KHOA SINH -
KHOA SINH -
Sinh viên thực hiện
Kí tên
Đỗ Văn Vinh
Với lòng kính trọng và sự biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn Th.S.
Đàm Minh Anh, Ts. Phạm Thị Hồng Hà giảng viên khoa Sinh – Môi trường,
trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng. Thầy đã tận tình hướng dẫn, quan
tâm giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình thực hiện
khóa luận tốt nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo khoa Sinh – Môi trường, trường
Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng đã giúp đỡ và đóng góp ý kiến quý báu cho
em trong quá trình thực hiện đề tài cũng như những năm tháng học tập tại đây.
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè, những
người luôn động viên, hỗ trợ giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập và làm khóa
luận tốt nghiệp.
Đà Nẵng, ngày tháng năm 2015.
Sinh viên
18
18
3.1.1. Đặc điểm pH môi trường đất tại khu vực nghiên cứu 18
3.1.2. Hàm lượng mùn (OM) trong môi trường đất tại khu vực nghiên cứu 19
3.1.3. Hàm lượng nitơ tổng số trong môi trường tại khu vực nghiên cứu 21
3.1.4. Hàm lượng photpho tổng số trong môi trường tại khu vực nghiên cứu 22
3.1.5. Hàm lượng KLN Cu, Cd và Pb trong môi trường đất 23
27
Pheretima 28
Pheretima 32
35
1. Kết luận 35
2. Kiến nghị 35
37
42
Cd Cadmium
3.5.
Hàm lượng Cu, Cd và Pb trong mẫu đất tại khu vực
nghiên cứu
26
3.6.
Thành phần loài giun đất tại khu vực nghiên cứu
27
3.7.
Hàm lượng Cu, Cd và Pb trong cơ thể giun đất giống
Pheretima tại các khu vực nghiên cứu
29
hình
Tên hình
Trang
2.1.
Giun đất giống Pheretima
13
2.2.
Sơ đồ các khu vực nghiên cứu
14
2.3.
3.7.
Hàm lượng Pb trong đất qua các đợt thu mẫu
25
3.8.
Thành phần loài giun đất tại khu vực nghiên cứu
28
3.9.
Hàm lượng Cu trong giun đất qua các đợt thu mẫu
30
3.10.
Hàm lượng Cd trong giun đất qua các đợt thu mẫu
31
3.11.
Hàm lượng Pb trong giun đất qua các đợt thu mẫu
32
3.12.
Tương quan giữa Cd trong đất và trong cơ thể giun đất
33
3.13.
Tương quan giữa Cu trong đất và trong cơ thể giun đất
33
3.14.
Tương quan giữa Pb trong đất và trong cơ thể giun đất
33
1
1.
Công nghiệp hóa, hiện đại hóa là động lực để thức đẩy sự phát triển kinh tế
của nhiều địa phương. Tuy nhiên, các hoạt động phát triển công nghiệp này gây ra
[3], chính vì vậy việc đánh giá ô nhiễm kim loại nặng ở các khu vực xung quanh
các khu công nghiệp đặc biệt là các vùng sản xuất nông nghiệp là hết sức cần thiết.
Đề tài “Nghiên cứu hàm lượng một số kim loại trong đất và một số loài giun
đất tại vùng sản xuất nông nghiệp xung quanh khu công nghiệp Hòa Cầm, TP.Đà
Nẵng” nhằm đánh giá hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng trong đất và sự tích lũy
trong một số loài giun đất. Từ đó, có những đánh giá và đề xuất khả năng sử dụng
các loài giun đất trong việc chỉ thị ô nhiễm các kim loại nặng.
Đánh giá hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng (Đồng (Cu), Cadium (Cd) và Chì
(Pb)) trong vùng đất nông nghiệp xung quanh khu công nghiệp Hòa Cầm.
Đánh giá tích lũy một số kim loại nặng ở một số loài giun đất (giống
Phertima) tại khu vực nghiên cứu và đánh giá mối liên hệ giữa hàm lượng kim loại
nặng trong đất và trong một số loài giun đất. Từ đó, đề xuất hướng sử dụng giun đất
chỉ thị ô nhiễm một số kim loại nặng (Cu, Cd và Pb) trong môi trường đất.
Cung cấp số liệu thành phần loài bổ sung cho khu hệ giun đất của khu vực Tp
Đà Nẵng. Đánh giá mức độ tích lũy kim loại nặng trong giun đất nhằm củng cố cơ
sở khoa học cho phương pháp sử dụng giun đất chỉ thị ô nhiễm KLN trong đất. 3
.
1.1. S
1.1.1. Khái niệm và sự tích lũy kim loại nặng trong đất
Kim loại nặng là những kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5g/cm
3
.
Chúng có thể tồn tại trong khí quyển (dạng hơi), thuỷ quyển (các muối hoà
tan), địa quyển (dạng rắn không tan, khoáng, quặng, ) và sinh quyển (trong cơ
thể con người, động thực vật). Cũng như nhiều nguyên tố khác, các KLN có thể
. Trong tự nhiên Pb tồn tại dưới dạng quặng PbS, PbCO
3
,
PbSO
4
.
Con người tiếp xúc và ngộ độc chì từ các nguồn: dùng xăng pha chì, sơn
có chì, ống chì trong hệ thống cấp nước, các quá trình khai mỏ, luyện chì và
các chất đốt có chì. Các nguồn khác phát thải chì bao gồm các đường hàn trong
bình đựng thức ăn, men sứ gốm, acquy, pin và đồ mỹ phẩm [3].
Chì đặc biệt độc hại đối với não và thận, hệ thống sinh sản và hệ thống
tim mạch của con người. Khi bị nhiễm độc chì thì sẽ ảnh hưởng có hại tới chức
năng của trí óc, thận, gây vô sinh, sẩy thai và tăng huyết áp. Đặc biệt chì là mối
nguy hại đối với trẻ em. Ở trẻ em, nồng độ chì trong máu vượt quá 80
µg/100ml, thường kèm đau bụng, kích thích sau đó li bì ngủ lịm, chán ăn, nhợt
nhạt (do thiếu máu), nói líu nhíu không rõ. Trẻ em có thể lên cơn co giật và
chết não do bị phù nề và suy thận trong trường hợp nhiễm độc nặng [8].
1.1.2.2. Độc tính của Cadmium (Cd)
Cadmium kí hiệu hóa học là Cd, khối lượng nguyên tử là 112,4 đ.v, có khối
lượng riêng d = 8,642 g/cm
3
. Dạng tồn tại chủ yếu của Cadmium trong tự nhiên là
các muối CdCl
2
và CdSO
4
.
Cadmium là một kim loại độc có trong tự nhiên với nồng độ thấp, được
khám phá ra từ năm 1917, nhưng từ 1930 mới được sử dụng với số lượng đáng
kể. Sản lượng Cadmium trên thế giới là 18000 đến 25000 tấn/năm. Cadmium
một loại vi chất dinh dưỡng thiết yếu trong sự phát triển của cả hai loài thực vật và
động vật. Đối với con người, đồng có vai trò đặc biệt quan trọng trong việc sản xuất
hemoglobin trong máu. Ở thực vật, kim loại đồng có vai trò rất lớn trong khả năng
kháng bệnh và điều tiết nước. Chúng thực sự là cần thiết, nhưng với liều lượng cao,
đồng có thể gây ra thiếu máu, gan và tổn thương thận và dạ dày và kích thích đường
ruột. Khả năng hòa tan của đồng được tăng lên đáng kể ở pH 5,5 và khá gần với đất
nông nghiệp (có pH lý tưởng là 6,0 - 6,5) [35].
1
1.2.1. Trên thế giới
Ô nhiễm môi trường bởi các KLN diễn ra phổ biến trên thế giới. Ô nhiễm
KLN, đặc biệt là KLN trong đất thường gây hậu quả nghiêm trọng, ảnh hưởng lâu
dài và tốn nhiều chi phí khi khắc phục, xử lý.
Tại Ấn Độ, hàm lượng Hg trong môi trường đất và nước ngầm tại thành phố
công nghiệp Vapi phía Nam Ấn Độ cao gấp 96 lần so với tiêu chuẩn của tổ chức Y
tế thế giới (WHO) [15], các KLN khác như chì, crom, cadmium, đồng, niken cũng
hiện diện trong môi trường. Nồng độ của các kim loại đồng, chì, niken và kẽm trong
6
nước thải trong các kênh ở khu vực này thường khoảng 20-50 µg/l, gấp hàng ngàn
lần so với những gì đã có sẵn trong tự nhiên [42].
Một trong những khu vực tập trung những lò nấu chảy kim loại nặng lớn nhất
thế giới là thành phố Norils (Nga). Tại đây, có hơn 4 triệu tấn cadimi, đồng, chì,
niken, thạch tín, selen và kẽm phát thải ra không khí mỗi năm. Các mẫu thử không
khí khi nghiên cứu ở vùng này đều có mức nhiễm đồng, niken vượt quá chuẩn tối đa
cho phép, số người tử vong vì các bệnh hô hấp đều ở mức cao [15].
Nồng độ chì trong đất đô thị ở Cosenza-Rende (miền nam nước Ý) đã được
khảo sát theo phương pháp X-Ray Fluorescence Spectrometry và địa thống kê.
Ilaria Guagliardi đã tiến hành nghiên cứu cấu trúc và không gian nhằm đánh giá rủi
ro của nồng độ chì trong đất ở đô thị này. Kết quả cho thấy, đất ở vùng này có giá
trị nồng độ chì cao hơn các giá trị quy chuẩn liên quan đến ô nhiễm đất nước này
với chì. Những khu vực bị ô nhiễm là khá lớn và có khả năng sự ô nhiễm này sẽ tạo
của những trang trại trong vùng Hommachi đã bị ô nhiễm KLN cao. Nồng độ Cd
thu được gấp gần 3 lần tổng nồng độ Cd trung bình trong đất của Nhật Bản. Theo
nghiên cứu, những trang trại thuộc khu vực này đã bị ô nhiễm bởi nước tưới từ kênh
thủy lợi Fuchu. Ngoài ra, nghiên cứu chỉ ra rằng lúa mì có sự hấp thụ và tích lũy Cd
hơn lúa tại khu vực này [38].
Trong những năm gần đây, ô nhiễm KLN trong đất đô thị và nông nghiệp của
Trung Quốc diễn biến rất phức tạp. Tình hình ô nhiễm càng trở nên tệ hơn với sự
phát triển của hoạt động công nghiệp. Theo điều tra quốc gia về ô nhiễm đất, được
thực hiện bởi bộ bảo vệ môi trường và bộ tài nguyên đất đai của Trung Quốc, gần 4
triệu ha đất canh tác đã bị ô nhiễm vừa phải hoặc nặng, chiếm khoảng 2,9% diện
tích đất canh tác của Trung Quốc. Tỷ lệ đất vượt quá tiêu chuẩn môi trường đạt
16,1%, trong đó tỷ lệ cho sự ô nhiễm nhẹ, vừa, trung bình và nặng tương ứng là 11,
2%; 2,3%; 1,5% và 1,1%. Hầu hết ô nhiễm đất là vô cơ (82,8%) và hầu hết các chất
gây ô nhiễm bao gồm Cd, Ni, Cu, As, Hg, Pb, DDT và PAHs [41].
1.2.2. Tại Việt Nam
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của quá trình công nghiệp hóa đất nước, chất
thải công nghiệp cũng đang ngày một gia tăng về số lượng, đa dạng về chủng loại
gây ô nhiễm môi trường nói chung và môi trường đất nói riêng. Ô nhiễm kim loại
nặng do nước thải công nghiệp đang là một vấn đề rất bức xúc của môi trường Việt
Nam. KLN là loại rất khó xử lí để loại bỏ ra khỏi nguồn đất bị nhiễm kim loại, đây
8
chính là nguy cơ tiềm ẩn đe dọa đến sức khỏe của con người và hệ sinh thái xung
quanh.
Qua nghiên cứu đánh giá hàm lượng kim loại nặng (As, Cd, Pb, Cu, Zn) trong
môi trường đất tại làng nghề đúc nhôm, chì Văn Môn – Yên Phong – Bắc Ninh cho
thấy hàm lượng Cd tổng số trong 23 mẫu đất phân tích có 9 mẫu vượt quá TCCP
(chiếm 31,13 % tổng số 23 mẫu), trong đó 8 mẫu là đất nông nghiệp và một mẫu đất
dùng cho mục đích sinh hoạt, vui chơi giải trí. Hàm lượng Pb trong số 23 mẫu có 6
mẫu vượt quá TCCP (chiếm 31,13%). Hàm lượng Cu có 8 mẫu đất trong tổng số 23
mẫu dùng cho mục đích nông nghệp vượt quá TCCP (chiếm 34,78%). Hàm lượng
càng trở nên cấp thiết cho việc kiểm soát ô nhiễm. Chính vì vậy, cần có những
phương pháp hữu hiệu hơn trong việc theo dõi diễn biến của ô nhiễm. Các phương
pháp có thể cho biết những thay đổi trong môi trường sống của sinh vật do KLN và
sự tác động tổng hợp của các yếu tố ô nhiễm môi trường đến sinh vật, những
phương pháp mang tính bền vững, lâu dài như sử dụng sinh vật chỉ thị [44].
1.3. T
và
1.3.1. Trên thế giới
Năm 1988 Morgan JE và Morgan AJ đã tiến hành nghiên cứu khả năng sử
dụng 2 loài giun đất Lumbricus rebellus và Dendrodrilus rubidus để chỉ thị ô
nhiễm kim loại (Cd, Cu, Pb và Zn ) ở một số vùng đất tại nước Anh. Kết quả cho
thấy, nồng độ Cd trong giun cao hơn trong đất và ngược lại, nồng độ Pb trong giun
thấp hơn nồng độ Pb trong đất ở cả 2 loài. Nghiên cứu cũng chỉ ra được sự tương
quan giữa hàm lượng kim loại nặng trong giun và đất, nồng độ Cd trong đất quyết
định đến 82-86% sự biến thiên nồng độ Cd trong giun đất; tương tự đối với Pb, Cu
là 52-58% và 11-32%. Morgan cho rằng pH đất và nồng độ Canxi (Ca) trong đất đã
có một số ảnh hưởng lớn đến sự tích lũy Pb. Có thể giải thích rằng, pH và nồng độ
Ca trong đất đã ảnh hưởng đến mức độ linh động của các ion KLN có trong đất
[29].
Trong một nghiên cứu về sự ô nhiễm kim loại nặng tại thành phố Abeokuta
(Nigeria) năm 2000, O. Bamgbose và cộng sự đã cho thấy được mối tương quan
giữa nồng độ kim loại nặng (Zn, Pb, Mn, Cu, Cd và Cr) trong đất và ở giun đất (loài
Libyodrilus violaceus). Các mẫu được lấy từ các vùng không ô nhiễm có nồng độ
kim loại nặng trung bình trong giun cao hơn trong các mẫu đất (ngoại trừ Cd và Cr),
10
lần lượt được thể hiện: Zn: 7,02 – 6,74; Pb: 5,04 – 4,94; Mn 10,54 - 10,41; Cu: 1,03
- 1,60; Cd: 0,80 - 0,81 và Cr: 0,55- 0,49 mg/g. Tỷ lệ nồng độ kim loại trong giun đất
đối với các mẫu đất ít có sự thống nhất. Độ linh hoạt của kim loại nặng trong đất
cũng đồng thời được xác định bằng độ pH của đất và các chất hữu cơ trong đất
chiếm xu thế tại các bãi rác khác nhau. Trong nghiên cứu này, nồng độ ion kim loại
với hàm lượng mùn (OM ) của đất. Từ số liệu thu thập được cho thấy loài A. icteria
tích lũy kim loại nặng trong Cd > Zn = Ni> Pb> Cu = Cr, phù hợp với dữ liệu từ các
nghiên cứu tương tự (kamitani and kaneko, 2007) [30].
1.3.2. Tại Việt Nam
Trên thế giới, từ năm 1988 đã có những nghiên cứu về chỉ thị giun đất. Tuy
nhiên ở Việt Nam, một số nghiên cứu của Lê Đức (2005), Huỳnh Thị Kim Hối
(2007) mới chỉ nghiên cứu ảnh hưởng của KLN đến giun đất hoặc về mối liên hệ
giữa tính chất đất với sự phân bố, thành phần các loài giun đất. Việc sử dụng giun
đất làm chỉ thị ô nhiễm KLN vẫn là một hướng nghiên cứu mới mẻ đối với nhiều
nhà khoa học.
Đến năm 2010, nghiên cứu sử dụng 2 loài giun đất Pontoscolex corethrurus và
Pheretima modigliani như những chỉ thị sinh học để kiểm tra sự ô nhiễm của các
kim loại nặng ( Cd, Pb, Cu ) trong đất khu vực xung quanh khu công nghiệp Hòa
Khánh, thành phố Đà Nẵng của Nguyễn Văn Khánh và cộng sự đã khẳng định, sự
tích lũy kim loại nặng ở 2 loài là khác nhau. Nồng độ tích lũy kim loại Cu ở loài
Pontoscolex corethrurus là cao hơn loài Pheretima modigliani và ngược lại so với
sự tích lũy Cd, đối với Pb sự khác biệt này là tương đối nhỏ. Sự khác nhau trong
khả năng tích lũy sinh học được cho rằng có thể là do sự khác nhau trong tập tính,
khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng, sự phân bố của các kim loại nặng trong đất. Qua
các phép kiểm tra tương quan tuyến tính giữa hàm lượng kim loại nặng trong đất và
trong giun, nghiên cứu cho thấy rằng các kim loại nặng tích lũy trong giun tăng
cùng với sự gia tăng hàm lượng kim loại nặng trong đất. Điều đặc biệt, mối tương
quan giữa hàm lượng kim loại nặng trong đất và trong loài Pheretima modigliani
lên đến 83,04 % (P < 0,001). Điều này cho thấy, việc sử dụng các loài giun đất để
chỉ thị ô nhiễm kim loại nặng trong đất là hoàn toàn có thể. Nghiên cứu cũng cho
rằng sự tích lũy lim loại nặng ở giun đất còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: loài
giun, trạng thái chất ô nhiễm trong đất, tuổi giun và sự thay đổi của mùa [16].
Trong quá trình nghiên cứu, đánh giá hàm lượng Cd và Pb tích lũy trong môi
12
trường đất và trong các loài giun đất (giống Pheretima) ở khu công nghiệp Hòa
13
.
NGH
Đối tượng nghiên cứu là các loài Giun đất thuộc giống Pheretima, họ
Megascolecidae, bộ Lumbricimorpha thuộc lớp giun ít tơ Oligochaeta, ngành giun
đốt (Annelida) sống trong đất xung quanh khu công nghiệp Hòa Cầm, thành phố Đà
Nẵng. Đề tài được thực hiện từ tháng 10 năm 2014 đến tháng 4 năm 2015 tại các
khu vực xung quanh KCN Hòa Cầm, cụ thể: KV1 (tổ 7- phường Hòa Thọ Tây),
KV2 (tổ 5- Phường Hòa Thọ Đông), KV3 (tổ 25- Phường Hòa Thọ Tây). Mỗi khu
vực chọn 3 điểm để thu mẫu, mỗi điểm cách nhau ít nhất 2 m. Tiến hành thu mẫu
vào 2 đợt, đợt 1 (tháng 10 năm 2014), đợt 2 (tháng 1 năm 2015).
Hình 2.1. Giun đất giống Pheretima
14
A2 = 10 – 20 cm ) cho đến khi không còn thu được giun [25].
15 Hình 2.3. Phẫu diện thu mẫu
Mẫu được bảo quản trong túi vải có chứa đất tại điểm thu, có dây rút và ghi nhãn
đầy đủ về thời gian, địa điểm, sinh cảnh sau đó đựng trong thùng xốp để chuyển về
phòng thí nghiệm, tiếp đó mẫu giun sẽ được làm sạch và cuốn vào vải trắng. Mẫu được
bảo quản trong cồn 70
0
trước khi phân loại tại phòng thí nghiệm Công nghệ môi
trường, khoa Sinh - Môi Trường, trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng .
độ đến 1000 ml) gấp năm lần thể tích mẫu thử. Rồi lắc mẫu bằng máy lắc chờ ít
nhất 1 giờ. Sau đó đo pH bằng máy đo pH. Đọc giá trị khi máy ở trạng thái ổn định,
lấy đến 2 chữ số thập phân [7].
Xử lý mẫu đất: áp dụng theo TCVN 6649:2000 về Chất lượng đất – Chiết các
nguyên tố vết tan trong nước cường thủy [6]. Cân 1 gam mẫu đất khô, cho vào ống
Copyright: Tài liệu đại học ©