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

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 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 tốt nghiệp thạc sĩ

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 Cơng Đức NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ơ 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, xin gửi lời cảm ơn tới thầy hướng dẫn luận văn tơi, Phó giáo sư - Tiến sĩ Nguyễn Xuân Cự, tạo điều kiện, động viên giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Trong suốt trình nghiên cứu, thầy kiên nhẫn hướng dẫn, trợ giúp động viên nhiều Sự hiểu biết sâu sắc khoa học, kinh nghiệm thầy tiền đề giúp tơi hồn thiện luận văn Cảm ơn Thầy quan tâm, giúp đỡ cho luận văn Kết nghiên cứu luận văn phần đề tài nghiên cứu cấp Bộ NCS Phạm Thị Mỹ Phương thực phần luận án chị Xin cảm ơn chị Phạm Thị Mỹ Phương cho tham gia thực đề tài sử dụng phần kết công bố đề tài Chị đưa ý kiến góp ý vơ q báu Xin cám ơn thầy cô anh, chị, em Khoa Mơi trường, Phịng sau đại học, Trường đại học Khoa học Tự Nhiên tạo điều kiện thuận lợi cho thực luận văn Tôi xin cảm ơn bạn bè gia đình ln bên tơi, cổ vũ động viên tơi lúc khó khăn để vượt qua hồn thành tốt luận văn Trong q trình thực khơng tránh khỏi khiếm khuyết mong thầy cô bạn thơng cảm góp ý để luận văn hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.1 Tình hình sản xuất tiêu thụ rau giới Việt Nam 1.1.1 Tình hình sản xuất tiêu thụ rau giới 1.1.2 Tình hình sản xuất tiêu thụ rau Việt Nam 1.1.3 Tình hình sản xuất rau thành phố Thái Nguyên 11 1.2 Nghiên cứu ô nhiễm kim loại nặng 13 1.2.1 Nghiên cứu kim loại nặng giới 13 1.2.2 Nghiên cứu ô nhiễm KLN Việt Nam 18 1.2.3 Một số nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường vùng trồng rau 24 1.3 Một số quy định chung để sản xuất rau an toàn 27 CHƯƠNG 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 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 rau 33 2.2.4 Phương pháp phân tích mẫu đất 35 2.2.5 Phương pháp xử lý số liệu 37 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 38 3.1 Đặc điểm trạng sản xuất rau khu vực nghiên cứu 38 3.1.1 Đặc điểm khu vực nghiên cứu 38 3.1.2 Hiện trạng sản xuất rau khu vực nghiên cứu 39 3.2 Một số tính chất lý, hóa học mẫu đất vùng chuyên canh rau thành phố Thái Nguyên 42 3.2.1 Kết phân tích thành phần giới, độ chua đất (pH KCl), CHC dung tích trao đổi catrion đất 42 3.2.2 Hàm lượng N, P, K tổng số đất nghiên cứu 45 3.2.3 Hàm lượng N, P, K dễ tiêu đất nghiên cứu 48 3.2.4 Hàm lượng Cd, Pb, As tổng số đất nghiên cứu 51 3.3 Một số tiêu chất lượng nước Túc Duyên Quang Vinh 54 3.3.1 Giá trị pH nước tưới Túc Duyên Quang Vinh 54 3.3.2.Hàm lượng Pb nước tưới rau khu vực Túc Duyên Quang Vinh 54 3.3.3 Hàm lượng Cd nước tưới khu vực Túc Duyên Quang Vinh 57 3.3.4 Hàm lượng As nước tưới khu vực Túc Duyên Quang Vinh 58 3.4 Hàm lượng kim loại nặng rau khu vực Túc Duyên Quang Vinh 60 3.4.1 Hàm lượng Pb rau khu vực Túc Duyên Quang Vinh 60 3.4.2 Hàm lượng Cd rau khu vực Túc Duyên Quang Vinh 61 3.4.3 Hàm lượng As rau Túc Duyên Quang Vinh 63 3.5 Sự tương quan hàm lượng kim loại nặng nước, đất rau 64 3.6 Một số giải pháp nhằm giảm thiểu tác động ô nhiễm kim loại nặng rau 66 3.6.1 Giải pháp quản lý, 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 sản lượng rau Việt Nam từ năm 1991 đến 2005 Bảng 1.2 Số liệu thống kê Diện tích, suất, sản lượng rau số vùng nước từ năm 2007 đến năm 2009 Bảng 1.3 Hàm lượng số kim loại nặng số loại đá (mg/kg) 13 Bảng 1.4 Sự phát thải toàn cầu số nguyên tố kim loại (108 g/năm) 14 Bảng 1.5 Trị số trung bình KLN bùn cống rãnh thành phố (ppm) 15 Bảng 1.6 Kết trung bình Cu, Zn chất rắn lơ lửng 16 Bảng 1.7 Nồng độ thường thấy KLN số loại chế phẩm (mg/kg) 17 Bảng 1.8 Hàm lượng tối đa cho phép (MAC) KLN xem độc thực vật đất nông nghiệp 17 Bảng 1.9 Hàm lượng KLN tầng đất mặt số loại đất Việt Nam (mg/kg)18 Bảng 1.10 Hàm lượng số KLN đất nông nghiệp số vùng Việt Nam (mg/kg) 19 Bảng 1.11 Hàm lượng KLN đất khu vực công ty Pin Văn Điển Orinel-Hanel (ppm) 20 Bảng 1.12 Hàm lượng nguyên tố KLN bụi không khí số mẫu đất thành phố Hồ Chí Minh 20 Bảng 1.13 Hàm lượng số kim loại nặng sản phẩm dùng làm phân bón nơng nghiệp (ppm) 22 Bảng 1.14 Hàm lượng kim loại nặng đất Văn Môn 23 Bảng 1.15 Mức giới hạn tối đa cho phép hàm lượng nitrat (NO3-) số sản phẩm rau tươi (mg/kg) 27 Bảng 1.16 Hàm lượng tối đa cho phép số kim loại nặng độc tố sản phẩm rau tươi 28 Bảng 1.17 Giới hạn hàm lượng tổng số số kim loại nặng số loại đất (mg/kg đất khô) 29 Bảng 1.18 Dư lượng cho phép thời gian cách ly số loại thuốc trừ sâu bênh rau (theo WHO) 31 Bảng 3.1 Hiện trạng sử dụng phân bón cho số loại rau Thành Phố Thái Nguyên 40 Bảng 3.2 Tình hình sử dụng thuốc BVTV cho số loại rau thành phố Thái Nguyên 41 Bảng 3.3.Thành phần giới, độ chua, CHC dung tích trao đổi catrion đất khu vực nghiên cứu 43 Bảng 3.4 Hàm lượng N, P, K tổng số đất hai khu vực nghiên cứu (%) 46 Bảng 3.5 Hàm lượng N, P, K dễ tiêu đất hai khu vực nghiên cứu 48 Bảng 3.6: Hàm lượng Cd, Pb, As tổng số đất trồng rau (mg/kg) 52 Bảng 3.7 Kết pH nước tưới rau khu vực nghiên cứu 54 Bảng 3.8 Hàm lượng Pb nước tưới khu vực Túc Duyên Quang Vinh (mg/l) 55 Bảng 3.9 Hàm lượng Cd nước tưới khu vực Túc Duyên Quang Vinh (mg/l) 57 Bảng 3.10 Hàm lượng As nước tưới khu vực Túc Duyên Quang Vinh (mg/l) 59 Bảng 3.11 Hàm lượng Pb rau Túc Duyên Quang Vinh (mg/kg rau tươi) 60 Bảng 3.12 Hàm lượng Cd rau Túc Duyên Quang Vinh (mg/kg rau tươi) 61 Bảng 3.13 Hàm lượng As rau Túc Duyên Quang Vinh (mg/kg rau tươi) 63 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Giá trị sản xuất rau số nước giới Hình 3.1 pH mẫu khu vực Túc Duyên Quang Vinh 44 Hình 3.2 So sánh hàm lượng Nitơ dễ tiêu mẫu đất khu vực nghiên cứu 49 Hình 3.3 So sánh hàm lượng P2O5dt mẫu đất khu vực nghiên cứu 50 Hình 3.4 So sánh hàm lượng K2O dễ tiêu mẫu đất khu vực nghiên cứu 51 Hình 3.5 Tỉ lệ mẫu đất bị ô nhiễm Túc Duyên 53 Hình 3.6 Tỉ lệ mẫu đất bị ô nhiễm Quang Vinh 53 Hình 3.7 Hàm lượng Pb nước tưới Túc Duyên Quang Vinh 56 Hình 3.8 Hàm lượng Cd nước tưới Túc Duyên Quang Vinh 58 Hình 3.9 Hàm lượng As nước tưới Túc Duyên Quang Vinh 60 Hình 3.10 Hàm lượng Pb rau hai khu vực nghiên cứu 61 Hình 3.11 Hàm lượng Cd rau hai khu vực nghiên cứu 62 Hình 3.12 Hàm lượng As rau hai khu vực nghiên cứu 64 MỞ ĐẦU Ở thành phố nước ta, rau xanh có vai trò quan trọng cung cấp thực phẩm cho người dân thành phố Cùng với tăng trưởng nơng nghiệp nói chung, sản xuất rau đáp ứng nhu cầu số lượng, khắc phục dần tình trạng thiếu hụt lúc giáp vụ, nhiều chủng loại rau chất lượng cao bổ sung bữa ăn hàng ngày người dân Tuy nhiên, xu sản xuất thâm canh, số vùng chun canh rau, mức độ khơng an tồn sản phẩm rau xanh ô nhiễm môi trường sản xuất phụ thuộc vào nhiều phân bón, hóa chất bảo vệ thực vật lại bị ảnh hưởng lớn chất thải công nghiệp chất thải sinh hoạt Việc chạy theo lợi nhuận hiểu biết người trồng rau canh tác làm cho sản phẩm rau xanh ô nhiễm môi trường canh tác cao sản phẩm rau xanh bị ô nhiễm kim loại nặng, vi sinh vật gây bệnh có xu hướng ngày gia tăng Thành phố Thái Ngun khơng trung tâm kinh tế trị văn hóa tỉnh Thái Ngun mà cịn trung tâm vùng trunng du miền núi phía Bắc với diện tích 189,705 km2 dân số 330.707 người (năm 2010) Các khu vành đai sản xuất rau xanh cho thành phố hình thành từ nhiều năm qua, đặc biệt khoảng 10 năm trở lại Thái Nguyên có phát triển từ thị xã lên thành phố Phường Túc Duyên phường Quang Vinh vùng trồng rau thành phố Thái Ngun, nơi có diện tích sản lượng rau lớn Lượng rau hoa người dân trồng đáp ứng cho nhu cầu quanh năm thị trường thành phố Các loại rau trồng chủ yếu rau ăn (cải bắp, cải canh), rau ăn (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, quyền địa phương định hướng tạo điều kiện để người dân tiếp cận khoa học kỹ thuật, dự án phát triển rau hoa Trung ương địa phương, nguồn vốn sách để ổn định sản xuất Tại Túc Duyên Quang Vinh hình thành phát triển vùng chuyên canh trồng rau hoa Thái Nguyên có hệ thống mương dẫn nước Sông Cầu vào hầu hết cánh đồng rau, nguồn nước dùng để tưới rau chủ yếu nước sơng Cầu (khoảng 70%) Ngồi hộ dân sử dụng nước thải thành phố theo hệ thống kênh thoát nước nước từ ao, hồ, tù đọng gần khu dân cư khu sản xuất để tưới rau (khoảng 30%) Tuy nhiên năm gần chất lượng nước Sơng Cầu có biến đổi mạnh chịu ảnh hưởng nước thải từ khu khai thác quặng đầu nguồn, nguồn nước thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt, nên chất lượng nước sông nhiều không đáp ứng yêu cầu cho sản xuất nơng nghiệp nói chung, đặc biệt sản xuất rau xanh Điều dẫn đến tích lũy kim loại nặng rau Lượng nước thải bùn thải mang nhiều thành phần gây độc thực vật hệ sinh thái môi trường đất Sự tích lũy KLN đất nơng nghiệp ngày trở thành mối quan tâm lớn ảnh hưởng nghiêm trọng mà KLN gây vấn đề an toàn thực phẩm sức khỏe người Vấn đề nhiễm KLN nói chung đặc biệt nguyên tố As, Cd, Pb đất nước vùng chuyên canh rau trở thành mối quan tâm đặc biệt tất người, mức độ độc hại chúng có nguy đe dọa đến sức khỏe người, loài sinh vật tiềm ẩn nhiều rủi ro sinh thái khác Chính vậy, việc nghiên cứu ô nhiễm môi trường đất, nước kim loại nặng tích lũy chúng sản phẩm nông nghiệp vấn đề cấp bách nay, góp phần ngăn chặn gia tăng nhiễm mơi trường tìm biện pháp hữu ích để tạo sản phẩm nơng nghiệp an tồn, hướng tới nơng nghiệp bền vững Trong hồn cảnh chung yêu cầu sản xuất điều kiện môi trường đề tài: “Nghiên cứu đánh giá trạng ô nhiễm kim loại nặng (As, Cd, Pb) đất, nước rau số vùng chuyên canh rau khu vực ven đô thành phố Thái Nguyên” tiến hành, nhằm mục đích sau: - Khảo sát trạng mơi trường đất, nước tình hình sản xuất số vùng chuyên canh rau khu vực ven đô Thành phố Thái Nguyên - Xác định số tính chất lý, hóa học đất trồng rau hàm lượng số kim loại nặng (Cd, Pb, As) đất, nước rau 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 đất cho sản xuất rau an tồn vùng ven thành phố Thái Ngun ... 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 ? ?Ô THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN Chuyên ngành: Khoa học Môi... học đất trồng rau hàm lượng số kim loại nặng (Cd, Pb, As) đất, nước rau số vùng chuyên canh rau khu vực ven ? ?ô thành phố Thái Nguyên - Đề xuất giải pháp nhằm giảm thiểu ô nhiễm kim loại nặng đất. .. vững Trong hoàn cảnh chung yêu cầu sản xuất điều kiện môi trường đề tài: ? ?Nghiên cứu đánh giá trạng ô nhiễm kim loại nặng (As, Cd, Pb) đất, nước rau số vùng chuyên canh rau khu vực ven ? ?ô thành phố