Sử dụng Bèo tây (Echihornia crassipes) làm sạch nước bị ô nhiễm Pb, Cd, As tại Thái Nguyên

Phan Thị Thu Hằng và Đtg<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> 86(10): 191 - 194<br /> <br /> SỬ DỤNG BÈO TÂY (Echihornia crassipes)<br /> LÀM SẠCH NƯỚC BỊ Ô NHIỄM Pb, Cd, As TẠI THÁI NGUYÊN<br /> Phan Thị Thu Hằng*, Nguyễn Thị Minh Huệ<br /> Trường Đại học Nông Lâm – ĐH Thái Nguyên<br /> <br /> TÓM TẮT<br /> Sử dụng bèo tây trong việc giảm thiểu ô nhiễm kim loại nặng (Pb, Cd, As) trong môi trƣờng nƣớc<br /> khi bổ sung kim loại nặng vào nƣớc theo các mức: 2,0 ppm Pb, 0,1ppm Cd và 0,5 ppm As trong<br /> chậu thí nghiệm. Kiểm tra hàm lƣợng các kim loại trong nƣớc sau 5 - 10 - 20- 30 ngày thí nghiệm<br /> trồng bèo tây, kết quả cho thấy bèo tây có khả năng tích lũy kim loại nặng rất tốt. Và sau 20- 30<br /> ngày, tỷ lệ làm sạch của bèo tây với các kim loại nặng (Pb, Cd, As) hầu hết đều đạt 90 - 95%. Khả<br /> năng làm sạch nƣớc bị ô nhiễm Pb và Cd của bèo tây nhanh hơn với nƣớc ô nhiễm As.<br /> Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy, trong khi bèo tây sinh trƣởng rất tốt trong nƣớc bị ô nhiễm Pb<br /> và Cd thì trong nƣớc bị ô nhiễm 0,5ppm As, bèo tây có biểu hiện bị chết bắt đầu từ ngày thứ 8 sau<br /> trồng và đến ngày thứ 25 tỷ lệ bèo tây bị bệnh khoảng 70%, điều này cho thấy có thể sử dụng bèo<br /> tây nhƣ một chỉ thị phát hiện ô nhiễm As trong nƣớc.<br /> Từ khoá: Bèo tây, kim loại nặng, tích luỹ, nước ô nhiễm, dung dịch.<br /> <br /> <br /> ĐẶT VẤN ĐỀ<br /> Nƣớc là nguồn tài nguyên vô tận, giữ một vai<br /> trò quan trọng trong quá trình hình thành và<br /> phát triển sinh quyển - Không thể có sự sống<br /> khi không có nƣớc. Nƣớc đóng vai trò quan<br /> trọng trong sản xuất công nghiệp, nông<br /> nghiệp, trong đời sống dân sinh..…<br /> Ngày nay, do sự phát triển công nghiệp, cùng<br /> với quá trình đô thị hoá đã kèm theo sự gia<br /> tăng của nƣớc thải đổ vào các lƣu vực nơi mà<br /> con ngƣời đã dùng nƣớc để sinh hoạt và ăn<br /> uống, và sản xuất. Trƣớc hiện tƣợng ô nhiễm<br /> nƣớc đang diễn ra ngày càng trầm trọng nhƣ<br /> hiện nay, các nhà khoa học đã tiến hành các<br /> nghiên cứu để bảo vệ nguồn tài nguyên quan<br /> trọng của trái đất. Hiện nay các phƣơng pháp<br /> giảm thiểu ô nhiễm khá phong phú nhƣ các<br /> phƣơng pháp kết tủa, sa lắng, hấp phụ, trao<br /> đổi iôn, chiết, trong đó phƣơng pháp sử dụng<br /> thực vật (Phytoremediation) để làm sạch<br /> nguồn nƣớc đƣợc coi là phƣơng pháp ƣu việt.<br /> Sử dụng bèo tây trong việc xử lý ô nhiễm đã<br /> đƣợc rất nhiều các tác giả trong và ngoài nƣớc<br /> nghiên cứu. Bèo tây là cây sống ở nƣớc, có<br /> <br /> <br /> Tel: 0912 430378<br /> <br /> Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên<br /> <br /> tốc độ sinh trƣởng rất nhanh và không cần<br /> phải chăm sóc nên sử dụng bèo tây để xử lý ô<br /> nhiễm nƣớc có thể thực hiện đƣợc dễ dàng<br /> trong điều kiện nông hộ.<br /> MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU<br /> Nghiên cứu mức độ làm sạch nƣớc bị ô nhiễm<br /> Pb, Cd, As của bèo tây.<br /> VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU<br /> Các thí nghiệm: Bèo tây đƣợc nuôi trong môi<br /> trƣờng nƣớc tƣới chứa các kim loại nặng Pb,<br /> Cd, As theo nồng độ lựa chọn:<br /> 1. Nƣớc tƣới chứa 2,0 ppm Pb<br /> 2. Nƣớc tƣới chứa 0,1 ppm Cd<br /> 3. Nƣớc tƣới chứa 0,5 ppm As<br /> 4. Nƣớc tƣới chứa 2,0 ppm Pb + 0,1ppm Cd +<br /> 0,5ppm As<br /> Tiến hành kiểm tra hàm lƣợng các kim loại<br /> nặng Pb, Cd, As trong nƣớc sau khi thả bèo 5<br /> - 10 - 20 - 30 ngày.<br /> Chỉ tiêu phân tích: Pb, Cd, As trong nƣớc<br /> Phƣơng pháp phân tích: Phƣơng pháp quang<br /> phổ hấp thụ nguyên tử.<br /> KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU<br /> Khả năng hạn chế ô nhiễm Pb trong nước<br /> của bèo tây<br /> 191<br /> <br /> http://www.lrc-tnu.edu.vn<br /> <br /> Phan Thị Thu Hằng và Đtg<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> Tiến hành sử dụng nƣớc chứa 2,0 Pb mg/l để<br /> thả bèo tây cho thấy:<br /> Theo bảng 1: Trong điều kiện thí nghiệm<br /> chậu vại, hàm lƣợng Pb trong nƣớc giảm dần<br /> theo thời gian xử lý bằng bèo tây, cụ thể:<br /> Khi chƣa có bèo tây, hàm lƣợng Pb trong<br /> nƣớc là 2,004 mg/l.<br /> Sau 5 ngày thả bèo tây, hàm lƣợng Pb trong<br /> nƣớc là 1,280 mg/l, giảm đƣợc 36%.<br /> Bảng 1. Hàm lƣợng Pb trong nƣớc theo thời gian<br /> khi xử lý bằng bèo tây<br /> Ngày<br /> thí nghiệm<br /> <br /> Hàm lượng Pb<br /> trong nước<br /> (mg/l)<br /> <br /> Tỷ lệ còn lại<br /> trong dung<br /> dịch (%)<br /> <br /> 0<br /> <br /> 2,004<br /> <br /> 100<br /> <br /> 5<br /> <br /> 1,280<br /> <br /> 63,9<br /> <br /> 10<br /> <br /> 0,006<br /> <br /> 0,30<br /> <br /> 20<br /> <br /> 0,002<br /> <br /> 0,10<br /> <br /> 30<br /> <br /> KXĐ<br /> <br /> -<br /> <br /> TCVN 67732000<br /> <br /> 0,1<br /> (Thí nghiệm trong chậu)<br /> <br /> Và đến ngày thứ 10 của thí nghiệm, hàm<br /> lƣợng Pb trong nƣớc giảm mạnh là 0,006<br /> mg/l, đạt tỷ lệ làm sạch gần 100% so ban đầu.<br /> Khả năng hạn chế ô nhiễm Cd trong nước<br /> của bèo tây<br /> Tiến hành thí nghiệm thả bèo tây trong dung<br /> dịch chứa 0,1 mg/l Cd, qua 4 đợt theo dõi hàm<br /> lƣợng Cd trong nƣớc, kết quả cho thấy (bảng 2).<br /> Bảng 2. Hàm lƣợng Cd trong nƣớc theo thời gian<br /> khi xử lý bằng bèo tây<br /> Ngày<br /> thí nghiệm<br /> <br /> Hàm lượng Cd<br /> trong nước<br /> (mg/l)<br /> <br /> Tỷ lệ còn lại<br /> trong dung<br /> dịch (%)<br /> <br /> 0<br /> <br /> 0,1104<br /> <br /> 100<br /> <br /> 10<br /> <br /> 0,0530<br /> <br /> 48,0<br /> <br /> 20<br /> <br /> 0,0002<br /> <br /> 0,18<br /> <br /> 30<br /> <br /> KXĐ<br /> <br /> -<br /> <br /> TCVN<br /> 6773-2000<br /> <br /> 0,01<br /> (Thí nghiệm trong chậu)<br /> <br /> Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên<br /> <br /> 86(10): 191 - 194<br /> <br /> Hàm lƣợng Cd trong nƣớc trƣớc thí nghiệm là<br /> 1,1104 mg/l. Ở ngày thứ 5 của thí nghiệm,<br /> hàm lƣợng Cd trong nƣớc là 0,053 mg/l, đạt<br /> tỷ lệ làm sạch là 52% và sau 10 ngày thí<br /> nghiệm thì hàm lƣợng Cd trong nƣớc giảm<br /> hẳn xuống dƣới ngƣỡng an toàn, đạt 0,0002<br /> mg/l, tỷ lệ còn lại trong dung dịch là 0,18% so<br /> với trƣớc thí nghiệm.<br /> Khả năng hạn chế ô nhiễm As trong nước<br /> của bèo tây<br /> Thực hiện thí nghiệm tƣơng tự nhƣ với Pb và<br /> Cd, tiến hành trồng bèo tây trong dung dịch<br /> chứa 0,5mg As/l, và theo dõi hàm lƣợng As<br /> trong dung dịch dùng thả bèo qua 5, 10, 20, 30<br /> ngày thí nghiệm, kết quả thể hiện ở bảng 3.<br /> Bảng 3. Hàm lƣợng As trong nƣớc theo thời gian<br /> khi xử lý bằng bèo tây<br /> Ngày<br /> thí nghiệm<br /> <br /> Hàm lượng As<br /> trong nước<br /> (ppm)<br /> <br /> Tỷ lệ còn lại<br /> trong dung<br /> dịch (%)<br /> <br /> 0<br /> <br /> 0,5326<br /> <br /> 100<br /> <br /> 5<br /> <br /> 0,4281<br /> <br /> 80,4<br /> <br /> 10<br /> <br /> 0,3340<br /> <br /> 62,7<br /> <br /> 20<br /> <br /> 0,1204<br /> <br /> 22,6<br /> <br /> 30<br /> <br /> 0,0928<br /> <br /> 17,4<br /> <br /> TCVN 67732000<br /> <br /> 0,1<br /> (Thí nghiệm trong chậu)<br /> <br /> Hàm lƣợng As trong nƣớc lúc ban đầu khi<br /> chƣa thả bèo là 0,5326 mg/l, sau 5 ngày thí<br /> nghiệm hàm lƣợng As là 0,4281 mg/l (còn<br /> 80,4% so với ban đầu), đến ngày thứ 10 của<br /> thí nghiệm, hàm lƣợng As là 0,3340 mg/l<br /> (còn 62,7% so với ban đầu), đến ngày thứ 20<br /> của thí nghiệm hàm lƣợng As trong nƣớc có<br /> xu hƣớng giảm mạnh hơn 0,1204 mg/l (còn<br /> 22% so với ban đầu) và phải đến ngày thứ 30<br /> của thí nghiệm thì hàm lƣợng As trong nƣớc<br /> mới giảm hẳn xuống dƣới ngƣỡng an toàn,<br /> đạt 0,0928 mg/l. Kết quả của thí nghiệm cũng<br /> chỉ ra rằng, so với Pb và Cd, sự hấp thu As<br /> của bèo tây trong nƣớc chậm hơn. Với Pb,<br /> Cd chỉ sau 10 ngày thả bèo hàm lƣợng Pb, Cd<br /> trong nƣớc đã đạt ngƣỡng an toàn, trong khi<br /> đó với As, hàm lƣợng As đạt ngƣỡng an toàn<br /> 192<br /> <br /> http://www.lrc-tnu.edu.vn<br /> <br /> Phan Thị Thu Hằng và Đtg<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> sau 20 ngày của thí nghiệm Một sự khác biệt<br /> nữa, trong khi bèo tây sinh trƣởng rất tốt<br /> trong dung dịch ô nhiễm Pb và Cd nhƣng lại<br /> <br /> 86(10): 191 - 194<br /> <br /> có biểu hiện bị chết khi trồng trong dung dịch<br /> bị ô nhiễm As, kể cả trong dung dịch chứa<br /> As cùng với Pb, Cd.<br /> <br /> Hình 1. Sự biến thiên hàm lƣợng Pb, Cd, As trong nƣớc theo thời gian xử lý bằng bèo tây<br /> <br /> Hình 2. Thí nghiệm làm sạch nƣớc ô nhiễm Pb, Cd bằng bèo tây<br /> <br /> Hình 3. Thí nghiệm làm sạch nƣớc ô nhiễm As bằng bèo tây<br /> <br /> Qua theo dõi thí nghiệm cho thấy bắt đầu từ ngày<br /> thứ 8 khi trồng, bèo tây có biểu hiện rõ rệt hiện<br /> Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên<br /> <br /> 193<br /> <br /> http://www.lrc-tnu.edu.vn<br /> <br /> Phan Thị Thu Hằng và Đtg<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> tƣợng lá bị úa vàng và dần khô lại từ mép lá đến<br /> cuống và đến ngày thứ 25 của thí nghiệm tỷ lệ bị<br /> bệnh đến 70% (Hình 2, 3).<br /> Khả năng hạn chế ô nhiễm Pb, Cd, As trong<br /> nước của bèo tây<br /> Thí nghiệm trồng bèo tây trong dung dịch chứa<br /> 2,0ppm Pb + 0,1ppm Cd + 0,5ppm As cũng cho<br /> kết quả giống nhƣ các thí nghiệm trồng bèo trong<br /> dung dịch bị ô nhiễm riêng lẻ các nguyên tố (bảng<br /> 4)<br /> Bảng 4. Hàm lƣợng Pb, Cd, As trong nƣớc theo thời<br /> gian khi xử lý bằng bèo tây<br /> Ngày thí<br /> nghiệm<br /> <br /> Hàm lượng trong nước (ppm)<br /> Pb<br /> Cd<br /> As<br /> <br /> 0<br /> <br /> 2,005<br /> <br /> 0,105<br /> <br /> 0,529<br /> <br /> 5<br /> <br /> 1,347<br /> <br /> 0,0483<br /> <br /> 0,382<br /> <br /> 10<br /> <br /> 0,004<br /> <br /> 0,0082<br /> <br /> 0,206<br /> <br /> 20<br /> <br /> 0,004<br /> <br /> 0,004<br /> <br /> 0,182<br /> <br /> 30<br /> <br /> -<br /> <br /> 0,003<br /> <br /> 0,136<br /> <br /> TCVN<br /> 6773 - 2000<br /> <br /> 0,1<br /> <br /> 0,01<br /> <br /> 0,1<br /> <br /> (Thí nghiệm trong chậu)<br /> <br /> Theo bảng 4.04: Sau 10 ngày thí nghiệm, hàm<br /> lƣợng Pb, Cd trong dung dịch trồng bèo tây đạt<br /> dƣới ngƣỡng an toàn (Pb = 0,004 mg/l; Cd =<br /> 0,0082 mg/l), còn sau 20 ngày thí nghiệm thì hàm<br /> lƣợng As trong nƣớc là 0,182 mg/l, đạt tiêu chuẩn<br /> cho phép. Và sau 30 ngày, tỷ lệ làm sạch của bèo<br /> ron.<br /> <br /> Health,<br /> <br /> 57<br /> <br /> (6),<br /> <br /> 516–<br /> <br /> 86(10): 191 - 194<br /> <br /> tây với các kim loại nặng (Pb, Cd, As) hầu hết đều<br /> đạt 90 - 95%.<br /> KẾT LUẬN<br /> Nhƣ vậy, bèo tây là một loài thực vật có khả năng<br /> làm sạch nƣớc tƣới bị ô nhiễm kim loại nặng (Pb,<br /> Cd, As) rất tốt, chỉ sau 10 - 20 ngày sau khi xử lý<br /> hàm lƣợng Pb, Cd, As trong nƣớc đã đạt TCVN<br /> 6773 - 2000.<br /> Biện pháp xử lý ô nhiễm bằng bèo tây có ý nghĩa<br /> rất lớn về mặt môi trƣờng, đây là một giải pháp<br /> hữu hiệu góp phần xử lý ô nhiễm kim loại nặng<br /> với chi phí thấp và có thể áp dụng rất dễ dàng<br /> trong điều kiện sản xuất của nông hộ.<br /> <br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> [1]. Nguyễn Quốc Thông, Đặng Đình Kim, Trần Văn<br /> Tựa, Lê Lan Anh (1999), Khả năng tích tụ kim loại<br /> nặng Cr, Ni và Zn của bèo tây trong xử lý nước thải<br /> công nghiệp, Báo cáo khoa học Hội nghị công nghệ<br /> sinh học toàn quốc, Hà Nội 9,10/12/1999, Nhà xuất<br /> bản khoa học kỹ thuật , page 983- 988 .<br /> [2]. Kathryn Vander Weele Snyder (2006), Removal of<br /> Arsenic from Drinking Water by Water Hyacinths<br /> (Eichhornia<br /> crassipes),<br /> Water<br /> Environment<br /> Federation.<br /> [3]. Misbahuddin, M.; Fariduddin, A. (2002) Water<br /> Hyacinth<br /> Removes<br /> Arsenic<br /> from<br /> ArsenicContaminated Drinking Water [electronic version].<br /> Arch.<br /> Envi<br /> <br /> 519.<br /> <br /> Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên<br /> <br /> 194<br /> <br /> http://www.lrc-tnu.edu.vn<br /> <br /> Phan Thị Thu Hằng và Đtg<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> 86(10): 191 - 194<br /> <br /> SUMMARY<br /> USING WATER HYACINTH SPECIES (Echihornia crassipes) FOR CLEANING<br /> POLLUTED WATER WITH Pb, Cd, As IN THAINGUYEN<br /> Phan Thi Thu Hang, Nguyen Thi Minh Hue<br /> Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry<br /> <br /> Use of water hyacinth in reducing heavy metal pollution (Pb, Cd, As) in water, when adding heavy metals in<br /> water levels: 2.0 ppm Pb, 0.1 and 0.5 ppm Cd ppm As in pot experiments. Check the heavy metal content in<br /> water after 5 - 10 - 20 - 30 days in water hyacinth experiments, the results showed that water hyacinth has the<br /> ability to accumulate heavy metals very well. And after 20 to 30 days, the rate of cleaning of water hyacinth with<br /> heavy metals (Pb, Cd, As) almost reached from 90 to 95%. The ability to purify water contaminated by Pb and Cd<br /> in water hyacinth pollution faster than As.<br /> Research results also showed that, while water hyacinth grow very well in water contaminated with Pb and Cd in<br /> contaminated water that is 0.5 ppm As, water hyacinth signs of death starting 8 days after planting and by day 25<br /> the rate of water hyacinth diseased about 70%, indicating that water hyacinth can be used as an indicator to detect<br /> pollution with As in water.<br /> Key words: water hyacinth, heavy metals, accumulation, polluted water, solution.<br /> <br /> <br /> <br /> Tel: 0912 430378<br /> <br /> Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên<br /> <br /> 195<br /> <br /> http://www.lrc-tnu.edu.vn<br /> <br />