Nghiên cứu chì (pb) trong đất phù sa sông hồng

Nghiên cứu chì (pb) trong đất phù sa sông hồng

Bộ giáo dục và đào tạo Trường đại học nông nghiệp Hà NộI

LờI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả trong luận văn là trung thực Các thông tin cũng nh− số liệu thu thập khác trong luận văn đều đ−ợc trích dẫn đầy đủ Đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, không trùng lặp với các công trình nghiên cứu của các tác giả khác

Hà Nội, tháng 9 năm 2008

Tác giả

Đỗ Thu Hà

LờI CảM ƠN!

Tôi xin được bày tỏ lời cảm ơn tới các Thầy, Cô giáo trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã truyền đạt những kiến thức quý giá cho tôi trong thời gian học tại trường ( 2006 – 2008)

Để hoàn thành luận văn này, Tôi xin chân thành cảm ơn PGS

TS Phạm Quang Hà, người đã hướng dẫn tôi tận tình, chu đáo và tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành tốt luận văn

Tôi cũng xin gửi lời cám ơn tới Ban Giám đốc viện Thổ nhưỡng Nông hoá, lãnh đạo Bộ môn Môi Trường đất và toàn thể các đồng nghiệp đã tạo điều kiện giúp đỡ Tôi trong quá trình học và thực hiện luận văn này

Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn người thân, bạn bè và gia

đình đã động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học và thực hiện luận văn

Một lần nữa Tôi xin chân thành cảm ơn những sự giúp đỡ quý giá trên

Tác giả

ðỗ Thu Hà

MỤC LỤC

Lời cam ñoan ……… i

Lời cảm ơn……… ii

Mục lục………iii

Danh mục các chữ viết tắt và kí hiệu……… iv

Danh mục các bảng……… … v

Danh mục các hình……….vi

1 Mở ñầu……… 1

1.1 Tính cấp thiết của ñề tài……… 1

1.2 Mục ñích, yêu cầu nghiên cứu:……… 2

1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn………2

2 Tổng quan tài liệu nghiên cứu………3

2.1 Tổng quan về ñất phù sa Sông Hồng……… 3

2.2 Tổng quan các nghiên cứu về nguyên tố Chì (Pb)……….8

2.2.1 ðộc học môi trường nguyên tố chì (Pb)……… 8

2.2.2 Một số kết quả nghiên cứu chì trong ñất trên thế giới……… 10

2.2.2.1 Pb trong ñất………10

2.2.2.2 Pb trong quan hệ với ñất cây……… 16

2.2.2.3 Nguồn ô nhiễm Pb ……….21

2.2.3 Một số kết quả nghiên cứu chì trong ñất ở Việt Nam 25

2.2.3.1 Pb trong ñất………25

2.2.3.2 Pb trong quan hệ với ñất cây……… 33

2.2.3.3 Nguồn ô nhiễm Pb ……….34

3 ðối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu 39

3.1.ðối tượng và nội dung nghiên cứu………39

3.1.1 ðối tượng nghiên cứu 39

3.1.2 Nội dung nghiên cứu 39

3.2 Phương pháp nghiên cứu 39

3.2.1 Phương pháp lấy mẫu 39

3.2.2 Bảo quản và xử lý mẫu 40

3.2.3.ðịa ñiểm lấy mẫu ñất……… 40

3.2.4 Chỉ tiêu và phương pháp phân tích 43

3.2.5 Phương pháp xử lý số liệu 44

4 Kết quả nghiên cứu và thảo luận 45

4.1 ðặc ñiểm ñất nghiên cứu……… 45

4.2 Hàm lượng Pb tổng số và dễ tiêu trong tầng mặt ñất phù sa sông Hồng.48 4.2.1 Pb tổng số trong tầng mặt ñất phù sa sông Hồng……… 48

4.2.2 Pb dễ tiêu trong tầng mặt ñất phù sa sông Hồng……… 51

4.3 Hàm lượng chì tổng số và dễ tiêu trong một số phẫu diện ñất phù sa sông Hồng……… ……… 53

4.3.1 Pb tổng số theo chiều sâu phẫu diện……… 54

4.3.2 Pb dễ tiêu theo chiều sâu phẫu diện……… 54

4.4 Mối quan hệ giữa chì tổng số và chì dễ tiêu trong tầng mặt ñất phù sa sông Hồng …………57

4.5 Mối quan hệ giữa chì tổng số và Pb dễ tiêu với một số chỉ tiêu lý học, hoá học của ñất phù sa sông Hồng……….58

4.5.1 Mối quan hệ giữa các dạng chì (Pb) với thành phần cơ giới ñất…… 58

4.5.2 Mối quan hệ giữa các dạng chì với một số tính chất hoá học cơ bản 61

4.5.2.1 Mối quan hệ giữa các dạng chì (Pb) với pHH2O và pHKCl………61

4.5.2.2 Mối quan hệ giữa các dạng chì (Pb) với lượng hữu cơ tổng số (OC%) và các dạng axít mùn (Humic và Fulvic)……….62

4.5.2.3 Mối quan hệ giữa các dạng chì (Pb) với hàm lượng ñạm tổng số

(N%)……… ……….64

4.5.2.4 Mối quan hệ giữa các dạng chì (Pb) với lân tổng số( P2O5%) và lân dễ

tiêu ( mgP/kg)……… 65

4.5.2.5 Mối quan hệ giữa các dạng chì (Pb) với hàm lượng kali tổng số

(K2O%)……… ……… 65

4.5.2.6 Mối quan hệ giữa các dạng chì (Pb) với CEC và các cation trao ñổi………66

4.5.3 Mối quan hệ giữa các dạng chì (Pb) với hàm lượng một số kim loại nặng trong ñất……….70

4.5.3.1 Mối quan hệ giữa các dạng chì (Pb) với hàm lượng kẽm (Zn) tổng số……….70

4.5.3.2 Mối quan hệ giữa các dạng chì (Pb) với hàm lượng ñồng (Cu) tổng số……….71

4.5.3.3 Mối quan hệ giữa các dạng chì (Pb) với hàm lượng Cadimi (Cd) tổng số……….72

5 Kết luận và ñề nghị 75

Tài liệu tham khảo 77

Phụ lục 86

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU

Chữ viết tắt Nghĩa của từ viết tắt

Chữ viết tắt Nghĩa của từ viết tắt

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Các loại ñất phù sa của Việt Nam 3 Bảng 2.2 Năng suất và tổng lượng NPK ñưa vào ñất phù sa sông Hồng…….7 Bảng 2.3 Hàm lượng chì (Pb) trong các loại ñá hình thành ñất quan trọng 11 Bảng 2.4 Hàm lượng chì trong một số loại ñá chủ yếu 12 Bảng 2.5 Hàm lượng Pb trong ñất mặt của nhiều nước khác nhau…………13 Bảng 2.6 Hàm lượng Pb ở những vùng khác nhau ở Nam Ninh, Trung Quốc….14 Bảng 2.7 Hàm lượng Pb tổng số và dễ tiêu ở vùng ñất khai thác mỏ… 16 Bảng 2.8 Hàm lượng Pb ( mg/kg) trong bắp cải, ñậu xanh và lúa mì ở công thức bón EDTA so với ñối chứng ( ðC)……….18 Bảng 2.9 Hàm lượng Pb tổng số và dễ tiêu trên ñất thí nghiệm………… 19 Bảng 2.10 Pb trong thân và rễ của cây hoa bướm, cỏ Vestiver và cây chút chít 20 Bảng 2.11 Hàm lượng Pb trong một số chất bổ sung dùng trong nông nghiệp 22 Bảng 2.12 Hàm lượng Pb trong một số loại phân bón và thuốc BVTV……….22 Bảng 2.13 Hàm lượng một số kim loại nặng trong các loại nước thải…… 23 Bảng 2.14 Khoảng nồng ñộ của Pb trong không khí ở các vùng khác nhau… 24 Bảng 2.15 Kết quả phân tích hàm lượng Pb trong ñất tại vùng ngoại thành Hà Nội……… 26 Bảng 2.16 Các dạng liên kết của Pb trong ñất tại ðại ðồng, Văn Lâm…….29 Bảng 2.17 Hàm lượng Pb trên một số loại ñất Việt Nam (Pb, mg/kg)…… 30 Bảng 2.18 Hàm lượng Pb trên một số rau ở Hà Nội (mg/kg tươi)………….33 Bảng 2.19 Hàm lượng Pb trong một số loại phân bón trên thị trường vùng ñồng bằng sông Cửu Long……… 35 Bảng 2.20 Hàm lượng Pb trong một số loại phân chuồng ủ ở Việt Nam… 35 Bảng 2.21 Hàm lượng Pb trong nước ở một số thuỷ vực chính……… 36

Bảng 2.22 Mức ñộ ô nhiễm Pb trong nước tưới khu vực chuyên canh rau của thành phố Thái Nguyên 38 Bảng 3.1 Vị trí ñịa ñiểm lấy mẫu ñất phù sa sông Hồng tầng mặt………….40 Bảng 3.2 Vị trí ñịa ñiểm một số phẫu diện ñất phù sa sông Hồng … …….43 Bảng 4.1 Kết quả xử lý thống kê các chỉ tiêu lý, hoá học của ñất nghiên cứu……… 46 Bảng 4.2 Các thông số cơ bản về hàm lượng Pb tổng số trong ñất phù sa sông

Hồng……….49 Bảng 4.3 Mật ñộ xác suất P(%) theo hàm lượng Pb tổng số trong ñất…… 50 Bảng 4.4 Các thông số cơ bản về hàm lượng Pb dễ tiêu trong tầng mặt ñất phù sa sông Hồng………51 Bảng 4.5 Mật ñộ xác suất P(%) theo hàm lượng Pb dễ tiêu trong ñất…… 52 Bảng 4.6 Hàm lượng Pb tổng số và dễ tiêu theo chiều sâu phẫu diện (mg/kg) 55

DANH MỤC HÌNH

Hình 4.1 Hàm mật ñộ xác suất Pb tổng số trong ñất phù sa sông Hồng ……50

Hình 4.2 Hàm lượng Pb tổng số trong các mẫu ñất nghiên cứu……… 51

Hình 4.3 Hàm mật ñộ xác suất Pb dễ tiêu trong ñất phù sa sông Hồng theo phân bố Normal……… 53

Hình 4.4 Hàm lượng Pb dễ tiêu trong ñất phù sa sông Hồng………… 53

Hình 4.5 Hàm lượng Pb tổng số và dễ tiêu trong phẫu diện ðH………56

Hình 4.6 Hàm lượng Pb tổng số và dễ tiêu trong phẫu diện TH………56

Hình 4.7 Hàm lượng Pb tổng số và dễ tiêu trong phẫu diện Cð………57

Hình 4.8 Mối quan hệ giữa Pb tổng số và dễ tiêu ở tầng mặt………58

Hình 4.9 Mối quan hệ giữa Pb tổng số và (%) cát mịn ……… ………… …59

Hình 4.10 Mối quan hệ giữa Pb dễ tiêu và (%) cát mịn ……… …… … 59

Hình 4.11 Mối quan hệ giữa Pb tổng số và hàm lượng limon (%) ……… 60

Hình 4.12 Mối quan hệ giữa Pb dễ tiêu và hàm lượng limon (%) …… 60

Hình 4.13 Mối quan hệ giữa Pb tổng số và pHH2O……….61

Hình 4.14 Mối quan hệ giữa Pb tổng số và pHKCl……… 62

Hình 4.15 Mối quan hệ giữa Pb dễ tiêu với hàm lượng hữu cơ ( OC%) ……… 63

Hình 4.16 Mối quan hệ giữa Pb tổng số và hàm lượng ñạm tổng số ……… ….64

Hình 4.17 Mối quan hệ giữa Pb tổng số và hàm lượng kali tổng số ( K2O%) ……… 66

Hình 4.18.Mối quan hệ giữa Pb dễ tiêu và hàm lượng kali tổng số ( K2O%) ………… ……… 66

Hình 4.19 Mối quan hệ giữa Pb tổng số và dung tích hấp thu (CEC) ……… 67

Hình 4.20 Mối quan hệ giữa Pb tổng số và Ca trao ñổi ( Ca2+) ……… ….68

Hình 4.21 Mối quan hệ giữa Pb tổng số và K trao ñổi (K+) ……… …… 68

Hình 4.22 Mối quan hệ giữa Pb dễ tiêu và Mg trao ñổi ( Mg2+) … …… 69

Hình 4.23 Mối quan hệ giữa Pb dễ tiêu và Na trao ñổi (Na+) ………….…70

Hình 4.24 Mối tương quan giữa Pb tổng số và Zn tổng số ……… … 71 Hình 4.25 Mối tương quan giữa Pb dễ tiêu và Zn tổng số ……… … 71 Hình 4.26 Mối tương quan giữa Pb tổng số và Cu tổng số ………… …….72 Hình 4.27 Mối tương quan giữa Pb dễ tiêu và Cu tổng số ………… 72 Hình 4.28 Mối tương quan giữa Pb tổng số và Cd tổng số ………… …….73 Hình 4.29 Mối tương quan giữa Pb dễ tiêu và Cd tổng số ………… 73

1 MỞ ðẦU 1.1 Tính cấp thiết của ñề tài

ðất phù sa hệ thống sông Hồng có diện tích khoảng 6010/16/20080 nghìn ha, tập trung chủ yếu ở các tỉnh ñồng bằng Bắc Bộ như: Phú Thọ, Vĩnh Phúc, Hà Tây, Hà Nội, Hưng Yên, Hà Nam, Nam ðịnh, Thái Bình ðất phù

sa sông Hồng có thành phần cơ giới trung bình, có màu nâu tươi, phản ứng từ trung tính ñến hơi kiềm, ñộ no bazơ cao, mùn và ñạm tổng số trung bình, hàm lượng lân và kali khá cao, các chất dễ tiêu cao Nhìn chung, ñất phù sa sông

Hồng là loại ñất tốt cần phải ñược bảo vệ và sử dụng hợp lý [Nguồn: Viện

Thổ nhưỡng Nông Hoá (2001] [18]

Hiện nay do quá trình thâm canh cao và công nghiệp hóa mạnh cũng như hoạt ñộng của các làng nghề tái chế kim loại mà ñất phù sa sông Hồng ñang có nguy cơ bị ô nhiễm kim loại nặng- trong ñó có chì (Pb) Vì nguyên tố

Pb không phải là một nguyên tố dinh dưỡng ñối với cây trồng nên khi ñất bị ô nhiễm chì (> 70 ppm theo TCVN 7209:2002) khả năng sinh trưởng và phát triển của cây trồng giảm, qua nông sản Pb ñi vào cơ thể người, ñộng vật

Pb ñược ghi nhận là mối nguy hiểm ñối với sức khoẻ cộng ñồng bởi ñộc tính của nó, ñặc biệt là trẻ nhỏ Pb làm giảm chỉ số IQ, suy giảm thính giác, phù nề não, các bệnh về tim phổi, thận, máu…

Trong ñất Pb ñược tìm thấy dưới dạng cation kim loại tự do, cation trao ñổi, dạng hợp chất hữu cơ và vô cơ hoà tan hoặc không hoà tan, dạng cacbonat, liên kết với ôxít Fe – Mn, dạng hyñrôxít hay nằm trong cấu tạo của

khoáng chất (Julia W Neison và cộng sự (2002), [53]) Tính di ñộng của Pb

trong ñất phụ thuộc vào: Eh, pH, thành phần cấp hạt (sét), hữu cơ, xói mòn ñất do nước và gió Các muối Cl-, SO42-, NO3- với Pb ñều rất dễ hoà tan, trong khi ñó các hợp chất của Pb với CO32-, S2- lại rất bền vững Chì ñược tích luỹ

trong ựất qua nhiều thập kỷ và sẽ tiếp tục vòng tuần hoàn sinh học trong 300

Ờ 500 năm nữa (Heinrichs và Mayer, 1977)

Ở Việt Nam những năm gần ựây, ô nhiễm kim loại nặng nói chung, Pb nói riêng ựã và ựang ựược nhiều nhà nghiên cứu quan tâm Song phần nhiều mới chỉ là những nghiên cứu về hiện trạng, mới dừng lại ở ựất tầng mặt, chưa xác ựịnh ựược các quan hệ giữa Pb với các tắnh chất khác của ựất hay trên từng loại ựất cụ thể, chưa làm rõ ựược cơ chế liên quan Chắnh với những lý

do trên, chúng tôi tiến hành ựề tài:

ỘNghiên cứu Chì (Pb) trong ựất phù sa Sông HồngỢ

1.2 Mục ựắch, yêu cầu nghiên cứu

- Xác ựịnh và ựánh giá hàm lượng chì Pb tổng số và dễ tiêu trong ựất phù sa sông Hồng tầng mặt và một số phẫu diện

- Tìm hiểu mối quan hệ giữa hàm lượng Pb và một số chỉ tiêu lý hoá học trong tầng mặt ựất phù sa sông Hồng

1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

- đánh giá ựược thực trạng hàm lượng Pb tổng số và dễ tiêu trong ựất phù sa sông Hồng và cảnh báo ô nhiễm Pb, ựề xuất hướng giải quyết và sử dụng hợp lý nhằm giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm Pb trong ựất phù sa sông Hồng

- Cung cấp số liệu ựủ tin cậy về hàm lượng Pb tổng số và dễ tiêu cũng như các quan hệ với tắnh chất ựất khác trong ựất phù sa sông Hồng; giải thắch

cơ chế nếu có thể

2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 2.1 Tổng quan về ñất phù sa sông Hồng

Các loại ñất hình thành trên trầm tích sông hoặc biển hiện ñại, quá trình thổ nhưỡng xảy ra yếu, ñất thể hiện rõ ñặc tính xếp lớp của trầm tích; thỏa mãn nhu cầu của vật liệu phù sa ñược xếp vào nhóm ñất phù sa (Fluvisols,

theo phân loại của FAO-UNESCO)

ðặc trưng của một loại phù sa gắn rất chặt chẽ với các vùng ñất ở thượng nguồn, các loại ñá mẹ hình thành ñất ở ñó quyết ñịnh rất lớn ñến tính chất hóa học của ñất phù sa ở mỗi con sông ðất phù sa có ñặc ñiểm chung là nhận ñược các trầm tích trẻ, do ñó ñược trẻ hoá thường xuyên ðất ñược phân tầng

rõ ràng

Ở Việt Nam, diện tích ñất phù sa gần 3,5 triệu ha, chiếm 10,3 % diện tích

tự nhiên cả nước, tập trung chủ yếu ở ñồng bằng sông Hồng và ñồng bằng sông Cửu Long, ngoài ra ñất phù sa ñều có hầu hết ở các ñịa phương trong cả

nước (Nguồn: Viện Thổ nhưỡng Nông hoá (2001), [18]) Trong quá trình hình

thành và phát triển ñất, sự ảnh hưởng của khí hậu và ñá mẹ ñến ñất theo các chiều hướng khác nhau

Theo phân loại ñất Việt Nam, 2001, ñất phù sa ñược chia thành ba loại phù sa:

Bảng 2.1 Các loại ñất phù sa của Việt Nam

Loại ñất Diện tích (ha) Tỉ lệ (%)

ðất phù sa hệ thống sông Hồng (Ph) 600.000 17,4 ðất phù sa hệ thống sông Cửu Long (Pl) 850.000 22,6 ðất phù sa hệ thống các sông khác (P) 2.000.000 58,0

( Nguồn:Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 2001 [4],[18])

Theo nhiều nghiên cứu thì ñất phù sa hệ thống sông Hồng ñược hình thành do sự bồi tụ của hệ thống sông Hồng Sông Hồng bắt nguồn từ Vân

Nam (Trung Quốc) chảy sang Việt Nam qua các tỉnh Lào Cai, Yên Bái, Phú Thọ chảy qua những vùng ñất ñỏ ñược hình thành trên ñá vôi, ñá phiến mica,

ñá gơnai, phiến thạch sét, mỏ apatit Nước sông Hồng lúc nào cũng có màu

ñỏ ñục ngầu do mang theo những sản phẩm xói mòn, rửa trôi của hàng chục vạn hecta ñất ñỏ từ thượng nguồn về [6]

Hệ thống sông Hồng có nhiều ñặc ñiểm ảnh hưởng lớn ñến sự hình thành và tính chất của ñồng bằng Bắc Bộ: hàm lượng phù sa trong nước lớn, chất lượng phù sa tốt Do thủy chế thất thường, năm lũ lớn, năm lũ nhỏ nên ñất phù sa sông Hồng thường có biến ñộng lớn về thành phần cơ giới theo bề sâu mặt cắt ñất và theo bề mặt ñồng bằng Nhiều vùng ta gặp xen kẽ giữa các tầng ñất thịt, ñất cát, ñất sét phức tạp như Hà Nội, Hà Tây Trong phạm vi hẹp theo chiều ngang chừng một vài km, ñất gần sông thì cao và có thành phần cơ giới là cát pha, ñất xa sông thì có thành phần cơ giới là ñất thịt hoặc sét Ðịa hình toàn vùng ở ñồng bằng sông Hồng khá bằng phẳng, hơi nghiêng từ Tây bắc sang Ðông nam, nơi cao nhất không quá 25m, nơi thấp nhất khoảng 3m

Tùy theo vị trí nằm trong hoặc ngoài ñê do có sự bồi ñắp hay không ñược bồi ñắp phù sa hàng năm và tuỳ theo mức ñộ tác ñộng của quá trình glây, ñất phù sa sông Hồng có thể chia thành các loại như sau:

- ðất phù sa ñược bồi hàng năm

- ðất phù sa không ñược bồi, không bị glây hoá (hoặc glây yếu không ñáng kể)

- ðất phù sa không ñược bồi, glây trung bình hoặc glây mạnh

ðất phù sa sông Hồng ñược bồi ñắp chủ yếu bởi phù sa sông Hồng từ hàng ngàn năm nay Nước sông Hồng có ñộ ñục bình quân là 1,010g/m3, ứng với lượng phù sa là 120 triệu tấn/ năm, chất lượng ñất phù sa hệ thống sông Hồng thay ñổi theo mùa

ðất phù sa sông Hồng phổ biến có màu nâu tươi và nâu tím Theo lát cắt phẫu diện từ trên xuống dưới tới khoảng 50-60 cm Màu nâu tươi bắt ñầu nhạt dần, tới 90-100 cm mới xuất hiện cát hạt to màu xám, xuống tới 150 cm cát có màu trắng

Quan sát vùng ñất phù sa sông Hồng, dễ dàng nhận thấy các ñặc ñiểm sau:

ðất ở ngoài ñê, năm nào cũng ñược bồi ñắp một lớp phù sa mới nên luôn luôn trẻ và màu mỡ

ðất ở trong ñê, bị cắt nguồn phù sa bồi nên tính chất biến ñổi theo các quá trình ñất ở các vùng ñồng bằng: Nơi trũng thì bị gley, tích tụ mùn; nơi ñịa hình cao ñất bị rửa trôi và trong phẫu diện hình thành tầng loang lổ ñỏ vàng

Do những lần vỡ ñê liên tục trước năm 1945, nước tràn vào làm xáo trộn ñịa hình và ñất ñai khu vực bị lụt; nơi bị khoét sâu thành vực, nơi ñọng toàn cát, nơi ñược phủ phù sa màu mỡ

Tính chất vật lý

Nhìn chung ñất phù sa sông Hồng có ưu ñiểm nổi bật về thành phần cơ giới cấp hạt sét < 0,002mm chiếm tới 15 - 32 % cùng với tỷ lệ limon thích hợp (0,02 - 0,002mm) chiếm khoảng 35 - 45% làm cho ñất có thành phần cơ giới trung bình Ở một số vùng cao, ñất có thành phần cơ giới nhẹ, ở những vùng thấp thường là sét pha trung bình, một số là sét nặng Về cấu trúc ñất, ñộ bền trong nước của những cấp hạt có kích thước lớn rất thấp, chủ yếu là những cấp hạt có kích thước 0,5 - 1mm Sức chứa ẩm tối ña chiếm từ 30 - 40% Trong khi ñó ñộ ẩm cây héo từ 7,5 - 14,5% ñó là một ưu ñiểm lớn cho cây trồng cạn trồng trên ñất phù sa sông Hồng

Tính chất hoá học

ðất có pHKCl = 4,5 - 7,5 Một ñặc ñiểm nổi bật của ñất phù sa sông Hồng là ñất giầu cation kiềm thổ (Ca và Mg) phổ biến là 10 lñl/100g ñất Lân

và kali cũng khá cao, trung bình ñạt 0,11 - 0,15% lân tổng số, kali tổng số thường từ 1,6 - 2,2% Với 1156 mẫu ñất ñem phân tích, hàm lượng hữu cơ trong ñất phù sa sông Hồng bình quân là 1,56%, phổ biến là 1,3 - 2,0% Khi phân tích 1432 mẫu ñất, trung bình hàm lượng ñạm tổng số là 0,12%, về nguyên tố vi lượng số mẫu phân tích chưa nhiều bình quân hàm lượng Cu dễ tiêu: 4,5 - 6,5ppm, Zn tổng số: 25 - 30ppm, Cd tổng số: 0,5 - 0,95ppm, Pb

tổng số: 20 - 37ppm ( Nguồn Viện Thổ nhưỡng Nông hóa [9])

Nhìn chung, ñất phù sa thuộc hệ thống sông Hồng là loại ñất tốt, thành phần cơ giới trung bình, có màu nâu tươi, phản ứng trung tính ñến hơi kiềm,

ñộ no bazơ cao, mùn ñạm tổng số trung bình, hàm lượng lân và kali khá, các chất dễ tiêu cao, so với ñất phù sa nhiều sông khác, ñất phù sa sông Hồng là ñất lý tưởng ñể trồng nhiều loại cây như: lúa, ngô, ñậu, ñỗ, lạc, khoai, các loại rau và cây ăn quả…

Hiện trạng sử dụng ñất phù sa sông Hồng

Trên ñất phù sa sông Hồng, loại hình sử dụng ñất chủ yếu dựa trên cơ cấu 2 lúa hoặc 2 lúa - 1 màu Tuy nhiên, cũng có những nơi chuyên màu hoặc trồng tới 4 vụ

Áp lực phân bón rất biến ñộng, trung bình 318,1kg N + 210,9kg P2O5+ 198,6kg K2O/ha/năm + 17,6 tấn phân chuồng/ha/năm Tuy nhiên tại một số ñiểm trồng 2 màu - 1 lúa hoặc chuyên màu lượng phân bón ñã ở mức báo ñộng (Khánh Mậu, Yên Khánh, Ninh Bình: 692kgN+ 339kg P2O5+ 267kg

K2O [9] như vậy chúng ta cần phải có những biện pháp ñể sử dụng lượng phân bón thích hợp với tính chất ñất và khả năng canh tác của nông dân theo từng loại ñất

Bảng 2.2 Năng suất và tổng lượng NPK ñưa vào ñất phù sa sông Hồng

Năng suất (tấn/ha/năm)

Cơ cấu

Tổng NPK (kg/ha/năm)

( Nguồn: Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 2002 [9])

Từ bảng trên ta thấy tổng lượng NPK ñưa vào trồng 2 vụ lúa/năm trung bình là: 581,1kg/ha/năm và thu ñược năng suất lúa trung bình 9,3 tấn/ha/năm Trong khi ñó ở cơ cấu 2 lúa - 1 màu với sự ñầu tư cao hơn thì năng suất tăng hơn rõ rệt, tuy nhiên ở cơ cấu 1 lúa - 2 màu thì năng suất lúa lại giảm một cách ñáng kể, qua ñó ta thấy ñược sự ảnh hưởng của màu tới lúa là rất rõ rệt Còn với ñất chuyên màu thì rõ ràng là với sự ñầu tư thấp hơn nhưng lại ñem ñến một hiệu quả rất rõ rệt (10,9 tấn/ha/năm) [9]

Biện pháp cơ bản ñể sử dụng ñất phù sa sông Hồng một cách bền vững,

có hiệu quả cao nhất là tưới tiêu hợp lý, bón phân cân ñối cho các loại cây trồng [18]

Những tác ñộng gây ảnh hưởng xấu ñến môi trường ñất

ðất phù sa sông Hồng nằm trong vùng ñồng bằng bắc bộ (ðBBB)_ ñây

là vùng kinh tế trọng ñiểm của cả nước Theo nghiên cứu của Lê ðức và cộng

sự, 2003 [7] thì ñồng bằng sông Hồng chịu sức ép về dân số nên phải tăng hệ

số sử dụng ñất Do ñó ñã tác ñộng rất mạnh ñến môi trường ñất toàn vùng Việc sử dụng phân bón mất cân ñối, thuốc BVTV dùng quá mức cho phép, việc xử lý nước thải, khí thải từ những xí nghiệp, nhà máy, giao thông chưa ñược quan tâm ñúng mức ñã dẫn ñến ô nhiễm cục bộ môi trường ñất, ñặc biệt

là sự tích ñọng các KLN trong ñất Vì vậy, sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên

ñất, hình thành các cụm công nghiệp nông thôn và tăng cường các hệ thống

xử lý nước thải ở các khu công nghiệp là vấn ñề hết sức cần quan tâm ñối với vùng ðồng bằng sông Hồng [7]

2.2 Tổng quan các nghiên cứu về Pb

2.2.1 ðộc học môi trường nguyên tố chì

Tổng quan các kết quả nghiên cứu về ñộc học môi trường nguyên tố Pb như sau:

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 ñược con người phát hiện và sử dụng cách ñây khoảng 6.000 năm Pb

có trọng lượng phân tử là 207, Pb nóng chảy ở nhiệt ñộ 327,500C, và sôi ở

17400C Pb nguyên chất hòa tan rất kém

Chì là kim loại nặng ñược nhắc ñến tương ñối thường xuyên trong bảo

vệ môi trường bởi Chì ñược sử dụng rộng rãi và Chì có khả năng tác hại rất lâu dài tới môi trường [5]

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 ñộng cơ ñốt trong dùng xăng hay dùng dầu có pha chì

Trong ñời sống thực vật và ñộng vật, gia tăng nồng ñộ của chì làm kìm

hãm hầu hết các quá trình sinh lý cơ bản (E Michalak và Wierzbicka,1995)

[49] Ở thực vật Pb ảnh hưởng ñến nhiều quá trình sống của cây như: Thay ñổi tính thấm của màng tế bào, kìm hãm sinh tổng hợp protein, ức chế một số enzyme, ảnh hưởng ñến quá trình hô hấp, quang hợp, mở lỗ khí và thoát hơi

nước (Nguồn: Jack E Fergusson, 1991[52])

ðối với người, sự lây nhiễm Pb chủ yếu qua thức ăn bị nhiễm bẩn, một

phần nhỏ ñược bổ sung bởi sự hít thở [15] Sự nguy hiểm của thức ăn có chứa

Pb ở chỗ khi chúng vào cơ thể người, chúng không bị ñào 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 ñưa 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 ñược giữ lại trong xương [5]

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

thể hiện ñộc tính của nó [44] Pb sẽ thế chỗ của các kim loại khác trong enzym, làm thay ñổi hoạt tính các enzym dẫn ñến ung thư [5] hoặc gây nên sự

thiếu hụt rõ ràng ñối 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 ñộc 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 [52]

ðặc biệt ñối với trẻ nhỏ, Pb là một chất có ñộc tính tác ñộng mạnh nhất lên hệ thần kinh trẻ em, tác ñộng lên thai nhi, gây sinh non, rối loạn tiêu hoá Việc nuốt phải Pb từ ñất 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 ñộc chì dẫn ñến các bệnh về máu [5] Khi hàm lượng chì trong máu khoảng 0,3 ppm thì nó ngăn cản quá trình

sử dụng ôxi ñể 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 ñộ dẫn truyền thần kinh, 10 - 25µg/dl gây ñột biến nhiễm sắc thể, 30µg/dl gây ñộc ñối với bào thai, 30 – 40 µg/dl giảm khả năng sinh nở, 80µg/dl gây viêm thận, khi nồng ñộ chì trong máu lên ñến 100 – 120 µg/dl ( ở người lớn) và 80 – 100 µg/dl (ở trẻ em), chì sẽ gây chết người [52]

Khi cơ thể bị ngộ ñộc chì thì các chất chống tính ñộc của chì là các hoá chất có khả năng tạo phức chelat với Pb2+ Ví dụ phức chelat của canxi có thể dùng giải ñộc 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 ñược tạo thành tan và ñào thải ra ngoài qua nước tiểu Vì vậy người ta chống ñộc chì bằng cách cho nạn nhân ngộ ñộc chì uống dung dịch chelat canxi Ngoài ra các hoá chất dùng ñể giải ñộc chì là EDTA, 2,3- dimercapto propanol, penicillamin…chúng tạo với chì thành các phức chất chelat [44]

Qua các dẫn chứng trên cho thấy, chì (Pb) là một nguyên tố rất ñộc ñối với ñộng thực vật và con người, do ñó việc nghiên cứu về Pb là rất cần thiết

2.2.2 Một số kết quả nghiên cứu chì (Pb) trong ñất trên thế giới

Theo Lindsay (1979), lượng chì trung bình có trong các ựá khoảng 16mg/kg [66]

Còn theo Pendiasetal (1985) chì có nhiều trong các ựá mẹ granit và cát kết khoảng 19 và 24 mgPb/kg còn trong ựá bazan thường có ắt chì chỉ khoảng

Granit đá vôi Sa Thạch Diệp Thạch

0,1 - 14 3 - 5 20 - 24 5,7 - 7 8 - 10 20 - 23

( Nguồn: Levinson (1974) và Alloway( 1990)[64])

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

chua và trầm tắch sét thường có nhiều chì Tỷ lệ chì biến ựộng trong khoảng

10 Ờ 40 ppm, còn trong ựá phún xuất siêu basic và trầm tắch cacbonat tỷ lệ chì thấp hơn, biến ựộng trong khoảng 0,1 Ờ 10 ppm [61]

Bảng 2.4 Hàm lượng chì trong một số loại ựá chủ yếu

Loại đá Hàm lượng Pb ( mg/kg)

đá phún xuất

đá siêu basic: Dunit, Peridotit, pyroxen 0,1 Ờ 1,0

đá basic: Basalt, Gabbro 3 Ờ 8

đá trung gian: Diorit, Syenit 12 Ờ 15

đá chua: Rhyolit, Trachyt, Dacit 10 Ờ 20

( Nguồn: Alina Kabata Pendias và Henryk Pendias (1985) [61])

Các nghiên cứu về hàm lượng Pb trong ựá cũng chứng minh rằng bản chất của ựá mẹ là một trong các nguyên nhân làm hàm lượng Pb trong ựất hình thành cao Chắnh vì hàm lượng Pb trong các loại ựá mẹ khác nhau nên ựất hình thành có hàm lượng Pb cũng rất khác nhau, nhất là lại ở các nước khác nhau điều này ựược khẳng ựịnh bởi nghiên cứu của Alina Kabata và

Henryk Pendias (1985) qua bảng 2.5 [61]

Như vậy, hàm lượng chì thấp ở ựất podzol, ựất cát; trung bình ở ựất thịt đất gley, ựất giàu chất hữu cơ hàm lượng chì khá hơn Ở một số nước như đan Mạch, Anh và Ailen có hàm lượng Pb trong ựất mặt cao hơn 100 ppm, ựã phản ánh tình trạng ô nhiễm Pb [61 ]

Bảng 2.5 Hàm lượng Pb trong ñất mặt của nhiều nước khác nhau

ðất Podzol và ñất

cơ Nước

Khoảng dao ñộng

Trung bình

Khoảng dao ñộng

Trung bình

Khoảng dao ñộng

Trung bình

Khoảng dao ñộng

Trung bình

( Nguồn: Alina Kabata Pendias và Henryk Pendias(1985) [61])

Theo Lindsay (1979), lượng chì trung bình có trong ñất dao ñộng từ 2

mg/kg ñến 200 mg Pb/kg ñất [66]

Nghiên cứu trên ñất ñồn ñiền Cà phê ở Costarican, Wolgang Wilcke và cộng sự (1998) [67] cho thấy: hàm lượng Pb tổng số trong ñất dao ñộng từ 4,3 ñến 57,3 mg/kg, trung bình là 21,09 mg/kg

Nghiên cứu Pb trong 150 mẫu ñất với khoảng 20 phẫu diện trong khu vực ñô thị, 3 phẫu diện ñất ñược lấy ngẫu nhiên ở gần ñô thị tại Nam Ninh, Trung Quốc, Ying Lu và cộng sự (2003) thu ñược kết quả ở bảng 2.6

Bảng 2.6 Hàm lượng Pb ở những vùng khác nhau ở Nam Ninh, Trung Quốc

Pb (mg/kg) Loại ðất

Khoảng dao ñộng Giá trị trung bình

( Nguồn: Ying Lu và cộng sự (2003) [68])

Như vậy, ñất bên ñường có nồng ñộ Pb nằm trong khoảng 62 – 308,5 mg/kg, ñạt giá trị trung bình cao nhất là 151,4 mg/kg và thấp nhất là ñất công viên ñô thị từ 36,3 ñến 89,9 mg/kg với mức trung bình là 57,7 mg/kg ðiều này có thể cho thấy các chuyến xe tải là nguyên nhân chính của sự ô nhiễm

Pb trong ñất ñô thị Còn ở ñất ngoại ô, nhìn chung Pb còn rất sạch, trung bình

là 17,49 mg/kg Và dạng Pb chính trong ñất ñô thị là các dạng kết hợp khác và dạng kết hợp với ôxít Fe –Mn chiếm tương ứng trên 56,75% và 30,93% Dạng trao ñổi thấp nhất, chỉ khoảng 0,79% Dạng Pb hữu cơ và Pb-cácbonat chiếm 6,33% và 5,2% Và tỷ lệ các dạng Pb theo trật tự sau: các Pb khác > Pb- (ôxít

Fe – Mn) > Pb - hữu cơ > Pb- cácbonat > Pb-trao ñổi [68]

Pb thường có nhiều tại những vùng có truyền thống khai thác mỏ và làm nghề tái chế, thành phố Bytom là một ví dụ Nghiên cứu trên 122 mẫu ñất, Susanne M.Ullrich và cộng sự (1998) [65] ñã cho thấy mức ô nhiễm ñáng kể ñược tìm thấy với nồng ñộ Pb trung bình ở tầng ñất 0 – 10 cm là

627 mg/kg Hàm lượng Pb cao nhất ñược tìm thấy ở Tây Piekary Slaskie

với nồng ñộ Pb ñược phát hiện là 1530 – 2180 mg/kg cao hơn 4 - 8 lần tại cùng vị trí ñược Cục bản ñồ ñịa lý ñưa ra Nhìn chung là ñộ nhiễm bẩn giảm dần theo chiều sâu phẫu diện là khoảng 2,6 lần ñối với Pb Theo tiêu chuẩn của Hà Lan thì 38% vị trí mẫu có Pb trên mức cho phép ðồng thời

ñể ñánh giá khả năng tiềm tàng của kim loại Pb tới cây trồng, tác giả ñã sử dụng MgCl2 0,5M ñể chiết rút hàm lượng Pb dễ tiêu Kết quả nhìn chung rất thấp, hàm lượng Pb dễ tiêu từ 0 ñến 15% hàm lượng Pb tổng số, trung bình là 0,8 % Hàm lượng Pb dễ tiêu là 164 mg/kg, 153 mg/kg và 69,8 mg/kg chiếm tương ứng 15,6 %, 7,0%, 4,6% hàm lượng Pb tổng số ở pH khoảng từ 3,5 ñến 5,2 [65]

Nghiên cứu tại vùng lân cận khu ñúc ñồng ở Ba Lan, Cezary Kabala và Bal Ram Singh (2000) bằng phương pháp chiết liên tục với các dịch chiết là

H2O, NH4OAc, NH2OH.HCl, H2O2, HNO3… cho thấy lượng Pb hoà tan trong nước rất ít, thậm chí ngay ở những ñất bị ô nhiễm phần Pb này chỉ khoảng 0,5 mg/kg Lượng Pb ñược chiết bởi NH4OAc (pH 7,0) tăng, chiếm tương ứng khoảng từ 8% và 14% lượng Pb tổng số ở ñất ít ô nhiễm và ở phẫu diện ñất ô nhiễm Tổng lượng Pb ñược chiết bởi NH4OAc (pH 5,0) cao hơn ñáng kể (trên 45% lượng Pb tổng số ở ñất ô nhiễm) [48]

Cũng nghiên cứu trên vùng ñất khai thác mỏ, Monday O Mbila và cộng sự (2003) [58] ñã chọn ñất nghiên cứu trên một quả ñồi ở Tây Ban Nha thuộc thành phố Dubuque với ñộ dốc khoảng 18 – 25% Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả ñã nghiên cứu cả Pb tổng số và Pb dễ tiêu (bảng 2.7)

Bảng 2.7 Hàm lượng Pb tổng số và dễ tiêu ở vùng ñất khai thác mỏ

Pb tổng số Pb - chiết bằng DTPA ðịa ñiểm

( Nguồn: Monday O Mbila và Michael L Thompson (2003)[58])

Như vậy, ở vùng ñất không bị xáo trộn hàm lượng Pb thấp từ 24 ñến

35 mg/kg, ở khu vực vùng ñất mỏ bị ñào là 650 ñến 955 mg/kg Nhìn chung tại vùng ñất ít bị xáo trộn hàm lượng Pb chiết bằng DTPA là không ñáng kể từ 2 ñến 5 mg/kg (chiếm 7,7 ñến 14,3 % Pb tổng số) nhưng ở vùng ñất mỏ thì khá lớn từ 98 ñến 127 mg/kg, chiếm khoảng 13 ñến 15 % hàm lượng Pb tổng số [58]

2.2.2.2 Pb trong quan hệ với ñất - cây

Khi ñất bị ô nhiễm Pb, Pb sẽ ñược tích luỹ vào cây Bình thường trong cây hàm lượng chì thường rất thấp Sự biến ñộng Pb trong thực vật bị tác ñộng bởi một số nhân tố môi trường như là quá trình ñịa hoá, ô nhiễm Hàm lượng Pb trong thực vật dao ñộng trong khoảng 0,001 – 0,08 ppm (trọng lượng tươi) hoặc 0,05 – 3 ppm (trọng lượng khô) ðối với cây thực phẩm thường chỉ ở mức 2 – 6 ppm so với chất khô Hàm lượng Pb trong hạt ngũ cốc của rất nhiều quốc gia biến ñộng trong khoảng 0,01 – 2,28 ppm (trọng lượng

khô) Sự tích luỹ sinh học cao nhất của Pb chủ yếu là qua lá (ñặc biệt là rau xà lách), những thực vật ở khu vực tái chế kim loại sẽ hút Pb cả từ không khí và

từ ñất Pb trong không khí là nguồn ô nhiễm chính, ở dạng này Pb hấp thụ qua tán lá do Pb lắng ñọng trên bề mặt lá và bị lá hấp thụ qua tế bào lá (Roberts T.M., Gizyn W., Hutchinson T.C., 1979) [62]

Mỗi loại cây trồng khác nhau có khả năng hấp thu Pb khác nhau Ngay

cả trên một loại cây trồng nhưng với việc trồng bằng cây con (trồng bầu) hay trồng bằng hạt cũng dẫn ñến khả năng hấp thu Pb khác nhau E Michalak và

M Wierzbicka (1998) ñã khẳng ñịnh ñiều này bằng cuộc thử nghiệm ñược

thực hiện trên 3 loại hành củ (Allium cepa L) Trong mọi trường hợp ñược tìm

thấy thì hành ñược trồng từ bầu ươm có khả năng dung nạp Pb nhiều hơn hành ñược phát triển từ hạt giống Sau 10 ngày sự khác nhau ñược thấy rõ ràng với chỉ số dung nạp Pb giữa hành rễ mọc tự nhiên và mọc bằng hạt trung bình là 24% (từ 7% – 61%, phụ thuộc vào sự khác nhau về cây trồng và liều lượng Pb) Trong tất cả các trường hợp trồng bằng hạt, Pb chứa nhiều trong

mô nhiều hơn ở cây ñược phát triển từ bầu ươm Sự quan sát này có thể giải thích sự khác nhau trong việc dung nạp Pb giữa các giai ñoạn phát triển của

hành (Allium cepa) [49]

ðối với những ñất ñã bị ô nhiễm Pb, nhiều nhà nghiên cứu ñã tìm cách cải tạo ñất bằng nhiều phương pháp như: phương pháp lý học, hoá học và sinh học Trong ñó phương pháp sinh học là sử dụng các thực vật có sinh khối cao

ñể hút Pb ra khỏi ñất, cùng với việc bổ sung một số chất như EDTA, DTPA,

ñể hoạt hoá các dạng Pb khó tan trong ñất thành dạng dễ tiêu mà cây trồng có thể hấp thu ñược ðây cũng là một trong những nghiên cứu của Zhen – Guo Shen và cộng sự (2001) Cây trồng mà nhóm tác giả sử dụng là cây cải bắp

(Brassica rapa , giống Trung Quốc), cây ñậu xanh (Vigna radiate) và cây lúa

mì (Triticum aestium) , trên ñất bị ô nhiễm Pb (10600 mg Pb/kg) ở Lin Ma

Hau, Hồng Kông Cùng với việc bổ sung 3,0 mmol EDTA/kg ñất, hàm lượng

Pb trong thân lá và rễ tăng lên ñáng kể ñối với tất cả các cây trồng Sau 7 ngày và 14 ngày bổ sung EDTA, hàm lượng Pb trong thân lá bắp cải nghiên cứu là 5010 và 4620 mg/kg chất khô (bảng 2.8) EDTA có hiệu quả tốt nhất ñối với việc làm hoà tan Pb trong ñất và nâng cao lượng Pb tích luỹ trong thân

lá bắp cải nằm trong các Chelat khác nhau Kết quả chiết hoá học liên tục ở các mẫu ñất chỉ ra rằng sau khi bổ sung EDTA, lượng Pb carbonat - dạng hấp thu ñặc trưng và dạng ôxít Fe – Mn là giảm ñáng kể, chính EDTA làm hoà tan hai dạng Pb này ở trong ñất Sự cân ñối về hiệu quả của EDTA làm tăng

sự tích luỹ Pb trong thân lá cao nhất khi bổ sung 1,5 hoặc 3,0 mmol EDTA/kg Việc bón EDTA ở 3 liều lượng khác nhau hầu như ñều làm ảnh hưởng ñến việc nâng cao khả năng tích luỹ Pb trong thân lá bắp cải và làm giảm hàm lượng Pb di ñộng trong ñất ñã ñược so sánh ở cả hai phương pháp bón 1 lần và 2 lần Phương pháp này có thể giúp làm giảm tới mức tối thiểu lượng chelat bón cho ñồng ruộng và ñể giảm mối nguy hiểm tiềm ẩn do Pb hoà tan di chuyển vào nước ngầm [69]

Bảng 2.8 Hàm lượng Pb ( mg/kg) trong bắp cải, ñậu xanh và lúa

mì ở công thức bón EDTA so với ñối chứng ( ðC)

Bắp cải ðậu xanh Lúa mì

Số ngày xử lý

( Nguồn: Zhen – Guo Shen cùng cộng sự (2001) [69] )

Cũng nghiên cứu khả năng hấp thu kim loại nặng từ ñất bị ô nhiễm, H

Grčman và cộng sự (2000) ñã làm thí nghiệm với cây bắp cải (Brassica rapa)

trên ñất ñược lấy ở tầng mặt 0 – 30 cm tại khu công nghiệp trước ñây là nơi tái chế Pb và Zn tại Slovenia [50] Với hàm lượng Pb trong ñất là 1100mg/kg,

cùng với việc bón EDTA ở liều lượng 3, 5, 10 mmol/kg và chế ựộ tưới khác nhau Kết quả cho thấy EDTA làm tăng cao khả năng hút Pb trong ựất của Bắp Cải một cách ựặc biệt Thậm chắ ở công thức bón EDTA là 3mmol/kg, hàm lượng Pb trong lá Bắp cải cũng tăng gấp 16,6 lần so với ựối chứng Còn

ở công thức bón 10 mmol/kg thì tăng gấp 104,6 lần tương ứng với 37,9 % lượng Pb tổng số ựược hút trong ựất

để ựánh giá ảnh hưởng của EDTA, (NH4)2SO4, NH4NO3 trong việc nâng cao khả năng hấp thu của thực vật trên ựất bị ô nhiễm kim loại nặng, P Zhuang và cộng sự (2004), [60] ựã nghiên cứu với 3 loài thực vật là cây hoa

bướm (Viola Baoshanensis), cỏ vetiver (Vertiveria zizanioides), cây chút chắt (Rumex K Ờ 1) trên ựất trồng trọt gần khu vực mỏ Pb, Zn ở phắa bắc của

Giang đông, Trung Quốc Với các công thức bón khác nhau như: A (EDTA),

B ( (NH4)2SO4), C ( NH4NO3), D ( ựối chứng) Kết quả thu ựược về hàm lượng Pb tổng số và dễ tiêu trong ựất trồng 3 loài thực vật này là rất cao đặc

biệt là trên ựất trồng cỏ vetiver (Vertiveria zizanioides), Pb tổng số lên tới

và ở rễ ựều lớn hơn so với ựối chứng điều này chứng tỏ việc bón thêm EDTA, (NH4)2SO4, NH4NO3 ựều nâng cao khả năng hấp thu Pb của cây hoa bướm từ ựất bị ô nhiễm đặc biệt là EDTA, hàm lượng Pb tăng một cách có ý

nghĩa trên thân của cây hoa bướm ,cây cỏ vetiver, cây chút chít với mức tương ứng là từ 35 ñến 624 mg/kg, từ 19 ñến 32mg/kg và từ 19 ñến 194 mg/kg (Bảng 2.10) [60]

Bảng 2.10 Pb trong thân và rễ của cây hoa bướm, cỏ Vetiver và cây chút chít

Loài Công thức Pb trong thân

(mg/kg)

Pb trong rễ (mg/kg)

Cũng nghiên cứu về việc cố ñịnh Pb dễ tiêu ( Pb – availability) trong ñất bằng chất rắn sinh học [63], Sally Brown và cộng sự (2001)ñã làm thí nghiệm trên ñất có hàm lượng Pb cao ( 2135 mg Pb/ kg) từ ñất nhà vườn ở ñô thị Baltimore Kết quả nghiên cứu cho thấy việc bổ sung phân trộn hàm lượng

Fe cao làm giảm hoạt tính sinh học của Pb trong ñất từ 37 ñến 43%, các dạng

phân trộn khoáng khác thì giảm hơn 20% Ở ñất ñô thị có hàm lượng Pb cao, việc thêm 100 g /kg phân trộn có hàm lượng Fe và Mn cao là rất có hiệu quả cho việc giảm lượng Pb dễ tiêu

Cũng nghiên cứu về một dạng chất rắn sinh học trong việc tăng khả năng hấp thu chì và Cadimi, Adriano Battaglia và cộng sự (2003) ñã sử dụng bột giấy của một nhà máy giấy ở Pisa (Ý) với hàm lượng chất hữu cơ là xenllulô, lignin và tanin chiếm 29%, còn lại 71% chất không phải hữu cơ như Kaolinit

và cacbonat Theo kết quả thu ñược thì Pb ñược giữ lại trên ñất gia tăng là nhờ bột thêm vào [45]

Tương tự Adriano Battaglia, M Levonmaki và cộng sự (2005), cũng cho thấy hiệu quả của việc bổ sung chất hữu cơ và rễ thực vật lên tính tan và khả năng di ñộng của Pb trong ñất tại khu vực trường bắn ở Hollola phía nam Phần lan [56] Ở tầng hữu cơ (0 – 5 cm), hàm lượng Pb hoà tan trong axít (Pba) là 21034 mg/kg, ở ñất khoáng là 22,7 mg/kg Việc bổ sung than bùn ñã làm giảm lượng Pba tại lớp khoáng trong ñất, tác dụng này thể hiện rõ trên ñất ñược trồng cây, ñiều này cho thấy rằng Pb ñã ñược cây trồng hút ñi

Sau một thời gian dài thí nghiệm về sự phân hủy ñã phát hiện rằng lượng Pb giải phóng vào ñất từ những viên ñạn cũ nhiều hơn ñáng kể lượng

Pb giải phóng ra từ những viên ñạn mới, ngược lại nếu sự phân hủy xảy ra trong nước tinh khiết khử trùng thì lượng Pb giải phóng ra chỉ là dạng vết

2.2.2.3 Nguồn ô nhiễm Pb

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, ñã làm tăng thêm các kim loại vết có tính ñộc tới ñất nông nghiệp Ngay cả với hàm lượng

Pb rất thấp trong các chất bổ sung nhưng nếu bón nhiều lần có thể ñạt tới ngưỡng gây ñộc Pb là một trong các nguyên tố có nhiều trong nước cống rãnh

và bùn

Bảng 2.11 Hàm lượng Pb trong một số chất bổ sung dùng trong nông nghiệp

( Nguồn: Alloway và Fergusson,1990[64] )

Qua bảng 2.8 cho thấy: Pb trong phân rác rất cao có khi lên ñến 2240 mg/kg và ñặc biệt cao ở bùn cống thải lên tới 7000 mg/kg Nhìn chung, nếu

bổ sung các chất này vào ñất thì hàm lượng Pb trong ñất tăng ñáng kể

Theo Alina Kabata Pendias và Henryk Pendias (1985) [61] thì hàm lượng Pb trong một số chất bổ sung dùng trong nông nghiệp là rất lớn ðặc biệt là phân chuồng, bùn thải hố xí, phân lân, vôi, phân ñạm và cả thuốc bảo

vệ thực vật Việc sử dụng thường xuyên các loại phân này dẫn ñến sự tích luỹ

Như vậy, Pb trong bùn thải hố xí cao nhất, trong vôi cũng khá lớn, thấp hơn là phân chuồng và phân ñạm nhưng nếu bón nhiều lần thì lượng Pb ñược

tích luỹ từ các phân này cũng không phải là nhỏ

Ngoài ra, Pb còn ñược ñưa vào ñất từ các nguồn nước thải, bao gồm 3 loại chính là: nước thải sinh hoạt (nước rửa vệ sinh), nước thải sản xuất (công nghiệp, nông nghiệp) và nước mưa Hàm lượng Pb trong nước này khá cao từ

7000 - 9000 (µgl-1) Như vậy theo tiêu chuẩn cho phép của Việt Nam (TCVN

6773:2000) thì loại nước thải này ñã bị ô nhiễm Pb (bảng 2.13)

Bảng 2.13 Hàm lượng một số kim loại nặng trong các loại nước thải

Kim loại nặng Loại nước thải ðịa ñiểm Hàm lượng (µgl -1 )

Pb

Nước cống thải Khu công nghiệp 100 - 500

(Nguồn: Jack E Fergusson (1991), [52])

Như vậy, nếu tận dụng các nguồn nước thải này trong sản xuất nông nghiệp sẽ dẫn ñến hiện tượng ô nhiễm Pb trong ñất

Cũng nghiên cứu về ô nhiễm ñất do nguồn nước thải của khu công nghiệp luyện kim, Jun Dai và cộng sự (2003) [54] nghiên cứu tại vùng Nord – Pas – de – Calais, phía bắc nước Pháp cho thấy: Pb tổng số trong ñất ñược công phá với HNO3 và HCl từ 30,7 ñến 465,5 mg/kg còn với Pb

dễ tiêu ñược chiết bằng DTPA dao ñộng từ 9,3 ñến 168,7 mg/kg

Theo B.E Udom và cộng sự (2003) [46] nghiên cứu về việc ảnh hưởng của việc sử dụng nước thải 40 năm ở vùng ñông nam Nigeria trên ñất cát Ultisol, nhận thấy có sự tích luỹ Zn, Pb, Cd và Cu trong phẫu diện ñất, hàm lượng Pb trong ñất ñược tưới nước thải nhiều gấp 230% phẫu diện không tưới nước thải Và nhìn chung, theo chiều sâu phẫu diện thì tầng ñất AB (15 – 35 cm) có hàm lượng các kim loại nặng nhiều hơn cả

J.W.C Wong và cộng sự (2000) cho biết hàm lượng Pb tổng số trong nước bùn thải vùng trang trại Tai Po là 52,1 mg/kg và ở khu công nghiệp Yuen Long là 85,9 mg/kg, trong khi ñó ñất bỏ hoang ở New Territories, Hồng Kông chỉ có 15,4 mg/kg Với hàm lượng Pb dễ tiêu tương ứng là 33,6 mg/kg (Tai Po), 25,0 mg/kg (Yuen Long) và 2,33 mg/kg (ở New Territories) [51]

Như vậy, nhiều kết quả nghiên cứu ñều cho minh rằng nếu sử dụng nước bùn thải này tưới cho ñất nông nghiệp thì một lượng lớn Pb sẽ ñi vào ñất Do ñó cần phải có biện pháp xử lý nước thải trước khi dùng ñể tưới trong sản xuất nông nghiệp

Sự lắng ñọng Pb trong khí quyển cũng là một nguyên nhân dẫn ñến sự tích lũy Pb trong ñất ðặc biệt ở những vùng bị ô nhiễm Pb Ở Bắc Mỹ, bằng chứng của khí quyển ñưa vào các kim loại nặng là gần ñây hơn, thời ñại từ 80 – 100 năm trước ( Norton, 1986) Từ sự hoạt ñộng của núi lửa cũng làm cho hàm lượng Pb trong khí quyển tăng cao ( bảng 2.14) [64]

Bảng 2.14 Khoảng nồng ñộ của Pb trong không khí ở các vùng khác nhau

Càng gần ñường cao tốc thì hàm lượng chì trong ñất càng cao Chì do ô

tô và các phương tiện giao thông xả ra ñại bộ phận nằm trong phạm vi 33m hai bên ñường cao tốc Chì chủ yếu nằm ở lớp ñất mặt, càng xuống sâu hàm lượng chì càng giảm [61] ðiều này cũng phù hợp với nghiên cứu của Benedicte Viard và cộng sự (2003) [47] khi nghiên cứu sự tích luỹ sinh học

Pb, Zn và Cd trong ñất tại ñường quốc lộ A31 của thành phố Nancy (Pháp) Kết quả cho thấy nồng ñộ của các kim loại Zn, Pb và Cd càng gần ñường

quốc lộ càng cao Ở khu vực cách quốc lộ 5m, lượng bụi bên ựông nhiều hơn tây (do hướng gió Tây chiếm ưu thế) Hàm lượng Pb trong bụi cách làn ựường

có mật ựộ giao thông 40000 lượt xe/ ngày, 5 m là 58,3 1gPb m2 d1 cũng khoảng cách 5 m nhưng ở làn ựường 60000 lượt xe/ngày, hàm lượng Pb trong bụi là 104 1gPb m2 d1

2.2.3 Một số kết quả nghiên cứu chì (Pb) trong ựất ở Việt Nam

Những năm 90 trở lại ựây, quá trình công nghiệp hoá và cơ giới hoá nhanh cùng với sự phát triển của các làng nghề, nền kinh tế của Việt nam ựã có bước nhảy vọt ựáng kể đi kèm sự phát triển kinh tế ựó là nguy cơ ô nhiễm môi trường, ựặc biệt tại các thành phố lớn và khu lân cận Do ựó, vấn ựề nghiên cứu về môi trường trở nên cấp thiết, ựặc biệt là sự nhiễm bẩn kim loại nặng ựang thu hút sự quan tâm của các nhà quản lý, các nhà khoa học cũng như toàn cộng ựồng

2.2.3.1 Pb trong ựất

Theo Lưu đức Hải (1997), khi nghiên cứu trong ựất khu vực thành phố Huế thì hàm lượng trung bình Pb thay ựổi trong phạm vi rộng ở các loại ựất phát sinh trên các ựá gốc khác nhau và ngay trong cùng một loại ựất đất phát triển trên granit ở phắa Tây khu vực nghiên cứu có hàm lượng Pb từ 36,06 ựến 568,8 mg/kg; ựất phát triển trên ựá trầm tắch lục nguyên hệ tầng Long đại ở Tây Nam khu vực nghiên cứu có hàm lượng Pb từ 16,56 ựến 94,8 mg/kg; ựất phát triển trên ựá trầm tắch lục nguyên hệ tầng Tân Lâm có Pb dao ựộng từ 18,41 ựến 103,9 mg/kg; ựất phát triển trên trầm tắch ựệ tứ lộ ra ở trung tâm và phắa đông thành phố Huế loại aluvi biển - ựầm lầy, Pb từ 22,98 ựến 123 mg/kg; loại aluvi sông - biển ựầm lầy có Pb từ 4,06 ựến 29 mg/kg; loại hỗn hợp aluvi sông biển Pb từ 4,6 ựến 6,1 mg/kg [13]

Theo Nguyễn Khang và Nguyễn Xuân Thành (1997), thì hàm lượng Pb trong ñất tại các huyện ngoại thành Hà Nội là từ 2,35 -21,93 mg/kg (bảng 2.15) [24]

Bảng 2.15 Kết quả phân tích hàm lượng Pb trong ñất tại vùng

(Nguồn: Nguyễn Khang và Nguyễn Xuân Thành (1997) [24])

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

Cũng nghiên cứu về hàm lượng chì trong ựất nông nghiệp khu vực Hanel Ờ Sài đồng, Phạm văn Khang và cộng sự (2004) cho thấy hàm lượng Pb dao ựộng từ 15,69 ựến 38,76 mg/kg [22]

Phân tắch Pb trong ựất lúa, Phạm Quang Hà và cộng sự (2001) cho biết hàm lượng chì là 39,7 mg/kg ựất trong ựất trồng lúa ở xã Văn Môn; còn trong ựất nông nghiệp toàn huyện Yên Phong, Bắc Ninh trung bình là 28 mg Pb/kg ựất [8]

Nguyễn Minh Hưng (2000), khi nghiên cứu ảnh hưởng của nhà máy hóa chất Thủ đức và nước thải xắ nghiệp vải jean Việt Thắng tới vùng ựất trồng rau màu cho biết hàm lượng Pb theo chiều sâu phẫu diện ở các tầng 0-10; 45-55; 95 Ờ 105; 145 Ờ 155; 195 Ờ 205 cm tương ứng là 30,40- 28,60 Ờ 29,40 Ờ 24,50 Ờ 25,00 mg/kg, còn hàm lượng Pb trong ựất bị ảnh hưởng của khu công nghiệp Dệt và Bột giặt trong các tầng 0 Ờ 11; 45 Ờ 55; 95 Ờ 105; 145 Ờ 155;

195 Ờ 205 là 22,80 Ờ 22,60 Ờ 20,50 Ờ 21,50 Ờ 19,50 mg/kg; Với ựất chịu ảnh hưởng của nhà máy Posvina, Pb trong các tầng ựất 0 Ờ 10; 45 Ờ 55; 95 Ờ 105 tương ứng là 44,40 -80,40 Ờ 49 mg/kg [19]

Ảnh hưởng của các làng nghề tái chế kim loại làm tăng ựáng kể hàm lượng Pb trong ựất thậm chắ có nơi ựã bị ô nhiễm

Theo nghiên cứu của Phạm Văn Khang và cộng sự (2004), hàm lượng chì trong ựất nông nghiệp tại khu vực tái chế chì ở thôn đông Mai, huyện Mỹ Văn, Hưng Yên như sau 14,29% số mẫu nghiên cứu có hàm lượng chì là 100 Ờ 200 mg/kg; 9,25 % số mẫu ựất có hàm lượng Pb từ 200-300 mg/kg; 18,05%

số mẫu ựất có hàm lượng chì 300-400mg/kg; 9,52% số mẫu có hàm lượng Pb

từ 400-500 mg/kg; 9,25% số mẫu có hàm lượng Pb 500-600 mg/kg; 18,05%

số mẫu có hàm lượng Pb 600-700mg/kg; 9,25% số mẫu có hàm lượng chì 700-800 mg/kg; 4.76% có hàm lượng chì 900-1000 mg/kg và 4,76% số mẫu

có hàm lượng chì lớn hơn 1000 mg/kg ( trong tổng số 21 mẫu phân tích) Như vậy 100% số mẫu phân tích có hàm lượng chì (Pb) vượt quá tiêu chuẩn cho phép [23]

Cũng theo tác giả Lê Văn Khoa và cộng sự (2003), ô nhiễm môi trường ñất tập trung tại các làng nghề tái chế kim loại [25]

Nghiên cứu ở khu vực khai thác và chế biến Kẽm – chì làng Hích- Tân Long – Thái Nguyên, ðặng Thị An và cộng sự (2008) cho thấy: hàm lượng

Pb trong bãi thải cao nhất (5,3.103 - 9,2.103 ppm), tiếp ñến là bãi liền kề (164 – 904ppm), ñất vườn nhà dân (27,9 – 35,8 ppm), bãi thải cũ (1,1.103 – 13.103ppm), ñất ruộng lúa giáp bãi thải cũ (1271- 3953 ppm), vườn nhà dân gần bãi thải cũ (230 – 360 ppm) Như vậy, theo TCVN 7209:2002 (>70ppm ) thì hầu hết các ñiểm ñã bị ô nhiễm Pb riêng khu vực vườn nhà dân ở gần bãi thải mới chưa bị ô nhiễm Tuy nhiên cũng cần có giải pháp xử lý kịp thời [3]

Nghiên cứu của Hồ Thị Lam Trà (2005) [40] cho thấy: hàm lượng Pb tổng số trong ñất phục vụ nông nghiệp chịu ảnh hưởng của các làng nghề ñúc ñồng và tái chế kẽm tại xã ðại ðồng, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên rất cao, dao ñộng từ 51,2 - 313,0mg/kg ñất, trong ñó có nhiều mẫu > 200mg/kg Ngoài ra tác giả còn phân tích một số dạng liên kết của Pb, cụ thể là dạng linh ñộng từ 0,9 ñến 9,3 mg Pb/kg; dạng liên kết với cacbonat từ 2,4 ñến 22,8 mg Pb/kg; dạng liên kết với ôxít Fe- Mn từ 19,6 ñến 178,6 mg Pb/kg; dạng liên kết hữu cơ từ 2,4 ñến 17,8 mg Pb/kg; các dạng còn lại từ 19,8 ñến 165,3 mg Pb/kg Theo tác giả thì các dạng liên kết của Pb không phụ thuộc vào hàm lượng tổng số và phần lớn nằm ở dạng còn lại_ dạng bền ít gây ñộc cho cây (bảng 2.16)