CHƯƠNG III : KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.2. Hàm lượng Cd trong một số loại cây trồng chính ở Việt Nam
Kết quả nghiên cứu hàm lượng Cd tích luỹ trong một số sản phẩm cây trồng chính được nghiên cứu trên tổng số 230 cặp mẫu (đất và sản phẩm cây trồng) đươc lấy ở các vùng hiện đang có hoạt động sản xuất nơng nghiệp trên lãnh thổ Việt Nam. Các đối tượng cây trồng chính nghiên cứu bao gồm, nhóm rau ăn lá, nhóm rau ăn củ, nhóm cây lương thực và nhóm cây thực phẩm.
3.2.1. Hàm lượng Cd trong rau tại một số vùng ở Việt Nam
Đối tượng cây trồng nghiên cứu ở nhóm rau ăn lá bao gồm: rau muống với tổng số 33 cặp mẫu (đất – rau muống), rau khoai lang với 31 cặp mẫu (đất – rau khoai lang lá), một số loại rau ăn lá khác (mùng tơi, cải mơ, cải xanh, cải ngọt, cải bắp, rau dền,
hành) với tổng số 25 cặp mẫu (đất – rau) và 10 cặp mẫu (đất – rau ăn củ: khoai lang, củ cải, cà rốt); kết quả nghiên cứu hàm lượng Cd trong đất và trong rau ở các vùng chuyên canh được thể hiện qua bảng 3.16.
Bảng 3.16. Hàm lượng Cd (mg/kg khô) trong đất và rau ăn lá tại một số điểm nghiên cứu
Thông số thống kế
Rau ăn lá Rau khoai lang lá Rau muống Rau ăn củ
Đất Thực vật Đất Thực vật Đất Thực vật Đất Thực vật Số mẫu 25 25 31 31 33 33 10 10 Nhỏ nhất 0,01 0,02 0,01 0,01 0,02 0,01 0,02 0,01 Lớn nhất 0,06 0,40 1,73 0,68 0,40 1,00 0,17 0,62 Trung bình 0,02 0,17 0,14 0,15 0,14 0,20 0,07 0,21 Std 0,02 0,10 0,30 0,17 0,10 0,23 0,05 0,19 < , 95< 0,015 - 0,029 0,128 - 0,211 0,032 - 0,253 0,091 - 0,218 0,102- 0,171 0,114 - 0,279 0,04 - 0,11 0,075 – 0,346
Hình 3.12. Hàm lượng Cd trong đất và rau các loại tại các điểm nghiên cứu
Kết quả phân tích hàm lượng Cd tổng số trong đất biến động rất lớn giữa các khu vực nghiên cứu, hàm lượng Cd trong đất trồng rau dao động 0,01 – 1,73mg/kg
đất; hàm lượng Cd trong đất trồng rau muống và rau khoai lang có xu hướng cao hơn các đối tượng rau khác về giá trị trung bình.
Đối với Cd tích luỹ trong rau, ở nhóm rau ăn lá nghiên cứu (mùng tơi, cải mơ, cải xanh, cải ngọt, cải bắp, rau dền, hành), hàm lượng Cd tồn dư trong các mẫu rau ăn lá dao động trong khoảng 0,02 đến 0,4 mg/kg rau khô. Đối với rau lang hàm lượng Cd tích luỹ trung bình là 0,15mg/kg rau khô, khoảng giao động của Cd tồn dư trong rau khoai lang từ 0,01 - 0,68 mg/kg rau khô; hàm lượng Cd trong rau muống dao động từ 0,01-1,0 mg/kg rau khơ, trung bình là 0,2 mg/kg rau khơ. Kết quả nghiên cứu Cd tồn dư trong nhóm rau ăn củ cho thấy Cd dao động từ 0,01 –0,62mg/kg rau khô; so sánh đánh giá hàm lượng Cd tồn dư trong các nhóm rau nghiên cứu cho thấy trung bình Cd tích luỹ trong rau ăn củ đạt cao nhất (0,21 mg/kg khô), tiếp theo là trong rau muống (0,20 mg/kg khô), hàm lượng Cd trong rau ăn lá và rau khoai lang thấp nhất trong các nhóm rau nghiên cứu.
3.2.2. Cd trong nhóm cây lương thực tại một số vùng ở Việt Nam
Đánh giá hàm lượng Cd tích luỹ trong nhóm cây lương thực trên cơ sở lấy mẫu, phân tích hàm lượng Cd ở tổng số 92 cặp, trong đó bao gồm 9 cặp mẫu (đất – khoai lang củ) và 83 cặp (đất – thóc) được lấy ở các vùng sản xuất nông nghiệp trên địa bàn một số tỉnh trên phạm vi cả nước, kết quả nghiên cứu được thể hiện trên (bảng 3.17 và hình 3.13).
Bảng 3.17. Hàm lượng Cd trong đất và cây lương thực tại một số tỉnh thành ở Việt Nam
Thông số thống kế
Củ khoai lang (mg/kg khơ) Thóc (mg/kg khơ)
Đất Thực vật Đất Thực vật Số mẫu 9 9 83 83 Nhỏ nhất 0,01 0,02 0,01 0,01 Lớn nhất 0,08 0,10 0,99 1,58 Trung bình 0,04 0,05 0,13 0,14 Std 0,02 0,03 0,13 0,19 < , 95< 0,021 – 0,059 0,028 – 0,072 0,102 – 0,158 0,099 – 0,18
Hình 3.13. Hàm lượng Cd trong đất và cây lượng thực tại các điểm nghiên cứu
Kết quả phân tích hàm lượng Cd tổng số trong thóc và trong đất trồng lúa tại một số tỉnh thành trên toàn quốc cho thấy hàm lượng Cd tồn dư trong thóc dao động 0,01- 1,58 mg/kg khô. Hàm lượng Cd tổng số trong củ khoai lang và trong đất trồng khoai lang tại một số tỉnh thành trong cả nước cho thấy hàm lượng Cd tồn dư trong củ khoai lang dao động 0,02 - 0,1 mg/kg. Kết quả nghiên cứu hàm lượng Cd trong đất tại các vùng nghiên cứu cho thấy Cd trong đất dao động 0,01 – 0,99mg/kg đất khô, trung bình hàm lượng Cd trong đất lúa là 0,13mg/kg đất khơ; Cd trung bình trong đất trồng khoai lang củ là 0,04mg/kg đất khô. So sánh kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng Cd tính luỹ trong đất và trong thóc có xu hướng cao hơn Cd tích luỹ trong đất và trong khoai lang củ về giá trị trung bình ở các vùng nghiên cứu.
3.2.3. Cd trong nhóm cây thực phẩm tại một số vùng ở Việt Nam
Nghiên cứu hàm lượng Cd trong nhóm cây thực phẩm được lựa chọn trên cơ sở phân tích đánh giá 21 cặp mẫu đất – củ lạc và 18 cặp mẫu đất - ớt quả; kết quả nghiên cứu thể hiện trên bảng 3.18 và hình 3.14.
Bảng 3.18. Hàm lượng Cd trong đất và cây thực phẩm tại một số điểm nghiên cứu ở Việt Nam
Thông số thống kế Lạc (mg/kg khô) Ớt (mg/kg khô) Đất Thực vật Đất Thực vật Số mẫu 21 21 18 18 Nhỏ nhất 0,02 0,02 0,02 0,05 Lớn nhất 0,17 0,24 0,23 1,17 Trung bình 0,06 0,11 0,13 0,24 Std 0,04 0,06 0,06 0,28 < , 95< 0,041 – 0,076 0,085 – 0,139 0,098 – 0,156 0,105 – 0,383
Kết quả phân tích hàm lượng Cd tổng số trong lạc và trong đất trồng lạc tại một số tỉnh, thành trên toàn quốc cho thấy hàm lượng Cd tồn dư trong quả lạc từ 0,02 đến 0,24 mg/kg, trong khi đó hàm lượng Cd trong mơi trường đất trồng lạc động từ 0,02 đến 0,17 mg/kg đất khơ. Phân tích hàm lượng Cd tổng số trong ớt và trong đất trồng ớt tại một số tỉnh, thành trên toàn quốc cho thấy hàm lượng Cd tồn dư trong ớt từ 0,05 đến 1,17 mg/kg khơ, trong khi đó hàm lượng Cd trong môi trường đất trồng ớt dao động từ 0,02 đến 0,23 mg/kg đất khô. So sánh đánh giá kết quả phân tích cho thấy, hàm lượng Cd trong ớt và đất trồng ớt đều có xu hướng cao hơn Cd tích luỹ trong quả lạc và đất trồng lạc tại các điểm nghiên cứu.
Hình 3.14. Hàm lượng Cd trong đất và cây thực phẩm tại các điểm nghiên cứu 3.3. Mối quan hệ giữa Cd trong đất và cây trồng dưới các loại hình tác động khác nhau
Kết quả đánh giá hàm lượng Cd trong các cặp mẫu đất, cây trồng đã cho thấy ở tất cả các mẫu cây trồng nghiên cứu đã thể hiện ở mục 3.2 đều tích luỹ một lượng nhất định Cd trong các sản phẩm thu được. Trong quá trình nghiên cứu cũng nhận thấy hàm lượng Cd tích luỹ trong cây trồng có khoảng dao động khá lớn, Cd có xu hướng tích luỹ nhiều hơn ở rau muống, rau ăn củ, ớt so với các đối tượng cây trồng khác về giá trị trung bình ở các khu vực nghiên cứu. Tuy nhiên hàm lượng Cd trong đất đã có những tác động cụ thể như thế nào đến hàm lượng Cd tích luỹ trong sản phẩm cây trồng còn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như loại đất, đối tượng cây trồng, điều kiện môi trường… Để đánh giá mối tương quan giữa Cd trong đất và cây trồng chúng tôi lựa
chọn ra 2 vùng nghiên cứu là các vùng hiện đang sản xuất, thâm canh nông nghiệp thơng thường và vùng có nhiều nguy cơ ô nhiễm từ chất thải công nghiệp, chất thải đô thị và chất thải làng nghề.
Tương quan hàm lượng Cd trong đất và cây trồng được tính tốn theo hàm: Y= aX + b với hệ số tương quan r. Trong đó Y là hàm lượng Cd trong cây trồng, X là hàm lượng Cd trong đất, a và b là hệ số. Mức độ tương quan phụ thuộc vào hệ số tương quan r được tính tốn trên Excel và so sánh với các mức ý nghĩa sai khác 5% và 1% được thể hiện trên bảng 3.19.
Bảng 3.19. Hệ số tương quan tuyến tính r ở mức sai khác 5% và 1%
Bậc tự do r (5%) r (1%) Bậc tự do r (5%) r (1%) 1 0,997 1,000 26 0,374 0,478 2 0,950 0,990 27 0,367 0,470 3 0,878 0,959 28 0,361 0,463 4 0,811 0,917 29 0,355 0,456 5 0,754 0,874 30 0,349 0,449 6 0,707 0,834 32 0,339 0,437 7 0,666 0,798 34 0,329 0,424 8 0,632 0,765 36 0,321 0,413 9 0,602 0,735 38 0,312 0,403 10 0,576 0,708 40 0,304 0,393 11 0,553 0,684 45 0,288 0,372 12 0,532 0,661 50 0,273 0,354 13 0,514 0,641 55 0,262 0,340 14 0,497 0,623 60 0,250 0,325 15 0,482 0,606 70 0,232 0,302 16 0,468 0,590 80 0,217 0,283 17 0,456 0,575 90 0,205 0,267 18 0,444 0,561 100 0,195 0,254 19 0,433 0,549 125 0,174 0,228 20 0,423 0,537 150 0,159 0,208 21 0,413 0,526 175 0,148 0,194 22 0,404 0,515 200 0,138 0,181 23 0,396 0,505 300 0,113 0,148 24 0,388 0,496 400 0,098 0,128 25 0,381 0,487 500 0,088 0,115 Ghi chú: (Bậc tự do = số mẫu -2) Nguồn: George W. Snedecor and William G. Cochran (1967)
3.3.1 Mối quan hệ Cd trong đất và cây trồng dưới tác động của thâm canh
nông nghiệp
Mối quan hệ giữa hàm lượng Cd trong đất và cây trồng, được tổng hợp nghiên cứu trên tổng số 187 cặp mẫu đất và cây trồng được thu thập ở các vùng chịu ảnh hưởng của thâm canh nông nghiệp trên địa bàn một số tỉnh (Hà Nội, Long An, Tiền Giang, Lâm Đồng, Bình Định, Quảng Ngãi, Quảng Nam, Huế, Gia Lai, Bình Dương, Tây Ninh, Tiền Giang, Vĩnh Long, Đồng Tháp). Hệ số tương quan (r) giữa các cặp mẫu đất và cây trồng cụ thể được tính tốn và thể hiện trên bảng 3.20 và hình 3.15.
Bảng 3.20. Hệ số tương quan giữa Cd trong đất và cây trồng
Stt Mối tương quan Số mẫu Hệ số tương quan
1 Đất - khoai lang củ 7 0,205ns 2 Đất - khoai lang lá 25 0,037ns 3 Đất - ớt 9 0,538ns 4 Đất - rau mống 28 0,351ns 5 Đất - lạc 16 0,111ns 6 Đất - Thóc 70 0,037ns 7 Đất - rau ăn lá 22 0,229ns 8 Đất - rau ăn củ 10 0,231ns
Hình 3.15. Tương quan Cd trong đất và cây trồng
Kết quả nghiên cứu tính tốn mối tương quan giữa hàm lượng Cd trong đất một số vùng chịu ảnh hưởng của thâm canh nông nghiệp ở Viêt Nam và một số loại cây trồng nghiên cứu cho thấy, hàm lượng Cd trong đất tại các vùng sản xuất nông nghiệp chưa ảnh hưởng đến khả năng tích luỹ Cd trong một số sản phẩm cây trồng nghiên cứu (rau ăn củ, rau ăn lá, rau lang lá, lạc, thóc).
So sánh đánh giá hệ số tương quan giữa Cd trong đất và các nhóm cây trồng có thể phân loại được 3 nhóm cây trồng: nhóm (I) cây trồng có nguy cơ tích luỹ Cd ở mức thấp (thóc, khoai lang lá, lạc) có hệ số tương quan (r) ở mức thấp 0,037 – 0,111; nhóm (II) là nhóm cây trồng có nguy cơ tích luỹ Cd ở mức trung bình bao gồm (khoai lang củ, rau ăn lá và rau ăn củ) có hệ số tương quan (r) ở mức trung bình 0,205 – 0,231; nhóm (III) là nhóm cây trồng có nguy cơ tích luỹ Cd ở mức cao, có hệ số tương quan (r) ở mức cao 0,351-0,538 gần ở ngưỡng tương quan 95% giữa hàm lượng Cd trong đất và trong sản phẩm cây trồng, đây là nhóm cây trồng có khả năng bị tác động và ảnh hưởng nhiều từ hàm lượng Cd trong đất. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy, hệ số tương quan giữa hàm lượng Cd trong đất các nhóm cây trồng (rau ăn lá, khoai lang củ, thóc) có giá thị rất thấp điều này chứng tỏ rằng, nguyên nhân gây tích luỹ Cd trong rau ăn lá, khoai lang củ, thóc khơng phải là từ đất mà từ các nguyên nhân khác (như nước tưới, phân bón, thuốc BVTV...), cần có biện pháp kiểm sốt các nguồn nguyên nhân này đối với các vùng sản xuất nông nghiệp.
3.3.2 Mối quan hệ hàm lượng Cd trong đất và cây trồng tại một số vùng chịu
ảnh hưởng của chất thải công nghiệp, đô thị và chất thải làng nghề
Dưới áp lực của phát triển kinh tế, hiện nay một số khu vực sản xuất nông nghiệp như các vùng khu đô thị, khu công nghiệp, làng nghề chịu ảnh hưởng khá nghiêm trọng từ nguồn chất thải (nước thải, khí thải, chất thải rắn) đã có những tác động đáng kể đến suy thối ơ nhiệm môi trường đất sản xuất nông nghiệp. Một trong những nguy cơ lớn hiện nay là nhiễm bẩn KLN trong đó có Cd từ các nguồn chất thải này, các KLN và Cd trong đất có thể chưa có những ảnh hưởng ngay đến cây trồng nhưng chúng tích luỹ trong sản phẩm nơng nghiệp, thơng qua đó tích luỹ vào cơ thể com người gây nên các bệnh nan y hiện nay.
Để đánh giá tác động của các khu vực có nguy cơ chịu ảnh hưởng của chất thải đối với sự tích luỹ Cd trong sản phẩm cây trồng, chúng tơi lực chọn 103 cặp mẫu (đất cây trồng) trong đó bao hồm 8 cặp đất – thóc; 11 cặp mẫu (đất – rau muống); 64 cặp mẫu (đất – rau ăn lá) và 20 cặp mẫu (đất – rau ăn củ). Các mẫu đất và cây trồng được lấy tại các vùng có nhiều khả năng chịu tác động, ảnh hưởng của chất thải công nghiệp và đô thị của Việt Nam (Hà Nội, Bình Dương, Thành phố Hồ Chí Minh). Phân tích,
đánh giá, tính tốn tương quan hàm lượng Cd tích luỹ trong đất và sản phẩm cây trồng được thể hiện qua (bảng 3.21 và hình 3.16).
Bảng 3.21: Hệ số tương quan giữa Cd trong đất và cây trồng ở một số vùng chịu ảnh hưởng của chất thải
Stt Mối tương quan Số mẫu Hệ số tương quan (r)
1 Đất - thóc 8 0,518ns
2 Đất-rau muống 11 0,493ns
3 Đất-rau ăn lá 64 0,017ns
4 Đất-rau ăn củ 20 0,296ns
Ghi chú: s (significance) có ý nghĩa, tương quan
Kết quả tính tốn hệ số tương quan giữa đất và cây trồng cho thấy, hàm lượng Cd trong đất ở các vùng nghiên cứu khơng có mối tương quan đến tích luỹ Cd trong các sản phẩm cây trồng nghiên cứu, điều này có nghĩa là hàm lượng Cd trong đất hiện nay ở các khu vực có nguy cơ ơ nhiễm khơng có những tác động rõ nét đến sự tích luỹ Cd trong sản phẩm cây trồng (trong thóc, rau muống, rau ăn lá và rau ăn củ).
Hệ số tương quan ở nhóm rau ăn lá, rau ăn củ là rất thấp, tuy nhiên ở nhóm rau muống và thóc hệ số tương quan (r) giữa Cd trong đất và cây trồng là khá lớn, gần ở mức có ý nghĩa thống kê, tiềm ẩn nhiều rủi ro ô nhiễm Cd từ đất nếu khơng có những biện pháp giảm thiểu lượng Cd tích luỹ trong đất trong thời gian tới.
Hình3.16. Tương quan giữa hàm lượng Cd trong đất và cây trồng ở khu vực chịu ảnh hưởng của chất thải
y = -0,1736x + 0,0574 R2 = 0,2686 0,000 0,005 0,010 0,015 0,020 0,025 0,030 0,035 0,040 0,045 0,050 0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 Cd trong đất (mg/kg) Cd t ro ng lú a (m g/ kg ) y = 0,0111x + 0,0756 R2 = 0,2433 0,000 0,020 0,040 0,060 0,080 0,100 0,120 0,140 0,160 0,180 0,000 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000 8,000 Cd trong đất (mg/kg) Cd t ro ng r au m u ố ng ( m g/ kg ) y = -0,0265x + 0,1855 R2 = 0,0003 0,000 0,200 0,400 0,600 0,800 1,000 1,200 0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 0,300 0,350 Cd trong đất (mg/kg) Cd t ro ng r au ă n lá ( m g/ kg ) y = -0,8988x + 0,1692 R2 = 0,0877 0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 0,300 0,350 0,400 0,450 0,000 0,020 0,040 0,060 0,080 0,100 0,120 0,140 0,160 0,180 Cd trong đất (mg/kg) Cd t ro n g r a u ă n c ủ ( m g /k g )
So sánh, đánh giá về hệ số tương quan giữa hàm lượng Cd trong đất và các nhóm cây trồng ở các vùng sản xuất nơng nghiệp (bảng 3.20) và các vùng chịu sự tác động của chất thải công nghiệp và đô thị (bảng 3.21) cho thấy: Ở các nhóm cây trồng (thóc, rau muống, rau ăn củ) hệ số tương quan (r) giữa hàm lượng Cd trong đất ở các khu vực chịu tác động của chất thải đều có xu hướng cao hơn so với các vùng sản xuất