Luận văn Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng và khả năng hấp thụ kim loại nặng của một số loài thực vật thuộc xã chỉ đạo, huyện Văn lâm, tỉnh Hưng Yên

trình tổng hợp hemoglobin và các sắc tố hô hấp khác trong máu như xitocrom. Như vậy nhiễm độc Chì dẫn đến các bệnh về máu [9]. Khi hàm lượng Chì trong máu khoảng 0,3 ppm thì nó ngăn cản quá trình sử dụng ôxi để ôxi hoá glucoza tạo ra năng lượng cho quá trình sống. Khi Chì trong máu vượt quá 0,3 ppm cơ thể sẽ thiếu máu do thiếu hemoglobin. Nếu hàm lượng Chì trong máu nằm trong khoảng 10-20µg/dl gây giảm tốc độ dẫn truyền thần kinh, 10 - 25µg/dl gây đột biến nhiễm sắc thể, 30µg/dl gây độc đối với bào thai, 30 – 40 µg/dl giảm khả năng sinh nở, 80µg/dl gây viêm thận, khi nồng độ Chì trong máu lên đến 100 – 120 µg/dl ( ở người lớn) và 80 – 100 µg/dl (ở trẻ em), Chì sẽ gây chết ngườI [38]. Khi cơ thể bị ngộ độc Chì thì các chất chống tính độc của Chì là các hoá chất có khả năng tạo phức chelat với Pb2+. Ví dụ phức chelat của canxi có thể dùng giải độc Chì vì phức chelat Chì bền hơn phức chelat canxi nên Pb2+ sẽ thay thế chỗ Ca2+ 8 trong phức chelat, kết quả là phức chelat Chì được tạo thành tan và đào thải ra ngoài qua nước tiểu. Vì vậy người ta chống độc Chì bằng cách cho nạn nhân ngộ độc Chì uống dung dịch chelat canxi. Ngoài ra các hoá chất dùng để giải độc Chì là EDTA, 2,3- dimercapto propanol, penicillaminchúng tạo với Chì thành các phức chất chelat [30]. Qua các dẫn chứng trên cho thấy, Chì (Pb) là một nguyên tố rất độc đối với động thực vật và con người, do đó việc nghiên cứu về Pb là rất cần thiết. c. Các nghiên cứu về hàm lượng 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 cây thực 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. 9 Bảng 1. 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: Ying Lu và cộng sự (2003) [46]) Như vậy, 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. Bảng 2. Hàm lượng Chì trong cây thực phẩm (ppm) Loại cây Bộ phận lấy mẫu Theo chât tƣơi Theo chất khô Trong tro Ngô ngọt hạt 0,022 < 0,3 – 3 34 – 94 Đậu quả 0,08 < 1,5 – 2 37 Củ cải đỏ củ 0,7 – 2 28 10 Cà rốt củ 0,009 - 0,012 0,5 - 3 38 Rau diếp Lá 0,001 0,7 - 3,6 5 - 13 Cải bắp Lá 0,016 1,7 - 2,3 17 Khoai tây củ 0,5 -3,0 90 Hành củ 0,005 1,1 - 2,0 35 Dưa chuột quả chưa gọt 0,024 Cà chua quả 0,002 1 – 3 44 Táo quả 0,001 0,05 - 0,20 27 Cam quả 0,002 Bảng 3. Hàm lượng Chì trong hạt ngũ cốc (ppm chất khô) Quốc gia Loại ngũ cốc Phạm vi biến động Trung bình Australia Lúa mì 0,59 Ai cập Lúa mì 0,10 - 0,92 0,51 Phần lan Lúa mì 0,13 - 0,28 0,18 (1) Nhật bản Gạo lứt 0,19 Ba lan Lúa mì 0,20 - 0,80 0,32 Thuỵ điển Lúa mì 0,40 - 0,70 0,57 Hoa kỳ Lúa mì 0,42 - 1,00 0,64 Lúa 0,002 - 0,07 0,007 (2) Liên xô (cũ) Lúa mì 0,4 - 0,6 0,5 Chú thích : (1) :Sau khi đã bón Pb(NO3)2 vào đất. (2) : Tính theo chất tươi. Nguồn: R.Prost, 1996 11 Theo báo cáo kết quả hiện trạng kim loại nặng trong đất trồng rau tại Hà Nội năm 2007 cho thấy: trong 733 mẫu đất phân tích nhìn chung đại đa số hàm lượng các kim loại nặng nghiên cứu (Cu, Pb, Zn, As, Hg) trong đất trồng rau tầng mặt (0- 30) tại các điểm lấy mẫu nghiên cứu đều dưới ngưỡng tiêu chuẩn Việt Nam đối với đất phục vụ cho sản xuất nông nghiệp. Đối với kim loại Cu có 78 mẫu trong số 733 mẫu là vượt quá so với tiêu chuẩn Việt Nam, chiếm 10,6% số mẫu nghiên cứu. Các mẫu trên chủ yếu tập trung vào các vùng trồng rau trọng điểm mà mức độ thâm canh và luân canh rất cao, hàng năm ở các vùng này nông dân trồng từ 4-9 vụ rau/năm. Có lẽ việc sử dụng phân bón và các hóa chất bảo vệ thực vật có chứa Cu là nguyên nhân gây tích lũy hàm lượng Cu trong đất. Có 24 mẫu đất trong tổng số 733 mẫu đất có hàm lượng Pb vượt quá tiêu chuẩn Việt Nam, chiếm 3,3% trong tổng số mẫu đất. [Chi Cục BVTV Hà Nội, 2007]. 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 4) [20]. Bảng 4. 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 12 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: Nguyễn Khang và Nguyễn Xuân Thành (1997)[20]) 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. 1.1.2. Nguồn gây ô nhiễm Pb trong đất a. Do bản chất đá mẹ Trong tự nhiên, Chì có trong nhiều loại khoáng vật nên Chì tương đối phổ biến. Do đó hàm lượng nguyên tố Pb trong đất cũng phụ thuộc nhiều vào nguồn gốc đá mẹ và mẫu chất hình thành đất. Theo Lindsay (1979), lượng Chì trung bình có trong các đá khoảng 16mg/kg [45]. Còn theo Pendiasetal (1985) Chì có nhiều trong các đá mẹ granit và cát kết khoảng 19 và 24 mgPb/kg còn trong đá bazan thường có ít Chì chỉ khoảng 3 mg/kg. 13 Kết quả này cũng giống như ở nghiên cứu của Levinson (1974) và Alloway (1990), hàm lượng Pb trong đá Grannit từ 20 – 24 mg/kg, còn trong đá bazan chỉ có từ 3 đến 5 mg/kg ( bảng 5) [43]. Bảng 5. Hàm lượng Chì (Pb) trong các loại đá hình thành đất quan trọng Đá phún xuất Đá trầm tích Siêu basic như serpentin Basic như Bazan Granit Đá vôi Sa Thạch Diệp Thạch 0,1 – 14 3 – 5 20 – 24 5,7 - 7 8 - 10 20 - 23 ( Nguồn: Levinson (1974) và Alloway( 1990) [43]) Theo Alina Kabata- Pendias và Henryk Pendias (1985), đá phún xuất chua và trầm tích sét thường có nhiều Chì. Tỷ lệ Chì biến động trong khoảng 10 – 40 ppm, còn trong đá phún xuất siêu basic và trầm tích cacbonat tỷ lệ Chì thấp hơn, biến động trong khoảng 0,1 – 10 ppm. Bảng 6. Hàm lượng Chì trong một số loại đá chủ yếu Loại Đá Hàm lƣợng Pb ( mg/kg) Đá phún xuất Đá siêu basic: Dunit, Peridotit, pyroxen 0,1 – 1,0 Đá basic: Basalt, Gabbro 3 – 8 Đá trung gian: Diorit, Syenit 12 – 15 Đá chua: Rhyolit, Trachyt, Dacit 10 – 20 Đá trầm tích Trầm tích sét 20 – 40 Diệp thạch 18 – 25 Đá cát 5 – 10 Đá vôi, đá đôlômit 3 – 10 ( Nguồn: Alina Kabata Pendias và Henryk Pendias (1985) [40]) 14 Các nghiên cứu về hàm lượng Pb trong đá cũng chứng minh rằng bản chất của đá mẹ là một trong các nguyên nhân làm hàm lượng Pb trong đất hình thành cao. Chính vì hàm lượng Pb trong các loại đá mẹ khác nhau nên đất hình thành có hàm lượng Pb cũng rất khác nhau, nhất là lại ở các nước khác nhau. Điều này được khẳng định bởi nghiên cứu của Alina Kabata và Henryk Pendias (1985) qua bảng 6 [40]. b. Do sử dụng phân bón hóa học và thuốc trừ sâu Trong sản xuất nông nghiệp, việc sử dụng các chất bổ sung như: phân hữu cơ, phân hoá học, thuốc bảo vệ thực vật, thậm chí nước thải, đã làm tăng thêm các kim loại vết có tính độc tới đất nông nghiệp. Ngay cả với hàm lượng Pb rất thấp trong các chất bổ sung nhưng nếu bón nhiều lần có thể đạt tới ngưỡng gây độc. Pb là một trong các nguyên tố có nhiều trong nước cống rãnh và bùn. Bảng 7. Hàm lượng Pb trong một số chất bổ sung dùng trong nông nghiệp Chất bổ sung Hàm lƣợng Pb (mg/kg) Nước, bùn cống thải 2 – 7000 Phân rác 1,3 – 2240 Phân bón sân trại 0,4 – 27 Phân phốt phát 4 – 1000 Phân nitrat 2 – 120 Vôi 20 – 1250 Thuốc bảo vệ thực vật 11 – 26 Nước tưới <20 ( Nguồn: Alloway và Fergusson,1990 [43]) Qua bảng 7 cho thấy: Pb trong phân rác rất cao có khi lên đến 2240 mg/kg và đặc biệt cao ở bùn cống thải lên tới 7000 mg/kg. Nhìn chung, nếu bổ sung các chất này vào đất thì hàm lượng Pb trong đất tăng đáng kể. 15 Theo Alina Kabata Pendias và Henryk Pendias (1985) [40] tìm thấy hàm lượng Pb trong bùn thải hố xí rất cao, trong vôi tương đối lớn và thậm chí tìm thấy Pb cả trong thuốc bảo vệ thực vật (bảng 8). Bảng 8. Hàm lượng Pb trong một số loại phân bón và thuốc BVTV Các loại phân bón Hàm lƣợng Pb/kg Bùn thải hố xí 50 – 3000 Phân chuồng 6,6 – 15 Phân lân 7 – 225 Vôi 20 – 1250 Phân đạm 2 – 27 Thuốc BVTV 60 ( Nguồn: Alina Kabata Pendias và Henryk Pendias, (1985)[40]) c. Nguồn gây ô nhiễm do nước tưới Theo kết quả của các công trình nghiên cứu gần đây cho thấy trong nước ngầm, nước mặt và đất trên địa bàn thành phố Hà Nội đã bị ô nhiễm kim loại nặng (As, Cd). Tình trạng ô nhiễm này đã trực tiếp ảnh hưởng tới chất lượng rau xanh cung cấp cho thành phố. Rau xanh trồng ở ngoại ô thành phố Hà Nội không những bị ảnh hưởng do phân bón, hoá chất bảo vệ thực vật mà còn bị ảnh hưởng do nước tưới và đất trồng đã bị ô nhiễm do chất thải sinh hoạt và sản xuất công nghiệp [14,15,26,27]. Với sản lượng rau đạt 45.604 tấn, địa phương có sản lượng rau cao nhất (chiếm 30,8% lượng rau của Hà Nội), nhu cầu về nước tưới của huyện Đông Anh là rất lớn. Tại Vân Nội, một số khu vực đặc biệt là các khu trồng rau an toàn, người dân đã đầu tư khai thác nước giếng khoan làm nước tưới. Tuy nhiên vẫn còn rất nhiều nơi vẫn sử dụng nước trong các mương nước dọc các ruộng rau. Trong đó có một số mương tiếp nhận trực tiếp nước thải sinh hoạt của khu dân cư lân cận. 16 Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Xuân Hải và cộng sự [49] về hàm lượng kim loại nặng trong mẫu nước tại Vân Nội, Đông Anh đã tìm thấy 1 trên tổng số 4 mẫu có hàm lượng Pb là 0,055 mg/L, vượt ngương cho phép so với QCVN 08: 2008 B1 (0,05mg/L); tại xã Vĩnh Quỳnh, Thanh Trì phân tích 3 mẫu nước tưới thì có 2 mẫu ô nhiễm As vượt ngưỡng cho phép từ 1,5 đến 3 lần so với QCVN 08: 2008 B1 (0,05mg/L), có 1 mẫu ô nhiễm Pb vượt ngưỡng cho phép đến 3,16 lần. 1.1.3. Tình hình ô nhiễm Chì trên Thế giới và ở Việt Nam a .Tình hình ô nhiễm Chì trên Thế giới Viện Blacksmith – Hoa Kỳ, một tổ chức nghiên cứu môi trường quốc tế có trụ sở tại New York (Mỹ), đã công bố danh sách 10 thành phố thuộc 8 nước được coi là ô nhiễm nhất thế giới năm 2006, trong đó có thành phố Haina, ở Cộng hòa Dominica (Châu Phi), nơi chuyên tái chế ắc quy Chì. Năm 2000, Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường Dominica đã xác định Haina là một điểm nóng quốc gia về ô nhiễm Chì với hàm lượng Chì trong đất lớn hơn 1000 lần so với tiêu chuẩn cho phép của Mỹ. Hơn 90% dân số của Haina có hàm lượng Chì trong máu cao, nồng độ trung bình của Chì trong máu của cư dân ở đây là 60 µg/dL (tiêu chuẩn nồng độ Chì cho phép trong máu của Mỹ là 10 µg/dL). Ước tính có khoảng 300.000 người bị ảnh hưởng trực tiếp từ khu vực bị ô nhiễm Chì. Theo Liên Hợp Quốc, dân số của Haina được coi là có mức nhiễm Chì cao nhất trên thế giới [41]. Ngoài ra, Viện Blacksmith và một Tổ chức phi chính phủ của Indonesia đã tiến hành điều tra, xác định hàm lượng Chì trong đất tại các khu vực của làng nghề Cinangka, phía tây Java, Indonesia, là nơi chuyên tái chế và nấu luyện Chì từ các bình ắc quy Chì axit. Kết quả cho thấy nhiều địa điểm có hàm lượng Chì trong đất lớn hơn 200.000 ppm, cao gấp 500 lần so với tiêu chuẩn cho phép của Mỹ [37]. Ở các khu vực luyện kim, vùng khai thác Chì thì hàm lượng Chì trong đất khoảng 1500 µg/g, cao gấp 15 lần so với mức độ bình thường như khu vực xung quanh nhà máy luyện kim ở Galena, Kansas (Mỹ), hàm lượng Chì trong đất 7600 17 µg/g. Hàm lượng Chì trong bùn, cống rãnh ở một số thành phố công nghiệp ở Anh dao động từ 120 µg/g - 3000 µg/g (Berrow và Webber, 1993), trong khi tiêu chuẩn cho phép tại đây là không quá 1000 µg/g [32]. Tại La Oroya - một thành phố khai thác mỏ của Peru gần như 100% trẻ em ở đây có hàm lượng Chì trong máu vượt mức cho phép của tất cả các loại tiêu chuẩn trên thế giới. Còn ở Kabwe (Zambia) các mỏ khai thác và lò nấu Chì đã ngừng hoạt động từ lâu, nhưng nồng độ Chì ở đây vẫn ở mức khủng khiếp. Tính trung bình thì trẻ em ở Kabwe có nồng độ Chì cao gấp 10 lần mức cho phép của Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ và có thể gây tử vong. Khi các chuyên gia Mỹ lấy mẫu máu của trẻ em tại Kabwe để phân tích, các thiết bị của họ trục trặc liên tục vì mọi chỉ số đều vượt ngưỡng tối đa [12]. Tại Norilsk (Nga) các cơ sở khai thác và chế biến kim loại đã thải ra môi trường một lượng lớn các kim loại nặng vượt giới hạn cho phép, khu vực này là nơi có các tổ hợp luyện kim lớn nhất thế giới với hơn 4 triệu tấn Cd, Cu, Pb, Ni, As, Se và Sn được khai thác mỗi năm [12]. Thiên Anh, Trung Quốc là một thành phố công nghiệp, Thiên Anh chiếm khoảng hơn một nửa sản lượng Chì của Trung Quốc. Thứ kim loại độc hại này ngấm vào nước và đất trồng của Thiên Anh và ngấm vào máu trẻ em sinh ra tại đây. Đó có thể là nguyên nhân dẫn tới việc các em nhỏ ở Thiên Anh có chỉ số IQ thấp. Qua kiểm tra, lúa mỳ trồng ở Thiên Anh chứa hàm lượng Chì cao gấp 24 lần chuẩn của Trung Quốc [19]. Kabwe, Zambia khi các mỏ Chì lớn được phát hiện gần Kabwe năm 1902, Zambia là một thuộc địa của Anh, và có rất ít quan tâm tới ảnh hưởng của kim loại độc hại với người dân nơi đây. Đáng buồn thay, tình trạng này tới nay hầu như không được cải thiện. Và cho dù công việc khai thác, chế biến Chì không còn hoạt động nhưng mức ô nhiễm ở Kabwe là rất lớn. Tính trung bình, mức nhiễm Chì ở trẻ em cao hơn chuẩn cho phép của Cơ quan Bảo vệ môi trường Mỹ từ 5-10 lần, và có thể thậm chí còn cao hơn mức gây tử vong. Song cũng có một tia hy vọng khi Ngân 18 hàng Thế giới gần đây đã thông báo một dự án làm sạch môi trường trị giá 40 triệu USD cho thành phố [21]. Ở Châu Á là một trong những nơi có tình trạng ô nhiễm kim loại nặng cao trên thế giới, trong đó đặc biệt là Trung Quốc với hơn 10% đất bị ô nhiễm Chì, tại Thái Lan theo Viện Quốc tế quản lý nước thì 154 ruộng lúa thuộc tỉnh Tak đã nhiễm Chì cao gấp 94 lần so với tiêu chuẩn cho phép. Tuy vậy, tại các nước phát triển vẫn phải đối mặt với tình trạng ô nhiễm mà các ngành công nghiệp khác gây ra [21]. b. Tình hình ô nhiễm Chì ở Việt Nam Những năm 90 trở lại đây, quá trình công nghiệp hóa và cơ giới hóa nhanh cùng với sự phát triển của các làng nghề, nền kinh tế của Việt Nam đã có bước nhảy vọt đáng kể. Đi kèm với sự phát triển kinh tế đó là nguy cơ ô nhiễm môi trường, đặc biệt tại các thành phố lớn và các làng nghề tái chế kim loại. Do đó, vấn đề nghiên cứu về môi trường trở nên cấp thiết, đặc biệt là sự ô nhiễm kim loại nặng đang thu hút sự quan tâm của các nhà quản lý, các nhà khoa học cũng như toàn cộng đồng. Ảnh hưởng của làng nghề tái chế kim loại đã làm tăng đáng kể hàm lượng Chì trong đất, thậm chí có nơi đã bị ô nhiễm. Theo nghiên cứu của Phạm Văn Khang và cộng sự (2004), hàm lượng Chì trong đất nông nghiệp tại khu vực tái chế Chì ở thôn Đông Mai, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên như sau: 14,29% số mẫu nghiên cứu có hàm lượng Chì là 100 - 200 mg/kg; 9,25% số mẫu đất có hàm lượng Chì từ 200 – 300 mg/kg; 18,5% số mẫu đất có hàm lượng Pb từ 300 - 400 mg/kg; 9,25% số mẫu có hàm lượng Pb từ 400 - 500 mg/kg; 9,25% số mẫu có hàm lượng Pb từ 500 - 600 mg/kg; 18,05% số mẫu có hàm lượng Pb từ 600 - 700 mg/kg; 4,76% có hàm lượng Chì từ 900 - 1000 mg/kg và 4,76% số mẫu có hàm lượng Pb lớn hơn 1000 mg/kg (trong tổng số 21 mẫu phân tích). Như vậy, 100% số mẫu phân tích có hàm lượng Pb vượt quá tiêu chuẩn cho phép [21]. Cũng theo tác giả Lê Văn Khoa và cộng sự (2003), ô nhiễm môi trường đất tập trung ở các làng nghề tái chế kim loại [23]. 19 Nghiên cứu ở khu vực khai thác và chế biến kẽm - Chì làng Hích - Tân Long - Thái Nguyên, Đặng Thị An và cộng sự (2008) cho thấy: hàm lượng Pb trong bãi thải cao nhất (5,3.103 - 9,2.103 ppm), tiếp đến là bãi liền kề (164 - 904 ppm), đất vườn nhà dân (27,9 - 35,8 ppm), bãi thải cũ (1,1.103 - 13.103 ppm), đất ruộng lúa cách bãi thải cũ (1271 - 3953 ppm), vườn nhà dân gần bãi thải cũ (230 - 360 ppm). Như vậy, theo TCVN 7209:2002 (>70 ppm) thì hầu hết các điểm đã bị ô nhiễm Pb, riêng khu vực vườn nhà dân gần bãi thải mới chưa bị ô nhiễm. Tuy nhiên cũng cần có giải pháp xử lý kịp thời. Cũng theo nghiên cứu của Đặng Thị An và cộng sự (2008) tại xã Chỉ Đạo thu được kết quả về hàm lượng Pb tổng số trong đất ở các ruộng lúa là từ 964 ppm đến 7070 ppm, vượt xa hơn 100 lần so với TCVN 7209:2002 (70 ppm). Chỉ tính riêng lượng Pb dễ tiêu trong đất thì cũng đã vượt TCVN (Pb dễ tiêu từ 103 đến 757 ppm). Còn tại các ruộng rau muống thì hàm lượng Pb tổng số trong đất từ 700 ppm đến 3500 ppm. Do đất bị ô nhiễm Pb quá nặng nên hàm lượng Pb được cây hấp thụ cũng rất cao. Theo tác giả thì Pb trong gạo từ 1,9 ppm đến 4,2 ppm, so với tiêu chuẩn của Hội đồng Châu Âu (EC, 2001) đối với ngũ cốc là 0,2 ppm thì gạo thí nghiệm đều vượt xa ngưỡng an toàn. Theo tính toán thì nếu ăn gạo thu được từ những ruộng trên thì chỉ qua gạo thôi một người đã tiêu thụ lượng Pb cao hơn mức an toàn 7 lần/ngày. Và nếu ăn rau muống hay dùng rau muống để nuôi lợn thì nguy cơ bị ngộ độc Pb và các bệnh do Pb gây ra sẽ càng gia tăng [5]. Nghiên cứu của Hồ Thị Lam Trà (2005) cho thấy: hàm lượng Pb tổng số trong đất phục vụ nông nghiệp chịu ảnh hưởng của các làng nghề đúc đồng và tái chế kẽm tại xã Đại Đồng, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên rất cao, dao động từ 51,2 - 313,0 mg/kg, trong đó có nhiều mẫu >200 mg/kg [29]. Theo tác giả Nguyễn Thị Lan Hương (2006) khi nghiên cứu về hàm lượng kim loại nặng ở các khu công nghiệp ngoại thành Hà Nội với 15 mẫu đất nghiên cứu có hàm lượng Chì trong đất dao động từ 8,36 đến 93,39 mg/kg. Trong đó có 6 mẫu bị ô nhiễm Pb với hàm lượng Pb trong đất là 75,39; 75,73; 78,03; 79,74; 88,02; 93,39, đó là 3 mẫu đất lấy gần đường cao tốc Thăng Long - Nội Bài và đường cao 20 tốc số 5; 2 mẫu lấy tại bãi rác Kiêu Kị - Gia Lâm và bãi rác Nam Sơn - Sóc Sơn; 1 mẫu lấy tại Tiên Dương - Đông Anh nơi có nhà máy sản xuất pin và phân sinh học. Nguyên nhân dẫn đến tích tụ Pb trong đất tại các điểm trên chính là do hoạt động giao thông, do quá trình chôn lấp rác lâu dài và do trong chất thải có hàm lượng Pb lớn nên đã dẫn đến tích đọng hàm lượng Chì trong đất [18]. Kết quả nghiên cứu của Lê Đức và cộng sự (2003) về môi trường đất vùng đồng bằng sông Hồng, ở khu vực nhà máy Pin Văn Điển hàm lượng Pb trong các nguồn nước thải là 0,012 mg/lít, trong đất là 30,737 mg/kg so với đối chứng là 18,240 mg/kg ; khu vực Hanel, Pb trong nước thải là 0,560 mg/lít, trong đất là 23,070 mg/kg so với đối chứng là 13,650 mg/kg; khu vực nhà máy Phả Lại, Pb trong nước thải là 0,013 mg/lít, trong đất là 2,320 mg/kg và đối chứng là 2 mg/kg. Đặc biệt tại làng nghề thì hàm lượng Chì trong nước thải và đất tăng cao và mức ô nhiễm (TCVN, 2002): ở làng nghề Phùng Xá, Pb trong nước thải là 5,2 mg/lít, trong đất là 304,59 mg/kg còn đối chứng là 30,76 mg/kg; ở làng nghề xã Chỉ Đạo, Pb trong nước là 3,278 mg/lít, trong đất là 273,63 mg/kg so với đối chứng là 35,11 mg/kg. 1.1.4. Tổng quan về các phương pháp xử lý kim loại nặng trong đất Hiện nay, vấn đề ô nhiễm kim loại nặng trong đất đã trở thành mối quan tâm đặc biệt của nhiều quốc gia trên thế giới, không chỉ vì mức độ độc hại của chúng mà còn là tác nhân rất khó phân hủy trong môi trường, không những đe dọa sức khỏe con người, các loài sinh vật mà còn tiềm ẩn nhiều rủi ro sinh thái khác. Tuy nhiên, làm sạch đất ô nhiễm là một quá trình đòi hỏi công nghệ phức tạp và vốn đầu tư rất cao. Để xử lý đất ô nhiễm người ta thường sử dụng những phương pháp truyền thống như: Rửa đất; cố định các chất ô nhiễm bằng phương pháp hóa học hoặc vật lý như: Xử lý nhiệt; trao đổi ion; ôxy hóa hoặc khử các chất ô nhiễm; đào đất bị ô nhiễm để chuyển đến những nơi chôn lấp thích hợp, Hầu hết những phương pháp đó rất tốn kém về kinh phí, giới hạn về kỹ thuật cũng như hạn chế về diện tích, Các công trình nghiên cứu trên thế giới đều khẳng định để xử l ý kim loại nặng trong đất có thể dùng axit clohydric thì tỷ lệ kim loại nặng bị loại là 50%, nếu dùng axit clohyđric có thêm hyđro peroxit thì tỉ lệ đó là 80%. Axit clohyđric là loại 21 axit vô cơ loại bỏ kim loại nặng có hiệu quả nhất, nhưng tỉ lệ loại bỏ các kim loại như đồng, crôm, thủy ngân và cadimi là khá thấp. Trường Đại học Tokushima Nhật Bản đã nghiên cứu axit phốtphoric loại bỏ kim loại đồng dưới 10%. Nếu dùng thêm hyđro peroxit (40% H3PO4 - 2% H2O2) thì tỉ lệ loại bỏ lên tới 92%; tỉ lệ này đối với As là 91%, Cd là 96%, Cr là 92%, Fe là 50%, Hg là 89%, Pb là 100%. Mới đây, các nhà khoa học Mỹ và Mêhicô đã cộng tác đưa ra một giải pháp mới cho vấn đề xử lý đất ô nhiễm kim loại - đó là sử dụng các lipit để loại bỏ kim loại khỏi đất. Cho đến nay, có rất ít phương pháp xử lý đất ô nhiễm kim loại. Một phương pháp thông thường là đào chỗ đất bị nhiễm độc lên và cho phản ứng với các axit như HCl hoặc HNO3 để ôxy hóa các kim loại có trong đất. Giải pháp mới do các nhà khoa học Mỹ đưa ra là sử dụng các chất hoạt động bề mặt sinh học không có độc tính. Trong trường hợp xử lý đất ô nhiễm kim loại, các chất hoạt động bề mặt sinh học là các anion mang điện tích âm nên sẽ tạo thành liên kết ion với các kim loại mang điện tích dương - liên kết này mạnh hơn, liên kết giữa kim loại với đất , nhờ đó các kim loại nhiễm độc sẽ được tách ra khỏi đất và được loại bỏ cùng dung dịch chất hoạt động bề mặt sinh học . Đây là một công nghệ có hiệu quả cao và thân thiêṇ với môi trường , có nhiều triển vọng và hữu ích cho việc xử lý vấn đề nhiễm độc kim loại. Trong những năm gần đây, công nghệ sử dụng thực vật để xử lý môi trường đang được quan tâm bởi nhiều lý do: Diện tích đất bị ô nhiễm ngày càng tăng, các kiến thức khoa học về cơ chế, chức năng của sinh vật và hệ sinh thái, áp lực của cộng đồng, sự quan tâm về kinh tế... Hai mươi năm trước đây, các nghiên cứu về lĩnh vực này còn rất ít, nhưng ngày nay, nhiều nhà khoa học đặc biệt là ở Mỹ và châu Âu đã có rất nhiều đề tài nghiên cứu cơ bản và ứng dụng công nghệ này như một công nghệ mang tính chất thương mại. Năm 1998, Cục môi trường châu Âu đánh giá hiệu quả kinh tế của các phương pháp xử lý kim loại nặng trong đất bằng phương pháp truyền thống và phương pháp sử dụng thực vật tại 1.400.000 vị trí bị ô 22 nhiễm ở Tây Âu, kết quả cho thấy chi phí trung bình của phương pháp truyền thống trên 1 hecta đất từ 0,27 đến 1,6 triệu USD, trong khi phương pháp sử dụng thực vật chi phí thấp hơn 10 đến 1000 lần. Khả năng làm sạch môi trường đất của thực vật đã được biết từ thế kỷ XVIII, tuy nhiên, mãi đến những năm 1990 phương pháp này mới được nhắc đến như một loại công nghệ mới dùng đề xử lý môi trường đất bị ô nhiễm bởi các kim loại, các hợp chất hữu cơ, thuốc súng, dư lượng thuốc bảo vệ thực vật và các chất phóng xạ. 1.2. Các nghiên cứu về thực vật hấp thu KLN trên thế giới Có ít nhất 400 loài phân bố trong 45 họ thực vật được biết là có khả năng hấp thụ kim loại. Các loài này là thực vật thân thảo hoặc thân gỗ, có khả năng tích lũy và không có biểu hiện về mặt hình thái khi nồng độ kim loại trong thân cao hơn hàng trăm lần so với các loài bình thường khác. Các loài thực vật này thích nghi một cách đặc biệt với các điều kiện môi trường và khả năng tích lũy hàm lượng kim loại cao có thể góp phần ngăn cản các loài sâu bọ và sự nhiễm nấm. Ở Liên Xô trước đây, người ta đã có những kinh nghiệm về việc sử dụng các cây trồng, ví dụ cây hoa hướng dương, để xử lý đất nhiễm phóng xạ. Một loại cỏ ở vùng Alpine có khả năng hấp thụ kẽm trong đất. Cây bạch dương hấp thụ mêtan... Cây mù tạc thuộc họ Thlaspi goesingense có khả năng hóa giải nickel. Lena Q. M. thuộc đại học Florida đã thành công trong việc nghiên cứu dùng cây dương xỉ Pteris Vittata để hấp thụ arsenic trong đất. Các nhà khoa học Trung Quốc đã dần dần hoàn thiện kỹ thuật trồng cây dương xỉ (Pteris vittata L.)