Đề tài Đánh giá rủi ro hàm lượng kim loại nặng trong rau muống và ảnh hưởng tới sức khoẻ con người ở thành phố Hồ Chí Minh
MỤC LỤC
MỤC LỤC ...................................................................................................................... I
DANH MỤC BẢNG ...................................................................................................III
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................... IV
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT.................................................................................. VI
TÓM TẮT LUẬN VĂN ............................................................................................VII
MỞ ĐẦU.........................................................................................................................1
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ..........................................................................1
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU....................................................................................1
3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ................................................................................2
4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU......................................................................................2
Ý nghĩa khoa học.............................................................................................4
Ý nghĩa thực tiễn .............................................................................................4
Tính mới của đề tài..........................................................................................4
1.1. TỔNG QUAN VỀ KLN........................................................................................5
1.1.1. Khái niệm KLN ...............................................................................................5
1.1.2. Vai trò của kim loại và cây trồng ....................................................................6
1.1.2.3. Cơ chế hấp thụ KLN vào thực vật...........................................................15
1.1.3. Độc tính của kim loại ....................................................................................19
1.2.1. Giới thiệu.......................................................................................................29
1.2.2. Phân loại rau muống......................................................................................29
1.2.3. Phân bố ..........................................................................................................30
1.2.4. Đặc điểm sinh học .........................................................................................30
1.2.5. Giá trị dinh dưỡng .........................................................................................31
1.2.6. Công dụng của rau muống.............................................................................32
1.3. TÌNH HÌNH Ô NHIỄM KLN ............................................................................33
1.3.2. Tình hình ô nhiễm KLN trong rau.................................................................34
TẠI TP HCM ...............................................................................................................35
i
1.4.1. Tổng quan về tình hình trồng rau ..................................................................35
1.5.1. Tình hình nghiên cứu trong nước..................................................................37
1.5.2. Tình hình nghiên cứu ngoài nước..................................................................41
2.1. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU …………………………………………………...44
2.2.2. Phương pháp thống kê...................................................................................44
2.2.3. Phương pháp điều tra, khảo sát .....................................................................44
2.2.4. Phương pháp thu mẫu....................................................................................47
2.2.4.1. Chọn điểm lấy mẫu .................................................................................47
trong rau muống.........................................................................................................52
2.2.5.3. Nhiễu .......................................................................................................54
2.2.6. Phương pháp đánh giá tích tụ sinh học..........................................................55
Hoa Kỳ US-EPA........................................................................................................55
THỤ RAU MUỐNG....................................................................................................57
3.2. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH.....................................................................................70
MUỐNG .......................................................................................................................82
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.....................................................................................87
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................88
ii
DANH MỤC BẢNG
ở Tp HCM từ 2010 đến tháng 5 /2012 ..........................................................................11
Bảng 1.10. Thành phần trong lá rau muống..................................................................31
Bảng 1.11. Thành phần trong lá rau muống..................................................................31
nghiên cứu .....................................................................................................................46
nghiên cứu .....................................................................................................................46
Bảng 2.3. Đặc điểm các mẫu tại Tp HCM ....................................................................48
Bảng 2.5 giới hạn phát hiện một số nguyên tố (ng cm-3) ..............................................54
Bảng 2.6: Sự tương quan giữa giá trị RQ và mức độ rủi ro ..........................................56
iii
DANH MỤC HÌNH
nhập vào cơ thể................................................................................................................7
Hình 2.1. Các bước tiến hành điều tra thông tin............................................................44
Hình 2.2. Bản đồ vị trí lấy mẫu .....................................................................................47
Hình 3.1 Khu vực người tiêu dùng chọn mua ...............................................................57
Hình 3.2 Nguyên nhân lựa chọn nhà cung cấp..............................................................57
Hình 3.3 Tần suất rau trong khẩu phần ăn trong tuần ...................................................58
Hình 3.4 Cách làm sạch rau muống...............................................................................59
Hình 3.5 Hiện tượng nước sau khi rửa rau muống........................................................60
Hình 3.9 Các phương tiện truyền thông ........................................................................63
Hình 3.10 Mức độ ảnh hưởng khi ăn rau muống ..........................................................63
Hình 3.11 Triệu chứng sau khi ăn rau muống...............................................................64
KLN trong rau muống ...................................................................................................69
như KLN trong rau muống............................................................................................69
Hình 3.18. Biểu đồ cách thức để trồng rau muống an toàn...........................................70
Hình 3.19. Giá trị pH của nước ruộng rau muống.........................................................71
Hình 3.20. Giá trị độ ẩm của đất trồng rau muống........................................................71
Hình 3.21. Kết quả phân tích hàm lượng As trong đất..................................................72
Hình 3.23. Hàm lượng Asen trong rau muống.............................................................73
Hình 3.25. Kết quả phân tích hàm lượng Pb trong đất..................................................76
Hình 3.29. Kết quả phân tích hàm lượng Cd trong đất .................................................78
Hình 3.31. Hàm lượng Cd trong rau muống..................................................................79
Hình 3.33. Kết quả phân tích hàm lượng Zn trong đất..................................................80
v
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
As
: Asen
ATVSTP : An toàn vệ sinh thực phẩm
BVTV
BOD
Cd
: Bảo vệ thực vật
: Biochemical Oxygen Demand (Nhu cầu Oxi sinh học)
: Cadimium
COD
DTCT
DTGT
Dw
: Chemical Oxygen Demand (Nhu cầu Oxi hóa học)
: Diện tích canh tác
: Diện tích gieo trồng
: Dry weight (Trọng lượng khô)
ĐĐK
Fw
: Đạt điều kiện
: Fresh weight (Trọng lượng tươi)
FAO
: Food and Agriculture Organization (Tổ chức lương thực và
nông nghiệp)
GA3
: Gibberellic acid
ICP-MS
: Inductively coupled plasma mass spectrometry – khối phổ phản
ứng plasma
KLN
Pb
: Kim loại nặng
: Chì
PTNT
RAL
RMN
Tp.HCM
TSS
: Phát Triển Nông Thôn
: Rau ăn lá
: Rau muống nước
: Tp HCM
: Total suspended solids (Tổng chất rắn lơ lững)
: World Health Organization (Tổ chức y tế thế giới)
: Kẽm
WHO
Zn
vi
TÓM TẮT
Rau muống (Ipomoea aquatic) ở Tp HCM được trồng gần các kênh rạch - nơi
tiếp nhận nước thải từ các khu công nghiệp, các cơ sở sản xuất dọc theo lưu vực
kênh. Đất lắng kênh rạch chứa nhiều thành phần nguy hại và có nguy cơ ô nhiễm
kim loại nặng (KLN) cao. Ngoài ra, nông dân thâm canh rau muống với một cường
độ cao nên lạm dụng sử dụng phân bón và hóa chất bảo vệ thực vật (BVTV) đã và
đang làm tăng nguy cơ ô nhiễm môi trường đất canh tác, đặc biệt là nguy cơ tồn dư
KLN trong đất, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng cây rau muống.
Hàm lượng As, Pb, Cd và Zn trong 3 đối tượng mẫu đất, nước ruộng và rau
muống đều nằm trong giới hạn cho phép theo quy chuẩn Việt Nam (QCVN) tương ứng
ngoại trừ mẫu nước NCC24 và rau RHM19.
Chỉ số đánh giá rủi ro ô nhiễm của Asen, Chì, Cadimi và Kẽm đối với sức khỏe
khi sử dụng rau muống ở mức thấp đến trung bình và có 1 mẫu ở mức cao, gây nguy
hiểm đối với sức khỏe con người nếu không có biện pháp quản lý triệt để.
Kết quả điều tra thông tin cho thấy người sử dụng rau muống có ý thức bảo vệ
sức khỏe, thông tin về ô nhiễm trong rau muống đến được với người tiêu dùng. Đối
với người trồng rau, còn thiếu ý thức về vệ sinh an toàn thực phẩm (VSATTP) vì lợi
nhuận, thuận tiện cho sản xuất và mức độ sử dụng phân bón không hợp lý dẫn đến ô
nhiễm KLN.
Từ khóa: rau muống, kim loại nặng, an toàn thực phẩm
ABSTRACT
Water spinach (Ipomoea Aquatic) in Ho Chi Minh City is planted near the canals
- which receive wastewater from industrial areas and from the production facilities
along the canal basin. Sediment in these canals contains hazardous ingredients and
heavy metal pollution. In addition, farmers have a trend to abuse the use of fertilizers
and plant protection chemicals which has increased the risk of environmental
contamination, especially heavy metal residues in soil, directly influencing the quality
of vegetable crops.
The amount of heavy metals such as As, Pb, Cd and Zn in 3 samples (sediment,
water and water spinach) is met the standard of Vietnam. For exception, there are
sample NCC24 and RHM19 have metal heavy amount higher than permission level.
Index pollution risk assessment of arsen, lead, cadmium and zinc on health when
used the vegetable is from low to medium, and there is 1 sample with high level,
causing danger to human health when uncontrolled effectively.
The survey results show that the consumers are aware of health care, and they
want to know information about pollution in the vegetable. For growers, lack of
awareness about food hygiene and safety because of profit, facilitate the production
and unreasonable using of agricultural chemicals lead to heavy metal contaimination.
Key words: water spinach, heavy metal, food safety.
vii
MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Ngày nay, thế giới đã xác định được nhiều nguyên tố kim loại có vai trò cực kỳ
quan trọng đối với sinh vật và con người. Tuy nhiên nếu hàm lượng lớn hơn mức giới
hạn cho phép chúng sẽ gây độc hại cho cơ thể. Sự thiếu hụt hay mất cân bằng của
nhiều kim loại vi lượng trong các bộ phận của cơ thể như gan, tóc, máu, huyết thanh...
là những nguyên nhân hay dấu hiệu của bệnh tật, ốm đau hay suy dinh dưỡng và có thể
gây tử vong.
KLN có thể xâm nhập vào cơ thể con người chủ yếu thông qua đường tiêu hóa và
hô hấp. Các nguồn thải KLN từ các khu công nghiệp vào không khí, nước, đất, thực
phẩm rồi xâm nhập vào cơ thể con người qua đường ăn uống, hít thở dẫn đến sự nhiễm
độc. Do đó, việc nghiên cứu và phân tích các KLN trong môi trường sống, trong thực
phẩm và tác động của chúng tới cơ thể con người nhằm đề ra các biện pháp tối ưu bảo
vệ và chăm sóc sức khoẻ cộng đồng là một việc vô cùng cần thiết. Nhu cầu về thực
phẩm sạch, đảm bảo sức khỏe đã trở thành nhu cầu thiết yếu, cấp bách và được toàn
xã hội quan tâm.
Tp HCM là một thành phố có mức độ phát triển kinh tế đứng đầu cả nước. Thành
phố có nhu cầu sử dụng rau rất lớn, theo số liệu của Chi cục Bảo vệ thực vật Tp HCM
cho biết, mỗi ngày Thành phố tiêu thụ khoảng 9.000 tấn rau quả các loại. Với mức độ
tiêu thụ rau và cách quản lý về mặt an toàn vệ sinh thực phẩm như hiện nay thì tồn tại
nhiều nguy cơ đối với sức khỏe người dân Tp HCM. Trong những năm gần đây một số
nghiên cứu đã chỉ ra rằng các loại rau xanh có thể tích tụ một số chất ô nhiễm [2, 11, 17,
21, 23, 25, 29, 31, 36] đặc biệt là các KLN tích luỹ trong cơ thể chúng với hàm lượng cao hơn
nhiều lần so với hàm lượng ở môi trường bên ngoài. Tùy thuộc vào môi trường sống,
như rau muống nước sống tại các kênh rạch bị ô nhiễm do phát thải các chất nguy hại
từ các nhà máy của các khu công nghiệp,... mà rau muống có thể tích lũy một số KLN
độc hại và các loại vi sinh gây hại cho sức khỏe.
Để góp phần đánh giá, xác định sự tích tụ sinh học KLN và những rủi ro về sức
khỏe khi tiêu thụ rau muống, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Đánh giá rủi ro
hàm lượng kim loại nặng trong rau muống và ảnh hưởng tới sức khoẻ con người ở TP.
Hồ Chí Minh” để tìm ra giải pháp nhằm hạn chế rủi ro đối với sức khỏe, đưa ra những
khuyến cáo đối với người dân.
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Đánh giá dư lượng, mức độ rủi ro đối với sức khỏe con người một số kim
1
loại nặng (As, Pb, Cd và Zn) có trong môi trường đất, nước, rau muống tại
một số khu vực trồng rau trên địa bàn Tp HCM
Tính toán, đánh giá độ rủi ro từ những ảnh hưởng của KLN đối với sức
khỏe đối với con người.
Đề xuất các giải pháp nhằm giảm thiểu dư lượng KLN trong sản phẩm rau
muống, và trong môi trường đất và nước. Góp phần hạn chế tác động của
KLN đối với sức khỏe con người.
3. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU
Cây rau muống nước trồng trên khu vực Tp HCM. Thành phần KLN ô nhiễm
chứa trong cây rau muống, cụ thể là hàm lượng As, Pb, Cd và Zn.
4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Tại Tp HCM, theo các phương tiện thông tin đại chúng, hiện nay có những điểm
nóng về việc mất an toàn vệ sinh rau muống mà đề tài đặc biệt quan tâm, như rau
muống trồng tại một số vùng như quanh lưu vực của kênh Tham Lương (Q.12), rạch
Cầu Lớn, rau trên đường Ngô Chí Quốc (phường Bình Chiểu, Q. Thủ Đức) nằm bên
kênh Ba Bò (dẫn nước thải ô nhiễm của khu công nghiệp Đồng An thuộc Bình Dương)
và cống thoát nước gần cầu vượt Gò Dưa; rau muống ở quận 12 nằm bên kênh xả thải
của khu công nghiệp Vĩnh Lộc... Đề tài cũng chú trọng các vùng có sản lượng rau
muống lớn và tập trung thâm canh sản suất trong khu vực Tp HCM như quận 8, quận
7, huyện Củ Chi ... Đề tài thực hiện chỉ giới hạn trong phạm vi 20 vị trí lấy mẫu đối
với 4 kim loại As, Pb, Cd và Zn, với 3 loại mẫu là đất, nước và rau muống. Vị trí lấy
mẫu được lựa chọn dựa trên phân tích phiếu điều tra thông tin và dựa trên những điểm
nóng về ATVSTP đối với rau muống mà cơ quan quản lý quan tâm như Chi cục bảo
Vệ Thực Vật, Chi Cục VSATTP...
Lý do chọn Cadimi, Chì, Asen, Kẽm để nghiên cứu [5,6,7,27,28,39]
Các kim loại này thường tương tác với các hệ enzyme trong cơ thể từ đó ức chế
hoạt động của các enzyme này và dẫn đến sự trao đổi chất của cơ thể sống bị rối loạn
vì các nguyên tố này có khả năng liên kết mạnh với nhóm –SH có trong enzim. Các
kim loại nặng khi tương tác với các phân tử chất hữu cơ có khả năng sản sinh ra các
gốc tự do, là các phần tử mất cân bằng năng lượng, chứa những điện tử không cặp đôi.
Chúng chiếm điện tử của các phân tử khác để lập lại sự cân bằng của chúng. Các gốc
tự do tồn tại trong cơ thể sinh ra do các phân tử của tế bào phản ứng với oxy (bị oxy
hóa), nhưng khi có mặt các kim loại nặng – tác nhân cản trở quá trình oxy hóa sẽ sinh
2
ra các gốc tự do vô tổ chức, không kiểm soát được. Các gốc tự do này phá hủy các mô
trong cơ thể gây nhiều bệnh tật.
Ở nồng độ cao, cadimi gây đau thận, thiếu máu và phá huỷ tuỷ xương. Phần lớn
cadimi thâm nhập vào cơ thể con người được giữ lại ở thận và được đào thải, còn một
phần ít (khoảng 1%) được giữ lại trong thận, do cadimi liên kết với protein tạo thành
metallotionein có ở thận. Phần còn lại được giữ lại trong cơ thể và dần dần được tích
luỹ cùng với tuổi tác. Khi lượng cadimi được tích trữ lớn, nó có thể thế chỗ ion Zn2+
trong các enzim quan trọng và gây ra rối loạn tiêu hoá và các chứng bệnh rối loạn chức
năng thận, thiếu máu, tăng huyết áp, phá huỷ tuỷ sống, gây ung thư. Cơ quan nghiên
cứu ung thư quốc tế (IARC – International Agency for Research on Cancer) đã xếp
cadimi và hợp chất của nó vào nhóm 2A.
Tác dụng sinh hóa chủ yếu của Pb là tác dụng của nó đến sự tổng hợp máu dẫn
đến sự phá vỡ hồng cầu. Chì ức chế ALA – dehydrase enzym, do đó giai đoạn tiếp
theo tạo thành porpho biliogen không thể xảy ra. Kết quả là phá hủy quá trình tổng
hợp hemoglobin cũng như các sắc tố hô hấp khác cần thiết trong máu như
cytochromes. Cuối cùng, chì cản trở việc sử dụng oxi và glucoza để sản sinh năng
lượng trong quá trình sống Xương là nơi tàng trữ, tích tụ chì của cơ thể. Sau đó phần
chì này có thể tương tác cùng với photphat trong xương và thể hiện tính độc hại khi
truyền vào mô mềm của cơ thể. Nhiễm chì có thể dẫn đến vô sinh, sảy thai, mắc phải
các rối loạn về thần kinh, thiếu máu, đau đầu, sưng khớp, chóng mặt. Ở trẻ em, chỉ số
IQ sẽ không cao, đôi khi có những biểu hiện rối loạn hành vi.
Asen ngoài việc tấn công vào các enzim thì nó còn làm đông tụ protein. Asen can
thiệp vào một số quá trình làm rối loạn sự chuyển hóa photpho, ngăn cản sự sản sinh ra
năng lượng. Asen được quy định là chất độc hại bảng A, tổ chức nghiên cứu ung thư
thế giới IARC đã xếp Asen vào nhóm các chất gây ung thư cho con người. Nhiễm độc
Asen gây ung thư da, làm tổn thương gan, gây bệnh dạ dày, bệnh ngoài da, bệnh tim
mạch….Asen xâm nhập vào cơ thể qua 3 con đường là tiêu hóa, hô hấp và tiếp xúc
qua da. Asen thâm nhập qua đường tiêu hóa chủ yếu thông qua thực phẩm mà nhiều
nhất là trong đồ ăn biển, đặc biệt là động vật nhuyễn thể. Hoặc do tiếp xúc với thuốc
bảo vệ thực vật, hóa chất, thuốc, nước uống có hàm lượng As cao. As lắng đọng trong
không khí gây tác hại trực tiếp cho con người qua đường hô hấp. Ngoài ra, Asen còn
xâm nhập vào cơ thể người qua tiếp xúc với da.
Kẽm tham gia vào thành phần cấu trúc tế bào và đặc biệt là tác động đến hầu hết
các quá trình sinh học trong cơ thể. Kẽm có trong thành phần của hơn 80 loại enzym
3
khác nhau, đặc biệt có trong hệ thống enzym vận chuyển, thủy phân, đồng hóa, xúc tác
phản ứng gắn kết các chuỗi trong phân tử ADN, xúc tác phản ứng oxi hóa cung cấp
năng lượng. Ngoài ra, kẽm còn hoạt hóa nhiều enzym khác nhau như amylase,
pencreatinase... Đặc biệt, kẽm có vai trò sinh học rất quan trọng là tác động chọn lọc
lên quá trình tổng hợp, phân giải acid nucleic và protein – những thành phần quan
trọng nhất của sự sống. Vì vậy, các cơ quan như hệ thần kinh trung ương, da, niêm
mạc, hệ tiêu hóa, hệ tuần hoàn,... rất nhạy cảm với sự thiếu hụt kẽm, nếu thiếu kẽm trẻ
sẽ biếng ăn. Kẽm còn tham gia điều hòa chức năng của hệ thống nội tiết và có trong
thành phần các hormon (tuyến yên, tuyến thượng thận, tuyến sinh dục...).
Lý do chọn rau muống nước để nghiên cứu
Rau muống có 2 loại là mọc dưới nước và trên cạn, cũng như nhiều cách trồng
khác nhau như rau muống ruộng, rau muống phao, rau muống bè, rau muống thúng. Ở
đây đề tài nghiên cứu hàm lượng tích lũy KLN trong RMN. Đề tài chú trọng sự tích
lũy hàm lượng KLN trong bùn, nước, rau muống trong kênh, rạch trên địa bàn Tp
HCM. Đề tài lựa chọn rau muống nước được trồng trên ruộng nước, sử dụng nước từ
kênh rạch để dẫn nước vào ruộng rau muống để nghiên cứu, vì tình trạng ô nhiễm môi
trường phức tạp trên hệ thống kênh rạch do tình trạng xả thải các chất thải chưa qua xử
lý hay xử lý chưa đạt tiêu chuẩn đang diễn ra chưa được khắc phục hiện nay ở Tp
HCM.
5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
5.1. Ý nghĩa khoa học
Đánh giá dư lượng, mức độ rủi ro KLN trong rau muống làm cơ sở cho việc đề
xuất các giải pháp giảm thiểu KLN trong sản phẩm rau muống và trong môi trường đất
và nước.
5.2. Ý nghĩa thực tiễn
Từ việc đánh giá dư lượng, mức độ rủi ro KLN trong rau muống và các giải pháp
giảm thiểu. Nghiên cứu góp phần vào công tác an toàn thực phẩm và bảo vệ môi
trường, phát triển ngành sản xuất rau muống bền vững.
5.3. Tính mới của đề tài
Nghiên cứu đánh giá dư lượng KLN trong sản phẩm rau muống, từ đó nghiên cứu
các nguyên nhân và dự báo tác động lên sức khỏe con người, giúp cho việc ra các quyết
sách hạn chế dư lượng KLN trong rau muống, thông qua tác động vào kỹ thuật trồng rau
muống.
4
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ
NGHIÊN CỨU
1.1. TỔNG QUAN VỀ KLN
1.1.1. Khái niệm KLN
Có rất nhiều cách định nghĩa khác nhau về KLN, trong đó hai cách định nghĩa sau
được xem là khá phổ biến. Định nghĩa theo phương diện hóa lý thì KLN được định
nghĩa là những kim loại có khối lượng riêng từ 5g/cm3 trở lên. còn về khía cạnh độc
học thì, thuật ngữ “Kim loại nặng” chủ yếu được dùng để chỉ các kim loại có nguy cơ
gây ra các tác động tiêu cực đối với môi trường.[5,6,7]
Hình 1.1. Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
KLN phân bố rộng rãi trên vỏ trái đất. Chúng được phong hóa từ các dạng đất đá
tự nhiên, tồn tại trong môi trường dưới dạng bụi hay hòa tan trong nước sông hồ, nước
biển, sa lắng trong trầm tích. Trong vòng hai thế kỷ qua, các KLN được thải ra từ hoạt
động của con người như: hoạt động sản xuất công nghiệp (khai khoáng, giao thông,
chế biến quạng kim loại,..), nước thải sinh hoạt, hoạt động sản xuất nông nghiệp (hóa
chất bảo vệ thực vật, thuốc trừ sâu diệt cỏ )… đã khiến cho hàm lượng KLN trong môi
trường tăng lên đáng kể.
Một số KLN rất cần thiết cho cơ thể sống và con người. Chúng là các nguyên tố vi
lượng không thể thiếu, sự mất cân bằng các này có ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe
của con người. Sắt giúp ngừa bệnh thiếu máu, kẽm là tác nhân quan trọng trong hơn
100 loại Enzyme. Trên nhãn của các lọ thuốc vitamin, thuốc bổ xung khoáng chất
5
thường có Cr, Cu, Fe, Zn, Mn, Mg, K, chúng có hàm lượng thấp và được biết đến như
lượng vết. Lượng nhỏ các kim loại này có trong khẩu phần ăn của con người vì chúng
là thành phần quan trọng trong các phân tử sinh học như hemoglobin, hợp chất sinh
hóa cần thiết khác. Nhưng nếu cơ thể hấp thu một lượng lớn các kim loại này, chúng
có thể gây rối loạn quá trình sinh lí, gây độc cho cơ thể hoặc làm mất tính năng của các
kim loại khác. [28]KLN có độc tính là các kim loại có tỷ trọng ít nhất lớn gấp 5 lần tỷ
trọng của nước. Chúng là các kim loại bền (không tham gia vào quá trình ion hóa trong
cơ thể) và có tính tích tụ sinh học (chuyển tiếp trong chuỗi thức ăn và đi vào cơ thể
người). Các kim loại này bao gồm: Hg, Ni, Pb, As, Cd, Al, Pt, Cu, Cr, Mn….Các KLN
khi xâm nhập vào cơ thể sinh vật gây độc tính.[38]
Nghiên cứu này tập trung vào 4 KLN đặc trưng cho tính chất độc hại của KLN,
cũng như mức độ phổ biến và phân bố ô nhiễm của chúng hiện nạy. Đó là Asen (As),
Chì (Pb), Cadimium (Cd) và Kẽm (Zn). Trong danh sách các chất độc hại thì Chì (Pb),
Asen (As), và Cadimium (Cd) đứng hàng thứ nhất, ba và thứ sáu theo xếp loại hoạt
tính của Mỹ.
1.1.2. Vai trò của kim loại và cây trồng [5,6,7,10,14,15,27,35,37,38]
Nhiều nguyên tố kim loại có ý nghĩa quan trọng trong đời sống của sinh vật, trung
bình hàm lượng kim loại trong sinh khối khô của sinh vật khoảng từ 1 đến 100ppm.
Ở hàm lượng cao hơn thường gây độc hại cho sinh vật. Khoảng cách từ đủ đến dư
thừa là rất hẹp. Một vài kim loại như: Ca, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ni, và Zn
là những nguyên tố cần thiết trong thực vật , được sử dụng cho các quá trình oxy hóa
khử, ổn định phân tử, là thành phần của rất nhiều loại enzym, điều chỉnh áp lực thẩm
thấu. Còn một số kim loại không có vai trò sinh học, không cần thiết như : Ag, Al, Au,
Pb, Hg… sẽ gây độc lâu dài đối với sinh vật. Các kim loại không cần thiết này sẽ thay
thế vào vị trí của các kim loại cần thiết. Ở nồng độ cao, cả hai nguyên tố kim loại
cần thiết và không cần thiết đều có thể làm tổn hại màng tế bào, thay đổi đặc tính của
enzym, phá vỡ cấu trúc và chức năng của tế bào.
1.1.2.1. Nguồn gốc và nguyên nhân ô nhiễm KLN trong rau muống
Nguyên nhân làm cho hàm lượng các kim loại nặng trên rau cao chủ yếu là do
nguyên nhân chủ quan và khách quan sau:
Sử dụng quá nhiều thuốc BVTV cũng như các loại phân khoáng một thời gian dài
làm ô nhiễm đất trồng.
Phân bón hóa học cũng là một trong những nguồn gây ô nhiễm KLN. Do hầu hết
các mẫu phân bón đều có chứa KLN nên khi bón vào đất để cung cấp dinh dưỡng cho
6
cây trồng, đồng thời ta cũng đưa vào môi trường các một lượng KLN, các chất này có
thể tích lũy trong đất làm ô nhiễm đất, có thể hòa tan vào dinh dưỡng đất, được cây
trồng hấp thu và tích lũy ở các mô thực vật rồi cuối cùng được chúng ta sử dụng làm
thức ăn hoặc gián tiếp qua các loại vật nuôi làm thức ăn. Chuỗi dây chuyền KLN theo
phân bón tồn tại và đi vào trong đất và xâm nhập vào cơ thể[3]
Hóa chất
BVTV, phân
hóa học,
Kim loại nặng, kích tố
sing trưởng, dư lượng
kháng sinh, độc tố VSV,
nấm mốc,...trong thức
ăn, nước uống gia súc
gia cầm.
Dư lượng độc
tố trong thực
vật: rau, cỏ...
Dư lượng độc
tố trong sản
phẩm gia súc,
gia cầm và
Độc tố phát
tán trong
môi trường
chất thải...
Tích tụ độc tố
trong người
Hình 1.2 Chuỗi dây chuyền KLN theo phân bón tồn tại, đi vào trong đất và xâm
nhập vào cơ thể
Các loại thuốc bảo vệ thực vật thường có chứa các KLN như As, Pb, Hg. Các loại
phân bón hoá học, đặc biệt là phân phốtpho thường chứa nhiều As, Cd, Pb.
7
Bảng 1.1 Nồng độ thƣờng thấy của các KLN trong các chế phẩm nông nghiệp
(Đơn vị mg/kg)[38]
Loại phân
Đất cặn
Phân ủ
Phân chuồng
Phân photphat
Phân Nitrat
Vôi
Pb
Cd
Zn
91- 49000
82 - 5894
15 - 566
1 – 42
2 - 7,00
1,3 - 2240
0,4 - 27
4 - 1000
2 - 120
< 1 - 3410
0,01 -100
0,1 - 0,8
0,1 - 190
0,005 – 8,5
0,04 - 0,1
10 - 450
-
20 - 1250
HCBVTV
11 - 26
< 20
-
-
-
Nước ruộng
< 0,05
Bảng 1.2. Hàm lƣợng một số KLN trong các sản phẩm dùng trong nông nghiệp
(Đơn vị mg/kg) [38]
Đất
cống
thải
Phân
phốtpho Nitơ
Phân
Phân
Nƣớc Thuốc
KL
Đá vôi
chuồng ruộng BVTV
As <1 - 120 2- 120
0,1 - 24
2 - 30
<1 - 25
<10
3 - 30
<0,1-
0,8
2 - 1000 0,1 - 16
Cd 0,1 - 190 <0,1- 9
Pb 4 - 1000 2 - 120
<0,05- 0,1 2 - 3000
20 - 250
20,05
<20
-
11 - 26
Bảng 1.3. Hàm lƣợng KLN trong các loại phân bón bán trên thị trƣờng
(Đơn vị mg/kg) [38]
Loại phân
16 – 16 – 8
20 – 20 – 0
As
9,5
0,3
0,35
20,9
10,3
6,6
Pb
3,1
6,5
4
3,5
0,24
14,1
4
Cd
2,1
-
2,2
0,59
-
Supe lân
DAP Trung Quốc
16 – 16 – 8 – 13S
DAP Việt - Nhật
DAP Việt Nam
Vết
186,2
10,4
Kết quả phân tích hiện trạng ô nhiễm KLN trong đất trồng lúa khu vực phía Nam
Tp HCM của Nguyễn Ngọc Quỳnh và cộng sự (2002) cho thấy hàm lượng Cu từ 9,2 –
55,4 ppm (tương đương và có dấu hiệu vượt ngưỡng cho phép TCVN 7209 - 2002),
hàm lượng Pb từ 14 - 85 ppm (vượt quá tiêu chuẩn cho phép hơn 1 lần), hàm lượng Zn
từ 70 - 353 ppm, giá trị cao nhất tại điểm Bình Mỹ là 353 ppm vượt quá tiêu chuẩn cho
phép 1,76 lần [24]
Có 2 yếu tố ảnh hưởng đến sự thay đổi hàm lượng KLN của phân bón.
- Các quá trình vật lý bào mòn, thấm, bay hơi và hấp thụ vào thực vật.
- Tính chất hóa học của đất.
8
Nó ảnh hưởng đến các tương tác giữa KLN và các pha rắn trong đất, nước trong
đất, khí trong và trên đất. Sự hấp thụ KLN từ trong đất vào các phần tử đất là yếu tố
quan trọng nhất làm hạn chế sự di động của các kim loại này. Khả năng hấp thu KLN
của Cadimi, Asen, Pb từ nguồn phân bón
. Cadimi có tính linh động cao trong đất nên rất dễ đi vào thực vật. Mức hấp thu
Cadimi thay đổi nhiều tùy thuộc vào loại cây: rau diếp, cần tâ, cải bắp hấp thu
nhiều Cadimi nhưng khoai tây, bắp, đậu tây, đậu Hà lan hấp thu ít hơn rất nhiều.
. Asen có mức hấp thu của thực vật thường thấp (hệ số hấp thu từ 0,01 đến 0,1) và
mức gây độc cho cây từ 40 – 200 mg/kg đất tùy thuộc vào hóa tính của đất.
. Chì có xu hướng tích tụ trên tấng đất bề mặt vì các muối của nó it tan trong nước ở
trong khoảng pH của môi trường do vậy mà cũng ít di động Nồng độ chì trong
nước trong đất chỉ bằng khoảng 0,05 đến 0,13% hàm lượng chì trong đất. Hệ số
hấp thu chì trong thực vật thấp (0,01 – 0,1) do nó ít tan trong nước. Do việc sử
dụng chì trong quá trình công nghiệp trước đây (sơn, xăng dầu...) cho nên hàm
lượng chì trong đất ở khu vực thành thị thường cao, có thể đến 1840 mg/kg.
Sử dụng nguồn nước thải của các khu công nghiệp bị ô nhiễm chứa nhiều KLN
ruộng cho rau.
Kim loại trong đất ban đầu một phần được sinh ra từ các quá trình hoạt động địa
hoá của khoáng vật mẹ và đi vào đất thông qua quá trình phong hoá hoá học. Tuy
nhiên, với quá trình phong hoá hoá học thì lượng kim loại đi vào đất là không đáng kể
mà chủ yếu kim loại đi vào đất là do các hoạt động sản xuất của con người.[7]
Hiện nay, Tp HCM đã phát triển và dần hình thành các vùng dự trữ nông nghiệp
cho thành phố nhằm đảm bảo an ninh lương thực. Vì vậy tồn tại các vùng nông thôn
trong thành phố, và các vùng nông nghiệp này gần các khu công nghiệp là điều tất yếu.
Vùng trồng rau cần sử dụng lượng nước lớn để ruộng và canh tác nông nghiệp, không
tránh khỏi việc sử dụng nguồn nước thải từ các khu công nghiệp thải ra. Hiện tại việc
quản lý nguồn nước còn nhiều bất cập bởi vậy lượng nước thải ô nhiễm chảy vào vùng
canh tác nông nghiệp, gây nhiều nguy cơ đối với sức khỏe con người.
Các loại hình công nghiệp có phát sinh ô nhiễm KLN chủ yếu là công nghiệp mạ
điện, công nghiệp thuộc da, công nghiệp sản xuất linh kiện điện và điện tử, công
nghiệp luyện kim, dệt nhuộm, sơn, thuốc bảo vệ thực vật, bột màu,… trong đó mạ điện
và thuộc da là hai ngành có mức độ gây ô nhiễm môi trường cao nhất bởi hàm lượng
KLN.
9
Bảng 1.4 Hàm lƣợng kim loại nặng trong đất thải KCN và luyện kim [15]
Hàm lƣợng kim loại nặng
(mg/kg trọng lƣợng đất khô)
Khu công nghiệp
Ngành luyện kim
Sắt: 30.800 – 31.600
Đồng: 5 – 8.000
Sắt: 25.000 – 210.000
Đồng:1.600 – 1.800
Cadimi: 1 – 833
Crom: 3 – 9.574
Chì: 545 – 11.000
Kẽm: 1.200 – 28.900
Chì: 3 – 19.000
Kẽm: 100 – 446.000
Bộ tài nguyên và môi trường ban hành thông tư ngày 07 tháng 05 năm 2013 ban
hành danh mục lĩnh vực, ngành sản xuất, chế biến có nước thải chứa KLN phục vụ
tính phí bảo vệ môi trường đối với nước thải. Cụ thể gồm 14 ngành nghề phát sinh
KLN trong nước thải :
- Thuộc da, tái chế da;
- Khai thác than; khai thác, chế biến khoáng sản kim loại;
- Nhuộm vải, sợi;
- Sản xuất hóa chất;
- Cơ khí, luyện kim, gia công kim loại, chế tạo máy, phụ tùng;
- Sản xuất linh kiện, thiết bị, điện, điện tử;
- Tái chế kim loại; tái chế chất thải luyện kim, chất thải công nghiệp khác;
- Phá dỡ tàu cũ, vệ sinh súc rửa tàu;
- Hệ thống xử lý nước thải công nghiệp tập trung (có tiếp nhận nước thải từ cơ sở
thuộc lĩnh vực, ngành sản xuất, chế biến nằm trong Danh mục này).
Đối với từng ngành nghề phát sinh ra từng loại KLN cụ thể, tuy không phải là tất
cả nhưng danh sách cho thấy có sự hiện diện của một số kim loại điển hình nào đó
trong một số ngành công nghiệp đặc trưng.
Vùng trồng rau gần khu công nghiệp và khu vực giao thông có không khí ô nhiễm
kim loại nặng.
KLN sinh ra dưới dạng bụi, khói từ khí thải từ các nhà máy đốt than, lò nung, bụi
thải của các khu công nghiệp hóa chất, các lò cao, khí thải của các loại xe có động cơ
xăng... Sau khi phát tán vào môi trường, chúng lưu chuyển trong không khí. Một phần
bao gồm các phần tử KLN nhất rơi xuống đất ở dạng kết tủa khô. Còn lại phần lớn
KLN trong khí quyển hòa tan theo nước mưa xuống mặt đất là dạng kết tủa ướt.
Hiện nay khí thải từ các loại hình giao thông thải ra môi trường một lượng lớn khí
thải chứa hàm lượng KLN nguy hại. Số lượng xe máy, ô tô càng tăng thì đồng thời
10
lượng khí thải càng lớn, nguy cơ rất lớn đối với sức khỏe con người. Ngoài con đường
hít thở qua phồi, còn có nguy cơ từ việc sử dụng thực phẩm hấp thụ KLN từ nước mưa
bị ô nhiễm KLN.
Theo thống kê của, tại Tp HCM chỉ trong vòng 10 năm (2000 – 2010), số phương
tiện giao thông cơ giới ở Tp HCM đã tăng gần gấp 3 lần, từ 1,7 triệu chiếc vào đầu
năm 2000 lên hơn 4,8 triệu chiếc vào đầu năm 2010. Tổng số xe thành phố đang quản
lý đã lên hơn 6 triệu xe, trong đó có hơn 5,6 triệu xe máy, 547.606 xe ô tô. Đó là chưa
kể khoảng 1 triệu xe ở các tỉnh do người dân mang vào thành phố để đi làm. Trong đó
có 1,494 xe đã hết niên hạn sử dụng, hiện nay lượng xe này vẫn còn đang lưu hành
trong thành phố, gây ô nhiễm môi trường. [22]
Bảng 1.5. Kết quả quan trắc chất lƣợng môi trƣờng không khí từ hoạt động giao
thông ở Tp HCM từ 2010 đến tháng 5 /2012 [4]
Năm 2010
Tháng 5/2012
Giá trị cho
Thông
phép
% vƣợt
chuẩn
Giá trị đo
% vƣợt
chuẩn
số
Giá trị đo đạc
đạc
0.4-
Bụi
Pb
0.3(mg/m3) 0.44-0.81(mg/m3)
93
85
0.58(mg/m3)
0.21-
Không quy
0.38-0.54 (µg/m3)
định
Không
Không quy
định
quy định 0.29(µg/m3)
0.16-
Không có
số liệu
NO2
CO
0.3(mg/m3) 0.16-0.23(mg/m3)
42
0.21(mg/m3)
9.61-
30(mg/m3) 9.77-15.13(mg/m3)
1
2
15.46(mg/m3)
Tiếng
ồn
70 dB
68-87 dB
99
73-86 dB
100
Rau muống được tưới nhớt thải độc hại[8,25]
Tình trạng nông dân sử dụng nhớt thải như một chất hóa học thay thế thuốc trừ
sâu, thuốc bảo quản để chăm bón rau muống đang diễn ra hết sức phức tạp. Tình trạng
này đã diễn ra trong thời gian dài từ đầu những năm 2000. Được cơ quan báo chí,
truyền thông đại chúng quan tâm, đưa ra công luận. Nhưng hiện nay, tình trạng vẫn
đang diễn ra âm ỉ. Chưa có một báo cáo, hoặc các cuộc điều tra chính thức, cũng như
kết luận chính thức về tình trạng này, nhưng qua khảo sát người trồng rau, người sử
dụng rau muống, thì có một bộ phận không nhỏ người sử dụng rau muống biết được
tình trạng trên. Kể cả người dân tại các khu vực xung quanh vùng trồng rau muống cho
rằng đã tận mắt chứng kiến hành động phun nhớt thải nhằm loại bỏ sâu bệnh cũng như
bảo quản rau muống sau thu hoạch.
11
Phun nhớt thải lên rau muống mục đích là nhằm thay thế thuốc trừ sâu ngăn ngừa
sâu bệnh, ngoài ra trong dầu nhớt thải có chứa nhiều hydrocacbon, chất này sẽ giúp
nước trong rau khó bay hơi. Vì vậy khi phun dầu nhớt với nồng độ nhẹ lên rau, nhớt sẽ
phủ lớp mỏng trên bề mặt thân và lá rau, làm rau muống có màu xanh mướt, tươi lâu
và không bị sâu ăn lá. Chính vì nhằm giảm chi phí chăm sóc rau, tăng lợi nhuận mà
người nông dân phó mặc những nguy cơ đối với sức khỏe của người sử dụng.
Người nông dân không biết hoặc không quan tâm trong nhớt thải có những thành
phần độc hại. Dầu nhớt thải là phế liệu của dầu nhờn, được sản xuất từ dầu thô, có
nhiều chất có cấu trúc đa vòng. Càng chứa nhiều chất đa vòng, dầu nhớt càng được
đánh giá cao về chất lượng bôi trơn. Chất có chứa cacbon đa vòng lại được xem là chất
gây ra các căn bệnh ung thư. Ngoài ra dầu nhớt thải còn chứa một hàm lượng đa dạng
các KLN, cụ thể được thể hiện ở bảng 1.6.
Bảng 1.6. Hàm lƣợng KLN trong nhớt cơ bản và nhớt đã qua sử dụng [42]
Cu Mg Cr Sn Pb Fe Zn Mn Cd
STT Loại dầu nhớt
Đơn vị (ppm)
Dầu nhớt cơ bản
1
2
0
72
0
0
0
0
1200
0
0
1
(Ravenol,VSiSAE5W-40)
Dầu nhớt thải
(Ravenol,VSiSAE5W-40)
đã qua sử dụng (đã 4,6 81 1,5 1,6 14,6 72 1280 1,5
sử dụng từ 2000 –
3000 km)
Ngoài ra còn có các nguyên nhân khác như
. Lạm dụng thuốc, phun nhiều lần trong một vụ sản xuất rau.
. Phun thuốc ở nồng độ cao hơn rất nhiều so với liều lượng theo khuyến cáo.
. Vì lợi ích trước mắt để bán cho có giá hoặc kịp giao cho thương lái nên người
trồng rau không giữ đúng thời gian cách ly kể từ ngày phun lần cuối đến khi thu
hoạch.
1.1.2.2. Khả năng lan truyền ô nhiễm của kim loại [3,5,6,7,15,16,20]
Lượng kim loại toàn phần có trong đất không hoàn toàn được các nguyên tố được
vận chuyển đến rễ, có khi nó chỉ là phần nhỏ cần thiết cho cây trồng. Mặt khác, hàm
lượng KLN trong dung dịch đất thấp hơn hàm lượng mà cây trồng hấp thụ, chính vì
thế, một phần lớn các KLN có đặc tính sinh học được tồn tại ở pha rắn.
Rất ít kim loại kết tủa ở pH = 7 hay trong môi trường acid, mà phần lớn ở giá trị
pH kiềm yếu hoặc kiềm.
12
Bảng 1.7 chỉ phạm vi pH cho quá trình kết tủa của một số kim loại thường gặp
trong công nghiệp luyện kim và gia công kim loại. Đối với những kim loại tạo thành
hydroxyt lưỡng tính như crom, nhôm, kẽm (những kim loại này hòa tan cả trong acid
và trong kiềm) thì thực hiện quá trình kết tủa ở giá trị pH không cao.
Chì và Cadimi ở giá trị pH cao (10,5 – 12) kết tủa dưới dạng hydroxyt và ở pH
thấp hơn (7 – 10) thì kết tủa dạng muối cacbonat.
Nếu trong nước thải có mặt nhiều kim loại thì càng thuận lợi cho quá trình kết tủa
vì ở giá trị pH nhất định độ hòa tan của kim loại trong dung dịch có mặt các kim loại
khác sẽ giảm, có thể do một hay đồng thời các nguyên nhân sau:
Tạo hợp chất cùng kết tủa.
Hấp phụ các hydoxyt khó kết tủa vào bề mặt của các bông hydoxyt dễ kết tủa.
Tạo thành hệ nghèo năng lượng trong mạng hdroxyt do chúng bị phá hủy mạnh
bằng các ion kim loại[20]
Bảng 1.7. Phạm vi pH cho quá trình kết tủa một số kim loại
pH
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Pb2+ <
0,5mg/l
Cd2+ <
0,5mg/l
Ni2+ <
0,5mg/l
Zn2+ <
0,5mg/l
Fe2+ <
0,5mg/l
Cu2+ <
0,5mg/l
Cr3+ <
0,5mg/l
Al3+ <
0,5mg/l
Sn2+ <
0,5mg/l
Fe3+ <
0,5mg/l
pH
3
Kết tủa với sôda;
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Kết tủa với Ca(OH)2;
Kết tủa NaOH
KLN tồn tại trong đất dưới 5 dạng và phương pháp xác định từng dạng theo
phương pháp trích ly Tessier et al,. 1979 [51] được trình bày trong bảng 1.8.
13
Tải về để xem bản đầy đủ
125 trang
05/04/2022
5140
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đề tài Đánh giá rủi ro hàm lượng kim loại nặng trong rau muống và ảnh hưởng tới sức khoẻ con người ở thành phố Hồ Chí Minh", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- de_tai_danh_gia_rui_ro_ham_luong_kim_loai_nang_trong_rau_muo.pdf
