Tiểu luận Ứng dụng cỏ Vetiver xử lý đồng

được coi trọng đã gián tiếp gây ô nhiễm môi trường. Chính vì vậy mà việc tìm ra các biện pháp đề phòng và khắc phục ô nhiễm KLN là vấn đề rất cần thiết. Hà Nội là đô thị lớn của cả nước, sự tập trung dân số và các hoạt động công nghiệp đã khiến cho thủ đô là nơi có nguy cơ ô nhiễm lớn nhất. Theo số liệu điều tra năm 2001 của Trung tâm Kỹ thuật Môi trường đô thị và khu công nghiệp Hà Nội, lượng rác thải nguy hại nguồn gốc công nghiệp của Hà Nội dao động từ 13.000 tấn/năm đến 20.000 tấn/năm. Trong đó khối lượng chất thải có thành phần chất dễ ăn mòn là 2.272,95 tấn (chiếm 18.80%), chất có độc tín cao là 2.562,98 tấn (chiếm 20,91%). Theo Công ty Môi trường Đô thị Hà Nội (URENCO) tính trung bình nội thành Hà Nội thải ra khoảng 1.455 tấn rác thải/ngày, không kể rác xây dựng. Thực tế Công ty mới chỉ thu gom và vận chuyển được 1.200 tấn rác/ngày (bằng 82,5% tổng lượng rác thải). Lượng rác còn lại không được thu gom, tồn đọng ở các ao hồ, ngõ xóm, kênh mương, theo dòng nước mưa chảy tràn gây ô nhiễm đất. Tại thành phố Hồ Chí Minh có hơn 28.500 cơ sở sản xuất công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp, phần lớn chưa có hệ thống xử lý nước thải. Nước thải từ các cơ sở sản xuất chưa qua xử lý xả trực tiếp qua các kênh rạch, vào các vùng sản xuất nông nghiệp, gây ô nhiễm môi trường đất và nguồn nước tưới nông nghiệp. Kết quả phân tích hiện trạng ô nhiễm KLN khu vực phía Nam thành phố Hồ Chí Minh cho thấy: hàm lượng Cu, Zn, Pb, Hg và Cr trong đất trồng lúa chịu ảnh hưởng trực tiếp của nước thải từ cụm công nghiệp phía Nam thành phố đều tương đương hoặc cao hơn ngưỡng cho phép (TCVN 7209:2002) đối với đất sử dụng cho mục đích nông nghiệp. Trong đó hàm lượng Cd dao động từ 2,1 – 23,5 ppm (vượt quá TCCP); hàm lượng Cu từ 9,2 – 55,4 ppm (tương đương và có dấu hiệu vượt ngưỡng cho phép); hàm lượng Zn từ 70 – 353 ppm, giá trị cao nhất tại điểm Bình Mỹ là 353 ppm vượt quá TCCP 1,76 lần; hàm lượng Pb từ 14 – 85 ppm (vượt quá TCCP 1,2 lần tại điểm Long Thời). Các số liệu này chứng tỏ đất ở đây đã bị ô nhiễm Cd (ảnh hưởng rõ đến hàm lượng protein, amylaza, trọng lượng hạt lúa) và có dấu hiệu của ô nhiễm Pb, Zn, Cr. b. Ô nhiễm KLN do hoạt động nông nghiệp. Trong quá trình sản xuất nông nghiệp, con người đã làm tăng đáng kể các nguyên tố KLN trong đất. Các loại thuốc bảo vệ thực vật thường có chứa các KLN như: As, Pb, Hg. Các loại phân bón hóa học đặc biệt là do các chủngThiobacillus sp. đảm nhận. Thiobacillus ferrooxidans là loài duy nhất có khả năng tăng trưởng tự dưỡng trong quá trình loại bỏ sắt sulfua. Torma và Sakaguchi (1978) thấy rằng tốc độ oxy hóa các sulfua kim loại có tăng theo tính tan của chúng, thứ tự như sau: NiS > CoS > ZnS > CdS > CuS > Cu2S. Söû duïng thöïc vaät để xử lý dất ô nhiễm: ñaây laø bieän phaùp xöû lyù in situ Thöïc vaät soáng treân buøn laéng vaø haáp thu kim loaïi vì nhu caàu dinh döôõng. Trong soá ñoù coù nhöõng loaøi ñaëc bieät khi haáp thu hay toàn taïi ñöôïc ôû nhöõng vuøng oâ nhieãm kim loaïi vôùi noàng ñoä raát cao. Döïa vaøo ñaëc tính ñoù, ngöôøi ta ñaõ phaùt trieån moätphöông phaùp môùi ñeå giaûi oâ nhieãm ñaát, goïi laø “phytoremediation”, töùc laø duøng thöïc vaät ñeå giaûi nhieãm, ñaây laø moät phöông phaùp môùi ñaày trieån voïng. Vieäc söû duïng caùc bieän phaùp khoâi phuïc caûi taïo nhôø thöïc vaät, bao goàm caû vieäc söû duïng caùc chaát phuï trôï coù khaû naêng coá ñònh kim loaïi, ñöôïc xem nhö laø phöông phaùp khoâi phuïc “meàm” hay “eâm dòu” cho ñaát vaø cho thaáy nhieàu tieàm naêng. Coù hai phöông phaùp ñaày höùa heïn ñoái vôùi ñaát bò nhieãm kim loaïi, caû hai ñeàu ñöôïc thieát keá nhaèm laøm giaûm söï hoaït ñoäng cuûa kim loaïi trong ñaát: (1) Söï coá ñònh kim loaïi nhôø thöïc vaät (phytostabilization) hay söï coá ñònh kim loaïi taïi choã baèng caùch taùi taïo thaûm thöïc vaät, coù hay khoâng coù boå sung caùc kim loaïi khoâng ñoäc vaø caùc chaát phuï trôï laøm gia taêng ñoä maøu môõ cuûa ñaát. (2) Söï chieát taùch nhôø thöïc vaät (phytoextraction) ( söï chieát taùch sinh hoïc caùc kim loaïi nhôø caùc thöïc vaät sieâu tích luyõ). Ngoaøi ñoàng ruoäng, kim loaïi coá ñònh (hay kim loaïi baát hoaït) coù taùc duïng toát ñoái vôùi ñaát bò oâ nhieãm nheï nhaèm laøm giaûm söï haáp thu kim loaïi cuûa thöïc vaät, giaûm söï chuyeån kim loaïi leân nhöõng möùc dinh döôõng cao hôn. Ñoái vôùi nhöõng vuøng ñaát troïc bò oâ nhieãm naëng, vieäc aùp duïng caùc taùc nhaân coá ñònh maïnh vaø söï taùi taïo thaûm thöïc vaät ngay sau ñoù coù theå laø moät phöông phaùp höõu hieäu vaø hôïp lyù veà maët giaù caû, ñaëc bieät ñoái vôùi ñaát noâng nghieäp, vöøơn rau, nhöõng khu coâng nghieäp lôùn xöa kia vaø nhöõng khu ñaát chöùa raùc . Söï coá ñònh laâu daøi vaø hieäu quaû caùc kim loaïi seõ goùp phaàn laøm giaûm hoaït tính sinh hoïc cuûa caùc kim loaïi. Tieáp theo, thaûm thöïc vaät seõ ñöôïc phuïc hoài ñeå oån ñònh ñaát. Beân caïnh nhöõng lôïi ích veà maët thaåm myõ , lôùp phuû thöïc vaät coøn cung caáp khaû naêng kieåm soaùt oâ nhieãm vaø taïo söï caân baèng cho ñaát. Söï xoùi moøn do gioù coù theå ñuôïc ngaên ngöøa vaø moät khaû naêng coá ñònh kim loaïi coù hieäu quaû ñaõ ñöôïc chöùng minh. So saùnh lôïi ích vaø chi phí giaûi oâ nhieãm buøn laéng cuûa caùc phöông phaùp : Baûng 1: Chi phí thöïc hieän caùc bieän phaùp xöû lyù oâ nhieãm ñaát Nhö vaäy, ñeå giaûi oâ nhieãm cho moät taán buøn laéng, phöông phaùp electrokinetic cần chi phí gaáp 5 laàn vaø phöông phaùp hoaù hoïc caàn hôn 10 laàn so vôùi bieän phaùp söû duïng thöïc vaät. Ngoaøi öu theá veà chi phí, giaûi oâ nheãm veà thöïc vaät (phytoremediation) coøn coù nhöõng öu ñieåm: - Khoâng taïo ra nhöõng saûn phaåm phuï, nhöõng chaát phuï gaây ñoäc haïi. - Caûi taïo vuøng ñaát tröôùc ñaây khoâng coù thöïc vaät naøo toàn taïi ñöôïc, taïo caûnh quan sinh thaùi vaø quan troïng laø ngaên chaën ñöôïc söï xoùi moøn vaø phaùt taùn oâ nhieãm do gioù vaø nöôùc. Do ñoù, hieän nay phytoremediation ñang ñöôïc ñaàu tö nghieân cöùu raát maïnh treân theá giôùi nhö laø moät bieän phaùp an toaøn, beàn vöõng vaø ñaày trieån voïng. Phytoremediation: laø moät kyõ thuaät söû dung caùc loaïi thöïc vaät coù khaû naêng haáp thu chaát oâ nhieãm trong moâi tröôøng ñaát hay nöôùc , nhaèm caûi tao moâi tröôøng bò oâ nhieãm. Trong phytoremediation coù ba cô cheá giaûi oâ nhieãm laø: phytovolabilization, phytostabilization vaø phytoextraction. Cô cheá giaûi oâ nhieãm cuûa thöïc vaät: Thöïc vaät töông taùc vôùi nhöõng khoaùng chaát trong ñaát, mang chuùng ñeán reã một caùch tích cöïc hay thuï ñoäng baèng nhöõng doøng thoaùt nöôùc cuûa caây. Moät vaøi kim loaïi ñoäc naøy seõ di chuyeån töø reã vaø ñöôïc tích luyõ trong choài. Vieäc tích tröõ nhöõng chaát ñoäc ôû phaàn treân khoâng cuûa caây chöùng toû raèng coù söï di chuyeån theo maïng löôùi cuûa kim loaïi vaø coù leõ coù söï thay ñoåi traïng thaùi hoaù hoïc cuûa noù. Caây coù theå ñöôïc söû duïng trong moät soá caùch khaùc nhau cô baûn ñeå goùp phaàn giuùp ñôõ cho vieäc ñieàu chænh sinh hoïc ñaát hay nöôùc bò nhieãm kim loaïi. Thöïc vaät haáp thu kim loaïi naëng do boä reã huùt hoaëc qua laù nhöng reã laø phoå bieán hôn caû. Kim loaïi naëng ñöôïc huùt vaøo reã theo khuynh ñoä noàng ñoä xuyeân qua maøng teá baøo. Coù raát nhieàu heä thoáng phaân loaïi cô cheá cuûa phytoremediation, chuû yeáu phaân loaïi theo cô cheá haáp thu, döïa treân nguyeân taéc cô baûn : thöïc vaät laáy chaát oâ nhieãm thoâng qua heä reã. Do quy taéc sinh toàn, moät soá loaøi thöïc vaät coù khaû naêng bieán ñoåi di truyeàn ñeå chòu ñöïng daàn vôùi noàng ñoä kim loaïi cao trong ñaát. Chaát oâ nhieãm coù theå ñöôïc döï tröõ trong caùc boä phaän cuûa caây (phytoextraction); ñöôïc thöïc vaät laøm bay hôi (phytovolatilization) hay ñöôïc thöïc vaät taäp trung, coá ñònh xung quanh vuøng reã (phytostabilization); hoaëc ñöôïc thöïc vaät phaân giaûi (phytodegradation), .… Baûng 2: Phaân loaïi caùc cô cheá, ñoái töôïng thöïc hieän vaø caùc loaøi thöïc vaät töông öùng. Ñoái vôùi oâ nhieãm kim loaïi, caùc nghieân cöùu taäp trung vaøo caùc cô cheá: phytoextraction, phytostabilization, phytovolatilization, vaø ñaëc bieät laø phytoextraction. Hình 1. Caùc cô cheá cuûa phytoremediation Phytovolatilization: laø cô cheá haáp thu chuyeån caùc chaát oâ nhieãm ôû daïng raén hay loûng thaønh chaát bay hôi( coù theå laø chaát oâ nhieãm ban ñaàu hay chaát ñaõ ñöôïc chuyeån hoaù). Phöông phaùp naøy thích hôïp cho vieäc xöû lyù ñaát giaøu thuyû ngaân, Se vaø coù theå laø As. Öu ñieåm cuûa phöông phaùp naøy laø boû qua ñöôïc giai ñoaïn thu hoaïch. Tuy nhieân, nhöõng taùc ñoäng moâi tröôøng cuûa vieäc laøm bay hôi kim loaïi caàn ñöôïc ñaùnh giaù tröùơc khi öùng duïng kyõ thuaät naøy ra thöïc teá. Hình 2. Cô cheá phytovolatilization Phytostabilization: laø cô cheá haáp thu caùc chaát oâ nhieãm trong moâi tröôøng ñaát hoaëc nöôùc tích luyõ laïi trong reã döïa vaøo khaû naêng haáp phuï hay keát tuûa chaát oâ nhieãm trong vuøng reã cuûa thöïc vaät, ngaên caûn khoâng cho chaát oâ nhieãm phaùt taùn, roø ræ caùc chaát oâ nhieãm ñoù theo gió hay xoùi moøn theo nöôùc. Caùc hieän töôïng xaûy ra ôû heä thoáng reã: - Phytostabilization ôû vuøng reã: thöïc vaät tieát ra caùc enzyme vaø protein ôû vuøng reã, caùc chaát naøy seõ keát hôïp vôùi caùc chaát oâ nhieãm, coá ñònh caùc chaát oâ nhieãm treân beà maët ngoaøi cuûa reã. Ñieàu naøy ngaên caùc kim loaïi khoâng ñi ñöôïc vaøo teá baøo reã. - Phytostabilization trong teá baøo reã: caùc protein vaø enzym tieát ra cho pheùp caùc kim loaïi di chuyeån vaøo trong reã nhöng laäp töùc bò coâ laäp trong reã ñeå ngaên khoâng cho vaän chuyeån leân caùc boä phaän khaùc cuûa caây. Hình 3. Cô cheá phytostabilization Phytoextraction: söû duïng nhöõng caây coù theå chòu ñöïng ñöôïc moâi tröôøng oâ nhieãm vaø coù khaû naêng tích tröõ caùc chaát oâ nhieãm ôû caùc boä phaän (reã, thaân, laù) treân caây ñeå laøm saïch vuøng oâ nhieãm. Sau ñoù, thöïc vaät ñöôïc thu hoaïch vaø xöû lyù. Neáu chaát oâ nhieãm laø kim loaïi naëng thì coù theå thu hoài laïi kim loaïi töø thöïc vaät hoaëc tieâu huyû thöïc vaät. Thöïc vaät giaûi oâ nhieãm hieän ñang ñöôïc söû duïng roäng raõi treân theá giôùi, phöông phaùp naøy coù theå loaïi boû nhieàu loaïi chaát thaûi höõu cô vaø voâ cô, thaân thieän vôùi moâi tröôøng, coù veû ñeïp caûnh quan vaø ít toán keùm. Tuy nhieân, phöông phaùp naøy chæ duøng trong moät soá ñieàu kieän haïn cheá vaø thôøi gian xöû lyù khaù daøi. Cơ chế loại bỏ KLN trong môi trường bằng thực vật Xử lý KLN trong đất bằng thực vật có thể thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau phụ thuộc vào từng cơ chế loại bỏ các KLN như: Phương pháp làm giảm nồng độ kim loại trong đất bằng cách trồng các loài thực vật có khả năng tích luỹ kim loại cao trong thân. Các loài thực vật này phải kết hợp được 2 yếu tố là có thể tích luỹ kim loại trong thân và cho sinh khối cao. Có rất nhiều loài đáp ứng được điều kiện thứ nhất, nhưng không đáp ứng được điều kiện thứ hai. Vì vậy, các loài có khả năng tích luỹ thấp nhưng cho sinh khối cao cũng rất cần thiết. Khi thu hoạch các loài thực vật này thì các chất ô nhiễm cũng được loại bỏ ra khỏi đất và các kim loại quý hiếm như Ni, Ti, Au,... có thể được chiết tách ra khỏi cây. Phương pháp sử dụng thực vật để cố định kim loại trong đất hoặc bùn bởi sự hấp thụ của rễ hoặc kết tủa trong vùng rễ. Quá trình này làm giảm khả năng linh động của kim loại, ngăn chặn ô nhiễm nước ngầm và làm giảm hàm lượng kim loại khuếch tán vào trong các chuỗi thức ăn. Cỏ vetiver và một số đặt tính sinh lý 1.4.1. Nguồn gốc Có hai loài cỏ Vetiver phổ biến đã được trồng để bảo vệ đất là V. zizanioides và Vetiveria nigritana. Tuy nhiên, loài V. zizanioides phân bố trong vùng ẩm, trong khi loài V. nigritana hiện diện ở những vùng khô hơn. Có hai kiểu gen của loài Vetiveria zizanioides đã và đang được sử dụng: - Kiểu gen Bắc Ấn Độ: Là loại cỏ hoang dại và được gieo trồng bằng hạt. - Kiểu gen Nam Ấn Độ: Là loại cỏ có khả năng tạo màu cho đất thấp và là loài bất thụ. Số nhiễm sắc thể gốc ở các giống cỏ Vetiver là x = 10 và 2n = 20 (2x) Ở Việt Nam, trong quyển “Tên cây rừng Việt Nam” của Nhà xuất bản Nông nghiệp, 1992 ghi nhận cỏ Vetiver được gọi là cỏ Hương bài hoặc cỏ Hương lau, có tên khoa học là Vetiveria zizanioides L. Giống cỏ này đã được trồng ở Thái Bình để sản xuất dầu thơm. Ngoài ra, dựa vào hình dạng cây, hoa và đặc biệt là mùi thơm đặc trưng của bộ rễ, một số nhà khoa học đã đặt tên theo địa phương gồm ba giống như sau: Giống Đồng Nai có hoa tím, hạt lép không nảy mầm, rễ có mùi thơm đặc trưng của cỏ Vetiver. Giống Bình Phước có hoa tím, hạt lép không nảy mầm, hình dạng giống như giống Đồng Nai nhưng rễ không có mùi thơm. Giống Daklak có hoa tím, hạt lép không nảy mầm và rễ có mùi thơm đặc trưng như giống Đồng Nai 1.4.2. Một số đặc tính nông học của cỏ Vetiver (V. zizanioides L.) a. Thân Dạng thân cọng, chắc, đặc, cứng và hoá gỗ. Cỏ Vetiver mọc thành bụi dày đặc. Thân cỏ mọc thẳng đứng, cao trung bình 1,5-2m. Phần thân trên không phân nhánh, phần dưới đẻ nhánh rất mạnh. b. Mắt Nhẵn nhụi không lông nằm tiếp giáp giữa các thân cọng cỏ, lồi ra; từ đó tạo ra rễ khi cỏ Vetiver được chôn vùi vào đất. c. Lá Phiến lá hẹp, dài khoảng 45-100cm, rộng khoảng 6-12mm, dọc theo rìa lá có răng cưa bén. d. Rễ Rễ là phần hữu dụng và quan trọng nhất. Đa số cỏ dại có rễ dạng sợi, trãi dài ra từ phần thân cỏ trên mặt đất và cặm vào đất theo hướng ngang, cỏ Vetiver không có căn hành, không bò lan, thân rễ đan xen nhau và có thể phát triển rất nhanh. Do đó, hệ thống rễ cỏ vetiver không mọc trãi rộng mà lại cắm thẳng đứng sâu vào trong đất, kể cả rễ chính, rễ thứ cấp hoặc rễ dạng sợi. Rễ có dạng chùm không mọc trải rộng mà lại cắm thẳng đứng sâu 3-4m, rộng đến 2,5m sau hai năm trồng. Rễ của loài Vetiveria zizanioides có chứa tinh dầu, chất lượng tốt nhất 18 tháng sau khi trồng với lượng tinh dầu 2-2,5% trọng lượng khô. e. Cơ quan sinh sản Loài Vetiveria zizanioides được dùng phổ biến vì có đặc điểm không tạo hạt, nhân giống chủ yếu bằng phương pháp vô tính nên không thể mọc tràn lan như một loại cỏ dại khác. Cỏ Vetiver là cây lưỡng tính, có gié hoa lưỡng tính. Các gié hoa có phân hoá giới tính như lưỡng tính, đực hoặc bất thụ có ở cùng trên một cây. 1.4.3. Đặc tính sinh thái a. Phân bố địa lý và sinh thái Từ giữa thập niên 80, công nghệ cỏ Vetiver đã được giới thiệu đến hơn 100 nước và hiện nay có hàng trăm hecta đất được áp dụng công nghệ băng cỏ Vetiver ở 147 nước, trong đó có 106 nước sử dụng với mục đích bảo vệ đất và nước. Cỏ Vetiver hiện được trồng nhiều ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, như Châu Phi nhiệt đới (Ethiopia, Nigeria...), Châu Á (Trung Quốc, Ấn Độ, Malaysia, Indonesia, Philippines, Thái Lan...), Châu Úc, Trung và Nam Mỹ(Colombia...). Trong tự nhiên, cỏ Vetiver có ở vùng đồng trũng và dọc bờ suối; còn hiện nay, cỏ Vetiver được trồng rộng rãi làm băng cây xanh để bảo vệ đất và nước ở các vị trí như: bờ sông, bờ đê, bờ ao và hồ chứa nước, dọc theo các kinh tưới hoặc tiêu nước, đập nước, các vịnh nước, các đường nước và mương cắt nước; khu vực chu vi của một công trình, các sườn đất dốc, dọc các xa lộ, cũng như ở các vùng mỏ... b. Khí hậu Cỏ Vetiver phát triển được ở mức nhiệt độ trung bình là 18-250C, nhiệt độ tối thiểu tuyệt đối là -150C. Khi mặt đất đóng băng, cỏ sẽ chết. Nhiệt độ mùa hè nóng 250C sẽ kích thích cỏ phát triển nhanh, sự sinh trưởng thông thường bắt đầu ở nhiệt độ hơn 120C. Cỏ Vetiver có sức chịu đựng đối với sự biến động khí hậu cực kỳ lớn như hạn hán kéo dài, lũ lụt, ngập úng. Khả năng chịu ngập úng kéo dài đến 45 ngày ở luồng nước sâu 0,6-0,8m và chịu được biên độ nhiệt từ -100C đến 480C. c. Lượng mưa Cỏ Vetiver cần lượng mưa khoảng 300mm, nhưng trên 700mm, có lẽ thích hợp hơn để cỏ tồn tại suốt thời gian khô hạn, thông thường cỏ Vetiver cần một mùa ẩm ướt ít nhất 3 tháng, lý tưởng nhất là có mưa hàng tháng. d. Ẩm độ Cỏ Vetiver phát triển tốt ở điều kiện ẩm hoặc ngập nước hoàn toàn trên 3 tháng. Tuy nhiên, chúng cũng sinh trưởng tốt ở điều kiện khô hạn nhờ hệ thống rễ đâm ăn sâu vào đất nên cỏ Vetiver có thể chịu đựng được khô hạn và trên các triền dốc. e. Ánh sáng Cỏ Vetiver là loại cây C4 nên chúng thích hợp trong vùng có lượng ánh sáng cao. Loài này phát triển yếu dưới bóng râm, khi bóng râm được bỏ đi thì cỏ sẽ phục hồi sinh trưởng rất nhanh. f. Đất Cỏ Vetiver mọc tốt nhất ở đất cát sâu, ở chỗ đất trống và thoát nước tốt, nhất là ở đất non trẻ tạo từ tro núi lửa.Tuy nhiên nó cũng phát triển được ở phần lớn các loại đất, từ đất vertisol nứt - đen đến đất alfisol đỏ, đá vụn, đất cạn và cả đất trũng ngập nước. Hàm lượng tinh dầu trong rễ cỏ Vetiver sẽ tăng lên nếu cỏ được trồng ở đất sét. Từ những đặc điểm thực vật và sinh thái của cỏ Vetiver (V. zizanioides L.) cho thấy chúng là loài có khả năng thích nghi rộng ở nhiều vùng sinh thái khác nhau, phát triển được ở những vùng đất tương đối khắc nghiệt và có thể dùng được trồng với mục đích chống xói mòn và sạt lở đất để bảo vệ đất đai. 1.5. Phân bố kim loại nặng trong cỏ Vetiver Sự phân bố kim loại nặng trong cỏ Vetiver có thể chia làm 3 nhóm: Rất ít As, Cd, Cr và Hg do rễ hấp thụ được chuyển lên thân lá (1-5%) Một lượng vừa phải Cu, Pb, Ni và Se do rễ hấp thụ được chuyển lên thân lá (16-33%) và Zn được phân bố đồng đều ở thân lá và rễ (40%). 1.6. Khả năng thích nghi với kim loại nặng Bảng 2 dưới đây cho thấy cỏ Vetiver có khả năng thích nghi rất cao đối với As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Se và Zn. Bảng 3: So sánh ngưỡng chịu kim loại nặng ở cỏ Vetiver và các cây cỏ khác CHƯƠNG II : KHẢ NĂNG XỬ LÝ ĐỒNG CỦA CỎ VETIVER 2.1. Nhân giống Có 4 phương pháp thường được dùng để nhân giống cỏ Vetiver: • Tách khóm đã trưởng thành thành nhiều cây để trồng rễ trần. • Nhân giống từ các bộ phận của cây mẹ. • Trồng bằng chồi hoặc nuôi cấy chồi trong ống nghiệm để có số lượng lớn cây giống. • Nuôi cấy mô từ một phần của cây mẹ để nhân được nhiều cây giống. 2.1.1. Tách khóm trồng rễ trần Tách khóm cỏ mẹ một cách cẩn thận, nhẹ nhàng thành từng dảnh nhỏ, mỗi dảnh có 2-3 cây cỏ. Cắt bỏ phần thân lá bên trên, chỉ để lại một đoạn khoảng 15cm, cắt bớt các đoạn rễ thừa, tránh làm tổn thương phần cổ rễ (Hình 4). Trước khi trồng, nếu có thể nên nhúng các dảnh cỏ trên vào hoócmôn, vào phân chuồng hoai hoặc đất bùn pha sền sệt để giữ ẩm và kích thích ra rễ. Cỏ giống chưa trồng ngay có thể đặt ở vũng nước nông dưới ánh nắng mặt trời để đảm bảo tỷ lệ sống cao trước khi trồng ra diện rộng (Hình 5). Hình 4: Tách khóm cỏ Vetiver Hình 5: Tách khóm (trái), nhúng bùn hoặc phân chuồng chuẩn bị trồng (phải) 2.1.2. Nhân giống từ các bộ phận của cây mẹ Có 3 bộ phận của cây cỏ Vetiver trưởng thành có thể dùng để nhân giống là (Hình 6-7): Dảnh cỏ Cổ rễ hoặc gốc cây Hom. Hom có thể lấy từ thân hoặc gốc cây. Chọn hom từ những thân đặc, chắc, khỏe, có đốt để từ đó rễ và chồi non có thể mọc khi có đủ độ ẩm. Hom có thể đặt nằm hoặc cắm thẳng đứng vào cát ẩm hoặc ở môi trường có phun sương để thúc cho rễ và chồi non sớm xuất hiện ở mỗi đốt. TS. Lê Văn Dũ ở Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh đã nhân giống cỏ Vetiver theo 4 bước sau: Chuẩn bị hom giống Phun dung dịch bèo tây 10% Phủ kín hom giống bằng túi chất dẻo, sau 24 giờ thì bỏ túi chất dẻo ra Đem hom trồng trên luống đã bón phân chuồng. 2.1.2.1. Chuẩn bị giống Hình 6: Dảnh cỏ Vetiver non (trái) và già (phải) sẵn sàng mang trồng Hình 7: Cổ rễ hoặc gốc (trái) và hom cỏ Vetiver (phải) sẵn sàng mang trồng Hom: Chọn những thân cỏ Vetiver trưởng thành vì có nhiều đốt và chồi hơn so với các thân non. Cắt lấy từng hom dài 30-50mm, vết cắt ở dưới đốt 10-20mm, bóc hết lá già bao quanh bên ngoài. Thông thường, sau một tuần chồi sẽ mọc ra. Cây: Chọn những cây cỏ Vetiver trưởng thành, có ít nhất 3-4 lá đã phát triển đầy đủ. Cẩn thận tách từng nhánh để rễ và cổ rễ đỡ bị tổn thương. Cổ rễ: Từ bộ phận này của cây cỏ Vetiver trưởng thành sẽ mọc ra các mầm. Tốt nhất là sử dụng phần trên của cổ rễ một cây cỏ Vetiver đã trưởng thành. 2.1.2.2. Phun dung dịch bèo tây 10% Dung dịch bèo tây có chứa rất nhiều hoócmôn và các chất kích thích sinh trưởng khác như axit gibberellic, các hợp chất Indol-Axetic (IAA): Bèo tây lấy từ ao, hồ, sông, ngòi về; Cho vào những túi nilon kín có dung tích 20lít; Khoảng 1 tháng thì bèo tây hoàn toàn hoai mục; Gạn bỏ phần chất rắn, chỉ giữ lại phần nước; Cất giữ để dùng dần. Hình 8: Phun dung dịch bèo tây (10%) cho cỏ Vetiver giống 2.1.2.3. Xử lý và trồng Hình 9: Phủ kín hom giống bằng túi nilon trong 24 giờ Hình 10: Trồng trên luống có bón phân chuồng 2.1.2.4. Ưu nhược điểm của cây rễ trần và hom Ưu điểm: Rất hiệu quả, ít tốn kém và sớm có cây giống để trồng; Khối lượng cây giống gọn nhẹ, ít tốn công vận chuyển; Rất dễ trồng bằng phương pháp thủ công; Có thể trồng bằng máy trên diện tích lớn. Nhược điểm: Dễ bị tổn thương do bị khô, nhất là trong điều kiện thời tiết bất thuận; Không để được ở hiện trường lâu trước khi trồng; Phải trồng trên đất đủ độ ẩm; Trong những tuần đầu tiên cần thường xuyên tưới nước; Nên trồng trên đất đã đánh luống, nơi tiện nước để tưới.. 2.1.3. Trồng bằng chồi hoặc nuôi cấy chồi trong ống nghiệm TS. Lê Văn Bé ở Đại học Tổng hợp Cần Thơ đã áp dụng một phương pháp nhân giống rất đơn giản và hiệu quả (chi tiết xin xem trong Lê Văn Bé et al, 2006). Cả 4 giai đoạn của phương pháp này đều được tiến hành trong môi trường lỏng: Kích thích đâm chồi ngang; Nhân thành nhiều cây con; Thúc cho cây con ra rễ; Thúc cho cây phát triển nhanh dưới mái che hoặc trong nhà kính. 2.1.4. Nuôi cấy mô từ một phần của cây mẹ Nuôi cấy mô là phương pháp nhân giống trên quy mô lớn để có nhiều cây cỏ giống Vetiver. Phương pháp này không cần đến một số lượng lớn cây mẹ, dảnh hoặc hom và đã rất quen thuộc đối với các nhà sản xuất rau, hoa, quả trên thế giới. Cách làm có thể khác nhau tùy theo từng nơi, nhưng đều chỉ sử dụng một số rất ít mô của cây cỏ Vetiver, nuôi cấy chúng trong môi trường đặc biệt, đảm bảo vô trùng. Những cây nhỏ sinh ra được ươm trong môi trường thích hợp cho đến khi phát triển đầy đủ thành cây giống thì đem trồng trên diện rộng (chi tiết xin xem trong Truong, 2006). 2.2. Mô hình trồng cỏ vetiver Các phương pháp trồng cỏ Vetiver - Trồng theo luống Ở Việt Nam, bước đầu đã có một số thử nghiệm tại các khu vực ô nhiễm đồng, cỏ Vetiver được trồng nhằm tiêu đồng xuống tới nồng độ dưới tiêu chuẩn cho phép. Kết quả phân tích cho thấy, hàm lượng đồng tổng trong đất giảm 88% sau 48 giờ và giảm 91% sau 72 giờ. Tiếp theo thử nghiệm này một số đầm hồ nuôi cá ở đồng bằng sông Cửu Long đã ứng dụng hệ thống cỏ Vetiver bảo vệ bờ đầm, bờ hồ, làm sạch nước trong đầm hồ và xử lý nước thải. Ở miền Bắc nước thải từ một xí nghiệp sản xuất giấy ở Bắc Ninh và từ nhà máy phân đạm Hà Bắc cũng đang được thử nghiệm xử lý bằng hệ thống cỏ Vetiver. Ở Bắc Ninh cỏ đã mọc tốt sau 2 tháng chỉ trừ một vài đoạn ngay sát nước thải, nơi hàm lượng các chất độc hại tỏ ra quá cao. Trong khi đó, ở nhà máy phân đạm Hà Bắc, cỏ mọc lên rất tốt mặc dù luôn ở trong tình trạng ngập nước thải, có thể giảm đáng kể hàm lượng các nguyên tố độc hại (Hình 11). Hình 11: Trồng cỏ xử lý đất & nước thải ở Bắc Ninh (trái) và Bắc Giang (phải) Ở Ôxtralia, 5 hàng cỏ Vetiver đã được tưới ngầm bằng nước thải lấy từ hố ga ở nhà vệ sinh ra. Khi cỏ Vetiver được 5 tháng tuổi, lượng Nitơ tổng trong nước thấm ngầm qua 2 hàng cỏ đã giảm 83%, và sau 5 hàng cỏ đã giảm tới 99%. Tương tự như vậy, hàm lượng Phốt pho tổng cũng giảm lần lượt 82% và 85%. (Hình 12). Hình 12: Hiệu quả của cỏ Vetiver tiêu giảm Nitơ trong nước thải sinh hoạt Ở Trung Quốc, chất dinh dưỡng và kim loại nặng thải ra từ các trại lợn là những chất chủ yếu nhất gây ô nhiễm đất & nguồn nước, với nồng độ N, P và cả Cu, Zn vốn rất cao trong thức ăn tăng trọng. Kết quả thử nghiệm cho thấy, cỏ Vetiver có khả năng làm sạch rất cao. Nó có thể hấp thụ và lọc Cu và Zn tới trên 90%; As và N tới trên 75%; Pb trong khoảng 30-71% và P trong khoảng 15-58%. Có thể sắp xếp thứ tự hiệu quả thanh lọc kim loại nặng và các chất N, P của cỏ Vetiver đối với nước thải từ trại lợn như sau: Zn>Cu>As>N>Pb>Hg>P. - Trồng theo cụm Trung Quốc là nước nuôi nhiều lợn nhất trên thế giới. Xử lý đất & nước thải ở các trại lợn là một trong những vấn đề bức xúc nhất ở những khu vực đông dân cư. Năm 1998, tỉnh Quảng Đông có tới 1.600 trại nuôi lợn, trong đó hơn 130 trại sản xuất hơn 10.000 con lợn thịt mỗi năm. Mỗi trại lợn này xả ra 100-150 tấn nước thải mỗi ngày, kể cả phân lợn tập trung từ các lò mổ, chứa rất nhiều dưỡng chất. Tạo ra các vùng đất ngập nước và ô nhiễm. Người ta đã tiến hành thử nghiệm cỏ Vetiver cùng với 11 giống cỏ khác để xem giống nào thích hợp nhất cho vùng ô nhiễm đó. Kết quả cho thấy, những giống cỏ có hiệu quả nhất là Vetiver, Cyperus alternifolius và Cyperus exaltatus. Tuy nhiên, tiếp tục thử nghiệm cho thấy giống Cyperus exaltatus tới mùa thu thì bị tàn lụi, chuyển sang trạng thái ngủ đông cho tới mùa xuân năm sau mới mọc lại, trong khi vấn đề xử lý ô nhiễm đòi hỏi phải thực hiện quanh năm. Do vậy, chỉ có cỏ Vetiver và Cyperus alternifolius là thích hợp trồng ở đất ngập nước để xử lý ô nhiễm từ cá