đánh giá hiện trạng chất lượng đất nông nghiệp tại một số xã thuộc huyện lục nam

- Đánh giá chất lượng đất sản xuất nông nghiệp trồng cây hàng năm tại địa bàn nghiên cứu thông qua các thông số kim loại nặng gồm Pb, Cu, Zn, Cd, As.. Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu cơ

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN VĂN TUYỀN

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CHẤT LƯỢNG ĐẤT NÔNG NGHIỆP TẠI MỘT SỐ XÃ

THUỘC HUYỆN LỤC NAM

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Thái Nguyên – 2023

- ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN VĂN TUYỀN

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CHẤT LƯỢNG ĐẤT NÔNG NGHIỆP TẠI MỘT SỐ XÃ

THUỘC HUYỆN LỤC NAM

Ngành: Khoa học môi trường

Mã số: 8.44.03.01

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Chí Hiểu

Thái Nguyên – 2023

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo vệ lấy bất kỳ học vị nào

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Nguyễn Văn Tuyền

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình

Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới thầy giáo TS Nguyễn Chí Hiểu đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo, Khoa Môi trường, đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn

Xin cảm ơn người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận văn./

Thái Nguyên, ngày 09 tháng 10 năm 2023

Tác giả luận văn

Nguyễn Văn Tuyền

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU vii

DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ viii

TRÍCH YẾU LUẬN VĂN x

DISCUSSION EXTRACTS xi

MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Yêu cầu và đối tượng nghiên cứu 2

4 Ý nghĩa của đề tài 2

4.1 Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học 2

4.2 Ý nghĩa thực tiễn 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 4

1.1 Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu 4

1.1.1 Các khái niệm liên quan: 4

1.1.2 Nguồn gốc phát sinh kim loại nặng trong môi trường đất nông nghiệp 5

1.1.3 Những tác hại của kim loại nặng tới cây trồng và con người 7

1.2 Cơ sở pháp lý 12

1.3 Cơ sở thực tiễn thực hiện đề tài 12

1.3.1 Nghiên cứu kim loại nặng trong môi trường đất trên thế giới 12

1.3.2 Nghiên cứu ô nhiễm KLN trong môi trường đất ở Việt Nam 15

1.4 Đánh giá chung các vấn đề tổng quan về ô nhiễm đất 20

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU 22

2.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 22

2.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 22

2.3 Nội dung nghiên cứu 22

2.4 Phương pháp nghiên cứu 22

2.4.1 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp 23

2.4.2 Phương pháp lấy mẫu phân tích 23

2.4.3 Phương pháp tổng hợp và xử lý số liệu 28

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 30

3.1 Hiện trạng sản xuất nông nghiệp ở Lục Nam 30

3.1.1 Việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật và phân bón hoá học 31

3.1.2 Việc sử dụng nguồn nước tưới 32

3.2 Hiện trạng hàm lượng các kim loại nặng trong môi trường

tại Huyện Lục Nam 32

3.2.1 Hiện trạng kim loại nặng trong môi trường đất tại huyện Lục Nam 32

3.2.2 Hiện trạng kim loại nặng Pb, Cu, Zn, Cd, As, trong tầng đất mặt,

đất nông nghiệp tại 3 xã Khám Lạng, Chu điện, Bảo Đài huyện Lục Nam 34

3.3 Đánh giá chung đất nông nghiệp trên địa bàn một số xã thuộc huyện

Lục Nam 52

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 54

1 Kết Luận 54

2 Kiến nghị 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 PHỤ LỤC 59

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Chữ cái viết ký hiệu Cụm từ đầy đủ

DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU

Bảng 1.1 Hàm lượng tối đa cho phép (MAX) của các KLN được xem là

độc đối với thực vật trong đất nông nghiệp 14

Bảng 1.2 Hàm lượng KLN ở tầng đất mặt trong một số loại đất ở Việt Nam 15

Bảng 1.3 Hàm lượng một số kim loại nặng trong đất nông nghiệp ở một số

vùng của Việt Nam (mg/kg) 16

Bảng 1.4 Hàm lượng kim loại nặng trong đất tại khu vực công ty Pin Văn Điển và Orionel-Hanel 17

Bảng 1.5 Hàm lượng Cd, Pb, As trong đất ở Bắc Kạn và Thái nguyên 18

Bảng 1.6 Hàm lượng các kim loại nặng trong đất ở Văn Môn 19

Bảng 2.1 Vị trí lấy mẫu và các chỉ tiêu phân tích 25

Bảng 2.2 Tổng hợp các phương pháp phân tích mẫu đất 28

Bảng 3.1 Kết quả phân tích kim loại nặng trong đất trên địa bàn

Huyện Lục Nam giai đoạn năm 2020 - 2022 33

Bảng 3.2 Kết quả hàm lượng kim loại nặng trong đất trên địa bàn

xã Khám Lạng Huyện Lục Nam 34

Bảng 3.3 Kết quả hàm lượng kim loại nặng trong đất trên địa bàn xã Bảo Đài Huyện Lục Nam 39

Bảng 3.4 Kết quả phân tích kim loại nặng trong đất trên địa bàn

xã Chu Điện Huyện Lục Nam 41

Bảng 3.5 Hàm lượng kim loại nặng trung bình 48

DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ

Hình 3.1 Diễn biễn KL nặng trong đất trên địa bàn Huyện Lục Nam

năm 2020 - 2022 33

Hình 3.2 Biểu đồ hàm lượng Zn trong đất tại xã Khám Lạng 35

Hình 3.3 Biểu đồ hàm lượng Cu trong đất tại xã Khám Lạng 36

Hình 3.4 Biểu đồ hàm lượng Pb trong đất tại xã Khám Lạng 37

Hình 3.5 Biểu đồ hàm lượng Cd trong đất tại xã Khám Lạng 37

Hình 3.6 Biểu đồ hàm lượng As trong đất tại xã Khám Lạng 38

Hình 3.7 Biểu đồ hàm lượng kẽm trong đất tại xã Bảo Đài 39

Hình 3.8 Biểu đồ hàm lượng Cu trong đất tại xã Bảo Đài 40

Hình 3.9 Biểu đồ hàm lượng Pb trong đất tại xã Bảo Đài 41

Hình 3.10 Biểu đồ hàm lượng Cd trong đất tại xã Bảo Đài 42

Hình 3.11 Biểu đồ hàm lượng As trong đất tại xã Bảo Đài 43

Hình 3.12 Biểu đồ hàm lượng Zn trong đất tại xã Chu Điện 44

Hình 3.13 Biểu đồ hàm lượng Cu trong đất tại xã Chu điện 45

Hình 3.14 Biểu đồ hàm lượng Pb trong đất tại xã Chu Điện 45

Hình 3.15 Biểu đồ hàm lượng Cd trong đất tại xã Chu Điện 46

Hình 3.16 Biểu đồ hàm lượng As trong đất tại xã Chu điện 47

Hình 3.17 Biểu đồ hàm lượng đồng trung bình xã Khám Lạng, Bảo Đài, Chu Điện so với quy chuẩn 48

Hình 3.18 Biểu đồ hàm lượng kẽm trung bình xã Khám Lạng, Bảo Đài, Chu Điện so với quy chuẩn 49

Hình 3.19 Biểu đồ hàm lượng chì trung bình xã Khám Lạng,

Bảo Đài, Chu Điện so với quy chuẩn 50

Hình 3.20 Biểu đồ hàm lượng cacdimi trung bình xã Khám Lạng,

Bảo Đài, Chu Điện so với quy chuẩn 50

Hình 3.21 Biểu đồ hàm lượng As trung bình xã Khám Lạng, Bảo Đài,

Chu Điện so với quy chuẩn 51

TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Tên tác giả luận văn: Nguyễn Văn Tuyền

Tên Luận văn: “Đánh giá hiện trạng chất lượng đất nông nghiệp tại một số

xã thuộc huyện Lục Nam

Ngành khoa học của luận văn: Khoa học môi trường

Mã số: 8.44.03.01

Tên đơn vị đào tạo: Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Thái Nguyên

Mục tiêu nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở khoa học của nghiên cứu chất lượng môi trường đất

- Đánh giá chất lượng đất sản xuất nông nghiệp trồng cây hàng năm tại địa bàn nghiên cứu thông qua các thông số kim loại nặng gồm Pb, Cu, Zn, Cd, As

- Đánh giá chung đất nông nghiệp trên địa bàn một số xã thuộc huyện Lục Nam

Phương pháp nghiên cứu:

Nghiên cứu này tác giả nghiên cứu tài liệu liên quan, chọn các địa bàn

có diện tích đất sản xuất nông nghiệp hàng năm lớn, tập chung và các diện tích chịu tác động ảnh hưởng của môi trường do con người sản xuất và sinh hoạt Các xã nghiên cứu có nguồn nước tưới ở hạ lưu kênh tưới, kênh mưng kéo dài nước tưới qua nhiều khu dân cư, sử dụng nhiều nguồn nước tưới như nước kênh Yên Lại, nước sông Lục Nam, Nước từ kênh tiêu, nước từ các hồ thuỷ lợi Ảnh hưởng bởi các cụm công nghiệp, gần đường giao thông đông phương tiện đi lại như Quốc Lộ 31, 37, tỉnh lộ 293, 295 Diện tích đất sản xuất nông nghiệp trồng cây hàng năm thường là các cây ngắn ngày, do đó lượng phân và lượng thuốc trừ sâu, bệnh sử dụng dễ bị dư thừa Và dựa vào tham vấn ý kiến, mong muốn của cán bộ, nhân dân trên địa bàn do đó tác giả chọn 3 xã Khám Lạng, Bảo Đài, Chu Điện là địa phương điển hình để

đánh giá chất lượng đất sản xuất nông nghiệp trồng cây hàng năm trên địa bàn huyện Lục Nam

Tác giả chọn các kim loại nặng Cu, Zn, Pb, Cd, As là các thông số ô nhiễm đặc trưng để đánh giá vì đây là nguồn ô nhiễm trong đất, dễ biến động và thay đổi theo chiều hướng tiêu cực tại địa bàn huyện

Kết quả nghiên cứu

-Hàm lượng kim loại nặng tại địa điểm nghiên cứu Tổng số lượng mẫu

18 mẫu đất nông nghiệp ở 3 xã Khám Lạng, Bảo Đài, Chu Điện thuộc huyện Lục Nam, Tỉnh Bắc Giang Số điểm lấy mẫu là 18mẫux5 (điểm trên mẫu theo chứ “X”)=90 điểm và phân tích 05 chỉ tiêu kim loại nặng bao gồm Zn, Cu, Pb,

Cd, As Các mẫu đều có hàm lượng kim loại nặng nằm trong QCVN 03:2023/BTNMT

Kết quả phân tích tại ba xã thì kim loại nặng tại 3 xã Khám Lạng hàm lượng kim loại nặng thấp nhất, đất nông nghiệp tại xã khám lạng ít chiụ tác động hơn so với đất nông nghiệp tại xã Bảo Đài và Chu Điện Mẫu đất tại xã Chu Điện có nồng độ cao nhất Đất tại xã Khám Lạng, Bảo Đài và một phần xã Chu Điện đảm cho việc sản xuất thực phẩm an toàn

Áp dụng các biện pháp xử lý kim loại trong đất bằng bằng sinh học vào các vị trí có kết quả hàm lượng kim loại nặng cao để giảm thiểu và tránh ô nhiễm đất, để người dân an tâm sản xuất và nâng cao chất lượng sản phẩm nông sản

DISCUSSION EXTRACTS

Thesis author's name: Nguyen Van Tuyen

Thesis title: “Assessing the current status of agricultural land quality in some communes in Luc Nam district

Scientific field of the thesis: Environmental science

Code: 8.44.03.01

Name of training unit: Nong Lam University, Thai Nguyen University

Objectives of the study

- Research the scientific basis of soil environmental quality research

- Assess the quality of agricultural land for annual crops in the study area through heavy metal parameters including Pb, Cu, Zn, Cd, As

- General assessment of agricultural land in some communes in Luc Nam district

Research Methods:

In this research article, the author researched related documents, selected areas with large areas of annual agricultural production land, focusing on areas affected by environmental impacts due to the production process and human activities

The research communes have irrigation water sources downstream of irrigation canals, canals extending irrigation water through many residential areas, using many irrigation water sources such as Yen Lai canal water, Luc Nam river water, water from drainage canals, water from irrigation lakes Influenced by industrial clusters, near roads with heavy traffic such as National Highways 31, 37, Provincial Roads 293, 295 The area of agricultural land planted with annual crops is usually short-term crops, so The amount of fertilizer and the amount of pesticides and diseases used can easily be excess

And based on consultation and wishes of officials and people in the area, the author chose 3 communes: Kham Lang, Bao Dai, and Chu Dien

- is a typical locality to evaluate the quality of agricultural land for growing annual crops in Luc Nam district

The author chose heavy metals Cu, Zn, Pb, Cd, As as typical pollution parameters to evaluate because these are sources of soil pollution, easily fluctuating and changing in a negative direction in the area

Research results

-Heavy metal content at the research site The total number of samples is

18 acres of agricultural land in 3 communes of Kham Lang, Bao Dai, Chu Dien

in Luc Nam district, Bac Giang Province The number of sampling points is 18 samples x 5 (points on the sample in the form "X") = 90 points and analyzed 05 heavy metal indicators including Zn, Cu, Pb, Cd, As All samples have heavy metal content within QCVN 03:2023/BTNMT

Analyzing results in three communes, heavy metal content in Kham Lang commune has the lowest heavy metal content, agricultural land in Kham Lang commune is less affected than agricultural land in Bao Dai and Chu Dien communes Soil samples in Chu Dien commune have the highest concentration Land in Kham Lang commune, Bao Dai commune and part of Chu Dien commune ensure safe food production

Apply biological treatment of metals in soil to locations with high heavy metal content to minimize and avoid soil pollution, so that people can feel secure in production and improve product quality agricultural products

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Vấn đề ô nhiễm môi trường hiện nay thực trạng đáng báo động gây hậu quả nghiêm trọng đến sức khoẻ và gây ảnh hưởng đến nền kinh tế của toàn cầu Theo báo cáo toàn cầu của Ủy ban Lancet, (2022) về ô nhiễm và sức khỏe, công bố ngày 17/5 cho biết ô nhiễm là nguyên nhân cướp đi sinh mạng của 9 triệu người trong năm 2019 Ô nhiễm đất trong đó có ô nhiễm kim loại nặng trong đất cũng là một trong những nguyên nhân gây thiệt hại về người và kinh

tế Ô nhiễm đất là một trong những nguyên nhân làm cho diện tích đất nông nghiệp ngày càng bị thu hẹp Các hoạt động sản xuất nông nghiệp hầu hết đều diễn ra trên bề mặt đất, đặc biệt là các hoạt động trồng trọt Diện tích đất nông nghiệp đang bị suy giảm về số lượng và chất lượng Nguyên nhân chủ yếu là

do hiện tượng ô nhiễm từ chất thải của sinh hoạt, của hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp

Huyện Lục Nam là huyện trung du miền núi của tỉnh Bắc Giang Diện tích đất nông nghiệp nhỏ hẹp được bao quanh bởi đồi núi Đất nông nghiệp trên địa bàn huyện dễ bị thay đổi bởi các yếu tố gây ô nhiễm như: Ô nhiễm từ nguồn nước tưới, do kênh mương dài đi qua nhiều khu dân cư, nước thải công nghiệp, nước mặt tại sông suối ao hồ nhiễm bẩn Do quá trình canh tác qua nhiều năm, người dân trồng luân phiên liên tục, có thói quen lạm dụng phân hoá học và thuốc bảo vệ thực vật Bên cạnh đó có khả năng ô nhiễm do các yếu tố khác như từ khí thải của các phương tiện giao thông, khai thác cát sỏi, san lấp mặt bằng

Hiện nay huyện Lục Nam đang quy hoạch vùng sản xuất rau an toàn do vậy cần phân tích đánh giá chất lượng đất nông nghiệp là rất cần thiết Để có biện pháp cải tạo, quy hoạch hợp lý và giúp giảm thiểu đất bị ô nhiễm và có nguy cơ ô nhiễm Xuất phát từ những yêu cầu cấp thiết trên dưới sự hướng

dẫn của TS Nguyễn Chí Hiểu tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Đánh giá hiện

trạng chất lượng đất nông nghiệp tại một số xã thuộc huyện Lục Nam”

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở khoa học của nghiên cứu chất lượng môi trường đất

- Đánh giá chất lượng đất nông nghiệp tại địa bàn nghiên cứu thông qua các thông số kim loại nặng gồm Pb, Cu, Zn, Cd, As

- Đánh giá chung đất nông nghiệp trên địa bàn một số xã thuộc huyện Lục Nam

3 Yêu cầu và đối tượng nghiên cứu

- Thu thập số liệu khách quan, chính xác và mang tính đại diện cho mẫu

- Đối tượng nghiên cứu: Đất sản xuất nông nghiệp trồng cây hàng năm trên địa bàn một số xã thuộc huyện Lục Nam (Hàm lượng một số kim loại nặng gồm As, Cd, Pb, Cu, Zn trong đất nông nghiệp)

4 Ý nghĩa của đề tài

4.1 Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học

- Áp dụng các kiến thức đã được học tập và nghiên cứu ứng dụng vào thực tiến

- Học hỏi, nâng cao kiến chuyên môn, rút ra những kinh nghiệm thực tế

để phục vụ công việc chuyên môn

- Áp dụng các trang thiết bị hiện đại sẵn có của công ty vào quá trình phân tích để đưa ra các kết quả nhanh và chính xác

4.2 Ý nghĩa thực tiễn

+ Phân tích, xác định được hàm lượng kim loại nặng tổng số As, Cd, Cu,

Pb, Zn trong môi trường đất sản xuất nông nghiệp trồng cây hàng năm ở một

số xã thuộc huyện Lục Nam Từ đó đánh giá tính an toàn hoặc khuyến nghị thay đổi cơ cấu cây trồng đối với diện tích đất của địa phương

+ Qua kết quả phân tích làm cơ sở cho việc chọn các cây trồng phù hợp với loại đất Chọn loại phân bón phù hợp với từng loại đất Từ đó nâng cao năng xuất cây trồng mang lại hiệu quả kinh tế cho người dân

+ Góp phần tích cực vào việc bảo vệ sức khoẻ cộng đồng Không sản xuất nông sản trên đất ô nhiễm nếu nhiễm kim loại nặng vượt quy chuẩn cho phép + Là cơ sở, tài liệu để UBND huyện Lục Nam quy hoạch vùng sản xuất nông sản an toàn

+ Nâng cao ý thức của người dân đối với vấn đề bảo vệ môi trường đối với đất nông nghiệp

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1.1 Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu

1.1.1 Các khái niệm liên quan:

Môi trường: Theo khoản 1 Điều 3 của Luật Bảo vệ môi trường 2020 số

72/2020/QH14 “Môi trường bao gồm các yếu tố vật chất tự nhiên ảnh hưởng đến đời sống, kinh tế, xã hội, sự tồn tại, phát triển của con người, sinh vật và

tự nhiên”

Ô nhiễm môi trường: Theo khoản 12 Điều 3 của Luật Bảo vệ môi trường

2020 số 72/2020/QH14 “Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi tính chất vật lý, hóa học, sinh học của thành phần môi trường không phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật tiêu chuẩn môi trường và tiêu chuẩn môi trường gây ảnh hưởng xấu đến đến con người, sinh vật và tự nhiên”

Ô nhiễm môi trường đất: Ô nhiễm nguồn đất là khi thuộc tính của đất bị

thay đổi theo chiều hướng tiêu cực, chỉ số của các chất độc hại đã vượt quá ngưỡng cho phép, gây hại cho toàn bộ hệ sinh thái

‒Biểu hiện phổ biến nhất của tình trạng ô nhiễm môi trường đất là đất bị khô cằn, có màu xám hoặc đỏ không đồng đều, xuất hiện những hạt sỏi có lỗ hoặc các hạt màu trắng trong đất Môi trường đất bị ô nhiễm sẽ có các biểu hiện không giống nhau Điều này tùy thuộc vào mức độ nhiễm độc nặng hay nhẹ

Việt Nam thì đất nông nghiệp (ký hiệu là đất 03) được hiểu là đất được Nhà nước giao cho người dân nhằm phục vụ cho các hoạt động sản xuất nông, thí nghiệm về nông nghiệp, lâm nghiệp, nuôi trồng thuỷ sản, làm muối và mục đích bảo vệ, phát triển rừng Đất nông nghiệp bao gồm đất sản xuất nông nghiệp, đất lâm nghiệp, đất nuôi trồng thuỷ sản, đất làm muối và đất nông nghiệp khác

Chất lượng đất nông nghiệp: Chất lượng đất nông nghiệp được xác định

bởi các yếu tố: loại đất, đặc tính, tính chất đất và khả năng sản xuất của đất Để đánh giá chất lượng đất không thể chỉ dựa vào bản đồ đất và độ phì đất (các tính chất lý hóa học đất) mà phải dựa vào đơn vị đất đai (đặc tính và tính chất đất đai)

và các chất độc hại trong đất sẽ làm ảnh hưởng đến chất lượng của đất

Các chất độc hại trong đất Do đó cây trồng sẽ phát triển kém và chất lượng môi trường sống của vật nuôi sẽ suy giảm Sản phẩm ngoài thị trường cũng sẽ không còn đáng tin cậy Qua đó năng suất và lợi nhuận sẽ giảm đi rất nhiều

Kim loại nặng: Thuật ngữ KLN nhằm nói tới bất cứ một nguyên tố nào có

khối lượng riêng lớn (d > 5 g/cm3) và thể hiện độc tính ở nồng độ thấp Tuy nhiên, độ độc của KLN còn phụ thuộc vào các dạng tồn tại của chúng ở trong đất. Quy chuẩn kỹ thuật môi trường: Theo khoản 5 điều 3 Luật Bảo vệ môi

trường 2014: “Quy chuẩn kỹ thuật môi trường là mức giới hạn của các thông số

về chất lượng môi trường xung quanh, hàm lượng các chất gây ô nhiễm có trong chất thải; các yêu cầu kỹ thuật và quản lý được cơ quan quản lý nhà nước có thẩm quyền ban hành dưới dạng văn bản bắt buộc áp dụng để bảo vệ môi trường”

1.1.2 Nguồn gốc phát sinh kim loại nặng trong môi trường đất nông nghiệp

- KLN trong đất có nguồn gốc từ tự nhiên: Kim loại nặng và khoáng

chất trong đất ban đầu một phần được sinh ra từ các quá trình hoạt động phong hoá của khoáng vật mẹ và đi vào đất

- KLN trong đất có nguồn gốc nhân tạo do hoạt động của con người: +Hoạt động sản xuất công nghiệp Các hoạt động sản xuất công nghiệp

đã sử dụng các thành phần chứa kim loại trong các chất phụ da, nguyên, nhiên liệu các chất thải và sản phẩm phụ có thể chứa thành phần kim loại nặng Quá trình phát thải ra môi trường gây ô nhiễm môi trường đất hoặc nước thải, khí thải sản xuất cũng làm ô nhiễm môi trường đất mà chúng tác động

Ví dụ về các ngành công nghiệp có sản phẩm gây ô nhiễm kim loại nặng như:

Công nghiệp nhựa: Co, Cr, Cd, Hg, As

Công nghệ mạ: Cu, Ni, Cr, Zn, Ag, Au

+Hoạt động khai thác đất, khai khoáng quặng chứa kim loại

Đất nông nghiệp ở gần khu vực khai thác đất, khai thác quặng, khai thác cát tại các khu vực này chứa KLN Quá trình ô nhiễm thông qua sự phong hoá, xói mòn, rửa trôi do đó đã đưa các thành phần As, Cd, Hg, Pb, Cu, Zn, Ni đi vào trong đất

+ Hoạt động sản xuất nông nghiệp:

Sử dụng phân bón hoá học: Quá trình chăm sóc cây trồng sử dụng phân

bón hoá học KLN có trong thành phần quặng và các hợp chất sản xuất phân bón Khi bón phân đã trực tiếp đưa các các thành phần: As, Cd, Pb,Cu, U, V và

Zn vào đất trồng Một phần cây trồng hấp thụ và một phần chúng tích tụ theo thời gian gây nguy cơ gây ô nhiễm môi trường đất

+ Sử dụng phân chuồng: Hiện nay quá trình chăn nuôi sử dụng thức ăn

công nghiệp do đó khi sử dụng phân chuồng có thể gây ô nhiễm cho đất các kim loại nặng như As, Cu, Zn, Pb

+ Nước tưới: Nước là thành phần không thể thiếu trong hoạt động sản xuất

nông nghiệp Quá trình sử dụng nước tưới gồm cả nước mặt và nước ngầm nếu không giám sát thì nguy cơ rất lớn đưa vào đất nhiều kim loại nặng khác nhau như Pb, As, Cd, Cu, Zn, Hg…

Hoá chất bảo vệ thực vật, thuốc chữa bệnh nấm và thuốc kích thích tăng trưởng: Việc lạm dụng hoá chất và thuốc trừ sâu trong canh tác nông nghiệp,

canh tác không đúng kỹ thuật đang gây ô nhiễm và suy thoái nhiều vùng đất

- Do trầm tích từ không khí

+ Nguồn không khí từ các nhà máy: Khi sản xuất công nghiệp khí thải từ

các nhà máy có thể chứa hàm lượng các KLN Chúng phát tán trong không khí dưới dạng các hạt bụi kim loại hoặc hơi kim loại dưới tác dụng của trọng lực hay nước mưa rơi xuống đất gây ra hiện tượng nhiễm kim loại nặng trong đất

+ Từ các phương tiện giao thông: Quá trình đốt nhiên liệu trong động cơ

đốt trong của các phương tiện giao thông sẽ đưa các kim loại: As, Pb, Sb, Zn

và Cd

-Kim loại từ bãi rác, khu tập trung chất thải: Từ các bãi rác khu tập

trung rác thải không được quy hoạch qua quá trình rửa trôi, nước rỉ rác đưa các

kim loại Cd, Cr, Cu, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, V, Zn vào trong đất

Từ nguồn gốc phát sinh kim loại trong môi trường đất nông nghiệp ở trên,

ta có thể thấy rằng hàm lượng KLN trong môi trường đất sản xuất nông nghiệp trồng cây hàng năm của 3 xã Khám Lạng, Bảo Đài, Chu điện, của huyện Lục Nam do các nguyên nhân gôm: Hoạt động phong hoá hoá học của quá trình hoạt động địa hoá của khoáng vật mẹ, còn do hoạt động sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, khai thác khoảng sản, trầm tích không khí gây ra

1.1.3 Những tác hại của kim loại nặng tới cây trồng và con người

Ô nhiễm môi trường đất không còn xa lạ đối chúng ta Đất nghèo chất dinh dưỡng hoặc đất bị ô nhiễm thì đều có hại cho cây trông Đối với những vùng đất bị ô nhiễm KLN hàm lượng cao hệ thống thực vật phát triển ở đó bản thân chúng cũng chứa KLN Hàm lượng KLN này cao hơn mức bình thường

do quá trình sinh trưởng phát triển chúng hút các chất dinh dưỡng trong đất chưa KLN Các KLN tích luỹ trong đất từ đó đi vào nông sản, thực phẩm và theo chuỗi thức ăn KLN trong đất sẽ được tích tụ trong thực vật và vào các loài động vật hoặc con ăn phải chúng Nếu cơ thể con người tích tụ lượng KLN càng lớn sẽ gây ra nhiều loại bệnh nguy hiểm ảnh hưởng tới sức khoẻ, và gây lên các bệnh mãn tính hoặc nan y ví dụ như bệnh ung thư, suy thận cấp

Tính độc của một số KLN ảnh hưởng tới thực vật và ảnh hưởng tới cơ thể con người khi con người ăn phải lượng tồn dư trong thực

- Đối với cây trồng: Sự dư thừa Pb cũng sẽ gây độc cho cây trồng khi hàm

lượng Pb trong đất quá cao cây không phát triển được chỉ có một số loài sống được khi hàm lượng Pb cao và làm loài chỉ thị như rau muống

- Đối với con người: Pb là nguyên tố có độc tính cao đối với sức khoẻ con

người Theo Trịnh Thị Thanh (2007), chì gây độc cho hệ thần kinh trung ương,

hệ thần kinh ngoại biên, tác động lên hệ enzim có Người bị nhiễm độc chì sẽ

bị rối loạn bộ phận tạo huyết (tuỷ xương) Tuỳ theo mức độ nhiễm độc có thể

bị đau bụng, đau khớp, viêm thận, cao huyết áp, tai biến não, nhiễm độc nặng

có thể gây tử vong Đặc tính nổi bật là sau khi xâm nhập vào cơ thể, chì ít bị đào thải mà tích tụ theo thời gian rồi mới gây độc Chì đi vào cơ thể con người qua nước uống, không khí và thức ăn bị nhiễm chì Chì tích tụ ở xương, kìm hãm quá trình chuyển hoá canxi bằng cách kìm hãm sự chuyển hoá vitamin D Khi ăn phải một lượng Pb 25 – 30 g, nạn nhân thoạt tiên có thể thấy vị ngọt rồi chát, nghẹn ở cổ, nôn ra chất trắng, đau bụng dữ dội, mạch yếu, tê chân tay, co giật và tử vong Khi cơ thể tích luỹ một lượng Pb đáng kể sẽ dần dần xuất hiện các biểu hiện nhiễm độc như hơi thở hôi, sưng lợi với viền đen ở lợi, da vàng, đau bụng dữ dội, táo bón, đau khớp xương, bại liệt chi trên, mạch yếu, nước tiểu ít, thường gây sảy thai ở phụ nữ có thai

* Tác hại của kẽm (Zn)

Theo Nguyễn Thị Ngọc Ẩn, Dương Thị Bích Huệ (2007) khi nghiên cứu

về tính độc của kẽm (Zn) đối với cây trồng và con người đã chỉ ra:

- Đối với cây trồng: Sự dư thừa Zn gây độc đối với cây trồng khi Zn tích

tụ trong đất quá cao Dư thừa Zn cũng gây ra bệnh mất diệp lục và làm cây còi cọc và chậm phát triển

các chứng bệnh nếu thiếu hụt cũng như dư thừa Trong cơ thể con người, Zn thường tích tụ chủ yếu ở trong gan, là bộ phận tích tụ chính của các nguyên tố

vi lượng trong cơ thể, khoảng 2 g Zn được thận lọc mỗi ngày Zn còn có khả năng gây ung thư đột biến, gây ngộ độc thần kinh, sự nhạy cảm, sự sinh sản, gây độc đến

hệ miễn nhiễm Sự thiếu hụt Zn trong cơ thể gây ra các triệu chứng như bệnh liệt

dương, teo tinh hoàn, mù màu, viêm da, bệnh về gan và một số triệu chứng khác

* Tác hại của đồng (Cu)

Theo Nguyễn Thị Ngọc Ẩn, Dương Thị Bích Huệ (2007) khi nghiên cứu

về tính độc của Đồng (cu) đối với cây trồng và con người đã chỉ ra

thấy Cu có vai trò rất quan trọng đối với phát triển của cây trồng Cây trồng thiếu Cu thường có tỷ lệ quang hợp bất thường, điều này cho thấy Cu có liên quan đến mức phản ứng oxit hoá của cây Trong cây thiếu chất Cu thì quá trình oxit hoá Acid Ascorbic bị chậm, Cu hình thành một số lớn chất hữu cơ tổng hợp với Protein, Acid amin và một số chất khác mà chúng ta thường gặp trong nước trái cây

Ngoài những ảnh hưởng do thiếu Cu, thì việc thừa Cu cũng xảy ra những biểu hiện ngộ độc mà chúng có thể dẫn tới tình trạng cây chết Lý do của việc này là do dùng thuốc diệt nấm, thuốc trừ sâu, đã khiến cho chất liệu Cu bị cặn lại trong đất từ năm này qua năm khác, ngay cả bón phân Sulfat Cu cũng gây tác hại tương tự

thể do uống nước qua hệ thống dẫn nước bằng Cu, ăn thực phẩm có chứa lượng Cu cao như Chocolate, nho, nấm, tôm,…, bơi trong các hồ bơi có sử dụng thuốc diệt tảo (Algaecides) có chứa Cu để làm vệ sinh hồ, uống bia hay rượu Cu là một chất độc đối với động vật: Đối với người 1 g/kg thể trọng đã gây tử vong, từ 60 – 100 mg/1kg gây buồn nôn Cu ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ do thiếu hụt cũng như dư thừa Cu thiết yếu cho việc sử dụng sắt (Fe), bệnh thiếu máu do thiếu hụt Fe ở trẻ em đôi khi cũng được kết hợp với sự thiếu hụt Cu

* Tác hại của Cadmium (Cd)

Khi nghiên cứu về tính độc của Cadimi đối với cây trồng và con người

Theo Nguyễn Thị Ngọc Ẩn, Dương Thị Bích Huệ (2007) Đối với cây trồng

như Rau diếp, cần tây, củ cải, cải bắp có xu hướng tích luỹ Cd khá cao, trong khi đó củ khoai tây, bắp, đậu tròn, đậu dài được tích luỹ một số lượng Cd nhiều nhất trong các loại thực phẩm, lá cà chua được tìm thấy tích luỹ Cd khoảng 70 lần so với lá cà rốt trong cùng biện pháp trồng trọt giống nhau Trong các cây, Cd tập trung cao trong các rễ cây hơn các bộ phận khác ở các loài yến mạch, đậu nành, cỏ, hạt bắp, cà chua, nhưng các loài này sẽ không phát hiện được khi tích lũy Cd ở rễ cây Tuy nhiên, trong rau diếp, cà rốt, cây thuốc lá, khoai tây, Cd được chứa nhiều nhất trong lá Trong cây đậu nành, 2

% Cd được tích luỹ hiện diện trong lá và 8 % ở chồi Cd trong mô cây thực phẩm là một yếu tố quan trọng trong việc giải quyết sự tích luỹ chất Cd trong

cơ thể con người Sự tập trung Cd trong mô thực vật có thể gây ra thông tin sai lệch của quần thể

Khi nghiên cứu tác động của Cadimi đối với người thì Theo Nguyễn Thị

Ngọc Ẩn, Dương Thị Bích Huệ (2007) đã chỉ ra Cadimi là kim loại có độc tính

cao đối với động vật thủy sinh và con người Người bị nhiễm độc Cadimi, tuỳ theo mức độ nhiễm sẽ bị ung thư phổi, thủng vách ngăn mũi và đặc biệt là gây tổn thương thận dẫn đến protein niệu Ngoài ra còn ảnh hưởng tới nội tiết, máu, tim mạch Nhiễm độc Cadimi xảy ra tại Nhật ở dạng bệnh “itai itai” hoặc

“Ouch Ouch” làm xương trở nên giòn, ở nồng độ cao, Cadimi gây đau thận, thiếu máu và phá hủy tủy xương Cadimi(Cd) trong môi trường thường không độc hại nhiều nhưng nguy hại chính đối với sức khoẻ con người từ Cd là: sự tích tụ mãn tính của nó ở trong thận Ở đây, nó có thể gây ra rối loạn chức năng nếu tập trung ở trong thận lên trên 200 mg/kg trọng lượng tươi Thức ăn

là con đường chính mà Cd đi vào cơ thể, nhưng việc hút thuốc lá cũng là nguồn ô nhiễm KLN, những người hút thuốc lá có thể thấm vào cơ thể lượng

Cd dư thừa từ 20 – 35 μg Cd/ngày

Cd đã được tìm thấy trong Protein mà thường ở trong các khối của cơ thể và những Protein này có thể tìm thấy trong nấm, đậu nành, lúa mì, cải bắp

và trong một số loại thực vật khác Cd là một KLN có hại, nó vào cơ thể qua

thực phẩm và nước uống, Cd dễ dàng chuyển từ đất lên rau xanh và bám chặt ở

đó Khi xâm nhập vào cơ thể Cd sẽ phá huỷ thận

Nhiều công trình cho thấy Cd gây chứng bệnh loãng xương, nứt xương, sự hiện diện của Cd trong cơ thể sẽ khiến việc cố định Ca trở nên khó khăn Những tổn thương về xương làm cho người bị nhiễm độc đau đớn ở vùng xương chậu và hai chân Ngoài ra, tỷ lệ ung thư tiền liệt tuyến và ung thư phổi cũng khá lớn ở nhóm người thường xuyên tiếp xúc với nhóm chất độc này

Liều gây ngộ độc:

Liều gây ngộ độc nghiêm trọng từ 10mg

* Tác hại của Arsenic (As)

Cũng theo hai tác giả Nguyễn Thị Ngọc Ẩn, Dương Thị Bích Huệ(2007)

đã chỉ ra tác hại của arsenic đối với con người và cây trồng

Đối với cây trồng thì Arsenic được nhiều người biết đến do tính độc của

một số hợp chất có trong nó Sự hấp thụ As của nhiều cây trồng trên đất liền không quá lớn, thậm chí ở trên đất trồng tương đối nhiều As, cây trồng thường không chứa lượng As gây nguy hiểm As khác hẳn một số KLN bình thường vì

đa số các hợp chất As hữu cơ ít độc hơn các As vô cơ Lượng As trong các cây có thể ăn được thường rất ít Sự có mặt của As trong đất trồng trở nên chua hơn, nồng độ pH < 5 khi có sự kết hợp giữa các loại nguyên tố khác nhau như Fe, Al Chất độc ảnh hưởng từ As làm giảm đột ngột sự chuyển động trong nước hay làm đổi màu của lá kéo theo sự chết lá cây, hạt giống thì ngừng phát triển Cây đậu và những cây họ Đậu rất nhạy cảm đối với độc tố As

Đối với con người thì Arsenic là một á kim rất độc, được mệnh danh là

“Vua của các chất độc” hay “chất độc của các Vua”, nó có thể giết chết ngay một người trưởng thành nếu uống một lượng bằng nửa hạt ngô Nhiễm độc As trong thời gian dài làm tăng nguy cơ gây ung thư bàng quang, thận, gan, phổi

As còn gây ra những chứng bệnh tim mạch như cao huyết áp, tăng nhịp tim và

các vấn đề thần kinh Đặc biệt khi uống nước có nhiễm As cao trong thời gian

dài sẽ gây hội ứng đen da và ung thư da Lượng ăn vào hàng tuần có thể chấp nhận được tạm thời 0,015 mg/kg thể trọng (tính theo Arsen vô cơ) (theo QCVN 8-2: 2011/BYT); Liều gây ngộ độc cấp: 60mg As2O3 Liều chết người: 70 –

80mg As2O3 Canotte New Orleans Liều tối đa có thể chấp nhận hàng ngày cho một người lớn: 0.05mg/kg thể trọng

1.2 Cơ sở pháp lý

- Thông tư số 24/2017/TT-BTNMT ngày 01/09/2017 của Bộ Tài nguyên

và Môi trường quy định quy trình kỹ thuật quan trắc môi trường;

- Thông tư 10/2021/TT-BTNMT kỹ thuật quan trắc môi trường và quản

lý thông tin, dữ liệu Ngày 30 tháng 06 năm 2021

- Phương pháp lấy mẫu đất TCVN 7538-2:2005; TCVN 4046: 1985

- Phương pháp phân tích US EPA Method 3051A + SMEWW 3113B:2023 đối với As, Pb , Cd và US EPA Method 3051A +SMEWW đối với Cu và Zn

Tiêu chuẩn, quy chuẩn liên quan đến chất lượng đất:

- QCVN 03:2023/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng đất;

được ban hành theo Thông tư số 01/2023/TT-BTNMT ngày 13/03/2023 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường, có hiệu lực thi hành kể từ ngày 12/09/2023

1.3 Cơ sở thực tiễn thực hiện đề tài

1.3.1 Nghiên cứu kim loại nặng trong môi trường đất trên thế giới

Nghiên cứu về ô nhiễm KLN môi trường đất do quá trình sản xuất nông nghiêp

Theo Kabata – Pendias & Henryk Pendias( 1985) nghiên cứu ở Boca

được nồng độ Pb trong bùn thải biến động từ 50 - 3.000 mg/kg, phân lân từ 7 -

225 mg/kg, vôi từ 20 - 1.250 mg/kg, phân đạm 2 - 27 mg/kg, phân chuồng

6,6-15 mg/kg và thuốc bảo vệ thực vật là 60 mg/kg

Theo Wei, B.; Yu, J.; Cao, Z.; Meng, M.; Yang, L.; Chen, Q(2020) Nghiên cứu về Sự sẵn có và tích lũy kim loại nặng trong đất nhà kính liên quan đến việc sử dụng phân bón thâm canh đã chỉ ra rằng việc sử dụng phân bón hóa học đã làm tăng sự tích lũy và sẵn có của Cd và Zn trong đất nhà kính

Theo Ennaji, W., Barakat, A., El Baghdadi, M và cs (2020) Ô nhiễm kim loại nặng trong đất nông nghiệp và đánh giá rủi ro sinh thái ở khu vực phía đông bắc đồng bằng Tadla, Maroc J Trầm tích Môi trường Nghiên cứu hiện tại điều tra tình trạng ô nhiễm kim loại nặng có khả năng gây độc (Cu, Pb, Zn,

Cr và Cd) và tác động sinh thái của nó đối với đất nông nghiệp ở phía đông bắc đồng bằng Tadla (Morocco) Kết quả cho thấy hàm lượng trung bình của Cd,

Cr, Cu, Pb, Zn trong 60 mẫu đất mặt thu thập lần lượt là 0,92, 32,72, 138,10, 31,72 và 162,11 mg/kg và tuân theo thứ tự Zn > Cu > Cr > Pb > Cd Những nồng độ này vượt quá ngưỡng chấp nhận được của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp (FAO) cũng như địa phương

Nghiên cứu về kim loại nặng trong đất do hoạt động công nghiệp

Theo Zhao, H., Wu, Y., Lan, X và CS(2022) Ở Trung Quốc, đất ở các vùng nông nghiệp đã bị ô nhiễm một phần kim loại nặng, dẫn đến diện tích đất nông nghiệp ngày càng giảm Tỷ lệ ô nhiễm đất vượt tiêu chuẩn là 16,1%, trong đó hàm lượng kim loại nặng Cd, As, Hg, Pb, Cr vượt tiêu chuẩn lần lượt

là 7,00%, 2,70%, 1,60%, 1,50%, 1,10% Năm 2009, lượng phát thải kim loại nặng Cd toàn cầu đạt 743,77 tấn Trong 50 năm qua, khoảng 30.000 tấn Cr và 800.000 tấn Pb đã được thải ra môi trường trên toàn thế giới Hầu hết các kim loại nặng này đã được tích lũy trong đất

Nghiên cứu về Kỹ thuật xử lý đất nhiễm kim loại nặng

Theo Purakayastha, T J., & Chhonkar, P K (2010) Xử lý đất bị ô nhiễm kim loại nặng bằng thực Nghiên cứu Liên quan đến việc sử dụng một

số vi sinh vật (vi khuẩn, vi khuẩn cổ và nấm) để thực hiện quá trình hấp thụ, lắng đọng, oxy hóa và khử kim loại nặng trong đất Việc sử dụng nấm rễ cộng sinh, phân lập các gen tích lũy kim loại ở các loại thực vật siêu tích lũy khác nhau và sự kết hợp của chúng vào các loại cây trồng có sinh khối cao thông qua các kỹ thuật kỹ thuật di truyền hứa hẹn cho việc chiết xuất một lượng lớn kim loại từ đất bằng phương pháp thực vật

Theo Mehul Tiwari và Prof Dr Divya Bajpai Tripathy (2023) Nghiên cứu Các chất gây ô nhiễm trong đất và việc loại bỏ chúng thông qua xử lý đất tăng cường chất hoạt động bề mặt Nghiên cứu này chỉ ra chất hoạt động bề mặt

đã cho thấy tiềm năng to lớn trong việc tăng cường khả năng khắc phục đất bị ô nhiễm Chất hoạt động bề mặt có thể cải thiện khả năng hòa tan và tính di động

của các chất gây ô nhiễm kỵ nước và tạo điều kiện loại bỏ chúng khỏi đất

Nghiên cứu về quy định cho phép của KLN trong đất trên thế giới

Theo Kabata-Pendias(1992) khi nghiên cứu đánh giá mức độ ảnh hưởng của đất đối với cây trồng và sức khoẻ con nhiều nước trên thế giới đã quy định mức ô nhiễm KLN trong đất nông nghiệp (bảng 1.1)

Bảng 1.1 Hàm lượng tối đa cho phép (MAX) của các KLN được xem là

độc đối với thực vật trong đất nông nghiệp

1.3.2 Nghiên cứu ô nhiễm KLN trong môi trường đất ở Việt Nam

Nghiên cứu hàm lượng KLN ở tầng đất mặt trong một số loại đất ở việt Nam

Khi phân tích đánh giá về kim loại nặng ở tầng đất mặt ở một số loại đất

ở Việt Nam Theo tác giả Trần Công Tấu và Trần Công Khánh (1998) khi nghiên cứu KLN đối với 7 kim loại Co, Cr, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn với hàm lượng xem (bảng 1.2)

Bảng 1.2 Hàm lượng KLN ở tầng đất mặt trong một số loại đất ở Việt Nam

227,1 0,96

30,8

<0,36

17924 1,45

239 134,7

DĐ

13,6 0,24

34,9

<0,57

37,1 0,29

86,7 0,6 Đất xám phát triển trên

Granit miền Trung

2,6 0,62

25,9

<0,36

8823 19,8

26,0 14,5

12,4 1,14

23,4

<0,51

21,4 4,89

(Nguồn: Trần Công Tấu & Trần Công Khánh, 1998 )

Nghiên cứu hàm lượng KLN ở tầng đất nông nghiệp

Trần Thị Minh Thu, Trần Anh Tuấn, Trần Minh Tiến (2018) Nghiên cứu đánh giá thực trạng ô nhiễm kim loại nặng trong đất nông nghiệp tỉnh bắc ninh điều tra, đánh giá ô nhiễm kim loại nặng (KLN) của 300 mẫu đất sản xuất nông nghiệp của tỉnh Bắc Ninh cho thấy hầu hết các mẫu đất điều tra (93,3%) có hàm lượng KLN tồn dư dưới ngưỡng cho phép Trong tổng số 300 mẫu đất thu thập có 4 mẫu ô nhiễm và 55 mẫu cận ô nhiễm Pb; 2 mẫu ô nhiễm

và 17 mẫu cận ô nhiễm Cd; 13 mẫu ô nhiễm và 78 mẫu cận ô nhiễm Hg; 2 mẫu được xác định là ở mức cận ô nhiễm với Cu; 10 mẫu cận ô nhiễm với Zn, 17 mẫu cận ô nhiễm với As so với tiêu chuẩn Việt Nam (QCVN03-2023/BTNMT) Các điểm được đánh giá là cận ô nhiễm KLN tập trung nhiều

ở các khu công nghiệp, làng nghề thuộc các huyện Gia Bình, Quế Võ, Thuận Thành, thành phố Bắc Ninh, Yên Phong

Nghiên cứu về hàm lượng kim loại nặng trong đất nông nghiệp theo vùng.

Theo Hồ Thị Lam Trà và Kazuhiko Egashira (2001) nghiên cứu hàm lượng các nguyên tố KLN trong các loại đất khác nhau Kết quả thể hiện (bảng 1.3) cho thấy, sự khác nhau giữa hàm lượng KLN của các khu vực có thể do sự khác biệt giữa đá mẹ và mẫu chất Trong đá vôi có hàm lượng Cu = 106 mg/kg

và Zn =153 mg/kg khá cao nhưng lại thấp ở đá cát Cu = 16 mg/kg và Zn =32 mg/kg Hàm lượng Pb ở mức trung bình trong các loại đá và đất trên còn Cd lại có hàm lượng khá thấp

Bảng 1.3 Hàm lượng một số kim loại nặng trong đất nông nghiệp

ở một số vùng của Việt Nam (mg/kg)

Địa điểm Đá mẹ và mẫu chất Cây trồng Cu Pb Zn Cd

(Nguồn: Hồ Thị Lam Trà và Kazuhiko Egashira,2001)

Nghiên cứu ô nhiễm KLN do công nghiệp và đô thị

Đối với một số ngành công nghiệp đặc thù xuất công nghiệp, công nghiệp có sử dụng sút, clo là nguồn phế thải nhiều thuỷ ngân; ngành công nghiệp sử dụng than đá và vật liệu mỏ như dầu là nguồn thải Pb, Hg và Cd hàm lượng KLN gây ô nhiễm môi trường trong quá trình quản lý và xử lý các nguồn thải chưa chặt chẽ, không được coi trọng đã gián tiếp gây ô nhiễm dần dần môi trường lớn

Theo nhà nghiên cứu Lê Văn Khoa Lê Thị An Hằng, Phạm Minh Cương (1999) ở khu vực công ty Pin Văn Điển và công ty Orionel-Hanel cho thấy: nước thải của 2 khu vực trên đều có chứa các KLN đặc thù trong quy trình sản xuất, với hàm lượng vượt quá TCVN 5945/1995 đối với nước mặt loại B (Pin Văn Điển Hg: vượt 9,04 lần; Orionel-Hanel: Pb vượt 1,12 lần) Hàm lượng các KLN trong trầm tích sông Tô Lịch cao hơn hàm lượng trong tiêu chuẩn Pb(13,88 - 20,5 lần); Cd( 1,7÷4,02 )lần và Hg (3,9 ÷ 18 lần).Trong trầm tích mương Hanel, 2 KLN có hàm lượng vượt quá hàm lượng nền là Pb (3,3 ÷ 10,25) lần; Hg(1,56 ÷ 2,24 lần) Đất gần công ty Pin Văn Điển có hàm lượng

Zn cao hơn hàm lượng tối đa gây độc cho thực vật ở đất nông nghiệp, theo tiêu chuẩn của Anh từ 1,33 - 1,79 lần Kết quả được thể hiện ở bảng 1.4

Bảng 1.4 Hàm lượng kim loại nặng trong đất tại khu vực

công ty Pin Văn Điển và Orionel-Hanel

Theo tác giả Nguyễn Ngọc Nông (2003) cho thấy rằng, hàm lượng của các nguyên tố Cd, Pb As trong đất ở Bắc Kạn và ở Thái Nguyên càng lớn đối với vùng gần đô thị, khu công nghiệp và khu dân cư tập trung Tuy hàm lượng các nguyên tố chưa vượt quá TCCP nhưng hàm lượng Cd, Pb, As khá cao trong vài loại đất ở vùng thành phố Thái Nguyên đang là sự cảnh báo về môi trường ( bảng 1.5)

Bảng 1.5 Hàm lượng Cd, Pb, As trong đất ở Bắc Kạn và Thái nguyên

(Nguồn: Nguyễn Ngọc Nông, 2003)

Theo N.M.Maqsud (1998) (đại học tổng hợp Mainz_Đức) về hàm lượng KLN tích tụ trong nước và bùn của các kênh rạch ở vùng nội ô và ngoại ô thành phố Hồ Chí Minh, kết luận: Nồng độ các KLN độc hại trong nước ô nhiễm của các kênh rạch vượt quá giá trị cho phép so với nước sông rạch không ô nhiễm tăng từ 16 đến 700 lần Nước ở các kênh rạch Nhiêu Lộc - Thị Nghè, Cầu Bông, Ucay so với giá trị tiêu chuẩn có hàm lượng Cd gấp 16 lần,

Cr gấp 60 lần, Zn gấp 90 lần, Pb gấp 700 lần Hàm lượng các KLN trong trầm tích của kênh Nhiêu Lộc tại địa điểm cầu Ông Tá rất cao: Tích luỹ As (18,3%),

Pb (7460 ppm), Cu (1090 ppm), Zn (2200 ppm) Nguyên nhân gây nên sự ô nhiễm trên là do nước thải sinh hoạt, nước thải của các sông nhánh không được

xử lý với lượng nước độc hại khoảng 600.000 m3/ngày và với chất thải của

khoảng 20.000 cơ sở sản xuất công nghiệp và tác nhân ô nhiễm phân tán do các cơ sở công nghiệp nhỏ và tiểu thủ công đều trực tiếp hoặc gián tiếp thải nước vào các dòng chảy kênh rạch

Nghiên cứu về môi trường đất ở làng nghề :

Theo tác giả Phạm Quang Hà và cs.(2000), cho thấy hàm lượng KLN

trong môi trường đất ở làng nghề cô đúc nhôm, đồng Văn Môn - Yên Phong -

Bắc Ninh, khá cao: Trung bình hàm lượng Cd là 1,0 mg/kg (dao động từ 0,3 - 3,1 mg/kg), Cu là 41,1 mg/kg (dao động từ 20,0 - 216,7 mg/kg), Pb là 39,7 mg/kg (dao động từ 20,1 - 143,1 mg/kg) và Zn là 100,3 mg/kg (dao động từ 33,7 - 886,4 mg/kg) (bảng 1.6)

Bảng 1.6 Hàm lượng các kim loại nặng trong đất ở Văn Môn

Theo Nguyễn Thị Lan Hương và Cs(2018) Nghiên cứu xử lý dư lượng kim loại nặng trong đất trồng cây rau muống bằng vật liệu nano hydroxyapatite

khuyết canxi, đã tổng hợp thành công vật liệu hydroxyapatite khuyết canxi đơn pha Vật liệu hydroxyapatite khuyết canxi tổng hợp được có kích thước nano, chiều rộng từ 20-30nm, chiều dài từ 200-250nm Vật liệu d-HAp đã hấp phụ được một lượng lớn các ion kim loại nặng có trong đất, đặc biệt là Cu và Fe

Cụ thể, vật liệu d-Hap xử lý được 69.7% lượng Cu; 52.2% lượng Fe; 19.9% lượng Ni và 11.96% Cr Từ đó cho thấy, vật liệu hydroxyapatite tổng hợp được hấp phụ khá tốt các kim loại nặng trong đất, đã làm giảm đáng kể dư lượng các kim loại này trong đất trồng cây rau muống

Theo Võ Văn Minh – Võ Châu Tuấn(2010) Nghiên cứu công nghệ xử

lý kim loại nặng trong đất bằng thực vật chỉ raCó ít nhất 400 loài phân bố trong

45 họ thực vật được biết là có khả năng hấp thụ kim loại

1.4 Đánh giá chung các vấn đề tổng quan về ô nhiễm đất

Từ các cơ sở lý luận thực tiễn, các công trình nghiên cứu liên quan đến kim loại nặng trong môi trường đất trên thế giới, cũng như ở Việt Nam, Tác giả nhận thấy các vấn đề chính như sau:

Vấn đề về sự nguy hiểm của kim loại nặng đối với động thực vật và đặc biệt là con người.Việc nhiễm độc các kim loại nặng ảnh hưởng tới động thực vật ở nhiều mức độ khác nhau với hàm lượng ít thì gây ra bệnh ảnh hưởng đến phát triển của động thực vật với liều lượng lớn có thể khiến động thực vật và con người có thể bị chết Đối với các kim loại nặng có tính độc cao như As,

Pb, Cd thì một lượng rất nhỏ đã gây độc nghiêm trọng

Vấn đề kiểm soát ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường đất nông nghiệp ở việt nam và trên thế giới rất được quan tâm Có rất nhiều công trình nghiên cứu về kim loại nặng trong môi trường đất ở Việt Nam đã chỉ ra hàm lượng kim loại nặng vượt nhiều lần ngưỡng cho phép

Hiện chưa có công trình nghiên cứu kim loại nặng trong đất sản xuất nông nghiệp trồng cây hàng năm ở địa bàn huyện Lục Nam Để đánh giá chất lượng đất

và quy hoạch vũng sản xuất lương thực thực phẩm an toàn thì nhu cầu cần thiết

có các đề tài nghiên cứu, phân tích hàm lượng kim loại nặng trong đất sản xuất nông nghiệp trồng cây hàng năm trên địa bàn huyện

Từ các vấn đề về sự nguy hại của kim loại nặng đối với môi trường và con người Do nhu cầu cần thiết của đề tài tác giả đã nghiên cứu tài liệu, phân tích để đánh giá hàm lượng kim loại nặng trong đất sản xuất nông nghiệp trồng cây hàng năm huyện Lục Nam Đặc biệt dựa vào tham vấn lãnh đạo, nhân dân địa phương và mức độ tác động của môi trường đến các địa phương tác giả tập chung vào nghiên cứu 3 xã Khám Lạng, Bảo Đài, Chu Điện Trên cơ sở đó đưa ra một số đề xuất, giải pháp làm giảm tác động đến môi trường đất của các địa phương trên

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu của đề tài: Đất sản xuất nông nghiệp trồng cây hàng năm trên địa bàn một số xã thuộc huyện Lục Nam (Hàm lượng một số kim loại nặng gồm As, Cd, Pb, Cu, Zn )

- Phạm vi nghiên cứu: Tầng đất mặt, đất sản xuất nông nghiệp trồng cây hàng năm tại 3 xã Khám Lạng, Chu điện và Bảo Đài huyện Lục Nam

2.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu

- Địa điểm nghiên cứu: Đất sản xuất nông nghiệp trồng cây hàng năm tại

xã Khám Lạng, Chu điện, Bảo Đài huyện Lục Nam

- Thời gian nghiên cứu: 2022 - 2023

2.3 Nội dung nghiên cứu

- Hiện trạng sản xuất nông nghiệp ở Lục Nam

- Hiện trạng hàm lượng các kim loại nặng trong môi trường tại huyện Lục Nam

- Các giải pháp quản lý kim loại nặng trong đất nông nghiệp huyện Lục Nam

2.4 Phương pháp nghiên cứu

Hàm lượng kim loại nặng trong đất sản xuất nông nghiệp trồng cây hàng năm phụ thuộc vào nhiều yếu tố như do cấu trúc thành phần ban đầu của đất, hàm lượng tăng giảm theo thời gian do quá trình tích tụ hoặc rửa trôi, thẩm thấu, thực vật hấp thụ Trong nghiên cứu này tác giả nghiên cứu tài liệu liên quan, chọn các địa bàn có diện tích đất sản xuất nông nghiệp hàng năm lớn, tập chung và các diện tích chịu tác động ảnh hưởng của môi trường do con người sản xuất và sinh hoạt Các xã nghiên cứu có nguồn nước tưới ở hạ lưu