Nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường nước, phân bón đến sự tích lũy Pb, As và tồn dư NO3 trong rau cải xanh tại Thành phố Thái Nguyên

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN THANH DUY NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA MÔI TRƢỜNG NƢỚC, PHÂN BÓN ĐẾN SỰ TÍCH LŨY Pb,As VÀ TỒN DƢ NO 3 – TRONG RAU CẢI XANH TẠI THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN Chuyên ngành: Khoa học môi trƣờng Mã số: 60 44 03 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS.TS. Nguyễn Thế Đặng Thái Nguyên, năm 2014 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Bản luận văn tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu thực sự của cá nhân tôi, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, nghiên cứu khảo sát và phân tích từ thực tiễn dưới sự hướng dẫn khoa học của GS.TS. Nguyễn Thế Đặng. Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn này là hoàn toàn trung thực, phần trích dẫn tài liệu tham khảo đều được ghi rõ nguồn gốc. Thái Nguyên, ngày 20 tháng 10 năm 2013 Ngƣời viết cam đoan Nguyễn Thanh Duy ii LỜI CẢM ƠN Trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được sự dạy bảo tận tình của các thầy cô, sự giúp đỡ của các bạn đồng nghiệp, sự động viên to lớn của gia đình và những người thân. Được sự nhất trí của Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa Tài nguyên và Môi trường, tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nguyên cứu ảnh hưởng của môi trường nước, phân bón đến sự tích lũy Pb, As và tồn dư NO 3 - trong rau cải xanh tại thành phố Thái Nguyên”. Với lòng biết ơn vô hạn, tôi xin chân thành cảm ơn GS. TS. Nguyễn Thế Đặng tận tình chỉ bảo, các thầy cô giáo khoa Tài nguyên và Môi trường đã truyền cho tôi những kiến thức quý báu trong suốt quá trình học tập và rèn luyện tại trường, giúp tôi hoàn thiện năng lực công tác, nhằm đáp ứng yêu cầu của người cán bộ khoa học sau khi ra trường. Do thời gian có hạn, năng lực còn hạn chế nên bản luận văn không thể tránh khỏi những thiết sót, Tôi rất mong nhận được những kiến thức đóng góp của các thầy, cô giáo cùng toàn thể các bạn để khóa luận này được hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 20 tháng 10 năm 2013 Tác giả luận văn Nguyễn Thanh Duy iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 1. Đặt vấn đề 1 2. Mục tiêu của đề tài 2 2.1. Mục tiêu tổng quát 2 2.2. Mục tiêu cụ thể 2 3. Yêu cầu của đề tài 3 4. Những đóng góp mới của đề tài 3 4.1. Ý nghĩa khoa học 3 4.2. Ý nghĩa thực tiễn 3 Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 5 1.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ rau trên Thế giới và Việt Nam 5 1.1.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ rau trên thế giới 5 1.1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ rau ở Việt Nam 7 1.2. Khái quát về rau an toàn 10 1.2.1. Khái niệm rau an toàn 10 1.2.2. Chất lượng của rau an toàn 10 1.3. Hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng trong đất, nước ở Việt Nam 11 1.4. Ảnh hưởng của sự có mặt kim loại nặng trong môi trường đất, nước đến sự tích luỹ của chúng trong nông sản 15 1.5. Ảnh hưởng do sử dụng phân bón, chất kích thích sinh trưởng, và thuốc bảo vệ thực vật đến chất lượng nông sản 17 1.6. Một số biện pháp xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường 20 1.7. Dinh dưỡng đạm cho rau và vấn đề tồn dư nitrat 23 1.7.1. Vai trò của N đối với sự sinh trưởng và phát triển của cây rau 23 1.7.2. Quá trình chuyển hoá đạm trong cây 24 1.7.3. Độc tính của Nitrat 24 1.7.4. Những yếu tố gây tồn dư NO 3 - trong rau xanh 25 1.7.5. Biện pháp hạn chế tồn dư nitrat trong rau 33 Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35 2.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 35 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu 35 iv 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu 35 2.2. Nội dung nghiên cứu 35 2.3. Vật liệu nghiên cứu 35 2.4. Phương pháp nghiên cứu 36 2.4.1. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp 36 2.4.2. Phương pháp điều tra khảo, sát thực địa 36 2.4.3. Phương pháp lấy mẫu trong điều tra 36 2.4.4.Phương pháp bố trí thí nghiệm 37 2.4.5. Phương pháp theo dõi, và lấy mẫu phân tích 38 2.4.6. Phương pháp xử lý mẫu 38 Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 40 3.1. Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội và tình hình sản xuất rau xanh của thành phố Thái Nguyên 40 3.1.1. Điều kiện tự nhiên 40 3.1.2. Điều kiện kinh tế xã hội 42 3.2. Tình hình sản xuất rau của thành phố Thái Nguyên 46 3.2.1. Diện tích, năng suất, sản lượng rau qua các năm 46 3.2.2. Diện tích, năng suất, sản lượng rau theo đơn vị hành chính 47 3.2.3. Cơ cấu mùa vụ trong sản xuất rau 49 3.2.4. Tình hình sử dụng phân bón và hóa chất bảo vệ thực vật cho rau 50 3.3. Hiện trạng hàm lượng Pb và As trong đất trồng rau, nguồn nước tưới và phân bón cho rau tại thành phố Thái Nguyên 53 3.3.1. Hiện trạng môi trường đất 53 3.3.2. Hiện trạng môi trường nước 57 3.4. Hàm lượng NO 3 - và KLN (Pb, As) trong một số loại rau tại thành phố Thái Nguyên 59 3.4.1. Hàm lượng NO 3 - trong rau 59 3.4.2. Hàm lượng Pb trong sản phẩm rau trồng tại Túc Duyên và Đồng Bẩm 60 3.4.3. Hàm lượng As trong sản phẩm rau trồng tại Túc Duyên và Đồng Bẩm 61 3.5 Ảnh hưởng của hàm lượng KLN (Pb, As) trong nước tưới đến năng suất rau cải canh 62 3.6. Ảnh hưởng của các mức bón phân đạm đến năng suất và sự biến động NO 3 - trong cây cải canh 62 3.6.1. Ảnh hưởng của các mức đạm đến sinh trưởng và năng suất cải canh 62 3.6.2. Ảnh hưởng của các mức bón đạm đến sự biến động NO 3 - trong rau cải canh 66 v 3.6.3. Sự biến động NO 3 - và đạm tổng số trong đất trồng cải canh 67 3.7. Đề xuất một số biện pháp hạn chế sự tồn dư NO 3 - và tích lũy KLN (Pb, As) trong rau tại thành phố Thái Nguyên 68 3.7.1. Biện pháp hạn chế tồn dư NO3- trong rau 69 3.7.2. Biện pháp hạn chế hàm lượng kim loại nặng trong rau 69 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71 1. Kết luận 71 2. Kiến nghị 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 vi DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT BTNMT : Bộ tài nguyên môi trường BVMT : Bảo vệ môi trường BVTV : Bảo vệ thực vật ĐHTN : Đại học Thái Nguyên FAO : Tổ chức Nông lương GDP : Tổng sản phẩm nội địa GTSX : Giá trị sản xuất KLN : Kim loại nặng PTNT : Phát triển nông thôn QCVN : Quy chuẩn Việt Nam RAT : Rau an toàn TCCP : Tiêu chuẩn cho phép TCQĐ : Tiêu chuẩn quy định TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam USDA : Bộ Nông nghệp Hoa Kỳ WHO : Tổ chức Y tế thế giới vii DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU Bảng 1.1. Nhu cầu sử dụng phân bón hóa học của Việt Nam (kg/ha) 17 Bảng 1.2. Hàm lượng một số kim loại nặng trong một số phân bón thông thường(mg/kg) 18 Bảng 1.3. Ngưỡng cho phép một số kim loại nặng trong rau quả tươi(mg/kg) 19 Bảng 1.4. Số lượng thuốc BVTV được sử dụng ở Việt Nam 19 Bảng 3.1. Tăng trưởng ngành nông nghiệp giai đoạn 2002 - 2012 43 Bảng 3.2. Dân số trung bình phân theo giới tính ở tỉnh Thái Nguyên 45 Bảng 3.3: Diện tích, Năng suất, Sản lượng rau của Thành phố Thái Nguyên qua các năm 47 Bảng 3.4: Diện tích, năng suất, sản lượng rau năm 2011 của Thành phố Thái Nguyên theo các đơn vị hành chính 48 Bảng 3.5. Hiện trạng sử dụng phân bón cho rau tại Thành phố Thái Nguyên 51 Bảng 3.6. Hiện trạng sử dụng thuốc BVTV cho các loại rau tại thành phố Thái Nguyên 52 Bảng 3.7: Hàm lượng kim loại nặng trong đất trồng rau tại Túc Duyên 54 Bảng 3.8: Hàm lượng kim loại nặng trong đất trồng rau tại Đồng Bẩm 55 Bảng 3.9: Hàm lượng kim loại nặng trong nước tưới tại Túc Duyên 58 Bảng 3.10: Hàm lượng kim loại nặng trong nước tưới tại Đồng Bẩm 59 Bảng 3.11. Hàm lượng NO 3 - trong sản phẩm rau sản xuất tại thành phố Thái Nguyên 60 Bảng 3.12. Hàm lượng Pb trong sản phẩm rau sản xuất tại thành phố Thái Nguyên 60 Bảng 3.13: Hàm lượng As trong sản phẩm rau sản xuất tại thành phố Thái Nguyên 61 3.14: Bảng bố chí thí nghiệm 62 Bảng 3.15. Các mức đạm bón ảnh hưởng đến chiều cao cây cải canh (cm/cây) 63 Bảng 3.16. Ảnh hưởng của các mức đạm bón đến động thái ra lá của cây cải canh (lá/cây) 64 viii Bảng 3.17. Ảnh hưởng của các mức bón đạm đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất cây cải canh 65 Bảng 3.18. Ảnh hưởng của các mức đạm bón đến sự tồn dư NO 3 - qua các thời kì sinh trưởng của cây cải canh 66 Bảng 3.19. Ảnh hưởng của các mức bón đạm biến động thái biến động NO 3 - và đạm tổng số trong đất 67 ix DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 3.1. Bản đồ vị trí địa lý tỉnh Thái Nguyên 40 Hình 3.2. Hàm lượng Pd trong đất tại Đồng Bẩm và Túc Duyên 56 Hình 3.3. Hàm lượng As trong đất tại Đồng Bẩm và Túc Duyên 56 Hình 3.4 Mối tương quan giữa năng suất cây cải canh và hàm lượng NO 3 - trong đất sau thu hoạch. 66 Hình 3.5. Sự tương quan giữa đạm tổng số và hàm lượng NO 3 - trong đất sau thu hoạch 68 [...]... của Thành phố Thái Nguyên - Hiện trạng sản xuất rau tại thành phố Thái Nguyên - Hiện trạng hàm lượng Pb và As trong đất trồng rau, nguồn nước tưới và phân bón cho rau tại thành phố Thái Nguyên - Tình hình tồn dư NO3- và tích lũy KLN (Pb, As) trong một số loại rau tại thành phố Thái Nguyên - Ảnh hưởng của hàm lượng KLN (Pb, As) trong nước tưới đến năng suất rau cải canh - Ảnh hưởng của các mức bón phân. .. liệu cơ bản về một số loại rau được sử dụng tại thành phố Thái Nguyên 3 - Đánh giá mức độ ảnh hưởng nước tưới và phân bón đến năng suất và sự tích luỹ Pb và As và tồn dư NO3- trong phần thương phẩm của rau cải xanh ( Brassica juncea) - Đề xuất một số biện pháp hạn chế tồn dư và sự tích lũy Pb, As và NO3- trong rau cải xanh ( Brassica juncea) ở thành phố Thái Nguyên 3 Yêu cầu của đề tài - Khái quát chung... tiến hành thực hiện đề tài “ Nguyên cứu ảnh hưởng của môi trường nước, phân bón đến sự tích lũy Pb, As và tồn dư NO 3trong rau cải xanh ( Brassica juncea) tại thành phố Thái Nguyên 2 Mục tiêu của đề tài 2.1 Mục tiêu tổng quát - Đưa ra những dẫn liệu cơ bản về thực trạng Pb và As có trong môi trường đất trồng, nước tưới và phân bón tại một số vùng sản xuất rau ở thành phố Thái Nguyên 2.2 Mục tiêu cụ thể... thu Pb và As trong nước tưới, đất trồng, phân bón cho rau trồng tại Thành phố Thái Nguyên - Đối với các sinh viên và các nhà nghiên cứu nghiên cứu này sẽ phục vụ như là tài liệu tham khảo để nghiên cứu thêm về ảnh hưởng của nước, đất và phân bón trên sự tích tụ Pb, As trong rau 4.2 Ý nghĩa thực tiễn - Đưa ra những dẫn liệu cơ bản về tình hình ô nhiễm Pb, As trong đất trồng, nước tưới và trong rau sản... đạm đến năng suất và sự biến động NO 3trong cây cải canh - Đề xuất một số biện pháp hạn chế sự tồn dư NO3- và tích lũy KLN (Pb, As) trong rau tại thành phố Thái Nguyên 4 Những đóng góp mới của đề tài 4.1 Ý nghĩa khoa học - Đóng góp về mặt lý luận cho việc giải thích các mối tương quan giữa hàm lượng các kim loại nặng trong đất, trong nước và hàm lượng của chúng trong phần sử dụng của một số loại rau. .. mg/kg và hành tây từ 72,8 mg/kg lên 87,4 mg/kg Tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của lượng đạm bón đối với sự tích luỹ nitrat trong rau cải bẹ xanh trên nền đất xám tại thành phố Hồ Chí Minh, Phạm Minh Tâm (2001) [32] cho thấy năng suất cải bẹ xanh tăng dần khi tăng lượng đạm bón, cao nhất ở mức bón 150 kg N/ha, tuy vậy thì hàm lượng NO3- trong rau khi thu hoạch quan hệ chặt với lượng đạm bón, từ 31,7mg NO3- /kg... sở sản xuất đã chú ý đến tổ chức sản xuất rau an toàn Sản xuất rau an toàn đã được triển khai nghiên cứu và phát triển từ năm 1995 do trường trình rau quốc tế với sự tham gia của 80 nhà khoa học nghiên cứu về rau sạch đã làm việc với 11 viện nghiên cứu, các Trường đại học và các Trung tâm rau sạch trong cả nước Chương trình này phối hợp nghiên cứu đã đưa vào sản xuất 12 giống rau đã được công nhận... axitamin, N sẽ tích luỹ trong cây ở dạng Nitrat hoặc Cyanogen * Ảnh hưởng của liều lượng đạm bón đến năng suất và tồn dư NO3- trong rau Ở Việt Nam do chạy theo năng suất và lợi nhuận, người sản xuất đã lạm dụng phân đạm Trong khi sử dụng phân đạm theo chiều hướng gia tăng thì việc sử dụng phân lân và phân ka ly rất ít, phối hợp theo tỷ lệ không hợp lý điều đó đã làm cho hàm lượng nitrat trong thương... nặng vào cây trồng Hàm lượng Cd trong dung dịch dinh dư ng ở mức thấp (5 10ppm Cd) sự sinh trưởng của rau diếp tăng nhưng ở mức Cd trong dung dịch dinh dư ng cao (>10ppm) thì sự sinh trưởng của rau diếp giảm Khi nghiên cứu sự hấp thụ Cd của cây đậu Jill trên nền đất chịu ảnh hưởng của nước thải cho thấy hàm lượng Cd trong cây tỷ lệ với mức độ ô nhiễm Cd trong bùn thải, nước thải Tương tự trong đất, sự. .. NO3- /kg rau tươi ở mức 0 kg N/ha lên 524,9 mg NO3- /kg ở mức 180 kg N/ha Kết quả nghiên cứu của Đặng Thu Hoà (2002) [17] trên đất phù sa Sông Hồng cũng cho kết quả tương tự, tăng lượng đạm bón làm tăng sự tích luỹ nitrat trong rau, với rau muống tăng mức đạm bón từ 120 kg N/ha lên 180 kg N/ha thì hàm lượng NO3- trong rau tăng lên thêm 250 mg/kg rau * Ảnh hưởng của thời gian bón thúc đạm lần cuối đến thu . Tài nguyên và Môi trường, tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài: Nguyên cứu ảnh hưởng của môi trường nước, phân bón đến sự tích lũy Pb, As và tồn dư NO 3 - trong rau cải xanh tại thành phố Thái. đề tài “ Nguyên cứu ảnh hưởng của môi trường nước, phân bón đến sự tích lũy Pb, As và tồn dư NO 3 - trong rau cải xanh ( Brassica juncea) tại thành phố Thái Nguyên . 2. Mục tiêu của đề tài. hình tồn dư NO 3 - và tích lũy KLN (Pb, As) trong một số loại rau tại thành phố Thái Nguyên. - Ảnh hưởng của hàm lượng KLN (Pb, As) trong nước tưới đến năng suất rau cải canh. - Ảnh hưởng của