Tài liệu Một số kim loại nặng trong đất mặn Việt Nam doc

MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT MẶN VIỆT NAM Lê Thị Thuỷ, Phạm Quang Hà SUMMARY Heavy metals in saline soils of viet nam These soils in Vietnam are mainly coastal alluvial soils derived from sea salt affected sediments or saline water in estuaries and a small area of sodic soil in the semi-arid central region of Vietnam. There is nearly 1 million hectare of saline soils in the whole country. Saline soils are mainly distributed in the plain of Northern region as Quang Ninh, Hai Phong, Thai Binh, Nam Dinh, Ninh Binh and Thanh Hoa provinces and in the plain of Southern region as Bac Lieu, Ca Mau, Kien Giang, Tra Vinh, Ben Tre provinces. Saline soils are divided into 4 soil units: Mangrove saline soils, strong saline soils, medium and weak saline soils and alkaline saline soils. Results studies from 230 saline soil samples showed that: Confidence interval at 95% of the mean of total Cu, Pb, Zn, Cd (mg kg-1) in saline soils in Vietnam 2001 - 2006 are respectively Cu (38 - 45), Pb (43 - 47), Zn (81 - 86), and Cd (1.1 - 1.3) mg/kg dry soil. These means were below the critical level of the Vietnam standard for agricultural soils. As according to FAO-UNESCO classification, the results indicated that Cu, Pb, Zn and Cd in Salic Fluvisol were higher than those of Sodic Solonchaks soil. Keywords: Heavy metals, saline soils, Vietnam I. ĐẶT VẤN ĐỀ Đất mặn Việt Nam có diện tích khoảng 972.190 ha tập trung nhiều ở vùng ven biển từ Bắc vào Nam, nhưng nhiều nhất là vùng ven biển Nam bộ do muối NaCl, thường có tổng số muối tan > 0,25% (tương đương với 0,05% Cl) và nếu đạt mức độ mặn trung bình phải > 0,50% (tương đương với 0,15% Cl). Theo kết quả nghiên cứu của Viện Thổ nhưỡng Nông hoá (2001), đất mặn Việt Nam chia thành 4 đơn vị như sau: (1) Đất mặn sú, vẹt, đước (105.318 ha), chiếm 0,34% diện tích đất tự nhiên toàn quốc và 10,84% đất mặn này tập trung nhiều ở vùng ven biển từ Bến Tre đến Cà Mau; (2) Đất mặn nhiều (133.288 ha) chiếm 0,42% diện tích đất tự nhiên cả nước và 13,72% đất mặn nhiều tập trung ở vùng ven biển đồng bằng sông Cửu Long, ngoài ra, còn có mặt ở ven biển khắp các vùng với diện tích ít hơn: Đồng bằng sông Hồng, Khu 4 cũ, Duyên hải miền Trung, Đông Nam bộ; (3) Đất mặn trung bình và ít (732.584 ha), chiếm 2,2% diện tích đất toàn quốc và khoảng 75,44% của đất mặn này tập trung nhiều nhất ở đồng bằng sông Cửu Long. (4) Đất mặn kiềm (1000 ha) được hình thành trong điều kiện khí hậu khô vùng Phan Rang thuộc đồng bằng Ninh Thuận. Đất mặn ở đồng bằng sông Cửu Long giàu hữu cơ hơn ở đồng bằng sông Hồng, Mg 2+ trao đổi cao hơn và Ca 2+ thấp hơn, nghèo lân tổng số hơn. Thành phần cấp hạt sét (< 0,002 mm) thường chiếm 55 - 60% cát và limon gần tương đương; đất mặn ở đồng bằng sông Hồng có hàm lượng limon cao nhất (trên dưới 60%), sét trên dưới 30% và cát thấp nhất. Cho đến nay, rất ít nghiên cứu về kim loại nặng (KLN) trong đất mặn Việt Nam. Bài viết này trình bày kết quả nghiên cứu chủ yếu về 4 nguyên tố: Đồng, chì, kẽm và cadimi có trong đất mặn Việt Nam để làm tham chiếu cho các nghiên cứu và những đánh giá về kim loại nặng trong đất mặn Việt Nam ở thời điểm 2001 - 2006. II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Vật liệu nghiên cứu Tiến hành phân tích 230 mẫu đất mặt của 12 tỉnh: Quảng Ninh, Hải Phòng, Thái Bình, Nam Định, Ninh Bình, Thanh Hoá, Ninh Thuận, Tiền Giang, Bến Tre, Trà Vinh, Sóc Trăng và Bạc Liêu với 28 huyện trực thuộc (Phạm Quang Hà, 2006). Phạm vi nghiên cứu là đất mặn đang phục vụ sản xuất nông nghiệp, cho năng suất ổn định giai đoạn 2001 - 2006, mặt khác nhóm đất mặn trung bình và ít chiếm 75,44% với diện tích lớn nhất 732.584 ha nên chúng tôi tập trung lấy hai loại chính: Đất mặn nhiều và đất mặn trung bình và ít. Loại đất mặn sú, vẹt, đước và đất mặn kiềm vì diện tích nhỏ nên chỉ lấy đại diện để so sánh. 2. Phương pháp nghiên cứu - Điều tra hiện trạng sử dụng đất đai, tình hình sản xuất của nông hộ và các yếu tố có gây ảnh hưởng tới đất (chế độ canh tác, chế độ nước, chế độ phân bón, khu công nghiệp ) tại mỗi điểm lấy mẫu. - Chọn vị trí lấy mẫu điển hình cho từng loại đất mặn (dựa trên hệ phân loại đất, chú dẫn của các bản đồ đất). Lấy mẫu đất tầng mặt đồng bộ theo diện rộng và điển hình cho từng loại đất mặn. Mỗi mẫu đất tầng mặt trung bình lấy 6 - 8 mũi khoan tự nhiên trên cùng một thửa ruộng. - Sử dụng các bản đồ toàn quốc tỷ lệ 1/1.000.000, bản đồ các miền tỷ lệ 1/500.000, bản đồ các vùng tỷ lệ 1/250.000, các dụng cụ lấy mẫu và máy định vị GPS trong quá trình điều tra, chọn địa điểm và lấy mẫu. - Chỉ tiêu và phương pháp phân tích: Cu, Pb, Zn và Cd tổng số; Công phá bằng dung dịch cường thuỷ (tỷ lệ HNO 3 : HCl = 1 : 3); dịch lọc; phân tích trên máy quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS, Perkin Elmer). - Các chỉ tiêu khác theo phương pháp thông dụng tại Viện Thổ nhưỡng Nông hoá. III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 1. Hàm lượng kim loại nặng trong đất mặn Việt am. Bảng 1. Kim loại nặng trong đất mặn Việt am sau khi đã loại mẫu STT Thông số Giá trị Cu Pb Zn Cd 1 Số mẫu 226 228 229 229 2 Trung bình, mg/kg 42 45 83 1,2 3 Nhỏ nhất, mg/kg 7 3 30 0,03 4 Lớn nhất, mg/kg 138 109 140 3,7 5 Độ lệch chuẩn 26 16 20 0,9 6 < m , 95% <, mg/kg 38 - 45 43 - 47 81 - 86 1,1 - 1,3 Kết quả xử lý thống kê số liệu miêu tả hàm lượng kim loại nặng tổng số trong đất mặn được trình bày ở Bảng 1. Với khoảng tin cậy ở mức 95%, giá trị trung bình của kim loại nặng cho nhóm đất mặn Việt Nam giai đoạn 2001 - 2006 dao động như sau: Cu: 38 - 45 mg/kg (n = 226); Pb: 43 - 47 mg/kg (n = 228); Zn: 81 - 86 mg/kg (n = 229) và Cd: 1,1 - 1,3 mg/kg (n = 229). Theo TCVN (2002) 7209:2002 đối với đất nông nghiệp thì hàm lượng trung bình của các kim loại nặng trong đất mặn Việt Nam đều dưới ngưỡng cho phép và chưa đến mức đáng lo ngại. 2. Hàm lượng kim loại nặng trong đất mặn Việt am phân theo các loại đất Bảng 2. Kim loại nặng trong đất mặn Việt am phân theo các đơn vị đất mặn Vùng KLN Số mẫu Trung bình, mg/kg Độ lệch chuẩn Trung vị, mg/kg Đất mặn nhiều Cu 23 53 29 53 Pb 23 54 23 46 Zn 24 88 17 90 Cd 24 1,1 0,7 0,8 Đất mặn sú, vẹt, đước Cu 14 82 33 82 Pb 13 69 23 73 Zn 14 81 26 78 Cd 14 0,6 0,1 0,5 Đất mặn trung bình và ít Cu 177 39 22 29 Pb 180 43 12 41 Zn 179 84 19 81 Cd 180 1,3 0,7 1,1 Đất mặn kiềm Cu 12 15 8 14 Pb 12 26 20 22 Zn 12 75 24 73 Cd 11 0,7 0,3 0,7 Kết quả ở Bảng 2 cho thấy, trong loại (đơn vị) đất mặn sú, vẹt, đước hàm lượng Cu đạt ở mức 82 mg/kg, đây là giá trị cao nhất trong nhóm đất mặn, cao hơn cả mức giới hạn tối đa cho phép, tiếp theo là đất mặn nhiều (53 mg/kg), đất mặn trung bình và ít (39 mg/kg), thấp nhất trong đất mặn kiềm (15 mg/kg). Cần cảnh báo rằng vùng đất mặn sú, vẹt, đước có thể không thích hợp cho sản xuất nông nghiệp xét về mặt nguyên tố đồng. Hàm lượng Pb trong đơn vị đất mặn sú, vẹt, đước cũng đạt giá trị cao nhất (69 mg/kg), sau đó đến đất mặn nhiều (54 mg/kg), đất mặn trung bình và ít (43 mg/kg), thấp nhất trong đất mặn kiềm (26 mg/kg). Hàm lượng Zn ở mức tương đối cao trong đất mặn nhiều (88 mg/kg) và trong đất mặn trung bình và ít (84 mg/kg), trong đất mặn sú, vẹt, đước và trong đất mặn kiềm lượng Zn có ở mức thấp hơn. Hàm lượng Cd ở mức cao nhất trong đất mặn trung bình và ít (1,3 mg/kg), ở mức 1,1 mg/kg trong đất mặn nhiều. Lượng Cd ở mức thấp trong đất mặn kiềm (0,7 mg/kg) và trong đất mặn sú, vẹt, đước (0,6 mg/kg). Bảng 3. Kim loại nặng trong đất mặn Việt am phân theo FAO-UESCO Nguyên tố Salic Fluvisol Sodic Solonchaks TB (mg/kg) n TB (mg/kg) n Cu 43 214 15 12 Pb 46 216 26 12 Zn 84 217 75 12 Cd 1,2 217 0,8 12 So sánh kim loại nặng theo đơn vị phân loại FAO-UNESCO ở Bảng 3 cho thấy hàm lượng trung bình (TB) của các nguyên tố Cu, Pb, Zn và Cd trong đất mặn phù sa ven biển (Salic Fluvisol) đều cao hơn so với đất mặn kiềm lục địa (Sodic Solonchaks). 0,000 0,005 0,010 0,015 0,020 0,025 0,030 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Pb (mg/kg) f (P) 0,000 0,002 0,004 0,006 0,008 0,010 0,012 0,014 0,016 0 50 100 150 C u ( mg / kg ) 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 Cd (mg/kg) f (P) 0,000 0,005 0,010 0,015 0,020 0,025 0 50 100 150 Zn (mg/kg) f (P) Hình 1. Hàm mật độ xác suất kim loại nặng trong đất mặn Việt am theo phân bố ormal 3. Tương quan giữa hàm lượng kim loại nặng trong đất mặn Việt am với một số tính chất đất Bảng 4. Hệ số tương quan (r) giữa hàm lượng kim loại nặng trong đất mặn Việt am với một số tính chất đất Tính chất đất Cu (n = 226) Zn (n = 229) Pb (n = 228) Cd (n = 229) Na 0,17* 0,40** 0,05 0,26** OC% 0,02 0,19** 0,09 0,25** CEC 0,17* 0,21** 0,25** 0,03 TSMT% 0,01 0,15* 0,14* 0,02 ** Có ý nghĩa rất cao (P = 0,01); * Có ý nghĩa cao (P = 0,05). Phân tích tương quan đơn giữa các kim loại nặng với 4 chỉ tiêu (Na, OC%, CEC và TSMT) được trình bày ở Bảng 4. Trong đó 2 chỉ tiêu thể hiện tính mặn là Na trao đổi và tổng số muối tan (TSMT) và hai chỉ tiêu thể hiện sức chứa các ion là dung tích hấp thu (CEC) và hữu cơ (OC%). Kết quả cho thấy, Cu chỉ có tương quan thuận với Na và CEC với hệ số tương quan r = 0,17 và ở mức ý nghĩa cao (P = 0,005); Zn có tương quan thuận ở mức ý nghĩa rất cao (P = 0,01) với Na, OC%, CEC và có tương quan ở mức ý nghĩa cao với TSMT; Cd có tương quan ở mức ý nghĩa rất cao đối với OC% và Na. Chì có tương quan ở mức ý nghĩa rất cao (P = 0,01) đối với CEC và ở mức ý nghĩa cao với TSMT. IV. KẾT LUẬN Với khoảng tin cậy ở mức 95% giá trị trung bình của kim loại nặng cho nhóm đất mặn Việt Nam giai đoạn 2001 - 2006 theo thứ tự như sau: Cu: 38 - 45 mg/kg, Pb: 43 - 47 mg/kg, Zn: 81 - 86 mg/kg và Cd: 1,1 - 1,3 mg/kg. Theo TCVN 7209:2002 đối với đất nông nghiệp, hàm lượng trung bình của các kim loại nặng trong đất mặn Việt Nam, loại trừ ngoại lệ, nhìn chung vẫn chưa đến mức đáng cảnh báo. Trong các loại đất mặn khác nhau kim loại nặng khác nhau rõ rệt, cụ thể Cu và Pb trong đất mặn sú, vẹt, đước đạt giá trị cao nhất và thấp nhất trong đất mặn kiềm. Kim loại nặng trong đất mặn Việt Nam phân theo FAO-UNESCO cho thấy hàm lượng cả 4 kim loại Cu, Pb, Zn và Cd trong đất mặn phù sa ven biển đều cao hơn so với đất mặn kiềm lục địa. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Phạm Quang Hà, 2006. Báo cáo nghiên cứu xây dựng chất lượng nền môi trường đất mặn Việt Nam. 2 Tiêu chun Việt am (TCVN 2002). TCVN 7209:2002. Chất lượng đất - Giới hạn tối đa cho phép của kim loại nặng trong đất. 3 Viện Thổ nhưỡng ông hoá, 2001. Những thông tin cơ bản về các loại đất chính Việt Nam. Nhà xuất bản Thế giới. 4 Viện Thổ nhưỡng ông hoá, 1998. Sổ tay phân tích đất, nước, phân bón, cây trồng. NXB. Nông nghiệp. gười phản biện: Bùi Huy Hiền T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam 6 . lượng kim loại nặng trong đất mặn Việt am phân theo các loại đất Bảng 2. Kim loại nặng trong đất mặn Việt am phân theo các đơn vị đất mặn Vùng KLN Số. lượng kim loại nặng trong đất mặn Việt am. Bảng 1. Kim loại nặng trong đất mặn Việt am sau khi đã loại mẫu STT Thông số Giá trị Cu Pb Zn Cd 1 Số mẫu