ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
NGUYỄN MINH HƢNG
NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG
TRONG ĐẤT VÙNG CHUYÊN CANH RAU
ĐÔNG NAM BỘ VÀ BIỆN PHÁP XỬ LÝ BẰNG THỰC VẬT
Chuyên ngành: Môi trường đất và nước
Mã số: 62440303
DỰ THẢO TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG
Hà Nội, 2018
1
Công trình được hoàn thành tại:
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
Người hướng dẫn khoa học:
PGS.TSKH. Nguyễn Xuân Hải
TS. Bùi Thị Ngọc Dung
Phản biện: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Phản biện: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Phản biện: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng cấp Đại học Quốc gia chấm luận
án tiến sĩ họp tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
vào hồi giờ ngày tháng năm 20...
Có thể tìm hiểu luận án tại:
- Thư viện Quốc gia Việt Nam;
- Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội
2
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Nhu cầu về rau quả ngày càng cao trong nước và quốc tế, đã
thúc đẩy ngành sản xuất rau quả của Việt Nam phát triển mạnh với tốc
độ nhanh. Chỉ trong 10 năm gần đây, cả nước diện tích rau tăng từ 635,1
nghìn ha lên 900 nghìn ha, sản lượng tăng lên tương ứng 15 triệu tấn.
Vùng Đông Nam Bộ là vùng rau lớn của nước ta, đây là nơi
cung cấp rau quả chính cho các thành phố lớn của khu kinh tế trọng
điểm phía Nam năm 2014 diện tích rau là 60,7 nghìn ha, sản lượng
1.021,3 nghìn tấn.
Cùng với sự phát triển không ngừng của các ngành công nghiệp,
dịch vụ, nông nghiệp thì quy mô và cường độ ô nhiễm KLN cũng ngày
càng gia tăng. Do đó, việc nghiên cứu, tìm kiếm các phương pháp xử lý
kim loại nặng trong đất, góp phần cải tạo ô nhiễm môi trường đất là hết
sức cần thiết nhất là khi xu thế tài nguyên đất trên thế giới đang bị suy
giảm nhanh chóng về diện tích và chất lượng, đe doạ đến an toàn lương
thực và sự phát triển bền vững.
Hiện nay trên thế giới và Việt Nam đã áp dụng nhiều các
phương pháp khác nhau nhằm xử lý KLN trong đất, tuy nhiên, các
phương pháp này đều có chi phí cao, 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, hiệu quả của việc áp dụng các phương pháp
trên là chưa hiệu quả.
Vì vậy, việc thực hiện đề tài: “Nghiên cứu, đánh giá thực trạng
ô nhiễm kim loại nặng trong đất vùng chuyên canh rau Đông Nam Bộ và
biện pháp xử lý bằng thực vật” là hết sức cần thiết nhằm góp phần xác
định cơ sở khoa học và thực tiễn cho việc phát triển và ứng dụng cơ chế
của công nghệ thực vật và VSV xử lý ô nhiễm KLN trong đất – công
nghệ được đánh giá rất cao ở các nước phát triển, nhưng đang còn khá
mới mẻ ở Việt Nam.
2. Mục tiêu của đề tài
2.1. Mục tiêu chung
- Góp phần xây dựng được cơ sở khoa học áp dụng các biện pháp
sinh học xử lý ô nhiễm KLN (As, Cd, Pb, Hg) trong đất;
3
- Nâng cao chất lượng sản phẩm rau, bảo vệ sức khoẻ người tiêu
dùng và người trồng rau ở vùng chuyên canh rau ĐNB.
2.2. Mục tiêu cụ thể
- Xác định được loài thực vật có khả năng tích lũy, chuyển hóa
KLN (As, Cd, Pb, Hg), giảm thiểu ô nhiễm KLN trong đất;
- Xây dựng quy trình ứng dụng biện pháp thực vật giảm thiểu ô
nhiễm KLN cho đất trồng rau tại một số vùng chuyên canh ở ĐNB;
- Xây dựng được mô hình ứng dụng thực vật (biện pháp sinh học)
giảm thiểu ô nhiễm KLN cho đất trồng rau tại một số vùng chuyên
canh ở ĐNB.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học
- Đã bổ sung và góp phần bổ sung, hoàn thiện danh mục các loài
thực vật có khả năng hấp thụ KLN cao;
- Đã góp phần xây dựng được cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu
và ứng dụng công nghệ sinh học xử lý ô nhiễm KLN trong đất,
nước vùng chuyên canh rau ở ĐNB bằng biện pháp xử lý thực vật.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Luận án đã đánh giá được thực trạng ô nhiễm KLN trong đất
vùng chuyên canh rau ĐNB, và đưa ra được giải pháp kỹ thuật sinh học
xử lý ô nhiễm KLN bằng biện pháp xử lý bằng thực vật.
4. Những đóng góp mới của đề tài
- Tuyển chọn được một số thực vật đa mục đích có khả năng hút
thu, tích lũy KLN cao, từ đó chọn được chọn 2 loài thực vật trên cạn là
Đậu bắp và Dọc mùng; 1 loài thực vật sống dưới nước là Kèo nèo có khả
năng hút thu KLN cao vừa có giá trị làm thực phẩm. Đã đưa ra quy trình
công nghệ sinh học (sử dụng thực vật, kết hợp thực với VSV) giảm thiểu
ô nhiễm KLN trong đất trồng rau, hướng tới sản xuất ra an toàn.
- Đã tính toán được khả năng hồi phục của đất trở về như môi
trường nền ban đầu, khi áp dụng các cây trồng đa mục đích hấp thu KLN
thì thời gian phục hồi nhanh nhất từ 4-6 năm, chậm nhất từ 41-50 năm
tùy thuộc từng đối tượng nghiên cứu.
CHƢƠNG I. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.4. Các kết quả nghiên cứu ở nƣớc ngoài
1.4.1. Các phương pháp xử lý ô nhiễm đất bằng biện pháp sinh học
4
*Phƣơng pháp ủ thành đống:
Phương pháp này thường sử dụng để xử lý đất ô nhiễm chất hữu
cơ. Nguyên tắc cơ bản của phương pháp là phân hủy chất ô nhiễm bằng
cách ủ đống nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân giải hảo khí tự
nhiên. Có các kiểu ủ đống như sau:
- Ủ thành phân (composting):
Đất đào lên được rải thành luống hay đánh đống đều đặn với chu
vi mỗi đống ủ vài mét, cao khoảng 1 m. Để thúc đẩy quá trình phân hủy
thường trộn thêm vào đất chất hữu cơ thô nhằm giúp cung cấp thêm chất
dinh dưỡng cần thiết cho vi sinh vật. (Jennifer Goetz, 2002).
- Làm đất như có canh tác (land farming):
Đất ô nhiễm được rải đều trên một mặt phẳng lớn thành lớp dày
khoảng vài chục cm, để tránh nguy cơ ô nhiễm cho khu vực xử lý công
việc này thường được tiến hành trên bề mặt không thấm nước. Rải chất
dinh dưỡng đều khắp bề mặt và trộn đều vào đất. Tiến hành đảo khối đất
định kỳ nhằm đảm bảo tính thoáng khí. (Jennifer Goetz, 2002).
- Phương pháp gò sinh học (biopile):
Đất ô nhiễm được đào lên và trải trên một bề mặt không thấm,
hơi dốc. Đống vật liệu được ủ cao vài mét được đắp kiểu sườn dốc.
Quanh đống có hệ thống rãnh thu hồi chất lỏng chảy ra từ đống ủ và
chảy tràn trên mặt. Toàn bộ khu ủ được phủ lớp chất dẻo để cách ly với
bên ngoài. (Jennifer Goetz, 2002).
* Xử lý tại chỗ trên quy mô hẹp "in situ":
Xử lý sinh học trong quy mô hẹp thường được ứng dụng cho
việc xử lý chất ô nhiễm dưới các vật kiến trúc, ô nhiễm ở các tầng sâu
hàng chục mét, ô nhiễm cácbua hydro đã mở rộng theo chiều ngang...
(Jennifer Goetz, 2002).
* Quạt sinh học (bioventing) và tạo bọt sinh học (bioparging)
Kỹ thuật quạt sinh học là thực hiện hiếu khí cưỡng bức trong đất
không bão hòa phía trên mực nước ngầm. Trong kỹ thuật tạo bọt sinh
học người ta bơm trực tiếp không khí vào lớp nước ngầm. (Jennifer
Goetz, 2002).
* Rào chắn sinh học và bình phong sinh học:
Kỹ thuật này được sử dụng để xử lý nước ngầm trên quy mô hẹp
"in situ". Người ta tạo ra ở phía hạ lưu trên đường đi của nước ngầm một
vùng nhiều vi sinh vật phù hợp với chất ô nhiễm cần xử lý.