Xác định hàm lượng các nguyên tố chì, thủy ngân, cadimi, asen trong đất một số vùng trồng rau ở đà lạt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH PHẠM NGỌC TÚ XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CÁC NGUYÊN TỐ CHÌ, THỦY NGÂN, CADIMI, ASEN TRONG ĐẤT MỘT SỐ VÙNG TRỒNG RAU Ở ĐÀ LẠT Chuyên nghành: Hóa Vô Cơ Mã

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

PHẠM NGỌC TÚ

XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CÁC NGUYÊN TỐ CHÌ, THỦY NGÂN, CADIMI, ASEN TRONG ĐẤT MỘT

SỐ VÙNG TRỒNG RAU Ở ĐÀ LẠT

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

PHẠM NGỌC TÚ

XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CÁC NGUYÊN TỐ CHÌ, THỦY NGÂN, CADIMI, ASEN TRONG ĐẤT MỘT

SỐ VÙNG TRỒNG RAU Ở ĐÀ LẠT

Chuyên nghành: Hóa Vô Cơ

Mã số: 60440113

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Người hướng dẫn: TS NGUYỄN QUỐC THẮNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHŨ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

LỜI CAM ĐOAN

Tôi tên là: Phạm Ngọc Tú

Ngày sinh: 26 – 05 – 1986

Nơi sinh: Phú Nhuận – Như Thanh – Thanh Hóa

Cơ quan công tác: Trường THPT Thành Nhân

Là học viên cao học khóa 18 ( 2010 – 2012)

Chuyên ngành : Hóa vô cơ

Thuộc Trường ĐH Vinh

Tên luận văn: “Xác định hàm lượng các nguyên tố chì, thủy

ngân, cadimi, asen trong đất một số vùng trồng rau ở Đà Lạt”

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các sốliệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bốtrong bất kỳ công trình nào khác

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2012

TÁC GIẢ

Phạm Ngọc Tú

LỜI CẢM ƠN

Luận văn vày được hoàn thành tại khoa Hóa Học, trường Đại học Vinh.

Đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc nhất đến

TS Nguyễn Quốc Thắng , người đã tận tình chỉ bảo và giúp đỡ tôi trong suốtquá trình thực hiện đề tài

Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến TS Phan Thị Hồng Tuyết;PGS-TS Nguyễn Hoa Du; TS Nguyễn Xuân Dũng; TS Nguyễn Quốc Thắng

đã đóng góp ý kiến quý báu cho tôi trong quá trình làm luận văn

Xin chân thành cảm ơn đến Ban chủ nhiệm Khoa Hóa – TrườngĐại Học Vinh và quý thầy, cô, các kỹ thuật viên phụ trách phòng thí nghiệm,

đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong quá trình nghiện cứu

Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đến nhóm cao học Hóa Vô cơ khóa

18, các đồng nghiệp, bạn bè, gia đình và người thân luôn động viên và giúp

đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2012

M C L C ỤC LỤC ỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 1

LỜI CẢM ƠN 2

MỤC LỤC 3

DANH MỤC VIẾT TẮT 7

DANH MỤC CÁC BẢNG 8

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 9

MỞ ĐẦU 10

1 Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài 10

2 Mục đích, ý nghĩa của đề tài 12

2.1 Mục đích nghiên cứu 12

2.2 Ý nghĩa thực tiễn 13

3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 13

4 Phương pháp nghiên cứu 14

Chương 1: TỔNG QUAN 15

1.1 Tình hình nghiên cứu kim loại nặng trong đất trên thế giới và ở Việt Nam 15

1.1.1 Tình hình nghiên cứu kim loại nặng trong đất trên thế giới 15

1.1.2 Tình hình nghiên cứu kim loại nặng trong đất ở Việt Nam 17

1.2 Kim loại nặng: Khái niệm và độc tính, nguồn, hiện trạng trong đất, nguy cơ ô nhiễm trong rau và biện pháp hạn chế 21

1.2.1 Khái niệm kim loại nặng 21

1.2.2 Hiện trạng ô nhiễm kim loại độc hại trong đất ở Việt Nam 22

1.2.3 Nguồn phát tán kim loại nặng trong đất, nước 23

1.2.3.1 Nguồn phát tán kim loại nặng trong môi trường nước 23

1.3.1 Ảnh hưởng của các nguyên tố độc hại 26

1.3.2.2 Độc tính của Thủy ngân 29

1.3.2.3 Độc tính của Cadimi 29

1.4 Dạng tồn tại của các nguyên tố độc hại: Pb, Hg, Cd, As trong đất và ảnh hưởng của chúng đối với con người 31

1.4.1 Nguyên tố Pb 31

1.4.1.1 Dạng tồn tại của Pb trong đất 31

1.4.1.2 Ảnh hưởng sinh lý của Pb 31

1.4.2 Nguyên tố Hg 32

1.4.2.1 Dạng tồn tại của Hg trong đất 32

1.4.2.2 Ảnh hưởng sinh lý của Hg 32

1.4.3 Nguyên tố Cadimi 33

1.4.3.1 Dạng tồn tại của Cadimi trong đất 33

1.4.3.2 Ảnh hưởng sinh lý của Cadimi 33

1.4.4.1 Dạng tồn tại của Asen trong đất 34

1.4.4.2 Ảnh hưởng sinh lý của As 35

1.5.2 Vị trí địa lý, điều kiện khí hậu và đất đai của vùng trồng rau Đà Lạt[65] 37

1.5.2.1 Vị trí địa lý 37

1.5.2.2 Đặc thù về khí hậu 38

1.5.2.3 Đặc thù về đất đai 38

1.6.1 Các phương pháp chung 39

1.6.2 Phương pháp cực phổ[15] 39

1.6.2.1 Cở sở lý thuyết 39

1.6.2.2 Phương pháp cực phổ 40

1.6.3 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)[20] 40

1.6.4 Phương pháp quang phổ plasma ghép nối khối phổ (ICP – MS) [7,8,46] 42

Chương 2: KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM 45

2.1 Phương pháp thu và xử lý mẫu 45

2.1.1 Thu mẫu 45

2.1.2 Xử lý mẫu 48

2.2.2 Dụng cụ, máy móc 49

2.3 Pha chế dung dịch phân tích 49

2.3.1 Dung dịch KMnO 4 0,001N ( 11µg Mn +7 /ml) 49

2.3.2 Dung dịch Pb(NO ) 0,4876% (0,0148N) 49

2.3.3 Dung dịch CuSO 4 1µg/ml 50

2.3.4 Dung dịch đithizon 0,02% 50

2.3.5 Dung dịch KCl 1N 50

2.3.6 Dung dịch NH 3 0,01N 50

2.3.7 Dung dịch phenolphtalein 0,1% 51

2.3.8 Dung dịch H 2 SO 4 1N 51

2.3.9 Dung dịch H 2 SO 4 5% 51

2.3.10 Dung dịch muối Mohr 0,2N 51

2.3.11 Dung dịch NaOH 0,02N 51

2.3.12 Dung dịch HCl 22% ( d = 1,1) 51

2.4 Xác định một số chỉ tiêu chung của đất 51

2.4.1 Xác định hệ số khô kiệt của đất 51

2.4.2 Xác định tổng khoáng trong đất 53

2.4.3 Xác định độ chua thủy phân theo phương pháp Kappen 54

2.4.3.1 Nguyên tắc 54

2.4.3.2 Quy trình phân tích 54

2.4.4 Xác định tổng lượng mùn của đất bằng phương pháp Chiurin 55

2.4.4.1 Nguyên tắc 55

2.4.4.2 Quy trình phân tích 56

2.4.5 Xác định dung tích hấp thu bằng phương pháp Complexon 58

2.4.5.1 Nguyên tắc 58

2.4.5.2 Quy trình phân tích 58

2.5 Xác định hàm lượng của các nguyên tố: Pb, Cd bằng phương pháp cực phổ 59

2.5.1 Thiết bị, dụng cụ và hóa chất 59

2.5.2 Quy trình phân tích 60

2.6 Xác định tổng vi lượng các nguyên tố: Pb, Hg, Cd, As bằng phương pháp ICP - MS 60

2.6.1 Thiết bị, dụng cụ và hóa chất 60

2.6.2 Quy trình phân tích 60

2.6.2.1.Chuẩn bị mẫu phân tích 60

2.6.2.2 Dung dịch đường chuẩn 61

2.6.2.3 Thông số máy 61

2.7 Xác định tổng vi lượng các nguyên tố: Pb, Hg, Cd, As bằng phương

pháp AAS 62

2.7.1 Thiết bị, dụng cụ và hóa chất 62

2.7.2 Quá trình phân tích 63

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 64

3.1 Xác định một số chỉ tiêu chung của đất 64

3.1.1 Xác định hệ số khô kiệt của đất 64

3.1.2 Xác định tổng khoáng trong đất 64

3.1.3 Xác định độ chua thủy phân 65

3.1.4 Xác định tổng lượng mùn 66

3.1.5 Xác định dung tích hấp thu (CEC): ( CEC : cation Exchange capacity) 66

3.2 Xác định hàm lượng các nguyên tố: Pb, Hg, Cd, As 67

3.2.1 Kết quả xác định hàm lượng các nguyên tố Cd, Pb theo phương pháp cực phổ 67

3.2.2 Kết quả xác định hàm lượng các nguyên tố: Pb, Hg, Cd, As theo phương pháp ICP – MS 68

3.2.3 Kết quả xác định hàm lượng các nguyên tố Pb, Hg, Cd, As theo phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử AAS 69

KẾT LUẬN 70

TÀI LIỆU THAM KHẢO 71

DANH MỤC VIẾT TẮT

CEC: Cation Exchange Capacity

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Hàm lượng của một số kim loại nặng trong một số loại đất đá 15

Bảng 1.2: Sự phát thải toàn cầu của một số nguyên tố kim loại nặng 16

Bảng 1.3: Hàm lượng tối đa cho phép (MAC) của các kim loại nặng được xem là độc đối với thực vật trong đất nông nghiệp (Đơn vị: mg/kg) 17

Bảng 1.4: Hàm lượng kim loại nặng ở tầng đất mặt trong một số loại đất ở Việt Nam 18

Bảng 1.5: Hàm lượng kim loại nặng trong đất nông nghiệp ở một số vùng của Việt Nam (Đơn vị: mg/kg) 19

Bảng 1.6: Hàm lượng kim loại nặng trong đất tại khu vực công ty Pin Văn Điển và Orion – Hanel (Đơn vị: mg/kg) 20

Bảng 1.7: Hàm lượng Cd, Pb, As trong đất ở Bắc Cạn và Thái nguyên 20

Bảng 3.1: Hệ số khô kiệt của các mẫu đất 64

Bảng 3.2: Tổng hàm lượng khoáng của các mẫu đất 64

Bảng 3.3: Độ chua thủy phân của đất, mđlg/100g đất 65

Bảng 3.4 : Hàm lượng mùn (%) của các mẫu đất 65

Bảng 3.5 : Dung tích hấp thu (CEC), meq/100g của các mẫu đất. 66

Bảng 3.6: Hàm lượng các nguyên tố Pb, Cd ở dạng tổng số thu được bằng phương pháp cực phổ 67

Bảng 3.7 : Hàm lượng các nguyên tố Pb, Hg, Cd, As ở dạng tổng số thu được bằng phương pháp ICP – MS 67

Bảng 3.8 : Hàm lượng các nguyên tố Pb, Hg, Cd, As ở dạng tổng số thu được bằng phương pháp AAS 67

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1: Đất trồng rau vùng Đà Lạt 12 Hình 1.1: Bản đồ phân bố diện tích canh tác rau các loại tại các phường

xã thành phố Đà Lạt 36 Hình 1.2: Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS 41 Hình 1.3: Sơ đồ hệ thống máy hấp thu nguyên tử AAS 42 Hình 1.4: Thiết bị quang phổ plasma cảm ứng ghép nối khối phổ Aligent

7500 a ICP – MS 43 Hình 2.1: Sơ đồ lấy mẫu tại mỗi vườn 46 Hình 2.2: Thành Phố Đà Lạt, Tỉnh Lâm Đồng 46 Hình 2.3: Sơ đồ lấy mẫu đất nghiên cứu tại phường 5, TP Đà Lạt, Tỉnh Lâm Đồng 47 Hình 2.4: Sơ đồ lấy mẫu đất nghiên cứu tại phường 7, TP Đà Lạt, Tỉnh Lâm Đồng 47 Hình 2.5: Sơ đồ lấy mẫu đất nghiên cứu tại phường 8, TP Đà Lạt, Tỉnh Lâm Đồng 48

MỞ ĐẦU

1 Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài.

Ngày nay ô nhiễm thực phẩm đang trở thành một vấn đề thời sự,thu hút nhiều nhà khoa học trong nước cũng như nước ngoài nghiên cứu Mộttrong những vấn đề được chú ý nghiên cứu là ô nhiễm đất do các kim loại cónguồn gốc từ nước thải đô thị và các làng nghề do chúng có độc tính cao và

dễ dàng gây độc hại cho con người thông qua chuỗi thức ăn

Trong những năm gần đây, do sử dụng phân bón, thuốc trừ sâukhông đúng cách trong nông nghiệp đã làm tích lũy đáng kể các kim loại độchại trong đất Đây cũng là nguyên nhân làm tích lũy cao các kim loại độc hạitrong sản phẩm nông nghiệp Nhiều nghiên cứu trong nước, cũng như nướcngoài đã cho thấy mức độ nguy hại của các loại rau không an toàn trong bữa

ăn hằng ngày đối với người tiêu dùng do tích lũy cao các kim loại độc hại như

Với độ cao trung bình là 1500m, khí hậu ôn hòa, mát mẻ quanh

đai được thiên nhiên ưu đãi, đã tạo cho Đà Lạt có điều kiện phát triển vùngchuyên canh rau rất phong phú Từ nhiều năm qua, Đà Lạt vốn nổi tiếng vớinghề truyền thống trồng rau, hoa và dâu tây cung cấp cho thị trường trongnước và xuất khẩu ra nhiều nước trên thế giới Do trồng rau có thu nhập caonên những năm gần đây diện tích trồng rau ở Lâm Đồng đã mở rộng ra cácvùng ngoại vi thành phố Đà Lạt, như Đơn Dương, Đức Trọng, LạcDương Với diện tích trồng rau khoảng 35.182 ha, hàng năm Lâm Đồng sảnxuất khoảng 939.447 tấn rau, bao gồm nhiều chủng loại: Cải bắp, cải thảo, cảibông, cà rốt, khoai tây, cà chua, đậu các loại Sản phẩm xuất khẩu hàng năm

từ 13.000 – 14.000 tấn thành phẩm tương đương với 100.000 – 140.000 tấnnguyên liệu, chiếm 16 – 18% tổng sản lượng rau hàng năm.[65]

Hình 1: Đất trồng rau vùng Đà Lạt

Nhận thấy được tầm quan trọng của rau xanh và tính độc hại củakim loại nặng đối với sức khỏe con người, nên trong phạm vi luận văn này,

chúng tôi chọn đề tài: “ Xác định hàm lượng các nguyên tố chì, thủy ngân,

cadimi, asen trong đất một số vùng trồng rau ở Đà Lạt – Lâm Đồng ” làm

nội dung khoa học cho luận văn cao học thạc sĩ

2 Mục đích, ý nghĩa của đề tài

2.1 Mục đích nghiên cứu

Đề tài này được đặt ra là cần thiết vì nó vừa mang tính khoa học, ápdụng phương pháp nghiên cứu tiên tiến là kỹ thuật nguyên tử; mặt khác vừamang tính thực tiễn, đáp ứng yêu cầu thực tế ở Đà Lạt Đặc biệt là kết quả của

đề tài có thể góp phần khuyến cáo các nhà quản lý, nông dân trông rau và

người tiêu dùng nhằm làm giảm thiểu ảnh hưởng của các nguyên tố độc hạitới sức khỏe người con người.

Xác định được hàm lượng của các nguyên tố kim loại nặng độc hại

và một số thông số thổ nhưỡng cơ bản, tạo cơ sở khoa học cho việc đánh giá

và cải tạo đất để để nâng cao chất lượng và số lượng nông sản ở địa phương

2.2 Ý nghĩa thực tiễn

Đề tài thực hiện thành công sẽ mang lại ý nghĩa đó là:

 Có số liệu đánh giá về thành phần thổ nhưỡng đất trồng rau ở ĐàLạt - Lâm Đồng Đặc biệt là số liệu về hàm lượng các nguyên tốkim loại nặng độc hại: Pb, Hg, Cd, As trong đất trồng rau

 Góp phần tạo cơ sở khoa học giúp việc cải tạo đất và loại bỏ dầncác nguyên tố độc hại trong đất trồng rau

người tiêu dùng nhằm làm giảm ảnh hưởng của các nguyên tốđộc hại tới sức khỏe người con người

3 So sánh kết quả phân tích giữa mẫu phân tích

4 Rút ra kết luận, nhận xét cần thiết

3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu.

 Đối tượng nghiên cứu của đề tài: Đất trồng rau Đà Lạt – Lâm Đồng

Pb, Hg, Cd, As trong đất trồng rau Đà Lạt – Lâm Đồng

4 Phương pháp nghiên cứu.

1 Sưu tầm, phân tích, tổng hợp các tài liệu, tư liệu và mẫu đất có liênquan

2 Sử dụng phương pháp sấy khô và phương pháp nung mẫu để xác định

hệ số khô kiệt và tổng khoáng trong đất

3 Sử dụng phương pháp Kappen để xác định độ chua thủy phân của đất

4 Sử dụng phương pháp Complexon để xác định dung tích hấp thu củađất

5 Sử dụng phương pháp Chiurin để xác định tổng lượng mùn trong đất

6 Sử dụng phương pháp cực phổ để xác định hàm lượng của các nguyêntố: Pb, Cd trong đất

7 Sử dụng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS để xác địnhhàm lượng của các nguyên tố: Pb, Hg, Cd, As trong đất

8 Sử dụng phương pháp quang phổ plasma ghép nối khối phổ để xác địnhhàm lượng của các nguyên tố: Pb, Hg, Cd, As trong đất

9 Xử lý số liệu, rút ra các thông tin cần thiết để đánh giá hàm lượng cácnguyên tố độc hại: Pb, Hg, Cd, As trong các mẫu đất

Chương 1: TỔNG QUAN

1.1 Tình hình nghiên cứu kim loại nặng trong đất trên thế giới và ở Việt Nam.

1.1.1 Tình hình nghiên cứu kim loại nặng trong đất trên thế giới.

Việc nghiên cứu kim loại nặng trong môi trường đất ở trên thế giới

đã được tiến hành từ rất sớm Năm 1964, Alter Mitchell đã tiến hành nghiêncứu và phân tích hàm lượng một số KLN trong một số loại đất đá (xem bảng1.1).[18]

Bảng 1.1: Hàm lượng của một số kim loại nặng trong một số loại đất đá

(Nguồn: Alter Mitchell, 1964[18])

Dựa vào bảng 1.1 ta thấy tuỳ từng loại đá mà hàm lượng kim loạichứa trong chúng là khác nhau Thông thường hàm lượng kim loại hình thànhtrong đá macma lớn hơn trong đá trầm tích

Hàm lượng kim loại nặng trong đất được tích luỹ ngoài quá trình

của con người mang lại, mà nguyên nhân này là chủ yếu Vì vậy, năm 1982Galloway và Freedmas đã tiến hành nghiên cứu sự phát thải toàn cầu của một

số nguyên tố kim loại nặng do tự nhiên và do nhân tạo (bảng 1.2).[19]

Bảng 1.2: Sự phát thải toàn cầu của một số nguyên tố kim loại nặng

(Nguồn: Galloway & Freedmas, 1982[19])

Theo Thomas (1986), các nguyên tố kim loại nặng như: Cu, Zn,

Cd, Hg, Cr, As,…thường chứa trong phế thải của các nhà máy luyện kimmàu, sản suất ô tô Cũng theo Thomas khi nước thải chứa 13 mg Cu/l, 10 mgPb/l, 1 mg Zn/l sẽ gây ô nhiễm đất nghiêm trọng Ở một số nước như ĐanMạch, Nhật Bản, Anh, Ailen hàm lượng Pb cao hơn 100 mg/kg đã phản ánhtình trạng ô nhiễm Pb nghiêm trọng [60]

Ở nước Anh, kết quả điều tra môi trường đất của 53 thành phố, thị

xã về các kim loại nặng đặc biệt là các kim loại nặng như Pb, Zn, Cu, Ni chothấy: các kim loại nặng trên thường có nhiều ở khu vực khai thác mỏ, và cóhàm lượng Pb tổng số vượt trên 200 ppm, ở nhiều vùng công nghiệp đã vượtquá 500 ppm.[10]

Đất bị ô nhiễm kim loại nặng làm giảm năng suất cây trồng ảnh hưởngđến nông sản dẫn tới tác động xấu đến sức khoẻ con người Vì vậy, nhiều

nước trên thế giới đã quy định mức ô nhiễm kim loại nặng (bảng 1.3) Do đóviệc đánh giá và phân loại ô nhiễm đất bởi kim loại nặng rất quan trọng trongviệc bảo vệ nguồn tài nguyên này cũng như bảo vệ sức khoẻ cộng đồng.[5]

Bảng 1.3: Hàm lượng tối đa cho phép (MAC) của các kim loại nặng được

xem là độc đối với thực vật trong đất nông nghiệp (Đơn vị: mg/kg)

(Nguồn: Kabata- Pendias, 1992 [18])

1.1.2 Tình hình nghiên cứu kim loại nặng trong đất ở Việt Nam

Ở Việt Nam đã có những nghiên cứu bước đầu về kim loại nặngtrong đất, và đã chỉ ra rằng hàm lượng của các nguyên tố kim loại nặng (Cu, Pb,

Zn, Cd,…) trong đất phụ thuộc nhiều vào nguồn gốc đá mẹ và mẫu chất hìnhthành nên các loại đất đó

Các tác giả Trần Công Tấu và Trần Công Khánh (1998( đã công bốhàm lượng kim loại nặng dạng tổng số và dễ tiêu ở tầng mặt 0 – 20 cm của một

số loại đất đã đưa ra 7 độc tố ( Co, Cr, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn) tập trung chủ yếu ởhai loại đất chính ở Việt Nam ( bảng 1.4), trong đó đất feralit phát triển trên đáBazan có hàm lượng các nguyên tố trên (trừ Pb) cao nhất.[32]

Bảng 1.4: Hàm lượng kim loại nặng ở tầng đất mặt trong một số loại đất ở Việt Nam

Nghiên cứu của tác giả Lê Đức (1998) cũng chỉ ra rằng hàm lượngkim loại nặng trong các loại đất khác nhau có giá trị thành phần nguyên tốkhác nhau phụ thuộc vào nguồn gốc đá mẹ Trong đất Ferrasols phát triển trên

đá vôi hàm lượng các nguyên tố Cu, Mn, Mo tương ứng đạt: 52 mg/kg; 827mg/kg; 2,51 mg/kg Trên đất Ferrasols có nguồn gốc Gnai thì hàm lượng của

Cu và Mn có xu hướng ít hơn, tương ứng hàm lượng các nguyên tố này trongđất là 28 mg/kg và 758 mg/kg.[9]

Các kết luận tương tự cũng được Hồ Thị Lam Trà và KazuhikoEgashira (2001) đưa ra khi nghiên cứu hàm lượng các kim loại nặng củanhiều loại đất khác nhau (bảng1.5) Theo tác giả, đất phát triển trên đá vôi cóhàm lượng Cu và Zn khá cao: 106 mg/kg và 53 mg/kg nhưng lại thấp ở đấtphát triển trên đá cát: 16 mg/kg và 32 mg/kg Hàm lượng Pb ở mức trung bình

và Cd có hàm lượng thấp ở tất cả các loại đá.[50]

Bảng 1.5: Hàm lượng kim loại nặng trong đất nông nghiệp ở một số vùng của

Việt Nam (Đơn vị: mg/kg)

-(Nguồn: Hồ Thị Lam Trà & Kazuhico Egashira, 2001[50])

Hiện nay Việt Nam đang đẩy mạnh phát triển kinh tế - xã hội, nhiềukhu đô thị, khu công nghiệp được mở ra dẫn tới tình trạng ô nhiễm môitrường đất do hoạt động sản xuất của con người ngày càng trở nên nghiêm

trọng

Theo kết quả nghiên cứu của tác giả Lê Văn Khoa và cộng sự(1999) ở khu vực công ty Pin Văn Điển và công ty Orion – Hanel (bảng 1.6)cho thấy: nước thải của hai khu vực trên đều có chứa các kim loại nặng đặcthù trong quá tình sản xuất, với hàm lượng vượt quá TCVN 5945/1994 đốivới nước mặt loại B (Pin Văn Điển, Hg vượt 9,04 lần; Orion – Hanel, Pb vượt1,12 lần) Trong trầm tích mương Hanel, 2 kim loại nặng có hàm lượng vượtquá hàm lượng nền là Pb (3,3 – 10,25 lần); Hg (1,56 – 2,24 lần).[19]

Bảng 1.6: Hàm lượng kim loại nặng trong đất tại khu vực

công ty Pin Văn Điển và Orion – Hanel (Đơn vị: mg/kg)

Độ Cu PbKhu vực Văn ĐiểnZn Cd Hg Cu PbKhu vực HanelZn Cd Hg

0 –

20 31,42 32,63

268,2 5

0,98

5 0,122 21,34 27,93 44,50 0,312 0,07820

(Nguồn: Lê Văn Khoa & cộng sự, 1999 [19])

Kết quả nghiên cứu của tác giả Nguyễn Ngọc Nông (2003) (bảng

1 6) cho thấy rằng, hàm lượng của các nguyên tố Cd, Pb As trong đất ở BắcCạn và ở Thái Nguyên càng lớn đối với vùng gần đô thị, khu công nghiệp vàkhu dân cư tập trung Tuy hàm lượng các nguyên tố chưa vượt quá TCCPnhưng hàm lượng Cd, Pb, As khá cao trong vài loại đất ở vùng thành phốThái Nguyên đang là sự cảnh báo về môi trường.[28]

Bảng 1.7: Hàm lượng Cd, Pb, As trong đất ở Bắc Cạn và Thái nguyên

Đơn vị: mg/kg

Pb 1,87 – 3,12 1,25 – 2,98

(Nguồn: Nguyễn Ngọc Nông, 2003 [28])

Năm 2002, Nguyễn Ngọc Quỳnh, Lê Huy Bá và cộng sự đã nghiêncứu ảnh hưởng của các khu công nghiệp tới hàm lượng kim loại nặng trongtầng đất mặt Các mẫu được lấy tại các huyện Nhà Bè, Bình Chánh, khu vựcgần các khu công nghiệp, nơi có nguy cơ ô nhiễm Cd và Zn rất cao thì hàmlượng của chúng có thể đạt từ 7,6 – 25,5 mg/kg Ở các khu công nghiệp phíaBắc của thành phố Hồ Chí Minh (quận Thủ Đức, quận 2, quận 9) có khả nănggây ô nhiễm Zn rất cao Hàm lượng Zn thực tế đã xác định dao động từ 161 –

390 mg/kg trong tầng đất mặt ở quận 2, từ 356 – 679 mg/kg trong đất mặt ởquận 9.[31]

1.2 Kim loại nặng: Khái niệm và độc tính, nguồn, hiện trạng trong đất, nguy cơ ô nhiễm trong rau và biện pháp hạn chế

1.2.1 Khái niệm kim loại nặng

Có hai quan điểm chính về kim loại nặng:

Quan điểm phân loại theo tỉ trọng: Cho rằng kim loại nặng là cáckim loại có tỉ trọng (kí hiệu d) lớn hơn 5, bao gồm: Pb (d = 11,34), Hg (d = ),

Se (d = ), As (d = 5,72), Cd (d = 8,6), Co (d = 8,9), Cu (d = 8,96) Trong sốcác nguyên tố này có một số nguyên tố cần cho dinh dưỡng cây trồng, ví dụ:

Mn, Co, Cu, Zn, Fe Các nguyên tố này cây trồng cần với hàm lượng nhỏ, gọi

là nguyên tố vi lượng, nếu hàm lượng cao sẽ gây độc hại cho cây trồng(Prasad, 1974 [54])

Theo quan điểm độc hại: Kim loại nặng là các kim loại có nguy cơgây nên các vấn đề môi trường, bao gồm: Cu, Zn, Pb, Cd, Hg, Ni, Co, Va, Ti,

Fe, Mn, Ag, Sn, As, Se Có 4 nguyên tố được quan tâm nhiều nhất là Pb, Hg,

As, Se Các nguyên tố này hiện chưa biết được vai trò sinh thái của chúng, tuy

nhiên nếu dư thừa một lượng nhỏ 4 nguyên tố này thì tác hại rất lớn ( Báo HàNội mới, 1997 [38]).

1.2.2 Hiện trạng ô nhiễm kim loại độc hại trong đất ở Việt Nam

Kết quả nghiên cứu của Trần Kông Tấu, Trần Kông Khánh, 1998[32] khảo sát trên phạm vi toàn quốc gồm 5 nhóm đất chính cho thấy: đất phù

sa thuộc đồng bằng Sông Hồng có hàm lượng kim loại nặng cao nhất và hầuhết các loại đất có tỉ lệ hàm lượng các kim loại nặng dạng linh động so vớidạng tổng số rất cao

Kết quả điều tra khảo sát của N.M.Maqsud, 1998 [24] từ 8/1995đến tháng 8/1997 tại một số kênh rạch của Thành phố Hồ Chí Minh cho thấy:Hầu hết các kênh rạch của Thành phố Hồ Chí Minh đều bị ô nhiễm rất cao vềcác kim loại nặng, cụ thể: so sánh với tiêu chuẩn cho phép thì Cd cao gấp 16lần, Zn gấp 90 lần, Pb gấp 700 lần Hàm lượng các kim loại nặng trong trầmtích cũng ở mức báo động As gấp 11,7 lần TCVN, Cd là 36 lần, Pb là 61 lần

…

Theo số liệu của nhiều nhà nghiên cứu, nhiều vùng mỏ chì, kẽm,vàng và đa kim có nồng độ As trong đất rất cao (Đặng Văn Can, Đào NgọcPhong, 2000 [6] ), (Nguyễn Kinh Quốc, Nguyễn Quỳnh Anh, 2000[30] )

Theo Phạm Quang Hà (2002[12] khi phân tích hàm lượng Cdtrong các mẫu đất trồng lúa màu, và các mẫu bùn của Huyện Văn Môn, YênPhong, Bắc Ninh cho thấy: lượng Cd phát hiện được trung bình là 1mg/kgđất, cá biệt có mẫu 3,1mg/kg cao gấp 1,1 lần TTVN, còn lượng Cd trong cácmẫu bùn rất cao gấp 5 lần TCVN

Có thể nói rằng vấn đề ô nhiễm nói chung và ô nhiễm kim loại nặng

đã và đang thách thức môi trường Việt Nam, các loại ô nhiễm thường thấy tại

các đô thị Việt Nam là ô nhiễm nguồn nước mặt, ô nhiễm bụi, ô nhiễm kimloại nặng và chất độc hại như là chì, thuỷ ngân, arsen [3].

1.2.3 Nguồn phát tán kim loại nặng trong đất, nước.

1.2.3.1 Nguồn phát tán kim loại nặng trong môi trường nước

Nhiễm bẩn kim loại nặng trong nước có thể bằng con đường chínhsau:

- Yếu tố gây ô nhiễm trực tiếp vào nước: Nước thải bẩn đổ vào cácsông là tình trạng phổ biến hiện nay ở các thành phố lớn như Nhà máy gangthép Thái Nguyên, nước thải có chứa rất nhiều phenol, kim loại nặng, NH4+

các hợp chất hữu cơ làm ô nhiễm sông Cầu nghiêm trọng nhất là vào mùa khô(Báo Công nghiệp Việt Nam, 12/2003 [3])

- Yếu tố kim loại nặng sau khi tồn tại trong đất sẽ dần dần hoà tanvào trong nước kể cả nước ngầm

- Sự rửa trôi tích đọng dần dần yếu tố độc (đặc biệt do sự phát táncủa chất độc từ nguồn thải của lá rừng ) Nhiễm bẩn các kim loại nặng trongnước thường được nghiên cứu đến nhiễm bẩn do nồng độ các kim loại: Pb;Cd; Hg; Se; As khi vượt quá giới hạn cho phép

Nguồn phát tán một số kim loại nặng vào nước:

* Chì (Pb): Sự nhiễm bẩn Pb là do nguồn thải của công nghiệp in,

ắc quy, đúc kim loại, giao thông (David Tin Win và cs, 2003 [42] )

* Cadmium (Cd) phát tán vào môi trường nước từ nhiều nguồn thải

như: nước thải công nghề mạ, nhà máy sơn, phân huỷ và đốt cháy nhựa, phânhuỷ xăm lốp, cộng nghệ pin, công nghệ sản xuất phân bón và lượng sử dụngphân bón đặc biệt là phân lân

* Arsen (As):Arsen xâm nhập vào nước chủ yếu từ các công đoạn

hoà tan chất của quặng mỏ, từ nước thải công nghiệp, nông nghiệp, thuốc trừ

sâu, diệt cỏ ở dạng các chất hữu cơ có chứa arsen như methylarsenic axit,đimethylarsrrsinic axit, arsencholine, arsennobentaine

1.2.3.2 Nguồn phát tán kim loại nặng trong môi trường đất

Có 2 nguồn chính là từ phong hoá đá mẹ trong quá trình hìnhthành đất và các hoạt động nhân sinh

Nguồn từ quá trình phong hoá đá: Nguồn này phụ thuộc nhiều vào

đá mẹ nhưng hàm lượng các kim loại nặng trong đá thường rất thấp, vì vậynếu không có các quá trình tích lũy do xói mòn, rửa trôi… thì đất tự nhiên ít

có khả năng có hàm lượng kim loại nặng cao Nguồn gây ô nhiễm kim loạinặng trong đất chủ yếu là do hoạt động nhân sinh

Nguồn từ hoạt động nhân sinh: Ngoài nguồn từ quá trình phong hoá

đá, có nhiều nguồn từ các hoạt động nhân sinh đưa kim loại vào đất, bao gồm:Khai khoáng và luyện kim, các hoạt động công nghiệp, lắng đọng từ khíquyển (Witter, 1994[43]), hoạt động sản xuất nông nghiệp (Ubavie và cs,1994[56]), (Nguyễn Đình Mạnh, 2000[23]), chất thải đưa vào đất…

Theo Nguyễn Hữu On và cs (2004[29]): Hàm lượng Cd trong đất

có tương quan tuyến tính với thời gian sử dụng phân lân, đặc biệt khi phân lânđược sử dụng trên đất phèn, đất nhiễm mặn và đất có hệ thống đê bao

Nước tưới và đất trồng có một mối quan hệ với nhau Nếu sử dụngnước tưới bị ô nhiễm tưới cho đất thì dẫn đến đất cũng bị ô nhiễm Khi đất bị

ô nhiễm As cao cũng có thể do sử dụng nước tưới có hàm lượng As cao(Folkes, 2001[45])

Theo Cheang Hong, 2003 khi nghiên cứu ảnh hưởng của phân bónnước tưới đến sự tích luỹ kim loại nặng trong đất đã kết luận: Nước tướinhiễm kim loại nặng nếu sử dụng tưới cho rau sẽ làm tích đọng kim loại nặngtrong đất qua các vụ Hàm lượng Cd tích luỹ trong đất qua các vụ tỉ lệ thuậnvới nồng độ Cd trong nước tưới

Nguồn phát tán một số kim loại nặng vào đất:

* Chì (Pb): Ô nhiễm Pb ở nước ta ngày càng trở nên nghiêm trọng

do nguồn nguyên liệu xăng pha chì ngày càng được sử dụng nhiều để chạyđộng cơ Hàm lượng Pb tới 0,4g/lít nhiên liệu, khi cháy sẽ phát tán vào môitrường không khí rồi lắng đọng xuống đất hoặc nước Càng gần đường giaothông thì hàm lượng chì trong đất càng cao, đại bộ phận Pb nằm trong đấtcách mặt đường dưới 50 cm và chủ yếu nằm ở tầng đất mặt

* Thủy ngân (Hg): Thủy ngân đi vào môi trường như một chất gây

ô nhiễm từ các nghành công nghiệp khác nhau: Các xí nghiệp sử dụng thanlàm nhiên liệu là nguồn lớn nhất ( 40% trong khí thải của Mĩ năm 1999, tuynhiên đã giảm khoảng 85%)

Thủy ngân cũng đi vào môi trường theo đường xử lý một số sảnphẩm nào đó Các sản phẩm có chứa thủy ngân bao gồm: các bộ phận của ô

tô, pin, đèn huỳnh quang, các sản phẩm y tế, nhiệt kế và máy điều nhiệt Vìcác vấn đề liên quan tới sức khỏe, các cố gắng giảm sử dụng các chất độc làcắt giảm hoặc loại bỏ thủy ngân trong các sản phẩm đó Ví dụ, phần lớn cácnhiệt kế sử dụng rượu nhuộm màu thay cho thủy ngân Các nhiệt kế thủyngân thỉnh thoảng vẫn được sử dụng trong y khoa hay các ứng dụng khoa học

do chúng có độ chính xác cao hơn của nhiệt kế rượu và có khoảng đo caohơn, mặc dù cả hai đang được thay thế dần bằng các nhiệt kế điện tử

*Cadmium (Cd): Nguồn gây ô nhiễm Cd chủ yếu là do chất thải

công nghiệp mỏ, mạ điện, ống dẫn plastic, thuốc sơn Theo Phạm Quang Hà(2002 [12]) khi nghiên cứu hàm lượng Cd trong đất ở những vùng ven nội,nơi chịu ảnh hưởng của rác thải, nước thải sinh hoạt và công nghiệp hay từcác làng nghề truyền thống như gò đúc nhôm, đồng có hàm lượng Cd khá cao.Ngoài ra sử dụng phân bón photphat lâu dài nó sẽ là yếu tố chủ yếu quyếtđịnh hàm lượng Cd trong đất Theo ước tính của các nước EEC lượng Cd đưa

vào đất hàng năm qua phân bón phosphat là 5g/ha (Nguyễn Đình Mạnh,2000[23])

* Arsen (As): Sử dụng thuốc trừ sâu hay diệt cỏ dại là nguồn cung

cấp As cho đất (Folkes, 2001[45]), ngoài ra khi bón vôi cho đất cũng làm tăngkhả năng linh động của As do chuyển từ Fe, Al - Arcsenat sang dạng Ca-Arcsenat linh động hơn (Vũ Hữu Yêm, 2005 [39])

1.3 Ảnh hưởng của các nguyên tố độc hại: Pb, Hg, Cd, As trong đất trồng rau đến sức khỏe con người.

1.3.1 Ảnh hưởng của các nguyên tố độc hại

Kim loại nặng phân bố rộng rãi trên vỏ trái đất Chúng được phonghóa từ các dạng đất đá tự nhiên, tồn tại trong môi trường dưới dạng bụi hayhòa tan trong nước sông hồ, nước biển, sa lắng trong trầm tích Trong vònghai thế kỷ qua, các kim loại nặng được thải ra từ sinh hoạt của con người như:hoạt động sản xuất nông nghiệp ( hóa chất bảo vệ thực vật, thuốc trừ sâu, diệtcỏ ) đã khiến cho hàm lượng kim loại nặng trong môi trường tăng lên đángkể

Một số kim loại nặng rất cần thiết cho cơ thể sống và con người.Chúng là các nguyên tố vi lượng không thể thiếu, sự mất cân bằng các nguyên

tố này có ảnh hưởng trực tiếp tới sức khoe của con người Sắt giúp ngừa bệnhthiếu máu, kẽm là tác nhân quan trọng trong hơn 100 loại enzyme Trên nhãncủa các loại thuốc vitamin, thuốc bổ sung khoáng chất thường có Cr, Cu, Fe,

Zn, Mn, Mg, K, chúng có hàm lượng thấp và được biết đến như lượng vết.Lượng nhỏ các kim loại này có trong khẩu phần ăn của con người vì chúng làthành phần quan trọng trong các phân tử sinh học như hemoglobin, hợp chấtsinh học cần thiết khác Nhưng nếu cơ thể hấp thụ một lượng lớn các kim loại

này, chúng có thể gây rối loạn quá trình sinh lí, gây độc cho cơ thể hoặc làmmất tính năng của các kim loại khác.

Kim loại nặng có độc tính là các kim loại có tỷ trọng ít nhất lớngấp 5 lần tỷ trọng của nước Chúng là các kim loại bền (không tham gia vàoquá trình sinh hóa trong cơ thể) và có tích tụ sinh học (chuyển tiếp trongchuỗi thức ăn và đi vào cơ thể người) Các kim loại này bao gồm : Hg, Ni, Pb,

As, Cd, Al, Pt, Cu, Cr, Mn Các kim loại nặng khi xâm nhập vào cơ thể sinhvật gây độc tính

Kim loại nặng xâm nhập vào cơ thể qua đường hô hấp, thức ănhay hấp thụ qua da được tích tụ trong các mô theo thời gian sẽ đạt tới hàmlượng gây độc Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng kim loại nặng có thể gây rốiloạn hành vi của con người do tác động trực tiếp đến chức năng tư duy vàthần kinh Gây độc cho cơ quan trong cơ thể như máu, gan, thân, cơ quan sảnxuất hoocmon, cơ quan sinh sản, hệ thần kinh gây rối loạn chức năng sinh hóatrong cơ thể do đó làm tăng khả bị dị ứng, gây biến đổi gen Các kim loạinặng còn làm tăng độ axit trong máu, cơ thể sẽ rút canxi từ xương để duy trì

pH thích hợp trong máu dẫn đến bệnh loãng xương Các nghiên cứu mới đây

đã chỉ ra rằng hàm lượng nhỏ các kim loại nặng có thể gây độc hại cho sứckhỏe con người nhưng chúng gây hậu quả khác nhau trên những con người cụthể khác nhau

Sự nhiễm độc kim loại nặng đã tăng lên nhanh chóng từ nhữngnăm 50 của thế kỷ trước do hậu quả của việc sử dụng ngày càng nhiều cáckim loại nặng dùng trong các ngành công nghiệp Ngày nay sự nhiễm độccòn do các sản phẩm “chăm sóc con người” (mỹ phẩm, dầu gội đầu, thuốcnhuộm tóc, thuốc đánh răng, xà phòng, ) Trong xã hội ngày nay, con ngườikhông thể tránh được sự nhiễm các hóa chất độc và các kim loại

Độc tính của kim loại nặng chủ yếu do chúng có thể sinh ra các gốc

tự do, đó là các phần tử mất cân bằng năng lượng, chứa những điện tử khôngcặp đôi chúng chiếm điện tử từ các phân tử khác để lặp lại sự cân bằng củachúng Các gốc tự do tồn tại tự nhiên khi các phân tử của tế bào phản ứng vớioxi ( bị oxi hóa) nhưng khi có mặt các kim loại nặng – tác nhân cản trở quátrình oxi hóa, sẽ sinh ra các gốc tự do vô tổ chức, không thể kiểm soát được.Các gốc tự do này phá hủy các mô trong toàn cơ thể gây nhiều bệnh tật

Trong phạm vi bản luận văn này, chúng tôi chỉ đề cập đến độc tínhcủa các kim loại Pb, Hg, Cd và As trong số các kim loại thuộc chương trìnhnghiên cứu , đánh giá môi trường của EU (2001), cũng như nhiều quốc giakhác trên thế giới

1.3.2 Một số biểu hiện của các nguyên tố độc hại đến sức khỏe con người

1.3.2.1 Độc tính của chì:

Đối với sức khỏe con người, nhiễm độc chì gây ra bệnh về tai, mũi,họng, phế quản, máu, gan, xương và các bệnh ngoài ra Khi ngộ độc chì,người lớn hay than phiền, đau tê ở đầu ngón chân, tay, bắp thịt mỏi yếu, nhứcđầu, đau bụng, tăng huyết áp, thiếu máu, giảm trí nhớ, thay đổi tâm trạng, sảythai, kém sản xuất tinh trùng Lâu ngày, bệnh trở thành mạn tính, đưa tới suythận, tổn thương thần kinh ngoại vi, giảm chức năng não bộ

Ở trẻ em, nhiễm độc chì cấp tính khiến các em trở nên cáu kỉnh,kém tập trung, ói mửa, dáng đi không vững, lên cơn kinh phong Trường hợpmãn tính, các em có dấu hiệu chậm trí, hay gây gổ, lên kinh thường xuyên,đau bụng, thiếu máu, suy nhược cơ bắp, suy thận, đôi khi có thể đưa tới tửvong [1,35,22]

WHO đã thiết lập giá trị tạm thời cho hàm lượng chì đưa vào cơthể hàng tuần có thể chịu đựng được đối với trẻ sơ sinh và thiếu nhi là25g/kg thể trọng

1.3.2.2 Độc tính của Thủy ngân.

Nhiễm độc cấp tính: Khi tiếp xúc với với Hg ở nhiệt độ cao, khônggian kín bị ho, khó thở, tim đập nhanh, nếu liều lượng Hg tăng dần khi nhiệt

độ cơ thể tăng, choáng váng, nôn mửa, tức ngực, một số người da tím tái, rét.Quá tình khó thở có thể kéo dài đến vài tuần

Nhiễm độc mãn tính: Khi tiếp xúc với Hg trong một thời gian dài,

bị nhiễm độc ở hệ thần kinh, thận, chủ yếu do Hg hữu cơ và một số Hg vô cơ.Triệu trứng sớm nhất của nhiễm độc Hg là lơ đãng, da xanh tái, ăn khó tiêu,hay đau đầu, có thể kèm theo viêm lợi, chảy nước bọt, sau đó răng rụng, mòn,thủng, và có vết đen ở răng, gây tổn thương da

Triệu trứng điển hình của nhiễm độc mãn tính Hg biểu hiện ở thầnkinh: liệt, run, liệt mí mắt, môi, lưỡi, cánh tay, bàn chân Người nhiễm độckhó có khả năng điều khiển vận động, cách diễn đạt thay đổi, nói khó, bắt đầucâu nói khó khăn, nói lắp Đối với trẻ em khi bịnhiễm độc Hg thì thần kinhphân lập, thiểu năng trí tuệ [1,35]

1.3.2.3 Độc tính của Cadimi.

Cơ quan nghiên cứu ung thư quốc tế (IARC) đã xếp cadimi và hợpchất của nó vào nhóm 2A theo thứ tự sắp xếp về mức độ độc hại của cácnguyên tố trong ngành y tế Lượng cadimi đưa vào cơ thể hàng tuần cơ thể cóthể chịu đựng được là 7g/kg thể trọng

Nhiễm độc cadimi gây nên chứng bệnh giòn xương, ở nồng độ cao,cadimi gây ra chứng đau thận, thiếu máu và phá hủy tủy xương

Phần lớn cadimi thâm nhập vào cơ thể con người được giữ lại ởthận và được đào thải, còn một phần ít (khoảng 1%) được giữ lại trong thận,

do cadimi liên kết với protein tạo thành metallotionein có ở trong thận Phầncòn lại được giữ lại trong cơ thể và dần dần được tích lũy cùng với tuổi tác

enzim quan trọng và gây ra rối loạn tiêu hóa và các chứng bệnh rối loạn chứcnăng thận, thiếu máu, tăng huyết áp và phá hủy tủy sống, gây ra ung thư[1,35].

1.3.2.4 Độc tính của asen

Asen được quy định là chất độc bảng A, tổ chức nghiên cứu ungthư thế giới IARC đã sắp xếp asen vào nhóm các chất gây ung thư cho conngười Nhiễm độc asen gây ung thư da, làm tổn thương gan, gây bệnh dạ dày,bệnh ngoài da, bệnh tim mạch

Asen xâm nhập vào cơ thể qua 2 con đường:

Đường tiêu hóa: Nhận được chủ yếu thông qua thực phẩm mà nhiềunhất là trong đồ ăn biển, động vật nhiễm thể, đặc biệt là động vật nhiễm thể.Hoặc do tiếp xúc với thuốc bảo vệ thực vật, hóa chất, thuốc, nước uống cóhàm lượng As cao

Đường hô hấp: asen lắng đọng trong không khí gây tác hại trựctiếp cho con người qua đường hô hấp Ngoài ra, asen còn thâm nhập vào cơthể con người qua tiếp xúc với da Asen ở các trạng thái tồn tại khác nhau thìcũng khác nhau về độc tính đối với sức khỏe con người Hàm lượng asen 0,01mg/kg có thể gây chết người Các hợp chất As(III) có độc tính mạnh nhất( thường gọi là thạnh tím) Khi xâm nhập vào cơ thể As(III) sẽ kết hợp với cácnhóm –SH ở enzim trong người làm mất hoạt tính của chúng [1, 35]

1.4 Dạng tồn tại của các nguyên tố độc hại: Pb, Hg, Cd, As trong đất và ảnh hưởng của chúng đối với con người.

1.4.1 Nguyên tố Pb.

1.4.1.1 Dạng tồn tại của Pb trong đất.

phần trăm trọng lượng, trong khi đó trong đất trung bình là 10-3 phần trăm và

khoảng biến động thông thường là từ 0,2x10-3đến 20x10-3 phần trăm(Voitkevits et al., 1985) Chì hiện diện tự nhiên trong đất với hàm lượng trungbình 10-84 ppm (Murray, 1994[55]) Nguồn do hoạt động của con người:

- Chì được sử dụng trong pin, trong bình ăcqui, trong một sốdụng cụ dẫn điện Một số hợp chất chì được thêm vào trong sơn, thủy tinh,

đồ gốm như chất tạo màu, chất ổn định, chất kết gắn

- Các sản phẩm thải từ ứng dụng của chì nếu không được tái chếhợp lý thải vào môi trường làm gia tăng lượng kim loại độc hại này trong môitrường Ngoài ra một số hợp chất chì hữu cơ như tetraetyl hoặc tetrametyl chìđược thêm vào trong xăng đặc biệt ở những quốc gia đang phát triển

1.4.1.2 Ảnh hưởng sinh lý của Pb.

Trong cơ thể người, chì trong máu liên kết với hồng cầu, và tích tụtrong xương Khả năng loại bỏ chì ra khỏi cơ thể rất chậm chủ yếu qua nướctiểu Chu kì bán rã của chì trong máu khoảng một tháng, trong xương từ 20-

30 năm (WHO,1995 trích trong Lars Jarup, 2003[52]) Các hợp chất chì hữu

cơ rất bền vững, độc hại đối với con người, có thể dẫn đến chết người

Những biểu hiện của ngộ độc chì cấp tính như nhức đầu, tính dễcáu, dễ bị kích thích, và nhiều biểu hiện khác nhau liên quan đến hệ thầnkinh Con người bị nhiễm độc lâu dài đối với chì có thể bị giảm trí nhớ, giảmkhả năng hiểu, giảm chỉ số IQ, xáo trộn khả năng tổng hợp hemoglobin cóthể dẫn đến bệnh thiếu máu (Lars Jarup, 2003[52]) Chì cũng được biết là tácnhân gây ung thư phổi, dạ dày và u thần kinh đệm (Steenland et al.,2000[59]) Nhiễm độc chì có thể gây tác hại đối với khả năng sinh sản, gâysẩy thai, làm suy thoái nòi giống (Ernest & Patricia, 2000[44])

1.4.2 Nguyên tố Hg.

1.4.2.1 Dạng tồn tại của Hg trong đất.

Thủy ngân hiện diện và tồn tại trong tự nhiên ở nhiều dạng khácnhau: kim loại, vô cơ và hữu cơ (metyl và etyl thủy ngân) Tất cả những dạngnày có tính độc khác nhau và có thể ảnh hưởng đến sức khoẻ con người.Trong môi trường đất, dạng cation Hg2+ hiện diện là phổ biến nhất Sự tích tụthủy ngân trong đất có khuynh hướng tương quan với hàm lượng vật chất hữu

cơ Hàm lượng thủy ngân trong tự nhiên cao nhất đã được báo cáo trong đấtngập nước và đất than bùn Hàm lượng thủy ngân trong đất trên thế giớitrung bình 0,02-0,41 ppm (Murray,1994,[55])

Thủy ngân đến từ các nguồn tự nhiên và nguồn do hoạt động củacon người:

- Nguồn tự nhiên: Hoạt động của núi lửa, sự phong hoá nhiều loại

đá có chứa thủy ngân

- Nguồn do hoạt động của con người: Đến từ các nhà máy điện đốtthan; các lò đốt rác thải; những nơi khai thác thủy ngân, vàng, đồng, kẽm,bạc; các hoạt động luyện kim; thải bỏ các nhiệt kế và từ đốt rác thải y tế.Riêng chất thải từ các thiết bị y tế có thể phóng thích chiếm khoảng 5% thủyngân trong nước thải (WHO, 2007,[62])

1.4.2.2 Ảnh hưởng sinh lý của Hg.

Khi thủy ngân kết hợp với các hợp chất hữu cơ và bị biến đổi bởicác vi khuẩn và vi sinh vật trong nước và trầm tích hình thành các hợp chấtkhác nhất là metyl thủy ngân rất độc, bền và tích tụ trong chuỗi thức ăn (Peter

& Michael, 2003,[58]) Trong môi trường biển, hệ vi sinh vật có thể chuyểnnhiều hợp chất thủy ngân vô cơ thành metyl thủy ngân và hợp chất này dễdàng phóng thích từ trầm tích vào nước, sau đó có thể tích tụ trong các sinhvật sống (Clark et al., 1997,[41]) Metyl thủy ngân độc hại đối với hệ thầnkinh trung ương và ngoại vi Hít thở hơi thủy ngân có thể tử vong Các muối

vô cơ của thủy ngân có thể phá hủy da, mắt, đường tiêu hóa, và có thể gây ra

sự tổn hại thận nếu hấp thụ (WHO, 2007,[62])

1.4.3 Nguyên tố Cadimi.

1.4.3.1 Dạng tồn tại của Cadimi trong đất.

Cadimi hiện diện khắp nơi trong lớp vỏ của trái đất với hàm lượngtrung bình khoảng 0,1 mg/kg Tuy nhiên hàm lượng cao hơn có thể tìm thấytrong các loại đá trầm tích như đá trầm tích phosphatte biển thường chứa15mg/kg Trong võ trái đất cadimi thường tồn tại dưới dạng khoáng vật nhưGrinolit ( CdS), trong quặng Blende kẽm và Calanin có chứa khoảng 3% CdHàm lượng Cadimi trung bình trong đất ở những vùng không có hoạt độngcủa núi lửa biến động từ 0,01 đến 1 mg/kg, ở những vùng có hoạt động củanúi lửa hàm lượng này có thể lên đến 4,5 mg/kg (Korte, 1983 trongWHO,1992,[61]) Tuy nhiên theo Murray ( 1994,[55]) hàm lượng Cd trongđất hiện nay trung bình 0,06 – 1,1 ppm

1.4.3.2 Ảnh hưởng sinh lý của Cadimi.

Cadimi thâm nhập vào cơ thể bằng nhiều cách khác nhau và đượctích tụ lại chủ yếu trong thận và có thời gian bán hủy sinh học rất dài từ 20 –

30 năm

Cadimi thường gắn liền với Zn nên có khả năng thay thế Zn Trong

cơ thể, Zn là thành phần thiết yếu của một số hệ thống enzim nên khi bị Cdthay thế sẽ gây ngộ độc Cd

Hậu quả của việc thay thế Zn gây ra biến đổi chất, dẫn đến thiếumáu, rối loạn xương tủy, cao huyết áp và ung thư Thông thường lượng dư Cd

sẽ liên kết với Protein và chuyển về tích lũy ở thận khoảng 1% còn 99% nhờthận thải ra ngoài, khi bị độc Cd trước tiên sẽ bị suy thận, hỏng tủy xương vàảnh hưởng đến hệ thần kinh Ngoài ra, nhiễm độc Cd có thể dẫn đến quái thai

và thai chết ở giai đoạn non Cadimi còn có thể gây ung thư cho người tiếpxúc với nó ở mức độ thấp trong thời gian dài, đặc biệt là ung thư vú Theoquy định của tổ chức sức khỏe thế giới “WHO” lượng Cd được cơ thể ngườichấp nhận tối đa là 100mg/ngày hoặc tối đa là 1 mg/kg trọng lượng cơ thể

1.4.4 nguyên tố Asen.

1.4.4.1 Dạng tồn tại của Asen trong đất.

Các dạng tồn tại của Asen trong môi trường là vấn đề đáng quantâm bởi vì có sự khác nhau về mức độ độc giữa chúng Trong môi trườngAsen tồn tại chủ yếu ở các dạng: Arsenite As(III), arsenate As(V), Arseniousacids (H3AsO3; H2AsO3-; HAsO32-) arsenic acids (H3AsO4; H2AsO4- ; HAsO42-),Ddimethylarrsinate (DMA), mônmethylarsonate (MMA), arseobetaine (AB)

và arsenocholine (AC)

As trong nước ngầm thường tập trung cao trong kiểu nướcbicarbonat như bicarbonat Cl, Na, B, Si Nước ngầm trong những vùng trầmtích núi lửa, một số khu vực quặng hóa nguồn gốc nhiệt dịch, mỏ dầu-khí, mỏthan, …thường giàu As

1.4.4.2 Ảnh hưởng sinh lý của As.

Về mặt sinh học, As là một chất độc có thể gây một số bệnh trong

đó có ung thư da và phổi, bàng quang, ruột (Đỗ Mai Ái và cs [1], WillamHartly và cs,2005 [63]) Mặt khác As có vai trò trong trao đổi nuclein, tổnghợp protit và hemoglobin As ảnh hưởng đến thực vật như một chất cản trao

đổi chất, làm giảm mạnh năng suất, đặc biệt trong môi trường thiếu photpho.Trong môi trường sinh thái, các dạng hợp chất As hóa trị (III) có độc tính caohơn dạng hóa trị (V), tuy nhiên trong cơ thể As(V) có thể bị khử về As(III)( Vũ Hữu Yêm, 2005 [39]).

Thông thường Arsen đi vào cơ thể con người trong một ngày đêmthông qua chuỗi thức ăn khoảng 1mg và được hấp thụ vào cơ thể qua đường

dạ dày nhưng cũng dễ bị thải ra Hàm lượng As trong cơ thể người khoảng0.08-0.2 ppm, tổng lượng As có trong người bình thường khoảng 1,4 mg Astập trung trong gan, thận, hồng cầu, homoglobin và đặc biệt tập trung trongnão, xương, da, phổi, tóc

Sự nhiễm độc As có thể phân loại thành các dạng nhiễm độc cấptính và nhiễm độc mãn tính với các biểu hiện:

 Nhiễm độc As cấp tính : khát nước dữ dội, đau bụng, nôn mửa, tiêu chảy,

mạch đập yếu, bí tiểu và có thể tử vong

đầu các chi, niêm mạc lưỡi hoặc sừng hóa da, có thể gây đến hoại tử, rụng dầntừng đốt ngón chân cuối cùng sẽ có thể dẫn đến ung thư, đột biến gen và tửvong

1.5 Khái quát về thổ nhưỡng Đà Lạt.

1.5.1 Sơ lược về lịch sử xây dựng và phát triển của nghề trồng rau Đà Lạt[65]

Đà Lạt ở phía đông bắc tỉnh Lâm Đồng, không có đường địa giớihành chính chung với các tỉnh lân cận, phía bắc giáp huyện Lạc Dương, phíađông và đông nam giáp huyện Đơn Dương, phía tây giáp huyện Lâm Hà, phíatây nam giáp huyện Đức Trọng

Đà Lạt không chỉ là một thành phố du lịch nổi tiếng của Việt Nam

mà là vùng trồng rau nổi tiếng của cả nước

Nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, chịu ảnh hưởng của độ cao nên

Đà Lạt có nền khí hậu của vùng ôn đới Mặc dù với diện tích không lớn(42,400 ha) nhưng được ưu đãi bởi thiên nhiên, nhờ có đặc điểm khí hậu củavùng ôn đới mà Đà Lạt có thể sản xuất được những loại rau quả ôn đới quanhnăm

Hình 1.1: Bản đồ phân bố diện tích canh tác rau các loại tại các phường xã

thành phố Đà LạtNghề trồng rau ở Đà Lạt đã có từ lâu và phát triển mạnh trongnhững năm cuối của thập kỷ 30 Những loại rau cao cấp hiện nay như bó xôi(spinach), xà lách, khoai tây hồng, lơ xanh, trắng, cải bắp xú đã đi vào cácbữa ăn thông thường không chỉ của người dân Đà Lạt mà còn cư dân củathành phố Hồ Chí Minh, các tỉnh miền Tây Nam Bộ, các tỉnh miền Trung và

cả các nước lân cận

Nói đến rau Đà Lạt là nói đến huyện Đơn Dương, Đức Trọng vàthành phố Đà Lạt, tổng sản lượng rau của 3 vùng là này khoảng 250.000 tấn,chiếm 30% rau quả cả nước.

1.5.2 Vị trí địa lý, điều kiện khí hậu và đất đai của vùng trồng rau Đà Lạt[65]

1.5.2.1 Vị trí địa lý.

Đà Lạt ở trong khoảng từ 11º52' 12º04' vĩ độ Bắc và 108º20' 108º35' kinh độ Đông, được giới hạn bởi ngọn Langbian cao 2.167m ở phíabắc, dãy núi Voi cao 1.756m bao quanh phía tây và phía nam, ngọn Lap-BéNord cao 1.732m phía đông bắc và ngọn Dan-se-na cao 1.600m ở phía đông

-Thành phố Đà Lạt thuộc tỉnh Lâm Đồng Nằm trên cao nguyênLang Bian nên Đà Lạt có độ cao 1.520m so với mặt nước biển Về phía Bắc,

Đà Lạt giáp với huyện Lạc Dương, về phía Đông và Đông Nam giáp vớihuyện Đơn Dương, về phía Tây và Tây Nam giáp với hai huyện Lâm Hà vàĐức Trọng

Từ năm 1990 đến nay, dân số thành phố Đà Lạt tăng khá nhanh.Năm 2004 Đà Lạt có 188 467 người với 96% là người Kinh Trong đó, dân

số sống ở khu vực thành thị là 88.94%, sống ở các khu vực nông thôn là11.06%, mật độ dân số là 480 người/km2

1.5.2.2 Đặc thù về khí hậu.

Do ở độ cao trung bình 1.520 m và được bao quanh bởi những dãynúi cao, nên tuy ở trong vùng nhiệt đới gió mùa, khí hậu Đà Lạt mang nhữngnét riêng của vùng cao Đà Lạt có được một khí hậu mát mẻ, dễ chịu của vùng

ôn đới với nhiệt độ trung bình trong ngày thấp nhất là 15oC và cao nhất là

24oC Mặc dù có hai mùa : mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 11 và mùa nắng từ