Trang thông tin luận án tiến sĩ của NCS. Lương Thị Vân

TRANG THÔNG TIN LUẬN ÁN TIẾN SĨ

Tên đề tài luận án tiến sĩ: “Nghiên cứu sử dụng cỏ Vetiver (Vetiveria zizanioides (L.) Nash) để cải tạo đất bị ô nhiễm Pb, As sau khai thác khoáng sản ở tỉnh Thái Nguyên”

Chuyên ngành: Trồng trọt

Mã số: 62.62.01.01

Nghiên cứu sinh: Lương Thị Thúy Vân

Khóa đào tạo: 2006 - 2010

          Người hướng dẫn khoa học:      1. PGS.TS. Lương Văn Hinh

                                         2. TS. NCVCC. Trần Văn Tựa

  Đơn vị đào tạo: Trường Đại học Nông Lâm

  Cơ sở đào tạo: Đại học Thái Nguyên

NHỮNG KẾT QUẢ MỚI CỦA LUẬN ÁN

1. Xác định được tình trạng ô nhiễm kim loại nặng trong đất do quá trình khai thác khoáng sản tại 2 khu vực mỏ của tỉnh Thái Nguyên. Đất ô nhiễm tại khu vực mỏ khai thác Pb - Zn (xã Tân Long - Đồng Hỷ) có chứa nhiều Pb, Zn và Cd; đất ô nhiễm tại khu vực khai thác Sn (xã Hà Thượng - Đại Từ) tập trung nhiều As. Hàm lượng kim loại nặng trong các mẫu đất nghiên cứu đều cao hơn tiêu chuẩn cho phép trong đất nông nghiệp của Việt Nam (QCVN 03: 2008/BTNMT) nhiều lần.

2. Cỏ Vetiver có khả năng chống chịu tốt và tích lũy Pb, As trong cây khi trồng trên đất ô nhiễm do quá trình khai thác khoáng sản. Trồng cỏ trên đất ô nhiễm với hàm lượng Pb từ 1055,13 - 2906,12 mg/kg đất và hàm lượng As từ 248,19 - 1137,17 mg/kg đất, cỏ Vetiver vẫn có khả năng sinh trưởng, phát triển bình thường và tăng sinh khối qua các giai đoạn thí nghiệm. Khả năng sinh trưởng, phát triển của cỏ Vetiver giảm dần khi hàm lượng kim loại nặng trong đất tăng dần. 

Khả năng tích lũy kim loại nặng của cỏ Vetiver tỷ lệ thuận với hàm lượng kim loại nặng trong đất và thời gian thực nghiệm. Kim loại nặng chủ yếu được tích lũy tại rễ, chỉ một phần nhỏ được vận chuyển lên thân lá.

3. Xác định công thức bón phân cho cỏ Vetiver nhằm làm tăng khả năng sinh trưởng, phát triển và tăng khả năng hấp thụ Pb, As của cỏ khi trồng trên đất ô nhiễm. Ở những công thức bón đạm, lân, kali với tỷ lệ 100:80:60; 80:100:60; và 60:80:100 cỏ Vetiver có số nhánh/khóm, sinh khối và hàm lượng Pb, As tích lũy trong thân lá và trong rễ cao hơn so với đối chứng và các công thức khác.

4. Xác định mật độ trồng cỏ Vetiver thích hợp nhằm mục đích tăng sinh khối, tăng khả năng loại bỏ Pb, As khỏi đất ô nhiễm. Mật độ trồng phụ thuộc vào thời gian thu hoạch, nếu thu hoạch cỏ trong 7 tháng sau khi trồng ta có thể trồng cỏ với mật độ 30 x 30 và 30 x 40 là hợp lý để thu được sinh khối cỏ cao nhất. Tuy nhiên, mật độ trồng dày hay trồng thưa không ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ  và tích lũy Pb, As của cỏ Vetiver.

5. Cỏ Vetiver có khả năng hấp thụ và tích lũy Pb, As trong cây. Vì vậy, để loại bỏ kim loại nặng khỏi đất ô nhiễm cần tiến hành thu hoạch cỏ. Sinh khối cỏ thu được càng lớn, lượng kim loại được loại bỏ khỏi đất càng cao. Để đạt được sinh khối cỏ 69,03 tấn/ha trên đất ô nhiễm Pb và 58,47 tấn/ha trên đất ô nhiễm As và tăng hàm lượng Pb, As được loại bỏ khỏi đất ô nhiễm nên thu hoạch cỏ 4 lần/năm kết hợp với các biện pháp bón phân và bố trí mật độ thích hợp.

6. Tính chất đất ô nhiễm Pb, As đã được cải thiện sau 3 năm trồng cỏ Vetiver. Các chỉ số pH đất, hàm lượng N, K₂O, mùn đều tăng so với ban đầu; hàm lượng As giảm từ 2906,12 mg/kg xuống 2572,05 mg/kg đất, hàm lượng Pb giảm từ 1137,17 mg/kg xuống 1054,26 mg/kg đất.

7. Đề xuất biện pháp kỹ thuật trồng cỏ Vetiver để cải tạo những vùng đất bị ô nhiễm (có chứa hàm lượng cao các kim loại nặng như Pb, As; có nồng độ pH và hàm lượng dinh dưỡng thấp) do quá trình khai thác khoáng sản. Trong đó, kỹ thuật sử dụng phân bón, mật độ trồng và chu kỳ thu hoạch là những yếu tố quyết định đến khả năng cải tạo đất của cỏ.

CÁC ỨNG DỤNG, KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG THỰC TIỄN HOẶC NHỮNG VẤN ĐỀ CÒN BỎ NGỎ CẦN TIẾP TỤC NGHIÊN CỨU

1. Khả năng ứng dụng trong thực tiễn

Kỹ thuật sử dụng cỏ Vetiver để cải tạo, xử lý đất ô nhiễm kim loại nặng do quá trình khai thác khoáng sản là biện pháp đơn giản, dễ áp dụng, hiệu quả, kinh tế và thân thiện với môi trường. Các nông hộ có đất bị ô nhiễm hoặc các công ty khai thác khoáng sản đều có thể sử dụng để phục hồi môi trường đất ô nhiễm sau khai thác.

2. Vấn đề bỏ ngỏ cần tiếp tục nghiên cứu

- Cần phân tích thêm dạng linh động của các kim loại nặng trong đất để phản ánh đầy đủ trạng thái ảnh hưởng của chúng đối với cây trồng.

- Những khó khăn khi phổ triển kỹ thuật và nhân rộng mô hình trồng cỏ Vetiver để xử lý ô nhiễm Pb, As trong đất ở một số vùng khai thác khoáng sản khác của Việt Nam.

INFORMATION OF DOCTORAL DISSERTATION

Research title: " Using Vetiver (Vetiveria zizanioides (L.) Nash) to improve Pb and As contaminated soil after mineral exploitation in Thai Nguyen Province"

Speciality: Agronomy

Code: 62.62.01.01

Ph.D Candidate: Luong Thi Thuy Van, MSc.

Training course: 2006 - 2010

Supervisors:   1. Assoc. Prof. Dr. Luong Van Hinh

2. Dr. Tran Van Tua

Training institution: College of Agriculture and Forestry, Thai Nguyen University

THE NEW SCIENTIFIC FINDINGS

1. The diseartation determined the status of heavy metal pollution in soil due to mining process in two mining areas of Thai Nguyen Province. The contaminated soil in Pb-Zn mining area (Tan Long Commune - Dong Hy) contained much Pb, Zn and Cd while the contaminated soil in Sn mining area (Ha Thuong Commune - Dai Tu) concentrated much As. The concentrations of heavy metals in the studied soil samples were higher several times than Vietnam standards permitted in agricultural land (QCVN 03: 2008/BTNMT).

2. Vetiver had a good tolerance and accumulation of Pb and As when being planted in contaminated soil due to mining process. Being planted on contaminated soil with the Pb concentration from 1055.13 to 2906.12 mgrs / kg soil and the As concentration from 248.19 to 1137.17 mgrs / kg soil, Vetiver was still capable of growing and developing normally and increasing its biomass over the experimental periods. However, the possibility of growth and development of Vetiver gradually reduced when the concentrations of heavy metals in the soil increased.

The possibility of heavy metal accumulation by Vetiver was proportional to the concentration of heavy metals in soil and experimental time. Heavy metals were accumulated mainly in roots, only a small part was transported to shoots.

3. Determining the manure formula of Vetiver helped to enhance its growth and development and absorption for Pb and As when growing in contaminated soil. In the formula of fertilizing nitrogen, phosphorus, potassium at a rate of 100:80:60; 80:100:60; and 60:80:100 the number of tributaries, the biomass, and the concentration for Pb and As accumulated in roots and leaves of Vetiver were higher than the control and other formulas.

4. Identifying appropriate planting density of Vetiver helped to increase the biomass and the ability of removing Pb, As from contaminated soil. Planting density depended on harvest time. If the grass was harvested in 7 months after planting, it can be planted with a reasonable to density 30 x 30 or 30 x 40 to obtain the highest grass biomass. However, thick or sparse planting density did not affect the absorption of Vetiver for Pb and As.

5. Vetiver is able to absorb and accumulate Pb, As in the tree. Therefore, to remove heavy metals from contaminated soil, it is necessary to harvest the grass. The greater grass biomass was obtained, the higher heavy metal was removed from ground. To achieve the grass biomass of 69.03 tons / ha in Pb contaminated soil and 58.47 tons / ha in As contaminated soil and increase the levels of Pb and As removed from contaminated soil, the grass should be harvested 4 times a year combined with fertilizing measures and appropriate density arrangement.

6. The Pb and As contamination was improved after 3 years of planting Vetiver. The indicator of soil pH, the concentration of N, K₂O and humus increased from the beginning. The concentration of As decreased from 2906.12 mgrs/kg to 2572.05 mgrs/kg soil. The concentration of Pb decreased from 1137.17 mgrs/kg to 1054.26 mgrs/kg soil.

7.The thesis proposed Vetiver planting technical measures to improve contaminated soil (containing high concentration of heavy metals such as Pb, As, having low pH level and nutrient content) due to mining production. In particular, techniques of using fertilizer, planting density and harvest cycle were decisive factors to the soil improvement of the grass.

PRACTICAL APPLICATION AND THE NEEDS FOR FURTHER STUDIES

1. Practical applications

The technique of using Vetiver to improve, handle heavy metal soil contaminated soil due to mining process is simple, easily applicable, efficient, economical and friendly with environmental. The farmers having contaminated soil or the mining companies can use this technique to restore the polluted soil environment after exploring.

2. Recommendations for further study

- It is necessary to analyze the dynamic form of heavy metals to fully reflect their effects on plants.

- It is difficult to develop Vetiver planting techniques and replicate Vetiver planting model to deal with Pb, As contaminated soil in several mining areas of Vietnam.