Đánh giá rủi ro sức khỏe của một số kim loại nặng trong rau mống trồng tại thôn Trung Sơn và Vân Dương xã Hòa Liên huyện Hòa Vang thành phố Đà Nẵng.

Việc trồng rau trên đất bị ô nhiễm KLN sẽ làm các loại rau này cũng bị ô nhiễm KLN, do đó khi con người tiêu thụ các loại rau này trong một thời gian dài sẽ làm tích lũy kim loại nặng tr

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA SINH - MÔI TRƯỜNG

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA SINH - MÔI TRƯỜNG

Ngành: CỬ NHÂN SINH – MÔI TRƯỜNG

Người hướng dẫn: ThS Đoạn Chí Cường

Đà Nẵng – Năm 2014

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Các số liệu, kết quả nêu trong khóa luận là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Đà Nẵng, ngày 5 tháng 6 năm 2014

Nguyễn Thị Bích Trâm

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đề tài này, chúng tôi nhận được sự hướng dẫn rất nhiệt tình của Thầy Đoạn Chí Cường thuộc Khoa Sinh – Môi trường, trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng Nhân dịp này chúng tôi xin được bày tỏ lòng

biết ơn chân thành nhất tới thầy

Ngoài ra trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi cũng nhận được sự giúp

đỡ quý báu của các thầy cô trong Khoa Sinh – Môi trường và sự hỗ trợ nhiệt tình của các gia đình tại thôn Trung Sơn và thôn Vân Dương, xã Hòa Liên,

huyện Hòa Vang

Chúng tôi xin chân thành cảm ơn tất cả những giúp đỡ quý báu đó

Đà Nẵng, ngày 5 tháng 6 năm 2014

Nguyễn Thị Bích Trâm

MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

MỞ ĐẦU 1

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1

2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 2

3 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 ĐÁNH GIÁ RỦI RO SỨC KHỎE 4

1.1.1 Khái niệm đánh giá rủi ro sức khỏe 4

1.1.2 Ý nghĩa của đánh giá rủi ro sức khỏe 6

1.2 CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC VỀ ĐÁNH GIÁ RỦI RO SỨC KHỎE CỦA KLN 7

1.2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 7

1.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 11

1.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 15

1.3.1 Đặc điểm, tính chất của một số kim loại nặng 15

1.3.2 Một số đặc điểm của cây rau muống 21

1.4 CƠ CHẾ HẤP THỤ KIM LOẠI NẶNG CỦA THỰC VẬT 23

1.5 TỔNG QUAN VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU 24

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26

2.1 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 26

2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 26

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27

2.3.1 Phương pháp hồi cứu số liệu 27

2.3.2 Phương pháp thu và bảo quản mẫu 27

2.3.3 Phương pháp phân tích mẫu 28

2.3.4 Phương pháp phỏng vấn cộng đồng 29

2.3.5 Phương pháp xác định hệ số vận chuyển (TCs – Transfer coefficient) 30

2.3.6 Phương pháp đánh giá rủi ro sức khỏe 30

2.3.7 Phương pháp xử lý số liệu 31

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 32

3.1 HÀM LƯỢNG KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT 32

3.2 HÀM LƯỢNG KIM LOẠI NẶNG TRONG RAU MUỐNG 36

3.3 HỆ SỐ VẬN CHUYỂN (TCs) CỦA KIM LOẠI NẶNG 40

3.4 ĐÁNH GIÁ RỦI RO SỨC KHỎE CỦA Cd, Cr VÀ Pb BẰNG CHỈ SỐ HRI 43

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49

1 KẾT LUẬN 49

2 KIẾN NGHỊ 50

TÀI LIỆU THAM KHẢO 51

PHỤ LỤC 57

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

DIM Hàm lượng kim loại nặng tiêu thụ hàng ngày (Daily intake

of metals)

GB Tiêu chuẩn quốc gia Trung Quốc (Stands for Guobiao)

HQ Thương số rủi ro (Hazard Quotient)

HRA Đánh giá rủi ro sức khỏe (Health risk assessment)

HRI Chỉ số rủi ro sức khỏe (Health risk index)

TCCP Tiêu chuẩn cho phép

TCs Hệ số vận chuyển kim loại nặng từ đất vào rau (Transfer

coefficient) TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

US-EPA Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ (United States

Environmental Protection Agency)

DANH MỤC CÁC BẢNG

1.1 Nguồn gốc và độc tính của một số kim loại nặng 16 1.2 Thành phần hóa học của 100g rau muống 22 3.1 Hàm lượng kim loại nặng trong các mẫu đất 32

3.2 Hàm lượng kim loại nặng trong các mẫu rau

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

1.1 Vai trò đánh giá rủi ro sức khỏe trong chu trình

1.2 Vòng tuần hoàn đơn giản của kim loại trong tự

2.1 Rau muống (Ipomoea aquatica Forsh.) 26

3.1 Hàm lượng KLN trong các mẫu đất ở khu vực

3.5 Giá trị chỉ số rủi ro sức khỏe HRI của đối tượng

MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Rau xanh là loại thực phẩm không thể thiếu và là nguồn thức ăn bổ dưỡng cho con người Rau không những cung cấp một lượng lớn sinh tố A, B, C,… mà còn cung cấp một phần các nguyên tố vi, đa lượng rất cần thiết trong cấu tạo tế bào Rau còn là một nguồn dược liệu quý góp phần bảo vệ sức khỏe cho con người [1]

Đà Nẵng là thành phố trực thuộc Trung ương với 6 khu công nghiệp đang hoạt động Công nghiệp góp phần không nhỏ vào phát triển kinh tế - xã hội, tuy nhiên cũng gây nhiều tác động đáng kể đến môi trường và sức khỏe con người [31] Trong đó, thôn Trung Sơn và Vân Dương là khu vực tiếp giáp với KCN Hòa Khánh - khu công nghiệp lớn nhất Đà Nẵng với hơn 200 doanh nghiệp đang hoạt động Hiện nay, khu vực này đang chịu ảnh hưởng trực tiếp

từ hoạt động xả thải của KCN, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường xung quanh và đã có dấu hiệu ô nhiễm kim loại nặng (KLN) trong đất sản xuất nông nghiệp KLN ảnh hưởng đến sức khỏe con người chủ yếu qua quá trình tích lũy sinh học trong chuỗi thức ăn [37], trong đó rau là loại thực phẩm thường được con người tiêu thụ cuối cùng Việc trồng rau trên đất bị ô nhiễm KLN sẽ làm các loại rau này cũng bị ô nhiễm KLN, do đó khi con người tiêu thụ các loại rau này trong một thời gian dài sẽ làm tích lũy kim loại nặng trong cơ thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe nghiêm trọng như rối loạn chức năng gan, thận, tim, thần kinh,… [42]

Đánh giá rủi ro sức khỏe thông qua việc tiêu thụ rau bị nhiễm KLN đã được tiến hành tại nhiều nước trên thế giới Tuy nhiên, tại các quốc gia đang hoặc kém phát triển thì vấn đề này ít được chú ý [42] Tại Việt Nam hiện có rất ít nghiên cứu về đánh giá rủi ro sức khỏe, chỉ có một số nghiên cứu đánh

giá rủi ro sức khỏe của Lê Thị Hồng Trân thuộc trường Đại học Bách khoa, ĐHQG-HCM về ô nhiễm không khí (SO2, NO2, bụi, NH3, H2S) đối với công nhân tại KCN [31] Hầu hết các nghiên cứu khác đều chỉ dừng ở bước xác định hàm lượng kim loại nặng trong rau nói riêng, thực phẩm nói chung và tập trung chủ yếu tại các thành phố lớn như Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh,

Đà Nẵng,… [1, 21, 26] Bên cạnh việc xác định được rủi ro sức khỏe khi sử dụng rau xanh bị nhiễm KLN, việc đánh giá rủi ro sức khỏe con người còn giúp các nhà quản lý môi trường đưa ra các biện pháp kịp thời và hợp lý nhằm

ngăn ngừa, giảm thiểu các tác động có hại đến sức khỏe con người [24]

Từ những lý do trên, chúng tôi quyết định chọn đề tài: “Đánh giá rủi ro sức khỏe của một số kim loại nặng trong rau muống trồng tại thôn Trung Sơn và Vân Dương, xã Hòa Liên, huyện Hòa Vang, thành phố Đà Nẵng”

2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

3 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI

Đề tài giúp xác định được rủi roc ho sức khỏe con người khi sử dụng nguồn rau bị ô nhiễm KLN, từ đó góp phần đề xuất các khuyến cáo cho người dân khi sử dụng rau muống ở đây làm nguồn thực phẩm hàng ngày

Bên cạnh đó, việc đánh giá rủi ro sức khỏe con người còn giúp các nhà quản lý môi trường đưa ra các biện pháp kịp thời và hợp lý nhằm ngăn ngừa, giảm thiểu các tác động có hại đến sức khỏe con người

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 ĐÁNH GIÁ RỦI RO SỨC KHỎE

1.1.1 Khái niệm đánh giá rủi ro sức khỏe

Theo Cơ quan bảo vệ môi trường của Mỹ (US-EPA), đánh giá rủi ro sức khỏe (HRA) là quá trình ước tính tính chất và khả năng ảnh hưởng tới sức khỏe khi tiếp xúc với các hóa chất trong môi trường bị ô nhiễm, hiện tại hoặc tương lai [46]

Đánh giá rủi ro sức khỏe có ba nhóm chính: rủi ro vật lý, rủi ro hóa chất

và rủi ro sinh học [24] Đánh giá rủi ro sức khỏe có thể được tiến hành thông qua các bước sau [24, 46]:

* Bước 1: Xác định mối nguy hại

Xác định mối nguy hại là quá trình xác định những quá tiếp xúc với yếu

tố nguy hại mà có thể làm tăng rủi ro đối với sức khỏe (ví dụ: ung thư, dị tật bẩm sinh) và xem xét nhưng tác động có thể ảnh hưởng tới sức khỏe con người

Nội dung chính của công việc nhận diện mối nguy hại bao gồm:

Nhận diện các nguy hại: các tác nhân cơ học, vật lý, hóa học… hay

sự kết hợp các tác nhân trên

Liệt kê các mối nguy hại đưa vào đánh giá rủi ro và lý do lựa chọn Xác định các đối tượng có thể chịu ảnh hưởng

Lựa chọn các chủ điểm nhạy cảm nhất

* Bước 2: Đánh giá liều lượng – đáp ứng

Mối quan hệ liều lượng – đáp ứng mô tả khả năng và mức độ tác động đến sức khỏe liên quan đến số lượng và điều kiện tiếp xúc với tác nhân gây hại Thông thường, khi tăng liều lượng thì đáp ứng cũng tăng

Đánh giá liều lượng – đáp ứng là quá trình gồm hai bước:

Đánh giá tất cả những dữ liệu có sẵn hoặc thu thập thông qua thí nghiệm để ghi lại mối quan hệ liều lượng – đáp ứng trên phạm vi liều lượng quan sát

Ngoại suy để ước tính rủi ro vượt ngoài khoảng dữ liệu sẵn có để suy luận về khoảng quan trọng, trong đó mức độ liều lượng bắt đầu gây ảnh hưởng đến con người

* Bước 3: Đánh giá mức độ phơi nhiễm

Đánh giá mức độ phơi nhiễm là quá trình xác định hoặc ước tính cường

độ, tần số và thời gian của con người tiếp xúc với một nhân tố môi trường, hoặc ước tính những rủi ro tương lai của một nhân tố mà hiện giờ chưa phát hiện ra

Đánh giá mức độ phơi nhiễm bao gồm mô tả tính chất và quy mô của đối tượng nghiên cứu đối với một tác nhân, độ lớn và thời gian phơi nhiễm của đối tượng đó; cũng như thảo luận về những bất ổn trong các thông tin trên Mức độ phơi nhiễm có thể được đo trực tiếp, nhưng thường được tính gián tiếp thông qua nồng độ của chất ô nhiễm đo được trong môi trường, xem xét các mô hình đường truyền phơi nhiễm và ước tính liều lượng hấp thụ vào người theo thời gian

* Bước 4: Mô tả đặc tính rủi ro

Mô tả đặc tính rủi ro là bước cuối cùng xác định pham vi tác động bất lợi đến nguồn tiếp nhận dưới điều kiện phơi nhiễm Các đặc tính rủi ro được tóm

tắt dựa trên tính chất và sự hiện diện hay vắng mặt của rủi ro, tổng hợp phơi nhiễm và đánh giá độc tính để định tính và định lượng các mức độ rủi ro; đồng thời xem xét thêm các vấn đề không chắc chắn trong đánh giá rủi ro Trong thực tế mỗi bước của đánh giá rủi ro (như nhận định rủi ro, đánh giá liều lượng đáp ứng, đánh giá phơi nhiễm) đều có một đặc tính rủi ro riêng

Do đó việc tổng kết đặc tính rủi ro là cần thiết để cung cấp thông tin để quản

lý rủi ro tốt hơn

Việc mô tả đặc tính rủi ro được thực hiện trên 4 nguyên tắc: minh bạch,

rõ ràng, nhất quán và hợp lý

1.1.2 Ý nghĩa của đánh giá rủi ro sức khỏe

Đánh giá rủi ro sức khỏe giúp xác định những nhân tố gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người ngay tại khu vực đó hoặc gần những khu vực ô nhiễm; đồng thời giúp xác định mức độ phải làm sạch dựa trên rủi ro tại khu vực nghiên cứu [34]

Đánh giá rủi ro sức khỏe giúp các nhà quản lý môi trường cân bằng giữa trách nhiệm bảo vệ con người với sự phát triển kinh tế; giúp các nhà quản lý môi trường đưa ra các quyết định hợp lý nhằm ngăn ngừa, giảm thiểu và loại trừ các tác động có hại gây ra đối với con người, đồng thời đảm bảo mức sản xuất hợp lý Vai trò đánh giá rủi ro sức khỏe trong chu trình quản lý rủi ro được thể hiện như sau [24]:

Hình 1.1 Vai trò đánh giá rủi ro sức khỏe trong chu trình quản lý rủi ro [24]

1.2 CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC VỀ ĐÁNH GIÁ RỦI RO SỨC KHỎE CỦA KLN

1.2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Từ những nhận định về tầm ảnh hưởng, mức độ nguy hại của KLN trong thực phẩm nói chung và rau nói riêng nên trên thế giới có rất nhiều đề tài nghiên cứu về đánh giá rủi ro sức khỏe con người thông qua việc thông qua việc tiêu thụ nguồn thực phẩm bị ô nhiễm Trong đó có thể kể đến các quốc gia như: Pakistan, Trung Quốc, Ấn Độ, Ai Cập,…

Trong nghiên cứu của Muhammad Usman Khan và cộng sự (2013) tại Pakistan đã tiến hành đánh giá rủi ro sức khỏe của 12 loại cây trồng cho 5 chỉ tiêu KLN là Cd, Cr, Ni, Mn và Pb Các tác giả tiến hành nghiên cứu cho hai khu vực đất chính: đất sử dụng nước thải để tưới tiêu và đất sử dụng nước giếng khoan để tưới tiêu Từ việc xác định nồng độ KLN trong đất, nước và phần ăn được của cây lượng thực để tính ra hệ số tích lũy (AF), hàm lượng KLN tiêu thụ hàng ngày (DIM); các tác giả đã tính được chỉ số rủi ro sức khỏe (HRI) Trong đó chỉ số HRI > 1 đối với Pb trong tất cả các loại cây trồng khác nhau được tưới bằng nước thải và cả nước giếng; HRI > 1 cũng được ghi nhận đối với Cd trong tất cả các mẫu rau và đối với Mn trong loại

Xác định khu vực rủi ro Đánh giá rủi ro

Xây dựng kế hoạch quản

lý rủi ro Thực hiện quản lý rủi ro

Tái đánh giá rủi ro

rau Spinacia oleraceairrigated được tưới bằng nước thải Từ những kết quả

trên, tác giả đã nhấn mạnh đến sự cần thiết phải xử lý sơ bộ nước thải, đồng thời thường xuyên theo dõi để tránh ô nhiễm kim loại nặng cho các loại cây lương thực từ nguồn nước thải [37]

Một nghiên cứu của Adeel Mahmood và Riffat Naseem Malik (2013) cũng được tiến hành tại Pakistan, thành phố Lahore với hai khu vực nghiên cứu chính là sông Ravi và thị trấn Jallo – nằm gần nguồn nước thải công nghiệp và nước tưới tiêu nông nghiệp Nghiên cứu tiến hành xác định rủi ro sức khỏe con người thông qua chuỗi thức ăn bị ô nhiễm KLN từ việc sử dụng nước thải đô thị và công nghiệp để tưới tiêu Tác giả đã tiến hành phân tích các KLN Cr, Co, Ni, Cu, Pb, Cd, Mn và Zn cho đối tượng rau và đất tại đây Tương tư như nghiên cứu của Muhammad (2013), tác giả cũng tiến hành phân tích các yếu tố chuyển (TF), hàm lượng kim loại nặng tiêu thụ hàng ngày (DIM) và chỉ số rủi ro sức khỏe (HRI) Kết quả cho thấy, hàm lượng Cr, Pb

và Cd trong rau trồng bằng nước thải vượt giới hạn cho phép của Liên minh Châu Âu nhưng yếu tố chuyển lại thấp hơn cho tất cả các kim loại (trừ Co)

Chỉ số HRI của hai loại rau Spinacia oleracea (2.42 mg/kg) và Brassica

campestris (2.22 mg/kg) được tưới bằng nước thải là cao nhất Bên cạnh đó,

các loại rau S oleracea, B campestris, Coriandrum sativumposed cũng được

coi là có nguy cơ ảnh hưởng sức khỏe nghiêm trọng với Cd và Mn [42]

Trong một nghiên cứu về đánh giá rủi ro sức khỏe của các KLN cho các

bộ phận ăn được của rau trồng trong đất tưới tiêu bằng nước thải ở vùng ngoại

ô của thành phố Bảo Định, Trung Quốc của Zhan-Jun Xue và cộng sự (2012) Các tác giả đã tiến hành đo hàm lượng KLN trong đất tưới bằng nước thải, trong đó Zn là cao nhất (153.77 mg/kg), tiếp theo là Pb (38.35 mg/kg), Cu (35.06 mg/kg), Ni (29.81 mg/kg) và Cd (0.22 mg/kg) Từ đó kết luận được rằng, khi sử dụng nước thải để trồng rau trong một thời gian dài thì đất tại

khu vực đó sẽ tích lũy ngày càng nhiều lượng KLN, đặc biệt là Cd, Zn, Pb Còn khi phân tích các mẫu rau thì tác giả nhận thấy các KLN Cd, Zn và Ni đều vượt quá TCCP; từ đó đặt ra nguy cơ ảnh hưởng đến sức khỏe của con người khi sử dụng các loại rau bị nhiễm KLN Mặc dù khi tính toán các chỉ số HRI thì cho kết quả đều nhỏ hơn 1, tuy nhiên vẫn phải theo dõi định kì, kết hợp với việc sử dụng các loại công nghệ xử lý ô nhiễm để giảm thiểu đến mức thấp nhất tác động đến sức khỏe con người [49]

Một nghiên cứu cũng được thực hiện tại Trung Quốc của QuSheng Li và các cộng sự (2012) về rủi ro sức khỏe của các loại cây lương thực, thực phẩm được trồng trên những bãi triều mới khai hoang ở vùng cửa sông Châu Giang Trong nghiên cứu này, tác giả tiến hành phần tích hàm lượng của 6 KLN (Cd,

Cr, Pb, Cu, Zn và Ni) trong đất và rất nhiều loại cây trồng khác nhau như: trái cây (chuối, đu đủ), rau (súp lơ, cải bắp, tía tô, rau diếp,…), các loại quả (cà tím, dưa leo, cà chua, khổ qua,…) và gạo Kết quả cho thấy rằng, đất tại khu vực nghiên cứu có dấu hiệu ô nhiễm với hàm lượng Cd là 0.858 mg/kg; Pb là 48.7 mg/kg; Cr 112.4 mg/kg; Cu 57.3 mg/kg; Zn 210.8 mg/kg và Ni là 40 mg/kg; khi so với quy chuẩn quốc gia Trung Quốc thì có 4 KLN vượt TCCP

là Cd, Cu, Zn và Ni Gạo và các loại rau quả khác cũng cho kết quả ô nhiễm nghiêm trọng, trong đó tỷ lệ phần trăm gạo vượt TCCP tối đa của Pb, Cr, Cd

và Cu lần lượt là 94.3%, 91.4%, 88.6% và 17,1 Sau khi xác định được hàm lượng KLN trong đất và rau quả, tác giả tiến hành tính toán hệ số tích lũy và cho thấy rằng trong 6 KLN thì Cd có hệ số tích lũy cao nhất Trong 6 KLN được tiến hành nghiên cứu thì Cd và Cu cho kết quả chỉ số HRI > 1; cụ thể, giá trị HRI của Cd là 3.683 và của Cu là 1.665 Ngoài ra, ba KLN Pb, Zn và

Cr không tìm thấy bất kì rủi ro sức khỏe nào trong tất cả các đối tượng nghiên cứu Tác giả cho rằng sở dĩ rủi ro sức khỏe của Cd cao là do khu vực nghiên cứu nằm gần khu vực tái chế chất thải điện tử và nhà máy luyện kẽm [41]

Thông qua nghiên cứu vấn đề tiêu thụ các loại rau trồng, ngũ cốc và sữa

bị ô nhiễm kim loại nặng tại khu vực xung quanh nhà máy xử lý nước thải Dinapur tại khu vực ngoại ô ở phía đông bắc của Varanasi, Ấn Độ; Anita Singh và các cộng sự (2010) đã tiến hành đánh giá rủi ro sức khỏe cho 6 loại KLN đó là Cd, Cu, Pb, Ni, Zn và Cr Tác giả đã tiến hành thu các loại mẫu đất, nước, sữa và rau trồng Trong đó tuy các mẫu sữa không bị ảnh hưởng trực tiếp của nước thải nhưng lại là một mắc xích quan trong trong chuỗi chuyển hóa từ cỏ vào động vật và con người Hàm lượng KLN của Cd, Pb và

Ni đều vượt mức an toàn của Ấn Độ và các tiêu chuẩn của WHO/FAO cho tất

cả các mẫu rau và ngũ cốc Trong đó tuy gạo và lúa mì chứa lượng kim loại nặng ít hơn so với rau nhưng nguy cơ ảnh hưởng đến sức khỏe lại lớn hơn nhiều do sự có mặt thường xuyên của chúng trong chế độ ăn hàng ngày Sau khi tiến hành đánh giá rủi ro sức khỏe thì kết quả cho thầy rằng, tương tự đối với đánh giá nồng độ kim loại nặng thì Cd, Pb và Ni trong rau có nguy cơ lớn nhất có thể gây ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng; còn Cu, Zn và Cr không phát hiện được bất kỳ rủi ro sức khỏe nào cho người dân địa phương [44]

Nghiên cứu của R.K Rattan và các cộng sự (2005) tại thành phố Delhi,

Ấn Độ tập trung nghiên cứu về tác động của việc sử dụng nước thải để tưới tiêu đến tích lũy KLN trong đất, cây trồng và nguồn nước ngầm; đồng thời đánh giá rủi ro sức khỏe con người khi sử dụng các loại cây trồng đó Nghiên cứu tập trung vào 7 KLN là Zn, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb và Cd trong nước thải, nước ngầm, đất và cây trồng Kết quả cho thấy nồng độ tất cả các KLN trong nước thải đều cao hơn rất nhiều so với mẫu nước ngầm Và khi sử dụng nguồn nước này trong sản xuất nông nghiệp thì hàm lượng KLN tích lũy trong đất tăng lên nhiều lần, trong vòng 20 năm hàm lượng Zn tăng 208%, Cu 170%, Fe 170%, Ni 63% và Pb tăng 29% Trong các đối tượng cây trồng

trong nghiên cứu, đáng chú ý nhất là hàm lượng KLN trong lúa gạo và lúa mì (loại cây lương thực được sử dụng hàng ngày) Cụ thể, đối với lúa gạo có hàm lượng Zn và Cu tích lũy cao hơn các KLN khác; đối với lúa mì thì số lượng KLN vượt TCCP nhiều hơn so với lúa gạo, gồm 5 KLN là Zn, Cu, Fe, Mn và

Ni Các loại rau quả khác nhau cho kết quả tích lũy hàm lượng KLN rất khác nhau Tính toán chỉ số rủi ro sức khỏe cho thấy rằng không có rủi ro cho bất

cứ KLN nào trong tất cả các đối tượng nghiên cứu Trong đó, giá trị HQ của

Ni là cao nhất trong 7 KLN Tương tự đối với giá trị hàm lượng KLN trong cây trồng thì giá trị HQ của KLN trong các loại cây trồng khác nhau thì rất khác nhau Như giá trị HQ của rau bina thay đổi từ 0.035 - 0.152 cho Zn, 0.008 - 0.015 đối với Cu và 0.046 - 0.502 đối với Ni hay giá trị HQ của cây cải dầu là 0.040 - 0.068 Zn, 0.004 - 0.021 Cu và 0.027 - 0.442 Ni,…[43] Hầu hết các nghiên cứu trên đều được tiến hành trong vòng 10 năm trở lại đây và đặc biệt phát triển mạnh từ năm 2009 đến nay Các nghiên cứu đều được tiến hành gần KCN hoặc trong những vùng nông nghiệp sử dụng nguồn nước thải từ KCN, nước thải đô thị để canh tác; từ đó gây nên việc tích lũy KLN trong đất và rau trồng tại các khu vực nghiên cứu

1.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

Đánh giá rủi ro sức khỏe tại nước ta hiện nay mới chỉ được đề cập đến trong một vài nghiên cứu của Lê Thị Hồng Trân, Trần Thị Tuyết Giang (2009), thuộc trường Đại học Bách khoa, ĐHQG-HCM Trong nghiên cứu này tập trung đánh giá rủi ro sức khỏe do ô nhiễm không khí đối với công nhân tại KCN Vĩnh Lộc và KCN Tân Thới Hiệp; tập trung vào một số loại khí thải là SO2, NO2, bụi, NH3, H2S bằng phương pháp đánh giá rủi ro sức khỏe bán định lượng dựa trên hệ số nguy hại HQ (Hazard Quotient) Bên cạnh đó tác giả còn thực hiện các phỏng vấn đối với công nhân về sức khỏe lao động

và điều kiện lao động tại hai KCN để có những nhận định và đánh giá rõ ràng,

chính xác hơn về ảnh hưởng của ô nhiễm môi trường lao động đối với sức khỏe con người và bệnh nghề nghiệp Kết quả cho thấy rằng tại KCN Tân Thới Hiệp có chỉ số rủi ro đối với bụi lớn hơn 1, còn các chỉ tiêu khác thì thấp hơn 1, tuy nhiên tại điểm lấy mẫu số 1 của KCN Tân Thới Hiệp chỉ số rủi ro đối với SO2 gần bằng 1 nên đây được coi là điểm cần lưu ý để tránh tình trạng vượt ngưỡng Còn đối với KCN Vĩnh Lộc, chỉ có một điểm thu mẫu có chỉ số rủi ro đối với NO2 vượt 1; các chỉ tiêu còn lại đều nhỏ hơn một, không gây nguy hiểm cho sức khỏe công nhân lao động, tuy nhiên tương tự KCN Tân Thới Hiệp, tại đây cũng có chỉ số SO2 gần ngưỡng 1 nên cần lưu ý để tránh tình trạng vượt ngưỡng Từ đó tác giả đã đề xuất các giải pháp để giảm thiểu rui ro đối với sức khỏe công nhân [31]

Hầu hết các nghiên cứu hiện nay tại nước ta đều chỉ dừng ở bước định lượng hàm lượng KLN trong rau nói riêng và thực phẩm nói chung Có rất nhiều nghiên cứu đã được tiến hành, hầu hết tại các thành phố lớn, trong đó

có thể kể đến các nghiên cứu như:

Nghiên cứu của Phạm Ngọc Thụy và cộng sự (2012) được tiến hành tại huyện Đông Anh, Hà Nội để đánh giá hiện trạng về KLN trong đất, nước và rau Trong nghiên cứu này tác giả đã lựa chọn các KLN là Hg, As, Pb và Cd với 136 mẫu rau các loại (cải xanh, su hào, rau muống, xà lách,…) Trong đó cho thấy, chỉ có một mẫu rau cải tại xã Vân Nội ở ngưỡng ô nhiễm trong đất

và trong rau, còn lại tất cả mẫu đều thấp hơn mức ô nhiễm Có 4 mẫu rau bị ô nhiễm Hg, trong đó có 3 mẫu trồng trên đất bị ô nhiễm Hg Đối với Pb, có 12 mẫu đất, 27 mẫu nước và 13 mẫu rau bị ô nhiễm Pb; trong đó, tại những điểm đất bị ô nhiễm Pb thì nước cũng bị ô nhiễm và tại những điểm mà đất và nước cùng bị ô nhiễm Pb thì tất cả mẫu rau đều có hàm lượng Pb vượt ngưỡng ô nhiễm Có tất cả 18 mẫu nước và 24 mẫu rau bị ô nhiễm Cd Riêng đối với rau muống, chỉ có 1 mẫu bị ô nhiễm Hg, 4 mẫu ô nhiễm Cd và không có mẫu

nào cho thấy bị ô nhiễm As và Pb Bên cạnh việc phân tích hàm lượng, tác giả

đã tiến hành phân tích mối tương quan giữa các mẫu ô nhiễm KLN trong đất, nước và rau để tìm hiểu nguyên nhân gây ra ô nhiễm KLN [30]

Một nghiên cứu được thực hiện tại thành phố lớn thứ hai tại Việt Nam – thành phố Hồ Chí Minh của Nguyễn Thị Ngọc Ấn và Dương Thị Bích Huệ (2007) để đánh giá hiện trạng kim loại nặng trong rau xanh ở vùng ngoại ô thành phố Tác giả đã tiến hành phân tích các chỉ tiêu kim loại nặng bằng phương pháp AAS, trong đó chú ý đến 4 KLN: Cd, Cu, Zn và As Nghiên cứu được tiến hành tại 14 xã ngoại ô, với 33 loại rau đặc trưng của từng xã Kết quả cho thấy tất cả các mẫu rau đều có hàm lượng kim loại nặng dưới ngưỡng quy định của QCVN Riêng đối với rau muống, hàm lượng kim loại nặng có

sự chệnh lệch rất rõ giữa các điểm thu mẫu Khoảng hàm lượng kim loại nặng trong rau muống của Cu ít biến đổi nhất 0.4 – 0.79 mg/kg, của Zn là 2.28 – 8.25 mg/kg, của Cd lại chệnh lệch rất lớn 0.074 – 14.38 g/kg và As tương tự cũng vậy 4.83 – 15.89 g/kg MặC dù không nhận định thấy sự ô nhiễm KLN trong rau nhưng tác giả vẫn cảnh báo nên chú ý đến các mẫu rau có hàm lượng vượt hơn các mẫu bình thường để giảm đến mức thấp nhất ảnh hưởng của chúng đến sức khỏe con người thông qua sự tích lũy sinh học trong chuỗi thức ăn [1]

Nghiên cứu của Vũ Thị Tâm Hiếu (2009) được tiến hành tại Thái Nguyên đã tiến hành xác định hàm lượng kim loại nặng (Cu, Cr, Ni) trong rau bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS) Nghiên cứu này tiến hành trên 10 loại rau, trong đó có 4 mẫu rau mùa xuân và 6 mẫu rau mùa

hè Các mẫu này được lấy tại các vùng trồng rau đại trà và một số khu vực nằm gần các nhà máy sản xuất giấy và kim loại màu để xem xét ảnh hưởng của nguồn nước tưới, nguồn nước thải, khí thải và việc sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu đến chất lượng rau xanh Kết quả phân tích cho thấy trong các

mẫu rau tại Thái Nguyên không có mẫu nào bị ô nhiễm Cu, có 3 mẫu rau (cải bắp, cải xanh, rau muống nước) cho kết quả hàm lượng Cr, Ni cao gấp nhiều lần so với mẫu rau an toàn tương ứng [19]

Lê Huy Bá, Nguyễn Tứ, Lê Thọ, Nguyễn Văn Đệ (2000) đã nghiên cứu nồng độ các KLN trong môi trường đất và tác động của nó đến một số thực vật (cây lúa, cây rau muống) từ nước thải đô thị ở hạ lưu sông Sài Gòn (Nhà Bè) Kết quả đã cho thấy ô nhiễm KLN trong tầng đất mặt luôn cao hơn tầng dưới hay ô nhiễm KLN tăng theo từng ngày qua các nguồn bổ sung nên KLN ngày càng tích lũy cao trong đất vùng hạ lưu ngoại thành Tác giả đã có nhận xét rằng con đường xâm nhập và gây ô nhiễm KLN trong môi trường đất không chỉ là hấp phụ trao đổi với keo đất mà chủ yếu dưới dạng liên kết với các acid mùn fulvic Nghiên cứu đã chỉ ra ảnh hưởng của Pb2+, Cd2+ lên sự sinh trưởng của cây rau muống và cho thấy môi trường nước thải không hề ảnh hưởng lên bộ rễ, chiều cao thân và trọng lượng khô của thân cây rau muống Sức chống chịu của cây rau muống đối với độc tính Cd2+ thấp hơn so với Pb2+ và cho thấy rằng cây rau muống thích nghi cao với môi trường nhiễm

Pb [4]

Các nghiên cứu về đánh giá hàm lượng KLN trong đất nông nghiệp và rau xanh tại nước ta chủ yếu tập trung tại các thành phố lớn – nơi có hoạt động sản xuất công nghiệp phát triển Nước thải từ các KCN đã làm ô nhiễm các con sông – nguồn nước tưới tiêu quan trọng của người dân – từ đó đã gây nên việc tích lũy KLN trong đất canh tác và các loại cây lương thực, thực phẩm trồng trên đó

1.3 ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU

1.3.1 Đặc điểm tính chất của một số kim loại nặng

Kim loại nặng là những kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5g/cm3 Chúng có thể tồn tại trong khí quyển (dạng hơi), thủy quyển (các muối hòa tan), địa quyển (dạng rắn không tan, khoáng, quặng,…) và sinh quyển (trong

cơ thể người, động thực vật) Cũng như nhiều nguyên tố khác, các kim loại nặng có thể cần thiết cho sinh vật như cây trồng hoặc động vật, hoặc không cần thiết Những kim loại cần thiết cho sinh vật nhưng chỉ có nghĩa ―cần thiết‖ ở một hàm lượng nhất định nào đó, nếu ít hơn hoặc nhiều hơn thì lại gây tác động ngược lại Những kim loại không cần thiết khi vào cơ thể sinh vật, ngay cả ở dạng vết (rất ít) cũng có thể gây tác động độc hại [15]

Hình 1.2 Vòng tuần hoàn đơn giản của kim loại trong tự nhiên [15]

Theo Tessier (1979), KLN trong đất và trầm tích được chia thành 5 dạng chính: dạng trao đổi, dạng liên kết với cacbonat, dạng hấp phụ trên bề mặt oxit sắt – mangan, dạng liên kết với các hợp chất hữu cơ và dạng bền nằm trong cấu trúc của trầm tích [45]

Bảng 1.1 Nguồn gốc và độc tính của một số kim loại nặng

1

Luyện kim, khai thác mỏ, sản xuất sơn, đóng tàu, sản xuất hóa chất,…

Độc hệ thần kinh, suy thận, viêm đường hô hấp

Loãng xương, giảm chức năng thận, ung thư, tăng huyết áp

Chì là kim loại nặng có màu xám xanh, rất mềm có thể cắt bằng dao Pb

có khối lượng nguyên tử 207,21 và khối lượng riêng d =11,34 g/cm3 Pb khá phong phú trong tự nhiên và chiếm tỷ lệ khác nhau trong các loại khoáng vật [33]

Nguồn phát thải Pb nhân tạo chủ yếu là do quá trình khai khoáng, nấu quặng thường là PbS, chế tạo pin, chất dẻo tổng hợp, sản xuất ắc qui chì, hàn, sản xuất hóa chất, sản xuất đường ống, sơn, kim loại tấm, giấy kim loại,… Pb

là nguyên tố không thiết yếu với cơ thể sống Nó là chất độc thần kinh và xâm nhập vào cơ thể con người bằng nhiều con đường khác nhau: hô hấp, ăn uống, tiếp xúc qua da,… nhưng chủ yếu là từ thức ăn [29] Phần lớn người dân thành thị hấp thụ chì từ việc ăn uống (200-300 mg/ngày), nước và không khí cung cấp thêm 10 – 15 mg/ngày Từ tổng số chì hấp thụ này có 200mg Pb được tách ra còn 25mg được giữ lại trong xương môi ngày [5] Đặc tính nổi bật của Pb là sau khi xâm nhập vào cơ thể sống, nó ít bị đào thải mà tích tụ theo thời gian Khả năng loại bỏ Pb ra khỏi cơ thể rất chậm, chủ yếu qua nước tiểu Chu kì bán rã của Pb trong máu khoảng một tháng, trong xương từ 20 -

30 năm [16]

Chì kim loại và muối sunfua của nó được coi là không gây độc do cơ thể không thể hấp thụ, nhưng các hợp chất Pb tan trong nước thì rất độc Khi cơ thể nhiễm Pb sẽ gây ức chế một số enzym quan trọng của quá trình tổng hợp máu, gây cản trở quá trình tạo hồng cầu Khi hàm lượng chì trong máu đạt khoảng 0.3 ppm thì nó ngăn cản quá trình sử dụng oxi để oxi hóa glucozo, do

đó làm cơ thể mệt mỏi Ở nồng độ lớn hơn 0.8 ppm có thể gây bệnh thiếu máu

do thiếu hồng cầu [20] Hơn 90% lượng Pb tích lũy trong cơ thể là ở xương

và răng, kìm hãm quá trình chuyển hóa canxi bằng cách trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua kìm hãm chuyển hóa vitamin D Chì gây độc cả hệ thống thần kinh trung ương và thần kinh ngoại biên, tập trung trong đại não và nhân tế bào [29]

* Sự tồn tại và chuyển hóa của Pb trong đất và trong cây

Dạng hóa học của Pb trong đất chủ yếu là các muối dễ tan (clorua, bromua), hợp chất hữu cơ hấp phụ trên keo sét, axit humuc và các hợp chất

khó tan (cacbonat, hydroxyt,…) Điều kiện khí hậu hình thành đất ảnh hưởng rất lớn tới dạng tồn tại của Pb Trong đất vùng nhiệt đới, Pb tồn tại ở dạng hydroxyt là chủ yếu [33]

Trong tự nhiên Pb có nhiều dưới dạng PbS và bị chuyển hóa thành PbSO4 do quá trình phong hóa Pb2+ sau khi được giải phóng sẽ tham gia vào nhiều quá trình khác nhau trong đất như bị hấp phụ bởi khoáng sét, chất hữu

cơ hoặc oxit kim loại Hoặc bị cố định trở lại dưới dạng các hợp chất Pb(OH)2, PbCO3, PbS, PbO, Pb3(PO4)3OH Pb bị hấp phụ tro đổi chỉ chiếm tỷ

lệ nhỏ (<5%) hàm lượng chì trong đất Pb cũng có khả năng kết hợp với chất hữu cơ để hình thành các chất bay hơi như (CH3)4Pb Trong đất, Pb tồn tại khá bền vững dưới dạng các phức hệ với chất hữu cơ Pb2+ trong đất có khả năng thay thế ion K+

trong các phức hệ hấp phụ có nguồn gốc hữu cơ hoặc khoáng sét [33]

Mặc dù Pb xuất hiện rất tự nhiên trong cơ thể của nhiều loài thực vật nhưng nó không đóng vai trò quan trọng nào trong quá trình trao đổi chất Pb được hấp thu thụ động vào thực vật và tỷ lệ hấp thu bị giảm đi do bón vôi và nhiệt độ thấp Pb không bị hòa tan hoàn toàn trong đất nhưng nó vẫn được hấp thụ qua lông hút và được dự trữ trong thành tế bào Khi Pb ở dạng hòa tan trong dung dịch dinh dưỡng, rễ thực vật có khả năng hấp thụ một lượng lớn nguyên tố này, tỷ lệ hấp thu tỷ lệ thuận với việc tăng nồng độ chất dinh dưỡng trong dung dịch theo thời gian Sự di chuyển của Pb từ rễ đến các phần của thực vật trên mặt đất khá giới hạn, chỉ 3% Pb trong rễ được vận chuyển đến các phần non [33]

Một số nghiên cứu cho rằng Pb có ảnh hưởng độc trong một số quá trình quang hợp, sự phân bào, sự hấp thụ nước, tuy nhiên dấu hiệu độc trong thực vật là không đặc trưng Sự tích lũy sinh học cao nhất của Pb chủ yếu là qua lá [33]

b Cadimi (Cd) và độc tính của Cadimi

Cadimi thuộc nhóm II B của bảng phân loại tuần hoàn và là một kim loại quý hiếm, được xếp thứ 67 trong thứ tự của nguyên tố dồi dào [4] Trong vỏ trái đất Cd thường tồn tại dưới dạng khoáng vật như Grinolit (CdS), trong quặng Blende kẽm và Calanin có chứa khoảng 3% Cd Cd là nguyên tố tương đối hoạt động, trong không khí ẩm Cd bền ở nhiệt độ thường do có màng oxit bảo vệ Ion Cd2+ là loại ion rất độc, trong tự nhiên tồn tại dưới các dạng muối halogenua CdX2 và Cd(NO3)2 [16]

Cd được dùng trong công nghiệp luyện kim và chế tạo đồ nhựa, hợp chất của cadimi được dùng phổ biến để làm pin, ngoài ra còn được sử dụng trong một số hợp kim để sản xuất vòng bi ôtô và các động cơ khác [29] Các nguồn gây ô nhiễm Cd chính: hoạt động của núi lửa; khai thác mỏ kim loại và luyện kim; phế thải của các ngành công nghiệp có sử dụng Cd như nhựa, men, pin điện; phân bón hóa học; bùn thải;…

Cd có thể tích lũy trong thực vật trên một vài vùng đất bị ô nhiễm Sự tích lũy của nó trong nhóm cây thực phẩm ở mức độ cao là nguyên nhân lớn làm gia tăng ngộ độc thực phẩm Không có dấu hiệu bên ngoài cho thấy thực vật đã nhiễm độc Cd Tuy nhiên, nhiễm độc Cd biểu thị bệnh vàng lá, sự héo

và tình trạng ngưng phát triển nhưng lại hiếm khi tìm ra nguyên nhân [4] Các con đường hấp thụ Cd vào cơ thể người thông qua đường tiêu hóa

và đường hô hấp, trong đó chủ yếu là đường tiêu hóa Khả năng hấp thụ phụ thuộc vào hàm lượng Fe trong cơ thể, thiếu hụt Fe sẽ làm tăng khả năng hấp thụ Cd vào cơ thể [3] Phần lớn Cd xâm nhập vào cơ thể con người qua thức

ăn từ thực vật được trồng trên đất giàu Cd hoặc tưới bằng nước có chứa nhiều

Cd, hít thở bụi Cd thường xuyên có thể làm hại phổi, vào trong phổi Cd sẽ thấm vào máu và được phân phối đi khắp nơi Phần lớn Cd xâm nhập vào cơ thể con người được giữ lại ở thận và được đào thải, còn một phần ít (khoảng

1%) vẫn được giữ lại ở thận, do Cd liên kết với protein tạo thành metallotionein có ở thận Phần còn lại được giữ lại trong cơ thể và dần được tích lũy theo thời gian Khi lượng Cd được tích trữ lớn, nó có thể thế chỗ Zn2+trong các enzim quan trọng và gây rối loạn tiêu hóa và các chứng bệnh rối loạn chức năng thận, thiếu máu, tăng huyết áp, phá hủy tủy sống, gây ung thư [16]

c Crom (Cr) và độc tính của Crom

Crom là kim loại chuyển tiếp của khối D thuộc nhóm VIb của bảng tuần hoàn Cr có màu xám, cứng, mặt bóng, nhiệt độ nóng chảy cao, có thể đánh bóng tốt Nó xuất hiện ở trạng thái oxy hóa +2, +3 và +6 trong môi trường, trong đó +3 là ổn định nhất; các trạng thái khác như +1, +4 và +5 khá hiếm Các hợp chất của crom ở trạng thái oxy hóa +6 là những chất có tính oxi hóa mạnh Trong vỏ trái đất, Cr chiếm 6.10-3% tổng số nguyên tử Khoáng vật chính của Cr là sắt cromit [Fe(CrO2)2] [4, 32]

Phần lớn Cr trong môi trường là từ chất thải công nghiệp Cr thường được dùng để sản xuất các hợp kim với Ni và Mo và để sản xuất thép chống mòn Cr còn được dùng cho mạ tẩy trong công nghiệp da, dùng để pha sơn mực, làm cao su và gốm Trong nước Cr chỉ tồn tại ở hai dạng Cr3+ và Cr6+nhưng dạng Cr3+

thường gặp hơn [29] Trong đất, Cr chủ yếu có mặt ở dạng không hòa tan Cr(OH)3.H2O hoặc Cr(III) hút bám các hợp phần của đất, nó đi vào các mạch nước ngầm và được hấp thụ bởi thực vật [32]

Cr xâm nhập vào cơ thể người qua ba con đường: hô hấp, tiêu hóa và tiếp xúc trực tiếp qua da Trong đó con đường xâm nhập và đào thải Cr chủ yếu ở cơ thể là con đường thức ăn Các nghiên cứu cho thấy con người hấp thụ Cr6+ nhiều hơn Cr3+ và độc tính của Cr6+ cao hơn Cr3+ khoảng 100 lần [32] Sự hấp thụ Cr tùy thuộc vào trạng thái oxy hóa của chất đó Cr (VI) có thể hấp thụ qua dạ dày, ruột và có thể thấm qua màng tế bào [28] Cr có vai

trò quan trọng trong việc chuyển hóa glucozo; tuy nhiên với hàm lượng cao crom có thể làm kết tủa protein, các axit nucleic và ức chế hệ thống enzim cơ bản [19] Cr và các hợp chất của nó có thể gây ra các bệnh như: bệnh ngoài

da, viêm loét niêm mạc mũi (có thể loét đến xương nếu tiếp xúc trực tiếp), gây dị ứng (khi kết hợp với protein tạo thành phản ứng kháng nguyên), viêm phế quản, viêm thanh quản do niêm mạc bị kích thích, ung thư phổi, ung thư gan, viêm thận,…

1.3.2 Một số đặc điểm của cây rau muống

Về mặt phân loại học, cây rau muống có tên khoa học là Ipomoea

aquatica Forsh, thuộc họ Bìm bịp (Convolvulaceae), bộ Cà (Solanales), lớp

Hai lá mầm (Dicotyledoneae) Tên nước ngoài của cây rau muống là: water cress, water morning glory và swap cabbage [6]

Rau muống là loài thân thảo sống ở nước, mọc bò, bén rễ ở những chỗ mấu Thân hình trụ rỗng giữa, có nhiều đốt, đôi khi lá hình chi Lá mọc so le, hình mũi tên, dài 7 - 9cm, rộng 3.5 - 7cm, hai tai nhỏ ở gốc choãi ra, hai mặt nhẵn gần như cùng màu, gân gốc 7 - 9cm, cuống lá dài 3-6cm Cụm hoa ở kẽ

lá gồm 1 - 2 hoa màu hồng (trắng), đài hoa hình chén, tràng hoa hợp hình phễu, nhị không bằng nhau đính ở gốc tràng, bầu nhẵn [6]

Rau muống có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới châu Á, sau đó phát triển ra các vùng nhiệt đới khác, bao gồm cả châu Phi và vùng Trung Mỹ Hiện nay rau muống trở thành loại rau ăn quan trọng ở hầu hết các nước Đông Nam Á như Việt Nam, Lào, Campuchia, Thái Lan,… Rau muống được trồng bằng nhiều cách trong đó đáng chú ý là trồng bằng hạt và trồng bằng đoạn thân hay ngọn Ở Việt Nam, cả hai loại rau muống nói trên đều được trồng rộng rãi ở các địa phương Riêng rau muống hạt được trồng nhiều ở các tỉnh phía Nam Hiện nay chưa có con số thống kê đầy đủ về diện tích cũng như sản lượng rau muống [6]

Rau muống là loại cây ưa nước và ánh sáng Rau muống hạt mặc dù được trồng trên cạn nhưng phải tưới nước thường xuyên Cây thích nghi cao với điều kiện khí hậu nhiệt đới nóng ẩm Nhiệt độ thích hợp cho cây sinh trưởng phát triển là từ 23-30o

C, ở nhiệt độ dưới 20oC rau muống sinh trưởng kém Do đó rau muống thường được trồng vào cuối mùa xuân đầu mùa hè cho đến tận mùa thu Rau muống có khả năng tái sinh vô cùng khỏe Từ đoạn thân hay ngọn đem cắm xuống đất ẩm hoặc bùn nhanh chóng phát triển thành khóm rau muống mới Đặc biệt sau khi cắt ngọn chỉ cần 5 - 7 ngày sau rau muống tiếp tục một lứa ngọn mới Ngoài ra rau muống còn có khả năng sống nổi trên mặt nước do thân hình ống, rỗng ở giữa và chính nhờ khả năng sống nổi nhanh cây nhanh chóng phát triển thành từng mảng và gọi là rau muống

bè Rau muống bè thường chỉ được trồng từ rau muống tái hay rau muống xanh [6]

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của 100g rau muống

người bị bệnh đái tháo đường Ngoài ra rau muống còn có giúp chữa các bệnh như: loét do zona, giảm sốt, khó thở,… [23]

1.4 CƠ CHẾ HẤP THỤ KIM LOẠI NẶNG CỦA THỰC VẬT

Hầu hết các loài thực vật rất nhạy cảm với sự có mặt của các ion kim loại, thậm chí ở nồng độ rất thấp Tuy nhiên, vẫn có một số loài thực vật không chỉ có khả năng sống được trong môi trường ô nhiễm kim loại độc hại

mà còn có khả năng hấp thụ và tích lũy các kim loại này trong các bộ phận khác nhau của chúng Thực vật có nhiều cách phản ứng khác nhau đối với sự

có mặt của các ion kim loại trong môi trường Có nhiều giả thuyết đã được đưa ra để giải thích cơ chế vận chuyển, hấp thụ và loại bỏ kim loại nặng trong thực vật, ch ng hạn chúng hình thành một phức hợp tách kim loại ra khỏi đất, tích luỹ trong các bộ phận của cây, sau đó được loại bỏ qua lá khô, rửa trôi qua biểu bì, bị đốt cháy hoặc đơn thuần là phản ứng tự nhiên của cơ thể thực

vật

Có 4 giả thiết về cơ chế hấp thụ kim loại nặng của thực vật [25]:

Giả thuyết sự hình thành phức hợp: cơ chế loại bỏ các kim loại độc của

các loài thực vật bằng cách hình thành một phức hợp Phức hợp này có thể là

chất hoà tan, chất không độc hoặc là phức hợp hữu cơ - kim loại được chuyển đến các bộ phận của tế bào có các hoạt động trao đổi chất thấp (thành tế bào, không bào), ở đây chúng được tích luỹ ở dạng các hợp chất hữu cơ hoặc vô cơ bền vững

Giả thuyết về sự lắng đọng: các loài thực vật tách kim loại ra khỏi đất, tích luỹ trong các bộ phận của cây, sau đó được loại bỏ qua lá khô, rửa trôi qua biểu bì hoặc bị đốt cháy

Giả thuyết hấp thụ thụ động: sự tích luỹ kim loại là một sản phẩm phụ của cơ chế thích nghi đối với điều kiện bất lợi của đất (ví dụ như cơ chế hấp thụ Ni trong loại đất serpentin)

Sự tích luỹ kim loại là cơ chế chống lại các điều kiện stress vô sinh hoặc hữu sinh: hiệu lực của kim loại chống lại các loài vi khuẩn, nấm ký sinh và các loài sinh vật ăn lá đã được nghiên cứu

Theo Lê Huy Bá, con đường xâm nhập của độc chất vào cơ thể thực vật

Trường hợp 2: là sự xâm nhập đơn thuần do khuếch tán từ nồng độ độc cao trong dung dịch đất vào cơ thể thực vật Hiện tượng này xảy ra mạnh khi

sự đề kháng của cây không còn nữa, khả năng hấp thụ có chọn lọc của cây đã mất hoặc yếu h n đi

1.5 TỔNG QUAN VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU

Hiện nay Hòa Liên vẫn là một xã miền núi, nhân dân chủ yếu sống bằng nghề nông, lao động chủ yếu làm việc trong các ngành nông, lâm, thủy sản; một bộ phận khác làm việc trong các các khu công nghiệp Xã Hòa Liên có cơ cấu kinh tế, cơ cấu lao động chậm chuyển đổi, ngành nông nghiệp vẫn chiếm

tỷ trọng cao

Theo Niên giám thống kê huyện Hòa Vang năm 2012, xã Hòa Liên có diện tích tự nhiên là 39.5 km2, dân số trung bình đạt 13478 người và có mật