Nghiên cứu ảnh hưởng của chế phẩm vi sinh vật đến khả năng tích luỹ kim loại nặng Cu. Pb. Zn của hướng dương và mương đứng

a tơi. Các kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực và chưa được ai cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác. Mọi sự giúp đỡ và các thơng tin trích dẫn đã được nêu rõ nguồn gốc. Tác giả Phạm Thu Hiền Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… ii LỜI CẢM ƠN ðể hồn thành luận văn, trong suốt thời gian thực tập ngồi sự nỗ lực của bản thân tơi đã nhận được sự động viên, giúp đỡ tận tình của nhiều cá nhân và tập thể. Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc và chân thành tới thầy giáo PGS.TS Nguyễn Hữu Thành đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, chỉ bảo tơi trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Bên cạnh đĩ tơi xin chân thành cảm ơn tới thầy Phan Quốc Hưng và các thầy cơ giáo, cán bộ, cơng nhân viên bộ mơn Khoa học đất và phịng phân tích trung tâm Jica, khoa Tài nguyên & Mơi trường Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tơi trong suốt thời gian thực hiện khĩa luận. Nhân dịp này tơi cũng xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới gia đình, người thân và bạn bè đã luơn ủng hộ, động viên và giúp đỡ tơi trong suốt quá trình học tập và hồn thành luận văn. Hà Nội, ngày tháng năm 2011 Tác giả Phạm Thu Hiền Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… iii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục viết tắt vi Danh mục bảng vii Danh mục hình ix 1 MỞ ðẦU 1 1 ðặt vấn đề 1 2 Mục tiêu nghiên cứu 2 3 Yêu cầu 2 2 TỔNG QUAN VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU 3 2.1 Khái quát chung về ơ nhiễm đất và ơ nhiễm kim loại nặng trong đất 3 2.2 Hiện trạng ơ nhiễm KLN trong đất 3 2.2.1 Hiện trạng ơ nhiễm KLN trong đất trên Thế Giới 3 2.2.2 Hiện trạng ơ nhiễm KLN trong đất ở Việt Nam 6 2.3 Một số phương pháp xử lý kim loại nặng trong đất 14 2.3.1 Phương pháp lý – hố. 14 2.3.2 Phương pháp sinh học. 16 2.4 Một số nghiên cứu sử dụng phương pháp sinh học trong xử lý đất bị ơ nhiễm kim loại nặng trên thế giới và Việt Nam 24 2.4.1 Một số nghiên cứu sử dụng phương pháp sinh học trong xử lý đất bị ơ nhiễm kim loại nặng trên thế giới 24 2.4.2 Một số nghiên cứu sử dụng phương pháp sinh học trong xử lý đất bị ơ nhiễm kim loại nặng ở Việt Nam 29 3 ðỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… iv 3.1 ðối tượng và phạm vi nghiên cứu 34 3.1.1 ðối tượng nghiên cứu 34 3.1.2 Phạm vi nghiên cứu 36 3.2 Nội dung nghiên cứu 36 3.3 Phương pháp nghiên cứu 36 3.3.1 Phương pháp điều tra số liệu 36 3.3.2 Phương pháp lấy mẫu 37 3.3.3 Phương pháp phân tích đất 37 3.3.4 Phương pháp phân tích thực vật 38 3.3.5 Bố trí thí nghiệm chậu vại 39 3.3.6 Xử lý số liệu bằng phần mềm Excel và Irristat 4.0 39 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 40 4.1 ðặc điểm tự nhiên và hiện trạng làng nghề của xã Chỉ ðạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên 40 4.2 Một số tính chất lý hĩa đất nghiên cứu 41 4.3 Ảnh hưởng của chế phẩm vi sinh vật đến sự hình thành sinh khối của cây Mương đứng và cây Hướng dương 43 4.4 Ảnh hưởng của chế phẩm vi sinh vật đến khả năng tích lũy KLN của cây Mương đứng 46 4.4.1 Ảnh hưởng của chế phẩm vi sinh vật đến khả năng tích lũy KLN trong thân lá của cây Mương đứng 46 4.4.2 Ảnh hưởng của chế phẩm vi sinh vật đến khả năng tích lũy KLN trong rễ của cây Mương đứng 50 4.4.3 Ảnh hưởng của chế phẩm vi sinh vật đến sự phân bố KLN trong cây Mương đứng 53 4.5 Ảnh hưởng của chế phẩm vi sinh vật đến khả năng tích lũy KLN của cây Hướng dương 55 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… v 4.5.1 Ảnh hưởng của chế phẩm vi sinh vật đến khả năng tích lũy KLN của thân lá cây Hướng dương 55 4.5.2 Ảnh hưởng của chế phẩm vi sinh vật đến khả năng tích lũy KLN của rễ cây Hướng dương 58 4.5.3 Ảnh hưởng của chế phẩm vi sinh vật đến khả năng tích lũy KLN của hoa cây Hướng dương 61 4.5.4 Ảnh hưởng của chế phẩm vi sinh vật đến khả năng tích lũy KLN của hạt cây Hướng dương 65 4.4.5 Ảnh hưởng của chế phẩmVSV đến sự phân bố KLN trong cây hướng dương 67 4.6 Hiệu quả xử lý đất ơ nhiễm KLN của các thực vật dưới tác động của vi sinh vật 69 4.6.1 Hiệu quả xử lý đất ơ nhiễm KLN của cây Mương đứng 69 4.6.2 Hiệu quả xử lý đất ơ nhiễm KLN của cây Hướng dương 70 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73 5.1 Kết luận 73 5.2 Kiến nghị 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 PHỤ LỤC 81 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… vi DANH MỤC VIẾT TẮT KLN Kim loại nặng VSV Vi sinh vật Mð Mương đứng HD Hướng dương CT Cơng thức ðC ðơi chứng TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam QCVN Quy chuẩn Việt Nam BTNMT Bộ Tài nguyên Mơi trường TCCP Tiêu chuẩn cho phép Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… vii DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang 2.1. Hàm lượng của một số kim loại nặng trong một số loại đá hình thành đất 4 2.2. Trị số trung bình kim loại nặng trong bùn cống rãnh thành phố 5 2.3. Hàm lượng tối đa cho phép (MAC) của các kim loại nặng được xem là độc đối với thực vật trong đất nơng nghiệp 6 2.4 Hàm lượng kim loại nặng ở tầng đất mặt trong một số loại đất ở Việt Nam 8 2.5 Hàm lượng một số KLN trong các sản phẩm dùng làm phân bĩn trong nơng nghiệp 12 2.6 Hàm lượng một số kim loại nặng trong các loại phân bĩn bán trên thị trường vùng đồng bằng sơng Cửu Long 13 2.7 Khả năng tích lũy các loại KLN trong một số cây thực phẩm 19 2.8 Một số lồi thực vật cĩ khả năng tích luỹ kim loại nặng cao 20 2.9 Các thực vật cĩ khả năng tích luỹ cao KLN 28 3.1 Chất lượng của chế phẩm vi sinh vật sử dụng 34 4.1 Một số tính chất lý hĩa học của đất nghiên cứu 41 4.2 Hàm lượng KLN tổng số trong đất thí nghiệm 42 4.3 Sinh khối và tỷ lệ chất khơ trong cây Mương đứng 44 4.4 Sinh khối và tỷ lệ chất khơ trong cây Hướng dương 45 4.5 Hàm lượng KLN tích lũy trong thân lá cây Mương đứng 47 4.6 Hàm lượng KLN tích lũy trong rễ cây Mương đứng 50 4.7 Ảnh hưởng của VSV đến sự phân bố KLN trong các bộ phận của cây mương đứng 53 4.8 Hệ số tích lũy sinh học của cây mương đứng 54 4.9 Hàm lượng KLN tích lũy trong thân lá cây Hướng dương 55 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… viii 4.10 Hàm lượng KLN tích lũy trong rễ cây Hướng dương 58 4.11 Hàm lượng KLN tích lũy trong hoa cây Hướng dương 61 4.12 Hàm lượng KLN tích lũy trong hạt cây Hướng dương giai đoạn thu hoạch 65 4.13 Ảnh hưởng của VSV đến sự phân bố KLN trong các bộ phận của cây Hướng dương 67 4.14 Hệ số tích lũy sinh học của cây Hướng dương 68 4.15 Tổng lượng KLN cây Mương đứng lấy đi từ đất sau khi thu hoạch 69 4.16 Hàm lượng KLN và tỷ lệ KLN giảm trong đất vùng rễ cây Mương đứng sau thí nghiệm 70 4.17 Tổng lượng KLN cây Hướng dương lấy đi từ đất sau khi thu hoạch 71 4.18 Hàm lượng KLN và tỷ lệ KLN giảm trong đất vùng rễ cây Hướng dương sau thí nghiệm 71 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… ix DANH MỤC HÌNH STT Tên hìn Trang 4.1 Khu vực điều tra, lấy mẫu đất 42 4.2 Hàm lượng KLN tích lũy trong thân lá cây mương đứng giai đoạn ra hoa 49 4.3 Hàm lượng KLN tích lũy trong thân lá cây mương đứng giai đoạn thu hoạch 49 4.4 Hàm lượng KLN tích lũy trong rễ cây mương đứng giai đoạn ra hoa 52 4.5 Hàm lượng KLN tích lũy trong rễ cây mương đứng giai đoạn thu hoạch 52 4.6 Hàm lượng KLN tích lũy trong thân lá cây hướng dương giai đoạn ra hoa 57 4.7 Hàm lượng KLN tích lũy trong thân lá cây hướng dương giai đoạn thu hoạch 57 4.8 Hàm lượng KLN tích lũy trong rễ hướng dương giai đoạn ra hoa 60 4.9 Hàm lượng KLN tích lũy trong rễ hướng dương giai đoạn thu hoạch 60 4.10 Hàm lượng KLN tích lũy trong hoa Hướng dương giai đoạn ra hoa 63 4.11 Hàm lượng KLN tích lũy trong hoa hướng dương giai đoạn thu hoạch 64 4.12 Hàm lượng KLN tích lũy trong hạt hướng dương giai đoạn thu hoạch 66 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 1 1. MỞ ðẦU 1. ðặt vấn đề ðất là một thành phần quan trọng của mơi trường, là một tài nguyên vơ giá mà tự nhiên đã ban tặng cho con người. ðất là tư liệu sản xuất đặc biệt, là một tài nguyên tái tạo, là vật mang của nhiều hệ sinh thái khác trên trái đất. Với sức ép ngày càng tăng về dân số đã kéo theo sự phát triển mạnh về cơng nghiệp, đơ thị hố, giao thơng, làm cho tài nguyên đất bị khai thác mạnh và sự suy thối mơi trường ngày càng trở nên nghiêm trọng. Con người tác động vào đất cũng chính là tác động vào các hệ sinh thái mà đất “mang” trên mình nĩ. Như vậy, tuỳ thuộc vào phương thức đối xử của con người đối với đất mà đất cĩ thể phát triển theo chiều hướng tốt và cũng cĩ thể phát triển theo chiều hướng xấu. Ngày nay, Việt Nam trong sự nghiệp cơng nghiệp hố, hiện đại hố đất nước, các hoạt động cơng nghiệp, nơng nghiệp, xây dựng, giao thơng vận tải, hoạt động khai khống ngày càng tăng… là nguyên nhân làm cho mơi trường bị huỷ hoại nghiêm trọng. Ơ nhiễm mơi trường ở nước ta hiện nay, trong đĩ vấn đề ơ nhiễm mơi trường đất đang là một vấn đề bức xúc được nhiều người quan tâm. Ơ nhiễm đất được xem là tất cả các hiện tượng làm nhiễm bẩn mơi trường đất bởi các chất gây ơ nhiễm. Các tác nhân gây ơ nhiễm đất: tác nhân vật lý (ơ nhiễm nhiệt, ơ nhiễm đất do các chất phĩng xạ), tác nhân sinh học như trực khuẩn lỵ, thương hàn hoặc amip, ký sinh trùng…, nguy hi ểm nhất là tác nhân hố học. Loại ơ nhiễm này được gây nên từ các nguồn điểm: chất thải cơng nghiệp, giao thơng, chất thải sinh hoạt và việc sử dụng phân bĩn hố học, hố chất bảo vệ thực vật, các chất kích thích sinh trưởng… Kim loại nặng (Cu, Pb, Zn) là đối tượng tồn tại với hàm lượng lớn trong các nguồn Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 2 điểm trên, là chất độc nguy hiểm đối với hệ sinh thái đất, đe doạ cuộc sống con người. Việc loại trừ các thành phần chứa kim loại nặng độc ra khỏi mơi trường đất là mục tiêu mơi trường quan trọng bậc nhất phải giải quyết hiện nay. ðể xử lý đất ơ nhiễm người ta thường sử dụng các phương pháp truyền thống như: rửa đất; cố định các chất ơ nhiễm bằng hố học hoặc vật lý; xử lý nhiệt; trao đổi ion, ơxi hố hoặc khử các chất ơ nhiễm; đào đất bị ơ nhiễm để chuyển đi đến những nơi chơn lấp thích hợp... Hầu hết các phương pháp trên đều rất tốn kém về kinh phí, giới hạn về kỹ thuật và hạn chế về diện tích… Hiện nay xử lý ơ nhiễm đất bằng phương pháp sinh học đã và đang được ứng dụng rất rộng rãi, trong đĩ chủ yếu sử dụng thực vật và hệ vi sinh vật. Sử dụng các lồi vi sinh vật kết hợp với thực vật cĩ khả năng hấp thụ kim loại nặng để xử lý phục hồi đất bị ơ nhiễm đang là một xu hướng phổ biến được ứng dụng nhiều trên thế giới, thu hút sự quan tâm nghiên cứu của nhiều nhà khoa học, tuy nhiên vấn đề này ở Việt Nam vẫn cịn rất mới. Xuất phát từ những yêu cầu khoa học và thực tiễn, được sự phân cơng của khoa Tài nguyên và Mơi trường, chúng tơi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của chế phẩm vi sinh vật đến khả năng tích lũy kim loại nặng Cu, Pb, Zn của Hướng dương và Mương đứng”. 2. Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu ảnh hưởng của chế phẩm vi sinh vật đến khả năng tích lũy kim loại nặng Cu, Pb, Zn của cây Hướng dương và cây Mương đứng làm cơ sở cho biện pháp sinh học xử lý đất ơ nhiễm kim loại nặng. 3. Yêu cầu ðịnh lượng được lượng kim loại nặng Cu, Pb, Zn tích lũy trong cây Hướng dương và cây Mương đứng trồng trên đất bị ơ nhiễm được xử lý bằng chế phẩm vi sinh. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 3 2. TỔNG QUAN VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU 2.1. Khái quát chung về ơ nhiễm đất và ơ nhiễm kim loại nặng trong đất Theo Lê Văn Khoa và các cộng sự (2000) thì “Ơ nhiễm mơi trường đất được xem là tất cả các hiện tượng làm nhiễm bẩn mơi trường đất bởi các chất gây ơ nhiễm” [16]. Thuật ngữ kim loại nặng dùng để chỉ bất kỳ nguyên tố kim loại nào cĩ khối lượng riêng lớn (d≥ 5g/cm3) và thể hiện độc tính ở nồng độ thấp. Các nguyên tố kim loại nặng (KLN) là thành phần tự nhiên của vỏ trái đất. Các nguyên tố này khơng thể bị thốt biến hay phá huỷ. Một lượng nhỏ các nguyên tố KLN này đi vào cơ thể thơng qua thức ăn, nước uống và khơng khí. Một vài nguyên tố KLN đĩng vai trị như các nguyên tố cần thiết cho việc duy trì quá trình trao đổi chất của cơ thể con người chẳng hạn như kẽm (Zn), đồng (Cu) và selen (Se). Tuy nhiên ở nồng độ cao chúng vẫn cĩ thể gây độc cho cơ thể người và sinh vật [3]. Ơ nhiễm mơi trường đất do các KLN được xem là tất cả các hiện tượng làm nhiễm bẩn mơi trường đất bởi các KLN và hợp chất của chúng, gây ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến đời sống của sinh vật và con người. 2.2. Hiện trạng ơ nhiễm KLN trong đất 2.2.1. Hiện trạng ơ nhiễm KLN trong đất trên Thế Giới Kim loại nặng luơn cĩ sẵn trong tự nhiên, trong các khống chất, trong đá mẹ và đất. Do nhiều nguyên nhân, trong đĩ cĩ các quá trình biến đổi diễn ra trong đất cũng như tác động tổng hợp của các yếu tố hình thành đất mà hàm lượng KLN tự nhiên trong đất là khác nhau. Năm 1964, Alter Mitchell đã tiến hành nghiên cứu và phân tích hàm lượng một số KLN trong một số loại đất đá (bảng 2.1) [13]. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 4 Bảng 2.1. Hàm lượng kim loại nặng trong các loại đá hình thành đất ðơn vị: ppm ðá macma ðá trầm tích Nguyên tố Siêu bazơ (Serpentine) Bazơ (Basalt) Axit (Granite) ðá vơi ðá cát kết ðá phân lớp Cr 2.000-2.980 200 4 10-11 35 90-100 Mn 1.040-1.300 1.500-2.200 400-500 620-1.100 4-60 850 Co 110-150 35-50 1 0,1-4 0,3 19-20 Ni 2.000 150 0,5 7-12 2-9 68-76 Cu 10-42 90-100 10-13 5,5-15 30 39-50 Zn 50-58 100 40-52 20-25 16-30 10-120 Cd 0,12 0,13-0,2 0,09-0,2 0,028-0,1 0,05 0,2 Sn 0,5 1-1,5 3-3,5 0,5-4 0,5 4-6 Hg 0,004 0,01-0,08 0,08 0,05-0,16 0,03-0,29 0,18-0,5 Pb 0,1-0,4 3-5 20-24 5,7-7 8-10 20-23 (Nguồn: Alter Mitchell, 1964) Dựa vào bảng 2.1 ta thấy tuỳ từng loại đá mà hàm lượng kim loại chứa trong chúng là khác nhau. Thơng thường hàm lượng kim loại hình thành trong đá macma lớn hơn trong đá trầm tích. Hàm lượng KLN trong đất được tích luỹ ngồi quá trình phong hố tại chỗ của các khống vật và đá mẹ, cịn do các hoạt động sản suất của con người mang lại, mà nguyên nhân này là chủ yếu. Theo Thomas (1986), các nguyên tố KLN như: Cu, Zn, Cd, Hg, Cr, As,… thường chứa trong phế thải của các nhà máy luyện kim màu, sản suất ơ tơ. Cũng theo Thomas khi nước thải chứa 13 mg Cu/l, 10 mg Pb/l, 1 mg Zn/l sẽ gây ơ nhiễm đất nghiêm trọng. Ở một số nước như ðan Mạch, Nhật Bản, Anh, Ailen hàm lượng Pb cao hơn 100 mg/kg đã phản ánh tình trạng ơ nhiễm Pb nghiêm trọng [49]. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 5 Năm 1982 Galloway và Freedmas đã tiến hành nghiên cứu sự phát thải tồn cầu của một số nguyên tố KLN do tự nhiên và do nhân tạo. Kết quả nghiên cứu cho thấy sự phát thải tồn cầu của các nguyên tố KLN Cu, Pb, Zn do tự nhiên lần lượt đạt các giá trị là 190.108; 59.108; 360.108 g/năm. Sự phát thải tồn cầu do nhân tạo của 3 nguyên tố trên cao hơn rất nhiều lần so với sự phát thải do tự nhiên, tương ứng với các giá trị là 2600.108; 20000.108; 8400.108 g/năm [15]. Ở nước Anh, kết quả điều tra mơi trường đất của 53 thành phố, thị xã về các KLN đặc biệt là các KLN như Pb, Zn, Cu, Ni cho thấy: các KLN trên thường cĩ nhiều ở khu vực khai thác mỏ, và cĩ hàm lượng Pb tổng số vượt trên 200 ppm, ở nhiều vùng cơng nghiệp đã vượt quá 500 ppm [4]. Các chất thải từ các hoạt động cơng nghiệp, nơng nghiệp, khai khống… đã làm ơ nhiễm khơng chỉ mơi trường đất mà cịn làm ơ nhiễm mơi trường nước ở các con sơng, biển. Theo Setevenson (1986), nếu hàng năm cĩ 20 tấn bùn được đổ ra trên 1 ha đất và sau 20 năm dung dịch đất sẽ cĩ khoảng 8 ppm Zn, và 5 ppm Cd [1]. Phân tích các mẫu bùn cống rãnh người ta thu được kết quả KLN ở bảng 2.2. Bảng 2.2. Trị số trung bình kim loại nặng trong bùn cống rãnh thành phố ðơn vị: ppm Bùn cống rãnh Al Fe Mn Cu Zn Pb Ni Cd Cr Bùn cống rãnh thành phố 7280 2370 150 565 2220 520 100 28 1040 Bùn nhà máy dệt - - - 394 864 129 63 4 2490 Bùn nhà máy rượu - - - 81 255 29 18 2 117 Bùn nhà máy chế biến gỗ - - - 53 122 42 119 2 81 Bùn cống rãnh ở Anh - - - 800 3000 700 80 - 250 (Nguồn: Tan et al., 1971; Wild, 1993) Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 6 Ở Hungari, theo báo cáo của O.Palmai (1995) [18] thì hàm lượng cực đại của nguyên tố vết được đưa vào đất canh tác (chủ yếu theo con đường phân bĩn hố học, bùn thải hố học, bùn thải và nước tưới). Trong đĩ lượng Zn được đưa vào đất canh tác là cao nhất, đạt 30 kg/ha/năm; lượng Cu đạt 10 kg/ha/năm; lượng Pb đạt 10 kg/ha/năm. ðất bị ơ nhiễm KLN làm giảm năng suất cây trồng ảnh hưởng đến nơng sản dẫn tới tác động xấu đến sức khoẻ con người. Vì vậy, nhiều nước trên thế giới đã quy định mức ơ nhiễm KLN (bảng 2.3). Do đĩ việc đánh giá và phân loại ơ nhiễm đất bởi KLN rất quan trọng trong việc bảo vệ nguồn tài nguyên này cũng như bảo vệ sức khoẻ cộng đồng [14]. Bảng 2.3. Hàm lượng tối đa cho phép (MAC) của các kim loại nặng được xem là độc đối với thực vật trong đất nơng nghiệp ðơn vị: mg/kg Nước Nguyên tố Áo Canada Balan Nhật Anh ðức Cu 100 100 100 125 50 50 Zn 300 400 300 250 150 300 Pb 100 200 100 400 50 500 (Nguồn: Kabata- Pendias, 1992 ) 2.2.2. Hiện trạng ơ nhiễm KLN trong đất ở Việt Nam Ở Việt Nam, vấn đề ơ nhiễm KLN trong đất đã và đang được nhiều nhà khoa học quan tâm và nghiên cứu trong nhiều năm gần đây. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 7 2.2.2.1. Ơ nhiễm kim loại nặng do tự nhiên Ở Việt Nam đã cĩ những nghiên cứu bước đầu về KLN trong đất, và đã chỉ ra rằng hàm lượng của các nguyên tố KLN (Cu, Pb, Zn, Cd,…) trong đất phụ thuộc nhiều vào nguồn gốc đá mẹ và mẫu chất hình thành nên các loại đất đĩ. Các tác giả Trần Cơng Tấu và Trần Cơng Khánh (1998) đã cơng bố hàm lượng KLN dạng tổng số và dễ tiêu ở tầng đất mặt 0 – 20 cm của một số loại đất đã đưa ra 7 độc tố (Co, Cr, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn) tập trung chủ yếu ở hai loại đất chính ở Việt Nam (bảng 2.4), trong đĩ đất feralit phát triển trên đá bazan cĩ hàm lượng các nguyên tố trên (trừ Pb) cao nhất [26]. Nghiên cứu kim loại nặng trong một số loại đất Việt Nam của tác giả Phạm Quang Hà [6] [7] đã chỉ ra rằng: đối với đất phù sa của Việt Nam, hàm lượng Cu tổng số trung bình là 22,98 mg/kg; hàm lượng Pb tổng số là 33,81 mg/kg; hàm lượng Zn tổng số là 76,64 mg/kg. Tương tự, đối với đất đỏ hàm lượng Cu tổng số cĩ giá trị trung bình là 58,31 mg/kg; hàm lượng Pb tổng số là 33,78 mg/kg ; hàm lượng Zn tổng số là 99,05 mg/kg. Hàm lượng các nguyên tố KLN của nhiều loại đất khác nhau cũng được Hồ Thị Lam Trà và Kazuhiko Egashira (2001) [40] nghiên cứu. Kết nghiên cứu cho thấy, sự khác nhau giữa hàm lượng KLN của các khu vực cĩ thể do sự khác biệt giữa đá mẹ và mẫu chất. Trong đá vơi cĩ hàm lượng Cu và Zn khá cao (106 mg/kg và 153 mg/kg) nhưng lại thấp ở đá cát (16 mg/kg và 32 mg/kg). Hàm lượng Pb ở mức trung bình trong các loại đá và đất trên cịn Cd lại cĩ hàm lượng khá thấp. Tr ư ờn g ð ại họ c Nơ n g n gh iệ p H à Nộ i - Lu ận vă n th ạc sĩ kh o a họ c n ơn g n gh iệ p … … … … … … … … … … 8 Bả n g 2. 4. H àm lư ợ n g ki m lo ại n ặn g ở tầ n g đ ất m ặt tr o n g m ột số lo ại đấ t ở V iệ t N a m ð ơn vị : m g/ kg Lo ại đấ t D ạn g Co Cr Fe M n N i Pb Zn TS 59 ,5 25 7, 6 12 50 91 11 92 22 7, 1 9, 0 81 ,0 ð ất Fe ra lit ph át tr iể n tr ên đá ba za n D ð 0, 46 < 0, 36 < 0, 83 55 ,5 0, 96 < 0, 51 < 0, 51 TS 6, 1 30 ,8 17 92 4 23 9 18 ,6 29 ,1 36 ,2 ð ất ph ù sa v ùn g ð B SC L D ð 0, 52 < 0, 36 1, 45 13 4, 7 < 0, 57 < 0, 51 1, 1 TS 13 ,6 43 ,2 42 28 0 22 7 34 ,9 37 ,1 86 ,7 ð ất ph ù sa v ùn g ð B SH D ð 0, 24 < 0, 36 < 0, 83 43 ,8 < 0, 57 0, 29 0, 6 TS 1, 2 9, 9 58 48 26 ,0 2, 6 9, 3 11 ,6 ð ất x ám ph át tr iể n tr ên G ra n it m iề n Tr u n g D ð < 0, 1 < 0, 36 < 2, 83 0, 42 0, 62 < 0, 51 < 0, 51 TS 1, 9 25 ,9 88 23 26 ,0 12 ,4 23 ,4 21 ,4 ð ất ph èn D ð 0, 48 < 0, 36 19 ,8 14 ,5 1, 14 < 0, 51 4, 89 (N gu ồn : Tr ần Cơ n g Tấ u & Tr ần Cơ n g K há n h, 19 98 ) Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 9 2.2.2.2. Ơ nhiễm KLN do cơng nghiệp và đơ thị Hiện nay Việt Nam đang đẩy mạnh phát triển kinh tế - xã hội, nhiều khu đơ thị, khu cơng nghiệp được mở ra dẫn tới tình trạng ơ nhiễm mơi trường đất do hoạt động sản xuất của con người ngày càng trở nên nghiêm trọng. Theo điều tra của tác giả Nguyễn Ngọc Quỳnh và cộng sự (2002) [24] thành phố Hồ Chí Minh cĩ hơn 28.500 cơ sở sản xuất cơng nghiệp và tiểu thủ cơng nghiệp, phần lớn chưa cĩ hệ thống xử lý nước thải. Nước thải từ các cơ sở sản xuất chưa qua xử lý xả trực tiếp qua các kênh rạch, vào các vùng sản xuất nơng nghiệp, gây ơ nhiễm mơi trường đất và nguồn nước tưới nơng nghiệp. Kết quả phân tích hiện trạng ơ nhiễm KLN khu vực phía Nam thành phố Hồ Chí Minh cho thấy: hàm lượng Cu, Zn, Pb, Hg và Cr trong đất trồng lúa chịu ảnh hưởng trực tiếp của nước thải từ cụm cơng nghiệp phía Nam thành phố đều tương đương hoặc cao hơn ngưỡng cho phép (TCVN 7209:2002) đối với đất sử dụng cho mục đích nơng nghiệp. Trong đĩ hàm lượng Cd dao động từ 2,1 – 23,5 ppm (vượt quá TCCP); hàm lượng Cu từ 9,2 – 55,4 ppm (tương đương và cĩ dấu hiệu vượt ngưỡng cho phép); hàm lượng Zn từ 70 – 353 ppm, giá trị cao nhất tại điểm Bình Mỹ là 353 ppm vượt quá TCCP 1,76 lần; hàm lượng Pb từ 14 – 85 ppm (vượt quá TCCP 1,2 lần tại điểm Long Thời). Các số liệu này chứng tỏ đất ở đây đã bị ơ nhiễm Cd (ảnh hưởng rõ đến hàm lượng protein, amylaza, trọng lượng hạt lúa) và cĩ dấu hiệu của ơ nhiễm Pb, Zn, Cr. Nghiên cứu của tác giả N.M.Maqsud (1998) [19] (đại học tổng hợp Mainz - ðức) về hàm lượng KLN tích tụ trong nước và bùn của các kênh rạch ở vùng nội ơ và ngoại ơ thành phố Hồ Chí Minh, kết luận: nồng độ các KLN độc hại trong nước ơ nhiễm của các kênh rạch vượt quá giá trị cho phép so với nước sơng rạch khơng ơ nhiễm tăng từ 16 đến 700 lần. Nước ở các kênh rạch Nhiêu Lộc - Thị Nghè, Cầu Bơng, Ucay so với giá trị tiêu chuẩn cĩ hàm lượng Cd gấp 16 lần, Cr gấp 60 lần, Zn gấp 90 lần, Pb gấp 700 lần. Hàm lượng các KLN trong trầm tích của kênh Nhiêu Lộc tại địa điểm cầu Ơng Tá Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 10 rất cao: tích luỹ As (18,3%), Pb (7460 ppm), Cu (1090 ppm), Zn (2200 ppm). Nguyên nhân gây nên sự ơ nhiễm trên là do nước thải sinh hoạt, nước thải của các sơng nhánh khơng được xử lý với lượng nước độc hại khoảng 600.000 m 3/ngày và với chất thải của khoảng 20.000 cơ sở sản xuất cơng nghiệp và tác nhân ơ nhiễm phân tán do các cơ sở cơng nghiệp nhỏ và tiểu thủ cơng đều trực tiếp hoặc gián tiếp thải nước vào các dịng chảy kênh rạch. Theo kết quả nghiên cứu của tác giả Lê Văn Khoa và cộng sự (1999) ở khu vực cơng ty Pin Văn ðiển và cơng ty Orion – Hanel cho thấy: nước thải của hai khu vực trên đều cĩ chứa các KLN đặc thù trong quá tình sản xuất, với hàm lượng vượt quá TCVN 5945/1994 đối với nước mặt loại B (Pin Văn ðiển, Hg vượt 9,04 lần; Orion – Hanel, Pb vượt 1,12 lần). Trong trầm tích mương Hanel, 2 KLN cĩ hàm lượng vượt quá hàm lượng nền là Pb (3,3 – 10,25 lần); Hg (1,56 – 2,24 lần). ðất gần cơng ty Pin Văn ðiển cĩ hàm lượng Zn cao hơn hàm lượng tối đa gây độc cho thực vật ở đất nơng nghiệp, theo tiêu chuẩn của Anh từ 1,33 – 1,79 lần [15]. Các tác giả Vũ ðình Tuấn và Phạm Quang Hà (2004) [32] khi nghiên cứu hàm lượng KLN trong đất trồng rau Thanh Trì và Từ Liêm cho thấy: Cu từ 21,88 đến 53,88 ppm; Zn từ 74,45 đến 98,35 ppm; Pb từ 19,53 đến 34, 28 ppm; Cd từ 0,03 đến 0,70 ppm; As từ 0,02 đến 0,044 ppm. Tất cả các giá trị này thấp hơn mức cho phép về KLN đối với đất nơng nghiệp theo TCVN (7209:2002), đặc biệt hàm lượng As rất thấp. Về Cr và Hg: Cr dao động từ 1,65 – 32,28 ppm; Hg dao động từ 0,01 – 0,05 ppm, các giá trị này đều thấp hơn ngưỡng cho phép của Canada (1997) (Theo đĩ ngưỡng cho phép của Cr là 64ppm và Hg là 0,6 ppm). Sau khi nghiên cứu hàm lượng kim loại nặng trong đất ở các khu cơng nghiệp thuộc ngoại thành Hà Nội, tác giả Nguyễn Thị Lan Hương (2006) [12] cho biết hàm lượng Cu dao động từ 11,87 - 59,66 mg/kg; Zn từ 13,07 đến 283,16 mg/kg; Pb từ 8,36 đến 93,39 mg/kg; Cd từ 0,17 đến 0,89 mg/kg. Hàm lượng Cu và Cd đều dưới ngưỡng cho phép; hàm lượng Zn cĩ 2 mẫu là SS4 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 11 và SS5 vượt quá tiêu chuẩn Việt Nam 7209 – 2002, cả hai mẫu đĩ đạt 264,65 mg/kg và 283,16 mg/kg. 2.2.2.3. Ơ nhiễm KLN do hoạt động của các làng nghề Hiện nay, ở Việt Nam vấn đề ơ nhiễm mơi trường đất và nước xảy ra khá nghiêm trọng ở các làng nghề tái chế kim loại. Theo nghiên cứu của các nhà khoa học thì hàm lượng các KLN trong nước thải của các làng nghề tái chế kim loại hầu hết đều cao hơn tiêu chuẩn cho phép nhiều lần và đều thải trực tiếp vào mơi trường mà khơng qua xử lý. Khi nghiên cứu về mơi trường đất ở làng nghề cơ đúc nhơm, đồng Văn Mơn - Yên Phong - Bắc Ninh, tác giả Phạm Quang Hà cùng cộng sự (2000) [5] cho thấy hàm lượng KLN khá cao: trung bình hàm lượng Cd là 1,0 mg/kg (dao động từ 0,3 - 3,1 mg/kg), Cu là 41,1 mg/kg (dao động từ 20,0 - 216,7 mg/kg), Pb là 39,7 mg/kg (dao động từ 20,1 - 143,1 mg/kg) và Zn là 100,3 mg/kg (dao động từ 33,7 - 886,4 mg/kg). Các nhà khoa học thuộc Trường ðH Nơng Nghiệp Hà Nội là Hồ Thị Lam Trà và Nguyễn Hữu Thành (2003) [31], khi nghiên cứu hàm lượng một số KLN (tổng số và di động) trong đất nơng nghiệp của huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên cho thấy hàm lượng các KLN tổng số dao động trong khoảng sau: Cu từ 21,85 – 149,34 ppm; Zn từ 59,45 – 188,65 ppm và Ni từ 27,38 – 55,71 ppm. Trong 15 mẫu đất nghiên cứu cĩ 2 mẫu bị ơ nhiễm Cu, cĩ hai mẫu đất được lấy trên cánh đồng lúa ven làng nghề đúc đồng truyền thống ở thơn Lộng Thượng, xã ðại ðồng, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên cĩ hàm lượng Cu tổng số ở mức báo động (gấp 2,6 đến 3,0 lần TCVN 7209 : 2002). Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Trí Tiến (2003) [30] ở làng nghề đúc đồng, chạm bạc, gia cơng kim loại (Nam Trực – Nam ðịnh) cho thấy hàm lượng KLN trong đất và bùn đều vượt quá giá trị cho phép đối với đất nơng nghiệp (TCVN 7209 : 2002). Hàm lượng trung bình (ppm) của Zn, Pb, Cd, Ni, Mn, Cr, Cu tương ứng là: 366; 68; 9; 48; 755; 1,775; 340. Hầu hết các Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 12 KLN đều cĩ tỷ lệ tích luỹ lớn ở tầng mặt, trong đĩ Cr và Zn là 99% và 98%, Cu là 90%, Cd gần 85%, Ni, Mn, và Pb lần lượt là 77%, 73% và 60%. Theo tác giả Lê ðức và Lê Văn Khoa (2001) một số mẫu đất ở làng nghề tái chế chì Chỉ ðạo – Văn Lâm – Hưng Yên cĩ hàm lượng Cu: 43,68 – 69,68 mg/kg; Pb: 147,06 – 661,2 mg/kg; Zn: 23,6 – 42,3 mg/kg (thuộc loại đất cĩ hàm lượng Zn di động cao). Trong số 9 mẫu nước phân tích Pb cĩ 7 mẫu vượt quá giới hạn cho phép dùng cho nước sinh hoạt (0,05 mg/l) từ 0,07 - 10,83 mg/kg chiếm 77,78 %; 5 mẫu vượt quá giá trị giới hạn nước dùng cho các mục đích khác (0,1 mg/l). Mơi trường bị ơ nhiễm đã ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất cây trồng và đặc biệt là đến sức khoẻ của người dân trong xã [2]. 2.2.2.4. Ơ nhiễm KLN do hoạt động sản xuất nơng nghiệp ở Việt Nam Trong quá trình sản xuất nơng nghiệp, con người đã làm tăng đáng kể các nguyên tố KLN trong đất. Các loại thuốc bảo vệ thực vật thường cĩ chứa các KLN như: As, Pb, Hg. Các loại phân bĩn hĩa học đặc biệt là phân phốtpho thường chứa nhiều As, Cd, Pb. Các loại bùn thải cũng là nguồn cĩ chứa nhiều các KLN khác như: As, Pb, Cd, Hg và Zn (bảng 2.5) [17]. Bảng 2.5. Hàm lượng một số KLN trong các sản phẩm dùng làm phân bĩn trong nơng nghiệp (ppm) Kim loại Phân Phơtpho Phân Nitơ ðá vơi Bùn cống thải Phân chuồng Thuốc BVTV As < 1–120 2-120 0,1-24 2-30 < 1-25 3-30 Cd 0,1–190 < 0,1-9 <0 ,05-0,1 2-3000 < 0,1-0,8 - Hg 0,01–2 0,3-3 - <1-56 20,01-0,2 0,6-6 Pb 4– 1000 2-120 20-1250 2-1000 0,1-16 11-26 Sb < 1-10 - - 2-44 < 0,1-0,5 - Se 0,5-25 - 0,1 1-17 0,2-2,4 - Te 20-23 - - - 0,2 - Lê Văn Khoa và cộng sự (2001) Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 13 Theo Hồ Thị Lam Trà và Kazuhiko Egashira (1999) [38] khi nghiên cứu hàm lượng một số kim loại nặng trong đất nơng nghiệp của các huyện Từ Liêm, Thanh Trì - Hà Nội cho thấy hàm lượng các kim loại nặng dao động trong khoảng sau: 0,16 - 0,36 mg Cd/kg; 40,1 - 73,2 mg Cu/kg; 3,19 - 5,30 mg Pb/kg; 98,2 - 137,2 mg Zn/kg. Nĩi chung đất nơng nghiệp của hai huyện Từ Liêm, Thanh Trì chưa bị ơ nhiễm kim loại nặng (theo tiêu chuẩn Việt Nam 7209 - 2002), trừ Cu. Tại vùng đất chuyên rau của Tây Tựu - Từ Liêm - Hà Nội hàm lượng Cu đã cao hơn từ 20 - 30 mg/kg so với đất khác. Nguyên nhân của hiện tượng này cĩ thể do người dân sử dụng nhiều phân hĩa học và hĩa chất bảo vệ thực vật cĩ chứa Cu trong quá trình trồng rau. Phân bĩn hĩa học cũng là một trong những nguồn gây ơ nhiễm kim loại nặng mà ta ph._.ải cân nhắc trước khi sử dụng. Nghiên cứu kim loại nặng trong phân bĩn trên thị trường tại vùng đồng bằng sơng Cửu Long của Trương Thị Nga, Trương Hồng ðan năm 2005 [23], cho thấy: hầu hết các mẫu phân đều cĩ sự hiện diện của kim loại nặng ở các nồng độ khác nhau (bảng 2.6). Bảng 2.6. Hàm lượng một số kim loại nặng trong các loại phân bĩn bán trên thị trường vùng đồng bằng sơng Cửu Long ðơn vị: ppm Mẫu Loại phân As Pb Cd Hg 1 16 – 16 – 8 9,5 3,1 2,1 0,11 2 20 – 20 – 0 0,3 6,5 - 0,08 3 Phân lân 0,35 4 2,2 0,07 4 DAP Trung Quốc 20,9 3,5 0,59 0,06 5 16 – 16 – 8 – 13S 10,3 0,24 - 0,07 6 Phân lân Việt Nam 6,6 14,1 Vết 0,08 7 Phân lân Việt Nam 13,5 8 - 0,06 8 Phân lân Việt Nam 10,4 4 186,2 0,11 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 14 2.3. Một số phương pháp xử lý kim loại nặng trong đất Hiện nay, Việt Nam cũng như trên Thế Giới đã cĩ rất nhiều phương pháp khác nhau để xử lý KLN trong đất. Sau đây là một số phương pháp cụ thể: 2.3.1. Phương pháp lý – hố. Nhìn chung, ơ nhiễm đất cĩ sự liên quan tới các đặc tính lý – hố học của đất. Nguyên lý cơ bản của phương pháp là các đất ơ nhiễm được đào lên, xử lý từng mặt bằng cách tách, di chuyển, phá huỷ chất bẩn rồi sau đĩ trả về vị trí cũ hoặc sử dụng vào các mục đích khác. 2.3.1.1. Phương pháp xử lý tại chỗ ( rửa đất ) Các dung dịch chiết rút được chiết rút được chảy từ từ qua đất, các chất khả năng thấm của đất lớn (>10-3 cm/s) sẽ cho hiệu quả xử lý cao. Khả năng hồ tan các chất ơ nhiễm hoặc chất ơ nhiễm đĩ ở trạng thái hồ tan khơng ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý. Trong phương pháp xử lý này, nước được bơm vào đất, nước đĩng vai trị là chất chiết rút chất bẩn từ đất, sau đĩ tiến hành xử lý nước chứa kim loại tại các nhà máy xử lý nước thải chuyên dụng hoặc tải quay vịng vào quy trình. Tại Mỹ quy trình xử lý này đã được áp dụng và hiệu quả cao đối với xử lý Cr (IV). Mức độ xử lý Cr (IV) đạt từ 18 - 2000 mg/l. Tại các khu vực khác với thể tích 3000 m3 đã xử lý thành cơng khi giảm 90% hàm lượng Cd trong đất, từ 10 đến ít hơn 1mg/kg với dung dịch HCl lỗng tại pH = 3 [13]. 2.3.1.2. Phương pháp xử lý nhiệt. Một số KLN và các hợp chất của Hg, As, Cd, cĩ thể bay hơi ở nhiệt độ lớn hơn 800oC. Tuy nhiên, hầu hết các KLN nặng này thường dừng lại ở pha rắn, khơng di chuyển trong xỉ do các cơ chế hố học và vật lý. Chi phí xử lý phụ thuộc vào loại đất, hàm lượng nước trong đất và loại chất ơ nhiễm. ước tính từ 100 – 150 USD/tấn đất [50]. 2.3.1.3. Phương pháp kết tủa hố. Phương pháp này phụ thuộc vào nồng độ của các KLN trong pha lỏng của đất. Việc tăng nồng độ các KLN trong pha lỏng cĩ thể thực hiện được nếu Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 15 cĩ mặt các chất hố học như: các axit mạnh (HCl, HNO3, và H2SO4) chất tạo chelat (vịng càng cua) tổng hợp như EDTA (axit etylen diamin tetraaxetic), DTPA (axit dietylen triamin pentaaxetic). Sau đĩ kiềm hố để kết tủa KLN ở dạng hydroxit bằng các chất như Na2SO4, Na2S2O3, FeSO4, khí SO2… Ưu điểm của phương pháp là xử lý được các kim loại với nồng độ cao, tốn ít thời gian và cĩ hiệu suất cao. Tuy nhiên nhược điểm của nĩ là: đưa vào mơi trường các hố chất khác, sau xử lý cĩ một lượng bùn lớn. Các axit mạnh và chất tạo chelat cĩ thể làm thay đổi đặc tính đất do việc rửa đi một lượng lớn các chất dinh dưỡng. Từ 8 – 11% khối lượng đất tổng số bị hồ tan trong HCl 0,1M sau 30 phút và khoảng 13 – 14% khối lượng đất sau 24 giờ chiết (Tuin và Tels, 1990) [28]. 2.3.1.4. Phương pháp trao đổi ion. Phương pháp này dùng để tách các kim loại như Pb, Cr, Zn, Hg… ra khỏi nước thải. Mới đây việc sử dụng vật liệu nhựa trao đổi ion bắt đầu được áp dụng. Tuy vậy, vật liệu nhựa khơng cĩ độ bền nhiệt và bền áp suất thẩm thấu, dễ bị oxy hố. ðặc biệt khả năng hoạt động của nhựa trao đổi ion phụ thuộc vào sự cĩ mặt của ion Ca2+, Mg2+. Tuy cĩ hiệu quả nhưng giá thành đắt khơng phù hợp với các nước đang phát triển. Các phương pháp lý - hố học thường chỉ áp dụng đối với các khu vực nhiễm bẩn với hàm lượng lớn và khả năng linh động của các kim loại là khơng cao trên diện hẹp. Ưu điểm của các phương pháp này là hiệu suất xử lý khá cao và đang được nghiên cứu ứng dụng rộng rãi. Tuy nhiên phương pháp này cịn cĩ nhược điểm là xử lý khơng triệt để, nồng độ KLN sau khi xử lý cịn cao hơn mức cho phép nên trong vận hành buộc phải đưa thêm các chất hố học mới vào mơi trường, việc duy trì quá trình là khĩ khăn và địi hỏi kinh phí lớn. Do đĩ giải pháp sinh học là một nhu cầu tất yếu, nhất là đối với các nước đang phát triển như nước ta. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 16 2.3.2. Phương pháp sinh học Cùng với việc sử dụng các phương pháp xử lý đất ơ nhiễm KLN nêu trên, mới đây cơng nghệ hấp phụ KLN bằng các vật liệu sinh học được đề xuất như là một phương pháp cĩ hiệu quả. Kỹ thuật này dựa chủ yếu vào các sinh vật sẵn cĩ trong tự nhiên như thực vật, VSV… hoặc các vật liệu như phế phụ phẩm từ sản suất nơng nghiệp, thuỷ sản như kitin, mùn cưa, trấu, rong biển… Do KLN cĩ khả năng tích tụ trong cơ thể sinh vật, tham gia chuyển hố sinh học tạo thành các hợp chất mới [42]. 2.3.2.1. Quá trình chuyển hố các KLN ở trong đất nhờ VSV Các kim loại trong đất cĩ thể được chuyển hĩa bởi VSV ở các trạng thái: hấp thụ, kết tủa, tạo thành các chất phức (Gadd, 1992) (dẫn theo Trần Thị Tuyết Thu) [29]. Các axit sinh ra trong quá trình trao đổi chất là tác nhân chính giúp cho sự hịa tan kim loại vào pha lỏng của dung dịch đất. Vi khuẩn khử nitrit cĩ thể hình thành các axit nitric phân hủy các đá siêu bazơ. ðiều này được ứng dụng để nghiên cứu xử lý các chất thải mỏ và các vùng đất canh tác nơng nghiệp bị ơ nhiễm KLN. Vi sinh vật cĩ thể tương tác với các KLN theo nhiều phương thức: - Một vài kim loại cĩ thể được chuyển hĩa trong quá trình oxy hĩa (Fe và Mn), quá trình alkyl hĩa (Hg). - Sự tích tụ kim loại cĩ thể xảy ra theo cơ chế bị động hoặc chủ động. Cả hai quá trình này đều cĩ thể xảy ra trong cùng một cơ thể sinh vật. Khi kim loại được tích lũy bởi VSV, sự tồn tại của nĩ phụ thuộc vào hoạt động của tế bào sinh vật. VSV cĩ thể chuyển hĩa kim loại sang dạng di động, nhưng phần lớn VSV cĩ khả năng cố định và các kim loại được giữ lại. - VSV cĩ thể sinh sản hay giải phĩng một hợp chất hữu cơ làm thay đổi tính di động của kim loại. Hợp chất này cĩ tác dụng liên kết và giữ lại các kim loại. Do đĩ tác động đáng kể vào quá trình di động của chúng. Mặt khác, các liên kết này cĩ thể làm giảm sự phân hủy các hợp chất hữu cơ của vi khuẩn. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 17 Quá trình này diễn ra mạnh hơn trong đất cĩ sự ơ nhiễm các chất hữu cơ và KLN, do các chất hữu cơ khơng bị phân hủy mà bị tích lũy lại. - Bên cạnh đĩ VSV cịn cĩ thể ảnh hưởng một cách gián tiếp đến tính di động của kim loại thơng qua giá trị pH, Eh,… Hoạt động của các VSV làm tăng quá trình chuyển hĩa của các kim loại trong đất gấp rất nhiều lần. Ví dụ, quá trình oxy hĩa hĩa học các chất sulfite thành sulfat sẽ được tăng lên 10.000 lần khi cĩ mặt các vi khuẩn Thiobacillus sp. Sự oxy hĩa pyrit là rất quan trọng đối với mơi trường, phần lớn là do các chủng Thiobacillus sp. đảm nhận. Thiobacillus ferrooxidans là lồi duy nhất cĩ khả năng tăng trưởng tự dưỡng trong quá trình loại bỏ sắt sulfua. Torma và Sakaguchi (1978) [29] thấy rằng tốc độ oxy hĩa các sulfua kim loại cĩ tăng theo tính tan của chúng, thứ tự như sau: NiS > CoS > ZnS > CdS > CuS > Cu2S. Quá trình metyl hĩa Pb, As, Hg là rất phổ biến, đặc biệt là Hg. Sự giải phĩng metyl – Hg vừa được tạo thành vào mơi trường là cơ chế loại bỏ độc hại của Hg đối với các VSV. Bên cạnh đĩ metyl – Hg cĩ sự phụ thuộc lớn vào pH, nĩ chỉ tồn tại bền vững trong giới hạn pH hẹp (5,5 – 6,5); Ngược lại metyl – As lại bền vững trong khoảng rộng của pH (3,5 – 7,5). Những nghiên cứu gần đây cho rằng quá trình metyl hĩa xảy ra mạnh ở các trầm tích đáy với sự tham gia tích cực của các vi khuẩn khử sulfat. Do vậy sự tích tụ của SO42- sẽ thúc đẩy quá trình hình thành các metyl – Hg. Sự khử metyl hĩa cũng cĩ xuất hiện cả trong điều kiện thống khí cũng như hiếm khí. ðộ mặn của đất khơng cĩ khả năng ngăn cản quá trình metyl hĩa Hg. Các hợp chất hữu cơ làm tăng khả năng di động của kim loại cĩ thể được sinh ra từ quá trình trao đổi chất của VSV. Vi khuẩn và nấm sản sinh các loại axit hữu cơ khác nhau. Vi khuẩn cĩ xu hướng sinh ra nhiều axit hữu cơ đơn giản như: formic, axetic, propionic và butyric. Nấm sinh những axit hữu cơ khơng bay hơi như: oxalic, fumaric, succinic, lactic, malnic. Ngồi ra, Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 18 các axit thơm: ferunic, vanilic, syringic, p-hydroxybenzoic, p-hydrocynamic cũng được sinh ra bởi các VSV. Những hợp chất hữu cơ này dẫn tới những ảnh hưởng khác nhau đối với khả năng di động của kim loại. Các axit hữu cơ phân tử nhỏ cĩ thể ảnh hưởng đáng kể tới tính hịa tan và sự kết tủa kim loại trong đất, do đĩ ảnh hưởng tới lớp vỏ của khống và sự hình thành đất. Chúng cũng ảnh hưởng tới khả năng di động của kim loại nhờ quá trình tạo thành phức kim loại trong dung dịch. Cĩ nhiều nghiên cứu về khả năng hịa tan kim loại của các vi khuẩn sinh các axit như: oxalate, salicylat, malat, axetat, pyruvat,… Phức hợp giữa các cation kim loại (Cu2+, Fe2+, Al3+) và những axit hữu cơ (oxalic, citric, lactic, succinic) được tạo ra dưới điều kiện axit và hiếu khí. Trong cơng nghệ sinh học và cơng nghệ mơi trường, những chủng sinh nhiều axit hữu cơ được nuơi cấy thuần khiết nhằm ứng dụng vào việc loại bỏ các kim loại ra khỏi đất và trầm tích ơ nhiễm. 2.3.2.2. Khả năng hút và tích lũy KLN của thực vật. Thực vật cĩ nhiều cách phản ứng khác nhau đối với sự cĩ mặt của các ion kim loại trong mơi trường. Hầu hết, các lồi thực vật rất nhạy cảm với sự cĩ mặt của các ion kim loại, thậm chí ở nồng độ rất thấp. Tuy nhiên, vẫn cĩ một số lồi thực vật khơng chỉ cĩ khả năng sống sĩt và tăng trưởng được trong mơi trường bị ơ nhiễm bởi các kim loại độc hại mà cịn cĩ khả năng hấp thụ và tích lũy các kim loại này trong các bộ phận khác nhau của chúng [20]. David và Calton Smith [22] (dẫn theo Võ Văn Minh) đã nghiên cứu đối với nhiều loại cây trồng trên những loại bùn cống rãnh cho thấy khả năng tích lũy các KLN nặng của chúng cho kết quả như sau (bảng 2.7). Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 19 Bảng 2.7. Khả năng tích lũy các loại KLN trong một số cây thực phẩm TT KLN Các thực vật tích lũy cao Thực vật tích lũy thấp 1 Cd Bắp cải, cần tây, spinach, rau diếp Khoai tây, ngơ, đậu xanh 2 Pb Cải xanh, lúa mạch đen, cần tây Lúa mạch trắng, khoai tây, ngơ 3 Cu Củ cải đường, lúa mạch trắng Tỏi tây, bắp cải, hành 4 Ni Củ cải đường, lúa mạch đen, củ cải Ngơ, tỏi tây, lúa mạch trắng, hành 5 Zn Củ cải đường, xồi, rễ củ cải đường Khoai tây, tỏi tây, cà chua, hành Nguồn: David, Calton Smith (1994) Cĩ ít nhất 400 lồi phân bố trong 45 họ thực vật được biết là cĩ khả năng hấp thụ kim loại. Các lồi này là các lồi thực vật thân thảo hoặc thân gỗ, cĩ khả năng tích luỹ và khơng cĩ biểu hiện về mặt hình thái khi nồng độ kim loại trong thân cao hơn hàng trăm lần so với các lồi bình thường khác. Chúng thích nghi một cách đặc biệt với các điều kiện mơi trường và khả năng tích luỹ hàm lượng kim loại cao. Bảng 2.8 cho thấy một số lồi thực vật cĩ khả năng tích lũy KLN cao trong thân của một số tác giả đã cơng bố [20]. Hiện nay, ở trong nước cũng đã cĩ nhiều cơng trình nghiên về ảnh hưởng của KLN lên thực vật cũng như nghiên cứu về khả năng hút, tích lũy các KLN trong đất nước của các lồi thực vật. Các nghiên cứu này đã chỉ ra một số loại thực vật như rau muống, bèo tây cĩ khả năng tích lũy Pb cao, cây cải canh cĩ khả năng tích lũy cao đối với Ni, Zn, Cd, cải bắp tích lũy và cây lúa cĩ khả năng tích lũy Cd, rau ngổ, thủy trúc, cây dương xỉ, cây hoa hướng dương, và nhiều loại cây khác. ðiều này mở ra triển vọng trong việc lựa chọn và sử dụng các loại thực vật để xử lý các KLN trong đất, nước bị ơ nhiễm KLN. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 20 Bảng 2.8. Một số lồi thực vật cĩ khả năng tích luỹ kim loại nặng cao Tên lồi Nồng độ kim loại tích luỹ trong thân (µg/g trọng lượng khơ) Tác giả và năm cơng bố Arabidopsis halleri (Cardaminopsis halleri) 13.600 Zn Ernst, 1968 Thlaspi caerulescens 10.300 Zn Ernst, 1982 Thlaspi caerulescens 12.000 Cd Masdico et al, 1992 Thlaspi rotundifolium 8.200 Pb Reeves & Brooks, 1983 Minuartia verna 11.000 Pb Ernst, 1974 Thlaspi geosingense 12.000 Ni Reeves & Brooks, 1983 Alyssum bertholonii 13.400 Ni Brooks & Radford, 1978 Alyssum pintodasilvae 9.000 Ni Brooks & Radford, 1978 Berkheya codii 11.600 Ni Brooks, 1998 Psychotria douarrei 47.500 Ni Baker et al., 1985 Miconia lutescens 6.800 Al Bech et al., 1997 Melastoma malabathricum 10.000 Al Watanabe et al., 1998 Nguồn: Barcelĩ J., and Poschenrieder C. (2003) 2.3.2.3. Cơ chế loại bỏ KLN trong mơi trường bằng thực vật Cơng nghệ thực vật xử lý KLN trong đất là một dạng của cơng nghệ thực vật xử lý ơ nhiễm. ðây là loại cơng nghệ bao gồm phức hợp các cơ chế khác nhau của các mối quan hệ giữa thực vật và mơi trường đất. * Cơ chế chiết tách chất ơ nhiễm bằng thực vật (Phytoextraction) Quá trình chiết tách chất ơ nhiễm bằng thực vật là quá trình xử lý chất độc, đặc biệt là KLN, bằng cách sử dụng các lồi thực vật hút các chất ơ nhiễm qua rễ, sau đĩ chuyển hĩa lên các cơ quan trên mặt đất của thực vật. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 21 Chất ơ nhiễm tích lũy vào thân cây và lá, sau đĩ thu hoạch và loại bỏ khỏi mơi trường. Cơ chế này được chia ra thành hai loại: loại cĩ tính kế tục (continuous) và kết hợp (induced) (Salt & nnk, 1998) (dẫn theo Võ Văn Minh) [22]. Cơ chế kế tục là sử dụng thực vật tích lũy các chất ơ nhiễm độc hại với mức cao một cách đặc biệt trong suốt quá trình sống của nĩ (đĩ chính là các lồi siêu tích tụ), trong khi đĩ cơ chế kết hợp là cách tiếp cận nhằm nâng cao khả năng tích lũy chất độc bằng cách bổ sung các chất xúc tác (accelerantws) hoặc chất tạo phức (chelators) vào đất. Trong trường hợp chất ơ nhiễm là KLN, chất tạo phức như EDTA giúp cho KLN linh động hơn và sau đĩ dễ hấp thụ hơn như Pb, Cd, Cr, Cu, Ni, Zn đối với cây mù tạc Ấn ðộ (Brassica juncea), và cây hướng dương (Helianthus anuus). Các chất tạo phức khác như CDTA, DPTA, EGTA, EDDHA, NTA để nâng cao khả năng tích tụ kim loại đã được khảo sát ở một số lồi thực vật khác nhau. Tuy nhiên, cĩ một số rủi ro liên quan đến một số chất tạo phức nhất định đã được chú ý như tính tan được trong nước của phức hợp chất ơ nhiễm độc hại – chất tạo phức cĩ thể dẫn đến xâm nhập vào các tầng đất sâu hơn, cĩ nguy cơ ơ nhiễm nguồn nước ngầm và nước mặt. * Cơ chế cố định chất ơ nhiễm bằng thực vật (Phytostabilization) Quá trình xĩi mịn, rửa trơi và thẩm thấu cĩ thể di chuyển chất ơ nhiễm trong đất vào nước mặt và nước ngầm. Cơ chế cố định chất ơ nhiễm nhờ thực vật là cách mà các chất ơ nhiễm tích lũy ở rễ cây và kết tủa trong đất. Quá trình diễn ra là nhờ chất tiết ở rễ thực vật cố định chất ơ nhiễm và làm giảm khả năng linh động của kim loại trong đất. Thực vật được trồng trên các vùng đất ơ nhiễm cũng cố định được đất và cĩ thể bao phủ bề mặt dẫn đến làm giảm xĩi mịn đất, ngăn chặn khả năng tiếp xúc trực tiếp giữa chất ơ nhiễm và động vật. Dự án cố định chất ơ nhiễm nhờ thực vật điển hình được tiến hành ở Pháp và Hà Lan. Thực vật với tỷ lệ thốt hơi nước cao như cỏ, cây lách (sedges), cây thức ăn gia súc (forage plants) và cây sậy (Phragmites maxinus) Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 22 được sử dụng để làm giảm luợng nước ngầm chảy kéo theo các chất ơ nhiễm. Sử dụng các lồi thực vật cĩ các đặc điểm như là cây lâu năm, sức sống tốt, cĩ hệ thống rễ dày và ăn sâu như cây dương cĩ thể phơi hợp hiệu quả [43]. * Cơ chế xử lý chất ơ nhiễm nhờ quá trình thốt hơi nước ở thực vật (Phytovolatilization) Thực vật cĩ thể loại bỏ chất độc thơng qua cơ chế thốt hơi nước. ðối với quá trình này, chất ơ nhiễm hịa tan được hấp thụ cùng với nước vào rễ, chuyển hĩa lên lá cây và bay hơi vào khơng khí thơng qua khí khổng. Ví dụ điển hình nhất là quá trình bay hơi thủy ngân (Hg) bằng cách chuyển dạng cơ bản trong cây Arabidopsis chuyển gen và cây dương vàng chứa enzym mera. Selen (Se) cũng là dạng kim loại đặc biệt được thực vật hấp thụ và bay hơi [43]. Xử lý KLN trong đất bằng thực vật cĩ thể thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau phụ thuộc vào từng cơ chế loại bỏ các KLN. Ngày nay, sự thích nghi của các lồi thực vật cĩ khả năng hấp thu kim loại nặng chưa được làm sáng tỏ bởi cĩ rất nhiều yếu tố phức hợp tác động. Tích luỹ kim loại nặng là một mơ hình cụ thể của sự hấp thụ dinh dưỡng khống ở thực vật. Các lồi thực vật được sử dụng để xử lý mơi trường bao gồm các lồi cĩ khả năng hấp thụ được các kim loại nặng dạng vết cần thiết như Cu, Zn, Mn hay khơng cần thiết như Cd, Pb, Hg, As với hàm lượng lớn, trong khi đối với các lồi thực vật khác ở các nồng độ này là cực kỳ độc hại [22]. 2.3.2.4. Ảnh hưởng của vi sinh vật đến khả năng hấp thu KLN của thực vật Vùng rễ thực vật cĩ hệ vi sinh vật phong phú với mối quan hệ giữa vi sinh vật với thực vật được xác định là nhân tố chính cho việc phát triển phương pháp xử lý ơ nhiễm đất bằng thực vật (theo Glick, 1995). Vi sinh vật đất cĩ ý nghĩa to lớn trong vịng tuần hồn dinh dưỡng của thực vật, cải thiện kết cấu đất, giải độc cho cây, kiềm chế các tác nhân gây hại và kích thích sinh trưởng của thực vật (Elsgaard et al., 2001; Filip, 2002). Vì vậy, vi sinh vật cĩ thể làm tăng khả năng xử lý ơ nhiễm của thực vật hay làm giảm độ độc của Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 23 yếu tố gây ơ nhiễm trong đất. Mặt khác, giữa thực vật và vi sinh vật cĩ thể hình thành mối liên kết riêng trong đĩ thực vật cung cấp cho vi sinh vật nguồn cacbon đặc trưng giúp chúng cĩ thể giảm độ độc của các chất ơ nhiễm. Bên cạnh đĩ, giữa thực vật và vi sinh vật cũng cĩ thể hình thành nên mối quan hệ khơng đặc trưng trong đĩ thực vật kích thích sự phát triển của quần thể vi sinh vật thơng qua hoạt động trao đổi chất làm thối hĩa chất ơ nhiễm trong đất. Rễ thực vật cĩ thể cung cấp chất tiết (exudates) làm tăng hịa tan các chất. Tĩm lại, sự hình thành mối liên hệ giữa vi sinh vật và thực vật cùng với tiềm năng xử lý sinh học đất ơ nhiễm của các vi sinh vật đã cĩ vai trị quan trọng trong việc làm giảm thiệt hại của ơ nhiễm KLN trên nhiều vùng đất [52]. Nghiên cứu của Whiting S.N. và cộng sự (2001) [51] đã cho thấy vi sinh vật vùng rễ đĩng vai trị lớn trong hịa tan kẽm trong dung dịch đất và giúp cho cây cải xoong (Thlaspi caerulescens) hấp thu được nhiều Zn hơn. Thí nghiệm với cây cải xoong được nhiễm vi sinh vật vùng rễ đã làm tăng lượng Zn tích lũy trong thân lá hơn 2 lần, tổng lượng tích lũy Zn tăng gấp 4 lần so với đối chứng khơng nhiễm vi sinh vật. Mặt khác, vi sinh vật giúp cho quá trình phân giải các chất hữu cơ thành dạng dễ tiêu, vi sinh vật cố định đạm, cung cấp chất dinh dưỡng cho thực vật, làm tăng sinh khối từ đĩ làm tăng khả năng hấp thu các chất dinh dưỡng nĩi chung và các KLN nĩi riêng của thực vật. Theo David A. Berbei [36], vi sinh vật tập trung ở vùng rễ của thực vật cĩ ảnh hưởng lớn tới hấp thu dinh dưỡng của cây. Những ảnh hưởng này được nhận thấy rõ khi so sánh sự hấp thu dinh dưỡng của thực vật gieo trồng trong những mơi trường cĩ và khơng cĩ mặt vi sinh vật. Nghiên cứu của tác giả cũng chỉ ra rằng sự hấp thu N dạng nitrat tăng cịn các ion amon lại giảm, hấp thu các muối sắt, kẽm, manga của thực vật cũng được nâng cao. Nghiên cứu của O. Martinsez và cộng sự [44] đã cho thấy vi khuẩn Bacillus subtilis cĩ khả năng sinh chất kích thích sinh trưởng IAA (Indol Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 24 Acetic Acid) giúp tăng cường sinh trưởng của thực vật. Bên cạnh đĩ, nghiên cứu cũng chỉ ra rằng Bacillus subtilis cịn ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển của thực vật theo một số cơ chế khác như sản sinh enzym Phytase (một enzym cĩ khả năng phân giải các phytat cĩ đính phosphat để giải phĩng P cung cấp cho cây) hay sản sinh các chất kháng sinh. Như vậy khi bĩn chế phẩm vi sinh vật vào đất bị ơ nhiễm KLN cĩ tác dụng tăng cường sự tích lũy kim loại trong các bộ phận của cây, làm tăng cả sinh khối của cây, gĩp phần rút ngắn thời gian xử lý ơ nhiễm đất, khắc phục nhược điểm lớn của phương pháp sử dụng thực vật trong xử lý đất ơ nhiễm KLN là thời gian xử lý kéo dài. 2.4. Một số nghiên cứu sử dụng phương pháp sinh học trong xử lý đất bị ơ nhiễm kim loại nặng trên thế giới và Việt Nam 2.4.1. Một số nghiên cứu sử dụng phương pháp sinh học trong xử lý đất bị ơ nhiễm kim loại nặng trên thế giới Nghiên cứu của Syed A. Wasay và cộng sự [48] cho thấy nấm Aspergillus niger phát triển tốt và sinh ra các axit hữu cơ ở pH = 2, tuy nhiên ở pH < 4 thì Aspergillus niger sinh ra ít axit oxalic. Do đĩ dung dịch NH4OH được thêm vào vừa đủ để duy trì pH trong khoảng 3,8 – 4,0; tại pH này axit xitric được sinh ra cực đại; tại pH > 5 các nấm sẽ sinh ra nhiều axit oxalic dẫn đến khả năng cố định Pb nhiều hơn là khả năng chiết nĩ ra khỏi đất. Theo nghiên cứu của Darnall và cộng sự (1986), tảo biển Ascophyllum và Sargassum cĩ thể tích lũy Pb và Cd tới 30% sinh khối. Nấm Rhizopus và Albisidia cĩ thể tích lũy Pb, Cd, Cu, Zn tới 28 % sinh khối [35]. Theo Alan J.M Baker thì kết quả nghiên cứu về khả năng hấp thụ KLN của thực vật được nghiên cứu sớm nhất và được cơng bố lần đầu tiên bởi hai nhà khoa học Minguzzi và Vergano khi nghiên cứu về khả năng chịu đựng đối với kim loại của mốt số thực vật bản địa thân bị sống trên vùng đất ơ nhiễm tại Italia năm 1948, cây này cĩ giá trị vượt quá ngưỡng là 1000 µg/g Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 25 (0,1%) cĩ tên là Alissum Bertomnia, hàm lượng Ni trong khối lượng chất khơ của lá cĩ thể đạt tới 1,2%. Ngay sau đĩ 317 lồi thực vật khác cũng đã được xác định cĩ hàm lượng chịu đựng với kim loại Ni vượt quá ngưỡng 1000 µg/g, một số loại cĩ khả năng tích lũy KLN đặc biệt cao tới 4,75%. Hàm lượng 1000 µg/g là ngưỡng để xác định giới hạn của các nguyên tố: Cu, Pb, Co, trong khi ngưỡng giới hạn của Mn, Zn được nâng lên là 10000 µg/g bởi vì hàm lượng nền của các nguyên tố này đối với thực vật là thấp. Những thực vật chứa 100 µg/g Cd so với khối lượng chất khơ của lá cũng được xếp vào những loại thực vật cĩ khả năng tích lũy kim loại Cd [34]. Nhĩm tác giả Gabriella Matshes, Gaspars, Attila Anton thuộc viện nghiên cứu khoa học đất và hĩa nơng nghiệp Hungari đã nghiên cứu với hai lồi cải (Brassiaceae) hoang dại cĩ tên khoa học là Thlaspi (R1) và Alysum (R2) được trồng trên hai loại đất khác nhau cĩ giá trị pH trung tính và cĩ hàm lượng KLN khác nhau. Thí nghiệm với đất checnozem tự nhiên được gây ơ nhiễm một hàm lượng lớn các kim loại As, Cd, Cu, Pb thì thấy rằng hàm lượng các KLN trong chồi của hai loại cải tỷ lệ thuận với hàm lượng KLN trong đất. Tỷ lệ và khả năng tích lũy KLN của hai lồi cải là khác nhau khi trồng trên các loại đất khác nhau. Hàm lượng các kim loại As, Co, Cu, Pb trong loại R2 là cao hơn R1 khi trồng trên đất gây ơ nhiễm (đất bĩn thêm KLN). Kết quả nghiên cứu cịn cho thấy sự khác nhau về hàm lượng KLN sẽ làm thay đổi tốc độ sinh trưởng và tích lũy KLN của các loại cải. Khối lượng khơ của chồi và rễ cả hai loại cải là khác nhau trong hai loại đất. Loại R1 cĩ tốc độ sinh trưởng cao hơn R2 trong đất khơng ơ nhiễm, nhưng tốc độ này bị giảm xuống trong đất bị ơ nhiễm KLN. Loại R2 cĩ trọng lượng chất khơ bé hơn nhưng lại tìm thấy khả năng chịu đựng với ơ nhiễm KLN. Sự vận chuyển khĩ khăn và chậm của các nguyên tố As, Pb, Cu vào chồi khác nhau đối với Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 26 hai loại cải, trong khi đĩ các nguyên tố Cd và Zn được vận chuyển dễ dàng và khơng khác nhau [37]. Các nhà khoa học thuộc trường đại học Purdue, West Lafayette Mỹ [33], đã nghiên cứu và tìm ra những loại thực vật cĩ khả năng thấm tách và lưu giữ một số lượng rất lớn kim loại nặng trong thân cây, chúng được gọi là Hyperaccumulators. Họ đã nghiên cứu hơn 20 lồi thực vật hoang dại cĩ họ với cây cải bắp. Trong số thực vật đĩ cĩ lồi là Thlaspi caerulescens rất dễ trồng và mọc được ngay trong phịng thí nghiệm. Hơn thế nữa, chúng được xếp vào những thực vật dịng Hyperaccumulators, Ni, Zn, và Cd là những “mĩn ăn ưa thích”của chúng. Trên thực tế, khả năng “ăn kim loại nặng” của cải xoong đã được phát hiện từ rất lâu. Năm 1865, khi những người nơng dân tiến hành phát quang đất đai để trồng trọt đã phát hiện ra trong thân cải xoong cĩ chứa một lượng lớn Zn. Kể từ đĩ, rất nhiều loại thực vật dịng Hyperaccumulators được tìm thấy và được sử dụng để loại bỏ kim loại nặng ra khỏi đất. Các nhà khoa học cịn phát hiện ra một lồi cây dại cĩ tên là Alyssum bertolonii, tán và hoa màu vàng cĩ thể hút lên và lưu giữ lại được trong thân tới 1% Ni, tức là gấp 200 lần lượng kim loại nặng cĩ thể giết chết hầu hết các lồi thực vật khác. Naveen Bhatia [45] thuộc Trung tâm ANSATO (Australia Nuclear Science and Technology Organization) là người tìm ra chìa khố và lời giải về cơ chế tích luỹ cao của thực vật đối với KLN. Naveen Bhatia đã tìm ra lồi cây dại cĩ tên là Stachousia Tryonii là loại cây hoa chùm cĩ cuống hoa liền với thân, lá hẹp mọc tự nhiên trong các thung lũng là một trong những lồi thực vật chưa được biết đến rộng rãi. Nếu gia súc ăn một lượng nhỏ loại cây này cĩ thể bị nơn mửa và chết. Lồi thực vật này cĩ khả năng hấp thụ rất cao đối với Ni, Mn, Cu và Co. Naveen Bhatia cho biết cĩ khoảng 450 lồi thực vật Hyperaccumlator mỗi lồi thích ứng với một kim loại nhất định, cĩ lồi thích ứng với hai hoặc Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 27 thậm chí là ba kim loại, gồm các thực vật cĩ khả năng hút As, Bo, Cd, Cu, Pb, Mn, Se, Ti, Zn… và hơn 10% trong số các lồi thực vật này đã được nghiên cứu [45]. Cũng theo Naveen Bhatia các lồi thực vật cĩ khả năng hút KLN sinh trưởng rất chậm, bằng cách tìm được lồi thực vật cĩ tốc độ sinh trưởng nhanh hơn thì việc ứng dụng trong xử lý mơi trường hiệu quả càng cao [45]. Các nhà khoa học gồm Rolf Herzig, Michele Guadagnini, Karl-Hans Eismnn và Heinz Muller – Schacrer [47] đang nghiên cứu các gen liên quan đến khả năng hút và chịu đựng cao với KLN từ đĩ luân chuyển vào trong các loại cây trồng cĩ năng suất chất xanh và tốc độ sinh trưởng cao nhưng khả năng chịu đựng với nồng độ kim loại nặng thấp để phục vụ cho mục đích cải tạo đất ơ nhiễm KLN. ðể giải quyết vấn đề này nhĩm tác giả đã lựa chọn hai loại thuốc lá cĩ khả năng tích lũy cao đối với Cd từ một lượng lớn các loại thuốc lá đang trồng. Nhờ cơng nghệ nuơi cấy mơ tế bào nhân bản hai cây thuốc lá trên mơi trường thạch, sau đĩ lấy khoảng 50mg mơ của hai cây thuốc lá này nhân bản trên mơi trường cĩ pha nồng độ kim loại nặng Cd, Zn, Cu và tăng dần nồng độ lên. Sau đĩ chọn lựa những cây thuốc lá cịn khả năng sống sĩt và phát triển tốt, một trong hai loại cây thuốc lá này được trồng và nhân giống trên mơi trường sạch hoặc tái sinh trong mơi trường đặc biệt thành các cây con. Các cây con này được nhân giống theo phương pháp nuơi cấy mơ tế bào và được dùng để kiểm tra sức chịu đựng với hàm lượng KLN từ đĩ đem so sánh với cây bố mẹ ban đầu: + Ở ngưỡng 30 µM Pb cây thuốc lá bắt đầu bị kìm hãm sinh trưởng và chết. + ðối với Cd cây thuốc lá bắt đầu cĩ màu hơi vàng và bị hủy hoại ở 700 µM. + ðối với Zn khơng bị rối loạn ở ngưỡng 700 µM. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 28 Theo phương pháp này các nhà khoa học đã tìm ra được những cây thuốc lá cĩ khả năng tích lũy KLN trong chồi tăng 5 – 7 lần đối với Cu, 2 – 5 lần đối với Cd, 0,5 lấn với Zn khi so sánh với cây thuốc lá bố mẹ ban đầu. Một nghiên cứu khác được tiến sĩ Isao. Hasegawa (2002) [41] giới thiệu là sử dụng thực vật để làm sạch đất ơ nhiễm KLN. Theo tác giả, cĩ thể làm giảm tính độc của KLN nhờ các ion KLN kết hợp với axit xitric hoặc axit hữu cơ khác hoặc aminoaxit như histiđin, systeine (ví dụ Alyssum Bertolonii làm giảm độc Ni nhờ tạo ra một cặp liên kết với histiđin và giữ lại ở khơng bào). Tác giả cũng đã giới thiệu các cây trồng cĩ khả năng tích luỹ cao KLN của nhiều nhà khoa học thực hiện (bảng 2.9). Bảng 2.9. Các thực vật cĩ khả năng tích luỹ cao KLN Kim loại mg/kg Tên thực vật Tác giả Năm As Cd Mn Ni Pb Pb Zn Zn Au Cu 31000 2000 8000 45000 34500 11400 15700 51600 57 12300 Jaslone motana PesicariaThunbergil H.Gross Vacciniumvitis-idaeaL Psychotria douarrel Brassica juncea Minuartia verna Thlaspi caerulescens Thlaspi caerulescens Brassica juncea Ipomoea alpina Steubing Hasegawa Medappan Ernst Wbbs Baumelser Anderson Brown Anderson Scott 1989 1999 1870 1990 1997 1978 1961 1995 1998 1996 Nguồn: Isao Hasegawa, (2002) Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 29 2.4.2. Một số nghiên cứu sử dụng phương pháp sinh học trong xử lý đất bị ơ nhiễm kim loại nặng ở Việt Na._.------- NLAI NOS CU Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 106 1 4 38.0325 2 4 38.6775 3 4 38.7800 SE(N= 4) 0.451146 5%LSD 6DF 1.56059 ------------------------------------------------------------------------------- MEANS FOR EFFECT CT$ ------------------------------------------------------------------------------- CT$ NOS CU 0 3 32.8967 1 3 37.2933 2 3 40.1933 4 3 43.6033 SE(N= 3) 0.520938 5%LSD 6DF 1.80201 ------------------------------------------------------------------------------- ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE H14 6/ 4/** 21:51 ---------------------------------------------------------------- PAGE 3 F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL. SECTION - 1 VARIATE GRAND MEAN STANDARD DEVIATION C OF V |NLAI |CT$ | (N= 12) -------------------- SD/MEAN | | | NO. BASED ON BASED ON % | | | OBS. TOTAL SS RESID SS | | | CU 12 38.497 4.1723 0.90229 2.3 0.4920 0.0001 BALANCED ANOVA FOR VARIATE PB FILE H15 6/ 4/** 21:57 ---------------------------------------------------------------- PAGE 1 Hàm lượng Pb trong đài hoa Hướng dương giai đoạn thu hoạch VARIATE V003 PB LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ============================================================================= 1 NLAI 2 3.33771 1.66885 0.82 0.489 3 2 CT$ 3 661.097 220.366 107.65 0.000 3 * RESIDUAL 6 12.2820 2.04700 ----------------------------------------------------------------------------- * TOTAL (CORRECTED) 11 676.717 61.5197 ----------------------------------------------------------------------------- TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE H15 6/ 4/** 21:57 ---------------------------------------------------------------- PAGE 2 MEANS FOR EFFECT NLAI ------------------------------------------------------------------------------- NLAI NOS PB 1 4 37.4275 2 4 38.7125 3 4 38.1850 SE(N= 4) 0.715367 5%LSD 6DF 2.47457 ------------------------------------------------------------------------------- MEANS FOR EFFECT CT$ ------------------------------------------------------------------------------- Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 107 CT$ NOS PB 0 3 28.3200 1 3 35.9567 2 3 39.1467 4 3 49.0100 SE(N= 3) 0.826035 5%LSD 6DF 2.85739 ------------------------------------------------------------------------------- ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE H15 6/ 4/** 21:57 ---------------------------------------------------------------- PAGE 3 F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL. SECTION - 1 VARIATE GRAND MEAN STANDARD DEVIATION C OF V |NLAI |CT$ | (N= 12) -------------------- SD/MEAN | | | NO. BASED ON BASED ON % | | | OBS. TOTAL SS RESID SS | | | PB 12 38.108 7.8434 1.4307 3.8 0.4887 0.0001 BALANCED ANOVA FOR VARIATE ZN FILE H17 4/ 4/** 13:29 ---------------------------------------------------------------- PAGE 1 Hàm lượng Zn trong đài hoa cây Hướng dương giai đoạn thu hoạch VARIATE V003 ZN LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ============================================================================= 1 NLAI 2 .711497E-01 .355749E-01 0.09 0.018 3 2 CT$ 3 157.308 52.4361 127.79 0.000 3 * RESIDUAL 6 2.46189 .410316 ----------------------------------------------------------------------------- * TOTAL (CORRECTED) 11 159.841 14.5310 ----------------------------------------------------------------------------- TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE H17 4/ 4/** 13:29 ---------------------------------------------------------------- PAGE 2 MEANS FOR EFFECT NLAI ------------------------------------------------------------------------------- NLAI NOS ZN 1 4 13.9850 2 4 13.9350 3 4 13.8025 SE(N= 4) 0.320279 5%LSD 6DF 1.10790 ------------------------------------------------------------------------------- MEANS FOR EFFECT CT$ ------------------------------------------------------------------------------- CT$ NOS ZN 0 3 10.0067 1 3 11.9267 2 3 14.0200 4 3 19.6767 SE(N= 3) 0.369827 5%LSD 6DF 1.27929 ------------------------------------------------------------------------------- ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE H17 4/ 4/** 13:29 ---------------------------------------------------------------- PAGE 3 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 108 F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL. SECTION - 1 VARIATE GRAND MEAN STANDARD DEVIATION C OF V |NLAI |CT$ | (N= 12) -------------------- SD/MEAN | | | NO. BASED ON BASED ON % | | | OBS. TOTAL SS RESID SS | | | ZN 12 13.907 3.8120 0.64056 4.6 0.9176 0.0000 BALANCED ANOVA FOR VARIATE CU FILE HIEN6 6/ 4/** 22:55 ---------------------------------------------------------------- PAGE 1 Hàm lượng Cu trong hạt cây Hướng dương giai đoạn thu hoạch VARIATE V003 CU LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ============================================================================= 1 NLAI 2 7.43120 3.71560 1.74 0.254 3 2 CT$ 3 514.459 171.486 80.10 0.000 3 * RESIDUAL 6 12.8447 2.14079 ----------------------------------------------------------------------------- * TOTAL (CORRECTED) 11 534.735 48.6123 ----------------------------------------------------------------------------- TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE HIEN6 6/ 4/** 22:55 ---------------------------------------------------------------- PAGE 2 MEANS FOR EFFECT NLAI ------------------------------------------------------------------------------- NLAI NOS CU 1 4 41.1825 2 4 43.0525 3 4 42.5225 SE(N= 4) 0.731572 5%LSD 6DF 2.53062 ------------------------------------------------------------------------------- MEANS FOR EFFECT CT$ ------------------------------------------------------------------------------- CT$ NOS CU 0 3 32.3647 1 3 37.5733 2 3 44.5683 4 3 50.2567 SE(N= 3) 0.844746 5%LSD 6DF 2.92211 ------------------------------------------------------------------------------- ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE HIEN6 6/ 4/** 22:55 ---------------------------------------------------------------- PAGE 3 F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL. SECTION - 1 VARIATE GRAND MEAN STANDARD DEVIATION C OF V |NLAI |CT$ | (N= 12) -------------------- SD/MEAN | | | NO. BASED ON BASED ON % | | | OBS. TOTAL SS RESID SS | | | CU 12 42.252 6.9723 1.4631 3.5 0.2542 0.0001 BALANCED ANOVA FOR VARIATE PB FILE HIEN8 4/ 4/** 12:36 ---------------------------------------------------------------- PAGE 1 Hàm lượng Pb trong hạt cây Hướng dương giai đoạn thu hoạch Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 109 VARIATE V003 PB LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ============================================================================= 1 NLAI 2 4.97312 2.48656 0.81 0.490 3 2 CT$ 3 730.497 243.499 79.51 0.000 3 * RESIDUAL 6 18.3745 3.06242 ----------------------------------------------------------------------------- * TOTAL (CORRECTED) 11 753.845 68.5314 ----------------------------------------------------------------------------- TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE HIEN8 4/ 4/** 12:36 ---------------------------------------------------------------- PAGE 2 MEANS FOR EFFECT NLAI ------------------------------------------------------------------------------- NLAI NOS PB 1 4 42.4725 2 4 41.1500 3 4 41.0675 SE(N= 4) 0.874989 5%LSD 6DF 3.02673 ------------------------------------------------------------------------------- MEANS FOR EFFECT CT$ ------------------------------------------------------------------------------- CT$ NOS PB 0 3 34.9167 1 3 34.9867 2 3 42.3167 4 3 54.0333 SE(N= 3) 1.01035 5%LSD 6DF 3.49496 ------------------------------------------------------------------------------- ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE HIEN8 4/ 4/** 12:36 ---------------------------------------------------------------- PAGE 3 F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL. SECTION - 1 VARIATE GRAND MEAN STANDARD DEVIATION C OF V |NLAI |CT$ | (N= 12) -------------------- SD/MEAN | | | NO. BASED ON BASED ON % | | | OBS. TOTAL SS RESID SS | | | PB 12 41.563 8.2784 1.7500 4.2 0.4900 0.0001 BALANCED ANOVA FOR VARIATE ZN FILE HIEN9 4/ 4/** 12:39 ---------------------------------------------------------------- PAGE 1 Hàm lượng Zn trong hạt cây Hướng dương giai đoạn thu hoạch VARIATE V003 ZN LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ============================================================================= 1 NLAI 2 2.33272 1.16636 0.34 0.728 3 2 CTHUC$ 3 1551.36 517.121 150.27 0.000 3 * RESIDUAL 6 20.6481 3.44135 ----------------------------------------------------------------------------- * TOTAL (CORRECTED) 11 1574.34 143.122 ----------------------------------------------------------------------------- TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE HIEN9 4/ 4/** 12:39 ---------------------------------------------------------------- PAGE 2 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 110 MEANS FOR EFFECT NLAI ------------------------------------------------------------------------------- NLAI NOS ZN 1 4 39.3575 2 4 40.4125 3 4 39.6850 SE(N= 4) 0.927544 5%LSD 6DF 3.20852 ------------------------------------------------------------------------------- MEANS FOR EFFECT CTHUC$ ------------------------------------------------------------------------------- CTHUC$ NOS ZN 0 3 21.3533 1 3 40.2900 2 3 46.1633 4 3 51.4667 SE(N= 3) 1.07104 5%LSD 6DF 3.70488 ------------------------------------------------------------------------------- ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE HIEN9 4/ 4/** 12:39 ---------------------------------------------------------------- PAGE 3 F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL. SECTION - 1 VARIATE GRAND MEAN STANDARD DEVIATION C OF V |NLAI |CTHUC$ | (N= 12) -------------------- SD/MEAN | | | NO. BASED ON BASED ON % | | | OBS. TOTAL SS RESID SS | | | ZN 12 39.818 11.963 1.8551 4.7 0.7278 0.0000 BALANCED ANOVA FOR VARIATE CU FILE SK1 19/ 4/** 23:44 Sinh khối thân lá cây Mương đứng giai đoạn ra hoa ---------------------------------------------------------------- PAGE 1 VARIATE V003 CU LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ============================================================================= 1 NLAI 2 .177454 .887272E-01 0.05 0.149 3 2 CT$ 3 2378.03 792.677 468.75 0.000 3 * RESIDUAL 6 10.1463 1.69106 ----------------------------------------------------------------------------- * TOTAL (CORRECTED) 11 2388.35 217.123 ----------------------------------------------------------------------------- TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE SK1 19/ 4/** 23:44 ---------------------------------------------------------------- PAGE 2 MEANS FOR EFFECT NLAI ------------------------------------------------------------------------------- NLAI NOS SKHOI 1 4 81.4600 2 4 81.2425 3 4 81.5275 SE(N= 4) 0.650203 5%LSD 6DF 2.24916 ------------------------------------------------------------------------------- MEANS FOR EFFECT CT$ Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 111 ------------------------------------------------------------------------------- CT$ NOS CU 0 3 65.1900 1 3 76.0700 2 3 80.6000 4 3 103.780 SE(N= 3) 0.750790 5%LSD 6DF 2.59710 ------------------------------------------------------------------------------ ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE SK1 19/ 4/** 23:44 ---------------------------------------------------------------- PAGE 3 F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL. SECTION - 1 VARIATE GRAND MEAN STANDARD DEVIATION C OF V |NLAI |CT$ | (N= 12) -------------------- SD/MEAN | | | NO. BASED ON BASED ON % | | | OBS. TOTAL SS RESID SS | | | SKHOI 12 81.410 14.735 1.3004 1.6 0.9494 0.0000 BALANCED ANOVA FOR VARIATE SKHOI FILE SK2 19/ 4/** 23:49 ---------------------------------------------------------------- PAGE 1 Sinh khối thân lá cây Mương đứng giai đoạn thu hoạch VARIATE V003 SKHOI LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ============================================================================= 1 NLAI 2 1.03113 .515563 0.55 0.605 3 2 CT$ 3 13210.5 4403.50 ****** 0.000 3 * RESIDUAL 6 5.59214 .932024 ----------------------------------------------------------------------------- * TOTAL (CORRECTED) 11 13217.1 1201.56 ----------------------------------------------------------------------------- TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE SK2 19/ 4/** 23:49 ---------------------------------------------------------------- PAGE 2 MEANS FOR EFFECT NLAI ------------------------------------------------------------------------------- NLAI NOS SKHOI 1 4 108.455 2 4 109.173 3 4 108.790 SE(N= 4) 0.482707 5%LSD 6DF 1.66976 ------------------------------------------------------------------------------- MEANS FOR EFFECT CT$ ------------------------------------------------------------------------------- CT$ NOS SKHOI 0 3 74.7000 1 3 90.9000 2 3 106.820 4 3 162.803 SE(N= 3) 0.557382 5%LSD 6DF 1.92807 ------------------------------------------------------------------------------- ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE SK2 19/ 4/** 23:49 ---------------------------------------------------------------- PAGE 3 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 112 F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL. SECTION - 1 VARIATE GRAND MEAN STANDARD DEVIATION C OF V |NLAI |CT$ | (N= 12) -------------------- SD/MEAN | | | NO. BASED ON BASED ON % | | | OBS. TOTAL SS RESID SS | | | SKHOI 12 108.81 34.663 0.96541 2.9 0.6052 0.0000 BALANCED ANOVA FOR VARIATE SKHOI FILE SK3 19/ 4/** 23:53 ---------------------------------------------------------------- PAGE 1 Sinh khối của rễ cây Mương đứng giai đoạn ra hoa VARIATE V003 SKHOI LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ============================================================================= 1 NLAI 2 .600268 .300134 0.35 0.022 3 2 CT$ 3 1368.37 456.124 529.77 0.000 3 * RESIDUAL 6 5.16590 .860984 ----------------------------------------------------------------------------- * TOTAL (CORRECTED) 11 1374.14 124.922 ----------------------------------------------------------------------------- TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE SK3 19/ 4/** 23:53 ---------------------------------------------------------------- PAGE 2 MEANS FOR EFFECT NLAI ------------------------------------------------------------------------------- NLAI NOS SKHOI 1 4 18.3250 2 4 18.6750 3 4 18.8650 SE(N= 4) 0.463946 5%LSD 6DF 1.60486 ------------------------------------------------------------------------------- MEANS FOR EFFECT CT$ ------------------------------------------------------------------------------- CT$ NOS SKHOI 0 3 6.66000 1 3 11.0633 2 3 22.6633 4 3 34.1000 SE(N= 3) 0.535719 5%LSD 6DF 1.85314 ------------------------------------------------------------------------------- ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE SK3 19/ 4/** 23:53 ---------------------------------------------------------------- PAGE 3 F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL. SECTION - 1 VARIATE GRAND MEAN STANDARD DEVIATION C OF V |NLAI |CT$ | (N= 12) -------------------- SD/MEAN | | | NO. BASED ON BASED ON % | | | OBS. TOTAL SS RESID SS | | | SKHOI 12 18.622 11.177 0.92789 3.7 0.7216 0.0000 BALANCED ANOVA FOR VARIATE SKHOI FILE SK4 19/ 4/** 23:57 ---------------------------------------------------------------- PAGE 1 Sinh khối của rễ cây Mương đứng giai đoạn thu hoạch VARIATE V003 SKHOI Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 113 LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ============================================================================= 1 NLAI 2 12.1278 6.06392 19.66 0.003 3 2 CT$ 3 3710.08 1236.69 ****** 0.000 3 * RESIDUAL 6 1.85103 .308506 ----------------------------------------------------------------------------- * TOTAL (CORRECTED) 11 3724.06 338.551 ----------------------------------------------------------------------------- TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE SK4 19/ 4/** 23:57 ---------------------------------------------------------------- PAGE 2 MEANS FOR EFFECT NLAI ------------------------------------------------------------------------------- NLAI NOS SKHOI 1 4 31.1700 2 4 31.5175 3 4 33.4550 SE(N= 4) 0.277716 5%LSD 6DF 1.960666 ------------------------------------------------------------------------------- MEANS FOR EFFECT CT$ ------------------------------------------------------------------------------- CT$ NOS SKHOI 0 3 11.2600 1 3 21.5700 2 3 37.5300 4 3 57.8300 SE(N= 3) 0.320679 5%LSD 6DF 1.10928 ------------------------------------------------------------------------------- ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE SK4 19/ 4/** 23:57 ---------------------------------------------------------------- PAGE 3 F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL. SECTION - 1 VARIATE GRAND MEAN STANDARD DEVIATION C OF V |NLAI |CT$ | (N= 12) -------------------- SD/MEAN | | | NO. BASED ON BASED ON % | | | OBS. TOTAL SS RESID SS | | | SKHOI 12 32.047 18.400 0.55543 1.7 0.0028 0.0000 BALANCED ANOVA FOR VARIATE SKHOI FILE SK5 20/ 4/** 0: 1 ---------------------------------------------------------------- PAGE 1 Sinh khối của thân lá cây Hướng dương giai đoạn ra hoa VARIATE V003 SKHOI LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ============================================================================= 1 NLAI 2 2.62234 1.31117 0.74 0.018 3 2 CT$ 3 18814.7 6271.58 ****** 0.000 3 * RESIDUAL 6 10.5922 1.76537 ----------------------------------------------------------------------------- * TOTAL (CORRECTED) 11 18827.9 1711.63 ----------------------------------------------------------------------------- TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE SK5 20/ 4/** 0: 1 ---------------------------------------------------------------- PAGE 2 MEANS FOR EFFECT NLAI Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 114 ------------------------------------------------------------------------------- NLAI NOS SKHOI 1 4 212.302 2 4 212.865 3 4 213.447 SE(N= 4) 0.664337 5%LSD 6DF 1.29805 ------------------------------------------------------------------------------- MEANS FOR EFFECT CT$ ------------------------------------------------------------------------------- CT$ NOS SKHOI 0 3 167.610 1 3 198.920 2 3 208.750 4 3 276.207 SE(N= 3) 0.767110 5%LSD 6DF 2.65356 ------------------------------------------------------------------------------- ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE SK5 20/ 4/** 0: 1 ---------------------------------------------------------------- PAGE 3 F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL. SECTION - 1 VARIATE GRAND MEAN STANDARD DEVIATION C OF V |NLAI |CT$ | (N= 12) -------------------- SD/MEAN | | | NO. BASED ON BASED ON % | | | OBS. TOTAL SS RESID SS | | | SKHOI 12 212.87 41.372 1.3287 1.6 0.5178 0.0000 BALANCED ANOVA FOR VARIATE SKHOI FILE SK6 20/ 4/** 0: 4 ---------------------------------------------------------------- PAGE 1 Sinh khối của thân lá cây Hướng dương giai đoạn thu hoạch VARIATE V003 SKHOI LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ============================================================================= 1 NLAI 2 10.1971 5.09857 8.00 0.021 3 2 CT$ 3 71246.6 23748.9 ****** 0.000 3 * RESIDUAL 6 3.82431 .637385 ----------------------------------------------------------------------------- * TOTAL (CORRECTED) 11 71260.7 6478.24 ----------------------------------------------------------------------------- TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE SK6 20/ 4/** 0: 4 ---------------------------------------------------------------- PAGE 2 MEANS FOR EFFECT NLAI ------------------------------------------------------------------------------- NLAI NOS SKHOI 1 4 267.223 2 4 268.393 3 4 268.480 SE(N= 4) 0.399182 5%LSD 6DF 1.38083 ------------------------------------------------------------------------------- MEANS FOR EFFECT CT$ ------------------------------------------------------------------------------- Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 115 CT$ NOS SKHOI 0 3 178.710 1 3 208.630 2 3 320.880 4 3 365.240 SE(N= 3) 0.460936 5%LSD 6DF 1.59445 ------------------------------------------------------------------------------- ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE SK6 20/ 4/** 0: 4 ---------------------------------------------------------------- PAGE 3 F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL. SECTION - 1 VARIATE GRAND MEAN STANDARD DEVIATION C OF V |NLAI |CT$ | (N= 12) -------------------- SD/MEAN | | | NO. BASED ON BASED ON % | | | OBS. TOTAL SS RESID SS | | | SKHOI 12 268.36 80.488 0.79836 1.3 0.0208 0.0000 BALANCED ANOVA FOR VARIATE SKHOI FILE SK7 20/ 4/** 0: 7 ---------------------------------------------------------------- PAGE 1 Sinh khối của rễ cây Hướng dương giai đoạn ra hoa VARIATE V003 SKHOI LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ============================================================================= 1 NLAI 2 5.10614 2.55307 4.72 0.059 3 2 CT$ 3 8668.76 2889.59 ****** 0.000 3 * RESIDUAL 6 3.24211 .540351 ----------------------------------------------------------------------------- * TOTAL (CORRECTED) 11 8677.11 788.828 ----------------------------------------------------------------------------- TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE SK7 20/ 4/** 0: 7 ---------------------------------------------------------------- PAGE 2 MEANS FOR EFFECT NLAI ------------------------------------------------------------------------------- NLAI NOS SKHOI 1 4 48.4225 2 4 49.8025 3 4 49.8100 SE(N= 4) 0.367543 5%LSD 6DF 1.57139 ------------------------------------------------------------------------------- MEANS FOR EFFECT CT$ ------------------------------------------------------------------------------- CT$ NOS SKHOI 0 3 22.0100 1 3 31.3900 2 3 52.0600 4 3 91.9200 SE(N= 3) 0.424402 5%LSD 6DF 1.46807 ------------------------------------------------------------------------------- ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE SK7 20/ 4/** 0: 7 ---------------------------------------------------------------- PAGE 3 F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL. SECTION - 1 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 116 VARIATE GRAND MEAN STANDARD DEVIATION C OF V |NLAI |CT$ | (N= 12) -------------------- SD/MEAN | | | NO. BASED ON BASED ON % | | | OBS. TOTAL SS RESID SS | | | SKHOI 12 49.345 28.086 0.73509 1.5 0.0586 0.0000 BALANCED ANOVA FOR VARIATE SKHOI FILE SK8 20/ 4/** 0:11 ---------------------------------------------------------------- PAGE 1 Sinh khối của rễ cây Hướng dương giai đoạn thu hoạch VARIATE V003 SKHOI LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ============================================================================= 1 NLAI 2 10.4702 5.23510 13.14 0.007 3 2 CT$ 3 7962.60 2654.20 ****** 0.000 3 * RESIDUAL 6 2.39037 .398395 ----------------------------------------------------------------------------- * TOTAL (CORRECTED) 11 7975.46 725.042 ----------------------------------------------------------------------------- TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE SK8 20/ 4/** 0:11 ---------------------------------------------------------------- PAGE 2 MEANS FOR EFFECT NLAI ------------------------------------------------------------------------------- NLAI NOS SKHOI 1 4 65.3000 2 4 64.9450 3 4 65.0800 SE(N= 4) 0.315593 5%LSD 6DF 1.09169 ------------------------------------------------------------------------------- MEANS FOR EFFECT CT$ ------------------------------------------------------------------------------- CT$ NOS SKHOI 0 3 37.6200 1 3 48.2500 2 3 72.6300 4 3 104.600 SE(N= 3) 0.364415 5%LSD 6DF 1.26057 ------------------------------------------------------------------------------- ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE SK8 20/ 4/** 0:11 ---------------------------------------------------------------- PAGE 3 F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL. SECTION - 1 VARIATE GRAND MEAN STANDARD DEVIATION C OF V |NLAI |CT$ | (N= 12) -------------------- SD/MEAN | | | NO. BASED ON BASED ON % | | | OBS. TOTAL SS RESID SS | | | SKHOI 12 65.775 26.927 0.63119 1.0 0.0070 0.0000 BALANCED ANOVA FOR VARIATE SKHOI FILE SK9 20/ 4/** 0:13 ---------------------------------------------------------------- PAGE 1 Sinh khối của hoa cây Hướng dương giai đoạn ra hoa VARIATE V003 SKHOI LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ============================================================================= Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 117 1 NLAI 2 6.97355 3.48677 12.05 0.009 3 2 CT$ 3 6653.39 2217.80 ****** 0.000 3 * RESIDUAL 6 1.73567 .289278 ----------------------------------------------------------------------------- * TOTAL (CORRECTED) 11 6662.10 605.645 ----------------------------------------------------------------------------- TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE SK9 20/ 4/** 0:13 ---------------------------------------------------------------- PAGE 2 MEANS FOR EFFECT NLAI ------------------------------------------------------------------------------- NLAI NOS SKHOI 1 4 58.6750 2 4 59.9775 3 4 60.4850 SE(N= 4) 0.268923 5%LSD 6DF 1.930246 ------------------------------------------------------------------------------- MEANS FOR EFFECT CT$ ------------------------------------------------------------------------------- CT$ NOS SKHOI 0 3 37.6700 1 3 44.2400 2 3 58.6100 4 3 98.3300 SE(N= 3) 0.310525 5%LSD 6DF 1.87416 ------------------------------------------------------------------------------- ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE SK9 20/ 4/** 0:13 ---------------------------------------------------------------- PAGE 3 F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL. SECTION - 1 VARIATE GRAND MEAN STANDARD DEVIATION C OF V |NLAI |CT$ | (N= 12) -------------------- SD/MEAN | | | NO. BASED ON BASED ON % | | | OBS. TOTAL SS RESID SS | | | SKHOI 12 59.713 24.610 0.53785 1.9 0.0085 0.0000 BALANCED ANOVA FOR VARIATE SKHOI FILE SK10 20/ 4/** 0:16 ---------------------------------------------------------------- PAGE 1 Sinh khối của hoa cây Hướng dương giai đoạn thu hoạch VARIATE V003 SKHOI LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ============================================================================= 1 NLAI 2 .865051 .432526 0.28 0.070 3 2 CT$ 3 2646.00 881.999 561.47 0.000 3 * RESIDUAL 6 9.42533 1.57089 ----------------------------------------------------------------------------- * TOTAL (CORRECTED) 11 2656.29 241.481 ----------------------------------------------------------------------------- TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE SK10 20/ 4/** 0:16 ---------------------------------------------------------------- PAGE 2 MEANS FOR EFFECT NLAI ------------------------------------------------------------------------------- NLAI NOS SKHOI 1 4 178.083 2 4 178.705 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ………………………… 118 3 4 178.577 SE(N= 4) 0.626675 5%LSD 6DF 2.16777 ------------------------------------------------------------------------------- MEANS FOR EFFECT CT$ ------------------------------------------------------------------------------- CT$ NOS SKHOI 0 3 164.700 1 3 170.730 2 3 175.010 4 3 203.380 SE(N= 3) 0.723622 5%LSD 6DF 2.50313 ------------------------------------------------------------------------------- ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE SK10 20/ 4/** 0:16 ---------------------------------------------------------------- PAGE 3 F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL. SECTION - 1 VARIATE GRAND MEAN STANDARD DEVIATION C OF V |NLAI |CT$ | (N= 12) -------------------- SD/MEAN | | | NO. BASED ON BASED ON % | | | OBS. TOTAL SS RESID SS | | | SKHOI 12 178.46 15.540 1.2534 1.7 0.7701 0.0000 ` ._.