​2. Tổ chức chủ trì nhiệm vụ: Trường Đại học Đồng Nai

Địa chỉ: Số 4, Lê Quý Đôn, phường Tân Hiệp, Thành Phố Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai

Điện thoại: 02513.824.684                                Fax: 02513.824.662

Cơ quan chủ quản: Ủy ban Nhân dân tỉnh Đồng Nai

3. Họ và tên chủ nhiệm nhiệm vụ và người tham gia chính:

Chủ nhiệm nhiệm vụ: TS. Nguyễn Thành Hưng

Cá nhân tham gia:

4. Mục tiêu và nội dung chính của nhiệm vụ:

    + Mục tiêu của nhiệm vụ:

- Xác định nguyên nhân, nguồn gốc hàm lượng Cr cao trong đất tại thị xã Long Khánh tỉnh Đồng Nai (khu vực trồng cây chôm chôm HTXNN – DV - TM Bình Lộc; cây ổi THT ổi xã Bảo Quang; cây sầu riêng THT sầu riêng xã Xuân Tân).

- Đề xuất các giải pháp tổng hợp để ngăn ngừa, xử lý dư lượng Crom cao trong mẫu đất tại thị xã Long Khánh tỉnh Đồng Nai

   + Nội dung chính của nhiệm vụ:

- Nội dung 1: Điều tra, khảo sát, thu thập, tổng hợp, phân tích các thông tin, số liệu phục vụ cho việc tìm ra nguồn gốc dư lượng Cr cao trong đất tại thị xã Long Khánh, Đồng Nai

- Nội dung 2: Phân tích hàm lượng Cr còn tồn động ở sản phẩm sau thu hoạch. Các chỉ tiêu lý hóa của đất, nguồn nước tại 03 HTX nghiên cứu để tìm ra nguồn gốc dư lượng Cr cao trong đất

- Nội dung 3: Thu mẫu phân lập, tuyển chọn các chủng vi sinh vật bản địa có khả năng chống chịu, chuyển hóa KLN cao tại địa điểm nghiên cứu

- Nội dung 4: Đánh giá đặc tính sinh học của các chủng vi sinh vật mới được phân lập.

- Nội dung 5: Bố trí thí nghiệm

- Nội dung 6: Xây dựng mô hình thí điểm vùng đệm bằng cách trồng hoa Hướng dương để tạo cảnh quan cũng như giảm thiểu các nguồn ô nhiễm phân tán vào khu vực canh tác

- Nội dung 7: Xây dựng quy trình thực nghiệm xử lý đất ô nhiễm KLN Cr.

- Nội dung 8: Xây dựng kế hoạch bảo vệ, phục hồi môi trường đất và giảm thiểu dư lượng Cr

5. Lĩnh vực nghiên cứu: Lĩnh vực Khoa học Nông nghiệp

6. Phương pháp nghiên cứu:

Phương pháp nghiên cứu liên quan đến nội dung 1: Điều tra, khảo sát, thu thập, tổng hợp, phân tích các thông tin, số liệu phục vụ cho việc tìm ra nguồn gốc dư lượng Cr cao trong đất tại thị xã Long Khánh, Đồng Nai. Đối với tất cả các thông tin và số liệu cần thu thập cần đảm bảo các yêu cầu sau đây:

- Bao phủ toàn bộ diện tích tự nhiên của thị xã Long khánh;

- Quãng thời gian có số liệu phải đủ dài, ít nhất là 5 năm tính từ mốc hiện tại lùi về quá khứ. Riêng đối với các số liệu về khí tượng – thủy văn, môi trường nước cần thu thập chuỗi số liệu càng dài càng tốt;

- Mức độ chi tiết của các thông tin, số liệu (càng chi tiết càng tốt, ngoài các thông tin mang tính mô tả – thông tin thuộc tính, cần cố gắng thu thập các thông tin về không gian – tức các bản đồ).

Phương pháp nghiên cứu liên quan đến nội dung 2: Phân tích hàm lượng Cr còn tồn động ở, (1) sản phẩm, (2) các chỉ tiêu lý hóa của đất, (3) hàm lượng KLN Cr trong đất,  hàm lượng KLN Cr nguồn nước, (4) hàm lượng KLN Cr trong không khí trên địa bàn 3 phường Bình Lộc, Bảo Quang, Xuân Tân thuộc Thành phố Long Khánh tỉnh Đồng Nai, để phục vụ công việc tìm ra nguyên nhân, nguồn gốc dư lượng Cr cao trong đất.

Phương pháp nghiên cứu liên quan đến nội dung 3: Phân lập, tuyển chọn các chủng vi sinh vật có khả năng chống chịu, chuyển hóa KLN Cr cao tại địa điểm nghiên cứu. Các phương pháp thực hiện:

- Thu mẫu

- Phân lập tuyển chọn các chủng vi sinh vật

- Đánh giá khả năng chống chịu KLN của vi sinh vật

Phương pháp nghiên cứu liên quan đến nội dung 4: Đánh giá đặc tính sinh học của các chủng vi sinh vật. Các nội dung thực hiện

- Xác định khả năng thích ứng với môi trường pH khác nhau

- Xác định khả năng chống chịu kháng sinh

- Xác định khả năng thích ứng với nhiệt độ

- Đánh giá khả năng sinh Indol axetic axit (IAA) của một số chủng vi khuẩn xác định hoạt tính sinh IAA của các chủng vi sinh vật

Phương pháp nghiên cứu liên quan đến nội dung 5: Bố trí thí nghiệm.

Thí nghiệm 1: Kế thừa và sàng lọc chọn loài thực vật bản địa để thực hiện nghiên cứu

- Mục đích của thí nghiệm: (i) kế thừa các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước về các loài thực vật có khả năng hấp thụ KLN Cr để rút ngắn thời gian nghiên cứu, (ii) sàng lọc loài thực vật bản địa có khả năng hấp thụ KLN Cr để tận dụng được khả năng chông chịu, thích nghi với thổ nhưỡng địa phương cũng như khả năng cộng sinh của các chủng VSV có trong đất.

Thí nghiệm 2: Xác định ảnh hưởng của các chủng vi sinh vật đến sinh trưởng và khả năng tích luỹ KLN Cr của cây Cỏ Vetiver và cây bản địa A.

- Mục đích là sàng lọc, tuyển chọn tìm ra những tổ hợp chủng vi sinh vật (có thể là chủng Vi khuẩn, Nấm men, Nấm mốc, Nấm rễ) kết hợp Cỏ Vetiver và cây bản địa A để thúc đẩy   khả năng tích luỹ Cr vào trong cây cao nhất, giúp loại bỏ Cr nhanh chóng và triệt để ra khỏi đất ô nhiễm Cr.

- Thí nghiệm được bố trí trong chậu nhựa, mỗi chậu đựng 5kg đất khô, đất thí nghiệm được lấy tại địa điểm nghiên cứu ở tầng đất mặt 20cm, hàm lượng KLN Cr= 214 - 296mg/kg đất khô (mẫu đất được lấy tại HTXNN-DV-TM Bình Lộc, Thành phố Long Khánh, tỉnh Đồng Nai) và được hấp vô trùng theo phương pháp nhiệt ẩm của Duane C. Wolf và Horace D. Skipper (1994). Mỗi chậu trồng 3 cây, thí nghiệm lặp lại 4 lần. Lượng vi sinh vật sử dụng là 2ml dịch thể/chậu (108 CFU/ml). Riêng nấm rễ sử dụng 2g chất mang (cám gạo) mỗi chậu (mỗi gam chứa ≥3,0.104 bào tử)

Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của liều lượng chủng vi sinh vật đến việc hấp thụ Cr của Cỏ Vetiver và cây bản địa A.

- Thí nghiệm trong chậu nhằm xác định ảnh hưởng của liều lượng chủng vi sinh vật B đến khả năng hấp thu KLN Cr và khả năng sinh trưởng của Cỏ Vetiver và cây bản địa A.  

- Đất và chậu dùng trong thí nghiệm giống như thí nghiệm 2, thí nghiệm lặp lại 4 lần, thực vật sử dụng là Cỏ Vetiver và cây bản địa A (là cây có khả năng tích lũy KLN cao nhất được chọn ra từ thí nghiệm 01 và 02), mỗi chậu trồng 3 cây. Chế phẩm vi sinh vật B được hỗn hợp các sinh khối vi sinh vật theo tỷ lệ 1/10 với chất mang là than bùn, mật độ vi sinh vật trong sinh khối trước phối trộn đạt 109 CFU/ml, riêng nấm rễ là ≥3,0.104 bào tử/g chất mang.

Thí nghiệm 4: Đánh giá ảnh hưởng của liều lượng chủng vi sinh vật T(x) được lựa chọn với Cỏ Vetiver và cây bản địa A đến khả năng hấp thụ Cr trong điều kiện đồng ruộng thực địa quy mô nhỏ

- Sau khi lựa chọn được các chủng vi sinh vật có khả năng chuyển hóa KLN Cr cao trong phòng thí nghiệm và có những thí nghiệm đánh giá sự kết hợp của chúng với một số thực vật, thí nghiệm ngoài đồng ruộng được tiến hành với mục tiêu đánh giá sự kết hợp giữa vi sinh vật và thực vật trong điều kiện đồng ruộng ngoài thực tế tại địa điểm nghiên cứu.

- Thí nghiệm nhằm đánh giá ảnh hưởng của vi sinh vật đến khả năng tích luỹ Cr và sinh khối của thực vật trong điều kiện đồng ruộng tại vường cây chôm chôm (Bình Lộc), cây ổi (Bảo Quang), cây sầu riêng (Xuân Tân) thị xã Long Khánh tỉnh Đồng Nai. Sau khi phân tích tính chất vật lý và hóa học của đất trước thí nghiệm (pHKCl =....., OC% =......., N% =......, K2O = ...., P2O5= ........%, Cr mg/kg đất khô), thì tiến hành bố trí thí nghiệm theo kiểu khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh, với 3 lần lặp lại.

Phương pháp nghiên cứu liên quan đến nội dung 6: Xây dựng mô hình thí điểm vùng đệm bằng cách trồng hoa Hướng dương để tạo cảnh quan cũng như giảm thiểu các nguồn ô nhiễm phân tán vào khu vực canh tác.

+ Mục tiêu: Tạo canh quan và giảm thiểu nguồn ô nhiễm phân tán vào môi trường.

+ Kết quả và sản phẩm

- Bản đồ vị trí các khu vực phù hợp cần xây dựng vùng đệm.

- Bản thiết kế.

- Báo cáo đánh giá hiệu quả vai trò vùng đệm trong giảm thiểu ô nhiễm phân tán.

+ Xây dựng mô hình thí điểm

- Lựa chọn vị trí triển khai mô hình: Vị trí triển khai dựa trên địa hình để bố trí ngăn chặn nguồn ô nhiễm phân tán vào khu vực canh tác

- Khảo sát thực tế hệ đệm tại khu vực nghiên cứu, nơi có nguy cơ chịu tác động lớn do ô nhiễm phân tán từ các hoạt động nông nghiệp, đô thị, công nghiệp…để lựa chọn khu vực nghiên cứu thực nghiệm.

+ Triển khai thực hiện

- Xác định độ dốc địa hình, xác định tính chất thấm của đất.

- Tính toán bề rộng và cách trồng hoa Hướng Dương tại khu vực nghên cứu.

- Tiến hành xây dựng với quy mô dự kiến: ngang 4m x dài 50m (200m2).

- Số lượng mẫu cần phân tích: Trước thí nghiệm 10 mẫu/ 01 HTX x 3HTX= 30 mẫu x 03 lần lặp lại = 90 mẫu. Sau thí nghiệm 10 mẫu/1 HTX x 3 HTX= 30 mẫu x 03 lần lặp= 90 mẫu. Tổng số mẫu cần phân tích là 90 + 90= 180 mẫu.

 Phương pháp nghiên cứu liên quan đến nội dung 7: Xây dựng quy trình thực nghiệm xử lý đất ô nhiễm KLN. Từ các thí nghiệm nghiên cứu ở phòng thí nghiệm, tới các thí nghiệm trực tiếp ngoài đồng ruộng tại vườn cây chôm chôm (Bình Lộc), cây ổi (Bảo Quang), cây sầu riêng (Xuân Tân), thị xã Long Khánh, tỉnh Đồng Nai, chúng tôi đưa ra quy trình xử lý đất ô nhiễm Cr như sau:

Phương pháp chuyên gia

Đây là phương pháp rất quan trọng nhằm phát hiện, điều chỉnh kịp thời những tình huống đột xuất ngoài ý muốn, hạn chế những rủi ro có thể xảy ra. Triển vọng của phương pháp về thời gian phục hồi đất ô nhiễm Cr tại thị xã Long Khánh, tỉnh Đồng Nai. Theo công bố của Võ Châu Tuấn và Cs, thì cỏ Vetiver có khả năng hấp thụ Cr trong đất rất cao. Ngoài ra, nội dung của phương pháp trong thuyết minh là sự kết hợp, sàng lọc giữa thực vật bản địa, cỏ Vetiver với các chủng vi sinh vật, ở những nghiệm thức tối ưu, nên thành công khi áp dụng vào thực tế là hoàn toàn có cơ sở khoa học.

Xử lý thống kê

Dữ liệu được thể hiện ± SD, ý nghĩa thống kê về sự khác biệt giữa các nhóm được đánh giá bằng phân tích phương sai (ANOVA), và so sánh sử dụng sự khác biệt đáng kể nhất (LSD) với p< 0.05. Các mối tương quan Pearson được tính toán để kiểm tra các mối quan hệ với khoảng tin cậy 95%, sử dụng phần mềm Microsoft Excel, SPSS 16.0 và Sigma Plot 12.5.

7. Kết quả dự kiến:

- 01 Báo cáo Thực vật bản địa có khả năng xử lý KLN Cr

- 01 Báo cáo Một số chủng VSV phân lập được tại địa điểm nghiên cứu

- 01 bản Đánh giá hiện trạng và nguyên nhân dư lượng Cr cao tại Thành phố Long Khánh, tỉnh Đồng Nai

- 01 Mô hình thực nghiệm

- 01 bộ Số liệu thực nghiêm

- Báo cáo khoa học tổng hợp kết quả nghiên cứu đề tài

- Báo cáo tóm tắt kết quả nghiên cứu

- 01 Kỷ yếu hội thảo: Thực trạng và giải pháp giảm thiểu ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường

- Kỷ yếu hội thảo: Một số giải pháp giảm thiểu ô nhiễm kim loại nặng trong đất

- 01 Bài báo trong nước: Khảo sát, sàng lọc một số loài thực vật bản địa tại thành Phố Long Khánh có khả năng hấp thụ kim loại nặng Cr

- 01 Bài báo nước ngoài: Hiệu quả của sự kết hợp thực vật - vi sinh vật đến khả năng tích lũy kim loại nặng Cr trong sinh khối cỏ Vetiver.

- 01 thạc sĩ chuyên ngành khoa học môi trường.

8. Thời gian bắt đầu và thời gian kết thúc: 24 tháng  (từ tháng 12/ 2019 đến tháng 12/2021)

Kinh phí thực hiện: 1.481.971.733 đồng