Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học
Mở Đầu
Công nghệ thực vật trong xử lý ô nhiễm đang được nhiều nhà khoa học trên
thế giới quan tâm bởi hiệu quả cao, chi phí thấp và thân thiện với môi trường.
Cỏ Vetiver là đối tượng thực vật được biết có nhiều đặc tính ưu việc trong
chống xói mòn, sạt lở (Truong, et al., 1995). Đồng thời loài cỏ này còn có khả
năng sống tốt trong môi trường khắc nghiệt với hàm lượng kim loại nặng
(KLN) cao (Randoff et al., 1995; Knoll, 1997; Truong và Baker, 1998; Chen,
2000) [2,3,4]. Ở Việt Nam, cỏ Vetiver cũng đã được sử dụng trong chống xói
mòn, sạt lở ở đồng bằng Sông Hồng, đồng bằng Sông Cửu Long, các đoạn
đường Hồ Chí Minh,… Tuy nhiên, việc sử dụng đối tượng này để xử lý ô
nhiễm KLN trong đất chưa được quan tâm nghiên cứu. Bài báo này trình bày
một số kết quả nghiên cứu về khả năng hấp thụ Cd trong đất của cỏ vetiver.
1
Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP THỤ CADMIUM
TRONG ĐẤT CỦA CỎ VETIVER (VETIVERIA
ZIZANIOIDES L.)
1.GIỚI THIỆU
1.1Tổng Quan về kim loại nặng cadmium
Cadmium là một nguyên tố phổ biến trong thiên nhiên: trong đất, đá,
nước, thực vật và động vât. Công thức hoá học của cadmium là Cd. Nó có mặt
trong thiên nhiên cùng với các hợp chất tự nhiên của kẽm và photpho, nhưng
không giống các dưỡng chất này, cadmium được cho là chất không cần thiết
cho sự sống.
Hình 1:kim loại nặng Cadium
2
Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học
1.2 Khái Quát Về Cỏ Vetiver
Cỏ vetiver có tên khoa học Vetiveria zizanioides L. Là loài có khả năng
thích nghi rộng với các điều kiện khí hậu và thổ nhưỡng, dễ nhân giống, ít đòi
hỏi công chăm sóc. Khi mọc nó chỉ chiếm một khoảng không gian tối thiểu.
Hình 2 :Cỏ Vetiver
2.NGUYÊN LIỆU 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.).
3
Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học
- Kim loại nghiên cứu là Cd – một kim loại nặng độc hại, được IARC
xếp vào nhóm 2 A (tác nhân có thể gây ung thư ở người) và được cảnh báo ô
nhiễm trong đất ở nhiều nơi trên thế giới và Việt Nam.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1 Tóm Tắt phương pháp nghiên cứu
Phương pháp sử dụng thực vật xử lý ô nhiễm là một công nghệ thay
thế dùng để loại bỏ kim loại nặng trong đất. Cỏ vetiver (Vetiveria zizanioides
(L.) Nash) được sử dụng trong nghiên cứu này nhằm xử lý Cadimi. Cỏ được
ổn định một tháng trước khi tiến hành thí nghiệm; đất được bổ sung CdCl 2 với
các nồng độ khác nhau (10, 20, 30, 40ppm và đối chứng). Sau 30, 50 và 70
ngày, tiến hành xác định khả năng sinh trưởng, phát triển và tích lũy Cd trong
các bộ phận của cây. Kết quả cho thấy 100% cỏ sống sót và sinh trưởng, phát
triển tốt ở tất cả các nồng độ. Hàm lượng Cd tích lũy trong rễ cao hơn trong
thân và lá. Hơn nữa, hiệu quả loại bỏ Cd ra khỏi đất của cỏ vetiver tỷ lệ
thuận với thời gian xử lý và nồng độ Cd trong đất.
2.2.2 Bố trí thí nghiệm
- Môi trường đất được chọn thí nghiệm là đất cát pha, có thành phần lý
hóa như sau: N, P và K tổng số với các nồng độ lần lượt là: 0,062%; 0,043%;
0,51%; pH: 4,57; Cd: 0,22ppm. Đây là loại đất chua, nghèo dinh dưỡng và
chưa ô nhiễm Cd.
- 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.
4
Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học
- Bổ sung Cd vào đất dưới dạng dung dịch CdCl2 để được các nồng độ
Cd trong đất tương ứng là 10, 20, 30, 40ppm và đối chứng không bổ sung Cd.
Mỗi công thức được lặp lại 3 lần.
2.2.3 Phương pháp phân tích
Sau 30, 50 và 70 ngày tiến hành xác định các chỉ tiêu sinh trưởng, phát
triển; hàm lượng Cd tích lũy trong cỏ và hàm lượng Cd 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.
2.2.4 Xử lý số liệu
Các số liệu được xử lý bằng phương pháp thống kê, so sánh các giá trị
trung bình
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 Cd trong đất
Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các nồng độ Cd trong đất đến các chỉ
tiêu sinh trưởng và phát triển của cỏ vetiver. Ảnh hưởng của các nồng độ Cd
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 thí nghiệm, ở các nồng độ Cd
từ 10 - 40ppm chưa có dấu hiệu ảnh hưởng đáng kể đến khả năng sinh
5
Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học
trưởng và phát triển của cỏ vetiver. Trong các chỉ tiêu sinh lý của cỏ, thì chiều
dài rễ có biểu hiện rõ nhất của sự tác động của hàm lượng Cd trong đất.
Hình 3. Cỏ vetiver sau 70 ngày xử lý Cd
3.2. Khả năng tích luỹ Cd trong các bộ phận của cỏ vetiver
Khả năng tích lũy Cd trong các bộ phận của cỏ vetiver sau 70 ngày xử lý
Cd
Kết quả ở cho thấy, hàm lượng Cd tích lũy trong thân và lá thấp hơn
trong rễ; hàm lượng Cd tích lũy trong cỏ tỷ lệ thuận với nồng độ Cd trong đất
và thời gian xử lý. Hàm lượng Cd tích lũy trong rễ cao nhất là 0,2321 ppm sau
70 ngày xử lý. Tốc độ tích lũy Cd trong lá chậm trong 50 ngày đầu, nhưng sau
đó tăng mạnh sau 20 ngày tiếp theo. Điều này chứng tỏ có sự tích lũy Cd trong
rễ và sau đó vận chuyển lên thân và lá. Như vậy, cỏ vetiver không chỉ có khả
năng sinh trưởng, phát triển tốt trong đất có hàm lượng Cd từ 10-40ppm, mà
còn có khả năng hấp thụ và tích lũy Cd trong cây cao.
3.3. Biến động hàm lượng Cd trong đất ở các chậu thí nghiệm theo thời
gian
Sau 30, 50 và 70 ngày xử lý Cd trong đất, tiến hành xác định hàm lượng
Cd còn lại trong các chậu thí nghiệm. cho thấy, hàm lượng Cd trong đất
ở tất cả các chậu thí nghiệm giảm theo thời gian. Nồng độ Cd trong đất càng
6
Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học
cao, thì tốc độ loại bỏ Cd ra khỏi đất bởi cỏ vetiver càng lớn, tương ứng với
khả năng tích lũy Cd trong các bộ phận của cây. Tốc độ loại bỏ Cd ra khỏi
đất ở chậu thí nghiệm có nồng độ Cd 40ppm nhanh nhất (giảm 28,9% sau 70
ngày xử lý). Điều này có thể kết luận rằng việc sử dụng cỏ vetiver để xử lý
đất ô nhiễm Cd là rất khả quan.
4.KẾT LUẬN
Nồng độ Cd trong đất từ 10 – 40ppm chưa có dấu hiệu ảnh hưởng đến
khả năng sinh trưởng, phát triển của cỏ vetiver.
Hàm lượng Cd tích lũy trong rễ cao hơn trong thân và lá. Hàm lượng Cd
tích lũy trong cỏ tỷ lệ thuận với nồng độ Cd trong đất và thời gian xử lý.
Nồng độ Cd trong đất càng cao thì khả năng loại bỏ Cd ra khỏi đất bởi
cỏ vetiver càng lớn. Hiệu quả loại bỏ Cd ra khỏi đất cao nhất ở chậu thí
nghiệm có hàm lượng Cd 40ppm sau 70 ngày xử lý (28,9%).
7
Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.http://www.google.com.vn/search?
hl=vi&source=hp&q=kha+nang+hap+thu+cadmium+cua+vetiver&meta=&aq=f
&oq=
2.http://www.kh-sdh.udn.vn/LyLichDetail.asp?id=1233
3.http://www.kh-sdh.udn.vn/zipfiles/So21/minh_vovan.doc
4.http://vietbao.vn/Khoa-hoc/Ngo-doc-cadmium-mat-khoang-chat-trong-
xuong/20064674/188/
5.http://vi.wikipedia.org/wiki/Kim_lo%E1%BA%A1i
8
Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học
MỤC LỤC
DANH SÁCH HÌNH
9