Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6497:1999 ISO 11269-2:1989 Chất lượng đất - Xác định ảnh hưởng của các chất ô nhiễm

TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

TCVN 6497 : 1999

ISO 11269 - 2 : 1989

CHẤT LƯỢNG ĐẤT - XÁC ĐỊNH ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CHẤT Ô NHIỄM LÊN HỆ THỰC VẬT ĐẤT - ẢNH HƯỞNG CỦA HOÁ CHẤT LÊN SỰ NẢY MẦM VÀ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA THỰC VẬT BẬC CAO
Soil quality - Determination of the effects of pollutants on soil flora - Effects of chemicals on the emergence and growth of higher plants

Lời nói đầu

TCVN 6497 : 1999 hoàn toàn tương đương với ISO 11269 : 1989. TCVN 6497 : 1999 do Ban kỹ thuật TCVN/TC 190 Chất lượng đất biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường ban hành.

CHẤT LƯỢNG ĐẤT -XÁC ĐỊNH ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CHẤT Ô NHIỄM LÊN HỆ THỰC VẬT ĐẤT ẢNH HƯỞNG CỦA HOÁ CHẤT LÊN SỰ NẢY MẦM VÀ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA THỰC VẬT BẬC CAO

Soil quality - Determination of the effects of pollutants on soil flora -Effects of chemicals on the emergence and growth of higher plants

1 Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này mô tả phương pháp dùng để xác định những ảnh hưởng độc hại có thể có của các hoá chất rắn hoặc lỏng trộn lẫn trong đất đến sự nẩy mầm, giai đoạn phát triển ban đầu và sự phát triển của một số loài thực vật trên mặt đất. Tiêu chuẩn này không nêu ra sự hưhại gây nên do sự tiếp xúc trực tiếp của các hạt khi gieo với các hoá chất pha hơi hoặc pha lỏng ở ngoài môi trường đất.

Phương pháp này cũng có thể được dùng để so sánh các loại đất đã biết và chưa biết chất lượng. Cách thức điều chỉnh phương pháp này cho mục đích trên, được nêu ở phụ lục B.

2 Tiêu chuẩn trích dẫn

TCVN 5960 - 1995 (ISO 10381 - 6: 1993), Chất lượng đất - Lấy mẫu - Hướng dẫn thu thập, xử lý và lưu giữ mẫu đất để đánh giá các quá trình hoạt động của vi sịnh vật hiếu khí trong phòng thí nghiệm.

TCVN 5979: 1995 (ISO 10390: 1994), Chất lượng đất - Xác định pH.

3 Định nghĩa

Để phục vụ cho các mục đích của tiêu chuẩn này, các định nghĩa sau đây được sử dụng.

3.1 LOEC ( Lowest observed effect concentration) ( Nồng độ thấp nhất quan sát được hiệu ứng): Nồng độ thấp nhất dùng trong thử nghiệm mà ở nồng độ đó chất được quan sát có hiệu ứng đáng kể lên sự nẩy mầm hoặc sự phát triển khi so với mẫu đối chứng. Tất cả các nồng độ thử cao hơn LOEC sẽ có hiệu ứng độc hại bằng hoặc lớn hơn so với hiệu ứng của các nồng độ quan sát được ở LOEC.

3.2 NOEC (no observed effect concentration) (nồng độ không quan sát thấy hiệu ứng): Nồng độ thử nghiệm sát dưới LOEC.

3.3 Sự đánh giá bằng mắt: Mô tả bất kỳ một hưhại nào tới các loài thử nghiệm nhưsự cằn lại, vàng lá hoặc chết của cây trong cả chậu được xử lý và chậu đối chứng.

4 Đơn vị đo

Các nồng độ của các chất thử nghiệm được tính bằng miligam trên kilogam đất khô.

Độ nảy mầm được thể hiện bằng phần trăm hạt được nảy mầm so với chậu đối chứng.

Hiệu ứng lên sự phát triển thể hiện bằng sự khác nhau giữa khối lượng của phần trên đất của cây giữa những cây được xử lý và những cây đối chứng.

5 Nguyên lý

Thử độc tính đối với thực vật dựa trên sự nảy mầm và phản ứng phát triển ban đầu của một số loài thực vật đất với các nồng độ khác nhau của một hoá chất được thêm vào trong đất thử nghiệm.

Các hạt của các loài thực vật được lựa chọn và được gieo vào các chậu chứa đất đã được bổ sung hoá chất thử nghiệm; đồng thời gieo hạt vào các chậu đối chứng. Các chậu được giữ ở những điều kiện phù hợp với sự phát triển đối với những loại thử nghiệm đã được lựa chọn. Sự nảy mầm và khối lượng (khô hoặc tươi) của mầm ở cây thử nghiệm được so sánh với sự nảy mầm và khối lượng mầm của cây đối chứng.

6 Thực vật thử nghiệm và vật liệu

6.1 Thiết bị

Những thiết bị thích hợp để thực hiện thử bao gồm hạt thực vật, phòng -ơm cây và nhà kính. Những chậu trồng cây phải làm bằng nhựa không có lỗ hoặc là bằng chậu men có đường kính trong ở đỉnh trong khoảng 85 mm và 95 mm.

6.2 Thực vật thử nghiệm

Tối thiểu phải chọn hai loài để thử trong đó ít nhất có một loài từ một trong hai nhóm được dẫn ra trong bảng 1. Nhóm 1 là loài một lá mầm, nhóm 2 là loài hai lá mầm.

Bảng 1

6.3 Đất

Có thể sử dụng đất tiệt trùng hoặc cả đất chưa tiệt trùng. Đất đồng ẩm được sàng qua rây có cỡ lỗ từ 4mm đến 5mm để loại những mảnh thô. Hàm lượng cacbon phải không quá 1,5 % (hàm lượng hữu cơ 3 %). Những hạt mịn (nhỏ hơn 0,02 mm) phải không quá 20 % khối lượng khô. pH được xác định theo TCVN 5976:1995 (ISO 10390) phải ở khoảng giữa 5 và 7,5. Nếu đất được chuẩn bị một cách đặc biệt cho mục đích thử nghiệm và do đó phải đưa thêm chất dinh dưỡng vào thì cần phải đề phòng để đảm bảo rằng các chất dinh dưỡng này không cản trở chất thử nghiệm (ví dụ bằng cách để một giai đoạn đủ dài từ lúc chuẩn bị đất đến lúc tiến hành thử nghiệm).

Chú thích 1 - Nên thêm cát vào để làm cho hàm lượng hữu cơ và hàm lượng các hạt mịn của đất tự nhiên tới giới hạn được chấp thuận.

Nếu đất được sử dụng là đất chưa tiệt trùng thì phải được bảo quản theo TCVN 5960:1995 (ISO 10381 - 6).

6.4 Xử lý đất

Bất kỳ một phương pháp nào đảm bảo sự phân bố đều hoá chất ở khắp nơi trong đất đều có thể được sử dụng, loại trừ cả sử dụng các chất hoạt động bề mặt.

Những phương pháp được khuyến nghị để trộn hoá chất, được mô tả trong phụ lục A.

6.5 Chất chuẩn được khuyến nghị

Chú thích 2 - Nên sử dụng chất chuẩn thử nghiệm để chứng tỏ sự đồng nhất của những điều kiện thử nghiệm trong phòng thí nghiệm. Natri tricloaxêtat là chất chuẩn được khuyến nghị. Phép thử chuẩn phải được thực hiện nếu nhưnhững thay đổi chủ yếu trong các qui trình thao tác đã được áp dụng, ví dụ như, thay đổi hạt thực vật, phòng -ơm, nhà kính; điều chỉnh đất hoặc điều chỉnh chế độ tưới nước, ....

7 Phương pháp

7.1 Thiết kế thí nghiệm

Các chậu chứa đất đối chứng và chứa từng nồng độ hoá chất phải được lặp lại 4 lần.

7.1.1 Thử sơ bộ

Thử sơ bộ được dùng để phát hiện vùng nồng độ gây ảnh hưởng đến chất lượng đất. Hoá chất được trộn vào đất theo phụ lục A ở nồng độ 0 (đối chứng), 1 mg/kg; 10 mg/kg; 100 mg/kg; 1000 mg/kg đất được sấy khô trong tủ sấy.

7.1.2 Thử cuối cùng

Các nồng độ được lựa chọn theo một cấp số nhân (ưu tiên chọn thừa số không vượt quá 2) để đánh gía nồng độ thấp nhất gây ra sự làm giảm độ nảy mầm và sự sinh trưởng (LOEC). Không cần thiết phải thử các chất ở nồng độ cao hơn 1000 mg/kg đất được sấy khô trong tủ sấy.

Chú thích 3 - Một cấp số nhân là một dãy các đại lượng trong đó mỗi số hạng thu được bằng cách nhân số hạng trước với một hệ số hằng định được gọi là thừa số chung, ví dụ như1,2,4,8,16.

7.2 Chuẩn bị các chậu

Đưa lượng đất đã được chuẩn bị vào các chậu và thêm nước đã loại ion vào với lượng bằng với khả năng giữ nước, được thể hiện bằng phần trăm mà đất yêu cầu. Đặt các chậu vào các đĩa riêng và sắp xếp chúng vào một lô theo ngẫu nhiên.

7.3 Chuẩn bị hạt

Gieo 20 hạt trần đồng nhất của các loài đã được lựa chọn từ cùng một nguồn ngay sau khi trộn hoá chất hoặc là sau 24 giờ. Các hạt phải không bị hút ẩm trước khi gieo.

7.4 Điều kiện sinh trưởng

Các điều kiện về nhiệt độ, độ ẩm và ánh sáng đều phải thích hợp để duy trì sự sinh trưởng bình thường của tất cả các loài đã được lựa chọn ít nhất là trong suốt quá trình thử. Sau khi đánh giá sự nảy mầm trong mỗi chậu, tỉa thưa các hạt đã nảy mầm để 5 cây đại diện đều nhau trong các chậu. Kết thúc phép thử nghiệm không sớm hơn 14 ngày và không muộn hơn 21 ngày sau khi 50 % số hạt gieo đối chứng nảy mầm.

Chú thích

4. Những điều kiện và những qui trình sau đây được khuyến nghị:

a) Những phương tiện thử nghiệm: hạt thực vật, phòng -ơm cây hoặc nhà kính.

b) Nhiệt độ: phù hợp với những điều kiện sinh trưởng bình thường của những loài đã được lựa chọn.

c) Chiếu sáng 16 giờ/ngày.

Cường độ sáng tối thiểu là 7000 lx ở bước sóng thích hợp cho sự quang hợp. Do đó, có thể cần thiết phải chiếu sáng thêm trong nhà kính trong những thời gian mà cường độ sáng tự nhiên thấp.

d) Hàm lượng ẩm của đất: Cần thiết điều chỉnh hàng ngày độ ẩm của đất để duy trì phần trăm khả năng giữ nước đã xác định trước ví dụ như80 % đối với Avena sativa và 60 % đối với Brassica rapa. Có thể thực hiện sự kiểm tra vừa đủ bằng cách cân hàng ngày một số chậu một cách ngẫu nhiên. Những điều kiện kị khí cần phải tránh và phải được ghi trong báo cáo thử nghiệm.

e) Ghi chép: Nhiệt độ và độ ẩm, đặc biệt là khi sử dụng nhà kính.

f) Khi thử các chất bay hơi, phải tránh tương tác giữa các lô bằng cách tách biệt đặc biệt. Nếu không thể thực hiện được điều này, thì ảnh hưởng của nó phải được đưa vào báo cáo thử nghiệm.

5. Có thể thực hiện một phép thử giới hạn ở những điều kiện của phép thử này để chứng tỏ rằng LOEC ở ngoài nồng độ giới hạn.

7.5 Chuẩn cứ đánh giá

Sự nảy mầm phải đủ có 5 mầm khoẻ trong một chậu đối chứng thì được coi là đạt.

8 Đánh giá kết quả

8.1 Thể hiện các số liệu

Thể hiện các số liệu ở dạng bảng, ghi chép số cây nảy mầm lên ở mỗi lần thử lặp lại và tổng số khối lượng của các chồi của các cây mầm ở mỗi lần thử lặp lại tại thời điểm thu hoạch hoặc là khối lượng tươi cân ngay sau khi cắt mầm trên mặt đất hoặc là khối lượng khô sau khi làm khô trong tủ sấy ở 70 oC đến 80 oC trong 16 giờ.

Chú thích 6 - Để giảm đến cực tiểu sai số thử, dùng khối lượng khô thích hợp hơn.

8.2 Tính toán

Đối với mỗi lần lặp lại trong mỗi xử lý, cần tính phần trăm nảy mầm so với độ nảy mầm trung bình của các chậu đối chứng. Lặp lại tính toán phần trăm nhưthế đối với khối lượng tổng số trung bình (tươi hoặc khô) tại thời điểm thu hoạch thí nghiệm mỗi lần thử lặp lại, và khối lượng trung bình (tươi hoặc khô) tại thời điểm thu hoạch thí nghiệm của mỗi cây, mỗi lần nhắc lại thí nghiệm.

Chú thích 7- Khuyến khích áp dụng phép phân tích thống kê thích hợp để làm rõ những khác biệt đáng kể giữa nồng độ đối chứng và nồng độ thử. Trong những trường hợp, những kết quả thực nghiệm lặp lại có độ đồng nhất thấp nên dùng những phương pháp không tham số, nghĩa là thử nghiệm - U của Mann và Whitney.

8.3 Thể hiện kết quả

Các kết quả a) và b) sẽ được tính bằng miligam trên mỗi kilogam đất sấy khô trong tủ sấy.

a) nồng độ cao nhất được thử nghiệm chỉ ra không có giảm sút trong sinh trưởng/nảy mầm được so với đối chứng (NOEC).

b) nồng độ thấp nhất được thử nghiệm chỉ ra có sự giảm sút trong sinh trưởng/nảy mầm được so với đối chứng (LOEC).

Chú thích 8 - Khi có thể, những số liệu về phản ứng sinh trưởng cần được thể hiện bằng đồ thị.

9 Báo cáo kết quả

Báo cáo kết quả phải bao gồm những thông tin sau đây:

a) Trích dẫn tiêu chuẩn này;

b) Thông tin về các loài thực vật thử (Sự phân loại theo Linnê, thứ loại, nguồn);

c) Mô tả những điều kiện thử nghiệm bao gồm:

- Kích thước chậu,

- Khối lượng đất mỗi chậu,

- Loại môi trường (nhà -ơm cây, nhà kính,..),

- Nhiệt độ,

- Độ ẩm,

- Điều kiện chiếu sáng,

- Thành phần chung của đất (bao gồm những chi tiết về các chất dinh dưỡng thêm vào,...)

- Loại và cường độ nguồn chiếu sáng bổ sung

- Sự biện luận về các nồng độ của chất thử đã được lựa chọn

d) tất cả mọi chi tiết thao tác không được qui định trong tiêu chuẩn này và những biến cố bất kỳ đã có ảnh hưởng đến kết quả;

e) phương pháp được sử dụng để trộn hoá chất vào trong đất và dạng hoà tan của chất, ví dụ nhưhuyền phù hoặc nhũ tương.

f) những số liệu về sự trồng cây và thu hoạch kết quả. g) đối với mỗi thí nghiệm được lặp lại - số hạt nảy mầm

- số cây còn lại lúc thu hoạch

- khối lượng tổng số (tươi hoặc khô) lúc thu hoạch h) đối với mỗi phép xử lý, bao gồm cả đối chứng

- số trung bình của hạt nảy mầm trên mỗi lần thử lặp lại và độ lệch chuẩn

- số trung bình của cây trên mỗi lần thử lặp lại tại thí nghiệm

- khối lượng tổng số trung bình (tươi hoặc khô) của mỗi lần lặp lại và độ lệch chuẩn

- khối lượng trung bình (tươi hoặc khô) lúc thu hoạch của mỗi cây, mỗi lần thử lặp lại và độ lệch chuẩn.

i) mô tả hưhỏng thấy được (chấp nhận các ảnh chụp)

j) bảng phần trăm độ nảy mầm trung bình và khối lượng đối với mỗi nồng độ

k) nồng độ cao nhất không gây hiệu ứng và nồng độ thấp nhất gây hiệu ứng;

l) báo cáo kết quả về thực hiện thử nghiệm với chất đối chứng phải được thực hiện định kỳ và khi những điều kiện thử bị thay đổi.

Phụ lục A

(Tham khảo)

CHI TIẾT NHỮNG PHƯƠNG PHÁP TRỘN HOÁ CHẤT VỚI ĐẤT

A.1 Phương pháp khuyến nghị dùng để trộn những hoá chất tan được trong nước với đất

Hoà tan hoá chất vào nước và trộn trực tiếp với đất. Cần đảm bảo chắc chắn rằng, thể tích nước thêm vào không vượt quá dung lượng nước mà đất có thể giữ và bằng lượng nước được sử dụng cho mỗi lô đất và cho mỗi nồng độ của hoá chất.

A.2 Phương pháp khuyến nghị dùng để trộn hoá chất có độ tan thấp trong nước với đất

Hoà tan hoá chất vào nước và trộn với cát khô. Trong trường hợp này dùng tang quay là tiện lợi. Trộn cát đã được xử lý với đất. Nếu cần lượng nước lớn, nghĩa là vượt quá dung lượng nước mà đất có thể giữ được thì có thể làm khô cát trong tang quay bằng một dòng không khí, trước khi trộn với đất.

A.3 Lời khuyến nghị để trộn các hoá chất tan trong các dung môi với đất.

Hoà tan hoá chất vào trong dung môi bay hơi thích hợp và trộn với cát. Làm khô cát trong một dòng không khí trong khi vẫn tiếp tục trộn (nghĩa là trong khi quay tang quay). Trộn cát đã được xử lý với đất. Phải đảm bảo rằng cùng một lượng dung môi và cát nhưnhau được sử dụng cho toàn bộ các xử lý, bao gồm cả cho mẫu đối chứng. Đất đã được thêm cát phải để cho cân bằng trong 24 giờ.

A.4 Các phương pháp khuyến nghị dùng để trộn các hoá chất rắn với đất.

Để đất khô đủ cho tất cả các thí nghiệm lặp lại vào trong một thiết bị trộn thích hợp (ví dụ một máy lắc có thể đổi chiều trên xuống dưới) và một lượng hoá chất rắn cần thiết cũng được thêm vào. Sau giai đoạn trộn, đất được cho vào các chậu.

A.5 Những vấn đề liên quan tới sự bay hơi

Khi thêm hoá chất vào có thể xẩy ra sự bay hơi ở nhiệt độ khi trộn hoặc trong quá trình thử, do đó cần thiết phải phân tích đất ở cuối phép thử để khẳng định rằng đất vẫn chứa lượng cần thiết hoá chất dùng để thực nghiệm.

A.6 Phương pháp khuyến nghị áp dụng để đo dung lượng nước được giữ trong đất (cho đến khi một tiêu chuẩn thích hợp được soạn thảo)

Cho đất vào đầy một ống đã biết thể tích có đáy được bịt kín bằng một tấm giấy lọc, và đậy nắp ống lại. Đặt chìm ống vào bình cách thuỷ ở nhiệt độ phòng (mức nước thấp dưới đỉnh ống) trong 2 giờ. Sau đó hạ thấp thêm ống xuống thấp dưới mực nước trong hơn 1 giờ. Đặt ống vào một khay cát thạch anh xay mịn -ớt để hút tháo nước trong 2 giờ. Cân mẫu và làm khô đến khối lượng không đổi ở 105oC. Dung lượng giữ nước được tính bằng phần trăm của khối lượng khô

trong đó:

m_S        là khối lượng đất bão hoà nước + khối lượng ống + khối lượng giấy lọc

m_t         là khối lượng bì (khối lượng ống + khối lượng giấy lọc)

m_d        là khối lượng khô của đất (khối lượng của ống với đất khô và giấy lọc trừ đi khối lượng bì của ống và giấy lọc)

Phụ lục B

(Tham khảo)

ĐIỀU CHỈNH PHƯƠNG PHÁP CHO THÍCH HỢP ĐỂ SO SÁNH ĐẤT ĐÃ BIẾT VÀ CHƯA BIẾT CHẤT LƯỢNG

B.1 Nguyên lý

Chất lượng của một mẫu đất chưa biết được đánh giá bằng cách xác định độ nảy mầm và phản ứng phát triển ban đầu của một loại những loài thực vật đất trong một mẫu đất chưa biết chất lượng và hai mẫu đất đối chứng.

Những khác biệt có ý nghĩa mang tính chất thống kê về độ nảy mầm và sự phát triển của những cây trồng bằng hạt trồng trong môi trường thử được so sánh với các mẫu đối chứng là biểu thị một hiệu ứng.

B.2 Đất

Đất thử nghiệm và đất đối chứng của cùng một lớp đất bề mặt nhưng chất lượng thì đã được biết trước là tốt cần được chuẩn bị và bảo quản ở cùng điều kiện nhưlà mẫu đất đối chứng thứ hai và được sử dụng nhưmột mẫu đất chuẩn (giới thiệu về một mẫu chuẩn thích hợp đã được dẫn ra ở 6.3). Làm phù hợp chính xác tính chất đất là không cần thiết đối với phép thử này vì: hầu hết các cây đều đủ khoẻ để tương đối không bị ảnh hưởng do sự khác nhau nhỏ trong tính chất của đất.

B.3 Thiết kế thử nghiệm

Hiệu ứng lên sự nảy mầm và phát triển được đánh giá trong ba môi trường phát triển; đất đối chứng là loại đất có những tính chất được qui định trong 6.3, còn đất đã biết chất lượng là đất tốt của cùng một lớp đất bề mặt nhưđất thử nghiệm và đất bị nhiễm bẩn của một loại chưa biết được thử lặp lại bốn lần.

Nếu thích hợp, thì có thể cho thêm vào các bộ bốn chậu mẫu đất chứa hồn hợp đất chưa biết chất lượng và đất đối chứng đã được rây để chuẩn bị mẫu pha loãng chứa các nồng độ khác nhau của các chất trong đất bị ô nhiễm của một loại chưa biết. Có thể điều chế hỗn hợp đất bị ô nhiễm và đất đối chứng để tạo sự pha loãng những hoá chất chưa biết trong đất cho những lần thử tiếp theo. Điều đó có thể là cần thiết khi mà sự không nảy mầm và không phát triển chắc chắn xẩy ra trên đất chưa biết rõ chất lượng.

B.4 Thể hiện kết quả

Bất kỳ một sự giảm nảy mầm và sinh trưởng nào của cây trong đất thử nghiệm phải được thể hiện bằng phần trăm của những số liệu thu được từ các cây trồng trên đất đối chứng có chất lượng đã được biết trước là tốt, của cùng lớp đất bề mặt.

Nếu đất thử nghiệm đã được pha loãng hệ số pha loãng thấp nhất cho thấy ảnh hưởng khác nhau đáng kể so với đối chứng thì cần phải được báo cáo.

Phụ lục C

(tham khảo)

THƯMỤC

[1] ISO 11465: 1993, Soil quality - Determination of dry matter and water content on a mass basis - Gravimetric method.