Nghiên cứu ảnh hưởng của PH đến khả năng hấp thụ một số kim loại nặng ( As, Pb, Cd, Zn) của cây sậy ( Phragmites australis)

Trần Thị Phả và Đtg<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> 97(09): 147 - 152<br /> <br /> NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA pH ĐẾN KHẢ NĂNG HẤP THỤ MỘT SỐ<br /> KIM LOẠI NẶNG (As, Pb, Cd,Zn) CỦA CÂY SẬY (Phragmites australis)<br /> Trần Thị Phả1*, Đặng Văn Minh1, Lê Đức2, Đàm Xuân Vận1<br /> 1<br /> <br /> 2<br /> <br /> Trường Đại học Nông lâm - ĐH Thái Nguyên<br /> Trường Đại học khoa học tự nhiên - ĐH Quốc gia Hà Nội<br /> <br /> TÓM TẮT<br /> Nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp thụ Asen, chì, Cadimi và kẽm của cây sậy cho<br /> thấy hàm lượng As, Pb, Cd và Zn đều được cây sậy tích lũy trong thân lá với các mức độ khác<br /> nhau tùy thuộc vào pH. Trong đó khả năng tích lũy As, Pb và Cd trong thân + lá và rễ của cây sậy<br /> tốt nhất ở công thức 1 (CT) là 20,12 ppm, 75,90ppm đối với As, 25,67ppm, 94,3 ppm đối với Pb,<br /> 15,1 ppm và 82,7ppm đối với Cd nhưng đối với Zn khả năng tích lũy trong thân + lá tốt nhất ở<br /> CT3 và rễ tốt nhất lại ở CT1 tương ứng là 132,1ppm và 386,1ppm. Khả năng xử lý đất ô nhiễm As<br /> giảm từ 2,10 lần đến 9,59 lần, trong đất ô nhiễm chì thì giảm từ 7,64 lần đến 12,32 lần và trong đất<br /> ô nhiễm Cd giảm từ 2,16 lần đến 3,44 lần, còn trong đất ô nhiễm kẽm đã giảm từ 17,60 lần đến<br /> 28,77 lần so với ban đầu<br /> Từ khóa: cây sậy, ô nhiễm đất, kim loại nặng<br /> <br /> ĐẶT VẤN ĐỀ*<br /> Các quá trình biến đổi, di động của các kim<br /> loại nặng trong đất đến nay vẫn chưa được<br /> làm rõ và về cơ bản, đây là những quá trình<br /> rất phức tạp, biến đổi tùy thuộc vào nhiều yếu<br /> tố, từ bản chất của đất (pH, CEC, OM...) đến<br /> điều kiện khí hậu, địa hình và các hoạt động<br /> nhân sinh.<br /> Sậy là loài cây có thể sống trong những điều<br /> kiện thời tiết khắc nghiệt và rất phù hợp với<br /> khí hậu Việt Nam. Hệ sinh vật quanh rễ loại<br /> cây này có thể hấp thụ kim loại nặng và phân<br /> hủy chất hữu cơ.<br /> NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP<br /> NGHIÊN CỨU<br /> Nội dung nghiên cứu<br /> - Đánh giá ảnh hưởng của pH đến khả năng<br /> sinh trưởng, hấp thụ As, Pb, Cd và Zn của<br /> cây sậy.<br /> Phương pháp nghiên cứu<br /> - Phương pháp xây dựng đường chuẩn:<br /> Xây dựng đường chuẩn pH theo phương<br /> pháp Jensen.<br /> - Phương pháp kế thừa: Thu thập tài liệu, số<br /> liệu về tình hình đất bị ô nhiễm kim loại nặng<br /> (KLN) tại Thái Nguyên<br /> - Phương pháp bố trí thí nghiệm:<br /> *<br /> <br /> Tel: 0982.091.200; Email: phacam2004@yahoo.com<br /> <br /> Thí nghiệm được đặt trong nhà lưới, mỗi vại<br /> 6 kg đất, gồm 2 thí nghiệm với 3 công thức,<br /> mỗi công thức nhắc lại 3 lần, tổng số vại thí<br /> nghiệm : 2 thí nghiệm x 3 x 3 = 18 chậu.<br /> +Thí nghiệm 1:<br /> Cho vào môi trường đất muối Na2HAsO4.<br /> 7H2O với nồng độ là 140ppm cùng với As có<br /> trong đất là 3,85ppm. Vậy thí nghiệm 3, nồng<br /> độ As trong đất là 143,85ppm được bố trí ở 3<br /> công thức, 3 lần nhắc lại. Với CT1 cho vào<br /> đất 0(g)CaCO3,, CT2 cho vào đất 3(g)CaCO3,<br /> CT3 cho vào đất 54,6 (g)CaCO3 tương ứng<br /> với các mức pH cần làm thí nghiệm, với 3<br /> lần nhắc lại cho một công thức.<br /> +Thí nghiệm 2:<br /> Cho vào môi trường đất muối Pb(NO3)2 với<br /> nồng độ là 1000ppm cùng với Pb có trong đất<br /> là 16,49ppm. Vậy thí nghiệm 2, nồng độ Pb<br /> trong đất là 1016,49ppm được bố trí ở 3 công<br /> thức, 3 lần nhắc lại. Với CT1 cho vào đất<br /> 0(g)CaCO3,, CT2 cho vào đất 3(g)CaCO3,<br /> CT3 cho vào đất 54,6 (g)CaCO3 tương ứng<br /> với các mức pH cần làm thí nghiệm, với 3<br /> lần nhắc lại cho một công thức.<br /> +Thí nghiệm 3:<br /> Cho vào môi trường đất muối Cd(NO3)2 với<br /> nồng độ ion Cd2+ là 50ppm cùng với Cd có<br /> trong đất là 1,89ppm. Vậy thí nghiệm 3, nồng<br /> độ Cd trong đất là 51,89ppm được bố trí ở 3<br /> 147<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> CT. Với CT1 cho vào đất 0(g) CaCO3,, CT2<br /> cho vào đất 3(g) CaCO3, CT3 cho vào đất<br /> 54,6(g)CaCO3 tương ứng với các mức pH cần<br /> làm thí nghiệm, mỗi công thức 3 lần nhắc lại.<br /> +Thí nghiệm 4:<br /> Cho vào môi trường đất muối ZnCl2 với nồng<br /> độ Zn2+ là 4000ppm cùng với Zn có trong đất<br /> là 77,25ppm. Vậy thí nghiệm 4, nồng độ Zn<br /> trong đất là 4077,25ppm được bố trí ở 3 CT.<br /> Với CT1 cho vào đất 0(g)CaCO3,, CT2 cho<br /> vào đất 3(g)CaCO3, CT3 cho vào đất 54,6<br /> (g)CaCO3 tướng với các mức pH cần làm thí<br /> nghiệm, với 3 lần nhắc lại cho một công thức.<br /> - Phương pháp phân tích trong phòng thí<br /> nghiệm:<br /> Phân tích các chỉ tiêu trong đất<br /> pHKCl: Được chiết bằng KCl 1N, đo bằng máy<br /> pH meter<br /> Mùn (MO): Phân tích bằng phương pháp tiu rin<br /> Đạn tổng số (N): Phân tích bằng phương<br /> pháp Kieldahl<br /> Lân Tổng số (P2O5): Phân tích bằng phương<br /> pháp so màu<br /> Dung tích trao đổi cation (mgđl/100g đất)<br /> CEC: Phân tích bằng phương pháp<br /> amoniaxetat<br /> As, Pb, Cd và Zn trong đất và cây được xác<br /> định bằng máy ASS M6 - Thermo.<br /> - Phương pháp xử lý số liệu: Số liệu được<br /> tổng hợp, phân tích và xử lý bằng phần mềm<br /> Microsoft Excel và SAS.<br /> KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU<br /> VÀ THẢO LUẬN<br /> Xây dựng đường chuẩn pH<br /> - Xây dựng đường chuẩn pH theo phương<br /> pháp Jensen: Lấy 7 bình tam giác 100ml cho<br /> vào mỗi bình 10g đất khô đã rây qua rây có<br /> đường kính 1mm đánh dấu từ 1 đến 7. Lần<br /> lượt cho vào bình tam giác nói trên một<br /> lượng Ca(OH)2 nồng độ 0,05N như sau:<br /> Cho vào bình số 1: 2ml Ca(OH)2 0,05N thêm<br /> nước cất cho đủ 50ml có pH = 6,8<br /> Cho vào bình số 2: 4ml Ca(OH)2 0,05N thêm<br /> nước cất cho đủ 50ml có pH = 7,0<br /> 148<br /> <br /> 97(09): 147 - 152<br /> <br /> Cho vào bình số 3: 6ml Ca(OH)2 0,05N thêm<br /> nước cất cho đủ 50ml có pH = 7,24<br /> Cho vào bình số 4: 8ml Ca(OH)2 0,05N thêm<br /> nước cất cho đủ 50ml có pH = 7,43<br /> Cho vào bình số 5: 10ml Ca(OH)2 0,05N<br /> thêm nước cất cho đủ 50ml có pH = 7,51<br /> Cho vào bình số 6: 15ml Ca(OH)2 0,05N<br /> thêm nước cất cho đủ 50ml có pH = 7,7<br /> Cho vào bình số 7: 20ml Ca(OH)2 0,05N<br /> thêm nước cất cho đủ 50ml có pH = 7,86<br /> Lắc tròn 30 phút rồi để yên 3 ngày, lọc qua<br /> giấy lọc, đo pH bằng máy.<br /> y = 0.0567x + 6.8362<br /> R2 = 0.9133<br /> <br /> 8.2<br /> 8<br /> 7.8<br /> 7.6<br /> pH<br /> <br /> Trần Thị Phả và Đtg<br /> <br /> 7.4<br /> 7.2<br /> 7<br /> 6.8<br /> 6.6<br /> 0<br /> <br /> 5<br /> <br /> 10<br /> <br /> 15<br /> <br /> 20<br /> <br /> 25<br /> <br /> Ca(OH)2<br /> pH<br /> <br /> Linear (pH)<br /> <br /> Hình 1. Biến thiên đường chuẩn pH<br /> <br /> Từ hình 1 ta có đường chuẩn xây dựng mối<br /> tương quan y = ax + b, y: là mật độ pH đo<br /> được, x: là hàm lượng Ca2+ trong mẫu. Qua đồ<br /> thị trên ta thấy hệ số tương quan r đo ở mức<br /> quan hệ x và y trong quan hệ tuyến tính<br /> <br /> R2 =<br /> <br /> r=<br /> <br /> 0.9133 = 0.956. Với giá trị<br /> <br /> R0.01