Nghiên cứu khả năng hấp thụ kim loại nặng của cây lau Saccharum arundinaceum trong xử lý đất ô nhiễm

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

MỤC LỤC

1. PHẦN 1: MỞ ĐẦU

1.1. Tính cấp tiết của đề tài

1.2. Mục tiêu của đề tài

1.2.1. Mục tiêu chung

1.2.2. Mục tiêu cụ thể

1.3. Ý nghĩa của đề tài

1.3.1. Ý nghĩa khoa học

1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

2. PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Cơ sở khoa học của đề tài

2.2. Tổng quan về ô nhiễm KLN trong đất và một số phương pháp xử lý ô nhiễm truyền thống

2.2.1. Khái niệm ô nhiễm kim loại nặng và ô nhiễm đất

2.2.2. Tính độc của một số loại kim loại nặng

2.2.2.1. Tính độc của Arsenic (As)

2.2.2.2. Tính độc của Kẽm (Zn)

2.2.2.3. Tính độc của Chì (Pb)

2.2.2.4. Tính độc của Cadmium (Cd)

2.2.3. Một số văn bản pháp luật liên quan

2.2.4. Một số phương pháp xử lý ô nhiễm đất truyền thống

2.2.4.1. Phương pháp đào và chuyển chỗ (Dig anh Haul)

2.2.4.2. Phương pháp cố định hoặc cô đặc (Stabilization/Solidification)

3. PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu

3.2.1. Thời gian nghiên cứu

3.3. Nội dung nghiên cứu

3.3.1. Đánh giá sơ lược về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội và môi trường Xã Hà Thượng - Đại Từ - Thái Nguyên

3.3.2. Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển tự nhiên của cây Lau trên đất bãi thải bị ô nhiễm tại mỏ Thiếc Xã Hà Thượng - Đại Từ - Thái Nguyên

3.3.3. Đánh giá sinh trưởng, phát triển của cây Lau được trồng trong thí nghiệm chậu vại với các vị trí mẫu đất lấy tại bãi thải bị ô nhiễm tại mỏ Thiếc Xã Hà Thượng – Đại Từ - Thái Nguyên

3.3.4. Đề xuất một số nhiệm vụ nghiên cứu và triển khai để hoàn thiện đề tài nghiên cứu

3.4. Về phương pháp nghiên cứu

3.4.1. Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu thứ cấp

3.4.2. Phương pháp khảo sát thực địa, xác định các vị trí lấy mẫu

3.4.3. Phương pháp điều tra lấy mẫu đất và mẫu cây

3.4.4. Phương pháp bố trí, theo dõi thí nghiệm trong chậu vại

3.4.5. Phương pháp tổng hợp số liệu và biểu đạt kết quả vào bảng biểu

4. PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

4.1. Sơ lược về điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội, môi trường Xã Hà Thượng – Huyện Đại Từ - Tỉnh Thái Nguyên

4.1.1. Điều kiện tự nhiên

4.1.2. Tài nguyên và môi trường (UBND Xã Hà Thượng giai đoạn 2013- 2020)

4.1.3. Điều kiện kinh tế - xã hội (UBND Xã Hà Thượng giai đoạn 2013- 2020)

4.2. Khả năng sinh trưởng, phát triển và tích lũy kim loại nặng (KLN) của cây lau trên đất bãi thải bị ô nhiễm tại mỏ Thiếc Hà Thượng – Đại Từ - Thái Nguyên

4.2.1. Đặc điểm đất khu vực bãi thải bị ô nhiễm tại mỏ Thiếc Hà Thượng – Đại Từ - Thái Nguyên

4.2.2. Tình hình sinh trưởng phát triển tự nhiên của cây lau ở khu vực bãi thải bị ô nhiễm

4.2.3. Hàm lượng kim loại nặng tích lũy tự nhiên trong thân, lá, rễ của cây lau khu vực bãi thải bị ô nhiễm

4.2.4. Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển của cây lau được trồng trong thí nghiệm chậu vại với các vị trí mẫu đất bãi thải bị ô nhiễm tại mỏ Thiếc Hà Thượng – Đại Từ - Thái Nguyên

4.2.4.1. Động thái sinh trưởng phát triển chiều cao cây

4.2.4.2. Động thái sinh trưởng chiều dài lá

4.2.4.3. Động thái sinh trưởng của rễ sau 5 tháng

4.2.4.4. Năng suất sinh vật học (tươi, khô)

4.2.4.5. Động thái sinh trưởng nhánh

4.2.4.6. Tổng hợp các chỉ tiêu sinh trưởng và phát triển của cây lau

4.2.5. Đề xuất một số nhiệm vụ tiếp tục nghiên cứu và triển khai để hoàn thiện đề tài nghiên cứu

4.2.6. Nghiên cứu, phân tích các tiêu chuẩn đất sau trồng cây, thân, lá, rễ cây lau sau thí nghiệm

4.2.7. Thử nghiệm trồng cây cỏ VA06 để mở rộng kỹ thuật sản xuất trên đất bãi thải sau khai thác mỏ

5. PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Khả năng hấp thụ kim loại nặng của cây lau Saccharum arundinaceum

Nghiên cứu tập trung vào khả năng hấp thụ kim loại nặng của cây lau Saccharum arundinaceum trong việc xử lý đất ô nhiễm. Cây lau được chọn do khả năng sinh trưởng mạnh và tiềm năng hấp thụ các kim loại nặng như As, Pb, Cd và Zn. Kết quả cho thấy cây lau có khả năng tích lũy kim loại nặng trong thân, lá và rễ, đặc biệt là ở rễ. Điều này chứng minh hiệu quả của cây lau trong việc giảm thiểu ô nhiễm đất. Phương pháp nghiên cứu bao gồm thí nghiệm trồng cây trên đất bãi thải mỏ thiếc tại xã Hà Thượng, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên. Kết quả phân tích cho thấy hàm lượng kim loại nặng trong đất giảm đáng kể sau khi trồng cây lau.

1.1. Cơ chế hấp thụ kim loại nặng

Cây lau Saccharum arundinaceum hấp thụ kim loại nặng thông qua hệ rễ phát triển mạnh. Các kim loại nặng được hấp thụ và tích lũy chủ yếu trong rễ, một phần được vận chuyển lên thân và lá. Quá trình này giúp giảm nồng độ kim loại nặng trong đất, cải thiện chất lượng đất. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng cây lau có khả năng chịu đựng và phát triển tốt trong điều kiện đất ô nhiễm, làm cho nó trở thành một giải pháp hiệu quả trong xử lý ô nhiễm đất.

1.2. Hiệu quả xử lý đất ô nhiễm

Kết quả nghiên cứu cho thấy cây lau Saccharum arundinaceum có hiệu quả cao trong việc giảm thiểu kim loại nặng trong đất. Sau 5 tháng trồng, hàm lượng As, Pb, Cd và Zn trong đất giảm từ 20-40%. Điều này khẳng định tiềm năng của cây lau trong việc cải tạo đất ô nhiễm sau khai thác khoáng sản. Phương pháp này không chỉ thân thiện với môi trường mà còn có chi phí thấp, phù hợp với điều kiện của các khu vực khai thác khoáng sản tại Việt Nam.

II. Phương pháp xử lý đất ô nhiễm bằng cây trồng

Nghiên cứu đề xuất sử dụng cây trồng như một phương pháp sinh học để xử lý đất ô nhiễm. Cây lau Saccharum arundinaceum được chọn do khả năng sinh trưởng nhanh và hiệu quả trong việc hấp thụ kim loại nặng. Phương pháp này được đánh giá là thân thiện với môi trường và có chi phí thấp so với các phương pháp truyền thống như đào và chuyển chỗ hoặc cố định hóa học. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng việc kết hợp trồng cây lau với các biện pháp quản lý đất có thể tăng hiệu quả xử lý ô nhiễm.

2.1. So sánh với phương pháp truyền thống

Phương pháp sử dụng cây trồng để xử lý ô nhiễm đất được so sánh với các phương pháp truyền thống như đào và chuyển chỗ hoặc cố định hóa học. Kết quả cho thấy phương pháp sinh học có ưu điểm vượt trội về tính thân thiện với môi trường và chi phí thấp. Tuy nhiên, thời gian xử lý có thể kéo dài hơn so với các phương pháp hóa học. Nghiên cứu khuyến nghị kết hợp các phương pháp để đạt hiệu quả tối ưu.

2.2. Ứng dụng trong nông nghiệp bền vững

Việc sử dụng cây lau Saccharum arundinaceum trong xử lý đất ô nhiễm không chỉ cải thiện chất lượng đất mà còn góp phần vào nông nghiệp bền vững. Cây lau có thể được thu hoạch và sử dụng làm nguyên liệu sinh khối, tạo thêm giá trị kinh tế. Nghiên cứu cũng đề xuất mở rộng ứng dụng phương pháp này tại các khu vực khai thác khoáng sản khác trên cả nước.

III. Tác động của kim loại nặng đến môi trường và con người

Nghiên cứu phân tích tác động của kim loại nặng đến môi trường và sức khỏe con người. Các kim loại nặng như As, Pb, Cd và Zn có thể gây ô nhiễm đất, nước và không khí, ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ sinh thái và sức khỏe con người. Việc sử dụng cây lau Saccharum arundinaceum để hấp thụ kim loại nặng là một giải pháp hiệu quả để giảm thiểu các tác động tiêu cực này. Nghiên cứu cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của việc quản lý và xử lý đất ô nhiễm sau khai thác khoáng sản.

3.1. Ảnh hưởng đến hệ sinh thái

Các kim loại nặng tích tụ trong đất gây ảnh hưởng xấu đến hệ sinh thái, làm giảm đa dạng sinh học và ảnh hưởng đến chuỗi thức ăn. Nghiên cứu chỉ ra rằng việc sử dụng cây lau Saccharum arundinaceum có thể giúp phục hồi hệ sinh thái bằng cách giảm nồng độ kim loại nặng trong đất. Điều này góp phần bảo vệ môi trường và duy trì cân bằng sinh thái.

3.2. Ảnh hưởng đến sức khỏe con người

Kim loại nặng như As, Pb, Cd và Zn có thể gây ra các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng như ung thư, suy thận và rối loạn thần kinh. Nghiên cứu nhấn mạnh tầm quan trọng của việc xử lý đất ô nhiễm để bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Phương pháp sử dụng cây lau Saccharum arundinaceum được đánh giá là một giải pháp hiệu quả và an toàn để giảm thiểu các rủi ro sức khỏe liên quan đến kim loại nặng.

Nghiên cứu sự sinh trưởng và khả năng hấp thụ kim loại nặng của cây lau Saccharum arundinaceum