tích luỹ NO -, kim loại nặng (Pb, Cd, As) trong rau cải canh (thí nghiệm ngồi đồng)
Trong thực tiễn, nông dân các vùng trồng rau thương phẩm quanh thành phố Thái Nguyên dùng nước Sông Cầu, Sông Công, được bơm về theo hệ thống kênh mương, các nguồn nước thải sinh hoạt từ các khu dân cư, bệnh viện, nhà máy và nước thải chăn nuôi để tưới cho rau… còn nước giếng khoan chỉ được sử dụng để tưới cho một số ruộng rau riêng của gia đình.
Để sáng tỏ hơn mức độ ảnh hưởng của sự có mặt các iôn NO3- và kim loại nặng (Pb, Cd, As) trong các nguồn nước tưới khác nhau đến năng suất và sự tích lũy của chúng trong rau, chúng tơi đã tiến hành thí nghiệm ngồi đồng với rau cải canh tại 2 địa điểm đặc trưng của khu vực nghiên cứu: Phường Túc Duyên (chịu ảnh hưởng sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, phế thải đô thị) và Phường Cam Giá (chịu ảnh hưởng trực tiếp từ khu công nghiệp Gang thép), kết quả thu được thể hiện ở bảng 3.13 và bảng 3.14:
Sử dụng 4 nguồn nước tưới khác nhau trên rau cải canh ở cả hai địa điểm đều cho thấy: Chênh lệch năng suất do các nguồn nước (giếng khoan, nước sông, nước thải và nước phân chuồng) khơng đáng kể. Điều đó có nghĩa là
chất lượng các nguồn nước tưới khác nhau không ảnh hưởng đến năng suất rau thương phẩm. Kết quả này cũng giống như thí nghiệm trọng chậu với rau cải canh, rau cải canh vẫn sinh trưởng bình thường kể cả khi nguồn nước bị ơ nhiễm.
Bảng 3.13: Ảnh hưởng của nước từ các nguồn khác nhau đến năng -
suất và sự tích luỹ NO3 và kim loại nặng (Pb, Cd, As) trong rau cải canh
(Thí nghiệm đồng ruộng tại Túc Duyên)
Nguồn tưới nước
Năng suất (tấn/ha)
Hàm lượng trong rau (mg/kg tươi)
NO3- Pb Cd As TCCP [33] ≤ 500 ≤ 0,5 - 1,0 ≤ 0,02 ≤ 0,2 1.Giếng khoan 24,7a±2,1 357,6b±110,6 0,0230c±0,004 0,0160b±0,003 0,0840b±0,015 2.Sông Cầu 24,6a±2,4 349,2b±61,5 0,0373b±0,110 0,0197b±0,006 0,1090a±0,007 3.Nước thải 21,3a±2,0 379,0b±51,2 0,8770a±0,128 0,2910a±0,027 0,0620c±0,109 4.Phân chuồng 25,5a ±0,9 560,7a±38,7 0,0190c±0,007 0,0103b±0,005 0,0223d±0,003
(Nền phân bón: 70 kg N + 60 kg P2O5 + 35 kg K2O/ha)
(Những số liệu trung bình trong một cột có cùng chữ cái là khơng có sự khác biệt ở mức LSD 0,05)
Tại Túc Dun (bảng 3.13): Trong điều kiện khơng bón phân chuồng, áp dụng lượng phân bón hố học cho rau an tồn khi tưới rau bằng nước giếng khoan hàm lượng NO3- và các kim loại nặng (Pb, Cd, As) trong rau đảm bảo tiêu chuẩn an toàn.
Khi tưới rau bằng nước Sông Cầu, được chứa sẵn trong các bể chứa, hàm lượng các kim loại nặng (Pb, As) trong rau tuy có cao hơn khi sử dụng nước giếng khoan nhưng vẫn đảm bảo giới hạn an toàn mặc dù theo TCVN chất lượng nước Sông Cầu khi kiểm tra đã bị ô nhiễm As (0,220 mg/l) và Cd (0,057mg/l), hàm lượng Cd trong rau ở mức gần ô nhiễm (0,0197mg/kg tươi).
3
Khi tưới rau bằng các loại nước thải (từ nguồn thải của cơng ty Khống sản Thái Nguyên, nguồn thải từ bệnh viện điều dưỡng và nước thải sinh hoạt ở khu dân cư) do có hàm lượng các kim loại nặng cao vượt TCVN 6773 – 2000 (Pb: 1,042 mg/l; Cd: 0,210 mg/l) nên đã làm cho hàm lượng các kim loại nặng (Pb, Cd) trong rau vượt quá tiêu chuẩn an toàn:
+ Trong rau thương phẩm hàm lượng Pb là 0,877mg/kg tươi đã ở mức nhiễm bẩn (TCCP là 0,5 – 1,0 mg/kg) do hàm lượng Pb trong nước thải là 1,042mg/l, kết quả này giống như thí nghiệm trong chậu của rau cải canh, với mức tưới 1,0 ppm Pb làm cho lá cải canh bị nhiễm bẩn (0,6913 mg/kg tươi) và ở mức 2,0ppm Pb trong nước thì làm ơ nhiễm Pb trong rau với hàm lượng là 1,2547 mg/kg tươi (mục 3.3.1.1)
+ Hàm lượng Cd trong rau thương phẩm là 0,2910 mg/kg tươi gấp 1,45 lần TCCP. Kết quả thí nghiệm trong chậu cũng tương tự với mức 0,1ppm Cd trong nước tưới, hàm lượng Cd trong rau đã ở mức ô nhiễm (0,3906 mg/kg tươi). Điều này cho thấy không thể tưới rau bằng nước thải, vì các loại nước thải là nguồn gây ơ nhiễm kim loại nặng rất lớn.
Nước phân chuồng tại Túc Duyên có hàm lượng NO -cao (17,630 mg/l) nên khi sử dụng tưới cho rau đã làm rau bị ô nhiễm, hàm lượng trong rau là
560,7 mg/kg tươi vượt quá tiêu chuẩn cho phép 1,12 lần, còn hàm lượng các kim loại nặng (Pb, Cd, As) trong rau vẫn ở dưới mức giới hạn an tồn cho rau. Vì vậy trước khi tưới bằng nước phân chuồng cần được kiểm tra hàm lượng NO3- trong nước phân. Cũng có thể tưới bằng nước phần chuồng nhưng cần có thời gian cách ly tối thiểu là trước khi thu hoạch 22 ngày như đối với việc bón phân đạm hố học (Bùi Quang Xuân, 1998 [58])
*Thí nghiệm Tại Cam Giá cũng cho kết quả tương tự như thí nghiệm ở Túc Duyên (bảng 3.14):
Các nguồn nước tưới khác nhau ảnh hưởng như nhau đến năng suất rau cải canh mặc dù tưới bằng nước thải năng suất có thấp hơn so với các nguồn nước khác nhưng chênh lệch khơng có ý nghĩa về mặt thống kê.
Bảng 3.14: Ảnh hưởng của nước từ các nguồn khác nhau đến năng suất và sự tích luỹ NO3- và kim loại nặng (Pb, Cd, As) trong rau cải canh
(Thí nghiệm đồng ruộng tại Cam Giá )
Nguồn tưới nước
Năng suất (tấn/ha)
Hàm lượng trong rau (mg/kg tươi)
NO3- Pb Cd As TCCP [33] ≤ 500 ≤ 0,5 - 1,0 ≤ 0,02 ≤ 0,2 Giếng khoan 23,3a ± 0,62 426,7a ± 47,4 0,0173d ± 0,002 0,0123c±0,007 0,0963c±0,008 Sông Cầu 23,8a ± 0,58 290,1b ± 75,2 0,6493a ± 0,130 0,0102b±0,002 0,1357b±0,044 Nước thải 22,0a ± 2,24 405,0ab ± 15,6 0,6280b ± 0,125 0,0607a±0,006 0,4840a±0,124 Nước p.chuồng 24,1a ± 1,34 468,7a± 76,8 0,0447c ± 0,006 0,0183c±0,005 0,1190c±0,204 (Nền phân bón: 70 kg N + 60 kg P2O5 + 35 kg K2O/ha)
(Những số liệu trung bình trong một cột có cùng chữ cái là khơng có sự khác biệt ở mức P < 0,05)
Trong điều kiện không sử dụng phân hữu cơ, chỉ bón phân hố học theo qui trình bón phân cho rau an tồn ta thấy:
Tưới cho rau bằng nước giếng khoan (có hàm lượng NO3-, Pb, Cd, As đạt TCVN 6773 - 2000) cho rau thì hàm lượng NO3-, Pb, Cd, As trong rau thương phẩm đều đạt tiêu chuẩn của rau an tồn. Tưới bằng nước sơng Cầu, đã được chứa sẵn trong các bể chứa (có hàm lượng các kim loại nặng thấp) rau thương phẩm cũng đạt tiêu chuẩn rau an toàn.
Khi tưới rau bằng nước thải (từ nguồn thải lò cốc nhà máy Gang thép Thái Nguyên) rau thương phẩm bị ô nhiễm As, Cd và nhiễm bẩn Pb (As là 1,484 mg/kg tươi gấp 1,41 lần TCCP, Cd là 0,0607 mg/kg tươi gấp 3 lần
TCCP và hàm lượng Pb là 0,628 mg/kg tươi). Bởi vì hàm lượng các kim loại này trong nước thải đã rất cao (Pb: 0,617 mg/l; Cd: 0,078 mg/l và As: 1,402 mg/l) nên đã làm ô nhiễm rau.
Nước sông Cầu tại Cam Giá làm rau bị nhiễm bẩn Pb (Pb > 0,5mg/kg rau tươi) vì bản thân nước Sơng Cầu tại Cam Giá đã có hàm lượng Pb ở mức ơ nhiễm (0,502 mg/l).
Thí nghiệm ở Cam Giá cho thấy tưới nước phân chuồng cho hàm lượng NO3-, Pb, Cd, As trong rau cải canh vẫn ở mức an toàn. Kiểm tra nước phân chuồng trước khi tưới tại Cam giá cho thấy hàm lượng của các yếu tố này đều đạt TCVN 6773 – 2000 (bảng 2.05).
Từ kết quả thí nghiệm ta thấy rằng: Tưới rau bằng nước bị ô nhiễm sẽ làm ô nhiễm rau. Trong các nguồn nước tưới đang được sử dụng cho rau hiện nay tại Thành phố Thái Nguyên xét về các yếu tố NO3-, và kim loại nặng (Pb, Cd, As) thì nước giếng khoan đảm bảo độ an tồn cho rau, nước Sơng Cầu, nước phân chuồng cần có sự kiểm tra chất lượng nước trước khi tưới nếu không đảm bảo tiêu chuẩn nhất thiết không được sử dụng, đặc biệt không thể sử dụng nước thải để tưới rau vì bản thân nước thải đã chứa các kim loại nặng với hàm lượng cao (nước thải tại Túc Duyên làm rau bị ơ nhiễm Pb, Cd cịn nước thải tại Cam Giá lại làm rau ô nhiễm As, Cd và Pb). Các kết quả thí nghiệm ngồi đồng khẳng định những kết luận ở thí nghiệm trong chậu.
Kết quả này cùng phù hợp với kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thị Hiền và Bùi Huy Hiền (2004) [16], đã tiến hành trên rau cải xanh và rau muống: nước Sông Tô Lịch, Sông Kim Ngưu, nước thải Nhà máy Phân lân Văn Điển tích luỹ rất nhiều kim loại nặng, vượt quá ngưỡng an toàn khi tưới cho rau. Các tác giả Muhammad Idrees và cs (1994) [94] thử nghiệm tưới các nguồn nước khác nhau (nước dòng thải, nước kênh đào…) cho một số loại rau cũng thu được kết quả nước dòng thải khi sử dụng tưới cho rau làm tăng hàm lượng Cd trong rau cao hơn ở các nguồn nước khác.
3
Các kết quả nghiên cứu trong chậu và ngoài đồng cho thấy: Chất lượng nước tưới ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng rau thương phẩm. Như vậy khi vận dụng qui trình sản xuất rau an tồn cần phải thực hiện triệt để từ khâu sử dụng phân bón cho đến nguồn nước tưới, cần phải kiểm tra hàm lượng NO3-, các kim loại nặng và các chất gây độc khác trong tất cả các nguồn nước trước khi dẫn vào hệ thống tưới để tưới cho rau. Nước tưới đã bị ơ nhiễm, nếu khơng có biện pháp xử lý thì khơng thể sử dụng tưới cho rau.