Tốc độ tiềm năng nitrat hoá (PNR) như một công cụ để thông báo độc tính trong đất bị ô nhiễm kim loại

Chia sẻ: Leon Leon | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

57
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

PNR đã đo được ở 27 mẫu đất không bị ô nhiễm để đánh giá khả năng khác nhau của chúng. Danh giới PNR thay đổi từ giá trị có ý nghĩakhác nhau từ 2 - 21 mgN/kg/d. Khoảng dao động lớn này của PNR đã cản trở sự phát hiện của độc tố ảnh hưởng tập trung trên đất đồng ruộng. Mối tương quan giữa tínhchất đất và PNR của đất không bị ô nhiễm là một cách có thể xác định được để tìm ra giá trị tham khảo của PNR. Từng bước sự qui tụ của...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tốc độ tiềm năng nitrat hoá (PNR) như một công cụ để thông báo độc tính trong đất bị ô nhiễm kim loại

T C Đ TI M NĂNG NITRAT HOÁ (PNR) NHƯ M T CÔNG C Đ THÔNG BÁO Đ C TÍNH TRONG Đ T B Ô NHI M KIM LO I Lê Th Thu I. GI I THI U II. V T LI U VÀ PHƯƠNG PHÁP Nitrat hóa là s thay i c a NH + 4 1. L y m u t và x lý thành NO − và sau ó thành NO3 . S nitrat 2 − Hai nhóm t g m 27 m u t không ô hoá ư c th c hi n b i nhóm vi sinh v t nhi m và 15 m u t b ô nhi m b i các c bi t, ó là itrosomonas ssp, oxy d ng ho t ng nung ch y ( t ng ru ng − hoá thành NO 2 và itrobacter ssp oxy hoá b ô nhi m). t không b ô nhi m ư c l y − B vào tháng 8/1997 (m u s 1 - 4) ho c thành NO3 . S nitrat hoá là m t quá trình tháng 8/1998 (m u s 5 - 27). b nh hư ng c a nh ng kim lo i trong t. T t c m u t ã ư c làm khô không Ví d , bón Zn th p 100 mgZn/kg s gi m t l nitrat hoá ban u kho ng 65% trong t khí và nghi n (2 mm) sau ó ư c tr ít không ư c c i t o. nh t cho 1 tháng trư c khi thí nghi m PNR. Mu i kim lo i ã ư c bón vào v i t l Vì c m ng c a chúng v i s ô nhi m 300, 600 và 3000 mgZn/kg tr ng lư ng kim lo i và có vai trò chính trong chu trình khô. t i ch ng ch ư c làm ư t v i nitơ, nên s nitrat hoá là m t quá trình có th nư c lo i ion và ã x lý xa hơn tương t ư c s d ng trong s ánh giá nguy h i c a ch t hoá h c trong t. ''Ti m năng nitrat như kim lo i ư c cho vào t. hoá'' ư c s d ng ph bi n cho s nitrat 2. Phương pháp phân tích hoá trong t nh ng n ng ch t bão hoà, ó là s nitrat hoá ã ư c quan sát ngay sau Thành ph n cơ gi i t ư c xác nh khi b sung NH4+. S t p trung n ng b ng phương pháp pypet sau khi ti n x lý nitrat trong t thư ng ư c o sau quá trình m u t và l c cát. pH t ư c o trong , có th thay i t m t vài gi t i 50 ngày. CaCl2 0,01M v i t l t/dung d ch là Bài báo này nói v vi c s d ng t c 1/2,5 sau khi cân b ng qua êm. Kh ti m năng nitrat hoá (PNR) i v i thông năng trao i cation (CEC) ư c o b ng báo c trong t b ô nhi m. PNR vi c s d ng thiourea b c như ch th cation ư c o trong các chu i r ng c a t trong m NH4OAC 0,1M v i pH 7,0. không b ô nhi m và t thí nghi m b ô T ng s cácbon ư c o b ng s cháy khô. nhi m i u ki n bình thư ng bao g m N ng kim lo i trong t ã ư c o sau nh ng t ư c cho vào phòng thí nghi m khi công phá b ng ng n l a quang ph h p v i mu i Zn và t b ô nhi m ngoài ng ph nguyên t (FAAS). T t c các tính ch t ru ng (s ô nhi m h n h p kim lo i). Kh t ư c th hi n trên m t tr ng lư ng khô năng thay i c a PNR trong t không b cơ b n 1050C (b ng 1 và 3). ô nhi m ã liên quan n nh ng tính ch t t và m i quan h này ư c s d ng 3. T c nitrat hoá xác nh PNR c a t b ô nhi m ch ra c.
B sung 100 mgNH4 - N/kg tr ng lư ng (n ng gây gi m 50% PN R) và 95% khô (như (NH4)2SO4) v i 200 g t. Thêm kho ng tin c y c a chúng ã nh n ư c t nư c lo i ion i u ch nh Nm t t i các thông s tương ng c a hàm loga và 60% kh năng gi nư c c a t. Tr n u và l ch chuNn. N h ng c t chính nh hư ng trong thùng ch a 15l ư c y kín 25oC n PN R trong t ng ru ng b ô nhi m trong 7 ngày. N itrat t ư c o b ng máy so ư c xác nh s gi i thích trong ph n k t màu trong m t d ch t ã ư c l c (KCl 1M, qu và th o lu n. t l t/dung d ch = 1/5, l c lên xu ng 2h). III. K T QU N GHIÊN C U 4. h ng th ng kê N ng Zn t ng s trong t không ô PN R ã ư c tính toán như m t ư ng nhi m (b ng 1) n m dư i ư ng n ng cơ cong h i qui c a s nitrat hoá theo th i b n c a t Flemish ( ư c xác nh b i 90% gian. Hi u qu quan sát th p nh t (LOED) c a hơn 450 m u t t p trung t t tr ng ư c b sung n ng kim lo i có ý nghĩa tr t, t r ng, t b hoang và ng c cách tác ng n quá trình trong t cho hoá xa ngu n kim lo i). M u s 10 và 12 có n ng ch t ư c xác nh trong 1 th i gian th Zn trên ư ng n ng cơ b n ( ư c l y nghi m (p < 0,05) trên PN R gi a công th c ven sông, lo i t có n ng kim lo i cao). và i ch ng. l ch chuNn có s khác N gư i ta không bi t Zn tăng cao do tác ng nhau gi a các giá tr PN R ư c tính toán t c a con ngư i hay t ngu n g c t nhiên. l ch chuNn c a m i ư ng cong. T t c PN R c a 2 lo i t cao nh t trong t không các giá tr c a PN R trên LOED là luôn b ô nhi m pH tương ng, ã ch ra r ng Zn luôn có ý nghĩa th p hơn i ch ng. EC50 không gây ra nh hư ng b t l i. B ng 1. M t s tính ch t c a t không ô nhi m TT pHCaCl2 (0,01M) %C % Sét CEC (cmolc/kg) Cd (mg/kg) Zn (mg/kg) 1 4,4 2,8 1 7,8 0,36 32 2 5,0 1,5 7 9,5 0,27 45 3 6,6 1,1 10 6,5 0,10 28 4 6,6 0,9 17 10,2 0,20 47 5 3,0 3,4 NM 9,0 0,10 19 6 7,0 1,6 NM 11,7 0,64 80 7 6,6 1,0 NM 6,8 0,38 39 8 7,0 1,5 NM 6,7 0,52 61 9 4,8 1,1 NM 3,9 0,41 47 10 6,6 2,5 NM 8,8 0,91 152 11 6,9 2,8 NM 12,6 0,31 44 12 7,0 3,2 NM 11,8 0,96 166 13 7,1 1,4 NM 9,4 0,29 41 14 6,4 1,5 NM 7,8 0,32 77 15 3,1 3,1 NM 8,6 0,13 30 16 6,2 2,9 NM 8,4 0,61 99 17 5,6 0,9 NM 2,4 0,39 43 18 3,2 1,8 NM 5,6 0,14 31 19 3,5 1,4 NM 6,1 0,12 60 20 7,5 2,4 NM 7,6 0,41 67 21 5,1 1,7 NM 5,0 0,24 58 22 3,5 1,2 NM 5,4 0,05 24 23 3,7 1,3 NM 4,2 0,07 32 24 3,9 2,4 NM 6,7 0,13 34 25 4,7 1,5 NM 7,4 0,49 58 26 4,8 2,9 NM 6,3 0,80 65 27 5,9 1,0 NM 7,2 0,29 59
Ghi chú: NM = Không xác nh ư c. t ng ru ng b ô nhi m ư c l y t nông nghi p và t r ng khác nhau B trong tháng 9/1998 và bao g m các lo i (b ng 2). B ng 2. P R trong 15 m u t b ô nhi m PNR (mgN/kg d) CEC Cd Zn TT pHCaCl2 %C % Sét (cmolc/kg) (mg/kg) (mg/kg) Mong đ i % S mong Quan sát (95%) đ i 1 3,6 2,7 10 2,0 7 129 0,4 0,8(7,5) 44b 2 4,2 2,8 10 1,8 10 93 0,7 2,0(7,4) 33b 3 4,3 5,9 13 1,9 11 545 - 1,1 2,1(7,4)
n 10 ngày. i u này có th liên quan n t d a vào s nitrat hoá. S ng d ng kim gi i h n trong ch t NH -4 . Phân tích hàm lo i, hơn n a pH t luôn gi m và i u này h u h t ã ư c thông báo trong các công lư ng t ng NH + − N và NO3 − N trong t 4 - th c Zn c a m u s 3, ây pH ã gi m t ã phát hi n hàm lư ng amon hoá b t u 6,6 ( i ch ng) xu ng 5,3 t l Zn cao t 6 ngày sau khi b sung NH4+. Trong 4 nh t. PNR có th gi m 1 ph n, nhưng không ngày th nghi m, k t qu cho th y dư i hoàn toàn liên quan n gi m pH trong t 56% n ng b sung NH + − N ã ư c 4 d a vào vi c b sung kim lo i. pH t m u - chuy n thành NO3 − N . Wilson ã quan s 4 ã gi m t pH 6,6 xu ng pH 6,4 t l Zn th p nh t (300 mg/kg), giá tr này PNR tr c s nitrat hoá trong 3 lo i t v i 7 tu n t 81% th p hơn trong i ch ng. sau khi b sung 100 mgN/kg b i NH4Cl. Hàm lư ng nitrat trong t có ý nghĩa th p Nh ng nh hư ng c a Zn d a vào PNR hơn 100 mgZn/kg trong su t tu n th 2 ư c tìm th y giá tr th p nh t (m u s 2 và và 3 sau khi b sung ch t n n, nhưng nh s 4) ho c th p th 2 (m u s 1), t l Zn hư ng này không ư c quan sát khâu PNR trên 50% th p hơn trong các công th c cu i cùng, khi mà h u h t các ch t ã ư c i ch ng (b ng 4). ã có 1 s ph n ng gi i phóng qua các phương pháp x lý. trong m i quan h gi a PNR và n ng Zn trong t t t c 4 m u t. Thi t l p nh ng T l nitrat hoá c m ng m nh v i kim giá tr EC50 gi a 150 và 350 mgZn/kg tr ng lo i, nhưng kh năng khác nhau trong PNR lư ng khô, ho c m t mao qu n nư c cơ b n gi a t i ch ng có th vư t quá nh ng gi a kho ng 2 và 200 mgZn/L. Không có s nh hư ng c a c t kim lo i. nh hư ng ch ng minh nào cho th y Zn trong h u h t c a vi c b sung Zn d a vào PNR cho m u các t acid ( t 1) là c hơn trong t pH s 4 3 giá tr pH t (pH = 6,5 - 5,9). PNR 6,6 (m u t 3 và 4). Nh ng giá tr v n ng c a t pH cao nh t ã gi m ý nghĩa gây gi m trung bình c a Zn (EC50), ư c xu ng 81% t l Zn th p nh t (300 mg/kg phát hi n d a vào mao qu n nư c là cao nh t tr ng lư ng khô). PNR c a t phi kim lo i trong h u h t các t acid b i vì t ng giá tr b acid hoá pH = 5,9 cũng gi m 74%, ý EC50 là tương t qua t và mao qu n nư c, nghĩa th p hơn t phi kim lo i pH = 6,6. rõ ràng Zn tăng v i pH t gi m. i u ó minh ho rõ ràng nh hư ng c a pH B ng 4. PR trong Zn LOED EC50 (95%Cl) PRN c a đ i ch ng Đ t (mg/kg khô) Zn t ng s (mg/kg khô) N ng đ ô nhi m đ t (mg/L) (mgN/kg) Zn Zn Zn 1 5,6 600 351 184 2 6,4 300 291 99 3 8,8 300 307 20 4 11,2 300 147 ND * ND: Không xác nh.
T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam PNR ã o ư c 27 m u t không b ô nhi m ánh giá kh năng khác nhau c a chúng. Danh gi i PNR thay i t giá tr có ý nghĩa khác nhau t 2 - 21 mgN/kg/d. Kho ng dao ng l n này c a PNR ã c n tr s phát hi n c a c t nh hư ng t p trung trên t ng ru ng. M i tương quan gi a tính ch t t và PNR c a t không b ô nhi m là m t cách có th xác nh ư c tìm ra giá tr tham kh o c a PNR. T ng bư c s qui t c a PNR v i pH t, hàm lư ng cacbon và CEC ã ch ra r ng pH là y u t i ch ng tr i hơn PNR và như th khó tr ng tr t nhưng nh hư ng có ý nghĩa c a vi c t n t i cacbon và CEC (b ng 3). Dư i pH 3,5 s nitrat hoá không có ý nghĩa ư c phát hi n trong vòng 4 ngày. PNR tăng kho ng 3,5 gi a pH 5,0 và 7,0. 1/4 ư ng cong là thích h p t i s li u năng su t PNR - pH. PNR = 9,1 - 5,9pH + 1,01pH (R2 = 0,81) Giá tr PNR dư i kho ng cách tiên oán th p hơn ư c xác nh ây như m t giá tr ch ra c t . Không có c t nào có th ư c tìm th y dư i pH 5,6 b i vì th m chí giá tr PNR là 0 không có giá tr PNR là 95% kho ng cách tiên oán. Nh ng giá tr PNR tham kh o có th cũng ư c ch ra b ng vi c dùng nhi u s h i qui hi n i d a vào C, pH và CEC (b ng 3). Nh ng kho ng cách v s tiên oán c a mô hình này là nh hơn c a mô hình pH cơ b n. Mô hình này không ph i là s d ng nh n d ng c t trong t ng ru ng b ô nhi m b i vì hàm lư ng C c a nh ng t này vư t quá t l trên v i mô hình h i qui là thích h p. T t c PNR u nh trong 15 m u t b ô nhi m (b ng 2). T t c nh ng t này ch a Zn nh ng n ng t t trên m c n n. Hàm lư ng m u s 40 vư t quá n ng Zn cao và nó gi ng như t này ã b ô nhi m pH tương ng là 0 t i 44%, ch ra r ng PNR là nh ng nh hư ng trong t t c các m u t. Trong 1 m u t ( t s 30) s gi m có ý - nghĩa ư c quan sát trong nitrat t t 15 t i 10 mg NO3 − N /kg, trong 4 ngày sau khi b sung NH4+. c t có ý nghĩa ã ư c xác nh ưa ra trư c, ư c dò tìm 7 trong 10 m u t v i pH > 5,6 và ây c t có th ư c nh n d ng. 3 m u t khác nhau mà ó c t có th ư c tìm th y nhưng ó PNR không có ý nghĩa khác t t không c ư c m u t có pH t i 5,6 ó là ngư ng pH dư i, không c t nào có th xác nh ư c. PNR trong 15 m u t ng ru ng b ô nhi m là không có ý nghĩa tương quan v i t ng s n ng Zn, n ng Zn trong dung d ch t (t t c n ng ã th nghi m sau s v n chuy n loga) ho c t i pH t, nhi t C, ho c CEC. Trong t nhi m kim lo i, PNR ã gi m tương t t 50 t i 80% li u lư ng th p nh t c a Zn 300 mgZn/kg tr ng lư ng khô (4,6 mmol/kg tr ng lư ng khô). i u này ã ch ra r ng nh ng nh hư ng b t l i c a Zn n t l nitrat là không khác nhau cơ b n v tr ng lư ng ho c phân t . N ng Zn t ng s trong t ng ru ng b ô nhi m, ó c t ư c tìm th y t 160 t i 34,100 mgZn/kg tr ng lư ng khô và h u h t các m u ch a Zn nhi u hơn EC50 c a t spiked Zn. S c ch c a PNR trong t nhi m kim lo i g n như cao hơn trong t, nơi nh ng kim lo i n nh trong m t giai o n r t dài. IV. TH O LU N Ngay c khi dư i các i u ki n phòng thí nghi m ư c i ch ng, PNR ch ng minh m t thông s quá khác nhau nh hư ng n s nh n d ng các c t trong t ng ru ng b ô nhi m. 5
T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam Không có d li u ng ru ng nào s n có ch ra r ng t l nitrat hoá làm suy y u b i vì kim lo i thí nghi m PNR nên ư c coi như m t th nghi m ch ra t n t i c a m t nhân t chính trong t. Tuy nhiên, nh ng t n t i không cơ b n b i nó ch ra nh ng nh hư ng sinh thái c a vi c gi m PNR trong t. S ánh giá c a thí nghi m này v i t l nitrat hoá ng ru ng là yêu c u ít nh t trư c khi s li u c a thí nghi m PNR có th ư c thông qua rút ra s ch d n v ch t lư ng t. DNCH T TÀI LI U 1 Erik Smolders, Kris Brans, Filip Coppens and Roel Merckx (Laboratory of soil Fertility and Soil Biology, Katholieke Universiteit Leuven, Kolsteelpart Arenberg, 20, 3001 Leuven, Belguium). Potential itrification Rate as a tool for screening toxicity in metal contaminated soils. Environmental Toxicology and Chemistry, Vol.20. No.11. pp. 2469 - 2474, 2001 SETAC. Printed in the USA. 6