ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ CHÌ TRONG ĐẤT ĐẾN KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN VÀ HẤP THỤ CHÌ CỦA CỎ VETIVER INFLUENCE OF LEAD CONCENTRATIONS IN SOIL ON GROWTH AND UPTAKE POTENTIAL OF LEAD BY VETIVER GRASS VÕ VĂN MINH – VÕ CHÂU TUẤN – NGUYỄN VĂN KHÁNH Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng TÓM TẮT Xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong đất bằng thực vật là một hướng nghiên cứu mới được nhiều nước quan tâm hiện nay. Bài viết này trình bày một số kết quả nghiên cứu về khả năng sinh trưởng, phát triển và hấp thụ chì của cỏ Vetiver dưới ảnh hưởng của các nồng độ chì trong đất khác nhau. ABSTRACT Treating heavy metals in contaminated soil by plants is a new study approach and is a matter of concern and interest in many countries. This paper presents some research results of growth and lead uptake potential of vetiver grass under the effect of lead concentrations in soil. 1. Đặt vấn đề Chì là một kim loại nặng độc hại và đang có dấu hiệu ô nhiễm trong môi trường đất, nước ở nhiều nơi trên thế giới. Có rất nhiều phương pháp khác nhau để xử lý đất bị ô nhiễm chì, trong đó phương pháp sử dụng thực vật là phương pháp đang được nhiều khoa học quan tâm hiện nay bởi hiệu quả cao, chi phí thấp và thân thiện với môi trường. Qua một số kết quả nghiên cứu của Randoff et al. (1995); Knoll (1997); Truong và Baker (1998); Chen (2000) cho thấy ỏ Vetiver là đối tượng thực vật có nhiều đặc tính ưu việt trong lĩnh vực này [2,3,4]. Tuy nhiên, việc ứng dụng một loài thực vật xử để lý ô nhiễm cần thiết phải đánh giá được khả năng sinh trưởng, phát triển cũng như hiệu quả hấp thu các chất trong môi trường đất ô nhiễm. 2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 2.1. Đối tượng nghiên cứu: - Thực vật sử dụng để nghiên cứu là loài cỏ vetiver (Vetiveria zizanioides L.). - Kim loại nghiên cứu là Pb – một kim loại nặng độc hại, thường tích lũy cao trong các dây chuyền thực phẩm và đang được cảnh báo ô nhiễm trong đất với nồng độ cao, ở nhiều nơi trên thế giới và Việt Nam. 2.2. Phương pháp nghiên cứu * Bố trí thí nghiệm: - Môi trường đất được chọn thí nghiệm là đất cát pha, có thành phần lý hóa sau: N, P và K tổng số có nồng độ lần lượt là: 0,062%; 0,043%; 0,51%; pH 4,57; Pb: 0,25ppm. Đây là loại đất chua và nghèo dinh dưỡng. - Cho 70 kg đất tươi vào mỗi chậu nhựa thí nghiệm (chiều cao 20cm, đường kính miệng 27cm, đáy 20cm). - Chọn những cây cỏ có thời gian sinh trưởng như nhau, khỏe mạnh, rửa sạch và cắt ngắn để lại phần thân dài 35cm và phần rễ 5cm. Trồng 5 tép cỏ vào mỗi chậu và ổn định trong 30 ngày. - Bổ sung Pb vào đất dưới dạng dung dịch PbCl2 để được các nồng độ Pb trong đất tương ứng là 500, 750, 1000, 1500ppm và đối chứng không bổ sung Pb. Mỗi công thức được lặp lại 3 lần. * Phương pháp phân tích: Sau 30, 50 và 70 ngày tiến hành xác định các chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển; hàm lượng Pb tích lũy trong cỏ và hàm lượng Pb còn lại trong các chậu thí nghiệm. - Xác định chiều cao thân, chiều dài rễ, trọng lượng khô, khả năng phân nhánh theo phương pháp cân, đo. - Xác định Nts theo phương pháp Kjeldahl; Pts theo phương pháp so màu; Kts theo phương pháp quang kế ngọn lửa; Pb theo phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử ASS; pH đo trực tiếp trên máy pH meter 710A, Inolab.[1] * Xử lý số liệu: Các số liệu được xử lý bằng phương pháp thống kê: xác định phương sai của dữ liệu và giá trị trung bình bằng phương pháp phân tích ANOVA; so sánh các giá trị trung bình bằng phương pháp LSD (giới hạn sai khác nhỏ nhất - Least Significant Difference). 3. Kết quả nghiên cứu và bàn luận 3.1. Khả năng sinh trưởng và phát triển của cỏ vetiver dưới ảnh hưởng của các nồng độ Pb trong đất Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các nồng độ Pb trong đất đến các chỉ tiêu sinh trưởng và phát triển của cỏ vetiver được trình bày ở hình 1. Hình 1. Ảnh hưởng của các nồng độ Pb trong đất khác nhau đến khả năng sinh trưởng và phát triển của cỏ vetiver (a- biến thiên chiều cao; b- biến thiên sự phân nhánh; c- biến thiên sinh khối; d- biến thiên chiều dài rễ) Kết quả nghiên cứu cho thấy sau 70 ngày xử lý Pb, ở các nồng độ Pb từ 500 - 1500ppm cỏ vetiver vẫn có khả năng sinh trưởng và phát triển tốt, thể hiện qua phát triển chiều cao đạt từ 112,7 – 145,7cm, đối chứng 107,3cm; khả năng phân nhánh đạt từ 18,3 – 24,0 nhánh/chậu, đối chứng 24,0nhánh/chậu; trọng lượng khô của cây đạt 52,6-68,1g/chậu, đối chứng 55,2g/chậu; chiều dài rễ đạt từ 55,0 – 62,7cm, đối chứng 61cm. Tuy nhiên, qua phân tích ANOVA cho thấy các chỉ tiêu sinh lý ở tất cả các công thức xử lý không có sự sai khác đáng kể với mức ý nghía =0,05. Điều này chứng tỏ, ở nồng chì trong đất từ 500 – 1500 ppm chưa có dấu hiệu ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng, phát triển của cỏ vetiver. 3.2. Hàm lượng Pb tích luỹ trong các bộ phận của cỏ vetiver dưới ảnh hưởng của các nồng độ Pb trong đất Khả năng tích lũy Pb trong các bộ phận của cỏ vetiver sau 70 ngày xử lý Pb được trình bày ở bảng 1. Kết quả cho thấy, ở tất cả các nồng độ chì trong đất từ 500-1500ppm, hàm lượng Pb tích lũy trong rễ cao hơn trong thân và lá. Nồng độ Pb trong đất càng cao thì sự tích lũy Pb trong cỏ càng lớn. Sau 70 ngày xử lý, hàm lượng chì tích lũy trong thân và lá dao động từ 16,23ppm (tương ứng với nồng độ chì trong đất là 500ppm) đến 54,33ppm (tương ứng với nồng độ Pb trong đất là 1500ppm). Hàm lượng Pb tích lũy trong rễ dao động từ 29,46ppm (tương ứng với nồng độ chì trong đất là 500ppm) đến 68,44ppm (tương ứng với nồng độ Pb trong đất là 1500ppm). 3.3. Hàm lượng Pb trong đất còn lại sau thời gian xử lý Hàm lượng Pb còn lại trong đất sau thời gian xử lý được trình bày ở bảng 2. Kết quả cho thấy ở tất cả các nồng độ xử lý, hàm lượng Pb trong đất giảm khá nhanh theo thời gian. Sau 30 ngày xử lý, hàm lượng Pb trong đất còn lại từ 71,24-73,73%; sau 50 ngày xử lý còn lại từ 38,39 - 55,80% và sau 70 ngày xử lý, hàm lượng Pb trong đất chỉ còn từ 27,74-42,25%. Tại nồng độ Pb trong đất 700ppm, hàm lượng Pb còn lại trong đất là ít nhất (27,74% so với nồng độ ban đầu). Bảng 1. Hàm lượng Pb trong các bộ phận của cỏ dưới ảnh hưởng của các nồng độ Pb trong đất khác nhau theo thời gian (mg) Thời gian (ngày) Bộ phận Nồng độ (mg/kg đất) 30 50 70 500 a 13.37 a a 16.43 b a 16.23 b 750 b 18.99 a b 27.57 b b 27.94 b 1000 c 27.13 a c 40.59 b c 40.24 b Thân và lá 1500 d 35.60 a d 54.21 b d 54.33 b 500 a 19.92 a a 33.42 b a 29.46 b 750 b 32.24 a b 48.38 b b 48.05 b 1000 c 37.52 a c 59.67 b c 57.55 b Rễ 1500 d 47.24 a d 71.75 b d 68.44 b Ghi chú: - Các số có cùng chữ cái ở cùng 1 phía không có sự sai khác đáng kể với mức ý nghĩa  =0,05 - Các chữ cái ở góc phải biểu thị sự khác nhau theo thời gian - Các chữ cái ở góc trái biểu thị sự khác nhau theo nồng độ. Theo TCVN 7209-2002, giới hạn cho phép của Pb trong đất theo các mục đích sử dụng khác nhau dao động từ 70-300ppm. Kết quả nghiên cứu của chúng tôi với dãy nồng độ Pb trong đất từ 500-1500ppm (vượt tiêu chuẩn cho phép rất nhiều lần), nhưng cỏ vetiver vẫn có khả năng sinh trưởng, phát triển và hấp thụ Pb với hiệu quả cao. Điều này cho thấy có thể sử dụng cỏ vetiver để phục hồi có hiệu quả các các vùng đất bị ô nhiễm nặng bởi Pb. 4. Kết luận - Cỏ vetiver vẫn có khả năng sinh trưởng và phát triển tốt ở các nồng độ Pb trong đất từ 500 - 1500ppm. - Hàm lượng Pb tích lũy trong rễ cao hơn trong thân và lá; Nồng độ Pb trong đất càng cao thì sự tích lũy Pb trong cỏ càng lớn. Sau 70 ngày xử lý, hàm lượng chì tích lũy trong thân và lá cao nhất đạt 54,33ppm; trong rễ cao nhất đạt 68,44ppm. - Ở tất cả các nồng độ xử lý, hàm lượng Pb trong đất giảm khá nhanh theo thời gian; Sau 70 ngày xử lý, hàm lượng Pb trong đất chỉ còn từ 27,74-42,25% so với ban đầu. - Có thể sử dụng cỏ vetiver để phục hồi có hiệu quả các các vùng đất bị ô nhiễm Pb vượt tiêu chuẩn cho phép nhiều lần TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Đức và cộng sự, 2004, Một số phương pháp phân tích môi trường, NXB ĐHQG Hà Nội. [2] Chantachon Somsaguan et al., 2002, Phytoextraction of lead from contaminated soil by vetiver grass (Vetiveria sp.), Thailand. [3] Paul Truong, 1999, The global impact of vetiver grass technology on the environment, Resource Sciences Queensland centre, Department of Natural Resources Brisbane, Australia. [4] Thares Srisatit et al., 2003, Efficiency of arsenic removal from soil by vetiveria zizanioides and Vetiveria nemoralis, Thailand. Bảng 2. Biến động hàm lượng Pb trong đất trồng cỏ vetiver theo thời gian Thời gian (ngày) 30 50 70 Nồng độ (mg/kg đất) ppm % so với ban đầu ppm % so với ban đầu ppm % so với ban đầu 500 a 368,66 a 73,73 a 191,97 b 38,39 a 183,27 b 36,65 750 b 543,84 a 72,51 b 313,79 b 41,84 b 208,06 c 27,74 1000 c 712,35 a 71,24 c 511,88 b 51,19 c 334,24 c 33,42 1500 d 1105,33 a 73,69 d 836,99 b 55,80 d 633,76 c 42,25 Ghi chú: - Tương tự bảng 2. . quả nghiên cứu và bàn luận 3.1. Khả năng sinh trưởng và phát triển của cỏ vetiver dưới ảnh hưởng của các nồng độ Pb trong đất Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các nồng độ Pb trong đất đến. ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ CHÌ TRONG ĐẤT ĐẾN KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN VÀ HẤP THỤ CHÌ CỦA CỎ VETIVER INFLUENCE OF LEAD CONCENTRATIONS IN SOIL. tiêu sinh trưởng và phát triển của cỏ vetiver được trình bày ở hình 1. Hình 1. Ảnh hưởng của các nồng độ Pb trong đất khác nhau đến khả năng sinh trưởng và phát