[Luanvandaihoc.com] Xử Lý Ô Nhiễm Đất Do Thuốc Bảo Vệ Thực Vật
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

[Luanvandaihoc.com] Xử Lý Ô Nhiễm Đất Do Thuốc Bảo Vệ Thực Vật

on

  • 6,595 reproducciones

Link download http://luanvandaihoc.com/threads/41520

Link download http://luanvandaihoc.com/threads/41520

Estadísticas

reproducciones

reproducciones totales
6,595
reproducciones en SlideShare
6,595
reproducciones incrustadas
0

Actions

Me gusta
2
Descargas
139
Comentarios
0

0 insertados 0

No embeds

Accesibilidad

Categorias

Detalles de carga

Uploaded via as Microsoft Word

Derechos de uso

© Todos los derechos reservados

Report content

Marcada como inapropiada Marcar como inapropiada
Marcar como inapropiada

Seleccione la razón para marcar esta presentación como inapropiada.

Cancelar
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Tu mensaje aparecerá aquí
    Processing...
Publicar comentario
Edite su comentario

[Luanvandaihoc.com] Xử Lý Ô Nhiễm Đất Do Thuốc Bảo Vệ Thực Vật [Luanvandaihoc.com] Xử Lý Ô Nhiễm Đất Do Thuốc Bảo Vệ Thực Vật Document Transcript

  • Viện Khoa học công nghệ và quản lý môi trườngTiểu luận: XỬ LÝ Ô NHIỄM&THOÁI HÓA MÔI TRƯỜNG ĐẤTĐỀ TÀI:Tên SV: Hồ Phương AnhMSSV: 07700411Lớp: ĐHMT3AGVHD: GS. TSKH. LÊ HUY BÁTP.HCM tháng 05 năm 2010
  • MỤC LỤCLời nói đầu.........................................................................................................1Nội dung.............................................................................................................2I. Thuốc BVTV ...................................................................................................21.1 Khái niệm ..................................................................................................21.2 Phân loại ....................................................................................................21.3 Hiện trạng sử dụng thuốc BVTV ở VN.....................................................4II Ô nhiễm môi trường đất do thuốc BVTV.......................................................52.1 Tác hại của thuốc BVTV tác động lên MTĐ ...........................................52.2 Tác hại của Pb, As, Hg lên MTĐ ...........................................................122.3 Mô hình xử lý kim loại nặng do thuốc BVTV gây nên.........................152.3.1 Xử lý Pb bằng Lantanan L...................................................................162.3.2 Xử lý Pb bằng rau muống, bèo tây......................................................182.3.3 Xử lý As, Pb bằng các loại TV khác ...................................................192.3.4 Xử lý lượng tồn dư thuốc BVTV bằng VSV.......................................202.4 Biện pháp phòng tránh và giảm nguy cơ ô nhiễm..................................20Kết luận .........................................................................................................23Tài liệu tham khảo........................................................................................24
  • LỜI MỞ ĐẦUCác nhà khoa học môi trường thế giới đã cảnh báo rằng: cùng với ô nhiễmnguồn nước, ô nhiễm không khí thì ô nhiễm đất đai cũng là vấn đề đáng báo độnghiện nay, đặc biệt trong việc sử dụng nông dược và phân hoá học. Ô nhiễm đất khôngnhững ảnh hưởng xấu tới sản xuất nông nghiệp và chất lượng nông sản, mà còn thôngqua lương thực, rau quả... ảnh hưởng gián tiếp tới sức khoẻ con người và động vật.Hàng năm trong sản xuất nông nghiệp ở nước ta và các nước trên thế giới, sâu bệnh,chuột, cỏ dại, là mối đe dọa lớn và nếu không được tổ chức phòng trừ tốt, chúng cóthể gây tổn thất nghiêm trọng về năng suất cây trồng và chất lượng nông sản. Đểphòng trừ các loài sinh vật nói trên, trong những năm qua chúng ta đã áp dụng nhiềubiện pháp khác nhau, trong đó biện pháp sử dụng thuốc BVTV là biện pháp tích cực,có khi quyết định đến năng suất cây trồng và chất lượng nông sản. Hóa chất BVTVđược sử dụng rộng rãi ở nước ta vào đầu những năm 1960 để tiêu diệt sâu bọ, cỏ dại,nấm bệnh… bảo vệ mùa màng. Ngoài mặt tích cực của thuốc BVTV là tiêu diệt sinhvật gây hại cây trồng, bảo vệ sản xuất, mà thuốc BVTV còn gây nhiều hậu quảnghiêm trọng như phá vỡ quần thể sinh vật trên đồng ruộng, tiêu diệt sâu bọ có ích,tiêu diệt tôm, cua, cá, làm thay đổi tính chất hóa lý của đất, làm đất bị “chai hóa”.
  • NỘI DUNGI. Thuốc BVTV1.1 Khái niệm: Thuốc BVTV là yếu tố bảo vệ cây hay những sản phẩm bảo vệmùa màng (chủ yếu là hóa chất) là những chất được tạo ra để chống lại và tiêudiệt loài gây hại hay các vật mang mầm bệnh virut hay vi khuẩn. Chúng cũnggồm các chất để đấu tranh với các loài sống cạnh tranh với cây trồng.1.2 Phân loại: phân loại theo nguồn gốc1.2.1 Thuốc BVTV hóa học: Vô cơ:Hỗn hợp Bordeaux: thuốc trừ bệnh thành phần gốc Cu baogổm tetracupric sulfate và pentacupric sulfate. Được sử dụngức chế các enzym khác nhau của nấm, diệt nấm cho trái cây vàrau màu.Hợp chất arsen: thuốc trừ sâu chứa thạch tín (As) bao gồmtrioxit arsenic, natri arsenat, canxi arsenat. Thuốc diệt cỏ (Parisxanh, arsenat chì, arsenat canxi). Hữu cơ:Clo hữu cơ: các Clo hữu cơ là những hợp chất hydrocacbonclo hóa trong phân tử có các gốc aryl, carbocylic, heterocylic.Các Clo hữu cơ có thể chia làm 4 loại chính:- DDT và các chất liên quan- HCH- Cyclodiens và các chất tương tự- Polychorterpen
  • Phosphate hữu cơ: lân hữu cơ lả những chất có ít nhất mộtnguyên tử phosphor 4 hóa trị. Có thể chia làm 3 nhóm dẫn xuấtchính:- Aliphatic (mạch thẳng)- Phenyl (mạch vòng)- Heterocylic (dị vòng)Carbamate: là dẫn xuất của axit carbamic, tác dụng như lânhữu cơ ức chế cholinesterase. Nhìn chung nhóm này có độcchất thấp, ngoại lệ các nitrosomethyl carbamate là chất gâyđộc đột biến.Pyrethroid: nhóm thuốc tương tự pyrethrum. Độ độc chia làmhai loại tùy thuộc vào nhiệt độ cao hay thấp. Pyrethroid có 4thế hệ thuốc:- Allethrin- Tetramethrin- Fenvalerate- Thế hệ 4 có nhiều tính chất vượt trộiCác loại khác: lưu huỳnh hữu cơ có nhiều vòng phenyl, cácloại thyocyanates chứa gốc SCN ngăn trở hô hấp và biếndưỡng tế bào…1.2.2 Thuốc BVTV sinh học: có nguồn gốc sinh học là các loại thuốc chiết xuất từnhững nguyên liệu tự nhiên như động vật, thực vật, vi khuẩn và một sốkhoáng chất nhất định.
  •  Thuốc vi sinh: bao gồm các vi sinh vật (tảo, vi khuẩn, virus…) làthành phần hoạt hóa. Mỗi loại thành phần có khả năng kiểm soát mộtloài gây hại tương ứng. Chất bảo vệ thực vật kết hợp: là hợp chất thực vật sản sinh ra từ vậtliệu di truyền đã được thêm vào cây trước đó. Ngoài ra còn có cácloại chiết xuất thuần thảo mộc. Thuốc sinh hóa: là hợp chất trong tự nhiên tiêu diệt côn trùng theo cơchế không độc.1.3 Hiện trạng sử dụng thuốc BVTV ở Việt NamKết quả xác định dư lượng thuốc BVTV trong 551 mẫu rau quả tại Tp.HCM từ năm 1999-2002 số mẫu còn tồn dư lượng chiếm 37.9% số mẫu kiểm tra,số mẫu vượt quá mức dư lượng cho phép chiếm 10.7%. trong đó số mẫu rau vượtlà 11.4% và số mẫu quả vượt là 9%. Tình trạng nông dân sử dụng thuốc tùy tiệncòn phổ biến. Số thuốc không được sử dụng trên rau chiếm 10.4%, trên quả chiếm2.4%. Thuốc cấm hay hạn chế sử dụng vẫn tìm thấy trong rau quả. Có đến 1/5 sốngười sử dụng hay tiếp xúc với thuốc BVTV bị nhiễm độc mãn tính. Ở một sốdoanh nghiệp chè, số người bị nhiễm độc lên tới gần 60% trong đó số người bịnhiễm nghiêm trọng là hơn 34%. Những nguy cơ ở khâu sử dụng thuốc BVTV bắtđầu ngay khi người sử dụng mua thuốc về nhà. Có đến 81.4% số người mua thuốcđể ngay trong nhà, 16% để ngoài vườn, 7% để thuốc trong chuồng lợn. việc cất giữthuốc tùy tiện chỉ là một biểu hiện của sự thiếu hiểu biết.: có 94% số hộ sử dụngthuốc không có hướng dẫn và chưa đến 20% hiểu biết về tính chất độc hại củathuốc. Do thiếu hiểu biết về thuốc BVTV, có đến 70% người pha chế và sử dụngthuốc không theo hướng dẫn, 50% dùng tay pha chế thuốc… theo cục bảo vệ thựcvật đến nay, nhiều loại thuốc clo hữu cơ chứa thủy ngân, arsen, và các kim loại
  • nặng, thuốc thuộc nhóm lân hữu cơ có độ độc cao như methyl parathion,methamidophos, phosphamidon… đã bị cấm hay hạn chế sử dụng.Tuy nhiên các loại thuốc này vẫnđược nhập lậu và sử dụng khá nhiều nhưwofatox, monitor, kelthan, DDT và 666.Trong khi đó, các loại thuốc bị hạn chếhay cấm sử dụng không chỉ đang được sửdụng mà còn sử dụng với nồng độ caogấp nhiều lần tiêu chuẩn cho phép. Theokhảo sát của viện Y học lao động và vệ sinh môi trường, nồng độ một số chấtBVTV như Wofatox, Diazino, benzonyl trong môi trường lao động thường caohơn tiêu chuẩn cho phép từ 7 đến 21 lần. Với việc sử dụng thuốc như vậy, tìnhtrạng nhiễm độc thuốc BVTV là không tránh khỏi. Báo cáo của y tế dự phòngNghệ An(2000) cho biết số người có triệu chứng thâm nhiễm chất BVTV sau khisử dụng tới 91.23%. Tại vùng Tây Tựu, Mai Đình và Đan Phượng, 98% số ngườiphun thuốc có triệu chứng nhiễm độc nhẹ. Chất BVTV đã góp phần không nhỏ vàoviệc cung cấp mỗi năm 100.000 bệnh nhân ung thư…II. Ô nhiễm môi trường đất do thuốc BVTV2.1 Tác hại của thuốc BVTV tác động lên môi trường đấtĐây là loại hoá chất quan trọng trong nông nghiệp, nếu sử dụng thích hợp sẽcó hiệu quả rõ rệt đối với cây trồng. Nhưng nó cũng là con dao 2 lưỡi, sử dụngkhông đúng sẽ bất lợi gấp hai, một trong số đó là ô nhiễm đất. Sử dụng thuốcBVTV có liên quan trực tiếp tới môi trường đất và nước. Theo kết quả nghiên cứuthì phun thuốc cho cây trồng có tới trên 50% số thuốc phun bị rơi xuống đất.Thuốc tồn trong đất dần dần tuy được phân giải qua hoạt động sinh học của đất vàqua hoạt động của các yếu tố hóa lý. Tuy nhiên tốc độ phân giải thuốc chậm nếu
  • thuốc tồn tại ở đất với lượng lớn, nhất là ở đất có hoạt động sinh học yếu, do đóthuốc bị rửa trôi gây nhiễm bẩn nguồn nước. Sự tồn tại và vận chuyển thuốcBVTV trong đất phụ thuộc vào nhiều yếu tố như cấu trúc hóa học của hợp chất,loại thuốc, loại đất, điều kiện thời tiết, phương thức tưới tiêu, loại cây trồng và cácvi sinh vật hiện có trong đất. Quá trình di chuyển khuếch tán lan truyền độc hạithuốc trừ sâu bệnh trong môi trường đất. Nhiều loại thuốc có tính bền trong đất.Dư lượng thuốc sau khi xuống đất, được đất hấp phụ và nằm lại đây rất lâu mà cácnhàmôitrườngđất gọilà “ thờigianbánphânhủy”.Thuậtngữnày được xác định là cả một thời gian dài nó ẩn tích trong các dạng cấu trúc sinhhóa khác nhau hay các hợp chất liên kết trong môi trường sinh thái đất.
  • Hình 2.1: Con đường di chuyển của thuốc BVTV trong môi trường đấtNếu bón quá nhiều phân hoá học là hợp chất nitơ, lượng hấp thu của rễ thực vậttương đối nhỏ, đại bộ phận còn lưu lại trong đất, qua phân giải chuyển hoá, biến thànhmuối nitrat trở thành nguồn ô nhiễm cho mạch nước ngầm và các dòng sông. Cùngvới sự tăng lên về số lượng sử dụng phân hoá học, độ sâu và độ rộng của loại ô nhiễmnày ngày càng nghiêm trọng. Vì số lượng lớn thuốc BVTV tích luỹ trong đất, theo cácnhà khoa học, lượng tồn dư thuốc BVTV trong đất chủ yếu thuộc hai nhóm: nhómCarbamat và nhóm lân hữu cơ BSM (nguồn gốc phot-phat hữu cơ), đặc biệt là cácthuốc có chứa các nguyên tố như chì, asen, thuỷ ngân... có độc tính lớn, thời gian lưulại trong đất dài, có loại nông dược thời gian lưu trong đất tới 10 đến 30 năm, nhữngloại thuốc này có thể được cây trồng hấp thu, tích trong quả và lá và đi vào cơ thểngười và động vật qua thực phẩm, ảnh hưởng đến sức khoẻ. Thuốc trừ sâu đồng thờivới việc diệt các côn trùng gây hại, cũng gây độc đối với các vi sinh vật và côn trùngcó ích, các loại chim, cá... và ngược lại một số loại sâu bệnh thì lại sinh ra tính khángthuốc. Theo điều tra của tổ chức nông lương thế giới: năm 1965, có 182 loài côn trùngây hại có khả năng kháng thuốc, năm 1968, tăng lên 228 loài và đến 1979 lên tới 364loài. Trong số 25 loài sâu hại nông nghiệp chủ yếu ở các nông trường California Mỹthì có 17 loài đã có khả năng kháng đối với một hoặc vài loại thuốc, mỗi năm, số sâuhại kháng thuốc này làm thiệt hại mấy chục triệu đôla cho nông nghiệp vùng này.. Taihại hơn, các dạng hợp chất mới này lại thường có tính độc cao hơn bản thân nó. Mộttai hại khác của sự xâm nhập thuốc vào đất là nó làm cho cơ lý tính đất giảm sút,“chai hóa”. Khả năng diệt khuẩn rất cao, do đó diệt luôn cả những vi sinh vật có íchkhác của đất
  • Bảng 1: Giới hạn tối đa cho phép của dư lượng hoá chất bảo vệ thực vậttrong đất, Đơn vị tính:mg/kg đất khôTT Tên hoạt chất (côngthức HH)Tên thương phẩm thôngdụngGiới hạnchophép tốiđaMục đích sửdụng chính1. Atrazine (C8H14ClN5) Atra 500 SC, Atranex 80WP,Co-co 50 50 WP, Fezprim500 FW, Gesaprim 80WP/BHN, 500 FW/DD,Maizine 80 WP, Mizin 50WP, 80 WP, Sanazine 5000.1 Trừ cỏ2. Benthiocarb(C16H16CINOS)Saturn 50 EC, Saturn 6 H 0.1 Trừ cỏ3. Cypermethrin(C22H19Cl2NO3)Antiborer 10 EC, Celcide100.1 Bảo quản lâmsản4 Cartap(C7H15N3O2S2)Alfatap 95 SP, Cardan 95SP, Mapan 95 SP, 10 G,Padan 50 SP, 95 SP, 4G,10G, Vicarp 95 BHN, 4 H....0.05 Trừ sâu5 Dalapon (C3H4Cl2O2) Dipoxim 80 BHN, 0.1 Trừ cỏ
  • Vilapon 80BTN6 Diazinon(C12H21N2O3PS)Agrozinon 60 EC, Azinon50EC, Cazinon 10 H; 40ND;50ND, Diazan 10 H;40EC:50 ND; 60 EC ....0.05 Trừ sâu7 Dimethoate(C5H12NO3SP2)Dimethoate 0.05 Trừ sâu8 Fenobucarb(C12H17NO2)Anba 50 EC, Bassan 50EC,Dibacide 50 EC, Forcin 50EC, Pasha 50 EC ...0.05 Trừ sâu9 Fenoxaprop – ethyl(C16H12ClNO5)WhipS 7.5 EW, 6.9 EC;Web7.5 SC0.1 Trừ cỏ10 Fenvalerate(C25H22ClNO3)Cantocidin 20 EC,Encofenva 20 EC, Fantasy20 EC, Pyvalerate 20 EC,Sumicidin 10 EC, 20 EC...0.05 Trừ sâu11 Isoprothiolane(C12H18O4S2)Đạo ôn linh 40 EC, Casoone40 EC, Fuan 40 EC, Fuji -0.05 Diệt nấm
  • One 40 EC, 40 WP, Fuzin40EC...12 Metolachlor(C15H22ClNO2)0,10 Trừ cỏDual 720 EC/ND, DualGold ®960 ND0.1 Trừ cỏ13 MPCA (C9H9ClO3)0,10 Trừ cỏAgroxone 80 WP 0.1 Trừ cỏ14 Pretilachlor(C17H26CINO2)Acofit 300 EC, Sofit 300EC/ND, Bigson-fit300EC....0.1 Trừ cỏ15 Simazine(C7H12ClN5)Gesatop 80 WP/BHM, 500FW/DD, Sipazine 80 WP,Visimaz 80 BTN...0.1 Trừ cỏ16 Trichlorfon(C4H8Cl3O4P)Địch Bách Trùng 90 SP,Sunchlorfon 90 SP0.05 Trừ sâu17 2,4-D(C8H6Cl2O3) A.K 720 DD, Amine 720DD,Anco 720 DD, Cantosin80WP, Desormone 60 EC,70EC, Co Broad 80 WP,Sanaphen 600 SL, 720SL....0.1 Trừ cỏ
  • 18 Aldrin (C12H8Cl6) Aldrex, 0.01 Cấm sử dụng19 Captan(C9H8Cl3NO2S)Captane 75 WP, Merpan75WP...0.01 Cấm sử dụng20 Captafol(C10H9Cl4NO2S)0,01 cấm sửDifolatal 80 WP, Folcid 80WP...0.01 Cấm sử dụng21 Chlordimeform(C10H13CIN2)Chlordimeform 0,01cấm sửdụngchlordimeform 0.01 Cấm sử dụng22 Chlordane(C10H6Cl8)Chlorotox, Octachlor,Pentichlor0.01 Cấm sử dụng23 DDT (C14H9Cl5)Neocid,0,01 cấm sửPentachlorin ,Chlorophenothane...0.01 Cấm sử dụng24 Dieldrin (C12H8Cl6O) Dieldrex, Dieldrite,Octalox,0.01 Cấm sử dụng25 Endosulfan(C9H6Cl6O3S)Cyclodan 35EC, Endosol35EC, Tigiodan 35ND,Thasodant 35EC, Thiodol35ND...0.01 Cấm sử dụng26 Endrin (C12H8Cl6O) Hexadrin 0.01 Cấm sử dụng27 Heptachlor Drimex, Heptamul, 0.01 Cấm sử dụng
  • (C10H5Cl7) Heptox...28 Hexachlorobenzene(C6Cl6)Anticaric, HCB... 0.01 Cấm sử dụng29 Isobenzen(C9H4OC18)Isobenzen 0.01 Cấm sử dụng30 Isodrin (C12H8Cl6) Isodrin 0.01 Cấm sử dung31 Lindane (C6H6Cl6) Lindane nt nt32 Methamidophos(C2H8NO2PS)Monitor (Methamidophos) nt Nt33 Monocrotophos(C7H14NO5P)monocrophos nt nt34 Methyl Parathion(C8H10NO5)Methyl Parathion nt nt35 SodiumPentachlorophenatemonohydrateC5Cl5ONa.H2OCopas NAP 90 G, PMD490bột, PBB 100 bột ntNt36 Parathion Ethyl(C7H14NO5P)Alkexon, Orthophos,Thiopphos...nt Nt37 Pentachlorophenol(C6HCl5O) CMM7 dầulỏngCMM7 dầu lỏng nt Nt38 Phosphamidon(C10H19ClNO5P)Dimecron 50 SCW/ DD... nt Nt
  • Nguồn: Quy chuẩn kỷ thuật quốc gia về dư lượng hóa chất BVTV trong đất Hà Nội,2008.2.2 Tác hại của Pb, As, Hg lên môi trường đấtKhi các kim loại nặng xuất hiện trong đất thì khả năng lan truyền của chúngtrong môi trường rất nhanh. Nó gây độc cho tất cả những gì xung quanh: đất, nước,không khí, động thực vật, hệ sinh thái, con người. Các kim loại nặng trong đất bị ônhiễm sẽ có ảnh hưởng rất lớn đến thực vật và cây trồng thông qua dây chuyềnthực phẩm sẽ lại tác động lên sức khỏe con người và động vật. Tuỳ theo từng chấtmà nó có những tác động khác nhau đến các bộ phận của cơ thể. Chì (Pb): là nguyên tố kim loại nặng có khả năng linh động kém, có thờigian bán phân huỷ trong đất trong khoảng thời gian từ 800 – 6000 năm. Trong tựnhiên, chì có nhiều dưới dạng PbS và bị chuyển hoá thành PbSO4 do quá trìnhphong hóa. Pb2+sau khi được giải phóng sẽ tham gia nhiều quá trình khác nhautrong đất, như bị hấp phụ bởi các khoáng sét, chất hữu cơ hoặc oxit kim loại. hoặcbị cố định trở lại dưới dạng các hợp chất Pb(OH)2, Pb3(PO4)2, PbO, PbS, PbCO3,…chì bị hấp phụ trao đổi chỉ chiếm tỷ lệ nhỏ ( nhỏ hơn 5% ) hàm lượng chì có trongđất. các chất hữu cơ có vai trò lớn trong việc tích lũy chì trong đất do hình thànhcác phức hệ với chì, đồng thời chúng cũng làm tăng tính linh động của chì khi cácchất hữu cơ này có tính linh động cao. Trong đất chì có tính độc cao, nó hạn chếhoạt động của các vi sinh vật và tồn tại khá bền vững dưới dạng các phức hệ vớichất hữu cơ. Pb2+trong đất có khả năng thay thế ion K+trong các phức hệ hấp phụcó nguồn gốc hữu cơ hoặc khoáng sét. khả năng hấp thu chì càng tăng dần theo thứtự sau: montmorillonit < humic < kaolinit < allophan < oxyt sắt. Khả năng hấp phụPb tăng dần đến pH mà tại đó hình thành kết tủa Pb(OH)2.39 Polychlorocamphene C10H10Cl8Toxaphene, Camphechlor,Strobane...nt Nt
  •  Thủy ngân (Hg):sự hấp phụ Hg trong đất phụ thuộc rất lớn vào các dạngthủy ngân và tính chất đất như pH, thành phần cation và thế oxy hóa khử, cáckhoáng sét, oxyt Fe/Mn và chất hữu cơ. Trong khoáng sét, illit hấp phụ Hg nhiềuhơn so với kaoinit. Thủy ngân dễ tiêu trong đất có thể ở nhiều dạng khác nhau,thông thường Hg hòa tan trong CaCl2 0,1M được đánh giá là thích hợp với câytrồng. Asen (As): As tồn tại trong đất dưới dạng các hợp chất chủ yếu nhưacsenat (As 340 ) trong điều kiện oxy hoá. Chúng bị hấp thu mạnh bởi các khoángsét, sắt, mangan oxit hoặc Hdroxit và các chất hữu cơ. Trong các đất axit, As cónhiều dạng asenat với sắt và nhôm (AlAsO4, FeAsO4), trong khi ở đất kiềm và đấtcacbonat lại có nhiều dạng Ca3(AsO4)2. Cũng như photpho, As bị hấp thu mạnhbởi quá trình hấp phụ hoá học và tuân theo phương trình đẳng nhiệt của Langmuir.Khả năng linh động của As trong đất tăng khi đất ở dạng khử vì nó tạo thành cácarsenit (AsIII) có khả năng hòa tan lớn gấp 5 – 10 lần các acsenat. Tuy nhiênarsenit cũng có tính độc hại cao hơn acsenat, khi bón vôi cho đất cũng làm tăngkhả năng linh động của As, do chuyển từ Fe, Al – acsenat sang dạng Ca – acsenatlinh động hơn. Cơ chế hấp thu kim loại nặng của thực vật:Các nguyên tố trong dung dịch đất được chuyển hoá từ các lỗ khí trongđất tới bề mặt rễ cây bằng hai con đường chính: sự khuếch tán và dòng chảy khối.Sự khuếch tán xảy ra nhằm chống lại sự gia tăng gradian nồng độ bình thường đốivới rễ cây bằng cách: hấp thu các kim loại nặng trong dung dịch đất tại bề mặt tiếpgiáp rễ cây và đất.Dòng chảy khối xảy ra do sự di chuyển của dung dịch đất tới tới bề mặtrễ cây như là kết quả của quá trình thở của lá. Cả hai quá trình này xảy ra khôngđồng đều, nhưng theo các tốc độ không khác nhau tuỳ thuộc vào nồng độ dungdịch đất.
  •  Quá trình xâm nhập kim loại nặng vào trong câyKim loại nặng đi vào vùng tự do của rễ cây: Sự di chuyển của cácion kim loại không bị giới hạn tại bề mặt rễ cây. Tại vùng màng của các tếbào có khả năng dễ dàng cho dung dịch xâm nhập. Tại đây, các ion dươngcó thể khuếch tán tự do hoặc bị bẫy vào những tế bào mang điện âm.Kim loại nặng ở trong tế bào của rễ: các kim loại nặng bị hấp thutrong tế bào, có thể bị mất tính linh động hay tính độc trong tế bào chất,thông qua quá trình kết hợp tạo phức với các phân tử hữu cơ hoặc bị sa lắngxuống các khu vực giàu electron.Sự vận chuyển kim loại nặng đến các mầm chồi: các kim loạitrong tế bào chất có thể được chuyển từ tế bào này sang tế bào khác thôngqua con đường tổng hợp sẽ đi vào mao dẫn rễ và đưa tới các mầm non.Bảng Error! No text of specified style in document.: Hàm lượng trung bìnhmột số kim loại nặng trong đất ở Việt NamKim loại Khoảng dao động Trung bìnhCd 0,1 – 1 0,62Hg 0,01 - 0,06 0,098As 5 – 10 -Pb 1 - 88,8 29,2Se 0,01 - 2,5 0,4Sb - 0,9Nguồn: Đất và Môi trường, NXB Giáo dục, 20002.3 Mô hình xử lý kim loại nặng do thuốc BVTV gây nên trong môi trường đất
  • Sử dụng thực vật để làm sạch đất bị nhiễm thuốc BVTV cũng như kim loại làmột công nghệ mới được nghiên cứu trong những năm gần đây (Salt et al., 1995; Bertet al., 2000 – 01). Kỹ thuật này ngày càng phát triển nhờ vào tính hiệu quả, kinh tế vàtránh được những hậu quả phụ so với sử dụng những kỹ thuật khác (Lasat, 2002).Chiến lược mới trong giải ô nhiễm đất bị nhiễm kim loại nặng theo hướng sinh họcbởi cơ chế thực vật chiết tách (phytoextraction) và/hoặc tích lũy (phytoaccumulation)với các loài thực vật siêu hấp thụ (hyperaccumulator) đã dẫn đến phong trào quan tâmđến những loại thực vật có khả năng siêu hấp thụ (Haag-Kerner, 1999; McGrath etal.,1993; Robinson et al., 1997). Thực vật có khả năng hấp thụ và di chuyển kim loại từđất vào những phần bên trên mặt đất của cây hoặc rễ, sau đó có thể thu hoạch dễ dàng(Garbisu et al,.2001) bên cạnh đó các nhà khoa học thuộc Bộ môn Vi sinh vật (ViệnKhoa học kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam) đã nghiên cứu phân lập và tuyển chọnđược một số chủng vi sinh vật (VSV) mới có khả năng phân hủy tồn dư thuốc BVTVtrong đất trồng. Phương pháp này vừa đơn giản, chi phí thấp, hiệu quả cao và đặc biệtkhông gây ô nhiễm trở lại đối với môi trường.2.3.1 Xử lý Chì bằng Lantana camara L Những nghiên cứu trên Lantana camara L. cho thấy những đặc tính tăngtrưởng trong đất ô nhiễm và khả năng hấp thu chì để thêm vào danh sách thực vật sửdụng trong nghiên cứu ứng dụng thực vật giải ô nhiễm. Chúng tôi đạt được những kếtquả thú vị, liên quan đến khả năng tăng trưởng và hấp thụ chì của Lantana ở các nồngđộ chì khác nhau. Xử lý chỉ 1 lần, sau 90 ngày, phân tích sự tăng trưởng chi tiết khi cây Lantanacamara phơi nhiễm Pb có nồng độ 1 x 103 ppm, chiều cao không có gì khác biệt đángkể.Trong xử lý tăng gấp 10 hoặc 20 lần, Lantana bắt đầu có biểu hiện héo và có hiệntượng chuyển sang đen, sau 24h xử lý, bắt đầu đen từ những lá già trước; sau đó, hiệntượng thể hiện trên lá non và sau 48 giờ xuất hiện trên hầu hết các lá của cây. Nhữngcây lý tưởng để sử dụng làm sạch môi trường là những cây có thể sản xuất sinh khối
  • cao, kết hợp với khả năng chịu đựng được các chất ô nhiễm cao hơn; chúng tích lũyvà/hoặc phân hủy các dạng chất ô nhiễm và được sử dụng trong công nghệ dùng thựcvật giải ô nhiễm. Với tiến bộ của công nghệ gen, chúng ta có thể điều khiển khả năngcủa cây để chịu đựng, tích lũy, và/hoặc chuyển hóa chất ô nhiễm, để tạo ra những câylý tưởng để làm sạch môi trường. Những hiểu biết về gen có thể kiểm tra những cơchế này và mở ra hoạt động kỹ thuật gen để phát triển tính ổn định chì của Lantanatrong sử dụng thực vật giải ô nhiễm. Khi khả năng ứng dụng những gen này trong làmsạch môi trường, nghiên cứu thực địa là cách kiểm tra duy nhất để xây dựng tiềmnăng sử dụng thực vật giải ô nhiễm, khả năng cạnh tranh và những rủi ro liên quanđến cách sử dụng (Pilon et al., 2002). Nghiên cứu chiến lược hấp thu Arabidopisishalleri đối với đất bị ô nhiễm cao cho phép giả thuyết sự hiện diện của các hạt tế bàotrong A. halleri đối với tích lũy Zn (Elichegaray et al., 2000). Hàm lượng chì trong các phần khác nhau của cây (lá, cành, rễ) tùy thuộc vàonghiệm thức khác nhau và thời gian sau khi xử lý. Kết quả cho thấy rằng sau 24 giờ,trong nghiệm thức 1x103 ppm, hàm lượng chì trong rễ quan trọng hơn các bộ phậntrên mặt đất, cao hơn 250 lần trong khi mẫu đối chứng hàm lượng chì trong lá, cànhvà rễ gần như bằng nhau. Sau 105 ngày xử lý, nghiệm thức 1x103 ppm, hàm lượngchì trong rễ chỉ cao gấp 10 lần so với hàm lượng chì trong cành (354.3 mg kg-1 so với33.2 mg kg-1) và 27 lần so với hàm lượng chì trong lá (354.3 mg kg-1 so với 13.0 mgkg-1) . Sau 24 giờ đầu tiên sau khi thêm Pb vào đất, hàm lượng chì đáng kể được tíchlũy chủ yếu trong rễ và từ từ được chuyển vào các bộ phận bên trên mặt đất của cây,nhưng rễ vẫn là bộ phận hấp thụ quan trọng. Sự gia tăng hàm lượng chì được hiểu rõ ởlá trong nghiệm thức 20x103 ppm, trong rễ và thân ở nghiệm thức 10x103 ppm. Nồngđộ chì acetate 10x103 ppm và 20x103 ppm gây độc đối với Lantana cho thấy rằng lávà các bộ phận trên mặt đất bắt đầu héo và đen sau 24 giờ xử lý. Tuy nhiên, kết quảphân tích sau 48 giờ xử lý cho thấy hàm lượng chì trong lá, thân, rễ trong nghiệm thức10x103 ppm tăng. Phân tích hàm lượng chì của hai cây còn sống ở nghiệm thức10x103 ppm và 20x103 ppm trong gần 1 năm sẽ đem đến cho chúng ta nhiều nghiên
  • cứu thú vị. Những trường hợp này có thể bị đột biến như Schulman et al đã tìm raBrassica juncea vào năm 1998. Sau khi xử lý cách nhau 15 ngày với dung dịch chì acetate 1x103, sau 7 lần xửlý, khi so sánh với đối chứng, hàm lượng chì trong rễ cao hơn 4.4x103 lần (1.7x103mg kg-1 so với 0.4 mg kg-1), trong cành cao hơn 133 lần (240.3 mg kg-1 so với 1.8mg kg-1) và trong lá cao hơn 5 lần (16.1 mg kg-1 so với 3.3 mg kg-1). Chất nhiễmbẩn trong môi trường sẽ được tích lũy trong rễ, cành và lá nhưng quan trọng nhất làtrong rễ. Vì rễ có vai trò ấn định quan trọng trong giải ô nhiễm như trong trường hợpThlaspi caerulescens bị nhiễm Cd (Nedelkoska et al., 2000). So với Agrostemmagithago tích lũy 1.800 ppm trong đất ô nhiễm kim loại nặng (29.4x103 ppm), rễLantana có thể tích lũy hàm lượng cao hơn 1.7x103 ppm trong đất có nồng độ 7x103ppm (Pichtel et al., 2000). Kết luận: Loài thực vật Lantana camara.L. Verbenaceae có nhiều đặc tính: Khả năng hấp thu Pb hơn 1% trong lượngkhô của chúng. Sự tăng trưởng nhanh cung cấp nhiều sinhkhối để hấp thụ chì. Ngoài ra, hoa đẹp vànhiều màu có thể sử dụng làm cảnh trongxây dựng trên đất bị ô nhiễm.Hình 2.3.1: Lantanan camara L Trong điều kiện ô nhiễm đất đến 4x103 mg kg -1 Pb , cây Lantana có thểsống và hấp thu Pb. Hấp thụ Pb trong hệ rễ của Lantana quan trọng lúc đầu,có sự tương quantốt giữa nồng độ chì trong đất và lượng chì hấp thụ trong cây Lantana.Nhưng sau đó, Pb được chuyển lên tích lũy trong thân và lá. Trong quá trình thí nghiệm, có 2 cá thể Lantana có khả năng hấp thụ 10và 20x103 mg kg 1Pb là nguồn vật liệu quý để tiếp tục nghiên cứu vềcây siêu hấp thu ( hyperaccumulator).
  • 2.3.2 Xử lý Pb bằng rau muống, bèo tâyĐể có các cơ sở xử lý đất bị ô nhiễm kim loại nặng bằng biện pháp sinh học, đềtài nghiên cứu của các tác giả Lê Đức, Trần Thị Tuyết Thu, Nguyễn Xuân Huân (ĐHkhoa học tự nhiên – ĐH QG Hà Nội) tiến hành thử nghiệm khả năng hút thu và tíchlũy chì ở rau muống và bèo tây trên nền đất bị ô nhiễm từ đó đưa ra các biện pháp xửlý có hiệu quả. Tính cho 1 ha đất ruộng trồng rau, thả bèo sau 60 ngày ta sẽ thu đượcPb trong rau, bèo tương ứng là: 12,38 kg Pb/ha; 29,85 kg Pb/ha. Điều này có ý nghĩalớn về mặt môi trường, mở ra cho chúng ta một giải pháp mới góp phần xử lý ô nhiễmkim loại nặng.Đây là giải pháp rẻ tiền, đem lại hiệu quả kinh tế và rất phù hợp đối vớiđặc điểm của vùng nghiên cứu.Hình 2.3.2: Bèo tây2.3.3 Xử lý As, Pb bằng các loại thực vật khácỞ xã Hà Thượng, các nhà khoa học cũng trồng thử nghiệm khả năng hấp thụasen của 2 loài dương xỉ Pteris vittata, Pityrogramma calomelanos và cỏ vetiver trêndiện tích hơn 700m2. Kết quả đo kiểm tại xã Hà Thượng cho thấy, sau khi trồng thửnghiệm 4 tháng, hàm lượng asen trong đất giảm từ 5.606,31ppm xuống còn4.521ppm. Cỏ vetiver cũng có khả năng chống chịu vùng ô nhiễm chì rất cao (trồngthí nghiệm trong đất nhiễm từ 1.400ppm đến2.530ppm, cỏ vẫn phát triển tốt). Từ kết
  • quả này, nhóm nghiêm cứu tiếp tục hoàn thiện quy trình công nghệ nhân giống 2 loàidương xỉ bản địa, cỏ vetiver để phục hồi đất bị ô nhiễm kim loại nặng.Hình 2.3.3.1: Cỏ vetiver Hình 2.3.3.2: mô hình trồng dương xỉ tại xãHà Thượng, Đại Từ, Thái Nguyên.2.3.4 Xử lý lượng tồn dư thuốc BVTV bằng VSV Tiến sĩ Phạm Văn Toản - Trưởng bộ môn vi sinh vật (VSV) (Viện Khoa học kỹthuật Nông nghiệp Việt Nam) cho biết: Từ lâu, các nhà khoa học trên thế giới cũngnhư ở Việt Nam đã tiến hành nghiên cứu và đánh giá ảnh hưởng của dư lượng thuốcBVTV đối với môi trường. Đồng thời, cũng tiến hành nghiên cứu tìm ra các giải phápxử lý lượng tồn dư thuốc BVTV trong đất sau mỗi vụ trồng với mong muốn hạn chếđược những ảnh hưởng xấu của nó. Cho đến nay, nhiều phương pháp lý, hóa học đểxử lý tồn dư thuốc BVTV trong đất đã và đang được tiến hành tại Việt Nam và nhiềunước trên thế giới. Tuy nhiên, các biện pháp đó thường đòi hỏi chi phí đầu tư cao, vậnhành phức tạp, mặt khác thường gây ô nhiễm thứ cấp đối với không khí và nguồnnước ngầm. Cùng với những tiến bộ vượt bậc của khoa học và công nghệ, xu hướngxử lý tồn dư thuốc BVTV trong đất trồng bằng phương pháp sinh học đang đượcnhiều nhà khoa học trên thế giới và ở Việt Nam quan tâm nghiên cứu. Với mongmuốn tìm ra một biện pháp xử lý sinh học, từ năm 2001, các nhà khoa học thuộc Bộ
  • môn VSV đã tiến hành nghiên cứu đề tài phân lập và tuyển chọn một số chủng VSVcó khả năng phân hủy tồn dư thuốc BVTV. Nguồn VSV phục vụ quá trình nghiên cứu được thu thập từ các mẫu đất ở cácvùng chuyên canh thuộc ngoại thành Hà Nội và Hà Tây - những nơi sử dụng rất nhiềuthuốc BVTV trong mỗi vụ rau. Sau đó, bằng phương pháp làm giàu đã phân lập, làmthuần được 10 chủng VSV có khả năng sử dụng tồn dư thuốc BVTV thuộc nhómCarbamat (C 1 đến C 10) và chín chủng VSV - có khả năng sử dụng nhóm lân hữu cơBSM (P1 đến P9) như nguồn dinh dưỡng chính. Song song với việc đánh giá khảnăng sinh trưởng và phát triển của các chủng VSV này trên môi trường dịch thể, cácnhà khoa học còn tiến hành đánh giá khả năng tồn tại của chúng trên nền đất thanhtrùng có bổ sung các loại thuốc BVTV trong phòng thí nghiệm. Kết quả cho thấy, cácchủng C4, P5 và P8 có khả năng sinh trưởng và phát triển mạnh nhất, kể cả khi bổsung thêm hóa chất BVTV. Quá trình thực nghiệm cho thấy, hai chủng P5 và P8 cókhả năng phân hủy tốt hoá chất BVTV thuộc nhóm lân hữu cơ đối với nồng độ250mg/kg đất. Chủng P5 làm giảm lượng thuốc BVTV thương phẩm Suprathion(Methidathion) trong đất ở điều kiện tự nhiên tới 97,34% so với đối chứng (khôngnhiễm) là 91,02% sau bảy ngày sử dụng; chủng P8 tương ứng là 97,06%- 87,12%.Đối với thuốc Dimethoate, chủng P5 tương ứng là 92,32%- 78,92%. Khi sử dụngchủng C4, sau 15 ngày, lượng hóa chất BVTV Fenobucarb (nhóm Carbamat) vớinồng độ 50mg/kg đất đã giảm 59,46%; đối chứng (không nhiễm) chỉ giảm 35,28%.Trên thực tế, quá trình phân hủy tự nhiên các hóa chất BVTV cũng xảy ra trong đất,nhưng rất chậm. Vì vậy, khi sử dụng các chủng VSV này thì quá trình phân hủy sẽxảy ra nhanh hơn. Có thể nói đây là biện pháp cải tạo đất trồng tốt nhất hiện nay ở nước ta vì ápdụng quy trình xử lý sinh học, bảo vệ được môi trường. Giá thành sử dụng các chủngVSV này để cải tạo đất cũng tương đối rẻ, khoảng 30-60 nghìn đồng/ha tùy theo nồngđộ thuốc trừ sâu tồn dư trong đất. Tiến sĩ Phạm Văn Toản nói: Sử dụng các chủngVSV này để cải tạo đất rất có lợi đặc biệt là các vùng chuyên trồng rau sạch. Tuy
  • nhiên, đây chỉ là thành công bước đầu, chúng tôi sẽ tiếp tục nghiên cứu các chủng C4,P5 và P8 để tăng hiệu quả phân hủy tồn dư thuốc BVTV trong đất hơn nữa. Hy vọng,trong tương lai gần, các chủng VSV này sẽ được sử dụng đại trà, góp phần xây dựngnền nông nghiệp sạch ở nước ta.2.4 Biện pháp phòng tránh và giảm nguy cơ ô nhiễm đất do thuốc BVTV Sử dụng an toàn và hiệu quả thuốc BVTV- Sử dụng thuốc BVTV đạt hiệu quả cao về kinh tế, đúng kỹ thuật. Biết phốihợp dùng thuốc với các biện pháp phòng trừ khác, chỉ sử dụng thuốc khithật sự cần thiết.- Khuyến khích sử dụng các phương pháp sinh học để phòng trừ sâu bệnh.- Dùng thuốc BVTV theo nguyên tắc 4 đúng: đúng thuốc, đúng liều lượng,đúng lúc, đúng cách.- Để khắc phục tình trạng sử dụng sai các loại thuốc BVTV, cần bổ sungthêm cán bộ khoa học cho địa phương để hướng dẫn nông dân trong sửdụng thuốc BVTV, tăng cường kiến thức bảo vệ môi trường và sức khỏecho nông dân, tuyệt đối không lưu hành các loại thuốc đã cấm sử dụng. Ở những nước nông nghiệp phát triển, thuốc bảo vệ thực vật dạng hạtchiếm tỉ trọng lớn trong các dạng thuốc được sử dụng.Một số ý được nêu lên sau đâycho thấy nên sử dụng thuốc bảo vệ thực vật dạng hạt trên một số đối tượng dịch hại.- Hiệu lực thuốc cao và kéo dài: Do đặc tính của thuốc hạt là giải phóng từtừ hoạt chất; hoạt chất được hút qua rễ và dẫn truyền lên thân cây. Vì vậyhiệu lực trừ dịch hại cao và thời gian hữu hiệu lâu hơn đối với các dịch hạiđã xâm nhập vào bên trong cây.- Không phụ thuộc nhiều vào thời tiết khí hậu: Trời mưa nhỏ có thể rảithuốc được, không sợ bị mưa rửa trôi như thuốc dạng phun.
  • - Bảo vệ được ký sinh và thiên địch: Do hàm lượng hoạt chất thấp, được rảixuống ruộng không như thuốc dạng phun bao phủ lên không gian rộng lớnkí sinh và thiên địch dễ bị tiêu diệt hơn.- Giảm thiểu ô nhiễm môi trường: Cũng do hàm lượng hoạt chất thấp, thuốcdạng hạt giảm được sự ô nhiễm hơn so với dạng phun.- Ít độc hại với người sử dụng cũng như người sản xuất so với thuốc dạngphun loại bột thấm nước, bột hòa nước.- Năng suất lao động cao: Trong điều kiện hiện nay của nước ta việc phunthuốc chủ yếu là bình phun tay diện tích phun trong một ngày ít hơn so vớidiện tích rải thuốchạt.- Khắc phục được việc thiếu bình phun: Chỉ rải như gieo mạ hoặc bón phânnên tránh được việc thiếu bình phun hoặc bình phun không đảm bảo chấtlượng
  • KẾT LUẬNVới tình trạng phát triển hiện nay, trong nông nghiệp sử dụng ngày càng nhiềuthuốc BVTV với mục đích diệt trừ sâu bệnh, tăng năng suất nông phẩm, song đó xuấthiện ngày càng nhiều loại thuốc BVTV nhằm phục vụ cho nông nghiệp. Vì vậy nguycơ đất bị ô nhiễm thuốc BVTV ngày càng tăng, do khi phun thuốc cho cây trồng cótới trên 50% số thuốc phun bị rơi xuống đất, vì vậy các cơ quan chức năng cần quảnlý chặt chẽ những loại thuốc được sử dụng và cấm sử dụng. Khuyến khích mọi ngườisử dụng thuốc hiệu quả và an toàn. Khi bị ô nhiễm, chủ yếu do lượng tồn dư thuốctrong đất (Clo hữu cơ, cacbamate, các kim loại nặng Hg, Pb, As) lựa chọn phươngpháp xử lý hợp lý và tối ưu nhất. Có rất nhiều phương pháp để xử lý kim loại nặngtrong đất. Nhưng để có phương pháp xử lý hiệu quả và phù hợp với điều kiện kinh tế,ta có thể sử dụng phương pháp sinh học để xử lý một số loại kim loại nặng trong đấtthông qua khả năng tích tụ sinh học của thực vật.Để đảm bảo vùng đất bị ô nhiễm kim loại nặng không tác động xấu đến sinhvật và con người, trước khi áp dụng biện pháp xử lý sinh học cần thiết phải chuyểnmục đích sử dụng đất, tránh sự lan truyền kim loại nặng trong đất bằng cách sử dụngphương pháp hoá lý để cô lập các ion kim loại nặng, rồi sau đó áp dụng phương phápsinh học để xử lý.
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO1. Lê Đức, Trần Thị Tuyết Thu, Nguyễn Xuân Huân, thử nghiệm khả năng hút thuvà tích lũy chì ở rau muống và bèo tây, ĐH khoa học tự nhiên – ĐH QG HàNội,2005.2. Lê Huy Bá, Độc học môi trường, NXB Đại Học Quốc Gia TP.HCM, 2000.3. Lê Huy Bá, Nguyễn Văn Đệ, Ảnh hưởng của các độc tố KLN lên thực vật, độngvật và tích lũy trong cơ thể của chúng. Hội thảo khoa học trung tâm công nghệQuốc Gia, 1998.4. Lê Huy Bá, Sinh thái môi trường đất. NXB Nông Nghiệp TP.HCM, 2000.5. Lê Huy Bá, Độc chất môi trường, NXB KH&KT, 20086. Lê Văn Khoa, Đất và Môi Trường. NXB Giáo Dục,2000.7. Nguyễn Thị Kiều Diễm, GT Xử lý ô nhiễm & thoái hóa môi trường đất. ĐHCông nghiệp TP.HCM, 2009.8. Tạp chí Phát triển KH&CN, tập 10, số 01-20079. http://yeumoitruong.com/forum/archive/index.php/t-8442.html10.http://www.thegioisuckhoe.com/y-hoc/y-hoc-dan-toc/hoa-ngu-sac-chong-viem-sat-khuan/11.http://moitruongxanh.vn