Ở Anh, mức độ ơ nhiễm đất được phân làm 4 cấp độ: ơ nhiễm nhẹ, ơ nhiễm vừa, ơ nhiễm nặng và ơ nhiễm rất nặng (Bảng 4)
Bảng 4: Mức độ ơ nhiễm KLN ở Anh (mg/kg đất) Kim loại (tổng số) Ơ nhiễm nhẹ Ơ nhiễm trung bình Ơ nhiễm nặng Ơ nhiễm rất nặng Sb Cd Cr Pb Hg Cu Ni Zn 30-50 1-3 100-200 500-1000 1-3 100-200 20-50 250-500 50-100 3-10 200-500 1000-2000 3-10 200-500 50-200 500-1000 100-500 10-50 500-2500 2000-10000 10-50 500-2500 200-1000 1000-5000 > 500 > 50 > 2500 > 10000 > 50 > 2500 > 1000 > 5000
(Nguồn Lê Văn Khoa, 2000. Đất và Mơi truờng. NXB Giáo dục)
Nếu so sánh với tiêu chuẩn đánh giá của Anh thì chất lượng đất của chúng ta hiện nay mới chỉ ở mức ơ nhiễm nhẹ.
Đối với đất nơng nghiệp tiêu chuẩn cho phép các KLN trong đất như sau [8], [13]
SVTH: Nguyễn Thị Đoan 35
Bảng 5: Hàm lượng cho phép của một số KLN trong đất của một số nước KLN Cd (ppm) Cu (ppm) Zn (ppm) Pb (ppm) Hg (ppm) Cr (ppm) TCCP (Hà Lan)(+) 0.8 36 140* 85* 0.3 100* TCCP (Anh) 1-3 140 280 35 0-1 0-100 TCCP (CHLB Đức) 3 100 300 50 2 100
Ghi chú: TCCP: tiêu chuẩn cho phép đối với đất nơng nghiệp
(*) giá trị cần nghiên cứu tiếp để cĩ kết luận chính xác hơn. (+): Tiêu chuẩn Hà Lan mới (2001)
Quá trình nghiên cứu và phát triển hệ thống tiêu chuẩn chất lượng đất ở Hà Lan:
Vào năm 1983 chính phủ Hà Lan đã ban hành luật “Hoạt động làm sạch đất tạm thời và hỗ trợ thực hiện hướng dẫn bảo vệ đất” (VROM,1983 tiền thân của Hướng dẫn làm sạch đất). Trong hướng dẫn này đã đề cập đến những hoạt động gây ơ nhiễm đất và chỉ ra khi nào đất cần phải được làm sạch. Cũng trong hướng dẫn này đã đưa ra các tiêu chuẩn A, B, C chất lượng cho đất và nước ngầm. Trong đĩ Tiêu chuẩn A là giá trị cơ sở khơng cĩ vấn đề gì xảy ra, tiêu chuẩn B cần khảo sát để cĩ thêm thơng tin và tiêu chuẩn C dấu hiệu ơ nhiễm và cần cĩ sự can thiệp.
Tuy nhiên khi áp dụng 3 giá trị tiêu chuẩn để đánh giá mức độ ơ nhiễm cũng như đưa ra các biện pháp xử lý, cải tạo đất bị ơ nhiễm đã gặp phải vấn đề sau:
• Khơng theo dõi được diễn tiến q trình ơ nhiễm đất (trong khoảng giá trị A< < B) do vậy khơng phát hiện kịp thời khả năng/nguy cơ ơ nhiễm.
• Chi phí xử lý hậu quả ơ nhiễm cuối cùng rất cao.
Năm 1987 khi đánh giá thực hiện Hướng Dẫn Bảo Vệ Đất từ những kết quả nghiên cứu đã cĩ những sửa đổi chính của hướng dẫn Làm Sạch Đất. Mục tiêu chính của những sửa đổi là:
SVTH: Nguyễn Thị Đoan 36
• Đưa ra một định nghĩa trên cơ sở khoa học về “ đe dọa nghiêm trọng đối với con người và mơi trường”, mà lấy tiêu chuẩn giá trị C làm nền tảng (tiêu chuẩn này xác định lại “ Ơ nhiễm đất nghiêm trọng”.
• Liên kết các tiêu chuẩn dựa trên mức độ nguy hiểm (risks –based standards) ở Hà Lan (VORM, 1990) để sử dụng đánh giá các mối nguy hiểm và những thơng tin về độc chất để định lượng hoặc điều chỉnh giá trị C (VROM, 1990 intervention values for soil remediation).
• Chuẩn bị danh sách các hợp chất cho điều tra ơ nhiễm đất tương lai.
Năm 1994, các giá trị A, B, C được đổi thành các giá trị mục tiêu -Target (T) và sự can thiệp - Intervention (I). Các giá trị T biểu thị chất lượng đất cĩ khả năng duy trì được các chức năng của nĩ. Các giá trị này cĩ thể được so sánh với các giá trị A cũ. Các giá trị I biểu thị chất lượng đất được xem như bị ơ nhiễm nghiêm trọng, tính chất chức năng của đất đối với người, động vật và thực vật bị đe dọa, nguy hại nghiêm trọng và địi hỏi phải cĩ những hành động phục hồi các chức năng cho đất. Giá trị T cĩ thể được so sánh với các giá trị C cũ. Các giá trị B cũ được thay thế bởi tiêu chuẩn: ½ (giá trị I + giá trị T). Trong nghị định này, ngày 9/5/1994 Bộ trưởng Bộ Nhà ở, Quy hoạch và Mơi trường Hà Lan (Housing, Spatial Planning and the Environment - VROM) thơng báo cho các cơ quan địa phương ở Hà Lan về các giá trị T và I tiêu chuẩn chất lượng đất. Từ năm 1994, các cơ quan ở Hà Lan phải sử dụng các giá trị mới này thay cho các giá trị A, B, C cũ. Một số ưu nhược điểm khi áp dụng các giá trị mới I và T:
Nhược điểm:
Chi phí theo dõi, giám sát chất lượng đất tương đối tốn kém.
Ưu điểm:
SVTH: Nguyễn Thị Đoan 37
• Cho phép theo dõi chất lượng đất một cách liên tục, từ đĩ cĩ thể phát hiện những dấu hiệu/nguy cơ ơ nhiễm đất, từ đĩ cho phép đề xuất các biện pháp phịng ngừa ơ nhiễm đất kịp thời.
• Nếu phải xử lý/khắc phục ơ nhiễm đất thì chi phí ít tốn kém hơn do đã cĩ những biện pháp phịng ngừa kịp thời.
• Quyết định thực hiện các quá trình ở Hà Lan: 1) khảo sát đất để xác định nếu vượt quá giá trị I; 2) thiết lập các biện pháp làm sạch đất khẩn cấp; 3) khảo sát làm sạch để quyết định những biện pháp thực hiện.
Hình 6: Quá trình đánh giá chất lượng đất ở Hà Lan
a. Nghiên cứu đối với Cadmium (Cd)
SVTH: Nguyễn Thị Đoan 38
1 Khảo sát đất
2 Khảo sát chi tiết
3 Khảo sát làm sạch
Phục hồi
Giá trị I (giá trị C)
Các biện pháp định hướng hữu hiệu Giám sát Khống chế Cách ly Khai đào Giá trị T TDI * Linh động Tác động sinh thái
TDI. Giá trị lấy ra thường ngày cĩ thể chấp nhận.
Các nghiên cứu về Cd và ảnh hưởng của nĩ đối với hệ sinh thái đã được nghiên cứu khá nhiều vì đây là kim loại cĩ độc tính cao. Theo nghiên cứu của Davis và Calton – Smith(1992) [5], cải diếp, củ cải, cần tây và cải bắp cĩ xu hướng tích lũy Cd khá cao trong khi khoai tây, bắp ngơ, đậu trịn và đậu dài lại tích lũy ít Cd. Sposito và Page (1995), đã ước tính sau mỗi vụ mùa thu hoạch, thực vật sẽ lấy bớt Cd trong đất đối với khoai tây là 0.79kg/ha/năm; cà chua 0.22; củ cải 0.57; và luá mì 0.06. Cd cùng với một số kim loại thiết yếu Mn, Zn, Bo và Se dễ dàng di chuyển vào trong cây trồng sau khi hấp thụ qua rễ. Đây là một đặc tính rất nguy hiểm của Cd đối với động thực vật và con người. Maclean đã chỉ ra rằng Cd tập trung cao trong rễ cây hơn các bộ phận khác của lồi yến mạch, đậu nành, cỏ và cà chua. Tuy nhiên, trong rau diếp, cà rốt, cây thuốc là và khoai tây, Cd được chứa nhiều trong lá.
Nồng độ thơng thường của Cd trong thực vật phát triển bình thường khơng bị ơ nhiễm thường nhỏ hơn 1ppm trong vật chất khơ nhưng John (1986) [5] đã chứng minh được nồng độ Cd trong lá khơ của cây rau diếp cĩ thể ở mức khoảng 668 ppm. Đây là một trường hợp ngoại lệ cĩ nồng độ Cd rất cao. Nhưng cũng phải thừa nhận rằng Cd là nguyên tố độc lại dễ dàng xâm nhập và tích lũy trong lá cây mà khơng cĩ biểu hiện của những triệu chứng nhiễm độc thực vật thì rất dễ gây nguy hiểm đối với động vật và con người thơng qua dây chuyền thực phẩm. Một nghiên cứu khác của John và Webber (1987)[5] khi nghiên cứu ảnh hưởng của Cd đối với một số loại cây rau trong dung dịch gây nhiễm thấy lượng Cd tích lũy trong vật chất khơ của lá cây rau muống, cải súp lơ, bơng cải dao động trong khoảng 43-77 ppm. Bingham và cộng sự (1996) khi nghiên cứu về độc tính của Cd đối với thực vật cho thứ tự giảm dần tính nhạy cảm đối với Cd của một số cây trồng: củ cải > đậu nành > cải xoong > rau nhíp > ngơ > cà rốt > luá mì > củ cải trắng > cà chua > bí > cải bắp > luá vùng cao …Khi nghiên cứu
SVTH: Nguyễn Thị Đoan 39
khả năng hấp thụ của thuốc lá, cải, bắp, tiêu và luá đối với Cd, Kyoung-Won Min và cộng sự (1999) đã đưa ra thứ tự giảm dần về khả năng hấp thụ: thuốc lá > cải > bắp > tiêu > luá.
b. Nghiên cứu đối với Pb [1], [8]
Cĩ rất nhiều nghiên cứu về sự hấp thụ Pb của thực vật, chẳng hạn như nghiên cứu của Motto và cộng sự (1979) cho biết sự gia tăng hấp thụ của Pb vào cơ thể thực vật là rất ít. Rolfe (1992) đã chỉ ra rằng, hầu hết lượng Pb hấp thụ bởi thực vật dường như được tích tụ trong hệ thống rễ và hàm lượng Pb đáng kể được vận chuyển lên lá chỉ ở những vùng đất cĩ hàm lượng Pb tương đối cao. Ngồi ra, tác giả tiến hành thí nghiệm trồng tám loại thực vật trên vùng đất cĩ hàm lượng Pb từ 75 đến 600 ppm. Đối với những cây phát triển nhanh, sự gia tăng nồng độ Pb trên lá là rất đặc biệt. Với nồng độ Pb trong đất là 600 ppm, hàm lượng Pb trong khối lượng lá khơ là 100 ppm. Nghiên cứu của Koeppe (1993) cũng đồng quan điểm với các nhận định trên khi tác giả thấy sự hấp thụ Pb bởi thực vật phụ thuộc nhiều vào trạng thái sinh trưởng của cây. Trong điều kiện cây phát triển mạnh, sự hấp thụ Pb tăng lên. Điều này được tác giả lý giải là do Pb được hấp thu mạnh và một phần kết tuả trên thành tế bào rễ ở một dạng khơng tan, khơng kết tinh – cĩ thể là dạng photphat chì. Ngược lại, Pb vận chuyển lên chồi non của cây lại rất ít – chỉ khoảng 3.5% tổng lượng hấp thụ sau 7 ngày.