4. BỐ CỤC CỦA KHĨA LUẬN
3.1.HÀM LƢỢNG NITRAT TRONG ĐẤT VÀ NƢỚC
3.1.1. Hàm lƣợng nitrat trong đất
Sự cĩ mặt của nitrat trong đất do rất nhiều nguyên nhân, nitrat hình thành chủ yếu do các quá trình nitrat hĩa từ phân bĩn đạm, quá trình phân hủy của xác động thực vật, hoặc do ơ nhiễm nguồn nước tưới. Khi sử dụng bĩn phân đạm cho cây, lượng phân đạm dư dưới ảnh hưởng của vi sinh vật và mơi trường sẽ chuyển hĩa thành nitrat.
Trong cơ thể sinh vật N chủ yếu tồn tại dưới dạng các hợp chất đạm hữu cơ như protein, axit amin. Khi cơ thể sinh vật chết đi lượng N hữu cơ này tồn tại trong đất, dưới tác dụng của các nhĩm vi sinh vật hoại sinh, protein được phân giải thành các axitamin. Axit amin lại được một nhĩm vi sinh vật (nhĩm vi khuẩn amon hĩa) phân giải thành NH3 hoặc NH4
+
. Quá trình này cịn gọi là sự khống hĩa chất hữu cơ vì qua đĩ N hữu cơ được chuyển thành dạng N khống. Dạng NH4+ sẽ được chuyển hĩa thành dạng NO3- nhờ nhĩm vi khuẩn nitrat hĩa. Các hợp chất nitrat lại được chuyển hĩa thành dạng N phân tử, quá trình này gọi là phản nitrat hĩa được thực hiện bởi nhĩm vi khuẩn phản nitrat. Nitrat trong đất cũng được chuyển hĩa từ N trong khơng khí.
Nitrat trong đất cũng do sự ơ nhiễm nitrat trong nước gây nên, nước bị nhiễm nitrat do sự phân hủy chất thải sinh hoạt, chất thải cơng nghiệp, dư thừa phân bĩn đạm…
Qua quá trình nghiên cứu, kết quả phân tích hàm lượng nitrat trong đất tại làng rau Trà Quế được trình bày tại Bảng 3.1.
Bảng 3.1. Hàm lượng nitrat trong đất
Hàm lƣợng nitrat trong đất (mg/kg)
Cao nhất Thấp nhất Trung bình Trung vị Các nghiên cứu
36.27 19.64 28.55 ± 1.6 29.92 Nghiên cứu này
37.2 23.4 28.18 ± 2.31 34.2 Phạm Thị Thu Hằng [26]
23.9 0.63 7.2 ± 3.17 4.62 Nguyễn Minh Đơng [19]
550 190 431.65 ± 32.82 445.8 Hồng Thị Thái Hịa [15]
25.4 16 - - Nguyễn Tiến Huyền [24]
46.09 2.02 15.42± 8.17 9.66 Nguyễn Thị Trúc [23]
10.2 5 7.18± 0.89 6.9 Ali Gholami [30]
Ghi chú: “-“ : số liệu khơng được đề cập trong nghiên cứu
Kết quả từ Bảng 3.1 cho thấy, hàm lượng nitrat trong các mẫu đất ở làng rau Trà Quế dao động trong khoảng từ 19.64 mg/kg đến 36.27 mg/kg đối với đất cát pha, kết quả này của chúng tơi tương tự kết quả nghiên cứu của Nguyễn Minh Đơng (2005) [19] tại đồng bằng Sơng Cửu Long về tính chất hĩa học của đất trong vụ Xuân Hè (0.63 mg/kg đến 23.9 mg/kg). Cũng một nghiên cứu khác của Phạm Thị Thu Hằng (2008) [26], hàm lượng nitrat trong đất cũng tương đối thấp (23.4 mg/kg đến 37.2 mg/kg) ở Thái Nguyên, tuy nhiên là đối với loại đất canh tác khác là đất phù sa, đất thịt nhẹ. Ở nghiên cứu của Hồng Thị Thái Hịa và cs (2011) [15] về xác định hàm lượng nitrat trong 80 mẫu đất trồng tại huyện Hương Trà, tỉnh Thừa Thiên Huế cho thấy, hàm lượng nitrat dao động từ 190 mg/kg - 550 mg/kg ở tầng đất 0 - 20 cm, kết quả này lớn hơn rất nhiều so với nghiên cứu của chúng tơi, tác giả cho rằng do người dân sử dụng phâm đạm cho rau cao hơn so với các loại phân bĩn khác, hơn nữa các loại rau ở đây được đầu tư nhiều về dinh dưỡng cho cây.
Trong một nghiên cứu của Nguyễn Tiến Huyền (2010) [24] đã tập trung phân tích 20 mẫu đất trồng rau an tồn tại xã Bình Nghị và Tân Đơng huyện Gị Cơng Đơng tỉnh Tiền Giang, theo đĩ hàm lượng nitrat trong các mẫu đất phân tích rất nghèo, chỉ từ 16 mg/kg đến 25.4 mg/kg, với kết quả này
tác giả giải thích rằng việc canh tác loại rau khác nhau dẫn đến lượng phân bĩn sử dụng cũng khác nhau. Với những kết quả trên tác giả đã đưa ra kiến nghị về sử dụng phân bĩn để cải tạo đất như tăng lượng phân lân, sử dụng phân hữu cơ và một số phân bĩn vi lượng một cách cân đối để nâng cao hiệu quả sản xuất đồng thời thực hành sản xuất nơng nghiệp tốt theo tiêu chuẩn GAP.
Hàm lượng nitrat trong đất cũng ảnh hưởng đến mức độ hấp thụ nitrat trong rau đối với đất trồng tương ứng. Trong nghiên cứu của Nguyễn Thị Trúc (2014) [23] tại khu vực canh tác rau màu tại xã Điện Nam Bắc, Điện Bàn, Quảng Nam cho thấy, hàm lượng nitrat trong đất tương ứng với các loại rau húng, ngị mùi, rau cải lần lượt là 2.02 mg/kg, 2.05 mg/kg, 17.26 mg/kg, 46.09mg/kg, theo đĩ hàm lượng nitrat của rau húng, ngị mùi, rau cải lần lượt là 375.6 mg/kg, 531 mg/kg, 1230 mg/kg, nhìn chung hàm lượng nitrat trong các mẫu đất thấp, hàm lượng nitrat trong đất thay đổi của từng loại rau.
Tương tự với nghiên cứu của Ali Gholami và cs (2013) [30] cho thấy hàm lượng nitrat trong đất tại 4 vùng phía Bắc, phía Nam, phía Đơng, phía Tây của Dezful lần lượt là 7.8 mg/kg, 6mg/kg, 5 mg/kg, 10.2 mg/kg, theo đĩ hàm lượng nitrat tương ứng trong các mẫu rau mùi là 801mg/kg, 207 mg/kg, 184.6 mg/kg, 664.6 mg/kg và trong rau cải xoong là 516 mg/kg, 196.6 mg/kg, 187 mg/kg, 384 mg/kg. Tác giả cho rằng cường độ khống hố phân bĩn hữu cơ thay đổi bởi tỷ lệ C/N của phân, do đĩ việc bĩn phân hữu cơ cĩ ảnh hưởng đến sự hấp thụ nitrat của cây. Tỷ lệ C/N phía bắc Dezful ít hơn các khu vực khác là nguyên nhân làm cho rau ở đĩ tiêu thụ nhiều phân đạm hơn. Đất ở làng rau Trà Quế được làm tăng độ mùn và tơi xốp bằng các loại phân chuồng; rong vớt từ sơng Cổ Cị, các hồ nuơi tơm để hoại; phân vi sinh chế biến từ thảo mục,… điều này cũng làm ảnh hưởng đến đến hàm lượng nitrat trong đất trồng.
Hình 3.1. Rong sử dụng để bĩn cho rau trồng Trà Quế ở các hồ nuơi tơm
Sự tồn dư nitrat trong đất khơng chỉ phụ thuộc vào thành phần cơ giới của loại đất canh tác, các yếu tố bên ngồi như nước, phân bĩn, điều kiện thời tiết mà nĩ cịn phụ thuộc vào loại rau. Mỗi loại rau cĩ một nhu cầu dinh dưỡng khác nhau. Trong nghiên cứu của Nguyễn Minh Đơng và cs (2005) [19] về xác định dư lượng nitrat trong cây rau trên đất phù sa ven sơng ở đồng bằng sơng Cửu Long cho thấy, hàm lượng nitrat trong đất cĩ sự chênh lệch lớn giữa hai nhĩm rau ăn lá: Cải ngọt, xà lách, rau húng cây, với hàm lượng nitrat trong đất tương ứng lần lượt là 6.96 mg/kg, 23.9 mg/kg, 11.8 mg/kg và rau ăn quả: Mướp đắng, dưa leo, bí đao với hàm lượng nitrat lần lượt 0.63 mg/kg, 2.27 mg/kg, 0.99 mg/kg. Sự chênh lệch về hàm lượng này được tác giả lí giải rằng do sinh khối ở nhĩm củ quả lớn nên nhu cầu đạm lớn hơn, do đĩ hàm lượng nitrat hấp thu nhanh chĩng chuyển hĩa theo thời gian. Vậy trong nghiên cứu này ta thấy rằng hàm lượng nitrat trong đất cịn phụ thuộc vào nhu cầu dinh dương đạm của các loại rau.
3.1.2. Hàm lƣợng nitrat trong nƣớc
Làng rau Trà Quế thuộc xã Cẩm Hà được bao quanh bởi nhiều đoạn sơng, nước sơng bị ơ nhiễm bởi bùn đất và phèn, ngồi ra nước ở đây cịn bị nhiễm mặn nên người dân ở đây khơng sử dụng nước sơng để tưới rau 6. Hiện
này nước sử dụng để tươi tiêu cho làng rau hầu hết là nước giếng, các giếng được bố trí xen kẽ tại các luống rau và được bơm lên bể để tưới.
Hình 3.2. Mẫu nước lấy trực tiếp từ vịi bơm
Kết quả phân tích hàm lượng nitrat trong nước được lấy trực tiếp từ các giếng tại tại làng rau Trà Quế được trình bày trong Bảng 3.2:
Bảng 3.2. Hàm lượng nitrat trong nước tưới Hàm lƣợng nitrat trong nƣớc tƣới (mg/l) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Cao nhất Thấp nhất Trung bình Trung vị Các nghiên cứu TCVN 6773 -2000
58.04 52.58 55± 0.63 54.47 Nguyên cứu này - <15mg/l:Khơng bị ơ nhiễm -15-25 mg/l: Ơ nhiễm >25mg/l: Ơ nhiễm nặng 15.74 16.23 15.44 ± 0.58 15.92 Nguyễn Minh Trí [20] 31.9 11.01 21.46±14.77 21.46 Nguyễn Thị Hồng [22] 10.35 2.8 5.29 ± 1.34 4.19 Phạm Thị Thu Hằng [26] 184.6 0 25.4±28.61 - Jianxi Huang [36] 92 8 60.23± 5.75 62 KeshavK. Deshmukh[37]
Ghi chú: “-“ số liệu khơng được đề cập trong nghiên cứu.
Kết quả tại Bảng 3.2 cho thấy, hàm lượng nitrat trong các mẫu nước tương đối đồng đều, dao động trong khoảng từ 52.58 mg/l đến 58.04 mg/l. So sánh với TCVN 6773 - 2000 ta thấy các mẫu nước hầu hết bị ơ nhiễm nặng nitrat, hàm lượng nitrat trung bình của các mẫu gấp 2.2 so với mức ơ nhiễm nặng (25mg/l). Như vậy, ta cĩ thể kết luận ơ nhiễm nitrat trong nước giếng là
cĩ thể là một trong những nguyên nhân chính gây ra sự tích lũy nitrat trong rau trồng ở đây.
So với nghiên cứu của Nguyễn Minh Trí và cs (2013) [20], hàm lượng nitrat trong các mẫu nước từ tháng 1 đến tháng 4 đều bị ơ nhiễm với các mức ơ nhiễm lần lượt là 15.74 mg/l, 15.92 mg/l, 16.14 mg/l, 16.23 mg/l, riêng chỉ cĩ tháng 5 thì hàm lượng nitrat thấp hơn so với những tháng khác (13,15 mg/l) và khơng bị ơ nhiễm. Qua Bảng 3.2 ta thấy hàm lượng nitrat trong nước tưới của Làng rau Trà Quế cao hơn gấp 3.5 lần so với nghiên cứu này. Với kết quả này, Nguyễn Minh Trí lí giải rằng, các mẫu nước phân tích là mẫu nước dùng để tưới tiêu lấy từ sơng Bạch Yến tại hợp tác xã Hương Long, thành phố Huế, nước được dẫn theo mương vào đến các ruộng trồng rau và được người dân lấy nước tưới cho rau nên sau quá trình tưới rau, nước sẽ thấm xuống đất mang theo lượng phân bĩn được bĩn cho cây và làm cho nguồn nước bị ơ nhiễm do rửa trơi đất trồng rau.
Ở nghiên cứu của Jianxi Huang và cs (2011) [36], về sự phân bố của nitrat tại vùng chuyên canh ở Sơn Đơng, Trung Quốc ở độ sâu nước ngầm khác nhau (từ 0 m đến 300 m) cho thấy, hàm lượng nitrat dao động trong khoảng từ 0 mg/l đến 184.6 mg/l, càng gần với mặt đất thì hàm lượng nitrat trong nước ngầm càng cao. Các kết quả phân tích cho thấy sự chênh lệch nồng độ nitrat của các khu vực nghiên cứu là tương đối cao, sự sai khác này liên quan với các tính chất của đất, sử dụng phân bĩn, hệ thống canh tác, lượng mưa, kết quả nghiên cứu cũng cho thấy mối tương quan chặt giữa tỷ lệ sử dụng phân bĩn nitơ cho các hệ thống canh tác khác nhau, tác giả kết luận rằng việc thâm canh tăng năng suất ứng dụng cao của phân đạm sẽ dẫn đến ơ nhiễm nguồn nước ngầm nghiêm trọng hơn. Như vậy ta thấy độ sâu của giếng khoan cũng ảnh hưởng đến hàm lượng nitrat trong nước tưới.
Theo nghiên cứu của Phạm Thị Thu Hằng (2008) [26] ở Thái Nguyên tại 5 khu vực trồng rau cho thấy, hàm lượng nitrat trong nước chỉ dao động
trong khoảng từ 2.7950 mg/l đến 10.345 mg/l, thấp hơn nhiều so với nghiên cứu của chúng tơi, tác giả kết luận rằng nước ngầm tại các khu vực trồng rau đều đảm bảo chất lượng nước sinh hoạt và sản xuất. Nhưng ở một nghiên cứu khác của Nguyễn Thị Hồng (2010) [22] tại Thơn Trung Sơn, xã Hịa Liên-TP. Đà Nẵng về đánh giá hàm lượng nitrat trong nước ngầm cho thấy nồng độ trung bình của hàm lượngnitrat trong nước ngầm gấp 2.31 lần so với TCVN 6773 - 2000, nguồn nước ngầm ở đây bị ơ nhiễm là do ảnh hưởng của khu cơng nghiệp Hịa Khánh thải ra mơi trường các chất chưa được xử lí[1].
Trong nghiên cứu về tác động của hoạt động của con người đến chất lượng nước ngầm từ Khu vực Sangamner, huyện Ahmednagar, Maharashtra, Ấn Độ của Keshav K. Deshmukh (2013) [37] cho thấy, nồng độ nitrat dao động trong khoảng từ 8 mg/l đến 92 mg/l. Những mẫu nước cĩ hàm lượng nitrat cao tập trung chủ yếu ở khu vực nước tưới tiêu do sử dụng quá nhiều phân bĩn hĩa học trong việc trồng mía đường tại khu vực nghiên cứu, đáng chú ở đây là khu vực đơng dân cư và tập trung nhiều ngành cơng nghiệp liên quan đến nitrat, ngồi ra theo điều tra của tác giả hàm lượng nitrat trong nước ngầm cao cũng do chất thải bài tiết của động vật trong vành đai nơng nghiệp, được tích lũy và rửa trơi do mưa. Như vậy sử phân bĩn hĩa học cũng làm nguyên nhân đến hàm lượng nitrat trong nước tưới.
Trong rau, tỷ lệ nước lên đến 90% - 95%, do vậy chất lượng nước tưới ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng rau. Các sơng, hồ, kênh mương thường là nơi tiếp nhận các nguồn nước thải từ đơ thị, từ các nhà máy cơng nghiệp, bệnh viện, trong đĩ cĩ thể chứa một lượng lớn các chất độc hại như các muối kim loại nặng và các muối nitrat hồ tan. Ơ nhiễm nitrat trong nước ngầm bị ảnh hưởng bởi 3 nguồn chính: Chất thải nơng nghiệp học, nước thải sinh hoạt, nước thải cơng nghiệp…Theo điều tra Làng rau Trà Quế hầu như bĩn dinh dưỡng cho rau từ rong ủ hoại, phân chuồng, phân vi sinh…lượng dinh dưỡng cung cấp đủ cho cây phát triển, ở đây người dân vẫn sử dụng phân ure, phân
DKP nhưng với lượng rất ít…Từ kết quả trên ta thấy, việc sử dụng phân bĩn rau khơng làng nguyên nhân chính gây ơ nhiễm nitrat trong nước ngầm tại đây, mà cĩ thể là do sự rửa trơi lượng đạm bĩn dư thừa từ các đồng lúa xung quanh làng.
3.2. HÀM LƢỢNG NITRAT TRONG RAU
Hàm lượng nitrat trong rau phụ thuộc vào nhiều yếu tố, các chủng loại rau khác nhau, giống khác nhau thì lượng nitrat tích tụ trong cây cũng khác nhau, sự tích tụ nitrat trong rau khơng đồng đều đĩ là do tốc độ hấp thụ nitrat và sử dụng nĩ trong quá trình trao đổi chất cĩ sự khác biệt, hàm lượng nitrat tích lũy trong rau cịn phụ thuộc nhiều bởi lượng phân đạm bĩn cho cây, điều kiện thời tiết (nhiệt độ, ánh sáng, lượng mưa...), đặc biệt hàm lượng nitrat trong rau thay đổi theo thời kì sinh trưởng và khác nhau ở những bộ phận khác nhau trên cây. Vì vậy ngưỡng giá trị cho phép của mỗi loại rau cũng khác nhau và nhiều chênh lệch rất lớn.
Trong một nghiên cứu của Đặng Thị An và cs [12] tìm hiểu về tình trạng một số loại rau thường cĩ hàm lượng nitrat cao và sự phân bố nitrat trong cây đã kết luận rằng:
- Trong số khoảng 20 loại rau thơng dụng ở nước ta hiện nay thì các loại rau cĩ hàm lượng nitrat cao nhất vẫn là rau ăn lá và thuộc họ Cải.
- Một số loại rau thường cĩ hàm lượng nitrat ở mức cao do bản chất sinh học của chúng là những cây cĩ khả năng tích lũy cao chất này trong cơ thể. Ở các cây này, trong quá trinh sinh trưởng, hàm lượng nitrat đạt cao trong giai đoạn cây cịn non sau đĩ giảm dần, và giảm đáng kể khi cây vào thời kì ra nụ, nitrat phân bố tập trung trong cuống lá, trong phiến lá thì hàm lượng của nĩ thấp hơn nhiều.
3.2.1. Rau ăn lá
Mẫu rau được lấy chia làm 2 nhĩm rau chính là rau ăn lá: Cải cay, cải ngọt, xà lách, mồng tơi và rau gia vị gồm: hành lá, húng và ngị. Trong thời gian lấy mẫu là nửa đầu tháng 1/2015 nên các rau dễ trồng: cải ngọt, cải cay,
xà lách mỗi loại được thu 10 mẫu, cịn đối với rau ngị, húng và rau mồng tơi do số lượng luống rau ít hơn nên mỗi loại rau chỉ lấy 5 mẫu.
Kết quả xác định hàm lượng nitrat trong nhĩm rau ăn lá được trình bày qua Bảng 3.3.
Bảng 3.3. Hàm lượng nitrat trong rau ăn lá
Hàm lƣợng nitrat trong nhĩm rau ăn lá (mg/kg)
Loại rau Cao nhất Thấp nhất Trung bình Trung vị Các nghiên cứu TCVN Mồng
tơi 692.86 575.52 630.38± 21.69 643.64 Nghiên cứu này
500
16.9 2 6.25±3.42 7 Đồn Thị Hường [13]
Cải
ngọt 568.38 234.48 402.4±36.48 387.7 Nghiên cứu này
500 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- - 312 - Lê Thị Thoa [16]
2994.6 375.4 1162.31± 274.57 942.2 Nguyễn T.H Phương[21]
Cải