Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng và khả năng hấp thụ kim loại nặng của một số loài thực vật thuộc xã chỉ đạo, huyện văn lâm, tỉnh hưng yên (Tóm tắt trích đoạn)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --- Đỗ Thị Thu Trang NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SINH TRƯỞNG VÀ KHẢ NĂNG HẤP THỤ KIM LOẠI NẶNG CỦA MỘT SỐ LOÀI THỰC

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Đỗ Thị Thu Trang

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SINH TRƯỞNG VÀ KHẢ NĂNG HẤP THỤ KIM LOẠI NẶNG CỦA MỘT SỐ LOÀI THỰC VẬT THUỘC XÃ CHỈ ĐẠO,

HUYỆN VĂN LÂM, TỈNH HƯNG YÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội, 2016

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Đỗ Thị Thu Trang

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SINH TRƯỞNG VÀ KHẢ NĂNG HẤP THỤ KIM LOẠI NẶNG CỦA MỘT SỐ LOÀI THỰC VẬT THUỘC XÃ CHỈ ĐẠO,

HUYỆN VĂN LÂM, TỈNH HƯNG YÊN

Chuyên ngành: Khoa học Môi trường

Mã số : 60440301

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Người hướng dẫn khoa học: TS Chu Thị Thu Hà

PGS.TS Nguyễn Kiều Băng Tâm

Hà Nội, 2016

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Chu Thị Thu Hà - Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam và PGS.TS Nguyễn Kiều Băng Tâm – Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã hướng dẫn tôi tận tình và tạo mọi điều kiện

để tôi hoàn thành tốt luận văn

Tôi xin cảm ơn các thầy cô giáo công tác tại bộ môn Sinh thái môi trường, Khoa Môi trường đã chỉ bảo động viên tôi, giúp tôi có thêm kiến thức và kỹ năng nghiên cứu

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới lãnh đạo UBND xã Chỉ Đạo lãnh đạo và toàn thể người dân thôn Đông Mai đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt quá trình làm việc tại địa phương

Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn người thân, bạn bè, gia đình đã động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học và thực hiện luận văn

Hà Nội, tháng 11 năm 2016

Người thực hiện

Đỗ Thị Thu Trang

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu: 2

3 Nhiệm vụ nghiên cứu: 3

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài: 3

5 Cấu trúc của luận văn 3

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 Khái niệm và tính chất của kim loại nặng 4

1.1.1 Tổng quan về Chì (Pb) 5

1.1.2 Nguồn gây ô nhiễm Pb trong đất 12

1.1.3 Tình hình ô nhiễm Chì trên Thế giới và ở Việt Nam 16

1.1.4 Tổng quan về các phương pháp xử lý kim loại nặng trong đất 20

1.2 Các nghiên cứu về thực vật hấp thu KLN trên thế giới 22

1.3 Các nghiên cứu về thực vật hấp thu KLN ở Việt Nam 24

1.4 Vai trò của phân bón đối với cây trồng: 27

1.4.1 Vai trò của phân NPK đối với cây trồng: 27

1.4.2.Vai trò của phân bón hữu cơ 29

Chương 2: ĐỊA ĐIỂM, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 2.1 Địa điểm nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.2 Đối tượng nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.3 Phương pháp nghiên cứu Error! Bookmark not defined

2.3.1 Phương pháp kế thừa và tổng hợp tài liệu có chọn lọc.Error! Bookmark not

defined

2.3.2 Phương pháp lấy mẫu và xử lý mẫu: Error! Bookmark not defined 2.3.3 Phương pháp bố trí thí nghiêm: Error! Bookmark not defined 2.3.4 Theo dõi thí nghiệm và lấy mẫu phân tích Error! Bookmark not defined 2.3.5 Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệmError! Bookmark not defined

2.3.6 Phương pháp xử lý số liệu Error! Bookmark not defined

Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬNError! Bookmark not

3.3.2 Đánh giá ảnh hưởng của phân bón lên sinh trưởng của hai loài thực vật

Error! Bookmark not defined

3.3.4 Đánh giá ảnh hưởng của phân bón lên khả năng hấp thụ Chì của 2 loài thực vật

Error! Bookmark not defined

3.4 Đánh giá tiềm năng sử dụng hai loài thực vật Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Error! Bookmark not defined

1 Kết luận Error! Bookmark not defined

2 Kiến nghị: Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO 31 PHỤ LỤC 77

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 Hàm lượng Pb ở những vùng khác nhau ở Nam Ninh, Trung Quốc 9

Bảng 2 Hàm lượng Chì trong cây thực phẩm (ppm) 9

Bảng 3 Hàm lượng Chì trong hạt ngũ cốc (ppm chất khô) 10

Bảng 4 Kết quả phân tích hàm lượng Pb trong đất tại vùng ngoại thành Hà Nội 11

Bảng 5 Hàm lượng Chì (Pb) trong các loại đá hình thành đất quan trọng 13

Bảng 6 Hàm lượng Chì trong một số loại đá chủ yếu 13

Bảng 7 Hàm lượng Pb trong một số chất bổ sung dùng trong nông nghiệp 14

Bảng 8 Hàm lượng Pb trong một số loại phân bón và thuốc BVTV 15

Bảng 9 Danh sách mẫu đất 32

Bảng 10 Danh sách lấy mẫu thực vật 33

Bảng 11 Nhu cầu phân bón ở Việt Nam 49

Bảng 12 Chiều dài và khối lượng của Nghể nước trước khi tiến hành thí nghiệm 50

Bảng 13 Chiều dài và khối lượng Nghể nước sau khi tiến hành thí nghiệm trồng với đất không ô nhiễm, không bón phân 50

Bảng 14 Chiều dài và khối lượng Nghể nước sau khi tiến hành thí nghiệm trồng trên đất có hàm lượng Pb= 1365 ppm, không bón phân 51

Bảng 15 Chiều dài và khối lượng Nghể nước sau khi tiến hành thí nghiệm trồng trên đất có hàm lượng Pb= 1365 ppm, bón phân 2g hữu cơ + 10g NPK/1 kg đất 51 Bảng 16 Chiều dài và khối lượng Nghể nước sau khi tiến hành thí nghiệm trồng trên đất có hàm lượng Pb= 1365 ppm, bón phân 2g hữu cơ + 20g NPK/1 kg đất…52

Bảng 17 Chiều dài và khối lượng của Nghể nhẵn trước khi tiến hành thí nghiệm 54 Bảng 18 Chiều dài và khối lượng Nghể nhẵn sau khi tiến hành thí nghiệm trồng

trên đất không ô nhiễm, không bón phân 55

Bảng 19 Chiều dài và khối lượng Nghể nhẵn sau khi tiến hành thí nghiệm trồng trên đất có hàm lượng Pb= 1365 ppm, không bón phân 55

Bảng 20 Chiều dài và khối lượng Nghể nhẵn sau khi tiến hành thí nghiệm trồng trên đất có hàm lượng Pb= 1365 ppm, bón phân 2g hữu cơ + 10g NPK/1 kg đất 56

Bảng 21 Hàm lượng Pb tích lũy trong Nghể nước ở Công thức 1 60

Bảng 22 Hàm lượng Pb tích lũy trong Nghể nước ở Công thức 2 60

Bảng 23 Hàm lượng Pb tích lũy trong Nghể nước ở Công thức 3 61

Bảng 24 Hàm lượng Pb tích lũy trong Nghể nước ở Công thức 4 61

Bảng 25 Hàm lượng Pb tích lũy trong Nghể nhẵn ở Công thức 1 62

Bảng 26 Hàm lượng Pb tích lũy trong Nghể nhẵn ở Công thức 2 63

Bảng 27 Hàm lượng Pb tích lũy trong Nghể nhẵn ở Công thức 3 63

Bảng 28 Hệ số tích lũy sinh học của hai loài thực vật ở các công thức thí nghiệm 66 Bảng 29 So sánh ảnh hưởng của phân bón đến sinh trưởng (trọng lượng khô) của Nghể nước và Nghể nhẵn 67 Bảng 30 So sánh ảnh hưởng của phân bón đến khả năng hấp thụ Chì của Nghể

nước và Nghể nhẵn Error! Bookmark not defined

DANH MỤC HÌNH

Hình 1: Sơ đồ công nghệ phá dỡ bình ắc quy hỏng thu hồi phế liệu 39

Hình 2 Biểu đồ hàm lượng Chì tổng số trong đất gần khu lò tái chế Chì 42

Hình 3 Nghể nước (Polygonum hydropiper L) 44

Hình 4 Nghể nhẵn (Polygonum glabrum Wild) 45

Hình 5 Quan hệ đất – cây trồng và phân bón của Prianisnicov 46

Hình 6 Nghể nước sau 45 ngày thí nghiệm 53

Hình 7 Biều đồ sinh trưởng của Nghể nước thể hiện qua khối lượng (g) 53

Hình 8 Nghể nhẵn sau 45 ngày thí nghiệm 57

Hình 9 Biều đồ sinh trưởng của Nghể nhẵn thể hiện qua khối lượng (g) 57

Hình 10 Biều đồ hàm lương Pb tích lũy trong Nghể nước 61

Hình 11 Biểu đồ hàm lương Pb tích lũy trong Nghể nhẵn 64

Hình 12 Bãi tập trung ắc quy được thu mua 77

Hình 13 Vỏ ắc quy sau khi được phá dỡ 77

Hình 14 Bãi thải sau khi thu lõi Chì ắc quy 78

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay, vấn đề ô nhiễm Chì trong đất đang diễn ra phổ biến ở nhiều nơi trên thế giới Chì gây tác động mãn tính tới phát triển trí tuệ Ngộ độc Chì còn gây

ra biến chứng viêm não ở trẻ em Với những phụ nữ có thai thường xuyên tiếp xúc với Chì khả năng sẩy thai hoặc thai nhi chết sau khi sinh là rất lớn Chì có tác dụng rất độc hại cho cơ thể con người và có thể gây ra một số bệnh kinh niên, mãn tính,

ví dụ như bệnh thận hay bệnh thần kinh Ngoài ra, Chì còn gây ảnh hưởng tới hệ sinh thái đất, có những thay đổi hóa học cơ bản của đất có thể phát sinh, làm thay

số các chuỗi thức ăn chính, từ đó có thể tác động tới cân bằng sinh thái

Việc quản lý và xử lý đất bị ô nhiễm Chì là rất khó khăn Có nhiều biện pháp

đã được sử dụng để xử lý ô nhiễm Chì trên thế giới như: cơ học, vật lý, hóa học, sinh học Hầu hết các phương pháp này đều ứng dụng công nghệ phức tạp, tuy tốc

độ xử lý các chất ô nhiễm nhanh nhưng ngược lại chúng đều khá tốn kém về kinh phí, chỉ phù hợp tiến hành với quy mô nhỏ trong khi tình trạng ô nhiễm đất lại xảy

ra trên diện rộng, không những thế một số phương pháp còn có thể làm phát sinh các chất ô nhiễm mới trong đất Do đó hiện nay, công nghệ sử dụng thực vật xử lý

ô nhiễm đang trở thành một giải pháp có tính khả thi cao đối với các nước đang phát triển nhờ vào chi phí xử lý thấp và thân thiện môi trường, có tính bền vững, lâu dài

và hiệu quả, dễ thực hiện, không đòi hỏi kỹ thuật cao, không tạo ra những sản phẩm phụ độc hại, cải tạo được vùng đất trứơc đây không có thực vật nào tồn tại, tạo cảnh quan sinh thái và quan trọng là ngăn chặn được xói mòn và phát tán ô nhiễm do gió

và nước

Ngoại trừ một số kim loại nặng (KLN) như Co, Cu, Zn,…là những chất dinh dưỡng vi lượng, đa số các kim loại khác đều không có vai trò cần thiết đối với 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, một số loài thực vật không chỉ có khả năng sống được

trong môi trường bị ô nhiễm bởi các kim loại độc hại mà còn có khả năng hấp thụ và tích 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

vâ ̣n chuyển, hấp thu ̣ và loa ̣i bỏ kim loa ̣i nă ̣ng trong thực vâ ̣t , chẳng ha ̣n 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

Việc sử dụng thực vật chiết xuất kim loại nặng trong đất đòi hỏi chọn lựa được loài cây kết hợp được hai yếu tố là có thể tích lũy kim loại nặng trong phần trên mặt đất của cây và cho sinh khối cao Có rất nhiều loài cây thỏa mãn điều kiện thứ nhất nhưng không đáp ứng được yêu cầu của điều kiện thứ hai Một yếu tố đáng quan tâm trong công nghệ xử lý ô nhiễm bằng thực vật là thông thường các loài thực vật bản địa có lợi thế về khả năng thích nghi cao với sinh cảnh nơi cần xử lý Điều tra thành phần loài thực vật tại làng nghề tái chế Chì Đông Mai cho thấy có một số loài thực vật có hàm lượng Chì tích lũy với mức độ cao trên 0,1% (Trọng lượng khô) trong phần trên mặt đất của chúng, đặc biệt là loài Nghể nước

(Polygonum hydropiper L), Nghể nhẵn (Polygonum glabrum Wild) Hai loài này

cho sinh khối tương đối lớn so với nhiều loài siêu tích lũy kim loại nặng khác Đây

là các loài rất có triển vọng để sử dụng cho quá trình làm sạch đất – một trong những phương pháp rẻ và thân thiện với môi trường nhất

Đây cũng chính là lý do đề tài “Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến sinh

trưởng và khả năng hấp thụ kim loại nặng của một số loài thực vật thuộc xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên” được chọn

2 Mục tiêu nghiên cứu:

Nghiên cứu bước đầu ảnh hưởng của một số yếu tố đến sinh trưởng và khả năng hấp thụ KLN của 2 loài thực vật từ đất bị ô nhiễm Pb nhằm nâng cao sự tích lũy KLN trong cây, góp phần nâng cao hiệu quả xử lý ô nhiễm đất

3 Nhiệm vụ nghiên cứu:

- Đánh giá ảnh hưởng của phân bón lên sinh trưởng của 2 loài thực vật

- Đánh giá ảnh hưởng của phân bón lên và khả năng hấp thụ Chì của 2 loài thực vật

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:

- Kết quả nghiên cứu khoa học của đề tài sẽ là tài liệu tham khảo có giá trị cho công tác quản lý MT thôn Đông Mai

- Nghiên cứu của đề tài sẽ đóng góp cơ sở khoa học xác định tính khả thi

của việc áp dụng những biện pháp kĩ thuật để cải tạo đất bị ô nhiễm KLN, việc sử dụng thực vật và phân bón phù hợp để đạt hiệu quả tối ưu Đây sẽ là cơ sở cho việc lựa chọn các giải pháp phòng chống suy thoái tài nguyên đất, bảo vệ MT cũng như tăng cường nghiên cứu ứng dụng các công nghệ thân thiện với MT

5 Cấu trúc của luận văn

Nội dung chính của luận văn gồm 3 chương:

- Chương 1: Tổng quan tài liệu

- Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

- Chương 3: Kết quả và thảo luận

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Khái niệm và tính chất của kim loại nặng

Kim loại nặng (KLN) là những nguyên tố kim loại có khối lượng riêng lớn (>5g/cm3), có thể gây độc tính mạnh ngay cả ở nồng độ thấp Tuy nhiên chúng cũng bao gồm những nguyên tố kim loại cần thiết cho một số sinh vật ở nồng độ thấp (Adriano, 2001) [31] Kim loại nặng được được chia làm 3 loại: các kim loại độc (Hg, Cr, Pb, Zn, Cu, Ni, Cd, As, Co, Sn,…), những kim loại quý (Pd, Pt, Au,

Ag, Ru,…), các kim loại phóng xạ (U, Th, Ra, Am,…)

Kim loại nặng không bị phân hủy sinh học (Tam & Wong, 1995) [44] không độc khi ở dạng nguyên tố tự do nhưng nguy hiểm đối với sinh vật sống khi ở dạng cation do khả năng gắn kết với các chuỗi cacbon ngắn dẫn đến sự tích tụ trong cơ thể sinh vật sau nhiều năm (Shahidul & Tanaka, 2004) [42]

Đối với con người, có khoảng 12 nguyên tố kim loại nặng gây độc như Chì, thủy ngân, nhôm, arsenic, cadmium, nickel… Một số kim loại nặng được tìm thấy trong cơ thể và thiết yếu cho sức khỏe con người, chẳng hạn như sắt, kẽm, magnesium, cobalt, manganese, molybdenum và đồng mặc dù với lượng rất ít nhưng nó hiện diện trong quá trình chuyển hóa Tuy nhiên, ở mức thừa của các nguyên tố thiết yếu có thể nguy hại đến đời sống của sinh vật (Foulkes, 2000) [39] Các nguyên tố kim loại còn lại là các nguyên tố không thiết yếu và có thể gây độc tính cao khi hiện diện trong cơ thể, tuy nhiên tính độc chỉ thể hiện khi chúng đi vào chuỗi thức ăn Các nguyên tố này bao gồm thủy ngân, nickel, Chì, arsenic, cadmium, nhôm, platinum và đồng ở dạng ion kim loại Chúng đi vào cơ thể qua các con đường hấp thụ của cơ thể như hô hấp, tiêu hóa và qua da Nếu kim loại nặng đi vào cơ thể và tích lũy bên trong tế bào lớn hơn sự phân giải chúng thì chúng

sẽ tăng dần và sự ngộ độc sẽ xuất hiện (Foulkes, 2000) [39] Do vậy người ta bị ngộ độc không những với hàm lượng cao của kim loại nặng mà cả khi với hàm lượng thấp và thời gian kéo dài sẽ đạt đến hàm lượng gây độc Tính độc hại của các kim loại nặng được thể hiện qua:

- Một số kim loại nặng có thể bị chuyển từ độc thấp sang dạng độc cao hơn trong một vài điều kiện môi trường, ví dụ thủy ngân

- Sự tích tụ và khuếch đại sinh học của các kim loại này qua chuỗi thức ăn có thể làm tổn hại các hoạt động sinh lý bình thường và sau cùng gây nguy hiểm cho sức khỏe của con người

- Tính độc của các nguyên tố này có thể ở một nồng độ rất thấp khoảng

Đioxit PbO2 là chất rắn màu nâu đen, có tính lưỡng tính nhưng tan trong kiềm dễ dàng hơn trong axit Khi đun nóng PbO2 mất dần oxi biến thành các oxit, trong đó Chì có số oxi hoá thấp hơn:

290 - 320oC 390 - 420oC 530 - 550oC

PbO2 Pb2O3 Pb3O4 PbO

(nâu đen) (vàng đỏ) (đỏ) (vàng)

Lợi dụng khả năng oxi hoá mạnh của PbO2 người ta chế ra acquy Chì

Chì orthoplombat (Pb3O4) hay còn gọi là minium là hợp chất của Pb có các số

oxi hoá +2, +4 Nó là chất bột màu đỏ da cam, được dùng chủ yếu là để sản xuất thuỷ tinh pha lê, men đồ sứ và đồ sắt, làm chất màu cho sơn (sơn trang trí và sơn bảo vệ cho kim loại không bị rỉ)

Pb(OH)2 là chất kết tủa màu trắng Khi đun nóng, chúng dễ mất nước biến thành oxit PbO

Pb(OH)2 cũng là chất lưỡng tính

Khi tan trong axit, nó tạo thành muối của cation Pb2+:

Pb(OH)2 + 2HCl = PbCl2 + 2H2O Khi tan trong dung dịch kiềm mạnh, nó tạo thành muối hiđroxoplombit:

Pb(OH)2 + 2KOH = K2[Pb(OH)4] Muối hiđroxoplombit dễ tan trong nước và bị thuỷ phân mạnh nên chỉ bền trong dung dịch kiềm dư

b Độc tính Pb:

Chì (Pb) là một loại kim loại mềm, màu sáng, chuyển thành sẫm khi tiếp xúc với không khí Chì (Pb) xếp thứ 82 trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học và được con người phát hiện và sử dụng cách đây khoảng 6.000 năm Pb có trọng lượng phân tử là 207, Pb nóng chảy ở nhiệt độ 327,500C, và sôi ở 17400C Pb nguyên chất hòa tan rất kém

Chì là kim loại nặng được nhắc đến tương đối thường xuyên trong bảo vệ môi trường bởi Chì được sử dụng rộng rãi và Chì có khả năng tác hại rất lâu dài tới môi trường [9]

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) [36] 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) [38]

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 [17] Sự nguy hiểm của thức ăn có chứa Pb ở chỗ

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 [9]

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 [30] Pb sẽ thế chỗ của các kim loại khác trong enzym, làm thay đổi hoạt tính các

enzym dẫn đến ung thư [9] 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

Zn, bổ sung Zn có thể làm giảm ảnh hưởng của Pb, Pb gia tăng làm thiếu Cu [38]

Đặc biệt đối với trẻ nhỏ, Pb là một chất có độc tính tác động mạnh nhất lên

hệ thần kinh trẻ em, tác động lên thai nhi, gây sinh non, rối loạn tiêu hoá Việc nuốt phải Pb từ đất bị ô nhiễm Pb là một trong các nguyên nhân chủ yếu làm cho hàm lượng Pb trong máu của trẻ tăng lên (Mielke, 1999)

Chì phá huỷ quá trình tổng hợp hemoglobin và các sắc tố hô hấp khác trong máu như xitocrom Như vậy nhiễm độc Chì dẫn đến các bệnh về máu [9] Khi hàm lượng Chì trong máu khoảng 0,3 ppm thì nó ngăn cản quá trình sử dụng ôxi để ôxi hoá glucoza tạo ra năng lượng cho quá trình sống Khi Chì trong máu vượt quá 0,3 ppm cơ thể sẽ thiếu máu do thiếu hemoglobin Nếu hàm lượng Chì trong máu nằm trong khoảng 10-20µg/dl gây giảm tốc độ dẫn truyền thần kinh, 10 - 25µg/dl gây đột biến nhiễm sắc thể, 30µg/dl gây độc đối với bào thai, 30 – 40 µg/dl giảm khả năng sinh nở, 80µg/dl gây viêm thận, khi nồng độ Chì trong máu lên đến 100 – 120 µg/dl ( ở người lớn) và 80 – 100 µg/dl (ở trẻ em), Chì sẽ gây chết ngườI [38]

Khi cơ thể bị ngộ độc Chì thì các chất chống tính độc của Chì là các hoá chất

có khả năng tạo phức chelat với Pb2+ Ví dụ phức chelat của canxi có thể dùng giải độc Chì vì phức chelat Chì bền hơn phức chelat canxi nên Pb2+ sẽ thay thế chỗ Ca2+

trong phức chelat, kết quả là phức chelat Chì được tạo thành tan và đào thải ra ngoài qua nước tiểu Vì vậy người ta chống độc Chì bằng cách cho nạn nhân ngộ độc Chì uống dung dịch chelat canxi Ngoài ra các hoá chất dùng để giải độc Chì là EDTA, 2,3- dimercapto propanol, penicillamin…chúng tạo với Chì thành các phức chất chelat [30]

Qua các dẫn chứng trên cho thấy, Chì (Pb) là một nguyên tố rất độc đối với động thực vật và con người, do đó việc nghiên cứu về Pb là rất cần thiết

c Các nghiên cứu về hàm lượng Pb:

Hàm lượng Chì trong đất trung bình biến động trong khoảng 10 - 84 ppm Hàm lượng Chì thấp ở đất podzol, đất cát, trung bình ở đất thịt Đất gley, đất giầu chất hữu cơ hàm lượng Chì khá hơn Đất có hàm lượng Chì vượt quá 100 ppm được coi là đất ô nhiễm Chì Đất ô nhiễm Chì nặng hàm lượng Chì có khi lên đến 2% Trong cây bình thường hàm lượng Chì thường rất thấp Đối với cây thực phẩm thường chỉ ở mức 2 - 6 ppm so với chất khô Đối với hạt ngũ cốc ít khi vượt quá 1 ppm

Nghiên cứu Pb trong 150 mẫu đất với khoảng 20 phẫu diện trong khu vực đô thị, 3 phẫu diện đất được lấy ngẫu nhiên ở gần đô thị tại Nam Ninh, Trung Quốc, Ying Lu và cộng sự (2003) thu được kết quả ở bảng 1

Bảng 1 Hàm lượng Pb ở những vùng khác nhau ở Nam Ninh, Trung Quốc

( Nguồn: Ying Lu và cộng sự (2003) [46])

Như vậy, đất bên đường có nồng độ Pb nằm trong khoảng 62 – 308,5 mg/kg, đạt giá trị trung bình cao nhất là 151,4 mg/kg và thấp nhất là đất công viên đô thị từ 36,3 đến 89,9 mg/kg với mức trung bình là 57,7 mg/kg Điều này có thể cho thấy các chuyến xe tải là nguyên nhân chính của sự ô nhiễm Pb trong đất đô thị Còn ở đất ngoại ô, nhìn chung Pb còn rất sạch, trung bình là 17,49 mg/kg

Bảng 2 Hàm lượng Chì trong cây thực phẩm (ppm)

Bảng 3 Hàm lượng Chì trong hạt ngũ cốc (ppm chất khô)

Chú thích : (1) :Sau khi đã bón Pb(NO3)2 vào đất

(2) : Tính theo chất tươi

Theo báo cáo kết quả hiện trạng kim loại nặng trong đất trồng rau tại Hà Nội năm 2007 cho thấy: trong 733 mẫu đất phân tích nhìn chung đại đa số hàm lượng các kim loại nặng nghiên cứu (Cu, Pb, Zn, As, Hg) trong đất trồng rau tầng mặt (0-30) tại các điểm lấy mẫu nghiên cứu đều dưới ngưỡng tiêu chuẩn Việt Nam đối với đất phục vụ cho sản xuất nông nghiệp Đối với kim loại Cu có 78 mẫu trong số 733 mẫu là vượt quá so với tiêu chuẩn Việt Nam, chiếm 10,6% số mẫu nghiên cứu Các mẫu trên chủ yếu tập trung vào các vùng trồng rau trọng điểm mà mức độ thâm canh và luân canh rất cao, hàng năm ở các vùng này nông dân trồng từ 4-9 vụ rau/năm Có lẽ việc sử dụng phân bón và các hóa chất bảo vệ thực vật có chứa Cu là nguyên nhân gây tích lũy hàm lượng Cu trong đất Có 24 mẫu đất trong tổng số 733 mẫu đất có hàm lượng Pb vượt quá tiêu chuẩn Việt Nam, chiếm 3,3% trong tổng số mẫu đất [Chi Cục BVTV Hà Nội, 2007]

Theo Nguyễn Khang và Nguyễn Xuân Thành (1997), thì hàm lượng Pb trong đất tại các huyện ngoại thành Hà Nội là từ 2,35 -21,93 mg/kg (bảng 4) [20]

Bảng 4 Kết quả phân tích hàm lượng Pb trong đất tại vùng ngoại thành Hà Nội

(Nguồn: Nguyễn Khang và Nguyễn Xuân Thành (1997)[20])

Như vậy, hàm lượng Pb trong đất vùng Đức Giang, Yên Thường và Thanh Trì ngoại thành Hà Nội cao nhất, nhưng so với ngưỡng cho phép thì đất vùng ngoại thành Hà Nội còn rất sạch Pb

1.1.2 Nguồn gây ô nhiễm Pb trong đất

Kết quả này cũng giống như ở nghiên cứu của Levinson (1974) và Alloway (1990), hàm lượng Pb trong đá Grannit từ 20 – 24 mg/kg, còn trong đá bazan chỉ có

Granit Đá vôi Sa Thạch Diệp Thạch

( Nguồn: Levinson (1974) và Alloway( 1990) [43])

Theo Alina Kabata- Pendias và Henryk Pendias (1985), đá phún xuất chua và

trầm tích sét thường có nhiều Chì Tỷ lệ Chì biến động trong khoảng 10 – 40 ppm, còn trong đá phún xuất siêu basic và trầm tích cacbonat tỷ lệ Chì thấp hơn, biến động trong khoảng 0,1 – 10 ppm

Bảng 6 Hàm lượng Chì trong một số loại đá chủ yếu

Đá phún xuất

Đá siêu basic: Dunit, Peridotit, pyroxen 0,1 – 1,0

Các nghiên cứu về hàm lượng Pb trong đá cũng chứng minh rằng bản chất của đá mẹ là một trong các nguyên nhân làm hàm lượng Pb trong đất hình thành cao Chính vì hàm lượng Pb trong các loại đá mẹ khác nhau nên đất hình thành có hàm lượng Pb cũng rất khác nhau, nhất là lại ở các nước khác nhau Điều này được

khẳng định bởi nghiên cứu của Alina Kabata và Henryk Pendias (1985) qua bảng 6

[40]

b Do sử dụng phân bón hóa học và thuốc trừ sâu

Trong sản xuất nông nghiệp, việc sử dụng các chất bổ sung như: phân hữu

cơ, phân hoá học, thuốc bảo vệ thực vật, thậm chí nước thải, đã làm tăng thêm các kim loại vết có tính độc tới đất nông nghiệp Ngay cả với hàm lượng Pb rất thấp trong các chất bổ sung nhưng nếu bón nhiều lần có thể đạt tới ngưỡng gây độc Pb

là một trong các nguyên tố có nhiều trong nước cống rãnh và bùn

Bảng 7 Hàm lượng Pb trong một số chất bổ sung dùng trong nông nghiệp

( Nguồn: Alloway và Fergusson,1990 [43])

Qua bảng 7 cho thấy: Pb trong phân rác rất cao có khi lên đến 2240 mg/kg và đặc biệt cao ở bùn cống thải lên tới 7000 mg/kg Nhìn chung, nếu bổ sung các chất này vào đất thì hàm lượng Pb trong đất tăng đáng kể