

BSAs-3

19,72±2,23cb

2,47±0,21c

22,19±2,54cb

98,52±0,58c

131,98±4,16c

2,268

BSAs-4

21,04±2,54cb

2,75±0,23c

23,79±2,54cb

148,28±1,17d

299,15±6,18d

3,942

BSAs-5

17,91±2,10c

2,12±0,15d

20,03±2,18c

185,54±2,34e

338,82±8,21e

4,041

LSD0,05

2,68

0,22

3,18

5,32

2,43

CV (%)

10,6

6,83

11,26

2,08

5,3

Khả năng tích lũy As trong cây tăng khi hàm lượng As trong đất tăng, ở phần
rễ tăng hơn phần thân lá. Khả năng loại bỏ As ra khỏi đất của cây lu lu đực cao hơn
cây cỏ mần trầu. So với đối chứng BSAs-1, hàm lượng As tích lũy trong thân ở cơng
thức BSAs-2 tăng 3,86 lần; BSAs-3 là 6,28 lần; BSAs-4 là 9,44 lần; BSAs-5 là 11,8
lần. Tương tự đối với rễ cỏ khả năng hấp thu và tích lũy As ở các cơng thức BSAs –
2, BSAs-3, BSAs-4 và BSAs-5 tăng tương ứng so với đối chứng 2,27; 3,13; 7,09 và
8,04 lần. Hàm lượng As tích lũy đạt cao nhất trong thân và rễ của cây lu lu đực tương
ứng là 185,54±2,34 mg/kg và 338,82±8,21 mg/kg ở đất có bổ sung 100 mg/kg As.
Như vậy với đất ơ nhiễm As thấp thì ta có thể sử dụng cây lu lu đực để xử lý.
Có thể kết luận rằng cỏ mần trầu (Eleusine indica L.) và cây lu lu đực
(Solanum nigrum L.) có khả năng hấp thu Pb ở hàm lượng cao và nó phát triển tốt
trên đất bị nhiễm Pb, điều này cũng phù hợp với nghiên cứu của Đặng Đình Kim và
cộng sự khi nghiên cứu cải tạo đất ô nhiễm ở vùng khai thác khoáng sản.
3.3. Kết quả nghiên cứu các yếu tố ảnh hƣởng đến hấp thu KLN của thực vật
3.3.1. Kết quả nghiên c u khả ă

tíc lũy KL t eo t ời gian

Khả năng tích lũy Cd

Bảng 3.16. Khả năng tích lũy Cd của cây theo thời gian
Loại cây

Cỏ mần
trầu
Lu lu đực

Cơng
thứcTN
TGCd-1
TGCd-2
TGCd-3
TGCd-4
LSD0,05
CV (%)
TGCd-1

Sinh khối khơ
của cây (g)
4,84±0,5a
16,85±1,1a
25,52±2,0b
26,26±3,1c
1,53
6,77
3,01±0,6a

Lƣợng Cd tích lũy
trong thân lá (mg/kg)
23,41±1,75a

40,44±2,94b
72,41±3,58c
65,57±3,83d
1,59
2,57
28,72±2,31a
10

Lƣợng Cd tích lũy
trong rễ (mg/kg)
80,97±3,02a
214,91±14,18b
343,8±29,07c
340,44±29,75d
24,24
8,04
156,4±11,6a


TGCd-2
TGCd-3
TGCd-4
LSD0,05
CV (%)

17,89±0,9a
26,75±2,1b
26,58±1.8c
1,4
6,12

65,82±5,22a
153,26±10,51b
156,34±12,62c
7,62
6,13

402,51±22,4b
745,08±32,5c
781,26±34,6d
23,39
3,65

Đối với cây cỏ mần trầu, sau 1 tháng trồng cây thì hàm lượng Cd tích lũy trong
phần thân lá là 23,41±1,75 mg/kg, nhưng sau 2 tháng hàm lượng Cd tích lũy trong
thân của cây đã tăng lên 40,44±2,94 mg/kg cao hơn gấp 1,7 lần và sau 3 tháng là
72,41±3,58 mg/kg, gấp 3,1 lần so với cây trồng sau 1 tháng; Sau 4 tháng thì khả năng
tích lũy có phần giảm xuống so với cây trồng sau 3 tháng, khả năng tích lũy Cd trong
phần thân lá cịn 65,57±3,83 mg/kg. Tương tự với hàm lượng Cd tích lũy trong rễ của
cây. Ở tháng thứ nhất, Cd tích lũy trong rễ là 80,97±3,02 mg/kg, nhưng sau 2 tháng
đã tăng lên 214,91±14,18 mg/kg cao hơn gấp 2,6 lần, sau 3 tháng và 4 tháng thì hàm
lượng Cd tích lũy trong rễ cây đã tăng lên tương ứng là 343,8±29,07 mg/kg,
340,44±29,75 mg/kg cao hơn gấp 4,1 và 3,9 lần so với tháng thứ nhất. Như vậy sau 3
tháng trồng ta nên thu hoạch cây dể xử lý sinh khối.
Đối với cây lu lu đực, khả năng tích Cd tăng dần theo thời gian. Ở tháng thứ
nhất, hàm lượng Cd tích lũy trong thân của cây lu lu đực là 28,72±2,31 mg/kg, nhưng
sau 2 tháng Cd tích lũy trong thân của cây đã tăng lên 65,82±5,22 mg/kg, gấp hơn 2
lần, sau 3 tháng và 4 tháng trồng thì Cd tích lũy trong thân cây đã tăng lên tương ứng
là 153,26 ± 10,51 mg/kg và 156,34±12,62 mg/kg, tăng hơn gấp 5 lần so với cây trồng
sau 1 tháng. So với cây trồng sau 3 tháng thì khả năng tích lũy Cd trong thân lá của cây

lu lu đực sau 4 tháng là không đáng kể. Khả năng tích lũy Cd của cây sau 3 tháng và 4
tháng trồng là khơng nhiều, do đó ta cũng nên thu cây sau 3 tháng trồng để xử lý Cd.
Khả năng tích lũy Pb
Kết quả thu được cho thấy, khả năng tích lũy KLN của cây cỏ mần trầu
(Eleusine indica L.) tăng dần theo thời gian, hàm lượng Pb tích lũy trong thân lá ở
tháng thứ nhất là 38,56±1,33 mg/kg (TGPb-1), nhưng đến tháng thứ 2 (TGPb-2) đã
tăng lên 65,59±4,26 mg/kg cao hơn gấp 1,7 lần và tháng thứ 3 (TGPb-3), thứ 4
(TGPb-4) thì đã tăng lên tương ứng là 139,20±6,10 mg/kg và 143,98±6,20 mg/kg cao
hơn gấp 3,6 và 3,7 lần so với tháng thứ nhất.
Bảng 3.18. Khả năng tích lũy Pb của cây theo thời gian
Loại
cây
Cỏ
mần
trầu

Lu lu
đực

Cơng thức
TN
TGPb-1
TGPb-2
TGPb-3
TGPb-4
LSD0,05
CV (%)
TGPb-1
TGPb-2
TGPb-3

TGPb-4
LSD0,05

Sinh khối khơ
của cây (g)
5,12±0,50a
20,27±2,60a
33,38±2,91b
35,07±2,85c
2,25
7,79
3,8±0,60a
18,2±2,30a
31,05±2,91b
30,54±2,80c
2,2

Lƣợng Pb tích lũy
trong thân lá (mg/kg)
38,56±1,33a
65,59±4,26a
139,20±6,10b
143,98±6,20c
6,58
5,52
97,18±8,31a
175,99±17,78b
271,48±25,76c
333,09±28,01b
14,41

11

Lƣợng Pb tích lũy
trong rễ (mg/kg)
278,45±16,04a
717,82±24,41a
1292,27±62,61b
1335.07±41,51c
52,84
7,74
198,15±9,26a
618,61±26,66a
1252,27±56,28b
1240,60±55,06c
49,65


CV (%)

8,85

5,34

4,88

Kết quả cũng thu được tương tự với hàm lượng Pb tích lũy trong rễ của cây cỏ
mần trầu, sau 1 tháng là 278,45±16,04 mg/kg đã tăng lên 717,82±24,41mg/kg cao
hơn gấp 2,6 lần, sau 3 tháng và 4 tháng thì tăng lên tương ứng là 1292,27±62,61
mg/kg và 1335,07±41,51 mg/kg cao hơn gấp 4,8 và 4,9 lần so với tháng thứ nhất.
Có thể thấy rằng khả năng hấp thu Pb ở cả phần thân lá và phần rễ là cao nhất,

tuy nhiên nó tăng khơng đáng kể so với sau 3 tháng. Tương tự đối với cây lu lu đực,
hàm lượng Pb tích lũy trong thân sau 1 tháng là 97,18±8,31 mg/kg, nhưng sau 2
tháng đã tăng lên 175,99±17,78 mg/kg, đến tháng thứ 3, thứ 4 thì tăng lên tương ứng
là 271,48±25,76 và 333,09±28,01mg/kg.
Hàm lượng Pb tích lũy trong rễ của cây lu lu đực sau 1 tháng là 198,15±9,26
mg/kg, sau 2 tháng đã tăng lên 618,61±26,66 mg/kg, sau 3 tháng và sau 4 tháng thì
tăng lên tương ứng là 1252,27±56,28 và 1240,60±55,06 mg/kg. Lượng Pb được cây
lấy ra khỏi đất sau 3 tháng trồng là 47,31 mg, sau 4 tháng là 48,06 mg, tăng không
đáng kể so với thời gian trồng 3 tháng, do đó thời gian thu cây thích hợp là sau 3
tháng trồng, lúc đó sinh khối của cây cũng lớn nhất và tích lũy Pb của cây cũng cao.
Khả năng tích lũy As
Bảng 3.20. Khả năng tích lũy As của cây theo thời gian
Loại cây
Cơng
Sinh khối khơ
Lƣợng As tích lũy
Lƣợng As tích lũy
thức TN
của cây (g)
trong thân lá(mg/kg)
trong rễ (mg/kg)
TGAs-1
4,75±0,4a
4,91±0,71a
10,33±1,14a
TGAs-2
17,65±2,2a
8,33±1,05a
26,78±2,32a
TGAs-3

28,12±3,0b
15,13±2,13b
42,38±3,24b
Cỏ mần
TGAs-4
29,90±3,2c
14,01±2,12c
40,46±3,21c
trầu
LSD0,05
2,21
1,14
2,39
CV (%)
8,92
8,71
6,47
TGAs-1
3,01±0,65a
37,75±1,59a
96,50±2,75a
TGAs-2
16,32±1,14b
64,64±0,1,79b
165,15±8,31a
TGAs-3
29,08±2,34c
143,73±5,22c
294,83±20,85b
Lu lu đực

TGAs-4
30,62±2,18d
145,85±8,89d
287,69±14,41c
LSD0,05
1,51
5,71
9
CV (%)
6,21
4,74
3,46

Đối với cây cỏ mần trầu: Kết quả thu được cho thấy, khả năng tích lũy KLN
của cây cỏ mần trầu tăng dần theo thời gian, hàm lượng As tích lũy trong thân cây ở
tháng thứ nhất, là 4,91±0,71 mg/kg, nhưng đến tháng thứ 2 đã tăng lên 8,33±1,05
mg/kg cao hơn gấp 1,7 lần, tháng thứ 3 và tháng thứ 4 thì đã tăng lên tương ứng là
15,13 ± 2,13 và 14,01± 2,12 mg/kg cao hơn gấp 3,1 và 2,9 lần so với tháng thứ nhất.
Đối với cây lu lu đực: Ở tháng thứ nhất, hàm lượng As tích lũy trong thân của
cây lu lu đực là 37,75±1,59 mg/kg, đến tháng thứ 2 đã tăng lên 64,64±0,1,79 mg/kg,
tháng thứ 3, thứ 4 thì tăng lên tương ứng là 143,73±5,22 và 145,85±8,89 mg/kg.
Tương tự với hàm lượng As tích lũy trong rễ của cây lu lu đực, ở tháng thứ
nhất là 96,50±2,75 mg/kg, nhưng đến tháng thứ 2 đã tăng lên 165,15±8,31 mg/kg,
tháng thứ 3 thì tăng lên tương ứng là 294,83±20,85 mg/kg, tháng thứ 4 có tăng nhưng
khơng đáng kể so với tháng thứ 3, đạt 287,69±14,41 mg/kg. Như vậy cây lu lu đực
và cây cỏ mần trầu có thể thu hoạch để xử lý sinh khối tại thời điểm sau 3 tháng.
12


3.3.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hƣởng của pH đến sinh trƣởng và tích lũy KLN

của cây cỏ mần trầu và cây lu lu đực
Khả năng hấp thu Cd
Đối với cây cỏ mần trầu, ở công thức đối chứng (pH = 4,8) hàm lượng Cd tích
lũy ở phần thân lá và rễ tương ứng là 72,55±3,30 mg/kg và 363,24±21,07 mg/kg. Ở
pH = 5,0 hàm lượng Cd tích lũy ở phần thân là 76,13±3,20 mg/kg và rễ là
355,02±21,18 mg/kg. So với cơng thức đối chứng thì khơng có sự sai khác có ý nghĩa
về mặt thống kê. Khi pH tăng lên 7,0 thì hàm lượng Cd được hấp thu qua phần thân
lá là 75,24±3,50 mg/kg, cao hơn so với ĐC, nhưng phần rễ lại có xu hướng giảm, cụ
thể là 339,48±35,24 mg/kg.
Bảng 3.22. Ảnh hƣởng của pH đến khả năng tích lũy Cd
Loại cây

Cỏ mần
trầu

Lu lu đực

Công
thứcTN
pHCd-1
pHCd -2
pHCd -3
pHCd -4

Sinh khối khơ
của cây (g)
25,13±1,4a
27,76±1,8b
27,47±1,3c

Lƣợng Cd tích lũy
trong thân lá (mg/kg)
72,55±3,30a
76,13±3,20b
75,24±3,50c

Lƣợng Cd tích lũy
trong rễ (mg/kg)
363,24±21,07a
355,02±21,18a
339,48±35,24b

LSD0,05

1,23

2,06

21,75

CV (%)
pHCd-1
pHCd -2
pHCd -3
pHCd -4
LSD0,05
CV (%)

4,99
26,37±1,6a

29,05±1,7b
28,78±1,8c
1,05
4,06

2,99
153,26±7,40a
159,28±10,43b
151,25±9,57c
7,88
5,52

7,09
746,75±23,48a
765,45±25,89c
737,29±29,03d
24,16
3,49

Đối với cây lu lu đực ở pH = 5,0 hàm lượng Cd tích lũy ở phần thân lá và phần
rễ là lớn nhất, tương ứng là 159,28±10,43 và 765,45±25,89 mg/kg. Ở cơng thức
pH=7 thì khả năng hấp thu ở phần thân lá và phần rễ thấp hơn so với công thức đối
chứng (pH=4,8), tương ứng là 151,25±9,57 và 737,29±29,03 mg/kg, do tính linh
động của Cd do đó cây trồng dễ hấp thu hơn so với mơi trường đất trung tính.

13


Bảng 3.24. Ảnh hƣởng của pH đến khả năng tích lũy Pb
Loại cây

Cơng
Sinh khối khơ
Lƣợng Pb tích lũy
Lƣợng Pb tích lũy
thức
của cây (g)
trong thân lá (mg/kg)
trong rễ (mg/kg)
pHPb-1
31,19±2,50a
119,2±6,05a
1132,6±45,36a
pHPb -2
34,60±2,52b
115,3±5,08c
1102,4±40,54b
Cỏ mần pHPb -3
pHPb -4
29,74±2,45c
98,5±4,72d
902,3±32,18c
trầu
LSD0,05
1,54
3,33
33,62
CV (%)
5,23
3,25
3,48

pHPb-1
28,52±2,26a
328,50±12,52a
825,60±25,45a
pHPb -2
pHPb -3
35,42±2,36c
315,30±12,78c
813,40±35,82a
Lu lu
pHPb -4
32,32±2,25d
296,40±10,82d
805,30±15,78b
đực
LSD0,05
1,41
22,01
36,76
CV (%)
4,77
7,6
4,74

Khả năng tích lũy As
Từ kết quả phân tích cho thấy: Tại pH = 5,0 cây cỏ mần trầu có khả năng hấp thu
As cao nhất, phần thân lá 15,41±0,79 mg/kg và rễ 42,31±3,50 mg/kg, ở pH = 7,0 phần
thân lá 14,54±1,1 mg/kg, ở phần rễ là 39,62 ± 2,54 mg/kg; Đối với cây lu lu đực: Khả
năng hấp thu As của cây lu lu đực cao nhất ở công thức pH = 5,0. Tại mức pH này thì thân
lá hấp thu được 165,52±16,15 mg/kg, phần rễ 314,69±18,24 mg/kg. Ở công thức pH = 7,0

khả năng hấp thu của cây lu lu đực giảm hẳn, ở phần thân lá là 139,02±4,67 mg/kg, ở
phần rễ là 276,85±12,26 mg/kg.
Loại cây

Cỏ mần
trầu

Lu lu
đực

Bảng 3.26. Ảnh hƣởng của pH đến khả năng tích lũy As
Cơng
Sinh khối khơ Lƣợng As tích lũy trong Lƣợng As tích lũy
thức
của cây (g)
thân lá (mg/kg)
trong rễ (mg/kg)
pHAs-1
27,05±2,3a
14,98±0,61a
42,38±3,75a
pHAs-2
pHAs-3
30,05±1,8b
15,41±0,79b
42,31±3,50a
pHAs-4
30,16±2,0c
14,54±1,1c
39,62±2,54b

LSD0,05
1,72
0,7
2,85
CV (%)
6,41
5,03
7,46
pHAs-1
28,13±1,6a
151,61±13,62a
294,81±13,08a
pHAs-2
pHAs-3
31,15±1,7b
165,52±16,15b
314,69±18,24c
pHAs-4
31,76±1,9c
139,02±4,67c
276,85±12,26d
LSD0,05
1,07
14,22
14,55
CV (%)
3,85
10,13
5,33

3.3.3. Kết quả nghiên c u ả
ưởng của p â bó đế s
trưởng và tích luỹ
KLN của cây cỏ mần trầu và cây lu lu đực
Khả năng hấp thu Cd của cây cỏ mần trầu và cây lu lu đực khác nhau ở các cơng
thức bón phân khác nhau, ở cơng thức PBCd-4 khả năng tích lũy Cd trong cây là lớn nhất,
phần thân lá hấp 72,58± 3,58 mg/kg, phần rễ 333,80±16,04 mg/kg. Khả năng loại bỏ Cd
khi bón phân tăng so với đối chứng PBCd-1 là: PBCd -2 tăng 24%, PBCd-3 tăng 47%,
PBCd-4 tăng 90% và PBCd-5 tăng 32%.
14


Bảng 3.28. Ảnh hƣởng của phân bón đến khả năng tích lũy Cd
Loại
cây

CTTN

Sinh khối
khơ thân lá
(g)

PBCd-1
PBCd-2
PBCd-3
PBCd-4
Cỏ
mần PBCd-5
trầu
LSD0,05

CV (%)
PBCd-1
PBCd-2
PBCd-3
Lu lu
PBCd-4
đực
PBCd-5
LSD0,05
CV (%)

9,72±0,83a
11,24±0,91b
14,33±1,12c
17,53±1,43d
12,91±1,05e
0,62
3,85
13,38±0,87a
17,72±0,88b
19,31±0,92c
23,57±1,14d
21,18±1,11e
0,55
2,38

Lƣợng Cd tích
lũy trong thân
lá (mg/kg)
56,61±3,54a

58,81±3,56b
63,88±3,23c
72,58±3,58c
58,84±3,28d
1,84
2,44
118,11±7,15a
129,94±7,25b
135,15±7,08c
152,52±7,34d
142,83±7,24e
3,85
2,34

Sinh khối
khơ rễ (g)

5,06±0,42a
6,01±0,45b
6,52±0,48c
8,04±0,51d
6,26±0,46e
0,24
3,09
2,42±0,21a
2,17±0,20b
2,64±0,24c
3,21±0,31d
3,02±0,30e
0,18

5,45

Lƣợng Cd tích
lũy trong rễ
(mg/kg)
297,19±16,33a
315,32±12,83ab
321,57±13,73bc
333,80±16,04cd
309,52±16,95d
14,33
3,74
382,88±9,58a
666,89±21,87b
616,49±16,94b
758,11±22,80c
662,58±25,47d
22,89
3,07

Lƣợng Cd
đƣợc cây
lấy ra
(mg/cây)
1,77
2,20
2,60
3,37
2,35

2,22
3,47
3,88
5,54
4,59

Kết quả thu được với cây lu lu đực cũng tương tự như vậy, ở công thức PBCd-4
khả năng tích lũy Cd trong cây là lớn nhất, phần thân lá 152,52±7,34 mg/kg, phần rễ
758,11±22,8 mg/kg. Ở cơng thức PBCd-2, PBCd-3 và PBCd-5 thì khả năng hấp thu Cd
của cây lu lu đực tương đối lớn nhưng vẫn nhỏ hơn công thức PBCd-4, ở phần thân lá
tương ứng là 129,94±7,25, 135,15±7,08 và 142,83±7,24 mg/kg, ở phần rễ tương ứng là
666,89±21,87, 616,49±16,94 và 662,58±25,47 mg/kg. Nếu coi khả năng loại bỏ Cd của
cây ra khỏi đất ở đối chứng PBCd-1 là 100% thì khả năng loại bỏ Cd của cây ở các cơng
thức bón phân tăng so với đối chứng là: PBCd-2 tăng 56%, PBCd-3 tăng 75%, PBCd-4
tăng 150% và PBCd-5 tăng 106%. Vì vậy, nếu muốn tăng hiệu quả loại bỏ Cd ra khỏi đất
thì cần bón kết hợp cả phân hữu cơ khống.
Khả năng tích lũy Pb

Ở các cơng thức bón phân khác nhau khả năng hấp thu Pb của cây cỏ mần trầu
cũng khác nhau, ở PBPb-4 khả năng tích lũy Pb trong cây là lớn nhất, phần thân lá 145,8±
7,15 mg/kg, phần rễ 1365,98±109,07 mg/kg; PBPb-3 khả năng tích lũy Pb trong thân lá và
rễ tương ứng là 117,89±6,35 và 1294,42±113,10 mg/kg. Như vậy so với cơng thức PBPb4 thì khả năng hấp thu chì ở phần thân lá và phần rễ khơng có sự khác biệt về mặt thống
kê, nhưng vì sinh khối của cây ở PBPb-4 lớn hơn nên lượng Pb mà cây hấp thu được là
lớn hơn. Ở PBPb-2 và PBPb-5 thì khả năng hấp thu Pb của cây cỏ mần trầu ở phần thân lá
tương ứng là 120,03±6,38 và 119,4±6,37 mg/kg, ở phần rễ tương ứng là 1189,89±108,03
và 1259,74±186,98 mg/kg, ở PBPb-2 tăng 37%, PBPb-3 tăng 57%, PBPb-4 tăng 83,9%
và PBPb-5 tăng 56% so với đối chứng.
Đối với cây lu lu đực kết quả thu được cũng tương tự cỏ mần trầu, ở cơng thức PBPb-3 và
PBPb-4 khả năng tích lũy Pb ở phần thân lá và phần rễ tương đối cao, tương ứng là
261,49±9,37 và 278,54±9,78 mg/kg và 1195,00±119,32 và 1355,25±124,04 mg/kg, theo

thứ tự, giữa 2 công thức này khơng có có sự sai khác có ý nghĩa, tuy nhiên do sinh khối
cây ở PBPb-4 cao nên khă năng loại bỏ Pb ra khỏi đất cao hơn. Khi bón hồn tồn phân
vơ cơ hoặc hữu cơ thì khả năng hấp thu Pb của cây lu lu đực giảm hẳn so với bón kết hợp
15


cả phân hữu cơ và vô cơ. Khả năng loại bỏ Pb của cây ra khỏi đất ở PBPb-2 tăng 24%,
PBPb-3 tăng 51,7%, PBPb-4 tăng 92% và PBPb-5 tăng 47% so với đối chứng PBPb-1.
Như vậy, hiệu quả loại bỏ Pb ra khỏi đất tăng cao khi bón kết hợp cả phân hữu cơ vi sinh
và vô cơ cho cây với tỷ lệ 50:50%.
Bảng 3.30. Khả năng tích lũy Pb của cây
Loại
cây

Cỏ
mần
trầu

Lu
lu
đực

Cơng
thức
PBPb-1
PBPb-2
PBPb-3
PBPb-4
PBPb-5
LSD0,05

CV (%)
PBPb-1
PBPb-2
PBPb-3
PBPb-4
PBPb-5
LSD0,05
CV (%)

Sinh khối
khơ thân lá
(g)
15,37±1,73a
17,08±1,92b
19,89±2,34b
23,18±2,46c
20,70±2,38d
1,21
4,14
18,51±2,16a
21,63±2,18a
24,38±2,34b
25,91±2,39b
22,97±2,33c
1,87
6,76

Lƣợng Pb tích
lũy trong thân
lá (mg/kg)

112,54±6,34a
120,03±6,38b
117,89±6,35b
145,8±7,15b
119,4±6,37c
5,33
3,57
210,98±8,15a
243,22±9,21b
261,49±9,37b
278,54±9,78b
255,01±9,25c
17,36
5,66

Sinh khối
khơ của rễ
(g)
5,98±0,51a
7,15±0,68ba
7,58±0,73bc
7,94±0,75c
7,64±0,74d
0,5
5,61
3,34±0,31a
3,51±0,35b
3,75±0,37c
4,82±0,38c
3,49±0,41c

0,26
5,73

Lƣợng Pb tích lũy
trong rễ (mg/kg)
1003,00±82,21a
1189,89±108,03bc
1294,42±113,10bc
1365,98±109,07bc
1259,74±186,98c
125,44
8,51
970,46±29,34a
1141,07±135,20a
1195,00±119,32b
1355,25±124,04b
1340,75±152,21c
160,89
10,6

Tổng Pb
tích lũy
(mg)
7,729
10,551
12,156
14,226
12,095

7,146

9,266
10,856
13,749
10,536

Khả năng tích lũy As
Bảng 3.32. Khả năng tăng sinh khối và tích lũy As của cây cỏ mần trầu
CTTN

Sinh khối
khô cây (g)

PBAs-1
PBAs-2
PBAs-3
Cỏ
mần PBAs-4
trầu PBAs-5
LSD0,05
CV (%)
PBAs-1
PBA -2
PBAs-3
Lu
PBAs-4
lu
đực PBAs-5
LSD0,05
CV (%)

13,92±1,41a
15,97±1,43b
17,36±1,45b
20,18±1,55c
18,56±1,65d
0,81
3,86
16,04±1,60a
17,03±1,70b
20,82±1,90c
25,01±1,90d
18,73±1,60e
0,96
4,12

Loại
cây

Lƣợng As tích
lũy trong thân lá
(mg/kg)
8,16±0,34a
12,77±0,36a
10,39±0,35b
15,15±0,38b
14,80±0,35c
1,31
8,62
97,03±2,88a
121,12±11,02b

121,58±12,67cb
149,90±14,54c
131,65±9,93d
14,48
9,69

16

Sinh khối
khơ rễ (g)

5,58±0,54a
5,85±0,55b
6,83±0,61b
7,94±0,67c
7,32±0,64c
0,62
7,58
2,69±0,15a
2,75±0,23b
2,87±0,19cb
4,18±0,30c
2,45±0,14d
0,2
5,52

Lƣợng As tích
lũy trong rễ
(mg/kg)
29,38±2,15a

41,15±2,47b
31,37±2,16c
42,38±2,48d
34,72±2,26e
1,26
2,89
127,00±7,12a
204,49±8,23b
243,68±8,43c
298,56±9,12d
262,25±8,29e
6,64
2,41

Lƣợng
As cây
lấy khỏi
đất (mg)
0,28
0,45
0,39
0,64
0,53

1,90
2,63
3,23
5,00
3,11

Ở các cơng thức bón phân khác nhau khả năng hấp thu As của cây cỏ mần trầu
cũng khác nhau, ở PBAs-4 khả năng tích lũy As trong cây là lớn nhất, phần thân lá
15,15±0,38 mg/kg, phần rễ 42,38± 2,48mg/kg, khả năng loại bỏ As ra khỏi cây là 0,64
mg/kg đất, tăng gấp 2,78 lần so với đối chứng. Điều đó chứng tỏ khi bón phối hợp cả 2
loại phân với tỷ lệ 50:50% khả năng hấp thu As của cây là cao nhất. Ở công thức PBAs-2,
PBAs-3 và PBAs-5 thì khả năng hấp thu As ở phần thân lá tương ứng là 12,77±0,36,
10,39±0,35 và 14,8±0,35 mg/kg, ở phần rễ tương ứng là 41,15±2,47, 31,37±2,16 và
34,72±2,26 mg/kg. Khả năng loại bỏ As của cây ra khỏi đất ở PBAs-2, PBAs-3 và PBAs5 tương ứng tăng 1,61 lần, 1,39 lần và 1,89 lần là so với đối chứng.
Kết quả về cây lu lu đực cũng tương tự như với cây cỏ mần trầu, so với đối chứng,
khả năng hấp thu As của cây lu lu đực ở PBAs-4 là lớn nhất, tích lũy chủ yếu ở phần rễ
298,56±9,12 mg/kg và cịn phần thân lá 149,90±14,54 mg/kg, khả năng loại bỏ As ra khỏi
đất của cây là 5 mg/kg đất, tăng gấp 2,6 lần, tiếp đến là PBAs-3 (bón 75% phân hữu cơ vi
sinh và 25% phân vô cơ) khả năng loại bỏ As của cây là 3,23 mg/kg đất, tăng gấp 1,8 lần,
còn ở PBAs-2 và PBAs-5 tương ứng gấp 1,3 lần và 1,6 lần. Như vậy việc áp dụng các kỹ
thuật bổ sung phân bón có thể cải thiện kết quả hấp thu KLN của cây, do các hợp chất hữu
cơ, như phân hữu cơ vi sinh, làm tăng các chất dinh dưỡng dễ tiêu đối với nhu cầu phát
triển của cây và kích thích hoạt động sinh học đất làm tăng khả năng hấp thu KLN.
3.3.4. Kết quả nghiên cứu ảnh hƣởng của EDTA đến sinh trƣởng và tích luỹ KLN của
cây cỏ mần trầu và cây lu lu đực
Bảng 3.34. Khả năng tích lũy Cd của cây cỏ Mần trầu và cây Lu lu đực
Loại
cây

CTTN

EDTACd-1
EDTACd-2
EDTACd-3
Cỏ

EDTACd-4
mần
EDTACd-5
trầu
EDTACd-6
LSD0,05
CV (%)
EDTACd-1
EDTACd-2
EDTACd-3
Lu lu
EDTACd-4
đực
EDTACd-5
EDTACd-6
LSD0,05
CV (%)

Sinh khối
khơ thân lá
(g)
17,96±1,46a
28,17±2,18a
25,01±2,11b
26,76±2,15c
14,62±1,37d
13,04±1,32e
1,44
5,76
23,77±2,14a

24,64±2,15b
34,05±2,67c
31,16±2,61c
20,89±1,85d
19,69±1,76e
1,65
5,33

Lƣợng Cd
tích lũy trong
thân lá
(mg/kg)
22,15±2,14a
29,15±2,17b
24,19±2,16c
21,619±2,11c
19,559±1,45d
18,039±1,42e
1,09
3,72
65,23±5,15a
75,53±5,43b
84,14±5,49c
77,78±5,43d
60,35±4,28d
55,53±3,15e
3,79
4,54

Sinh khối

khơ của rễ
(g)
6,15±0,63a
7,98±0,68ba
7,12±0,71ba
7,38±0,73c
5,46±0,59d
5,03±0,57d
0,52
6,72
3,25±0,34a
3,46±0,36a
4,15±0,37b
3,84±0,36b
2,71±0,21c
2,11±0,21d
0,27
6,93

Lƣợng Cd tích
lũy trong rễ
(mg/kg)
238,142±6,78a
335,495±6,79b
282,491±6,72b
277,235±6,78c
253,546±6,78d
230,523±6,75e
3,23
1,00

243,25±6,16a
274,02±7,15b
321,96±7,26c
287,99±7,25d
246,83±6,24d
242,85±6,18d
5,3
1,65

Lƣợng Cd
cây lấy
khỏi đất
(mg)
1,862
3,498
2,616
2,625
1,67
1,395

2,341
2,809
4,201
3,53
1,93
1,606

Khả năng tích lũy Cd

Hàm lượng Cd tích lũy trong cây cỏ Mần trầu tốt nhất ở cơng thức EDTACd-2

(EDTA=1 mmol/kg), tích lũy trong thân lá và rễ tương ứng là 29,15±2,17b và
335,495±6,79 mg/kg. Ở EDTACd-3 (EDTA=2 mmol/kg) và EDTACd-4 (EDTA=3
mmol/kg). Hàm lượng Cd tích lũy trong cây cao hơn đối chứng và giữa các công thức sai
17


khác không nhiều, ở phần thân lá tương ứng là 24,19±2,16 và 21,619±2,11 mg/kg, ở phần
rễ tương ứng là 282,491±6,72 và 277,235±6,78 mg/kg.
Sự tích lũy trong cây giảm dần ở EDTACd-5 và EDTACd-6, tương ứng với mức bổ sung
EDTA là 4 mmol/kg và 5 mmol/kg.
Khả năng loại bỏ Cd của cây ở các công thức bổ sung EDTA so với đối chứng
EDTACd-1 cụ thể là: EDTACd-2 tăng 88%, EDTACd-3 tăng 41%, EDTACd-4 tăng
41%, EDTACd-5 giảm 10% và EDTACd-6 giảm 25%.
Với cây Lu lu đực, hàm lượng Cd tích lũy ở cây đạt cao ở công thức EDTACd-3
với lượng EDTA bổ sung 2 mmol/kg thì lượng tích lũy đạt cao nhất, cụ thể ở phần thân
84,14±5,49 và phần rễ 321,96±7,26 mg/kg, tiếp đến ở EDTACd-4 (EDTA=3 mmol/kg),
lượng Cd tích lũy trong thân lá 77,78 ±5,43 và ở rễ 287,99±7,25 mg/kg. Ở EDTACd-2
tích lũy trong thân lá 75,53±5,43 và ở rễ là 274,02±7,15 mg/kg.
Khi bổ sung EDTA ở hàm lượng thấp thì tích lũy Cd của cây tăng, tuy nhiên khi
tăng dần lượng EDTA bổ sung thì tích lũy Cd của cây lại giảm đi. So với đối chứng,
lượng Cd được cây lấy ra khỏi đất tăng lên ở các CTTN EDTACd-2,EDTACd-3
vàEDTACd-4 là 20%, 79% và 51%, nhưng lại giảm ở EDTACd-5 và EDTACd-6 tương
ứng là 18 và 31%.Kết quả này cho thấy cây cỏ mần trầu và lu lu đực có thể tích lũy Cd ở
cả phần thân lá và phần rễ, tuy nhiên tích lũy trong rễ là chủ yếu, Và để làm tăng hiệu quả
xử lý Cd thì nên bổ sung EDTA với hàm lượng từ 1-3mmol/kg,
Khả năng tích lũy Pb
Bảng 3.35. Khả năng tích lũy Pb của cây cỏ Mần trầu và cây Lu lu đực
Loại
cây

CTTN

Sinh khối
khô thân lá
(g)

EDTAPb-1
EDTAPb-2
EDTAPb-3
Cỏ mần EDTAPb-4
trầu
EDTAPb-5
EDTAPb-6
LSD0,05
CV (%)
EDTAPb-1
EDTAPb-2
EDTAPb-3
Lu lu EDTAPb-4
đực
EDTAPb-5
EDTAPb-6
LSD0,05
CV (%)

17,96±1,46a
28,17±2,18a
25,01±2,11b
26,76±2,15c
14,62±1,37d

13,04±1,32e
1,44
5,76
23,77±2,14a
24,64±2,15b
34,05±2,67c
31,16±2,61c
20,89±1,85d
19,69±1,76e
1,65
5,33

Lƣợng Pb
tích lũy
trong thân lá
(mg/kg)
95,7±7,15a
103,4±7,26a
97,5±7,17b
99,2±7,19b
92,7±7,10b
90,5±6,98c
3,39
2,93
98,3±5,5a
119,5±6,5b
146,2±7,5c
127,3±6,5d
96,5±5,5d
94,8±5,5d

4,61
3,39

Sinh khối
khơ của rễ
(g)
6,15±0,63a
7,98±0,68ba
7,12±0,71ba
7,38±0,73c
5,46±0,59d
5,03±0,57d
0,52
6,72
3,25±0,34a
3,46±0,36a
4,15±0,37b
3,84±0,36b
2,71±0,21c
2,11±0,21d
0,27
6,93

Lƣợng Pb tích
lũy trong rễ
(mg/kg)
672,14±8,15a
788,92±10,34b
725,5±10,12c
742,62±10,22d

654,79±8,14d
667,42±8,15e
7,55
0,89
592,56±6,81a
605,12±6,85b
652,15±7,53c
637,12±7,52d
563,17±6,62e
501,78±6,18f
5,11
0,73

Lƣợng Pb
cây lấy
khỏi đất
(mg)
5,85
9,21
7,60
8,14
4,93
4,54

4,26
5,04
7,68
6,41
3,54
2,93

Đối với cây Cỏ Mần trầu hàm lượng Pb tích lũy trong cây cao nhất ở công thức
EDTAPb-2 bổ sung 1 mmol/kg, Pb tích lũy trong thân lá và rễ tương ứng là 103,4±7,26
và 788,92±10,34 mg/kg. Ở EDTAPb-3 và EDTAPb-4 lượng Pb tích lũy trong cây tương
18


đối cao, cụ thể ở EDTAPb-3 (EDTA=2 mmol/kg) trong thân lá 97,5 ±7,17 mg/kg, rễ
725,5±10,12 mg/kg, còn ở EDTAPb-4 (EDTA=1 mmol/kg) phần thân 99,2 ±7,19 và phần
rễ 742,62±10,22 mg/kg. Khi lượng EDTA bổ sung lớn thì khả năng tích lũy trong cây lại
giảm dần. Khả năng loại bỏ Pb của cây ở các công thức bổ sung EDTA so với đối chứng
EDTAPb-1 cụ thể như sau: EDTAPb-2 tăng 57%, EDTAPb-3 tăng 30%, EDTAPb-4
tăng39%, EDTAPb-5 giảm 15% và EDTAPb-6 giảm 22%.
Với cây Lu lu đực: hàm lượng Pb tích lũy ở cây rất cao ở các công thức EDTAPb2, EDTAPb-3 và EDTAPb-4. Hàm lượng Pb tích lũy trong thân, lá ở công thức EDTAPb2 và EDTAPb-4 tương ứng là 119,5 mg/kg và 127,3±6,5 mg/kg, ở rễ là
605,12±6,85mg/kg và 637,12±7,52 mg/kg; cao nhất ở công thức EDTAPb-3 (phần thân là
146,2±7,5 mg/kg và phần rễ là 652,15±7,53 mg/kg). Khả năng loại bỏ Pb của cây ở các
công thức bổ sung EDTA so với công thức đối chứng EDTAPb-1 như sau: công thức
EDTAPb-2, EDTAPb-3 và EDTAPb-4 tăng lần lượt là18%, 80% và 50%, công thức
EDTAPb-5 giảm 17% và công thức EDTAPb-6 giảm 31,2%.
Kết quả trên cho thấy cây cỏ Mần trầu và Lu lu đực có khả năng tích lũy Pb ở cả
phần thân lá và phần rễ, tuy nhiên Pb được tích lũy trong rễ là chủ yếu. Để làm tăng hiệu
quả xử lý Pb thì ta nên bổ sung EDTA với hàm lượng từ 1-3 mmol/kg.
Khả năng tích lũy As
Bảng 3.36. Khả năng tích lũy As của cây cỏ Mần trầu và cây Lu lu đực
Loại
cây

CTTN

EDTAAs-1

EDTAAs-2
EDTAAs-3
Cỏ
EDTAAs-4
mần
EDTAAs-5
trầu
EDTAAs-6
LSD0,05
CV (%)
EDTAAs-1
EDTAAs-2
EDTAAs-3
Lu lu EDTAAs-4
đực
EDTAAs-5
EDTAAs-6
LSD0,05
CV (%)

Sinh khối
khô thân lá
(g)
17,96±1,46a
28,17±2,18a
25,01±2,11b
26,76±2,15c
14,62±1,37d
13,04±1,32e
1,44

5,76
23,77±2,14a
24,64±2,15b
34,05±2,67c
31,16±2,61c
20,89±1,85d
19,69±1,76e
1,65
5,33

Lƣợng As tích
lũy trong thân
lá (mg/kg)
10,12±0,71a
10,36±0,72ba
11,04±0,75bc
10,54±0,72dc
9,51±0,63de
9,31±0,61e
0,6
4,93
92,01±6,53a
94,02±6,55a
103,63±7,21b
96,94±6,57cb
91,66±6,43cb
103,62±7,23cb
4,53
3,91

Sinh khối
khơ của rễ
(g)
6,15±0,63a
7,98±0,68ba
7,12±0,71ba
7,38±0,73c
5,46±0,59d
5,03±0,57d
0,52
6,72
3,25±0,34a
3,46±0,36a
4,15±0,37b
3,84±0,36b
2,71±0,21c
2,11±0,21d
0,27
6,93

Lƣợng As tích
lũy trong rễ
(mg/kg)
28,45±1,12a
33,56±1,16b
30,10±1,15c
30,54±1,14d
27,28±1,08e
26,54±1,06f
0,54

2,54
142,21±7,24a
149,10±7,25a
171,90±7,45b
170,23±8,15c
142,22±7,24c
132,50±7,25d
4,81
2,66

Lƣợng As
cây lấy
khỏi đất
(mg)
0,36
0,56
0,49
0,51
0,29
0,25

2,65
2,83
4,24
3,67
2,30
2,32

Đối với cây cỏ mần trầu, hàm lượng As tích lũy cao nhất ở các công thức
EDTAAs-2, EDTAAs-3 và EDTAAs-4 tăng 0,36 - 0,56 lần so với đối chứng EDTAAs-1.

Hàm lượng As tích lũy trong thân, lá ở công thức EDTAAs-2 là 10,36±0,72, EDTAAs-3
đạt 11,04±0,75 và EDTAAs-4 là 10,54±0,72 mg/kg. Hàm lượng As tích lũy trong rễ ở các
công thức EDTAAs-2, EDTAAs-3 và EDTAAs-4 lần lượt là 33,56±1,16, 30,10±1,15 và
19


30,54±1,14 mg/kg. Hàm lượng As tích lũy trong cây giảm dần ở EDTAAs-1, EDTAAs-5
và EDTAAs-6. Khả năng loại bỏ As của cây ở EDTAAs-2 tăng 56%, EDTAAs-3 tăng
36%, EDTAAs-4 tăng 42% so với đối chứng EDTAAs-1. Ở công thức EDTAAs-5 thì
khả năng loại bỏ As ra khỏi đất giảm 19% và EDTAAs-6 giảm 29% so với đối chứng.
Với cây Lu lu đực: Hàm lượng As tích lũy ở cây đạt cao nhất ở công thức
EDTAAs-3 (ở thân, lá là 103,63±7,21mg/kg và rễ là 171,90±7,45mg/kg) và EDTAAs-4
(trong thân, lá 96,94±6,57mg/kg, ở rễ 170,23±8,15 mg/kg. Ở công thức EDTAAs-5 và
EDTAAs-6 khi hàm lượng EDTA bổ sung vào đất cao thì khả năng tích lũy As của cây lu
lu đực giảm đi đáng kể. Khả năng loại bỏ As của cây thay đổi so với đối chứng EDTAAs1 cụ thể: EDTAAs-2, EDTAAs-5 và EDTAAs-6 giảm lần lượt là 6,8%, 13% và 12%,
công thức EDTAAs-3 tăng 60% và EDTAAs-4 tăng 39%.
3.4. Kết quả nghiên cứu thử nghiệm mơ hình ứng dụng biện pháp sinh học xử lý
ô nhiễm một số KLN (Pb, Cd, As) trong đất trồng rau
Bảng 3.37. Một số tính chất đất của mơ hình trồng cây
pHKCl
4,8

OM
(%)
1,57

CEC
(meq/100gđ)
9,71

N
(%)
0,141

P2O5
(%)
0,104

K2O TPCG
Pb
(%)
(mg/kg)
0,74 Thịt nhẹ
145,05

Cd
(mg/kg)
3,23

As
(mg/kg)
7,84

Đất thí nghiệm có hàm lượng chất hữu cơ nghèo, đất chua, hàm lượng dinh dưỡng
N và P ở mức giàu, hàm lượng K ở mức nghèo. Đất có thành phần cơ giới là thịt nhẹ.
Hàm lượng Pb dạng tổng số là 145,05 mg/kg, Cd 3,23 mg/kg và As 7,84 mg/kg.
3.4.1. Mơ hình trồ cây lu lu đực
Bảng 3.38. Khả năng sinh trƣởng và phát triển của cây Lu lu đực
Loại
Các

Chiều cao Chiều cao Chiều dài rễ Chiều dài rễ Khối lƣợng
thực vật
đợt
cây trƣớc cây sau TN
trƣớc TN
sau TN (cm) khô cây sau
trồng
TN (cm)
(cm)
(cm)
TN (g/cây)
Đợt 1
8,3 - 8,6
62,4
1,5 - 1,8
16,7 - 20,1
35,82
Đợt 2
7,2 - 8,6
58,5
1,5 - 2,1
15,4 - 17,8
33,16
Cây lu
Đợt 3
7,4 - 8,2
60,4
1,3 - 1,8
15,3 - 19,2
34,48

lu đực
Đợt 4
7,5 - 8,5
61,8
1,6 - 2,1
14,8 - 19,9
35,78

Kết quả thu được về khả năng sinh trưởng và phát triển của cây lu lu đực thể hiện ở
bảng 3.39. Sau 3 tháng trồng và chăm sóc, cây cao trung bình khoảng 58,4 - 61,8 cm,
đồng thời rễ cũng dài khoảng 14,8 -20,1 cm. Đây là thời điểm nên thu hoạch cây.
Bảng 3.39. Sinh khối khô của cây Lu lu đực
Loại thực vật
Lu lu đực

Sinh khối khô TB ở mơ hình 200
Sinh khối khơ TB (1 ha/năm)
(m2/vụ)
Sinh khối khô
Sinh khối khô rễ
Sinh khối khô
Sinh khối khô
thân lá (kg)
(kg)
thân lá (kg)
rễ (kg)
158,15±17,37
62,43±5,25
31630
12486

Sinh khối khơ của cây ở mơ hình thu được sau 4 vụ trồng trung bình đạt 220,58
kg/vụ, trong đó phần thân lá là 158,15±17,37 kg và sinh khối khô phần rễ là 62,43±5,25
kg. Như vậy năng suất cỏ/ha một năm sẽ là: Thân lá: 158,15 kg/vụ x 4 vụ x 50 = 31630
kg (31,63 tấn/năm); Rễ: 62,43 kg/vụ x 4 vụ x 50 = 12486 kg (12,486 tấn/năm).
Bảng 3.40. Khả năng hấp thu KLN của cây Lu lu đực ở mơ hình
Loại thực vật
KLN
Khả năng hấp thu KLN (mg/kg)
20


Thân lá
Cây lu lu đực

Rễ

Cd

21,32 ± 2,15

109,73 ± 2,11

Pb

98,9 ± 2,11

324,82 ± 3,16

As

15,7 ± 0,17
42,15 ± 0,45
Phần thân lá và phần rễ của cây lu lu đực có khả năng hấp thu Cd tương ứng là
21,32±2,15 và 109,73±2,11 mg/kg, hấp thu Pb là 98,9±2,11 và 324,82±3,16 mg/kg, hấp
thu As là 15,7±0,17 và 42,15±0,45 mg/kg. Như vậy nếu tính trên 1 ha thì trong 1 năm cây
lu lu đực loại bỏ được 2,04 kg Cd, 18 kg Pb và 1,02 kg As. Sau 4 vụ trồng hàm lượng
KLN trong đất đã giảm, đối với Cd đã về dưới mức cho phép còn Pb do hàm lượng lớn
nên cần nhiều thời gian hơn mới xử lý về được mức cho phép.
3.4.2. Mô hình trồng cây cỏ Mần trầu
Bảng 3.41. Khả năng sinh trƣởng và phát triển của cây cỏ Mần trầu
Các
Chiều cao Chiều cao Chiều dài Chiều dài Khối lƣợng
Loài
đợt
cây trƣớc cây
sau rễ
trƣớc rễ sau TN khô cây sau
trồng
TN(cm)
TN (cm)
TN (cm)
(cm)
TN (g/cây)
Đợt 1
5,0 - 6,1
55,5 ± 2,6 1,3 ± 0,3
14,3 - 17,4
34,12 ± 1,96
Cỏ mần Đợt 2
trầu

Đợt 3

5,3 - 6,5

47,5 ± 2,2

1,5 ± 0,4

13,5 - 17,8

32,15 ± 1,92

5,5 - 6,8

54,3 ± 2,5

2,1 ± 0,5

13,5 - 17,9

33,32 ± 1,94

Đợt 4

5,2 - 6,3

55,7 ± 2,6

1,5 ± 0,4

14,2 - 17,2

34,52 ± 1,97

Kết quả nghiên cứu thu được về khả năng sinh trưởng và phát triển của cây cỏ mần
trầu thể hiện ở bảng 3.41. Sau 3 tháng trồng và chăm sóc, cây phát triển rất tốt với chiều
cao cây từ 47,5-55,7 cm, rễ dài 13,5-17,9 cm, sinh khối tương đối cao, nên ta có thể thu
hoạch để xử lý sinh khối.
Loài thực vật

Cỏ mần trầu

Bảng 3.42. Sinh khối khô của cây cỏ Mần trầu
Sinh khối TB ở mơ hình
Sinh khối khơ TB (1 ha/năm)
(200 m2/vụ)
Sinh khối thân
Sinh khối rễ
Sinh khối khô
Sinh khối khô
lá (kg)
(kg)
thân lá (kg)
rễ (kg)
133,80±11,5

108,25±10,4

26760±30,5

21650±27,9

Sinh khối khơ của cây ở mơ hình thu được sau 4 vụ trồng trung bình đạt 242,05
kg/vụ, trong đó phần thân lá là 133,80±11,5 kg và sinh khối khô phần rễ là 108,25±10,4
kg. Như vậy năng suất cỏ/1ha một năm sẽ là: Thân lá: 133,8 kg x 4 vụ x 50 = 26760 kg (
26,76 tấn/năm);
Rễ: 108,25 kg x 4 vụ x 50 = 21650 kg (21,65 tấn/năm).
Bảng 3.43. Khả năng hấp thu KLN của cây cỏ Mần trầu ở mơ hình
Khả năng hấp thu KLN (mg/kg)
Lồi thực vật
KLN
Thân lá
Rễ
Cỏ mần trầu

Cd

9,93 ± 1,56

98,87 ± 1,65

Pb

58,7 ± 2,12

435,8 ± 12,08

As

1,02 ± 0,09

1,37 ± 0,12

Phần thân lá và phần rễ của cây cỏ mần trầu có khả năng hấp thu Cd tương ứng là
9,93±1,56 và 98,87±1,65 mg/kg, Pb là 58,7±2,12 mg/kg và 435,8±12,08 mg/kg. Như vậy
21


nếu tính trên 1 ha thì trong 1 năm cỏ mần trầu loại bỏ được 2,41 kg Cd, 11,01 kg Pb. Do
lượng As trong đất thấp nên lượng As cây mần trầu hấp thu được không đáng kể.
Qua kết quả mơ hình cho thấy việc sử dụng cây cỏ mần trầu và cây lu lu đực để xử lý đất
ô nhiễm Pb và Cd là rất khả thi mà lại thân thiện với môi trường.
3.5. Xây dựng bản hƣớng dẫn kỹ thuật sử dụng cây cỏ mần trầu và cây lu lu đực
để xử lý một số KLN (Pb, Cd, As) trong đất trồng rau
Sơ đồ bản hướng dẫn :
Bước 1: Nhận biết môi trường đất bị ô nhiễm
Xác định hàm lượng Pb, Cd, As trong đất và các thành phần
khác của đất như pH, N, P

Bước 2: Cải tạo đất để trồng cây
Cày xới, điều chỉnh pH về trung tính (pH: 5,0 – 7,0)

Bước 3: Biện pháp làm tăng khả năng hấp thu kim loại
Bón phân vơ cơ + phân hữu cơ, bổ sung EDTA 1-2 mmol/kg

Bước 4: Lựa chọn loại thực vật cho xử lý
Trồng cây Eleusine indica L. (cỏ mần trầu) và cây Solanum nigrum L.
(cây lu lu đực) trên đất ô nhiễm Pb, Cd, As sau khi cải tạo

Bước 5: Thu hoạch

Thu hoạch phần thân và rễ của cây cỏ mần trầu 3 tháng/lần và thu phần
thân lá hoặc cả cây của cây lu lu đực 2- 3 tháng/lần

Bước 6: Xử lý sinh khối
Phơi khô, đốt, chơn lấp tro hoặc bê tơng hố

22


KẾT LUẬN
1. Khu vực đất trồng rau ở thành phố Thái Nguyên và vùng phụ cận có hàm lượng
Pb trong khoảng 22,12-145,05 mg/kg, Cd : 0,32-3,23 mg/kg, As: 4,27 - 8,39 mg/kg.
Mơi trường nước có hàm lượng Pb dao động 0,015-,135 mg/l, Cd từ 0,002 – 0,032
mg/l, As từ 0,015 - 0,094 mg/l.
2. Đề xuất 2 lồi đó là cây lu lu đực và cây cỏ mần trầu để xử lý ô nhiễm KLN
trong đất cho vùng trồng rau ở Thái Nguyên
- Thời gian thu hoạch cây để xử lý sinh khối thích hợp nhất là 03 tháng, khi đó
sinh khối của cây cũng lớn nhất và cho khả năng tích lũy KLN cao, cụ thể: khả năng
tích lũy As của cây cỏ mần trầu ở phần thân lá và rễ tương ứng là 15,13±2,13 và
42,38±3,24 mg/kg, của cây lu lu đực ở phần thân lá và rễ tương ứng là 143,73±1,81
và 294,83±20,85 mg/kg; tích lũy Pb của cây cỏ mần trầu ở phần thân lá và rễ tương
ứng là 139,20±6,10 và 1292,27±62,61 mg/kg; của cây lu lu đực là 271,48±25,70 và
1252,27±56,28 mg/kg; tích lũy Cd của cây cỏ mần trầu ở phần thân lá và rễ tương
ứng là 72,41±3,58 và 343,80±25,01mg/kg; của cây lu lu đực là 153,26±10,51 và
745,08±32,5mg/kg.
- Cây cỏ mần trầu và cây lu đực phát triển tốt và loại bỏ KLN ra khỏi đất cao ở
môi trường pH trung tính.
- Cây cỏ mần trầu và cây lu lu đực cho sinh khối cao nhất khi bón kết hợp hai
loại phân hữu cơ vi sinh và vô cơ với tỷ lệ 50 : 50. Công thức này cây cũng hấp thu
kim loại nặng lớn nhất, cụ thể: khả năng hấp thu Pb ở thân lá và rễ của cỏ mần trầu

tương ứng là 145,8±7,15 và 1365,98±109,07 mg/kg, của cây lu lu đực là 278,54±9,78
và 1355,25±124,04 mg/kg; khả năng hấp thu Cd của cỏ mần trầu ở phần thân lá và rễ
tương ứng là 72,58±3,58 và 333,80±16,04 mg/kg, của cây lu lu đực là 152,52±7,34
và 758,11±22,80 mg/kg;
- Bổ sung 1 mmol/kg EDTA thì sinh khối của cây cỏ mần trầu lớn nhất, tăng
50% so với đối chứng. Khả năng loại bỏ As ra khỏi đất của cây tăng 56%, loại bỏ Pb
tăng 57% và Cd tăng 88% so với ĐC.
So với đối chứng, bổ sung 2 mmol/kg EDTA thì sinh khối cây lu lu đực cao nhất,
tăng 41%; Khả năng loại bỏ As tăng 60%, Pb tăng 80% và Cd tăng 79%. Ở các công
thức bổ sung EDTA từ 1-3 mmol/kg cây đều phát triển tốt và hấp thu KLN cao, ở công
thức bổ sung EDTA từ 4-5 mmol/kg cây phát triển kém và khả năng hấp thu giảm.
3. Hiệu quả xử lý KLN của 2 loài thực vật ở mơ hình rất cao, trung bình 1 năm
cây cỏ mần trầu và cây lu lu đực lấy ra khỏi đất một lượng Cd tương ứng là 2,41 kg
Cd/ha/năm và 2,04 kg Cd/ha/năm; lượng Pb tương ứng là 11,01 kg Pb/ha/năm và
7,18 mg/kg. Lượng As trong đất nghiên cứu thấp nên lượng As cây mần trầu hấp thu
được không đáng kể. Cây lu lu đực lấy ra khỏi đất 0,89 kg As/ha/năm.
Xử lý KLN bằng thực vật đơn giản, chi phí thấp, dễ áp dụng và mang tính hiệu
quả cao, thân thiện với môi trường.

23