Nghiên cứu đánh giá hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng (as, cd, pb) trong đất, nước và rau tại một số vùng chuyên canh rau khu vực ven đô thành phố thái nguyên

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ---***--- Trương Công Đức NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG As, Cd, Pb TRONG ĐẤT, NƯỚC VÀ RAU TẠI MỘT SỐ VÙNG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-*** -

Trương Công Đức

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG (As,

Cd, Pb) TRONG ĐẤT, NƯỚC VÀ RAU TẠI MỘT SỐ VÙNG CHUYÊN CANH

RAU KHU VỰC VEN ĐÔ THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

HÀ NỘI – 2014

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-*** -

Trương Công Đức

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG (As,

Cd, Pb) TRONG ĐẤT, NƯỚC VÀ RAU TẠI MỘT SỐ VÙNG CHUYÊN CANH

RAU KHU VỰC VEN ĐÔ THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN

Chuyên ngành: Khoa học Môi Trường

Mã số: 60 44 03 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS NGUYỄN XUÂN CỰ

HÀ NỘI – 2014

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn tới thầy hướng dẫn luận văn của tôi, Phó giáo sư - Tiến sĩ Nguyễn Xuân Cự, đã tạo mọi điều kiện, động viên và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này Trong suốt quá trình nghiên cứu, thầy đã kiên nhẫn hướng dẫn, trợ giúp và động viên tôi rất nhiều Sự hiểu biết sâu sắc về khoa học, cũng như kinh nghiệm của thầy chính là tiền đề giúp tôi hoàn thiện luận văn Cảm ơn Thầy

đã quan tâm, giúp đỡ cho luận văn của tôi Kết quả nghiên cứu trong luận văn là một phần trong đề tài nghiên cứu cấp Bộ do NCS Phạm Thị Mỹ Phương thực hiện và cũng

là một phần trong luận án của chị Xin cảm ơn chị Phạm Thị Mỹ Phương đã cho tôi được tham gia thực hiện đề tài và sử dụng một phần kết quả công bố trong đề tài Chị cũng đã đưa ra những ý kiến góp ý vô cùng quý báu

Xin cám ơn các thầy cô và các anh, các chị, các em trong Khoa Môi trường, Phòng sau đại học, Trường đại học Khoa học Tự Nhiên đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện luận văn Tôi cũng xin cảm ơn bạn bè và gia đình đã luôn bên tôi, cổ vũ

và động viên tôi những lúc khó khăn để có thể vượt qua và hoàn thành tốt luận văn này

Trong quá trình thực hiện không tránh khỏi những khiếm khuyết tôi rất mong thầy cô và các bạn thông cảm và góp ý để luận văn hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU THAM KHẢO 3

1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ rau trên thế giới và Việt Nam 3

1.1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ rau trên thế giới 3

1.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ rau ở Việt Nam 5

1.1.3 Tình hình sản xuất rau của thành phố Thái Nguyên 11

1.2 Nghiên cứu về ô nhiễm kim loại nặng 13

1.2.1 Nghiên cứu về kim loại nặng trên thế giới 13

1.2.2 Nghiên cứu ô nhiễm KLN ở Việt Nam 18

1.2.3 Một số nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường các vùng trồng rau 24

1.3 Một số quy định chung để sản xuất rau an toàn 27

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32

2.1 Đối tượng nghiên cứu 32

2.2 Phương pháp nghiên cứu 32

2.2.1 Phương pháp thu thập, tổng hợp và phân tích tài liệu thứ cấp 32

2.2.2 Phương pháp khảo sát thực địa 32

2.2.3 Phương pháp lấy mẫu đất, nước và rau 33

2.2.4 Phương pháp phân tích mẫu đất 35

2.2.5 Phương pháp xử lý số liệu 37

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 38

3.1 Đặc điểm và hiện trạng sản xuất rau tại khu vực nghiên cứu 38

3.1.1 Đặc điểm khu vực nghiên cứu 38

3.1.2 Hiện trạng sản xuất rau tại khu vực nghiên cứu 39

3.2 Một số tính chất lý, hóa học của mẫu đất tại 2 vùng chuyên canh rau của thành phố Thái Nguyên 42

3.2.1 Kết quả phân tích thành phần cơ giới, độ chua của đất (pH KCl), CHC và dung tích trao đổi catrion của đất 42

3.2.2 Hàm lượng N, P, K tổng số trong đất nghiên cứu 45

3.2.3 Hàm lượng N, P, K dễ tiêu trong đất nghiên cứu 48

3.2.4 Hàm lượng Cd, Pb, As tổng số trong đất nghiên cứu 51

3.3 Một số chỉ tiêu chất lượng nước ở Túc Duyên và Quang Vinh 54

3.3.1 Giá trị pH của nước tưới ở Túc Duyên và Quang Vinh 54

3.3.2.Hàm lượng Pb trong nước tưới rau ở khu vực Túc Duyên và Quang Vinh 54 3.3.3 Hàm lượng Cd trong nước tưới ở khu vực Túc Duyên và Quang Vinh 57

3.3.4 Hàm lượng As trong nước tưới ở khu vực Túc Duyên và Quang Vinh 58

3.4 Hàm lượng kim loại nặng trong rau tại khu vực Túc Duyên và Quang Vinh 60

3.4.1 Hàm lượng Pb trong rau tại khu vực Túc Duyên và Quang Vinh 60

3.4.2 Hàm lượng Cd trong rau tại khu vực Túc Duyên và Quang Vinh 61

3.4.3 Hàm lượng As trong rau ở Túc Duyên và Quang Vinh 63

3.5 Sự tương quan giữa hàm lượng kim loại nặng trong nước, đất và rau 64

3.6 Một số giải pháp nhằm giảm thiểu tác động của ô nhiễm kim loại nặng trong rau 66

3.6.1 Giải pháp về quản lý, chính sách 66

3.6.2 Các giải pháp kỹ thuật 68

KẾT LUẬN 69

TÀI LIỆU THAM KHẢO 71

Tài liệu tiếng Việt 71

Tài liệu tiếng Anh 74

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Diện tích và sản lượng rau của Việt Nam từ năm 1991 đến 2005 7

Bảng 1.2 Số liệu thống kê Diện tích, năng suất, sản lượng rau tại một số vùng trên cả nước từ năm 2007 đến năm 2009 7

Bảng 1.3 Hàm lượng của một số kim loại nặng trong một số loại đá (mg/kg) 13

Bảng 1.4 Sự phát thải toàn cầu của một số nguyên tố kim loại (108 g/năm) 14

Bảng 1.5 Trị số trung bình KLN trong bùn cống rãnh thành phố (ppm) 15

Bảng 1.6 Kết quả trung bình của Cu, Zn và chất rắn lơ lửng 16

Bảng 1.7 Nồng độ thường thấy của các KLN trong một số loại chế phẩm (mg/kg) 17

Bảng 1.8 Hàm lượng tối đa cho phép (MAC) của các KLN được xem là độc đối với thực vật trong đất nông nghiệp 17

Bảng 1.9 Hàm lượng KLN ở tầng đất mặt trong một số loại đất ở Việt Nam (mg/kg)18 Bảng 1.10 Hàm lượng một số KLN trong đất nông nghiệp ở một số vùng của Việt Nam (mg/kg) 19

Bảng 1.11 Hàm lượng KLN trong đất tại khu vực công ty Pin Văn Điển và Orinel-Hanel (ppm) 20

Bảng 1.12 Hàm lượng của các nguyên tố KLN trong bụi không khí và một số mẫu đất ở thành phố Hồ Chí Minh 20

Bảng 1.13 Hàm lượng một số kim loại nặng trong các sản phẩm dùng làm phân bón trong nông nghiệp (ppm) 22

Bảng 1.14 Hàm lượng các kim loại nặng trong đất ở Văn Môn 23

Bảng 1.15 Mức giới hạn tối đa cho phép của hàm lượng nitrat (NO3-) trong một số sản phẩm rau tươi (mg/kg) 27

Bảng 1.16 Hàm lượng tối đa cho phép của một số kim loại nặng và độc tố trong sản phẩm rau tươi 28

Bảng 1.17 Giới hạn hàm lượng tổng số của một số kim loại nặng trong một số loại đất (mg/kg đất khô) 29 Bảng 1.18 Dư lượng cho phép và thời gian cách ly một số loại thuốc trừ sâu bênh trên

Bảng 3.1 Hiện trạng sử dụng phân bón cho một số loại rau tại Thành Phố Thái Nguyên 40

Bảng 3.2 Tình hình sử dụng thuốc BVTV cho một số loại rau tại thành phố Thái Nguyên 41

Bảng 3.3.Thành phần cơ giới, độ chua, CHC và dung tích trao đổi catrion của đất tại khu vực nghiên cứu 43

Bảng 3.4 Hàm lượng N, P, K tổng số trong đất tại hai khu vực nghiên cứu (%) 46

Bảng 3.5 Hàm lượng N, P, K dễ tiêu trong đất tại hai khu vực nghiên cứu 48

Bảng 3.6: Hàm lượng Cd, Pb, As tổng số trong đất trồng rau (mg/kg) 52

Bảng 3.7 Kết quả pH nước tưới rau tại các khu vực nghiên cứu 54

Bảng 3.8 Hàm lượng Pb trong nước tưới ở khu vực Túc Duyên và Quang Vinh (mg/l) 55

Bảng 3.9 Hàm lượng Cd trong nước tưới ở khu vực Túc Duyên và Quang Vinh (mg/l) 57 Bảng 3.10 Hàm lượng As trong nước tưới ở khu vực Túc Duyên và Quang Vinh (mg/l) 59

Bảng 3.11 Hàm lượng Pb trong rau ở Túc Duyên và Quang Vinh (mg/kg rau tươi) 60

Bảng 3.12 Hàm lượng Cd trong rau ở Túc Duyên và Quang Vinh (mg/kg rau tươi) 61

Bảng 3.13 Hàm lượng As trong rau ở Túc Duyên và Quang Vinh (mg/kg rau tươi) 63

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Giá trị sản xuất rau ở một số nước trên thế giới 5

Hình 3.1 pH của các mẫu tại khu vực Túc Duyên và Quang Vinh 44

Hình 3.2 So sánh hàm lượng Nitơ dễ tiêu ở trong các mẫu đất ở 2 khu vực nghiên cứu 49

Hình 3.3 So sánh hàm lượng P2O5dt ở trong các mẫu đất ở 2 khu vực nghiên cứu 50

Hình 3.4 So sánh hàm lượng K2O dễ tiêu ở trong các mẫu đất ở 2 khu vực nghiên cứu 51

Hình 3.5 Tỉ lệ các mẫu đất bị ô nhiễm tại Túc Duyên 53

Hình 3.6 Tỉ lệ các mẫu đất bị ô nhiễm tại Quang Vinh 53

Hình 3.7 Hàm lượng Pb trong nước tưới tại Túc Duyên và Quang Vinh 56

Hình 3.8 Hàm lượng Cd trong nước tưới tại Túc Duyên và Quang Vinh 58

Hình 3.9 Hàm lượng As trong nước tưới tại Túc Duyên và Quang Vinh 60

Hình 3.10 Hàm lượng Pb trong rau ở hai khu vực nghiên cứu 61

Hình 3.11 Hàm lượng Cd trong rau ở hai khu vực nghiên cứu 62

Hình 3.12 Hàm lượng As trong rau ở hai khu vực nghiên cứu 64

MỞ ĐẦU

Ở các thành phố của nước ta, rau xanh có vai trò quan trọng trong cung cấp thực phẩm cho người dân trong thành phố Cùng với sự tăng trưởng nông nghiệp nói chung, sản xuất rau đã đáp ứng được nhu cầu về số lượng, khắc phục dần tình trạng thiếu hụt lúc giáp vụ, nhiều chủng loại rau chất lượng cao đã được bổ sung trong bữa ăn hàng ngày của người dân Tuy nhiên, trong xu thế của một nền sản xuất thâm canh, tại một số vùng chuyên canh rau, mức độ không an toàn sản phẩm rau xanh và ô nhiễm môi trường do sản xuất phụ thuộc vào quá nhiều phân bón, hóa chất bảo vệ thực vật và nhất là lại bị ảnh hưởng khá lớn bởi chất thải công nghiệp và chất thải sinh hoạt Việc chạy theo lợi nhuận và sự hiểu biết của người trồng rau trong canh tác đã làm cho sản phẩm rau xanh và ô nhiễm môi trường canh tác rất cao do sản phẩm rau xanh bị ô nhiễm kim loại nặng, vi sinh vật gây bệnh có xu hướng ngày càng gia tăng

Thành phố Thái Nguyên không chỉ là trung tâm kinh tế chính trị văn hóa của tỉnh Thái Nguyên mà còn là trung tâm của vùng trunng du và miền núi phía Bắc với diện tích 189,705 km2 và dân số 330.707 người (năm 2010) Các khu vành đai sản xuất rau xanh cho thành phố cũng đã được hình thành từ nhiều năm qua, đặc biệt là trong khoảng 10 năm trở lại đây khi Thái Nguyên có sự phát triển từ thị xã lên thành phố

Phường Túc Duyên và phường Quang Vinh là vùng trồng rau chính của thành phố Thái Nguyên, nơi có diện tích và sản lượng rau lớn nhất Lượng rau và hoa do những người dân ở đây trồng có thể đáp ứng cho nhu cầu quanh năm của thị trường thành phố Các loại rau được trồng chủ yếu ở đây là rau ăn lá (cải bắp, cải canh), rau

ăn quả (đậu cô ve, cà chua), rau ăn củ (su hào, củ cải), rau gia vị (mùi), sản lượng đạt

từ 400 - 500 tấn/năm Bên cạnh đó, chính quyền địa phương cũng đã định hướng và tạo mọi điều kiện để người dân được tiếp cận khoa học kỹ thuật, các dự án phát triển rau và hoa của Trung ương và địa phương, nguồn vốn chính sách để ổn định sản xuất Tại Túc Duyên và Quang Vinh đã hình thành và phát triển một vùng chuyên canh trồng rau và hoa

Thái Nguyên hiện đã có hệ thống mương dẫn nước Sông Cầu vào hầu hết các cánh đồng rau, vì vậy nguồn nước được dùng để tưới rau chủ yếu là nước sông Cầu (khoảng 70%) Ngoài ra các hộ dân còn sử dụng nước thải của thành phố theo hệ thống

kênh thoát nước và nước từ ao, hồ, tù đọng gần khu dân cư và khu sản xuất để tưới rau (khoảng 30%) Tuy nhiên trong những năm gần đây chất lượng nước Sông Cầu có sự biến đổi mạnh chịu ảnh hưởng của nước thải từ các khu khai thác quặng đầu nguồn, các nguồn nước thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt, nên chất lượng nước các sông nhiều khi không đáp ứng yêu cầu cho sản xuất nông nghiệp nói chung, đặc biệt là sản xuất rau xanh

Điều này dẫn đến sự tích lũy các kim loại nặng trong rau Lượng nước thải và bùn thải mang nhiều thành phần gây độc đối với thực vật và hệ sinh thái môi trường đất

Sự tích lũy KLN trong đất nông nghiệp ngày càng trở thành mối quan tâm lớn

do những ảnh hưởng nghiêm trọng mà KLN gây ra đối với vấn đề an toàn thực phẩm cũng như sức khỏe con người Vấn đề ô nhiễm KLN nói chung và đặc biệt là các nguyên tố As, Cd, Pb trong đất và nước ở các vùng chuyên canh rau đã trở thành mối quan tâm đặc biệt của tất cả mọi người, vì mức độ độc hại của chúng có nguy cơ đe dọa đến sức khỏe của con người, các loài sinh vật và tiềm ẩn nhiều rủi ro sinh thái khác

Chính vì vậy, việc nghiên cứu sự ô nhiễm môi trường đất, nước do các kim loại nặng và sự tích lũy của chúng trong sản phẩm nông nghiệp là một vấn đề cấp bách hiện nay, góp phần ngăn chặn sự gia tăng ô nhiễm môi trường và tìm ra các biện pháp hữu ích để tạo ra sản phẩm nông nghiệp an toàn, hướng tới một nền nông nghiệp sạch

và bền vững Trong hoàn cảnh chung của yêu cầu sản xuất và điều kiện môi trường

đề tài: “Nghiên cứu đánh giá hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng (As, Cd, Pb) trong đất, nước và rau tại một số vùng chuyên canh rau khu vực ven đô thành phố Thái Nguyên”

được tiến hành, nhằm mục đích sau:

- Khảo sát hiện trạng môi trường đất, nước và tình hình sản xuất ở một số vùng chuyên canh rau khu vực ven đô Thành phố Thái Nguyên

- Xác định một số tính chất lý, hóa học đất trồng rau và hàm lượng một số kim loại nặng (Cd, Pb, As) trong đất, trong nước và trong rau tại một số vùng chuyên canh rau khu vực ven đô thành phố Thái Nguyên

- Đề xuất giải pháp nhằm giảm thiểu ô nhiễm kim loại nặng trong đất cho sản xuất rau an toàn ở vùng ven đô thành phố Thái Nguyên

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ rau trên thế giới và Việt Nam

1.1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ rau trên thế giới

Rau là những cơ quan của cây thân thảo được sử dụng làm thực phẩm như rễ,

rễ củ, thân củ, thân, chồi non, lá, hoa, quả Rau được chia làm hai nhóm chính: nhóm quả và nhóm sinh dưỡng Nhóm quả có phần sử dụng được là quả và hạt gồm họ cà chua (cà chua, cà tím, ớt rau… ), họ đậu (đậu hà lan, đậu đũa… ), họ bầu bí (bí đao, mướp, bầu, bí ngô, dưa chuột… ) Nhóm sinh dưỡng gồm rau ăn củ và rễ (khoai tây,

cà rốt, su hào… ), họ cải (cải trắng, cải bắp, súp lơ…), họ hành (hành, hẹ, tỏi…), rau thơm (quế, húng, thìa là…) Đây là các thực phẩm cần thiết không thể thiếu, là nguồn cung cấp chủ yếu khoáng chất và vitamin, góp phần cân bằng dinh dưỡng trong bữa

ăn hàng ngày của con người Đồng thời rau là cây trồng mang lại hiệu quả kinh tế cao, là mặt hàng xuất khẩu quan trọng của nhiều nước trên thế giới Vì vậy rau được coi là loại cây trồng chủ lực trong cơ cấu sản xuất nông nghiệp ở nhiều quốc gia

Trên thế giới rau là loại cây được trồng từ lâu đời Người Hy Lạp Ai Cập cổ đại đã biết trồng rau và sử dụng rau bắp cải như một nguồn thực phẩm Tất cả các loại cây trồng đều bắt nguồn từ loại hoang dại Những đặc tính sinh học và nông học của chúng đã được hình thành trong quá trình tiến hoá và sự chọn lọc của con người khi canh tác Dựa trên các dữ kiện về thực vật học, địa lý học, khảo cổ học, lịch sử học và nghiên cứu về các tập đoàn giống rau khác nhau, viện sĩ N.I Vavilop đã phân ra 8 trung tâm khởi nguyên phần lớn các loại rau trồng như sau:

- Trung tâm Trung Quốc: bao gồm miền núi miền trung và bắc Trung Quốc và vùng đồng bằng Đây là nơi phát sinh của củ cải trắng nhiệt đới, cải bắc thảo, cải trắng, cải xanh, dưa leo trái to, cà pháo, hành lá, khổ qua, mướp

- Trung tâm Ấn Độ: gồm phần lớn Ấn Độ, Myanmar và Bangladesh Đây là vùng

khởi nguyên của cà tím, dưa chuột, mướp khía, xà lách Trong trung tâm này cũng bao gồm bán đảo Trung Ấn và các quần đảo ngoài khơi biển đông như Philippines, Sumatra, Malaysia Đây là quê hương của gừng, bí đao, các loại khoai củ

- Trung tâm Trung Á: gồm vùng Đông Bắc Ân Độ, Afghanistan, Pakistan và vùng Trung Á Liên bang Nga Đây là trung tâm khởi nguyên của dưa vàn, hành tây, tỏi, bó xôi, củ cải rađi, cà rốt vàng, đậu Hà Lan

- Trung tâm Cận Đông: gồm Thổ Nhĩ Kỳ, Iran và một phần Liên bang Nga, đây

là quê hương của bí đỏ, dưa leo, cà rốt, ngò tây

- Trung tâm Địa Trung Hải: gồm các nước ở bờ biển Địa Trung Hải và châu Phi Nơi đây là trung tâm phát sinh của cải bắp, cải bông, củ cải đỏ, ngò tây, củ cải trắng, hành tây, tỏi, cần tây

- Trung tâm Etiopia: là trung tâm nguyên thủy của hành lá, đậu Hà Lan và các đậu ăn trái

- Trung tâm Trung Mỹ và nam Mêhico: là quê hương của, su su, ớt cay, ớt ngọt,

cà chua, bắp, khoai lang

- Trung tâm Nam Mỹ: gồm các nước như Peru, Equador, Bolivia là quê hương của khoai tây, cà chua, ớt, bí đỏ, cà

Những đặc tính đầu tiên của các dạng cây trồng đã thay đổi dưới ảnh hưởng của

sự tuyển lựa nhân tạo và điều kiện khí hậu, đất đai nơi trồng Ảnh hưởng lớn nhất là sự thay đổi về kích thước, hình dạng, phẩm chất và năng suất của các bộ phận sử dụng làm thực phẩm Tuy nhiên điều kiện khí hậu của vùng khởi nguyên đã để lại dấu ấn không thể xoá nhoà trong sự sinh trưởng, phát triển, tính chống chịu môi trường và nhiều đặc tính sinh học khác của cây Ví dụ: cà chua, ớt, cà tím và các cây trồng khác

có nguồn gốc nhiệt đới cho đến nay vẫn không có khả năng chống chịu được băng giá; dưa hấu hoang dại có nguồn gốc ở vùng sa mạc phi Châu và Nam Châu Á, các giống trồng hiện nay cũng thể hiện khả năng chịu đựng khô hạn và nhu cầu cường độ ánh sáng cao; dưa leo có nguồn gốc từ các rừng ẩm ướt Ấn Độ nên cây trồng dù hàng năm

đã canh tác trong điều kiện khí hậu, đất đai khác nhau vẫn cần ẩm độ cao và điều kiện ánh sáng tương đối yếu

Từ năm 2000 trở lại đây diện tích trồng rau trên thế giới tăng bình quân mỗi năm trên 600.000 ha, sản lượng rau cũng tăng dần qua các năm Theo FAO, 2006 [43]: Năm

2000 diện tích rau trên thế giới là 14.826.956 ha thì đến năm 2005 diện tích tăng lên 18.003.909 ha, sản lượng tăng từ 218.336.847 tấn lên đến 249.490.521 tấn

Rau được dùng kết hợp với các loại hoa quả thực phẩm rất tốt cho sức khoẻ

do có chứa các loại vitamin, các chất chống ôxi hoá tự nhiên, có khả năng chống lại một số bệnh như ung thư Do vậy nhu cầu tiêu thụ rau quả ngày càng tăng,

người dân Nhật Bản tiêu thụ rau quả nhiều hơn người dân của bất cứ quốc gia nào trên thế giới, mỗi năm Nhật Bản tiêu thụ 17 triệu tấn rau các loại, bình quân mỗi người tiêu thụ 100 kg/năm Xu hướng hiện nay là sự tiêu thụ ngày càng nhiều các loại rau tự nhiên và các loại rau có lợi cho sức khoẻ Trung bình trên thế giới mỗi người tiêu thụ 154 - 172g/ngày [43] Theo dự báo của Bộ nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA) do tác động của các yếu tố như sự thay đổi cơ cấu dân số, thị hiếu tiêu dùng và thu nhập dân cư, tiêu thụ nhiều loại rau sẽ tăng mạnh trong giai đoạn 2005 -

2010, đặc biệt là rau ăn lá Việc tiêu thụ rau diếp và các loại rau ăn lá khác tăng

22 - 23%, trong khi mức tiêu thụ khoai tây và các loại rau ăn củ chỉ tăng 7 - 8 %

Hình 1.1 Giá trị sản xuất rau ở một số nước trên thế giới

Theo “Ngành công nghiệp rau ở các nước nhiệt đới Châu Á” của các tác giả Greg I Johnson, Katinka Weinberger, Mei-huey Wu cho thấy: Việt Nam là nước đứng thứ 3 trong việc sản xuất rau trên thế giới sau Trung Quốc và Ấn Độ (Hình 1.1)

1.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ rau ở Việt Nam

Việt Nam có lịch sử trồng rau rất lâu đời Từ đời Hùng Vương, bầu bí đã được trồng trong các vườn rau gia đình Theo sổ sách ghi chép, rau được nhập vào nước ta

từ thời nhà Lý (thế kỷ thứ 10) Năm 1721-1783 Lê Quí Đôn đã tiến hành tổng kết các vùng phân bố rau

Trước đây giống rau có ít, được gọi là "rau ta" như rau muống, rau cải, rau đay, rau dền, Từ đầu thế kỷ XX, cùng với sự mở mang đô thị ngành trồng rau cũng được phát triển Nhiều giống rau quí, dinh dưỡng cao được du nhập trong thời Pháp thuộc được gọi là "rau tây" như cải bắp, su hào, cải bông, hành tây, tỏi, cà rốt, cà chua,

Ngoài ra một số giống rau nhập từ Trung Quốc được gọi là "cải tàu" như cải tàu cuốn, cải bắc thảo, cải bẹ,

Ngày nay qua chọn lọc và thuần hoá lâu đời nước ta đã có nhiều giống trồng tốt, thích nghi với điều kiện khí hậu từng vùng riêng biệt, nông dân đã tích lũy được nhiều kinh nghiệm khá phong phú trong lĩnh vực thuần hoá, chọn và để giống các loại rau Việt Nam trải dài trên 15 vĩ độ từ vĩ tuyến 8o đến vĩ tuyến 23o, với các vùng sinh thái nông nghiệp tương đối đa dạng từ nhiệt đới-ôn đới/cận nhiệt đới ở miền Bắc sang khí hậu nhiệt đới ở miền Nam Việt Nam có điều kiện tự nhiên và khí hậu phù hợp để phát triển nhiều loại rau quả Ở Việt Nam, bốn mùa đều có thể trồng rau xanh, mỗi mùa đều có cây trồng phù hợp Rau hàng năm có bí xanh, bí đỏ, dưa hấu, cà chua, đậu Rau 2 năm có hành tây, cải bắp, cà rốt, Cây thân thảo lâu năm có rau muống, măng tây, măng tre, Ở xung quanh thành phố và các thị trấn, thị xã hình thành những vùng rau tập trung như vùng rau ngoại thành Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, Hải Phòng, vùng rau Đà Lạt,

Cho tới nay có khoảng 70 loài thực vật được sử dụng làm rau hoặc được chế biến thành rau Riêng rau trồng có khoảng hơn 30 loài trong đó có khoảng 15 loài là chủ lực, trong số này có hơn 80% là rau ăn lá Diện tích rau tập trung ở 2 vùng chính là vùng đồng bằng Sông Hồng và vùng đồng bằng Nam Bộ Trong các loại rau thì rau muống được trồng phổ biến nhất trên cả nước, tiếp đến là bắp cải được trồng nhiều ở miền Bắc Đối với nông dân, rau là loại cây trồng cho thu nhập quan trọng cho nông hộ (Hồ Thanh Sơn và cs, 2005[29])

Từ đầu thập kỷ 90, diện tích rau, hoa, quả của Việt Nam phát triển nhanh chóng

và ngày càng có tính chuyên canh cao(Bảng 1.1) Tính đến năm 2005, tổng diện tích trồng rau các loại trên cả nước đạt 635,8 nghìn ha (gấp hơn 3 lần so với năm 1991), sản lượng đạt 9640,3 nghìn tấn Đồng bằng sông Hồng là vùng sản xuất lớn nhất cả nước (chiếm 24,9% về diện tích và 29,6% sản lượng rau cả nước), tiếp đến là vùng đồng bằng sông Cửu Long (chiếm 25,9% về diện tích và 28,3% sản lượng rau cả nước)

Bảng 1.1 Diện tích và sản lượng rau của Việt Nam từ năm 1991 đến 2005

Năm Diện tích (1000 ha) Sản lượng (1000 tấn)

3213,4 3304,7 3483,5 3793,6 4155,4 4706,9 4969,9 5236,6 5792,2 5732,1 6777,6 7485,0 8183,8 8876,8 9640,3

(Nguồn: Tổng cục Thống kê 1991-2005) [39]

Việt Nam có thể trồng được trên 120 loại rau có nguồn gốc nhiệt đới, á nhiệt

đới, ôn đới và cùng với các tiến bộ KHCN các loại rau trái vụ được sản xuất nhằm đáp

ứng nhu cầu tiêu dùng và phục vụ chế biến xuất khẩu Sản xuất rau có xu hướng ngày

càng mở rộng về diện tích và sản lượng tăng đồng thuận Đồng bằng sông Hồng và

đồng bằng sông Cửu Long là 2 vùng trồng rau lớn nhất trong cả nước, tiếp đến là vùng

Tây Nguyên, Đông Bắc và Tây Nam Bộ (bảng 1.2)

Bảng 1.2 Số liệu thống kê Diện tích, năng suất, sản lượng rau tại một số vùng trên

cả nước từ năm 2007 đến năm 2009

D.tích (ha)

- Vùng rau luân canh: đây là vùng có diện tích, sản lượng lớn, cây rau được trồng luân canh với cây lúa hoặc một số cây màu Vùng rau sản xuất theo hướng hàng hoá, luân canh với cây lương thực tại các vùng đồng bằng lớn, chiếm 54% về diện tích

và 55% về sản lượng rau cả nước Rau ở vùng này tập trung cho chế biến, xuất khẩu

và điều hoà , lưu thông rau trong nước Tiêu thụ sản phẩm rất đa dạng: phục vụ ăn tươi cho dân trong vùng, ngoài vùng, cho công nghiệp chế biến và xuất khẩu [37]

- Sản xuất theo hướng nông nghiệp công nghệ cao đã bước đầu được hình thành như: sản xuất trong nhà lưới chống côn trùng, sản xuất trong nhà plastic không cố định

để hạn chế tác hại của các yếu tố môi trường bất lợi, trồng rau bằng kỹ thuật thuỷ canh, màng dinh dưỡng, nhân giống và sản xuất các loại cây quí hiếm, năng suất cao bằng công nghệ nhà kính của Israel có điều khiển kiểm soát các yếu tố môi trường

Những năm gần đây đã hình thành được một số vùng trồng rau tập trung:

- Vùng trồng cải bắp: Lâm Đồng, Hà Nội, Hải Phòng, Hải Dương, Hưng Yên

- Vùng trồng cà chua: Lâm Đồng, Hà Nội, Hải Phòng, Hưng Yên

- Vùng trồng ớt: Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên Huế, Quảng Nam, Đà Nẵng, Thái Bình, Bắc Ninh, Bắc Giang

- Vùng trồng dưa chuột: Hưng Yên, Hà Nam, Vĩnh Phúc, Bắc Giang

Theo số liệu Tổng cục Thống kê bình quân sản lượng rau trên đầu người thu ở đất nông nghiệp ở Việt Nam khá cao so với các nước trong khu vực, năm 2009 đạt 141,49 kg/người/năm Tuy vậy sản xuất rau của Việt Nam chủ yếu vẫn phụ thuộc nhiều vào phân bón, hóa chất bảo vệ thực vật và môi trường sản xuất bị ảnh hưởng khá lớn bởi chất thải công nghiệp, chất thải sinh hoạt Việc chạy theo lợi nhuận, áp dụng thiếu chọn lọc các tiến bộ khoa học kỹ thuật cùng với sự thiếu hiểu biết của người trồng rau đã làm cho sản phẩm rau xanh bị ô nhiễm NO3-, kim loại nặng, vi sinh vật gây bệnh và hóa chất bảo vệ thực vật Vấn đề ô nhiễm rau xảy ra ở hầu khắp các vùng trồng rau trong cả nước [11], [13], [40], [42] Đó là những nguyên nhân làm cho các sản phẩm rau của Việt Nam chưa hấp dẫn được người tiêu dùng trong nước cũng như người tiêu dùng quốc tế Hiện nay vấn đề an toàn thực phẩm đang là nỗi lo của tất cả mọi người, mọi ngành Rau là thực phẩm được sử dụng hàng ngày

ở tất cả các gia đình, vì vậy để đảm bảo sức khoẻ người sử dụng trong những năm gần đây nhà nước, ngành nông nghiệp và các địa phương đã có rất nhiều chủ trương giải pháp nhằm nhanh chóng phát triển các mô hình trồng rau an toàn Trên thực tế ở Việt Nam hiện nay có hai loại hình phát triển rau an toàn chủ yếu:

+ Thứ nhất là mô hình rau sạch trên diện tích hẹp đầu tư cao về cơ sở vật chất

kỹ thuật Đó là mô hình trồng rau trong nhà kính, nhà lưới, trồng rau thuỷ canh, trồng rau trên giá thể ….Ưu điểm của những mô hình này là có thể trồng rau trái vụ, cho năng suất cao, tránh được những điều kiện thời tiết bất lợi, phù hợp chủ yếu với rau ăn lá và rau cao cấp Nhược điểm lớn nhất của việc trồng rau theo mô hình này

là đầu tư khá cao (đầu tư cho 1ha nhà lưới từ 250 - 300 triệu đồng, cho nhà kính hàng tỷ đồng) nên giá thành cao, qui mô thường nhỏ do vậy ít người tham gia sản xuất, lượng rau sạch không đáp ứng được đại bộ phận người tiêu dùng có thu nhập thấp nên rất khó mở rộng

+ Thứ hai là mô hình phát triển rau an toàn trên diện rộng ngay tại đồng ruộng, bằng cách đầu tư chuyển giao kỹ thuật cho nông dân Nhược điểm cơ bản là không trồng được rau trái vụ, hay bị tác động bất lợi của thời tiết, nhưng có ưu

điểm là nhiều nông dân có thể tham gia áp dụng, diện tích và sản lượng thu hoạch lớn nên đáp ứng được nhu cầu của đông đảo người tiêu dùng, khai thác được các ưu thế của thời tiết nhiệt đới, giá thành thấp, tác động tích cực nhanh đến nông nghiệp, môi trường và cộng đồng xã hội, dễ mở rộng quy mô sản xuất Đây được gọi là mô hình

“sản xuất rau sach cộng đồng” đã được nghiên cứu ứng dụng và khởi xướng từ tỉnh Vĩnh Phúc thời kỳ 2000 – 2003, từ đó lan ra khá nhiều địa phương như Hà Nội, Thái Nguyên, Hải Dương, Bắc Ninh, Bình Định, Khánh Hoà, Đà Lạt… Mô hình này hiện nay tỏ ra thích hợp, có hiệu quả

Nhiều vùng rau an toàn (RAT) đã được hình thành đem lại thu nhập cao và an toàn cho người sử dụng đang được nhiều địa phương chú trọng đầu tư xây dựng mới

và mở rộng: Hà Nội, Hải Phòng (An Lão), TP.Hồ Chí Minh, Lâm Đồng (Đà Lạt)…

Mặc dù các cơ quan chức năng đã có rất nhiều cố gắng trong việc phát triển các mô hình rau an toàn nhưng mô hình rau an toàn cũng chỉ mới phát triển ở mức khiêm tốn Theo Bộ NN & PTNT, sản lượng rau quả chiếm 13,2% tổng giá trị sản lượng nông nghiệp và 16% tổng giá trị trồng trọt trong cả nước nhưng sản lượng rau an toàn chỉ chiếm khoảng 5% và chỉ đáp ứng một phần nhỏ nhu cầu người tiêu dùng, các bếp ăn tập thể, các trường học và doanh nghiệp [7] Có thể nói hiện nay việc sản xuất rau an toàn vẫn chưa phổ biến [14], [15]) Kết quả 3 năm triển khai

dự án rau an toàn của Bộ NN và PTNT trên địa bàn 6 tỉnh Hà Nội, Hải Phòng, Hà Tây, Vĩnh Phúc, Bắc Ninh, Hưng Yên đạt gần 16.000 ha chỉ chiếm 8,4% về diện tích và 7,7 % về sản lượng Ngay như Hà Nội diện tích rau an toàn mới chiếm khoảng 44% và Vĩnh Phúc 17 % tổng diện tích rau trên địa bàn (Hà Tâm, 2006 [35])

Có rất nhiều nguyên nhân khiến cả người tiêu dùng và các cơ quan quản lý nhà nước nghi ngờ độ an toàn của rau, trong đó có 2 nguyên nhân chính Nguyên nhân thứ nhất là người nông dân sản xuất nhỏ lẻ, chưa áp dụng đầy đủ qui trình kỹ thuật trồng rau quả an toàn Hiện tại ngay cả trên 40% vùng sản xuất rau an toàn của cả nước lượng vi sinh vật, hoá chất độc hại, kim loại nặng và thuốc bảo vệ thực vật tồn

dư trong rau an toàn vẫn tồn tại, trong đó khoảng 4% vượt mức cho phép [21] Nguyên nhân thứ hai là qui hoạch vùng sản xuất rau an toàn chưa hoàn thiện, ruộng rau an toàn vẫn bố trí xen kẽ với các thửa ruộng không theo qui trình

Bất cập nhất hiện nay là ruộng sản xuất rau theo đúng qui trình kỹ thuật nhưng lại nằm ngay trong vùng môi trường canh tác bị ô nhiễm Hiện nay cácvùng sản xuất rau an toàn vẫn còn manh mún rất khó cho việc tổ chức sản xuất cũng như kiểm tra và tiêu thụ sản phẩm Ngay như Hà Nội là một địa phương có tốc độ qui hoạch vùng rau an toàn nhanh hơn rất nhiều các địa phương khác nhưng diện tích rau an toàn vẫn trong tình trạng phân bố rải rác, xen lẫn với vùng trồng lúa và trồng rau truyền thống Phần lớn diện tích rau an toàn của Hà nội được chuyển đổi từ đất trồng lúa, trồng hoa màu có tiền sử được sử dụng nhiều loại thuốc BVTV, phân hoá học Do vậy khó tránh khỏi sự tác động ngược của các tồn dư hoá chất trong môi trường lên cây rau Một cuộc khảo sát gần đây nhất, Hà Nội có 108/478 vùng rau với diện tích 932 ha chiếm 35,3% diện tích canh tác không đủ các điều kiện về đất, nước để sản xuất rau an toàn, 77 vùng có chỉ tiêu kim loại nặng trong nước tưới vượt quy định cho phép, trong đó 16 vùng tưới bằng nguồn nước ngầm và 61 vùng tưới bằng nguồn nước mặt; 36 vùng có chỉ tiêu về hàm lượng kim loại nặng trong đất vượt quy định cho phép, chủ yếu là đồng, cadimi và kẽm [3] Việc triển khai mô hình sản xuất rau an toàn của Thành phố Thái Nguyên cũng nằm trong tình trạng như vậy, các mô hình không được cách ly với vùng canh tác theo tập quán chung

và môi trường canh tác bị ô nhiễm làm cho người tiêu dùng không tin tưởng vào chất lượng rau an toàn nên lượng tiêu thụ rất ít [4]

Như vậy để có thể phát triển ngành sản xuất rau theo hướng an toàn và bền vững cần thiết phải có những biện pháp đồng bộ: Tập huấn nông dân về kỹ thuật, nâng cao ý thức cộng đồng, tiến hành kiểm tra chất lượng đất, nước để qui hoạch vùng sản xuất cách ly với các khu vực bị ô nhiễm, giám sát kiểm định chất lượng, quảng cáo thương hiệu … Bên cạnh đó phải có sự phối hợp chặt chẽ giữa các ngành, các cấp và người sản xuất như vậy việc triển khai mô hình sản xuất rau an toàn mới đạt hiệu quả cao

1.1.3 Tình hình sản xuất rau của thành phố Thái Nguyên

Thành phố Thái Nguyên là địa bàn tập trung các cơ quan hành chính, nhà máy của tỉnh Thái Nguyên, đặc biệt là các cơ quan xí nghiệp trường học của Trung ương, với 5 trường Đại học lớn và một số trường cao đẳng, trung học và dạy nghề, đây là thị trường lớn để tiêu thụ sản phẩm nông nghiệp, đặc biệt là rau xanh Trong

những năm gần đây, thành phố đã hình thành được vành đai sản suất thực phẩm trong đó rau xanh được coi là thực phẩm số một

Nguồn cung cấp rau xanh chủ yếu cho thành phố là vùng rau Túc Duyên, Cam Giá, Quang Vinh, Thịnh Đán, Quyết thắng và một số vùng phụ cận thành phố Thái Nguyên như Đồng Bẩm (huyện Đồng Hỷ), huyện Phú Bình, Tỉnh Bắc Giang

Thành phố Thái nguyên có 26 đơn vị hành chính gồm 17 phường và 9 xã, tất cả các phường, xã đều có diện tích rau nhất định trong đó một số địa phương có truyền thống sản xuất và diện tích gieo trồng lớn đó là phường Túc Duyên, xã Lương Sơn, xã Quyết Thắng, phường Quang Vinh, phường Cam Giá

Thái Nguyên có điều kiện đất đai khí hậu thích hợp với sự phát triển của rau, mặt khác nông dân lại có truyền thống và kinh nghiệm sản xuất rau từ lâu đời Hiện nay việc sản xuất rau đã và đang là ngành mũi nhọn cho kinh tế gia đình của các hộ nông dân ở thành phố Thái Nguyên Cơ cấu rau hiện nay của Thái Nguyên chủ yếu

là một số loại rau ngắn ngày: rau muống, rau cải các loại, đậu đỗ… rất ít rau dài ngày như bắp cải, xu hào, cà chua, suplơ… là các rau được cung cấp chủ yếu từ các vùng rau khác Nguyên nhân là do diện tích canh tác bình quân trên đầu người thấp nên người trồng rau tập trung sản xuất những rau ngắn ngày để hệ số quay vòng đất được cao, thường 4 - 5 vụ/năm thậm chí 6 - 7 vụ/năm đối với đất chuyên rau

Ở Thành phố Thái Nguyên, từ năm 1997 vấn đề sản xuất rau sạch đã được Chi cục Bảo vệ thực vật thành phố quan tâm và mở các lớp tập huấn IPM cho nông dân Năm 2001 tiến hành triển khai ô mẫu sản xuất rau an toàn và từ năm 2003

- 2004 đã triển khai chương trình 3ha rau an toàn tại hai hợp tác xã Đại đồng và Tiến Ninh ở phường Túc Duyên, có 60 hộ tham gia, các chủng loại rau được gieo trồng là bắp cải, cải canh, rau muống, rau đay, mồng tơi, cải ngọt sản lượng mỗi năm khoảng 400 tấn Tuy vậy hiệu quả của chương trình không cao, nguyên nhân

là do ý thức người trồng rau đối với vấn đề an toàn thực phẩm còn hạn chế, và phải chạy theo lợi nhuận, nên thực hiện không đầy đủ qui trình sản xuất rau an toàn, hơn nữa địa bàn triển khai lại không được cách ly với vùng sản xuất theo tập quán chung hoặc cách ly hẳn với nguồn thải độc hại nên chất lượng rau an toàn không được người tiêu dùng tin tưởng do vậy lượng tiêu thụ rất ít [4]

1.2 Nghiên cứu về ô nhiễm kim loại nặng

1.2.1 Nghiên cứu về kim loại nặng trên thế giới

Theo nghiên cứu của các nhà khoa học, KLN có nguồn gốc phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau Trong đất, thông thường hàm lượng kim loại hình thành trong đá macma lớn hơn trong các loại đá trầm tích (bảng 1.3) Sự phát thải của các nguyên tố KLN vào môi trường do hoạt động của con người (khai khoáng, công nghiệp, giao thông…) lớn hơn rất nhiều lần so với hoạt động của các quá trình tự nhiên (núi lửa, động đất, sạt lở đất…), đặc biệt là các nguyên tố như Pb, Cd, Cu, Zn

Bảng 1.3 Hàm lượng của một số kim loại nặng trong một số loại đá (mg/kg) Nguyên

Axit (Granite)

Đá vôi Đá cát

kết

Đá phân lớp

nhiễm nguồn nước Và chúng là nguyên nhân của sự tích tụ quá mức hàm lượng KLN trong đất và nước (bảng 1.4)

Bảng 1.4 Sự phát thải toàn cầu của một số nguyên tố kim loại (108 g/năm)

Ngồn: Galloway & Freedmas – 1982

Theo Thomas (1986), các nguyên tố KLN như: Cu, Zn, Cd, Hg, Cr, As… thường chứa trong phế thải của các ngành luyện kim màu, sản xuất ô tô Khi nước thải chứa 13mg Cu/l, 10mg Pb/l, 1mg Zn/l đã gây ô nhiễm đất nghiêm trọng Ở một số nước như Đan Mạch, Nhật Bản, Anh, Ailen, hàm lượng Pb cao hơn 100mg/kg đã phản ánh tình trạng ô nhiễm Pb [23]

Kết quả điều tra đất của 53 thành phố, thị xã ở nước Anh thấy hầu hết đất có hàm lượng Pb tổng số vượt trên 200ppm, ở nhiều vùng công nghiệp đã vượt quá 500ppm [7]

Ở Nhật Bản, đất bị ô nhiễm Hg và Cd rất nặng Từ năm 1953 – 1967 trên toàn bộ đất canh tác, Nhật Bản đã sử dụng hơn 6800 tấn Hg, hàm lượng Hg trong gạo từ 0,02ppm (1946) tăng lên 0,15ppm (1966) Trong khi đó theo tiêu chuẩn vệ sinh quy định về hàm lượng Hg trong lương thực không được vượt quá 0,02ppm Vì vậy người dân ở đây đã bắt đầu ngừng và hạn chế bón Hg Tại tỉnh Toyama thuộc khu vực đầu nguồn song Jinsu, hàm lượng Cd trong lúa được trồng ở vùng này cao hơn gấp 10 lần so với lúa trồng ở khu vực khác nên chúng đã bị hủy bỏ Nguyên nhân là môi trường đất ở vùng này bị nhiễm độc nước thải của mỏ khoảng Shinkou (tinh luyện kẽm) Cho tới năm

1992 mới giải độc được khoảng 36% diện tích ruộng đất bị ô nhiễm, chi phí làm sạch đất và chi phí bồi thường tổn thất nông nghiệp lên tới 19 triệu USD/ năm [2][45]

Trong bùn cống rãnh, lượng Cd không cao, sự độc hại của Cd trong môi trường đất rất nguy hiểm cho người và động vật Nó được bổ sung cho môi trường đất từ nguồn bùn cống nước thải qua nhiều năm Theo Setevenson (1986) hàng năm có 20 tấn bùn/ha được đổ ra sau 20 năm sẽ có nồng độ trong dung dịch đất là 8ppm Zn và cũng có khoảng 5ppm Cd [8] Phân tích các mẫu bùn cống rảnh người ta thu được các kết quả KLN như ở bảng 1.5

Bảng 1.5 Hàm lượng trung bình KLN trong bùn cống rãnh thành phố (ppm)

Nguồn: Tan et al, 1971: Wild, 1993

Các chất thải từ hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, khai khoảng… đã làm ô nhiễm không những chỉ môi trường đất mà còn gây ô nhiễm môi trường nước ở các con sống, biển Ở Pakistan, người ta cũng phát hiện nồng độ đáng kể các KLN trong nước và các lắng cặn ở vùng ven bở khu vực song Indus[49]

1.2.1.2 Ô nhiễm do hoạt động giao thông

Giao thông là một trong nguyên nhân gây tích lũy KLN ở Châu Âu, người ta ước tính có tới 76% tổng lượng Pb thoát ra môi trường là di xăng chì làm nhiên liệu [47] Nghiên cứu nước mưa chảy ra tử các đường cao ốc ở một số vùng tây Nam Scotland của hay tác giả A Mc Neill & Olley (1998) [46] cho thấy rằng do ảnh hưởng của hoạt động giao thông, các chất thải ra từ các động cơ đốt trong của các phương tiện tham gia giao thông chính là nguồn gây nhiễm KLN cho nước mặt, kết quả thể hiện ở bảng 1.6

Bảng 1.6 Hàm lượng trung bình của Cu, Zn và chất rắn lơ lửng trong nước mặt ở

Scotland

Chỉ tiêu

theo dõi

Số lượng mẫu

Giá trị trung bình (mg/l)

Nồng độ thấp nhất (mg/l)

Nồng độ cao nhất (mg/l)

(Nguồn: Mc Neill & S.Olley – 1998)[46]

Theo một nghiên cứu ở Thụy Sĩ, trong một vùng công nghiệp, những ai sống ở gần đường cao tốc với lưu lượng giao thông lớn (từ 5000 -6000 ô tô đi qua trong một ngày) nguy cơ bị ung thư cao gấp 9 lần cao hơn so với những người sống cách con đường đó 400m Tuy nhiên Pb không phải làm nguyên nhân duy nhất nhưng Pb là nguyên nhân chủ yếu Ngày nay, hàm lượng Pb trong cơ thể người Mỹ cao hơn 400 lần so với mức độ tự nhiên của cơ thể

Phân tích các chất thải hữu cơ trong các khu vực đông dân cư có thể thấy hàm lượng Pb lên tới hàng tram mg/kg Ở Đan Mạch, hàm lượng Pb trong cặn bể lắng lên tới 4700mg/kg [38]

1.2.1.3 Ô nhiễm kim loại nặng do nông nghiệp

Sử dụng chế phẩm trong sản xuất nông nghiệp bao gồm phân hữu cơ, phân vi sinh, HCBVTV và thậm chí nước tưới cũng dẫn tới việc vận chuyển các KLN vào đất nông nghiệp Hàm lượng KLN sẽ tăng lên trong đất theo thời gian Nồng độ thường thấy kim loại nặng trong một số chế phẩm nông nghiệp được liệt kê trong bảng 1.7

60-5.300

6-8.000

50-49.000

91-3.410

<1-

0,1-55

7.000 Phân ủ 1,8-

0,9-279

3.580

13-5.894

0,1-0,36

0,01-

0,4-27 Phân

Photphat

66-245

2.000 1-12 7-38 1-300 1-42

0.005-2,9 2-120 Vôi

0,3-10-15

40-2.000 0,4-3 10-20 2-125 -

0,1 0,05

0,04-1.250

Đánh giá hàm lượng Cu, Zn, Cd, Pb trong các loại phân hóa học và ước tính khổi lượng KLN bón vào đất trồng lúa ở Valencia (Tây Ban Nha) cho thấy: phân photphat là loại phân hóa học có chứa hàm lượng KLN lớn nhất: Cu 1-3000mg/kg, Pb 2-255mg/kg, Cd 0,1-170 mg/kg; Phân nitrat có chứa 0,05 – 8,5 mg/kg Cd, phân Ure có chứa 0,008 mg/kg Cd [6]

Đất bị ô nhiễm KLN không những làm giảm năng suất cây trồng mà còn ảnh hưởng đến nông sản dẫn đến tới tác động xấu đến sức khỏe của con người Vì vậy nhiều nước trên thế giới đã quy định mức ô nhiễm KLN (bảng 1.8)

Bảng 1.8 Hàm lượng tối đa cho phép (MAC) của các KLN được xem là độc đối với

thực vật trong đất nông nghiệp

1.2.2 Nghiên cứu ô nhiễm KLN ở Việt Nam

Ở Việt Nam, các nghiên cứu về ô nhiễm KLN còn rất hạn chế mới chỉ được chú

ý đến trong những năm gần đây

Theo tác giả Trần Kông Tấu và Trần Công Khánh (1998) [32] khi nghiên cứu KLN dạng tổng số đã chỉ ra 7 độc tố (Co, Cr, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn) tập trung chủ yếu ở hai loại đất phù sa thuộc Đồng bằng Sông Hồng và ở đất Ferrasols – tức đất feralit nâu

đỏ phát triển trên đất bazan – đây là hai loại đất có nguồn nước ngầm cũng rất phong phú Acrisol có nguồn gốc là đất xám bạc màu – một loại đất thoái hóa điển hình ở Tây Nguyên có hàm lượng các KLN ít nhất, KLN dạng linh động và xu hướng tập trung ở đất phèn Đồng bằng sông Cửu Long (bảng 1.9)

Bảng 1.9 Hàm lượng KLN ở tầng đất mặt trong một số loại đất ở Việt Nam (mg/kg)

227,1 0,96

9,0

<0,51

81,0

<0,51 Đất phù sa vùng

ĐBSCL

TS

DĐ

6,1 0,52

30,8

< 0,36

17924 1,45

239 134,7

ĐBSH

TS

DĐ

13,6 0,24

34,9

<0,57

37,1 0,29

86,7 0,6 Đất xám phát triển

trên Granit miền

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 Kết quả nghiên cứu được thể hiện ở Hàm lượng các nguyên tố KLN của nhiều loại đất khác nhau cũng được Hồ Thị Lam Trà và Kazuhiko Efgashira (2001) [48] nghiên cứu

Kết quả thể hiện ở bảng 1.10 cho thấy, sự khác nhau giữa hàm lượng KLN của các khu vực có thể do sự khác biệt giữa đá mẹ mà mẫu chất Trong đá vôi, hàm lượng

Cu và Zn khá cao ( 106mg/kg) nhưng lại thấp ở đất cát (16mg/kg và 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 1.10 Hàm lượng một số KLN 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

1.2.2.1 Ô nhiễm KLN do công nghiệp và đô thị

Nguồn phát tán các KLN trước hết phải kể đến sản xuất công nghiệp, công nghiệp có sử dụng sút, Clo là nguồn phế thải nhiều thủy ngân; ngành công nghiệp sử dụng than đá và vật liệu như mỏ dầu…là nguồn thải Pb, Hg và Cd…Trong đó, các nguyên nhân gây tích đọng KLN gây ô nhiễm môi trường một phần là do tác động trực tiếp từ nguồn thải, một phần là do 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

Qua kết quả nghiên cứu của tác giả Lê Văn Khoa và các cộng tác viên (1999) [18] 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 quá 9,04 lần; Orion-Hanel: Pb vượt quá 1,12 lần) Hàm lượng các KLN trong trầm tích sông Tô Lịch cao hơn hàm lượng nền 13,88 – 20,5 lần (Pb); 1,7-4,02 lần (Cd) và 3,9-1,8 lần (Hg) Trong trầm tích mương Hanel, hai 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 tối đa gây độc cho thực vật ở đất nông nghiệp, theo tiêu chuẩn của Anh từ 1,33-1,79 lần (bảng 1.11)

Bảng 1.11 Hàm lượng KLN trong đất tại khu vực công ty Pin Văn Điển và Orinel-Hanel

Bảng 1.12 Hàm lượng của các nguyên tố KLN trong bụi không khí và một số mẫu

đất ở thành phố Hồ Chí Minh

Nguyên tố Đất bề mặt (mg/kg) Không khí (µg/m

3 )

sản xuất nông 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 kênh rạch

Nhìn chung, đất ở vùng ngoại vi thành phố Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh chưa bị ô nhiễm KLN Sự ô nhiễm KLN mang tính chất cục bộ, xảy ra ở những khu công nghiệp tập trung hoặc những nơi gia công kim loại mà việc xử lý khí thải, nước thải và phế thải chưa được quan tâm đúng mức

Kết quả nghiên cứu của tác giả Nguyễn Ngọc Nông (2003) [23] cho rằng, hàm lượng Cd dao động từ 0,46-1,05 mg/kg trong đất ở Bắc Kạn và từ 0,78 – 1,59 mg/kg trong đất ở Thái Nguyên; hàm lượng As dao động từ 1,25 – 2,98 mg/kg ở đất Bắc Kạn

và từ 1,88 – 5,12 mg/kg ở đất Thái Nguyên Hàm lượng các nguyên tố này trong đất càng lớn đối với các vùng gần đô thị, khu công nghiệp và khu dân cư tập trung

1.2.2.2 Ô nhiễm KLN do hoạt động sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam

Trong quá trình sản xuất nông nghiệp, con người đã làm tăng đáng kể các nguyên tố KLN trong đất Các loại thuốc bảo vệ thực vật thường có chứa các KLN như As, Pb, Hg Các loại phân bón hóa học đặc biệt là phân Photpho thường chứa các KLN như As, Pb, Hg Các loại phân bón hóa học đặc biệt là phân Photpho thường chứa nhiều As, Cd, Pb Các loại bùn nước thải cũng là nguồn có chứa các KLN khác như As, Pb, Cd, Bi, Hg, Zn (Bảng 1.13) [12]

Khi phân tích 6 KLN ( Cd, Cu, Pb, Hg, Zn, Cr) từ 126 mẫu đất trồng lúa bị ô nhiễm bởi nước tưới từ các kênh thoát nước của thành phố Hồ Chí Minh, Nguyễn Ngọc Quỳnh, Lê Huy Bá và các cộng sự (2001)[27] đã chỉ ra rằng Cr, Pb, Hg, Cu ở một số mẫu đất đã bị ô nhiễm nhưng khi so sánh với tiêu chuẩn cho phép của một số nước Châu Âu thì chúng ta vẫn trong giới hạn cho phép Còn Zn lại rất cao, đặc biệt là các khu vực gần nhà máy và khu công nghiệp Cd đã có sự tích lũy cao trong đất với nồng độ từ 9,9 – 10,3mg/kg, vượt quá 5 lần mức độ cho phép

Theo tác giả Hồ Thị Lam Trà và Kazuhiko Egahira (1999)[48] khi nghiên cứu hàm lượng một số KLN trong đất nông nghiệp tại huyện Từ Liêm, Thanh Trì, Hà Nội cho thấy: Hàm lượng các KLN dao động trong khoảng 0,16 – 0,36 mgCd/kg, 40,1 – 73,2 mgCu/kg; 31,9 – 5,3 mgPb/kg; 98,2-137,2 mgZn/kg Nói chung đất nông nghiệp của hai huyện Từ Liêm và Thanh Trì chưa bị ô nhiễm KLN (QCVN 03:2008/BTNMT), trừ Cu Tại vùng chuyên canh rau của Tây Tựu, Từ Liêm hàm

lượng Cu đã cao hơn 20 – 30mg/kg so với đất khác (73,2mgCu/kg) Nguyên nhân của hiện tượng này có thể do người dân sử dụng nhiều phân hóa học có chứa Cu trong quá trình trồng rau

Bảng 1.13 Hàm lượng một số kim loại nặng trong các sản phẩm dùng làm phân

bón trong nông nghiệp (ppm)

Bùn cống thải

Phân chuồng

Nước tưới

Thuốc BVTV

Cu từ 21,85 đến 149,34 mg/kg; Zn từ 59,45 đến 188,65 mg/kg và Ni từ 27,38 đến 55,71 mg/kg Trong 15 mẫu đất nghiên cứu có 2 mẫu bị ô nhiễm Cu, các tác giả cũng cảnh báo nguy cơ ô nhiễm Zn, chưa tìm thấy sự ô nhiễm và tích lũy Ni

Theo tác giả Lê Huy Bá cho biết: đã có bằng chứng khoa học cho thấy sự tồn lưu một hàm lượng lớn gấp nhiều lần cho phép các loại hóa chất độc, KLN từ thuốc trừ sâu trong đất, nước và nông sản tại Tây Ninh, Long An, Trà Vinh và một số vùng ngoại thành ở TP.HCM…Tại tất cả các điểm khảo sát thuộc sông Nhật Tảo, sông Rạch Cát và rạch thuộc xã Mỹ Bình, rạch thuộc huyện Cần Đước Ở các huyện Tân Trụ và Cần Giờ (Long An), đã phát hiện hàm lượng KLN có trong nước như: Asen (As), Cadimium (Cd), Chì (Pb), Đồng (Cu) và Kẽm (Zn) Đối với huyện Tân Trụ, hàm lượng KLN trong nước đã ở mức gây độc đối với vật nuôi Cụ thể: Hàm lượng Cadimium (Cd) từ 2-8mg/l, gấp 40-60 lần tiêu chuẩn cho phép; Chì 0,7-2,7mg/l gấp 7-

27 lần; Kẽm 32-197 mg/l gấp 1,3 -8,2 lần; Đồng 11,24-97,5mg/l gấp 23 -95 lần Ô nhiễm nguồn nước không chỉ báo động ở việc tôm chết hàng loạt mà còn là mối nguy hại đối với việc sử dụng nước kênh làm nước uống cho gia cầm ( heo, gà, vịt…) [2]

Theo các chuyên gia, mỗi năm Việt Nam sử dụng đến 9 triệu tấn hóa chất thuộc

500 loại khác nhau, trong đó phần lớn là thuốc trừ sâu và còn lại là trừ cỏ, trừ bệnh

Do đó, không kể một số lượng lớn ước tính hàng triệu tấn hóa chất được nhập lậu từ Trung Quốc và Thái Lan, Việt Nam hiện nay phải đối mặt với hai vấn nạn lớn: Môi trường thoái hóa nhanh và sức khỏe con người [2]

1.2.2.3 Ô nhiễm KLN do chất thải làng nghề

Hiện nay, ở Việt Nam vấn đề ô nhiễm môi trường đất và nước xảy ra khá nghiêm trọng ở các làng nghề tái chế kim loại Theo nghiên cứu của các nhà khoa học thì hàm lượng các KLN trong nước thải của các làng nghề tái chế kim loại hầu hết đều cao hơn tiêu chuẩn cho phép nhiều lần và đều thải trực tiếp vào môi trường mà không qua xử lý

Khi nghiên cứu về môi trường đất ở làng nghề cổ đúc nhôm, đồng ở Văn Môn – Yên Phong – Bắc Ninh , tác giả Phạm Quang Hà cùng cộng sự (2000)[9] cho thấy hàm kluowngj KLN khá cao: Trung bình hàm lượng Cd là 1mg/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) Kết quả cụ thể được thể hiện ở bảng 1.14

Bảng 1.14 Hàm lượng các kim loại nặng trong đất ở Văn Môn

Theo tác giả Lê Đức và Lê Văn Khoa (2001) [5] một số mẫu đất ở làng nghề tái chế chì ở Chỉ Đạo – Văn Lâm – Hưng Yên có hàm lượng Cu 43,68-69,68 mg/kg; Pb 147,06- 661,2 mg/kg; Zn 23,6 – 42,3 mg/kg Trong số 9 mẫu nước phân tích Pb, có 7 mẫu vượt quá tiêu chuẩn cho phép dùng cho nước sinh hoạt (0,05 mg/l) từ 0,07ppm đến 10,83ppm chiếm 77,78%; 5 mẫu vượt quá giá trị giới hạn nước dùng cho các mục đích khác (0,1mg/l) Môi trường bị ô nhiễm đã ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất cây trồng và đặc biệt là đến sức khỏe của người dân xã Chỉ Đạo

Cũng theo tác giả Lê Đức và cộng sự (2003) [5] khi nghiên cứu về ô nhiễm ở làng nghề kim khí Phùng Xá, Thạch Thất (Hà Tây) cho thấy các quá trình sản xuất cũng ảnh hưởng rất lớn đến môi trường nước và đất, hàm lượng Cu, Pb và Zn trong nguồn nước thải rất cao Đặc biệt là Pb trong nước thải cao gấp 100 lần tiêu chuẩn cho phép Đây là những nguy cơ gây ô nhiễm đất và các nguồn nước mặt trong khu vực Hàm lượng Zn và Pb trong đất chịu ảnh hưởng của nguồn nước thải đã cao gấp 3 đến

10 lần so với đối chứng Các KLN trong đất đã thể hiện xu thế tích lũy cao ở các khu vực chịu ảnh hưởng của nước thải từ làng nghề Trong đó, sự tích lũy Pb, Zn và Fe là rất đáng chú ý Hàm lượng Zn và Pb đã ở mức báo động trong sản xuất đất nông nghiệp

1.2.3 Một số nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường các vùng trồng rau

1.2.3.1 Nguyên nhân ô nhiễm đất, nước do sử dụng phân bón

Theo số liệu thống kê của tổ chức nông lương thế giới (FAO) thì việc sử dụng phân bón hàng năm, đặc biệt phân bón hóa học ở nước ta tăng mạnh Năm 1986, tổng lượng NPK sử dụng là 54kg/ha, trung bình lượng NPK trên đầu người là 6,4kg Nếu như năm 1997 phân đạm hóa học được sử dụng là 1,647 triệu tấn/ năm thì đến năm

1992 là 2,899 triệu tấn/ năm tăng 76% Phân lân các loại sử dụng 0,63 triệu tấn/năm Phân Kali 300 nghìn tấn/năm [43]

Các loại phân hóa học khi bón vào đất không được cây sử dụng hoàn toàn Thoonh thường, hệ số sử dụng phân đạm gần 50%, 15 – 20% bị mất ở dạng bay hơi, khoảng 10-20% chuyển sang chất hữu cơ của đất, 15-25% bị mất do bị rửa trôi ở dạng NO3- Tuy nhiên giá trị này có thể thay đổi phụ thuộc vào điều kiện đất đai, thời tiết khí hậu, cây trồng và phương pháp bón [32]

Đối với đất trồng lúa, hệ số sử dụng N trung bình từ 20-30%, lượng Nito bị mất khoảng 40-60% Nếu tăng liều lượng hệ số sử dụng sẽ giảm, lương N bị mất tăng và là nguồn gây ô nhiễm môi trường đất và nước Dạng N phổ biến trong đất là NO3-, NH4+, NO2-, N hữu cơ hòa tan và N ở các chất lơ lửng Các dạng này làm thay đổi thành phần chính của đất đai, làm chai cứng đất, làm chua hóa đất và làm thay đổi cân bằng dinh dưỡng cây trồng Tình trạng chua hóa đất ở nơi tầng canh tác là phổ biến ngay cả ở những vùng đất có độ phì nhiêu nếu sử dụng nhiều phân khoáng [32]

Sự dư thừa P trong tự nhiên là do kết quả của quá trình tiêu nước trong cải tạo đất, do xói mòn đất và do nước thải từ các lò mổ và các trại chăn nuôi Hàm lượng tổng số của P trong nước tiêu thay đổi từ 0,25 đến 0,36 kg/ha và trong nước đất bị xói mòn dao động 6-15kg/ha Do đó việc phòng chống xói mòn là biện pháp hữu hiệu nhất ngăn chặn tổn thất P trong đất

Cùng với N và K, P được thải vào các thủy vực thường gây nên hiện tượng

“phú dưỡng”, xúc tiến sự phát triển mạnh của các loại rêu tảo và gây nên hiện tượng

“nở hoa”, gây ô nhiễm môi trường nước bằng các vật liệu hữu cơ, thiếu O2 và quá trình phân hủy hữu cơ chuyển dịch theo hướng kị khí, sản sinh nhiều chất độc (NH4+, NH3, H2S, CO2, CH4) Sự dư thừa P trong nước tự nhiên thông thường không độc hại với người Nhưng nguy hiểm nhất đối với cơ thể con người là tỉ lệ Ca/P tỷ lệ này đươc tối ưu đối với cơ thể con người là bằng 1-1,5 Qua các kết quả đã chứng minh không

có tương quan thuận giữa lượng phân bón dư thừa P trong đất và nước Bởi vì phân lân (Octophotphat) thường có tính linh động kém trong đất, thường bị giữ chặt nhất là ở đất chua Do vậy, lượng P bị rửa trôi từ đấy canh tác là rất iys và dao động từ 0,09 – 1,8 kg/ha/năm [32]

Hàm lượng K trong nước mặt thường cao hơn nhiều so với nồng độ N và P, dao động từ 0,5-22,8 mg/l, sự xâm nhập của Kali vào ngồn nước tự nhiên là kết quả của quá trình rửa trôi và xói mòn đất Ở các vùng gần khu công nghiệp tập trung và thành phố một lượng lớn Kali có thể xâm nhập vào đất, nước từ bụi không khí Sự dư thừa của Kali trong đất, nước không gây độc hại cho người và động vật nhưng lại làm thay đổi tính chất của keo đất: K+ thay thế Ca2+ làm giảm tính bền và khả năng liên kết của keo đất Nồng độ K+ trong dung dịch đất cap làm tăng áp suất thẩm thấu của đất dẫn đến khả năng cung cấp nước và chất dinh dưỡng giảm

Sử dụng phân khoáng thường có hàn lượng chất độc kèm theo như axit tự do, các kim loại nặng độc hại… đồng thời hệ số sử dụng phân bón chưa cao dẫn tới mất mát là một nguyên nhân dẫn đến ô nhiễm môi trường, đặc biệt là nước

1.2.3.2 Ô nhiễm môi trường do sử dụng nước thải của thành phố và sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật

Hiện nay việc sử dụng nước thải của thành phố dùng để làm nước tưới cho nông nghiệp gây nguy cơ ô nhiễm đất canh tác và ảnh hưởng đến sức khỏe con người

Trong nước thải sinh hoạt ngoài nước thải thành phố còn bao gồm nước thải từ các nhà máy hóa chất, xí nghiệp sản xuất, nước thải bệnh viện…có thành phần đa dạng, chứa nhiều hóa chất độc hại

Ngày nay, trong điều kiện chưa có một biện pháp nào để phòng trừ sâu bệnh cho rau một cách hữu hiệu và triệt để hơn thì dùng thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) là điều kiện tất yếu của nền nông nghiệp hiện đại Ảnh hưởng của hóa chất BVTV đối với môi trường được thể hiện ở nhiều mặt nhưng đáng lo ngại nhất là khả năng tích đọng và tồn dư lâu dài trong môi trường đất và nước theo kiểu thấm sâu, bào mòn của hóa chất gây ảnh hưởng lâu dài đối với sức khỏe con người và tiêu diệt loài thiên địch

Theo Lichtenstein (1961), một năm sau khi phun DDT dư lượng còn khoảng 80%; Lindane còn 60%; Aldrin còn 20% Sau 3 năm DDT còn 50%; Lindane còn 5% Một số tác giả đã kết luận rằng các hợp chất hữu cơ Clo tồn lưu trong đất từ 4 – 15 năm, Cacbamat từ 1 – 2 năm Theo Goowell (1967) ước tính 6 năm sau khi phun lượng thuốc trừ sâu trên 1 ha rừng còn từ 0,17-0,63 kg, đất trồng rau và cây ăn quả bị ô nhiễm nặng nhất [16]

Việc sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật tràn lan trong nông nghiệp không những

là nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường mà còn để lại dư lượng các chất độc hại trong rau quả, ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng

1.2.3.4 Ô nhiễm do kim loại nặng

Tình trạng ô nhiễm kim loại nặng trong đất trồng trọt có nguồn gốc do rau trồng

ở những nơi có môi trường đất, nước bị ảnh hưởng vởi các rác thải công nghiệp hoặc

do việc lạm dụng phân bón hóa học, thuốc trừ sâu,… trong sản xuất nông nghiệp

Theo nghiên cứu của Kabata và Henryk (1985), hàm lượng Cd có trong các chất dùng cho sản xuất nông nghiệp ở mức độ sau: bùn thải ( 2-1500 mg/kg), phân lân (0,1-170mg/kg), vôi (0,04-0,1 mg/kg), phân đạm (0,05-8,5mg/kg), phân chuồng (0,3-0,8 mg/kg) Hàm lượng Pb trong bùn thải (50-3000 mg/kg), phân lân (7-200 mg/kg), vôi (20 - 1250 mg/kg), phân đạm ( 2 – 27 mg/kg), phân chuồng (6,6 – 15mg/kg), thuốc BVTV (60mg/kg)

Ngày nay việc tăng cường sử dụng phân bón, hóa chất BVTV không chỉ dừng lại ở một số loại rau như trước đây mà còn “lan tràn” sang hầu hết các loại rau có trên

thị trường: rau ngót, rau mùng tơi và các loại rau thơm [12] Đây cũng là nguyên nhân tích lũy KLN trong nông sản tại một số vùng trồng rau của nước ta

1.3 Một số quy định chung để sản xuất rau an toàn

1.3.1 Tiêu chuẩn về rau an toàn (theo Quy định về quản lý sản xuất và chứng nhận chất lượng rau an toàn của Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn)

a/ Tiêu chuẩn chung

- Rau an toàn (RAT): là những sản phẩm rau tươi (bao gồm tất cả các loại rau ăn: lá,

thân, củ, hoa, quả, hạt, các loại nấm thực phẩm…) được sản xuất, thu hoạch, sơ chế, bao gói, bảo quản theo quy trình bảo đảm điều kiện an toàn thực phẩm, vệ sinh môi trường và đạt tiêu chuẩn RAT theo quy định

- Rau an toàn phải đảm bảo chất lượng, tươi, không bị dập nát, héo úa, sạch đất cát…

- Rau phải có hàm lượng NO3-, Kim loại nặng và dư lượng thuốc BVTV, vi sinh vật ở trong mức cho phép của tổ chức y tế thế giới (WHO)

b/ Ngưỡng hàm lượng NO3-

NO3- đi vào cơ thể ở mức độ bình thường không gây độc nhưng khi hàm lượng vượt quá tiêu chuẩn cho phéo nới nguy hiểm cho cơ thể, gây bệnh “trẻ xanh” đối với trẻ em và gây bệnh ung thư dạ dày đối với người lớn Hàm lượng Nitrat trong rau không được vượt mức quy định (bảng 1.15)

Bảng 1.15 Mức giới hạn tối đa cho phép hàm lượng nitrat (NO 3 -) trong một số sản

c/ Ngưỡng hàm lượng kim loại nặng

Kim loại nặng khi xâm nhập vào cơ thể quá ngưỡng cho phép sẽ gây ra độc hại cho cơ thể, Zn và Cd gây nôn mửa, Pb gây thiểu máu, giảm hồng cầu, đau bụng, tăng huyết áp Asen chỉ gây hại khi ở dạng hợp chất, quá ngưỡng nó sẽ gây chứng khó chịu, đau bụng, ngứa, đau khớp, suy nhược…Ngoài ra có thể gây tổn thương đến gan, thận hoặc làm tan máu Theo Quy định về quản lý sản xuất và chứng nhận chất lượng rau

an toàn của Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn, hàm lượng một số KLN trong rau quả tươi được quy định như trong bảng 1.16

Bảng 1.16 Hàm lượng tối đa cho phép của một số kim loại nặng và độc tố trong sản

1.3.2 Tiêu chuẩn môi trường đất để sản xuất rau an toàn

a/ Tiêu chuẩn đất

Đất trồng rau phải ở địa hình cao, thoát nước, có thành phần cơ giới nhẹ, độ dày tầng trên >1m, tầng canh tác dày >20cm, pHKCl từ 6 đến 7, hàm lượng chất hữu cơ khá

Về vị trí phải xa đường quốc lộ ít nhất từ 100 – 200m , xa các khu công nghiệp, không bị ảnh hưởng bởi các nguồn nước thải thành phố

Đất phải được cày bừa kỹ, làm sạch, không có các nguồn gây bệnh, đảm bảo các chỉ tiêu vệ sinh, trong đất không có dư lượng thuốc trừ sâu và kim loại nặng

Hiện nay chưa có quy định cụ thể về các tính chất đất đối với sản xuất rau an toàn Nhưng nhìn chung đất phải không chứa các yếu tố độc hại như hàm lượng KLN, tồn dư thuốc BVTV, không có VSV gây bệnh nguy hiểm…Trong đó đặc biệt quan tâm đến các KLN trong đất vì vấn đề ô nhiễm KLN ngày càng trở nên phổ biến Hơn nữa, KLN cũng là những nguyên tố có sự tích lũy khá cao trong nông sản và dễ gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người thong qua chuỗi thức ăn QCVN 03:2008/BTNMT đã quy định mức độ ô nhiễm KLN trong đất cho các mục đích sử dụng khác nhau như được trình bày ở bảng 1.17

Bảng 1.17 Giới hạn hàm lượng tổng số của một số kim loại nặng trong một số loại

đất (mg/kg đất khô)

Thông số Đất nông

nghiệp

Đất lâm nghiệp Đất dân sinh

Đất thương mại

Đất công nghiệp

b/ Tiêu chuẩn nước tưới

Vùng trồng rau an toàn phải chủ động tưới tiêu, nguồn nước tưới phải sạch, không có mùi hôi thối, tốt nhất là dùng nước giếng khoan đủ tiêu chuẩn Trong điều kiện hiện nay có thể sử dụng nước của hệ thống sông Hồng, nước ao hồ sạch về tiêu chuẩn vệ sinh

Tuyệt đối không được sử dụng nguồn nước thải hoặc nguồn nước chảy qua khu vực công nghiệp và đô thị lớn để tưới cho rau an toàn Nước rửa rau phải dùng nước giếng khoan đã lọc qua bể lọc hoặc nước đã được qua xử lý

1.2.4.3 Quy trình chung để sản xuất rau an toàn

Mỗi một loại rau quả đều có một quy trình sản xuất riêng tùy theo nhu cầu sinh

lí của chúng, để đảm bảo tiêu chuẩn về rau an toàn cung cấp cho nhu cầu của thị trường cần phải được thực hiện đầy đủ các quy định này Ngoài việc đảm bảo các yếu toos môi trường đất, nước, không khí để sản xuất rau an toàn cần tuân thủ các quy định sau:

- Thời vụ: phải sản xuất nhiều chủng loại rau an toàn để rải vụ và cung cấp đủ cho nhu cầu người tiêu dùng, tránh tình trạng thiếu rau thời kỳ giáp vụ, thường có các thời vụ sau: vụ đông, vụ xuân, vụ đông xuân, vụ hè, vụ hè thu và vụ thu đông

- Giống: các loại rau ăn lá, hóa, thân, củ, quả, hạt… đều có thể sản xuất theo quy trình rau an toàn Tuy nhiên, mỗi loại rau thích ứng với từng loại đất và điều kiện sinh thái khác nhau Các loại hạt giống và cây con đều phải sạch sâu bệnh, giống nhập nội phải qua kiểm dịch thực vật trước khi đưa vào sản xuất Cần thiết phải xử lý hạt giống trước khi gieo trồng

- Phân bón: Tuyệt đối không được sử dụng phân tươi hoặc sử dụng nước bẩn để hòa tan phân bón và pha thuốc trừ sâu Hạn chế sử dụng phân đạm chứa gốc NO3- nhất là thời kỳ gần thu hoạch

- Sử dụng phân chuồng hoặc phân rác ủ hoai mục và phân lân hữu cơ vi sinh để bón lót, tùy theo yêu cầu cụ thể của từng loại rau mà có chế độ bón lượng phân khác nhau Chú ý bón cân đối các loại phân vô cơ N,P,K theo quy trình cụ thể của từng loại cây trồng

- Khuyến khích việc sử dụng các loại phân bón qua lá, kích thích phát tố, điều hòa sinh trưởng nhưng phải đúng liều lượng, đúng kỹ thuật

- Phòng trừ sâu bệnh: Chú trọng biện pháp phòng trừ sâu bệnh tổng hợp (IPM) đối với rau an toàn thì việc sử dụng thuốc BVTV là rất hạn chế, đặc biệt là các thuốc hóa học

Ưu tiên dùng thuốc trừ sâu sinh học, thảo mộc hoặc một số thuốc BVTV ít độc hại, có thời gian phân hủy nhanh, ít gây độc hại cho thiên địch và con người (bảng 1.18)

Bảng 1.18 Dư lượng cho phép và thời gian cách ly một số loại thuốc trừ sâu bênh

trên rau (theo WHO)

Ngoài những yêu cầu trên, khu vực trồng rau an toàn còn phải bố trí thí trên những địa bàn có truyền thống, tập quán và kinh nghiệm sản xuất lâu đời, trình độ kỹ thuật thâm canh cao, có đủ cơ sở hạ tầng và cơ sở vật chất kỹ thuật Vùng trồng rau phải không nằm trong khu vực quy hoạch xây dựng đô thị trong tương lai và phải cách

ly với các khu vực sản xuất có nguy cơ gây ô nhiễm

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu

- Nghiên cứu được thực hiện tại hai vùng chuyên canh rau chính của Thành phố Thái Nguyên bao gồm phường Túc Duyên và phường Quang Vinh

- Nguồn nước tưới và đất trồng rau tại 2 vùng chuyên canh rau (Phường Túc Duyên và phường Quang Vinh) của thành phố Thái Nguyên

- Các loại rau : Rau muống, Bắp cải, Cải xanh

Luận văn tập trung vào nghiên cứu, đánh giá hàm lượng kim loại nặng (Cd, Pb, As) trong đất, nước mặt và sự tích lũy các kim loại nặng đó trong rau tại hai khu vực chuyên canh rau của thành phố Thái Nguyên là phường Túc Duyên và phường Quang Vinh

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp thu thập, tổng hợp và phân tích tài liệu thứ cấp

Cơ sở của phương pháp này là thu thập, nghiên cứu tất cả các tài liệu có liên quan tới vấn đề nghiên cứu, các quy định, các tiêu chuẩn môi trường cho các mục đích khác nhau Hệ thống các tài liệu, số liệu rời rạc sẵn có về đặc điểm tự nhiên, kinh tế -

xã hội, đặc điểm của loại đất tại khu vực nghiên cứu…và một số tài liệu khác cần thiết cho đề tài Phân tích, đánh giá các số liệu sẵn có: Với những số liệu về tính chất lý, hóa đất tại khu vực khảo sát, nghiên cứu từ các nghiên cứu của những năm trước Từ

đó có thể tổng kết đưa ra các đánh giá về diễn biến của độ phì tại khu vực nghiên cứu

2.2.2 Phương pháp khảo sát thực địa

Phương pháp khảo sát thực địa là rất cần thiết giúp người nghiên cứu có cái nhìn tổng quát và sơ bộ về khu vực nghiên cứu, đồng thời kiểm tra lại tính chính xác của những tài liệu, số liệu đã thu thập từ đó đưa ra nhận xét chung về hiện trạng môi trường của vùng nghiên cứu

Cụ thể là việc phỏng vấn những người dân địa phương về cơ cấu cây trồng, năng suất các loại rau, thời vụ gieo trồng, việc sử dụng nước tưới, quy trình canh tác rau và việc sử dụng phân bón và hóa chất BVTV Từ đó, chúng tôi nắm rõ hơn về hoạt động sản xuất tại địa phương để có những đánh giá chính xác hơn trong đề tài này