PHẦN MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết của đề tài Đất là một thành phần quan trọng của môi trường, là một tài nguyên vô giá mà tự nhiên đã ban tặng cho con người. Đất là tư liệu sản xuất đặc biệt, là đối tượng lao động độc đáo, là một yếu tố cấu thành của hệ sinh thái Trái Đất. Hiện nay, cùng với quá trình phát triển không ngừng của các nghành công nghiệp khai thác thì quy mô và cường độ ô nhiễm KLN cũng ngày càng gia tăng. Tại nhiều nơi chất thải được đổ thẳng ra môi trường mà không hề được xử lý.
Ô nhiễm đất làm ảnh hưởng rất lớn đến tính chất và thành phần của đất, làm giảm năng suất cây trồng, ảnh hưởng đến các sinh vật trong đất và ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của con người. Do đó, việc nghiên cứu, tìm kiếm các phương pháp xử lý KLN trong đất, góp phần cải tạo ô nhiễm môi trường là hết sức cần thiêt. Đến nay, đã có rất nhiều phương pháp hóa - lý khác nhau được sử dụng để xử lý KLN trong đất như: rửa đất; cố định các chất ô nhiễm bằng hoá học hoặc vật lý; xử lý nhiệt; trao đổi ion, ôxi hoá hoặc khử các chất ô nhiễm; đào đất bị ô nhiễm để chuyển đi đến những nơi chôn lấp thích hợp,. Hầu hết các phương pháp xử lý này đều được ứng dụng với công nghệ hiên đại, phức tạp và có thời gian xử lý khá nhanh nhưng lại chi phí cao, chỉ phù hợp với tiến hành quy mô nhỏ trong khi tình trạng đất ô nhiễm lại diễn ra trên diện rộng, không những thế một số phương pháp còn có thể làm phát sinh các chất ô nhiễm trong đất.
Do đó, hiệu quả của việc áp dụng các phương pháp trên là không cao. Vậy vấn đề cần đặt ra là cần phải tìm một phương pháp xử lý KLN trong đất sao cho vừa hiệu quả, vừa dễ thực hiện, chi phí thấp mà lại thân thiện với môi trường. Trong những năm gần đây, phương pháp sử dụng thực vật để xử lý ô nhiễm đã được giới thiệu như loại công nghệ thương mại. Công nghệ này được đánh giá có nhiều ưu điểm nổi trội : dễ thực hiện, không đòi hỏi trình độ kỹ thuật cao, chi phí xử lý thấp và thân thiện với môi trường.
Theo tài liệu nghiên cứu, thế giới có ít nhất 400 loài thuộc 45 họ thực vật có khả năng siêu tích lũy kim loại nặng. Các loài này n 2 là thực vật thân thảo hoặc thân gỗ, có khả năng tích luỹ và không có biểu hiện về mặt hình thái khi nồng độ kim loại trong thân cao hơn hàng trăm lần so với các loài bình thường khác. Được biết đến Cỏ Linh Lăng (Medicago sativa) là một loài cây thuộc chi Linh Lăng (Medicago) của họ Đậu (Fabaceae). Cây có nguồn gốc ở vùng Trung Âu.
Cỏ linh lăng có sinh khối lớn và khả năng hút kim loại nặng tốt, tuy nhiên khả năng hấp thụ kim loại nặng này ảnh hưởng bởi điều kiện pH, loại đất, và điều kiện cạn úng khác nhau. Để tăng hiệu quả việc ứng dụng cỏ linh lăng vào xử lý kim loại nặng trong đất, việc nghiên cứu các ảnh hưởng của các điều kiện đất khác nhau tới sự hấp thụ kim loại nặng của loài cỏ này là rất cần thiết. Xuất phát từ thực tiễn trên, được sự nhất trí của Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa Môi Trường - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, dưới sự hướng dẫn trực tiếp của T.S Trần Thị Phả, em tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến khả năng sinh trưởng, hấp thụ Kẽm (Zn) của cỏ Linh lăng (Medicago Sativa)”. Mục đích đề tài - Xác định khả năng sinh trưởng, phát triển của cây Linh lăng trong môi trường đất bị ô nhiễm Zn với nồng độ pH khác nhau.
- Xác định mức độ tích lũy Zn trong đất với nồng độ pH khác nhau của cây Linh lăng. - Đánh giá được mức độ sinh trưởng và hấp thụ Zn của cây Linh lăng trong điều kiện môi trường đất có nồng độ pH khác nhau. - Đánh giá hiệu suất xử lý của cây Linh Lăng trong xử lý ô nhiễm KLN trong đất. Mục tiêu đề tài - Xác định khả năng sinh trưởng, phát triển đất của cây Linh Lăng trong môi trường đất bị ô nhiễm Zn với nồng độ pH khác nhau.
- Xác định khả năng hấp thụ Zn của cây Linh Lăng trong môi trường đất có nồng độ pH khác nhau. - Đánh giá hiệu suất xử lý của cây Linh Lăng trong xử lý ô nhiễm KLN trong đât. n 3 - Xác định mối tương quan giữa nồng độ pH trong đất và hàm lượng Zn trong cây của cỏ Linh lăng.Yêu cầu của đề tài - Các chỉ tiêu theo dõi về khả năng sinh trưởng của cây Linh Lăng trong đề tài phải được định lượng rõ ràng. - Số liệu phân tích, xử lý về hàm lượng Zn trong mẫu đất, mẫu cây trong quá trình nghiên cứu phải có độ tin cậy cao.
Ý nghĩa nghiên cứu 1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu - Nâng cao kiến thức, kỹ năng và rút kinh nghiệm phục vụ công tác học tập và nghiên cứu sau này. - Đóng góp về mặt lý luận cho việc giải thích các mối tương quan giữa pH trong đất và hàm lượng của chúng trong các bộ phận của cây Linh lăng. - Xem xét khả năng sinh trưởng và hấp thụ Zn của cây Linh lăng trong điều kiện thí nghệm.
- Vận dụng và phát huy được các kiến thức đã học tập và nghiên cứu. Ý nghĩa trong thực tiễn - Xác định khả năng sinh trưởng, phát triển của cây Linh lăng trong môi trường pH khác nhau. - Đánh giá được khả năng hấp thụ kim loại Zn trong thân, lá, rễ của cây Linh lăng trong môi trường bị ô nhiễm với nồng độ pH khác nhau. - Góp phần cung cấp cơ sở khoa học trong việc sử dụng thực vật xử lý ô nhiễm Zn trong đât.
- Đưa ra hướng sử dụng cây Linh Lăng trong xử lý KLN trong đất. n 4 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.Cơ sở khoa học 2. Một số khái niệm liên quan * Khái niệm đất: Đất hay thổ nhưỡng là lớp ngoài cùng của thạch quyển bị biến đổi tự nhiên dưới tác động tổng hợp của nhiều yếu tố. * Các yếu tố hình thành đất: + Đá mẹ: Sự hình thành đất là một quá trình phức tạp, biến đổi bởi nhiều yếu tố.
Đá mẹ là nền móng của đất. Do bị phá hủy vỡ vụn trong quá trình phong hóa đá nên thành phần khoáng của đất chiếm tới 95% trọng lượng khô. Nếu đá chứa nhiều cát thì đất chứa nhiều cát, đá nhiều Kali thì đất giàu Kali,. + Sinh vật: Chưa có sinh vật thì đá chưa tạo thành đất, trong đó có vai trò đặc biệt quan trọng của sinh vật, phân hủy xác bã động thực vật tạo thành chất mùn hữu cơ, tạo nên độ phì cho đất.
+ Khí hậu: Khí hậu có sự tác động đến sự hình thành đất vừa trực tiếp thông qua nhiệt độ, lượng mưa, vừa gián tiếp thông qua vi sinh vật. + Địa hình: Địa hình đóng vai tròi tái phân phối lại những năng lượng mà thiên nhiên cung cấp cho mặt đất. Cùng ở một nhiệt độ nghĩa là được hưởng một lượng nhiệt mặt trời cho như nhau nhưng ở địa hình cao thì lạnh và ở địa hình gần với mặt đất thì nóng. + Thời gian: Từ đá phá hủy để cuối cùng hình thành đất phải có thời gian nhất định.
Thời gian biểu hiện quá trình tích lũy sinh vật, thời gian càng dài thì quá trình tích lũy sinh vật càng phong phú,sự phát triển của đất càng rõ. + Con người: Hoạt động sản xuất của con người ngày nay trở thành yếu tố quyết định tới sự hình thành đất. Sự ảnh hưởng này phụ thuộc vào yếu tố xã hội và trình độ sản xuất của con người.Con người tác động vào thiên nhiên và đất đai một cách mạnh mẽ. Tác động này có thể là tích cực, phù hợp với quy luật tự nhiên, đem lại lợi ích cho con người như tưới nước, thủy lợi, tiêu nước hay bón phân cải tạo n 5 những vùng đất xấu và trồng rừng cho vùng đồi trọc.
Hoặc tiêu cực như làm ô nhiễm đất bởi các chất độc hóa học, phá rừng gây xói mòn đất. *Khái niệm ô nhiễm đất Ô nhiễm môi trường đất được xem là tất cả các hiện tượng làm nhiễm bẩn môi trường đất bởi các chất ô nhiễm. Ô nhiễm đất là quá trình làm biến đổi hoặc thải chất thải vào đất các chất ô nhiễm làm thay đổi tính chất và cấu trúc của nó theo chiều hướng không có lợi, mất khả năng đáp ứng cho các nhu cầu của con người. *Khái niệm kim loại nặng Có 2 quan điểm chính về KLN - Quan điểm phân loại theo tỉ trọng: Cho rằng KLN là các loại kim loại có tỷ trọng(d) lớn hơn 5, bao gồm Pb (d= 11,34), Cd (d= 8,6), As (d= 5,72), Zn (= 7,10),.Trong số các nguyên tố này có một số nguyên tố cần cho sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng, ví dụ:Fe,Mn,Zn,Ca,.Các nguyên tố này cây trồng cần hàm lượng nhỏ, gọi là nguyên tố vi lượng, nếu hàm lượng cao sẽ gây độc cho cây trồng.
- Quan điểm độc học: KLN là các kim loại có nguy cơ gây nên các vấn đề môi trường, bao gồm: Cu, Zn, Cd, Hg, Cr, Co, Ti, Fe, Mn, As,Se. Có 4 nguyên tố được quan tâm nhiều là Cd, As, Pb, Hg, 4 nguyên tố này hiện chưa biết được vai trò sinh thái của chúng, tuy nhiên nếu dư thừa một lượng nhỏ 4 nguên tố này thì tác hại của chúng là rất lớn. * Khái niệm về ô nhiễm KLN trong đất Ô nhiễm KLN trong đất: Có một số hợp chất KLN bị thụ động và đọng lại trong đất, song có một số hợp chất có thể hòa tan dưới tác động của nhiều yếu tố khác nhau, nhất là do độ chua của đất,của nước mưa.Điều này tạo điều kiện để các KLN có thể phát tán rộng vào nguồn nước ngầm, nước mặt và gây ô nhiemx môi trường đất (Huỳnh Trường Giang) [3]. Một số văn bản pháp luật liên quan - Luật bảo vệ môi trường năm 2005 được Quốc hội nước Cộng hòa xãn hội chủ nghĩa Việt Nam khóa XI, kỳ họp thứ 8 thông qua ngày 29 tháng 11 năm 2005.
n 6 - Nghị định số 80/2006/NĐ-CP ngày 09 tháng 0 8 năm 2006 của Chính phủ quy định chi tiết và hướng dẫn thi hành một số điều của Luật Bảo vệ môi trường 2005.