Đánh giá hàm lượng và rủi ro sức khỏe do kim loại nặng pb cd cr zn và mn trong rau cải xanh brassica juncea l tại vùng trồng rau chuyên canh túy loan hòa phong hòa vang đà nẵng

Theo nhiều nghiên cứu, Cải xanh còn cótác dụng như thảo dược có thể chữa một số bệnh cho con người như: viêmthận, ho, đầy bụng,… Tuy nhiên, Cải xanh có tên trong danh sách các loài cókhả

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA SINH – MÔI TRƯỜNG

TRẦN THỊ LAN HƯƠNG

ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG VÀ RỦI RO SỨC KHỎE DO KIM LOẠI NẶNG (Pb, Cd, Cr, Zn và Mn) TRONG RAU CẢI XANH

(Brassica juncea L.) TẠI VÙNG TRỒNG RAU CHUYÊN CANH

TÚY LOAN, HÒA PHONG, HÒA VANG, ĐÀ NẴNG

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA SINH – MÔI TRƯỜNG

TRẦN THỊ LAN HƯƠNG

ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG VÀ RỦI RO SỨC KHỎE DO KIM LOẠI NẶNG (Pb, Cd, Cr, Zn và Mn) TRONG RAU CẢI XANH

(Brassica juncea L.) TẠI VÙNG TRỒNG RAU CHUYÊN CANH

TÚY LOAN, HÒA PHONG, HÒA VANG, ĐÀ NẴNG

Ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trường

Người hướng dẫn: ThS ĐOẠN CHÍ CƯỜNG

Đà Nẵng – Năm 2015

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là kết quả nghiên cứu của tôi

Các số liệu nghiên cứu, kết quả phân tích là trung thực và chưa từngđược công bố Các số liệu liên quan được trích dẫn có ghi chú rõ nguồn gốc

Đà Nẵng, ngày … tháng 5 năm 2015

Trần Thị Lan Hương

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành khóa luận này, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầyĐoạn Chí Cường thuộc Khoa Sinh – Môi trường, trường Đại học Sư phạm ĐàNẵng, thầy đã hướng dẫn nhiệt tình và giúp đỡ tôi rất nhiều trong thời gianthực hiện đề tài

Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn đến các thầy, cô giáo trong Khoa Sinh – Môitrường, trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng, Ban quản lý và các hộ gia đình tạivùng trồng rau chuyên canh thôn Túy Loan, xã Hòa Phong, huyện Hòa Vang,

TP Đà Nẵng đã tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi học tập, nghiên cứuhoàn thành khóa luận

Ngoài ra, tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè và các bạn lớp 11CTM đã độngviên, khích lệ, giúp đỡ tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này

Một lần nữa xin chân thành cảm ơn tất cả mọi người !

Đà Nẵng, tháng 5 năm 2015

Sinh viên

Trần Thị Lan Hương

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC HÌNH

DANH MỤC BẢNG

MỞ ĐẦU 1

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1

2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 2

2.1 Mục tiêu tổng quát 2

2.2 Mục tiêu cụ thể 2

3 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 2

4 BỐ CỤC KHÓA LUẬN 3

CHƯƠNG 1 4

TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN KINH TẾ - XÃ HỘI VÙNG NGHIÊN CỨU ……… 4

1.1.1 Vị trí địa lý 4

1.1.2 Khí hậu 4

1.1.3 Đặc điểm địa hình 5

1.1.4 Diện tích – dân số 6

1.1.5 Tổng quan về vùng trồng rau chuyên canh Túy Loan 6

1.2 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC VỀ ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM VÀ RỦI RO DO KLN TRONG RAU XANH 8

1.2.1 Nghiên cứu trên thế giới 8

1.2.2 Nghiên cứu trong nước 11

1.3 ĐẶC ĐIỂM, TÍNH CHẤT CỦA MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG 14

1.3.1 Chì – Pb 14

1.3.2 Cadimium – Cd 16

1.3.3 Crom – Cr 17

1.3.4 Mangan – Mn 18

1.3.5 Kẽm – Zn 18

1.4 CƠ CHẾ HẤP THỤ KIM LOẠI NẶNG VÀO THỰC VẬT 20

1.5 MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA RAU CẢI XANH 22

CHƯƠNG 2 24

ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU …….24

2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 24

2.2 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 24

2.3 NỘI DUNG ĐỀ TÀI 25

2.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25

2.4.1 Phương pháp hồi cứu số liệu 25

2.4.2 Phương pháp lấy và xử lý mẫu 25

2.4.3 Phương pháp vô cơ hóa mẫu 26

2.4.4 Phương pháp xác định hàm lượng kim loại nặng 27

2.4.5 Phương pháp xác định pH trong đất 27

2.4.6 Phương pháp xác định EC trong đất 27

2.4.7 Phương pháp xác định hàm lượng chất hữu cơ trong đất (OM) 28

2.4.8 Phương pháp xác định hệ số vận chuyển (TF – Transfer factor) 28

2.4.9 Phương pháp đánh giá rủi ro sức khỏe bằng chỉ số THQ 28

2.4.10 Phương pháp phân tích thống kê số liệu, vẽ biểu đồ 29

CHƯƠNG 3 30

KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 30

4.1 HÀM LƯỢNG KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT 30

4.2 HÀM LƯỢNG KIM LOẠI NẶNG TRONG RAU CẢI XANH 38

4.3 KHẢ NĂNG TÍCH LŨY KIM LOẠI NẶNG 46

4.4 ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ RỦI RO SỨC KHỎE DO KIM LOẠI NẶNG TRONG CẢI XANH 50

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54

4.1 KẾT LUẬN 54

4.2 KIẾN NGHỊ 54

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 56

PHỤ LỤC

Hệ số vận chuyển kim loại nặng từ đất vào rễ

Hệ số vận chuyển kim loại nặng từ rễ lên lá

Độ dẫn điệnHàm lượng chất hữu cơ trong đấtTiêu chuẩn quốc gia Trung Quốc (Stands for Guobiao)Hazard index

DANH MỤC HÌNH

1.1 Sơ đồ vùng trồng rau chuyên canh thôn Túy Loan, xãHòa Phong, huyện Hòa Vang, TP Đà Nẵng 82.1 Rau Cải xanh (Brassica juncea L.) 243.1 Hàm lượng Cr và Pb trong các mẫu đất ở khu vựcnghiên cứu 333.2 Hàm lượng Zn và Mn trong các mẫu đất ở khu vựcnghiên cứu 333.3 Hàm lượng Pb và Cr trong lá rau Cải xanh 423.4 Hàm lượng Pb và Cr trong rễ rau Cải xanh 423.5 Hàm lượng Zn và Mn trong lá rau Cải xanh 443.6 Hàm lượng Zn và Mn trong rễ rau Cải xanh 443.7 Hàm lượng Cd trong lá và rễ rau Cải xanh (mg/kg) 453.8 Hệ số vận chuyển TFĐRvà TFRL của Pb, Cr, Zn và Mn 483.9 Giá trị THQ do Pb, Cd và Zn trong Cải xanh đối vớinam và nữ 513.10 Giá trị THQ do Mn trong Cải xanh đối với nam và nữ 52

MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Hiện nay, nhiều khu vực trồng rau đang bị ô nhiễm do chất thải từ cáchoạt động phát triển kinh tế, sự lạm dụng phân bón hóa học và hóa chất bảo

vệ thực vật Ô nhiễm kim loại nặng là một vấn đề môi trường đáng quan tâmtrên toàn thế giới Những loại rau bị nhiễm kim loại nặng không thể nào xử lýhết chất độc cho dù đã rửa sạch bằng nước hay trong quá trình chế biến Theocác nghiên cứu, sự hấp thụ các kim loại nặng của thực vật từ đất ô nhiễm kimloại nặng xâm nhập vào chuỗi thức ăn và sau đó tích lũy sinh học ở nồng độcao gây ảnh hưởng nghiê m trọng đến sức khỏe con người

Cải xanh là loại rau bổ dưỡng quen thuộc trong bữa ăn hằng ngày Cảixanh chứa một lượng lớn vitamin, muối khoáng cùng các nguyên tố vi lượng,

đa lượng… rất có lợi cho sức khỏe Theo nhiều nghiên cứu, Cải xanh còn cótác dụng như thảo dược có thể chữa một số bệnh cho con người như: viêmthận, ho, đầy bụng,… Tuy nhiên, Cải xanh có tên trong danh sách các loài cókhả năng tích lũy kim loại nặng tốt và đang được nhiều nước trên thế giớinghiên cứu sử dụng xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong đất

Đà Nẵng được đánh giá là một trong những thành phố có tốc độ đô thịhóa và công nghiệp hóa mạnh mẽ nhất tại khu vực miền Trung, thu hút mộtlượng lớn dân cư từ các địa phương khác khiến lượng tiêu thụ về lương thực

và thực phẩm ngày càng tăng, đặc biệt là các loại rau xanh Để đáp ứng nhucầu rau sạch, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, đồng thời nâng cao thunhập của người dân theo tiêu chí phát triển nông thôn mới Vùng trồng rauchuyên canh Túy Loan, thuộc xã Hòa Phong thành lập được thành phố đầu tưphát triển thành vùng sản xuất nông nghiệp chuyên canh quy mô lớn sản xuất

đa dạng các loại rau, cung cấp thường xuyên cho nhiều khu vực trong thành

phố Vì vậy, vấn đề ô nhiễm kim loại nặng trong đất và các loại rau xanhtrồng tại khu vực này cần được quan tâm nhiều hơn.

Vì những lý do trên chúng tôi chọn đề tài “Đánh giá hàm lượng và rủi

ro sức khỏe do kim loại nặng (Pb, Cd, Cr, Zn và Mn) trong rau Cải xanh

(Brassica juncea L.) tại vùng trồng rau chuyên canh Túy Loan, Hòa Phong,

2.2 Mục tiêu cụ thể

- Đánh giá được hàm lượng 5 KLN (Cd, Pb, Cr, Mn, Zn) trong rau Cải

xanh (Brassica juncea L.) và trong đất trồng rau tại khu vực nghiên cứu.

- Đánh giá được rủi ro sức khỏe của 5 KLN đối với con người thông quachỉ số nguy hại THQ

3 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI

Những kết quả của đề tài bổ sung cơ sở dữ liệu về hàm lượng các kimloại nặng trong đất và rau, thông qua đó đánh giá rủi ro do KLN đến sức khỏecủa người dân khi tiêu thụ rau Cải xanh trồng tại vùng Túy Loan, Tp ĐàNẵng Đồng thời, giúp chính quyền địa phương và ban quản lý vùng trồng rauTúy Loan có thêm thông tin về mức độ ô nhiễm tại vùng trồng rau để cónhững biện pháp quản lý kịp thời, ngăn ngừa các tác động tiêu cực đến sứckhỏe con người

4 BỐ CỤC KHÓA LUẬN

Khóa luận này ngoài 2 phần mở đầu và kết luận – kiến nghị gồm có 3chương Trong đó:

Chương 1: Tổng quan tài liệu

Chương 2: Đối tượng, phạm vi, nội dung và phương pháp nghiên cứuChương 3: Kết quả và biện luận

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU1.1 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN KINH TẾ - XÃ HỘI VÙNG NGHIÊN CỨU 1.1.1. Vị trí địa lý

Vùng trồng rau chuyên canh thôn Túy Loan thuộc xã Hòa Phong,huyện Hòa Vang, thành phố Đà Nẵng Hòa Vang là một huyện ngoại thànhbao bọc quanh phía Tây khu vực nội thành thành phố Đà Nẵng, huyện có toạ

độ từ 15o55’ đến 16o13’ vĩ độ Bắc và 107o49’ đến 108o13’ kinh độ Đông PhíaBắc giáp các huyện Nam Đông và Phú Lộc của tỉnh Thừa Thiên – Huế PhíaNam giáp hai huyện Điện Bàn, Đại Lộc của tỉnh Quảng Nam Phía Đông giápquận Cẩm Lệ, Liên Chiểu – thành phố Đà Nẵng Phía Tây giáp huyện ĐôngGiang của tỉnh Quảng Nam Xã Hòa Phong, huyện Hòa Vang có hệ thốngđường giao thông đối ngoại và nội vùng trên địa bàn huyện tương đối thuậntiện Quốc lộ 1A là đường giao thông huyết mạch Bắc – Nam chạy từ Cầu Đỏqua các xã Hoà Châu và Hoà Phước; quốc lộ 14B chạy qua các xã HoàKhương, Hoà Phong, Hoà Nhơn nối Quảng Nam với Đà Nẵng; tuyến đườngtránh Nam Hải Vân đi qua các xã Hoà Liên, Hoà Sơn, Hoà Nhơn

Vị trí địa lý và điều kiện giao thông thuận lợi là một điều kiện quantrọng để Hoà Vang khai thác tốt hơn các nguồn tài nguyên thiên nhiên, nhânlực cho phát triển kinh tế - xã hội trong ngắn hạn cũng như lâu dài

1.1.2. Khí hậu

Khí hậu Hoà Vang nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa điểnhình, nhiệt độ cao và ít biến động Mỗi năm có hai mùa rõ rệt: mùa mưa kéodài từ tháng 8 đến tháng 12 và mùa khô từ tháng 01 đến tháng 7, thỉnh thoảng

có những đợt rét mùa đông nhưng không đậm và không kéo dài Nhiệt độtrung bình hàng năm là 25.80C cao nhất vào các tháng 6, 7, 8, với nhiệt độ

Riêng vùng rừng núi Bà Nà ở độ cao gầ n 1,500 m, nhiệt độ trung bình khoảng20°C Độ ẩm không khí trung bình hàng năm là 82%, lượng mưa trung bìnhhàng năm khoảng 1,800 mm, mưa lớn thường tập trung vào hai tháng 10 và

11 gây lũ lụt, ngập úng cho vùng đất thấp

Tuy nhiên có những năm lượng mưa thấp, như năm 2013 đạ t 1,375.1

mm gây thiếu nước cho sản xuất nông nghiệp và đời sống Các hướng gióthịnh hành là gió mùa Đông Bắc từ tháng 11 đến tháng 2; gió mùa Đông Nam

và Tây Nam vào tháng 5 đến tháng 7 Huyện thường xuyên bị chịu ảnh hưởngcủa bão, trung bình hàng năm có 1 – 2 cơn bão đi qua, hai năm thường có mộtcơn bão lớn

1.1.3. Đặc điểm địa hình

- Địa hình: Hoà Vang có 3 loại địa hình là miền núi, trung du và đồngbằng Đất đai có nguồn gốc chủ yếu đá biến chất, đất đỏ vàng phát triểntrên các đá mẹ như mắc – ma, gra – phit Địa hình đất đai của vùng này thíchhợp cho việc phát triển lâm nghiệp, nông nghiệp và du lịch Vùng trung du:chủ yếu là đồi núi thấp có độ cao trung bình từ 50 đến 100m, xen kẽ là nhữngcánh đồng hẹp, bao gồm các xã Hoà Phong, Hoà Khương, Hoà Sơn, HoàNhơn với diện tích 11,170 ha, chiếm 15.74 % diện tích toàn huyện; phần lớnđất đai bị bạc màu, xói mòn trơ sỏi đá, chỉ có rất ít đất phù sa bồi tụ hàng nămven khe suối Địa hình và đất đai ở vùng này phù hợp cho việc trồng các câycạn, có nhu cầu nước ít, chịu được hạn như hoa màu, cây ăn quả Vùng đồngbằng: bao gồm ba xã Hoà Châu, Hoà Tiến, Hoà Phước với tổng diện tích là3,087 ha, chiếm 4.37% diện tích tự nhiên Đây là vùng nằm ở độ cao thấp từ 2– 10 m, hẹp nhưng tương đối bằng phẳng Đất phù sa ven sông và đất cát làhai loại đất đặc trưng của vùng, thích hợp cho việc trồng lúa , rau màu Tuynhiên, có yếu tố không thuận lợi là do địa hình thấp, khu vực này thường bịngập lụt trong những ngày mưa lũ lớn

- Hệ thống sông ngòi của Hoà Vang bao gồm các sôn g chính là sông Cu

Đê, sông Yên, sông Túy Loan, sông Vĩnh Điện; một số sông nhỏ là sông TâyTịnh, Quá Giáng và hệ thống nhiều ao hồ tự nhiên Nhìn chung chất lượngnước các sông đều đáp ứng nhu cầu sinh hoạt và sản xuất của địa phương, trừsông Cẩm Lệ và sông Cu Đê bị nhiễm mặn thủy triều vào thời gian mùa khô

từ tháng 5 đến tháng 6 Về nước ngầm: Theo đánh giá sơ bộ, Hoà Vang có trữlượng nước ngầm lớn, mực nước ngầm cao Trong tương lai có thể sử dụngnguồn nước ngầm phục vụ sản xuất nông nghiệp và các ngành kinh tế khác.Nhìn chung, các điều kiện khí hậu và thuỷ văn của huyện Hoà Vang có nhiềuthuận lợi, song cũng có nhiều khó khăn như hạn hán, lũ lụt gây ảnh hưởngkhông nhỏ đối với sản xuất, đời sống của nhân dân; gây hư hại các công trìnhkết cấu hạ tầng kinh tế - xã hội

1.1.5. Tổng quan về vùng trồng rau chuyên canh Túy Loan

Thực hiện chương trình mục tiêu quốc gia về phát triển Nông thôn mới,đồng thời tạo việc làm và ổn định thu nhập cho người nôn g dân và tạo sảnphẩm "rau sạch" đáp ứng nhu cầu tiêu thụ và đảm bảo về an toàn thực phẩm,ngày 11/10/2011, Hợp tác Xã dịch vụ sản xuất và tiêu thụ rau an toàn đã đượcthành lập tại thôn Túy Loan, Xã Hòa Phong, Huyện Hòa Vang, Thành phố ĐàNẵng với diện tích quy hoạch lên đến 20 ha, tuy nhiên hiện nay có 8 ha đã

được đưa vào sản xuất với sự tham gia 40 hộ thuộc quản lý của hợ p tác xã và

30 hộ sản xuất tự do Hợp tác xã dịch vụ rau Túy Loan được đầu tư các môhình sản xuất theo chuẩn VietGap với đa dạng các loại rau quả như dưa leo,

bí đao, sắn, khổ qua, Cải xanh, rau muống Bên cạnh đó, trong chương trìnhxây dựng Nông thôn mới của Hòa Vang, huyện đã hỗ trợ cho Hợp tác xã 01máy làm đất cầm tay trị giá 20 triệu đồng trong khâu làm đất, hỗ trợ giống rautạo điều kiện cho các hộ xã viên sản xuất, xây dựng 10 đường bê – tông vớitổng chiều dài 1,200m; 1 khu nhà sơ chế, đóng gói sản phẩm, nhà vòm trồngrau, nhà trưng bày sản phẩm, hệ thống thủy lợi, thu gom và xử lý nước thải và

hệ thống điện hạ thế; tổng vốn đầu tư cơ sở hạ tầng đạt 12.8 tỷ đồng Ngoài

ra, nơi đây được hỗ trợ miễn phí một phần giống, phân bón, thuốc trừ sâuthường xuyên Hằng tháng có các lớp tập huấn kỹ thuật canh tác nông nghiệp,biện pháp trừ sâu hại

Chính quyền thành phố Đà Nẵng đã xác định Túy Loan là vùng rau antoàn trọng điểm của Đà Nẵng, được trồng theo tiêu chuẩn VietG AP Qua quátrình điều tra, phỏng vấn và khảo sát thực tế tại vùng nghiên cứu, nhận thấychứng nhận tiêu chuẩn chỉ là trên giấy tờ , sản phẩm rau không được sản xuất,thu hoạch, sơ chế đúng theo quy định kỹ thuật về rau an toàn Nhà sơ chếđược xây lên nhưng không hoạt động, sản phẩm không được bao gói , kiểmnghiệm chất lượng trước khi đưa ra thị trường tiêu thụ Các hộ dân tại đây chủyếu hạt động tự do, rau sản xuất ra chưa có nơi tiêu thụ ổn định, chủ yếu tiêuthụ ở thị trường nhỏ, hợp tác xã chỉ hỗ trợ được 2% đầu ra, còn lại người dânphải tự thu hoạch và vận chuyển rau tới các chợ bán cho các tiêu thương hoặcbán cho các thương lái Như vậy, quy trình trồng trọt và đưa sản phẩm ra thịtrường vẫn chưa tuân thủ đúng theo quy trình trồng rau an toàn theo tiêuchuẩn VietGAP

Hình 1.1 Sơ đồ vùng trồng rau chuyên canh thôn Túy Loan, xã Hòa Phong,

huyện Hòa Vang, TP Đà Nẵng

1.2 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC VỀ ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM VÀ RỦI RO DO KLN TRONG RAU XANH

1.2.1. Nghiên cứu trên thế giới

Nhận thấy vấn đề an toàn thực phẩm và ô nhiễm môi trường là nhữngvấn đề môi trường cấp bách hiện nay, thu hút được sự quan tâm của nhiều nhànghiên trên thế giới Ở các nước như: Trung Quốc, Bangladesh, Nigeria , ẤnĐộ có rất nhiều các nghiên cứu đánh giá hàm lượng KLN trong đất, nước

và thực phẩm cũng như đánh giá rủi ro sức khỏe do sự tích lũy KLN trongthực phẩm gây ra cho con người thông qua tiêu thụ

Năm 2009, Hao Xiu – Zhen và cộng sự nghiên cứu hệ số chuyển kimloại từ đất vào thực vật ở miền nam tỉnh Giang Tô, Trung Quốc Kết quảnghiên cứu của 30 mẫu đất và 32 mẫu rau cho thấy các mẫu đất có khoảngpH: 4.25 – 7.85; độ dẫn điện (EC): 0.24 – 3.42 dS m-1; hàm lượng Zn trongđất dao động trong khoảng 66.9 – 102 mg/kg; hàm lượng Cu trong đất nằmtrong khoảng 26 – 44.6 mg/kg; hàm lượng Pb trong đất dao động từ 32 – 46.9mg/kg Có 4 mẫu đất có chứa Cu và hai mẫu chứa Zn cao hơn so với quy địnhhàm lượng kim loại trong đất ở Trung Quốc Có một mẫu rau chứa Pb vượttiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm Trung Quốc [53].

Năm 2009, Song Bo và cộng sự đánh giá rủi ro sức khỏe của KLN trongrau trồng tại Bắc Kinh, Trung Quốc Nhóm tác giả tiến hành xác định hàmlượng 7 kim loại trong rau từ 416 mẫu, kết quả hàm lượng KL trung bình của

As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb và Zn tương ứng là 0.013; 0.010; 0.023; 0.51; 0.053;0.046 và 2.55 mg/kg (trên cơ sở trọng lượng khô) Hàm lượng KL trong rautrồng ngoài đồng ruộng đều cao hơn rau trồng trong nhà kính ngoài trừ Zn.Tác giả tính toán lượng rau tiêu thụ hằng ngày EDI của trẻ em, người lớn vàngười trung niên từ đó đánh giá rủi ro sức khỏe dựa vào chỉ số THQ, giá trịTHQ đều nhỏ hơn 1 với tất cả các nhóm tuổi, chứng tỏ không có bất kỳ rủi rosức khỏe nào đối với người dân tiêu thụ rau trồng tại đây [32]

Tới năm 2011, Odoh Rapheal và cộng sự đã đánh giá ô nhiễm kim loạinặng của một số loại rau khi sử dụng nước tưới từ sông Benue ở Nigeria, kếtquả của nghiên cứu cho thấy giá trị pH dao động từ 6.5 – 7.2; hàm lượng Zntrong đất nằm trong khoảng 20.67 – 29.73 mg/kg; hàm lượng Cu dao độngtrong khoảng 12.1 – 18.6 mg/kg; hàm lượng Pb trong đất dao động từ 5.8 –8.1 mg/kg; hàm lượng Cd dao động trong khoảng 0.62 – 0.92 mg/kg Vậykhông có kim loại nào trong đất vượt quá TCCP [47]

Tháng 7/2011, Zhan – Jun Xue và cộng sự đã đánh giá rủi ro sức khỏecủa các kim loại nặng trong phần ăn được của các loại rau được trồng ở vùng

đất tưới tiêu bằng nước thải, vùng ngoại ô TP Bảo Định, Trung Quốc Nồng

độ trung bình của nguyên tố Zn trong đất tưới bằng nước thải là cao nhấ t(153.77 mg/kg) Tiếp theo là Pb (38.35 mg/kg), Cu (35.06 mg /kg), Ni (29.81mg/kg) và Cd (0.22 mg/kg) Khi phân tích mẫu rau thì tác giả nhận thấy cáckim loại nặng Cd, Zn và Ni đều vượt quá giới hạn cho phép; mặc dù chỉ số rủi

ro sức khỏe HRI thì cho kết quả đề nhỏ hơn 1 nhưng nếu thường xuyên tiêuthụ các loại rau ô nhiễm KLN thì nguy cơ ảnh hưởng đến sức khỏe của conngười là rất cao Cần theo dõi định kỳ, kết hợp với việc sử dụng các loại côngnghệ xử lý ô nhiễm để giảm thiểu đến mức thấp nhất tác động đến sức khỏecon người [54]

Trong khi Chunling Luo và cộng sự (2011) đã đánh giá ô nhiễm kimloại nặng trong đất và rau gần khu xử lý chất thải điện tử ở Trung Quốc Kếtquả cho thấy hàm lượng Zn dao động trong khoảng 41 – 227 mg/kg; hàmlượng Zn trong rau Tần ô là lớn nhất 227 mg/kg, rau Xà lách: 172 mg/kg.Hàm lượng Cu dao động từ 11 – 44.3 mg/kg; hàm lượng Cu ở trong rau Tần ô18,9 mg/kg, rau Xà lách 23.2 mg/kg Hàm lượng Pb trong rau nằm trongkhoảng 1.21 – 14.4 mg/kg, hàm lượng Pb trong rau Tần ô 4.34 mg/kg, rau Xàlách 8.59 mg/kg, hàm lượng Cd dao động từ 0.4 – 3.66 mg/kg, hàm lượng Cdtrong rau Tần ô: 3.11 mg/kg; rau Xà lách: 4.22 mg/kg Như vậy hàm lương

Zn, Pb trong rau đã vượt quá TCCP [43]

Trong năm 2012, G A Boamponsem và cộng sự đã đánh giá hàmlượng KLN trong rau Xà lách được tưới tiêu bằng nước thải từ mỏ khaikhoáng tại Nagodi (Ghana) Kết quả cho thấy hàm lượng Zn trong rau Xà láchdao động trong khoảng 2.556 – 7 mg/kg; Cu: 0.036 – 0.129 mg/kg Hàmlượng Pb trong tất cả các mẫu rau Xà lách đều nhỏ hơn 0.005 mg/kg; Cd nhỏhơn 0.002 mg/kg Hàm lượng KLN trong rau Xà lách đều thấp hơn tiêu chuẩncho phép của WHO/FAO [33]

Năm 2013, Abraha Gebrekidan đánh giá độc tính của kim loại nặngtích lũy trong rau và trái cây ở sông Ginfel gần Sheba Tannery, Tigrat, bắcEthiopia cho thấy, hàm lượng Zn cao nhất trong đất trồng Bắp cải và Ớ txanh: 61.2 mg/kg; thấp nhất ở đất trồng rau Diếp: 22.2 mg/kg tại LaelayWukro Hàm lượng Cu dao động trong khoảng 8 – 30.5 mg/kg, hàm lượng

Cu trong đất trồng cà chua ở Tahtay Wukro: 26.7 mg/kg còn trong đất trồng

ớt xanh là 21.7 mg/kg Hàm lượng Pb trong đất lớn nhất ở đất trồng Bắp cảitại Laelay Wukro: 5 mg/kg thấp nhất ở đất trồng Ớt xanh tại Tahtay Wukro: 3mg/kg, hàm lượng Pb trong rau Diếp: 4 mg/kg Như vậy nồng độ kim loạinặng trong nước thấp hơn so với giới hạn cho phép nhưng nồng độ ở trongmẫu đất và rau cao hơn giới hạn cho phép [37]

1.2.2. Nghiên cứu trong nước

Tại Việt Nam cũng có một số đề tài đánh giá ô nhiễm kim loại nặngtrong đất và rau tại một số vùng trồng rau chuyên canh lớn ở các tỉnh thànhphố như: Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Thái Nguyên,…

Năm 2006, đề tài nghiên cứu của Võ Văn Minh về hàm lượng Cadmiumtrong một số loài rau Cải và trong đất trồng rau tại phường Hòa Hiệp, quậnLiên Chiểu, thành phố Đà Nẵng cho thấy, hà m lượng Cd trong đất trồng rauCải xanh, cải ngọt và Cải trắng lần lượt dao động trong khoảng 0.1142 –0.1174 mg/kg; 0.1140 – 0.1172 mg/kg; 0.1139 – 0.1167 mg/kg Hàm lượng

Cd trung bình trong Cải xanh: 0.0079 mg/kg, Cải ngọt: 0.0129 mg/kg; Cảitrắng: 0.0065 mg/kg Như vậy hàm lượng Cd ở trong đất và rau đều khôngvượt quá TCCP [14]

Năm 2007, đề tài nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng trongrau xanh ở ngoại ô thành phố Hồ Chí Minh của Nguyễn Thị Ngọc Ẩn vàDương Thị Bích Huệ Tác giả phân tích 4 kim loại nặng (Cu, Zn, Cd, As)trong 33 loại rau được trồng tại 14 xã thuộc 3 huyện: huyện Hốc Môn, Bình

Chánh và Củ Chi Mẫu rau Cải xanh phân tích tại 2 xã Tân Thới Nhì và ĐôngThạnh, huyện Hóc Môn có hàm lượng Cu lần lượt là 0.377 và 0.260 mg/kg,

bị ô nhiễm Cd đều xuất phát từ nguồn nước đã bị ô nhiễm nguyên tố này[24]

Cũng trong một nghiên cứu khác của Nguyễn Xuân Hải và Ngô ThịLan Phương (2010) đã đánh giá sự phân bố, nguồn gốc các kim loại nặngtrong môi trường đất và trầm tích ở vùng trồng rau ngoại thành Hà Nội, kếtquả nghiên cứu cho thấy hàm lượng các kim loại nặng xác định tại các khuvực nghiên cứu đều đat tiêu chuẩn cho phép trừ C d (trong 04 mẫu ở VĩnhQuỳnh và 01 mẫu ở Hoàng Liệt), Cu (trong 02 mẫu ở Vĩnh Quỳnh) Hàmlượng các kim loại phát hiện trong trầm tích cao hơn trong mẫu đất Mức độlinh động của các nguyên tố kim loại nặng trong đất và trầm tích giảm dầntheo thứ tự sau: Cd > Cu > Mn > Pb > Zn > As > Co > Ni > Fe > Cr > Hg

Nguồn gây ô nhiễm môi trường đất và trầm tích có thể do sử dụng nước thải,bùn thải chịu ảnh hưởng của một số ngành công nghiệp và phân bón hóa họctrong thời gian dài [7].

Nghiên cứu của Nguyễn Thị Hân (2010) đã xác định hàm lượng cadimi

và chì trong một số loại rau xanh tại huyện Đại Từ tỉnh Thái Nguyên Kết quảnghiên cứu cho thấy hàm lượng Pb trong rau dao động trong khoảng 0.0229 –0.1895 mg/kg, hàm lượng Pb lớn nhất ở trong rau Giấp cá: 0.1895 mg/kg,nhỏ nhất ở Bắp cải: 0.0229 mg/kg ở rau Xà lách: 0.0488 mg/kg; ở rau Mồngtơi: 0.0737 mg/kg, hàm lượng Cd nằm trong khoảng 0.0185 – 0.1213 mg/kggiá trị Cd lớn nhất ở rau Cải thìa: 0.1213 mg/kg, nhỏ nhất ở rau Xà lách:0.0185 mg/kg, trong rau Mồng Tơi: 0.0949 mg/kg Hàm lượng các kim loại

Cd và Pd trong rau đều dưới mức cho phép theo TCVN 46/2007 QĐ-BYT[9]

Năm 2012, nghiên cứu của Nguyễn Thị Mai Hương và cộng sự xácđịnh hàm lượng một số KLN trong môi trường đất và nước vùng canh tácnông nghiệp (hoa – rau – cây ăn quả) tại xã Phú Diễm và xã Tây Tựu (HàNội), kết quả cho thấy đa số hàm lượng các KLN đều nằm trong giá trị chophép của QCVN cho nước tưới thủy lợi, tuy nhiên trong môi trường đất tạimột số điểm quan trắc có hàm lượng KLN As và Cu trung bình lần lượt là76.5 mg/kg và 14.7 mg/kg, vượt ngưỡng cho phép của QCV N, tác giả chorằng việc thâm canh cao các loại cây trồng làm phát sinh các vấn đề môitrường như tăng dư lượng hóa chất trong môi trường đất, nước và nông sản[12]

Như vậy ở Việt Nam ô nhiễm KLN ở trong đất và rau đang là một vấn

đề cấp thiết cần được quan tâm Nhiều nghiên cứu đã cho thấy hàm lượngKLN trong đất và rau đã vượt quá TCCP nhất là những vùng chịu ảnh hưởngcủa các khu công nghiệp, các làng nghề, mỏ khai thác, từ quá trình canh tác

thâm canh,… Chính vì vậy cần có nhiều nghiên cứu hơn về mức độ ô nhiễmKLN trong đất và rau cũng như những ảnh hưởng sức khỏe đến con người để

có những biện pháp xử lý kịp thời

Trên đối tượng là rau rau Cải xanh, có một số nghiên cứu nước ngoài đãđánh giá hàm lượng KLN và rủi ro sức khỏe khi tiêu thụ, tuy nhiên ở ViệtNam các nghiên cứu chỉ mới dừng lại ở việc đánh giá hàm lượng, hầu nhưchưa có nghiên cứu nào đánh giá rủi ro sức khỏe do KLN đối với người tiêuthụ trên đối tượng rau Cải xanh, trong khi Cải xanh là một loại rau trồng phổbiến, lại có khả năng tích lũy KLN khá tốt, nhất là Cd một nguyên tố rất độc.Nghiên cứu này của chúng tôi sẽ đánh giá mức độ ô nhiễm KLN và nguy cơrủi ro sức khỏe khi tiêu thụ rau Cải xanh trồng tại vùng trồng rau chuyên canhTúy Loan dựa vào hàm lượng KLN trong rau và lượng tiêu thụ hằng ngày

1.3 ĐẶC ĐIỂM, TÍNH CHẤT CỦA MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG

Kim loại nặng là những kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5 g/cm3.Kim loại nặng dễ dàng xâm nhập vào thực vật thông qua hệ rễ cùng với cácnguyên tố khác Hàm lượng của chúng phụ thuộc vào loại cây trồng, khả năngcung cấp và các tính chất của đất Hàm lượng các KL cũng phụ thuộc vào thời

kỳ sinh trưởng của cây Các nguyên tố KL lắng trong đất, được hấp thụ vàtích lũy vào các bộ phận của cây là 1 trong quá trình quan trọng làm KL đivào chuỗi thức ăn [4]

1.3.1. Chì – Pb

Chì là nguyên tố thuộc nhóm IV trong bảng hệ thống tuần hoàn cácnguyên tố hóa học Chì có 2 trạng thái oxy hóa bền là Pb (II) và Pb (IV) và có

4 đồng vị bền là 204Pb, 206Pb, 207Pb, 208Pb Chì là KLN có màu xám xanh –trắng sau khi mới cắt, nhưng nó nhanh chóng bị xỉn màu đến một màu xámđục khi tiếp xúc với không khí Chì có tính mềm, dễ cán mỏng, dễ cắt và dễ

Trong môi trường, Pb chủ yếu tồn tại dưới dạng ion Pb2+ trong các hợpchất vô cơ và hữu cơ Nguồn phát thải Pb vào môi trường đất là từ hoạt độngcủa núi lửa, khói thải xe cộ, nhà máy sản xuất các hợp chất có chứa Pb, từcông nghiệp khai mỏ chì và luyện kim quặng chì, từ việc sử dụng lại bùn cốnglàm phân bón trong nông nghiệp và một số nguồn khác.

Chì tồn tại trong dung dịch môi trường đất, trên những bề mặt hấp thụcủa các hạt mùn sét trao đổi tạo phức, dạng kết tủa, liên kết với Fe – Mn oxitthứ cấp, dạng kiềm cacbonate và trong mạng tinh thể aluminsilicate Tuynhiên, phần quan trọng nhất là chì trong dung dịch đất vì đây là nguồn màthực vật có thể hấp thụ một cách trực tiếp Dạng tồn tại của Pb tùy thuộc vàotính chất đất và pH, Pb trong đất không vôi là Pb(OH)2, Pb(PO4)2,

Pb5(PO4)3OH Trong đất vôi, chì chủ yếu tồn tại ở dạng Pb(CO)3, phức trunghòa và dạng cation chì Trong đất axit, chì ở dạng phức hữu cơ Trong đất ônhiễm nặng, chì tồn tại dạng phức chì hữu cơ cao phân tử và tỉ lệ này càng lớntrong đất có pH cao

Tác hại của chì với môi trường và sinh vật: Chì là một chất gây ô nhiễmmôi trường đất, nước, không khí và nhất là phân bố rộng rãi trong nhiều khuvực chì đi vào đất từ nhiều nguồn khác nhau, chì tồn tại lâu dài và khả năngtích lũy của chì làm nó trở thành một độc chất nguy hiểm trong môi trường.Chì là một chất độc đối với động vật Nó gây tổn thương hệ thần kinh và gâyrối loạn não, quá nhiều cũng gây ra rối loạ n dẫn máu trong động vật có vú.Tác hại của chì với con người:

- Nhiễm độc cấp tính: Trẻ em có nồng độ chì trong máu vượt quá 80µg/100ml thường kèm đau bụng sau đó li bì ngủ lịm, chán ăn, nhợt nhạt (dothiếu máu) Trẻ có thể lên cơn co giật mê man gọi hỏi không biết gì và chết donão bị phù nề và suy thận trong những trường hợp rất nặng Ở người lớn,trưởng thành, triệu chứng nhiễm độc thườ ng xuất hiện khi nồng độ chì vượtquá 80µg/100ml máu trong thời gian một tuần và biểu hiện như đau bụng, đau

đầu, cáu gắt kích thích, đau các khớp, mệt mỏi, thiếu máu, viêm dây thần kinhvận động ngoại biên, trí nhớ kém và mất khả năng tập trung tư tưởng.

- Nhiễm độc mãn tính: Trẻ em có độ chì trong máu từ 30 µg/100ml máutrở lên, người lớn nếu tiếp xúc kéo dài và nồng độ chì trong máu thấp hơn, cókhi từ 7 – 35µg/100ml sẽ tác hại đến cơ quan tạo máu, thần kinh ngoại biên,tổn thương ống thận, động mạch thận biến đổi, xơ hóa sẽ lan tỏa quanh ốngthận, bệnh thận mãn tính không hồi phục; tăng huyết áp, viêm cơ tim, suygiảm chức năng tuyến giáp, thượng thận

1.3.2. Cadimium – Cd

Cadimi thuộc nhóm II B của bảng phân loại tuần hoàn và là một kim loạiquý hiếm Cadimi là kim loại màu trắng bạc nhưng trong không khí ẩm,chúng dần dần bị bao phủ bởi màng oxit nên mất ánh kim

Nguồn ô nhiễm chính của Cd là do hoạt động khai thác mỏ, việc nấuchảy Cd và Zn, sự ô nhiễm khí quyển từ những khu công nghiệp, việc xử lýrác thải có chưa Cd như: sự thiêu hủy những vật bằng nhựa và pin, rác nướccống thấm vào đất, việc đốt những nhiên liệu hóa thạch

Quan hệ của Cd đối với thực vật: tính chất hóa học của đất có ảnh hưởngđến tác động của Cd đối với thực vật và cây trồng thông qua dây chuyền thựcphẩm (rau, củ, quả, gạo,…) sẽ lại ảnh hưởng không nhỏ đến sức khỏe conngười Sự tích lũy Cd ở nhóm cây thực phẩm ở mức cao là nguyên nhân lớnlàm gia tăng ngộ độc thực phẩm

Tác hại của cadimi:

- Nhiễm độc cấp tính: Nếu hít phải cadimi một lượng lớn, người nhiễmđộc bị kích thích hô hấp nặng gồm có đau ngực, khó thở, xanh tím, sốt, rétrun, tim đập nhanh, có thể viêm phổi hóa chất, chết do phù phổi Nếu ăn phảimột lượng lớn, người bệnh buồn nôn, nôn nhiều, đau bụng, tăng tiết nước dãi,

rối loạn dạ dày, tá tràng, co cứng cơ bụng và ỉa chả y; suy thận Liều uống mộtlần gây chết từ 350 đến 8900 mg.

- Nhiễm độc mãn: tổn thương thận nặng, phổi (khí thũng, tắc nghẽn phổi,

xơ hóa kẽ lan tỏa, mất khứu giác), tổn thương xương (mềm xương, bị mấtchất khoáng dễ gây gãy xương), đau loét niêm mạc mũi, răng vàng, phế nang

bị dãn, thiếu máu

1.3.3. Crom – Cr

Trong môi trường không khí, Crom tồn tại ở dạng hơi hoặc dạng oxittrong các bụi lơ lững Trong môi trường đất, Cr tồn tại dưới dạng kim loại,trong các khoáng hoặc muối kim loại Trong môi trường nước, Crom ở dạngion hoặc phức chất như Cr3+, Cr(OH)2+, Cr(OH)2+, Cr(OH)4-, CrO42-, Cr2O72-

đây là môi trường có khả năng phát tán kim loại đi xa và rộng nhất

Nguồn gốc phát sinh của Crom từ nhiều ngành công nghiệp khác nhauvới nồng độ, tính chất khác nhau như: công nghiệp mạ điện, công nghiệp dệtnhuộm, công nghiệp khai thác mỏ, nung đốt các nhiên liệu hóa thạch,… Nềnkinh tế phát triển mạnh kéo theo nhu cầu sử dụng Cr trong các hoạt động sảnxuất máy móc, thiết bị, điều này tạo ra một lượng nước thải khổng lồ chứanồng độ Cr cao dẫn đến ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe

Cr là một trong những KLN có vai trò quan trọng cho dinh dưỡng củathực vật và động vật Nhu cầu Cr đối với mỗi sinh vật khác nhau là khácnhau, nhưng đều ở mức vi lượng Cr xâm nhập vào cơ thể theo 3 con đường:

hô hấp, tiêu hóa và da Cr chủ yếu gây các bệnh ngoài da như loét da, viêm datiếp xúc, viêm gan, ung thư phổi,… Crom kim loại và các hợp chất cromthông thường không được coi là nguy hiểm cho sức khỏe, nhưng các hợp chấtcrom hóa trị sáu (crom VI) lại là độc hại nếu nuốt/hít phải Liều tử vong củacác hợp chất crom (VI) độc hại là khoảng nửa thìa trà vật liệu đó Phần lớncác hợp chất crom (VI) gây đột biến với vi sinh vật và các tế bào động vật có

vú, làm biến đổi hình thái tế bào, ức chế sự tổng hợ p ADN, Crom (VI) đượccông nhận là tác nhân gây ung thư ở người Cr(III) có khả năng gây viêm da,kích thích niêm mạc.

1.3.4. Mangan – Mn

Trong bảng hệ thống tuần hoàn Mn là nguyên tố có số thứ tự 25, thuộcnhóm VIIB, chu kì 4 Mangan là kim loại màu trắng bạc, dạng bề ngoài củamangan trông giống với sắt, nhưng mangan cứng và khó nóng chảy hơn sắt.Nhiệt độ nóng chảy của mangan là 12440C, nhiệt độ sôi là 20800C Tỉ khốicủa mangan là 7.44, độ cứng từ 5 – 6, độ dẫn điện là 5 Mangan là một trong

số những kim loại tương đối hoạt động

Mangan có rất nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp và đời sống.Mangan có mặt ở các loại hợp kim với sắt và nhôm, là những kim loại có mặttrong hầu hết các sản phẩm công nghiệp cũng như đồ gia dụng (chẳng hạnnhư nồi, xoong chảo, thìa, dao và bồn chứa nước bằng thép hoặc thép khônggỉ) Gần 95% mangan sản xuất là dùng để chế thép trong ngành luyện kim.Mangan có khả năng loại oxi, loại lưu huỳnh trong thép và gang Mangan cònđược sử dụng rộng rãi trong chế biến pin và acquy khô, chế tác dầu mỏ và sảnxuất xăng không chì, sản xuất sơn chống gỉ, thuỷ tinh và một số thuốc tẩytrùng trong y học

Tác hại của mangan: tác động lên hệ thần kinh trung ương, gây tổnthương thận, bộ máy tuần hoàn, phổi, ngộ độc nặng gây tử vong

1.3.5. Kẽm – Zn

Kẽm là một kim loại hoạt động trung bình có thể kết hợp với oxy và các

á kim khác, có phản ứng với axit giải phóng hydro Trạng thái oxy hóa phổbiến của kẽm là Zn+2 Kẽm là kim loại được sử dụng phổ biến thứ 4 trên thếgiới sau sắt, nhôm, đồng tính theo lượng sản xuất hàng năm Kẽm là nguyên

tố phổ biến thứ 23 trong vỏ Trái Đất

Kẽm là kim loại được sử dụng phổ biến hàng thứ tư sau sắt, nhôm, đồngtính theo lượng sản xuất hàng năm Kẽm được sử dụng để mạ kim loại Trongcông nghiệp một lượng lớn kẽm được dùng để mạ lên sắt để bảo vệ cho sắtkhỏi bị gỉ, trên bề mặt của lớp mạ có phủ một lớp cacbonat bazơ bảo vệ chokim loại Kẽm được sử dụng trong các hợp kim như đồng thanh, niken trắng,các loại que hàn, bạc Đức Đồng thanh có ứng dụng rộng rãi nhờ độ cứng vàsức kháng gỉ cao Kẽm được sử dụng trong dập khuôn, đặc biệt là trong côngnghiệp ôtô Kẽm đóng vai trò quan trọng trong việc cấu tạo và xúc tác nhiềuenzym liên quan đến quá trình đồng hóa năng lượng, trong việc chuyển đổicác chất Thiếu kẽm, con người có thể có các triệu chứng biếng ăn, kém pháttriển, tổn thương về da và không phát triển giới tính.

Ảnh hưởng của Kẽm đối với thực vật: hàm lượng Kẽm trong các loạicây trồng biến động rất rộng từ 1 – 10000 ppm tính theo hàm lượng chất khô.Trong cây, rễ là bộ phận có hàm lượng kẽm cao nhất, sau đó là lá và thấp nhất

ở thân và cành Hàm lượng kẽm ở phần non của cây thường cao hơn ở nhữngphần già Kẽm đóng vai trò quan trọng trong quá trình tổng hợp acid nucleic(ARN) và protein Thiếu Kẽm sự tổng hợp ARN giảm do ức chế sinh tổnghợp protein trong cây Kẽm tham gia vào một số phản ứng sinh hóa trong cây,

có vai trò quan trọng trong việc hình thành chất tăng trưởng auxin Lá thiếu

Zn chuyển màu xanh lục nhạt, vàng nhạt hoặc xuất hiện những đốm bạc trắng

ở phần giữa của lá Thiếu kẽm làm cây còi cọc, cây hơi lùn, lá nhỏ bị xù ra vàthường có sọc màu trắng ở giữa các lá non

Ảnh hưởng của Kẽm đối với con người: Kẽm là thành phần tự nhiêncủa thức ăn và cần thiết cho đời sống con người Tổng lượng Kẽm trong cơthể xấp xỉ là 2 – 4 g Một khẩu phần mẫu cung cấp hàng ngày từ 0,17 đến0,25 mg Zn/kg thể trọng Nói chung, tất cả các loại động vật đều chịu đựngđược kẽm, kim loại mà ít gây độc nếu hàm lượng thấp Do có giới hạn bảođảm chắc chắn giữa nồng độ kẽm có trong khẩu phần ăn bình thường hàng

ngày, với liều lượng kẽm có thể gây ngộ độc do tích luỹ, cho nên với hàmlượng kẽm được quy định giới hạn trong thức ăn (t ừ 5 đến 10 ppm) không ảnhhưởng đến sức khỏe người tiêu dùng Ngộ độc kẽm là ngộ độc cấp tính, do ănphải một lượng lớn kẽm (5 – 10g ZnSO4 hoặc 3 – 5g ZnCl2) có thể gây chếtngười với triệu chứng như có vị kim loại khó chịu và dai dẳng trong miệng,nôn, ỉa chảy, mạch đập khẽ, chết sau 10 đến 48 giờ Zn cũng là thành phầncủa nhiều enzyme như alcohol dehrydrogenase, lactate dehydrogenase,glutamate dehydrogenase… Thiếu hụt Kẽm gây ra những rối loạn nghiêmtrọng, nhưng thừa Zn lại gây ra hiện tượng ngộ độc K ẽm liên quan đến sựphát triển của xương, lượng năng lượng và sự phát triển giới tính Thiếu kẽmlàm cho vết thương khó lên da non và đau khớp xương

1.4 CƠ CHẾ HẤP THỤ KIM LOẠI NẶNG VÀO THỰC VẬT

Các nguyên tố trong dung dịch đất được chuyển từ các lỗ khí trong đấttới bề mặt rễ bằng 2 con đường chính: sự khuếch tán và dòng chảy khối sựkhuếch tán xảy ra nhằm chống lại sự gia tăng gradien nồng độ bình thườngđối với rễ cây bằng cách: hấp thụ các kim loại nặng trong dung dịch đất tại bềmặt tiếp giáp rễ cây – đất Dòng chảy khối được tạo ra do sự di chuyển củadung dịch đất tới bề mặt rễ cây như là kết quả của quá trình thở của lá Cả 2quá trình này xảy ra không đồng đều nhưng theo các tốc độ khác nhau tùythuộc vào nồng độ dung dịch đất

Các kim loại nặng trong đất thường tồn tại ở trạng thái hòa tan, phân lythành các ion mang điện tích dương (cation) và ion mang điện tích âm(anion) Các muối kim loại hòa tan trong nước được hấp thụ cùng với dòngnước từ đất vào rễ rồi lên lá Phần lớn các KLN được hấp th ụ vào cây dướidạng ion thông qua hệ thống rễ Có 2 cách hấp thụ ion vào rễ: hấp thụ chủđộng và hấp thụ bị động

 Hấp thụ bị động:

- Các ion của KLN khuếch tán theo sự chênh lệch nồng độ.

- Các độc chất này hòa tan trong nước và vào rễ theo dòng nước

- Các kim loại này hút bám trên các bề mặt keo đất và trên bề mặt rễ traođổi với nhau khi có tiếp xúc giữa rễ và dung dịch đất, cách này được gọi làhút bám trao đổi

 Hấp thụ chủ động:

Phần lớn các nguyên tố KLN được hấp thụ vào cây theo cách chủ động.Tính chủ động được thể hiện ở tính thấm chọn lọc của màng sinh chất và cácKLN được vận chuyển vào rễ ngược với quy luật khuếch tán, vì cách hấp thụnày ngược với gradien nồng độ nên cần thiết phải cung cấp năng lượng, tức làphải có sự tham gia của ATP và của một chất trung gian, được gọi là chấtmang ATP và chất mang được cung cấp từ quá trình chuyển hóa vật chất (từquá trình hô hấp) [13]

Quá trình xâm nhập KLN vào trong cây trải qua 4 giai đoạn:

Giai đoạn 1: KLN đi vào vùng tự do của rễ Sự di chuyển của các KLN

không bị giới hạn bởi bề mặt rễ cây Vùng màng của tế bào có khả năng dễdàng cho dung dịch xâm nhập, tại đây các ion dương có thể khuếch tán tự dohoặc bám chặt vào những tế bào mang điện tích âm KL được vận chuyển vàokhối hình cầu thân rễ, vùng rộng giữa rễ và đất xung quanh Cơ chế hấp thụ

có thể biến đổi với các ion khác nhau

Giai đoạn 2: Các KLN bị hấp thụ trong tế bào có thể bị mất tính linh

động hay tính độc trong tế bào chất, thông qua quá trình kết hợp tạo phức vớicác phân tử hữu cơ hoặc bị sa lắng xuống các khu vực giàu electron

Giai đoạn 3: Các kim loại ở trong tế bào có thể được chuyển từ tế bào

này sang tế bào khác thông qua con đường tổng hợp sẽ đi vào mao dẫn rễ vàđưa tới các mầm non Sự di chuyển của các dung dịch trong mao dẫn rễ lànguyên nhân gây ra các dòng thở Các ion tự do có thể phản ứng với cácnhóm mang điện âm của thành tế bào mao dẫn rễ, đây chính là lý do làm cản

trở sự vận chuyển của KLN hay làm quá trình trao đổi bị chậm lại Ngoài ra,các nhóm tạo phức với KL tự do như các axit hữu cơ, amino acid trong maodẫn rễ sẽ làm giảm mức độ linh động của KLN và cho phép chúng di chuyểnvào các mầm non.

Giai đoạn 4: Với sự góp mặt của KLN trong cây làm biến đổi gen và

làm mất tính linh động của KL trong rễ KLN tích lũy trong rễ chiếm 80 –90% tổng lượng KL hấp thụ Hầu hết các KL tích lũy trong rễ cây đều ở tronggian bào và được liên kết vào các hợp chất pectin và protein của thành tế bào

1.5 MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA RAU CẢI XANH

Cây rau Cải xanh có tên khoa học là Brassica juncea L., thuộc chi

Brassica, họ Brassicaceae, bộ Brassicales

Cải xanh có nguồn gốc từ miền nhiệt đới và cận nhiệt đới châu Á, cónhiều ở vùng Trung Á, ở nước ta cây được trồng khắp cả nước, có thể trồngquanh năm trừ những tháng nóng và mưa nhiều

Cải xanh là cây thảo hằng năm, hoàn toàn nhẵn, cao 40 – 60 cm hayhơn, rễ trụ ít phân nhánh Lá mọc từ gốc, hình trái xoan, tù, có cuống lá cócánh với 1 – 2 cặp tai lá; phiến dài tới 1m, rộng 60 cm, có răng không đều;các lá ở thân tiêu giảm hơn; các lá phía trên hình dải – ngọn giáo dài 5cm,rộng 5 – 10 mm Hoa vàng nhạt, khá lớn, cao 1.5 cm Quả cải 35 mm, tậncùng bởi một mũi nhọn, dài 4 – 5 mm, có đường gân giữa rõ Hạt hình cầu, cómạng màu đen đen, dài 2 mm

Thành phần dinh dưỡng trong Cải xanh cũng khá cao, gồm rất nhiềuloại vitamin A, B, C, D, chất caroten, anbumin, axit nicotic và là một trongnhững loại rau mà các nhà dinh dưỡng khuyên mọi người nên dùng thườngxuyên để bảo vệ sức khỏe và phòng chống bệnh tật

Bảng 1.1: Thành phần dinh dưỡng trong 100g rau Cải xanh

ép hạt lấy dầu (tỷ lệ 20%) chế mù tạc làm gia vị và dùng t rong công nghiệp.Bên cạnh đó, Cải xanh còn rất nhiều công dụng chữa bệnh nếu đem kết hợpvới những loại thực phẩm khác Bệnh nhân viêm thận có thể lấy cải đắng đunnước uống thay trà hoặc đập một quả trứng gà vào, thêm tí muối, ngày ăn mộtlần vào bữa trưa Khi bị ho phong hàn, nhiều đờm, dùng thân lá Cải xanh nhỏnấu cháo ăn rất tốt Trường hợp bị mẩn ngứa có thể dùng nước lá cải đun lênrửa sẽ hết ngứa Bệnh đầy hơi, khó chịu, l ấy Cải xanh non chần nước sôi, chothêm dầu, muối, và ít rượu trộn đều rồi ăn, hoặc giã nát ép lấy nước uống Vớinhững bệnh nhân mắc bệnh gout, mỗi ngày đều đặn nấu Cải xanh uống thaynước lọc, cơ thể thải ra chất acid uric, giảm thiểu đau đớn rõ rệ t12

1 http://www.thaythuoccuaban.com/vithuoc/caixanh.htm

2 http://www.lrc-hueuni.edu.vn/dongy

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

Trong nghiên cứu này, chúng tôi tập trung nghiên cứu hàm lượng vànguy cơ rủi ro sức khỏe của 5 KLN: Mn, Cr, Cd, Pb và Zn trong rau Cải xanh

2.3 NỘI DUNG ĐỀ TÀI

Để đạt được mục đích của đề tài đặt ra, chúng tôi tiến hành thực hiệncác nội dung chính sau:

- Đánh giá hàm lượng 5 loại kim loại nặng: Mn, Zn, Pb, Cd, Cr trong đất

và xác định một số tính chất cơ bản của đất: pH đất, độ dẫn điện – EC, hàmlượng chất hữu cơ – OM

- Đánh giá hàm lượng 5 loại kim loại nặng: Mn, Zn, Pb, Cd, Cr trong rauCải xanh

- Xác định hệ số vận chuyển kim loại nặng trong đất vào rễ rau (TFĐR)

và hệ số vận chuyển KLN từ rễ lên lá (TFRL)

- Đánh giá rủi ro sức khỏe của kim loại nặng bằng chỉ số nguy hại THQ(Target hazard quotient)

2.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Để thực hiện các nội dung nghiên cứu trên, chúng tôi sử dụng một sốphương pháp sau:

2.4.1 Phương pháp hồi cứu số liệu

Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng phương pháp hồi cứu số liệu

để thu thập các thông tin về: điều kiện tự nhiên – KTXH và dân số vùngnghiên cứu (tham khảo Niên giám thống kê huyện Hòa Vang năm 2013) ; một

số nghiên cứu trong và ngoài nước; đặc điểm, thành phần rau Cải xanh; đặcđiểm, tính chất và độc tính của các KLN

2.4.2 Phương pháp lấy và xử lý mẫu

a Mẫu đất

Tiến hành lấy mẫu đơn (mỗi địa điểm lấy 1 mẫu) tại 20 địa điểm, theohướng dẫn của TCVN 7538-2:2005 – Chất lượng đất lấy mẫu – phần 2 hướngdẫn kĩ thuật lấy mẫu đất [20] và bảo quản mẫu đất theo hướng dẫn của TCVN

7538-6:2010 [21] Sử dụng dụng cụ lấy mẫu (xẻng không gỉ) lấy đất ở tầngmặt (tầng mặt có chiều sâu 0 – 20 cm) và cho vào trong túi nilong có khóa,ghi nhãn, bảo quản trong thùng xốp, vận chuyển cẩn thận về phòng thínghiệm Sau đó xử lý sơ bộ bằng cách loại bỏ đá, xác thực vật,… để khô tựnhiên ở nhiệt độ phòng (20 – 250C) Đất đem nghiền nhỏ trong cối sứ và râyqua rây có kích thước lỗ 0.2 mm Đất sau khi rây, trộn đều và đựng vào túinilong có ghi rõ kí hiệu mẫu.

b Mẫu rau

Tiến hành lấy 20 mẫu rau tại vị trí tương ứng với những vị trí lấy mẫuđất tại khu vực nghiên cứu, theo TCVN 9016:2011 về Rau tươi – Phươngpháp lấy mẫu trên ruộng sản xuất [23] Sử dụng các dụng cụ sạch, khô, không

gỉ, không gây dập nát và không làm thay đổi thành phần hóa học của rau cầnthu (dao, kéo) Rau thu được đựng trong túi nilong có khóa khô, sạch; ghinhãn, đựng trong thùng xốp và chuyển về phòng thí nghiệm Sau đó , xử lýmẫu bằng cách rửa sạch, loại bỏ lá vàng úa Để ráo nước, chia mẫu thành 2phần gồm phần rau ăn được là phần lá rau và phầ n rau không ăn được là phần

rễ và thân cách mặt đất khoảng 1 – 2 cm Làm khô rau đến khối lượng khôngđổi, nghiền nhỏ bằng cối sứ và rây qua rây có kích thước 0.2 mm Mẫu rausau khi nghiền được trộn đều và đựng trong túi nilon có nhãn ghi rõ ký hiệumẫu

2.4.3 Phương pháp vô cơ hóa mẫu

Mẫu đất (rau) sau khi xử lý, tiến hành vô cơ hóa mẫu theo TCVN6649:2000 về Chất lượng đất – Chiết các nguyên tố vết tan trong nước cườngthủy

Lấy khoảng 1g mẫu (đất, rau) chính xác đến 0.001g cho vào bình phảnứng dung tích 250ml Làm ướt với khoảng từ 0.5ml đến 1 ml nước cất và vừatrộn vừa cho thêm 7ml HCl, sau đó cho thêm 2.335ml HNO ngâm mẫu trong

16h ở nhiệt độ phòng để quá trình oxi hoá các chất hữu cơ trong mẫu xảy ra

từ từ Sau đó cho bình phản ứng vào máy vô cơ cho đến khi mẫu được cô cạn.Tiến hành lọc lấy mẫu rồi định mức trong bình 100ml bằng axit nitric 0.5%[18]

2.4.4 Phương pháp xác định hàm lượng kim loại nặng

Các mẫu rau và mẫu đất sau khi vô cơ hóa được tiến hành phân tích hàmlượng kim loại nặng bằng phương pháp trắc quang nguyên tử (hấp thụ nguyêntử) dưới hệ thống máy AAS Zenit 700 theo hướng d ẫn của TCVN 8246:2009– Chất lượng đất xác định hàm lượng kim loại bằng phương pháp quang phổhấp thụ nguyên tử ngọn lửa [22]

Bước sóng tương ứng của các kim loại nặng Pb, Cd, Cr, Zn và Mn lầnlượt là 283 nm, 228 nm, 357 nm, 213 nm và 279 nm

2.4.5 Phương pháp xác định pH trong đất

Tiến hành đo pH trong môi trường đất theo hướng dẫn của TCVN 5979 :

2007, cụ thể: Cân 20g mẫu đất đã được nghiền nhỏ, rây mịn và cho vào mộtthể tích dung dịch KCl gấp 5 lần thể tích của mẫu thử Lắc mạnh dung dịchhuyền phù bằng máy lắc trong 60 – 100 phút, và không quá 3h Tiến hành đobằng máy pH-met, ghi kết quả đo được [17]

2.4.6 Phương pháp xác định EC trong đất

Đo độ dẫn điện trong môi trường đất theo hướng dẫn của TCVN 6650:

2000 – chất lượng đất – xác định độ dẫn điện riêng Cân 20.00 g mẫu đất chovào chai lắc có thể tích 250ml Thêm 100ml nước cất 2 lần ở nhiệt độ 200C.Đậy kín chai và đặt vào máy lắc ở tư thế nằm ngang Lắc trong vòng 30 phút,lọc trực tiếp qua giấy lọc, tiến hành đo độ dẫn điện EC bằng máy phân tích đachỉ tiêu [19]

2.4.7 Phương pháp xác định hàm lượng chất hữu cơ trong đất (OM)

Hàm lượng chất hữu cơ trong đất được xác định t heo hướng dẫn củaTCVN 6642 : 2000, Chất lượng đất – xác định hàm lượng cacbon hữu cơ vàcacbon tổng số sau khi đốt khô (phân tích nguyên tố)

2.4.8 Phương pháp xác định hệ số vận chuyển (TF – Transfer factor)

Xác định hệ số vận chuyển KLN từ đất vào rễ (TFĐR) và hệ số vậnchuyển KLN từ rễ lên lá (TFRL) được tính bằng công thức (dựa trên khốilượng khô):

TFĐR= ổ à à ượượ ễ (đấ (/ )/ )

TFRL= àà ượượ á(ễ ( / )/ )

TFĐR cao chứng tỏ khả năng hấp thụ KLN từ đất vào rau cao, khả nănggiữ KLN của đất thấp và ngược lại

2.4.9 Phương pháp đánh giá rủi ro sức khỏe bằng chỉ số THQ

Mức độ rủi ro sức khỏe do KLN được tính dựa vào chỉ số THQ NếuTHQ < 1, người tiêu thụ rau xanh có thể không bị ảnh hưởng xấu do các chất

ô nhiễm gây ra và ngược lại [52]

THQ =Trong đó:

EFr : tần số tiếp xúc (365 ngày/năm)

ED : thời gian tiếp xúc (70 năm)

FI : Lượng rau tiêu thụ 157 g/người.ngày theo khuyến cáo của Viện dinhdưỡng năm 2009 [5]

Cm : hàm lượng kim loại nặng trong rau (mg/kg trên cơ sở trọng lượng