Đánh giá hiện trạng môi trường đất và sự tích lũy một số kim loại nặng, nitrat trong rau trồng ở phường Yên Nghĩa, quận Hà Đông, thành phố Hà Nội

Bài báo khoa học viết về sự tích lũy kim loại nặng, nitrat ở trong rau thuộc phường Yên Nghĩa, Hà Đông, Hà Nội.

Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 32, Số 1S (2016) 118-124 Đánh giá trạng môi trường đất tích lũy số kim loại nặng, nitrat rau trồng phường Yên Nghĩa, quận Hà Đông, thành phố Hà Nội Nguyễn Ngân Hà*, Nguyễn Minh Phương, Nguyễn Mai Anh Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN, 334 Nguyễn Trãi, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 26 tháng năm 2016 Chỉnh sửa ngày 27 tháng năm 2016; Chấp nhận đăng ngày 06 tháng năm 2016 Tóm tắt: Nghiên cứu tiến hành khảo sát số tính chất lý hóa học đất hàm lượng nitrat, kim loại nặng đất, rau vùng trồng rau phường Yên Nghĩa, quận Hà Đông, Hà Nội Kết nghiên cứu cho thấy đất có tính chất lý hóa học phù hợp cho việc trồng rau Tất mẫu đất nghiên cứu không bị ô nhiễm Cu, Pb, Cd, As dạng linh động, chúng bị ô nhiễm As dạng tổng số với hàm lượng vượt ngưỡng cho phép khoảng 1,14 – 2,86 lần Đối chiếu với tiêu chuẩn 99/2008/QĐ-BNN rau cải cúc cải ngồng bị ô nhiễm Pb với hàm lượng vượt ngưỡng cho phép 10,68 16,23 lần Đối chiếu với tiêu chuẩn FAO/WHO 1993 rau diếp, cải cúc bị nhiễm Cd với hàm lượng vượt ngưỡng cho phép 1,6 2,45 lần; rau xà lách, ngải cứu bị nhiễm As với hàm lượng vượt ngưỡng cho phép 3,4 4,2 lần Tất mẫu rau nghiên cứu không bị ô nhiễm nitrat Từ khóa: Đất, rau, nitrat, kim loại nặng Đặt vấn đề* bệnh, hóa chất độc hại, dư lượng kim loại nặng (KLN) HCBVTV, hàm lượng nitrat rau vượt ngưỡng cho phép…ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe người tiêu dùng Yên Nghĩa phường quận Hà Đông thành phố lựa chọn, đầu tư để quy hoạch thành vùng chuyên canh rau điển hình với tổng diện tích cho sản xuất rau 120 năm gần cho suất, sản lượng rau lớn toàn vùng Rau sản xuất phường Yên Nghĩa đáp ứng nhu cầu tiêu dùng người dân địa phương, lượng lớn hàng ngày cung cấp cho vùng nội đô Hà Nội vùng lân cận Tuy nhiên rau trồng phường Yên Nghĩa đại trà nên chưa có kiểm soát đầy đủ chất Rau xanh trồng ngắn ngày thực phẩm giàu dinh dưỡng thiếu bữa ăn hàng ngày [1] Hiện người trồng rau trọng đầu tư cải tiến kỹ thuật canh tác, sử dụng phân bón, chất kích thích sinh trưởng hóa chất bảo vệ thực vật (HCBVTV) để tăng suất rau [2] Tuy nhiên chất lượng nước tưới không đảm bảo, người trồng không nắm vững kỹ thuật canh tác, sử dụng hóa chất nông nghiệp không cách gây tác động xấu đến môi trường rau bị ô nhiễm vi sinh vật gây _ * Tác giả liên hệ ĐT.: 84-948573483 Email: nguyennganha@hus.edu.vn 118 N.N Hà nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 32, Số 1S (2016) 118-124 lượng mức độ an toàn Môi trường đất, nước tưới, tình trạng sử dụng hóa chất nông nghiệp chưa kiểm soát Vì vậy, để góp phần đánh giá môi trường đất trồng kiểm tra mức độ an toàn rau xanh, nghiên cứu tiến hành khảo sát số tiêu môi trường đất hàm lượng KLN (Cu, Pb, Cd, As), nitrat tích lũy số loại rau trồng vùng trồng rau phường Yên Nghĩa, Hà Nội Đối tượng phương pháp nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đất trồng rau số loại rau vụ đông xuân vùng trồng rau phường Yên Nghĩa, quận Hà Đông, thành phố Hà Nội: rau xà lách (Lactuca sativa L var Capitata); rau diếp (Lactuca sativa L var longifolia); rau cải cúc (Glebionis coronaria); rau cải ngồng (Brassica oleracea (Alboglabra Group)); rau ngải cứu (Artemisia vulgaris) Các mẫu đất rau lấy vào thời điểm thu hoạch rau vụ đông xuân (tháng 34/2016) - Mẫu đất: Lấy theo phương pháp lấy mẫu hỗn hợp - mẫu đất hỗn hợp lấy từ 5-8 điểm ruộng trồng rau Lấy đất tầng canh tác (0-20 cm), khối lượng 1-2 kg đất/mẫu Phương pháp lấy xử lý mẫu đất thực theo TCVN 7538 - : 2005 - Mẫu rau: Đối với rau xà lách rau diếp lấy 10 (nguyên cây, phần ăn được) ruộng gộp lại thành mẫu hỗn hợp Các loại rau lại mẫu rau hỗn hợp (0,5 - kg) lấy từ 5-8 điểm khác ruộng gộp lại Lấy mẫu phần ăn loại rau nghiên cứu Phương pháp lấy mẫu rau thực theo TCVN 9016 : 2011, phương pháp bảo quản xử lý mẫu rau thực theo TCVN 8551 : 2010 Các tiêu lựa chọn phân tích bao gồm : - Đối với đất: pHKCl ; tỉ trọng đất; TPCG ; CEC ; Ca2+, Mg2+ trao đổi ; N, P2O5, K2O dạng tổng số dễ tiêu ; NO3- ; kim loại nặng (Cu, Pb, Cd, As) dạng tổng số linh động 119 - Đối với rau: NO3-, kim loại nặng (Cu, Pb, Cd, As) Các tiêu phân tích theo phương pháp phổ dụng phòng thí nghiệm Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN [3] Hàm lượng nitrat đất, rau xác định phương pháp so màu, KLN sau phá mẫu, chiết mẫu đo máy quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) Các kết phân tích xử lý thống kê MS Excel Kết nghiên cứu thảo luận 3.1 Tính chất lý hóa học đất trồng rau phường Yên Nghĩa, quận Hà Đông, Hà Nội a) Giá trị pHKCl : Kết phân tích cho thấy đất trồng rau phường Yên Nghĩa có phản ứng trung tính với giá trị pH biến đổi khoảng 6,2 – 6,9, thích hợp cho việc trồng rau Điều giải thích việc cải tạo đất sau vụ thu hoạch trước gieo trồng người dân tiến hành cẩn thận, bón vôi cho đất để làm giảm độ chua, trì pH khoảng trung tính b) Tỉ trọng đất: Các mẫu đất nghiên cứu có tương đương tỉ trọng, dao động từ 2,41 đến 2,54 g/cm3 Các mẫu đất MĐ1, MĐ2, MĐ5 có tỉ trọng nhỏ 2,5 g/cm3 nên theo thang đánh giá Katrinski sơ kết luận đất có hàm lượng mùn cao [4] Mẫu đất MĐ3 MĐ4 có tỉ trọng lớn 2,5 g/cm3, nhỏ 2,66 g/cm3 cho thấy hàm lượng mùn mức trung bình Tuy nhiên giá trị tỉ trọng đất đánh giá phù hợp để trồng rau c) Thành phần giới (TPCG) : TPCG đất có ý nghĩa quan trọng dinh dưỡng trồng Theo kết đánh giá phương pháp đồng ruộng TPCG đất trồng rau phường Yên Nghĩa thuộc loại thịt trung bình thịt pha cát, có kết cấu tốt d) Hàm lượng chất hữu (CHC) : Các mẫu đất nghiên cứu có hàm lượng CHC dao động khoảng 2,42 – 3,77% Theo thang N.N Hà nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 32, Số (2016) 118-124 120 đánh giá mẫu đất MĐ3, MĐ4 có hàm lượng CHC mức trung bình, mẫu đất lại hàm lượng CHC mức hàm lượng CHC đạt giá trị cao mẫu đất lấy ruộng trồng xà lách rau diếp Tuy hàm lượng CHC mẫu đất vùng trồng rau nghiên cứu không nhỏ cần phải có biện pháp trì bổ sung thêm chất hữu cho đất để tạo nguồn dự trữ dinh dưỡng lâu dài cho trồng sử dụng bổ sung thêm phân chuồng, phân xanh… cho đất e) CEC Ca2+, Mg2+ trao đổi : Theo kết phân tích giá trị CEC mẫu đất nghiên cứu mức trung bình theo thang giá Viện Thổ nhưỡng Nông hóa [5] dao động khoảng 15,3 – 20 mgđl/100g đất Hàm lượng Ca2+ trao đổi mức trung bình, dao động khoảng 6,5 – 8,2 mgđl/100g đất Còn hàm lượng Mg2+ trao đổi đất kết phân tích cho thấy có mẫu đất MĐ2 mức trung bình, mẫu đất lại mức cao Tổng hàm lượng Ca2+ Mg2+ trao đổi chiếm khoảng 58,71 – 81,81% giá trị CEC đất 3.2 Hàm lượng chất dinh dưỡng NPK đất - Hàm lượng nitơ: Hàm lượng nitơ tổng số mẫu đất nghiên cứu dao động khoảng 0,084 – 0,145%, Theo thang đánh giá có hàm lượng nitơ tổng số mẫu MĐ2 mức nghèo, mẫu đất lại mức trung bình Kết phân tích cho thấy mẫu đất MĐ2, có hàm lượng nitơ thủy phân mức nghèo, MĐ1 mức trung bình Hai mẫu đất lại MĐ3, MĐ4 lấy ruộng trồng cải cúc cải ngồng hàm lượng nitơ thủy phân đánh giá giàu, điều nitơ giải phóng nhiều từ trình phân giải mùn trình canh tác người sản xuất thường xuyên bổ sung thêm phân đạm để đủ cung cấp cho trồng Các ruộng trồng rau lại, đặc biệt ruộng trồng rau diếp cần ý bổ sung thêm phân đạm để đáp ứng kịp thời nhu cầu trồng vụ trồng - Hàm lượng phôt pho: Hàm lượng phốt tổng số dễ tiêu tất mẫu đất nghiên cứu thuộc loại giàu Điều giải thích điều kiện đất có phản ứng trung tính pH = 6,2 - 6,9 khoảng mà lân dễ tiêu bị cố định Ngoài ra, theo kết điều tra nông hộ, trình canh tác ruộng trồng rau nghiên cứu người nông dân bổ sung thêm phôt cho đất cách bón lượng lớn phân lân Bảng Ký hiệu mẫu đất rau nghiên cứu STT Kí hiệu mẫu đất MĐ1 MĐ2 MĐ3 MĐ4 MĐ5 Diện tích ruộng lấy mẫu/1 mẫu đất 0,1 - Mẫu rau Đặc điểm nơi lấy mẫu XL RD CC CN NC Ruộng trồng rau xà lách Ruộng trồng rau diếp Ruộng trồng rau cải cúc Ruộng trồng rau cải ngồng Ruộng trồng rau ngải cứu Bảng Các tiêu lý hóa học đất Mẫu đất MĐ1 MĐ2 MĐ3 MĐ4 MĐ5 pHKCl 6,9 6,8 6,2 6,4 6,9 Tỉ trọng (g/cm3) 2,45 2,41 2,52 2,54 2,48 Tên gọi TPCG đất Thịt pha cát Thịt pha cát Thịt trung bình Thịt trung bình Thịt trung bình CHC (%) 3,47 3,77 2,64 2,42 3,07 CEC (mgdl/100g đất) 15,9 15,5 16,5 20 15,3 Ca2+ (mgdl/100g đất) 7,1 6,5 8,2 7,7 6,6 Mg2+ (mgdl/100g đất) 3,5 2,6 5,3 5,4 3,8 N.N Hà nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 32, Số 1S (2016) 118-124 121 Bảng Hàm lượng NPK đất Mẫu đất MĐ1 MĐ2 MĐ3 MĐ4 Chất tổng số (%) N P 2O 0,106 0,252 0,084 0,123 0,145 0,291 0,135 0,184 K 2O 1,153 0,896 1,758 1,842 Chất dễ tiêu (mg/100g đất) Ntp P 2O 5,04 95,63 3,64 41,82 7,84 45,20 7,28 73,28 K 2O 9,10 7,24 17,11 12,36 NO34,91 1,78 4,63 6,7 MĐ5 0,129 1,309 3,64 13,05 0,223 0,174 74,10 đất MĐ4 có hàm lượng nitrat (6,7 mg/100g đất) gần hàm lượng nitơ thủy phân (7,28 mg/100g đất) Dựa theo thang đo mức độ đảm bảo cung cấp nitrat đất cho trồng (Viện nghiên cứu nông hóa LB Nga CINAO) [6] thấy đất khu vực trồng rau nghiên cứu có khả đảm bảo cung cấp nitrat cho trồng từ mức cực thấp đến cao Cụ thể, đất trồng rau ngải cứu (MĐ5) có khả cung cấp nitrat cho mức cực thấp (0,223 mg/100g đất); đất trồng rau diếp (MĐ2) có khả cấp nitrat cho mức trung bình (1,78 mg/100g đất); đất trồng rau xà lách (MĐ1) cải cúc (MĐ3) có khả cung cấp nitrat cho mức Chỉ riêng mẫu đất trồng rau cải ngồng (MĐ4) có khả cung cấp nitrat cho mức cao (6,7 mg/100g đất) - Hàm lượng kali: Hàm lượng kali tổng số mẫu đất dao động khoảng 0,896 – 1,842% xếp mức trung bình, giá trị thấp mẫu đất MĐ2 (0,896%) cao mẫu đất MĐ4 (1,842%) Mẫu đất MĐ2 đánh giá nghèo kali dễ tiêu, có mẫu đất MĐ3 có hàm lượng kali mức giàu, mẫu đất lại hàm lượng kali dễ tiêu xếp mức trung bình Như vậy, mức độ đảm bảo dinh dưỡng kali cho rau khu vực nghiên cứu mức trung bình trình trồng rau người nông dân trọng đến việc bón bổ sung thêm phân kali cho đất, riêng ruộng trồng rau diếp (lấy mẫu đất MĐ2) bị thiếu dinh dưỡng kali dạng tổng số dễ tiêu nên cần thiết phải cung cấp thêm kali cho đất thông qua bón phân hữu cơ, phân xanh, tro bếp bón thêm phân kali - Hàm lượng nitrat (NO3-) đất: Hàm lượng nitrat mẫu đất nghiên cứu dao động khoảng 0,223 – 6,7 mg/100g đất tươi chênh lệch lớn Trong mẫu 3.3 Hàm lượng số nguyên tố kim loại nặng (Cu, Pb, Cd, As) đất Kết phân tích KLN đất trồng rau phường Yên Nghĩa thể bảng 4: Bảng Hàm lượng kim loại nặng tổng số linh động đất (Đơn vị: ppm) KLN Mẫu đất MĐ1 MĐ2 MĐ3 MĐ4 MĐ5 QCVN03MT:2015/BTNM T Giới hạn ô nhiễm KLN di động* Cu TS 26,0 17,7 47,8 36,5 33,3 LĐ