Đánh giá hàm lượng chì và ASEN trong một số loại rau trồng xung quanh khu công nghiệp Hòa Khánh thành phố Đà Nẵng.

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA SINH – MÔI TRƢỜNG
================



LƢU TUẤN VŨ


ĐÁNH GIÁ HÀM LƢỢNG CHÌ VÀ ASEN
TRONG MỘT SỐ LOẠI RAU TRỒNG XUNG QUANH
KHU CÔNG NGHIỆP HOÀ KHÁNH
THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG



KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP




Đà Nẵng – Năm 2015
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA SINH – MÔI TRƢỜNG
================



LƢU TUẤN VŨ

ĐÁNH GIÁ HÀM LƢỢNG CHÌ VÀ ASEN
TRONG MỘT SỐ LOẠI RAU TRỒNG XUNG QUANH
KHU CÔNG NGHIỆP HOÀ KHÁNH
THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

Ngành: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN – MÔI TRƢỜNG


Ngƣời hƣớng dẫn: ThS. Đoạn Chí Cƣờng





Đà Nẵng – Năm 2015
LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong khóa luận là trung thực và chưa từng được ai
công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Đà Nẵng, ngày 5 tháng 5 năm 2015
Sinh viên thực hiện



Lƣu Tuấn Vũ

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đề tài này, em xin bày tỏ lời cảm ơn đến thầy Đoạn Chí
Cường thuộc khoa Sinh – Môi trường, trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng, người đã
chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ em hết sức tận tình trong suốt thời gian thực hiện đề
tài.
Đồng thời em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quý báu của các thầy cô
trong khoa Sinh – Môi trường, trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng. Bên
cạnh đó, em cũng xin cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của bạn Ngô Quang Hợp, Phạm
Thị Thuý Ngà, Trần Hữu Trường, Trần Thị Lan Hương, Phan Nhật Trường, sinh
viên khoa Sinh – Môi trường – Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng, cùng với sự
giúp đỡ, động viên từ phía gia đình và bạn bè.
Em xin chân thành cảm ơn.

Đà Nẵng, tháng 5 năm 2015



Lƣu Tuấn Vũ

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1
2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 3
2.1. Mục tiêu tổng quát 3
2.2. Mục tiêu cụ thể 3
3. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 3
4. BỐ CỤC CỦA KHÓA LUẬN 3
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
1.1. Tổng quan về vùng nghiên cứu 4
1.2. Đặc điểm một số loại rau trồng xung quanh KCN Hòa Khánh 5
1.3. Một số đặc điểm và độc tính của chì và asen 7
1.3.1. Tác dụng sinh hóa của KLN đối với con người và môi trường 7
1.3.2. Tính chất độc hại của các kim loại Asen(As) và Chì(Pb) 7
1.4. Cơ chế hấp thụ KLN của thực vật 13
1.5. Một số nghiên cứu liên quan đến đề tài 15
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG – NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU 23
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 23

2.2. Nội dung đề tài 24
2.3. Phương pháp nghiên cứu 24
2.3.1. Phương pháp hồi cứu số liệu 24
2.3.2. Phương pháp lấy và xử lý mẫu 24
2.3.3. Phương pháp phân tích 25
2.3.4.Phương pháp xác định hệ số vận chuyển (TF) và hệ số tích luỹ sinh
học BAF 26
2.3.5.Phương pháp đánh giá rủi ro sức khỏe bằng chỉ số THQ
27
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 29
3.1. Hàm lượng KLN trong đất 29
3.2. Hàm lượng KLN trong rau 33
3.3. Đánh giá mức độ hấp thụ KLN của rau 44
3.4. Đánh giá rủi ro của kln trong rau đối với sức khoẻ con người 47
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49
1. KẾT LUẬN 49
2. KIẾN NGHỊ 49
TÀI LIỆU THAM KHẢO 51
PHỤ LỤC 58

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

BAF Yếu tố tích luỹ sinh học (Bioaccumulation Factor)
BNNPTNN Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
FAO Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc
(Food and Agriculture Organization of the United Nations)
KCN Khu công nghiệp
KLN Kim loại nặng
QCVN Quy chuẩn Việt Nam
TCCP Tiêu chuẩn cho phép
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
TF Hệ số vận chuyển (Translocation Factor)
WHO Tổ chức Y tế thế giới (World Health Organization)

DANH MỤC BẢNG

















Số hiệu
bảng
Tên bảng
Trang
Bảng 1.1
Đặc điểm của các loại rau Cải cúc, rau Quế, rau Ngò
6
Bảng 3.1
Hàm lượng As, Pb trong môi trường đất, nước, bèo
29

Bảng 3.2
Hàm lượng KLN có trong các mẫu rau
36
Bảng 3.3
Giá trị TF và BAF của As và Pb trong rau
44
Bảng 3.4
Chỉ số nguy hại THQ của các KLN As, Pb đối với nam
– nữ trưởng thành (độ tuổi từ 18 đến 35)
47
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Số hiệu
hình
Tên hình
Trang
Hình 2.1
Khu vực lấy mẫu
23
Hình 2.2
Rau Cải cúc
23
Hình 2.3
Rau Quế
23
Hình 2.4
Rau Ngò
23
Hình 3.1
Hàm lượng Pb trong đất
30

Hình 3.2
Hàm lượng As trong đất
32
Hình 3.3
Hàm lượng Pb trong thân lá các loại rau
37
Hình 3.4
Hàm lượng Pb trong rễ các loại rau
39
Hình 3.5
Hàm lượng As trong thân lá các loại rau
41
Hình 3.6
Hàm lượng Pb trong rễ rau Cải cúc
42
Hình 3.7
Hàm lượng Pb trong rễ rau Quế
43








1
MỞ ĐẦU

1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Trong những năm gần đây, Đà Nẵng trở thành đô thị tiên tiến luôn đi đầu
trong phát triển kinh tế, xây dựng cơ sở hạ tầng, góp phần to lớn vào sự phát
triển chung của cả nước. Không những nổi tiếng với những danh lam thắng
cảnh được cả thế giới biết đến, Đà Nẵng còn xây dựng cho mình một chỗ
đứng vững chắc trong hệ thống phát triển kinh tế trong khu vực. Trên địa bàn
thành phố hiện nay 6 có tổng cộng 6 KCN đang hoạt động, có thể kể đến như
KCN Hoà Cầm, KCN Hoà Khánh, KCN Đà Nẵng, đóng góp đáng kể trong sự
phát triển kinh tế của khu vực nói riêng, cả nước nói chung. Tuy nhiên, chính
quá trình phát triển kinh tế tập trung đó lại mang lại những tác động tiêu cực
cho chính môi trường và cộng đồng địa phương. Nghiêm trọng nhất có thể
nhắc tới vấn đề ô nhiễm nguồn nước tại KCN Hoà Khánh, với đặc thù là một
KCN trẻ, việc các nhà đầu tư vẫn liên tục đầu tư mở rộng KCN làm cho các
áp lực môi trường mà KCN này gây nên với môi trường xung quanh KCN
ngày càng lớn. Thực tế cho thấy rằng, lượng nước thải được các cơ sở sản
xuất thuộc KCN xả thải ra môi trường hiện nay đều chưa được xử lý đảm bảo,
gây thay đổi nghiêm trọng đến chất lượng nước tại các khu vực xung quanh
KCN, đặc biệt là tình trạng ô nhiễm KLN. Bàu Tràm thuộc khu vực Hoà Hiệp
Nam, quận Liên Chiểu là bàu thuỷ lợi lớn nhất tại khu vực, ngoài chức năng
là một hệ sinh thái thuỷ sinh tại khu vực, nước trong bàu còn được người dân
tại các vùng nông nghiệp lân cận sử dụng chính như nước thuỷ lợi phục vụ
cho sinh hoạt, tưới tiêu. Chính vì vậy, việc thông tin nguồn nước này có nguy
cơ bị ô nhiễm KLN cao gây hoang mang cho người dân trong khu vực khi mà
đây chính là nguồn nước người dân phục vụ cho việc sản xuất. Do đó việc

2
trồng rau, cây lương thực trên đất, nước tưới có nguy cơ ô nhiễm cũng làm
cho các loại thực phẩm này mang khả năng bị ô nhiễm KLN là rất cao.
Nghiên cứu các loại thực phẩm được người dân trồng để phục vụ cho
đời sống và buôn bán cho thấy thực tế rằng các loại rau mùi như: Ngò
(Coriandrum sativum), Quế (Ocimum basilicum) hay Cải cúc (Glebionis

coronaria) được người dân ở đây trồng với số lượng lớn và phục vụ quanh
năm. Những loại rau này đều có khả năng bị nhiễm KLN hàm lượng cao nếu
được trồng trong điều kiện nơi sản xuất ô nhiễm KLN, và việc sử dụng những
thực phẩm bị ô nhiễm KLN trong thời gian dài có thể dẫn tới tích luỹ lượng
lớn KLN trong cơ thể, gây rối loạn chức năng của các cơ quan tối quan trọng
của cơ thể. Nhưng có một thực tế là việc nghiên cứu đánh giá chất lượng
những loại thực phẩm này vẫn chưa được chú trọng. Vì vậy, các đánh giá về
khả năng hấp thụ KLN của các loại rau xanh được trồng xung quanh KCN
Hoà Khánh không nhưng cho thấy được những con số phân tích thống kê, cụ
thể về hàm lượng KLN có trong rau xanh, cho chúng ta một cái nhìn tổng
quan về tình hình ô nhiễm KLN tại khu vực nghiện cứu mà còn giúp cho thấy
rõ câu trả lời của các câu hỏi thực tế là: ―Rau xanh ở đây có bị ô nhiễm KLN
không? Hàm lượng bao nhiêu? Ô nhiễm từ những nguồn nào?‖ hay ―Rau
xanh tại khu vực nghiên cứu hấp thụ KLN và tích luỹ như thế nào?‖, đóng
góp đáng kể cho công tác quản lí môi trường, quản lí sản xuất trong vùng,
giúp nâng cao hiệu quả quản lý và hạn chế tối đa các tác động ảnh hưởng đến
môi trường và con người tại vùng nghiên cứu.
Chính vì những lí do trên, tôi quyết định chọn đề tài khoá luận tốt nghiệp
là: “Đánh giá hàm lƣợng Chì và Asen trong một số loại rau trồng xung
quanh khu công nghiệp Hoà Khánh”.




3
2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
2.1. Mục tiêu tổng quát
Nghiên cứu tập trung đánh giá khả năng hấp thụ và tích luỹ Chì (Pb) và
Asen (As) của một số loại rau trồng xung quanh KCN Hoà Khánh.
2.2. Mục tiêu cụ thể

Xác định được hàm lượng KLN trong các bộ phận khác nhau của rau
xanh (thân lá, rễ) và trong các yếu tố môi trường (đất, nước, bèo tây).
Đánh giá được rủi rỏ sức khoẻ của người dân sử dụng rau trồng xung
quanh KCN Hoà Khánh.
3. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
Đề tài góp phần giảm thiểu ảnh hưởng của tình trạng ô nhiễm KLN tới
môi trường và sức khoẻ người dân hoạt động nông nghiệp xung quanh KCN.
Đề tài giúp xác định khả năng hấp thụ và tích luỹ KLN của các loại rau
xanh được trồng quanh KCN, cung cấp những dữ liệu quan trọng cho các nhà
quản lý môi trường trong việc đánh giá, đề ra các biện pháp giảm thiểu tác
động của khu vực ô nhiễm tới môi trường tự nhiên và kinh tế - xã hội lân cận.
4. BỐ CỤC CỦA KHÓA LUẬN
Ngoài các phần Mở đầu, Kết luận và kiến nghị ra thì bố cục của Khóa
luận tốt nghiệp này gồm có 3 chương, trong đó:
Chương 1. Tổng quan tài liệu có nội dung chính là giới thiệu một số
nghiên cứu liên quan đến đề tài, tổng quan về các đối tượng nghiên cứu.
Chương 2. Đối tượng, nội dung và phương pháp có nội dung chính là nêu
được các đặc điểm của khu vực nghiên cứu, các KLN, các loại rau, các nội
dung nghiên cứu, và các phương pháp được áp dụng trong nghiên cứu.
Chương 3. Kết quả và biện luận giúp trình bày cụ thể từng kết quả và
biện luận gồm 4 nội dung chính hàm lượng KLN trong đất, hàm lượng KLN
trong rau, mức độ hấp thụ KLN của rau, đánh giá rủi ro sức khỏe của KLN
trong rau đối với sức khỏe con người.

4
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. TỔNG QUAN VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU
Quận Liên Chiểu nằm ở phía Bắc thành phố Đà Nẵng, phía Bắc giáp

với Thừa Thiên Huế, phía Đông là vịnh Đà Nẵng, phía Đông Nam giáp với
quận Thanh Khê, phía Tây và phía Nam giáp với huyện Hoà Vang. Là của
ngõ chính ra vào của thành phố, có đường quốc lộ đi qua và hầm đường bộ
Nam Hải Vân; là nơi tập trung 2 KCN lớn của thành phố, trong tương lai cảng
nước sâu Liên Chiểu và ga đường sắt Bắc Nam sẽ được xây dựng.
Trong những năm qua cùng với quá trình đô thị hóa của thành phố,
quận Liên Chiểu cũng đã không ngừng phát triển nhanh về cơ sở hạ tầng và
kinh tế - xã hội của địa phương. Nhiều dự án, công trình mới (hiện nay có
khoảng 114 dự án đã và đang được triển khai) và 2 KCN (Hòa Khánh, Liên
Chiểu), cụm Công nghiệp Thanh Vinh, đã tạo nên diện mạo mới, đặc thù cho
bộ mặt đô thị quận. Bên cạnh những mặt tích cực của quá trình phát triển luôn
đi kèm với những tác động xấu đến môi trường, làm cho chất lượng môi
trường ngày càng suy giảm.
Vấn đề quản lý và bảo vệ môi trường cũng đã được quận quan tâm nhiều
hơn trong những năm gần đây, tuy nhiên thực trạng chất lượng môi trường (từ
năm 2011 – đến nay) trên địa bàn quận nhìn chung diễn biến khá phức tạp.
Một mặt đã có những chuyển biến khá tích cực, song cũng tồn tại những vấn
đề môi trường chưa được giải quyết triệt để, cục bộ còn ô nhiễm, nảy sinh
những điểm ô nhiễm mới và dự báo sẽ có nguy cơ ô nhiễm cao ở một số nơi
do quá trình phát triển của kinh tế - xã hội và sự suy giảm tài nguyên. Chính
những vấn đề môi trường nay đã ảnh hưởng trực tiếp đến các vùng nông

5
nghiệp xung quanh các KCN, ảnh hưởng đến người dân xung quanh thông
qua nhiều con đường khác nhau.
1.2. ĐẶC ĐIỂM MỘT SỐ LOẠI RAU TRỒNG XUNG QUANH KCN
HÕA KHÁNH
Rau xanh là cây trồng ngắn ngày có giá trị dinh dưỡng và hiệu quả cao
nên được người dần trồng và sử dụng từ lâu. Rau xanh có ý nghĩa quan trọng
trong chế độ dinh dưỡng của con người, thành phần rau xanh chưa nhiều sinh

tố, chất khoáng, vitamin, chất sơ thiết yếu đối với cơ thể. Rau xanh có khả
năng thích nghi tốt, có thể sống ở đa dạng các môi trường (trên cạn, dưới
nước), và đặc biệt nhanh thu hoạch và khá dễ trồng, có thể đây chính là những
đặc điểm làm cho rau xanh được người dân chọn làm một loại thực phẩm
được dùng tương đối phổ biến trong đời sống. Một số đặc điểm của các loại
rau cụ thể được trình bày tại bảng 1.1 dưới đây.
















6
Bảng 1.1. Đặc điểm của các loại rau Cải cúc, rau Quế, rau Ngò
Tên rau
Đặc điểm sinh học
Đặc điểm canh tác
Rau Cải cúc
(Glebionis
coronaria)

Tần ô sống quanh năm, thân có thể
cao tới 1.2 mét, lá ôm vào thân, xẻ
thành hình lông chim hai lần với
những thuỳ hình trứng hay hình thìa
không đều. Cụm hoa ở nách lá, bông
hoa ở mép màu vàng sẫm, các hoa ở
giữa đầu màu vàng lục, mùi thơm.
Người ta thường dùng lá tần ô làm rau
để chế biến thức ăn. Tại Đà Nẵng,
người dân trồng rau Cải cúc quanh
năm, tập trung vào tháng 8 đến tháng 5
năm sau. Thời gian thu hoạch của rau
Cải cúc là khoảng 30 đến 45 ngày tuỳ
thuộc vào thời tiết.
Rau Quế
(Ocimum
basilicum)
Còn được gọi là rau Húng quế, cây
cao chừng 0,3m, lá rậm, xanh thẫm,
mùi vị nồng, thơm. Húng Quế được
dùng làm gia vị.
Tại khu vực nghiên cứu, rau Quế được
người dân trồng quanh năm và đa số
được đưa đi cung cấp tại các chợ lớn
trên địa bàn quận. Thời gian để thu
hoạch một vụ rau Quế là khoảng 30 –
35 ngày
Rau Ngò
(Coriandrum

sativum)

Cao 35 – 50 cm, thân nhẵn, phía trên
phân nhánh. Lá ở gốc có cuống dài,
có 1 đến 3 lá chét, lá chét hình hơi
tròn, xẻ thành 3 thuỳ có khía răng to
và tròn; những lá phía trên có lá chét
chia thành những thùy hình sợi nhỏ
và nhọn. Hoa trắng hay hơi hồng,
hợp thành tán gồm 3 - 5 gọng. Rau
được sử dụng làm rau gia vị.
Rau Ngò được người dân trồng quanh
nằm để phục vụ cho nhu cầu sử dụng
và bán tại các chợ lớn trên địa bàn
quận. Thời gian thu hoạch một vụ Ngò
khoảng 80 – 90 ngày.







7
1.3. MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM VÀ ĐỘC TÍNH CỦA CHÌ VÀ ASEN
1.3.1. Tác dụng sinh hóa của KLN đối với con ngƣời và môi trƣờng
Các KLN ở nồng độ vi lượng là các nguyên tố dinh dưỡng cần thiết cho
sự phát triển bình thường của cơ thể. Tuy nhiên, nếu vượt qua ngưỡng giới
hạn cho phép thì chúng lại gây tác động ngược lại hết sức nguy hại đối với
sức khoẻ của chúng ta.

Các KLN xâm nhập vào cơ thể thông qua các chuỗi thức ăn. Khi đó,
chúng sẽ tác động đến các chu trình sinh hoá, gây rối loạn, ngăn cản quá trình
này và trong nhiều trường hợp, chúng còn có thể gây ra những hậu quả
nghiệm trọng. Về mặt sinh hoá, các KLN có ái lực lớn với các nhóm –SH, -
SCH3 của các nhóm enzyme trong cơ thể. Vì thế, các enzym này nếu chịu tác
động của việc cơ thể bị nhiễm độc KLN đều có khả năng bị mất hoạt tính, cản
trờ quá trình tổng hợp protein của cơ thể.
1.3.2. Tính chất độc hại của các kim loại Asen(As) và Chì(Pb)
a. Đặc điểm và tính chất độc hại của nhiễm độc Asen (As)
Asen hay còn gọi là thạch tín, một nguyên tố hóa học có ký
hiệu As và số nguyên tử 33. Asen lần đầu tiên được Albertus Magnus (Đức)
viết về nó vào năm 1250. Khối lượng nguyên tử của nó bằng 74,92. Vị trí của
nó trong bảng tuần hoàn được đề cập ở bảng mé bên phải. Asen là một á
kim gây ngộ độc khét tiếng và có nhiều dạng thù hình: màu vàng (phân tử phi
kim) và một vài dạng màu đen và xám (á kim) chỉ là số ít mà người ta có thể
nhìn thấy. Ba dạng có tính kim loại của asen với cấu trúc tinh thể khác nhau
cũng được tìm thấy trong tự nhiên (các khoáng vật asen sensu stricto và hiếm
hơn là asenolamprit cùng parasenolamprit), nhưng nói chung nó hay tồn tại
dưới dạng các hợp chất asenua và asenat. Vài trăm loại khoáng vật như thế đã
được biết tới. Asen và các hợp chất của nó được sử dụng như là thuốc trừ dịch
hại, thuốc trừ cỏ, thuốc trừ sâu và trong một loạt các hợp kim.

8
Trạng thái ôxi hóa phổ biến nhất của nó là -3 (asenua: thông thường
trong các hợp chất liên kim loại tương tự như hợp kim), +3 (asenat (III) hay
asenit và phần lớn các hợp chất asen hữu cơ), +5 (asenat (V): phần lớn các
hợp chất vô cơ chứa ôxy của asen ổn định). Asen cũng dễ tự liên kết với chính
nó, chẳng hạn tạo thành các cặp As-As trong sulfua đỏ hùng hoàng (α-As
4
S

4
)
và các ion As
4
3-
vuông trong khoáng coban asenua có tên skutterudit. Ở trạng
thái ôxi hóa +3, tính chất hóa học lập thể của asen chịu ảnh hưởng bởi sự có
mặt của cặp electron không liên kết [20].
Asen về tính chất hóa học rất giống với nguyên tố đứng trên nó
là phốtpho. Tương tự như phốtpho, nó tạo thành các ôxít kết tinh, không màu,
không mùi như As
2
O
3
và As
2
O
5
là những chất hút ẩm và dễ dàng hòa tan
trong nước để tạo thành các dung dịch có tính axít. Axít asenic (V), tương tự
như axít phốtphoric, là một axít yếu. Tương tự như phốtpho, asen tạo thành
hiđrua dạng khí và không ổn định, đó là arsin (AsH
3
). Sự tương tự lớn đến
mức asen sẽ thay thế phần nào cho phốtpho trong các phản ứng hóa sinh học
và vì thế nó gây ra ngộ độc. Tuy nhiên, ở các liều thấp hơn mức gây ngộ độc
thì các hợp chất asen hòa tan lại đóng vai trò của các chất kích thích và đã
từng phổ biến với các liều nhỏ như là các loại thuốc chữa bệnh cho con người
vào giữa thế kỷ 18.
Khi bị nung nóng trong không khí, nó bị ôxi hóa để tạo ra triôxít asen;

hơi từ phản ứng này có mùi như mùi tỏi. Mùi này cũng có thể phát hiện bằng
cách đập các khoáng vật asenua như asenopyrit bằng búa. Asen (và một số
hợp chất của asen) thăng hoa khi bị nung nóng ở áp suất tiêu chuẩn, chuyển
hóa trực tiếp thành dạng khí mà không chuyển qua trạng thái lỏng. Trạng thái
lỏng xuất hiện ở áp suất 20 átmốtphe trở lên, điều này giải thích tại sao điểm
nóng chảy lại cao hơn điểm sôi. Asen nguyên tố được tìm thấy ở nhiều dạng
thù hình rắn: dạng màu vàng thì mềm, dẻo như sáp và không ổn định, và nó
làm cho các phân tử dạng tứ diện As
4
tương tự như các phân tử của phốtpho

9
trắng. Các dạng màu đen, xám hay 'kim loại' hơi có cấu trúc kết tinh thành lớp
với các liên kết trải rộng khắp tinh thể. Chúng là các chất bán dẫn cứng với
ánh kim. Tỷ trọng riêng của dạng màu vàng là 1,97 g/cm³; dạng ―asen xám‖
hình hộp mặt thoi nặng hơn nhiều với tỷ trọng riêng 5,73 g/cm³; các dạng á
kim khác có tỷ trọng tương tự [20].
Asen là một thành phần tự nhiên của vỏ trái đất, thường có trong rau
quả, thực phẩm, trong cơ thể động vật với nồng độ rất nhỏ. Khi tiếp xúc với
môi trường ô nhiễm asen, asen xâm nhập vào cơ thể, khi đó hầu hết asen được
chuyển hóa thành dạng hữu cơ ít độc hơn và thải ra ngoài trong vài ngày,
nhưng một lượng không nhỏ asen vẫn tích tụ lại trong não, các mô da, tóc
móng, răng, trong các bộ phận giàu biểu mô như thực quản, dạ dày, ruột
non…Asen gây độc ở 4 nhóm cơ quan chính: hệ tiêu hóa, da, hệ thần kinh
trung ương, thần kinh vận động. Nếu bị nhiễm độc từ từ mỗi ngày một ít thì
tùy theo lượng asen vào cơ thể và thể tạng mỗi người có thể xuất hiện nhiều
biến đổi bệnh lý như: biến đổi sắc tố da, sừng hóa, ung thư da và ung thư một
số cơ quan nội tạng, các bệnh về hô hấp, phổi…Tác hại của asen đối với phụ
nữ và trẻ em là lớn nhất.
Triệu chứng ngộ độc cấp tính: bị dịch tả, xuất hiện rất nhanh, có khi

ngay sau khi ăn phải Asen nạn nhân liền bị nôn mửa, đau bụng, ỉa chảy, khát
nước dữ dội, mạch đập yếu, mặt nhợt nhạt rồi thâm tím, nặng thì nạn nhận
chết ngày sau 24h. Ngộ độc mãn tính: Do tích luỹ Asen trong thời gian dài
với liều lượng nhỏ nên nạn nhân thường có triệu chứng: mặt xám, tóc rụng,
viêm dạ dày và ruột, đau mắt, đau tai, cảm giác về sự di chuyển bị rối loạn,
Asen xuất hiện trong nước tiểu, yếu dần, gầy còm, kiệt sức, có thể tử vong sau
đó vài tháng, vài năm [20].
b. Đặc điểm và tính chất độc hại của nhiễm độc Chì (Pb)
Chì là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn hóa học viết tắt
là Pb (Latin: Plumbum) và có số nguyên tử là 82. Chì có hóa trị phổ biến là II,

10
có khi là IV. Chì là một kim loại mềm, nặng, độc hại và có thể tạo hình. Chì
có màu trắng xanh khi mới cắt nhưng bắt đầu xỉn màu thành xám khí tiếp xúc
với không khí. Chì dùng trong xây dựng, ắc quy chì, đạn, và là một phần của
nhiều hợp kim. Chì có số nguyên tố cao nhất trong các nguyên tố bền.
Khi tiếp xúc ở một mức độ nhất định, chì là chất độc đối với động vật
cũng như con người. Nó gây tổn thương cho hệ thần kinh và gây ra rối loạn
não. Tiếp xúc ở mức cao cũng gây ra rối loạn máu ở động vật. Giống với thủy
ngân, chì là chất độc thần kinh tích tụ trong mô mềm và trong xương. Nhiễm
độc chì đã được ghi nhận từ thời La Mã cổ đại, Hy Lạp cổ đại, và Trung Quốc
cổ đại [20].
Chì có màu trắng bạc và sáng, bề mặt cắt còn tươi của nó xỉ nhanh
trong không khí tạo ra màu tối. Nó là kim loại màu trắng xanh, rất mềm, dễ
uốn và nặng, và có tính dẫn điện kém so với các kim loại khác. Chì có tính
chống ăn mòn cao, và do thuộc tính này, nó được sử dụng để chứa các chất ăn
mòn (như axit sulfuric). Do tính dễ dát mỏng và chống ăn mòn, nó được sử
dụng trong các công trình xây dựng như trong các tấm phủ bên ngoài các khới
lợp. Chì kim loại có thể làm cứng bằng cách thêm vào một lượng
nhỏ antimony, hoặc một lượng nhỏ các kim loại khác như canxi.

Chì dạng bột cháy cho ngọn lửa màu trắng xanh. Giống như nhiều kim
loại, bộ chì rất mịn có khả năng tự cháy trong không khí. Khói độc phát ra khi
chì cháy.Các dạng ôxi hóa khác nhau của chì dễ dàng bị khử thành kim loại.
Ví dụ như khi nung PbO với các chất khử hữu cơ như glucose. Một hỗn hợp
ôxít và sulfua chì nung cùng nhau cũng tạo thành kim loại.
2 PbO + PbS → 3 Pb + SO
2

Chì kim loại chỉ bị ôxi hóa ở bề ngoài trong không khí tạo thành một
lớp chì ôxít mỏng, chính lớp ôxít này lại là lớp bảo vệ chì không bị ôxi hóa
tiếp. Chì kim loại không phản ứng với các axit sulfuric hoặc clohydric. Nó

11
hòa tan trong axit nitric giải phóng khí nitơ ôxít và tạo thành dung dịch
chứa Pb(NO
3
)
2
.
3 Pb + 8 H
+
+ 8 NO
3
- → 3 Pb
2+
+ 6 NO
3
- + 2 NO + 4 H
2
O

Khi nung với các nitrat của kim loại kiềm, chì bị ôxi hóa thành PbO, và
kim loại kiềm nitrat. PbO đặc trưng cho mức ôxi hóa +2 của chì. Nó hòa tan
trong axit nitric và acetic tạo thành các dung dịch có khả năng kết tủa các
muối của chì sulfat, cromat, cacbonat (PbCO
3
), và Pb
3
(OH)
2
(CO
3
)
2
. Chì
sulfua cũng có thể được kết tủa từ các dung dịch acetat. Các muối này đều rất
kém hòa tan trong nước. Trong số các muối halua, iodua là ít hòa tan hơn
bromua, và bromua ít hòa tan hơn clorua.
Chì (II) ôxít cũng hòa tan trong các dung dịch hydroxit kim loại kiềm
để tạo thành muối plumbit tương ứng.
PbO + 2 OH
−
+ H
2
O → Pb(OH)
4
2-

Clo hóa các dung dịch muối trên sẽ tạo ra chì có trạng thái ôxi hóa +4.
Pb(OH)
4

2-
+ Cl
2
→ PbO
2
+ 2 Cl
−
+ 2 H
2
O
Chì diôxit là một chất ôxi hóa mạnh. Muối clo ở trạng thái ôxi hóa này
khó được tạo ra và dễ bị phân hủy thành chì(II) clorua và khí clo. Muối iodua
và bromua của chì(IV) không tồn tại. Chì dioxit hòa tan trong các dung dịch
hydroxit kim loại kiềm để tạo ra các muối plumbat tương ứng.
PbO
2
+ 2 OH
−
+ 2 H
2
O → Pb(OH)
6
2-

Chì cũng có trạng thái ôxi hóa trộn lẫn giữa +2 và +4, đó là chì
đỏ (Pb
3
O
4
).

Chì dễ dàng tạo thành hợp kim đồng mol với kim loại natri, hợp kim
này phản ứng với các alkyl halua tạo thành các hợp chất hữu cơ kim loại của
chì như tetraethyl chì [20].
Ngộ độc cấp tính chì thường ít gặp. Ngộ độc mãn tính thường diễn ra là do
ăn thức ăn có chưa hàm lượng chì nhất định, tuy ít nhưng liên tục hàng ngày.
Chỉ cần cơ thể hấp thụ 1 mg chì trở lên sau một vài năm, sẽ có những triệu

12
chứng đặc biệt: hơi thở hôi, sưng lợi với viền đen ở lợi, da vàng, đau bụng,
táo bón, đau khớp xương, bại liệt chi trên (tay biến dạng), mạch yếu, nước
tiểu ít, đối với phụ nữ dễ bị hư thai. Đối với trẻ em có mức hấp thụ chì cao
gấp 3-4 lần người lớn. Chì tích tụ ở xương, cản trở chuyển hóa Canxi bằng
cách kìm hãm sự chuyển hóa vitamin D, gây độc cả cơ quan thần kinh trung
ương lẫn thần kinh ngoại biên. Đặc biệt, Chì gây tác động mãn tính tới phát
triển trí tuệ. Ngộ độc Chì còn gây ra biến chứng viêm não ở trẻ em.
Chì tác động lên hệ thống enzyme vận chuyển hiđro gây nên một số rối
loạn cơ thể, trong đó chủ yếu là rối loạn bộ phận tạo huyết (tủy xương). Tùy
theo mức độ nhiễm độc có thể gây ra những tai biến, nếu nặng có thể gây tử
vong.Với những phụ nữ có thai thường xuyên tiếp xúc với chì khả năng sẩy
thai hoặc thai nhi chết sau khi sinh là rất lớn. Chì có tác dụng rất độc hại cho
cơ thể con người và có thể gây ra một số bệnh kinh niên, mãn tính, ví dụ như
bệnh thận hay bệnh thần kinh [20].
c. Sự tồn tại và chuyển hóa của Pb trong đất và trong cây
Dạng hóa học của Pb trong đất chủ yếu là các muối dễ tan (clorua,
bromua), hợp chất hữu cơ hấp phụ trên keo sét, axit humuc và các hợp chất
khó tan (cacbonat, hydroxyt). Điều kiện khí hậu hình thành đất ảnh hưởng rất
lớn tới dạng tồn tại của Pb. Trong đất vùng nhiệt đới, Pb tồn tại ở dạng
hydroxyt là chủ yếu.
Trong tự nhiên Pb có nhiều dưới dạng PbS và bị chuyển hóa
thành PbSO

4
do quá trình phong hóa. Pb
2+

sau khi được giải phóng sẽ tham
gia vào nhiều quá trình khác nhau trong đất như bị hấp phụ bởi khoáng sét,
chất hữu cơ hoặc oxit kim loại. Hoặc bị cố định trở lại dưới dạng các
hợp chất Pb(OH)
2
, PbCO
3
, PbS, PbO, Pb
3
(PO
4
)
3
OH. Pb bị hấp phụ trao đổi
chỉ chiếm tỷ lệ nhỏ (< 5%) hàm lượng chì trong đất. Pb cũng có khả năng kết
hợp với chất hữu cơ để hình thành các chất bay hơi như (CH
3
)
4
Pb. Trong

13
đất, Pb tồn tại khá bền vững dưới dạng các phức hệ với chất hữu cơ. Pb
2+

trong đất có khả năng thay thế ion K

+

trong các phức hệ hấp phụ có nguồn
gốc hữu cơ hoặc khoáng sét.
Mặc dù Pb xuất hiện rất tự nhiên trong cơ thể của nhiều loài thực vật
nhưng nó không đóng vai trò quan trọng nào trong quá trình trao đổi chất. Pb
được hấp thu thụ động vào thực vật và tỷ lệ hấp thu bị giảm đi do bón vôi và
nhiệt độ thấp. Pb không bị hòa tan hoàn toàn trong đất nhưng nó vẫn
được hấp thụ qua lông hút và được dự trữ trong thành tế bào. Khi Pb ở dạng
hòa tan trong dung dịch dinh dưỡng, rễ thực vật có khả năng hấp thụ một
lượng lớn nguyên tố này, tỷ lệ hấp thu tỷ lệ thuận với việc tăng nồng độ chất
dinh dưỡng trong dung dịch theo thời gian. Sự di chuyển của Pb từ rễ đến các
phần của thực vật trên mặt đất khá giới hạn, chỉ 3% Pb trong rễ được vận
chuyển đến các phần non .
Một số nghiên cứu cho rằng Pb có ảnh hưởng độc trong một số quá
trình quang hợp, sự phân bào, sự hấp thụ nước, tuy nhiên dấu hiệu độc trong
thực vật là không đặc trưng. Sự tích lũy sinh học cao nhất của Pb chủ yếu là
qua lá [20].
1.4. CƠ CHẾ HẤP THỤ KLN CỦA THỰC VẬT
Hầu hết các loài thực vật rất nhạy cảm với sự có mặt của các ion
kim loại, thậm chí ở nồng độ rất thấp. Tuy nhiên, vẫn có một số loài
thực vật không chỉ có khả năng sống được trong môi trường ô nhiễm kim
loại độc hại mà còn có khả năng hấp thụ và tích lũy các kim loại này trong
các bộ phận khác nhau của chúng. Thực vật có nhiều cách phản ứng khác
nhau đối với sự có mặt của các ion kim loại trong môi trường. Có nhiều
giả thuyết đã được đưa ra để giải thích cơ chế vận chuyển, hấp thụ và loại bỏ
KLN trong thực vật, hình thành một phức hợp tách kim loại ra khỏi đất, tích
luỹ trong các bộ phận của cây, sau đó được loại bỏ qua lá khô, rửa trôi

14

qua biểu bì, bị đốt cháy hoặc đơn thuần là phản ứng tự nhiên của cơ thể thực
vật.
* Có 4 giả thiết về cơ chế hấp thụ KLN của thực vật
Giả thuyết sự hình thành phức hợp: cơ chế loại bỏ các kim loại độc
của các loài thực vật bằng cách hình thành một phức hợp. Phức hợp này có
thể là chất hoà tan, chất không độc hoặc là phức hợp hữu cơ - kim loại được
chuyển đến các bộ phận của tế bào có các hoạt động trao đổi chất thấp (thành
tế bào, không bào), ở đây chúng được tích luỹ ở dạng các hợp chất hữu cơ
hoặc vô cơ bền vững.
Giả thuyết về sự lắng đọng: các loài thực vật tách kim loại ra khỏi đất, tích
luỹ trong các bộ phận của cây, sau đó được loại bỏ qua lá khô, rửa trôi
qua biểu bì hoặc bị đốt cháy.
Giả thuyết hấp thụ thụ động: sự tích luỹ kim loại là một sản phẩm
phụ của cơ chế thích nghi đối với điều kiện bất lợi của đất (ví dụ như cơ chế
hấp thụ Ni trong loại đất serpentin).
Sự tích luỹ kim loại là cơ chế chống lại các điều kiện stress vô sinh
hoặc hữu sinh: hiệu lực của kim loại chống lại các loài vi khuẩn, nấm ký
sinh và các loài sinh vật ăn lá đã được nghiên cứu.
Theo Lê Huy Bá, con đường xâm nhập của độc chất vào cơ thể thực
vật có hai trường hợp:
+ Trường hợp 1: Độc chất thường được hấp thụ qua rễ. Quá trình này
được chia thành hai giai đoạn: giai đoạn đầu chủ động hấp thụ trao đổi. Đến
khi cây có biểu hiện nhiễm độc, thực vật sẽ hạn chế sự hấp thu, đồng thời đó
cũng là phản ứng tự vệ của thực vật khi nhận ra chất độc. Chính vì vậy mà
nhiều loài thực vật sống trong môi trường đất, độc chất tích lũy nhiều ở rễ, ít
ở thân lá và rất ít ở hoa, quả, hạt. Đó là sự phản ứng tự vệ của thực vật.
+ Trường hợp 2: là sự xâm nhập đơn thuần do khuếch tán từ nồng độ
độc cao trong dung dịch đất vào cơ thể thực vật. Hiện tượng này xảy ra mạnh

15

khi sự đề kháng của cây không còn nữa, khả năng hấp thụ có chọn lọc của
cây đã mất hoặc yếu hẳn đi [4].
1.5. MỘT SỐ NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI
1.5.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Từ những nhận định về tầm ảnh hưởng, mức độ nguy hại của KLN
trong thực phẩm nói chung và rau nói riêng nên trên thế giới có rất nhiều đề
tài nghiên cứu về đánh giá rủi ro KLN tồn tại trong các môi trường nông
nghiệp và các nguồn thực phẩm bị ô nhiễm. Trong đó có thể kể đến các
quốc gia như: Pakistan, Trung Quốc, Ấn Độ, Ai Cập …
Trong nghiên cứu của Muhammad Usman Khan và cộng sự (2013) tại
Pakistan đã tiến hành đánh giá rủi ro KLN trên 12 loại cây trồng với 5 KLN
là Cd, Cr, Ni, Mn và Pb. Các tác giả tiến hành nghiên cứu cho hai khu vực
đất chính: đất sử dụng nước thải để tưới tiêu và đất sử dụng nước giếng
khoan để tưới tiêu. Từ việc xác định nồng độ KLN trong đất, nước và phần
ăn được của cây lượng thực để tính ra hệ số vận chuyển, tích lũy TF, BAF.
Từ đó tác giả đã nhấn mạnh đến sự cần thiết phải xử lý sơ bộ nước thải, đồng
thời thường xuyên theo dõi để tránh ô nhiễm KLN cho các loại cây lương
thực từ nguồn nước thải [38].
Nghiên cứu của R.K.Rattan và các cộng sự (2005) tại thành phố Delhi,
Ấn Độ tập trung nghiên cứu về tác động của việc sử dụng nước thải để tưới
tiêu đến tích lũy KLN trong đất, cây trồng và nguồn nước ngầm; đồng thời
đánh giá rủi ro sức khỏe con người khi sử dụng các loại cây trồng đó. Nghiên
cứu tập trung vào 7 KLN là Zn, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb và Cd trong nước thải,
nước ngầm, đất và cây trồng. Kết quả cho thấy nồng độ tất cả các KLN trong
nước thải đều cao hơn rất nhiều so với mẫu nước ngầm. Và khi sử
dụng nguồn nước này trong sản xuất nông nghiệp thì hàm lượng KLN
tích lũy trong đất tăng lên nhiều lần, trong vòng 20 năm hàm lượng Zn tăng
208%, Cu 170%, Fe 170%, Ni 63% và Pb tăng 29%. Trong các đối tượng

16

cây trồng trong nghiên cứu, đáng chú ý nhất là hàm lượng KLN trong lúa
gạo và lúa mì (loại cây lương thực được sử dụng hàng ngày). Các loại rau
quả khác nhau cho kết quả tích lũy hàm lượng KLN rất khác nhau [43].
Một nghiên cứu của Adeel Mahmood và Riffat Naseem Malik (2014)
cũng được tiến hành tại Pakistan, thành phố Lahore với hai khu vực
nghiên cứu chính là sông Ravi và thị trấn Jallo – nằm gần nguồn nước thải
công nghiệp và nước tưới tiêu nông nghiệp. Nghiên cứu tiến hành xác định
hàm lượng các KLN có trong các loại rau được trồng trong khu vực đất bị ô
nhiễm KLN từ việc sử dụng nước thải đô thị và công nghiệp để tưới tiêu.
Tác giả đã tiến hành phân tích các KLN Cr, Co, Ni, Cu, Pb, Cd, Mn và Zn
cho đối tượng rau và đất tại đây. Kết quả cho thấy, hàm lượng Cr, Pb và Cd
trong rau trồng trong khu vực này, được tưới bằng nước thải vượt giới hạn
cho phép của Liên minh Châu Âu nhưng yếu tố chuyển lại thấp hơn cho tất
cả các kim loại (trừ Co) [21].
Trong một nghiên cứu về đánh giá rủi ro sức khỏe của các KLN cho
các bộ phận ăn được của rau trồng trong đất tưới tiêu bằng nước thải ở vùng
ngoại ô của thành phố Bảo Định, Trung Quốc của Zhan-Jun Xue và cộng sự
(2012). Các tác giả đã tiến hành đo hàm lượng KLN trong đất tưới bằng
nước thải, trong đó Zn là cao nhất (153,77 mg/kg), tiếp theo là Pb (38,35
mg/kg), Cu (35,06 mg/kg), Ni (29,81 mg/kg) và Cd (0,22 mg/kg). Từ đó kết
luận được rằng, khi sử dụng nước thải để trồng rau trong một thời gian dài
thì đất tại khu vực đó sẽ tích lũy ngày càng nhiều lượng KLN, đặc biệt là
Cd, Zn, Pb. Còn khi phân tích các mẫu rau thì tác giả nhận thấy các KLN
Cd, Zn và Ni đều vượt quá TCCP; từ đó đặt ra nguy cơ ảnh hưởng đến sức
khỏe của con người khi sử dụng các loại rau bị nhiễm KLN. Đề xuất phải có
phương án theo dõi định kì, kết hợp với việc sử dụng các loại công nghệ xử
lý ô nhiễm để giảm thiểu đến mức thấp nhất tác động đến sức khỏe con người
[50].