Đánh giá hiện trạng tích lũy kim loại nặng trong đất trồng rau ở ngoại ô thành phố Thủ Dầu Một

BVR&MT – Nghiên cứu thực hiện tại 05 phường ngoại ô Thành phố Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương như Phường Tương Bình Hiệp, Phường Hiệp An, Phường Định Hòa, Phường Tân An, Phường Chánh Mỹ về hiện trạng tích lũy kim loại nặng Cd, Cu và Zn trong đất trồng rau xanh. Kết quả cho thấy, So với QCVN 03-MT-2015/BTNMT đối với đất nông nghiệp, đất ở vùng ngoại ô thành phố Thủ Dầu Một chưa bị ô nhiễm Cd và Cu. Riêng hàm lượng Zn trong đất trồng rau xanh tại ngoại ô Thành phố Thủ Dầu Một đã có hiện tượng ô nhiễm Zn tại 02 phường Tân An và Phường Chánh Mỹ, so với quy chuẩn cho phép là không đáng kể, có thể dùng một số biện pháp cải tạo được.

Từ khóa: Cd, Cu, Zn, ô nhiễm KLN trong đất

Abstract

The study was conducted to evaluate accumulation of some heavy metals in vegetable soil at 5 suburban wards of Thu Dau Mot City, Binh Duong Province such as Tuong Binh Hiep, Hiep An, Dinh Hoa, Tan An, Chanh My. The results showed that compared to Vietnam Standard 03-MT-2015/ Ministry of Natural Resources and Environment for agricultural soil, these suburbs of Thu Dau Mot city has not been contaminated with Cd and Cu except Zn. The amount of Zn has exceeded the allowed level but not significantly at Tan An and Chanh My Ward. However, some methods can be used to improve polluted soil.

Key words: Cd, Cu, Zn, soil contaminated with heavy metals

1. Đặt vấn đề

Thành phố Thủ Dầu Một đang là đô thị loại II, là thành phố trực thuộc tỉnh Bình Dương, nằm trong vùng kinh tế trọng điểm phía nam. Với diện tích tự nhiên 118.67 km2 và dân số hơn 1.887 triệu dân [2]. Với dân số đông như vậy nên nhu cầu rau xanh cung cấp hàng ngày cho thị trường là rất lớn. Nhưng hiện tại các phường ở ngoại ô thành phố đang bị đô thị hóa nhanh làm cho đất nông nghiệp bị thu hẹp lại trong đó có đất trồng rau xanh. Do vây, để đủ số lượng rau xanh cung cấp cho người dân trong Thành phố, các nhà vường trồng rau quanh ngoại ô phải tăng vụ, và lạm dụng quá nhiều phân bón và hóa chất bảo vệ thực vật trong thời gian dài, làm cho độ pH của đất ngày càng giảm tạo môi trường thuận lợi cho các kim loại nặng (KLN) vốn có trong đất được giải phóng, làm tăng hàm lượng KLN trong đất, các KLN này theo dòng dinh dưỡng tích lũy lên cây và theo lưới và chuổi thức ăn xâm nhập vào cơ thể làm ảnh hưởng đến sinh vật nói chung và con người nói riêng. Nghiên cứu của Alloway B, 1993) [1], về KLN Cd sau khi thâm nhập vào cơ thể, Cd tồn tại ở dạng Cd2+ liên kết với các protein tạo thành metalthionein rồi được giữ lại trong thận khoảng 1% và thải ra ngoài khoảng 99%. Phần còn lại này được tích luỹ tăng dần theo tuổi, và đến một lúc nào đó lượng Cd2+ này đủ lớn có thể thay thế Zn2+ trong các enzim và gây ra rối loạn trao đổi chất. Ở nồng độ cao Cd gây các bệnh thiếu máu, đau thận và phá hủy tủy xương.

Đến nay, tại Bình Dương, vấn đề ô nhiễm KLN trong đất tai các vùng đất trồng cây nông nghiệp vẩn chưa có nhiều nghiên cứu, đặc biệt là đất trồng rau xanh. Từ những thực tế trên, đề tài Đánh giá hiện trạng tích lũy kim loại nặng (Cd, Cu, Zn) trong đất trồng rau xanh ở ngoại ô thành phố Thủ Dầu Một, Bình Dương được thực hiện.

Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu

Nghiên cứu thực hiện tai 05 phường Phường Tương Bình Hiệp, Phường Hiệp An, Phường Định Hòa, Phường Tân An, Phường Chánh Mỹ ngoại ô Thành phố Thủ Dầu Một về hiện trạng tích lũy kim loại nặng Cd, Cu và Zn trong đất trồng rau xanh.

Phương pháp nghiên cứu

2.2.1. Điều tra thực địa

Khảo sát thực địa, điều tra hiện trạng về đất nông nghiệp, đất trồng rau xanh từ đó đưa ra mạng lưới lấy mẫu đất trồng rau xanh trên địa bàn ngoại ô Thành phố Thủ Dầu Một. Vị trí lấy mẫu đất phải mang tính đại diện cho chất lượng đất của khu vực nghiên cứu, vị trí lấy mẫu đất được thể hiện trong bảng 1.

Các mẫu đất nghiên cứu được lấy ở tầng đất mặt (0- 25 cm). Mẫu sau khi lấy được cho vào bì có đánh số ký hiệu mẫu, vị trí lấy và làm khô ở nhiệt độ phòng. Sau đó, nghiền và rây mẫu qua rây 2mm, mẫu này được sử dụng để xác định hàm lượng Cd, Cu, Zn.
Điểm CK là mẫu đối chứng, không phải đất trồng rau. 15 điểm T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, T8, T9, T10, T11, T12, T13, T14, T15 là các mẫu được lấy trong khu vực đất trồng rau xanh tại ngoại ô Thành phố Thủ Dầu Một.

2.2.2. Đánh giá kết quả thí nghiệm

Mẫu đất được xử lý phá mẫu bằng dung dịch HNO3 87% và HClO4 13%. Mẫu sau khi để nguội được chuyển vào bình định mức 50ml và lọc qua giấy lọc loại xenlulo không tro, có cỡ lỗ trung bình khoảng 8µm và có đường kính 150 mm. Dịch lọc được sử dụng để xác định hàm lượng Cd, Cu, Zn trên máy AAS (Perkin Elmer AA 800) (Committee of Soil Standard Methods for Analyses and Measurements, 1986). Để kiểm soát chất lượng, vật liệu tiêu chuẩn GBW-08.303 được mua từ Trung tâm Nghiên cứu Vật liệu tiêu chuẩn, Bắc Kinh, Trung Quốc.

So sánh đánh giá hàm lượng KLN với quy chuẩn hiện hành: QCVN 03- MT: 2015/BTNMT [5], để xác định mức độ ô nhiễm KLN của đất trồng rau xanh tại các vùng ngoại ô Thành phố Thủ Dầu Một, Bình Dương.

2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu

Dữ liệu được thể hiện ± SD, ý nghĩa thống kê về sự khác biệt giữa các nhóm được đánh giá bằng phân tích phương sai (ANOVA), và so sánh sử dụng sự khác biệt đáng kể nhất (LSD) với p< 0.05. Các mối tương quan Pearson được tính toán để kiểm tra các mối quan hệ với khoảng tin cậy 95%, sử dụng phần mềm Microsoft Excel, và Sigma Plot 12.5.

3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Số liệu sau khi xử lý bằng phần mềm Excel về hàm lượng KLN trong đất trồng rau xanh ở ngoại ô Thành phố Thủ Dầu Một được trình bày trong bảng 2.

Các kết quả phân tích cho thấy hàm lượng Cd trong đất dao động tư 0.39 đến 0.61 mg/kg đất khô, Hàm lượng Cu dao động từ 17.9 đến 64.83mg/kg đất khô so với QCVN 03-MT-2015/BTNMT đối với đất nông nghiệp thì hàm lượng Cd và Cu nằm trong giới hạn cho phép. Riêng hàm lượng Zn trong đất dao động từ 71.36 đến 206.65 mg/kg đất khô, so với QCVN 03-MT-2015/BTNMT đối với đất nông nghiệp thì hàm lượng Zn ở 02 phường Tân An và Phường Chánh Mỹ vượt quá quy chuẩn cho phép.

Theo báo cáo môi trường Việt Nam giai đoạn 2011 – 2015 cho thấy cây trồng hấp thụ trung bình khoảng 40- 50% lượng phân bón (hấp thụ phân đạm khoảng 30- 45%, phân lân 40 – 45%, phân kali 50 – 60%), lượng phân cây trồng không sử dụng hết sẽ tích lũy lại theo thời gian làm cho hàm lượng KLN trong đất tại các điểm phân tích luôn lớn hơn mẫu CK (CK, mẫu đối chứng đất không trồng rau tại khu vực nghiên cứu) [4].

Kết quả bảng 2 cho thấy hàm lượng Cd, Cu, Zn trong các mẫu đất trồng rau luôn cao hơn so với mẫu đối chứng, điều này cho thấy thông qua canh tác như, bón phân, phun thuốc bảo vệ thực vật…, đã làm cho đất tích lũy KLN trong đất. Qua khảo sát, điều tra của nhóm nghiên cứu các hộ trồng rau xanh tại vùng ngoại ô Thành phố Thủ Dầu Một phần lớn sử dụng phân hữu cơ (phân gà, trâu, bò), phân bón hóa học (phân lân, phân đạm) bón vào đất, đây là một trong nhiều nguyên nhân làm cho hàm lượng KLN tích lũy lại trong đất. Nghiên cứu của Bolan et al., (2003) [3], cho rằng hàm lượng của Cd trong phân lân có nguồn gốc từ đá phốt phát Bắc Carolina chứa Cd 0.054 g.kg-1, phân lân có nguồn gốc từ đá Sechura chứa hàm lượng Cd 0.012 g.kg-1, trong khi đó phân lân có nguồn gốc từ đá phosphate Gafsa chứa 0.07 g.kg-1. Nghiên cứu Lê Văn Khoa (2010) [6, 7], hàm lượng Cd có trong phân chuồng dao động từ 0.3 – 0.8 mg/kg, phân lân từ 0.1 – 170 mg/kg, vôi 0.04 – 0.1 mg/kg, phân đạm từ 0.05 – 8.5 mg/kg.

Trong năm phường nghiên cứu, phường Hiệp An có hàm lượng Cd trung bình thấp nhất 0.39 mg/kg đất khô. Phường Định Hòa có hàm lượng Cd cao nhất với hàm lượng Cd 0.61 mg/kg đất khô. Hàm lượng Cd trung bình qua ba đợt lấy mẫu trong 15 mẫu đất trồng rau dao động từ 0.31 đến 0.61 mg/kg đất khô, trung bình là 0.52 mg/kg đất khô.

Hàm lượng Cu trung bình qua ba lần lấy mẫu tại 15 điểm đất trồng rau dao động từ 17.90 mg/kg đến 64.83 mg/kg đất khô, trung bình trên toài khu vực là 44.0 mg/kg đất khô. Trong 5 phường nghiên cứu thì có phường Tương Bình Hiệp có hàm lượng Cu thấp nhất 17.9 mg/kg, cao nhất là phường Tân An 64.83 mg/kg. Theo điều tra của nhóm nghiên cứu, tại khu vực này để đảm bảo cho cây phát triển tốt, các hộ nông đã dùng phân bón lá, phân sunphat, phân chuồng, phân lân, phân đạm và một số thuốc bảo vệ thực vật (chứa một lượng Cu nhất định dưới dạng Cu(OH)2), theo thời gian canh tác làm cho lượng Cu tích lũy lại trong đất. Theo Lê Văn Khoa (2010) [6, 7], hàm lượng Cu có trong phân chuồng là 2- 60 mg/kg, phân lân là 1-300 mg/kg, phân đạm là 1-15 mg/kg.

Kết quả bảng 2 cho thấy hàm lượng Zn trung bình tại 15 điểm đất trồng rau tại ngoại ô Thành phố Thủ Dầu Một giao động từ 71.36 đến 206.65 mg/kg đất khô, trung bình là 135.53 mg/kg đất khô. So sánh với QCVN 03:2015/BTNMT về hàm lượng Zn trong đất nông nghiệp là 200 mg/kg đất khô thì trong 15 điểm thu mẫu có 6 điểm T10, T11, T12, T13, T14, T15 thuộc 2 phường Tân An và Chánh Mỹ vượt ngưỡng tiêu chuẩn cho phép đối với đất nông nghiệp, một trong nhiều nguyên nhân gây nên hiện tượng ô nhiễm này là do người dân dùng phân bón lá, phân sunphat, phân chuồng, phân lân, phân đạm để cung cấp Zn cho cây trồng, theo thời gian làm cho lượng Zn tích lũy lại trong đất. Theo Lê Văn Khoa (2010) [6, 7] thì hàm lượng Zn trong phân chuồng là 15- 250 mg/kg, phân lân là 50- 1450 mg/kg, phân đạm 1- 42 mg/kg và trong bùn thải sinh hoạt là 700- 49000 mg/kg. Trong đất nông nghiệp, Zn vẫn được coi là nguyên tố dinh dưỡng vi lượng, thiếu Zn dẫn đến năng suất, chất lượng nông sản thấp, khả năng chống chịu sâu bệnh kém. Tuy nhiên ở trong môi trường đất, nếu thừa nó sẽ cản trở rất mạnh đến chu trình sinh học bình thường của sự sống trong đất đặc biệt đối với quá trình dị hoá. Trong đất, Zn có ở trong các khoáng nguyên sinh và trong sét, được chất hữu cơ và sét hấp phụ chặt, ngoài ra một ít kẽm ở dạng kết tủa dưới dạng hydroxit hoặc các muối phot phat, cacbonat và silicat ở các loại đất chua nhẹ đến kiềm. Ngoài ra, ở các vùng ven đô thị khó có thể tránh khỏi ảnh hưởng của rác thải và các hoạt động sản xuất công nghiệp bao giờ cũng tiềm ẩn một lượng KLN trong đó có Cd. Cu, Zn thải ra môi trường, theo thời gian tích lũy lại gây ô nhiễm môi trường đất.
So sánh với QCVN 03:2015/BTNMT về hàm lượng KLN trong đất nông nghiệp thì hàm lượng Cd và Cu trong khu vực nghiên cứu vẩn nằm trong giới hạn cho phép. Hàm lượng Zn tại 03 phường Phường Tương Bình Hiệp, Phường Định Hòa và Phường Hiệp An có hàm lượng nằm trong giới hạn cho phép, nhưng 02 phường Chánh Mỹ và Tân An hàm lượng Zn vượt quy chuẩn cho phép nhưng không đáng kể.

4. KẾT LUẬN

So với QCVN 03-MT-2015/BTNMT đối với đất nông nghiệp, đất ở vùng ngoại ô thành phố Thủ Dầu Một chưa bị ô nhiễm Cd và Cu. Riêng hàm lượng Zn trong đất trồng rau xanh tại ngoại ô Thành phố Thủ Dầu Một đã có hiện tượng ô nhiễm Zn tại 02 phường Tân An và Phường Chánh Mỹ, so với quy chuẩn cho phép là không đáng kể, có thể dùng một số biện pháp cải tạo được.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Alloway B. and D. Ayres (1993). Chemical Principles of Environmental pollution. Blackie Academy and Profesional, 127, 60 – 69.
Báo Bình Dương. tp Thủ Dầu Một trên đường trở thành đô thị loại I – kì một, cập nhật 16/3/2015, //baobinhduong.vn/tp-thu-dau-mot-tren-duong-tro-thanh-do-thi-loai-i-ky-i-a113575.html. Truy cập ngày 15/9/2016.
Bolan N S, Adriano D C, Naidu R (2003). Role of phosphorus in (im) mobilization and bioavailability of heavy metal in the soil-plant system, Enviromental Contamination and Toxicology 177, 1 – 44.
Bộ tài nguyên và môi trường . Báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia giai đoạn 2011 – 2015.
Bộ Tài Nguyên và Môi Trường: Quy chuẩn Việt Nam QCVN 03-MT: 2015/BTNMT – Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về giới hạn cho phép của một số kim loại nặng trong đất, 2015.
Lê Văn Khoa (chủ biên) cùng Nguyễn Xuân Cự, Bùi Thị Ngọc Dung (2000). Phương pháp phân tích đất nước phân bón cây trồng. Tái bản lần thứ 2.Nhà xuất bản Giáo Dục.
Lê Văn Khoa (chủ biên) cùng Nguyễn Xuân Cự, Trần Thiện Cường (2010). Giáo trình ô nhiễm môi trường đất và biện pháp xử lý, NXB giáo dục Việt Nam.

Tác giả: TS. Nguyễn Thành Hưng (Trường Đại học Đồng Nai)