Sử dụng bèo tây (Echihornia Crassipes) làm sạch nước bị ô nhiễm Pb, Cd, As tại Thái Nguyên

Phan Thị Thu Hằng và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 86(10): 191 - 194 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 191 SỬ DỤNG BÈO TÂY (Echihornia crassipes) LÀM SẠCH NƯỚC BỊ Ô NHIỄM Pb, Cd, As TẠI THÁI NGUYÊN Phan Thị Thu Hằng*, Nguyễn Thị Minh Huệ Trường Đại học Nông Lâm – ĐH Thái Nguyên TÓM TẮT Sử dụng bèo tây trong việc giảm thiểu ô nhiễm kim loại nặng (Pb, Cd, As) trong môi trƣờng nƣớc khi bổ sung kim loại nặng vào nƣớc theo các mức: 2,0 ppm Pb, 0,1ppm Cd và 0,5 ppm As trong chậu thí nghiệm. Kiểm tra hàm lƣợng các kim loại trong nƣớc sau 5 - 10 - 20- 30 ngày thí nghiệm trồng bèo tây, kết quả cho thấy bèo tây có khả năng tích lũy kim loại nặng rất tốt. Và sau 20- 30 ngày, tỷ lệ làm sạch của bèo tây với các kim loại nặng (Pb, Cd, As) hầu hết đều đạt 90 - 95%. Khả năng làm sạch nƣớc bị ô nhiễm Pb và Cd của bèo tây nhanh hơn với nƣớc ô nhiễm As. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy, trong khi bèo tây sinh trƣởng rất tốt trong nƣớc bị ô nhiễm Pb và Cd thì trong nƣớc bị ô nhiễm 0,5ppm As, bèo tây có biểu hiện bị chết bắt đầu từ ngày thứ 8 sau trồng và đến ngày thứ 25 tỷ lệ bèo tây bị bệnh khoảng 70%, điều này cho thấy có thể sử dụng bèo tây nhƣ một chỉ thị phát hiện ô nhiễm As trong nƣớc. Từ khoá: Bèo tây, kim loại nặng, tích luỹ, nước ô nhiễm, dung dịch.  ĐẶT VẤN ĐỀ Nƣớc là nguồn tài nguyên vô tận, giữ một vai trò quan trọng trong quá trình hình thành và phát triển sinh quyển - Không thể có sự sống khi không có nƣớc. Nƣớc đóng vai trò quan trọng trong sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, trong đời sống dân sinh.. Ngày nay, do sự phát triển công nghiệp, cùng với quá trình đô thị hoá đã kèm theo sự gia tăng của nƣớc thải đổ vào các lƣu vực nơi mà con ngƣời đã dùng nƣớc để sinh hoạt và ăn uống, và sản xuất. Trƣớc hiện tƣợng ô nhiễm nƣớc đang diễn ra ngày càng trầm trọng nhƣ hiện nay, các nhà khoa học đã tiến hành các nghiên cứu để bảo vệ nguồn tài nguyên quan trọng của trái đất. Hiện nay các phƣơng pháp giảm thiểu ô nhiễm khá phong phú nhƣ các phƣơng pháp kết tủa, sa lắng, hấp phụ, trao đổi iôn, chiết, trong đó phƣơng pháp sử dụng thực vật (Phytoremediation) để làm sạch nguồn nƣớc đƣợc coi là phƣơng pháp ƣu việt. Sử dụng bèo tây trong việc xử lý ô nhiễm đã đƣợc rất nhiều các tác giả trong và ngoài nƣớc nghiên cứu. Bèo tây là cây sống ở nƣớc, có  Tel: 0912 430378 tốc độ sinh trƣởng rất nhanh và không cần phải chăm sóc nên sử dụng bèo tây để xử lý ô nhiễm nƣớc có thể thực hiện đƣợc dễ dàng trong điều kiện nông hộ. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Nghiên cứu mức độ làm sạch nƣớc bị ô nhiễm Pb, Cd, As của bèo tây. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Các thí nghiệm: Bèo tây đƣợc nuôi trong môi trƣờng nƣớc tƣới chứa các kim loại nặng Pb, Cd, As theo nồng độ lựa chọn: 1. Nƣớc tƣới chứa 2,0 ppm Pb 2. Nƣớc tƣới chứa 0,1 ppm Cd 3. Nƣớc tƣới chứa 0,5 ppm As 4. Nƣớc tƣới chứa 2,0 ppm Pb + 0,1ppm Cd + 0,5ppm As Tiến hành kiểm tra hàm lƣợng các kim loại nặng Pb, Cd, As trong nƣớc sau khi thả bèo 5 - 10 - 20 - 30 ngày. Chỉ tiêu phân tích: Pb, Cd, As trong nƣớc Phƣơng pháp phân tích: Phƣơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Khả năng hạn chế ô nhiễm Pb trong nước của bèo tây Phan Thị Thu Hằng và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 86(10): 191 - 194 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 192 Tiến hành sử dụng nƣớc chứa 2,0 Pb mg/l để thả bèo tây cho thấy: Theo bảng 1: Trong điều kiện thí nghiệm chậu vại, hàm lƣợng Pb trong nƣớc giảm dần theo thời gian xử lý bằng bèo tây, cụ thể: Khi chƣa có bèo tây, hàm lƣợng Pb trong nƣớc là 2,004 mg/l. Sau 5 ngày thả bèo tây, hàm lƣợng Pb trong nƣớc là 1,280 mg/l, giảm đƣợc 36%. Bảng 1. Hàm lƣợng Pb trong nƣớc theo thời gian khi xử lý bằng bèo tây Ngày thí nghiệm Hàm lượng Pb trong nước (mg/l) Tỷ lệ còn lại trong dung dịch (%) 0 2,004 100 5 1,280 63,9 10 0,006 0,30 20 0,002 0,10 30 KXĐ - TCVN 6773- 2000 0,1 (Thí nghiệm trong chậu) Và đến ngày thứ 10 của thí nghiệm, hàm lƣợng Pb trong nƣớc giảm mạnh là 0,006 mg/l, đạt tỷ lệ làm sạch gần 100% so ban đầu. Khả năng hạn chế ô nhiễm Cd trong nước của bèo tây Tiến hành thí nghiệm thả bèo tây trong dung dịch chứa 0,1 mg/l Cd, qua 4 đợt theo dõi hàm lƣợng Cd trong nƣớc, kết quả cho thấy (bảng 2). Bảng 2. Hàm lƣợng Cd trong nƣớc theo thời gian khi xử lý bằng bèo tây Ngày thí nghiệm Hàm lượng Cd trong nước (mg/l) Tỷ lệ còn lại trong dung dịch (%) 0 0,1104 100 10 0,0530 48,0 20 0,0002 0,18 30 KXĐ - TCVN 6773-2000 0,01 (Thí nghiệm trong chậu) Hàm lƣợng Cd trong nƣớc trƣớc thí nghiệm là 1,1104 mg/l. Ở ngày thứ 5 của thí nghiệm, hàm lƣợng Cd trong nƣớc là 0,053 mg/l, đạt tỷ lệ làm sạch là 52% và sau 10 ngày thí nghiệm thì hàm lƣợng Cd trong nƣớc giảm hẳn xuống dƣới ngƣỡng an toàn, đạt 0,0002 mg/l, tỷ lệ còn lại trong dung dịch là 0,18% so với trƣớc thí nghiệm. Khả năng hạn chế ô nhiễm As trong nước của bèo tây Thực hiện thí nghiệm tƣơng tự nhƣ với Pb và Cd, tiến hành trồng bèo tây trong dung dịch chứa 0,5mg As/l, và theo dõi hàm lƣợng As trong dung dịch dùng thả bèo qua 5, 10, 20, 30 ngày thí nghiệm, kết quả thể hiện ở bảng 3. Bảng 3. Hàm lƣợng As trong nƣớc theo thời gian khi xử lý bằng bèo tây Ngày thí nghiệm Hàm lượng As trong nước (ppm) Tỷ lệ còn lại trong dung dịch (%) 0 0,5326 100 5 0,4281 80,4 10 0,3340 62,7 20 0,1204 22,6 30 0,0928 17,4 TCVN 6773- 2000 0,1 (Thí nghiệm trong chậu) Hàm lƣợng As trong nƣớc lúc ban đầu khi chƣa thả bèo là 0,5326 mg/l, sau 5 ngày thí nghiệm hàm lƣợng As là 0,4281 mg/l (còn 80,4% so với ban đầu), đến ngày thứ 10 của thí nghiệm, hàm lƣợng As là 0,3340 mg/l (còn 62,7% so với ban đầu), đến ngày thứ 20 của thí nghiệm hàm lƣợng As trong nƣớc có xu hƣớng giảm mạnh hơn 0,1204 mg/l (còn 22% so với ban đầu) và phải đến ngày thứ 30 của thí nghiệm thì hàm lƣợng As trong nƣớc mới giảm hẳn xuống dƣới ngƣỡng an toàn, đạt 0,0928 mg/l. Kết quả của thí nghiệm cũng chỉ ra rằng, so với Pb và Cd, sự hấp thu As của bèo tây trong nƣớc chậm hơn. Với Pb, Cd chỉ sau 10 ngày thả bèo hàm lƣợng Pb, Cd trong nƣớc đã đạt ngƣỡng an toàn, trong khi đó với As, hàm lƣợng As đạt ngƣỡng an toàn Phan Thị Thu Hằng và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 86(10): 191 - 194 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 193 sau 20 ngày của thí nghiệm Một sự khác biệt nữa, trong khi bèo tây sinh trƣởng rất tốt trong dung dịch ô nhiễm Pb và Cd nhƣng lại có biểu hiện bị chết khi trồng trong dung dịch bị ô nhiễm As, kể cả trong dung dịch chứa As cùng với Pb, Cd. Hình 1. Sự biến thiên hàm lƣợng Pb, Cd, As trong nƣớc theo thời gian xử lý bằng bèo tây Hình 2. Thí nghiệm làm sạch nƣớc ô nhiễm Pb, Cd bằng bèo tây Hình 3. Thí nghiệm làm sạch nƣớc ô nhiễm As bằng bèo tây Qua theo dõi thí nghiệm cho thấy bắt đầu từ ngày thứ 8 khi trồng, bèo tây có biểu hiện rõ rệt hiện Phan Thị Thu Hằng và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 86(10): 191 - 194 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 194 tƣợng lá bị úa vàng và dần khô lại từ mép lá đến cuống và đến ngày thứ 25 của thí nghiệm tỷ lệ bị bệnh đến 70% (Hình 2, 3). Khả năng hạn chế ô nhiễm Pb, Cd, As trong nước của bèo tây Thí nghiệm trồng bèo tây trong dung dịch chứa 2,0ppm Pb + 0,1ppm Cd + 0,5ppm As cũng cho kết quả giống nhƣ các thí nghiệm trồng bèo trong dung dịch bị ô nhiễm riêng lẻ các nguyên tố (bảng 4) Bảng 4. Hàm lƣợng Pb, Cd, As trong nƣớc theo thời gian khi xử lý bằng bèo tây Ngày thí nghiệm Hàm lượng trong nước (ppm) Pb Cd As 0 2,005 0,105 0,529 5 1,347 0,0483 0,382 10 0,004 0,0082 0,206 20 0,004 0,004 0,182 30 - 0,003 0,136 TCVN 6773 - 2000 0,1 0,01 0,1 (Thí nghiệm trong chậu) Theo bảng 4.04: Sau 10 ngày thí nghiệm, hàm lƣợng Pb, Cd trong dung dịch trồng bèo tây đạt dƣới ngƣỡng an toàn (Pb = 0,004 mg/l; Cd = 0,0082 mg/l), còn sau 20 ngày thí nghiệm thì hàm lƣợng As trong nƣớc là 0,182 mg/l, đạt tiêu chuẩn cho phép. Và sau 30 ngày, tỷ lệ làm sạch của bèo tây với các kim loại nặng (Pb, Cd, As) hầu hết đều đạt 90 - 95%. KẾT LUẬN Nhƣ vậy, bèo tây là một loài thực vật có khả năng làm sạch nƣớc tƣới bị ô nhiễm kim loại nặng (Pb, Cd, As) rất tốt, chỉ sau 10 - 20 ngày sau khi xử lý hàm lƣợng Pb, Cd, As trong nƣớc đã đạt TCVN 6773 - 2000. Biện pháp xử lý ô nhiễm bằng bèo tây có ý nghĩa rất lớn về mặt môi trƣờng, đây là một giải pháp hữu hiệu góp phần xử lý ô nhiễm kim loại nặng với chi phí thấp và có thể áp dụng rất dễ dàng trong điều kiện sản xuất của nông hộ. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Nguyễn Quốc Thông, Đặng Đình Kim, Trần Văn Tựa, Lê Lan Anh (1999), Khả năng tích tụ kim loại nặng Cr, Ni và Zn của bèo tây trong xử lý nước thải công nghiệp, Báo cáo khoa học Hội nghị công nghệ sinh học toàn quốc, Hà Nội 9,10/12/1999, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật , page 983- 988 . [2]. Kathryn Vander Weele Snyder (2006), Removal of Arsenic from Drinking Water by Water Hyacinths (Eichhornia crassipes), Water Environment Federation. [3]. Misbahuddin, M.; Fariduddin, A. (2002) Water Hyacinth Removes Arsenic from Arsenic- Contaminated Drinking Water [electronic version]. Arch. Envi ron. Health, 57 (6), 516– 519. Phan Thị Thu Hằng và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 86(10): 191 - 194 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 195 SUMMARY USING WATER HYACINTH SPECIES (Echihornia crassipes) FOR CLEANING POLLUTED WATER WITH Pb, Cd, As IN THAINGUYEN Phan Thi Thu Hang  , Nguyen Thi Minh Hue Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry Use of water hyacinth in reducing heavy metal pollution (Pb, Cd, As) in water, when adding heavy metals in water levels: 2.0 ppm Pb, 0.1 and 0.5 ppm Cd ppm As in pot experiments. Check the heavy metal content in water after 5 - 10 - 20 - 30 days in water hyacinth experiments, the results showed that water hyacinth has the ability to accumulate heavy metals very well. And after 20 to 30 days, the rate of cleaning of water hyacinth with heavy metals (Pb, Cd, As) almost reached from 90 to 95%. The ability to purify water contaminated by Pb and Cd in water hyacinth pollution faster than As. Research results also showed that, while water hyacinth grow very well in water contaminated with Pb and Cd in contaminated water that is 0.5 ppm As, water hyacinth signs of death starting 8 days after planting and by day 25 the rate of water hyacinth diseased about 70%, indicating that water hyacinth can be used as an indicator to detect pollution with As in water. Key words: water hyacinth, heavy metals, accumulation, polluted water, solution.  Tel: 0912 430378