Nghiên cứu mức độ ảnh hưởng của một số độc chất kim loại nặng (Cd2+, Hg 2+) lên quá trình sinh trưởng và phát triển của cây rau muống trên khu vực đất đỏ bazan tỉnh Lâm Đồng

Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 1 Chöông 1 MÔÛ ÑAÀU 1.1. ÑAËT VAÁN ÑEÀ Moâi tröôøng xuaát hieän cuøng vôùi söï hình thaønh traùi ñaát. Luùc ñoù moâi tröôøng môùi chæ laø moâi tröôøng vaät lyù. Cho ñeán khi coù söï soáng xuaát hieän thì moâi tröôøng sinh thaùi ñöôïc hình thaønh. Thôøi kyø ñaàu cuûa söï phaùt trieån traùi ñaát, chaát thaûi töï nhieân chöa coù maáy vaø chaát thaûi nhaân taïo thì haàu nhö chöa xuaát hieän vì hoaït ñoäng cuûa söï soáng sinh vaät, keå caû con ngöôøi coøn raát ít. Maët khaùc, moâi tröôøng coù khaû naêng töï laøm saïch neân möùc ñoä ñoù coi nhö khoâng ñaùng keå. Theo thôøi gian, söï phaùt trieån cuûa söï soáng treân quaû ñaát caøng hoaøn thieän vaø taêng cao thì chaát thaûi caøng nhieàu do ñoù söï oâ nhieãm cuõng ngaøy caøng nhieàu hôn. Ngaøy nay xaõ hoäi ngaøy caøng phaùt trieån, hieän töôïng ñoâ thò hoaù, coâng nghieäp hoaù caøng nhanh thì tæ leä chaát thaûi ñoäc haïi töø caùc maùy moùc, saûn xuaát coâng nghieäp vaø nhöõng aûnh höôûng baát lôïi ñoái vôùi moâi tröôøng ngaøy caøng taêng nhanh do töø caùc hoaït ñoäng cuûa con ngöôøi taùc ñoäng vaøo noù. Caùc beänh laây lan truyeàn nhieãm (dòch taû, thöông haøn…) do vi sinh vaät gaây beänh gaây ra, thöôøng nhöõng beänh nguy hieåm nhö ung thö, quaùi thai, AIDS, caùc dò taät baåm sinh ôû treû em do caùc chaát ñoäc haïi trong moâi tröôøng ñaõ xuaát hieän ngaøy caøng nhieàu ôû khaép nôi treân theá giôùi maø nguyeân nhaân coù theå nghi cho caùc ñoäc chaát ion kim loaïi naëng. Hoaït ñoäng cuûa con ngöôøi caøng ña daïng thì chaát thaûi vaø oâ nhieãm caøng phöùc taïp, caøng nhieàu leân. Ngaøy nay, vieäc chaát thaûi khoâng nhöõng ñöôïc ñoå ra vaø laøm oâ nhieãm soâng, bieån maø coøn ñöôïc choân xuoáng ñaát ngaøy caøng phoå bieán. Maët khaùc, giöõa moâi tröôøng nöôùc, moâi tröôøng khoâng khí cuøng vôùi moâi tröôøng ñaát coù moät söï lieân quan chaët cheõ vôùi nhau, ñaëc bieät laø giöõa moâi tröôøng nöôùc vaø moâi tröôøng ñaát. Nöôùc ôû treân maët ñaát, nöôùc ôû trong loøng ñaát, nöôùc vaø ñaát giao thoa nhau. Vì vaäy, oâ Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 2 nhieãm moät trong caùc moâi tröôøng thaønh phaàn, ñaëc bieät laø moät trong hai moâi tröôøng ñaát vaø nöôùc seõ laøm oâ nhieãm caû hai. Sau ñoù, seõ laø caùc moái töông quan khaùc giöõa moâi tröôøng khoâng khí vôùi ñaát. Caùc chaát oâ nhieãm khoâng khí khi laéng tuï seõ rôi vaøo moâi tröôøng ñaát nhö möa axit, buïi kim loaïi (Pb, Cu, …). Ngaøy nay, Vieät Nam ñang laø moät nöôùc noâng nghieäp, ngöôøi daân soáng chuû yeáu döïa vaøo caùc caây noâng nghieäp, ñaëc bieät laø caây luùa, caùc caây rau quaû phuïc vuï cho böõa aên haøng ngaøy. Vì vaäy vieäc khaûo saùt chi tieát vaán ñeà aûnh höôûng vaø khaû naêng tích luyõ caùc kim loaïi naëng trong caùc caây löông thöïc vaø caùc caây rau quaû laø moät vaán ñeà ñaùng quan taâm. Hieän nay, moät soá caùc nghieân cöùu cuûa caùc chuyeân gia nöôùc ngoaøi cho thaáy Pb2+, Hg2+, Cd2+ laø nhöõng chaát oâ nhieãm chính do hoaït ñoäng cuûa con ngöôøi taïo neân [8]. Ngoaøi ra, chuùng cuõng laø caùc nhaân toá coù aûnh höôûng tröïc tieáp laøm giaûm sinh khoái vi sinh vaät ñaát vaø troïng löôïng khoâ cuûa caây troàng [9]. Theo M. Barajas Aceves (1994) cho bieát, caây hoï ñaäu huùt vaø tích luõy nhieàu caùc nguyeân toá kim loaïi naëng. Taïi nöôùc ta cuõng coù moät soá höôùng nghieân cöùu cuûa moät soá taùc giaû nhö: + Vuõ Cao Thaùi vaø coäng söï ñaõ nghieân cöùu aûnh höôûng cuûa nöôùc thaûi deät nhuoäm ñeán quaù trình sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa rau caûi xanh (trong ñoù As, Cd, Pb laø nhöõng ion coù khaû naêng tích luõy cao). + Leâ Huy Baù vaø coäng söï (thaùng 4/1994) cho thaáy, oâ nhieãm kim loaïi naëng trong moâi tröôøng ñaát khoâng chæ laø haáp thu trao ñoåi vôùi keo ñaát maø chuû yeáu lieân keát vôùi caùc axit humic, fulvic. AÛnh höôûng cuûa Cd2+ leân luùa maïnh hôn Pb2+.   Vì thôøi gian vaø kinh phí laøm ñeà taøi coù haïn neân toâi chæ thöïc hieän caùc nghieân cöùu xem xeùt “AÛnh höôûng cuûa moät soá ñoäc chaát kim loaïi naëng (Cd2+, Hg2+) leân quaù trình sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa caây rau muoáng treân khu vöïc ñaát ñoû bazan tænh Laâm Ñoàng”. Hy voïng raèng caùc keát quaû nghieân cöùu coù theå laøm caên cöù cho vieäc ñònh höôùng phaùt trieån troàng rau treân caùc vuøng ñaát bò oâ nhieãm, ñoàng thôøi goùp phaàn baûo veä moâi tröôøng noâng nghieäp vaø söùc khoeû coäng ñoàng. Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 3 1.2. MUÏC ÑÍCH CUÛA ÑEÀ TAØI Nghieân cöùu söï aûnh höôûng cuûa moät soá ñoäc chaát kim loaïi naëng nhö Cd2+, Hg2+ leân quaù trình sinh tröôûng vaø phaùt tieån cuûa caây rau muoáng treân khu vöïc ñaát ñoû bazan tænh Laâm Ñoàng vôùi muïc ñích: - Ñaùnh giaù, xaùc ñònh söï aûnh höôûng cuûa caùc ñoäc chaát kim loaïi naëng trong rau treân töøng boä phaän (thaân-laù, reã) cuûa caây rau muoáng trong töøng giai ñoaïn phaùt trieån vaø thu hoaïch. - Xaây döïng cô sôû khoa hoïc cho caùc nghieân cöùu veà khaû naêng tích luõy cuûa caùc ñoäc chaát kim loaïi naëng trong thöïc vaät vaø giôùi haïn gaây ñoäc ñoái vôùi thöïc vaät khaûo saùt. - Xaây döïng theâm cho boä tieâu chuaån veà kim loaïi naëng trong ñaát ñoû söû duïng ñeå troàng rau muoáng. - Caùc keát quaû nghieân cöùu laøm caên cöù cho vieäc ñònh höôùng phaùt trieån vieäc troàng rau treân caùc vuøng ñaát bò oâ nhieãm, ñoàng thôøi goùp phaàn baûo veä moâi tröôøng noâng nghieäp vaø söùc khoeû coäng ñoàng. 1.3. TÍNH CAÁP THIEÁT CUÛA ÑEÀ TAØI - Vieät Nam laø moät nöôùc coù neàn khí haäu phuø hôïp cho vieäc saûn xuaát vaø phaùt trieån noâng nghieäp. Ñieàu ñoù cuõng ñoàng thôøi caàn phaûi coù moät chaát löôïng ñaát saïch, nguoàn nöôùc töôùi saïch ñeå phuïc vuï cho vieäc phaùt trieån noâng nghieäp. - Rau muoáng laø nguoàn cung caáp rau xanh chính cho caùc böõa aên cuûa ngöôøi daân Vieät Nam, noù aûnh höôûng lôùn tôùi vaán ñeà söùc khoeû con ngöôøi Vieät Nam noùi rieâng vaø theá giôùi noùi chung. Vì vaäy nghieân cöùu chaát löôïng rau muoáng bò aûnh höôûng bôûi caùc ñoäc chaát kim loaïi naëng laø moät vaàn ñeà raát caàn thieát. - Tieâu chuaån veà haøm löôïng kim loaïi naëng trong ñaát cuûa Vieät Nam vaãn coøn khaù môùi meû vaø chöa ñaày ñuû, hay chæ laø caùc tieâu chuaån taïm thôøi do Boä Y teá vaø Boä Noâng nghieäp vaø Phaùt trieån Noâng thoân ñöa ra döïa hoaøn toaøn vaøo tieâu chuaån cuûa quoác teá, vaãn chöa coù tieâu chuaån ñoäc haïi cuï theå trong ñaát ñoái vôùi caùc caây troàng noâng nghieäp. Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 4 Neân vieäc so saùnh tính phuø hôïp cuûa caùc tieâu chuaån naøy cuõng laø moät vaán ñeà raát caàn thieát. - Hieän nay ngoaøi vaán ñeà oâ nhieãm nöôùc thì oâ nhieãm ñaát cuõng ñaõ vaø ñang laø moät vaán ñeà khaù nghieâm troïng. Caùc hoaït ñoäng saûn xuaát coâng nghieäp, tieåu thuû coâng nghieäp, quaù trình ñoâ thò hoaù… ngaøy caøng taêng laøm cho caùc chaát oâ nhieãm trong moâi tröôøng cuõng taêng cao ñaëc bieät laø caùc ion kim loaïi naëng. Vieäc tìm kieám moät soá loaøi thöïc vaät coù khaû naêng haáp thu cao caùc ion kim loaïi naëng ñeå laøm saïch moâi tröôøng ñaát cuõng laø vieäc caàn thieáât. 1.4. NOÄI DUNG NGHIEÂN CÖÙU - Tìm hieåu toång quan veà ñaát ñoû bazan, toång quan veà tình hình oâ nhieãm kim loaïi naëng trong moâi tröôøng. - AÛnh höôûng cuûa kim loaïi naëng ñoái vôùi quaù trình sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa thöïc vaät khaûo saùt nhö: + AÛnh höôûng cuûa Cd2+, Hg2+ ñeán tyû leä naåy maàm cuûa caây rau muoáng. + AÛnh höôûng cuûa Cd2+, Hg2+ ñeán chieàu cao caây rau muoáng trong quaù trình sinh tröôûng, phaùt trieån vaø thôøi kyø thu hoaïch. + AÛnh höôûng cuûa Cd2+, Hg2+ ñeán chieàu daøi reã caây rau muoáng ôû thôøi kyø thu hoaïch. +AÛnh höôûng cuûa Cd2+, Hg2+ ñeán ñoä aåm thaân-laù vaø reã cuûa caây rau muoáng thôøi kyø thu hoaïch. + Haøm löôïng Cd2+, Hg2+ tích luyõ trong thaân-laù vaø reã cuûa rau muoáng thôøi kyø thu hoaïch. 1.5. PHÖÔNG PHAÙP NGHIEÂN CÖÙU 1.5.1. Phöông phaùp luaän Moâi tröôøng laø neàn taûng cuûa söï soáng, cuûa taát caû caùc sinh vaät. Ngöôøi ta phaân bieät ba loaïi moâi tröôøng bao goàm moâi tröôøng treân caïn, moâi tröôøng nöôùc (bao goàm moâi tröôøng nöôùc maën vaø moâi tröôøng nöôùc ngoït), moâi tröôøng khoâng khí. Trong ñoù moâi Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 5 tröôøng treân caïn laø 1 trong 3 moâi tröôøng soáng chính vaø laø moâi tröôøng ña daïng nhaát caû veà thôøi gian laãn khoâng gian. Ñaát laø choã döïa vöõng chaéc ñoái vôùi sinh vaät. Trong quaù trình tieán hoaù cuûa thöïc vaät vaø ñoäng vaät treân caïn coù heä naâng ñôõ vöõng chaéc ñeå phaùt trieån, rieâng ñoái vôùi ñoäng vaät coøn coù phöông thöùc vaän ñoäng chuyeân hoaù. Ngoaøi tính chaát laø giaù theå ñaáùt coøn coù yù nghóa lôùn trong vieäc cung caáp caùc chaát dinh döôõng vaø nöôùc cho sinh vaät. Theá nhöng, trong moâi tröôøng ñaát hieän nay luoân toàn taïi hai nhoùm ñoäc chaát ñoái vôùi caây troàng, ñoù laø chaát ñoäc baûn chaát vaø chaát ñoäc khoâng baûn chaát. Nhoùm 1 laø nhöõng ion thieát yeáu cho söï sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa caây troàng, neáu vöôït quaù moät giôùi haïn nhaát ñònh naøo ñoù thì chuùng seõ laø caùc chaát ñoäc. Nhoùm 2 khoâng ñoùng goùp vai troø nhö nhoùm 1, neáu ít chuùng khoâng aûnh höôûng nhöng nhieàu chuùng seõ gaây ñoäc cho caây troàng. Tuy nhieân hieän nay, haøm löôïng cuûa caùc ion kim loaïi trong ñaát bao nhieâu thì baét ñaàu gaây ñoäc? vaãn chöa coù taøi lieäu naøo nghieân cöùu chi tieát maø chæ noùi möùc ñoä aûnh höôûng cuûa chuùng ñoái vôùi caây troàng ôû moät möùc naøo ñoù. Ngoaøi ra, trong phaàn toång quan cuõng cho thaáy nhöõng nghieân cöùu tröôùc ñaây ñeàu minh chöùng raèng caùc ion kim loaïi ñeàu aûnh höôûng ñeán quaù trình sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa thöïc vaät. Do ñoù, vieäc tìm ra giôùi haïn cuûa chuùng ñeå coù bieän phaùp quaûn lyù phuø hôïp laø moät ñieàu caàn thieát. Ñeå tìm ra giôùi haïn gaây ñoäc cuûa caùc kim loaïi naëng trong moâi tröôøng ñaát, tröôùc tieân chuùng ta phaûi xem xeùt aûnh höôûng cuûa caùc kim loaïi naëng naøy ñeán moâi tröôøng ñaát nhö theá naøo. Caùc ñeà taøi nghieân cöùu tröôùc ñaây chæ taäp trung vaøo nghieân cöùu aûnh höôûng cuûa caùc kim loaïi naëng trong moâi tröôøng dung dòch coù chöùa caùc dung dòch gaây nhieãm hay nuoâi troàng trong caùt nhöng coù caùc döôõng chaát vaø ion ñoäc caàn thieát. Ñoù laø caùc nghieân cöùu töông ñoái ñôn giaûn, deã khaûo saùt ñoàng thôøi cuõng cho bieát ñöôïc Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 6 caùc kim loaïi naëng coù aûnh höôûng nhö theá naøo trong quaù trình sinh tröôûng cuûa thöïc vaät. Tuy nhieân, xeùt veà khía caïnh thöïc tieãn thì caùc khaûo saùt ñoù coù nhöõng maët haïn cheá nhaát ñònh vì caây troàng noâng nghieäp khoâng soáng trong moâi tröôøng nöôùc maø chuû yeáu soáng trong moâi tröôøng ñaát - ñaây laø moät heä thoáng phöùc taïp hôn nhieàu, bôûi vì nhöõng tính chaát cuûa ñaát vaø caùc ñaëc tröng hoaù hoïc, lyù hoïc, sinh hoïc bieán ñoåi raát lôùn giöõa caùc heä thoáng ñaát khaùc nhau. Ñaát laø moät vaät theå goàm chaát raén, chaát loûng (dung dòch ñaát) vaø chaát khí. Moái quan heä giöõa ñaát, khoâng khí, nöôùc ngaàm, heä sinh thaùi vaø con ngöôøi laø töông quan nhaân quaû maät thieát vôùi nhau. Baát cöù moät söï thay ñoåi, bieán ñoäng cuûa moät thaønh phaàn moâi tröôøng naøo ñoù cuõng keùo theo söï thay ñoåi, aûnh höôûng ñeán caùc thaønh phaàn moâi tröôøng khaùc - vì theá vieäc nghieân cöùu aûnh höôûng cuûa caùc kim loaïi naëng ñeán quaù trình sinh tröôûng cuûa moät soá caây troàng noâng nghieäp laø caàn phaûi ñöôïc tieán haønh. Ñaây cuõng laø noäi dung nghieân cöùu chính cuûa ñoà aùn. Vieäc choïn ñoái töôïng nghieân cöùu laø ñaát ñoû bazan tænh Laâm Ñoàng vì ñaát ñoû bazan laø loaïi ñaáât coù dieän tích khaù lôùn ôû nöôùc ta, taâp trung nhieàu ôû vuøng Taây Nguyeân vaø Trung boä nöôùc ta. ÔÛ ñaây caùc hoaït ñoäng veà coâng nghieäp coøn ít, caùc taùc ñoäng coøn ít hôn so vôùi caùc loaïi ñaát khaùc. Caây rau muoáng laø caây söû duïng trong böõa aên haøng ngaøy chuû yeáu ôû nöôùc ta. Caùc khu vöïc söû duïng cho ñaát noâng nghieäp hieän nay ñang bò thu heïp vaø bò caùc chaát thaûi oâ nhieãm xaâm nhaäp vaøo nguoàn nöôùc töôùi. Caây rau muoáng laïi laø caây coù khaû naêng tích luõy haøm löôïng kim loaïi naëng raát cao [9] caû töø nguoàn trong ñaát vaø trong khoâng khí. Ñaây laø moät vaán ñeà raát ñaùng quan taâm vì caùc kim loaïi naëng seõ theo daây chuyeàn thöïc phaåm ñeå taùc ñoäng ñeán con ngöôøi vaø sinh vaät. Ngoaøi ra, tieâu chuaån veà haøm löôïng kim loaïi naëng ôû trong ñaát cuûa Vieät Nam vaãn chöa coù hay môùi chæ laø caùc tieâu chuaån taïm thôøi do Boä Y teá vaø Boä Noâng nghieäp vaø Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 7 Phaùt trieån Noâng thoân ñöa ra döïa hoaøn toaøn treân tieâu chuaån cuûa quoác teá. Vieäc ñaùnh giaù tính phuø hôïp cuûa caùc tieâu chuaån naøy cuõng laø moät vaán ñeà raát caàn thieát. Ñaây laø noäi dung quan troïng thöù hai cuûa ñoà aùn. 1.5.2. Phöông phaùp cuï theå Döïa treân caùc cô sôû tìm hieåu toång quan veà ñaát ñoû bazan, nhöõng aûnh höôûng cuûa kim loaïi naëng leân thöïc vaät khaûo saùt. Tìm hieåu moâ hình nghieân cöùu, caùch boá trí nghieân cöùu töø ñoù löïa choïn phöông phaùp nghieân cöùu phuø hôïp. Tìm hieåu veà caùc loaïi nghieân cöùu vaø thí nghieäm veà kim loaïi naëng cuûa caùc sinh vieân khoaù tröôùc, veà möùc ñoä oâ nhieãm Cd2+ vaø Hg2+ ôû trong moät soá vuøng ñaát noâng nghieäp ôû Vieät Nam noùi chung vaø ôû Thaønh Phoá Hoàø Chí Minh noùi rieâng, töø ñoù laøm cô sôû ñeå xaùc ñònh lieàu löôïng gaây nhieãm. Phöông phaùp cuï theå: - Ñi thöïc ñòa vuøng laáy maãu ñaát, laáy ñaát vaø loaïi boû caùc taïp chaát thoâ trong ñaát. - Khaûo saùt thaønh phaàn cô giôùi trong ñaát, chaát dinh döôõng vaø noàng ñoä neàn cuûa caùc ion khaûo saùt cuõng nhö caùc ion gaây ñoäc maïnh khaùc. - Xaây döïng vaø boá trí moâ hình thí nghieäm. Tìm khoaûng, ngöôõng noàng ñoä khaûo saùt vaø böôùc nhaûy. - Pha cheá dung dòch thí nghieäm, gaây nhieãm nhaân taïo Cd2+, Hg2+ trong ñaát khaûo saùt theo möùc ñoä taêng daàn trong caùc nghieäm thöùc, coù maãu laøm ñoái chöùng vaøo ñaát, uû haït, gieo troàng vaø boùn phaân. - Nghieân cöùu söï aûnh höôûng cuûa noàng ñoä ñoäc chaát Cd2+, Hg2+ khaûo saùt ñoái vôùi toaøn boä chu kyø sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa caây rau muoáng (quan saùt, ño ñaïc baèng caùch theo doõi vaø ghi nhaän aûnh höôûng cuûa ñoäc chaát ñeán quaù trình sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa caây rau muoáng nhö: söï naåy maàm, xuaát hieän laù thaät, chieàu cao caây vaø caùc aûnh höôûng baát lôïi khaùc nhö: heùo laù, vaøng laù, saâu beänh). - Thu maãu rau khi rau muoáng ñeán thôøi kyø thu hoaïch (30-32 ngaøy). Phaân tích chæ tieâu ñoäc chaát Cd2+, Hg2+ trong caùc boä phaän cuûa rau nhö thaân-laù vaø reã. Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 8 - Phaân tích chaát löôïng caây troàng: ñoä aåm, chieàu cao thaân caây trong töøng giai ñoaïn phaùt trieån, tích luyõ ñoäc chaát kim loaïi naëng trong thaân-laù vaø reã. - ÖÙng duïng caùc phaàn meàm vi tính trong xöû lyù soá lieäu vaø vaên baûn hoaù nhö Exel, Statgraphic … nhaèm ñöa ra heä soá töông quan vaø möùc ñoä tin caäy. - Trao ñoåi yù kieán vôùi caùc anh chò sinh vieân tröôùc, vôùi caùc chuyeân gia ñeå tìm kieám kinh nghieäm trong lónh vöïc moâi tröôøng, noâng nghieäp vaø ñoäc hoïc. Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 9 Hình 1 Sô ñoà nghieân cöùu cuûa ñeà taøi Löïa choïn haït gioáng Xöû lyù haït gioáng vaø uû Ñaát ngoaøi thöïc ñòa Ñaát coù chaát oâ nhieãm (coù noàng ñoä xaùc ñònh tröôùc) Khaûo saùt quaù trình sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa thöïc vaät khaûo saùt Khaûo saùt quaù trình sinh tröôûng, phaùt trieån cuûa caây vaø khaû naêng tích luõy caùc ñoäc chaát khaûo saùt trong caùc boä phaän caây Tính toaùn ñeå ñöa ra caùc ngöôõng gaây ñoäc vaø giôùi haïn  cho pheùp So saùnh vaø nhaän xeùt keát quaû ñeå ñöa ra möùc ñoä gaây haïi Xöû lyù ñaát vaø gaây nhieãm thaønh nhöõng noàng ñoä xaùc ñònh tröôùc Ñi thöïc ñòa vuøng laáy ñaát troàng Troàng Troàng  Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 10 1.6. ÑOÁI TÖÔÏNG NGHIEÂN CÖÙU - Ñaát ñoû Bazan laáy taïi huyeän Laâm Haø tænh Laâm Ñoàng. - Thöïc vaät khaûo saùt: haït gioáng caây rau muoáng ñaõ ñöôïc choïn loïc. - Ñoäc chaát Cd2+, Hg2+ ñöôïc khaûo saùt trong reã, thaân-laù theo troïng löông khoâ vaø trong ñaát chöa ñöôïc gaây nhieãm. 1.7. YÙ NGHÓA CUÛA ÑEÀ TAØI - Laø nghieân cöùu cô baûn trong thöïc teá xaùc ñònh ñoäc chaát ñoái vôùi caây rau muoáng laø nguoàn rau xanh chính cuûa ngöôøi Vieät Nam. - Nhaèm ngaên chaën vieäc duøng nöôùc thaûi töø moät soá nguoàn thaûi coù noàng ñoä kim loaïi naëng cao töôùi cho rau muoáng noùi rieâng vaø caây noâng nghieäp noùi chung. - Tìm hieåu vaø ngaên chaën vieäc troàng rau treân caùc ñaàm nöôùc coù noàng ñoä kim loaïi naëng cao, ñaûm baûo söùc khoeû cho ngöôøi söû duïng rau. - Laøm cô sôû cho caùc nghieân cöùu tieáp theo, môû roäng nghieân cöùu cho nhöõng loaïi caây noâng nghieäp khaùc. - Xaây döïng theâm baûng soá lieäu veà noàng ñoä kim loaïi naëng ñaït ñeán möùc kích thích cuõng nhö kìm haõm veà söï phaùt trieån cuûa caây troàng. - Ñeà taøi cuõng laø taøi lieäu tham khaûo cho moân ñoäc hoïc moâi tröôøng, tham khaûo veà caùch boá trí thí nghieäm trong nghieân cöùu ñoäc hoïc. 1.8. GIÔÙI HAÏN CUÛA ÑEÀ TAØI Do ñeàu kieän kinh phí coøn haïn cheá neân chæ troàng vaø phaân tích ñöôïc hai laàn vì vaäy maø möùc ñoä chính xaùc coøn chöa tuyeät ñoái do coøn coù nhöõng sai soá veà tính toaùn vaø phaân tích. 1.9. PHÖÔNG HÖÔÙNG PHAÙT TRIEÅN CUÛA ÑEÀ TAØI - Môû roäng ñeå nghieân cöùu vôùi nhieàu loaïi ñoäc chaát khaùc nhau nhö As, Pb… ôû treân nhieàu loaïi caây khaùc nhau ñaëc bieät laø caây noâng nghieäp nhö: caûi, rau deàn, moàng tôi, ñaäu, caø roát, su haøo… vaø caùc loaïi caây aên laù, cuû khaùc. Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 11 - Môû roäng nghieân cöùu ñoái vôùi nhieàu loaïi ñaát khaùc nhau nhö: ñaát xaùm, ñaát thòt, ñaát pheøn… - Xaây döïng boä tieâu chuaån kim loaïi naëng trong moâi tröôøng ñaát. - Töø ngöôõng gaây ñoäc ñoái vôùi thöïc vaät khaûo saùt ta coù theå ñöa giôùi haïn cho pheùp cuûa kim loaïi naëng ñoù vaøo trong ñaát. 1.10. BOÁ CUÏC CUÛA ÑOÀ AÙN Toaøn boä ñoà aùn goàm 85 trang A4 ñaùnh maùy (khoâng tính phaàn muïc luïc vaø phuï luïc), goàm 28 baûng bieåu, 10 bieåu ñoà ,12 ñoà thò, 5 hình aûnh vaø 11 taøi lieäu tham khaûo trong nöôùc vaø nöôùc ngoaøi. Ñoà aùn ñöôïc boá cuïc thaønh nhöõng chöông sau: ƒ Chöông 1 : Môû ñaàu ƒ Chöông 2 : Cô sôû lyù thuyeát ƒ Chöông 3 : Phöông phaùp vaø vaät lieäu nghieân cöùu ƒ Chöông 4 : Keát quaû nghieân cöùu vaø thaûo luaän ƒ Chöông 5 : Keát luaän vaø kieán nghò ƒ Phaàn taøi lieäu tham khaûo ƒ Phaàn phuï luïc : Keát quaû phaân tích, moät soá hình aûnh minh hoïa laøm thí nghieäm Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 12 Chöông 2 CÔ SÔÛ LYÙ THUYEÁT 2.1. TOÅNG QUAN VEÀ TÆNH LAÂM ÑOÀNG VAØ ÑAÁT ÑOÛ VUØNG TAÂY NGUYEÂN 2.1.1. Toång quan veàø tænh Laâm Ñoàng Tænh Laâm Ñoàng vôùi dieän tích töï nhieân laø 9772Km2, daân soá laø 1.183.800 ngöôøi (soá lieäu naêm 2006), bao goàm 1 thaønh phoá, 1 thò xaõ vaø 10 huyeän. Laâm Ñoàng naèm treân cao nguyeân thöù ba vaø cao nhaát cuûa vuøng Taây Nguyeân, cao nguyeân Laâm Vieân-Di Linh (cao 1500m so vôùi maët nöôùc bieån), 70% dieän tích ñaát töï nhieân laø nuùi röøng, phía baéc giaùp tænh Ñaêk Laêk, Ñaêk Noâng, phía ñoâng giaùp tænh Khaùnh Hoaø, Ninh Thuaän vaø Bình Thuaän phía taây giaùp tænh Bình Phöôùc vaø Ñoàng Nai. - Khí haäu: Ñaø Laït ñöôïc meänh danh laø “thaønh phoá cuûa muøa xuaân”. ÔÛ ñaây raát maùt meû, nhieät ñoä trung bình cao nhaát trong ngaøy laø 24oC vaø nhieät ñoä trung bình thaáp Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 13 nhaát trong ngaøy 15oC, löôïng möa trung bình haøng naêm laø 1.755mm. Muøa khoâ töø thaùng 12 ñeán thaùng 3 naêm sau. Muøa möa töø thaùng 4 ñeán thaùng 11. Coù naéng trong taát caû caùc muøa. - Taøi nguyeân: Laâm Ñoàng laø tænh coù nguoàn taøi nguyeân khoaùng saûn phong phuù vaø ña daïng. Moät soá loaïi khoaùng saûn coù tröõ löôïng lôùn vaø chaát löôïng toát ñuû ñieàu kieän ñeå khai thaùc vôùi quy moâ coâng nghieäp. Nguoàn nguyeân lieäu noâng laâm phong phuù veà chuûng loaïi, coù theå toå chöùc thaønh nhöõng vuøng chuyeân canh veà quy moâ lôùn phuïc vuï cho coâng nghieäp cheá bieán. Heä thoáng soâng, suoái, hoà, ñaäp… coù tieàm naêng lôùn ñeå phaùt trieån heä thoáng thuyû ñieän töø quy moâ nhoû ñeán quy moâ lôùn, ñuû khaû naêng ñaùp öùng nguoàn naêng löôïng taïi choã. Taøi nguyeân Laâm Ñoàng raát thích hôïp ñeå phaùt trieån caùc loaïi caây coâng nghieäp daøi ngaøy nhö caø pheâ, cheø, daâu taèm… vaø rau hoa. Laâm Ñoàng ñaõ hình thaønh nhieàu vuøng chuyeân canh taäp trung vaø laø thò tröôøng tieàm naêng veà nguyeân lieäu cho coâng nghieäp cheá bieán noâng saûn thöïc phaåm. Laâm Ñoàng ñöùng ñaàu caû nöôùc veà saûn xuaát cheø, rau hoa chaát löôïng cao, ñöùng thöù 2 caû nöôùc veà saûn xuaát caø pheâ, chieám tæ troïng cao veà caùc saûn phaåm nhö: daâu taèm tô, haït ñieàu, boø thòt söõa, mía ñöôøng, döôïc lieäu… veà laâm saûn thì Laâm Ñoàng coù 617815 ha röøng vôùi ñoä che phuû 63% dieän tích toaøn Tænh. - Thoå nhöôõng: veà thoå nhöôõng thì moãi naêm tænh Laâm Ñoàng vaø caùc tænh thuoäc vuøng Taây Nguyeân bò xoùi moøn vaø röûa troâi ra bieån haøng traêm trieäu taán. Phaù röøng ñeå laáy ñaát canh taùc laø vaán ñeà noùng boûng nhaát ôû ñaây. Bình quaân töø naêm 1990 ñeán nay, moãi naêm vuøng ñaát maát tôùi 15000 ha röøng. Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 14 2.1.2. Toång quan veà vuøng ñaát Taây Nguyeân Taây Nguyeân coù toång dieän tích töï nhieân laø 5,4 trieäu ha, laø vuøng coù dieän tích ñaát ñang söû duïng chieám tyû leä cao: 81,5%, ñöùng thöù 4 trong 7 vuøng cuûa nöôùc ta. Ñòa hình Taây Nguyeân laø moät phöùc hôïp nuùi, cao nguyeân, truõng giöõa vaø ñoàng baèng. Taøi nguyeân ñaát ôû ñaây raát ña daïng, ñaëc bieät coù 1,3 trieäu ha laø ñaát ñoû bazan chieám 24,07% toång dieän tích ñaát töï nhieân. Nguoàn ñaát ñoû bazan ôû ñaây vôùi haøm löôïng chaát höõu cô, ñaïm, laân, kali… cao, phuø hôp cho nhieàu loaïi caây troàng, ñaëc bieät laø caây coâng nghieäp laâu naêm nhö caø pheâ, hoà tieâu, cao su, cheø, daâu taèm, caây aên quaû. Tuy vaäy, nguoàn taøi nguyeân quyù giaù naøy ñang ñöùng tröôùc thaùch thöùc lôùn do söï gia taêng daân soá quaù nhanh daãn tôùi khai thaùc ñaát baát hôïp lyù, thaûm thöïc vaät che phuû beà maët suy giaûm nhanh choùng. Vì theá, beà maët ñaát canh taùc ñang bò xoùi moøn, röûa troâi vôùi toác ñoä baùo ñoäng. Toång keát nhieàu ñieåm quan traéc treân caùc ñoä doác vaø vuøng ñaát khaùc nhau cuõng cho thaáy löôïng dinh döôõng trung bình haøng naêm treân 1 ha ñaát saûn xuaát bò cuoán troâi raát lôùn: 171 kg N, 19 kg P2O5, 3370,5 kg K2O, 1125 kg chaát höu cô. Tính ra moãi naêm ñaát Taây Nguyeân bò troâi xuoáng soâng Meâ Koâng vaø sau ñoù ñoå ra bieån Ñoâng tôùi haøng traêm trieäu taán. Ñaây laø lyù do khieán cho ñaát canh taùc bò baïc maøu nhanh choùng. 2.1.3. Tính chaát ñaát ñoû bazan vuøng Taây Nguyeân Ñaát ñoû bazan vuøng Taây Nguyeân laø loaïi ñaát hình thaønh treân saûn phaåm phong hoaù cuûa ñaù bazan vuøng Taây Nguyeân, coù dieän tích 1,3 trieäu ha chieám 24,07% dieän tích ñaát töï nhieân. Ñaát bazan laø loaïi ñaát coù ñoä phì nhieâu cao ôû vuøng nhieät ñôùi, coù khaû naêng thích nghi vôùi vieäc troàng caùc loaïi caây coâng nghieäp daøi ngaøy nhö cao su, caø pheâ, cheø, hoà tieâu… loaïi ñaát naøy coù keát caáu toát, tôi xoáp, thoaùng khí, coù beà daøy Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 15 khaù, tyû leä muøn cao, haøm löôïng chaát dinh döôõng cao hôn so vôùi nhieàu loaïi ñaát khaùc. Moät soá keát quaû phaân tích cho thaáy raèng: ñaát coù thaønh phaàn cô giôùi töø thòt trung bình ñeán thòt naëng, phaûn öùng chua coù pH khoaûng 3,8-4,3, haøm löôïng muøn toång soá thaáp, haøm löôïng ñaïm toång soá ôû taàng maët trung bình, haøm löôïng laân, kali töø trung bình ñeán thaáp. 2.2 . TOÅNG QUAN VEÀ KIM LOAÏI NAËNG 2.2.1. Khaùi nieäm Thuaät ngöõ “kim loaïi naëng” (heavy metals) ñaõ ñöôïc coâng nhaän vaø söû duïng roäng raõi, maëc duø khoâng deã daøng ñònh nghóa noù. Thuaät ngöõ naøy ñöôïc duøng ñeå chæ teân nhoùm caùc kim loaïi vaø aù kim, noù gaén lieàn vôùi söï oâ nhieãm vaø tính ñoäc, nhöng cuõng coù moät soá nguyeân toá caàn thieát cho cô theå sinh vaät khi ôû noàng ñoä thaáp. “ Kim loaïi ñoäc” (Toxic metals) laø thuaät ngöõ khaùc vôùi thuaät ngöõ “kim loaïi naëng” ñeå chæ caùc nguyeân toá khoâng caàn thieát, deã gaây kính öùng nhö Pb, Cd, Hg, As, Ti vaø U; noù khoâng duøng ñeå chæ caùc nguyeân toá thieát yeáu cho cô theå sinh vaät nhö Co, Cu, Mn, Se vaø Zn. Söï phaân loaïi kim loaïi ñoäc döïa treân tyû troïng nguyeân töû (d> 6g/cm3) nhöng noù cuõng bao goàm caùc nguyeân toá khoâng lieân quan khaùc, song vaãn chöa roõ raøng vì caùc nghieân cöùu lieân quan coøn raát haïn cheá [11] Kim loaïi naëng laø kim loaïi coù theå daãn ñieän vaø daãn nhieät cao, deã daùt moûng, uoán cong vaø keùo sôïi. Kim loaïi naëng laø moät trong nhöõng thaønh phaàn quan troïng ñoái vôùi söï soáng cuûa sinh vaät, noù luoân toàn taïi moät löôïng thieát yeáu trong caùc boä phaän cuûa cô theå sinh vaät. Tuy nhieân neáu vöôït quaù giôùi haïn cho pheùp thì noù trôû neân ñoäc haïi. 2.2.2. Nguoàn goác cuûa caùc kim loaïi naëng trong ñaát Ñaù meï laø nguoàn cung caáp ñaàu tieân caùc nguyeân toá khoaùng vaø coù vai troø quan troïng trong vieäc tích luõy caùc kim loaïi naëng trong ñaát. Trong nhöõng ñieàu kieän xaùc ñònh, phuï Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 16 thuoäc vaøo caùc loaïi ñaù meï khaùc nhau maø caùc ñaát ñöôïc hình thaønh coù chöùa haøm löôïng khaùc nhau caùc kim loaïi naëng. Baûng 1: Haøm löôïng trung bình moät soá kim loaïi naëng trong ñaù vaø trong ñaát (ppm) Nguyeân toá Ñaù bazô (basalt) Ñaù axit (Granite) Ñaù traàm tích Voû phong hoùa Dao ñoäng trongñaát Trung bình trong ñaát Cd Hg Pb 0,13 0,012 3 0,09 0,08 24 0,17 0,19 19 0,11 0,05 14 0,01 – 2 0,01 – 0,5 0,2 – 0,5 0,35 0,06 19 (Nguoàn: Tack E. Fergusson. 1987) Ñaõ coù nhieàu baèng chöùng chöùng minh nguy hieåm ñoäc haïi cuûa kim loaïi naëng trong moâi tröôøng ñaát ñeán thöïc vaät, ñoäng vaät aên thöïc vaät vaø con ngöôøi maø bieåu hieän roõ laø aûnh höôûng cuûa Pb, Cd, Hg. Nguoàn goác oâ nhieãm cuûa kim loaïi naëng chuû yeáu gaây ra bôûi caùc hoaït ñoäng cuûa con ngöôøi, caùc aûnh höôûng cuûa caùc taäp quaùn noâng nghieäp hoaëc töø khai thaùc moû vaø töø saûn xuaát coâng nghieäp söû duïng ñaïn chì cuûa thôï saên vaø söï phoùng thích chì cuûa xe oâ toâ ngaøy caøng traàm troïng. Trong caùc quaù trình saûn xuaát con ngöôøi ñaõ laøm taêng ñaùng keå caùc nguyeân toá kim loaïi naëng trong ñaát. Caùc loaïi thuoác baûo veä thöïc vaät thöôøng coù chöùa caùc kim loaïi naëng nhö As, Pb, Hg. Caùc loaïi phaân boùn boùn hoùa hoïc, ñaëc bieät laø phaân photpho thöôøng chöùa nhieàu As, Cd, Pb. Caùc loaïi buøn nöôùc thaûi thaønh phoá cuõng laø nguoàn coù chöùa nhieàu caùc kim loaïi naëng khaùc nhau nhö: As, Pb, Cd, Bi, Hg, Sn. Caùc nguyeân toá kim loaïi naëng toàn taïi vaø luaân chuyeån trong töï nhieân thöôøng coù nguoàn goác töø chaát thaûi cuûa haàu heát caùc ngaønh saûn xuaát coâng nghieäp tröïc tieáp hoaëc giaùn tieáp söû duïng kim loaïi naëng trong quaù trình coâng ngheä hoaëc töø caùc chaát thaûi sinh hoaït cuûa con ngöôøi. Sau khi phaùt taùn vaøo moâi tröôøng döôùi daïng noùi treân, chuùng löu chuyeån Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 17 trong töï nhieân baùm dính vaøo caùc beà maët, tích luyõ trong ñaát vaø gaây oâ nhieãm caùc nguoàn nöôùc sinh hoaït. Ñoù laø nguyeân nhaân daãn ñeán tình traïng oâ nhieãm ñaát. Baûng 2: Khaû naêng linh ñoäng cuûa moät soá nguyeân toá kim loaïi naëng trong ñaát Ñieàu kieän Khaû naêng linh ñoäng Oxy hoaù Axit Trung tính - kieàm Khöû Raát cao Cao Trung bình Thaáp Raát thaáp Khoâng linh ñoäng Se Hg, As, Cd Pb, As, Sb, Ti Te Se, Hg As, Cd Pb, Bi, Sb, Ti Te Se As, Cd Pb, Bi, Sb, Ti Te Te, Se, Hg Cd, Pb, Bi, Ti (Nguoàn: Kabata, 1984) 2.2.3. Toång quan veà ñoäc chaát thuyû ngaân (mercury) Ngöôøi ta ñaõ söû duïng thuyû ngaân caùch ñaây khoaûng 3500 naêm. Ngaøy xöa, ngöôøi La Maõ ñaõ söû duïng Hg ñeå cheá taïo chaát maøu ñoû cuûa thaàn sa. Caùc hôïp chaát thuyû ngaân laø nhöõng chaát ñoäc maïnh vaø nhieãm ñoäc Hg ñaõ ñöôïc bieát töø theá kyû XVI, nhaát laø ôû nhöõng ngöôøi duøng thuoác coù Hg ñeå ñieàu trò beänh giang mai. Thuyû ngaân laø kim loaïi theå loûng duy nhaát ôû 0oC, maøu traéng baïc, tyû troïng 13,6, M = 200,61. Trong thieân nhieân, Hg coù trong caùc quaëng sunfua vôùi haøm löôïng 0,1 - 4%, ñeå trong khoâng khí Hg bò xaïm ñi, ñoù laø do thuûy ngaân bò oxy hoaù taïo thaønh oxit thuûy ngaân raát ñoäc, ôû daïng boät raát mòn, raát deã xaâm nhaäp cô theå. Treân theá giôùi, nhieãm ñoäc thuyû ngaân khaù phoå bieán (sau chì vaø benzen), caû trong sinh hoaït vaø trong saûn xuaát coâng nghieäp. Beänh nhieãm ñoäc Hg ngheà nghieäp ôû nöôùc ta Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 18 laø moät beänh ñöôïc baûo hieåm. Vieäc tieáp xuùc ngheà nghieäp vôùi Hg vaø hôïp chaát Hg ngaøy caøng nhieàu, nhöõng phaùt hieän nhieãm ñoäc Hg coøn raát ít. Thuyû ngaân coù theå toàn taïi ôû daïng linh ñoäng, khoâng tan hoaëc bay hôi (CH3)2Hg. Trong ñaát kieàm (pH >= 7) Hg bò keát tuûa ôû daïng Hg(OH)2 caùc daïng hôïp chaát thöôøng gaëp nhö chaát höõu cô (RHgOH). Trong ñieàu kieän khöû Hg._. coù theå gaëp ôû daïng HgS. Caùc hôïp chaát Hg thöôøng gaëp trong coâng nghieäp nhö: HgO, HgCl2, HgI2, Hg2I2, [(Hg(NO3)2.8H2O)], [(Hg(CN)2)}, HgS, [Hg(CNO)2], Neptal, Merurocrom. Tröôùc ñaây moät soá hôïp chaát höõu cô cuõng ñöôïc duøng laøm hoaù chaát tröø dòch haïi nhö tröø naám (ví duï ñeå xöû lyù naám ôû thoùc gioáng tröôùc khi gieo haït …) nhöng vì caùc hoaù chaát ñoù gaây nhieãm ñoäc cho ngöôøi duøng vaø löu toàn laâu daøi trong moâi tröôøng töï nhieân nay ñaõ caám söû duïng ôû Vieät Nam töø naêm 1996. Thuyû ngaân laø moät trong soá caùc nguyeân toá ñoäc chaát cho con ngöôøi vaø nhieàu ñoäng vaät baäc cao. Maëc duø Hg coù tính ñoäc döôùi daïng ion, muoái thuyû ngaân coù tính ñoäc cao vôùi caùc söï nguy hieåm khaùc nhau. Vaøi loaïi thuyû ngaân höõu cô, ñaëc bieät nhö Ankyl Hg thì ñöôïc xem nhö raát ñoäc ñoái vôùi con ngöôøi do aûnh höôûng ñeán heä thaàn kinh, ñaëc bieät laø metyl Hg coù aûnh höôûng raát maïnh. Tuy nhieân, vieäc nghieân cöùu tính ñoäc haïi cuûa Hg vaø caùc hôïp chaát cuûa noù trong moâi tröôøng laø moät vaán ñeà gaàn ñaây môùi trôû neân noåi coäm. Tröôøng hôïp ñaàu tieân ñöôïc bieát ôû Nhaät Baûn, trong suoát naêm 1950, khi maø ngöôøi daân moät tænh nhoû Miramata ñaõ bò ngoä ñoäc khi aên caù coù chöùa möùc Hg metyl cao, hoaëc laø moät vaøi tröôøng hôïp thuù hoang daïi bò ngoä ñoäc khi aên laù caây coù chöùa nhieàu metyl Hg ôû Ñöùc 1948 – 1965. 2.2.4. Toång quan veà ñoäc chaát Cadmium (Cd) Cadmium (Cd) thuoäc nhoùm (IIB), chu kyø 5, coù khoái löôïng nguyeân töû trung bình baèng 112,411 (ñvc) trong baûng heä thoáng tuaàn hoaøn, laø moät kim loaïi quyù hieám, ñöôïc Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 19 xeáp thöù 67 trong thöù töï cuûa nguyeân toá doài daøo. Cd laø moät kim loaïi raát ñoäc, noù laø saûn phaåm cuûa coâng nghieäp luyeän keõm vaø chì. Cd laø moät kim loaïi maøu traéng dòu, ít khi tìm thaáy ôû daïng Cd2+. Noù deã keùo daõn, deã daùt moûng. Tyû troïng (so vôùi nöôùc) laø 8,65, noùng chaûy ôû 321oC, soâi ôû 778oC. Cd khoâng coù chöùc naêng veà sinh hoïc thieát yeáu nhöng laïi coù tính ñoäc haïi cao ñoái vôùi thöïc vaät vaø ñoäng vaät. Tuy nhieân daïng toàn löu cuûa Cd thöôøng baét gaëp trong moâi tröôøng khoâng gaây ñoäc caáp tính. Theo Fassett (1980) thì nguy haïi chính ñoái vôùi söùc khoeû con ngöôøi töø Cd laø söï tích tuï maõn tính cuûa noù trong thaän. Neáu haøm löôïng Cd trong thaän leân ñeán 200 mg/kg khoái löôïng töôi thì seõ gaây roái loaïn chöùc naêng thaän, giaûm soá löôïng hoàng caàu trong maùu, suy yeáu tuûy xöông, roái loaïn chöùng naêng trao ñoåi chaát cuûa Cd2+ gaây ra chöùng loaõng xöông, gaãy xöông, giaûm chieàu cao cô theå (nguyeân nhaân cuûa caên beänh Itai-Itai taïi Nhaät, 1947). Cd coù khaû naêng taán coâng vaø laán aùt vò trí cuûa Zn trong caáu truùc cuûa enzyme Carboxypeptidase A vaø laøm roái loaïn chöùng naêng trao ñoåi chaát [1]. Thöùc aên laø con ñöôøng chính ñeå Cd ñi vaøo cô theå nhöng beân caïnh ñoù vieäc huùt thuoác laù vaø hôi khoùi coù chöùa nhieàu CdO, cuõng laø nguoàn quan troïng ñöa Cd vaøo cô theå. Toå chöùc Löông Noâng Quoác Teá (FAO) vaø Toå Chöùc Y Teá Theá Giôùi (WHO) ñeà nghò löôïng Cd coù theå chaáp nhaän ñöôïc ñöa vaøo cô theå toái ña 400 -500 μg/tuaàn, töông ñöông khoaûng 70 μg/ngaøy. Theo thoáng keâ cuûa Page, Bingham vaø Chang (1981), löôïng Cd vaøo cô theå trung bình treân theá giôùi hieän nay khoaûng töø 25–75 μg/ngaøy. Ñaây roõ raøng coù vaán ñeà vì löôïng Cd xaâm nhaäp vaøo cô theå con ngöôøi ñang xaáp xæ ôû ngöôõng treân tieâu chuaån cho pheùp. Chính vì vaäy nhöõng ngöôøi huùt thuoác laù coù theå theâm vaøo cô theå moät löôïng Cd dö thöøa töø 20-35 μg Cd/ngaøy. O nhieãm moâi tröôøng do Cd2+ ñaõ vaø ñang gia taêng nhanh trong nhöõng thaäp nieân gaàn ñaây laø do haäu quaû cuûa vieäc phaùt trieån coâng nghieäp oà aït vaø ñaëc bieät laø vieäc gia taêng söû Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 20 duïng Cd trong coâng nghieäp. Maët khaùc do quaù trình khai thaùc caùc moû kim loaïi gia taêng vaø quaù trình thaûi chaát thaûi böøa baõi daãn ñeán oâ nhieãm Cd trong moâi tröôøng laø ñieàu khoù traùnh khoûi. 2.3. QUAÙ TRÌNH SINH TRÖÔÛNG VAØ PHAÙT TRIEÅN CUÛA THÖÏC VAÄT KHAÛO SAÙT TRONG TÖÏ NHIEÂN Hieän nay, chöa coù ñeà taøi naøo nghieân cöùu quaù trình sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa caây rau muoáng. Sau ñaây chæ giôùi thieäu sô löôïc veà loaïi caây naøy Caây rau muoáng: sinh tröôûng maïnh thích hôïp canh taùc ôû nhieàu vuøng. Coù hai loaïi rau muoáng: rau muoáng nöôùc vaø rau muoáng haït. Laù daøi, heïp, maøu xanh trung bình, thaân trôn laùng. Caây sinh tröôûng sau 23-25 ngaøy coù theå thu hoaïch. Coù nhieàu loaïi rau muoáng khaùc nhau vaø cuõng coù nhieàu phöông phaùp troàng vaø canh taùc khaùc nhau. - Troàng rau muoáng haït Laøm ñaát nhoû, laøm luoáng roäng töø 1-1,2m, gieo haït theo haøng, khoaûng caùch haøng laø 15x15cm. Sau khi gieo töôùi nöôùc giöõ aåm. Löôïng haït gieo: 1,5kg/100m2 Boùn thuùc baèng nöôùc phaân lôïn pha loaõng hoaëc ñaïm 0.5-0.7kg/100m2 Neáu chaêm soùc toát thì sau 20-25 ngaøy cho thu hoaïch ñôït ñaàu. - Troàng rau muoáng daây + Troàng trong ruoäng caïn hoaëc trong vöôøn duøng gioáng rau muoáng traéng. + Troàng ruoäng nöôùc duøng gioáng rau muoáng ñoû. Laøm nöôùc kyõ, ñeå nöôùc xaêm xaép maët ruoäng, caáy khoaûng caùch 15x15cm, moãi khoùm 2-3 ngoïn. Chaêm soùc: luoân giöõ nöôùc saâu 5-10cm, sau khi caáy 15-20 ngaøy cho thu hoaïch. Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 21 Sau moãi laàn thu hoaïch boùn thuùc 150kg phaân chuoàng/100m2, hoaëc khi rau naûy maàm boùn thuùc 1kg ñaïm/100m2. Nguoàn: Saùch Kyõ thuaät troàng moät soá caây rau quaû giaøu vitamin. NXB Noâng nghieâp 2003 2.4. AÛNH HÖÔÛNG CUÛA KIM LOAÏI NAËNG ÑOÁI VÔÙI THÖÏC VAÄT 2.4.1. Ñoäc chaát kim loaïi naëng trong moái quan heä vôùi ñaát- caây troàng 2.4.1.1. Caây haáp thu kim loaïi naëng Caùc nguyeân toá trong dung dòch ñaát ñöôïc chuyeån töø caùc loã khí trong ñaát tôùi beà maët reã caây baèng hai con ñöôøng chính: söï khueách taùn vaø doøng chaûy khoái (Barber vaø coäng söï, 1963; Nye vaø Tinker, 1977) [8]. Söï khueách taùn xaûy ra nhaèm choáng laïi söï gia taêng gradien noàng ñoä bình thöôøng ñoái vôùi reã caây baèng caùch: haáp thu caùc kim loaïi naëng trong dung dòch ñaát taïi beà maët tieáp giaùp reã caây – ñaát. Doøng chaûy khoái ñöôïc taïo ra do söï di chuyeån cuûa dung dòch ñaát tôùi beà maët reã caây nhö laø keát quaû cuûa quaù trình “thôû” cuûa laù. Caû hai quaù trình naøy xaûy ra khoâng ñoàng ñeàu nhöng theo caùc toác ñoä khaùc nhau tuyø thuoäc vaøo noàng ñoä dung dòch ñaát. Ngoaïi tröø trong tröôøng hôïp ñaát bò oâ nhieãm naëng thì dung dòch ñaát coù theå chöùa noàng ñoä cao caùc nguyeân toá ñoäc chaát (Barber,1994; Morel,1985) [8]. Trong nhöõng loaïi ñaát khaùc (ví duï: ñaát bò oâ nhieãm, ñaát acid, ñaát ñaàm laày), moät löôïng dö noàng ñoä kim loaïi naëng trong dung dòch ñöôïc lan truyeàn theo doøng chaûy khoái vaø chuùng coù khaû naêng tích luõy taïi beà maët tieáp xuùc reã caây – ñaát (xem sô ñoà). Ñaát    1) khueách taùn Reã caây Dung dòch 2) di chuyeån khoái Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 22 2.4.1.2. Quaù trình xaâm nhaäp ñoäc chaát kim loaïi naëng vaøo trong caây troàng Quaù trình xaâm nhaäp ñoäc chaát kim loaïi naëng vaøo trong caây troàng goàm coù 4 giai ñoaïn: _Ñoäc chaát kim loaïi naëng ñi vaøo vuøng töï do cuûa reã caây Söï di chuyeån cuûa caùc ion kim loaïi khoâng bò giôùi haïn taïi beà maët reã caây. Taïi vuøng maøng cuûa caùc teá baøo coù khaû naêng deã daøng cho dung dòch xaâm nhaäp hay coøn goïi laø vuøng töï do, taïi ñaây caùc ion döông coù theå khueách taùn töï do (khu vöïc nöôùc di chuyeån töï do) hoaëc bò baãy vaøo nhöõng teá baøo mang ñieän aâm, ví duï treân maøng coù gaén nhoùm cacboxylic cuûa caùc ñôn vò polygalacturonic. (Marschner, 1986) [8], ion kim loaïi coù khaû naêng tích luõy trong khu vöïc töï do cuûa reã caây, moät soá bò baùm dính chaët vaøo maët teá baøo reã. Chuùng lieân keát maïnh vôùi caùc nhoùm axit cacboxylic theo thöù töï Pb > Cu > Cd > Zn (Morel vaø coäng söï, 1985) [8], söï lieân keát naøy ñoùng moät vai troø quan troïng ñoái vôùi söï tích luõy caùc kim loaïi naëng trong reã caây vaø gia taêng löôïng haáp thu lieân tuïc cuûa kim loaïi naëng vaøo teá baøo reã. Kim loaïi ñöôïc vaän chuyeån vaøo khoái hình caàu thaân reã (rhizosphere) – vuøng roäng khoaûng 1-2 mm giöõa reã vaø ñaát xung quanh. Mycorrhizae laø naám coäng sinh laøm gia taêng moät caùch hieäu quaû khu vöïc haáp thu cuûa reã vaø coù theå trôï giuùp vieäc nhaäp löôïng caùc ion dinh döôõng nhö orthophosphate vaø caùc nguyeân toá vi löôïng. Cô cheá haáp thu coù theå bieán ñoåi vôùi caùc ion khaùc nhau, nhöng nhöõng ion ñöôïc haáp thu vaøo trong reã bôûi cuøng moät cô cheá seõ caïnh tranh vôùi nhau (ví duï: söï haáp thu cuûa Zn ñöôïc haïn cheá bôûi Cu vaø H+ nhöng khoâng bò haïn cheá bôûi saét vaø mangan). - Ñoäc chaát kim loaïi naëng ôû trong teá baøo cuûa reã [9] Caùc ñoäc chaát kim loaïi naëng bò haáp thu trong teá baøo, coù theå bò maát tính linh ñoäng hay tính ñoäc trong teá baøo chaát, thoâng qua quaù trình keát hôïp taïo phöùc vôùi caùc phaân töû höõu cô (axid voâ cô, aminoacid, phytochelation) (Stefens, 1990; Rauser, 1990; Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 23 Verkleij vaø Sehat, 1989). Phöùc chaát taïo bôûi caùc phaân töû hôïp chaát höõu cô laø cô sôû chieám öu theá coù lieân quan ñeán caùc kim loaïi naëng trong teá baøo chaát (ví duï: Cd, Co, Fe, Mn vaø Zn). (Weigel vaø Jager, 1980) cho bieát, kim loaïi naëng cuõng coù theå ñöôïc chuyeån vaøo traïng thaùi töï do hoaëc trong traïng thaùi phöùc chaát, ñaây laø daïng laøm cho kim loaïi naëng bò sa laéng ôû trong teá baøo reã (chuû yeáu laø lieân keát vôùi caùc acid höõu cô xitric, malic) (Wagner vaø Krotx, 1989). Ñoái vôùi nhieàu loaïi caây, söï hieän dieän cuûa caùc ion ñoäc chaát kim loaïi naëng trong caùc teá baøo chaát bao goàm söï toång hôïp protein coù lieân keát vôùi kim loaïi naëng, ví duï caùc phytochelatin, chaát ñoùng vai troø quan troïng khöû ñoäc tính kim loaïi naëng (Steffns, 1990; Rauser, 1990). Nhöõng protein naøy coù maët ôû trong teá baøo chaát vaø khoâng baøo nôi coù chöùa caùc nhoùm sulphydryl vaø cacboxyl coù khaû naêng taïo chelat vôùi kim loaïi. - Söï vaän chuyeån ñoäc chaát kim loaïi naëng ñeán caùc maàm choài [9] Caùc kim loaïi ôû trong teá baøo chaát coù theå ñöôïc chuyeån töø teá baøo naøy sang teá baøo khaùc thoâng qua con ñöôøng toång hôïp seõ ñi vaøo mao daãn reã vaø ñöa tôùi caùc maàm caây non. Söï di chuyeån cuûa caùc dung dòch trong mao daãn reã laø nguyeân nhaân gaây ra caùc doøng thôû (söï di chuyeån khoái-doøng chaûy khoái). Caùc cation töï do coù theå phaûn öùng vôùi caùc nhoùm mang ñieän aâm cuûa thaønh teá baøo mao daãn reã, ñaây chính laø lyù do caûn trôû söï vaän chuyeån cuûa kim loaïi naëng hay laøm quaù trình trao ñoåi bò chaäm laïi. Ngoaøi ra, caùc nhoùm taïo phöùc vôùi kim loaïi töï do nhö caùc acid höõu cô, aminoacid trong mao daãn reã seõ laøm giaûm möùc ñoä linh ñoäng cuûa kim loaïi naëng vaø cho pheùp chuùng chuyeån vaøo caùc maàm non. Söï xuaát hieän cuûa caùc maøng ñieän traùi daáu vôùi kim loaïi goùp phaàn ñaåy nhanh quaù trình ñöa ñoäc chaát kim loaïi vaøo maàm non. Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 24 - Söï tích luyõ kim loaïi naëng trong caùc boä phaän cuûa caây troàng [9] Vôùi söï goùp maët cuûa kim loaïi trong caây troàng laøm bieán ñoåi dò hoaù caùc yeáu toá gen (Catoldo vaø coäng söï, 1981: Sheppard vaø coäng söï, 1992) vaø söï maát linh ñoäng cuûa kim loaïi trong reã. Kim loaïi naëng chieám trong reã 80-90% toång löôïng kim loaïi haáp thu (javis vaø coäng söï, 1976). Haàu heát caùc kim loaïi ñöôïc tích luõy trong reã caây ñeàu ôû trong gian baøo vaø ñöôïc lieân keát vaøo caùc hôïp chaát pectin vaø proâtein cuûa thaønh teá baøo. Ngoaøi ra, moät soá loaøi caây coù khaû naêng tích luõy ôû phaàn phía treân cuûa caây (ví duï: thuoác laù ≥ 80% Cd trong laù) (Mench vaø coäng söï, 1989). Phaân boá haøm löôïng KLN trong caùc boä phaän cuûa caây (%) 84.2 7.8 2 1.5 4.5 reã thaân laù voû haït Hình 2: Phaân boá haøm löôïng KLN trong caùc boä phaän caây 2.4.2. Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán söï tích luyõ kim loaïi naëng Söï tích luõy ñoäc chaát trong moâi tröôøng noâng nghieäp raát bieán ñoäng. Coù nhöõng kim loaïi naëng theo thôøi gian noàng ñoä cuûa chuùng taêng leân (thoâng qua daây truyeàn thöïc phaåm, söï tích tuï sinh hoïc, phoùng ñaïi sinh hoïc,...), nhöng cuõng coù kim loaïi naëng noàng ñoä cuûa chuùng giaûm daàn theo thôøi gian. Neáu noàng ñoä kim loaïi naëng ñi vaøo moâi tröôøng lôùn hôn söï maát ñi thì daãn ñeán hieän töôïng tích luõy. Tuy nhieân, söï tích luõy naøy phuï thuoäc vaøo nhieàu yeáu toá. Ñoù laø: baûn chaát cuûa kim loaïi naëng, thaønh phaàn vaät lyù cuûa ñaát, pH cuûa Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 25 ñaát, nhieät ñoä ñaát, ñoä maën cuûa nöôùc, tuoåi, giôùi tính vaø caùc boä phaän khaùc nhau cuûa caây thì söï tích luõy cuõng khaùc nhau. Hình 3: Sô ñoà söï chuyeån hoùa cuûa Cd2+ [10] 2.4.3. Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán tính ñoäc cuûa ñoäc chaát Cadmium trong ñaát Keo ñaát caáu taïo bôûi 4 lôùp töø trong ra ngoaøi laø: nhaân, lôùp ion quyeát ñònh theá (thöôøng laø ñieän tích aâm), lôùp ion khoâng di chuyeån (mang ñieän traùi daáu vôùi lôùp ion quyeát ñònh theá) vaø lôùp ion coù khaû naêng trao ñoåi ñieän tích (vôùi moâi tröôøng beân ngoaøi). Vôùi caáu truùc naøy keo ñaát coù khaû naêng haáp thuï trao ñoåi ion giöõa beà maët cuûa keo ñaát vôùi dung dòch ñaát bao quanh noù. Söï xaâm nhaäp cuûa ñoäc chaát vaøo moâi tröôøng ñaát ñöôïc thöïc hieän thoâng qua hoaït tính cuûa keo ñaát vaø dung dòch ñaát. Cd2+ töï do trong cô theå Trao ñoåi vôùi Zn2+ trong enzyme Hoâ haáp AÊn uoáng Lieân keát taïo thaønh metal-tionin Thaän 1% döï tröõ trong thaän vaø caùc boä phaän khaùc 99% ñaøo thaûi  Roái loaïn chöùc naêng thaän Thieáu maùu Taêng huyeát aùp Phaù huûy xöông Ung thö Taùc haïi Cd2+ Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 26 2.4.3.1. Baûn chaát Baûn chaát cuûa chaát ñoäc ñoái vôùi loaøi sinh vaät hay coøn goïi laø tính “kò sinh vaät”. Tính ñoäc cuûa caùc chaát naøy quyeát ñònh bôûi caáu taïo vaø hoaït tính cuûa chuùng. 2.4.3.2. Noàng ñoä vaø lieàu löôïng Noàng ñoä vaø lieàu löôïng cuûa caùc ñoäc chaát coù töông quan thuaän ñoái vôùi tính ñoäc. Noàng ñoä vaø lieàu löôïng caøng cao thì caøng ñoäc. 2.4.3.3. Nhieät ñoä Nhieät ñoä ñaát caøng cao thì tính ñoäc caøng maïnh (tröø khi noù ôû ñieåm phaân huyû cuûa chaát ñoäc). Cuõng nhö khi coù nhieät ñoä ñaát quaù cao coù theå laøm phaân huûy ñoäc chaát. 2.4.3.4. Ngöôõng chòu ñoäc Caùc loaøi sinh vaät khaùc nhau coù ngöôõng chòu ñoäc khaùc nhau. Sinh vaät non treû thì maãn caûm ñoái vôùi chaát ñoäc, ngöôõng chiïu ñoäc thaáp, sinh vaät cao tuoåi thì ngöôõng chòu ñoäc cao, nhöng tuoåi giaø laïi chòu ñoäc keùm. Giôùi tính cuõng aûnh höôûng ñeán ngöôõng chòu ñoäc. Gioáng caùi vaø phaùi nöõ deã maãn caûm vôùi chaát ñoäc hôn laø phaùi nam vaø gioáng ñöïc. 2.3.4.5. Nhöõng ñieàu kieän khaùc cuûa ñaát Cheá ñoä nöôùc, ñoä aåm, ñoä chua trong ñaát coù aûnh höôûng ñeán söï cung caáp O2 ñeå giaûi ñoäc vaø phaân boá laïi noàng ñoä cuûa hôi ñoäc. Söï lan truyeàn oâ nhieãm vaø ñeà ra keá hoaïch caûi taïo, baûo toàn ñaát noâng nghieäp gaëp khoù khaên trong quaù trình taäp trung chaát oâ nhieãm naëng. Coù theå söû duïng vi sinh vaät ñeå phaân giaûi moät soá ñoäc chaát sinh ra töø caùc chaát oâ nhieãm coù quy moâ lôùn gaây aûnh höôûng ñeán caùc hoaït ñoäng troàng troït. Nhöõng chaát ñoäc khoâng coù thuoác ñaëc trò laø nguyeân nhaân ñeå chaát oâ nhieãm hoaø tan vaøo nöôùc gaây ra tình traïng lan roäng oâ nhieãm thaønh caùc maûng oâ nhieãm. Maøng teá baøo taïo ra caùc maûng oâ nhieãm höõu cô chöùa caùc vi sinh vaät höõu cô. Keát quaû caùc maøng naøy laøm cho nhöõng chaát oâ nhieãm taêng tính thaám qua maøng. Quaù trình quang hôïp ôû 14 oC cuûa caùc teá baøo cuûa taûo Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 27 laøm maát ñi Kali trong taûo vaø vi khuaån. Söï phaùt trieån cuûa chaát ñoäc do oâ nhieãm höõu cô laøm phaù vôõ caân baèng sinh hoïc vaø gaây ñoäc lyù hoaù. 2.4..4. AÛnh höôûng cuûa ñoäc chaát ñeán thöïc vaät Caùc ion kim loaïi ñoùng vai troø quan troïng veà sinh hoïc, traùi ngöôïc vôùi caùc quan nieäm coå ñieån cho raèng hoaù voâ cô laø hoaù hoïc khoâng coù söï soáng, vaø söï soáng seõ khoâng toàn taïi neáu khoâng coù hoaù höõu cô vaø hoaù sinh. Nghieân cöùu gaàn ñaây cho thaáy moät caùch nhìn roäng hôn ñoù laø khoâng coù söï soáng naøo coù theå toàn taïi vaø phaùt trieån ñöôïc neáu khoâng coù sö ïtham gia cuûa ion kim loaïi, vaø hoaù voâ cô cuõng coù vai troø nhö hoaù höõu cô ñoái vôùi söï soáng. Do tröôùc ñaây caùc nhaø hoaù hoïc voâ cô thieáu quan taâm ñeán söï soáng cuûa sinh vaät, neân coù söï nhìn nhaän hoaøn toaøn sai leäch veà lónh vöïc hoaù hoïc cuûa söï soáng. Moät nguyeân toá ñöôïc goïi laø thieát yeáu khi: nguyeân toá naøy ñöôïc xaùc ñònh laø hieän dieän thích hôïp trong taát caû caùc moâ soáng bình thöôøng cuûa ñoäng vaät. Trieäu chöùng khoâ kieät cuûa cô theå sinh vaät ñöôïc ghi nhaän khi caùc nguyeân toá naøy giaûm hoaëc maát ñi, trieäu chöùng naøy seõ maát ñi khi caùc nguyeân toá naøy quay trôû laïi trong moâ. Söï thieáu huït cuûa caùc nguyeân toá naøy trong cô theå, seõ daãn ñeán bieán ñoåi hoaù sinh khoâng hoaøn haûo (ôû möùc ñoä phaân töû).[9] Caùc cuoäc nghieân cöùu lieân quan ñeán ñoäc tính cuûa caùc kim loaïi naëng, ñaõ ñi ñeán quan ñieåm chung laø vieäc cung caáp khoâng ñuû caùc nguyeân toá thieát yeáu seõ daãn ñeán tình traïng thieáu huït, vieäc cung caáp vöøa ñuû seõ toát nhaát nhöng cung caáp quaù thöøa seõ gaây ra ñoäc haïi vaø sau cuøng laø gaây cheát. Söï caàn thieát cuûa kim loaïi naëng treân ñöôøng cong töø ñieåm khôûi ñaàu vôùi haøm löôïng thieáu huït ñeán haøm löôïng toái öu, moâ taû baèng ñöôøng cong tuyeán tính (noàng ñoä taêng thì tyû leä sinh tröôûng taêng). Trong khoaûng noàng ñoä toái öu ñöôïc moâ taû baèng ñoaïn naèm ngang, duø noàng ñoä kim loaïi tích tuï tieáp tuïc gia taêng, nhöng quaù trình phaùt trieån cuûa sinh vaät Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 28 vaãn dieãn ra bình thöôøng; khi taêng ñeán moät noàng ñoä naøo ñoù thì khaû naêng sinh tröôûng cuûa sinh vaät laïi baét ñaàu giaûm goïi laø khoaûng noàng ñoä gaây ñoäc, moâ taû ñöôøng cong vôùi toác ñoä lôùn, ñöôøng cong keát thuùc taïi noàng ñoä cuoái cuøng, ñoù goïi laø noàng ñoä gaây cheát. Nhöõng quan ñieåm naøy ñöôïc minh hoïa baèng hình 4.A. Moät soá kim loaïi naëng duø söï coù maët cuûa noù trong cô theå ñeán moät noàng ñoä nhaát ñònh naøo ñoù thì vi sinh vaät vaãn coøn khaû naêng dung naïp ñöôïc, nhöng noàng ñoä naøy tieáp tuïc taêng leân thì tyû leä sinh tröôûng cuûa sinh vaät giaûm, goïi laø khoaûng noàng ñoä gaây ñoäc; bieåu ñoà cuõng keát thuùc taïi moät ñieåm ñoù laø noàng ñoä gaây cheát. Nhöõng quan ñieåm naøy ñöôïc minh hoïa baèng hình 4.B. 2.4.4.1. AÛnh höôûng coù lôïi Caùc kim loaïi naëng ñöôïc xem nhö laø moät nguyeân toá vi löôïng thieát yeáu cho söï phaùt trieån bình thöôøng cuûa caây troàng hoaëc ñoäng vaät vaø con ngöôøi. Ngöôøi ta bieát ñöôïc 1/3 toång soá enzyme coù chöùa kim loaïi hoaëc ñöôïc 17 kim loaïi khaùc nhau hoaït hoaù trong ñoù cuõng coù söï tham gia cuûa kim loaò naëng Cu, Zn, Pb, Hg, As, Cr. Caùc kim loaïi naëng ñöôïc söû duïng nhö moät loaïi phaân vi löôïng ñeå boùn cho caây troàng ôû moät löôïng nhoû vöøa phaûi thì khoâng nhöõng naêng suaát caây troàng taêng roõ reät maø phaåm chaát caùc saûn phaåm noâng nghieäp cuõng ñöôïc caûi thieän ñoàng thôøi khaéc phuïc ñöôïc nhieàu Hình 4: Kim loaïi thieát yeáu vaø khoâng thieát yeáu Ty û le ä s in h tr öô ûng Ty û le ä s in h tr öô ûng Ty û le ä s in h tr öô ûng Thieáu huït Thích hôïp Gaây cheát Noàng ñoä kim loaïi A)Thieát yeáu Noàng ñoä kim loaïi Dung naïp Gaây cheát Ty û le ä s in h tr öô ûng B) Khoâng thieát yeáu Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 29 loaïi beänh cuûa caây troàng vaø gia suùc nhö beänh: nhuõn cuû khoai taây, nhuõn xöông traâu boø, thoái cuû caûi ñöôøng v.v… Ngoaøi ra, caùc kim loaïi naëng naøy coøn laø taùc nhaân hoaït hoaù khoâng ñaëc thuø cuûa haøng loaït enzym ñaõ laøm taêng hoaït tính xuùc taùc cuûa moãi thaønh phaàn ñoù leân gaáp boäi. Chaúng haïn hoaït tính oxy hoaù khöû cuûa caùc hôïp chaát ñoàng taêng gaáp haøng nghìn laàn thaäm chí gaáp haøng vaïn laàn Cu ôû traïng thaùi töï do trong moïi khaâu cuûa quaù trình trao ñoåi nitô laø nhaân toá chính cho söï sinh tröôûng cuûa caây troàng.[8] 2.4.4.2. Taùc ñoäng coù haïi cuûa kim loaïi naëng ñoái vôùi caây troàng Caùc kim loaïi ñoäc haïi coù theå toàn taïi trong ñaát ôû nhieàu daïng khaùc nhau, haáp phuï, lieân keát vôùi caùc hôïp chaát voâ cô, höõu cô hoaëc taïo thaønh caùc chaát phöùc hôïp. Nhieàu nguyeân toá kim loaïi naëng coù yù nghóa quan troïng trong ñôøi soáng cuûa sinh vaät vaø ñöôïc bieát laø nguyeân toá vi löôïng. Noù coù taùc duïng saâu saéc vaø nhieàu maët ñoái vôùi quaù trình quang hôïp, ñieàu hoaø sinh tröôûng. Ngoaøi ra, noù coøn aûnh höôûng maïnh ñeán quaù trình haáp thu nöôùc, thoaùt hôi nöôùc vaø vaän chuyeån nöôùc trong caây. Nhöng khi coù haøm löôïng quaù cao thöôøng trôû neân ñoäc haïi. Khaû naêng ñoäc haïi cuûa caùc kim loaïi naëng ñoái vôùi sinh vaät cuõng khaùc nhau. Baûng 3: Tính ñoäc haïi cuûa caùc nguyeân toá kim loaïi naëng ñoái vôùi sinh vaät [2] Sinh vaät Tính ñoäc haïi Vi khuaån khoaùng hoaù nitô(N- minerlising bacteria) Taûo(Algae) Naám(Fungi) Thöïc vaät baäc cao(Higher plants) Ag > Hg > Cu > Cd > Pb > Cr > Mn > Zn, Ni > Sn Hg > Cu > Cd > Fe > Cr > Zn > Ni > Co > Mn Ag > Hg > Cu > Cd > Cr > Ni > Pb > Co > Zn Hg > Pb > Cu > Cd > Cr > Ni > Zn ( Nguoàn: Richardon vaø Nieboer, 1980) Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 30 Baûng 3 cho thaáy ñoái vôùi caùc vi khuaån hoaù khoaùng nitô vaø naám thì tính ñoäc cuûa Cd nhoû hôn so vôùi Ag, Hg, Cu vaø cao hôn so vôùi Pb, Cr, Mn, Zn… Coøn ñoái vôùi taûo thì Cd chæ keùm ñoäc so vôùi Hg vaø Cu, vaø ñoäc hôn Fe, Cr, Mn,… Coøn ñoái vôùi thöïc vaät baäc cao thì Cd laïi ít ñoäc hôn Hg, Pb, Cu vaø cao hôn Cr, Ni, Zn. Nhö vaäy nhìn chung tính ñoäc cuûa Cd keùm hôn Hg vaø Ag nhöng lôùn hôn cuûa Pb, Ni, Cr, … Ñoái vôùi ña soá sinh vaät ñaát, tính ñoäc haïi giaûm daàn theo thöù töï Hg > Cd > Cu > Zn > Pb. Döïa vaøo tính ñoäc haïi cuûa kim loaïi naëng Ouxbury (1985) ñaõ chia ra ba nhoùm. Nhoùm coù ñoäc tính cao (Hg) nhoùm coù ñoäc tính trung bình (Cd) vaø nhoùm coù ñoäc tính thaáp hôn (Cu, Ni, Zn). Haøm löôïng ñoäc toá trong thöïc vaät cao seõ laø nguyeân nhaân gaây ra ngoä ñoäc thöïc phaåm kim loaïi naëng (Cd, Pb, Hg). Caùc chaát ñoäc naøy thöôøng taäp trung nhieàu ôû reã. 2.4.4.3. Söï töông taùc oâ nhieãm kim loaïi naëng trong heä thoáng ñaát – caây troàng Heä thoáng ñaát-caây troàng laø moät heä thoáng môû, ñoái töôïng chính laø caùc yeáu toá ñaàu vaøo nhö caùc chaát gaây oâ nhieãm, phaân boùn, thuoác tröø saâu vaø caùc taøn dö thöïc vaät coù tích luõy kim loaïi naëng sau thu hoaïch. Toaøn boä quaù trình chuyeån hoaù cuûa kim loaïi naëng trong heä thoáng ñaát - caây troàng ñöôïc minh hoïa trong hình 5. Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 31 Moâi tröôøng ñaát Caây troàng Phaân taùn ra ngoaøi (ít) Maát do bay hôi Caønh laù  Thaân caây  Haït Boù maïnh trong thaân DD Ñaát Söï haáp thu treân caùc chaát höõu cô khoaùng Söï keát ñoàng laéng Fe, Mn, Al, oxide, & Carbon Röûa troâi Phöùc hôïp vôùi buøn Sinh khoái (VSV) Moâi tröôøng vuøng reã Haáp thuï Reã Tích luyõ trong reã Beà maët tieáp xuùc cuûa reã OÂnhieãm kim loaïi naëng Phaân boùn, thuoác tröø saâu beänh, chaát thaûi raén Chaát thaûi do oâ nhieãm khoâng khí Buøn coáng raõnh, nöôùc thaûi Hình 5: O nhieãm KLN vaøo moâi tröôøng ñaát vaø söï töông taùc giöõa ñaát vaø caây qua moâi tröôøng reã caây [4] Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 32 Khi trong ñaát tích tuï caùc kim loaïi naëng (Cd, Hg) vôùi noàng ñoä quaù lôùn (vöôït quaù söùc choáng chòu cuûa caây), caây seõ cheát. Neáu moâi tröôøng soáng coù tích luõy ñoäc chaát daàn daàn töø thaáp ñeán cao thì caây bieán ñoåi sinh lyù cô theå ñeå thích nghi daàn vôùi ñieàu kieän baát lôïi gaây neân. AÛnh höôûng cuûa caùc kim loaïi naëng ñeán quaù trình coá ñònh nitô sinh hoïc coøn chöa ñöôïc nghieân cöùu nhieàu. Rother vaø coäng söï (1982) [8] ñaõ cho thaáy, Cd, Pb, Zn coù aûnh höôûng ñeán hoaït ñoäng cuûa enzim nitrozenaza trong quaù trình coá ñònh nitô sinh hoïc. Moät soá taùc giaû khaùc cho raèng caùc kim loaïi naëng coù aûnh höôûng tröôùc heát ñoái vôùi caùc thöïc vaät baäc cao nhö gaây beänh ñoám laù laøm giaûm hoaït ñoäng cuûa dieäp luïc vaø giaûm caùc saûn phaåm quang hôïp. Cuoái cuøng noù coù aûnh höôûng ñeán quaù trình coá ñònh nitô sinh hoïc. Vieäc xaây döïng ngöôõng ñoäc haïi ñoái vôùi caùc kim loaïi naëng laø raát khoù khaên tuyø thuoäc vaøo muïc ñích söû duïng ñaát. 2.4.4.4. Cô cheá gaây ñoäc cuûa kim loaïi naëng trong moâi tröôøng ñaát Ñoäc chaát töø moâi tröôøng xaâm nhaäp vaøo vaøo cô theå thöïc vaät qua söï haáp thu cuûa reã khi laáy chaát dinh döôõng nuoâi caây. Giai ñoaïn ñaàu caây haáp thu, trao ñoåi chuû ñoäng ñeán khi caây caûm nhaän ra chaát ñoäc, coù phaûn öùng baèng caùch haïn cheá söï haáp thu. Giai ñoaïn keá tieáp, chaát ñoäc nhaäp phaù vôõ maøng teá baøo ñi vaøo caùc cô quan vaø doøng nhöïa trong caây leân thaân, laù – giai ñoaïn naøy caây haáp thuï bò ñoäng. Cuõng coù theå laø söï xaâm nhaäp ñôn thuaàn töø noàng ñoä cao trong dung dòch nuoâi troàng vaøo cô theå thöïc vaät. Cô quan quan troïng nhaát haáp thu, tieáp xuùc vôùi ñoäc toá laø heä reã. Khi reã phaùt trieån vaø hoaït ñoäng thì khaûo saùt aûnh höôûng ñoäc chaát môùi coù yù nghóa. Caây non ñöôïc troàng trong moâi tröôøng baát lôïi seõ keùm phaùt trieån, haïn cheá khaû naêng sinh tröôûng. Neáu moâi tröôøng soáng coù noàng ñoä taùc nhaân cao vöôït quaù ngöôõng choáng chòu cuûa caây, caây seõ cheát. Neáu moâi tröôøng soáng coù tính tích luõy ñoäc chaát daàn daàn töø Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 33 thaáp ñeán cao thì gaây bieán ñoäng sinh lyù cô theå ñeå thích nghi vôùi ñieàu kieän bieán ñoäng cô theå gaây neân nhö : + Reã caây ít phaùt trieån hay phaùt trieån theo höôùng khaùc ít bò aûnh höôûng bôûi ñoäc chaát. + Taêng cöôøng khaû naêng choáng chòu nhö tieát caùc acid, hoaù chaát trung hoaø ñoäc chaát. + Tích luõy ñoäc toá ôû moät boä phaän rieâng bieät trong cô theå ñeå nuoâi caùc boä phaän khaùc. Nhö tích luõy Al, Fe ôû reã caây vuøng ñaát pheøn, tích ñoäc trong vuøng moâ thaân, voû…. + Coù khuynh höôùng ñaøo thaûi ra ngoaøi qua moät con ñöôøng rieâng bieät hoaëc gaây cheát moät soá vuøng phaùt trieån ôû laù, ngoïn ñeå haïn cheá nhu caàu dinh döôõng khi caây huùt vaøo nguyeân toá ñoäc. Chuùng ta bieát raèng, ñoäc chaát ñöôïc quan taâm nhieàu ôû choã chuùng ñöôïc söû duïng roäng raõi trong moät soá hoaït ñoäng coâng nghieäp treân haàu heát caùc quoác gia. Maët khaùc, chuùng ñöôïc coi laø nhöõng yeáu toá vi löôïng caàn thieát cho caây troàng vaø gia suùc. Tuy nhieân, chuùng cuõng ñöôïc coi laø chaát oâ nhieãm ñeán moâi tröôøng sinh thaùi neáu chuùng toàn taïi ôû noàng ñoä vöôït quaù möùc nhu caàu söû duïng cuûa sinh vaät. Hieän nay, kim loaïi naëng trong ñaát ñang ñöôïc quan taâm ñuùng möùc bôûi söï phaùt trieån cuûa khoa hoïc vaø vaán ñeà oâ nhieãm moâi tröôøng ñaát ñaõ ñöôïc coi troïng. 2.4.4.5. Cô cheá chòu ñöïng cuûa thöïc vaät ñoái vôùi ñoäc chaát Ta bieát raèng trong thöïc teá thì ñoäc toá töø moâi tröôøng xaâm nhaäp vaøo cô theå thöïc vaät qua söï haáp thu cuûa reã khi laáy chaát dinh döôõng nuoâi caây. Thoâng thöôøng kim loaïi naëng mang tính ñoäc neân nhöõng loaøi thöïc vaät coù khaû naêng tích tuï kim loaïi naëng phaûi coù heä thoáng giôùi haïn söï haáp thuï vaø phaân boá kim loaïi. - Haáp thu coù choïn loïc caùc ion. - Giaûm tính thaám cuûa maøng nhaày vaø thay ñoåi chöùc naêng maøng nhaày teá baøo ñeå choáng laïi ñoäc chaát teá baøo. Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 34 - Coù khaû naêng coá ñònh caùc ñoäc chaát daïng ion trong reã, trong laù, trong haït. - Coù khaû naêng chuyeån ñoåi tính chaát ñoäc toá bôûi quaù trình laéng tuï trong caùc phaûn öùng hay keát tuûa vôùi caùc ñoäc chaát kim loaïi naëng. - Thay ñoåi phöông thöùc trao ñoåi chaát, taêng hoaït tính heä thoáng enzym ñeå giaûm thieåu quaù trình ñoäc hay bôûi söï chuyeån hoùa vaø haïn cheá ñoäc chaát kim loaïi naëng. - Laøm giaûm bôùt söï taäp trung cuûa caùc ion kim loaïi ñoäc baèng cô cheá ñaëc bieät cuûa caùc caønh laù hay ruïng bôùt laù, hay bôûi daãn truyeàn vaø söï baøi tieát cuûa reã. - Tính thích öùng laø kieåu ñaëc tröng cuûa moãi thöïc vaät vôùi nhöõng kim loaïi naëng khaùc nhau. Tuy vaäy, noù khoâng vöôït khoûi möùc giôùi haïn nhaát ñònh. - Nh._.an quan troïng nhaát cuûa thöïc vaät. Noù haáp thu, tieáp xuùc vôùi ñoäc chaát trong moâi tröôøng ñaát. Khi reã phaùt trieån vaø hoaït ñoäng thì khaûo saùt aûnh höôûng ñoäc chaát môùi coù yù nghóa. Neáu moâi tröôøng soáng coù tính tích luõy ñoäc chaát daàn daàn töø thaáp ñeán cao thì gaây bieán ñoäng sinh lyù cô theå ñeå thích nghi vôùi ñieàu kieän bieán ñoäng cô theå gaây neân nhö: reã caây ít phaùt trieån hay phaùt trieån theo höôùng khaùc ít chòu aûnh höôûng bôûi ñoäc chaát (Leâ Huy Baù, 2000) [1]. AÛnh höôûng cuûa caùc ñoäc chaát kim loaïi naëng khaûo saùt cuõng tuaân theo quy luaät naøy. Reã caøng keùm phaùt trieån thì khaû naêng haáp thu caùc chaát dinh döôõng caøng ít laøm cho caùc boä phaän khaùc cuûa caây seõ chaäm phaùt trieån. Ñoái vôùi loâ thí nghieäm gaây nhieãm Cd2+ thì döôùi taùc duïng cuûa Cd2+ chieàu daøi reã caây rau muoáng taêng daàn töø nghieäm thöùc ñoái chöùng ñeán nghieäm thöùc 0,3 ppm vaø sau ñoù giaûm daàn ñeán nghieäm thöùc coù noàng ñoä lôùn nhaát. Ñieàu naøy cuõng coù theå noùi raèng Cd2+ ôû noàng ñoä 0,3 ppm coù taùc duïng laøm taêng kích thích söï phaùt trieån reã caây rau muoáng toát nhaát. Khi lieàu löôïng Cd2+ gaây nhieãm trong ñaát taêng leân ñaõ laøm cho chieàu daøi reã coù xu höôùng ngaén daàn laïi so vôùi nghieäm thöùc 0,3 ppm, khaùc bieät naøy coù yù nghóa veà maët thoáng keâ baét ñaàu ôû nghieäm thöùc 10 ppm. ÔÛ caùc nghieäm thöùc baét ñaàu gaây aûnh höôûng coù yù nghóa veà maët thoáng keâ so vôùi nghieäm thöùc 0,3 ppm. Reã, coù xu höôùng bò ñen heát loâng huùt vaø xoaén laïi thaønh cuïc. Phaàn döôùi ñieåm xoaén reã gaàn nhö khoâng coù loâng huùt. ÔÛ caùc nghieäm thöùc coù noàng ñoä cao hôn 100 ppm thì reã khoâng phaùt trieån ñöôïc vaø caây cheát. Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 67 Baûng 20: Quan heä giöõa Lg (C) Cd2+vaøchieàu daøi reã caây rau muoáng noàng ñoä( C )(ppm) DC (0,1) 0,2 0,4 1,1 3,1 10 30 100 Lg ( C ) -1 -0,69 -0,39 0,04 0,49 1 1,47 2 Daøi reã 7,2 7,4 7,4 7,2 6,8 6,3 4,2 3,1 Quan heä Lg(C) Cd2+ vôùi chieàu daøi reã rau muoáng sau thu hoaïch y = -1.3628x + 6.673 R2 = 0.789 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 -2 -1 0 1 2 3 Lg (C) da øi r eã (c m ) daøi reã Linear (daøi reã ) Ñoà thò 7: Quan heä giöõa Lg (C) Cd2+ vaøchieàu daøi reã caây rau muoáng Quan heä trong nghieân cöùu chieàu daøi reã caây rau muoáng tuaân theo quy luaät: noàng ñoä ñoäc chaát cadmium trong ñaát caøng taêng thì chieàu daøi reã caøng giaûm vaø quan heä giöõa Lg (noàng ñoä) vaø chieàu daøi reã ñöôïc cho bôûi phöông trình: Y(daøi reã) = -1,3628*lg(noàng ñoä) + 6,673 (R2 = 0,789) Ñoái vôùi loâ thí nghieäm gaây nhieãm Hg2+ thì chieàu daøi reã taêng daàn töø nghieäm thöùc ñoái chöùng ñeán nghieäâm thöùc gaây nhieãm ôû 3 ppm (trong thöïc teá 5,2 ppm do noàng ñoä neàn trong ñaát laø 2,2 ppm) sau ñoù chieàu daøi reã giaûm daàn ñeán noàng ñoä lôùn nhaát. Nhö vaäy ñoái vôùi ñaát gaây nhieãm Hg2+ thì ôû noàng ñoä 5,2 ppm laïi coù khaû naêng kích thích reã caây rau muoáng phaùt trieån toâùt nhaát. Khi lieàu löôïng Hg2+ gaây nhieãm trong ñaát taêng leân quaù 5,2 ppm ñaõ laøm cho chieàu daøi reã coù xu höôùng ngaén daàn laïi so vôùi nghieäm Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 68 thöùc 5,2 ppm, khaùc bieät naøy coù yù nghóa veà maët thoáng keâ baét ñaàu ôû nghieäm thöùc 30 ppm. ÔÛ caùc nghieäm thöùc baét ñaàu gaây aûnh höôûng coù yù nghóa veà maët thoáng keâ so vôùi nghieäm thöùc 5,2 ppm, reã cuõng coù xu höôùng bò ñen heát loâng huùt vaø xoaén laïi thaønh cuïc. Phaàn döôùi ñieåm xoaén reã gaàn nhö khoâng coù loâng huùt. ÔÛ caùc nghieäm thöùc coù noàng ñoä cao hôn 100 ppm thì reã khoâng phaùt trieån ñöôïc vaø cheát. Baûng 21: Quan heä giöõa Lg (C) Hg2+ vaø chieàu daøi reã caây rau muoáng Noàng ñoä( C )(ppm) DC (2,2) 5,2 12,2 32,2 102,2 Lg ( C ) 0,34 0,71 1,08 1,5 2 Daøi reã 6,9 7,1 6,5 4,2 3,2 quan heä Lg(C) Hg2+ vôùi chieàu daøi reã rau muoáng y = -2.5393x + 8.4392 R2 = 0.8775 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 1 2 3 Lg (C) da øi r eã (c m ) Daøi reã Linear (Daøi reã ) Ñoà thò 8: Quan heä giöõa Lg (C) Hg2+ vaø chieàu daøi reã caây rau muoáng Quan heä trong nghieân cöùu chieàu daøi reã caây rau muoáng tuaân theo quy luaät: noàng ñoä ñoäc chaát thuyû ngaân trong ñaát caøng taêng thì chieàu daøi reã caøng giaûm vaø quan heä giöõa Lg (noàng ñoä) vaø chieàu daøi reã ñöôïc cho bôûi phöông trình [9]: Y(daøi reã) = -2,5393*lg(noàng ñoä) + 8,4392 (R2 = 0,8775). Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 69 Nhö vaäy khi so saùnh ñeán söï phaùt trieån chieàu daøi reã caây rau muoáng thì chuùng ta thaáy raèng Cd2+ coù taùc duïng kích thích söï phaùt trieån cuûa chieàu daøi reã caây rau muoáng ôû noàng ñoä nhoû hôn so vôùi Hg2+ vaø kìm haõm söï phaùt trieån maïnh hôn so vôùi Hg2+. Khi ôû cuøng moät noàng ñoä gioáng nhau thì Cd2+ mang tính ñoäc hôn so vôùi Hg2+ vaø kìm haõm söï phaùt trieån cuûa rau muoáng maïnh hôn Hg2+. Ñaëc bieät noàng ñoä kích thích söï phaùt trieån reã maïnh nhaát cuûa Hg2+ lôùn hôn gaáp 13 laàn so vôùi Cd2+. Noàng ñoä ñoäc chaát toái ña khoâng gaây haïi cho sinh vaät khaûo saùt (qua thí nghieäm quan saùt) cuûa Hg2+ laø 12,2 ppm lôùn hôn gaáp 4 laàn so vôùi Cd2+ laø 3 ppm. Noàng ñoä ñoäc chaát thaáp nhaát gaây haïi cho sinh vaät khaûo saùt (qua thí nghieäm quan saùt) cuûa Hg2+ laø 32,2 ppm lôùn hôn gaáp 3 laàn so vôùi Cd2+ laø 10 ppm. 4.4. AÛNH HÖÔÛNG CUÛA Cd2+, Hg2+ ÑEÁN ÑOÄ AÅM THAÂN-LAÙ VAØ REà CUÛA CAÂY RAU MUOÁNG THÔØI KYØ THU HOAÏCH 4.4.1. AÛnh höôûng cuûa Cd2+, Hg2+ ñeán ñoä aåm thaân-laù cuûa caây rau muoáng Baûng 22: AÛnh höôûng cuûa Cd2+ ñeán ñoä aåm thaân-laù cuûa rau muoáng sau thu hoaïch Noàng ñoä( C ) (ppm) DC (0,1) 0,2 0,4 1,1 3,1 10 30 100 Ñoä aåm (thaân) (%) 92,28 93 92 91 91,6 91 91 87 Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 70 AÛnh höôûng cuûa Cd2+ ñeán ñoä aåm thaân-laù caây rau muoáng thôøi kyø thu hoaïch 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 DC 0.2 0.4 1.1 3.1 10.1 30.1 100.1 Noàng ñoä (ppm) %H2O Bieåu ñoà 5 AÛnh höôûng cuûa Cd2+ ñeán ñoä aåm thaân-laù cuûa rau muoáng sau thu hoaïch  Ñoái vôùi loâ thí nghieäm gaây nhieãm Cd2+ thì ñoä aåm khoâng theå hieän roõ raøng töø nghieäm thöùc ñoái chöùng ñeán 30 ppm. Ñoä aåm trong thaân-laù dao ñoäng trong khoaûng 91% ñeán 93% vaø cao nhaát laø 93% ôû ngnhieäm thöùc 0,2 ppm. Sang ñeán nghieäâm thöùc 100 ppm thì Cd2+ ñaõ aûnh höôûng roõ reät laøm giaûm khoái löôïng nöôùc trong thaân-laù xuoáng chæ coøn 87%. Nhö vaây khi noàng ñoä cuûa Cd2+ trong ñaát cao noù seõ kìm haõm khaû naêng giöõ nöôùc trong thaân-laù rau muoáng ôû moät möùc ñoä naøo ñoù maø khoâng cho caây phaùt trieån ôû caùc nghieäm thöùc ñoái chöùng. Baûng 23: AÛnh höôûng cuûa Hg2+ ñeán ñoä aåm thaân-laù cuûa rau muoáng sau thu hoaïch Noàng ñoä( C ) (ppm) DC (2,2) 5,2 12,2 32,2 102 Ñoä aåm (thaân) (%) 92,91 93,19 92,57 92 86,2 Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 71 AÛnh höôûng cuûa Hg2+ ñeán ñoä aåm thaân-laù caây rau muoáng thôøi kyø thu hoaïch 82 84 86 88 90 92 94 DC 5.2 12.2 32.2 102.2 Noàng ñoä (ppm) %H2O Bieåu ñoà 6: AÛnh höôûng cuûa Hg2+ ñeán ñoä aåm thaân-laù cuûa rau muoáng sau thu hoaïch Ñoái vôùi loâ thí nghieäm gaây nhieãm Hg2+ thì % khoái löôïng nöôùc trong thaân-laù theå hieän roõ raøng hôn. Khoái löôïng nöôùc trong thaân-laù taêng daàn töø nghieäm thöùc ñoái chöùng ñeán nghieäm thöùc 5.2pmm nhöng khoâng ñaùng keå, sau ñoù giaûm daàn ñeán noàng ñoä lôùn nhaát. Nhö vaäy coù theå keát luaän raèng aûnh höôûng cuûa Hg2+ coù taùc duïng tæ leä nghòch ñeán % khoái löôïng nöôùc trong thaân-laù caây rau muoáng. Ñieàu naøy cuõng truøng hôïp vôùi söï kìm haõm vaø phaùt trieån chieàu daøi thaân-laù, chieàu daøi reã cuûa caây rau muoáng ôû caùc noàng ñoä gaây nhieãm töông öùng. Nhö vaäy khi so saùnh söï taùc ñoäng cuûa caùc kim loaïi naëng Cd2+, Hg2+ ñeán % khoái löôïng nöôùc trong thaân-laù rau muoáng thì khoâng coù söï khaùc bieät roõ raøng vaø cuõng töông ñoái baèng nhau trong caùc khoaûng noàng ñoä gaây nhieãm baèêng nhau. Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 72 4.4.2. AÛnh höôûng cuûa Cd2+, Hg2+ ñeán ñoä aåm cuûa reã caây rau muoáng Baûng 24: AÛnh höôûng cuûa Cd2+ ñeán ñoä aåm reã cuûa rau muoáng sau thu hoaïch Noàng ñoä( C ) (ppm) DC (0,1) 0,2 0,4 1,1 3,1 10,1 30,1 100 Ñoä aåm (reã) (%) 93,5 93 91,2 91 90 91,9 86 84 AÛnh höôûng cuûa Cd2+ ñeán ñoä aåm cuûa reã caây rau muoáng thôø i kyø thu hoaïch 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 DC 0.2 0.4 1.1 3.1 10.1 30.1 100.1 Noàng ñoä (ppm) %H2O Bieåu ñoà 7: AÛnh höôûng cuûa Cd2+ ñeán ñoä aåm reã cuûa rau muoáng sau thu hoaïch AÛnh höôûng cuûa Cd2+ ñeán ñoä aåm cuûa thaân-laùvaø reã caây rau muoáng thôøi kyø thu hoaïch 78 80 82 84 86 88 90 92 94 DC 0.2 0.4 1.1 3.1 10.1 30.1 100.1 Noàng ñoä (ppm) %H2O %H2O (reã) %H2O (thaân) Bieåu ñoà 8: AÛnh höôûng cuûa Cd2+ ñeán ñoä aåm cuûa thaân-laù vaø reã rau muoáng thôøi kyø thu hoaïch  Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 73 Baûng 25: AÛnh höôûng cuûa Cd2+ ñeán ñoä aåm reã cuûa rau muoáng sau thu hoaïch Ñoái vôùi loâ thí nghieäm gaây nhieãm Cd2+ thì ñoä aåm cuûa reã coù phaàn khaùc vôùi ñoä aåm trong thaân-laù. Ñoä aåm cuûa reã giaûm daàn töø nghieäm thöùc ñoái chöùng ñeán nghieäm thöùc 3,1 ppm, sau ñoù taêng leân ôû 10,1 ppm roài tieáp tuïc giaûm ñeán noàng ñoä lôùn nhaát. Nhö vaäy coù theå thaáy raèng Cd2+ töø noàng ñoä ñoái chöùng ñeán noàng ñoä 3,1 ppm coù chieàu höôùng tæ leä nghòch vôùi khaû naêng giöõ nöôùc trong reã rau muoáng. Ñeán noàng ñoä 10,1 ppm thì laïi coù khaê naêng laøm taêng khaû naêng giöõ nöôùc trong reã cao hôn, nhöng ñeán khi noàng ñoä taêng leân 30 ppm vaø 100 ppm thì laïi coù chieàu höôùng ngöôïc laïi, noàng ñoä Cd2+ caøng taêng thì ñoä aåm caøng giaûm. Nhìn vaøo bieåu ñoà 8 chuùng ta thaáy raèng ôû haàu Noàng ñoä( C )(ppm) DC (2.2) 5.2 12.2 32.2 102.2 Ñoä aåm (reã) (%) 92 91.1 92.47 90.3 87.03 AÛnh höôûng cuûa Hg2+ ñeán ñoä aåm cuûa reã caây rau muoáng thôøi kyø thu hoaïch 84 86 88 90 92 94 DC 5.2 12.2 32.2 102.2 Noàng ñoä (ppm) %H2O Bieåu ñoà 9: AÛnh höôûng cuûa Cd2+ ñeán ñoä aåm reã cuûa rau muoáng sau thu hoaïch Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 74 heát caùc noàng ñoä thì ñoä aåm trong thaân-laù haàu nhö ñeàu cao hôn trong reã. Ñieàu naøy cuõng coù theå hieåu raèng vôùi söï kích thích cuûa Cd2+ khaû naêng giöõ nöôùc trong caùc boä phaän thaân-laù toát hôn ôû caùc boä phaän reã ñoái vôùi rau muoáng. AÛnh höôûng cuûa Hg2+ ñeán ñoä aåm thaân-laù vaø reã caây rau muoáng thôøi kyø thu hoaïch 82 84 86 88 90 92 94 DC 5.2 12.2 32.2 102.2 Noàng ñoä (ppm) %H2O %H2O (reã) %H2O (thaân) Bieåu ñoà 10: AÛnh höôûng cuûa Hg2+ ñeán ñoä aåm cuûa thaân-laù vaø reã caây rau muoáng thôøi kyø thu hoaïch Ñoái vôùi thí nghieäm gaây nhieãm Hg2+ thì ñoä aåm trong reã theå hieän khoâng roõ raøng. Ñoä aåm dao ñoäng trong khoaûng 90,3% ñeán 92,47% töø nghieäm thöùc ñoái chöùng ñeán 32,2 ppm. Ñeán khi sang ñeán noàng ñoä 102,2 ppm thì ñoä aåm coù giaûm ñi moät phaàn nhöng khoâng ñaùng keå. Nhö vaäy khi so saùnh söï taùc ñoäng cuûa 2 ion kim loaïi naëng Cd2+ vaø Hg2+ ñeán ñoä aåm reã thì chuùng ta thaáy raèng: Khi ôû noàng ñoä cao thì ñoä aåm trong reã ôû loâ thí nghieäm gaây nhieãm Hg2+ cao hôn loâ thí nghieäm gaây nhieãm Cd2+. Cd2+ coù taùc ñoäng kìm haõm khaû naêng giöõ nöôùc nhieàu hôn laø Hg2+. Nhìn vaøo bieåu ñoà 10 chuùng ta thaáy raèng raèng ôû haàu heát caùc noàng ñoä thì ñoä aåm trong thaân-laù haàu nhö ñeàu cao hôn trong reã. Ñieàu naøy cuõng gioáng nhö loâ thí nghieäm gaây nhieãm Cd2+ vaø coù theå hieåu raèng vôùi söï kích Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 75 thích cuûa Hg2+ thì khaû naêng giöõ nöôùc trong caùc boä phaän thaân-laù toát hôn ôû caùc boä phaän reã. 4.5. HAØM LÖÔÏNG Cd2+, Hg2+ TÍCH LUYÕ TRONG CAÙC BOÄ PHAÄN CUÛA CAÂY RAU MUOÁNG Baûng 26 Haøm löôïng Cd2+ tích luyõ trong caùc boä phaän cuûa caây rau muoáng Noàng ñoä(ppm) DC(0.1) 0.2 0.4 1.1 3.1 10.1 30.1 Cd2+ thaân-laù (mg/Kg khoâ) 0.12 21.94 20.21 34.01 52.74 68.46 83.73 Cd2+reã (mg/Kg khoâ) 0.53 70.26 48.65 62.35 130.76 294.02 581.1 Söï tích luyõ Cd2+ trong thaân-laù vaø reã cuûa rau muoáng 0 200 400 600 800 DC 0.1 0.3 1 3 10 30 Noàng ñoä (ppm) mgHg2+/Kg Cd2+ thaân Cd2+ reã Ñoà thò 9: Haøm löôïng Cd2+ tích luyõ trong caùc boä phaän cuûa caây rau muoáng Baûng 27: Haøm löôïng Hg2+ tích luyõ trong caùc boä phaän cuûa caây rau muoáng Noàng ñoä(ppm) DC (2.2) 5.2 12.2 32.2 102.2 Hg2+ thaân-laù (mg/Kg khoâ) 8.15 20.33 27.07 39.04 82.84 Hg2+reã (mg/Kg khoâ) 12.92 30.69 120.48 352.2 1151.5 Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 76 Söï tích luyõ Hg2+ trong thaân-laù vaø reã cuûa rau muoáng 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 DC 3 10 30 100 noàng ñoä (ppm) mgHg2+/Kg Hg2+ thaân Hg2+ reã Ñoà thò 10: Haøm löôïng Hg2+ tích luyõ trong caùc boä phaän cuûa caây rau muoáng Haøm löôïng kim loaïi naëng tích luyõ trong caùc boä phaân thaân-laù vaø reã cuûa caây rau muoáng nhìn chuùng tuaân theo moät quy luaät: noàng ñoä gaây nhieãm trong ñaát caøng cao thì söï tích luyõ trong caùc boä phaän cuûa caây rau muoáng cuõng taêng cao theo quy luaät ñoù. Haøm löôïng kim loaïi naëng tích luyõ trong reã cao hôn gaáp nhieàu laàn so vôùi haøm löôïng kim loaïi naëng tích luyõ trong thaân-laù. Ñieàu naøy raát ñuùng vôùi nhöõng nhaän xeùt veà aûnh höôûng cuûa kim loaïi naëng ñoái vôùi caây rau muoáng. Ñoái vôùi loâ thí nghieäm gaây nhieãm Cd2+ thì nhìn vaøo baûng 26 vaø ñoà thò 7 chuùng ta thaáy raèng söï tích luyõ Cd2+ trong thaân-laù bieåu dieãn treân ñoà thò gaàn nhö laø moät ñöôøng thaúng coù chieàu höôùng taêng cao khi noàng ñoä gaây nhieãm trong ñaát taêng cao. Ñieàu naøy ñaõ phaûn öùng ñuùng khaû naêng tích luyõ kim loaïi naëng trong caùc boä phaân cuûa caây troàng caøng cao khi noàng ñoä kim loaïi naëng trong ñaát caøng cao. Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 77 Quan heä göõa Lg C (Cd2+) vaø haøm löôïng Cd2+ tích luyõ trong thaân-laù rau muoáng y = 32.312x + 35.926 R2 = 0.9804 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 -2 -1 0 1 2 lgC m gC d2 +/ k g th aân k ho â Cd2+ thaân- laù Linear (Cd2+ thaân- laù) Ñoà thò 11: Quan heä LgC (Cd2+) vaø haøm löôïng Cd2+ tích luyõ trong thaân-laù rau muoáng Quan heä trong nghieân cöùu khaû naêng tích luyõ Cd2+ trong thaân-laù rau muoáng tuaân theo quy luaät veà quan heä giöõa Lg (noàng ñoä) vaø haøm löôïng tích luyõ trong thaân laù ñöôïc cho bôûi phöông trình: Y(mgCd2+/kg khoâ thaân laù) = 32,312*lg (noàng ñoä) + 35,926 (R2 = 0,9804) Haøm löôïng Cd2+ tích luyõ trong reã cao hôn nhieàu so vôùi haøm löôïng Cd2+ tích luyõ trong thaân laù (ôû noàng ñoä ñoái chöùng gaáp 4,1 laàn, töø noàng ñoä 0,3 ppm ñeán 3 ppm gaáp 2,5 laàn, noàng ñoä 10 ppm gaâùp 4,2 laàn, noàng ñoä 30 ppm gaáp 7 laàn). Taïi noàng 0,1ppm khaû naêng haáp thuï laïi taêng cao hôn so vôùi caùc noàng ñoä 0,3 vaø 1 ppm ñieàu naøy coù theå hieåu raèng taïi noàng ñoä 0,1 ppm coù khaû naêng kích thích söï haáp thuï Cd2+ cao hôn so vôùi caùc noàng ñoä 0,3 vaø 1 ppm. Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 78 Quan heä göõa Lg C (Cd2+) vaø haøm löôïng Cd2+ tích luyõ trong reã rau muoáng y = 201.78x + 143.15 R2 = 0.7968 -100 0 100 200 300 400 500 600 700 -2 -1 0 1 2 lgC m gC d2 +/ k g re ã k ho â Cd2+ thaân- laù Linear (Cd2+ thaân- laù) Ñoà thò 12: Quan heä LgC (Cd2+) vaø haøm löôïng Cd2+ tích luyõ trong reã rau muoáng Quan heä trong nghieân cöùu khaû naêng tích luyõ Cd2+ trong reã rau muoáng tuaân theo quy luaät veà quan heä giöõa Lg(noàng ñoä) vaø haøm löôïng tích luyõ trong reã ñöôïc cho bôûi phöông trình: Y (mgCd2+/kg khoâ reã) = 210,78 * lg(noàng ñoä) + 143,15 (R2 = 0,7968) Ñoái vôùi loâ thí nghieäm gaây nhieãm Hg2+ thì haøm löôïng Hg2+ tích luyõ trong thaân-laù vaø reã ñeàu coù quy luaät chung laø: haøm löôïng gaây nhieãm trong ñaát caøng cao thì khaû naêng tích luyõ trong caùc boä phaän cuûa caây rau muoáng cuõng taêng theo. Haøm löôïng Hg2+ tích luyõ trong reã cuõng cao hôn nhieàu haøm löôïng Hg2+ tích luyõ trong thaân-laù (töø noàng ñoä ñoái chöùng ñeán 5,2 ppm cao gaáp 1,6 laàn, 12,2 ppm gaáp 4,5 laàn, 32,2 ppm gaáp 9 laàn vaø 102,2 ppm gaáp 14 laàn). Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 79 Quan heä göõa Lg C (Hg2+) vaø haøm löôïng Hg2+ tích luyõ trong thaân laù rau muoáng y = 41.783x - 11.562 R2 = 0.8969 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 1 2 3 LgC m gH g2 +/ k g th aân k ho â Hg2+ thaân-laù Linear (Hg2+ thaân-laù) Ñoà thò 13: Quan heä LgC (Hg2+) vaø haøm löôïng Hg2+ tích luyõ trong thaân-laù rau muoáng Quan heä trong nghieân cöùu khaû naêng tích luyõ Hg2+ trong thaân-laù rau muoáng tuaân theo quy luaät veà quan heä giöõa Lg (noàng ñoä) vaø haøm löôïng Hg2+ tích luyõ trong thaân laù ñöôïc cho bôûi phöông trình: Y (mgHg2+/kg khoâ thaân-laù) = 41,783 * lg(noàng ñoä) + 11,562 (R2 = 0,8969) Quan heä göõa Lg C (Hg2+) vaø haøm löôïng Hg2+ tích luyõ trong reã rau muoáng y = 654.01x - 402.86 R2 = 0.7981 -400 -200 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 0 1 2 3 LgC m gH g2 +/ k g re ã k ho â Hg2+ reâ Linear (Hg2+ reâ) Ñoà thò 12: Quan heä LgC (Hg2+) vaø haøm löôïng Hg2+ tích luyõ trong reã rau muoáng Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 80 Quan heä trong nghieân cöùu khaû naêng tích luyõ Hg2+ trong reã rau muoáng tuaân theo quy luaät vaø quan heä giöõa Lg (noàng ñoä) vaø haøm löôïng Hg2+ tích luyõ reã ñöôïc cho bôûi phöông trình: Y (mgHg2+/kg khoâ reã) = 654.01*lg (noàng ñoä) + 402.86 (R2 = 0.7981). Nhö vaäy khi so saùnh khaû naêng tích luyõ caùc ion kim loaïi naëng trong thaân-laù vaø reã rau muoáng thaáy raèng: - ÔÛ cuøng moät noàng ñoä gaây nhieãm nhö nhau thì khaû naêng tích luyõ caùc ion kim loaïi naëng trong reã luoân lôùn hôn trong thaân-laù. - ÔÛ cuøng moät noàng ñoä gaây nhieãm nhö nhau thì khaû naêng tích luyõ caùc ion kim loaïi naëng trong thaân-laù theo thöù töï Cd2+ > Hg2+. - ÔÛ cuøng moät noàng ñoä gaây nhieãm nhö nhau thì khaû naêng tích luyõ caùc ion kim loaïi naëng trong reã theo thöù töï Cd2+ > Hg2+. 4.6. KEÁT LUAÄN Qua coâng trình thöïc nghieäm ñaõ chöùng toû, khi moâi tröôøng ñaát bò oâ nhieãm kim loaïi naëng thì coù theå gaây ra 2 taùc duïng: kích thích hoaëc kìm haõm söï phaùt trieån cuûa thöïc vaät. Ñeà taøi ñaõ chæ roõ aûnh höôûng chi tieát cuûa caùc nguyeân toá Cd, Hg ñeán quaù trình sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa caây rau muoáng treân ñaát ñoû bazan, khaû naêng taùc ñoäng cuõng nhö möùc ñoä gaây ñoäc. Caùc keát quaû nghieân cöùu quan troïng ñöôïc ghi nhaän cuoái cuøng qua coâng trình thöïc nghieäm laø: - Hg kích thích söï sinh tröôûng cuûa caây rau muoáng ôû noàng ñoä khaù cao (5,2 ppm) vaø kìm haõm söï phaùt trieån töø [30, 100] ppm. Hg aûnh höôûng maïnh ñeán quaù trình sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa caây rau muoáng ôû noàng ñoä 300 ppm (sau 21 ngaøy gieo troàng caây gaàn nhö cheát hoaøn toaøn). Khaû naêng tích luõy cuûa Hg trong thaân-laù thaáp hôn trong reã, ôû noàng ñoä 100 ppm khaû naêng tích luõy laø cao nhaát. Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 81 - So vôùi Hg, Cd kích thích phaùt trieån ôû noàng ñoä khaù thaáp (0,2 ppm), khaû naêng tích luõy cuûa Cd trong reã cao cuõng hôn trong thaân-laù, ñaëc bieät laø ôû noàng ñoä 30 ppm (581,1 mg/kg khoâ). Cd kìm haõm söï phaùt trieån cuûa caây rau muoáng ôû noàng ñoä >10 ppm. Baûng 28: So saùnh giöõa giaù trò nghieân cöùu vaø giaù trò tieâu chuaån cho pheùp (ppm) Nguyeân toá Giaù trò coù aûnh höôûng tieâu cöïc Giôùi haïn cho pheùp cuûa FAO/WHO Möùc giôùi haïn cuûa Boä Y teá Löôïng kim loaïi naëng tích luõy trong thaân caây Cd > 10 0,02 1,5 0,1 Hg > 30 0,005 0,005 - (Nguoàn: Boä Noâng nghieäp vaø Phaùt trieån Noâng thoân (qui ñònh taïm thôøi 04/1998)) Caùc giaù trò coù aûnh höôûng tieâu cöïc gaây aûnh höôûng ñeán quaù trình sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa thöïc vaät thoâng qua khaûo saùt thöïc nghieäm töông ñoái chöa saùt vôùi tieâu chuaån kim loaïi naëng trong ñaát noâng nghieäp hieän nay cuûa Vieät Nam (chöa coù tieâu chuaån cuûa Hg). Ngoaøi ra, theo nghieân cöùu cuûa Thaùi Vaên Nam veà ñaát xaùm ôû caùc noàng ñoä giôùi haïn, haøm löôïng kim loaïi naëng tích luõy trong thaân-laù thöïc vaät laïi lôùn hôn raát nhieàu laàn so vôùi tieâu chuaån cho pheùp haøm löôïng kim loaïi naëng trong rau töôi, ñoái vôùi Cd, coøn Hg thì chöa coù tieâu chuaån. Tuy nhieân, qua thöïc nghieäm nghieân cöùu ñoái vôùi ñaát ñoû bazan keát quaû cho thaáy ôû noàng ñoä 10 ppm coù bieåu hieän cuûa aûnh höôûng veà maët hình thaùi nhöng xeùt veà haøm löôïng tích luõy trong thaân-laù caây so saùnh vôùi haøm löôïng toái ña cho pheùp cuûa Cd trong ñaát noâng nghieäp vaø trong saûn phaåm rau töôi theo möùc giôùi haïn cuûa Boä Y teá thì vaãn coøn naèm trong ngöôõng cho pheùp; coøn theo möùc giôùi haïn cuûa Boä NN & PTNT vaø toå chöùc FAO/WHO thì caøng vöôït ngöôõng cho pheùp raát nhieàu (0,02ppm). Ñaây quaû thaät laø moät vaán ñeà caàn phaûi quan taâm nhieàu hôn vì söùc khoûe cuûa con ngöôøi. Ñaây chæ laø nhöõng keát quaû böôùc ñaàu nghieân cöùu, do vaäy ñeå keát quaû thu ñöôïc chính xaùc hôn neân phaân tích caùc chæ tieâu Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 82 kim loaïi naëng nhieàu laàn vaø chia nhoû khoaûng noàng ñoä gaây aûnh höôûng tieâu cöïc. Ñaây laø moät vaán ñeà raát khoù cho ñeà taøi vì kinh phí vaø thôøi gian raát haïn cheá. Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 83 Chöông 5 KEÁT LUAÄN VAØ KIEÁN NGHÒ 5.1. KEÁT LUAÄN Qua tìm hieåu vaø phaân tích caùc chæ tieâu töø rau muoáng thu hoaïch ñöôïc, chuùng ta keát luaän raèng: caùc kim loaïi naëng khi ôû moät noàng ñoä naøo ñoù chuùng coù khaû naêng kích thích hay kìm haõm söï phaùt trieån rau muoáng. - Ñoái vôùi söï phaùt trieån chieàu cao thì Cd2+ coù taùc duïng kích thích söï phaùt trieån cuûa caây rau muoáng ôû noàng ñoä nhoû hôn so vôùi Hg2+ vaø kìm haõm söï phaùt trieån maïnh hôn so vôùi Hg2+. ÔÛ cuøng moät noàng ñoä nhö nhau thì Cd2+ mang tính ñoäc hôn so vôùi Hg2+. Noàng ñoä Hg2+ toái ña khoâng gaây haïi cho sinh vaät khaûo saùt laø 32,2 ppm lôùn hôn gaáp 10 laàn so vôùi Cd2+ laø 3,1 ppm, noàng ñoä Hg2+ nhoû nhaát gaây haïi cho thöïc vaät khaûo saùt laø 102 ppm lôùn hôn gaáp 10 laàn so vôùi Cd2+ laø 10 ppm. - Ñoái vôùi söï phaùt trieån chieàu daøi cuûa reã cuûa caây rau muoáng thì caùc ion Cd2+, Hg2+ coù taùc duïng kích thích, kìm haõm söï phaùt trieån chieàu daøi reã cuõng töông töï nhö phaùt trieån chieàu cao thaân-laù ñoù laø: khi ôû cuøng moät noàng ñoä nhö nhau Cd2+ mang tính ñoäc hôn so vôi Hg2+ vaø kìm haõm söï phaùt trieån maïnh hôn Hg2+. Ñaëc bieät noàng ñoä kích thích söï phaùt trieån reã maïnh nhaát cuûa Hg2+ laø 5,2 ppm lôùn hôn gaáp 13 laàn so vôùi Cd2+ laø 0,4 ppm. Noàng ñoä Hg2+ toái ña khoâng gaây haïi cho sinh vaät khaûo saùt laø 12,2 ppm lôùn hôn gaáp 4 laàn Cd2+ laø 3,1 ppm. Noàng ñoä nhoû nhaát gaây haïi cho sinh vaät khaûo saùt cuûa Hg2+ laø 32,2 ppm lôùn hôn gaáp 3,2 laàn so vôùi Cd2+ laø 10,1 ppm. - Ñoái vôùi ñoä aåm hay % khoái löôïng nöôùc trong thaân-laù, reã thì söï taùc ñoäng cuûa caùc ion kim loaïi naëng Cd, Hg khoâng coù söï khaùc bieät roõ reät vaø cuõng töông ñoái baèmg nhau trong caùc khoaûng noàng ñoä gaây nhieãm baèng nhau. Söï taùc ñoäng cuûa caùc ion Cd vaø Hg thì ñoä aåm trong thaân-laù cao hôn trong reã. Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 84 - Ñoái vôùi khaû naêng tích luõy kim loaïi naëng trong thaân-laù vaø reã thì: ôû cuøng moät noàng ñoä gaây nhieãm nhö nhau, khaû naêng tích luõy caùc ion kim loaïi naëng trong reã lôùn hôn trong thaân-laù. Khaû naêng tích luõy ion kim loaïi naëng trong thaân-laù vaø reã caây rau muoáng theo thöù töï Cd >Hg. Nhö vaäy qua caùc keát quaû tìm thaáy chuùng ta ñaõ xaùc ñònh ñöôïc phaàn naøo söï aûnh höôûng cuûa caùc ñoäc chaát kim loaïi naëng trong rau treân töøng boä phaän (thaân-laù, reã) cuûa caây rau muoáng trong töøng giai ñoaïn phaùt trieån vaø thu hoaïch. Chuùng coù theå xaây döïng cô sôû khoa hoïc cho caùc nghieân cöùu veà khaû naêng tích luõy cuûa caùc ñoäc chaát kim loaïi naëng trong thöïc vaät vaø giôùi haïn gaây ñoäc ñoái vôùi thöïc vaät khaûo saùt, ñoàng thôøi xaây döïng theâm cho boä tieâu chuaån veà kim loaïi naëng trong ñaát ñoû söû duïng ñeå troàng caây rau muoáng. Caùc keát quaû nghieân cöùu coù theå laøm caên cöù cho vieäc ñònh höôùng phaùt trieån vieäc troàng rau treân caùc vuøng ñaát bò oâ nhieãm, ñoàng thôøi goùp phaàn baûo veä moâi tröôøng noâng nghieäp vaø söùc khoeû coäng ñoàng. Moät vaán ñeà ñaùng löu yù nöõa laø caây rau muoáng laø moät loaïi caây aên thaân-laù nhöng laïi coù khaû naêng tích luõy caùc ion Cd, Hg trong thaân-laù raát cao maø khoâng coù baát kyø bieåu hieän truùng ñoäc naøo. Ñaây laø keát quaû raát ñaùng quan taâm vì rau muoáng laø loaïi caây duøng trong böõa aên haèng ngaøy cuûa ngöôøi daân Vieät Nam 5.2. NHÖÕNG ÑIEÅM COØN TOÀN TAÏI CUÛA COÂNG TRÌNH NGHIEÂN CÖÙU - Soá löôïng maãu phaân tích vaø soá laàn laëp laïi coøn töông ñoái ít. Do vaäy, vieäc ñaùnh giaù aûnh höôûng coøn haïn cheá. - Keát quaû chöa coù tính khaùch quan hôn vì chöa nghieân cöùu ngoaøi thöïc ñòa vaø cuõng caàn phaûi nghieân cöùu kyõ toaøn boä chu kyø sinh tröôûng thöïc vaät. - Ñeà taøi chöa nghieân cöùu aûnh höôûng cuûa nhieàu loaïi ñoäc chaát khaùc nhau ñoái vôùi cuøng 1 loaïi thöïc vaät vì trong moâi tröôøng, caùc ñoäc chaát coù theå taêng cöôøng hoaëc haïn cheá tính ñoäc laãn nhau. - Chæ môùi nghieân cöùu vôùi ñaát ñoû bazan. Trong khi ñoù coù raát nhieàu loaïi ñaát khaùc nhau tuøy thuoäc vaøo tính chaát cuõng nhö muïc ñích söû duïng. Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 85 5.3. ÖÙNG DUÏNG CUÛA COÂNG TRÌNH NGHIEÂN CÖÙU - Coâng trình nghieân cöùu goùp phaàn ñaùnh giaù veà taùc haïi cuûa oâ nhieãm kim loaïi naëng trong moâi tröôøng sinh thaùi ñaát. - Ñeà taøi coù theå duøng laøm taøi lieäu tham khaûo cho giaûng daïy moân ñoäc hoïc moâi tröôøng. - Cung caáp theâm baûn soá lieäu veà noàng ñoä kích thích cuõng nhö kìm haõm söï sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa caây troàng cuûa moät vaøi kim loaïi naëng. Taïo ñieàu kieän thuaän lôïi cho caùc nghieân cöùu sau naøy veà chaát löôïng kim loaïi naëng trong moâi tröôøng ñaát. 5.4. KIEÁN NGHÒ Qua coâng trình nghieân cöùu, kính mong Tröôøng Ñaïi hoïc Coâng ngheä Tp.HCM neáu ñöôïc cho pheùp môû roäng ñeà taøi nghieân cöùu theo caùc höôùng sau: - Nghieân cöùu vôùi nhieàu loaïi ñaát khaùc nhau (ñaát xaùm, ñaát phuø sa, …) vaø nhieàu loaïi caây troàng noâng nghieäp (laïc, ñaäu,…vaø moät soá caây coâng nghieäp). - Nghieân cöùu aûnh höôûng cuûa moät soá kim loaïi naëng leân quaù trình sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa moät soá caây troàng noâng nghieäp treân ñaát ñoû bazan ngoaøi thöïc ñòa. - Nghieân cöùu aûnh höôûng cuûa pH moâi tröôøng, thaønh phaàn moâi tröôøng ñaát, thaønh phaàn dinh döôõng, cheá ñoä nöôùc töôùi, … ñeán khaû naêng gaây ñoäc cuûa moät soá kim loaïi naëng. - Nghieân cöùu, hoaøn thieän theâm tieâu chuaån kim loaïi naëng trong ñaát noâng nghieäp. Ngoaøi ra, ñieàu maø toâi mong moûi ôû ñaây laø söï quan taâm thöïc söï vaø hôn theá nöõa veà lónh vöïc naøy ñeå nhanh choùng tìm caùch loaïi boû, traùnh troàng rau treân caùc vuøng ñaát bò oâ nhieãm kim loaïi naëng nhaèm muïc ñích baûo veä söùc khoeû coäng ñoàng vaø hoaøn thieän boä tieâu chuaån veà caùc kim loaïi naëng (ñaëc bieät laø Hg chöa coù tieâu chuaån), sôùm ñöa ra caùc khuyeán caùo cho moïi ngöôøi goùp phaàn baûo veä söùc khoûe con ngöôøi. Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 86 TAØI LIEÄU THAM KHAÛO [1]. Leâ Huy Baù, (2000), “Ñoäc hoïc moâi tröôøng”, NXB. Ñaïi hoïc Quoác gia Tp.HCM [2]. Leâ Vaên Khoa, (2000), “Ñaát vaø Moâi tröôøng”, NXB. Giaùo duïc. [3]. Vuõ Quang Maïnh, (2004), “Sinh thaùi hoïc ñaát”, NXB. Ñaïi hoaïc sö phaïm [4]. Leâ Huy Baù, (2000), “Sinh thaùi moâi tröôøng ñaát”, NXB. Noâng nghieäp Tp.HCM [5]. Traàn Coâng Taáu, (2005), “Taøi nguyeân ñaát”, NXB. Daïi hoïc Quoác gia Haø Noäi [6]. Phan Lieâu , (1992), “Ñaát Ñoâng Nam Boä”, NXB. Noâng nghieäp [7]. “Soå tay phaân tích ñaát-nöôùc, phaân boùn, caây troàng”, (1998), NXB. Noâng ghieäp Haø Noäi [8]. Thaùi Vaên Nam, Luaän aùn toát nghieäp, (2003), “Aûnh höôûng cuûa moät soá ñoäc chaát ion KLN (Cd2+, Hg2+, Pb2+) leân quaù trình sinh tröôûng cuûa caây luùa, rau muoáng, caûi xanh treân ñaát xaùm phuø sa coå mieàn Ñoâng Nam Boä”, Vieän TNMT. [9]. Thaùi Vaên nam (2004), “AÛnh höôûng cuûa caùc ñoäc chaát kim loaïi naëng (Cd, Hg, Pb) leân quaù trình tröôûng cuûa moät soá loaïi rau, luùa treân ñaát xaùm phuø sa coå mieàn ñoâng nam boä”, Vieän Moâi tröôøng vaø Taøi nguyeân. [10]. “OECD (Oganization for Economic Co-operation and Development)”, 1984. Guilines for testing of chemicals in soil, Paris. [11]. Nye, P.H., and Tinker, P.N, 1977. Solute movementin the Soil root system Ñoà AÙn Toát Nghieäp GVHD: Th.S Leâ Thò Vu Lan SVTH: Nguyeãn Ngoïc Huøng Trang 87 MOÄT SOÁ TRANG WEB - - - - - ._.