Đánh giá độc học sinh thái của hỗn hợp sinh học sau ứng dụng phân hủy hóa chất bảo vệ thực vật

Hệ thống đệm sinh học (biobed), với hỗn hợp sinh học (biomixture) là hợp phần quan trọng nhất, đã được phát triển và ứng dụng như là một biện pháp đơn giản, chi phí thấp nhưng hiệu quả cao trong phân hủy tồn dư hóa chất bảo vệ thực vật (HCBVTV).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đánh giá độc học sinh thái của hỗn hợp sinh học sau ứng dụng phân hủy hóa chất bảo vệ thực vậtKỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu cơ bản trong “Khoa học Trái đất và Môi trường”DOI: 10.15625/vap.2019.000226 ĐÁNH GIÁ ĐỘC HỌC SINH THÁI CỦA HỖN HỢP SINH HỌC SAU ỨNG DỤNG PHÂN HUỶ HOÁ CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT Ngô Thị Tường Châu, Bùi Thị Vân Hương, Võ Nhật Minh, Lê Văn Thiện Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội, Email: ngotuongchau@hus.edu.vnTÓM TẮT Hệ thống đệm sinh học (biobed), với hỗn hợp sinh học (biomixture) là hợp phần quan trọngnhất, đã được phát triển và ứng dụng như là một biện pháp đơn giản, chi phí thấp nhưng hiệu quảcao trong phân huỷ tồn dư hoá chất bảo vệ thực vật (HCBVTV). Tuy vậy cho đến nay, việc đánhgiá độc học sinh thái nhằm tái sử dụng bã thải biomix vẫn chưa được quan tâm nghiên cứu đúngmức. Trong nghiên này, các biomix với ba thành phần chính là đất mặt, rơm và bã thải nấm sò trắng(tỉ lệ 1:2:1) có bổ sung 5% dịch nuôi cấy nấm mốc phân huỷ lignin đã được sử dụng để phân huỷCartap, Cypermethrin và Chlopyrifos. Các bã thải biomix được ký hiệu lần lượt là SB-Car, SB-Cypvà SB-Chlor. Tiến hành đánh giá độc học sinh thái của chúng bằng các thử nghiệm với thực vật,động vật và vi sinh vật đất. Kết quả cho thấy các bã thải biomix hầu như không ức chế sự sinhtrưởng và phát triển của thực vật, quá trình khoáng hoá trong đất và không gây độc cấp tính chogiun đất. Từ khoá: Hỗn hợp sinh học, phân huỷ hoá chất bảo vệ thực vật, độc học sinh thái.1. GIỚI THIỆU HCBVTV đóng một vai trò quan trọng trong phát triển nông nghiệp ở nước ta. Theo số liệucủa Cục Bảo vệ Thực vật (2017), ước tính mỗi năm có khoảng 30.000 đến 40.000 tấn HCBVTV đãđược sử dụng trên đồng ruộng. Tuy vậy, việc quản lý HCBVTV không phù hợp đã gây ra tình trạngô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Trong khi đó, biobed, một hệ thống đơn giản, chi phí thấp đượclắp đặt ngay tại vùng canh tác nông nghiệp nhằm thu gom và phân hủy HCBVTV từ việc tráng rửadụng cụ bơm phun, được xem là một trong những giải pháp được khuyến khích sử dụng trong việcquản lý ô nhiễm HCBVTV. Biobed đầu tiên có nguồn gốc từ Thụy Điển bao gồm ba hợp phần (i)một lớp đất sét ở phía dưới, (ii) một lớp biomix (rơm, than bùn và đất mặt với tỷ lệ 2:1:1 theo thểtích, và (iii) một lớp cỏ che phủ bề mặt; trong đó hợp phần biomix chịu trách nhiệm chính cho hoạtđộng phân hủy HCBVTV của biobed. Đến nay biobed đã được áp dụng tại nhiều nước trên thế giớivới những thay đổi về cấu tạo, thiết kế và vận hành sao cho phù hợp với điều kiện khí hậu, tập quáncanh tác, các yêu cầu cụ thể (chẳng hạn như chi phí) và đặc biệt là sự sẵn có về nguồn nguyên liệucho biomix [1]. Biobed được báo cáo là có khả năng phân hủy nhiều loại HCBVTV với hiệu suấtcao [2,3]. Tuy nhiên, việc đánh giá độc học sinh thái nhằm cung cấp cơ sở cho việc quản lý và táisử dụng biomix sau ứng dụng phân huỷ HCBVTV (sau đây gọi là bã thải biomix) vẫn chưa đượcquan tâm nghiên cứu. Vì vậy, trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành đánh giá độc học sinh tháicủa các bã thải biomix sau ứng dụng phân huỷ ba loại HCBVTV là Cartap, Cypermethrin vàChlopyrifos bằng các thử nghiệm với thực vật, động vật và vi sinh vật đất.2. PHƢƠNG PHÁP 2.1. Phương pháp chuẩn bị biomix Rơm được thu từ vùng trồng lúa tại Cẩm Thủy-Thanh Hóa và cắt thành các đoạn dài 2-3 cm. Bãthải trồng nấm sò trắng (Pleurotus pulmonarius) được thu từ trang trại trồng nấm tại Nga Sơn-ThanhHóa và đất mặt (0-20 cm) được thu từ vườn trồng rau ở Hà Đông-Hà Nội, để khô ở nhiệt độ phòng vàsau đó qua rây 3 mm để đồng nhất mẫu. Chủng nấm mốc Penicillium chrysogenum N2 có khả năngphân huỷ lignin được nuôi cấy trong môi trường Potato-Dextrose Broth (Khoai tây 200 g, Glucose 20g, nước cất 1 L, pH 5,5) trên máy lắc ổn nhiệt (New Brunswick, Innova 44R, Eppendorf, Germany) ở 650Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 201930oC, 120 vòng/phút trong 3-5 ngày. Phối trộn các nguyên liệu: rơm: bã thải trồng nấm: đất mặt theotỷ lệ 1:2:1 (tổng khối lượng 2,5 kg), bổ sung 5% (v/w) dịch nuôi cấy nấm mốc Penicilliumchrysogenum N2 và trộn đều, sau đó điều chỉnh bằng nước cất đến độ ẩm 60%, phân phối vào mộtthùng xốp thể tích 20-L, đậy nắp có đục vài lỗ để thông khí và ủ trong 15 ngày. 2.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm phân huỷ HCBVTV bởi biomix Biomix sau ủ được phun đều với một loại HCBVTV đến nồng độ cuối cùng đạt 100 ppmCartap, 20 ppm Cypermethrin hoặc 100 ppm Chlopyrifos (điều chỉnh độ ẩm 60%) và ủ 30 ngàytrong bóng tối ở 25oC. Mẫu được thu ở 3 vị trí khác nhau (trên, giữa và dưới) của biomix, trộn đềuđể tạo mẫu tổ hợp và được ký hiệu lần lượt là SB-Car, SB-Cyp và SB-Chlor. 2.3. Phương pháp đánh giá ảnh hưởng của bã thải biomix đến thực vật đất Ảnh hưởng của bã thải biomix đến thực vật đất được đánh giá bằng phương pháp xác địnhkhả năng ức chế sự phát triển của rễ theo TCVN 6497-1 (ISO 11269-1) và sự nảy mầm và phát triểncủa thực vật bậc cao theo TCVN 6497-2: 2009 (ISO 11269-2: 2005). 2.4. Phương pháp đánh giá ảnh hưởng của bã thải biomix đến động vật đất Ảnh hưởng của bã thải biomix đến giun đất (Eisenia fetida) được đánh giá bằng phương phápxác định độ độc cấp tính theo TCVN 5961: 1995 (ISO 11268-1: 1993) 2.5. Phương pháp đánh giá ảnh hưởng của bã thải biomix đến vi sinh vật đất Ảnh hưởng của bã thải biomix đến vi sinh vật đất được đánh giá bằng phương pháp xác địnhquá trình khoáng hoá nito trong đất theo TCVN 6653: 2000 (ISO 14238: 1997).3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Một số đặc tính lý hoá của bã thải biomix Tiến hành khảo sát một số đặc tính lý hoá của các bã thải biomix, kết quả cho thấy sự thay đổivề đặc tính của biomix trước và sau ứng dụng phân huỷ HCBVTV (Bảng 1). Các chỉ số pH (> 5) vàtỉ lệ C/N (< 12) của các bã thải biomix đều đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng ...