An toàn thực phẩm đề tài tồn dư kim loại nặng trong đất trồng và nước tưới đến chất lượng attp của sản phẩm rau quả (asen, cadmi)

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM AN TOÀN THỰC PHẨM Đề tài : Tồn dư kim loại nặng trong đất trồng và nước tưới đến chất lượng ATTP của sản phẩm rau quả Asen, Cadmi G

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

AN TOÀN THỰC PHẨM

Đề tài : Tồn dư kim loại nặng trong đất trồng và nước tưới đến chất lượng ATTP của sản phẩm rau quả (Asen, Cadmi)

Giảng viên hướng dẫn : Ths Nguyễn Vĩnh Hoàng Lớp : K64CNTPC

Nhóm môn học : 03 Nhóm sinh viên thực hiện : 06

Hà Nội 2021

Danh sách thành viên nhóm

1 Vũ Thị Hải Linh 642191 K64CNTPC 10

2 Bùi Thành Long 655406 K65CNSTHA 8,5

3 Lê Văn Long 642306 K64CNTPC 8,5

4 Phạm Văn Long 643130 K64CNTPC 8,5

5 Phạm Việt Long 645586 K64CNTPC 8,5

6 Lê Thị Luyến 645838 K64CNTPC 9,5

7 Hoàng Thị Lương 646982 K64CNTPC 9,5

8 Nguyễn Thị Hương Ly 645434 K64CNTPC 8,5

9 Vũ Thị Ly 643080 K64CNTPC 8,5

10 Lý Ngọc Mai 645545 K64CNTPC 10

11 Vũ Thị Nhật Mai 646988 K64CNTPC 10

I Đặt vấn đề

Trong khi xã hội đang ngày càng phát triển thì nhu cầu ăn uống của con người cũng theo đó mà tăng lên và chúng ta ngày càng chú trọng về vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm Một trong những thực trạng về vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm hiện nay là sử dụng nguồn đất trồng và nước thải để trồng rau quả Mặc dù tận dụng nguồn đất trồng và nước thải để trồng cây, thì ngoài việc chúng có lợi về mặt chất dinh dưỡng thì tác hại của

nó lại lớn hơn rất nhiều Bởi vì, trong đó có chứa các thành phần kim loại nặng như asen,

cadmi, chì, kẽm, thủy ngân,… gây ảnh hưởng không nhỏ đến sức khỏe con người cũng

như môi trường sống xung quanh chúng ta Những chất hữu cơ thì có thể tự phân hủy khi

ra ngoài môi trường nhưng những kim loại nặng thì lại không như thế Chúng sẽ theo nguồn nước thải đi vào đất trồng, đi vào những mạch nước ngầm khác Tích tụ lâu dài ở trong những nguồn thực phẩm mà chúng ta sử dụng thông qua việc tưới tiêu, trồng trọt gây ra những hậu quả khó lường

Để có cái nhìn rõ ràng hơn về sự ảnh hưởng của kim loại nặng ( cụ thể là Asen và Cadmi ) đến sức khỏe con người và môi trường xung quanh, chúng ta hãy cùng tìm hiểu chủ đề “ Tồn dư kim loại nặng trong đất trồng và nước tưới đến chất lượng ATTP của sản phẩm rau quả ( Asen, Cadmi ) “

II Khái quát chung về kim loại nặng

Kim loại nặng được chia làm 3 loại : Các kim loại độc ( Hg, Cr, Pb, Zn, Cu, Ni, Cd, As, Co,….) ; những kim loại quý ( Pd, Pt, Ag,….) ; các kim loại phóng xạ ( U, Th, Ra,….) Kim loại nặng không bị phân hủy sinh

học, không độc khi ở dạng nguyên tố tự

do nhưng nguy hiểm đối với sinh vật

sống khi ở dạng cation ( các ion dương )

do khả năng gắn kết với các chuỗi

cacbon ngắn dẫn đến sự tích tụ trong cơ

thể sinh vật sau nhiều năm

Trong đó, các kim loại gây độc vẫn có

thể có trong cơ thể chúng ta nhưng với

một liều lượng rất thấp, nếu tích tụ nhiều

và lâu đài sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe

ASEN

Hình 2.1 : Hình ảnh về kim loại nặng

Asen là một á kim rất độc, được mệnh danh là “Vua của các chất độc” nó có thể giết chết ngay một người trưởng thành nếu uống một lượng bằng nửa hạt ngô (bắp) Asen ở dạng hợp chất hữu cơ ít độc hơn dạng hợp chất Asen vô cơ Asen là một nguyên tố không chỉ

có trong nước mà còn có trong không khí, đất, thực phẩm Asen và các hợp chất của nó được sử dụng như là thuốc trừ dịch hại, thuốc trừ cỏ, thuốc trừ sâu và trong một loạt các hợp kim

Hình 2.2 : Hình ảnh về Asen

Liều gây ngộ độc: Lượng ăn vào hàng tuần có thể chấp nhận được tạm thời 0,015 mg/kg

thể trọng (tính theo Arsen vô cơ) (theo QCVN 8-2: 2011/BYT); Liều gây ngộ độc cấp: 60mg As2O3

Liều chết người: 70 – 80mg As2O3 Canotte New Orleans Liều tối đa có thể chấp nhận hàng ngày cho một người lớn: 0.05mg/kg thể trọng (theo GS -TS Trần Đáng)

Bảng : Lượng ăn vào hàng tuần có thể chấp nhận được tạm thời

Cadmi là một kim loại nặng hiện diện

trong đất, ít khi dưới dạng tinh chất ,

nhưng thường phối hợp với nhiều thành

phần khác, để cho ra nhiều dạng khác

nhau như cadmium oxide, cadmium

sulfate ,

Cadimi là kim loại có độc tính cao đối

với động vật thủy sinh và con người

Liều gây ngộ độc nghiêm trọng từ 10mg

Nhiễm độc Cadimi xảy ra tại Nhật ở

dạng bệnh “itai itai” hoặc “Ouch Ouch”

làm xương trở nên giòn, ở nồng độ cao

Cadimi còn gây đau thận, thiếu máu và

phá hủy tủy xương

III. Thực trạng hiện nay và nguyên nhân

Hình 2.3 : Hình ảnh về Cadmi

Kim loại nặng trong nước ở rất nhiều nơi đang vượt quá nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép Nguyên nhân gây nên sự ô nhiễm là do nước thải sinh hoạt, nước thải của các sông nhánh không xử lý Quá trình sản xuất đóng góp một lượng đáng kể vào sự gia tăng hàm lượng kim loại nặng trong nước

Hiện nay ở Việt Nam vấn đề ô nhiễm môi trường nước còn xảy ra khá nghiêm trọng ở các làng nghề tái chế kim loại Theo một số nghiên cứu thì hàm lượng các kim loại nặng trong nước thải của các làng nghề tái chế kim loại đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép và đều thải trực tiếp vào môi trường mà không qua xử lý Đây là nguy cơ gây ô nhiễm môi trường đất và các nguồn nước mặt trong khu vực

Ví dụ: Sông Nhuệ lấy nước từ sông Hồng qua cống Liên Mạc để tưới cho hệ thống thủy

nông Đan Hoài Dọc theo sông Nhuệ còn có rất nhiều nhà máy, xí nghiệp, làng nghề thủ công sản xuất và chế biến kim loại Những kim loại này thường theo dòng chảy xuống nước và lắng đọng xuống bùn ở đáy sông

Hình 3.1 : Thực trạng về kim loại nặng trong ở các sông hồ

Một thực trạng diễn ra phổ biến hiện nay là người trồng rau thường dùng nước ô nhiễm

từ các dòng sông, nước thải sinh hoạt, nước cống rãnh bẩn để tưới cho rau Nếu dùng nguồn nước này tưới thường xuyên, lá và thân rau sẽ bị tích lũy kim loại nặng

Một số khảo sát cho thấy 98% lượng cadimi ăn phải có nguồn gốc từ thực phẩm trên cạn, 1% là thực phẩm thủy sản, 1% từ nước uống

Năm 2016: 8 tấn cá (cá mu, cá hồng…)

được đánh bắt từ vùng biển Hà Tĩnh và

Quảng Bình sau khi đưa mẫu đi kiểm tra,

kết quả cho thấy tất cả số cá này có hàm

lượng kim loại nặng cadimi vượt ngưỡng

cho phép Rất may là phát hiện sớm và

được tiến hành tiêu huỷ kịp thời Đầu

năm 2013, phát hiện 8 trong số 18 loại

gạo này có chứa một lượng lớn cadmi ở

Quảng Châu ( Trung Quốc) Đồng thời

kết quả kiểm tra các mẫu đất tại Trung

Quốc từ năm 2005-2013 cho thấy khoảng

16,1% diện tích đất nói chung và 19,4%

diện tích đất trồng trọt bị ô nhiễm Theo

điều tra của Bộ Bảo vệ Môi trường, Bộ

Đất đai và Tài nguyên, hơn 80% đất đai ô

nhiễm là do chất độc vô cơ gây ra, trong

đó 3 chất phổ biến là cadmi, niken và

thạch tín Trong khi đó, tại Việt Nam,

năm 2014 một khảo sát, nghiên cứu của

một nhóm nhà khoa học thuộc Trường

ĐH Y Hà Nội: có tới 98% mẫu thủy sản

ở các ao hồ Hà Nội bị nhiễm kim loại nặng như chì, thủy ngân, asenic, cadmium… Trong đó đặc biệt là cua

Hình 3.2 : Thực trạng về kim loại nặng trong rau quả

Cadimi, arsen là chất độc rất có hại cho sức khỏe của con người, vật nuôi Những nguyên

tố trên có thể được tìm thấy trong các sản phẩm rau củ quả Có nhiều nguồn gây nhiễm khác nhau, có thể do bản chất tự nhiên của cây trồng, có thể do các hoạt động nhân sinh của con người

Nguyên nhân gây nhiễm kim loại nặng trong đất trồng

- Việc bón phân hóa học đã và đang cung cấp một lượng đáng kể kim loại nặng vào đất trồng, Cadimi và asen tồn tại trong thành phần của phân hoặc có sẵn trong thành phần của khoáng chất hoặc được đưa thêm vào như là một nguồn vi dinh dưỡng cho cây trồng và vật nuôi

Ngoài ra phân thải từ chăn nuôi công nghiệp có thể chứa hàm lượng nhất định kim loại khác nhau Hàm lượng kim loại trong phân này phụ thuộc vào thức ăn chính hoặc chất trộn cho gia súc Cadmi trong phân gà công nghiệp chứa một hàm lượng đáng kể so với các loại phân khác.Từ đó cho thấy kim loại nặng tồn tại trong phân nên hàm lượng trong đất trồng thường tăng theo thời gian

Ví dụ: xà lách có đặc tính rất thích thu Cadimi.

Hình 3.3 : Nguyên nhân gây nhiễm kim loại nặng trong đất trồng

- Kim loại nặng còn tích lũy một cách tự nhiên từ không khí và nước mưa, đặc biệt khi chúng có nguồn gốc từ các khu khai thác mỏ, khu công nghiệp hoặc ở các khu vực nông nghiệp thâm canh hoặc nước sông ở cuối dòng của các khu vực nói trên để tưới cho cây trồng bởi vì đây là những nguồn nước có thể bị nhiễm bẩn kim loại

- Ngoài ra có một số loại rau quả có đặc tính thích thu các kim loại nặng khiến cho việc lây nhiễm trở nên dễ dàng và mức độ lây nhiễm tăng cao

Nguyên nhân gây nhiễm kim loại nặng trong nước

Hình 3.4 : Nguyên nhân gây nhiễm kim loại nặng trong nước

Do nước thải từ các hoạt động sản xuất của con người, chưa được xử lý, hoặc xử lý chưa đạt yêu cầu đã thải thẳng ra ngoài môi trường Khi nguồn nước mặt bị ô nhiễm sẽ khiến các chất ô nhiễm thấm dần vào mạch nước ngầm, khiến nguồn nước bị nhiễm kim loại

Do các yếu tố tự nhiên, điều kiện thổ nhưỡng, chứa các kim loại trong lòng đất

IV. Biểu hiện, triệu chứng của tồn dư kim loại nặng trong đất trồng, nước tưới ảnh hưởng đến chất lượng ATTP của sản phẩm rau quả

Cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp hiện đại,phân bón hóa học ngày càng được sản xuất và mua bán nhiều Người dân lợi dụng phân bón hóa học đối với cây trồng một cách tối đa Đây cũng là nguyên nhân chính dẫn đến sự tồn dư kim loại nặng trong đất tiêu biểu là asen và cadimi

Việc tồn dư kim loại nặng trong đất và nước ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng an toàn thực phẩm rau ,quả như: làm hư hỏng rau ,quả ; làm giảm vitamin có trong các loại rau quả ( C,B, ); cây chậm phất triển, có màu tối hơn bình thường,

ASEN

Hình 4 : Hình ảnh về tồn dư kim loại nặng trong đất trồng và nước tưới

Arsen được nhiều người biết đến do tính độc của một số hợp chất có trong nó Sự có mặt của Asen trong đất ảnh hưởng đến sự thay đổi pH, khi độc tố Asen tăng lên khiến đất trồng trở nên chua hơn, nồng độ pH < 5 khi có sự kết hợp giữa các loại nguyên tố khác nhau như Fe, Al Chất độc ảnh hưởng từ Asen làm giảm đột ngột sự chuyển động trong nước hay làm đổi màu của lá kéo theo sự chết lá cây, hạt giống thì ngừng phát triển Cây đậu và những cây họ Đậu rất nhạy cảm đối với độc tố Asen

CADMI

Cadimi có trong đất và nước tích tụ vào trong cây trồng đi vào chuỗi thực phẩm Thực phẩm được xem là nguồn gây nhiễm cadimi chính đối với người không hút thuốc Các loại rau xanh, đậu phộng, đậu nành, hạt hướng dương, khoai tây và các loại ngũ cốc, tinh bột Một số cây trồng như lúa có thể chứa hàm lượng cadimi cao nếu được trồng trên đất

bị nhiễm cadimi nặng

Nhiễm Cadimi từ nước uống thường không đáng kể so với các nguồn khác từ chế độ ăn uống Tuy nhiên, các tạp chất trong ống dẫn mạ kẽm, chất hàn trong các phụ kiện, các bình nước nóng, nước lạnh và vòi nước đôi khi gây ra việc tăng hàm lượng cadimi trong nước uống

V. Hậu quả đối với con người

Các loại thực phẩm đặc biệt là các loại rau quả bị tích tụ lâu đến một hàm lượng nhất định sẽ gây ảnh hưởng đến sự phát triển của cây, giảm năng suất cây trồng Theo đó nguồn thực phẩm đi đến tay người tiêu dùng sẽ gây ảnh hưởng sức khỏe con người theo chiều hướng ngộ độc cấp tính và ngộ độc mãn tính Đặc biệt là kim loại nặng Asen và Cadmi

Asen

Arsen là một trong những nguyên tố thuộc nhóm kim loại nặng, có chứa độc tố cực mạnh gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người Một lượng nhỏ Asen trong thực phẩm không gây

ra vấn đề sức khỏe ngay lập tức, nhưng nếu tiếp xúc lâu dài có thể gây ra ung thư phổi, thận, da, ung thư bàng quang, cản trở sản sinh estrogen và testosteronc cũng như với các hormon điều tiết sự trao đổi chất và hệ thống miễn dịch

Asen là một chất gây ô nhiễm rộng rãi xảy ra cả trong tự nhiên lẫn do hoạt động của con người Thực phẩm là nguồn tiếp xúc chính Kim loại nặng Asen thường tích lũy nhiều nhất trong các loại rau họ cải Nhiễm độc Asen trong thời gian dài làm tăng nguy cơ gây

ung thư bàng quang, thận, gan và phổi Asen còn gây ra những chứng bệnh tim mạch như cao huyết áp, tăng nhịp tim và các vấn đề thần kinh

Ví dụ : Asen vô cơ tồn tại trong đất rất thu hút các hợp chất lưu huỳnh trong rau cải, cùng

với các loại rau họ cải khác, bao gồm cải xoăn, bông cải xanh, súp lơ Theo các nhà nghiên cứu, hàm lượng asen ở những người thường ăn giá sống cao hơn 10,4% so với những người không ăn hoặc ăn ít hơn một lần một tháng

Hình 5.1: Hình ảnh về Asen ảnh hưởng đến con người

Người bị ngộ độc cấp tính bởi Asen sẽ có

triệu chứng như khát nước dữ dội, đau

bụng, nôn mửa, tiêu chảy, mạch đập yếu,

mặt nhợt nhạt rồi thâm tím, bí tiểu và tử

vong nhanh Người uống nước ô nhiễm

asen lâu ngày sẽ có các đốm sẫm màu

trên thân thể hay đầu các chi, niêm mạc

lưỡi hoặc sừng hoá da, gây sạm và mất

sắc tố, bệnh Bowen (biểu hiện đầu tiên là

một phần cơ thể đỏ ửng, sau đó bị chảy

nước và lở loét); Bệnh sừng hoá da

thường xuất hiện ở tay, chân, lòng bàn

tay, gan bàn chân – phần cơ thể cọ xát

nhiều hoặc tiếp xúc ánh sáng nhiều lâu

ngày sẽ tạo thành các đinh cứng màu

trắng gây đau đớn Bệnh đen và rụng

móng chân có thể dẫn đến hoại tử, rụng

dần từng đốt ngón chân

Hình 5.2 : Hậu quả của Asen đến sức khỏe của con người

Sau 15 – 20 năm kể từ khi phát hiện, người nhiễm độc Asen (thạch tín) sẽ chuyển sang ung thư và chết

Đối với kim loại Cadmi trong môi trường thường không

độc hại nhiều nhưng nguy hại chính đối với sức khỏe con

người từ Cadmi là sự tích tụ mãn tính của nó ở trong

thận Ở đây, nó có thể gây ra rối loạn chức năng nếu tập

trung ở trong thận lên trên 200mg/kg trọng lượng tươi

Thức ăn là con đường chính mà Cadmi đi vào cơ thể

nhưng việc hút thuốc lá cũng là nguồn ô nhiễm kim loại

nặng Những người hút thuốc lá có thể thấm vào cơ thể

lượng Cadmi dư thừa từ 20-35 mgCd/ngày Hình 5.3 : Hậu quả của Cadmi đến con người Cadmi đã được tìm thấy trong protein ở trong các khối của cơ thể Và những protein này

có thể tìm thấy trong nấm, lúa mì, cải bắp và các loại thực vật khác Cd là một loai kim loại nặng có hại vào cơ thể qua thực phẩm và nước uống, Cd dễ dàng chuyển từ đất lên rau xanh và bám chặt ở đó Khi xâm nhập vào cơ thể Cadmi sẽ phá hủy thận

Nhiễm Cadmi sẽ gây các bệnh về xương như loãng xương, tạo các vết nứt ở cổ xương đùi

do rối loạn quá trình chuyển hóa canxi, xảy ra ở phụ nữ sau khi mãn kinh, gây đau dữ dội

ở xương chậu và hai chân Rối loạn tiêu hóa, tạo các vết đổi màu trên da Hít phải Cadmi

sẽ làm hỏng các tế bào phế nang, gây phù phổi và các bệnh về phổi Gây tăng huyết áp, ung thư (ung thư tinh hoàn, ung thư tiền liệt tuyến, ung thư phổi)

Hình 5.4 : Ảnh hưởng của Cadmi đến sức khỏe

VI. Biện pháp phòng ngừa

Giải pháp làm giảm tồn dư kim loại nặng trong đất trồng và nước tưới đến chất lượng

ATTP của sản phẩm rau quả ( Asen và Cadmi )

1 Đối với đất

Theo phương án thông thường, ở trường hợp ô nhiễm nhẹ hoặc mới bị lây nhiễm người ta

có thể :

+ Bón vôi : Đất chua ( độ pH thấp ) làm tăng tính di động của các kim loại trong đất Bón

thêm vôi cho đất sẽ giảm đáng kể sự giải phóng Cadmi và những kim loại nặng khác từ đất, từ đó giảm mức hấp thu của cây trồng cũng như sinh vật

Hình 6.1 : Bón vôi

+ Bón thêm sét ( Đối với đất cát ) để rắc thêm đất sét làm giảm việc hấp phụ kim loại

bởi thực vật, đặc biệt nếu đất sét có tính kiềm

Hình 6.2 : Bón thêm sét

Cày sâu : Canh tác đất sâu hơn làm tăng sinh khối của đất.

+ Tăng hàm lượng vật chất hữu cơ : Duy trì hoặc tăng hữu cơ sạch trong đất bằng cách

trả lại tàn dư thực vật, bón thêm các phân chuồng truyền thống, vùi rơm rạ cũng có thể