3. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Để thực hiện các nội dung của đề tài, chúng tôi sử dụng một số phương pháp sau:
Trong nghiên cứu này chúng tôi sử dụng phương pháp h i cứu để c những dữ liệu về: vị trí địa lý vùng nghiên cứu; một số nghiên cứu trong và ngoài nước về hàm lượng KLN trong đất và rau xanh; đặc điểm thành phần của rau Tân ô, Xà lách, M ng tơi; đặc điểm tính chất của kim loại Cu, Zn, Pb, Cd.
2.3.2. Phương há thu mẫu và bảo quản mẫu
Tiến hành lấy 3 mẫu đất theo hướng dẫn của TCVN 7538-2:2005, bảo quản mẫu đất theo hướng dẫn của TCVN 7538-6:2010 [6], [9], Cụ thể: Mẫu đất để phân tích được lấy tầng đất mặt (tầng đất mặt có chiều sâu 0 – 20 cm), lấy đất bằng dụng cụ lấy mẫu (x ng nhựa) và cho vào túi nilong có ghi ký hiệu mẫu, nhiệt độ, địa điểm và ngày lấy mẫu. Sau đ được xử lý ơ bộ bằng cách phơi hô trong điều kiện phòng (20 – 25oC), sau nhặt kỹ sỏi, đá, kết von. Đất đ m nghiền trong cối sứ và rây qua dụng cụ rây c ích thước lỗ 0,2 mm. Đất sau khi nghiền trộn đều và đựng trong túi nilong có nhãn ghi rõ ký hiệu mẫu.
Mẫu rau (9 mẫu) được lấy mẫu và bảo quản mẫu theo hướng dẫn của TCVN 9016:2011 phương pháp lấy mẫu trên ruộng sản xuất [10], cụ thể: Tiến hành lấy mẫu rau khu vực nghiên cứu (phần ăn được) cho vào túi nilon có ghi ký hiệu mẫu, có phiếu mẫu ghi ký hiệu mẫu, nhiệt độ, địa điểm và ngày lấy mẫu. Mẫu rau được bảo quản trong tủ lạnh au đ mang sấy nhiệt độ 120oC cho tới khối lượng hông đ i r i nghiền trong cối sứ, và rây qua dụng cụ rây c đường kính lỗ 0,1 mm. Mẫu rau sau khi nghiền được trộn đều và đựng trong túi nilon có nhãn ghi rõ ký hiệu mẫu.
Bảng 2.1. Vị trí và thời gian lấy mẫu
Vùng lấy mẫu
Mẫu lấy Kinh độ (N) Vĩ độ (E) Thời gian lấy mẫu Vùng 1 Mẫu đất 16,00895 108,2057 6 8h20 Rau Tần ô Rau Xà Lách Rau M ng tơi Vùng 2 Mẫu đất 16,60836 108,2037 3 8h40 Rau Tần ô Rau Xà Lách Rau M ng tơi Vùng 3 Mẫu đất 16,00723 108,2018 9 8h55 Rau Tần ô Rau Xà Lách Rau M ng tơi 2.3.3. Phương há hân tích
Phương pháp vô cơ h a mẫu: Mẫu đất và mẫu rau đươc vô cơ h a mẫu th o hướng dẫn của TCVN 6649: 2000 [4], cụ thể: Cân khoảng 3 g mẫu có chính xác đến 0,001 g cho vào bình phản ứng dung tích 250 ml. Làm ướt với khoảng từ 0,5 ml đến 1,0 ml nước cho 21 ml axit clohidric, au đ cho thêm 7 ml axit nitric vào bình phản ứng. Để yên 16h nhiệt độ ph ng để quá trình oxi hoá các chất hữu cơ trong đất xẩy ra từ từ. Tiến hành cô cạn mẫu trong hai giờ r i lọc định mức bằng dung dịch axit nitric 0,1 M tới 100 ml.
Hàm lượng im loại nặng được phân tích bằng phương pháp hấp thụ nguyên tử trên máy AAS Zenit 700 th o hướng dẫn của TCVN 8246:2009 [8].
Hàm lượng kim loại nặng hữu dụng trong đất xác định th o phương pháp của A.Tessier [33], cụ thể: Tiến hành cân 1g đất r i cho 10 ml CH3COONH4 1 M lắc trong 1 giờ r i li tâm trong 15 phút, lọc lấy dung dịch. Sau đ , xác định kim loại hữu dụng bằng phương pháp hấp thụ nguyên tử trên máy AAS Zenit 700.
ác định pH trong đất theo hướng dẫn của TCVN 5979 : 2007 [7], cụ thể: Cân 5g mẫu đất đã được nghiền nhỏ, rây mịn và cho vào một thể tích nước cất; dung dịch KCl gấp 5 lần thể tích của mẫu thử. Lắc mạnh dung dịch huyền phù trong 60 - 100 phút, và không quá 3h. Tiến hành đo bằng máy pH- met.
Đo EC trong đất theo hướng dẫn của TCVN 6650: 2000) [5], cụ thể: Cân 20,00 g mẫu thí nghiệm cho vào chai lắc 250 ml. Thêm 100 ml nước nhiệt độ 20oC ± 1oC. Đậy nắp chai và đặt vào máy lắc tư thế nằm ngang. Lắc 30 phút. Lọc trực tiếp qua giấy lọc và tiến hành đo EC.
2.3.4. Phương há xác định hệ số vận chuyển (TCs) của KLN
Hệ số vận chuyển (TCs) của KLN trong rau được tính bằng công thức [34]:
Giá trị TCs càng cao thì thời gian lưu của KLN trong môi trường đất càng thấp hay nói cách khác, hiệu quả hấp thụ KLN của cây cao và ngược lại [30].
2.3.5. Phương há hân tích tương u n
Trong nghiên cứu này chúng tôi phân tích tương quan giữa hàm lượng KLN hữu dụng trong đất với hàm lượng kim loại t ng số trong đất, hàm lượng kim loại trong rau, pH đất, EC đất thông qua hệ số r. Hệ số này được đánh giá như au [17]:
|r| < 0,3 : tương quan yếu 0,3 < |r| <0,5 : tương quan vừa
0,5 < |r| <0,7 : tương quan tương đối chặt 0,7 < |r| <0,9 : tương quan chặt
0,9 < |r| < 1 : tương quan rất chặt
2.3.6. Phương há xử lý số liệu
Các số liệu được t ng hợp và xử lý thống kê dựa trên phần mềm Microsoft Excel.
CHƯƠNG 3
KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN
3.1. MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÙNG NGHIÊN CỨU
Ngày nay, ô nhi m đất đang tr thành vấn đề thời sự thu hút nhiều nhà khoa học trong nước c ng như ngoài nước nghiên cứu. Một trong những vấn đề được nghiên cứu nhiều nhất là ô nhi m đất do các kim loại nặng có ngu n gốc từ nước thải đô thị và các làng nghề do chúng c độc tính cao và d dàng gây độc hại cho con người thông qua chuỗi thức ăn.
Để đánh giá chất lượng đất vùng tr ng rau La Hường chúng tôi tiến hành phân tích hàm lượng kim loại nặng, pH và EC trong 3 mẫu đất vùng tr ng rau chuyên canh La Hường, thành phố Đà Nẵng kết quả được trình bày tại bảng 3.1.
Bảng 3.1. Đặc điểm môi trường đất (pH, EC, KLN)
Vị trí lấy mẫu pH EC Cu Zn Pb Cd dS.m-1 mg/kg LH1 5,43 0,86 11,803 47,801 0,297 2,488 LH2 6,03 0,31 5,316 32,634 0,246 2,250 LH3 4,68 0,53 14,316 69,432 0,108 3,999 Trung bình 5.38 0.57 10,478 49,956 0,217 2,912 QCVN 03:2008/BTNMT 50 200 70 2
Hình 3.1. Hàm lượng KLN (Cu, Zn Pb và Cd) tại vùng tr ng rau La Hường
Kết quả bảng 3.1 cho thấy, giá trị pH đất của khu vực nghiên cứu nằm trong khoảng 4,68 – 6,03; độ dẫn điện (EC) dao động từ 0,31 – 0,86 dS/m và hàm lượng KLN trung bình Zn: 49,956 mg/kg; Cu: 10,478 mg/kg; Cd: 2,912 mg/kg; Pb: 0,217 mg/kg. Hàm lượng KLN lớn nhất Zn 69,432 mg/kg vị trí LH3, nhỏ nhất là Pb: 0,108 mg/kg vị trí lấy mẫu LH3. Hàm lượng Cu, Zn, Pb thấp hơn QCVN 03:2008/BTNMT. Hàm lượng Cd lớn hơn QCVN gấp 1,456 lần vị trí lấy mẫu LH3. Theo Wang.H.Dong (2005), việc sử dụng phân bón hóa học trong thời gian dài có thể làm thay đ i độ pH và EC [31]. Theo nghiên cứu của Võ Văn Minh (2006) về hàm lượng Cadimi trong đất tr ng rau tại phường Hòa Hiệp, quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng cho thấy, hàm lượng Cd trong đất tr ng rau cải xanh dao động trong khoảng 0,1142 – 0,1174 mg/ g, đất tr ng rau cải ngọt nằm trong khoảng 0,114 – 0,1172 mg/ g, đất tr ng rau cải trắng nằm từ 0,1139 – 0,1167 mg/ g. Như vậy so với nghiên cứu của Võ Văn Minh thì hàm lượng Cd trong nghiên cứu của chúng tôi cao hơn rất nhiều [19].
Trong nghiên cứu của H Thị Lam Trà (2006) về chất lượng đất một số vùng sản xuất rau an toàn của tỉnh Hà Tây cho thấy đất của khu vực
0 10 20 30 40 50 60 70 Cu Zn Pb Cd Hàm lư ợ ng ( m g/k g) LH1 LH2 LH3
nghiên cứu là đất trung tính có pH từ 5,87 – 6,68. Hàm lượng Zn trong các mẫu đất dao động từ 62,89 – 162,36 mg/ g; hàm lượng Pb trong đất nằm trong khoảng 12,53 – 67,58 mg/ g; hàm lượng Cu mẫu đất dao động từ 25,66 – 43,25 mg/ g; hàm lương Cd trong đất nằm trong khoảng 0,82 – 1,67 mg/kg. So với nghiên cứu của chúng tôi thì nghiên cứu của H Thị Lam Trà c hàm lượng Zn, Cu, Pb trong đất cao hơn [25].
Trong nghiên cứu của Nguy n Xuân Hải (2006) về ô nhi m kim loại nặng trong 10 mẫu đất lấy tại vùng tr ng rau xã Tây Tựu, huyện Từ Liêm, Hà Nội cho thấy, hàm lượng Zn dao động trong khoảng 26,48 – 55,32 mg/kg; Cu: 32,89 – 41,17 mg/kg; Cd: 1,46 – 3,47 mg/ g và hàm lượng Pb: 1,46 – 3,87 mg/kg. Như vậy, kết quả nghiên cứu của chúng tôi có kết quả tương tự với nghiên cứu của Nguy n Xuân Hải. Giải thích cho hàm lượng Cd vượt quá QCVN tác giả cho rằng do việc sử dụng phân khoáng (phân lân, NPK), phân gia cầm và thuốc bảo vệ thực vật với hàm lượng cao làm tăng hàm lượng KLN trong môi trường đất [13].
C ng trong một nghiên cứu khác của Nguy n Xuân Hải (2008) về chất lượng môi trường của 19 mẫu đất tại làng nghề tr ng rau Bằng B thuộc phường Hoàng Liệt, quận Hoàng Mai, Hà Nội cho thấy, hàm lượng kim loại Pb thấp nhất trong đất tr ng rau Ngải cứu: 3,9 mg/kg và cao nhất trong đất tr ng rau Muống: 25,44 mg/kg, hàm lượng Pb trong đất tr ng rau M ng tơi: 20,82 mg/ g và đất tr ng rau Tần ô (Cải cúc): 8,82 mg/ g. Hàm lượng kim loại Cd dao động trong khoảng 0,06 – 1,184 mg/kg, trong đ hàm lượng Cd trong đất tr ng rau M ng tơi: 0,117 mg/ g và đất tr ng rau Tần ô (Cải cúc): 1,09 mg/ g. Như vậy so với nghiên cứu của Nguy n Xuân Hải, hàm lượng kim loại Pb trong nghiên cứu của chúng tôi thấp hơn rất nhiều từ 0,108 – 0,297 mg/kg. Giải thích cho điều này, tác giả cho rằng, làng nghề tr ng rau Bằng B là khu vực có vị trí địa lý phía Nam thành phố Hà Nội, địa hình thấp
hơn nên đây là nơi nhận nước thải đô thị và của các nhà máy trong khu vực. Người dân sử dụng nước thải đô thị làm nước tưới chính để tr ng các loại rau, điều này đã làm ảnh hư ng xấu đến chất lượng môi trường đất tại đây [14].
Một nghiên cứu nữa của Nguy n Xuân Hải (2010) về đánh giá ự phân bố, ngu n gốc các kim loại nặng trong môi trường đất và trầm tích vùng tr ng rau ngoại thành Hà Nội, kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng Zn trong đất dao động trong khoảng 34,7 – 183,6 mg/ g. Hàm lượng Cu biến thiên từ 15,6 – 62,3 mg/ g. Hàm lượng Pb dao động từ 9,7 – 34,4 mg/kg. Hàm lượng Cd nằm trong khoảng 0,2 – 3,3 mg/ g. Như vậy so với nghiên cứu của chúng tôi thì nhiên cứu của Nguy n Xuân Hải c hàm lượng Zn, Cu, Pb là lớn hơn rất nhiều, để giải thích kết quả này tác giả cho rằng hàm lượng Zn, Cu trong đất là do quá trình tích tụ lâu dài, c n hàm lượng Pb trong đất cao do bị ảnh hư ng b i hàm lượng Pb trong hông hí được thải ra từ các phương tiện giao thông [15].
Nghiên cứu của Ngô Đức Minh và cộng sự (2007) về hàm lượng kim loại nặng trong đất nông nghiệp và mối quan hệ với sự tích l y trong gạo tại Thạch Sơn, Lâm Thao, Phú Thọ cho thấy hàm lượng Zn trong đất nằm trong khoảng 100,18 – 713,62 mg/ g; hàm lượng Cu trong các mẫu đất dao động từ 44,99 – 161,93 mg/ g; hàm lượng Pb trong đất nằm từ 42,98 – 110,98 mg/kg; hàm lượng Cd dao động trong khoảng 0,234 – 1,536 mg/ g. Như vậy so với nghiên cứu của Ngô Đức Minh thì nghiên cứu của chúng tôi c hàm lượng Zn, Cu, Pb thấp hơn nhiều. Giải thích cho hàm lượng KLN trong đất cao tác giả cho rằng ô nhi m đất khu vực nghiên cứu chủ yếu do nhân tạo từ các ngu n ô nhi m nước thải, do lắng đọng từ không khí [18].
Trong nghiên cứu của HAO Xiu-Zh n (2009), hi đánh giá hàm lượng kim loại nặng trong đất và một số loại rau, quả tại Giang Tô Trung Quốc cho thấy, giá trị pH nằm trong khoảng 4,2 – 7,85; độ dẫn điện EC 0,24 – 3,42 dS.m-1, hàm lượng Zn dao động trong khoảng 66,9 – 102 mg/ g; hàm lượng Cu trong đất nằm trong khoảng 26 – 44,6 mg/ g; hàm lượng Pb trong đất dao động từ 32 – 46,9 mg/kg. Như vậy so với nghiên cứu của chúng tôi nghiên cứu của HAO Xiu-Zh n c hàm lượng KLN trong đất cao hơn nhiều. Để giải thích về hàm lượng KLN trong đất tác giả cho rằng các hoạt động của con người đã ảnh hư ng đáng ể hàm lượng KLN trong đất [42].
Với nghiên cứu của Odoh Rapheal (2011) về đánh giá ô nhi m kim loại nặng trong rau từ nước tưới sông Benue within Makurdi Benue State Nigeria cho thấy, giá trị pH dao động từ 6,5 – 7,2; hàm lượng Zn trong đất nằm trong khoảng 20,67 – 29,73 mg/ g; hàm lượng Cu dao động trong khoảng 12,1 – 18,6 mg/ g; hàm lượng Pb trong đất dao động từ 5,8 – 8,1 mg/ g; hàm lượng Cd dao động trong khoảng 0,62 – 0,92 mg/ g. Như vậy so với nghiên cứu của chúng tôi thì nghiên cứu của Odoh Rapheal có hàm lượng Cu, Pb trong đất là cao hơn. Để giải thích về hàm lượng KLN trong đất tác giả cho rằng quá trình tưới tiêu, sử dụng phân bón trong quá trình sản xuất đã ảnh hư ng tới chất lượng đất tại khu vực nghiên cứu [41].
Trong nghiên cứu của Abraha Gebrekidan (2013) về đánh giá độc tính của kim loại nặng tích l y trong rau và trái cây sông Ginfel gần Sheba tigrat, bắc Ethiopia cho thấy, hàm lượng Zn cao nhất trong đất tr ng Bắp cải và Ớt xanh: 61,2 mg/kg thấp nhất đất tr ng rau Diếp: 22,2 mg/kg tại Laelay Wukro. Hàm lượng Cu dao động trong khoảng 8 – 30,5 mg/ g, hàm lượng Cu trong đất tr ng Cà chua Tahtay Wukro: 26,7 mg/kg, trong đất tr ng Ớt xanh là 21,7 mg/ g. Hàm lượng Pb trong đất lớn nhất đất tr ng Bắp cải tại Laelay Wukro: 5 mg/kg thấp nhất đất tr ng Ớt xanh tại Tahtay Wukro: 3
mg/kg, hàm lượng Pb trong rau Diếp: 4 mg/kg. Như vậy so với nghiên cứu của Abraha Gebrekidan thì nghiên cứu của chúng tôi c hàm lượng KLN trong đất thấp hơn. Giải thích cho điều này tác giả cho rằng việc sử dụng nước sông bị ô nhi m để tưới tiêu trong thời gian dài đã ảnh hư ng tới chất lượng đất tại khu vực nghiên cứu [32].
C ng trong năm đ , Prasann kumar và cộng sự (2013) đã đánh giá hàm lượng KLN trong đất và một số loại rau tại Weed Flora. Kết quả cho thấy hàm lượng Cd trong đất dao động trong khoảng 5,51 – 10,01 mg/kg, hàm lượng Pb trong đất nằm trong khoảng 195 – 826 mg/kg [36]. Như vậy so với nghiên cứu của chúng tôi thì nghiên cứu của Prasann kumar và cộng sự có hàm lượng Pb, Cd trong đất lớn hơn rất nhiều.
3.2. HÀM ƯỢNG KLN TRONG RAU TẠI VÙNG TRỒNG RAU CHUYÊN CANH LA HƯỜNG
Rau xanh là loại thực phẩm không thể thiếu được trong bữa ăn hàng ngày của mỗi người. Hiện nay do nhiều nguyên nhân khác nhau mà chủ yếu là việc sử dụng phân bón hoá học, thuốc bảo vệ thực vật, thuốc trừ sâu, diệt cỏ, chất thải của các nhà máy, khu công nghiệp đã dẫn đến sự ô nhi m ngu n đất, ngu n nước và không khí. Do đ rau xanh c thể bị nhi m một số KLN, nếu con người sử dụng phải sẽ bị ngộ độc, có thể gây ra những căn bệnh hiểm nghèo như ung thư dẫn đến tử vong.
Chính vì cậy chúng tôi tiến hành xác định hàm lượng kim loại nặng