Bảng 4.2. Các điều kiện tối ưu đo phổ Pb
y = 0.027x + 0.000 R² = 0.999 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0 1 2 3 4 5 Độ hấp thu (Abs) Nồng độ (mgPb/l)
Hình 4.2: Đường chuẩn xác định Pb bằng kỹ thuật nguyên tử hóa ngọn lửa
Đường chuẩn xác định Pb tuyến tính trong khoảng từ 0,0mg/l đến 4mg/l Phương trình đường chuẩn của Pb là: y = 0,027x + 0,000
Các thông số Các điều kiện được lựa chọn
Nguồn sáng HCl
Cường độ dòng 5 mA
Bước sóng 217,0 nm
Khe đo 1,0 nm
Khí sử dụng C2H2 - Không khí
Thời gian đo 3s
Số lần lặp lại 3
Khoảng nồng độ làm việc 0,2 - 20 mg/l
Độ nhạy 0,06 mg/l
Lưu lượng khí C2H2 1,5 lít/phút
Trang 33 Hệ số tương quan R2= 0,999
Tính giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng Pb bằng phép đo F – AAS theo đường chuẩn
Tương tự như cách tính trên ta có: Sai số chuẩn ước lượng:
2 est y (y y ) S n = 0,001275
- Giới hạn phát hiện (LOD): LOD = 3 3.0, 001275 0,14
0, 027
y
S
b (ppm)
- Giới hạn định lượng (LOQ): LOQ = 10 10.0, 001275 0, 47 0, 027 y S b (ppm) 4.1.3 Đường chuẩn Zn
Bảng 4.3. Các điều kiện tối ưu đo phổ Zn
Các thông số Các điều kiện được lựa chọn
Nguồn sáng HCl
Cường độ dòng 5 mA
Bước sóng 213,9 nm
Khe đo 0,5 nm
Khí sử dụng C2H2 - Không khí
Thời gian đo 3s
Số lần lặp lại 3
Khoảng nồng độ làm việc 0,0 -1,5
Độ nhạy 0,008 mg/l
Lưu lượng khí C2H2 1,5 lít/phút Tốc độ hút mẫu 7,2 ml/phút
Trang 34 y = 0.2498 + 0.0044 R² = 0.9989 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 Mật độ quang (abs) Nồng độ mgZn/l
Hình 4.3: Đường chuẩn xác định Zn bằng kỹ thuật nguyên tử hóa ngọn lửa
Đường chuẩn xác định Zn tuyến tính trong khoảng từ 0,0mg/l đến 1,5mg/l Phương trình đường chuẩn của Zn là: y = 0,2498x + 0,0044
Hệ số tương quan R2= 0,999
Tính giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng Zn bằng phép đo F – AAS theo đường chuẩn
Sai số chuẩn ước lượng:
2 est y (y y ) S n = 0,004602
- Giới hạn phát hiện (LOD):
LOD = 3 3.0, 004602 0, 055 0, 2498 y S b (ppm)
- Giới hạn định lượng (LOQ): LOQ = 10 10.0, 004602 0,18 0, 2498 y S b (ppm)
4.2 Hàm lượng kim loại trong đất và nước tưới
Trang 35
Bảng 4.4: Kết quả phân tích đất trồng và nước tưới trước khi làm ô nhiễm (n = 3)
Kết quả ở bảng 4.4 cho thấy, hàm lượng Cu, Pb và Zn trong đất nền không vượt quá giới hạn cho phép đất nông nghiệp TCVN 7209:2002 về chất lượng đất - giới hạn tối đa cho phép của kim loại nặng trong đất (Cu = 50 mg/kg, Pb = 70 mg/kg và Zn = 200mg/kg). Như vậy, đất và nước tưới ban đầu nghiên cứu không bị ô nhiễm bởi kim loại.
4.3 Khảo sát mức độ ảnh hưởng của Pb trong nước tưới đến sự hấp thu kim loại cần thiết Cu, Zn của cây rau muống
Đồng, kẽm là các kim loại cần thiết, không thể thiếu trong quá trình sống của cây trồng. Trong cây Cu chủ yếu tham gia vào liên kết với các chất hữu cơ có trong chất nguyên sinh. Cu đóng vai trò quan trong quá trình trao đổi nitơ, xúc tiến cho quá trình hình thành vitamin A, protein và trao đổi hydrat cacbon trong cây. Kẽm tham gia vào một số phản ứng sinh hóa trong cây, có vai trò quan trọng trong việc hình thành chất tăng trưởng auxin, ổn định phân tử, là thành phần của rất nhiều loại enzym, điều chỉnh áp lực thẩm thấu. Tuy nhiên, sự xuất hiện các kim loại không cần thiết (Pb) sẽ gây cản trở thực vật hấp thu kim loại cần thiết và thông thường kim loại không cần thiết này sẽ thay thế vào vị trí của các kim loại cần thiết gây ra việc thiếu hụt kim loại cần thiết trong cây.Do đó, ta tiến hành khảo sát mức độ ảnh hưởng của nồng độ Pb trong nước tưới đến sự hấp thu kim loại cần thiết Cu, Zn trong mẫu rau.
Để khảo sát mức độ ảnh hưởng của Pb đến sự hấp thu Cu, Zn của cây rau muống, tiến hành trồng rau muống và tưới nước được bổ sung cố định hàm lượng Cu 1ppm, Zn 2ppm và hàm lượng Pb thay đổi từ 0, 1, 3 và 5ppm.
4.3.1 Ảnh hưởng của hàm lượng Pb trong nước tưới đến sự hấp thu Cu của rau muống
Kết quả phân tích hàm lượng Cu tích lũy trong rau muống được tưới nước ô nhiễm Pb và không ô nhiễm Pb được trình bày trong bảng 4.5 và hình 4.4
Kim loại Đất (mg/kg) Nước tưới trước khi gây ô nhiễm (mg/l )
Pb 15,494 Không phát hiện
Zn 56,804 0,006
Trang 36
Bảng 4.5: Hàm lượng Cu tích lũy trong mẫu rau theo thời gian và theo nồng độ Pb trong nước tưới (n = 3)
Nồng độ Pb trong nước tưới (ppm)
Ký hiệu Hàm lượng Cu trong mẫu rau (mgCu/kgrau tươi) 30 ngày 40 ngày 0 Đối chứng 5,387 ± 0,286 8,151 ± 1,260 1 1Pb 4,280 ± 0,787 7,820 ± 0,761 3 3Pb 4,877 ± 0,686 7,464 ± 3,386 5 5Pb 5,037 ± 0,538 7,457 ± 1,456
(độ tin cậy 95%; α = 0,05; tα = 4,303; giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn)
Hình 4.4: Hàm lượng Cu tích lũy trong mẫu rau theo thời gian
Từ bảng 4.5 và hình 4.4 cho thấy, lượng Cu tích lũy trong rau muống tăng theo thời gian ở tất cả các lô thí nghiệm. Sự gia tăng hàm lượng Cu trong rau theo thời gian được giải thích như sau: Khi cây càng lớn thì nhu cầu trao đổi chất trong cây càng nhiều, do đó lượng Cu theo nước và chất dinh dưỡng đi vào trong cây càng nhiều.
Sau 30 ngày tưới nước ô nhiễm Pb:
- Hàm lượng Cu tích lũy trong mẫu rau đối chứng cao hơn đáng kể so với lượng Cu tích lũy trong mẫu ô nhiễm.
- Lượng Cu tích lũy trong rau muống tưới nước ô nhiễm tăng theo sự gia tăng nồng độ Pb trong nước tưới.
Trang 37
- Hàm lượng Cu tích lũy trong mẫu rau đối chứng là 8,151 ± 1,260 mg/kg rau tươi; cao hơn so với lượng Cu tích lũy trong mẫu ô nhiễm.
- Tích lũy Cu trong rau muống ô nhiễm giảm khi lượng Pb trong nước tưới tăng
Như vậy, hàm lượng Cu trong mẫu rau muống đối chứng cao hơn so với lượng Cu trong rau muống bị tưới nước ô nhiễm Pb. Sự hiện diện của Pb trong nước tưới đã ảnh hưởng khá rõ đến sự hấp thu Cu của rau muống. Có nghĩa là sự xuất hiện các kim loại không cần thiết (Pb) sẽ gây cản trở thực vật hấp thu kim loại cần thiết (Cu).
4.3.2 Ảnh hưởng của hàm lượng Pb trong nước tưới đến sự hấp thu Zn của rau muống
Kết quả phân tích hàm lượng Zn tích lũy trong rau muống được tưới nước ô nhiễm Pb và không ô nhiễm Pb được trình bày trong bảng 4.6 và đồ thị 4.5
Bảng 4.6: Hàm lượng Zn tích lũy trong mẫu rau theo thời gian và theo nồng độ Pb trong nước tưới (n = 3)
(độ tin cậy 95%; α = 0,05; tα = 4,303; giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn)
Hình 4.5: Hàm lượng Zn tích lũy trong mẫu rau theo thời gian
Nồng độ Pb trong nước tưới (ppm)
Ký hiệu Hàm lượng Zn trong mẫu rau ( mg/kgrau tươi)
30 ngày 40 ngày
0 Đối chứng 19,951 ± 2,338 45,464 ± 11,021
1 1Pb 18,591 ± 0,179 43,444 ± 12,242
3 3Pb 18,558 ± 4,949 44,564 ± 11,741
Trang 38
Kết quả ở bảng 4.6 và hình 4.5 cho thấy trong hầu hết các lô thí nghiệm lượng Zn tích lũy trong rau muống giảm khi nước tưới rau có mặt kim loại Pb. Lượng Zn tích lũy trong rau muống tăng theo thời gian ở tất cả các lô thí nghiệm. Lượng Zn trong mẫu rau muống thu hoạch ở 40 ngày cao hơn đáng kể so với 30 ngày. Sự gia tăng hàm lượng Zn trong rau theo thời gian được giải thích như sau: Khi cây càng lớn thì nhu cầu trao đổi chất trong cây càng nhiều, do đó Zn theo nước và chất dinh dưỡng đi vào trong cây càng nhiều.
Sau 30 ngày tưới nước ô nhiễm Pb:
- Hàm lượng Zn tích lũy trong mẫu rau đối chứng cao hơn so với lượng Zn tích lũy trong mẫu ô nhiễm
- Lượng Zn tích lũy trong rau muống tưới nước ô nhiễm không tăng khi nồng độ Pb trong nước tưới tăng từ 1-5 ppm.
Sau 40 ngày tưới nước ô nhiễm Pb:
- Hàm lượng Zn tích lũy trong mẫu rau đối chứng là 45,464 ± 11,021mg/kg rau tươi; cao hơn so với lượng Zn tích lũy trong mẫu rau muống tưới nước ô nhiễm Pb nồng độ 1 và 3ppm. Khi nước tưới có chứa 5ppm Pb thì lượng kẽm tích lũy trong rau muống tăng lên và cao hơn so với Zn trong mẫu đối chứng.
Nhìn chung, hàm lượng Zn trong mẫu rau muống đối chứng cao hơn so với lượng Zn trong rau muống bị tưới nước ô nhiễm Pb. Sự hiện diện của Pb trong nước tưới đã ảnh hưởng khá rõ đến sự hấp thu Zn của rau muống. Có nghĩa là sự xuất hiện các kim loại không cần thiết (Pb) sẽ gây cản trở thực vật hấp thu kim loại cần thiết (Zn)
4.4 Tích lũy Pb trong rau muống tưới nước ô nhiễm Pb
Kết quả phân tích hàm lượng Pb tích lũy trong rau muống theo nồng độ Pb trong nước tưới và thời gian thu hoạch được trình bày trong bảng 4.8 và hình 4.6
Bảng 4.7: Hàm lượng Pb tích lũy trong mẫu rau theo thời gian (n = 3)
(độ tin cậy 95%; α = 0,05; tα = 4,303; giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn) Nồng độ Pb trong
nước tưới (ppm)
Ký hiệu Hàm lượng Pb trong mẫu rau ( mg/kgrau tươi)
30 ngày 40 ngày
0 Đối chứng 0,552 ± 0,253 0,571 ± 0,109
1 1Pb 8,549 ± 0,652 14,884 ± 4,460
3 3Pb 16,465 ± 1,430 38,435 ± 8,094
Trang 39
Hình 4.6: Hàm lượng Pb tích lũy trong mẫu rau theo thời gian
Kết quả phân tích cho thấy, hàm lượng Pb trong nước tưới tăng là nguyên nhân làm cho hàm lượng Pb trong rau muống tăng. Thời gian tưới càng lâu thì hàm lượng Pb tích lũy trong rau càng tăng. Sự gia tăng hàm lượng Pb trong mẫu rau tăng theo thời gian thu hoạch được giải thích như sau: khi cây càng lớn thì nhu cầu trao đổi chất càng nhiều do đó lượng Pb theo nước và chất dinh dưỡng đi vào trong cây càng nhiều.
Sau 30 ngày, trong mẫu đối chứng mặc dù hàm lượng Pb trong nước tưới là 0ppm nhưng khi phân tích thì hàm lượng Pb trong mẫu rau là 0,552 ± 0,253mgPb/kg rau tươi; và ở 40 ngày là 0,571 ± 0,109mgPb/kg rau tươi đó là do trong đất trồng cũng có một hàm lượng Pb nhất định 15,9438 mg/kg.
Sau 30 ngày tưới nước ô nhiễm Pb:
- Hàm lượng chì trong mẫu đối chứng thấp hơn nhiều so với hàm lượng chì ở các mẫu bị tưới nước ô nhiễm
- Hàm lượng chì tích lũy trong mẫu rau tăng theo nồng độ chì được cho vào để làm ô nhiễm nước tưới
Sau 40 ngày tưới nước ô nhiễm Pb:
- Tương tự như sau 30 ngày, hàm lượng chì trong các mẫu tưới nước ô nhiễm cao hơn nhiều so với mẫu đối chứng và hàm lượng chì tăng khi nồng độ chì trong nước tưới tăng
- Chỉ sau 10 ngày, hàm lượng chì tích lũy trong cây sau 40 ngày tăng gần gấp đôi so với hàm lượng chì trong mẫu rau sau 30 ngày
- Sự chênh lệch của hàm lượng chì tích lũy trong rau giữa các nồng độ rất lớn.
Nhìn chung, hàm lượng Pb tích lũy trong rau ô nhiễm cao hơn nhiều so với mẫu đối chứng, ở nồng độ càng cao và thời gian tưới càng lâu thì khả năng tích lũy Pb trong rau càng cao. Khả năng tích lũy của Pb trong rau muống là rất cao khi nguồn tưới bị ô nhiễm.
Trang 40
4.5 Tương quan Pb trong nước và Pb trong rau
Tương quan giữa lượng Pb trong nước tưới và Pb trong cây rau muống được minh họa trong hình 4.7
Trang 41
Bảng 4.8: Kết quả tương quan hàm lượng Pb trong nước tưới - rau
Kết quả ở bảng 4.9 và hình 4.7 cho thấy có mối tương quan giữa Pb trong nước tưới và Pb trong cây rau muống. Cả hai lần thu hoạch sau 30 ngày, 40 ngày đều có sự tương quan rất cao, mối quan hệ tuyến thể hiện rất tốt. Hệ số tương quan giảm khi thời gian trồng tăng.
4.6 Hàm lượng Cu, Pb, Zn trong thương phẩm rau muống với giới hạn cho phép Cu, Pb, Zn trong rau xanh của Việt Nam (TCVN) Zn trong rau xanh của Việt Nam (TCVN)
4.6.1 Hàm lượng Cu tích lũy trong rau so với giới hạn cho phép
- Giới hạn tối đa của Cu trong rau theo TCVN 6541:1999 là 30 mg/kg rau tươi. - Giới hạn tối đa của Cu trong nước tưới theo TCVN – 1995 là 1mg/l.
- Hàm lượng Cu được cố định trong nước tưới ở các nghiệm thức là 1mg/l.
Hình 4.8: Hàm lượng Cu tích lũy trong mẫu rau sau 30,40 ngày
Kết quả của hình 4.8 cho thấy hàm lượng Cu tích lũy trong rau ở các lô thí nghiệm trong 2 lần thu hoạch đều thấp hơn giới hạn tối đa rất nhiều.
4.6.2 Hàm lượng Zn tích lũy trong rau so với giới hạn cho phép (TCVN)
- Giới hạn tối đa của Zn trong rau theo TCVN 5487:1991 là 40 mg/kg rau tươi. - Giới hạn tối đa của Zn trong nước tưới theo TCVN – 1995 là 2 mg/l.
- Hàm lượng Zn được cố định trong nước tưới ở các nghiệm thức là 2 mg/l. Thời gian thu
hoạch
Phương trình đường chuẩn R Kết luận
30 ngày Y = 5,7713x + 1,1067 0,9923 Tương quan
Trang 42
Hình 4.9: Hàm lượng Zn tích lũy trong mẫu rau sau 30,40 ngày
Hàm lượng kẽm tích lũy trong mẫu rau ở các lô thí nghiệm sau 30 ngày ở tất cả các lô thí nghiệm đều nằm dưới giới hạn cho phép tối đa lượng Zn trong rau tươi. Sau 40 ngày thì hàm lượng Zn trong rau muống ở tất cả lô thí nghiệm kể cả lô đối chứng đều vượt qua giới hạn tối đa cho phép 40 mgZn /kg rau tươi (TCVN 5487:1991). Điều này cho thấy rau muống có khả năng hấp thu và tích lũy lượng lớn Zn kể cả khi trồng trong môi trường đất và nước tưới không bị ô nhiễm Zn nếu kéo dài thời gian thu hoạch rau sau 30 ngày. Như vậy, người tiêu thụ có nguy cơ bị ngộ độc Zn khi ăn phải rau muống trồng kéo dài sau 30 ngày và ăn với khối lượng lớn
4.6.3 Hàm lượng Pb tích lũy trong mẫu rau so với giới hạn cho phép (TCVN)
- Giới hạn tối đa của Pb trong rau theo TCVN 7602:2007 là 0,3 mg/kg rau tươi. - Giới hạn tối đa của Pb trong nước tưới theo TCVN – 1995 là 0,5 mg/l.
- Hàm lượng Pb trong nước tưới được trồng theo 4 nồng độ khác nhau: mẫu đối chứng (ĐC), 1ppm Pb (1Pb), 3ppm Pb (3Pb), 5ppm Pb (5Pb).
Trang 43
Hàm lượng chì tích lũy trong mẫu rau ở 3 nồng độ ô nhiễm Pb ở các lô thí nghiệm trong cả hai lần thu hoạch đều lớn hơn rất nhiều so với giới hạn tối đa cho phép 0,3 mgPb/kg rau tươi.
Hàm lượng Pb tích tụ trong mẫu rau:
- Sau 30 ngày: ở mẫu đối chứng cao gấp 1,8 lần giới hạn tối đa cho phép; ở nồng độ 1ppm Pb trong nước tưới thì hàm lượng Pb cao gấp 23,3 lần; ở nồng độ 3ppm Pb cao gấp 54,7 lần; ở nồng độ 5ppm Pb thì hàm lượng này cao gấp 102,7 lần so với giới hạn tối đa cho phép.
- Sau 40 ngày: ở mẫu đối chứng cao gấp 1,7 lần; còn ở nồng độ 1ppm Pb trong nước tưới thì hàm lượng Pb cao gấp 51,7 lần; ở nồng độ 3ppm Pb cao gấp 128 lần; ở nồng độ 5ppm Pb cao gấp 263,3 so với giới hạn tối đa cho phép.