Hàm lượng cao asen vô cơ trong gạo ở những khu vực sử dụng nước bị ô nhiễm asen cho tưới tiêu và nấu ăn.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA MÔI TRƯỜNG
∼∗∼

Đề tài 6:
Hàm lượng cao asen vô cơ trong gạo ở những
khu vực sử dụng nước bị ô nhiễm asen cho tưới
tiêu và nấu ăn.

GVHD: Ts. Tô Thị Hiền
Sinh viên:
Nguyễn Thị Mỹ Chi

1022035

Nguyễn Thị Thanh Dung

1022045
1


Tóm tắt
Gạo lương thực thiết yếu cho người dân có chứa asen đặc trưng ở các nước
Nam (S) và Đông Nam Á. Trong khu vực này, nước ngầm bị ô nhiễm asen đã được sử
dụng không chỉ để uống và nấu ăn mà còn dùng để trồng lúa trong mùa khô. Việc tưới
tiêu bằng nước ngầm ô nhiễm asen trong trồng lúa đã dẫn đến lắng đọng lượng lớn
asen trong lớp đất mặt và hấp thu trong hạt gạo đặt ra một mối đe dọa nghiêm trọng
đến nền nông nghiệp bền vững trong khu vực này. Ngoài ra, nấu cơm với nước bị ô
nhiễm asen cũng làm tăng lượng asen trong gạo đã nấu chín. Asen vô cơ là thành phần
chính trong gạo ở Nam và Đông Nam Á (80 đến 91% tổng lượng asen), và nồng độ
của các thành phần độc hại này được tăng lên trong gạo nấu chín từ nước nấu giàu

asen vô cơ. Người dân Bangladesh và Tây Bengal (Ấn Độ), điểm nóng về asen trên
thế giới, tiêu thụ trung bình 450 g gạo một ngày. Vì vậy, ngoài nước uống, chế độ ăn
uống lấy asen từ gạo được coi là một nguồn tiếp xúc tiềm tàng khác, và là một thảm
họa mới cho dân số của các nước Nam và Đông Nam Á. Các dạng asen trong gạo
sống và chín, khả năng tích tụ sinh học của nó và các nguy cơ sức khỏe do asen vô cơ
trong gạo cho dân số của Nam và Đông Nam Á đã được thảo luận trong đánh giá này.
Nội dung
1 . Giới thiệu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2 . Asen trong nước thủy lợi : Một mối đe dọa đến sản xuất lúa bền vững ở Nam và
Đông Nam Á. . .
3 . Hàm lượng asen và các dạng trong gạo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .
3.1. Nồng độ asen trong gạo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .
3.1.1. Sự khác biệt tổng nồng độ asen trong gạo . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.2 . Nồng độ asen trong phần khác nhau của gạo. . . . . . . . . . . . ..
3.2. Các dạng asen trong gạo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.1. Các dạng asen vô cơ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . ..
3.2.2 . Các dạng asen hữu cơ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . .
3.3. Sự chuyển hóa các dạng asen trong gạo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2


3.3.1. Sự chuyển hóa giữa các dạng khác nhau và các loại gạo. . . . .
3.3.2. Sự chuyển hóa trong gạo ở các giai đoạn phát triển khác nhau
3.3.3 . Sự chuyển hóa trong phần khác nhau của gạo. . . . . . . .. . . . ..
4 . Nồng độ asen và các dạng trong gạo nấu chín. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5 . Sự góp phần của gạo vào chế độ ăn thu asen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..
6 . Tích tụ sinh học của asen từ gạo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7 . Kết luận. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Thừa nhận . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tài liệu tham khảo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.Giới thiệu
Asen là nguyên tố phổ biến thứ 20 trong vỏ trái đất, và được phổ biến trong
môi trường (đất, nước, không khí và trong các chất sống) (Tamaki và Frankenberger,
1992). Tiêu thụ thực phẩm bị nhiễm asen được công nhận dẫn đến ung thư (Mandal và
Suzuki, 2002). Tác dụng lâu dài của nhiễm độc asen trên con người đã được báo cáo
từ hầu hết các quốc gia ở Nam (S) và Đông Nam (SE) Á thông qua lan rộng ô nhiễm
của nó vào nước và cây trồng (Kohnhorst năm 2005; Mukherjee và cộng sự, 2006;
Smedley, 2005). Nước ngầm bị nhiễm asen không chỉ được dùng cho mục đích uống
mà còn để tưới cây trồng, đặc biệt đối với lúa (Oryza sativa L.), trong các quốc gia
Nam và Đông Nam Á (Meharg và Rahman, 2003; Ninno và Dorosh, 2001). Ở
Bangladesh, nước ngầm nhiễm asen đã được sử dụng rộng rãi để tưới cho lúa, đặc biệt
là trong mùa khô, với 75 % tổng diện tích được cắt cho trồng lúa (Meharg và Rahman,
2003).
Mức nền của asen trong đất lúa nước khoảng 4-8 µg g -1 (Alam và Sattar, 2000;
Williams và cộng sự, 2006), có thể lên tới 83 µg g

-1

ở những nơi có diện tích cây

trồng đã được tưới bằng nước ngầm bị ô nhiễm asen (Williams et al, 2006). Các vấn
đề ô nhiễm asen trong nước ngầm không chỉ giới hạn tới Bangladesh. Các quốc gia
khác trong Nam và Đông Nam Á như Tây Bengal (Ấn Độ), Việt Nam, Thái Lan,
Nepal và Đài Loan cũng đã được báo cáo có mức độ cao của asen trong nước ngầm
3


(Rahal và cộng sự, 2008; Nordstrom, 2002) (Hình 1). Lúa gạo là lương thực chính cho
người dân các khu vực này. Mức độ asen tăng trong đất nông nghiệp từ nước ngầm
tưới tiêu nhiễm độc, và sự hấp thu của nó trong gạo, rau và cây lương thực khác

(Meharg và Rahman, 2003; . Williams và cộng sự, 2006) đã trở thành một trường hợp
thực sự khẩn cấp về sức khỏe trong khu vực này. Sự hiện diện của lượng asen cao
trong gạo được coi là một thảm họa y tế ở Nam Á (Meharg, 2004). Khoảng 200 triệu
người trong Nam và Đông Nam Á được cho rằng tiếp xúc với asen từ nước và thực
phẩm (Sun et al. , 2006).
Một số lượng lớn dân số tại các vùng nhiễm asen đặc trưng, sống tự cung tự
cấp gạo, ngũ cốc được trồng chủ yếu với nước ngầm bị ô nhiễm asen cao. Do đó, gạo
có chứa lượng asen tương đối cao, hầu hết trong số đó là vô cơ (Meharg et al, 2009;
Sun và cộng sự, 2008; Torres - Escribano et al, 2008.), so với các sản phẩm nông
nghiệp khác (Das et al. , 2004; Schoof et al 1999). Nồng độ asen và các hình thức hóa
học của nó trong gạo thay đổi đáng kể tùy thuộc vào giống lúa (Booth, 2008) và biến
đổi địa lý (Booth, 2007; Meharg và cộng sự , 2009). Các hợp chất asen vô cơ chiếm
ưu thế hơn các dạng hữu cơ trong cả gạo sống và nấu chín (Williams et al, 2005),
được tích lũy/ hấp thụ từ đất, nước tưới và nước nấu ăn. Do đó, dạng asen trong hạt
gạo bị ảnh hưởng bởi các dạng của nó trong đất và nước. Ngoài ra, lượng asen hấp thụ
bởi cơm từ nước nấu ăn và các chế độ ăn uống thu nhận asen trong cơ thể con người
phụ thuộc vào các loại gạo và cách nấu (Musaiger và D'Souza , 2008 , Ohno và cộng
al, 2009; Rahman et al, 2006; Signes và cộng sự, 2008a ; Signes và cộng sự, 2008b).
Xem xét nồng độ asen cao (chủ yếu asen vô cơ) trong hạt gạo, phương pháp nấu ăn,
và tốc độ tiêu thụ cao, gạo được tiết lộ là một mối đe dọa lớn đối với sức khỏe của
người dân ở vùng nhiễm asen đặc trưng của các nước Nam và Đông Nam Á. Trong
bài viết này, dạng asen trong gạo, chế độ ăn uống, và nguy cơ sức khỏe của các dạng
asen vô cơ đến đặc trưng của asen và lượng gạo đáp ứng cho dân số của các nước
Nam và Đông Nam Á đã được thảo luận.

4


Fig. 1. Arsenic concentrations in groundwater of South-East Asian regions
under reducing conditions. A, Ganges delta (Bangladesh); B, theMekong delta

(Cambodia and Vietnam); C, Red River delta (Vietnam); D, Irrawaddy River delta
(Myanmar) and Chao Phraya basin (Thailand) (Winkel et al., 2008).
2. Asen trong nước thủy lợi : Một mối đe dọa đến sản xuất lúa bền vững ở Nam
và Đông Nam Á
Các vấn đề ô nhiễm asen trong nước ngầm là điều ai cũng công nhận ở hầu hết
các nước Nam và Đông Nam Á như được thảo luận trong các phần trước. Lúa là cây
lương thực chính được sản xuất tại khu vực này, đặc biệt là ở Bangladesh và Tây
Bengal (Ấn Độ), được tưới bằng nước ngầm trong mùa khô. Gần đây, người ta nhận ra
rằng nước tưới tiêu nhiễm asen thêm một số lượng đáng kể asen vào lớp đất mặt và
trong gạo, trong đó đặt ra mối đe dọa nghiêm trọng đối với sản xuất lúa bền vững ở
hai nước này (Brammer và Ravenscroft , 2009; DITTMAR và cộng sự , 2010 ; Khan
et al, 2009; Khan và cộng sự, 2010a; Khan và cộng sự, 2010b; Meharg và Rahman,
2003). Do điều kiện sinh thái nông nghiệp và thủy văn của các nước Nam và Đông
5


Nam Á là tương tự nhau, tưới nước ngầm bị ô nhiễm asen tạo ra ảnh hưởng tương tự
như trên lúa nước của khu vực này. Ngoài ra, lúa được coi là một trong những nguồn
tiếp xúc lớn và tiềm tàng của asen đối với con người (Meharg và Rahman, 2003;
Mondal và Polya năm 2008; Pillai và cộng sự, 2010; Rahman và cộng sự, 2008a;
Singh et al, 2010; Tuli và cộng sự, 2010; Williams và cộng sự, 2006; . Zavala và
Duxbury, 2008) do lắng đọng ngày càng tăng của nó trong lớp đất mặt từ nước tưới
tiêu và hấp thụ tiếp theo trong hạt gạo (DITTMAR et al , 2010).
Tưới tiêu bằng nước ngầm bị ô nhiễm asen có thể đặc biệt ảnh hưởng đến sản
xuất lúa trong giới hạn sản xuất và ô nhiễm. Có thể có hai lý do chính của việc này - i)
một lượng lớn nước ngầm có chứa lượng asen cao đã được tưới tiêu cho sản xuất lúa ở
hầu hết các vùng của Nam và Đông Nam Á trong mùa khô và ii ) lúa là cây trồng nhạy
cảm nhất với nhiễm độc asen (Brammer và Ravenscroft , 2009). Do sự sụt giảm của
lượng mưa trong khu vực này, ngay cả trong mùa mưa, sự phụ thuộc vào nước ngầm
để trồng lúa dự kiến sẽ được tăng lên trong những năm tới để tăng sản lượng cây trồng

đáp ứng nhu cầu của người dân ngày càng tăng. Thực tiễn này sẽ tăng thêm lượng
asen tích tụ trong đất mặt. Roberts và cộng sự. (2007) báo cáo rằng hàm lượng asen
chứa trong đất mặt ở Bangladesh đã tăng lên đáng kể trong 15 năm qua vì công trình
thủy lợi với nước ngầm giàu asen. Các nghiên cứu khác cho thấy nồng độ asen vẫn
không thay đổi khi bắt đầu hai mùa thủy lợi liên tiếp, lượng asen bổ sung trong mùa
tưới tiêu đầu tiên đã được rửa trôi bởi nước lũ trong mùa mưa sau (DITTMAR et al.,
2007). Như vậy, tỷ lệ asen lắng đọng từ nước tưới bị ô nhiễm trong đất địa hình bằng
phẳng cao hơn trong đất có ảnh hưởng của lũ .
Một vấn đề quan trọng liên quan đến lắng đọng asen trong đất lúa là liệu tất cả
asen cung cấp bởi các nguồn có đạt được và lắng đọng trong các cánh đồng là như
nhau. Ngoài ra, làm thế nào để asen trong nước tưới và đất đi vào trong cây lúa và hạt
lúa cũng là mối quan tâm quan trọng. Brammer và Ravenscroft (2009) thảo luận
những vấn đề này trong một nghiên cứu gần đây về asen từ quan điểm của các nước
Nam và Đông Nam Châu Á. Họ nêu ra rằng hầu hết nước ngầm tại các khu vực bị ảnh
hưởng bởi asen ở Nam và Đông Nam Á rất giàu chất sắt (Gurung và cộng sự, 2005;
Postma và cộng sự, 2007), bị oxy hóa khi tiếp xúc với không khí, và sau đó kết tủa
6


thành sắt - hydroxit trong vùng rễ. Asenat có ái lực liên kết cao với các kết tủa sắt
hydroxit. Do đó, nồng độ asen trong đất được giảm với khoảng cách ngày càng tăng
của các vị trí từ nguồn (DITTMAR và cộng sự, 2007; Roberts và cộng sự, 2007). Tuy
nhiên là một chất dinh dưỡng quan trọng, sắt kết tủa làm giảm khả năng tích tụ sinh
học và sự hấp thu của nó dẫn đến bị vàng lá ở cây lúa. Trong điều kiện như vậy, nông
dân sử dụng phân bón chứa sắt để tăng tích lũy sinh học và sự hấp thu sắt để chữa
vàng lá (Alvarez - Fernandez và cộng sự, 2005; Hasegawa và cộng sự, 2010;
Hasegawa và cộng sự, 2011 ). Vì asen được hấp thụ trên kết tủa sắt hydroxit trong đất
vùng rễ, sử dụng của phân bón chứa sắt có thể tăng tích lũy sinh học và hấp thụ sắt
vào trong cây lúa (Hasegawa và cộng sự, 2011; Rahman và cộng sự, 2008b). Ngoài
phân bón chứa sắt, vi khuẩn rhizospheric cũng hòa tan sắt III trong vùng rễ nhờ vào sự

rỉ sắt tại mặt phân cách của mảng rễ (Bar- Ness và cộng sự, 1992; Crowley và cộng
sự, 1992; Crowley và cộng sự, 1991; Kraemer, 2004; Romheld , 1987), điều này cũng
có thể làm cho cả sắt và asen tích tụ và hấp thụ trong cây lúa. Là cây trồng chiến lược
loại II, rễ lúa cũng chảy ra dạng sắt thực vật trong đất vùng rễ với điều kiện thiếu sắt
để tăng tích lũy sinh học và sự hấp thu sắt (Ishimaru và cộng sự, 2006; . Romheld và
Marschner, 1986). Trong trường hợp này, đó cũng là một khả năng tăng tích lũy sinh
học và hấp thu trong cây lúa. Các điều kiện trồng lúa cũng có lợi cho sự hấp thu asen
trong cây lúa. Lúa trồng ở vùng ngập lụt (kỵ khí) điều kiện ngập nước, trong đó chủ
yếu là asen tồn tại dạng tồn tại chính là As (III) hòa tan và dễ dàng đưa lên từ dung
dịch đất bởi cây lúa (Xu et al ., 2008).
Các cơ chế hấp thu asen trong gạo là phức tạp hơn vì khả năng mang ôxy từ
không khí xuống gốc của nó và giải phóng trong vùng rễ thông qua rễ (Brammer và
Ravenscroft, 2009). Điều này tạo ra một khu vực bị oxy hóa xung quanh rễ trong đó
sắt bị oxy hóa và kết tủa để tạo thành một lớp phủ (Liu et al. , 2006). Hu và cộng sự
(2007) phát hiện lưu huỳnh tăng cường sự hình thành các mảng bám sắt trong vùng rễ
và giảm tích tụ asen trong gạo. Trong một nghiên cứu khác, Hu và các cộng sự (2005)
quan sát thấy rằng việc sử dụng phân lân giảm sự hình thành sắt mảng bám trên rễ lúa.
Mặc dù sự hình thành của sắt phủ trên bề mặt rễ lúa làm tăng hấp phụ asen, và do đó
hoạt động như một bộ lọc asen, một số nghiên cứu cho thấy số lượng đáng kể của asen
được đưa lên bởi cây lúa cũng trong điều kiện này (Meharg và Rahman , 2003).
7


3 . Hàm lượng và dạng asen trong gạo
3.1. Nồng độ asen trong gạo
Đến nay, số lượng đáng kể các bài viết về nồng độ asen trong gạo và trong từng
phần của gạo đã được công bố (Bae et al , 2002; . Meharg , 2004; Mondal và cộng sự,
2010; .Mondal và Polya năm 2008; Rahman và cộng sự, 2006; Rahman và cộng sự,
2007a; Rahman và cộng sự, 2008a; Williams và cộng sự, 2006. Williams và cộng sự,
2005; Williams và cộng sự, 2007b ). Điều này có nghĩa rằng chế độ ăn lấy asen trong

gạo đã được nhận được nhiều sự chú ý để hiểu được sự tiếp xúc của asen với chất béo.
Gạo đến nay là nguồn cung cấp asen lớn nhất (50-70 % tổng số bữa ăn) cho người dân
nông thôn thậm chí nguồn nước uống không chứa nồng độ asen (Chatterjee và cộng
sự, 2010). Sự tăng cao gấp mười lần lượng asen trong gạo ở Bangladesh đã được báo
cáo (Meharg và Rahman, 2003). Nồng độ asen trong gạo từ các nước khác nhau được
thể hiện trong Bảng 1, cung cấp thông tin hữu ích để có sự hình dung về phạm vi nồng
độ asen trong gạo trên toàn thế giới, và dự đoán mức độ của chế độ ăn lấy asen từ
nguồn lương thực này .
Bảng 1: Nồng độ (µg g-1 d khối lượng) của tổng số, phần asen vô cơ và hữu cơ
trong gạo nguyên liệu từ các nước khác nhau.

8


Gần đây, hàm lượng arsen cao trong gạo ở các nước Nam và Đông Nam Á là
một mối quan tâm quan trọng đối với các nước tương ứng cũng như đối với các nước
nhập khẩu gạo từ khu vực này. Hạt gạo thu được từ những vùng ô nhiễm asen phía tây
của Bangladesh có mức asen 0,03-1,84 µg g

-1

dwt (Meharg và Rahman, 2003).

Williams và cộng sự (2006 ) báo cáo rằng mức độ asen dao động từ 0,04 và 0,92 µg g
-1

. dwt (có nghĩa là 0,08-0,36 µg g

0.04 và 0.91 µg g

-1

-1

d wt) trong lúa aman (mùa khô) và khoảng giữa

d.wt. (có nghĩa là 0,14-0,51 µg g

-1

d.wt) gạo boro (mùa mưa) thu

được từ phần phía nam của đất nước (Bảng 1). Trong nghiên cứu này, nồng độ asen
trong lúa aman và lúa boro thu thập từ các thị trường trên toàn quốc đã được tìm thấy
tương ứng là 0,18-0,31 và 0,21-0,27 µg g

-1

d .wt. Những phát hiện này là trong phù

hợp với các nghiên cứu trước đây của họ. Islam và các cộng sự (2004) đã tìm ra 0,052,05 µg g

-1

d. wt asen trong gạo boro thu thập từ ba huyện phía nam Bangladesh

(Gopalganj, Rajbari, và Faridpur ). Rahman et al (2006) cũng đưa ra mức độ cao của
asen trong gạo (0,57-0,69 µg g

-1

d.wt) thu thập từ huyện Satkhira, một khu vực bị ô

nhiễm asen cao ở Bangladesh. Tất cả những nghiên cứu cho thấy sự tồn tại của asen
cao trong gạo Bangladesh .
Tổng nồng độ asen trong gạo của Ấn Độ, đặc biệt là từ Tây Bengal, đã được
báo cáo trong số liệu của các bài báo (Bảng 1). Williams và cộng sự (2005) báo cáo
0,05 µg g

-1

d. khối lượng asen (0,03-0,08 µg g

-1

d. wt) trong gạo trắng basmati thu

được từ siêu thị Ấn Độ. Trong một cuộc khảo sát thị trường, Meharg et al (2009) tìm
thấy 0.07 µg g

-1

d. wt asen (0,07-0,31 µg g

-1

d.wt, n = 133) trong gạo trắng của Ấn

Độ. Mondal và Polya (2008 ) đã nghiên cứu hàm lượng asen trong gạo từ một số khu
vực của quận Nadia, Tây Bengal. Họ phát hiện ra rằng nồng độ trung bình của asen

trong gạo (hoặc là thu thập trực tiếp từ nông dân hoặc mua từ thị trường địa phương)
dao động từ 0,02 và 0,17 µg g

-1

d. wt với trung bình là 0,13 µg g

Nồng độ này là tương đương với gạo Bangladesh (0,14 µg g

-1

-1

d. wt (n = 50).

dwt, N = 10) được báo

cáo của Das và cộng sự. (2004), nhưng ít hơn so với báo cáo của Williams và cộng sự.
(2006) (0,08-0,51 µg g

-1

d.wt n = 330) và Ohno et al (2007) (0,34 mg, n = 18 g

-1

d

.wt.). Các nghiên cứu khác cũng báo cáo mức độ asen cao trong gạo từ Tây Bengal
(0,11-0,44 µg g-1 d. wt. bởi Roychowdhury et al. (2002) và 0,03-0,48 µg g

-1

d .wt bởi

Pal et al (2009)).
9


Ô nhiễm asen ở Đài Loan có một lịch sử lâu dài, và một số nghiên cứu cho thấy
-1

mức độ cao của asen trong gạo Đài Loan. Schoof et al (1998) báo cáo 0,76 µg g

d.

wt asen trong gạo Đài Loan thu thập trực tiếp từ các trang trại. Họ cũng báo cáo
khoảng 0,20 µg g

-1

d. wt asen (khoảng 0,19-0,22 µg g

-1

dwt) trong gạo công ty Đài

Loan. Một cuộc khảo sát thị trường, được thực hiện bởi Lin et al. (2004) tiết lộ 0.10 0,63 µg g

-1

dwt asen có trong gạo Đài Loan, đó là so sánh với báo cáo của Williams

và cộng sự (2005). Nồng độ asen trong gạo Việt Nam đã được tìm thấy là 0,03-0,47
µg g -1 d.wt. ( Phương và cộng sự, 1999; Williams và cộng sự, 2005).
Gạo Thái Lan cũng đã được báo cáo có chứa mức độ asen cao (Bảng 1). Một
cuộc khảo sát thị trường gần đây cho thấy nồng độ asen trong gạo Thái Lan dao động
từ 0,01 đến 0,39 µg g -1 d. wt. với trung bình 0,14 µg g -1 d. wt. (n = 54) (Meharg et al.,
2009). Trước đây, Williams và các cộng sự. (2005) báo cáo 0,11 ± 0,01 µg g

-1

dwt

asen trong gạo Thái Lan. Trong một nghiên cứu khác của Williams và các cộng sự
(2006) cho thấy nồng độ asen trong gạo Thái Lan là 0,10 µg g

-1

d.wt (khoảng 0,06-

0,14 µg g -1 dwt.). So với báo cáo trước đó của Williams và các cộng sự. (2006, 2005),
nồng độ asen cao hơn trong gạo Thái Lan đã được tìm thấy trong một nghiên cứu gần
đây của Meharg et al. (2009) đưa ra hàm lượng asen trong gạo Thái Lan đã tăng lên
trong những năm gần đây. Số lượng đáng kể của asen cũng được tìm thấy trong gạo từ
Hoa Kỳ (USA). Một cuộc khảo sát thị trường được thực hiện bởi Schoof et al. (1999)
báo cáo rằng tổng nồng độ asen trong gạo Hoa Kỳ là 0,20-0,46 µg g -1 d.wt., trong khi
Heitkemper et al (2001) đã tìm thấy 0,11-0,34 mg g

-1

d. wt trong lượng gạo của cả

nước. Một nghiên cứu gần đây của Meharg et al (2009) báo cáo 0,03-0,66 µg g

-1

d.

wt asen trong gạo Hoa Kỳ, đó là cao hơn nhiều so với báo cáo của Williams và cộng
sự (2005) (0,11-0,40 µg g

-1

dwt.) (Bảng 1). Tất cả những nghiên cứu cho thấy rằng

nồng độ asen trong gạo châu Á là cao hơn so với các nước khác. Do đó, gạo ở Nam và
Đông Nam Á sẽ là một nguồn quan trọng của việc tiếp thu asen cho dân số của khu
vực này, và cũng cho dân số của những quốc gia nhập khẩu gạo từ khu vực này.
3.1.1. Sự khác biệt tổng nồng độ asen trong gạo
Nồng độ asen trong gạo khác biệt đáng kể đối với nguồn gốc của nó, các loại
và giống cây trồng, và thậm chí cả với các mùa phát triển (Bảng 1 và 2) . Khác biệt
10


địa lý trong tổng nồng độ asen trong gạo đã được tìm thấy từ các cuộc điều tra thị
trường tại Mỹ, Liên minh châu Âu (EU), Nhật Bản, Philippines, Úc, Trung Quốc,
Canada, và từ các quốc gia Nam và Đông Nam Á (Bảng 1). Một nghiên cứu gần đây
được tiến hành bởi Meharg et al (2009) cho thấy sự khác biệt địa lý trong tổng nồng
độ và nồng độ asen vô cơ trong gạo. Gạo EU có mức độ asen trung bình 0,18µg g

d.wt dao động 0,13-0,22 µg g

-1

-1

d.wt. (Torres - Escribano et al., 2008). Trong một

nghiên cứu khác, Williams và các cộng sự. (2005) báo cáo 0,13-0,20 µg g

-1

d. wt tổng

asen trong gạo EU. Hàm lượng asen trong gạo từ một số huyện của khu vực bị ảnh
hưởng asen ở Tây Bengal, Ấn Độ cho thấy sự khác nhau giữa 0.04 và 0.43 µg g -1 dwt.
Các nghiên cứu khác cũng báo cáo các biến đổi của tổng nồng độ asen trong gạo cho
các khu vực địa lý khác như Úc ( 0,02-0,03 µg g
Canada (0,02-0,11 µg g

-1

-1

d.wt (Williams et al., 2006)),

dwt (Heitkemper và cộng sự, 2001; Williams và cộng sự,

2005), Trung Quốc (0,02-0,46 mg g -1 dwt (Meharg et al, 2009); 0,07-0,19 µg g
(Williams et al , 2006); 0,46-1,18 µg g

-1

al., 2009)), Tây Ban Nha (0,05-0,82 µg g
-1

d wt

d wt (Sun và cộng sự, 2008)), Ai Cập (0,01-

0,58 µg g -1 d. wt (Meharg et al., 2009)), Châu Âu (0,09-0,56 µg g
(0,07-0,42 µg g

-1

-1

-1

d. wt. (Meharg et

d. wt (Meharg et al. , 2009)), Nhật Bản

d. wt . (Meharg et al., 2009)), và Philippines (0.00 - 0,25 µg g

-1

d.

wt. (Williams et al., 2006)). Những nghiên cứu này cho thấy Úc, Phi-líp-pin, và gạo

Canada có tổng lượng asen thấp nhất trong khi gạo Bangladesh và Ấn Độ (Tây
Bengal) có hàm lượng cao nhất. Gạo Đài Loan và Việt Nam cũng có hàm lượng asen
đáng kể. Các khác biệt rõ ràng có tương quan với mức độ và loại ô nhiễm cũng như
với các phương pháp canh tác lúa. Đất hóa học, nguồn asen, nồng độ asen trong đất và
địa hóa của khu vực cũng ảnh hưởng đến lượng asen trong gạo .
Nồng độ asen trong gạo cũng khác nhau theo từng vùng trong một khu vực địa
lý cụ thể. Gạo Hoa Kỳ đã cho thấy sự khác biệt đáng kể trong tổng nồng độ asen theo
vùng (Booth, 2007). Một cuộc khảo sát thị trường lượng asen trong gạo Hoa Kỳ bởi
Williams et al. (2007a) cho thấy gạo từ California chứa lượng asen trên trung bình
khoảng 40% ít hơn so vớ trung tâm phía nam Hoa Kỳ - Arkansas, Louisiana,
Mississippi, Texas và Missouri. Điều này được cho là vì đất của trung tâm phía nam
Hoa Kỳ chứa asen cao hơn từ thuốc trừ sâu được sử dụng để phát triển bông (Booth,
2008). Mặc dù nồng độ asen trong gạo thay đổi đáng kể ở các khu vực nhiễm và
11


không bị nhiễm asen ở Bangladesh và Tây Bengal, một loạt tiêu chuẩn của nồng độ
asen trong gạo đã được quan sát trong các khu vực bị ô nhiễm của vùng này. Nồng độ
asen trong gạo đã được tìm thấy và có liên quan đáng kể (Pb<0.001 ) với nồng độ asen
trong nước tưới và đất (Pal et al. , 2009). Nồng độ asen cao trong gạo của các quốc gia
Nam Á nhiễm asen đặc trưng là do sự góp phần trực tiếp của sự ô nhiễm lớn nguồn
nước ngầm tưới tiêu và đất trồng lúa hơn là các nguồn khác.
Meharg và Rahman (2003) cũng cho thấy sự khác biệt về nồng độ asen trong
các giống lúa khác nhau được trồng ở trạm nghiên cứu của Viện nghiên cứu lúa gạo
Bangladesh (giữa 0,043 và 0,206 µg g

-1

d.wt.) và trong những thu thập từ khu vực

khác nhau của đất nước (giữa 0,058 và 1,835 µg g

-1

dwt). Sự thay đổi theo mùa của

nồng độ asen trong gạo Bangladesh cũng đã được báo cáo bởi Duxbury et al. (2003).
Nồng độ asen trong lúa aman và boro được tìm thấy tương ứng là 0,11 (n = 72) và
0,18 (n= 78) µg g -1 d.wt.
3.1.2 . Nồng độ asen trong các thành phần khác nhau của gạo
Sự thay đổi đáng kể tổng hàm lượng asen trong các thành phần khác nhau của
gạo (vỏ, nội nhũ, gạo láng, toàn bộ gạo, và cám) đã được báo cáo trong tài liệu.
Rahman et al. (2007b) đã nghiên cứu tổng nồng độ asen trong các phần khác nhau của
gạo nấu sơ và chưa nấu thu thập từ khu vực bị ô nhiễm asen (huyện Satkhira) của
Bangladesh. Kết quả cho thấy nồng độ asen trong gạo không nấu cao hơn đáng kể so
với gạo nấu sơ. Nồng độ asen cao nhất là trong vỏ (trong khoảng 0,7-1,6 µg g
lượng) tiếp theo là cám (0,6-1,2 µg g

-1

-1

d khối

d wt.), nguyên hạt (0,5-0,8 µg g- 1 d wt ), và

gạo láng (0,3-0,5 µg g -1 d wt.). Do đó, thứ tự của nồng độ asen trong các phần của gạo
là vỏ> cám> nguyên hạt> gạo láng. Ren và các cộng sự (2007) cũng xác định tổng
nồng độ asen trong thành phần của gạo của Trung Quốc, và thấy rằng nồng độ asen
cao nhất là trong cám (trong khoảng 0,55-1,20 µg g

(0,14-0,80 µg g

-1

-1

d. wt.) theo sau là nguyên hạt

d. khối lượng.) và gạo láng (0,07-0,4 µg g

-1

d.wt.), cho thấy xu

hướng tương tự báo cáo của Rahman et al (2007b). Sun và các cộng sự (2008) cũng
xác định tổng hàm lượng asen trong các phần khác nhau (nội nhũ, nguyên hạt và cám)
của hạt gạo Trung Quốc vừa mới xay (hai loại) và Bangladesh (bốn loại ). Kết quả cho
thấy trung bình (n = 6) hàm lượng asen trong nội nhũ, nguyên hạt, và cám tương ứng
12


là 0,56 ± 0,08, 0,76 ± 0,12 và 3,3 ± 0,6 µg g

-1

d.wt. Xu hướng tổng nồng độ asen

trong thành phần của hạt gạo là nội nhũ< nguyên hạt< cám là phù hợp với các nghiên
cứu trước đây của Rahman et al. (2007b) và Ren và các cộng sự. (2007).
3.2. Dạng asen trong gạo

Tổng nồng độ asen trong gạo hoặc trong bất kỳ chế độ ăn khác không phải là
yếu tố quyết định duy nhất của độc tính của nó. Nhiễm độc asen chủ yếu phụ thuộc
vào dạng của nó, và các dạng asen vô cơ độc hơn asen hữu cơ (Meharg and
HartleyWhitaker, 2002; Ng, 2005). Cụ thể hơn, As(III ) độc hại hơn As(V), trong khi
axit dimethylarsinous (DMAA(III)) và axit monomethylarsonous (MMAA(III)) có
nhiều chất độc hại hơn các hợp chất ban đầu của chúng (Mas và cộng sự, 2001;
Petrick và cộng sự, 2000). Gạo đặc biệt dễ bị tích tụ asen so với các loại ngũ cốc khác
do nó thường được trồng trong điều kiện ngập nước (khử), nơi lượng asen di động cao
(Zhu et al., 2008b). Mức độ nền của asen trong gạo cao hơn lên đến gấp 10 lần so với
các loại ngũ cốc khác (Williams et al., 2007b). Trung bình, khoảng 50 % tổng số asen
trong gạo là asen vô cơ, có thể thay đổi từ 10 đến 90%, và các phần còn lại là DMAA
(V) với một lượng nhỏ MMAA (V) trong một số mẫu (Zhu et al. , 2008b). Do đó,
dạng asen trong gạo được coi là quan trọng đối với khả năng tác động của nó đối với
sức khỏe con người.

13


Bảng 2: Nồng độ asen (µg g-1 khối lượng khô) trong gạo nguyên liệu và chế
biến từ các quốc gia khác nhau, và sự đóng góp của nồng độ asen trong nước nấu ăn
trên tổng số và asen vô cơ chứa trong cơm.

14


3.2.1 Các loại asen vô cơ
Asen được hình thành trong gạo nguyên liệu từ các khu vực địa lý khác nhau
được thể hiện trong Bảng 1. Ngoại lệ đối với gạo Hoa Kỳ, asen vô cơ đã được báo cáo
là đối tượng chủ yếu trong gạo từ các khu vực địa lý khác nhau trên thế giới. Mặc dù
As(III) chiếm ưu thế hơn As(V) trong gạo trong hầu hết các trường hợp, tỷ lệ asen

trong gạo cho thấy sự khác biệt về nguồn gốc, chủng loại, giống được báo cáo rằng
khoảng 42 (n = 12), 64 ( n = 7), 80 (n = 11), and 81% ( n = 15) của asen được tìm thấy
là asen vô cơ được tìm thấy trong gạo ở Mỹ, EU, Bangladeshi và Ấn Độ. Một số
nghiên cứu cho thấy khoảng 44 - 86% nồng độ asen trong gạo Bangladesh là vô cơ.
Trong lĩnh vực nghiên cứu đã tìm thấy hơn 100% asen vô cơ trong gạo ở Bangladeshi.
Theo báo cáo, có 61,58 và 67% tổng số asen vô cơ được tìm thấy trong gạo Đài Loan,
trong khi có khoảng 91% là ở gạo Thái. Gạo Trung Quốc có nồng độ asen vô cơ là 60
– 87% trong khi phần tram nồng độ asen vô cơ trong gạo Pháp và Ý là khoảng 44 –
62% và 57 – 73%. Tây Ban Nha có hàm lượng asen vô cơ cao hơn ( khoảng 41 – 48%
tổng lượng asen) nhưng vẫn ít hơn so với gạo Pháp và Ý. Phần asen vô cơ trong gạo
Mỹ chiếm 40% tổng nồng độ, thấp nhất khi so sánh với gạo của các quốc gia khác.
Kết quả trên cho thấy, ngoại trừ gạo Hoa Kỳ thì hàm lượng chất độc asen vô cơ chiếm
ưu thế trong nhiều loại gạo. Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng gạo Hoa Kỳ chứa ít chất
độc methylated, nơi mà gạo EU và châu Á chứa nhiều hơn chất độc asen vô cơ.
3.2.2 Các loại asen hữu cơ
Loại Methyl hóa của asen chỉ là một dạng của asen hữu cơ được tìm thấy trong
gạo. Tiến hành khảo sát một thị trường về các dạng asen trong gạo Hoa Kỳ và tìm thấy
methyl hóa asenical (hoàn toàn như DMAA (V)) trong nhiều loại (giữa 36 và 65% với
trung bình khoảng 54% của tổng số asen). Các báo cáo trước đây cũng chỉ ra phần
trăm cao của asenical methyl hóa (DMAA(V); giữa 70 và 80% với trung bình là 64%
của tổng số asen) trong gạo Hoa Kỳ. Trái ngược lại asenical methyl hóa được tìm thấy
là thành phần ít trong gạo từ Bangladesh (12– 43%), Canada (9– 50%), Trung Quốc
(10– 15%), EU (30%), Ấn Độ (12%), Ý (26– 40%), Tây Ban Nha (29%), Thái Lan
(27%) và Đài Loan (14 – 25%). Sự khác nhau về nồng độ asen hữu cơ trong gạo khác
nhau từ các khu vực địa lý là do nguồn gốc và sự hấp thu khác nhau từ cây lúa. Loại
15


asen đặc trưng ở khu vực châu Á, asen vô cơ giàu trong nước ngầm, được dùng để
tưới cho cây lúa là nguồn tạo ra asen chính. Mặc khác, thuốc trừ sâu asen là nguồn

chính của asen đối với gạo Mỹ. Ngoài ra, methyl hóa của vi sinh vật của asen vô cơ để
asen hữu cơ hóa trong lĩnh vực gạo (trong nước và đất vùng rễ) cũng như góp phần
hàm lượng asen hữu cơ trong gạo.
3.3 Sự chuyển hóa các dạng asen trong gạo
Ngoài các thay đổi địa lý, các dạng trong gạo nguyên liệu cũng khác nhau về
các giống, chủng loại, mùa sinh trưởng và thành phần của hạt gạo. Các thay đổi có thể
là do ảnh hưởng bởi các yếu tố về môi trường cũng như các yếu tố bên trong như hình
thái học và chức năng sinh lý của cây lúa. Nhưng không có bằng chứng rõ ràng và
thông tin cụ thể về sự thay đổi này trong quá trình hình thành hạt gạo.
3.3.1 Thay đổi dạng asen trong các giống khác nhau và các loại gạo
Thay đổi lớn trong dạng asen trong các giống lúa khác nhau ở Bangladesh đã
được báo cáo bởi Williams et al (2005). Phần asen hữu cơ và vô cơ trong gạo
chinigura, loại gạo thơm địa phương ở Bangladesh có khoảng 49% và 48% tổng số
asen theo thứ tự. Tuy nhiên, loại vô cơ chiếm ưu thế hơn hẳn trong tất cả các loại gạo
với tỷ lệ là 42 – 86% tổng số asen. Gạo miniket có hàm lượng asen vô cơ cao nhất
(86% tổng số asen) so sánh với nhiều loại khác. Asen biệt hóa cũng thay đổi theo các
loại gạo của cùng một giống gạo. Nồng độ DMAA (V) trong các hạt gạo dài trắng Hoa
Kỳ đã được tìm thấy giữa 0,05 và 0,26 μgg

−1

d. wt (31 – 65% tổng asen), trong khi

nồng độ của nó trong gạo dài màu nâu là giữa 0,4 và 0,15 μgg

−1

d. wt ( 32 – 45% tổng

asen). Ngược lại, nồng độ asen vô cơ trong gạo thơm hạt dài đến từ Ấn Độ nằm giữa

0,02 và 0,04 μgg

−1

d. wt, (36 – 67% tổng asen) trong khi nồng độ gạo thơm dài màu

nâu và gạo dài màu đỏ chiếm khoảng 0,04 và 0,05 μgg

−1

d. wt, chiếm khoảng 61 và

65% tổng asen theo thứ tự. Nồng độ asen vô cơ trong gạo từ Đài Loan và gạo lài đến
từ Thái Lan chiếm khoảng 0,11 – 0,51 và 0,11 μgg

−1

d. wt, chiếm 58 – 67% và 74%

tổng asen theo thứ tự.

16


3.3.2 Thay đổi dạng asen trong gạo do mùa sinh trưởng khác nhau
Dạng asen trong gạo do mùa sinh trưởng khác nhau đã được báo cáo từ
Bangladesh bởi Williams et al. (2006). Họ đã nghiên cứu các dạng asen trong gạo
Bangladesh phát triển trong mùa Amon và boro. Kết quả cho thấy không có sự khác
biệt về thống kê giữa gạo mùa khô và gạo mùa mưa tính theo tỷ lệ phần trăm asen vô
cơ, mặc dù số lượng tương đối của asen vô cơ trong gạo mùa mưa (khoảng 81 - 83%

tổng asen) cao hơn so với trong gạo mùa khô (khoảng 60-71% tổng asen). Các thay
đổi có thể liên quan nhiều hơn đến các giống lúa (giống) so với mùa sinh trưởng như
sự khác biệt đáng kể nồng độ asen vô cơ trong giống gạo Bangladesh khác nhau đã
được báo cáo bởi các nhà nghiên cứu khác (Williams et al., 2005).
3.3.3 Thay đổi dạng asen trong thành phần khác nhau của gạo nguyên liệu
Dạng asen có sự khác nhau về thành phần hạt gạo. Sun et al (2008) đã phân
tích nồng độ các loại asen khác nhau trong 2 phần loại gạo Trung Quốc và 4 loại gạo
Bangladesh khác nhau. Họ đã tìm thấy rằng, nồng độ của asen hữu cơ (DMAA +
MMAA) gần như giống nhau trong thành phần hạt gạo (0.18 ± 0.05, 0.20 ± 0.06, và
0.18 ± 0.03 μg−1d.wt. cho hạt bóng, ngũ cốc và cám theo thứ tự). Nồng độ trung bình
của asen vô cơ khác nhau về thành phần hạt gạo thay đổi trong khoảng (0.21 ± 0.03,
0.40 ± 0.08, và 1.9 ± 0.3 μg −1d.wt. cho hạt bóng, ngũ cốc và cám theo thứ tự). Phần
trăm asen vô cơ thay đổi trong phạm vi từ 24 – 60%, 38 – 64% và 51 – 67% cho hạt
bóng, ngũ cốc và cám theo thứ tự. Các kết quả cho thấy sự thay đổi lớn trong nồng độ
asen vô cơ so với các loại asen hữu cơ và có xu hướng tỷ lệ hàm lượng phần trăm asen
vô cơ trong hạt đánh bóng < ngũ cốc < cám. Meharg et al (2008b) đã báo cáo tỷ lệ cao
của asen vô cơ trong gạo nâu (ngũ cốc) so với gạo đánh bóng (ngũ cốc trắng). Meharg
et al (2008b) đã tìm thấy phần trăm asen vô cơ giảm xuống so với sụ tăng lên của tổng
asen có trong ngũ cốc. Thị trường nghiên cứu ở Hoa Kỳ báo cáo rằng nồng độ DMAA
trong gạo tăng với sự tăng của tổng nồng độ asen. Nhưng họ không xem xét sự thay
đổi asen biệt hóa ở gạo đánh bóng hay không. Nó không giải thích rõ ràng tại sao
nồng độ của asen hữu cơ tăng lên với sự tăng của tổng nồng độ asen. Nó không nói lý
do tại sao sự tăng lên của asen hữu cơ trong gạo ngũ cốc được coi là tốt hơn cho loài
người kể từ khi dạng này ít độc hại.
17


4. Nồng độ asen và dạng asen trong cơm
Các cư dân của khu vực bị ô nhiễm asen của Bangladesh và Tây Bengal (Ấn
Độ) phụ thuộc chủ yếu vào lượng calo trong gạo hàng ngày của họ và nồng độ asen

cao trong lúa gạo cho biết đó là nguồn cung cấp asen cho dân số của khu vực này. Các
nước ở khu vực Nam Á, gạo thường được nấu với lượng nước nhiều. Một số nghiên
cứu cho thấy sự ảnh hưởng của phương pháp nấu ăn với tổng lượng asen hữu cơ trong
cơm, được tổng hợp ở bảng 2. Hàm lượng asen trong khu vực bị nhiễm độc ở
Banglandesh xấp xỉ khoảng 10 - 35% , cao hơn lượng asen được tìm thấy trong cơm
so với gạo sống. Asen trong trường hợp nàu có thể là do nước nấu ăn bị ô nhiễm. Sự
gia tăng của tổng nồng nồng độ asen trong gạo nấu chín là kết quả của việc hình thành
chelat bởi hạt gạo hoặc do bay hơi trong quá trình quá trình nấu ăn.
Ảnh hưởng của nồng độ asen trong nước nấu ăn trong việc duy trì nồng độ asen
là liên quan rất lớn đến các nước Nam Á, nơi có hàm lượng asen trong nước ngầm
được sử dụng cho nấu ăn đã được báo cáo là cao hơn nhiều so với mức giới hạn tối đa
cho phép của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) (10 μgl −1). Tổng nồng độ asen trong cơm
được tuyên bố là ít hơn nếu nước nấu cơm chứa mức thấp asen. Pal et al (2009) báo
cáo rằng nồng độ của tổng asen trong cơm với nước chứa mức thấp asen (< 0.003 μgl
−1

) hoặc thấp hơn (0.07–0.02 μgg −1 d.wt.) so với gạo sống (0.25–0.08 μgg

−1

d. wt.).

Không chỉ nồng độ của asen trong nước nấu ăn mà còn là phương pháp nấu ăn có ý
nghĩa trong độ dòng trên asen được giữ trong cơm. Hầu hết dân cư của các nước Nam
Á tường ăn gạo nấu chín tới (luộc và sấy khô gạo nguyên liệu trước khi xay). Tuy
nhiên, dân số của các nước Đông và Đông Nam Á, Nhật Bản chỉ sử dụng gạo để nấu
ăn. Hơn nữa, phương pháp nấu cơm cũng khác nhau ngay cả trong từng đất nước. Ở
một số nước, người dân nấu cơm với nước nhiều và loại bỏ cháo (tập trung nấu nước)
sau khi nấu. Quy trình nấu ăn này là phổ biến trong các nước Nam Á. Mặc khác, nấu
cơm với nước ít (do đó không có cháo sau khi nấu ăn) là một phương pháp phổ biến

thể giới. Nó đã được báo cáo về sự khác biệt trong phương pháp nấu ảnh hưởng đến
sự giữ lại và sự chuyển tiếp của asen từ gạo.
Nồng độ asen trong gạo nấu chín với nước ít có 0.75 ± 0.04 – 1.09 ± 0.06 μg

−1

d. wt ( n =3), cao hơn 13 – 37% so với gạo sống và cao hơn 27 – 60% so với gạo nấu
18


chin với nhiều nước. Trong lĩnh vực nghiên cứu tương tự, Rahman et al (2006) đã tìm
thấy tổng nồng độ asen trong gạo nấu chín tới với nước ít cao hơn khoảng 45% so với
nhiều nước. Trong trường hợp khác, nồng độ asen trong gạo chin tới nhiều nước thấp
hơn 6,59% so với gạo sống, trong khi nồng độ của asen trong ngũ cốc cao hơn 57,18%
so với gạo sống. Kết quả này đã giải thích rằng nồng độ asen trong gạo sống bị ảnh
hưởng bới phương pháp nấu. Raab et al (2009) đã tìm ra rằng khi nấu cơm với thể tích
nước nhiều ( nước: gạo =6:1) sẽ làm giảm tổng asen vô cơ từ 35 – 45%, trong khi nấu
cơm với ít nước không loại bỏ được hàm lượng asen. Sengupta et al (2006) báo cáo
rằng nấu cơm với nước ít theo phương pháp truyền thống của Ấn Độ (rửa sạch gạo,
gạo:nước= 1:6 và loại bỏ cháo sau khi nấu) loại bỏ đc 57% asen nặng từ gạo. Việc loại
bỏ này không chú ý tới nồng độ asen trong nước và trong gạo sống, cái mà bởi vì
nước hòa tan asen được loại bỏ khỏi gạo mềm trong suốt quá trình nấu và loại bỏ cháo
sau khi nấu. Nhưng nồng độ asen trong gạo nấu được tìm thấy tăng từ 35 – 40% khi
nồng độ asen trong nước là 50 μ gl – 1 (điều kiện ở những nước phát triển). Rahman et
al tìm thấy rằng việc nồng độ asen tăng trong khi nấu khi mà nước bị nhiễm độc asen.
Điều này là do asen được hấp thụ bởi gạo (qua quá trình thẩm thấu) từ nước nấu trong
quá trình nấu.
Dạng asen trong cơm phụ thuộc vào dạng của nó trong gạo và trong nước nấu
vì những thay đổi dạng asen không được tìm thấy trong quấ trình nấu. Laparra et al
(2005) nghiên cứu tác động của asen vô cơ trong nước nấu ăn trên tổng số và khả

năng duy trì asen vô cơ trong các loại gạo nấu chín được thu thập từ siêu thị Tây Ban
Nha. Họ quan sát thấy rằng không có sự thay đổi quan trọng trong tổng số và nồng độ
asen vô cơ trong cơm khi nấu với nước không bị ô nhiễm. Trái lại, bổ sung As (V)
trong nước nấu ăn sẽ làm tăng đáng kể hàm lượng asen vô cơ trong cơm (Bảng 2). Sự
gia tăng tổng và nồng độ asen vô cơ trong cơm phụ thuộc vào nồng độ As (V) trong
khi nấu cũng như các loại gạo. Ví dụ, nồng độ asen trong gạo thơm hạt dài và gạo tròn
màu trắng là 0.05 ± 0.001 và 0 .13 ± 0.008 μgg −1 d. wt., theo thứ tự. Khi gạo được nấu
với nước chứa 0.6 μgl

−1

As (V), tổng nồng độ asen trong gạo thơm dài và gạo tròn

trắng được tìm thấy là 2.36 ± 0.080 và 2.29 ± 0.050 μgg

−1

d. wt. trong đó asen vô cơ

chiếm 96 và 81% tổng asen tương ứng. Ngoài ra, tổng và nồng độ asen vô cơ thấp
(1.96 ± 0.01và 1.66 ± 0.002 μgg

−1

d. wt., tương ứng) khi gạo đã được nấu chín với
19


nước chứa 0.4 μ gl −1 As (V) và nồng độ đó tăng dần (4.21 ± 0.09 và 3.73 ± 0.04 μg g
−1

d.wt., tương ứng) khi gạo được nấu chín với nước chứa 1,0 μ gl

−1

As (V). Những

kết quả này có ý nghĩa ngoài việc tập trung và dạng asen gạo sống, nồng độ asen và
dạng asen trong cơm cũng thay đổi cho từng loại gạo cũng như dạng và nồng độ của
asen trong nước nấu ăn.
5. Sự tích góp asen trong gạo trong chế độ ăn uống
Nó đã được chứng minh rằng ô nhiễm asen đặt ra một mối đe dọa nghiêm trọng
đối với sức khỏe con người. Để giảm thiểu những rủi ro sức khỏe do nhiễm độc asen,
mối quan tâm chính là xác định các nguồn tiếp xúc để tránh tiếp xúc với yếu tố độc
hại này. Mặc dù có nhiều cách tiếp xúc với asen, như hít vào, ăn uống, tiếp xúc qua da
nhưng ăn uống là con đường tiếp xúc nhiều nhất. Trong nhiều con đường dẫn đến ăn
uống asen, dữ liệu dịch tễ học cho rằng ô nhiễm nước ngầm là nguồn gốc chính dẫn
đến chế độ ăn uống có asen của nhiều quốc gia, đặc biệt ở Nam và Đông Nam Á.
Nhiều nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng, ngoài nước uống bị ô nhiễm, thức ăn, gạo,
rau và cá cũng là nguồn tiềm tàng dẫn đến nhiễm độc asen. Mức độ cao của asen (0.03
– 1.83 μg g − 1d .wt.) được tìm thấy trong hạt gạo từ các quốc gia ở Nam và Đông Nam
Á, góp phần vào sử dụng nguồn nước ngầm bị nhiễm asen cho nước nông nghiệp. Từ
đó gạo trở thành 1 trong những nguồn tiếp xúc asen theo nguồn nước ngầm. Williams
et al (2006) mẫu lấy vào của asen vô cơ từ gạo với mẫu tương đương từ nước uống
cho chế độ ăn uống đặc trưng ở Bangladesh. Nó dự đoán rằng lượng tiêu thụ hằng
ngày từ gạo với tổng asen là 0.08μgg − 1d.wt sẽ tương tự với lượng asen trong nước
uống là 10μg l − 1 .
Asen trong gạo là mối nguy hiểm cho sức khỏe con người không chỉ ở nồng độ
cao mà còn ở sự biệt hóa. Mặc dù nhưng nghiên cứu trước kia cho rằng nước uống là
nguồn gây ô nhiễm asen vô cơ lớn nhất cho người, gạo cũng được xem xét nhưng một

nguồn gây hại khác. Những nghiên cứu về asen biệt hóa chỉ ra rằng từ 42 đến 91%
tổng asen trong gạo ở Nam và Đông Nam Á là nguồn độc hại vô cơ, trong khi những
nghiên cứu trong gạo Hoa Kỳ là DMAA hữu cơ. Những nghiên cứu gần đây chỉ ra
rằng những sản phầm từ gạo như ngũ cốc, bánh cơm, sữa gạo, và những loại khác
cũng chứa tỷ lệ phần trăm cao của asen vô cơ (75 – 90%). Một vài nghiên cứu chỉ ra
20


rằng tổng và nồng độ asen vô cơ trong gạo nấu tăng dần trong quá trình nấu với lượng
nước chứa nhiều asen. Gạo nấu với nước chứa 0.05mgl

– 1

của As(V) được sản xuất

cao hơn 5-17 lần so với asen vô cơ trong gạo.
Thứ hai để cá và rong biển, gạo là nguồn thức ăn chính của tổng asen (khoảng
34%) cho người dân ở bắc Mỹ và EU. Sự đóng góp của gạo trong chế độ ăn uống của
asen ở Bangladesh, nơi mà gạo là nguồn sống chính được mô hình hóa bởi Meharg và
Rahman (2003). Họ đã chỉ ra rằng với nước uống có chứa 0.1mg l −1, chế độ ăn uống
có asen từ gạo chứa 0.1 và 0.2 μgg

−1

d. wt của tổng lượng asen sẽ chứa khoảng 17.3

và 29.6% tương ứng. Nếu nồng độ asen trong hạt là 2 μgg

−1

d. wt (mức tìm thấy trong

gạo ở một số khu vực khác trong nước) sẽ đóng góp là 98, 80 và 30% tại nồng độ asen
trong nước uống là 0.01, 0.1 và 1 mgl

−1

, tương ứng. Rahman et al (2008a) cho biết

với mức tiêu thụ gạo trung bình là 400-650 gd -1 (phạm vi tiêu thụ gạo điển hình của
người lớn ở Bangladesh) lượng asen sẽ là 0.16 đến 0.27mgd -1 nếu nồng độ asen trong
gạo là 0.4 μg g −1 d. wt. Ngược lại nếu asen trong nước uống là 0.2 đến 0.3 mgd

−1

cho

người lớn với 4-6l nước (tiêu thụ nước điển hình ở người lớn. tỷ lệ sẽ cao hơn nhiều
cho người dân nông thôn do họ tham gia lao động chân tay) chứa 0.05mgl

-1

asen

tương ứng. Như vậy, ta sẽ thấy gạo là nguồn chính cho lượng asen trong chế độ ăn
uống của dân số ở các nước Nam và Đông Nam Á nơi mà gạo là nguồn thực phẩm
chính.
6. Khả năng tích tụ sinh học của asen từ gạo
Các hợp chất asen vô cơ độc hại dễ dàng đồng hóa vào máu. Vì vậy khả năng
tích tụ sinh học và tích lũy sinh học của asen từ cơm rất quan trọng cho chế độ ăn

uống của con người từ nguồn thức ăn này. Laparra et al (2005) đã điều tra ảnh hưởng
sinh học và khả năng tích lũy sinh học của asen vô cơ trong cơm để đánh giá nguy cơ
độc hại tiềm năng của loài này. Kết quả cho thấy tổng nồng độ asen có ảnh hưởng sinh
học là 1.06 –3.39 μg g −1 d.wt khi mà nồng độ trong cơm là 0.88-4.21 μgg

−1

d. wt. Kết

quả cho thấy khả năng tích tụ sinh học cao của asen vô cơ từ cơm (>90%). Ngoài ra
nồng độ của asen vô cơ có ảnh hưởng sinh học của cơm từ 0.8 đến 3.1 μg g

−1

d. wt.

Điều này chỉ ra rằng một phần đáng kể của asen vô cơ có thể được hấp thụ sẵn trong
đường ruột. Tiếp tục ước tính khả năng tích tụ sinh học (duy trì, vận chuyển, hấp thụ)
21


asen vô cơ, tuy nhiên phần ảnh hưởng sinh học được thêm vào Caco-2 tế bào. Kết quả
chỉ ra rằng việc duy trì, vận chuyển, hấp thụ asen bởi tế bào từ cơm là 0.6–6.4, 3.3–
11.4, và 3.9–17.8%, tương ứng. Xem xét tổng giá trị hấp thu asen thấp nhất (3,9%) và
cao nhất (17.8%) trong nghiên cứu, Laparra et al (2005) dự đoán lượng tiêu thụ hàng
ngày của 5.7 và 1.2kg cơm chứa 4.21 ± 0.09 và 2.29 ± 0.05 μgg −1 d. wt., tương ứng, sẽ
được yêu cầu để lượng tiêu thụ asen vô cơ hàng ngày có thể chấp nhận được (TDI) bởi
WHO 2.1 μgd

−1

kg thể trọng wt −1. Trong asen đặc hữu ở Đông Nam Á, trung bình

một nam giới trưởng thành tiêu thụ 1.5kg cơm 1 ngày cho thấy người dân vùng này có
thể đạt TDI của asen chỉ từ chế độ ăn uống.
Williams et al (2006) đã xác định tổng và nồng độ asen vô cơ trong gạo
Bangladesh để ước tính lượng asen vô cơ trong tiêu thụ hàng ngày mà tối đa 1 người
lớn trọng lượng 60kg ở Bangladesh có thể chấp nhận được. Kết quả cho thấy sự đóng
góp của asen vô cơ trong gạo MTDI của người lớn là 55-79%, nó phụ thuộc vào nồng
độ asen và loại gạo. Khi nồng độ asen vô cơ trong gạo cao, thì MTDI vượt quá mức
100%. Các đóng góp của asen vô cơ đến MTDI cho người 60kg là khoảng 4-36% khi
nồng độ asen trong gạo Hoa Kỳ, Châu Âu và Canada thấp.
Bảng 3: Tổng số cơ và vô cơ nồng độ asen (µg g -1 d. wt.) trong hạt gạo, và
lượng asen vô cơ tối đa tiêu thụ hàng ngày chấp nhận (MTDI) đối với con người (2,1
µg d-1 kg thể trọng-1) theo WHO (Williams et al., 2006)). Các MTDI được dựa trên
tổng nồng độ asen hạt, trọng lượng cơ thể 60 kg, tốc độ tiêu thụ 0,5 kg gạo d -1, hàm
lượng arsen vô cơ (%), và khả năng sinh học của asen vô cơ trong cơm (90%
(Laparra et al., 2005)).

22


7. Kết luận
Gạo là phần quan trọng trong chế độ ăn uống của dân cư các nước Nam và
Đông Nam Á. Dùng nước ngầm bị nhiễm asen để tưới tiêu cho trồng lúa đã dẫn đến
lắng đọng cao của yếu tố độc hại này trên đất mặt, điều này đặt ra một mối đe dọa
hàng đầu hết sức nghiêm trọng đối với sự bền vững môi trường trong khu vực trồng
lúa. So sánh với những vụ mùa ngũ cốc khác, gạo chứa lượng cao asen. Nhiều nghiên
cứu đã chỉ ra rằng, ngoài nước uống, gạo cũng là một nguồn quan trọng và tiềm năng
của chế độ ăn uống chứa asen. Asen vô cơ được phân loại như một chất gây ung thư

23


cho con người bởi các cơ quan quốc tế chuyên nghiên cứu về ung thư do nó có độc
tính cao. Tiếp xúc với asen vô cơ có thể gây ra ung thư gan, bàng quang, thận và phổi
cũng như các vấn đề sức khỏe khác bao gồm cả ung thư da và bệnh tiểu đường. Do đó
nồng độ asen vô cơ trong gạo ở các nước Nam và Đông Nam Á là một nguồn nguy
hiểm cho sức khỏe người dân trong khu vực này.
Trong một nghiên cứu gần đây, Meharg et al (2009) mô hình rủi ro ung thư do
asen từ gạo ở Bangladesh, Trung Quốc, Ấn Độ, Ý và Hoa Kỳ bởi dự án về chế độ ăn
uống chứa asen vô cơ trong gạo và đó là yếu tố nguy hiểm do Cơ Quan bảo vệ môi
trường Hoa Kỳ đề xuất (3.67 mg kg -1 d -1) . Đối với việc tiêu thụ cố định 100g gạo d -1
bởi một người đàn ông nặng 60 kg , sẽ vượt quá mức trung bình tỷ lệ ung thư cao nhất
ở Bangladesh (22 trên 10.000 người ) theo sau là Trung Quốc (15 10,000), Ấn Độ ( 7
trên 10.000 ), và Ý và Hoa Kỳ ( ~ 1 trên 10.000 ). Nó đã dự đoán từ ước tính này mà
nguy cơ ung thư trung bình từ gạo giàu asen là khoảng 200, 150, và 70 lần so với tiêu
chuẩn của WHO (1 trên 100.000 người) cho Bangladesh, Trung Quốc, và Ấn Độ. Sử
dụng đánh giá rủi ro, Mondal và Polya (2008) dự đoán rằng sự đóng góp của nước
uống và cơm cho tổng số rủi ro trung bình cho dân số khối Chakdaha, quận Nadia, Ấn
Độ sẽ là 48 và 8% tương ứng. Do đó, gạo giàu asen sẽ là một nguy cơ tiềm năng cho
sức khỏe của dân số bị ảnh hưởng của asen ở Nam và Đông Nam Á, đặc biệt là ở
Bangladesh và Tây Bengal.
Một mối quan tâm khác về sức khỏe con người có liên quan đến sự gia tăng
của tổng và nồng độ asen vô cơ trong cơm. Sự tăng asen vô cơ trong cơm chủ yếu từ
nước nấu ăn bị nhiễm asen. Vì vậy, điều quan trọng để điều tra và giải thích khả năng
tích lũy sinh học và hiện tượng tích tụ sinh học của asen trong gạo. Đáng tiếc, thông
tin về vấn đề này còn rất hạn chế. Những nhà nghiên cứu nên tập trung nỗ lực của họ
vào vấn đề này để ước lượng mức độ nguy hiểm tới sức khỏe con người từ chế độ ăn
uống có asen.

24