Khu vực Hàm lƣợng (mg/kg)
Các nghiên cứu Cu Zn Cr Cd Pb
Điện Minh 1.458 7.182 0.087 0.035 0.167 Nghiên cứu này Điện Nam
Trung 1.647 2.342 0.097 0.033 0.154 Nghiên cứu này
Bình Chánh 0.54 3.39 - 10.52 - Nguyễn Thị Ngọc Ấn [2] Bình Chánh - - - - 0.053 Nguyễn Thị Ngọc Ấn [1] Manisa 0.48 2.41 - 0.005 0.163 Bagdatlioglu [23] Kwadon 0.61 2.65 0.2 1.9 0.56 Ibrahim [38]
Port Kembla 1.96 15.71 - 0.06 0.176 Kachenko [42]
Quetta 8.007 76.457 - - - Achakzai [20] Valcamonica 10 94.4 - - - Ferri [32] Katsina 0.483 0.268 - - 0.095 Shuaibu [61] Lagos 0.015 0.062 0.001 0.004 0.01 A.Adu [21] Faisalabad 0.851 0.743 0.434 0.049 2.411 Farooq [31] Candi
Kuning 73.22 90.69 136.7 - 167.34 Made Siaka [62] Nagodi 0.145 1.853 < 0.002 < 0.005 Boamponsem [27] Kuskuam Upper - 46.29 1.08 0.07 1.17 Abiye [19] Banat 1.86 14.46 - 0.09 0.62 Harmanescu [37] Tamale 0.067 8 0.017 - 0.04 0.012 Gyampo [35] Ghanaian 1.92 10.38 0.13 0.08 0.56 Bempah [24] Dongguan 0.17 1.62 - 32.6 21.2 Yan-Bio Gue [34]
47
Đồng là nguyên tố vi lượng có vai trò quan trọng trong quá trình đồng hóa của cây, xúc tiến quá trình hình thành vitamin A, protein và trao đổi hidrocacbon trong cây, do vậy thực vật hấp thụ Cu như chức năng sinh lý sinh hóa cung cấp cho cây [8]. Hàm lượng Cu trung bình trong lá tại xã Điện Minh (1.458 mg/kg) và tại xã Điện Nam Trung (1.647 mg/kg) cao hơn khi so sánh với nghiên cứu của Nguyễn Thị Ngọc Ấn (2007) tại thành phố Hồ Chí Minh (0.54 mg/kg) [2]; của Ibrahim (2014) tại Nigieria (0.61 mg/kg) [38]; của Bagdatlioglu (2010) tại Thỗ Nhĩ Kỳ (0.48 mg/kg) [23]. Và thấp hơn khi so sánh với nghiên cứu của Kachenko (2006) tại vùng Port Kembla của Úc (1.96 mg/kg) [42]. Bagdatlioglu cho biết Cu là nguyên tố quan trọng cho cây trồng và có tính độc cho hệ sinh thái nếu ở hàm lượng cao, tuy hàm lượng Cu trung bình trong nghiên cứu thấp hơn TCCP, nhưng hàm lượng của Cu trong một số mẫu rau cao có thể do sử dụng thuốc diệt nấm có chứa Cu(OH)2 trong quá trình canh tác. Nghiên cứu của Kachenko gần khu khai thác mỏ Cu nên hàm lượng Cu cao nhất trong tất cả các loại rau, tác giả đề nghị tránh canh tác các loại rau ăn lá để hạn chế quá trình tích lũy KLN từ đất vào thực phẩm gây rủi ro cho sức khỏe người dân.
48
Hàm lượng Zn trung bình trong lá tại khu vực Điện Minh (7.824 mg/kg) và khu vực Điện Nam Trung (2.342 mg/kg), thấp hơn khi so sánh với nghiên cứu về sự tích lũy Zn của rau xà lách được tưới bằng nước thải sinh hoạt ở thành phố Quetta, Pakistan của Achakzai (2011) (76.457 mg/kg) [20]; của Ferri (2012) tại thung lũng Valcamonica của Italia (94.4 mg/kg) [32]. Và cao hơn nghiên cứu của Shuaibu đối với rau xà lách được thu thập tại siêu thị Katsina, Tây Bắc Nigeria (0.268 mg/kg) [61]. Ferri cho rằng, với hàm lượng KLN cao trong rau chủ yếu là do khí phát thải từ nhà máy chuyên sản xuất hợp kim sắt và từ đó dẫn đến sự lắng đọng khí quyển của các hạt vật chất lên bề mặt lá của thực vật, theo đó hấp thụ vào cây. Theo Gyampo (2012), Zn là một nguyên tố vi lượng cần thiết cho quá trình trao đổi chất của cơ thể sống, sự thiếu hụt hay vượt quá có thể gây ra những ảnh hưởng không mong muốn [35]. Nếu sử dụng thường xuyên sẽ dẫn đến tích lũy và dư thừa Zn, gây rối loạn chức năng trong bộ phận như gây ung thư đột biến, gây ngộ độc hệ thần kinh, ảnh hưởng đến sinh sản, gây độc đến hệ miễn nhiễm [8].
Hàm lượng Cr trung bình trong lá tại Điện Minh (0.058 mg/kg) và Điện Nam Trung (0.097 mg/kg) cao hơn so với nghiên cứu của Adu (2012) về hàm lượng KLN trong rau xà lách được trồng gần đường cao tốc tại Nigeria (0.001 mg/kg) [21] nhưng thấp hơn khi so sánh với nghiên cứu của Farooq (2008) tại Pakistan (0.434 mg/kg) [31]; đặc biệt là nghiên cứu của Made Siaka (2014) tại Bali (136.7 mg/kg) [62]. Made Siaka cho rằng hàm lượng cao của Cr trong các loại rau do trồng trên đất đã bị ô nhiễm ở Candi Kuning là từ việc sử dụng hóa chất nông nghiệp thâm canh (phân bón vô cơ và thuốc trừ sâu tổng hợp) trong một thời gian dài và từ sự đốt cháy nhiên liệu của xe cơ giới xung quanh cánh đồng rau.
49
Hình 3.4. Hàm lượng Cr và Cd trong lá
Hàm lượng trung bình của Cd tại Điện Minh và Điện Nam Trung lần lượt là: 0.035 mg/kg và 0.033 mg/kg. Giá trị này cao hơn khi so sánh với nghiên cứu của Boamposem (2012) tại Ghana (<0.002 mg/kg) [27] và thấp hơn nghiên cứu của Abiye (2011) tại Ethiopia (0.07 mg/kg) [19]; của Harmanescu (2011) tại Romani (0.09 mg/kg) [37]. Hàm lượng Cd trong phần ăn được lớn hơn trong đất, điều này có thể được lý giải do xáo trộn trong quá trình canh tác của người dân làm cho Cd trong tầng mặt di chuyển xuống tầng dưới; bên cạnh đó Cd được cho là nguyên tố có tính di động cao trong đất và pH đất trong nghiên cứu thấp (4.26 – 5.64) làm cho các ion kim loại có khả năng trao đổi cation lớn hơn và trở nên linh động hơn trong đất, vì vậy Cd dễ dàng bị hấp thụ bởi thực vật; song song với đó quá trình phun thuốc trừ sâu, trừ cỏ, thuốc được phun sẽ phủ trên bề mặt lá và đi vào trong rau từ con đường này chứ không chỉ qua con đường hấp thụ bởi rễ.
50
Hình 3.5. Hàm lượng Pb trong lá
Hàm lượng Pb trung bình tại 2 xã Điện Minh và Điện Nam Trung lần lượt là 0.167 và 0.154 mg/kg. Giá trị này cao hơn khi so sánh với nghiên cứu của Nguyễn Thị Ngọc Ấn (2007) tại huyện Bình Chánh (0.053 mg/kg) [1]; của Gyampo (2012) tại Ghana (0.012 mg/kg) [35]. Và thấp hơn so với nghiên cứu của của Bempah (2011) với rau xà lách được lấy từ siêu thị Ghana (0.56 mg/kg) [24]; của Yan-Biao Gue (2013) với rau xà lách trồng tại Trung Quốc (21.2 mg/kg) [34]. Gyampo cho biết KLN thường tìm thấy trong chất thải công nghiệp, chất thải đô thị và chất thải sinh hoạt, quá trình thải bỏ các chất thải này gây ô nhiễm môi trường nước, từ đó gây độc hại cho người tiêu thụ rau được canh tác mà sử dụng nguồn nước này. Tuy hàm lượng Pb trung bình dưới ngưỡng cho phép nhưng một số mẫu lấy tại xã Điện Minh cao hơn 1.5 lần và xã Điện Nam Trung cao hơn 1.8 lần so TCCP.
Hàm lượng của tất cả KLN nghiên cứu trong lá của đa số mẫu rau xà lách đều thấp hơn TCCP về hàm lượng KLN trong rau xanh. Như vậy, rau xà lách tại 2 vùng chuyên canh này chưa có dấu hiệu ô nhiễm các KLN.
3.3.2. Hàm lƣợng KLN trong phần không ăn đƣợc (thân + rễ)
Kết quả xác định hàm lượng KLN trong phần không ăn được của các mẫu rau tại xã Điện Minh và xã Điện Nam Trung được trình bày trong bảng 3.8 và hình
51
3.6 (a – c). Kết quả này được so sánh với phần ăn được để đưa ra kết luận về khả năng tích lũy các KLN (Cu, Zn, Cr, Cd và Pb) của rau xà lách trong các phần khác nhau của cây.
Bảng 3.8. Hàm lượng KLN trong phần không ăn được (mg/kg)
Khu vực Giá trị Hàm lƣợng (mg/kg) Cu Zn Cr Cd Pb Điện Minh Thấp nhất 1.764 2.077 0.002 0.037 0.059 Cao nhất 8.475 9.565 0.041 0.119 1.517 Trung vị 4.776 5.813 0.020 0.086 0.568 Trung bình 4.876 0.824 5.940 0.919 0.020 0.005 0.084 0.010 0.636 0.173 Điện Nam Trung Thấp nhất 0.895 2.174 0.003 0.044 0.291 Cao nhất 21.570 11.278 0.234 0.167 1.600 Trung vị 5.923 5.301 0.081 0.105 0.716 Trung bình 7.775 1.877 5.774 0.821 0.086 0.020 0.103 0.012 0.818 0.127
Kết quả tại bảng 3.8 cho thấy hàm lượng KLN trong phần không ăn được (thân + rễ) của các KLN (Cu, Zn, Cr, Cd và Pb) tại xã Điện Minh lần lượt là: 4.876, 5.940, 0.020, 0.084 và 0.636 mg/kg và tại xã Điện Nam Trung lần lượt là: 7.775, 5.774, 0.086, 0.103 và 0.818 mg/kg.
Đối với 3 KLN (Cu, Cd và Pb), hàm lượng trong phần không ăn được của cả 2 vùng nghiên cứu đều cao hơn so với phần ăn được. Kết quả này tương tự các nghiên cứu như: nghiên cứu của Farooq (2008) (Cu-lá = 0.851 mg/kg, Cu-thân+rễ = 1.103 mg/kg; Pb-lá = 2.411 mg/kg, Pb-thân+rễ = 3.742 mg/kg) [31]; của Boamponsem (2012) (Cu-lá = 0.145, Cu-thân+rễ = 0.335 mg/kg; Cd-lá = < 0.002 mg/kg, Cd-thân+rễ = < 0.004 mg/kg; Pb-lá = < 0.005 mg/kg, Pb-thân+rễ = < 0.01 mg/kg) [27]; của Adu (2012) (Cu-lá = 0.015, Cu-thân+rễ = 0.088 mg/kg; Cd-lá = 0.004 mg/kg, Cd-thân+rễ = 0.008 mg/kg; Pb-lá = 0.01 mg/kg, Pb-thân+rễ = 0.067 mg/kg) [21].
52
a) b)
c)
Hình 3.6. Hàm lượng Cu, Zn, Cr, Cd và Pb trong thân và rễ
Theo Salvatore (2009), các KLN hấp thụ từ đất phần lớn vẫn tích tụ ở rễ và chỉ một phần được vận chuyển lên phần trên của thực vật [58]. Theo Warner (1993), thông thường hàm lượng KLN trong rễ cao hơn trong lá, trong quả và hạt của thực vật, điều này có thể giải thích cho hàm lượng KLN trong phần không ăn được nhiều hơn so với phần ăn được của rau xà lách tại các địa điểm nghiên cứu [51].
Khác với 3 KLN trên, hàm lượng Zn trong phần không ăn được của rau xà lách trồng tại xã Điện Minh thấp hơn phần ăn được, kết quả này tương đồng với nghiên cứu của Intawongse (Zn-lá = 307 mg/kg, Zn-thân+rễ = 210 mg/kg) [39]. Ngược lại, kết quả hàm lượng Zn trong phần không ăn được của rau xà lách trồng tại xã Điện Nam Trung cao hơn so với phần ăn được, tương đồng với nghiên cứu
53
của Adu (2012) (Zn-lá = 0.062 mg/kg, Zn-thân+rễ = 0.119 mg/kg) [21]; của Farooq (2008) (Zn-lá = 0.743 mg/kg, Zn-thân+rễ = 2.135 mg/kg) [31]; của Boamponsem (2012) (Zn-lá = 1.853 mg/kg, Zn-thân+rễ = 3.337 mg/kg) [27]. Hàm lượng Zn trong phần ăn được cao hơn phần không ăn được khi trong đất có hàm lượng Zn cao. Zn là nguyên tố vi lượng cần thiết cho quá trình trao đổi chất của thực vật nên chúng không có cơ chế đào thải hay hạn chế hấp thụ kim loại này, từ đó có thể gây hại và tích lũy cho cơ thể người thông qua chuỗi thức ăn. Do vậy không nên trồng loại rau xà lách ở những khu vực ô nhiễm KLN Zn cao [58].
Tương tự với Zn, hàm lượng Cr trong phần không ăn được thấp hơn so với phần ăn được, kết quả này cũng tương đồng với nghiên cứu của Intawongse (Cr-lá = 1.31 mg/kg, Cr-thân+rễ = 1.05 mg/kg) [39].
3.4. KHẢ NĂNG TÍCH LŨY KLN CỦA RAU XÀ LÁCH
KLN tồn tại trong đất ở nhiều dạng khác nhau, chủ yếu là 5 dạng: dạng trao đổi, dạng liên kết với cacbonat, dạng liên kết với hydroxit Fe-Mn, dạng liên kết với hữu cơ và dạng tồn dư. Thực vật chỉ có thể hấp thụ được dạng trao đổi và dạng liên kết với cacbonat, 2 dạng này được gọi là khả dụng sinh học của KLN [8]. Hệ số vận chuyển KLN được dùng để định lượng sự khác biệt tương đối về khả dụng sinh học của KLN từ đất vào cây.
Hệ số vận chuyển có nhiều tên gọi khác nhau như TF, TCs và cách tính khác nhau trong các nghiên cứu như: hệ số vận chuyển của phần ăn được, hệ số vận chuyển của phần không ăn được hay hệ số vận chuyển của cả cây (bao gồm phần ăn được và không ăn được) và hệ số vận chuyển từ đất vào rễ và từ rễ lên lá. Trong nghiên cứu của chúng tôi sử dụng kí hiệu TF và hệ số vận chuyển được tính từ đất vào rễ (TFĐR) và từ rễ lên lá (TFRL), kết quả được trình bày tại bảng 3.9 và hình 3.7.