CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU
1.2. Các nghiên cứu về một số kim loại nặng (As, Cd, Pb) liên quan đến môi trường và sức khỏe cộng đồng
1.3.2.2. Các nghiên cứu về Cd
Hàm lượng Cd trong đất trung bình nằm trong khoảng 0,05 - 1,2 ppm . Đất podzol và đất cát có hàm lượng Cd thấp. Đất phù sa, đất giầu chất hữu cơ có tỷ lệ Cd cao hơn. Hàm lượng Cd trong đất phụ thuộc thành phần đá mẹ, chất hữu cơ tỷ lệ sét và các sesqui ôxit (R2O3).
Nồng độ Cd trong dung dịch đất tương đối thấp, nằm trong khoảng 0,2-6 mg/lit.
Khi Cd hoà tan đạt đến 300 mg - 400 mg/lit là đất bị ô nhiễm.
Khả năng hoà tan của hợp chất Cd phụ thuộc vào độ pH và thế oxy hoá-khử của đất. Bắt đầu từ ngưỡng pH 4 - 4,5 cứ pH giảm 0,2 đơn vị thì nồng độ Cd tăng từ 3 đến 5 lần. Trong môi trường kiềm Cd kết tủa dưới dạng cadimi hydroxit. Ở đất có cacbonat nếu tăng cườngbón vôi độc tính của Cd giảm.
Trong đất, độ tan của các hợp chất Cdkhó tan sắp xếp như sau : Cd sulfua < Cd hydroxit < Cd Cacbonat
Trong đất Cd liên kết mạnh với kẽm và chì về mặt địa hoá, nên đất nào có hàm lượng kẽm và chì cao thì tỷ lệ Cd cũng cao và ngược lại. Đất đai gần xí nghiệp luyện kẽm, chì hàm lượng Cd trên lớp đất mặt có thể lên đến 1700 ppm.
Theo tác giả Pendias, 1985 hàm lượng Cd trong đất tầng mặt của số nước trên thế giới dao động từ 0,07- 1,10 mg/kg (bảng 1.4)
Bảng 1.4. Hàm lượng Cd (mg/kg) trong đất tầng mặt ở một số nước trên thế giới
TT Loại đất Địa điểm Cd (mg/kg)
1 Đất Podzols và đất thịt Ba Lan 0,07
2 Đất thịt nhẹ và sét Canada 0,64
TT Loại đất Địa điểm Cd (mg/kg)
3 Đất phù sa Úc 0,37
4 Đất phù sa Anh 1,10
5 Đất nâu Áo 0,33
6 Đất mùn và các loại đất
giàu hữu cơ khác Đan Mạch 1,05
7 Đất mùn và các loại đất
giàu hữu cơ khác Mỹ 0,73
8 Đất Rendzinas Ba Lan 0,62
Nguồn: [30]
Nhưng Cd cũng có ái lực rất mạnh với lưu huỳnh. Trong điều kiện khử các hợp chất lưu huỳnh trong đất bị các vi khuẩn khử sulfat khử thành các hợp chất sulfua, hình thành các ion Sulphua (S 2-). S2-kết hợp với Cd thành CdS khó tan.Việc hút Cd của lúa gặp khó khăn, giảm nhiều sau khi tháo nước vào ruộng và ngược lại.
Việc đồng hoá Cd phụ thuộc vào bản chất sinh lý của cây.Trong cùng một cây hàm lượng Cd ở mỗi bộ phận một khác. Đối với lúa, hàm lượng Cd giảm dần theo thứ tự sau đây: Rễ > thân > lá > hạt thóc > hạt gạo.
Khi hàm lượng Cd trong môi trường cao thì hàm lượng Cd trước hết tăng ở rễ.
Thậm chí hàm lượng Cd trong rễ cao gấp 100 lần trong lá.
Việc hút Cd còn thay đổi theo nguồn Cd cung cấp cho cây. Nói chung Cd do con người đưa vào được cây đồng hoá mạnh hơn Cd vốn có trong đất (Grupe và Kuntze, Filipínki).
Nguồn ô nhiễm Cd của đất không phải chỉ từ nước thải mà còn đến qua khí quyển và phân bón.
Ở những nơi đất bị ô nhiễm (vùng khai khoáng, cơ sở chế biến kim loại, nông trại tưới bằng bùn thải, nơi không khí bị ô nhiễm bụi) hàm lượng Cd trong:
Củ cà rốt lên đến 3,7 ppm ngô hạt lên đến 35 ppm Lá rau diếp lên đến 5,2 - 70 ppm hạt lúa mì lên đến 14,2 ppm Lá cải bắp lên đến 1,7 - 3,8 ppm hạt gạo xay lên đến 5,2 ppm Lá lúa mì lên đến 47 ppm rễ lúa mì lên đến 397 - 898 ppm Đất ô nhiễm Cdnặng nhất là ở vùng khai thác quặng và làm giầu quặng
Đất nông trại được bón bằng bùn thải, cũng bị ô nhiễm Cdnhưng cao nhất cũng chỉ đễn 167 ppm. Hàm lượng Cd trong đất lúa Nhật Bản lên đến 7,5 ppm.
Theo Phạm Quang Hà (2001-2003) [7] nghiên cứu hàm lượng Cd của đất phù sa miền Bắc Việt Nam với xác suất phân bố 97,5% dao động từ 0,175 – 1,404 mg/kg.
Đây là khoảng giá trị nền Cd được đề xuất trong giai đoạn 2001-2003.
Nguyễn Đình Mạnh (2000) [15] nghiên cứu hàm lượng Cd trong rau vùng ven Hà Nội cho thấy: Hàm lượng Cd trong bắp cải, cải xanh, cải bao dao động từ 0,009 - 0,019 mg/kg, trong một số loại rau ăn quả từ 0,009 - 0,014 mg/kg, trong một số loại rau ăn thân và ăn củ từ 0,009 - 0,014 mg/kg và trong nhóm rau gia vị từ 0,009 - 0,028 mg/kg. Kết quả nghiên cứu cho thấy ở nhóm rau gia vị đã có một số mẫu rau có hàm lượng cadimi vượt quá tiêu chuẩn an toàn (0,028 mg/kg).
Theo kết quả nghiên cứu của đề tài ACIAR [31] hàm lượng Cd trong đất và trong rau ăn lá tại Hà Nội được trình bày trong bảngnhư sau:
Bảng 1.5. Hàm lượng Cd trung bình trong đất và rau ở Hà Nội Địa điểm nghiên cứu Cd mg/kg khô
Số mẫu Trong đất Trong rau
Gia Lâm
Trâu Quỳ 0,03 0,195 4
Đông Dư 0,24 0,177 6
Yên Thường 0,15 0,159 21
Đặng Xá 0,03 0,149 4
Văn Đức 0,1 0,036 6
Trung bình 0,11 0,143
Tối thiểu 0,03 0,036
Tối đa 0,24 0,195
Đông Anh
Vân Nội 0,09 0,041 4
Nam Hồng 0,05 0,092 4
Trung bình 0,07 0,067
Tối thiểu 0,05 0,041
Tối đa 0,09 0,092
Địa điểm nghiên cứu Cd mg/kg khô
Số mẫu Trong đất Trong rau
Từ Liêm
Phú Diễn 0,19 0,189 14
Tây Tựu 0,21 0,207 4
Trung bình 0,2 0,198
Tối thiểu 0,19 0,189
Tối đa 0,21 0,207
QCVN 03: 2008 2 -
Nguồn: [31]
Bảng trên cho thấy, hàm lượng Cd tích lũy trong đất ở 3 huyện Gia Lâm, Đông Anh và Từ Liêm rất khác nhau, thấp nhất ở huyện Đông Anh có giá trị Cd trung bình đạt 0,07 mg/kg và cao nhất ở huyện Từ Liêm đạt giá trị trung bình là 0,2 mg/kg. Tuy nhiên so với quy chuẩn cho phép đều nằm trong ngưỡng an toàn đối với đất sản xuất nông nghiệp. Hàm lượng Cd trong rau khá đồng nhất ở các điểm nghiên cứu thuộc huyện Gia Lâm, khoảng giá trị dao động trong khoảng 0,036 – 0,195mg/kg rau khô. Giá trị Cd trung bình trong rau thấp nhất đạt 0,067mg/kg rau khô nằm trong huyện Đông Anh, và giá trị cao nhất đạt 0,198 mg/kg rau khô được tìm thấy ở hầu hết mẫu rau của huyện Từ Liêm.
1.2.2.3. Các nghiên cứu về Pb
Hàm lượng chì trong đất trung bình biến động trong khoảng 10-84 ppm. Hàm lượng chì thấp ở đất podzol, đất cát, trung bình ở đất thịt. Đất gley, đất giầu chất hữu cơ hàm lượng chì khá hơn. Đất có hàm lượng chì vượt quá 100 ppm được coi là đất ô nhiễm chì. Đất ô nhiễm chì nặng hàm lượng chì có khi lên đến 2%. Trong cây bình thường hàm lượng chì thường rất thấp. Đối với câythực phẩm thường chỉ ở mức 2- 6 ppm so với chất khô. Đối với hạt ngũ cốc ít khi vượt quá 1 ppm.
Nghiên cứu Pb trong 150 mẫu đất với khoảng 20 phẫu diện trong khu vực đô thị, 3 phẫu diện đất được lấy ngẫu nhiên ở gần đô thị tại Nam Ninh, Trung Quốc, Ying Lu và cộng sự (2003) thu được kết quả ở bảng 1.6.
Bảng 1.6. Hàm lượng Pb ở những vùng khác nhau ở Nam Ninh, Trung Quốc
Loại Đất Pb (mg/kg)
Khoảng dao động Giá trị trung bình
Đất công viên đô thị 36,3 – 89,9 57,7
Đất sân bãi 58,5 – 472,6 133,2
Đất khu dân cư 57,7 – 251,4 99,7
Đất ven đường 62,0 – 308,5 151,4
Đất vườn rau 74,3 – 101,7 83,62
Tất cả đất đô thị 36,3 – 472,6 107,3
Đất ngoại ô vệt – 33,99 17,49
Giá trị nền ở Nam Ninh 24,8
Giá trị trung bình ở Trung Quốc 23,6
Nguồn: [37]
Đất bên đường có nồng độ Pb nằm trong khoảng 62 – 308,5 mg/kg, đạt giá trị trung bình cao nhất là 151,4 mg/kg và thấp nhất là đất công viên đô thị từ 36,3 đến 89,9 mg/kg với mức trung bình là 57,7 mg/kg. Điều này có thể cho thấy các chuyến xe tải là nguyên nhân chính của sự ô nhiễm Pb trong đất đô thị. Còn ở đất ngoại ô, nhìn chung Pb còn rất sạch, trung bình là 17,49 mg/kg.
Theo Nguyễn Khang và Nguyễn Xuân Thành (1997), thì hàm lượng Pb trong đất tại các huyện ngoại thành Hà Nội là từ 2,35 -21,93 mg/kg (bảng 1.7) [12]
Bảng 1.7. Kết quả phân tích hàm lượng Pb trong đất tại vùng ngoại thành Hà Nội
STT Địa điểm Pb (mg/kg)
Gia Lâm
1 Đặng Xá 5,7
2 Yên Thường 19,15
3 Đức Giang 21,93
4 Văn Đức 5,2
5 Gia Thuỵ 14,3
Đông Anh
6 Bắc Hồng 2,35
7 Tiên Dương 3,95
STT Địa điểm Pb (mg/kg)
8 Nam Hồng 8,84
Từ Liêm
9 Tây Tựu 2,6
Thanh Trì
10 Yên Mỹ 8,05
11 Thanh Trì 17,65
12 Văn Điển 7,7
Sóc Sơn
13 Đông Xuân 2,6
Ngưỡng cho Phép 50
Nguồn: [12]
Như vậy, hàm lượng Pb trong đất vùng Đức Giang, Yên Thường và Thanh Trì ngoại thành Hà Nội cao nhất, nhưng so với ngưỡng cho phép thì đất vùng ngoại thành Hà Nội còn rất sạch Pb.