Nghiên cứu sử dụng thực vật (dương xỉ) để xử lý ô nhiễm Asen trong đất vùng khai thác khoáng sản

Nghiên cứu tổng quan về Asen, hàm lượng Asen trong một số thành phần của tự nhiên. Tìm hiểu tình hình ô nhiễm Asen trong đất; các phương pháp xử lý Asen trong đất; công nghệ sử dụng thực vật để xử lý ô nhiễm kim loại nặng (KLN) trong đất và biện pháp nâng cao khả năng xử lý ô nhiễm KLN của thực vật. Tuyển chọn được các loài dương xỉ bản địa có khả năng siêu tích lũy Asen. Xác định được một số yếu tố môi trường làm tăng khả năng xử lý Asen trong đất của những loài dương xỉ chọn lọc. Đề xuất được quy trình công nghệ và xây dựng được mô hình trình diễn sử dụng dương xỉ để xử lý ô nhiễm As trong đất vùng khai thác mỏ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu sử dụng thực vật (dương xỉ) để xử lý ô nhiễm Asen trong đất vùng khai thác khoáng sản Nghiên cứu sử dụng thực vật (dương xỉ) để xử lý ô nhiêm Asen trong đất vùng khai thác khoáng sản Bùi Thị Kim Anh Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Luận án Tiến sĩ ngành: Môi trường đất và nước; Mã số: 62 85 02 05 Người hướng dẫn: GS.TS. Đặng Đình Kim, PGS.TS. Lê Đức Năm bảo vệ: 2011 Abstract: Nghiên cứu tổng quan về Asen, hàm lượng Asen trong một số thành phần của tự nhiên. Tìm hiểu tình hình ô nhiễm Asen trong đất; các phương pháp xử lý Asen trong đất; công nghệ sử dụng thực vật để xử lý ô nhiễm kim loại nặng (KLN) trong đất và biện pháp nâng cao khả năng xử lý ô nhiễm KLN của thực vật. Tuyển chọn được các loài dương xỉ bản địa có khả năng siêu tích lũy Asen. Xác định được một số yếu tố môi trường làm tăng khả năng xử lý Asen trong đất của những loài dương xỉ chọn lọc. Đề xuất được quy trình công nghệ và xây dựng được mô hình trình diễn sử dụng dương xỉ để xử lý ô nhiễm As trong đất vùng khai thác mỏ. Keywords: Thực vật; Xử lý ô nhiễm; Khoáng sản; Ô nhiễm môi trường; Ô nhiễm Asen Content MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Môi trường bị ô nhiễm do các hoạt động khai khoáng và tuyển quặng đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới đặc biệt quan tâm nghiên cứu. Hàm lượng Asen (As) bị ô nhiễm ở mức đáng lo ngại ở nhiều vùng khai thác khoáng sản trên thế giới và Việt Nam. Các tác giả đã chỉ ra những rủi ro có thể xảy ra đối với con người cũng như mức độ tích tụ As trong các sản phẩm nông nghiệp quan trọng như lúa, gạo. Nguồn gốc và sự xuất hiện các nguy hại với môi trường sống do khai thác mỏ gây ra thật phức tạp và kinh phí cho sự phục hồi là rất đắt. Vì vậy, giải quyết vấn đề này còn gặp rất nhiều khó khăn. Hiện nay, công nghệ sử dụng thực vật được đánh giá là thích hợp nhất cho xử lý ô nhiễm kim loại nặng (KLN) trong đất do giá thành thấp, vận hành đơn giản và thân thiện với môi trường. Các nhà khoa học đã phát hiện ra một số nhóm thực vật có khả năng tích luỹ rất nhiều KLN trong cơ thể gọi là cây siêu tích luỹ (hyperaccumulators).  Trong quá trình nghiên cứu kĩ thuật xử lý ô nhiễm bằng thực vật, các nhà khoa học đã khám phá ra rất nhiều loài thực vật có khả năng hút As từ đất. Ví dụ, cỏ Agrostis capillaris L., cỏ Agrostis tenerrima Trin., dương xỉ Pteris vittata L. và cây gỗ nhỏ Sarcosphaera coronaria có khả năng tích luỹ As tương ứng là 100, 1000, 27000 và 7000 mg/kg sinh khối khô. Trong các loài thực vật siêu tích lũy As, nhiều nhà khoa học đã đặc biệt chú ý đến dương xỉ bởi nhiều nghiên cứu cho thấy loại thực vật này có khả năng chống chịu và tích lũy As cao. Đặc biệt loài dương xỉ Pteris vittata đã được các tác giả chứng minh là loài siêu tích lũy As. Ngoài ra, một vài loài dương xỉ khác cũng được chú ý là Pteris nervosa, Pteris cretica, P. longifolia L., P. umbrosa L., P. argyraea L., P. quadriaurita L., P. ryiunkensis L., P. biaurita. Đề tài “Nghiên cứu sử dụng thực vật (dương xỉ) để xử lý ô nhiễm As trong đất vùng khai thác khoáng sản” nhằm góp phần tìm ra giải pháp xử lý As bằng dương xỉ hiệu quả và khoa học, làm cơ sở cho việc ứng dụng công nghệ thực vật vào xử lý ô nhiễm ở Việt Nam. 2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án - Luận án góp phần đánh giá mức độ ô nhiễm As trong đất sau khai thác khoáng sản và nghiên cứu khả năng tích luỹ As của một số loài thực vật bản địa ở bốn vùng khai thác mỏ đặc trưng của tỉnh Thái Nguyên. - Luận án đi sâu nghiên cứu đánh giá khả năng xử lý ô nhiễm As trong đất của hai loài dương xỉ bản địa Pteris vittata (P.vittata) và Pityrogramma calomelanos (P.calomelanos) thu được từ vùng khai thác mỏ của Thái Nguyên một cách hệ thống và toàn diện. - Nghiên cứu đề xuất được quy trình công nghệ sử dụng dương xỉ để xử lý đất bị ô nhiễm As. (Đây là một công nghệ thân thiện với môi trường, có chi phí thấp nhưng hiệu quả cao. Có thể nói, áp dụng công nghệ này là giải pháp tốt nhất đối với điều kiện của Việt Nam hiện nay. Quy trình này có thể được chuyển giao cho các địa phương có hoạt động khai thác và chế biến quặng). - Các kết quả nghiên cứu thu được sẽ làm cơ sở khoa học cho việc phát triển hơn nữa công nghệ sử dụng thực vật để xử lý ô nhiễm còn rất mới mẻ ở Việt Nam. 3. Mục tiêu của luận án + Tuyển chọn được các loài dương xỉ bản địa có khả năng siêu tích lũy As. + Xác định được một số yếu tố môi trường làm tăng khả năng xử lý As trong đất của những loài dương xỉ chọn lọc. + Đề xuất được quy trình công nghệ và xây dựng được mô hình trình diễn sử dụng dương xỉ để xử lý ô nhiễm As trong đất vùng khai thác mỏ. 4. Những đóng góp mới của đề tài 2  - Lần đầu tiên, khả năng xử lý ô nhiễm As ...