Khu vực Hàm lƣợng (mg/kg)
Các nghiên cứu Cu Zn Cr Cd Pb
Điện Minh 46.214 71.940 1.537 0.002 6.529 Nghiên cứu này Điện Nam
Trung 26.896 53.520 1.063 0.003 1.857 Nghiên cứu này
Tây Tựu 38.89 36.9 - 2.66 2.41 Nguyễn Xuân Hải
[10]
Quang Vinh - - - 0.837 3.082 Phan Thị Thanh Hằng
[12]
Hòa Hiệp - - - 0.1154 - Võ Văn Minh [13]
Văn Lâm 44.59 - - - 137.96 Cao Việt Hà [9]
Dhaka 60 209 49.66 0.0072 27.6 Rahman [54]
Guangdong 55 71.5 - - 65.9 Juan Liu [45]
Sokoto 3.5 48.31 38.36 0.5 12.07 A.Sani [59] Varasani 21.13 58.13 19.21 3.12 21.39 A.Singh [63]
Makurdi 15.24 24.5 - 0.71 6.95 Rapheal [55]
Trung Quốc 31.71 117.72 58.87 0.43 37.55 Biggan Wei [69] Dunhua - - 28.249 1.247 37.468 Jintao Liang [44]
Zhejiang 47.49 0.73 70.36 X.Liu [47]
Trung Quốc 51.2 - 33 3.45 - Chary [29]
Sydney
Basin - 59.1 - - 19.2 Kachenko [42]
Tannery 5.82 - 1.67 - 3.27 Gebrekidan [33]
Sabah nd - 2.075 0.776 nd D.W.Yap [71]
Hàm lượng Zn trung bình của vùng trồng rau Điện Minh (71.940 mg/kg) và Điện Nam Trung (43.536 mg/kg) cao hơn khi so sánh với nghiên cứu của Nguyễn Xuân Hải (2006) tại huyện Từ Liêm, Hà Nội (36,9 mg/kg) [10]; của Rapheal (2011)
38
tại Nigeria (24.5 mg/kg) [55]. Và thấp hơn khi so sánh với nghiên cứu của Wei (2010) tại Trung Quốc (117.72 mg/kg) [69]. Nguyễn Xuân Hải cho biết quá trình phát triển nghề trồng hoa tại địa phương đã làm cho hàm lượng các KLN tăng từ 2 – 36 lần so với trồng lúa, nguyên nhân chủ yếu gây ô nhiễm là do sử dụng phân bón và thuốc BVTV không hợp lý của người dân. Rapheal cho rằng nước sông tại địa điểm nghiên cứu tiếp nhận nguồn thải từ các nhà máy như nhà máy bia, nhà máy phân bón, nhà máy nhuộm, in ấn, sơn và các trạm nhiên liệu, từ đó dẫn đến ô nhiễm đất do sử dụng nước sông để tưới tiêu. Nghiên cứu của Wei cho biết nguồn gây ô nhiễm chính cho đất nông nghiệp chủ yếu chịu ảnh hưởng bởi các vật liệu đá mẹ, khai thác mỏ, bón phân, phun thuốc trừ sâu.
Hình 3.1. Hàm lượng Cu và Zn trong đất
Trong hầu hết các loại đất, crom chủ yếu ở trạng thái ôxi hóa crom (III), do đó có tính di động thấp trong môi trường. Nhiều nghiên cứu cho thấy crom trong đất có tính di động nhỏ nhất so với nhiều KLN khác [53]. Hàm lượng Cr trung bình tại 2 vùng nghiên cứu (Điện Minh: 1.537 mg/kg và Điện Nam Trung: 1.063 mg/kg) thấp hơn khi so sánh với nghiên cứu của Chary (2008) tại Ấn Độ (33 mg/kg) [29]; của Liang (2011) tại Trung Quốc (28.249 mg/kg) [44]; của Liu (2013) tại Trung Quốc
39
(47.49 mg/kg) [47]. Liu cho biết hàm lượng cao Cr trong đất vì cánh đồng rau nằm gần ngôi làng đang phải chịu ô nhiễm KLN từ các nguồn khác nhau bao gồm nông nghiệp, giao thông, khai thác mỏ và các ngành công nghiệp quy mô hộ gia đình.
Hình 3.2. Hàm lượng Cr và Pb trong đất
Cd là KLN có tính linh động cao trong đất và rất độc hại đối với hầu hết các loại cây trồng khi hàm lượng trong đất lớn hơn 0.3 mg/kg, các triệu chứng có thể nhìn thấy rõ ràng khi ngộ độc Cd trong thực vật là chậm phát triển, lá úa và thấp còi [26]. Trong nghiên cứu của chúng tôi, hàm lượng Cd trung bình tại xã Điện Minh và xã Điện Nam Trung lần lượt là: 0.002 mg/kg và 0.003 mg/kg. Giá trị này thấp hơn khi so sánh với nghiên cứu của Võ Văn Minh (2005) tại Đà Nẵng (0.1154 mg/kg) [13]; của Phan Thị Thanh Hằng (2008) tại Thái Nguyên (0.837 mg/kg) [12]; của Singh (2010) tại Úc (3.12 mg/kg) [63]. Nguồn KLN trong đất trồng rau tại khu vực phường Hòa Hiệp trong nghiên cứu của Võ Văn Minh chủ yếu là do nước thải từ khu công nghiệp Hòa Khánh.Phan Thị Thanh Hằng cho biết hàm lượng Cd có biểu hiện cao là do người dân chưa thực hiện đúng và đầy đủ quy trình sản xuất rau an toàn, vẫn còn tình trạng bón ít phân hữu cơ, phân đạm quá liều lượng, sử dụng nước tưới bị ô nhiễm.
40
Hàm lượng Pb trung bình tại xã Điện Minh (6.529 mg/kg) và xã Điện Nam Trung (1.857 mg/kg) thấp hơn khi so sánh với nghiên cứu của Cao Việt Hà (2012) tại Hưng Yên (137.96 mg/kg); của Kachenko (2006) tại lưu vực sông Sydney, Úc (19.2 mg/kg) [42]. Và cao hơn khi so sánh với nghiên cứu của Gebrekidan (2013) tại phía Bắc Ethiopia (3.27 mg/kg) [33]; của Yap (2009) tại Malaysia (không phát hiện Pb trong đất) [71]. Cao Việt Hà cho biết sản xuất làng nghề và các KCN đã gây ô nhiễm KLN cho đất nông nghiệp khu vực liền kề. Kachenko cho rằng hàm lượng cao của Pb trong nghiên cứu là kết quả của sự lắng đọng khí quyển từ các hoạt động của con người như phát thải của xe cộ, phát thải của công nghiệp. Nghiên cứu của Gebrekidan thực hiện tại cánh đồng nằm ở hạ nguồn, nước sông ở khu vực này chịu ảnh hưởng bởi các hoạt động dịch vụ, khách sạn, nhà hàng và nông nghiệp, từ đó gây tích lũy các KLN trong đất do sử dụng nước để tưới tiêu. Yap giải thích mặc dù vắng mặt Pb trong đất nhưng trong rễ lúa vẫn có Pb, Pb trong thực vật được cho là Pb có nguồn gốc từ vật liệu đá mẹ của đất, với một lượng rất ít được cây trồng hấp thụ hoàn toàn và tích lũy ở rễ.
Như vậy, hàm lượng trung bình của 5 KLN (Cu, Zn, Cr, Cd và Pb) tại cả 2 vùng chuyên canh rau trong nghiên cứu của chúng tôi chưa vượt so với TCCP về hàm lượng KLN trong đất nông nghiệp. Khi so sánh với các nghiên cứu khác nhau, các tác giả đều cho rằng, nguyên nhân của việc ô nhiễm KLN trong đất nông nghiệp chủ yếu đến từ nguồn sử dụng phân bón, thuốc BVTV, nước tưới bị ô nhiễm hoặc vùng đất nằm gần các khu công nghiệp,… Do đó cần hạn chế sử dụng thường xuyên và với liều lượng cao các loại phân bón vô cơ và thuốc trừ sâu nhằm giảm nguy cơ gây ô nhiễm đất đến mức thấp nhất.
3.2. ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM KLN TRONG ĐẤT BẰNG CHỈ SỐ PLI
Mức độ ô nhiễm KLN trong đất có thể được đánh giá bởi nhiều chỉ số như: chỉ số PLI (pollution load index) của Tomlinson và cộng sự (1980), chỉ số EF (enrichment factor) của Simex và Helz (1981), chỉ số Igeo (geo-accumulation index) của Muller (1981) [57]. Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng chỉ số PLI để đánh giá chất lượng đất tại vùng chuyên canh rau Điện Minh và Điện Nam Trung,
41
ban đầu PLI được nghiên cứu để đánh giá ô nhiễm KLN trong trầm tích ở vùng cửa sông, sau này được phát triển và sử dụng để đánh giá cho môi trường đất nói chung. Chỉ số này dựa trên giá trị của hệ số ô nhiễm (CF) của mỗi KLN trong đất. PLIsite ước tính mức độ ô nhiễm của tất cả các KLN trong nghiên cứu ở một vị trí mẫu cụ thể. Sau đó, dựa vào PLIsite để đánh giá mức độ ô nhiễm KLN của toàn khu vực nghiên cứu thông qua PLIzone. Kết quả đánh giá mức độ ô nhiễm KLN tại vùng trồng rau xã Điện Minh và Điện Nam Trung bằng chỉ số PLI được trình bày tại bảng 3.3 và bảng 3.4.