suất và sự tích lũy Pb, Cd, As, trong rau cải canh, cải củ và đậu cơve leo
Sự có mặt riêng lẻ các kim loại nặng (Pb, Cd, As) trong nước tưới đã có những ảnh hưởng nhất định đến năng suất rau và sự tích lũy của chúng trong rau, tuy vậy mức độ ảnh hưởng tùy theo từng kim loại, nồng độ kim loại trong nước và ảnh hưởng đến từng loại rau khác nhau như đã được phân tích ở trên. Nhưng trên thực tế các nguyên tố thường cùng tồn tại trong mơi trường và điều đó rất có thể sẽ có sự tác động qua lại với nhau và tác động tổng hợp lên môi trường. Để thấy rõ hơn mức độ ảnh hưởng của sự có mặt nhiều kim loại nặng trong môi trường, chúng tôi đã tiến hành bổ sung vào nước tưới hàm lượng các kim loại Pb, Cd, As theo các mức giống như trong thí nghiệm đơn kim loại, kết quả qua 2 vụ nghiên cứu với thí nghiệm trong nhà che nilon được thể hiện như sau:
Các thí nghiệm bổ sung riêng lẻ các kim loại nặng đã thấy rằng hầu như sự có mặt của các kim loại Pb, Cd, As trong nước tưới khơng có ảnh hưởng đến năng suất của cải canh, nhưng Cd trong nước tưới là giảm năng suất cải củ và As trong nước thì làm giảm năng suất quả của đậu cơve leo khi ở nồng độ cao. Khi bổ sung đồng thời các kim loại Pb, Cd, As vào nước theo các mức tương ứng như thí nghiệm đơn nguyên tố cũng thu được kết quả tương tự.
Kết quả ở hình 3.12 cho thấy:
- Với cải canh: Việc bổ sung hỗn hợp kim loại nặng Pb, Cd, As không làm ảnh hưởng đến năng suất cải canh. Năng suất cải canh ở tất cả các cơng thức thí nghiệm khơng có sự sai khác. Kết quả này cũng giống như những thí nghiệm sử dụng nước tưới được bổ sung riêng lẻ các nguyên tố cho cải canh.
- Với cải củ: Tưới hỗn hợp các kim loại nặng Pb, Cd, As theo các mức tăng dần hàm lượng của chúng có ảnh hưởng đến năng suất cải củ, ở công thức ĐC (tưới nước sạch), năng suất cải củ là 230 g/vại, đến công thức 2 (tưới nước chứa 0,1ppm Pb + 0,01ppm Cd + 0,1ppmAs) năng suất cải củ là 218,1 g/vại (giảm 5,3 %) và ở công thức 3 (tưới nước chứa 1,0ppm Pb + 0,1ppm Cd + 0,5ppmAs) năng suất cải củ giảm xuống 196,3 g/vại (giảm 14,7 % so với đối chứng), năng suất cải củ thấp nhất ở công thức 4 (tưới nước chứa 2,0 ppm Pb + 0,5 ppm Cd + 1,0 ppm As) là 180,4g/vại, giảm khoảng 21,5% so với đối chứng (công thức 1) và giảm 17,4 % so với công thức 2. Kết quả này cũng giống như kết quả sử dụng nước tưới chứa Cd với nồng độ khác nhau cho cải củ (mục 3.3.1.2). Như vậy có thể kết luận sự có mặt của Cd trong nước tưới có sự tương quan với năng suất cải củ, nồng độ Cd trong nước càng cao thì năng suất cải củ càng giảm. Kết quả nghiên cứu trong chậu của Chiêng Hông
Năng suất (g/vại) 250,0 200,0 150,0 a b a c d b c a a a a d 100,0 50,0 0,0
Cải canh Cải củ Đậu côve leo
ĐC hh1 hh2 hh3 Ghi chú:ĐC: đối chứng (tưới nước sạch)
hh1: Nước chứa 0,1 ppmPb + 0,01 ppmCd + 0,1 ppm As hh2: Nước chứa 1,0 ppmPb + 0,1 ppmCd+ 0,5 ppmAs hh3: Nước chứa 2,0 ppmPb+ 0,5ppmCd+ 1,0 ppmAs
Hình 3.12: Ảnh hưởng của hàm lượng Pb, Cd, As trong nước tưới đến năng suất rau cải canh, cải củ và đậu cơve leo
(Thí nghiệm chậu vại trong nhà che nilon - Năm 2003 và năm 2004)
- Với đậu côve leo: Nước tưới chứa hỗn hợp kim loại nặng (Pb, Cd, As) năng suất đậu côve leo có sự biến động lớn, năng suất quả của đậu côve leo giảm dần khi tăng hàm lượng Pb, Cd, As trong nước tưới, từ 211,7 gam/vại (công thức ĐC - tưới nước sạch) đến 198,5 gam/vại (công thức 2 - nước tưới chứa 0,1ppm Pb + 0,01ppm Cd + 0,1ppm As) mức giảm 7%, giảm xuống 167,5gam/vại (công thức 3 - nước chứa 1,0ppm Pb + 0,1ppm Cd + 0,5ppm As) và thấp nhất ở công thức 4 là 135,4 g/vại, với mức giảm 36% so với đối chứng. Kết quả này giống với kết quả của thí nghiệm tưới nước chứa As cho
cao (≥ 0,5ppm).
Như vậy nước tưới chứa kim loại nặng (Cd, As) với hàm lượng cao có liên quan đến việc giảm năng suất của rau ăn củ, rau ăn quả.
Và kết quả các thí nghiệm cũng chỉ ra rằng sự có mặt các kim loại nặng Pb, Cd, As trong nước tưới ở dạng riêng lẻ hay ở dạng hỗn hợp với nhau đều có ảnh hưởng như nhau đến năng suất của các loại rau nghiên cứu.
* Ảnh hưởng của hàm lượng Pb, Cd, As trong nước tưới đến sự tích luỹ Pb trong rau
Cũng như kết quả thí nghiệm tưới nước chứa Pb cho rau, khi tưới nước chứa hỗn hợp Pb, Cd, As cho rau đều làm tăng hàm lượng Pb trong sản phẩm và hàm lượng Pb trong cả 3 loại rau nghiên cứu khi tưới nước chứa hỗn hợp Pb cùng Cd, As cũng tương đương khi tưới nước chứa riêng Pb với hàm lượng tương ứng (hình 3.13):
Hàm lượng Pb (mg/kg rau tươi) 2.0 1.5 1.0 TCCP 0.5 0.0
Cải canh Lá cải củ Củ cải củ Đậu côve leo
Cải canh Lá cải củ Củ cải củ Đậu côve leo
NƯỚC CHỨA Pb NƯỚC CHỨA Pb, Cd, As
ĐC 0.1pm Pb 1.0ppm Pb 2.0ppm Pb
Hình 3.13: Hàm lượng Pb trong rau cải canh, cải củ và đậu côve leo khi sử dụng nước tưới chứa Pb và nước tưới chứa Pb, Cd, As
Cd + 0,5ppm As), còn hàm lượng Pb trong củ cải củ và quả đậu côve leo vẫn đạt mức an tồn ở tất cả các cơng thức thí nghiệm. Kết quả này giống như thí nghiệm tưới nước chứa Pb với hàm lượng tương ứng.
Như vậy mức độ hấp thu Pb trong các loại rau ở thí nghiệm tưới hỗn hợp Pb với Cd và As cũng tương đương với mức hấp thu khi tưới nước chứa riêng lẻ Pb. Điều đó có nghĩa là sự tồn tại Cd, As trong nước cùng với Pb không gây ảnh hưởng đến việc hấp thu Pb của rau cải canh, cải củ và đậu côve leo.
* Ảnh hưởng của hàm lượng Pb, Cd, As trong nước tưới đến sự tích luỹ Cd trong rau
Kiểm tra hàm lượng Cd trong phần thương phẩm của 3 loại rau khi sử dụng nước tưới chứa hỗn hợp Pb, Cd, As theo các mức khác nhau cho thấy:
+ Với cải canh: Hàm lượng Cd trong cải canh ở công thức 3 (tưới nước chứa 0,1ppm Cd+ 1,0ppm Pb + 0,5ppm As) đạt 0,1516 mg/kg tươi, gấp 25 lần công thức tưới nước sạch (ĐC). Công thức 4 (tưới nước chứa 0,5 ppm Cd+ 2,0ppm Pb + 1,0ppm As) hàm lượng Cd trong rau là 0,3495 mg/kg tươi gấp 55,5 lần so với công thức ĐC và gấp 2,3 lần so với công thức 3.
Nhưng có một điều rất đặc biệt, so sánh với thí nghiệm bổ sung riêng lẻ Cd (với nồng độ tương ứng trong thí nghiệm tưới hỗn hợp) cho thấy sự tích lũy Cd trong rau cải canh ở thí nghiệm bổ sung Cd kết hợp với Pb và As có hàm lượng thấp hơn ở thí nghiệm bổ sung riêng lẻ Cd, nhỏ hơn khoảng 2 - 3 lần, cụ thể:
+ Công thức 3 (nước chứa 0,1ppm Cd) ở thí nghiệm hỗn hợp hàm lượng trong lá cải canh là 0,1516 mg/kg tươi, trong khi đó ở thí nghiệm đơn ngun tố là 0,3906 mg/kg tươi, thấp hơn 2,6 lần.
(Thí nghiệm chậu vại trong nhà che nilon - Năm 2003 và năm 2004)
+ Công thức 4 (nước chứa 0,5 ppm Cd) ở thí nghiệm hỗn hợp là 0,3495 mg/kg tươi, nhỏ hơn 1,7 lần so với ở thí nghiệm đơn nguyên tố (0,5898 mg Cd/kg tươi).
Như vậy, kết quả nghiên cứu ở hai vụ thí nghiệm cho thấy sự có mặt của Pb, As cùng với Cd trong nước tưới đã hạn chế sự hấp thu Cd trong rau cải canh. Điều này có thể do sự có mặt của As, Pb đã kìm hãm khả năng vận chuyển của Cd vào cây trồng (tính đối kháng iôn). Vấn đề này cần phải có nghiên cứu sâu hơn để tìm ra nguyên nhân.
Tuy vậy cả hai thí nghiệm đều cho thấy: Hàm lượng Cd trong lá cải canh vượt ngưỡng an tồn từ cơng thức 3 (bổ sung 0,1 ppm Cd). Như vậy để cho hàm lượng Cd trong rau cải canh đảm bảo an toàn chỉ nên sử dụng nước tưới có hàm lượng Cd ≤ 0,1 ppm. Mức giới hạn này giống như qui định trong TCVN 6773 – 2000. Hàm lượng Cd (mg/kg rau tươi) 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 TCCP
Cải canh Lá cải củ
Củ cải củ
Đậu côve leo
Cải canh Lá cải củ
Củ cải củ
Đậu côve leo
Tưới Cd Tưới Cd với Pb, As
ĐC 0.01ppm Cd 0.1ppm Cd 0.5ppm Cd
Hình 3.14: Hàm lượng Cd trong rau cải canh, cải củ và đậu côve leo khi sử dụng nước tưới chứa Cd và nước tưới chứa Pb, Cd, As
của cây, mức độ hấp thụ Cd trong loại rau đều tương đương nhau trong cả hai thí nghiệm.
Đối chiếu với tiêu chuẩn của Bộ NN và PTNT [33] cho rau an tồn thì hàm lượng Cd trong lá cải củ vượt quá tiêu chuẩn cho phép từ công thức 3 (tưới nước chứa 0,1ppm Cd+ 1,0ppm Pb + 0,5ppm As), còn hàm lượng trong củ cải củ và ở quả đậu côve leo vẫn đạt mức an tồn ở tất cả các cơng thức thí nghiệm. Kết quả này giống như khi sử dụng nước tưới chứa Cd.
Thí nghiệm tưới hỗn hợp Pb, Cd, As cũng cho kết quả giống như khi sử dụng nước tưới chứa Cd riêng lẻ, tính trong phần ăn được rau cải canh có khả năng hấp thụ Cd cao hơn so với cải củ và đậu côve leo mặc dù cải canh được tưới với lượng ít hơn. Kết quả này càng khẳng định khả năng hấp thu mạnh Cd của cây cải canh trong nước tưới bị ô nhiễm.
* Ảnh hưởng của hàm lượng Pb, Cd, As trong nước tưới đến sự tích luỹ As trong rau cải canh, cải củ và đậu côve leo
Hàm lượng As (mg/kg rau tươi) 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 TCCP 0.0 Cải canh Lá cải củ Củ cải củ Đậu côve leo Cải canh Lá cải củ Củ cải củ Đậu côve leo
Tưới As Tưới As với Cd, Pb
ĐC 0.1ppm As 0.5ppm As 1.0ppm As
Hình 3.15: Hàm lượng As trong rau cải canh, cải củ và đậu côve leo khi sử dụng nước tưới chứa As và nước tưới chứa Pb, Cd, As
3
Trên hình 3.15: Tưới thường xuyên nước chứa hỗn hợp Pb, Cd, As theo mức tăng dần đều làm tăng hàm lượng As trong 3 loại rau nghiên cứu và sự tích lũy As trong rau cũng theo thứ tự: lá cải củ, lá cải canh, quả đậu côve leo, củ cải củ. Kết quả cũng cho thấy hàm lượng As trong rau của thí nghiệm tưới nước chứa hỗn hợp Pb, Cd, As và nước chứa riêng lẻ As khơng có sự sai khác đáng kể, chứng tỏ rằng sự có mặt của Pb, Cd trong môi trường nước không ảnh hưởng đến việc hấp thu As của 3 loại rau nghiên cứu .