NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP THU KIM LOẠI NẶNG
CỦA ĐẤT PHÙ SA VÀ ĐẤT XÁM BẠC MÀU TẠI HÀ NỘI
Bùi Thị Phương Loan
1
, Nguyễn Quang Hải
2
, Kazuhiko
Egashira
3
Summary
Heavy Metal Adsorption by Soils and Soil Components of Alluvial Soils
and Grey Degraded Soils in Hanoi, VIET AM
Heavy metal adsorption is considered as the most important mechanism for controlling the metal
concentration in soil. Heavy metals are bound to various soil components such as organic matter
(OM), free iron oxides (Fe
oxs
), and clay minerals (CMs). The present study is purposed to examine
the adsorption of heavy metals by soils and different adsorbing soil components of alluvial soils and
grey degraded soils in Hanoi.
Two surface soil samples were collected from each of soil types in Hanoi and examined for the
adsorption of three heavy metals (Cu, Pb and Zn) by the soils and their three adsorbing
components (organic matter, free iron oxides and clay minerals).
It was found that adsorption of heavy metals by the alluvial soil was distinctly larger than by the
grey degraded soil, and decreased in the sequence of Pb >> Cu > Zn for the former and of Pb >>
Zn > Cu for the latter.
Pb was adsorbed by all three components with the largest adsorbed amount. Zn was adsorbed
selectively by organic matter and clay minerals, while Cu was selectively by organic matter and
free iron oxides. The amount of heavy metals adsorbed per unit mass of soil components reduced
in the sequence of organic matter > clay minerals > free iron oxides for Pb and Zn and organic
matter > free iron oxides > clay minerals for Cu.
2
Vin Th nhưng N ông hóa.
3
Trưng i hc Kyushu - N ht Bn.
ích ca nghiên cu này nhm xác nh
ưc kh năng hp thu kim loi nng và các
thành phn ch yu trong t (t phù sa và
t xám bc màu) t ó giúp cho vic qun
lý và s dng hiu qu các vùng t trên
phc v sn xut nông sn an toàn.
II. VT LIU VÀ PHƯƠN G PHÁP
N GHIÊN CU
1. Mẫu đất và địa điểm lấy mẫu
t phù sa ca h thng sông Hng
(ưc bi t trm tích sông Hng và phn
phía trên ca Sông ung) ưc ly xã
Minh Khai, huyn T Liêm và t xám bc
màu phát trin trên nn phù sa cũ ca h
thng sông Hng và t feralít ưc ly
xã Phú Minh, huyn Sóc Sơn. C 2 mu t
u ưc ly trên nn canh tác lúa nưc và
gn ây là rau màu hoc lúa - màu
Mu ưc ly sâu 0 - 15 cm, phơi
khô không khí và rây qua rây 2 mm. Các
tính cht lý hóa hc, khoáng sét và kh
năng hp thu kim loi nng ưc phân tích
ti Trưng i hc Tng hp Kyushu,
N ht Bn.
2. Xác định khả năng hấp thu của các
kim loại trong đất
Trong ó: Q
a
là lưng kim loi hp thu
trong 1 ơn v khi lưng t (mg/kg); C
i
là
nng ban u (mg/L) ca dung dch
mui nitrate kim loi trưc khi thí nghim;
C
f
là nng trng thái cân bng trao i
(mg/L) ca kim loi trong dung dch sau
khi thí nghim; V là th tích dung dch
mui nitrate kim loi (mL) và m là khi
lưng t (g) s dng trong thí nghim.
3. Xác định khả năng hấp thu kim loại
trong các thành phần đất
Mt b gm 3 mu cha 2,0 g t khô
ưc ánh s là M - 1, M - 2 và M - 3, trong
ó vi M - 1 ch cho 50 mL nưc xác
nh lưng hp thu toàn b các thành phn
ca t, cho 50 mL H
2
O
2
7% vào M - 2 và M
- 3 loi b hu cơ, tip tc cho 2,0 g bt
hydrosulfite natri và 25 mL dung dch citrate
vào ng cha M - 3 loi b st t do.
- 1 tr i q
a
- 2 và lưng hp thu do ôxít st t do bng q
a
- 2 tr q
a
- 3. Vì M - 3 ã ưc loi cht hu
cơ và ôxít st t do nên q
a
- 3 chính là lưng
hp thu kim loi nng ch yu do khoáng sét.
III. KT QU N GHIÊN CU VÀ
THO LUN
1. Một số tính chất lý hóa học của đất
Tính cht ca t phù sa như sau: PH
(H
2
O): 7,7; hàm lưng hu cơ: 17,2 g/kg;
ôxít st t do: 43,3 g/kg; sét (cp ht <
2 µm) trong phn khoáng: 17,2%; và khoáng
sét hot ng loi hình 2:1 (bao gm tng
hàm lưng mica, chlorite, vermiculite và
smectite): 63%. Các giá tr tương ng ca
t xám bc màu là: 5,7; 13,8 g/kg; 4,3 g/kg;
6,7% và 35% (bao gm tng hàm lưng
mica, chlorite, khoáng hn hp
mica/vermiculite/smectite ~ mica/smectite
và dng quá chlorite - vermiculite).
i
cao hơn thì mc
chênh lch này cao hơn và ph thuc vào
các kim loi khác nhau: Cao nht là i
vi Pb, tip n là Cu và Zn.
C
f
(mg/L)
Alluvial soil
Pb
C
f
(mg/L)
Grey degraded soil
Cu
Zn
Pb
Zn
Cu
q
a
1
0
-
1
(
mg/
kg
q
a
1
0
-
1
(
mg/
kg
)q
a
1
0
-
1
(
mg/
kg
)Hình 2. Đường đẳng nhiệt biểu diễn khả năng hấp thu Cu, Pb và Zn trong đất phù sa và
đất xám bạc màu (Đồ thị giữa lượng kim loại nặng hấp thu (q
a
10
= 2.000 mg/L thì lưng Cu hp thu
thp hơn lưng Zn. Do ó kh năng hp thu
kim loi nng trong t xám bc màu gim
theo th t Pb >> Zn > Cu.
3. Khả năng hấp thu kim loại nặng trong
các thành phần hấp thu của đất
Kt qu cho thy ngưng hp thu ti a
ca cht hu cơ, ôxít st t do và khoáng
sét i vi Pb cao hơn so vi Cu và Zn.
Gia Cu và Zn thì lưng hp thu Zn ca
cht hu cơ và khoáng sét cao hơn Cu,
trong khi ó lưng hp thu Zn ca ôxít st
t do thp hơn nhiều. Như vậy khi trong đất
phù sa có hàm lượng ôxít sắt tự do cao thì
tổng lượng Cu hấp thu trong cả 3 thành
phần đất cao hơn so với Zn. Điều này trái
ngược so với đất xám bạc màu là loại đất có
hàm lượng ôxít sắt tự do thấp. Khoáng sét
có hàm lượng cao nhất trong 3 thành phần
hấp thu của đất nên lượng kim loại chúng
hấp thu chiếm tới 57,2 - 85,4% tổng lượng
hấp thu tùy thuộc vào loại đất và loại kim
loại nặng khác nhau. Chất hữu cơ hấp thu
14,0 - 40,5%, ngược lại ôxít sắt tự do chỉ
hấp thu lượng kim loại nhỏ hơn 10% so với
tổng lượng hấp thu, trừ trường hợp đối với
Cu trong đất phù sa (27,1%) (hình 3).
Lượng Cu, Pb và Zn hấp thu bởi 1 đơn
vị khối lượng hữu cơ và lượng Cu và Pb
hấp thu bởi 1 đơn vị khối lượng ôxít sắt tự
: ô
-
xít s
ắt tự do;
: Chất hữu cơ;
: khoáng sét
Cu
Pb
Zn Cu
Pb
Zn
Đ
ất xám bạc m
àu
Đ
ất ph
ù sa
T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam
6
IV. KẾT LUẬN
1. Đất phù sa có pH, hàm lượng chất hữu cơ, ôxít sắt tự do, hàm lượng sét và khoáng
sét hoạt động loại hình 2:1 cao hơn so với đất xám bạc màu. Nhờ đó, khả năng hấp thu
Faculty of Agriculture, Kyushu University, 50: 243 - 254
8 guyen Quang Hai and K. Egashira, 2005b. Clay mineralogical composition of alluvial
soils from different river systems/agro - ecological regions in Vietnam in reference to
origin, regional distribution and soil quality. Clay Science, 12: 349 - 360
gười phản biện: guyễn Hồng Sơn