Header Page 1 of 126.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Đỗ Thị Thu Trang

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN
SINH TRƢỞNG VÀ KHẢ NĂNG HẤP THỤ KIM LOẠI NẶNG
CỦA MỘT SỐ LOÀI THỰC VẬT THUỘC XÃ CHỈ ĐẠO,
HUYỆN VĂN LÂM, TỈNH HƢNG YÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội, 2016

Footer Page 1 of 126.


Header Page 2 of 126.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Đỗ Thị Thu Trang

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN
SINH TRƢỞNG VÀ KHẢ NĂNG HẤP THỤ KIM LOẠI NẶNG
CỦA MỘT SỐ LOÀI THỰC VẬT THUỘC XÃ CHỈ ĐẠO,

viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học và thực hiện luận văn.
Hà Nội, tháng 11 năm 2016
Người thực hiện

Đỗ Thị Thu Trang

Footer Page 3 of 126.


Header Page 4 of 126.

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
STT

Kí hiệu viết tắt

Diễn giải đầy đủ

1

BTNMT

Bộ tài nguyên môi trường

2

CCN

Cụm công nghiệp


8

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

9

TCCP

Tiêu chuẩn cho phép

10

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

11

TV

Thực vật

Footer Page 4 of 126.


Header Page 5 of 126.

MỤC LỤC


Bookmark

not


Header Page 6 of 126.

2.3.6. Phương pháp xử lý số liệu................................. Error! Bookmark not defined.
Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬNError! Bookmark not
defined.
3.1. Tình hình ô nhiễm Chì tại khu vực nghiên cứu Error! Bookmark not defined.
3.2. Một số tính chất của đất nghiên cứu và hai loài thực vật:Error!

Bookmark

not defined.
3.2.1. Tính chất của đất nghiên cứu: .......................... Error! Bookmark not defined.
3.2.2. Hai loài thực vật nghiên cứu: ........................... Error! Bookmark not defined.
3.3. Đánh giá ảnh hƣởng của phân bón lên sinh trƣởng và khả năng hấp thụ
Chì của 2 loài thực vật: ............................................... Error! Bookmark not defined.
3.3.1. Tác động của phân phón lên sinh khối của cây trồngError! Bookmark not
defined.
3.3.2. Đánh giá ảnh hưởng của phân bón lên sinh trưởng của hai loài thực vật
Error! Bookmark not defined.
3.3.4. Đánh giá ảnh hưởng của phân bón lên khả năng hấp thụ Chì của 2 loài thực
vật.............................................................................................................................
Error! Bookmark not defined.
3.4. Đánh giá tiềm năng sử dụng hai loài thực vật ... Error! Bookmark not defined.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................... Error! Bookmark not defined.

trên đất có hàm lượng Pb= 1365 ppm, bón phân 2g hữu cơ + 20g NPK/1 kg đất…52

Footer Page 7 of 126.


Header Page 8 of 126.

Bảng 17. Chiều dài và khối lượng của Nghể nhẵn trước khi tiến hành thí nghiệm . 54
Bảng 18. Chiều dài và khối lượng Nghể nhẵn sau khi tiến hành thí nghiệm trồng
trên đất không ô nhiễm, không bón phân ................................................................. 55
Bảng 19. Chiều dài và khối lượng Nghể nhẵn sau khi tiến hành thí nghiệm trồng
trên đất có hàm lượng Pb= 1365 ppm, không bón phân .......................................... 55
Bảng 20. Chiều dài và khối lượng Nghể nhẵn sau khi tiến hành thí nghiệm trồng
trên đất có hàm lượng Pb= 1365 ppm, bón phân 2g hữu cơ + 10g NPK/1 kg đất ... 56
Bảng 21. Hàm lượng Pb tích lũy trong Nghể nước ở Công thức 1 .......................... 60
Bảng 22. Hàm lượng Pb tích lũy trong Nghể nước ở Công thức 2 ........................... 60
Bảng 23. Hàm lượng Pb tích lũy trong Nghể nước ở Công thức 3 ........................... 61
Bảng 24. Hàm lượng Pb tích lũy trong Nghể nước ở Công thức 4 ........................... 61
Bảng 25. Hàm lượng Pb tích lũy trong Nghể nhẵn ở Công thức 1 ........................... 62
Bảng 26. Hàm lượng Pb tích lũy trong Nghể nhẵn ở Công thức 2 ........................... 63
Bảng 27. Hàm lượng Pb tích lũy trong Nghể nhẵn ở Công thức 3 ........................... 63
Bảng 28. Hệ số tích lũy sinh học của hai loài thực vật ở các công thức thí nghiệm 66
Bảng 29. So sánh ảnh hưởng của phân bón đến sinh trưởng (trọng lượng khô) của
Nghể nước và Nghể nhẵn ..........................................................................................67
Bảng 30. So sánh ảnh hưởng của phân bón đến khả năng hấp thụ Chì của Nghể
nước và Nghể nhẵn.................................................... Error! Bookmark not defined.

Footer Page 8 of 126.



ví dụ như bệnh thận hay bệnh thần kinh. Ngoài ra, Chì còn gây ảnh hưởng tới hệ
sinh thái đất, có những thay đổi hóa học cơ bản của đất có thể phát sinh, làm thay
đổi quá trình chuyển hóa thực vật thường gây giảm năng suất cây trồng, mất đi một
số các chuỗi thức ăn chính, từ đó có thể tác động tới cân bằng sinh thái.
Việc quản lý và xử lý đất bị ô nhiễm Chì là rất khó khăn. Có nhiều biện pháp
đã được sử dụng để xử lý ô nhiễm Chì trên thế giới như: cơ học, vật lý, hóa học,
sinh học. Hầu hết các phương pháp này đều ứng dụng công nghệ phức tạp, tuy tốc
độ xử lý các chất ô nhiễm nhanh nhưng ngược lại chúng đều khá tốn kém về kinh
phí, chỉ phù hợp tiến hành với quy mô nhỏ trong khi tình trạng ô nhiễm đất lại xảy
ra trên diện rộng, không những thế một số phương pháp còn có thể làm phát sinh
các chất ô nhiễm mới trong đất. Do đó hiện nay, công nghệ sử dụng thực vật xử lý
ô nhiễm đang trở thành một giải pháp có tính khả thi cao đối với các nước đang phát
triển nhờ vào chi phí xử lý thấp và thân thiện môi trường, có tính bền vững, lâu dài
và hiệu quả, dễ thực hiện, không đòi hỏi kỹ thuật cao, không tạo ra những sản phẩm
phụ độc hại, cải tạo được vùng đất trứơc đây không có thực vật nào tồn tại, tạo cảnh
quan sinh thái và quan trọng là ngăn chặn được xói mòn và phát tán ô nhiễm do gió
và nước.
Ngoại trừ một số kim loại nặng (KLN) như Co, Cu, Zn,…là những chất dinh
dưỡng vi lượng, đa số các kim loại khác đều không có vai trò cần thiết đối với thực
vật. Hầu hết các loài thực vật rất nhạy cảm với sự có mặt của các ion kim loại, thậm chí
ở nồng độ rất thấp. Tuy nhiên, một số loài thực vật không chỉ có khả năng sống được

1

Footer Page 10 of 126.


Header Page 11 of 126.

trong môi trường bị ô nhiễm bởi các kim loại độc hại mà còn có khả năng hấp thụ và

Footer Page 11 of 126.


Header Page 12 of 126.

3. Nhiệm vụ nghiên cứu:
- Đánh giá ảnh hưởng của phân bón lên sinh trưởng của 2 loài thực vật.
- Đánh giá ảnh hưởng của phân bón lên và khả năng hấp thụ Chì của 2 loài
thực vật.
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:
- Kết quả nghiên cứu khoa học của đề tài sẽ là tài liệu tham khảo có giá trị
cho công tác quản lý MT thôn Đông Mai.
- Nghiên cứu của đề tài sẽ đóng góp cơ sở khoa học xác định tính khả thi
của việc áp dụng những biện pháp kĩ thuật để cải tạo đất bị ô nhiễm KLN, việc sử dụng
thực vật và phân bón phù hợp để đạt hiệu quả tối ưu.. Đây sẽ là cơ sở cho việc lựa chọn
các giải pháp phòng chống suy thoái tài nguyên đất, bảo vệ MT cũng như tăng cường
nghiên cứu ứng dụng các công nghệ thân thiện với MT.
5. Cấu trúc của luận văn
Nội dung chính của luận văn gồm 3 chương:
- Chương 1: Tổng quan tài liệu
- Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
- Chương 3: Kết quả và thảo luận

3

Footer Page 12 of 126.


Header Page 13 of 126.



Footer Page 13 of 126.


Header Page 14 of 126.

- Một số kim loại nặng có thể bị chuyển từ độc thấp sang dạng độc cao hơn
trong một vài điều kiện môi trường, ví dụ thủy ngân.
- Sự tích tụ và khuếch đại sinh học của các kim loại này qua chuỗi thức ăn có
thể làm tổn hại các hoạt động sinh lý bình thường và sau cùng gây nguy hiểm cho
sức khỏe của con người.
- Tính độc của các nguyên tố này có thể ở một nồng độ rất thấp khoảng 0.110 mg/l (Alkorta và cộng sự, 2004) [31].
1.1.1. Tổng quan về Chì (Pb)
a. Các Hợp chất của Pb:
Chì tạo thành 2 oxit đơn giản là PbO, PbO2 và 2 oxit hỗn hợp là Chì
metaplombat Pb2O3 (hay PbO.PbO2), Chì orthoplombat Pb3O4 (hay 2PbO.PbO2).
Monooxit PbO là chất rắn, có hai dạng: PbO có màu đỏ và PbO có màu
vàng. PbO tan chút ít trong nước nên Pb có thể tương tác với nước khi có mặt oxi.
PbO tan trong axit và tan trong kiềm mạnh.
Đioxit PbO2 là chất rắn màu nâu đen, có tính lưỡng tính nhưng tan trong
kiềm dễ dàng hơn trong axit. Khi đun nóng PbO2 mất dần oxi biến thành các oxit,
trong đó Chì có số oxi hoá thấp hơn:
290 - 320oC
PbO2
(nâu đen)

390 - 420oC
Pb2O3

530 - 550oC

trong dung dịch kiềm dư.
b. Độc tính Pb:
Chì (Pb) là một loại kim loại mềm, màu sáng, chuyển thành sẫm khi tiếp xúc
với không khí. Chì (Pb) xếp thứ 82 trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học và
được con người phát hiện và sử dụng cách đây khoảng 6.000 năm. Pb có trọng
lượng phân tử là 207, Pb nóng chảy ở nhiệt độ 327,500C, và sôi ở 17400C. Pb
nguyên chất hòa tan rất kém.
Chì là kim loại nặng được nhắc đến tương đối thường xuyên trong bảo vệ
môi trường bởi Chì được sử dụng rộng rãi và Chì có khả năng tác hại rất lâu dài tới
môi trường [9].
Pb thường có nhiều ở các khu mỏ, các khu công nghiệp: Pin, luyện kim Cu,
sứ, kính, dầu, mỏ, sản xuất phân phosphate, than, xăng dầu…Sản phẩm của núi lửa,
cháy rừng, nước biển cũng là những nguồn chứa nhiều Pb. Nguồn Chì quan trọng
trong khí quyển là do khí xả của động cơ đốt trong dùng xăng hay dùng dầu có pha
Chì.
Trong đời sống thực vật và động vật, gia tăng nồng độ của Chì làm kìm hãm
hầu hết các quá trình sinh lý cơ bản (E. Michalak và Wierzbicka,1995) [36]. Ở thực
vật Pb ảnh hưởng đến nhiều quá trình sống của cây như: Thay đổi tính thấm của
màng tế bào, kìm hãm sinh tổng hợp protein, ức chế một số enzyme, ảnh hưởng đến
quá trình hô hấp, quang hợp, mở lỗ khí và thoát hơi nước (Nguồn: Jack E
Fergusson, 1991) [38].
Đối với người, sự lây nhiễm Pb chủ yếu qua thức ăn bị nhiễm bẩn, một phần
nhỏ được bổ sung bởi sự hít thở [17]. Sự nguy hiểm của thức ăn có chứa Pb ở chỗ
khi chúng vào cơ thể người, chúng không bị đào thải ra ngoài mà tích luỹ dần trong
6

Footer Page 15 of 126.


Header Page 16 of 126.

7

Footer Page 16 of 126.


Header Page 17 of 126.

trong phức chelat, kết quả là phức chelat Chì được tạo thành tan và đào thải ra ngoài
qua nước tiểu. Vì vậy người ta chống độc Chì bằng cách cho nạn nhân ngộ độc Chì
uống dung dịch chelat canxi. Ngoài ra các hoá chất dùng để giải độc Chì là EDTA,
2,3- dimercapto propanol, penicillamin…chúng tạo với Chì thành các phức chất
chelat [30].
Qua các dẫn chứng trên cho thấy, Chì (Pb) là một nguyên tố rất độc đối với
động thực vật và con người, do đó việc nghiên cứu về Pb là rất cần thiết.
c. Các nghiên cứu về hàm lượng Pb:
Hàm lượng Chì trong đất trung bình biến động trong khoảng 10 - 84 ppm.
Hàm lượng Chì thấp ở đất podzol, đất cát, trung bình ở đất thịt. Đất gley, đất giầu
chất hữu cơ hàm lượng Chì khá hơn. Đất có hàm lượng Chì vượt quá 100 ppm được
coi là đất ô nhiễm Chì. Đất ô nhiễm Chì nặng hàm lượng Chì có khi lên đến 2%.
Trong cây bình thường hàm lượng Chì thường rất thấp. Đối với cây thực phẩm
thường chỉ ở mức 2 - 6 ppm so với chất khô. Đối với hạt ngũ cốc ít khi vượt quá 1
ppm.
Nghiên cứu Pb trong 150 mẫu đất với khoảng 20 phẫu diện trong khu vực đô
thị, 3 phẫu diện đất được lấy ngẫu nhiên ở gần đô thị tại Nam Ninh, Trung Quốc,
Ying Lu và cộng sự (2003) thu được kết quả ở bảng 1.

8

Footer Page 17 of 126.


Đất ven đường

62,0 – 308,5

151,4

Đất vườn rau

74,3 – 101,7

83,62

Tất cả đất đô thị

36,3 – 472,6

107,3

Đất ngoại ô

vệt – 33,99

17,49

Giá trị nền ở Nam Ninh

24,8

Giá trị trung bình ở Trung Quốc



0,08

< 1,5 – 2

37

Củ cải đỏ

củ

0,7 – 2

28

9

Footer Page 18 of 126.


Header Page 19 of 126.

Cà rốt

củ

0,009 - 0,012

0,5 - 3


Hành

củ

0,005

1,1 - 2,0

35

quả chưa gọt

0,024

Cà chua

quả

0,002

1–3

44

Táo

quả

0,001



0,51

Phần lan

Lúa mì

0,13 - 0,28

0,18 (1)

Nhật bản

Gạo lứt

Ba lan

Lúa mì

0,20 - 0,80

0,32

Thuỵ điển

Lúa mì

0,40 - 0,70

0,57

(2) : Tính theo chất tươi.
Nguồn: R.Prost, 1996
10

Footer Page 19 of 126.


Header Page 20 of 126.

Theo báo cáo kết quả hiện trạng kim loại nặng trong đất trồng rau tại Hà Nội
năm 2007 cho thấy: trong 733 mẫu đất phân tích nhìn chung đại đa số hàm lượng
các kim loại nặng nghiên cứu (Cu, Pb, Zn, As, Hg) trong đất trồng rau tầng mặt (030) tại các điểm lấy mẫu nghiên cứu đều dưới ngưỡng tiêu chuẩn Việt Nam đối với
đất phục vụ cho sản xuất nông nghiệp. Đối với kim loại Cu có 78 mẫu trong số 733
mẫu là vượt quá so với tiêu chuẩn Việt Nam, chiếm 10,6% số mẫu nghiên cứu. Các
mẫu trên chủ yếu tập trung vào các vùng trồng rau trọng điểm mà mức độ thâm
canh và luân canh rất cao, hàng năm ở các vùng này nông dân trồng từ 4-9 vụ
rau/năm. Có lẽ việc sử dụng phân bón và các hóa chất bảo vệ thực vật có chứa Cu là
nguyên nhân gây tích lũy hàm lượng Cu trong đất. Có 24 mẫu đất trong tổng số 733
mẫu đất có hàm lượng Pb vượt quá tiêu chuẩn Việt Nam, chiếm 3,3% trong tổng số
mẫu đất. [Chi Cục BVTV Hà Nội, 2007].
Theo Nguyễn Khang và Nguyễn Xuân Thành (1997), thì hàm lượng Pb trong đất
tại các huyện ngoại thành Hà Nội là từ 2,35 -21,93 mg/kg (bảng 4) [20].
Bảng 4. Kết quả phân tích hàm lượng Pb trong đất tại vùng ngoại thành Hà Nội
STT

Địa điểm

Pb (mg/kg)

Gia Lâm

Đông Anh
6

Bắc Hồng

2,35

7

Tiên Dương

3,95

11

Footer Page 20 of 126.


Header Page 21 of 126.

8

Nam Hồng

8,84

Từ Liêm
9

Tây Tựu


50

(Nguồn: Nguyễn Khang và Nguyễn Xuân Thành (1997)[20])
Như vậy, hàm lượng Pb trong đất vùng Đức Giang, Yên Thường và Thanh
Trì ngoại thành Hà Nội cao nhất, nhưng so với ngưỡng cho phép thì đất vùng ngoại
thành Hà Nội còn rất sạch Pb.
1.1.2. Nguồn gây ô nhiễm Pb trong đất
a. Do bản chất đá mẹ
Trong tự nhiên, Chì có trong nhiều loại khoáng vật nên Chì tương đối phổ
biến. Do đó hàm lượng nguyên tố Pb trong đất cũng phụ thuộc nhiều vào nguồn gốc
đá mẹ và mẫu chất hình thành đất.
Theo Lindsay (1979), lượng Chì trung bình có trong các đá khoảng 16mg/kg
[45]. Còn theo Pendiasetal (1985) Chì có nhiều trong các đá mẹ granit và cát kết
khoảng 19 và 24 mgPb/kg còn trong đá bazan thường có ít Chì chỉ khoảng 3 mg/kg.

12

Footer Page 21 of 126.


Header Page 22 of 126.

Kết quả này cũng giống như ở nghiên cứu của Levinson (1974) và Alloway
(1990), hàm lượng Pb trong đá Grannit từ 20 – 24 mg/kg, còn trong đá bazan chỉ có
từ 3 đến 5 mg/kg ( bảng 5) [43].
Bảng 5. Hàm lượng Chì (Pb) trong các loại đá hình thành đất quan trọng
Đá phún xuất
Siêu basic như


còn trong đá phún xuất siêu basic và trầm tích cacbonat tỷ lệ Chì thấp hơn, biến
động trong khoảng 0,1 – 10 ppm.
Bảng 6. Hàm lượng Chì trong một số loại đá chủ yếu
Loại Đá

Hàm lƣợng Pb ( mg/kg)

Đá phún xuất
Đá siêu basic: Dunit, Peridotit, pyroxen

0,1 – 1,0

Đá basic: Basalt, Gabbro

3–8

Đá trung gian: Diorit, Syenit

12 – 15

Đá chua: Rhyolit, Trachyt, Dacit

10 – 20

Đá trầm tích
Trầm tích sét

20 – 40

Diệp thạch

là một trong các nguyên tố có nhiều trong nước cống rãnh và bùn.
Bảng 7. Hàm lượng Pb trong một số chất bổ sung dùng trong nông nghiệp
Chất bổ sung

Hàm lƣợng Pb (mg/kg)

Nước, bùn cống thải

2

– 7000

Phân rác

1,3 – 2240

Phân bón sân trại

0,4 – 27

Phân phốt phát

4 – 1000

Phân nitrat

2 – 120

Vôi


Bùn thải hố xí

50 – 3000

Phân chuồng

6,6 – 15

Phân lân

7 – 225

Vôi

20 – 1250

Phân đạm

2 – 27

Thuốc BVTV

60

( Nguồn: Alina Kabata Pendias và Henryk Pendias, (1985)[40])
c. Nguồn gây ô nhiễm do nước tưới
Theo kết quả của các công trình nghiên cứu gần đây cho thấy trong nước
ngầm, nước mặt và đất trên địa bàn thành phố Hà Nội đã bị ô nhiễm kim loại nặng
(As, Cd…). Tình trạng ô nhiễm này đã trực tiếp ảnh hưởng tới chất lượng rau xanh
cung cấp cho thành phố. Rau xanh trồng ở ngoại ô thành phố Hà Nội không những

nguyên và Môi trường Dominica đã xác định Haina là một điểm nóng quốc gia về ô
nhiễm Chì với hàm lượng Chì trong đất lớn hơn 1000 lần so với tiêu chuẩn cho
phép của Mỹ. Hơn 90% dân số của Haina có hàm lượng Chì trong máu cao, nồng
độ trung bình của Chì trong máu của cư dân ở đây là 60 µg/dL (tiêu chuẩn nồng độ
Chì cho phép trong máu của Mỹ là 10 µg/dL). Ước tính có khoảng 300.000
người bị ảnh hưởng trực tiếp từ khu vực bị ô nhiễm Chì. Theo Liên Hợp Quốc,
dân số của Haina được coi là có mức nhiễm Chì cao nhất trên thế giới [41].
Ngoài ra, Viện Blacksmith và một Tổ chức phi chính phủ của Indonesia đã tiến
hành điều tra, xác định hàm lượng Chì trong đất tại các khu vực của làng nghề
Cinangka, phía tây Java, Indonesia, là nơi chuyên tái chế và nấu luyện Chì từ
các bình ắc quy Chì axit. Kết quả cho thấy nhiều địa điểm có hàm lượng Chì
trong đất lớn hơn 200.000 ppm, cao gấp 500 lần so với tiêu chuẩn cho phép của
Mỹ [37].
Ở các khu vực luyện kim, vùng khai thác Chì thì hàm lượng Chì trong đất
khoảng 1500 µg/g, cao gấp 15 lần so với mức độ bình thường như khu vực xung
quanh nhà máy luyện kim ở Galena, Kansas (Mỹ), hàm lượng Chì trong đất 7600
16

Footer Page 25 of 126.