i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và các kết quả nghiên cứu trong khóa
luận tốt nghiệp này là trung thực và chưa hề được sử dụng.
Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện khóa luận tốt
nghiệp này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong khóa luận tốt
nghiệp này đã được ghi rõ nguồn gốc.

Hà Nội, ngày 29 tháng 4 năm 2014
Sinh viên

Nguyễn Thị Thúy

ii

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp, ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi
đã nhận được rất nhiều sự quan tâm giúp đỡ nhiệt tình của các tập thể, cá
nhân trong và ngoài trường.
Trước hết, tôi xin chân thành cám ơn thầy giáo TS. Nguyễn Thế Bình,
giảng viên bộ môn Vi sinh vật, Khoa Môi Trường, Trường Đại học Nông
nghiệp Hà Nội đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo cho tôi trong suốt quá trình
thực hiện khóa luận tốt nghiệp.
Tôi xin chân thành cám ơn các thầy cô giáo, cán bộ phòng thí nghiệm
của Bộ môn Vi sinh vật đã tận tình giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài
Xin chân thành cám ơn các thầy cô giáo, cán bộ, công nhân viên bộ
môn Khoa học Đất, Khoa Quản lý đất đai và phòng phân tích JICA đã tạo mọi
điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện khóa luận.
Xin chân thành cảm ơn tới các bác, các chú lãnh đạo UBND xã Chỉ
Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên đã giúp đỡ tôi trong quá trình thu thập

vật 15
2.2.1. Cơ sở khoa học của biện pháp xử lý ô nhiễm bằng thực vật 15
2.2.2. Giả thuyết giải thích cơ chế của công nghệ xử lý ô nhiễm bằng thực vật
16
2.2.3. Công nghệ xử lý 17
2.2.3.1. Công nghệ cố định chất ô nhiễm bằng thực vật (Phytostabilation) 17
2.2.3.2. Công nghệ chuyển dạng chất ô nhiễm (Phytotransformmation) 18
2.2.3.3. Công nghệ thoát hơi qua lá cây (Phytovolatilization) 18
2.2.3.4. Công nghệ chiết đất (Phytoextraction) 18
2.2.3.5. Công nghệ xử lý bằng vùng rễ (Rhizosphere Bioremediation) 19
2.3. Hiệu quả của việc xử lý đất ô nhiễm đất bằng công nghệ sinh học 19
iv

2.3.1. Cây cải xoong 20
2.3.2. Cỏ Vetiver 21
2.3.3. Dương xỉ 26
2.3.4. Cây đơn buốt, mương đứng và dừa nước 29
2.3.5. Một số loại cây khác 30
Phần 3: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
32
3.1. Đối tượng nghiên cứu 32
3.2. Phạm vi nghiên cứu 32
3.3. Nội dung nghiên cứu 32
3.4. Phương pháp nghiên cứu 32
Phần 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 36
4.1. Đặc điểm chung về địa bàn nghiên cứu 36
4.1.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh
Hưng Yên 36
4.1.1.1. Điều kiện tự nhiên của xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên
36

Công thức
3
ĐHNN
Đại học Nông nghiệp
4
IWMI
The International Water Management
Institute (Viện quản lí nước quốc tế)
5
KCN
Khu công nghiệp
6
KLN
Kim loại nặng
7
QCVN
Quy chuẩn Việt Nam
8
SKK
Sinh khối khô
9
TCCP
Tiêu chuẩn cho phép
10
TCVN
Tiêu chuẩn Việt Nam
vii

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Hàm lượng kim loại nặng trong đất và một số loại đá mẹ 4

Hình 4.1: Quá trình phá dỡ bình ắc quy rất thủ công……………………39
Hình 4.2: Axít từ những bình ắc quy hỏng được xả thẳng ra môi trường 39
Hình 4.3: Bào tử nấm rễ quan sát trên kính hiển vi soi nổi……………….44
Hình 4.4: Khả năng xâm nhiễm của nấm rễ vào rễ cây dương xỉ 45
Hình 4.5: Ảnh hưởng của chế phẩm Mycoroot tới sự tích lũy chì trong thân
lá dương xỉ sau 40 ngày trồng 50
Hình 4.6: Ảnh hưởng của chế phẩm Mycoroot tới sự tích lũy chì trong rễ
cây dương xỉ sau 40 ngày trồng 51
Hình 4.7: Hàm lượng chì tổng số còn lại trong đất………………………55
Hình 4.8: Hàm lượng chì dễ tiêu trong đất sau thí nghiệm.………………57
1

Phần 1: ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay, ô nhiễm môi trường đang là vấn đề nóng bỏng trên toàn cầu.
Một trong những vấn đề đáng quan tâm và đang đe dọa sức khỏe con người là
ô nhiễm kim loại nặng trong đất. Nguồn phát thải các kim loại nặng rất đa
dạng, có thể do: sự phát thải từ các làng nghề tái chế kim loại, chất thải từ các
nhà máy – khu công nghiệp, hoạt động khai mỏ, do sử dụng không hợp lí các
loại phân bón, hóa chất bảo vệ thực vật,…Ô nhiễm kim loại nặng do sự phát
thải từ các làng nghề tái chế kim loại đang là vấn đề lớn ở nhiều quốc gia trên
thế giới trong đó có Việt Nam do những tác động nguy hiểm đến hệ sinh thái
nói chung và con người nói riêng.
Theo các nhà chuyên môn, hàm lượng chì thải ra ở Đông Mai ở mức
đáng lo ngại: trong nguồn nước, mức trung bình là 0,77mg/l, vượt quá tiêu
chuẩn cho phép từ 7,7 - 15 lần. Ở nơi ao hồ đãi và đổ xỉ hàm lượng là
3,278mg/l; vượt quá tiêu chuẩn cho phép từ 32 - 65 lần. Còn trong đất, hàm

nấm rễ cộng sinh (AMF - Arbuscular Mycorhyzal Fungi). Cộng sinh nấm rễ
cũng được coi là chìa khóa để cây trồng sống sót trong đất ô nhiễm bằng cách
tăng cường sức đề kháng kim loại trong các cây trồng và cũng bởi cải thiện sự
hấp thu chất dinh dưỡng cần thiết. Do đó, việc lợi dụng mối quan hệ cộng
sinh giữa một số loài thực vật với nấm AMF để xử lý ô nhiễm kim loại nặng
được coi là phương pháp rất có triển vọng. Điều đó đặt ra một yêu cầu là cần
có những nghiên cứu đầy đủ về hiệu quả về vấn đề này, do đó tôi tiến hành
nghiên cứu đề tài:“Nghiên cứu sử dụng mối quan hệ cộng sinh giữa dương xỉ
và nấm rễ cộng sinh (AMF) để xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong đất tại thôn
Đông Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên”.
1.2. Mục tiêu và yêu cầu nghiên cứu của đề tài
1.2.1. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
 Tìm hiểu một số tính chất đất của khu vực nghiên cứu
 Đánh giá khả năng chống chịu và hấp thu Pb của cây dương xỉ cộng
sinh với nấm rễ AMF trong điều kiện thí nghiệm chậu vại.
1.2.2. Yêu cầu
3

 Xác định được một số chỉ tiêu lí hóa học của đất tại khu vực nghiên cứu
 Tiến hành thí nghiệm chậu vại để đánh giá ảnh hưởng của chế phẩm
nấm rễ cộng sinh đến sự chống chịu, hấp thu chì của cây dương xỉ
4

Phần 2: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
2.1. Hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng trong đất sản xuất nông nghiệp
2.1.1. Trên thế giới
Ô nhiễm môi trường nói chung và ô nhiễm đất nói riêng đã và đang thu
hút được nhiều sự quan tâm của mọi quốc gia trên thế giới. Không chỉ riêng
Việt Nam mà tất cả các nước khác trong quá trình phát triển đều phải đối mặt
với nguy cơ ô nhiễm đất ngày càng trầm trọng và một trong những nguyên

0,05
0,035
0,13-
0,22
0,13
0,09-
0,2
Cu
2-100
40
5-30
2-10
60-120
15-80
10-30
Pb
2-200
18 - 25
5-10
3-10
3-8
12-15
15-24
Zn
10-300
80-120
15-30
10-25
80-120
40-100
6

Bảng 2.2: Hàm lƣợng kim loại nặng trong một số loại đất ở khu mỏ
hoang Songcheon
Đơn vị: ppm
Nguyên
tố
Bãi thải quặng
Đất vùng núi
Đất trang trại
Đát bình thường
trên thế giới
As
3584 – 143813
695 – 3082
7 – 626
6,0
Cd
2,2 – 20
1,32
0,75
0,35
Cu
30 – 749
36 – 89
13 – 673
30
Pb

7

Kinh tế Trung Quốc trong những năm gần đây có bước phát triển mạnh
mẽ nhưng cũng kéo theo nhiều hệ lụy về môi trường. Ô nhiễm KLN trong đất
nông nghiệp ở quốc gia này ngày càng mở rộng và nghiêm trọng hơn. Theo
ông Đổng Tiềm Minh, chuyên gia Sở Nghiên cứu địa chất tỉnh Hồ Nam, tình
hình ô nhiễm đất nông nghiệp Trung Quốc là hết sức gay go. 1/5 đất canh tác
của Trung Quốc đã bị ô nhiễm KLN, trong đó có 11 tỉnh và 25 vùng đất canh
tác bị ô nhiễm Cd. Tại các vùng Hồ Nam, Giang Tây, phía nam Trường Giang
vấn đề này đang nổi cộm. Theo thống kê của gần 5.000 bản luận văn trong
hơn 30 năm qua đã chỉ rõ ở các vùng xung quanh khu mỏ, khu nhà máy công
nghiệp, thành phố thị trấn, hai bên đường cao tốc, hầu như đất đều bị ô
nhiễm với mức độ khác nhau. Qua điều tra năm 2009, Hồ Nam có đến 25%
diện tích đất canh tác của tỉnh bị ô nhiễm KLN. Tương tự như vậy, 2 tỉnh
Quảng Tây, Quảng Đông, tại các điểm điều tra chất lượng môi trường thổ
nhưỡng có nhiều loại nguyên tố KLN đều vượt chuẩn cho phép (Bộ Tài
Nguyên và Môi trường, 2013). Qua kiểm tra, lúa mỳ trồng ở Thiên Anh chứa
lượng chì cao gấp 24 lần TCCP của Trung Quốc, đã cho thấy trong đất sản
xuất nông nghiệp ở đây đã tích lũy một lượng đáng kể nguyên tố Pb [33].
Một trong những nguyên nhân đóng ghóp không nhỏ vào tình trạng ô
nhiễm đất bởi các nguyên tố KLN ở Trung Quốc đã được chứng minh là do
chế độ canh tác nông nghiệp bất hợp lý: Quá trình dài lạm dụng phân hóa học,
thuốc sâu, thuốc diệt cỏ, màng mỏng ni lông. Trong các hóa chất này đều
chứa hàm lượng KLN, nhất là trong nông dược. Lượng nông dược Trung
Quốc sử dụng đến 1,3 triệu tấn gấp 2,5 lần mức bình quân của thế giới. Qua
tính toán, lượng nông dược sử dụng hàng năm chỉ có xấp xỉ 0,1% có tác dụng
trực tiếp phòng trừ sâu bệnh, còn lại 99,9% ảnh hưởng tới hệ sinh thái, gây ô
nhiễm môi trường đất… [33].
Lạm dụng hóa chất nông nghiệp thời gian dài làm cho các vi khuẩn có
ích (vi khuẩn có năng lực phân giải KLN) trong đất bị giảm sút, chất lượng


Tại Thái Nguyên, ở 4 vùng khai thác mỏ đặc trưng: mỏ than Núi Hồng,
mỏ sắt Trại Cau, mỏ chì - kẽm ở làng Hích (xã Tân Long, huyện Đồng Hỷ) và
mỏ thiếc ở núi Pháo (xã Hà Thượng, huyện Đại Từ) đang là những điểm nóng
về môi trường, bởi ở đây không chỉ có thiếc, chì, kẽm mà còn có Asen và
Cadimi là hai kim loại nặng có ảnh hưởng rất lớn đối với sức khỏe của con
người. Trong đó mẫu đất tại xã Tân Long có chứa hàm lượng cao các nguyên
tố Pb, Zn, và Cd; mẫu đất tại xã Hà Thượng tập trung nhiều As. Nhìn chung,
hàm lượng các kim loại Pb, Zn, As, Cd trong đất cao gấp nhiều lần mức cho
phép. Tại Hà Thượng, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên hàm lượng As trong
một số mẫu đất cao hơn quy chuẩn cho phép là 1262 và 467 lần, tương ứng.
Tại huyện Yên Lãng, hàm lượng As trong đất cao hơn quy chuẩn cho phép
của Việt Nam là 308 lần (Bộ khoa học và công nghệ, 2013) [26].
Bảng 2.3: Hàm lƣợng kim loại nặng trong đất ở khu vực khai thác thiếc
xã Hà Thƣợng – Đại Từ - Thái Nguyên
Ký hiệu mẫu
As (mg/kg)
Pb (mg/kg)
Cd (mg/kg)
Zn (mg/kg)
HT1
2049,88
192,52
0,50
127,64
HT2
5606,31
383,31
0,69
165,28

200
(Nguồn: Lương Thị Thúy Vân, 2012)[19]
10

Kết quả phân tích hàm lượng KLN trong đất ở khu vực khai thác thiếc
xã Hà Thượng – Đại Từ - Thái Nguyên cho thấy, các nguyên tố As, Pb, Cd,
Zn đều có mặt trong tất cả các mẫu nghiên cứu. Tuy nhiên, ở khu vực này
đáng chú ý là hàm lượng As ở 7 mẫu phân tích đều cao hơn TCCP nhiều lần.
Có 5/7 mẫu đất chứa hàm lượng Pb vượt TCCP [19].
Khi nghiên cứu về về đất bị ô nhiễm KLN ở một số khu vực Việt Nam,
tác giả Đặng Thị An và cộng sự (2008) tiến hành phân tích hàm lượng chì và
cadimi trong đất tại làng Hích, xã Tân Long, Đại Từ, Thái Nguyên. Kết quả
nghiên cứu cho thấy hàm lượng Pb và Cd đạt cao nhất ở trong khu bãi thải
(5300 – 9200 ppm và 5,9 – 9,05 ppm), đất vườn nhà dân khu vực này có hàm
lượng thấp nhất. Khu vực bãi thải cũ có hàm lượng cao nhất ở trong bãi thải
(1100 – 13000 ppm và 11,34 – 61,04 ppm) sau đó là các ruộng lúa (1271 –
3953 ppm và 2,30 – 42,90 ppm). Ngay cả nhà dân gần khu vực cũng có hàm
lượng chì và Cadimi cao hơn nhiều lần TCCP [3].
Bảng 2.4: Hàm lƣợng chì và cadimi trong đất tại Làng Hích
STT
Địa điểm
Hàm lượng so với trọng lượng khô
(ppm)
Pb
Cd
1
Bãi thải mới
5300 – 9200
5,9 – 9,05
2

biệt có mẫu (TL4) hàm lượng As, Cd rất cao, hàm lượng As là 949,15 mg /kg
vượt quá giới hạn 79 lần và hàm lượng Cd là 195,20 mg/kg vượt quá giới hạn
tới 97,6 lần [19]
Bảng 2.5: Hàm lƣợng kim loại nặng trong đất ở khu vực khai thác qặng
Pb – Zn xã Tân Long – Đồng Hỷ - Thái Nguyên
Ký hiệu mẫu
As (mg/kg)
Pb (mg/kg)
Cd(mg/kg)
Zn (mg/kg)
TL1
0,04
0,035
0,94
1,2
TL2
196,76
13028,00
55,94
9863,00
TL3
5,57
81,500
0,70
103,90
TL4
949,15
2991,50
195,20
2313,60

trường.
Trong nghiên cứu của mình, tác giả Cao Việt Hà (2012) đã cho thấy
hàm lượng chì trong đất nông nghiệp huyện Văn Lâm có 10 mẫu trong tổng
số 50 mẫu đất nghiên cứu bị ô nhiễm chì. Đặc biệt có hai mẫu lấy gần thôn
Đông Mai và thôn Nghĩa Lộ thuộc xã Chỉ Đạo có hàm lượng chì rất cao vượt
10 – 13 lần so với QCVN 03:2008/BTNMT. Hai mẫu đất này lấy ở khoảng
cách 1 km tới nguồn thải. Như vậy, có thể thấy sự ô nhiễm chì ở làng nghề
này đã lan truyền đi tương đối xa. Tám mẫu đất bị ô nhiễm còn lại được lấy
tại các ruộng gần khu công nghiệp (KCN) Phố Nối A và Khu công nghiệp
Tân Quang. Các mẫu đất lấy ở khu vực xa các làng nghề và các KCN đều có
hàm lượng chì thấp hơn QCVN rất nhiều [7].
Sau khi phân tích các mẫu kim loại Cu, Zn, Pb ở dạng tổng số và dạng
dễ tiêu từ 24 mẫu đất thu được ở thôn Đông Mai (xã Chỉ Đạo, huyện Văn
Lâm, tỉnh Hưng Yên) Phan Quốc Hưng và cộng sự (2010) đã cho thấy 100%
các mẫu có hàm lượng Cu và Pb vượt TCCP; 58,33% mẫu có hàm lượng Zn
vượt ngưỡng cho phép (hàm lượng tổng số của Cu vượt ngưỡng từ 1,5 đến 2,7
lần; hàm lượng tổng số của Pb vượt ngưỡng từ 11,9 đến 18,7 lần; hàm lượng
tổng số của Zn xấp xỉ ngưỡng cho phép). Nghiêm trọng hơn, hàm lượng dễ
tiêu - dạng linh động của đồng và chì cũng rất cao, dao động từ 39,62 đến
83,57 mg/kg đất đối với đồng (vượt ngưỡng cho phép đối với Cu tổng số từ
0,79 đến 1,67 lần) và từ 485,62 đến 620,03 mg/kg đối với Pb (vượt ngưỡng
cho phép đối với chì tổng số từ 6,94 đến 8,86 lần) [9].
Ngoài xã Chỉ Đạo, sự ô nhiễm kim loại nặng diễn ra ở các làng nghề tại
huyện Văn Lâm diễn ra khá phổ biến. Các tác giả Lê Đức và Lê Văn Khoa
(2001) tiến hành phân tích một số mẫu đất ở làng nghề tái chế đồng thuộc xã
Đại Đồng (Văn Lâm, Hưng Yên) cho thấy: hàm lượng Cu từ 43,68 – 69,68
13

mg/kg; Pb từ 147,06 – 661 mg/kg; Zn từ 23,6 – 62,3 mg/kg (thuộc loại đất có
hàm lượng Zn di động cao) [5].

Bảng 2.6: Kết quả phân tích một số chỉ tiêu kim loại nặng trong đất nông
nghiệp xã Tây Tựu, huyện Từ Liêm, Hà Nội
Mẫu
Cu
Zn
Pb
Cd
As
Hg
1
38,06
36,54
3,76
1,75
0,74
0,167
2
38,88
27,91
2,97
2,86
1,33
0,155
3
36,67
32,78
1,84
2,94
2,14
0,079

30,18
2,05
2,67
0,96
0,085
9
37,62
47,52
2,14
1,46
2,16
0,137
10
43,27
43,62
1,46
2,81
1,85
0,061
TCCP
50
200
70
2
12
0,3
(Nguồn: Nguyễn Xuân Hải, Dương Tú Oanh, 2006) [8]
15

Kết quả nghiên cứu bước đầu về ô nhiễm môi trường nông nghiệp xã

Biện pháp xử lý ô nhiễm bằng thực vật dựa vào chức năng và cơ chế
vốn có của thực vật gồm: tích lũy, hấp thu và biến đổi chất hữu cơ, sự chuyển
hóa enzym trong thực vật, sự lấy đi và phân bố các chất cũng như quá trình
phân hủy và chuyển hóa, thoát hơi của thực vật.
- Thực vật có khả năng hấp thụ và biến đổi các chất hữu cơ được cây
hấp thụ và biến đổi theo các hình thức lấy đi theo sản phẩm thu hoạch hoặc
phân bố lại trong các bộ phận khác nhau, chuyển hóa trao đổi chất hoặc thoát
hơi.
- Sự chuyển hóa enzym trong thực vật: chất ô nhiễm từ môi trường
được thực vật hấp thụ rồi tham gia vào quá trình trao đổi chất và chuyển hóa
trong cây, lắng đọng trong không bào, thành tế bào.
- Quá trình phân hủy và chuyển hóa của thực vật: quá trình thực vật
phân hủy các chất ô nhiễm thông qua việc trao đổi chất và chuyển hóa bên
trong thực vật hoặc nhờ enzym do rễ tiết ra.
- Quá trình tinh lọc các chất: khả năng thực vật tập trung tích lũy kim
loại nặng từ môi trường vào trong rễ, lá sau đó lấy ra khỏi môi trường qua thu
hoạch.
- Quá trình cố định các chất qua rễ thực vật rồi chuyển hóa tích lũy
trong rễ hoặc trên bề mặt rễ hoặc vùng quyển của bề mặt rễ
- Quá trình thoát hơi ở thực vật: Đây là quá trình lấy đi, vận chuyển
cùng giải phóng các chất ô nhiễm hoặc dạng biến thể của chúng vào khí
quyển qua sự thoát hơi nước của thực vật.
2.2.2. Giả thuyết giải thích cơ chế của công nghệ xử lý ô nhiễm bằng thực
vật [11][16]
17

- Giả thuyết sự hình thành phức hợp: cơ chế loại bỏ các kim loại độc
của các loài thực vật bằng cách hình thành một phức hợp. Phức hợp này có
thể là chất hoà tan, chất không độc hoặc là phức hợp hữu cơ - kim loại được
chuyển đến các bộ phận của tế bào có các hoạt động trao đổi chất thấp (thành