đánh giá sự tích lũy kim loại nặng (as, cd, pb) trong đất trồng rau ở huyện đông anh, thành phố hà nội

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng - Xác định hàm lượng As, Cd, Pb tổng số trong đất, trong rau và trong nước tưới - Đưa ra các đề xuất canh tác rau an toàn nhằm hạn chế sự tích lũy As,

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS Trần Khắc Hiệp

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU iv

DANH MỤC BẢNG v

DANH MỤC HÌNH vii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 4

1.1 Điều kiện tự nhiên, cơ cấu sản xuất rau của vùng nghiên cứu 4

1.2 Quy định sản xuất rau an toàn 7

1.2.1 Khái niện về “rau ran toàn” 7

1.2.2 Yêu cầu chất lượng của rau an toàn 7

1.2.3 Hướng dẫn thực hành VietGAP trên rau 8

1.3 Các nghiên cứu về As liên quan đến môi trường và sức khỏe cộng đồng 11

1.3.1 Độc tính As 11

1.3.2 Các nghiên cứu về As 12

1.3.3 Nguồn gây ô nhiễm As trong đất 18

1.3.3.1 Hàm lượng As trong đá mẹ 18

1.3.3.2 Sử dụng phân bón, thuốc bảo vệ thực vật 18

1.3.3.3 Sử dụng nước tưới 20

1.4 Các nghiên cứu về Cd liên quan đếm môi trường và sức khỏe con người 21

1.4.1 Độc tính Cd 21

1.4.2 Các nghiên cứu về Cd 22

1.4.3 Nguồn gây ô nhiễm Cd trong đất 27

1.4.3.1 Bản chất đá mẹ 27

1.4.3.2 Sử dụng phân bón 29

1.4.3.3 Sử dụng nước tưới 31

1.5 Các nghiên cứu về Pb liên quan đến môi trường và sức khỏe con người 31

1.5.1 Độc tính Pb 31

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

1.5.3.1 Bản chất đá mẹ 37

1.5.3.2 Sử dụng phân bón hóa học và thuốc trừ sâu 39

1.5.3.3 Nguồn gây ô nhiễm do nước tưới 40

1.6 Các phương pháp xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong đất 41

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 46

2.1 Đối tượng và nội dung nghiên cứu 46

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 46

2.1.2 Nội dung nghiên cứu 46

2.2 Phương pháp nghiên cứu 46

2.2.1 Phương pháp ngoài thực địa 46

2.2.2 Phương pháp bảo quản và xử lý mẫu đất và phân tich mẫu 47

2.2.3 Địa điểm lấy mẫu đất, rau, nước ở vùng nghiên cứu 48

2.2.4 Phương pháp xử lý số liệu 50

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 51

3.1 Hiện trạng sản xuất rau tại huyện Đông Anh, Hà Nội 51

3.1.1 Tình hình sản xuất rau 51

3.1.2 Sử dụng phân bón, hợp chất BVTV vùng sản xuất rau Đông Anh 53

3.2 Đánh giá hàm lượng As, Cd, và Pb trong đất 56

3.3 Hàm lượng As, Cd, Pb trong nước tưới trồng rau 60

3.4 Đánh giá hàm lượng As, Cd, và Pb trong một số loại rau 61

3.5 Hàm lượng kim loại nặng bổ sung từ nguồn phân bón 67

3.6 Giải pháp sản xuất rau hạn chế nhiễm kim loại nặng 69

3.6.1 Giải pháp kỹ thuật 69

3.6.2 Giải pháp kinh tế 70

3.6.3 Giải pháp quản lý 71

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 72

Kết luận 72

Kiến nghị 73

PHỤ LỤC 76

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1: Đánh giá nhu cầu tiêu thụ rau của Hà Nội các năm 2000, 2005, 2010 1

Bảng 2: Hàm lượng As ở lớp đất mặt ở nơi có biểu hiện ô nhiễm 12

Bảng 3: Hàm lượng As trong đất bề mặt ở một số nước (ppm) 13

Bảng 4: Hàm lượng Arsen trong các bộ phận khác nhau của cây (ppm) 15

Bảng 5: Hàm lượng KLN trong mẫu rau ở Vân Nội, Đông Anh (mg/kg rau tươi) 16

Bảng 6: Kết quả phân tích hàm lượng As trung bình trong đất, nước và rau 17

Bảng 7: Hàm lượng Asen trong một số loạt đá chính và đất 18

Bảng 8: Hàm lượng một số KLN trong một số phân bón thông thường 19

Bảng 9 : Hàm lượng Cd (mg/kg) trong đất tầng mặt ở một số nước trên thế giới 22

Bảng 10: Hàm lượng Cd trung bình trong một số cây thực phẩm (ppm) 23

Bảng 11: Hàm lượng Cd trung bình trong đất và rau ở Hà Nội 25

Bảng 12: Lượng chứa Cd trong một số mẫu chất 28

Bảng 13: Hàm lượng Cd trong một số loại phân bón 30

Bảng 14 : Hàm lượng Cd trong mẫu phân ở một số tỉnh miền Bắc Việt Nam 30

Bảng 15: Hàm lượng Pb ở những vùng khác nhau ở Nam Ninh, Trung Quốc 34

Bảng 16: Hàm lượng chì trong cây thực phẩm (ppm) 35

Bảng 17: Hàm lượng chì trong hạt ngũ cốc (ppm chất khô) 35

Bảng 18: Kết quả phân tích hàm lượng Pb trong đất tại vùng ngoại thành 36

Bảng 19: Hàm lượng Pb trong các loại đá hình thành đất quan trọng 38

Bảng 20: Hàm lượng Pb trong một số loại đá chủ yếu 38

Bảng 21:Hàm lượng Pb trong một số chất dùng làm phân bón trong nông nghiệp 39

Bảng 22: Hàm lượng Pb trong một số loại phân bón và thuốc BVTV 40

Bảng 23: Danh sách mẫu đất, mẫu rau 49

Bảng 24: Diện tích, năng suất, sản lượng rau các loại của Đông Anh năm 2012 51

Bảng 25: Năng suất và lượng phân bón của một số cây trồng chính (/ha/năm) 54

Bảng 26: Lượng phân bón trên đất trồng rau theo các địa bàn sản xuất (/ha/năm) 55

Bảng 27: Hàm lượng As, Cd, và Pb trong đất của huyện Đông Anh 56

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

Bảng 28: Hàm lượng Cd và Pb trong mẫu nước của huyện Đông Anh 60

Bảng 29: Hàm lượng As trong mẫu rau một số xã trồng rau của huyện 62

Đông Anh 62

Bảng 30: Hàm lượng Cd trong mẫu rau một số xã trồng rau của huyện 64

Đông Anh 64

Bảng 31: Hàm lượng Pb trong mẫu rau một số xã trồng rau của huyện 66

Đông Anh 66

Bảng 32: Hàm lượng Cd và Pb trong phân bón được sử dụng canh tác rau tại huyện Đông Anh 68

Bảng 33: Hàm lượng Cd và Pb trong phân lân được bón vào trong đất trồng rau tại huyện Đông Anh 69

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

DANH MỤC HÌNH

Hình 1: Vòng tuần hoàn Cd trong hệ thống nông nghiệp 28

Hình 2: Đồ thị hàm lƣợng As trong đất trồng rau của huyện Đông Anh 58

Hình 3: Đồ thị hàm lƣợng Cd trong đất trồng rau của huyện Đông Anh 59

Hình 4: Đồ thị hàm lƣợng Pb trong đất trồng rau của huyện Đông Anh 60

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài

Rau là loại thực phẩm rất cần thiết cho đời sống của con người Không một loại thực phẩm nào có thể thay thế vị trí quan trọng của cây rau trong khẩu phần ăn hàng ngày Nó cung cấp chất dinh dưỡng bao gồm: vitamin; hydratcacbon; protein, muối khoáng (cả đa lượng và vi lượng) trong bữa ăn hàng ngày của mọi người dân từ nông thôn đến thành thị

Bảng 1: Đánh giá nhu cầu tiêu thụ rau của Hà Nội các năm 2000, 2005, 2010

Lượng tiêu thụ (tấn/ngày)

Năm

Tổng lượng rau tiêu thụ của thành phố 572,88 645,84 753,00

Tổng lượng rau tiêu thụ ở nội thành 262,57 296,01 345,13

Tổng lượng rau tiêu thụ ở ngoại thành 310,31 349,83 407,87

Nguồn: Tạ Thu Cúc và các cộng sự (2000)

Rau là một loại hàng hóa mà người dân thủ đô không tự trồng được, họ phải mua ngoài chợ, siêu thị… từ nơi khác mang tới như: Đông Anh, Thanh Trì, Hoài Đức, Hưng Yên …và cả rau Trung Quốc Nguồn gốc xuất xứ rau như thế nào, có an toàn hay không thì thực sự họ không biết, hoặc có biết xuất xứ thì cũng không rõ ràng Chỉ đến khi chế biến rau thành các món ăn, chúng đi vào cơ thể, khi đó các biểu hiện ngộ độc mới xảy ra, dân gian gọi đó là ngộ độc thức ăn Có hai loại ngộ độc chính là ngộ độc cấp tính và ngộ độc mãn tính Ngộ độc cấp tính là do một lượng lớn các chất độc đi vào cơ thể cùng một lúc nên biểu hiện rất rõ ràng như: nôn mửa, ngất sửu….Ngộ độc mãn tính khó nhận biết hơn, hàng ngày một lượng chất độc đi vào cơ thể lâu dài, số lượng ít một nên biểu hiện kín đáo: Nhức đầu,

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

dần dần, độc chất kim loại nặng trong rau đi vào cơ thể con người theo cơ chế gây độc này

Đất bị ô nhiễm kim loại nặng chủ yếu do hoạt động của các khu công nghiệp, do lưu thông buôn bán hàng hóa, do nhu cầu sinh hoạt của con người và do kỹ thuật canh tác hiện đại sử dụng nhiều loại phân bón lá, kích thích tăng trưởng, thuốc bảo

vệ thực vật trên các loại rau quả Kim loại nặng trong đất nói chung và điển hình là

As, Cd và Pb nói riêng là những nguyên tố vết có độc tính rất cao, nó tích lũy hoặc gây hại trực tiếp cho cây rau và theo chuỗi thức ăn đi vào cơ thể con người

Đối với sức khỏe con người thì kim loại nặng có những ảnh hưởng khác nhau phụ thuộc vào bản chất của từng nguyên tố như: Pb được ghi nhận là mối nguy hiểm đối với sức khoẻ cộng đồng bởi độc tính của nó, đặc biệt là trẻ nhỏ Pb làm giảm chỉ số IQ, suy giảm thính giác, phù nề não, các bệnh về tim phổi, thận, máu …Khi bị nhiễm Cd, người ta có thể bị nôn mửa, ỉa chảy, rỏ nước dãi, hay co giật Nhiễm độc As gây ra cho con người nhiều bệnh hiểm nghèo như: ung thư da, phổi và ung thư các cơ quan nội tạng khác

Ở Việt Nam những năm gần đây, ô nhiễm kim loại nặng trong đất nói chung và trong đất trồng rau nói riêng đã và đang được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm Song phần nhiều mới chỉ là những nghiên cứu về hiện trạng mà chưa đưa được phương pháp canh tác nhằm hạn chế sự tích lũy kim loại nặng trong cây rau

Huyện Đông Anh có diện tích trồng rau cả năm 2012 toàn huyện đạt 2565 ha với năng suất bình quân 241,7 tạ/ha trong có 787 ha rau an toàn (chiếm 30,68%), gần 60% diện tích đất trồng rau còn lại chưa được kiểm soát, đánh giá Do vậy, việc

“Đánh giá sự tích lũy kim loại nặng (As, Cd, Pb) trong đất trồng rau ở huyện Đông Anh, thành phố Hà Nội” là rất cần thiết để làm cơ sở khoa học cho việc

kiểm soát phẩm chất nguồn rau đảm bảo an toàn thực phẩm cho người dân

Mục đích, yêu cầu nghiên cứu

- Đánh giá hiện trạng sản xuất rau ở huyện Đông Anh - Hà Nội

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

- Xác định hàm lượng As, Cd, Pb tổng số trong đất, trong rau và trong nước tưới

- Đưa ra các đề xuất canh tác rau an toàn nhằm hạn chế sự tích lũy As, Cd,

Pb trong rau

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

- Đánh giá được thực trạng hàm lượng As, Cd, Pb trong đất, trong rau và cảnh báo ô nhiễm As, Cd, Pb đề xuất hướng giải quyết nhằm giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm As, Cd, Pb trong đất trồng rau ở Đông Anh, Hà Nội

- Cung cấp số liệu đủ tin cậy về hàm lượng As, Cd, Pb trong đất và trong rau

ở Đông Anh, Hà Nội

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1.1 Điều kiện tự nhiên, cơ cấu sản xuất rau của vùng nghiên cứu

Vị trí địa lý: Đông Anh là huyện ngoại thành của thành phố Hà Nội, cách thủ

đô Hà Nội 20 km về phía Bắc, có tổng diện tích tự nhiên 18.230,32 ha Đông Anh

có hệ thống giao thông thuận lợi, là cầu nối giữa cảng hàng không quốc tế Nội Bài

và thành phố Hà Nội Trên địa bàn có hệ thống Sông Hồng và Sông Đuống chạy dọc theo hướng Tây - Nam của huyện, ranh giới của huyện bao gồm:

- Phía Bắc giáp với huyện Sóc Sơn

- Phía Nam giáp tỉnh Vĩnh Phúc

- Phía Tây Nam giáp với Sông Hồng, Sông Đuống và nội thành Hà Nội

- Phía Đông giáp với Bắc Ninh

Trên địa phận huyện có các tuyến đường bộ: đường cao tốc Bắc Thăng Long Nội Bài, đường Quốc lộ số 3, đường 23b, các tuyến đường sắt Hà Nội - Đông Anh - Lào Cai, Hà Nội - Đông Anh - Thái Nguyên chạy qua, do đó Đông Anh có nhiều điều kiện để phát triển về mọi mặt và giao lưu kinh tế với các vùng khác

Đặc điểm địa hình: Đông Anh là một huyện đồng bằng với địa hình tương

đối bằng phẳng, có hướng thoải từ Tây Bắc xuống Đông Nam Các xã phía Tây Bắc của huyện như Bắc Hồng, Nguyên Khê, Kim Chung, Kim Nỗ, Vân Nội, Tiên Dương có địa hình tương đối cao, phần lớn là diện tích đất vàn cao Chính vì vậy ở đây phù hợp với rất nhiều loại cây trồng khác nhau như lúa, ngô, khoai, rau các loại… Các xã thuộc phía Đông Nam của huyện như Vân Hà, Liên Hà, Dục Tú, Cổ Loa, Mai Lâm lại có địa hình tương đối thấp, thường hay bị úng lụt vào mùa mưa Đất của vùng này chỉ thích hợp với loại cây chính là lúa nước

Do có hệ thống gồm 4 sông chảy qua nên huyện có một vùng đất ven sông rộng lớn Đất vùng này chủ yếu là đất phù sa, rất thích hợp với việc phát triển lúa, hoa màu, đậu các loại cũng như các cây công nghiệp ngắn ngày ở xứ nhiệt đới

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

Khí hậu, thủy văn: Đông Anh nằm ở khu vực sông Hồng, nên mang các đặc

điểm thời tiết khí hậu vùng châu thổ sông Hồng Thời tiết trong năm chia thành hai mùa rõ riệt: mùa nóng ẩm kéo dài từ tháng 4 đến tháng 10 với đặc điểm nóng lắm, mưa nhiều và độ ẩm cao Mùa khô hanh kéo dài từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau,

có đặc điểm hanh khô và rét Giữa hai mùa nóng ẩm và khô hanh có các thời gian chuyển tiếp hình thành nền khí hậu đa dạng Nhiệt độ trung bình năm là 23oC Nhiệt

độ tối cao tuyệt đối đo được là 38oC (thường đo được vào tháng 7), nhiệt độ tối thấp

là 5oC (thường vào tháng giêng) Lượng mưa hàng năm khoảng 2200 - 2500 mm nhưng phân bố không điều thường tâp trung chủ yếu vào mùa nóng ẩm (tháng 2 và tháng 7) Do vậy mùa mưa thường sảy ra úng lụt ở những vùng đất trũng, không tiêu nước kịp.Với đặc điểm khí hậu này Đông Anh rất thuận tiện cho việc phát triển một nền nông nghiệp đa dạng, phong phú về chủng loại sản phẩm Tại đây có thể sản xuất các loại sản phẩm có nguồn gốc nhiệt đới, cận nhiệt đới, á nhiệt và cả một

số sản phẩm ôn đới

Tài nguyên đất: Đông Anh có diện tích đất tự nhiên là 18230,32 ha (182,3

km2), trong đó có 9513,3 ha đất sản xuất nông nghiệp chiếm 5,22% Theo quy hoạch sử dụng đất của Huyện cho đến năm 2020, thì đất nông nghiệp chỉ còn 3.936,1 ha, đất nông nghiệp có xu hướng giảm xuống để phục vụ cho những khu công nghiệp và đô thị

Tại vùng Đông Anh – thành phố Hà Nội, cơ cấu chủng loại rau được phân chia theo các loại rau chính với tỷ lệ như sau: rau ăn lá (60%), rau ăn quả (20%), rau ăn củ (10%), rau ăn bắp - thân - hoa và rau gia vị chỉ chiếm 10% Trong đó 2 vụ rau chính là vụ đông xuân (chiếm 70% sản lượng) và vụ hè thu Nhìn chung các chủng loại rau trên thị trường khá phong phú để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng Một số loại rau trái vụ như cà chua, cải bắp được cung cấp từ Đà Lạt, Mộc Châu - Sơn La

và Trung Quốc hoặc từ các nguồn khác

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

1 Xã Bắc Hồng

Xã Bắc Hồng nằm ở phía Tây Bắc huyện Đông Anh, tiếp giáp với 5 xã Nam Hồng, Vân Nội, Nguyên Khê (thuộc huyện Đông Anh), xã Phú Cường, xã Phú Minh huyện Sóc Sơn, thị trấn Quang Minh huyện Sóc Sơn, thị trấn Quang Minh thuộc huyện Mê Linh cách trung tâm thủ đô Hà Nội 25 km Toàn xã có 06 thôn làng, khoảng 65% nhân dân sống bằng nghề nông nghiệp, 35% sống bằng các nghề dịch vụ, tiểu thủ công nghiệp và nghề khác Bắc Hồng có diện tích tự nhiên là 709,95 ha, trong đó diện tích đất nông nghiệp là 429,44 ha, diện tích đất trồng rau là

38 ha, với dân số 11343 người

2 Xã Nam Hồng

Xã Nam Hồng nằm ở phía Bắc của huyện Đông Anh, phía bắc và phía tây giáp tỉnh Vĩnh Phúc, phía Nam giáp xã Kim Nỗ và Kim Trung , phía Đông giáp xã Bắc Hồng và Vân Nội Nam Hồng có diện tích tự nhiên là 859,5 ha, trong đó diện tích đất nông nghiệp là 326,04 ha, diện tích đất trồng rau là 97 ha, với dân số 10658 người

3 Xã Đại Mạch

Xã Đại Mạch nằm ở phía Tây huyện Đông Anh, nằm cạnh đường quốc lộ 23B, phía đông giáp với xã Võng La, phía Nam giáp với xã Liên Mạc huyện Từ Liêm, phía Tây giáp với xã Tiền Phong Mê Linh, phía Bắc giáp với xã Kim Chung Đại Mạch có diện tích tự nhiên là 919,39 ha, trong đó diện tích đất nông nghiệp là 529,04 ha, diện tích đất trồng rau là 66 ha, với dân số 9721 người

4 Xã Vân Nội

Xã Vân Nội nằm ở phía Bắc của huyện Đông Anh, phía nam giáp xã Vĩnh Ngọc, phía đông giáp xã Tiên Dương, của huyện Đông Anh phía bắc giáp xã Bắc Hồng và phía tây giáp xã Kim Nỗ của huyện Đông Anh Xã Vân Nội có diện tích tự nhiên là 639,09 ha, trong đó diện tích đất nông nghiệp là 429,04 ha, diện tích đất trồng rau là 66 ha, với dân số 10051 người

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

5 Xã Tiên Dương

Xã Tiên Dương nằm cạnh trục đường quốc lộ 23 về phía tây của huyện Đông Anh, phía bắc giáp xã Nguyên Khê, phía nam giáp xã Vĩnh Ngọc, phía tây giáp xã Vân Nội và phía đông giáp thị trấn Đông Anh Xã Tiên Dương có diện tích tự nhiên

là 1.000,72 ha, trong đó diện tích đất nông nghiệp là 529,04 ha, diện tích đất trồng rau là 162 ha, với dân số 15539 người

Đông Anh là một trong những địa phương đi đầu trong việc triển khai các hoạt động sản xuất và tiêu thụ sản phẩm rau an toàn của thành phố Hà Nội Theo quy hoạch của thành phố thì Đông Anh có 6 trên tổng 24 xã thị trấn có vùng sản xuất rau an toàn Đất đai được giao cho từng hộ nông dân, việc tiến hành sản xuất theo quyết định của chủ hộ Các cơ quan chuyên môn đã mở rất nhiều lớp tập huấn kỹ thuật cho hàng ngàn người sản xuất rau Tuy nhiên, việc áp dụng các quy trình kỹ thuật vào sản xuất rau còn hạn chế và gặp nhiều khó khăn Điều này thể hiện qua đầu tư chi phí đầu vào của các hộ khác nhau, lạm dụng phân bón và thuốc BVTV làm ảnh hưởng tới môi trường đất, nước Một mặt do chưa quản lý được đầu vào, đầu ra, sản phẩm rau an toàn chưa được bảo đảm theo tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm

1.2 Quy định sản xuất rau an toàn

1.2.1 Khái niện về “rau ran toàn”

Những sản phẩm rau tươi bao gồm tất cả các loại rau ăn củ, thân lá, hoa, quả có chất lượng đúng với đặc tính giống của chúng, hàm lượng các hóa chất độc và mức

độ nhiễm các sinh vật gây hại ở dưới mức tiêu chuẩn cho phép, an toàn cho người tiêu dung và môi trường thì được coi là rau đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm, gọi tắt là “ rau an toàn” [22]

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

Chỉ tiêu nội chất được quy định bao gồm:

- Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật (BVTV)

- Hàm lượng nitrat (NO3-)

- Hàm lượng một số kim loại nặng: As, Cd, Pb, Hg …

- Mức độ nhiễm các vi sinh vật gây bệnh (E.coli, Samonella, Colifrom ) và ký sinh trùng đường ruột (trứng giun đũa Ascaris sp)

Tất cả các chỉ tiêu trong sản phẩm của từng loại rau an toàn đều phải nằm dưới mức cho phép theo Quyết định số 99 /2008/QĐ-BNN ngày 15 tháng 10 năm 2008 của Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, hoặc theo tiêu chuẩn của tổ chức Nông lương Quốc tế (FAO), tổ chức Y tế thế giới (WHO) hoặc một số nước tiên tiến trên thế giới

b/ Tiêu chuẩn về hình thái

Sản phẩm thu hoạch đúng lúc, đúng yêu cầu từng loại rau (đúng độ già kỹ thuật hay thương phẩm), không dập nát, hư thối, không lẫn tạp chất, sâu bệnh và có bao gói thích hợp

1.2.3 Hướng dẫn thực hành VietGAP trên rau

VietGap là tên gọi tắt của thực hành sản xuất nông nghiệp tốt ở Việt Nam

(Vietnamese Good Agricultural Practices) VietGAP là những nguyên tắc , trình tự , thủ tục hướng dẫn tổ chức, cá nhân sản xuất, thu hoạch, xử lý sau thu hoạch nhằm đảm bảo an toàn, nâng cao chất lượng sản phẩm, đảm bảo phúc lợi xã hội, sức khỏe người sản xuất và người tiêu dung; đồng thời bảo vệ môi trường và truy nguyên nguồn gốc sản phẩm [3]

a/ Đánh giá đất trồng

Đất trồng rau phải đảm bảo điều kiện sinh thái tối ưu cho mỗi loại, không chịu ảnh hưởng trực tiếp của chất thải công nghiệp, bệnh viện…Tổ chức lấy mẫu đất, nước theo tiếu chuẩn hiện hành (TCVN 5297 – 1995) Mẫu được phân tích các chỉ

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

tiêu về hóa học, sinh học, kết quả phải nhỏ hơn mức tối đa cho phép về điều kiện sản xuất rau an toàn lại phụ lục 1(đối với đất) và phụ lục 2(đối với nước)

cơ được xử lý triệt để và dừng bón trước thời điểm thu hoạch it nhất 2 tuần Đối với phân vô cơ cần bón đủ liều lượng phân đạm theo quy trình kỹ thuật cho mỗi loại rau, tránh bón phân đạm quá mức; dừng bón đạm trước khi thu hoạch ít nhất 10 ngày

d/ Nước tưới

Nước tưới cho vùng sản xuất rau bao gồm nước sông, suối, ao, hồ… và nước giếng khoan Nước tưới phải đảm bảo giới hạn cho phép về kim loại nặng theo phụ lục 2 và các tiêu chuẩn khác cho nước dùng trong thủy lợi TCVN 6773: 2000 Tuyệt đối không dùng nước thải công nghiệp, nước thải từ các bệnh viện, các khu dân cư tập trung, các trang trại chăn nuôi, các lò giết mổ gia súc gia cầm, nước phân tươi, nước giải chưa qua xử lý trong sản xuất rau và các công đoạn xử lý sau thu hoạch

e/ Hóa chất BVTV và hóa chất khác

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

Sử dụng hóa chất BVTV và hóa chất khác an toàn và hiệu quả (sử dụng hóa chất BVTV theo nguyên tắc 4 đúng: đúng thuốc, đúng lúc, đúng liều lượng, đúng cách) Cần áp dụng các biện pháp quản lý dịch hại tổng hợp (IPM), quản lý cây trồng tổng hợp (ICM) nhằm hạn chế tối đa việc sử dụng các hóa chất BVTV:

- Sử dụng tối đa và hài hòa các biện pháp phi hóa học trong quản lý dịch hại (biện pháp giống chống chịu, biện pháp canh tác, biện pháp thủ công cơ giới, biện pháp sinh học);

- Khi cần thiết phải sử dụng hóa chất BVTV cần sử dụng các thuốc có tính chọn lọc, độ độc thấp, nhanh phân giải trong môi trường và thời gian cách ly ngắn;

- Đặc biệt đối với các loại rau ngắn ngày (cải xanh, cải ngọt, cải cúc, ) và các loại rau thu hoạch liên tục (cà chua, dưa chuột, mướp đắng, đậu quả, ) phải chú trọng chọn thuốc nhanh phân giải, chỉ nên dùng thuốc sinh học, thảo mộc để xử lý dịch hại vào thời kỳ gần thu hoạch phải triệt để đảm bảo thời gian cách ly;

Chỉ sử dụng các loại thuốc nằm trong danh mục thuốc được phép sử dụng cho từng loại rau tại Việt Nam theo quyết định hàng năm của Bộ Nông nghiệp và PTNT Chỉ mua các hóa chất BVTV ở những cửa hàng có giấy phép kinh doanh Lấy mẫu rau phân tích dư lượng thuốc bảo vệ thực vật trong rau quả phải nằm trong ngưỡng an toàn theo phụ lục 3

f/ Thu hoạch, bao gói

Rau được thu hoạch phải đúng độ chín, loại bỏ lá già, héo, quả bị sâu, dị dạng…Rau được rửa kỹ bằng nước sạch , để ráo nước rồi cho vào bao , túi sạch trước khi đem tiêu thụ trên thị trường Trên bao bì có dán tem nhãm để truy nguyên nguồn gốc rau nhằm đảm bảo quyền lợi cho người tiêu dùng

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

1.3 Các nghiên cứu về As liên quan đến môi trường và sức khỏe cộng đồng

1.3.1 Độc tính As

Asen là nguyên tố không độc khi ở hàm lượng rất thấp, nhưng lại là chất độc cực mạnh khi ở hàm lượng đủ lớn đối với cơ thể con người và các sinh vật khác Tuy asen có vai trò trong trao đổi nuclêin, tổng hợp protit và hêmoglobin, nhưng về mặt sinh học, asen là chất độc có thể gây 19 bệnh khác nhau, trong đó có ung thư da

và phổi

Asen tồn tại trong môi trường xung quanh, con người có thể tiếp xúc với một lượng nhỏ nguyên tố này Con đường xâm nhập chủ yếu của asen vào cơ thể là qua đường thức ăn (trung bình 25 - 50 g/ngày.đêm), ngoài ra còn một lượng nhỏ qua nước uống và không khí

Đối với cơ thể con người asen có 3 tác dụng hoá sinh là: làm keo tụ protein, tạo phức với coenzym và phá huỷ quá trình photphorin hoá

Asen đi vào cơ thể qua đường nước uống nhưng phải sau 5 - 15 năm mới bắt đầu gây tác động ảnh hưởng đến sức khoẻ

Sự nhiễm độc asen được gọi là arsenicosis Biểu hiện của bệnh là chứng sạm

da (melanosis), dầy biểu bì (keratosis) từ đó dẫn đến hoại thư hay ung thư da mà khởi đầu là sự phá huỷ ngoài da, ngón tay, ngón chân, sau đó là các bộ phận nội tạng, cuối cùng là ung thư, hoại thư… Một biểu hiện đặc trưng khi bị nhiễm độc asen dạng hợp chất vô cơ qua đường miệng là sự xuất hiện các vết màu đen và sáng trên da, những hạt ngô nhỏ trong lòng bàn tay, lòng bàn chân và trên mình bệnh nhân Sau đó những hạt nhỏ này có thể sẽ biến chứng, gây ung thư da Ngoài ra người ta còn phát hiện thấy rằng nhiễm asen còn làm tăng nguy cơ gây ung thư trong cơ thể, nhất là ở gan, thận, bàng quang và phổi

Nhiễm độc các hợp chất asen vô cơ qua đường hô hấp cũng có thể gây ra các triệu chứng và các bệnh kể trên, nhưng thường ở mức độ nhẹ hơn Nguy cơ đáng

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

nhiều ở những người bị nhiễm asen trong không khí với nồng độ cao như ở các lò luyện quặng, gang, thép hoặc khu vực xung quanh

Do những tác động có hại với con người và hệ sinh thái, hàm lượng asen có mặt trong môi trường thường được các tổ chức quốc tế về môi trường quy định ở mức rất thấp trong môi trường đất, nước rau, không khí…

Theo nghiên cứu của Chilvers và Peterson (1987) hàm lượng As trong đất nghi

là ô nhiễm As có giá trị rất khác nhau (bảng 2)

Bảng 2: Hàm lượng As ở lớp đất mặt ở nơi có biểu hiện ô nhiễm

(ppm theo trọng lượng khô)

Địa điểm và nguồn ô nhiễm khoảng biến động Giá trị tối đa hay Quốc gia

Nơi khai khoáng không phải sắt 90 - 900 Anh

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

Địa điểm và nguồn ô nhiễm khoảng biến động Giá trị tối đa hay Quốc gia

Nguồn : Chilvers và Peterson (1987)

Theo Jack E Fergusson 1990 [30] nghiên cứu về hàm lƣợng As trong một số loại đất trên thế giới chỉ ra rằng đất rừng ở Nauy có hàm lƣợng As trung bình thấp nhất đạt 2,2 mg/kg và cao nhất trong nhóm đất đen ở Canada có giá trị As dao động 1,8 – 66,5 mg/kg

Bảng 3: Hàm lượng As trong đất bề mặt ở một số nước (ppm)

Đất podzon và đất cát

Canada 1,1 – 28,9 5,8

Nhật Bản 1,2 – 6,8 4,0 Hàn Quốc 2,4 – 6,8 4,6

Nguồn: Jack E.Fergusson (1990) [30]

Đối với rau, thấy hàm lƣợng arsen trong lá nhiều hơn trong quả, đáng chú ý nhất trong rau spinack có hàm lƣợng As tính theo chất khô có giá trị cao nhất đạt

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

và đại mạch Trong các loại trái cây thấy táo chứa nhiều As hơn cam Đó là kết quả

nghiên cứu của tác giả Chilvers và Peterson (1987) bảng 4 dưới đây:

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

Bảng 4: Hàm lượng Arsen trong các bộ phận khác nhau của cây (ppm)

Nguồn : Chilvers và Peterson (1987)

Cỏ mọc trên vật phế thải của mỏ, trên đất xử lý thuốc BVTV có arsen và trên đất ô nhiễm arsen do bón bùn thải lâu ngày thấy xuất hiện triệu chứng ngộ độc arsen: lá héo, chuyển sang mầu tím như hiện tượng thiếu lân, rễ đen lại, sinh trưởng đình đốn, phân tích cây thì thấy hàm lượng arsen trong cây tăng lên

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

Phân tích các thành phần khoáng khác trong cây ngộ độc arsen thì thấy trong tất cả các bộ phận của cây hàm lƣợng Mn, P2O5, Ca đều giảm, còn kali thì chỉ thấy giảm ở rễ

Tỷ lệ arsen trong lá cây ăn quả bị hại nằm trong khoảng 2,1 - 8,2 ppm theo chất khô (Gough và Ctv) Cây lúa có khả năng chịu đƣợc hàm lƣợng arsen đến 100 ppm đối với các bộ phận trên mặt đất, còn trong rễ đến 1.000 ppm theo chất khô Còn đối với cây đại mạch ngƣỡng độc chỉ là 20 ppm theo chất khô (Davis và Ctv)

Theo nhóm tác giả Nguyễn Xuân Hải đã tiến hành lấy 4 mẫu rau tại xã Vân Nội, Đông Anh có kết quả phân tích nhƣ sau:

Bảng 5: Hàm lượng KLN trong mẫu rau ở Vân Nội, Đông Anh (mg/kg rau tươi)

* Quyết định số 99/2008/QĐ-BNN ngày 15 tháng 10 năm 2008 của Bộ NN&PTNT

về việc ban hành Quy định quản lý sản xuất, kinh doanh rau, quả và chè an toàn A: Phần ăn được của cây rau; B: phần bỏ đi của cây rau

Kết quả phân tích cho thấy hàm lƣợng Cd và Pb các giá trị thu đƣợc đều rất nhỏ so với tiêu chuẩn quy định chứng tỏ các mẫu rau không bị nhiễm các nguyên tố

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

kể trên Riêng đối với As, nếu so sánh với tiêu chuẩn mới nhất của Bộ Nông nghiệp

và Phát triển Nông thôn thì đã có 01 mẫu rau dền (VN R04) phát hiện hàm lượng

As vượt tiêu chuẩn cho phép (1,178 mg/kg) còn khi so sánh với tiêu chuẩn FAO/WHO 1993 thì có thể thấy 100% các mẫu đều có giá trị vượt ngưỡng

Theo Tạ Văn Cường 2009 [5] nghiên cứu cho thấy (Bảng 6), hàm lượng As trong đất khá cao, ở Văn Đức – Gia Lâm và Duyên Hà – Thanh Trì đã có hiện tượng ô nhiễm As trong đất Tuy nhiên chưa tìm thấy dấu hiệu nhiễm bẩn As trong rau

Bảng 6: Kết quả phân tích hàm lượng As trung bình trong đất, nước và rau

Địa điểm lấy mẫu Đất (mg/kg) Nước ngầm

(mg/lit)

Cải ăn lá (mg/kg rau tươi)

Khu Đậu Vàng, Duyên Hà,

Khu Trệ Đầm, Duyên Hà, Thanh

Khu Thửa 10, Duyên Hà, Thanh

Nguồn: Tạ Văn Cường [5]

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

1.3.3 Nguồn gây ô nhiễm As trong đất

Nguồn: Jack E.Fergusson (1990)[30]

Theo Vũ Thị Hoài Ân, Đỗ Thị Minh Hạnh và Nguyễn Vinh Ngọc 2007

“Hiện trạng ô nhiễm Asen trong nước ngầm và phương pháp xử lý” cho thấy: Hàm

lượng As trong các đá magma từ 0,5 – 2,8 ppm, đá carbonat 0,8– 2,0 ppm, đá cát kết tinh 1,0– 1,2 ppm Trong các đá phiến sét phần lớn As tồn tại trong silicat (85,5 – 92,5%), phần nhỏ còn lại ở dạng hợp chất khác như oxit, sulfat, arsenua (khoảng 7

- 14,5 %)

1.3.3.2 Sử dụng phân bón, thuốc bảo vệ thực vật

Rau là cây trồng có thời gian sinh trưởng tương đối ngắn nhưng lại cho một khối lượng sản phẩm (năng suất, sản lượng) rất cao, từ 20 - 60 tấn/ha do vậy cây rau đòi hỏi phải được bón nhiều phân và đất trồng rau phải là đất tương đối tốt Có thể hình

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

dung được điều đó qua ví dụ sau đây: để thu được 1 tấn cải bắp, cây cải bắp đã lấy đi

từ đất 3,5kg N, 1,3kg P2O5 và 4,3kg K2O; như vậy 1 ha cải bắp nếu đạt năng suất 40 tấn thì đất đã mất đi 140kg N nguyên chất (tương đương với 304 kg đạm urê), 52 kg

P2O5 (tương đương với 325 kg supe lân) và 172kg kali nguyên chất (K2O) tương đương với 358 kg phân kali thương phẩm Đó là chưa kể đến phần lá già phải bỏ đi Nhu cầu về chất dinh dưỡng lớn như vậy vượt quá khả năng cung cấp của đất, dù là loại đất cực kỳ màu mỡ, vì vậy phải trông vào nguồn phân bón bón cho đất trồng rau

Dù là rau ăn lá, ăn củ hay rau ăn quả các loại cây rau nào cũng yêu cầu đầy đủ các chất dinh dưỡng cơ bản là đạm, lân và kali cùng một số nguyên tố vi lượng thiết yếu

để tạo nên giá trị dinh dưỡng đặc biệt của cây rau

Thêm vào đó, việc sử dụng phân bón cũng làm tích lũy kim loại nặng trong đất

do kim loại nặng có khá nhiều trong sản phẩm dùng làm phân bón

Bảng 8: Hàm lượng một số KLN trong một số phân bón thông thường

Nguyên

tố

Bùn thải Phân chuồng Phân

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

Hóa chất BVTV cũng là một nguồn đưa KLN vào nông nghiệp: nhiều loại thuốc trừ sâu, diệt nấm và vật gây hại cho mùa màng có chứa các muối KLN rất độc, ví dụ: HgCl2 và các hợp chất hữu cơ có chứa Hg, CuSO4, Na3AsO4 (gặp ở thuốc diệt côn trùng và một số động vật không xương), đặc điểm có thời gian phân huỷ chậm 6 tháng đến 2 năm, nó có thể tạo nên một dư lượng đáng kể trong đất và

bị lôi cuốn vào chu trình đất, nước, cây trồng, vật nuôi và con người và gây nên hiện tượng mất cân bằng đối với vi sinh vật và sinh học trong đất (Jagk E Fergusson, 1991) [30]

Hóa chất BVTV cũng là một nguồn đưa KLN vào nông nghiệp: nhiều loại thuốc trừ sâu, diệt nấm và vật gây hại cho mùa màng có chứa các muối KLN rất độc, ví dụ: HgCl2 và các hợp chất hữu cơ có chứa Hg, CuSO4, Na3AsO4 (gặp ở thuốc diệt côn trùng và một số động vật không xương), đặc điểm có thời gian phân huỷ chậm 6 tháng đến 2 năm, nó có thể tạo nên một dư lượng đáng kể trong đất và

bị lôi cuốn vào chu trình đất, nước, cây trồng, vật nuôi và con người và gây nên hiện tượng mất cân bằng đối với vi sinh vật và sinh học trong đất (Jagk E Fergusson, 1991) [30]

1.3.3.3 Sử dụng nước tưới

Theo tác giả Tạ Văn Cường (2009) [20] khi nghiên cứu đánh giá mức độ ảnh hưởng của kim loại nặng trong đất, nước đến sự tích luỹ của chúng trong một số loại rau tại Hà Nội đưa ra: hàm lượng As trong các mẫu nước dao động từ 0,0001 đến 0,4866 mg/l Có 15/806 (1,86%) mẫu nước đã kiểm tra có hàm lượng As vượt quá tiêu chuẩn cho phép Trong đó, chủ yếu tập trung tại Duyên Hà (7 mẫu), xã Vạn Phúc (6 mẫu), xã Tam Hiệp (1 mẫu) thuộc huyện Thanh Trì với tỷ lệ mẫu nước ngầm bị nhiễm là 50% (11/22 mẫu), quận Long Biên có tỷ lệ mẫu nước ngầm bị nhiễm As là 25% (1/4 mẫu)

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

1.4 Các nghiên cứu về Cd liên quan đếm môi trường và sức khỏe con người

1.4.1 Độc tính Cd

Cadmium (Cd) là kim loại màu trắng dịu, điểm xanh, ít khi tìm thấy ở dạng nguyên chất, thường tồn tại trong tự nhiên ở dạng Cd2+ Cd có nguyên tử lượng là 112,40 và áp suất bay hơi là 1,4 mm Hg, sôi ở 55550C Cd nguyên chất không tan

trong nước còn các muối Cd có nồng độ hoà tan từ 0,00013 đến 140g/100ml

Theo Báo cáo của Bộ Môi trường Canada (CCME, 1997), Cd có thể ảnh hưởng đến vi sinh vật đất và một số hoạt động vi sinh như sau: Tổng số vi khuẩn

và nấm trong đất bắt đầu giảm đáng kể khi nồng độ Cd trong đất lớn hơn 2,9mg Cd/kg; ở nồng độ 5ppm Cd quá trình khoáng hóa giảm 17- 39% Khi nồng độ lên đến 1000ppm quá trình nitrat hoá giảm 60%

Cây trồng hút Cd khác nhau tuỳ theo họ và loài Sự di chuyển Cd trong thực vật cũng khác nhau, có loài tích luỹ ở rễ, có loài tích luỹ ở lá Nồng độ Cd thấp nhất bắt đầu xuất hiện độc hại nhìn thấy được đối với thực vật là 2,5 - 4mg/kg; ở nồng độ

này năng suất lúa mỳ giảm 21%, ngô nảy mầm 28%

Vật nuôi và động vật hoang dã có thể bị ngộ độc Cd khi ăn phải thức ăn giàu Cd; dĩ nhiên mức độ độc hại tuỳ theo loài, tuổi và trọng lượng cũng như phụ thuộc vào cả các cation khác trong thức ăn Ví dụ các loại động vật có vú và chim có thể

bị ngộ độc Cd ở nồng độ 15 - 1350 mg/kg trọng lượng Trong giai đoạn tăng trọng, trọng lượng đàn lợn có thể giảm đến 96% mức tăng trọng nếu ăn mỗi ngày 140mg Cd/kg trọng lượng Đối với vật nuôi thí nghiệm, liều bán tử vong LD50 qua thí nghiệm ở chuột theo con đường tiêu hóa là 88- 357mg CdCl/kg trọng lượng Trong môi trường chứa oxit Cd, LD50 (hô hấp) là 29mgCd/m3 trong 15 phút

Đối với sức khỏe con người Cd vào cơ thể qua phổi, bộ máy tiêu hóa Khi bị nhiễm Cd, người ta có thể bị nôn mửa, ỉa chảy, rỏ nước dãi, hay co giật Với nồng

độ từ 0,25 - 0,5 mg/kg trọng lượng qua con đường tiêu hóa đã có thể gây ra đau dạ

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

1.4.2 Các nghiên cứu về Cd

Hàm lượng Cd trong đất trung bình nằm trong khoảng 0,05 - 1,2 ppm Đất podzol và đất cát có hàm lượng Cd thấp Đất phù sa, đất giầu chất hữu cơ có tỷ lệ cadmi cao hơn Hàm lượng Cd trong đất phụ thuộc thành phần đá mẹ, chất hữu cơ

Trong đất, độ tan của các hợp chất Cadimi khó tan sắp xếp như sau :

Cd sulfua < Cd hydroxit < Cd Cacbonat

Trong đất Cd liên kết mạnh với kẽm và chì về mặt địa hoá, nên đất nào có hàm lượng kẽm và chì cao thì tỷ lệ Cd cũng cao và ngược lại Đất đai gần xí nghiệp luyện kẽm, chì hàm lượng Cd trên lớp đất mặt có thể lên đến 1700 ppm

Theo tác giả Pendias, 1985 hàm lượng Cd trong đất tầng mặt của số nước trên thế giới dao động từ 0,07- 1,10 mg/kg (bảng 9)

Bảng 9 : Hàm lượng Cd (mg/kg) trong đất tầng mặt ở một số nước trên thế giới

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

7 Đất mùn và các loại

Nguồn: Alina Kabata Pendias, 1985[27]

Nhưng Cd cũng có ái lực rất mạnh với lưu huỳnh Trong điều kiện khử các hợp chất lưu huỳnh trong đất bị các vi khuẩn khử sulfat khử thành các hợp chất sulfua, hình thành các ion Sulphua (S 2-) S 2- kết hợp với Cd thành CdS khó tan Việc hút Cd của lúa gặp khó khăn, giảm nhiều sau khi tháo nước vào ruộng và ngược lại

Việc đồng hoá Cd phụ thuộc vào bản chất sinh lý của cây Trong cùng một cây hàm lượng cadimi ở mỗi bộ phận một khác Đối với lúa, hàm lượng Cd giảm dần theo thứ tự sau đây:

Nguồn ô nhiễm Cd của đất không phải chỉ từ nước thải mà còn đến qua khí quyển và phân bón

Bảng 10: Hàm lượng Cd trung bình trong một số cây thực phẩm (ppm)

Loại cây Bộ phận lấy mẫu Theo chất tươi Trong tro

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

Loại cây Bộ phận lấy

mẫu Theo chất tươi Trong tro

Nguồn: Grupe và Kuntze, Filipínki

Ở những nơi đất bị ô nhiễm (vùng khai khoáng, cơ sở chế biến kim loại, nông

trại tưới bằng bùn thải, nơi không khí bị ô nhiễm bụi) hàm lượng Cadimi trong:

củ cà rốt lên đến 3,7 ppm ngô hạt lên đến 35 ppm

lá rau diếp lên đến 5,2 - 70 ppm hạt lúa mì lên đến 14,2 ppm

lá cải bắp lên đến 1,7 - 3,8 ppm hạt gạo xay lên đến 5,2 ppm

lá lúa mì lên đến 47 ppm rễ lúa mì lên đến 397 - 898 ppm Đất ô nhiễm Cadimi nặng nhất là ở vùng khai thác quặng và làm giầu quặng:

Cơ sở chế biến kim loại hàm lượng Cd trong đất có nơi lên đến 1500 ppm

Cơ sở khai thác kẽm hàm lượng Cadimi trong đất có thể lên đến 336 ppm

Đất nông trại được bón bằng bùn thải, cũng bị ô nhiễm Cadimi nhưng cao nhất cũng chỉ đễn 167 ppm Hàm lượng Cadimi trong đất lúa Nhật Bản lên đến 7,5 ppm

Theo Phạm Quang Hà (2001-2003) [7] nghiên cứu hàm lượng Cd của đất phù sa miền Bắc Việt Nam với xác suất phân bố 97,5% dao động từ 0,175 – 1,404

mg/kg Đây là khoảng giá trị nền Cd được đề xuất trong giai đoạn 2001-2003

Nguyễn Đình Mạnh (2000) [16] nghiên cứu hàm lượng cadimi trong rau vùng ven Hà Nội cho thấy: Hàm lượng cadimi trong bắp cải, cải xanh, cải bao dao

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

động từ 0,009 - 0,019 mg/kg, trong một số loại rau ăn quả từ 0,009 - 0,014 mg/kg, trong một số loại rau ăn thân và ăn củ từ 0,009 - 0,014 mg/kg và trong nhóm rau gia

vị từ 0,009 - 0,028 mg/kg Kết quả nghiên cứu cho thấy ở nhóm rau gia vị đã có một

số mẫu rau có hàm lượng cadimi vượt quá tiêu chuẩn an toàn (0,028 mg/kg)

Vũ Đình Tuấn & Phạm Quang Hà (2004) [25] cho rằng một số mẫu rau đã

có biểu hiện tích luỹ kim loại nặng nhất là Pb và Cd tuy nhiên trong trường hợp này chưa phát hiện thấy có sự tương quan giữa kim loại nặng tổng số trong đất với kim loại nặng trong rau, do vậy cần có các nghiên cứu sâu hơn để xác định nguồn gốc ô nhiễm kim loại nặng trong rau

Tại Vân Nội nhóm tác giả Nguyễn Xuân Hải, 2009 [12] tiến hành lấy 07 mẫu, trong đó có 04 mẫu đất ruộng và 03 mẫu trầm tích ở các ruộng ngập nước và mương nước tưới Kết quả phân tích hàm lượng Cd lên tới 3,260 mg/kg vượt quá tiêu chuẩn cho phép QCVN 03: 2008 (2 mg/kg) gấp 1,63 lần Và tại xã Vĩnh Quỳnh, huyện Thanh Trì, có 05 mẫu được lấy trong đó có 03 mẫu đất và 02 mẫu bùn Kết quả phân tích cũng tìm thấy hàm lượng Cd trong 2 mẫu bùn đều vượt tiêu chuẩn cho phép từ 1,2-1,7 lần Như vậy đất và bùn trên địa bàn nghiên cứu đã có dấu hiệu cảnh báo ô nhiễm Cd

Theo kết quả nghiên cứu của đề tài ACIAR [28] hàm lượng Cd trong đất và trong rau ăn lá tại Hà Nội được trình bày trong bảng như sau:

Bảng 11: Hàm lượng Cd trung bình trong đất và rau ở Hà Nội

Trong đất Trong rau Gia Lâm

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

Trong đất Trong rau

Nguồn: Đề tài ACIAR[28]

Nhìn bảng trên cho thấy, hàm lƣợng Cd tích lũy trong đất ở 3 huyện Gia Lâm, Đông Anh và Từ Liên rất khác nhau, thấp nhất ở huyện Đông Anh có giá trị

Cd trung bình đạt 0,07 mg/kg và cao nhất ở huyện Từ Liêm đạt giá trị trung bình là 0,2 mg/kg Tuy nhiên so với quy chuẩn cho phép đều nằm trong ngƣỡng an toàn đối với đất sản xuất nông nghiệp Hàm lƣợng Cd trong rau khá đồng nhất ở các điểm nghiên cứu thuộc huyện Gia Lâm, khoảng giá trị dao động trong khoảng 0,036 – 0,195mg/kg rau khô Giá trị Cd trung bình trong rau thấp nhất đạt 0,067mg/kg rau

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

khô nằm trong huyện Đông Anh, và giá trị cao nhất đạt 0,198 mg/kg rau khô được tìm thấy ở hầu hết mẫu rau của huyện Từ Liêm

1.4.3 Nguồn gây ô nhiễm Cd trong đất

1.4.3.1 Bản chất đá mẹ

Kim loại nặng nói chung và Cd nói riêng luôn tiềm ẩn trong các hoạt động sản xuất công nghiệp, đặc biệt là các ngành công nghiệp nặng như chế tạo máy, luyện kim, khai thác mỏ McLaughlin và B.R Singh (1996) [32] nghiên cứu cho thấy trong đất bị ảnh hưởng của chất thải công nghiệp đôi khi có hàm lượng Cd lên tới 1500mg/kg Chất thải sinh hoạt cũng có hàm lượng Cd và một số các KLN độc hại đôi khi rất cao, khi thải ra môi trường chúng làm ô nhiễm môi trường nước, tích

tụ và gây ô nhiễm môi trường đất

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

Hình 1: Vòng tuần hoàn Cd trong hệ thống nông nghiệp

Nguồn: M J Mc Laughlin và B.R Singh (1996)[32]

Trong các lớp đá mẹ, Cd thường chỉ đạt ở mức 0,2 mg/kg Các thành phần đá

mẹ có nguồn gốc núi lửa hoặc trầm tích thường có hàm lượng Cd lớn hơn (bảng 12)

Bảng 12: Lượng chứa Cd trong một số mẫu chất

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

Trong môi trường đất, tính di động của Cd phụ thuộc vào nhiều yếu tố trước hết là các tính chất hoá lý đất: pH, loại đất, thành phần vật lý và các thành phần ôxít kim loại trong đất cũng như hàm lượng hữu cơ , trong đó pH được coi là chỉ tiêu quan trọng nhất quyết định tính di động của Cd trong môi trường đất Ngoài ra các tác nhân tự nhiên (gió, nước), sinh vật làm di chuyển vật chất từ đó cũng làm di chuyển Cd Trong môi trường địa hóa, thường thấy Cd đi kèm với Zn và có ái lực rất lớn đối với lưu huỳnh

1.4.3.2 Sử dụng phân bón

Nhiều nghiên cứu cảnh báo rằng bón phân hữu cơ kể cả rác thải (đô thị) và các loại phân lân có thể sẽ làm gia tăng lượng Cd trong môi trường đất Một mặt ở các vùng ven nội và đô thị khó có thể tách bạch các nguồn rác thải và các hoạt động công nghiệp bao giờ cũng tiềm ẩn một lượng kim loại nặng nhất định có thể thải ra môi trường, mặt khác trong các nguồn phân hữu cơ cũng có chứa một lượng nhất định Cd Các số liệu phân tích đất ở Canada, Hà Lan, Tây Đức cho thấy lượng Cd của lớp đất tầng mặt sau nhiều năm bón phân hữu cơ có thể cao lên nhiều lần (từ 7 -

57 mg Cd/kg đất)

Theo Alina Kabata Pendias và Henryk Pendias (1985) [27] thì hàm lượng

Cd trong một số chất bổ sung dùng trong nông nghiệp là rất lớn Đặc biệt là phân lân có hàm lượng Cd tương đối cao đạt 43 – 53mg/kg Việc sử dụng thường xuyên các loại phân này dẫn đến sự tích luỹ kim loại nặng trong đất (bảng 13)

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

Bảng 13: Hàm lượng Cd trong một số loại phân bón

Nguồn: Alina Kabata Pendias và Henryk Pendias, (1985)[27]

Những nghiên cứu về phân lân ở Việt Nam chƣa khẳng định, bón lân có thể

làm gia tăng lƣợng Cd trong đất vì liều lƣợng phân lân dùng nói chung còn thấp, tuy

vậy trong phân lân và mẫu quặng apatit đã đƣợc phân tích cũng chứa một lƣợng

cadmium đáng kể (2,5 - 4 mg/kg)

Bảng 14 : Hàm lượng Cd trong mẫu phân ở một số tỉnh miền Bắc Việt Nam

Phân lợn 0,54 Hà Tây

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

Nguồn: Kết quả đề tài Rurbifam, ACIAR Viện TNNH, 2002-2005,[28] 1.4.3.3 Sử dụng nước tưới

Theo Tạ Văn Cường (2009) [5] phân tích tổng cộng có 350/806 (43,4%) mẫu nước trên địa bàn các huyện Gia Lâm, Đông Anh, Thanh Trì, Sóc Sơn, Từ Liêm thấy hàm lượng Cd dao động từ 0,0001 đến 0,0263 mg/l, đặc biệt đã tìm thấy 01 mẫu ở huyện Long Biên và 01 mẫu ở huyện Từ Liêm có hàm lượng Cd vượt quá tiêu chuẩn cho phép so với QCVN 03: 2008

Đối với mẫu nước tưới cho cây trồng vùng sản xuất rau trọng điểm tại địa bàn

xã Song Phương huyện Hoài Đức, tác giả Phạm Quang Hà 2008 [8] khi phân tích hàm lượng các kim loại nặng (Cu, Pb, Zn, Cd, As, Hg) phát hiện thấy hàm lượng Pb

và Cd ở tất cả các mẫu phân tích đều vượt tiêu chuẩn cho phép 2-3 lần (đánh giá theo TCVN 6665:2000) Hàm lượng Pb trong nước tưới ở các mẫu phân tích từ 0,239-0,245 mg/l, trong khi giới hạn cho phép của chỉ tiêu này trong nước tưới cho sản xuất nông nghiệp là 0,1 mg/l Tương tự như vậy với hàm lượng Cd, theo tiêu chuẩn cho phép của TCVN6665:2000 là 0,01 mg/l thì các mẫu nghiên cứu đại diện

Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng

lượng phân tử là 207, Pb nóng chảy ở nhiệt độ 327,500C, và sôi ở 17400C Pb nguyên chất hòa tan rất kém

Pb thường có nhiều ở các khu mỏ, các khu công nghiệp: Pin, luyện kim Cu,

sứ, kính, dầu, mỏ, sản xuất phân phosphate, than, xăng dầu…Sản phẩm của núi lửa, cháy rừng, nước biển cũng là những nguồn chứa nhiều Pb Nguồn chì quan trọng trong khí quyển là do khí xả của động cơ đốt trong dùng xăng hay dùng dầu có pha chì

Trong đời sống thực vật và động vật, gia tăng nồng độ của chì làm kìm hãm

hầu hết các quá trình sinh lý cơ bản (E Michalak và Wierzbicka,1995) [29] Ở thực

vật Pb ảnh hưởng đến nhiều quá trình sống của cây như: Thay đổi tính thấm của màng tế bào, kìm hãm sinh tổng hợp protein, ức chế một số enzyme, ảnh hưởng đến

quá trình hô hấp, quang hợp, mở lỗ khí và thoát hơi nước (Nguồn: Jack E Fergusson, 1991[31])

Đối với người, sự lây nhiễm Pb chủ yếu qua thức ăn bị nhiễm bẩn, một phần nhỏ được bổ sung bởi sự hít thở[11] Sự nguy hiểm của thức ăn có chứa Pb ở chỗ khi chúng vào cơ thể người, chúng không bị đào thải ra ngoài mà tích luỹ dần trong

một số cơ quan quan trọng như não, tuỷ xương Trung bình người dân ở các thành

phố lớn mỗi ngày đưa vào cơ thể từ không khí 10µg Pb, từ nước (dạng hoà tan hoặc dạng phức) 15µg Pb và từ các nguồn lương thực, thực phẩm 200 µg Pb Bài tiết ra khoảng 200 µg Pb, như vậy còn khoảng 25 µg Pb được giữ lại trong xương [4]

Vì chì và canxi giống nhau về mặt hoá học nên chì có thể đổi chỗ cho canxi nằm lại trong cơ thể, xương là nơi tàng trữ chì trong cơ thể, ở đó chì tương tác với photpho trong xương rồi truyền vào các mô mềm của cơ thể và thể hiện độc tính của

nó [26] Pb sẽ thế chỗ của các kim loại khác trong enzym, làm thay đổi hoạt tính các enzym dẫn đến ung thư [4] hoặc gây nên sự thiếu hụt rõ ràng đối với các nguyên tố

cần thiết cho cơ thể Cụ thể là: Pb cạnh tranh với sắt trong ruột; kìm hãm sự kết hợp của sắt với Protoporphyrin IX, gây ra sự thiếu hụt Fe; Pb làm tăng sự thiếu hụt Ca, ngược lại Ca cũng làm giảm độc tính của Pb; Pb gây nhiễu loạn các enzyme chứa