Kim loại nặng
Hàm lượng nguyên tố (mg/ha/năm)
từ các nguồn khác Tổng lượng (g/ha/năm)
CuSO4 FeSO4 Urê Superphosphat
Cu 8.925.000 60,0 120,0 7.500 8.932,68
Pb 385 2.000,0 - - 2,38
Zn 749 2.600,0 - 30.000 33,34
Nguồn: Gimeno – Gareia, E.Andreu and Boluda (1996) Qua bảng 2.9 cho thấy kết quả tích luỹ lớn và đáng quan tâm của Cu, Pb, Zn lần lượt là 8932,68 - 2,83 - 33,34 g/ha/năm. Trong đó lượng KLN được đưa vào đất nhiều nhất: Cu là từ CuSO4, Zn từ Supephosphat, Pb từ FeSO4. Chúng ta
có thể phần nào nhận thấy ảnh hưởng của cách sử dụng phân bón đến sự tích luỹ kim loại nặng trong môi trường đất nông nghiệp.
Đất bị ô nhiễm kim loại nặng không chỉ làm giảm năng suất cây trồng mà còn ảnh hưởng đến nông sản dẫn tới tác động xấu tới sức khoẻ con người. Vì vậy nhiều nước trên thế giới đã quy định mức ô nhiễm KLN (Bảng 2.10).
Bảng 2.10. Hàm lượng tối đa cho phép (MAC) của các KLN Cu, Pb, Zn trong đất nông nghiệp (mg/kg)
Nguyên
tố Áo Canada Balan Nhật Anh Đức
Cu 100 100 100 125 50 50
Zn 300 400 300 250 150 300
Pb 100 200 100 400 50 500
Nguồn: Kabata – Pendias (1992) 2.4.2. Nghiên cứu ô nhiễm kim loại nặng ở Việt Nam
Trong những năm gần đây, nhờ từng bước thực hiện Công nghiệp hoá – Hiện đại hoá đất nước cùng nền kinh tế thị trường, Việt Nam đã có những bước tiến rõ rệt. Khi nền kinh tế xã hội phát triển, dân số tiếp tục gia tăng, kèm theo áp lực của cơ chế thị trường đã làm nảy sinh những tư duy kinh tế thiếu cân nhắc kỹ lưỡng vượt khỏi tầm kiểm soát của nhà nước trong nhiều lĩnh vực dẫn đến những hành động duy ý chí chạy theo lợi nhuận tối đa đặc biệt là trong khai thác, sử dụng tài nguyên thiên nhiên.
Với quỹ đất có hạn trong khi nhu cầu sử dụng đất của con người ngày càng tăng làm cho quan hệ giữa người và đất ngày càng căng thẳng. Những sai lầm liên tục của con người trong quá trình sử dụng đất (có ý thức hoặc vô thức) dẫn đến sự cạnh tranh, xung đột về đất đai, các mâu thuẫn về phát triển và môi trường ngày càng gay gắt đôi khi làm huỷ hoại môi trường đặc biệt là môi trường đất, nước. Để sử dụng đất đai bền vững, tạo ra lợi ích tổng hoà về kinh tế - xã hội - môi trường thì vai trò quản lý và điều hành của nhà nước thông qua sự can thiệp đúng mức, kịp thời của các cấp chính quyền từ TW đến địa phương có ý nghĩa hết sức quan trọng. Việc nhìn nhận lại vấn đề ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí,… đã được các cấp, các ngành quan tâm. Ở Việt Nam, vấn đề ô nhiễm KLN trong đất đã và đang được nhiều nhà khoa học quan tâm và nghiên cứu trong nhiều năm gần đây.
2.4.2.1. Ô nhiễm kim loại nặng do tự nhiên
Những nghiên cứu bước đầu của Việt Nam về KLN (Cu, Pb, Zn, …) trong đất đã cho rằng KLN phụ thuộc nhiều vào các nguồn gốc đá mẹ và mẫu chất hình thành nên các loại đất đó. Thêm vào đó, đất là nơi giữ các nguyên tố KLN và giải phóng ra môi trường bên ngoài thông qua các hoạt động của con người.
Trần Kông Tấu và Trần Công Khánh (1998), khi nghiên cứu KLN dạng tổng số và di động ở tầng mặt 0 - 20 cm trên một số loại đất đã chỉ ra 2 độc tố (Pb, Zn) tập trung chủ yếu ở hai loại đất là đất phù sa thuộc đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long (Bảng 2.11), hàm lượng kim loại nặng trong đất phù sa đồng bằng sông Cửu Long có xu hướng tích luỹ dạng linh động.
Bảng 2.11. Hàm lượng kim loại nặng ở tầng đất mặt trong một số loại đất ở Việt Nam (mg/kg)
Loại Đất Dạng Pb Zn
Đất feralit phát triển trên đá bazan Tổng số 9,00 81,00 Di động <0,51 <0,51
Đất phù sa sông Cửu Long Tổng số 29,10 36,20
Di động <0,51 1,10
Đất phù sa sông Hồng Tổng số 37,10 86,70
Di động 0,29 0,60
Đất xám phát triển trên đá granit Tổng số 9,30 11,60 Di động <0,51 <0,51
Đất phèn Tổng số 23,40 21,40
Di động <0,51 4,89 Nguồn: Trần Kông Tấu và Trần Công Khánh (1998) Các kết quả nghiên cứu của tác giả Lê Đức (1998) đã chỉ ra rằng hàm lượng KLN trong các loại đất khác nhau có giá trị thành phần nguyên tố khác nhau phụ thuộc vào nguồn gốc đá mẹ. Trong đất nâu đỏ phát triển trên đá vôi có hàm lượng nguyên tố Cu đạt: 52 ± 3 mg/kg. Nhưng đất nâu đỏ phát triển trên đá Gnai thì hàm lượng Cu có xu hướng ít hơn chỉ đạt 28 ± 1 mg/kg.
Các kết luận tương tự cũng được Ho Thi Lam Tra and Kazuhiko Egashira (2001) đưa ra khi nghiên cứu hàm lượng Cu, Pb, Zn trong các loại đất: phù sa, đất vàng nhạt trên đá cát, đất nâu đỏ phát triển trên đá vôi, đất nâu đỏ phát triển trên đá bazan ở một số vùng của Việt Nam. Kết quả nghiên cứu cho thấy trong đất nâu đỏ phát triển trên đá vôi lấy tại Ninh Bình có hàm lượng Cu và Zn khá
cao (106 mg/kg và 153 mg/kg) nhưng lại thấp trong đất vàng nhạt trên đá cát lấy tại Bắc Giang (16 mg/kg và 32 mg/kg).
Tác giả Võ Đình Quang (2001), nghiên cứu hàm lượng một số kim loại nặng trong đất phù sa ở huyện Hooc Môn đã nhận được kết quả như sau: 7,25 - 81,0 mg/kg với Cu; 64,0 - 168,5 mg/kg với Zn; 14,5 - 75,75 mg/kg với Pb.
Nghiên cứu kim loại nặng trong một số loại đất Việt Nam của tác giả Phạm Quang Hà đã chỉ ra rằng: đối với đất phù sa của Việt Nam, hàm lượng Cu tổng số trung bình là 22,98 mg/kg; hàm lượng Pb tổng số là 33,81 mg/kg; hàm lượng Zn tổng số là 76,64 mg/kg. Tương tự, đối với đất đỏ hàm lượng Cu tổng số có giá trị trung bình là 58,31 mg/kg; hàm lượng Pb tổng số là 33,78 mg/kg ; hàm lượng Zn tổng số là 99,05 mg/kg.
2.4.2.2. Ô nhiễm kim loại nặng do hoạt động nông nghiệp
Theo Ho Thi Lam Tra and Kazuhiko Egashira (2001) khi nghiên cứu hàm lượng một số kim loại nặng trong đất nông nghiệp của các huyện Từ Liêm, Thanh Trì - Hà Nội cho thấy: tại vùng đất chuyên rau của Tây Tựu - Từ Liêm - Hà Nội hàm lượng Cu đã cao hơn từ 20 - 30 mg/kg so với đất khác. Nguyên nhân của hiện tượng này có thể do người dân sử dụng nhiều phân hóa học và hóa chất bảo vệ thực vật có chứa Cu trong quá trình trồng rau.
Trong quá trình sản xuất nông nghiệp, con người đã làm tăng đáng kể các nguyên tố kim loại nặng trong đất. Trong các sản phẩm dùng làm phân bón trong nông nghiệp, hàm lượng Pb cao được tìm thấy trong: phân lân, đá vôi, bùn cống thải; trong đó hàm lượng Pb cao nhất trong đá vôi (20 – 1.250 ppm); thấp nhất trong phân chuồng 0,1 – 16 ppm.
Tại thành phố Hồ Chí Minh, kết quả phân tích hiện trạng ô nhiễm KLN trong đất trồng lúa khu vực phía Nam thành phố Hồ Chí Minh của Nguyễn Ngọc Quỳnh và cs. (2002) cho thấy hàm lượng Cu từ 9,2 – 55,4 ppm (tương đương và có dấu hiệu vượt ngưỡng cho phép TCVN 7209 - 2002), hàm lượng Pb từ 14 - 85 ppm (vượt quá TCCP hơn 1 lần), hàm lượng Zn từ 70 - 353 ppm, giá trị cao nhất tại điểm Bình Mỹ là 353 ppm vượt quá TCCP 1,76 lần.
Phân bón hóa học cũng là một trong những nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng. Do hầu hết các mẫu phân bón đều có chứa kim loại nặng nên khi bón vào đất để cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng, đồng thời ta cũng đưa vào môi trường các kim loại nặng, các chất này có thể tích lũy trong đất làm ô nhiễm
đất, có thể hòa tan vào dinh dưỡng đất, được cây trồng hấp thu và tích lũy ở các mô thực vật rồi cuối cùng được chúng ta sử dụng làm thức ăn hoặc gián tiếp qua các loại vật nuôi làm thức ăn.
2.4.2.3. Ô nhiễm kim loại nặng do công nghiệp và đô thị
Nguồn phát thải các kim loại nặng trước hết phải kể đến sản xuất công nghiệp, công nghiệp có sử dụng xút, clo là nguồn phế thải nhiều thủy ngân; ngành công nghiệp sử dụng than đá và vật liệu mỏ như dầu,… là nguồn thải chì, thủy ngân và cadimi,… Trong đó, các nguyên nhân gây tích lũy kim loại nặng gây ô nhiễm môi trường một phần là do tác động trực tiếp từ nguồn thải, một phần là do quá trình quản lí và xử lý các nguồn thải chưa chặt chẽ, không được coi trọng đã gián tiếp gây ô nhiễm dần môi trường.
Kết quả nghiên cứu của tác giả Lê Văn Khoa và cs. (1999), ở khu vực công ty Pin Văn Điển và công ty Orion Hanel cho thấy: Nước thải của hai khu vực trên đều chứa các kim loại nặng đặc thù trong quy trình sản xuất, với hàm lượng vượt quá tiêu chuẩn Việt Nam 5945 – 1995 đối với nước mặt loại B (Orion Hanel: Pb vượt 1,12 lần). Trong bùn thải mương của khu công nghiệp Sài Đồng - Hanel, Pb có hàm lượng vượt quá hàm lượng nền (3,3 - 10,25 lần). Đất gần công ty Pin Văn Điển có hàm lượng Zn cao hơn hàm lượng tối đa gây độc cho thực vật ở đất nông nghiệp, theo tiêu chuẩn của Anh từ 1,33 – 1,79 lần.
Nguyễn Ngọc Quỳnh và cs. (2001), đã nghiên cứu ảnh hưởng của các khu công nghiệp tới hàm lượng kim loại nặng trong tầng đất mặt. Các mẫu đất được lấy tại các huyện Nhà Bè, Bình Chánh, gần các khu công nghiệp, nơi có nguy cơ ô nhiễm Zn rất cao, hàm lượng của chúng có thể đạt từ 7,6 đến 25,5 mg/kg. Các khu công nghiệp phía bắc của thành phố Hồ Chí Minh (quận Thủ Đức, quận 2, quận 9) có khả năng gây ô nhiễm Zn rất cao. Hàm lượng Zn thực tế đã xác định dao động từ 161 - 390 mg/kg trong tầng đất mặt ở quận 2, từ 356 - 679 mg/kg trong đất ở quận 9.
Sau khi phân tích các kim loại nặng: Cu, Pb, Zn từ 126 mẫu đất trồng lúa bị ô nhiễm bởi nước tưới từ các kênh thoát nước của thành phố Hồ Chí Minh, Nguyễn Ngọc Quỳnh, Lê Huy Bá và cs. (2002) đã chỉ ra rằng: Pb, Cu ở một số mẫu đã bị ô nhiễm nhưng khi so sánh với tiêu chuẩn cho phép của một số nước Châu Âu thì chúng vẫn trong giới hạn cho phép. Còn Zn lại rất cao, đặc biệt là các khu vực gần nhà máy sản xuất và khu công nghiệp. Đất bị ô nhiễm do ảnh hưởng của nước và bùn bị ô nhiễm.
Sau khi nghiên cứu hàm lượng kim loại nặng trong đất ở các khu công nghiệp thuộc ngoại thành Hà Nội, tác giả Nguyễn Thị Lan Hương (2006) cho biết hàm lượng Cu dao động từ 11,87 - 59,66 mg/kg; Zn từ 13,07 đến 283,16 mg/kg; Pb từ 8,36 đến 93,39 mg/kg. Hàm lượng Cu đều dưới ngưỡng cho phép; hàm lượng Zn có 2 mẫu là SS4 và SS5 vượt quá tiêu chuẩn Việt Nam 7209 – 2002, hai mẫu đó đạt 264,65 mg/kg và 283,16 mg/kg.
2.4.2.4. Ô nhiễm kim loại nặng do hoạt động của các làng nghề
Sự mở rộng và phát triển làng nghề không đi kèm với các biện pháp xử lý chất thải, bảo vệ môi trường, do đó đã làm cho môi trường tại các làng nghề bị ô nhiễm nghiêm trọng. Hầu hết các làng nghề ở nước ta đều không đảm bảo chất lượng môi trường. Hậu quả này do nhiều nguyên nhân, trong đó nguyên nhân chủ yếu là do sử dụng hóa chất trong quá trình sản xuất, song lại chưa có biện pháp xử lý chất thải. Ô nhiễm môi trường tại các làng nghề không chỉ gây ra những tác hại trước mắt mà nó còn có tác động tiềm ẩn gây ảnh hưởng lâu dài đến sức khỏe và đời sống con người.
Theo Trần Thị Tuyết Thu (2000), hầu hết các mẫu đất trồng lúa quanh làng nghề tái chế chì thôn Đông Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, Hưng Yên đều có hàm lượng Pb tổng số lớn hơn 2.000 ppm. Hàm lượng Pb trung bình trong các mẫu đất lấy tại ruộng lúa quanh làng nghề này là 2.249,85 ppm, vượt TCCP 45 lần.
Nghiên cứu đất ở làng nghề đúc nhôm, đồng Văn Môn - Yên Phong - Bắc Ninh tác giả Phạm Quang Hà và cs. (2000) đã kết luận hàm lượng kim loại nặng trong đất nông nghiệp của làng nghề này khá cao: trung bình hàm lượng Cu là 41,1 mg/kg (dao động từ 20,0 - 216,7 mg/kg); Pb là 39,7 mg/kg (dao động từ 20,1 - 143,1 mg/kg) và Zn là 100,3 mg/kg (dao động từ 33,7 - 887,4 mg/kg).
Theo tác giả Lê Đức và Lê Văn Khoa (2001), một số mẫu đất ở làng nghề tái chế chì Chỉ Đạo - Văn Lâm - Hưng Yên có hàm lượng Cu: 43,68 - 69,68 mg/kg; Pb: 147,06 - 661,2 mg/kg; Zn: 23,6 - 42,3 mg/kg (thuộc loại đất có hàm lượng Zn di động cao). Môi trường bị ô nhiễm đã ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất cây trồng và đặc biệt là đến sức khoẻ của người dân trong xã.
Cũng theo tác giả Lê Đức và cs. (2003), khi nghiên cứu về ô nhiễm ở làng nghề cơ kim khí Phùng Xá, Thạch Thất (Hà Tây) cho thấy các quá trình sản xuất cũng ảnh hưởng rất lớn đến môi trường đất. Hàm lượng Zn và Pb trong đất chịu ảnh hưởng của nguồn nước thải cao gấp 3 đến 10 lần so với vùng đối chứng. Các
KLN trong đất đã thể hiện xu thế tích luỹ cao ở các khu vực chịu ảnh hưởng của nước thải từ làng nghề. Trong đó sự tích luỹ Pb, Zn là rất đáng chú ý. Hàm lượng Zn và Pb đã ở mức báo động trong đất sản xuất nông nghiệp.
Tác giả Hồ Thị Lam Trà và Nguyễn Hữu Thành (2003), khi nghiên cứu hàm lượng Cu, Zn (tổng số và di động) trong đất nông nghiệp của huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên cũng cho thấy: hàm lượng tổng số của Cu dao động từ 21,85 - 149,34 mg/kg; Zn từ 59,45 - 188,65 mg/kg. Trong 15 mẫu đất nghiên cứu có hai mẫu bị ô nhiễm Cu, các tác giả cũng cảnh báo về nguy cơ ô nhiễm Zn.
Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Công Vinh và Ngô Đức Minh (2007), ở các làng nghề tại các huyện Yên Phong - Bắc Ninh, Nam Trực - Nam Định cho thấy hàm lượng Zn trong đất đạt hoặc gần vượt quá (166,11 - 200,12 ppm) so với giới hạn cho phép của TCVN 7209 : 2002 (200 ppm).
PHẦN 3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3.1. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu
Kim loại nặng trong hệ thống sản xuất rau tại xã Hương Ngải, huyện Thạch Thất, thành phố Hà Nội.
3.1.2. Phạm vi nghiên cứu
- Về không gian: Tại xã Hương Ngải, huyện Thạch Thất, thành phố Hà Nội. - Về thời gian: 02/2016 đến tháng 03/2017.
- Về giới hạn nội dung nghiên cứu: Thực trạng một số kim loại nặng trong đất, nước và sản phẩm rau xanh. Nguồn phát sinh kim loại nặng trong sản xuất rau tại xã Hương Ngải, huyện Thạch Thất.
3.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
3.2.1. Điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội tại khu vực nghiên cứu
3.2.2. Thực trạng sản xuất rau tại xã Hương Ngải, huyện Thạch Thất, Hà Nội.
3.2.3. Nguồn phát sinh kim loại nặng trong hệ thống sản xuất rau tại xã Hương Ngải, huyện Thạch Thất
3.2.4. Thực trạng một số KLN trong đất canh tác, nước tưới và các sản phẩm rau của htsx rau tại xã Hương Ngải, huyện Thạch Thất, thành phố Hà Nội
3.2.5. Đề xuất các giải pháp thích hợp phát triển sản xuất rau an toàn, hạn chế KLN trong HTSX rau tại xã Hương Ngải, Thạch Thất, Hà Nội
3.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.3.1. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp 3.3.1. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp
Các số liệu, tài liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội. Các số liệu, tài liệu liên quan đến tình hình kinh tế, nông nghiệp tại địa phương. Trong quá trình