đánh giá sự tích lũy kim loại nặng trong đất trồng rau thuộc khu vực xã đồng tiến huyện phổ yên tỉnh thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
----------------------

NGUYỄN XUÂN THẮNG

Tên đề tài:
ĐÁNH GIÁ SỰ TÍCH LŨY KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT TRỒNG RAU
THUỘC KHU VỰC XÃ ĐỒNG TIẾN - HUYỆN PHỔ YÊN TỈNH THÁI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành

: Khoa học môi trƣờng

Khoa

: Môi trƣờng

Khóa học

: 2011 - 2015

Thái Nguyên – 2015

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
----------------------

NGUYỄN XUÂN THẮNG

Tên đề tài:
ĐÁNH GIÁ SỰ TÍCH LŨY KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT TRỒNG RAU
THUỘC KHU VỰC XÃ ĐỒNG TIẾN - HUYỆN PHỔ YÊN TỈNH THÁI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành

: Khoa học môi trƣờng

Khoa

: Môi trƣờng

Khóa học

: 2011 - 2015

Giảng viên hƣớng dẫn

: TS. Trần Thị Phả

Khoa Môi trƣờng - Trƣờng Đại học Nông Lâm

Thái Nguyên – 2015


i

Lời Cảm Ơn
Phương châm giáo dục của Đảng và nhà nước ta là : Học phải đi đôi vs hành ,
lý thuyết phải gắn liền với thực tiễn, nhà trường phải gắn liền với xã hội.
Chính vì vậy, thực tập tốt nghiệp là khâu vô cùng quan trọng trong quá
trình học tập của sinh viên các trường đại học nói chung và sinh viên của
trường đại học Nông Lâm nói riêng. Đây là thời gian cần thiết nhằm giúp cho
sinh viên củng cố và hệ thống hóa lại toàn bộ kiến thức đã học trên giảng
đường, đồng thời giúp cho sinh viên lam quen với thực tế sản xuất và nắm
được phương pháp nghiên cứu khoa học, trau dồi cho sinh viên tác phong
làm việc đúng đắn và sáng tạo để khi ra trường trở thành cán bộ có trình độ
chuyên môn cao, đáp ứng được yêu cầu của thực tế sản xuất, góp phần xứng
đáng vào sự nghiệp phát triển nền nông nghiệp nước nhà.
Xuất phát từ cơ sở đó, là một sinh viên khoa Môi Trường của trường Đại
học Nông Lâm Thái Nguyên. Vì vậy sau thời gian học tập nghiên cứu trau dồi
kiến thức tại trường em đã tiến hành nghiên cứu đề tài : “Đánh giá sự tích
lũy kim loại nặng trong đất trồng rau thuộc khu vực xã Đồng Tiến huyện
Phổ Yên tỉnh Thái Nguyên”.
Qua đây em xinh bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy cô giáo , ban chủ
nhiệm khoa, trường. Đặc biệt là sự hướng dẫn nhiệt tình của cô giáo T.S Trần
Thị Phả, thầy cô tại phòng phân tích thí nghiệm khoa Môi Trường, ban lãnh
đạo và cán bộ trong UBND xã Đồng Tiến – huyện Phổ Yên – tỉnh Thái

Nguyên và gia đình và người thân đã giúp đỡ em hoàn thành đề tài này.
Vì khả năng và thời gian có hạn , đề tài của em chắc chắn còn thiếu sót.
Em rất mong thầy cô và các bạn góp ý kiến để đề tài được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Thái nguyên , ngày 20 tháng 5 năm 2015
Sinh viên
Nguyễn Xuân Thắng


ii
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Hàm lượng của một số kim loại nặng trong một số loại đất đá ....... 8
Bảng 2.2. Sự phát thải toàn cầu của một số nguyên tố kim loại nặng .............. 9
Bảng 2.3. Trị số trung bình kim loại nặng trong bùn cống rãnh thành phố.... 10
Bảng 2.4. Hàm lượng tối đa cho phép (MAC) của các kim loại nặng được
xem là độc đối với thực vật trong đất nông nghiệp ...................... 11
Bảng 2.5. Hàm lượng kim loại nặng ở tầng đất mặt trong một số loại đất ở
Việt Nam ....................................................................................... 11
Bảng 2.6. Hàm lượng kim loại nặng trong đất nông nghiệp ở một số vùng của
Việt Nam ....................................................................................... 12
Bảng 2.7. Hàm lượng kim loại nặng trong đất tại khu vực công ty Pin Văn
Điển và Orion – Hanel .................................................................. 13
Bảng 2.8. Hàm lượng Cd, Pb, As trong đất ở Bắc Cạn và Thái nguyên ........ 14
Bảng 3.1. Thông tin chung về mẫu đất nghiên cứu ........................................ 19
Bảng 4.1 Kết quả điều tra về bón phân vào ruộng. ......................................... 20
Bảng 4.2 Kết quả điều tra tỉ lệ nơi đất bị ảnh hưởng ...................................... 21
Bảng 4.3 Kết quả điểu tra tỉ lệ mắc bệnh của người dân. ............................... 22
Bảng 4.4 Tình hình hiểu biết của người dân về KLN ..................................... 23
Bảng 4.5 kết quả điều tra về dân tộc và nghề nghiệp người dân .................... 24
Bảng 4.6 Tỉ lệ phun thuốc BVTV và năng suất mỗi vụ.................................. 26

Bảng 4.7 Độ pH của đất .................................................................................. 28
Bảng 4.8 Hàm lượng Fe, Mn, Zn trong đất phân tích ..................................... 29


iii
DANH MỤC HÌNH
Hình 4.1 Tỉ lệ bón phân vào đất trồng rau của người dân .............................. 20
Hình 4.2 Tỉ lệ nơi đất trồng rau bị ảnh hưởng ................................................ 21
Hình 4.3 Biểu đồ mắc bệnh của người dân qua điều tra sợ bộ ....................... 22
Hình 4.4 Tỉ lệ người dân hiểu biết về KLN .................................................... 23
Hình 4.5 Nghề nghiệp của người dân ............................................................. 24
Hình 4.6 Dân tộc của người dân địa phương .................................................. 25
Hình 4.7 Tỉ lệ phun thuốc BVTV của người dân........................................... 26
Hình 4.8 Biểu đồ năng suất của người dân mỗi vụ ......................................... 27
Hình 4.9 Biểu đồ pH điều tra so với quy chuẩn .............................................. 28
Hình 4.10 kết quả phân tích Fe đất với Fe ở một số kết quả đã nghiên cứu... 30
Hình 4.11 Kết quả phân tích Mn đất với Mn ở một số kết quả nghiên cứu ... 31
Hình 4.12 Kết quả phân tích Zn thực tế với quy chuẩn .................................. 32


iv
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU
BTNMT

: Bộ tài nguyên môi trường

BVTV

: Bảo vệ thực vật

Cu

: Đồng

Cd

: Cadmium

DĐ

: Di động

Fe

: Sắt

HTMT

: Hiện trạng môi trường

KLN

: Kim loại nặng

MAC

: Hàm lượng tối đa cho phép của các kim loại nặng

Mn

: Mangan

Pb

: Chì

QCVN

: Quy chuẩn Việt Nam

UBND

: Ủy ban nhân dân

TCVN

: Tiêu chuẩn Viêt Nam

TCCP

: Tiêu chuẩn cho phép

TS

: Tổng số

Zn

: Kẽm

v
MỤC LỤC
PHẦN 1: MỞ ĐẦU.......................................................................................... 1
1.2. Mục đích nghiên cứu đề tài ........................................................................ 2
1.3. Mục tiêu nghiên cứu................................................................................... 2
1.4. Yêu cầu của đề tài ...................................................................................... 3
1.5 Ý nghĩa của đề tài ........................................................................................ 3
PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU............................................................... 4
2.1. Cơ sở khoa học ........................................................................................... 4
2.1.1 Cơ sở lý luận ............................................................................................ 4
2.1.2 Cơ sơ pháp lý ........................................................................................... 4
2.2. Kim loại nặng (KLN) và các dạng tồn tại của KLN trong đất , nguồn gốc
phát sinh ............................................................................................................ 5
2.2.1. Kim loại nặng và các dạng tồn tại của kim loại nặng trong đất.............. 5
2.2.2. Nguồn gốc phát sinh kim loại nặng trong môi trường đất ...................... 6
2.3. Sự ảnh hưởng của kim loại nặng tới cây trồng và sức khỏe con người ..... 6
2.4. Tình hình nghiên cứu KLN trong đất trên thế giới và ở Việt Nam .......... 8
2.4.1. Tình hình nghiên cứu kim loại nặng trong đất trên thế giới ................... 8
2.4.2. Tình hình nghiên cứu kim loại nặng trong đất ở Việt Nam .................. 11
2.4.3 Ô nhiễm môi trường đất ......................................................................... 15
PHẦN 3: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU ................................................................................................................ 18
3.1 Đối tượng và phạm vi ngiên cứu............................................................... 18
3.1.1 Đối tượng nghiên cưu............................................................................. 18
3.1.2 Phạm vi nghiên cứu ................................................................................ 18
3.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu ............................................................. 18
3.2.1 Địa điểm nghiên cứu .............................................................................. 18
3.2.2 Thời gian nghiên cứu ............................................................................. 18

vi
3.3 Nội dung nghiên cứu ................................................................................. 18
3.4 Phương pháp nghiên cứu........................................................................... 18
3.4.1. Phương pháp kế thừa............................................................................. 18
3.4.2. Phương pháp điều tra ............................................................................ 18
3.4.3. Phương pháp lấy mẫu ............................................................................ 19
3.4.4. Lấy mẫu đất ........................................................................................... 19
3.4.5. Phương pháp phân tích mẫu đất ............................................................ 19
3.4.6. Đánh giá mức ô nhiễm Zn,Fe, Mn trong đất nông nghiệp.................... 19
3.4.7.Xử lý số liệu bằng phần mềm Excel. ..................................................... 19
PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .......................................................... 20
4.1. Điều kiện tự nhiên, xã hội xã Đồng Tiến, huyện Phổ Yên, tỉnh Thái
Nguyên. ........................................................... Error! Bookmark not defined.
4.2. Đánh giá hiện trạng môi trường của xã Đồng Tiến Error! Bookmark not
defined.
4.2.1. Ô nhiễm do nước thải sinh hoạt: ........... Error! Bookmark not defined.
4.2.2. Ô nhiễm do khí thải ............................... Error! Bookmark not defined.
4.2.3. Ô nhiễm do chất thải rắn ....................... Error! Bookmark not defined.
4.3. Đánh giá ảnh hưởng của kim loại nặng trong đất qua điều tra thực tiễn . 20
4.4. Đánh giá mức độ ô nhiễm Fe, Mn, Zn trong đất trồng rau tại địa bàn xã
Đồng Tiến – huyện Phổ Yên - tỉnh Thái Nguyên. ......................................... 28
4.5. Đề xuất giải pháp khắc phục .................................................................... 32
4.5.1. Biện pháp quản lý.................................................................................. 33
4.5.2.Giải pháp kỹ thuật .................................................................................. 33
4.6 Biện pháp khác .......................................................................................... 35
PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................... 39
5.1. Kết luận .................................................................................................... 39
5.2. Kiến nghị .................................................................................................. 39

vii
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 41


1
PHẦN 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Môi trường sống của chúng ta hiện nay đang ngày càng biến đối mạnh
mẽ. Các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, xây dựng, giao thông vận tải,
hoạt động khai khoáng ngày càng tăng…, là nguyên nhân làm cho môi trường
bị huỷ hoại nghiêm trọng, làm cho nhiệt độ trái đất tăng, lỗ thủng tầng ôzôn
ngày càng lớn, mưa axít, nghịch đảo nhiệt.... Ô nhiễm môi trường, trong đó
vấn đề ô nhiễm môi trường đất đang là một vấn đề bức xúc của toàn cầu.
Từ trước tới nay người ta thường coi môi trường tự nhiên có khả năng
tự làm sạch, tuy nhiên nó cũng chỉ xảy ra ở một ngưỡng nhất định, nếu quá
ngưỡng đó thì sẽ gây ra ô nhiễm. Trong quá trình sinh hoạt, sản xuất hầu hết
các phế thải đều quay trở lại môi trường đất, nước dưới các hình thức khác
nhau. Sự tích luỹ kim loại nặng trong đất nông nghiệp nói chung và đất nông
nghiệp ở các làng nghề nói riêng là một trong những hiểm họa cho môi trường
đất. Vấn đề ô nhiễm KLN trong đất đang diễn ra phổ biến nhiều nơi trên thế
giới. Đó là một trong những nguyên nhân làm cho diện tích đất nông nghiệp
ngày càng bị thu hẹp.
Trong môi trường nông nghiệp, đất đóng vai trò vô cùng quan trọng bởi
đất là đối tượng chủ yếu trong sản xuất nông nghiệp. Hầu hết các hoạt động
sản xuất nông nghiệp đều diễn ra trên bề mặt đất, đặc biệt là các hoạt động
trồng trọt, đất đóng vai trò là vật mang đối với cây trồng.
Đối với Thái Nguyên, một tỉnh miền núi có nhiều khó khăn, với phần
đa dân số hoạt động trong nông nghiệp thì vai trò của đất càng trở nên quan

trọng, quyết định đến thu nhập và đời sống của người dân.


2
Hiện nay, diện tích đất nông nghiệp bị suy giảm đáng kể cả về số lượng
và chất lượng. Nguyên nhân chủ yếu là do hiện tượng ô nhiễm từ chất thải của
sinh hoạt, của hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp.
Đất là nguồn tài nguyên có giới hạn, có vai trò đặc biệt quan trọng đối
với hoạt động nông nghiệp, bảo vệ môi trường và sự sống trên toàn cầu. Thế
nhưng hiện nay, chất lượng đất đang ngày một suy giảm, ô nhiễm môi trường
đất đang diễn ra trên quy mô rộng lớn. Đặc biệt, ô nhiễm đất bởi các kim loại
nặng (KLN) đang là vấn đề thu hút sự quan tâm của nhiều nhà khoa học trên
toàn thế giới do tính chất độc hại và bền vững của chúng trong môi trường.
Xã Đồng Tiến, 1 xã thuộc khu vực đang đi lên phát triển ngành công
nghiệp, cùng với đó là sự ô nhiễm tơi môi trường. Những diện tích đất trồng
rau đang bị thu hẹp bởi sự phát triển của công nghiệp, sự ô nhiễm tới môi
trường đất ngày càng trở nên là vấn đề quan trọng.
Xuất phát từ những yêu cầu khoa học và thực tiễn, dưới sự hướng dẫn của TS.
Trần Thị Phả chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài:
“Đánh giá sự tích lũy kim loại nặng trong đất trồng rau thuộc khu vực xã
Đồng Tiến huyện Phổ Yên tỉnh Thái Nguyên”.
1.2. Mục đích nghiên cứu đề tài
- Trên cơ sở nghiên cứu sự tích luỹ kim loại nặng trong đất nông
nghiệp và nước mặt của khu vực xung quanh xã Đồng Tiến – huyện
Phổ Yên – tỉnh Thái Nguyên, đánh giá mức độ ô nhiễm chúng của đất.
- Đề xuất các giải pháp khắc phục
1.3. Mục tiêu nghiên cứu
- Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội của địa phương
- Nghiên cứu sự tích luỹ Zn, Fe, Mn trong đất nông nghiệp thuộc khu
vực xã Đồng Tiến.

- Đánh giá hiện trạng môi trường của xã Đồng Tiến


3
1.4. Yêu cầu của đề tài
- Tìm hiểu sơ lược về tình hình của địa phương.
- Xác định hàm lượng kim loại trong đất và sự tích lũy của chúng trong
các đất trồng rau.
- Đưa ra giải pháp hạn chế ảnh hưởng.
1.5 Ý nghĩa của đề tài
* Ý nghĩa khoa học :
- Bước đầu xác định hàm lượng KLN trong đất và sự tích lũy của
chúng trong đất trồng rau.
- Các số liệu thu thập, tổng hợp phân tích tương đối chính xác có thể sử
dụng làm căn cứ để đề xuất biện pháp phù hợp.
* Ý nghĩa thực tiễn
- Đề tài nghiên cứu về các vấn đề rau sạch vấn đề môi trường là những
vấn đề cần được quan tâm của xã hội.
- Đề tài là một bước tập duyệt cho sinh viên tiếp cận với thực tiễn xã
hội, nâng cao trình độ nhận thức có cơ hội vận dụng những điều đã học vào
thực tiễn.
- Quá trình thực hiện đê tài , sinh viên được đống vai trò như một cán
bộ, tập sự là bước đệm cho sinh viên thu thập kiến thức, chuẩn bị cho công
việc tương lai.


4
PHẦN 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Cơ sở khoa học

2.1.1 Cơ sở lý luận
* Khái niệm môi trường :
Môi trường là một tổ hợp các yếu tố tự nhiên và xã hội bao quanh bên
ngoài của một hệ thống nào đó. Chúng tác động lên hệ thống này và xác định
xu hướng và tình trạng tồn tại của nó. Môi trường có thể coi là một tập hợp,
trong đó hệ thống đang xem xét là một tập hợp con. Môi trường của một hệ
thống đang xem xét cần phải có tính tương tác với hệ thống đó.
* Khái niệm ô nhiễm môi trường :
Ô nhiễm môi trường là sự làm thay đổi tính chất của môi trường, vi
phạm tiêu chuẩn môi trường, thay đổi trực tiếp hoặc gián tiếp các thành phần
và đặc tính vật lý, hóa học, nhiệt độ, sinh học, chất hòa tan, chất phóng xạ… ở
bất kỳ thành phần nào của môi trường hay toàn bộ môi trường vượt quá mức
cho phép đã được xác định.
* Khái niệm ô nhiễm môi trường đất :
Ô nhiễm đất được xem là tất cả các hiện tượng làm nhiễm bẩn môi trường đất
bởi các chất gây ô nhiễm. Đất bị ô nhiễm có thể phân loại theo nguồn gốc
phát sinh, hoặc các tác nhân gây ô nhiễm: Do chất thải sinh hoạt, do hoạt
động công nghiệp, do hoạt động nông nghiệp, do chất độc hoá học... Ô
nhiễm đất sẽ làm đảo lộn cân bằng sinh thái, suy giảm các chất dinh dưỡng và
phá huỷ cấu trúc của đất.
2.1.2 Cơ sơ pháp lý
- Luật bảo vệ môi trường 2005
- QCVN 03:2008 BTNMT
- TCVN 5939 - 1995: Chất lượng không khí – Tiêu chuẩn khí thải
công nghiệp đối với bụi và các chất hữu cơ.


5
- TCVN 6991 - 2001: Chất lượng không khí – Tiêu chuẩn thải theo tải
lượng của các chất vô cơ

- TCVN 6994 - 2001: Chất lượng không khí – Tiêu chuẩn thải theo tải
lượng của các chất hữu cơ.
2.2. Kim loại nặng (KLN) và các dạng tồn tại của KLN trong đất , nguồn
gốc phát sinh
2.2.1. Kim loại nặng và các dạng tồn tại của kim loại nặng trong đất
Thuật ngữ KLN nhằm nói tới bất cứ một nguyên tố nào có khối lượng
riêng lớn (d > 5 g/cm3) và thể hiện độc tính ở nồng độ thấp. Tuy nhiên, độ độc
của KLN còn phụ thuộc vào các dạng tồn tại của chúng ở trong đất.
Khi nghiên cứu sự tích luỹ của KLN trong đất mà chỉ xem xét hàm
lượng tổng số thì chưa thể đánh giá đúng độ độc của chúng đối với cây trồng
cũng như chiều hướng biến đổi của chúng ở trong đất . Chúng có thể tồn tại ở
nhiều dạng khác nhau nhưng chủ yếu ở các dạng sau đây: dạng linh động, liên
kết với hữu cơ, liên kết với gốc cacbonat, với oxit sắt, với oxit mangan.
- Dạng linh động:
Các kim loại nặng được hấp phụ trên bề mặt các hạt đất (hạt sột, cỏc
oxit sắt và oxit mangan bị solvat hoỏ, cỏc axit mùn). Đây là dạng mà cây
trồng dễ hấp thu trong quá trình hút dinh dưỡng và nước vào cơ thể.
- Dạng liên kết cacbonat:
Các kim loại nặng tồn tại dưới dạng các muối cacbonat (CO32-) trong
đất. Sự tồn tại và liên kết của các dạng này phụ thuộc rất nhiều vào pH của
đất cũng như lượng cacbonat trong đất.
- Dạng liên kết oxit sắt, oxit mangan:
Dạng này dễ hình thành do các oxit sắt và oxit mangan tồn tại trong đất
như kết von đá ong, vật liệu gắn kết giữa các hạt đất. Các oxit này là những
chất loại bỏ rất tốt các KLN nhờ quá trình nhiệt động học không ổn định dưới
điều kiện khử.
- Dạng liên kết với chất hữu cơ:


6

KLN liên kết với các chất hữu cơ khác nhau trong đất như : sinh vật
đất, sản phẩm phân giải của chất hữu cơ, chất hữu cơ bao phủ bên ngoài hạt
đất,…Do đặc tính tạo phức và peptiz hoá của các chất hữu cơ làm cho các
kim loại tích luỹ lại trong đất (các chất hữu cơ bị oxy hoá, phân giải dẫn đến
sự giải phóng các kim loại nặng vào đất).
- Dạng còn lại:
Bao gồm các KLN nằm trong cấu trúc tinh thể của các khoáng vật
nguyên sinh và thứ sinh. Dạng này rất khó giải phóng ra môi trường dưới các
điều kiện tự nhiên bình thường. Do tác dụng của các quá trình phong hoá, đặc
biệt là phong hoỏ hoỏ học và phong hoá sinh học mà các KLN dần dần được
giải phóng ra môi trường đất.
2.2.2. Nguồn gốc phát sinh kim loại nặng trong môi trường đất
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 hoỏ
hoỏ học. Tuy nhiên, với quá trình phong hóa hóa 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 . Các hoạt động đó bao gồm:
- Hoạt động sản xuất công nghiệp
- Hoạt động sản xuất nông nghiệp
- Hoạt động khai khoáng quặng chứa kim loại
- Kim loại từ rác thải
2.3. Sự ảnh hƣởng của kim loại nặng tới cây trồng và sức khỏe con ngƣời
Tính độc của một số KLN tồn dư trong rau và trong cơ thể con người:
* Tính độc của kẽm (Zn)
- Đối với cây trồng: Sự dư thừa Zn gây độc đối với cây trồng khi Zn tích
tụ trong đất quá cao. Dư thừa Zn cũng gây ra bệnh mất diệp lục. Sự tích tụ Zn
trong cây quá nhiều gây một số mối liên hệ đến mức dư lượng Zn trong cơ thể


7

người và góp phần phát triển thêm sự tích tụ Zn trong môi trường mà đặc biệt
là môi trường đất[1].
- Đối với con người: Zn là dinh dưỡng thiết yếu và nó sẽ gây ra các
chứng bệnh nếu thiếu hụt cũng như dư thừa. Trong cơ thể con người, Zn
thường tích tụ chủ yếu ở trong gan, là bộ phận tích tụ chính của các nguyên tố
vi lượng trong cơ thể, khoảng 2 g Zn được thận lọc mỗi ngày. Zn còn có khả
năng gây ung thư đột biến, gây ngộ độc thần kinh, sự nhạy cảm, sự sinh sản,
gây độc đến hệ miễn nhiễm. Sự thiếu hụt Zn trong cơ thể gây ra các triệu
chứng như bệnh liệt dương, teo tinh hoàn, mù màu, viêm da, bệnh về gan và
một số triệu chứng khác[1].
* Tính độc của đồng (Fe)
- Đối với cây trồng: Theo kết quả nghiên cứu của nhiều công trình cho
thấy Fe có vai trò rất quan trọng đối với phát triển của cây trồng. Cây trồng
thiếu Fe thường có tỷ lệ quang hợp bất thường, điều này cho thấy Fe có liên
quan đến mức phản ứng oxit hoá của cây. Trong cây thiếu chất Fe thì quá
trình oxit hoá Acid Ascorbic bị chậm, Fe hình thành một số lớn chất hữu cơ
tổng hợp với Protein, Acid amin và một số chất khác mà chúng ta thường gặp
trong nước trái cây.
Ngoài những ảnh hưởng do thiếu Fe, thì việc thừa Fe cũng xảy ra những
biểu hiện ngộ độc mà chúng có thể dẫn tới tình trạng cây chết . Lý do của việc
này là do dùng thuốc diệt nấm, thuốc trừ sâu, đã khiến cho chất liệu Fe bị cặn
lại trong đất từ năm này qua năm khác[1].
- Đối với con người: Nguyên liệu dẫn đến ngộ độc Fe của con người có
thể do uống nước qua hệ thống dẫn nước bằng Fe, ăn thực phẩm có chứa
lượng Fe cao như nấm, tụm,…, bơi trong các hồ bơi có sử dụng thuốc diệt
tảo (Algaecides) có chứa Fe để làm vệ sinh hồ, uống bia hay rượu.
Fe là một chất độc đối với động vật: Đối với người 1 g/kg thể trọng đó


8

gây tử vong, từ 60 – 100 mg/1kg gây buồn nôn.

Fe ảnh hưởng nghiêm

trọng đến sức khoẻ do thiếu hụt cũng như dư thừa[1].
* Tính độc của chì (Pb)
- Đối với cây trồng: Sự dư thừa Pb cũng sẽ gây độc cho cây trồng khi
hàm lượng Pb trong đất quá cao.
- Đối với con người: Khi ăn phải một lượng Pb 25 – 30 g, nạn nhân thoạt
tiên có thể thấy vị ngọt rồi chát, nghẹn ở cổ, nôn ra chất trắng, đau bụng dữ dội,
mạch yếu, tê chân tay, co giật và tử vong. Khi cơ thể tích luỹ một lượng Pb đáng
kể sẽ dần dần xuất hiện các biểu hiện nhiễm độc như hơi thở hôi, sưng lợi với
viền đen ở lợi, da vàng, đau bụng dữ dội, táo bón, đau khớp xương, bại liệt chi
trên, mạch yếu, nước tiểu ít, thường gây sảy thai ở phụ nữ có thai.
2.4. Tình hình nghiên cứu KLN trong đất trên thế giới và ở Việt Nam
2.4.1. Tình hình nghiên cứu kim loại nặng trong đất trên thế giới
Việc nghiên cứu KLN trong môi trường đất ở trên thế giới đã được tiến
hành từ rất sớm. Năm 1964, Alter Mitchell đã tiến hành nghiên cứu và phân
tích hàm lượng một số KLN trong một số loại đất đá (xem bảng 2.1)
Bảng 2.1. Hàm lƣợng của một số kim loại nặng trong một số loại đất đá
Đơn vị: mg/kg
Đá măcma
Nguyên tố Siêu bazơ
Bazơ
(Serpentine)
(Basalt)
Cr
2.000-2.980
200
Mn

1.040-1.300 1.500-2.200
Co
110-150
35-50
Ni
2.000
150
Cu
10-42
90-100
Zn
50-58
100
Cd
0,12
0,13-0,2
Sn
0,5
1-1,5
Hg
0,004
0,01-0,08
Pb
0,1-0,4
3-5

Đá trầm tích
Axit
Đá vôi Đá cát kết Đá phân lớp
(Granite)

4
10-11
35
90-100
400-500 620-1.100
4-60
850
1
0,1-4
0,3
19-20
0,5
7-12
2-9
68-76
10-13
5,5-15
30
39-50
40-52
20-25
16-30
10-120
0,09-0,2 0,028-0,1
0,05
0,2
3-3,5
0,5-4
0,5
4-6

0,08
0,05-0,16 0,03-0,29
0,18-0,5
20-24
5,7-7
8-10
20-23

(Nguồn: Alter Mitchell, 1964 ) [5].


9
Dựa vào bảng 1 ta thấy tuỳ từng loại đá mà hàm lượng kim loại chứa trong
chúng là khác nhau. Thông thường hàm lượng kim loại hình thành trong đá
macma lớn hơn trong đá trầm tích.
Hàm lượng KLN trong đất được tích luỹ ngoài quá trình phong hoá tại
chỗ của các khoáng vật và đá mẹ, còn do các hoạt động sản suất của con
người mang lại, mà nguyên nhân này là chủ yếu. Vì vậy, năm 1982 Galloway
và Freedmas đã tiến hành nghiên cứu sự phát thải toàn cầu của một số nguyên
tố KLN do tự nhiên và do nhân tạo (bảng 2.2).
Bảng 2.2. Sự phát thải toàn cầu của một số nguyên tố kim loại nặng
Đơn vị: 108 g/năm
Nguyên tố
Sb
As
Cd
Cr
Co
Cu
Pb

Mn
Hg
Mo
Ni
Se
Ag
Sn
V
Zn

Tự nhiên
Nhân tạo
9,8
380
28
780
2,9
55
580
940
70
44
190
2,600
59
20,000
6,100
3,200
0,4
110

11
510
280
980
4,1
140
0,6
50
52
430
650
2,100
360
8,400
(Nguồn: Galloway & Freedmas, 1982 [10])

Theo Thomas (1986), các nguyên tố KLN như: Cu, Zn, Cd, Hg, Cr,
As,…thường chứa trong phế thải của các nhà máy luyện kim màu, sản suất ô
tô. Cũng theo Thomas khi nước thải chứa 13 mg Cu/l, 10 mg Pb/l, 1 mg Zn/l


10
sẽ gây ô nhiễm đất nghiêm trọng. Ở một số nước như Đan Mạch, Nhật Bản,
Anh, Ailen hàm lượng Pb cao hơn 100 mg/kg đã phản ánh tình trạng ô nhiễm
Pb nghiêm trọng[29].
Ở nước Anh, kết quả điều tra môi trường đất của 53 thành phố, thị xã
về các KLN đặc biệt là các KLN như Pb, Zn, Cu, Ni cho thấy: các KLN trên
thường có nhiều ở khu vực khai thác mỏ, và có hàm lượng Pb tổng số vượt
trên 200 ppm, ở nhiều vùng công nghiệp đã vượt quá 500 ppm.
Các chất thải từ các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, khai

khoỏng…đó làm ô nhiễm không chỉ môi trường đất mà còn làm ô nhiễm môi
trường nước ở các con sông, biển. Theo Setevenson (1986), nếu hàng năm có
20 tấn bùn được đổ ra trên 1 ha đất và sau 20 năm dung dịch đất sẽ có khoảng
8 ppm Zn, và 5 ppm Cd . Phân tích các mẫu bùn cống rãnh người ta thu được
kết quả KLN ở bảng 2.3.
Bảng 2.3. Trị số trung bình kim loại nặng trong bùn cống rãnh thành phố
Đơn vị: ppm
Bùn cống rãnh
Bùn cống rãnh
thành phố
Bùn nhà máy dệt
Bùn nhà máy
rượu
Bùn nhà máy chế
biến gỗ
Bùn cống rãnh
ở Anh

Al

Fe

Mn

Cu

Zn

Pb

Ni

Cd

Cr

Hg

7280 2370 150 565 2220 520

100

28

1040

5

-

-

-

394

864

129

63

4

2490

-

-

-

-

81

255

29

18

2

117

-

-

-

-

53

122

42

119

2

81

-

-

-

-

800 3000 700

80

-

250

-

(Nguồn: Tan et al., 1971; Wild, 1993) [23].
Đất bị ô nhiễm KLN làm giảm năng suất cây trồng ảnh hưởng đến nông
sản dẫn tới tác động xấu đến sức khoẻ con người. Vì vậy, nhiều nước trên thế
giới đã quy định mức ô nhiễm KLN .


11
Bảng 2.4. Hàm lƣợng tối đa cho phép (MAC) của các kim loại nặng đƣợc
xem là độc đối với thực vật trong đất nông nghiệp
Đơn vị: mg/kg
Nguyên tố
Cu
Zn
Pb

Áo
100
300
100

Canada
100
400
200

Balan Nhật

Anh
Đức
100
125
50
50
300
250
150
300
100
400
50
500
(Nguồn: Kabata- Pendias, 1992 [9])

2.4.2. Tình hình nghiên cứu kim loại nặng trong đất ở Việt Nam
Ở Việt Nam đó cú những nghiên cứu bước đầu về KLN trong đất, và đã
chỉ ra rằng hàm lượng của các nguyên tố KLN (Cu, Pb, Zn, Cd,…) trong đất phụ
thuộc nhiều vào nguồn gốc đá mẹ và mẫu chất hình thành nờn cỏc loại đất đó.
Các tác giả Trần Công Tấu và Trần Cụng Khánh (1998) đã công bố
hàm lượng KLN dạng tổng số và dễ tiêu ở tầng đất mặt 0 – 20 cm của một số
loại đất đã đưa ra 7 độc tố (Co, Cr, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn) tập trung chủ yếu ở
hai loại đất chính ở Việt Nam , trong đó đất feralit phát triển trờn đỏ bazan có
hàm lượng các nguyên tố trên (trừ Pb) cao nhất.
Bảng 2.5. Hàm lƣợng kim loại nặng ở tầng đất mặt trong một số loại đất
ở Việt Nam
Đơn vị: mg/kg
Loại đất
Đất Feralit phát triển

trên đá bazan
Đất phù sa
vùng ĐBSCL
Đất phù sa
vùng ĐBSH
Đất xám phát triển
trên Granit miền Trung
Đất phèn

Dạng
TS
DĐ
TS
DĐ
TS
DĐ
TS
DĐ
TS
DĐ

Co
59,5
0,46
6,1
0,52
13,6
0,24
1,2
<0,1

1,9
0,48

Cr
257,6
<0,36
30,8
<0,36
43,2
<0,36
9,9
<0,36
25,9
<0,36

Fe
125091
<0,83
17924
1,45
42280
<0,83
5848
<2,83
8823
19,8

Mn
Ni
Pb

Zn
1192 227,1 9,0
81,0
55,5 0,96 <0,51 <0,51
239 18,6 29,1 36,2
134,7 <0,57 <0,51 1,1
227 34,9 37,1 86,7
43,8 <0,57 0,29
0,6
26,0
2,6
9,3
11,6
0,42 0,62 <0,51 <0,51
26,0 12,4 23,4 21,4
14,5 1,14 <0,51 4,89

(Nguồn: Trần Công Tấu & Trần Cụng Khỏnh, 1998 [14])
Ghi chú:
- TS: Tổng số
- DĐ: Di động


12
Nghiên cứu của tác giả Lê Đức (1998) cũng chỉ ra rằng hàm lượng
KLN trong các loại đất khác nhau có giá trị thành phần nguyên tố khác nhau
phụ thuộc vào nguồn gốc đá mẹ. Trong đất Ferrasols phát triển trên đá vôi
hàm lượng các nguyên tố Cu, Mn, Mo tương ứng đạt: 52 mg/kg; 827 mg/kg;
2,51 mg/kg. Trên đất Ferrasols có nguồn gốc Gnai thì hàm lượng của Cu và
Mn có xu hướng ít hơn, tương ứng hàm lượng các nguyên tố này trong đất là

28 mg/kg và 758 mg/kg[3].
Các kết luận tương tự cũng được Hồ Thị Lam Trà và Kazuhiko
Egashira (2001) đưa ra khi nghiên cứu hàm lượng các KLN của nhiều loại đất
khác nhau . Theo tác giả, đất phát triển trên đá vôi có hàm lượng Cu và Zn
khá cao: 106 mg/kg và 53 mg/kg nhưng lại thấp ở đất phát triển trên đá cát:
16 mg/kg và 32 mg/kg. Hàm lượng Pb ở mức trung bình và Cd có hàm lượng
thấp ở tất cả các loại đá.
Bảng 2.6. Hàm lƣợng kim loại nặng trong đất nông nghiệp ở một số vùng
của Việt Nam
Đơn vị: mg/kg
Đá mẹ và
Cây trồng
Cu
Pb
Zn
Cd
mẫu chất
Hải Phòng
Phù sa
Lúa
24
33
89
0,09
Hà Nội
Phù sa
Lúa – rau
22
24
159 0,09

Hà Giang
Phù sa
Lúa
24
21
57
0,05
Bắc Giang
Đá vôi
Cây ăn quả
16
19
32
0,07
Sơn La
Đá vôi
Cây ăn quả
58
27
144 0,04
Ninh Bình
Đá vôi
Mía
106
33
153 0,02
Nghệ An
Đá bazan
Cao su
47

24
159 0,02
Đắc Lắc
Đá bazan
Lúa
90
10
124 0,08
Gia Lai
Đá bazan
Cao su
83
11
105
Lâm Đồng
Đá bazan
Cà phê
49
11
80
(Nguồn: Hồ Thị Lam Trà & Kazuhico Egashira, 2001 )[27].
Địa điểm


13
Hiện nay Việt Nam đang đẩy mạnh phát triển kinh tế - xã hội, nhiều khu
đô thị, khu công nghiệp được mở ra dẫn tới tình trạng ô nhiễm môi trường đất do
hoạt động sản xuất của con người ngày càng trở nên nghiêm trọng.
Theo kết quả nghiên cứu của tác giả Lê Văn Khoa và cộng sự (1999) ở
khu vực công ty Pin Văn Điển và công ty Orion – Hanel cho thấy: nước thải

của hai khu vực trên đều có chứa các KLN đặc thù trong quá trình sản xuất,
với hàm lượng vượt quá TCVN 5945/1994 đối với nước mặt loại B (Pin Văn
Điển, Hg vượt 9,04 lần; Orion – Hanel, Pb vượt 1,12 lần). Trong trầm tích
mương Hanel, 2 KLN có hàm lượng vượt quá hàm lượng nền là Pb (3,3 –
10,25 lần); Hg (1,56 – 2,24 lần). Đất gần công ty Pin Văn Điển có hàm lượng
Zn cao hơn hàm lượng tối đa gây độc cho thực vật ở đất nông nghiệp, theo
tiêu chuẩn của Anh từ 1,33 – 1,79 lần[10].
Bảng 2.7. Hàm lƣợng kim loại nặng trong đất tại khu vực
công ty Pin Văn Điển và Orion – Hanel
Đơn vị: mg/kg
Độ
0 – 20

Khu vực Văn Điển
Cu

Pb

Zn

Cd

Khu vực Hanel
Hg

Cu

Pb

Zn

Cd

Hg

31,42 32,63 268,25 0,985 0,122 21,34 27,93 44,50 0,312 0,078

20 - 40 25,54 25,28 256,08 0,910 0,096 18,22 21,46 39,25 0,275 0,034
(Nguồn: Lê Văn Khoa & cộng sự, 1999 )
Kết quả nghiên cứu của tác giả Nguyễn Ngọc Nông (2003) cho thấy
rằng, hàm lượng của các nguyên tố Cd, Pb As trong đất ở Bắc Cạn và ở Thỏi
Nguyờn càng lớn đối với vùng gần đô thị, khu công nghiệp và khu dân cư tập
trung. Tuy hàm lượng các nguyên tố chưa vượt quá TCCP nhưng hàm lượng
Cd, Pb, As khá cao trong vài loại đất ở vùng thành phố Thỏi Nguyờn đang là
sự cảnh báo về môi trường.


14
Bảng 2.8. Hàm lƣợng Cd, Pb, As trong đất ở Bắc Cạn và Thái
nguyên
Đơn vị: mg/kg
Nguyên tố

Bắc Cạn

Thái Nguyên

Cd

0,46 – 1,05

0,78 – 1,59

Pb

1,87 – 3,12

1,25 – 2,98

As

1,25 – 2,98

1,88 – 5,12

(Nguồn: Nguyễn Ngọc Nông, 2003)
Năm 2002, Nguyễn Ngọc Quỳnh, Lê Huy Bá và cộng sự đã nghiên cứu
ảnh hưởng của các khu công nghiệp tới hàm lượng KLN trong tầng đất mặt. Các
mẫu được lấy tại các huyện Nhà Bè, Bỡnh Chỏnh, khu vực gần các khu công
nghiệp, nơi có nguy cơ ô nhiễm Cd và Zn rất cao thì hàm lượng của chúng có thể
đạt từ 7,6 – 25,5 mg/kg. Ở các khu công nghiệp phía Bắc của thành phố Hồ Chí
Minh (quận Thủ Đức, quận 2, quận 9) có khả năng gây ô nhiễm Zn rất cao. Hàm
lượng Zn thực tế đã xác định dao động từ 161 – 390 mg/kg trong tầng đất mặt ở
quận 2, từ 356 – 679 mg/kg trong đất mặt ở quận 9[13].
Theo tác giả Hồ Thị Lam Trà và Kazuhiko Egashira (1999) khi nghiên
cứu hàm lượng một số kim loại nặng trong đất nông nghiệp của các huyện Từ
Liêm và Thanh Trì – Hà Nội cho thấy hàm lượng các kim loại nặng dao động
trong khoảng: 0,16 – 0,36 mg/kg Cd; 40,1 – 73,2 mg/kg Cu; 3,19 – 5,30
mg/kg Pb; 98,2 – 137,2 mg/kg Zn. Nói chung đất nông nghiệp của hai huyện
Từ Liêm và Thanh Trì chưa bị ô nhiễm kim loại nặng (theo TCVN 1995) trừ

Cu. Tại vùng đất chuyên rau của Tây Tựu - Từ Liêm hàm lượng Cu đã cao
hơn từ 20 – 30 mg/kg so với đất khác (73,2 mg/kg)[26].
Tác giả Hồ Thị Lam Trà và Nguyễn Hữu Thành (2003) khi nghiên cứu
hàm lượng Cu, Zn, Ni (tổng số và di động) trong đất nông nghiệp của huyện
Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên cũng cho thấy: hàm lượng tổng số của Cu dao động
từ 21,85 – 149,34 mg/kg; Zn từ 59,45 – 188,65 mg/kg; Ni từ 27,38 – 55,71


15
mg/kg. Trong 15 mẫu đất nghiên cứu có 2 mẫu bị ô nhiễm Cu, các tác giả
cũng cảnh báo về nguy cơ ô nhiễm Zn, nhưng chưa tìm thấy sự ô nhiễm và
tích luỹ Ni[22].
Theo tác giả Lê Đức và Lê Văn Khoa (2001) một số mẫu đất ở làng
nghề tái chế chì Chỉ Đạo – Văn Lâm – Hưng Yờn cú hàm lượng Cu: 43,68
– 69,68 mg/kg; Pb: 147,06 – 661,2 mg/kg; Zn: 23,6 – 42,3 mg/kg (thuộc
loại đất có hàm lượng Zn di động cao). Trong số 9 mẫu nước phân tích Pb
có 7 mẫu vượt quá giới hạn cho phép dùng cho nước sinh hoạt (0,05 mg/l)
từ 0,07 - 10,83 mg/kg chiếm 77,78 %; 5 mẫu vượt quá giá trị giới hạn nước
dùng cho các mục đích khác (0,1 mg/l). Môi trường bị ô nhiễm đã ảnh
hưởng trực tiếp đến năng suất cây trồng và đặc biệt là đến sức khoẻ của
người dân trong xã[4].
Theo tài liệu thu thập được, tác giả Phạm Quang Hà và cộng sự (2000)
đã nghiên cứu về đất nông nghiệp ở làng nghề đỳc nhụm, chỡ Văn Môn và đó
cú kết luận như sau: Hàm lượng KLN trong đất nông nghiệp của làng nghề
này khá cao, trung bình hàm lượng Cu là 41,1 mg/kg (dao động từ 20,0 –
216,7 mg/kg); Pb là 39,7 mg/kg (dao động từ 20,1 – 143 mg/kg); Zn là 11,3
mg/kg (dao động từ 33,7 – 887,4 mg/kg).
2.4.3 Ô nhiễm môi trường đất
Ô nhiễm đất được xem là tất cả các hiện tượng làm nhiễm bẩn môi
trường đất bởi các chất gây ô nhiễm. Đất bị ô nhiễm có thể phân loại theo

nguồn gốc phát sinh, hoặc các tác nhân gây ô nhiễm: Do chất thải sinh hoạt,
do hoạt động công nghiệp, do hoạt động nông nghiệp, do chất độc hoá học...
Ô nhiễm đất sẽ làm đảo lộn cân bằng sinh thái, suy giảm các chất dinh
dưỡng và phá huỷ cấu trúc của đất, dưới đây là một số nguyên nhân chủ yếu
gây ô nhiễm đất:


16
 Ô nhiễm do chất thải công nghiệp
Trong quá trình phát triển, các đô thị lớn như Hà Nội, thành phố Hồ
Chí Minh, đã và đang gặp phải nhiều vấn đề môi trường ngày càng nghiêm
trọng do các hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải
và sinh hoạt gây ra. Theo kết quả tính toán, hoạt động của các khu công
nghiệp (KCN) trọng điểm ở thành phố Hồ Chí Minh mỗi ngày thải vào hệ
thống sông Sài Gòn - Đồng Nai tổng cộng 1.740.000 m3 nước thải công
nghiệp, trong đó có khoảng 671 tấn cặn lơ lửng, 1.130 tấn BOD5 (nhu cầu
ụxy sinh hoá), 1789 tấn COD (nhu cầu ụxy hoỏ học), 104 tấn Nitơ, 15 tấn
photpho và kim loại nặng (KLN)
 Ô nhiễm do phân hóa học
Theo báo cáo đánh giá hiện trạng môi trường năm 2013, ở Việt Nam,
80% phan hóa học dành cho lúa, lượng NPK bún cũng thấp. Năm 2012 toàn
bộ phân bón cả nước qui ra đơn vị dinh dưỡng nguyên chất là 211.000 tấn,
đến năm 2005 dự kiến khoảng 2.708.000 tấn. Nếu tớnh trờn mỗi ha: Năm
2000 tổng lượng NPK đó bún là 171,5 kg/ha (tỷ lệ N: P2O5: K2O = 1 : 0,38 :
0,31); bình quân năm từ 2011 – 2013 đó bún 172,6 kg/ha (tỷ lệ N: P2O5:
K2O = 1 : 0,55 : 0,36); dự kiến giai đoạn 2012 – 2013 bón khoảng hơn 300
kg/ha (tỷ lệ N: P2O5: K2O = 1 : 0,58 : 0,37) so với bình quân thế giới còn
thấp. Lượng phân bón bình quân sử dụng cho 1 ha gieo trồng rất thấp, đặc biệt
ở vùng trung du và miền núi (khoảng 80 – 90 kg/ha), thấp hơn nhiều so với
Hàn Quốc, Nhật Bản và Trung Quốc. Tuy chưa gây ra những tác động ô

nhiễm môi trường nghiêm trọng, nhưng việc bón phân vô cơ đơn độc, liên tục
đã ảnh hưởng tới sự chua hoá ở tầng đất canh tác. Một số vùng sử dụng đạm
nhiều có liên quan tới sự tích luỹ NO3 trong nước.
 Ô nhiễm do hoá chất bảo vệ thực vật