4. BỐ CỤC KHÓA LUẬN
2.4.9. Phương pháp đánh giá rủi ro sức khỏe bằng chỉ số THQ
Mức độ rủi ro sức khỏe do KLN được tính dựa vào chỉ số THQ. Nếu THQ < 1, người tiêu thụ rau xanh có thể không bị ảnh hưởng xấu do các chất ô nhiễm gây ra và ngược lại[52].
THQ = Trong đó:
EFr : tần số tiếp xúc (365 ngày/năm) ED : thời gian tiếp xúc (70 năm)
FI : Lượng rau tiêu thụ 157 g/người.ngày theo khuyến cáo của Viện dinh dưỡng năm 2009[5].
Cm : hàm lượng kim loại nặng trong rau (mg/kg trên cơ sở trọng lượng tươi).
RfD : liều lượng tham khảo. Giá trị RfD cho Mn, Zn, Pb, Cd và Cr lần lượt là 0.033, 0.3, 0.0035, 0.001 và 1.5 mg/kg.ngày[51].
Bw: trọng lượng cơ thể trung bình, với trọng lượng cơ thể trung bình của người trưởng thành Việt Nam, nam là 54kg và nữ là 46kg [29].
AT : thời gian phơi nhiễm trung bình (365 ngày/năm x số năm phơi nhiễm, giả sử là 70 năm).
Để xác định tác động cộng gộp của THQ, ta sử dụng chỉ số HI (hazard index). HI được tính toán để đánh giá nguy cơ tiềm ẩn ảnh hưởng xấu tới sức khỏe của hỗn hợp thành phần hóa học trong rau.HI được tính bằng tổng các THQ của từng chất, hợp chất, trong nghiên cứu này chính là các KLN:
=
2.4.10. Phương pháp phân tích thống kê số liệu, vẽ biểu đồ
Các số liệu được phân tích thống kê bằng phần mềm MS.Excel 2010.
CHƯƠNG 3
KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 3.1. HÀM LƯỢNG KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT
Đất là tư liệu sản xuất nông nghiệp quan trọng; thành phần, tính chất môi trường đất là yếu tố quyết định đến chất lượng sản phẩm nông nghiệp. Tuy nhiên, diện tích canh tác ngày càng bị thu hẹp, chất lượng đất đang bị suy thoái nghiêm trọng, các chất độc hại tích tụ trong đất làm tăng khả năng hấp thụ các nguyên tố có hại trong rau, ảnh hưởng đến năng suất, chất lượng rau và gây nguy cơ tiềm ẩn cho sức khỏe con người thông qua con đường chuỗi thức ăn. Nguồn cung cấp KLNcho đất bao gồm nguồn gốc tự nhiên, hoạt động khai thác khoáng sản,sử dụng nước thải và bùn thải tưới tiêu,phân bón hóa chất nông nghiệp. Vùng trồng rau Túy Loan nằm cạnh con sông Túy Loan dài khoảng 30km, chảy hoàn toàn trong địa phận huyện Hòa Vang, hằng năm về mùa mưa từ tháng 10 – 12 nơi đây được bồi đắp một lượng nhỏ đất phù sa có hàm lượng chất dinh dưỡng cao, đây là điều kiện thuận lợi cho việc phát triển sản xuất nông nghiệp tại đây [Phỏng vấn cán bộ quản lý tại vùng trồng rau Túy Loan].
Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng, tính axit của môi trường đất ảnh hưởng đến độ hòa tan của các kim loại trong đất, khi pH > 6.5 thì hầu hết các kim loại nặng đều ít linh động hơn[36]. Độ pH của đất trồng ảnh hưởng lớn đến quá trình hóa lý và sinh học của đất, hoạt động của hệ vi sinh vật đất và khả năng hòa tan các kim loại nặng, đất có pH thấp, khả năng lưu giữ ion kim loại trong đất giảm, nồng độ ion H+ tăng lên kết hợp với các anion có trong đất, vì vậy các cation kim loại có trong đất linh hoạt hơn và cây trồng dễ hấp thụ hơn. pH đất thấp là một trong những yếu tố làm tăng khả năng hút và tích lũy KLN của thực vật[3].Đất có hàm lượng chất hữu cơ cao có khả năng hấp phụ
cao và có khả năng ràng buộc mạnh các yếu tố kim loại, giúp giảm thiểu sự hấp thụ các KLN bởi cây trồng[46].
Hàm lượng (mg/kg) Pb, Cd, Cr, Zn, Mn và độ pH, độ dẫn điện – EC (mS/cm), hàm lượng chất hữu cơ – OM (%) của đất tại vùng trồng rau Túy Loan được trình bàytrong bảng3.1.
Bảng 3.1: Đặc điểm môi trường đất tại vùng trồng rau chuyên canh Túy Loan (n=20) (khô) Hàm lượng (mg/kg) pH EC (dS/m) OM (%) Zn Pb Cd Mn Cr Trung bình ± SE 59.955±3.41 2.333±0.006 2x10-4 150.404±12.13 0.435±0.03 4.73 0.031 1.528 Thấp nhất 34.152 1.573 Nd 75.74 0.214 4.03 0.014 1.166 Cao nhất 99.327 2.794 4.9x10-4 236.979 0.675 5.18 0.081 2.125 Trung vị 62.452 2.310 141.573 0.424 TCCP 200* 70* 2* 500*** 90** *GB 15618:1995 *** WHO **QCVN 03:2008/BTNMT Nd: không phát hiện
Hình 3.1. Hàm lượng Cr và Pb trong các mẫu đất ở khu vực nghiên cứu
Hình 3.2. Hàm lượng Zn và Mn trong các mẫu đất ở khu vực nghiên cứu
Kết quả ở bảng 2 cho thấy, hàm lượng Pb, Zn, Cd, Mn và Cr đều thấp hơn so với giới hạn cho phép theo QCVN 03:2008/BTNMT quy chuẩn quốc gia về giới hạn cho phép của kim loại nặng trong đất[15], tiêu chuẩn Tổ chức
y tế thế giới WHO, GB 15618:1995 về giới hạn cho phép của các kim loại nặng trong đất nông nghiệp Trung Quốc. Hàm lượng trung bình của các kim loại trong đất giảm dần Mn (150.404)>Zn(59.995) >Pb(2.333)>Cr(0.435)>Cd(2x10^-4mg/kg). Giá trị pH đất nằm trong khoảng 4.03 – 5.18(trung bình là 4.73); hàm lượng chất hữu cơ trung bình 1.528 %, dựa vào TCVN 7376:2004, giá trị chỉ thị về hàm lượng cacbon hữu cơ tổng số trong đất, đất tại khu vực nghiên cứu thuộc loại đất phù sa (1 – 2.85%), pH đất tương đối thấp, đất có tính chua. Độ dẫn điện dao động từ 0.014 – 0.081mS/cm.
Bảng 3.2: Hàm lượng kim loại nặng trong đất trong một số nghiên cứu khác
Địa điểm Kim loại nặng (mg/kg) Nghiên cứu
Pb Zn Mn Cd Cr
Túy Loan 2.333 59.955 150.404 2x10-4 0.435 Nghiên cứu này
Minh Khai – Từ Liêm 15.5 50.15 285.05 0.55 19 Nguyễn Xuân Hải và Ngô Thị Lan Phương (2010)
Vĩnh Quỳnh – Thanh Trì 26 80.6 588.2 0.6 19.45
Văn Lâm (gần KCN) 137.96 Cao Việt Hà (2012)
Suzhou 45.8 120
Hao Xiu – Zhen và cộng sự (2009)
Wuxi 45.1 87.6
Changzhou 46.9 67.8
Lahore, Pakistan 15.38 50.84 39.01 3.15 21.01 Adeel Mahmoodvà Riffat NaseemMalik
Bắc Kinh, Trung Quốc 49.4 157 0.84 60.9 S.Khan và cộng sự
Phú Diễn – Tây Tựu 36.1 110.3 579.1 <0.2 76.6 Nguyễn Thị Mai Hương và cộngsự (2012)
Q.Liên Chiểu, Đà Nẵng 0.115 Võ Văn Minh (2006)
Bắc Kinh – Thiên Tân,
Trung Quốc 5.9 97.3 0.46 43.5 Yanchun Wang và cộng sự (2012)
Đất tưới nước thải 21.39 58.13 3.12 19.21 Anita Singh và cộng sự tại Ấn Độ (2010)
Đất tưới nước sạch 8.15 44.19 1.49 9.07
Trong các mẫu đất lấy tại vùng trồng rau chuyên canh thôn Túy Loan có hàm lượng Zn trung bình 59.955mg/kg, cao nhất99.327 mg/kg và thấp nhất 34.152 mg/kg. Hàm lượng Zn trong các mẫu đấtkhá đồng đều. Hàm lượng Zn trung bình trong nghiên cứu của chúng tôi tương đương với kết quả nghiên cứu của của Adeel Mahmoodvà Riffat Naseem Malik tại Lahore, Pakistan (50.84 mg/kg) [44]và thấp hơn 2.5 lần so với nghiên cứu của Sajjad Khan và cộng sự, tại Bắc Kinh, Trung Quốc (157 mg/kg)[40], thấp hơn so vớinghiên cứu của Nguyễn Thị Mai Hương và cộng sự (2012), trong các mẫu đất thuộc vùng canh tác nông nghiệp xã Phú Diễn – Tây Tựu là 113 mg/kg[12].
Hàm lượng Pb nằm trong khoảng 1.573 – 2.794 mg/kg (trung bình là 2.333 mg/kg) thấp hơn 27 lần so với giới hạn cho phép trong QCVN 03:2008/BTNMT, lần lượt thấp hơn 6 lần (15.5 mg/kg) và 10 lần (26 mg/kg) so với đất trồng rau Cải xanh tại Minh Khai – Từ Liêm và Vĩnh Quỳnh – Thanh Trì, Hà Nội trong nghiên cứu của Nguyễn Xuân Hải và Ngô Thị Lan Phương[7], thấp hơn nhiều lần so với nghiên cứu của Cao Việt Hà tại huyện Văn Lâm (24.25 – 948.77 mg/kg), tác giả cho rằng đất tại đây bị ảnh hưởng bởi hoạt động của KCN Phố Nối A, KCN Như Quỳnh và làng nghề tái chế kim loại của xã Chỉ Đạo[6]. Thấp hơn 19 lần so với hàm lượng Pb phân tích được trong đất lấy tại khu vực Tây Nam huyện Thông Châu, Bắc Kinh, Trung Quốc trong nghiên cứu của Sajjad Khan và cộng sự (2008) (49.4 mg/kg) [40], thấp hơn so với hàm lượng Pb trong đất lấy tại vùng Suzhou, Wuxi, Changzhou phía nam tỉnh Giang Tô, Trung Quốc trong nghiên cứu của Hao Xiu – Zhen và cộng sự (2009)[53].
Hàm lượng Mn trong các mẫu đất tại khu vực nghiên cứu dao động trong khoảng 75.741 - 236.979 mg/kg (trung bình: 150.404 mg/kg), trong 5 KLN phân tích Mn là nguyên tố có hàm lượng lớn nhất trong đất . Hàm lượng Mn trung bình trong nghiên cứu của chúng tôi cao gấp 3.8 lần so với kết quả của Adeel Mahmoodvà Riffat Naseem Malik tại Lahore, Pakistan,trung bình:
39.01 mg/kg (20.48 – 64.19mg/kg)[44]. Tuy nhiên, kết quả này thấp hơn 1.9 lần so với hàm lượng Mn trong đất trồng rau Cải xanh tại Minh Khai – Từ Liêm và thấp hơn 4 lần so với xã Vĩnh Quỳnh – Thanh Trì, Hà Nội trong nghiên cứu của Nguyễn Xuân Hải và Ngô Thị Lan Phương[7]. Theo Phan Tuấn Triều, khi đất có pH<5, Mn trở nên dễ hòa tan hơn và có thể gây độc cho cây, đất trong nghiên cứu có pH thấp và với lượng Mn trong đất khá cao, có thể thúc đẩy khả năng hút Mn của cây trồng gây nhiễm độc Mn.
Hàm lượng Cd trong đất nằm trong khoảng 2x10^-5 – 4.9x10^-4 mg/kg, trong đó có đến 11 mẫu khác không phát hiện có nguyên tố Cd trong quá trình phân tích. Giá trị Cd trong nghiên cứu của chúng tôi thấp hơn nhiều lần so với kết quả nghiên cứu của Võ Văn Minh (2006) về hàm lượ ng cadimi trong đất trồng rau Cải xanh tại phường Hòa Hiệp, quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng (0,1142 – 0,1174 mg/kg)[14];thấp hơn nhiều so với hàm lượng Cd trong các mẫu đất thuộc vùng canh tác nông nghiệp xã Phú Diễn – Tây Tựu trong nghiên cứu của Nguyễn Thị Mai Hương và cộng sự (2012)[12] và thấp hơn nhiều lần so với nghiên cứu của Sajjad Khan và cộng sự, hàm lượng Cd trong đất trồng tại Bắc Kinh, Trung Quốc (0.41 – 1.711 mg/kg) [40].
Hàm lượng Cr trong các mẫu đất dao động trong khoảng 0.214 – 0.675 mg/kg (trung bình: 0.435 mg/kg), thấp hơn nhiều lần so với giới hạn cho phép về hàm lượng kim loại nặng trong đất nông nghiệp theo GB 15618:1995. Trong nghiên cứu đánh giá sự phân bố, nguồn gốc các KLN trong môi trường đất và trầm tích ở vùng trồng rau Minh Khai – Từ Liêm và Vĩnh Quỳnh – Thanh Trì, ngoại thành Hà Nội của Nguyễn Xuân Hải và Ngô Thị Lan Phương, hàm lượng Cr lớn hơn nhiều lần so với kết quả của chúng tôi, tác giả chỉ ra rằng, nguồn gây ô nhiễm môi trường đất và trầm tích có thể do việc sử dụng nước thải, b ùn thải chịu ảnh hưởng của một số ngành công nghiệp và phân bón hóa học trong thời gian dài[7]; thấp hơn 80 lần so với nghiên cứu của Yanchun Wang và cộng sự (2012) tại cụm thành phố Bắc Kinh – Thiên
Tân, Trung Quốc[52]. Thấp hơn so với nghiên cứu của Anita Singh và cộng sự tại Ấn Độ (2010), hàm lượng Cr trong đất được tưới bằng nước thải (19.21 mg/kg) và đất được tưới bằng nước sạch (9.07 mg/kg), tác giả cho rằng hàm lượng KLN trong đất thấp do sự hấp thụ liên tục của các loại cây trồng hoặc do sự lắng đọng xuống tầng sâu hơn của đất khu vực nghiên cứu[49].
Như vậy, đất tại vùng trồng rau chuyên canh thôn Túy Loan chưa có dấu hiệu ô nhiễm các kim loại nặng Cd, Pb, Cr, Zn và Mn khi so sánh với giới hạn cho phép về hàm lượng KLN theo QCVN 03:2008/BTNMT quy chuẩn quốc gia về giới hạn cho phép của kim loại nặng trong đất, tiêu chuẩn Tổ chức y tế thế giới WHO, GB 15618:1995 về giới hạn cho phép của các kim loại nặng trong đất nông nghiệp Trung Quốc.
3.2. HÀM LƯỢNG KIM LOẠI NẶNG TRONG RAU CẢI XANH
Rau xanh là thực phẩm phổ biến, được sử dụng hằng ngày, tiêu thụ rau bị ô nhiễm KLN gây ra một nguy cơ tiềm ẩn với sức khỏe con người. Việc xác định và đánh giá mức độ ô nhiễm KLN trong rau tại các vùng trồng rau lớn là rất quan trọng. Rau Cải xanh là rau được trồng phổ biến và quanh năm tại thôn Túy Loan. Hàm lượng 5 KLN: Mn, Zn, Pb, Cd, Cr trong lávà rễcủa rau Cải xanh lấy tại vùng trồng rau chuyên canh thôn Túy Loan được trình bày trong bảng 3.3 và 3.4.
Bảng 3.3: Hàm lượng kim loại nặng trong lá tại vùng trồng rau chuyên canh Túy Loan (n=20) Hàm lượng (mg/kg) Zn Pb Cd Mn Cr Trung bình 6.159±0.28 0.031±0.003 0.0046±0.0003 7.746±0.57 0.055±0.01 Thấp nhất 4.242 0.012 0.003 4.179 0.012 Cao nhất 8.958 0.065 0.007 16.638 0.161 Trung vị 6.146 0.028 0.004 7.1 0.037 TCCP 30* 0.3* 0.005* 500*** 0.5** *QCVN 8-2: 2011/BYT **GB 2762:2005
***Tiêu chuẩn của Liên minh Châu Âu
Bảng 3.4: Hàm lượng kim loại nặng trong rễ tại vùng trồng rau chuyên canh Túy Loan (n=20)
Hàm lượng (mg/kg) Zn Pb Cd Mn Cr Trung bình 14.819±1.47 0.128±0.014 0.007±0.0005 11.923±1.44 0.265±0.03 Thấp nhất 7.675 0.059 0.004 4.448 0.08 Cao nhất 27.898 0.278 0.013 23.904 0.566 Trung vị 11.592 0.104 0.007 9.386 0.267
Kết quả bảng 3.3 cho thấy, hàm lượng Pb, Cd, Cr, Mn và Zn trong lá lần lượt là 0.012 – 0.065; 0.03 – 0.007; 0.012 – 0.161;4.179 – 16.638; 4.242 – 8.958 (mg/kg) và đều thấp hơn giới hạn cho phép của QCVN 8-2:2011/BYT [16], Tiêu chuẩn của Liên minh Châu Âu và GB 2762:2005 của Trung Quốc[59]. Hàm lượng các KLN giảm dần từ Mn>Zn>Cr>Pb>Cd trong lá và giảm dần từ Zn>Mn>Cr>Pb>Cd trong rễ của rau Cải xanh; cao hơn so vớinghiên cứu của Song Bo và cộng sự (2009) tại Bắc Kinh, Trung Quốc về hàm lượng Cr, Cd và Zn trung bình trong rau ăn lá và hàm lượng Pb là 0.038 mg/kg khá tương đồng so với nghiên cứu này [32]. Thấp hơn so với nghiên cứu của Ping Zhuang và cộng sự (2009), về hàm lượng Cd và Pb trong rau Cải xanh trồng tại 4 làng xung quanh mỏ Dab aoshan, phía Nam Trung Quốc; Ping Zhuang cho rằng nguyên nhân do đất trồng rau và nước tưới tiêu đã bị ô nhiễm do chất thải của các hoạt động khai thác khoáng sản tại mỏ Dabaoshan, do lắng đọng khí quyển, đất và cây trồng được tưới bằng nguồn nước ô nhiễm từ sông Hengshi[58].
Bảng 3.5: Hàm lượng kim loại nặng trong rau trong một số nghiên cứu
Địa điểm Kim loại nặng (mg/kg) Nghiên cứu
Pb Zn Mn Cd Cr
Túy Loan 0.031 6.159 7.746 0.0046 0.055 Nghiên cứu này
Đại Từ, Thái Nguyên 0.0382 0.0317 Nguyễn Thị Hân (2010)
Tân Thới Nhì 0.085 6.12 3.7x10-5
Nguyễn Thị Ngọc Ẩn và Dương Thị Bích Huệ (2007)
Đông Thạnh 0.084 1.75 6.4x10-5
Quy Đức 0.025 3.79 4.9x10-3
Thái Nguyên 0.633 0.081 Phan Thị Thu Hằng (2008)
Thanh Trì – Hà Nội <0.01 <0.001 Trần Yêm và Lê Thị Thanh Hòa
Đại Từ, Thái Nguyên 0.385 0.179 Bùi Tiến Tùng
Liên Chiểu, Đà Nẵng 0.0079 Võ Văn Minh (2006)
Mukuvisi 0.21 0.3
F.Mapanda và cộng sự (2007)
Pension 0.34 0.5
Sighetu-Marmatiei 2.027 10.601 0.063 Melinda Maria IVASUC và
Mihai Cornel RUSU (2011) (rau xà lách)
Tautii de Sus 65.081 80.519 0.794
Hình 3.3. Hàm lượng Pb và Cr trong lá rau Cải xanh (n=20)
Hình 3.4. Hàm lượng Pb và Cr trong rễ rau Cải xanh (n=20)
Hàm lượng Pbtrung bình trong lá0.031 mg/kg(0.012 – 0.065 mg/kg), thấp hơn giới hạn cho phép trong QCVN 8 – 2:2011/BYT 8 lần. Hàm lượng Pb trong nghiên cứu này tương đồng với nghiên cứu của Nguyễn Thị Hân (2010), về hàm lượng Pb và Cd trong 10 loại rau trồng tại huyện Đại Từ, Thái
Nguyên (2010), trung bình 0.0382 mg/kg[9]; cao hơn nghiên cứu của Trần Yêm và Lê Thị Thanh Hòa (2005) tại Thanh Trì, Hà Nội [30]. Thấp hơn so với nghiên cứu của Nguyễn Thị Ngọc Ẩnvà Dương Thị Bích Huệ (2007) tại thành phố Hồ Chí Minh cho thấy, hàm lượng Pb trong rau Cải xanh lấy tại 2 xã Tân Thới Nhì (0.085 mg/kg ) và Đông Thạnh huyện Hóc Môn (0.084 mg/kg), cao hơn so với hàm lượng Pb trong mẫu rau lấy tại xã Quy Đức – Bình Chánh (0.025 mg/kg)[1]. Kết quả này thấp hơn so với nghiên cứu của F.Mapanda và cộng sự (2007) tại vùng Mukuvisi (0.21 mg/kg) và Pension (0.34 mg/kg) thủ đô Harare, Zimbabwe; tác giả cho rằng hàm lượng Pb trong cây tương đối cao có thể do lắng đọng khô từ khói công nghiệp và phương tiện giao thông[45].
Hàm lượng Cr trong lá dao động trong khoảng từ 0012 – 0.161 mg/kg (trung bình: 0.055 mg/kg) thấp hơn 9 lần so với TCCPtheoGB 2762:2005 (0.5 mg/kg). Thấp hơn9 lần so với nghiên cứu của Vũ Thị Tâm Hiếu (2009) tại thành phố Thái Nguyên(0.4811 mg/kg)[11].Thấp hơn so với nghiên cứu của F.Mapanda và cộng sự (2007) tại Harare, Zimbabwe, về hàm lượng Cr trong lá rau họ Cải lấy tại vùng Mukuvisi (0.5 mg/kg) và Pension(0.3 mg/kg),tác giả đưa ra khuyến cáo việc sử dụng nước thải phục vụ việc sản xuất các loại rau ăn lá tại đây là không an toàn với sức khỏe và không bền vững [45].
Hình 3.5.Hàm lượng Zn và Mn trong lárau Cải xanh
Hình 3.6. Hàm lượng Zn và Mn trong rễrau Cải xanh
Hàm lượng Zn trung bình trong lá là 6.159 mg/kgthấp hơn 4.7 lần so với giới hạn cho phép trong QCVN 8-2:2011/BYT (30 mg/kg) và cao gấp 2 lần so với nghiên cứu của N guyễn Thị Ngọc Ẩn (2007) tại ngoại ô thành phố Hồ Chí
Minh(3.89 mg/kg)[2]; cao hơn so với nghiên cứu của Bùi Tiến Tùng (2010) tại huyện Đại Từ, Thái Nguyên, về hàm lượng Zn trong 2 mẫu rau Cải xanh