Nghiên cứu ảnh hưởng của một số độc chất kim loại nặng (Pb2+, Cd2+) lên quá trình sinh trưởng và phát triển của cây cải xanh trên đất xám phù sa cổ miền Đông Nam Bộ

Giôùi thieäu Töø xa xöa, noâng nghieäp laø moät ngaønh kinh teá chuû löïc cuûa nöôùc ta, vì vaäy ñaát ñai ñöôïc xem laø nguoàn taøi nguyeân quyù giaù. Theá nhöng, nguoàn taøi nguyeân naøy ñang ñöùng tröôùc nguy cô cuûa söï oâ nhieãm maø moät trong nhöõng nguyeân nhaân laø do caùc ñoäc chaát kim loaïi naëng töø caùc hoaït ñoäng saûn xuaát thaûi vaøo moâi tröôøng. Ngaøy nay, cuøng vôùi söï phaùt trieån cuûa xaõ hoäi, quaù trình coâng nghieäp hoùa - hieän ñaïi hoùa caøng nhanh thì tyû leä caùc chaát thaûi ñoäc haïi töø caùc hoaït ñoäng saûn xuaát thaûi vaøo moâi tröôøng ngaøy caøng nhieàu. Nhöõng chaát ñoäc haïi naøy ñaõ aûnh höôûng raát lôùn ñeán söùc khoûe con ngöôøi, chaúng haïn moät soá beänh taät nhö ung thö, caùc dò taät baåm sinh, … coù theå do caùc ñoäc chaát kim loaïi naêng gaây ra. Ñoäc chaát coù theå toàn taïi ôû nhieàu hình thöùc khaùc nhau nhö voâ cô hay höõu cô, theå hôïp chaát hay ñôn chaát, daïng loûng, raén hay khí. Chuùng coù maët trong caû ba moâi tröôøng ñaát, nöôùc vaø khoâng khí lan truyeàn vaø aûnh höôûng ñeán heä sinh thaùi nôi chuùng toàn taïi. Do ñoù, tìm hieåu vaø xaùc ñònh caùc chaát ñoäc trong moâi tröôøng seõ giuùp ta coù bieän phaùp khoáng cheá vaø xöû lí noù. Ngay töø nhöõng naêm 20 cuûa theá kyû XIX, caùc nhaø khoa hoïc treân theá giôùi ñaõ quan taâm nghieân cöùu chaát löôïng ñaát ñai nhaèm naâng cao naêng suaát caây troàng ñeå ñaùp öùng nhu caàu veà löông thöïc cuûa vieäc gia taêng daân soá. Theá nhöng, cho ñeán ñaàu thaäp nieân 90 cuûa theá kyû naøy ngöôøi ta môùi baét ñaàu nghieân cöùu veà söï nhieãm baån, nhieãm ñoäc ñaát ñai. Vaø cho ñeán nay, vaãn chöa coù tieâu chuaån quoác teá veà noàng ñoä cuûa caùc chaát ñoäc kim loaïi naëng trong moâi tröôøng ñaát. OÂ nhieãm kim loaïi naëng trong moâi tröôøng ñaát khoâng chæ laø haáp thu trao ñoåi vôùi keo ñaát maø chuû yeáu lieân keát vôùi caùc axit humíc, fulvíc [1]. Maëc duø haøm löôïng kim loaïi naëng trong ñaát Vieät Nam chöa ôû möùc baùo ñoäng nhöng cuõng caàn phaûi xem xeùt aûnh höôûng cuûa chuùng ñoái vôùi ñôøi soáng sinh vaät. Coù theå noùi, kim loaïi naëng coù taùc ñoäng tröïc tieáp hay giaùn tieáp tôùi con ngöôøi vì noù deã daøng ñi vaøo daây truyeàn thöïc phaåm vaø veà laâu daøi seõ gaây nguy hieåm cho con ngöôøi. Tröôùc nguy cô cuûa söï oâ nhieãm ñaát thì “rau saïch” laø moät trong nhöõng vaán ñeà ñöôïc moïi ngöôøi quan taâm bôûi leõ rau laø moät loaïi thöïc phaåm raát quan troïng ñoái vôùi cuoäc soáng con ngöôøi. Rau laø thaønh phaàn khoâng theå thieáu trong böõa aên haøng ngaøy, noù coù chöùa caùc chaát boå döôõng cho cô theå con ngöôøi nhö: caùc nguyeân toá khoaùng ña - vi löôïng, ñöôøng, ñaïm vaø moät löôïng vitamin A, B, C… Tuy nhieân, caùc loaïi rau maø chuùng ta aên haøng ngaøy cuõng ñang bò ñe doïa bôûi söï taán coâng cuûa caùc kim loaïi naëng. Vì vaäy, ñeå goùp phaàn ñaùnh giaù taùc ñoäng cuûa caùc kim loaïi naëng vaø khaû naêng tích luõy cuûa chuùng trong thöïc vaät, toâi tieán haønh:” Nghieân cöùu aûnh höôûng cuûa moät soá ñoäc chaát kim loaïi naëng (Pb2+, Cd2+) leân quaù trình sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa caây Caûi xanh treân ñaát xaùm phuø sa coå mieàn Ñoâng Nam Boä”. Hy voïng ñeà taøi seõ goùp phaàn baûo veä söùc khoûe con ngöôøi vaø moâi tröôøng. Muïc tieâu nghieân cöùu Nghieân cöùu aûnh höôûng cuûa Pb2+, Cd2+ ñoái vôùi quaù trình sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa caây Caûi xanh treân ñaát xaùm nhaèm ñaùnh giaù taùc ñoäng do oâ nhieãm KLN trong moâi tröôøng ñaát. Nghieân cöùu veà khaû naêng tích luõy cuûa caùc kim loaïi naëng vaø giôùi haïn gaây ñoäc ñoái vôùi thöïc vaät khaûo saùt. 1.3. Tính caáp thieát cuûa ñeà taøi Chöông trình nghò söï 21 (Agenda 21, 2004) veà phaùt trieån beàn vöõng ñaõ ñeà caäp ñeán vaán ñeà oâ nhieãm ñaát ñang laø xu theá chung ôû nhieàu vuøng roäng lôùn cuûa Vieät Nam. Baùo caùo cho thaáy oâ nhieãm do giao thoâng, coâng nghieäp vaø noâng nghieäp ñaõ trôû neân neân phoå bieán ôû caùc vuøng noâng thoân coù möùc ñoä thaâm canh cao. Quaù trình coâng nghieäp hoùa, cô giôùi hoùa noâng nghieäp vaø ñoâ thò hoùa khaù maïnh meõ laøm cho oâ nhieãm moâi tröôøng ñaát ñaëc bieät laø oâ nhieãm kim loaïi naëng trong ñaát ñang laø moät vaán ñeà ñaùng baùo ñoäng [2]. Theo ñònh höôùng phaùt trieån cuûa ñaát nöôùc ñeán naêm 2010 thì noâng nghieäp vaãn ñoùng vai troø then choát goùp phaàn naâng cao chaát löôïng cuoäc soáng con ngöôøi. 1.4. Noäi dung nghieân cöùu Ñeå ñaït ñöôïc muïc tieâu ñöa ra, ñeà taøi ñaõ thöïc hieän thí nghieäm vôùi noäi dung sau: Tìm hieåu chaát löôïng ñaát thoâng qua khaûo saùt (thaønh phaàn cô giôùi, thaønh phaàn dinh döôõng, khaû naêng haáp phuï cuûa ñaát vaø möùc ñoä oâ nhieãm KLN) vaø chaát löôïng nöôùc töôùi. Khaûo saùt aûnh höôûng cuûa moät soá KLN ñoái vôùi quaù trình sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa caây Caûi xanh treân ñaát xaùm. Moái quan heä giöõa KLN trong ñaát vaø trong caùc boä phaän cuûa caây. 1.5. Phöông phaùp nghieân cöùu 1.5.1. Phöông phaùp luaän Trong moâi tröôøng ñaát coù hai nhoùm ñoäc chaát ñoái vôùi caây troàng, ñoù laø chaát ñoäc baûn chaát vaø chaát ñoäc khoâng baûn chaát. Nhoùm 1 laø nhöõng ion thieát yeáu cho söï sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa caây troàng, neáu vöôït quaù moät giôùi haïn nhaát ñònh naøo ñoù thì chuùng seõ laø caùc chaát ñoäc. Nhoùm 2 khoâng ñoùng goùp vai troø nhö nhoùm 1, neáu ít chuùng khoâng aûnh höôûng nhöng nhieàu chuùng seõ gaây ñoäc cho caây troàng. Tuy nhieân hieän nay, haøm löôïng cuûa caùc ion kim loaïi trong ñaát bao nhieâu thì baét ñaàu gaây ñoäc? Vaãn chöa coù taøi lieäu naøo nghieân cöùu chi tieát maø chæ noùi möùc ñoä aûnh höôûng cuûa chuùng ñoái vôùi caây troàng ôû moät möùc naøo ñoù. Do vaäy, vieäc tìm ra giôùi haïn cuûa chuùng ñeå coù bieän phaùp quaûn lyù phuø hôïp laø moät ñieàu caàn thieát. Ñeå tìm ra giôùi haïn gaây ñoäc cuûa caùc KLN trong moâi tröôøng ñaát, tröôùc tieân chuùng ta phaûi xem xeùt aûnh höôûng cuûa caùc KLN naøy ñeán moâi tröôøng ñaát nhö theá naøo? Caùc ñeà taøi nghieân cöùu tröôùc ñaây chæ taäp trung vaøo nghieân cöùu aûnh höôûng cuûa caùc KLN trong moâi tröôøng dung dòch coù chöùa caùc dung dòch gaây nhieãm hay nuoâi troàng trong caùt nhöng coù caùc döôõng chaát vaø ion ñoäc caàn thieát. Ñoù laø caùc nghieân cöùu töông ñoái ñôn giaûn, deã khaûo saùt ñoàng thôøi cuõng cho bieát ñöôïc caùc KLN coù aûnh höôûng nhö theá naøo trong quaù trình sinh tröôûng cuûa thöïc vaät. Tuy nhieân, xeùt veà khía caïnh thöïc tieãn thì caùc khaûo saùt ñoù coù nhöõng maët haïn cheá nhaát ñònh vì caây troàng noâng nghieäp khoâng soáng trong moâi tröôøng nöôùc maø soáng trong moâi tröôøng ñaát - ñaây laø moät heä thoáng phöùc taïp hôn nhieàu, bôûi vì nhöõng tính chaát cuûa ñaát vaø caùc ñaëc tröng hoaù hoïc, lyù hoïc, sinh hoïc bieán ñoåi raát lôùn giöõa caùc heä thoáng ñaát khaùc nhau. Ñaát laø moät vaät theå goàm chaát raén, chaát loûng (dung dòch ñaát) vaø chaát khí. Moái quan heä giöõa ñaát, khoâng khí, nöôùc ngaàm, heä sinh thaùi vaø con ngöôøi laø töông quan nhaân quaû maät thieát vôùi nhau. Baát cöù moät söï thay ñoåi, bieán ñoäng cuûa moät thaønh phaàn moâi tröôøng naøo ñoù cuõng keùo theo söï thay ñoåi/aûnh höôûng ñeán caùc thaønh phaàn moâi tröôøng khaùc. Vì theá, vieäc nghieân cöùu aûnh höôûng cuûa caùc KLN ñeán quaù trình sinh tröôûng cuûa moät soá caây troàng noâng nghieäp caàn phaûi ñöôïc tieán haønh trong moâi tröôøng ñaát. Ñaây cuõng laø noäi dung nghieân cöùu chính cuûa ñoà aùn. Vieäc choïn ñoái töôïng nghieân cöùu laø ñaát xaùm vì ñaát xaùm laø loaïi ñaát coù dieän tích lôùn nhaát nöôùc ta, taäp trung roäng khaép treân caû nöôùc. Ñaây laø loaïi ñaát ñöôïc söû duïng ñeå troàng haàu heát caùc loaïi caây noâng nghieäp nhö: luùa, caûi, döa leo, ñaäu, bí,… Vaán ñeà rau saïch ñang laø moät vaán ñeà noùng boûng ôû nöôùc ta do hieän töôïng rau bò nhieãm thuoác baûo veä thöïc vaät hay tích luõy quaù nhieàu KLN. Caûi xanh laø loaïi caây aên laù nhöng laïi coù khaû naêng tích luõy KLN raát cao maø caây khoâng coù baát kyø bieåu hieän truùng ñoäc naøo. Ñaây laø moät vaán ñeà raát ñaùng quan taâm vì caùc KLN seõ theo daây chuyeàn thöïc phaåm ñeå taùc ñoäng ñeán con ngöôøi. 1.5.2. Phöông phaùp cuï theå Toång hôïp, bieân hoäi caùc taøi lieäu. Ñieàu tra thöïc teá taïi khu vöïc laáy maãu (laøm phieáu khaûo saùt, ñi thöïc ñòa khu vöïc laáy ñaát ). Boá trí thí nghieäm vaø kieåm soaùt quaù trình thí nghieäm. Quan saùt, ño ñaïc: Ghi nhaän caùc aûnh höôûng cuûa ñoäc chaát ñeán quaù trình sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa thöïc vaät (söï naåy maàm, xuaát hieän laù thaät, chieàu cao caây, chieàu daøi laù vaø caùc aûnh höôûng baát lôïi khaùc nhö: heùo laù, vaøng laù, saâu beänh,…). Phaân tích chaát löôïng ñaát (thaønh phaàn cô giôùi, lí, hoùa hoïc ñaát) vaø chaát löôïng caây troàng (ñoä aåm, tích luyõ KLN...). ÖÙng duïng phaàn meàm vi tính trong xöû lí soá lieäu vaø vaên baûn hoùa nhö: Excel, Statgraphic, … nhaèm ñöa ra heä soá töông quan, möùc ñoä tin caäy, noàng ñoä nhoû nhaát cuûa ñoäc chaát aûnh höôûng ñeán thöïc vaät khaûo saùt. Trao ñoåi yù kieán vôùi caùc chuyeân gia. Sô ñoà nghieân cöùu Khaûo saùt khu vöïc laáy ñaát Laáy ñaát vaø xöû lí ñaát Löïa choïn haït gioáng Xöû lí haït gioáng vaø uû ( cho leân maàm) Ñaát coù chaát oâ nhieãm ( coù noàng ñoä xaùc ñònh tröôùc) Ñaát ngoaøi thöïc ñòa Khaûo saùt quaù trình sinh tröôûng, phaùt trieån vaø khaû naêng tích luõy caùc kim loaïi khaûo saùt trong caùc boä phaän caây Khaûo saùt quaù trình sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa thöïc vaät khaûo saùt So saùnh ñeå ñöa ra möùc ñoä gaây haïi Ñaát ngoaøi thöïc ñòa Khaûo saùt quaù trình sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa thöïc vaät khaûo saùt Hình 1: Sô ñoà nghieân cöùu cuûa ñeà taøi Giôùi haïn cuûa ñeà taøi Vì thôøi gian laøm ñoàà aùn coù haïn neân böôùc ñaàu chæ tieán haønh nghieân cöùu aûnh höôûng cuûa 2 kim loaïi naëng (Pb2+, Cd2+) ñoái vôùi caây Caûi xanh treân ñaát xaùm (söû duïng cho muïc ñích noâng nghieäp). 1.7. Phöông höôùng môû roäng ñeà taøi Môû roäng nghieân cöùu ñoái vôùi nhieàu loaïi ñaát (ñaát phuø sa, ñaát thòt,…). Môû roäng nghieân cöùu vôùi nhieàu loaïi caây troàng noâng nghieäp khaùc nhau (luùa, rau muoáng, caûi xoong, caûi ngoït,…). Môû roäng nghieân cöùu vôùi nhieàu KLN (Hg, As, Cu, Zn,…). Nghieân cöùu aûnh höôûng cuûa kim loaïi naëng ñeán quaù trình sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa caây troàng noâng nghieäp ngoaøi ñoàng ruoäng. 1.8. Boá cuïc cuûa ñoà aùn Toaøn boä luaän vaên goàm 95 trang A4, ñaùnh maùy (chöa keå taøi lieäu tham khaûo vaø phuï luïc), goàm 39 baûng bieåu, hình aûnh, ñoà thò vaø 20 taøi lieäu tham khaûo trong vaø ngoaøi nöôùc, vaø ñöôïc boá cuïc thaønh 5 chöông nhö sau: Chöông 1: Môû ñaàu Chöông 2: Toång quan taøi lieäu Chöông 3: Noäi dung vaø phöông phaùp nghieân cöùu Chöông 4: Keát quaû nghieân cöùu Chöông 5: Keát luaän vaø kieán nghò Phaàn phuï luïc: Keát quaû phaân tích, keát quaû xöû lí soá lieäu thoáng keâ, moät soá hình aûnh trong quaù trình laøm thí nghieäm. 2.1. Toång quan veà ñaát xaùm 2.1.1. Khaùi nieäm veà ñaát xaùm Theo hoäi khoa hoïc ñaát Vieät Nam (2000), “ ñaát xaùm laø nhoùm ñaát coù taàng B tích seùt (Argic) vôùi dung tích haáp thu döôùi 24 lñl/100g seùt vaø ñoä no bazô döôùi 50 %, toái thieåu laø ôû moät phaàn cuûa taàng B cuûa lôùp ñaát 0-120 cm, khoâng coù taàng E naèm ñoät ngoät ngay treân moät taàng vaø coù tính thaåm thaáu chaäm” [16]. Ñaát xaùm (Acrisols) laø nhoùm ñaát coù dieän tích lôùn nhaát ôû nöôùc ta vôùi 19.970.64 [17], phaân boá roäng khaép ôû caùc vuøng trung du, mieàn nuùi vaø rìa ñoàng baèng. Treân baûn ñoà ñaát Vieät Nam tyû leä 1/1.000.000, ñaát xaùm ñöôïc chia thaønh caùc ñôn vò: ñaát xaùm baïc maøu (Haplic Acrisols), ñaát xaùm coù taàng loang loå (Plinthic Acrisols), ñaát xaùm gley (Gley Acrisols), ñaát xaùm feralit (Ferralic Acrisols) vaø ñaát xaùm muøn treân nuùi (Humic Acrisols). Ñaát xaùm baïc maøu coù nhieàu ñaëc ñieåm mang tính ñaëc tröng nhaát cuûa ñaát xaùm theo heä thoáng phaân loaïi FAO-UNESCO neân ñöôïc goïi laø “ñaát xaùm ñieån hình”. Trong caùc ñôn vò ñaát xaùm ôû treân thì ñaát xaùm feralit vaø ñaát xaùm muøn treân nuùi khoâng thuaän lôïi cho phaùt trieån noâng nghieäp, trong khi ñaát xaùm baïc maøu laïi coù theå boá trí ñöôïc raát nhieàu loaïi caây troàng. 2.1.2. Ñaëc ñieåm vaø tính chaát cuûa ñaát xaùm ôû nöôùc ta 2.1.2.1. Ñaát xaùm baïc maøu (ñieån hình) – Haplic Acrisols Ñaát xaùm ñieån hình chuû yeáu phaùt trieån treân phuø sa coå, ñaù macma axít vaø ñaù caùt. Vôùi toång dieän tích 1.791.021 ha, ñaát xaùm baïc maøu phaân boá chuû yeáu ôû mieàn Ñoâng Nam Boä, Taây Nguyeân vaø trung du Baéc Boä. Ñaát xaùm baïc maøu coù phaûn öùng töø chua ñeán raát chua (pKCl = 3-4.5), ngheøo cation kieàm trao ñoåi (Ca2+, Mg2+ < 2 lñl/100 g ñaát), ñoä no bazô thaáp (V< 50%). Haøm löôïng muøn taàng maët töø ngheøo ñeán raát ngheøo (0.5-1.5%). Caùc chaát dinh döôõng toång soá vaø deã tieâu haàu heát ñeàu ngheøo [17]. 2.1.2.2. Ñaát xaùm coù taàng loang loå – Plinthic Acrisols Vôùi dieän tích 221.360 ha, ñaát xaùm loang loå phaân boá chuû yeáu ôû trung du Baéc Boä. Ñaát naøy coù thaønh phaàn cô giôùi nheï ôû taàng maët. Tuy nhieân, xuoáng taàng B tæ leä seùt taêng ñoät ngoät. Ñaát coù phaûn öùng chua (pKCl töø 3.5 – 4.5), ngheøo muøn vaø caùc chaát dinh döôõng, toång cation trao ñoåi thaáp (Ca2+, Mg2+ < 4 lñl/100 g ñaát), khaû naêng trao ñoåi cation cuõng thaáp [14]. 2.1.2.3. Ñaát xaùm gley – Gleyic Acrisols Nöôùc ta coù 101.471 ha ñaát xaùm gley, phaân boá chuû yeáu ôû trung du Baéc Boä, Taây Nguyeân vaø Ñoâng Nam Boä. Ñaát xaùm gley ôû nhöõng vuøng khaùc nhau coù khaùc nhau veà moät soá tính chaát, song coù ñaëc ñieåm gioáng nhau laø giaøu muøn, coù phaûn öùng chua, CEC < 24 lñl/100 g ñaát, ñoä no bazô thaáp (V<50%) [14]. 2.1.2.4. Ñaát xaùm Feralit – Ferralic Acrisols Ñaát xaùm feralit chuû yeáu phaùt trieån treân ñaù phieán seùt, macma axít, ñaù caùt, phuø sa coå vaø phaân boá ôû haàu khaép caùc tænh treân toaøn quoác, vôùi toång dieän tích 14.789.505 ha. Ñaát xaùm feralit coù söï phaân hoaù veà tính chaát vaø ñoä phì nhieâu theo maãu chaát hoaëc ñaù meï, nhöng ñeàu coù chung ñaëc ñieåm chua, taàng maët coù thaønh phaàn cô giôùi nheï, ñoä no bazô thaáp (V<50%), dung tích haáp thu < 24 lñl/100 g ñaát [14]. 2.1.2.5. Ñaát xaùm muøn treân nuùi – Humic Acrisols Nöôùc ta coù 3.139.285 ha ñaát xaùm muøn treân nuùi. Ñaát xaùm muøn treân nuùi phaùt trieån treân ñaù meï phieán thaïch seùt, sa thaïch, macma axít, thöôøng phaân boá ôû ñoä cao treân 700 m vaø coù haøm löôïng chaát höõu cô cao (4-10 %) [14]. 2.1.2. Ñaát xaùm vuøng Ñoâng Nam Boä Ñaát xaùm Ñoâng Nam Boä (ÑNB) vôùi dieän tích 744.652 ha, ñaõ vaø ñang coù vò trí quan troïng ñoái vôùi saûn xuaát noâng nghieäp ôû caùc tænh phía Nam. Cho ñeán nay coù nhieàu nhaø khoa hoïc quan taâm nghieân cöùu veà phaân loaïi cuõng nhö söû duïng ñaát xaùm ÑNB. Khi xaây döïng baûn ñoà ñaát tyû leä 1/250.000 cho vuøng ÑNB ñaõ döïa theo heä thoáng phaân loaïi FAO-UNESCO, ñaát xaùm ÑNB ñöôïc chia laøm 3 ñôn vò [7]: Ñaát xaùm treân phuø sa coå: 638.914 ha Ñaát xaùm ñoïng buøn gley: 51.588 ha Ñaát xaùm treân granit : 54.150 ha a. Tính chaát vaät lyù cuûa ñaát Ñaát xaùm vuøng ÑNB nhìn chung coù thaønh phaàn cô giôùi nheï (caùt-caùt pha). Trong ñoù ñaát xaùm treân phuø sa coå coù tyû leä caáp haït caùt trung bình vaø mòn töø 40-50 %, caáp haït seùt 21-27 % vaø coù söï gia taêng haøm löôïng seùt theo chieàu saâu phaãu dieän. Ñaát xaùm granit coù tæ leä caáp haït thoâ ôû taàng maët cao 83-86% [7]. Tuy nhieân, theo chieàu saâu phaãu dieän tyû leä caáp haït thoâ giaûm daàn. Ñaát xaùm ÑNB coù caáu truùc keùm, deã bò dí chaët neân dung troïng cuûa taàng ñaát maët khaù lôùn vaø bieán ñoäng khaù roäng, töø 1.44 g/cm3 ôû ñaát röøng ñeán 1,53 g/cm3 ôû ñaát troàng cao su. Ñoä beàn ñoaøn laïp cuûa ñaát xaùm ÑNB raát thaáp vaø coù söï khaùc bieät giöõa caùc loaïi hình canh taùc [4]. Veà thaønh phaàn khoaùng seùt, kaolinit laø khoaùng seùt thoáng trò trong nhoùm ñaát xaùm ÑNB. Trong ñaát xaùm gley coøn coù Vermiculit vaø Illit nhöng soá löôïng khoâng ñaùng keå. Ñaát coù thaønh phaàn chuû yeáu laø kaolinit, khaû naêng haáp thu trao ñoåi cation, haøm löôïng muøn vaø seùt ôû taàng maët thaáp laøm cho khaû naêng trao ñoåi cation cuûa ñaát xaùm vuøng ÑNB keùm. Cuøng vôùi khaû naêng trao ñoå cation, haøm löôïng muøn vaø seùt ôû taàng maët thaáp laøm cho khaû naêng giöõ nöôùc, giöõ phaân keùm neân ñaát xaùm thöôøng bò suy kieät chaát dinh döôõng raát nhanh trong quaù trình canh taùc. Nhìn chung khaû naêng giöõ nöôùc cuûa ñaát xaùm raát keùm. Trong thöïc teá, khaû naêng giöõ nöôùc coøn bò aûnh höôûng bôûi thaûm phuû thöïc vaät. ÔÛ nhöõng nôi coøn röøng hoaëc troàng caùc caây coù khaû naêng che phuû toát thì khaû naêng giöõ aåm cao hôn so vôùi caùc vuøng khaùc. b. Tính chaát hoaù hoïc Ñaát xaùm ÑNB coù phaûn öùng chua (pHH2O = 4.5-5.0; pHKCl xaáp xæ 4.0). toång cation trao ñoåi cuûa ñaát xaùm ÑNB trong khoaûng 3.8-3.9 lñl/100 g ñaát, ôû möùc raát thaáp. CEC trong thaønh phaàn seùt tuy coù cao hôn, song cuõng chæ döôùi 16 lñl/100 g seùt. Caùc chaát dinh döôõng ñeàu ôû möùc ngheøo (0.03-0.39% N; 0.03-0.05 % P2O5; 0.01-0.021 % K2O). Ñaát xaùm phaùt trieån treân granit raát ngheøo dinh döôõng, trong khi ñaát xaùm ôû ñòa hình thaáp, ít bò röûa troâi vaø coù quaù trình tích luõy muøn thì haøm löôïng muøn vaø ñaïm taàng maët cao hôn. Caùc chaát dinh döôõng toång soá vaø deã tieâu giaûm daàn theo chieàu saâu cuûa phaãu dieän. Baûng 1: Moät soá thoâng soá dinh döôõng trong ñaát xaùm Taàng ñaát (cm) Muøn (%) Toång soá (%) Deã tieâu (mg/100g ñaát) N P2O5 K2O C/N P2O5 K2O Ñaát xaùm treân phuø sa coå 0-25 25-50 50-85 85-140 1.48 1.17 0.57 0.43 0.14 0.10 0.06 0.03 0.087 0.037 0.030 0.035 0.30 0.24 0.25 0.30 6.50 6.10 7.70 10.50 3.20 3.00 1.30 1.10 Ñaát xaùm ñoïng muøn gley 0-20 20-40 40-70 70-95 19.70 11.40 3.10 2.80 0.34 0.32 0.10 0.08 0.08 0.06 0.02 0.02 0.02 0.01 0.01 0.01 33 20 18 17 14 8.9 1.5 1.5 3.1 2.6 2.5 1.0 Ñaát xaùm treân granit 0-15 15-75 75-115 115-140 0.98 0.82 0.74 0.47 0.09 0.08 0.07 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 2.10 2.28 2.24 2.26 6.10 6.70 5.90 9.60 1.01 0.63 1.51 1.02 3.61 2.43 1.25 1.23 2.1.3. Moät soá caây troàng chính hieän nay treân ñaát xaùm Caây coâng nghieäp daøi ngaøy: chuû yeáu laø cao su, caây ñieàu, caây hồ tieâu,… Caây coâng nghieäp ngaén ngaøy: ñaäu phoäng, ñaäu töông, boâng vaûi, thuoác laù vaø ñaëc bieät laø miaù. Ñaây laø nhöõng caây troàng coù khaû naêng caûi taïo ñöôïc ñaát. Caây luaù, hoa maøu vaø rau: do nhu caàu cuûa con ngöôøi ôû khu vöïc naøy veà rau raát cao neân ngöôøi daân söû duïng raát nhieàu phaân boùn, thuoác baûo veä thöïc vaät cuøng vôùi vaán ñeà oâ nhieãm kim loaïi naëng töø caùc khu coâng nghieäp laøm cho ñaát ngaøy caøng chai cöùng, ñoä tôi xoáp keùm, tính thaám nöôùc yeáu neân röûa troâi vaø xoùi moøn ngaøy caøng maïnh hôn. Ngoaøi ra, nguoàn nöôùc töôùi cho rau vaø luaù cuõng ñang ñöùng tröôùc moät tình huoáng nan giaûi ñoù laø vaán ñeà oâ nhieãm nguoàn nöôùc – ñaëc bieät laø kim loaïi naëng – neân deã xaûy ra quaù trình tích tuï oâ nhieãm thoâng qua chuoãi thöùc aên. Chính vì theá, vieäc tìm ra giôùi haïn chòu ñöïng hay aûnh höôûng cuûa rau ñoái vôùi moät soá kim loaïi oâ nhieãm chuû yeáu laø moät vaán ñeà ñaët ra heát söùc caáp baùch vaø caàn thieát. Caây aên quaû: caùc loaïi caây ñaëc saûn noåi tieáng caû nöôùc nhö mít toá nöõ, maêng cuït, saàu rieâng, böôûi ñöôøng, choâm choâm, daâu, chuoái, na, nhaõn,… 2.2. Toång quan veà kim loaïi naëng Traûi qua nhieàu thaäp nieân ngöôøi ta bieát raèng nhöõng nguyeân toá coù soá löôïng ôû daïng veát coù nhöõng aûnh höôûng tích cöïc vaø tieâu cöïc ñeán heä sinh thaùi. Tuy nhieân, gaàn ñaây nhaát ngöôøi ta nhaän ra lôïi ích lôùn hôn veà vai troø ñaëc bieät cuûa nguyeân toá naøy. Nhìn chung, thuaät ngöõ” nguyeân toá veát” ñöôïc söû duïng moät caùch khoâng thoáng nhaát trong vaøi taøi lieäu aán haønh, ñeå moâ taû caùc kim loaïi coù noàng ñoä thaáp trong heä sinh thaùi töï nhieân. Moái lo ngaïi chung ngaøy caøng taêng veà chaát löôïng moâi tröôøng giaûm suùt, ñaõ ñoøi hoûi coù nhöõng nghieân cöùu vaø nhaän ñònh roõ hôn veà kim loïai naëng vaø aûnh höôûng cuûa noù. Do ñoù, trong thöïc tieãn nhöõng thuaät ngöõ khaùc nhö: “kim loaïi veát”, “chaát voâ cô veát”, “kim loaïi naëng”, “nguyeân toá vi löôïng” vaø “dinh döôõng” ñöôïc xem laø ñoàng nghóa vôùi thuaät ngöõ nguyeân toá veát. 2.2.1. Khaùi nieäm veà kim loaïi naëng Thuaät ngöõ “kim loaïi naëng“ (heavy metals) ñaõ ñöôïc coâng nhaän vaø söû duïng roäng raõi, maëc duø khoâng deã daøng ñònh nghóa noù. Thuaät ngöõ naøy ñöôïc duøng ñeå chæ teân nhoùm caùc kim loaïi vaø aù kim, noù gaén lieàn vôùi söï oâ nhieãm vaø tính ñoäc, nhöng cuõng coù moät soá nguyeân toá caàn thieát cho cô theå sinh vaät khi ôû noàng ñoä thaáp. “Kim loaïi ñoäc” (Toxic metals) laø thuaät ngöõ khaùc vôùi thuaät ngöõ “kim loaïi naëng” ñeå chæ caùc nguyeân toá khoâng caàn thieát, deã gaây kính öùng nhö Pb, Cd, Hg, As, Ti vaø U; noù khoâng duøng ñeå chæ caùc nguyeân toá thieát yeáu cho cô theå sinh vaät nhö Co, Cu, Mn, Se vaø Zn. Söï phaân loaïi kilm loaïi ñoäc döïa treân tyû troïng nguyeân töû (d>6g/cm3) nhöng noù cuõng bao goàm caùc nguyeân toá khoâng lieân quan khaùc, song vaãn chöa roõ raøng vì caùc taøi lieäu lieân quan coøn haïn cheá [20]. Kim loaïi naëng (KLN): laø kim loaïi coù theå daãn ñieän vaø daãn nhieät cao, deã daùt moûng, uoán cong vaø keùo sôïi. Kim loaïi naëng laø moät trong nhöõng thaønh phaàn quan troïng ñoái vôùi söï soáng cuûa sinh vaät, noù luoân toàn taïi moät löôïng thieát yeáu trong caùc boä phaän cuûa cô theå sinh vaät. Tuy nhieân, neáu vöôït quaù giôùi haïn cho pheùp thì noù trôû neân ñoäc haïi. 2.2.2. Nhaäp löôïng KLN trong moâi tröôøng Ñaù meï laø nguoàn cung caáp ñaàu tieân caùc nguyeân toá khoaùng vaø coù vai troø quan troïng trong vieäc tích luõy caùc KLN trong ñaát. Trong nhöõng ñieàu kieän xaùc ñònh, phuï thuoäc vaøo caùc loaïi ñaù meï khaùc nhau maø caùc ñaát ñöôïc hình thaønh coù chöùa haøm löôïng khaùc nhau caùc KLN. Baûng 2: Haøm löôïng trung bình moät soá kim loaïi naëng trong ñaù vaø trong ñaát (ppm) [8] Nguyeân toá Ñaù bazô (basalt) Ñaù axit (Granite) Ñaù traàm tích Voûphong hoùa Daoñoäng trongñaát Trung bình trong ñaát Cd Hg Pb 0,13 0,012 3 0,09 0,08 24 0,17 0,19 19 0,11 0,05 14 0,01 - 2 0,01 - 0,5 0,2 - 0,5 0,35 0,06 19 (Nguoàn: Tack E. Fergusson. 1987) Ñaõ coù nhieàu baèng chöùng chöùng minh nguy hieåm ñoäc haïi cuûa KLN trong ñaát ñeán thöïc vaät, ñoäng vaät aên thöïc vaät vaø con ngöôøi maø bieåu hieän roõ laø aûnh höôûng cuûa Pb, Cd, Hg, As. Nguoàn goác oâ nhieãm cuûa kim loaïi naëng chuû yeáu gaây ra bôûi caùc hoaït ñoäng cuûa con ngöôøi, caùc aûnh höôûng cuûa caùc taäp quaùn noâng nghieäp hoaëc töø khai thaùc moû vaø töø saûn xuaát coâng nghieäp söû duïng ñaïn chì cuûa thôï saên vaø söï phoùng thích chì cuûa xe oâ toâ ngaøy caøng traàm troïng. Trong caùc quaù trình saûn xuaát con ngöôøi ñaõ laøm taêng ñaùng keå caùc nguyeân toá kim loaïi naëng trong ñaát. Caùc loaïi thuoác baûo veä thöïc vaät thöôøng coù chöùa caùc kim loaïi naëng nhö Cd, Pb, ... Caùc loaïi phaân boùn boùn hoùa hoïc, ñaëc bieät laø phaân photpho thöôøng chöùa nhieàu As, Cd, Pb. Caùc loaïi buøn nöôùc thaûi thaønh phoá cuõng laø nguoàn coù chöùa nhieàu caùc kim loaïi naëng khaùc nhau nhö As, Pb, Cd, Bi, Hg, Sn. Caùc nguyeân toá kim loaïi naëng toàn taïi vaø luaân chuyeån trong töï nhieân thöôøng coù nguoàn goác töø chaát thaûi cuûa haàu heát caùc ngaønh saûn xuaát coâng nghieäp tröïc tieáp hoaëc giaùn tieáp söû duïng kim loaïi naëng aáy trong quaù trình coâng ngheä hoaëc töø caùc chaát thaûi sinh hoaït cuûa con ngöôøi. Sau khi phaùt taùn vaøo moâi tröôøng döôùi daïng noùi treân, chuùng löu chuyeån trong töï nhieân baùm dính vaøo caùc beà maët, tích luyõ trong ñaát vaø gaây oâ nhieãm caùc nguoàn nöôùc sinh hoaït. Ñoù laø nguyeân nhaân daãn ñeán tình traïng oâ nhieãm ñaát. Haøm löôïng KLN toång coäng trong ñaát laø keát quaû cuûa vieäc nhaäp löïông kim loaïi töø nhieàu nguoàn khaùc nhau: ñaù meï, söï laéng ñoïng khí quyeån, phaân boùn, hoùa chaát noâng nghieäp, caùc chaát thaûi höõu cô vaø caùc chaát voâ cô khaùc... Ñieàu naøy ñöïôc dieãn taû baèng coâng thöù sau: Mtoång = ( Mp + Ma + Mf + Mac + Mow + Mip) – ( Mcr + Ml) Trong ñoù: M: kim loaïi naëng p: vaät lieäu ñaù meï a: söï laéng ñoïng trong khí quyeån f: phaân boùn ac: hoùa chaát noâng nghieäp ow: caùc chaát thaûi höõu cô ip: caùc chaát oâ nhieãm voâ cô khaùc cr: söï haáp thu KLN bôûi caây troàng l: KLN maát do röûa troâi Baûng.3: Khaû naêng linh ñoäng cuûa moät soá nguyeân toá kim loaïi naëng trong ñaát [8] Khaû naêng linh ñoäng Ñieàu kieän Oxy hoaù Axit Trung tính – kieàm Khöû Raát cao Se Cao Se Se, Hg Trung bình Hg, As, Cd As, Cd As, Cd Thaáp Pb, As, Sb, Ti Pb, Bi, Sb, Ti Pb, Bi, Sb,Ti Raát thaáp Te Te Te Te, Se, Hg, Khoâng linh ñoäng Cd, Pb, Bi, Ti (Nguoàn: Kabata, 1984) 2.2.3. Sô löôïc veà caùc kim loaïi Pb, Cd Chì (Pb) a. Khaùi nieäm vaø tính chaát cuûa chì Chì laø moät loaïi ñoäc chaát baûn chaát coù aûnh höôûng quan troïng trong moâi tröôøng sinh thaùi. Chì laø nguyeân toá thuoäc nhoùm IV trong baûng heä thoáng tuaàn hoaøn caùc nguyeân toá hoùa hoïc. Chì coù hai traïng thaùi oxy hoùa beàn chính laø Pb(II) vaø Pb(IV) vaø coù boán ñoàng vò beàn laø 204Pb, 206Pb, 207Bb vaø 208Pb. Trong moâi tröôøng, noù toàn taïi chuû yeáu döôùi daïng ion Pb trong caùc daïng hôïp chaát voâ cô vaø höõu cô. Chì laø kim loaïi naëng (M = 207,1g/mol; d = 11,3g/cm3) maøu xaùm xanh, noùng chaûy ôû nhieät ñoä 327oC vaø soâi ôû nhieät ñoä 1744oC. Hôi chì coù vò ngoït ôû hoïng. Veà maët hoùa hoïc, chì khoù bò taùc duïng bôûi HCl, H2SO4 loaõng. Nhöng H2SO4 ñaëc ñun noùng taùc duïng vôùi chì cho PbSO4 vaø toûa khí SO3(aerosol). Chì tan trong HNO3 taïo thaønh Pb(NO3)2 vaø khí NO2. Chì coù tính meàm, deã daùt moûng, deã caét vaø deã ñònh hình. Chính vì vaäy maø chì ñöôïc öùng duïng nhieàu trong coâng nghieäp vaø trong cuoäc soáng ngay töø thôøi xöa. Trong saûn xuaát, chì ñöôïc duøng döôùi daïng laø chì voâ cô vaø chì höõu cô. Caùc hôïp chaát voâ cô cuûa chì nhö: PbO, Pb(OH)2, Pb3O4, PbO2, PbS, PbCl2, PbSO4, PbCO3, PbCrO3. Chì höõu cô thöôøng ñöôïc söû duïng laø Pb(C2H5)4 ( chì tetraetyl). Ngoaøi nhöõng taùc duïng tích cöïc cuõng caàn phaûi noùi ñeán nhöõng taùc haïi cuûa chì. Ñoäc tính cuûa chì cao, noù coù theå gaây taùc haïi cho toaøn cô theå nhö: taùc haïi ñeán heä thoáng huyeát cuûa cô theå, heä thoáng thaàn kinh, thaän, tieâu hoùa, tim maïch vaø moät soá aûnh höôûng khaùc nhö: sinh saûn, noäi tieát, theå nhieãm saét. b. Nguoàn goác phaùt sinh ra chì Chì laø moät trong nhöõng kim loaïi thoâng duïng töø tröôùc ñeán nay. Con ngöôøi ñaõ khai thaùc vaø söû duïng chì töø raát xa xöa, vaøo khoaûng thôøi kyø ñoà ñoàng hoaëc ñoà saét. Ngaøy nay, chì ñöôïc öùng duïng raát roäng raõi trong moïi lónh vöïc cuûa ñôøi soáng. Nhôø nhöõng tính chaát ñaëc bieät nhö: deã naáu chaûy, deã gia coâng, deã taùi cheá, deã taïo hôïp kim, khoù bò aên moøn, … neân chì ñöôïc söû duïng haàu nhö ôû taát caû caùc loaïi hình saûn xuaát coâng nghieäp. Ñöùng ñaàu laø coâng nghieäp cheá taïo aéc quy, chieám tôùi 60% löôïng chì ñöôïc con ngöôøi söû duïng. Tieáp theo laø ngaønh saûn xuaát ñaïn döôïc, voû boïc daây caùp, caùn eùp taám chì, haøn toång coäng chieám 15%. Ngoaøi ra, chì coøn ñöôïc söû duïng roäng raõi trong coâng nghieäp saûn xuaát sôn, ngaønh goám söù, saûn xuaát boät maøu, matít,… Trong ngaønh cheá taïo maùy vaø ngaønh xaây döïng, ngöôøi ta duøng chì ñeå cheá taïo caùc khôùp noái ñöôøng oáng, van, caùc chi tieát maùy moùc coù tieáp xuùc vôùi moâi tröôøng aên moøn vaø nhieàu cô caáu trong caùc coâng trình loä thieân. Ñaëc bieät, trong caùc lónh vöïc coâng nghieäp coù söû duïng chaát phoùng xaï, chì laø kim loaïi duy nhaát ñöôïc duøng ñeå cheá taïo caùc container chöùa chaát thaûi phoùng xaï cuõng nhö xaây döïng caùc keát caáu ngaên tia X. Trong noâng nghieäp, ngöôøi ta söû duïng moät soá hôïp chaát cuûa chì coù tính khaùng sinh laøm thuoác tröø saâu. Vaøo khoaûng thôøi gian töø thaäp nieân 30 ñeán thaäp nieân 90 cuûa theá kyû XX, chì ñöôïc söû duïng raát roäng raõi trong giao thoâng döôùi daïng tetraalkyl chì laø chaát choáng kích noåå trong xaêng. Ngoaøi ñaïn döôïc, chì coøn ñöôïc duøng ñeå cheá taïo nhieàu chi tieát trong vuõ khí quaân söï. Trong lónh vöïc thöông maïi cuõng nhö trong ñôøi soáng haøng ngaøy, con ngöôøi cuõng söû duïng chì döôùi raát nhieàu hình thöùc khaùc nhau, chaúng haïn nhö: voû ñöïng ñoà uoáng, ñoà naáu beáp, myõ phaåm, döôïc phaåm, ñoà chôi treû em, ñoà ñieän, … Coù theå thaáy raèng, chì laø kim loaïi khoâng theå thay theá ñöôïc vaø coù maët ôû moïi nôi trong cuoäc soáng cuûa chuùng ta. Ñieàu ñoù khoâng chæ noùi leân taàm quan troïng cuûa chì ñoái vôùi con ngöôøi maø coøn cho thaáy tieàm naêng gaây oâ nhieãm vaø nhieãm ñoäc chì laø raát lôùn. c. Chì trong moâi tröôøng ñaát Chì trong moâi tröôøng ñaát bao goàm töø caùc nguoàn sau: Chì trong caùc khoaùng chaát töï nhieân, ñieån hình laø PbS. Chaát thaûi raén chöùa chì töø caùc hoaït ñoäng cuûa con ngöôøi nhö khai khoaùng, choân laáp raùc ñoâ thò. Laéng ñoïng chì töø khí quyeån. Keát hôïp vaø sa laéng töø caùc hôïp chaát cuûa chì töø thuûy quyeån. Haøm löôïng chì trong ñaát töï nhieân vaøo khoaûng 10 – 40 µg/g, phuï thuoäc vaøo haøm löôïng chì trong ñaù meï. Ñoái vôùi ñaát bò oâ nhieãm, haøm löôïng chì cao hôn vaø phuï thuoäc vaøo khoaûng caùch tôùi nguoàn gaây oâ nhieãm. Chì ñöôïc phaùt thaûi töø caùc nguoàn gaây oâ nhieãm coù khuynh höôùng tích luõy moät caùch töï nhieân trong lôùp ñaát maët, vôùi ñoä saâu töø 0 – 15 cm. Do ñoù, ôû nhöõng vuøng ñaát bò oâ nhieãm, haøm löôïng chì trong lôùp ñaát maët thöôøng cao hôn so vôùi lôùp ñaát beân döôùi. Chì trong ñaát coù khuynh höôùng tham gia caùc quaù trình sau: Bò haáp thuï vaøo caùc haït keo ñaát. Bò phaân giaûi vaøo dung dòch ñaát do söï thay ñoåi pH cuûa ñaát. Bò röûa troâi hoaëc hoøa tan bôûi caùc doøng chaûy beà maët. Theo nöôùc trong ñaát thaám xuoáng taàng nöôùc ngaàm. Bò haáp thuï vaøo thöïc vaät vaø tích luõy trong heä reã, caønh, laù. d. Cô cheá xaâm nhaäp, phaân boá vaø tích tuï cuûa chì trong cô theå con ngöôøi vaø ñoäng vaät Chì xaâm nhaäp vaøo cô theå con ngöôøi vaø ñoäng vaät thoâng qua nhöõng con ñöôøng chính sau: hoâ haáp, aên uoáng vaø haáp thuï qua da. Ñöôøng hoâ haáp: buïi chì vaø caùc hôïp chaát cuûa chì trong khoâng khí coù khaû naêng xaâm nhaäp vaøo cô theå con ngöôøi qua ñöôøng hoâ haáp. Khoaûng 30 – 50% löôïng chì coù trong thaønh phaàn khoâng khí do co._.n ngöôøi hít vaøo ñöôïc laéng ñoïng trong phoåi ngöôøi. Tyû leä naøy phuï thuoäc vaøo ñaëc tính hoùa hoïc, kích thöôùc caùc haït buïi chì vaø khaû naêng hoøa tan cuûa chuùng. khi ñaõ laéng ñoïng trong phoåi, phaàn lôùn buïi chì ñöôïc haáp thuï vaø tieáp xuùc xaâm nhaäp vaøo caùc boä phaän cô theå ngöôøi. Ñöôøng aên uoáng: soá löôïng vaø toác ñoä haáp thu chì qua ñöôøng tieâu hoùa cuûa cô theå phuï thuoäc vaøo daïng toàn taïi hoùa hoïc cuûa chì, kích thöôùc haït buïi chì, traïng thaùi no hay ñoùi cuûa cô theå, cheá ñoä dinh döôõng vaø ñoä tuoåi. Cô theå ngöôøi tröôûng thaønh coù khaû naêng haáp thuï 5% löôïng chì coù trong thöùc aên hoaëc nöôùc uoáng. Con soá naøy coù theå taêng tôùi 50% tuøy thuoäc vaøo traïng thaùi no hay ñoùi cuûa cô theå. Treû sô sinh vaø treû nhoû laø nhöõng ñoái töôïng nhaïy caûm vôùi chì, khoaûng 50% löôïng chì coù trong thöùc aên vaø nöôùc uoáng ñöôïc cô theå treû haáp thuï. Cheá ñoä aên ngheøo canxi, saét, ñoàng, keõm, phoát pho seõ laøm taêng khaû naêng haáp thuï chì qua ñöôøng aên uoáng. Haáp thuï qua da: khaû naêng haáp thuï chì qua da cuûa cô theå keùm hôn so vôùi hai con ñöôøng neâu treân vaø thöôøng ñöôïc boû qua. Khi cho tay tieáp xuùc vôùi nitraùt chì hoaëc boät chì kim loaïi, haøm löôïng chì trong moà hoâi seõ taêng leân, nhöng haøm löôïng chì trong maùu vaø nöôùc tieåu khoâng taêng. Phaân boá chì trong cô theå: sau khi ñöôïc haáp thuï chì qua ñöôøng hoâ haáp hoaëc aên uoáng, chì tieáp tuïc xaâm nhaäp vaøo maùu vaø töø ñoù ñöôïc phan boá tôùi nhieàu boä phaän cuûa cô theå nhôø teá baøo hoàng caàu vaø huyeát töông. Tröôùc tieân, chì ñöôïc chuyeån nhanh ñeán caùc moâ meàm nhö: cô, naõo, ñaëc bieät laø gan vaø thaän, sau ñoù baøi tieát qua ñöôøng phaân, nöôùc tieåu, moà hoâi. Tieáp theo, chì ñöôïc chuyeån tôùi caùc moâ cöùng cuûa cô theå nhö: xöông, raêng, toùc, moùng, vôùi toác ñoä chaäm. Coù tôùi khoaûng 94% löôïng chì trong cô theå ngöôøi tröôûng thaønh vaø 73% trong cô theå treû em ñöôïc tích tuï trong xöông vaø raêng. 2.2.3.2. Cadmium (Cd) a. Khaùi nieäm vaø tính chaát Cadmium (Cd) thuoäc nhoùm (IIB), chu kyø 5, coù khoái löôïng nguyeân töû trung bình baèng 112,411 (ñvc) trong baûng heä thoáng tuaàn hoaøn, laø moät kim loaïi quyù hieám, ñöôïc xeáp thöù 67 trong thöù töï cuûa nguyeân toá doài daøo. Cd laø moät kim loaïi raát ñoäc, noù laø saûn phaåm cuûa coâng nghieäp luyeän keõm vaø chì. Cd laø moät kim loaïi maøu traéng dòu, ít khi tìm thaáy ôû daïng Cd2+. Noù deã keùo daõn, deã daùt moûng. Tyû troïng (so vôùi nöôùc): 8,65; noùng chaûy ôû 321oC, soâi ôû 778oC. Cd khoâng coù chöùc naêng veà sinh hoïc thieát yeáu nhöng laïi coù tính ñoäc haïi cao ñoái vôùi thöïc vaät vaø ñoäng vaät. Tuy nhieân, daïng toàn löu cuûa Cd thöôøng baét gaëp trong moâi tröôøng khoâng gaây ñoäc caáp tính. Theo Fassett (1980) thì nguy haïi chính ñoái vôùi söùc khoeû con ngöôøi töø Cd laø söï tích tuï maõn tính cuûa noù trong thaän. Neáu haøm löôïng Cd trong thaän leân ñeán 200mg/kg khoái löôïng töôi thì seõ gaây roái loaïn chöùc naêng thaän, giaûm soá löôïng hoàng caàu trong maùu; suy yeáu tuûy xöông; roái loaïn chöùc naêng trao ñoåi chaát cuûa Ca2+ gaây ra chöùng loaõng xöông, gaãy xöông, giaûm chieàu cao cô theå, … Cd coù khaû naêng taán coâng laán aùt vò trí cuûa Zn trong caáu truùc cuûa enzyme Carboxypeptidase A vaø laøm roái loaïn chöùc naêng trao ñoåi chaát [1]. Thöùc aên laø con ñöôøng chính ñeå Cd ñi vaøo cô theå nhöng beân caïnh ñoù vieäc huùt thuoác laù vaø hôi khoùi coù chöùa nhieàu CdO, cuõng laø nguoàn quan troïng ñöa Cd vaøo cô theå. Toå chöùc Löông Noâng Quoác Teá (FAO) vaø Toå Chöùc Y Teá Theá Giôùi (WHO) ñeà nghò löôïng Cd coù theå chaáp nhaän ñöôïc ñöa vaøo cô theå toái ña 400 -500 mg/tuaàn, töông ñöông khoaûng 70mg/ ngaøy. Nhöõng ngöôøi huùt thuoác laù coù theå theâm vaøo cô theå moät löôïng Cd dö thöøa töø 20-35mgCd/ngaøy. b. Nguoàn goác Cadimi trong moâi tröôøng ñaát OÂ nhieãm moâi tröôøng do Cd ñaõ vaø ñang gia taêng nhanh trong nhöõng thaäp nieân gaàn ñaây laø do haäu quaû cuûa vieäc phaùt trieån coâng nghieäp oà aït vaø ñaëc bieät laø vieäc gia taêng söû duïng Cd trong coâng nghieäp. Maët khaùc, do quaù trình khai thaùc caùc moû kim loaïi gia taêng vaø quaù trình thaûi chaát thaûi böøa baõi daãn ñeán oâ nhieãm Cd trong moâi tröôøng laø ñieàu khoù traùnh khoûi. Cadimi trong moâi tröôøng ñaát töø ñaù meï: Page vaø Bingham (1973) cho raèng, ñaát hình thaønh töø caùc ñaù coù nguoàn goác nuùi löûa, chöùa löôïng Cd töø 0,1 - 0,3 mg/kg, chuùng hình thaønh treân ñaù bieán chaát coù haøm löôïng Cd töø 0,1 - 1,0 mg/kg. Ñaát hình thaønh treân ñaù traàm tích chöùa töø 0,3 - 11mg/kg. Cadimi töø phaân laân boùn vaøo moâi tröôøng: phaân laân chöùa löôïng Cd cao trong haàu heát caùc khoaùng phosphoride duøng ñeå saûn xuaát phaân boùn. Phaân phosphate ñang trôû thaønh nguoàn taïo ra Cd vaø coù maët haàu nhö khaép nôi, gaây oâ nhieãm Cd cho ñaát noâng nghieäp. Cadimi töø buøn thaûi coáng raõnh: nöôùc buøn coáng thaûi chöùa Cd töø chaát thaûi cuûa con ngöôøi, caùc saûn phaåm sinh hoaït soáng gia ñình chöùa Zn vaø caùc buøn thaûi coâng nghieäp… Cadimi töø caùc nguoàn khaùc: caùc nguoàn khaùc coù theå gaây oâ nhieãm Cd trong ñaát nhö: söï khai thaùc moû, quaù trình laøm giaøu quaëng moû, quaù trình luyeän quaëng sulfide coù chöùa Cd… Khaû naêng lan truyeàn oâ nhieãm kim loaïi naëng Khaû naêng lan truyeàn oâ nhieãm laø tích luõy, phaùt taùn caùc KLN trong ñaát vaø laøm oâ nhieãm tröïc tieáp ñeán ñaát, caây troàng, vaät nuoâi vaø caû con ngöôøi khi aên phaûi thöùc aên bò nhieãm KLN. Khi caùc KLN xuaát hieän trong ñaát thì khaû naêng lan truyeàn cuûa chuùng trong moâi tröôøng ñaát raát nhanh. Noù gaây ñoäc cho taát caû nhöõng gì xung quanh: ñaát, nöôùc, khoâng khí, ñoäng thöïc vaät, heä sinh thaùi, con ngöôøi. Caùc KLN (Cd, Hg, Pb, As) trong ñaát bò oâ nhieãm seõ coù aûnh höôûng raát lôùn ñeán thöïc vaät vaø caây troàng qua daây truyeàn thöïc phaåm seõ laïi taùc ñoäng leân söùc khoûe con ngöôøi vaø ñoäng vaät. Tuøy theo töøng chaát maø noù coù taùc ñoäng khaùc nhau ñeán caùc boä phaän cuûa cô theå. Haàu heát caùc KLN (Cd, Hg, Pb, As) ñöôïc xaâm nhaäp vaøo cô theå qua ñöôøng hoâ haáp, ñöôøng mieäng, ñöôøng tieâu hoùa, qua da, … vaø ñöïôc tích luõy ôû phoåi, thaän, gan, tuïy, tuyeán giaùp. Sau ñoù chuùng ñöôïc thaûi loaïi qua keát traøng vaø thaän, moät tyû leä nhoû ñöôïc qua da vaø nöôùc boït ( ñoù laø do cô theå sinh vaät coù khaû naêng baøi tieát thaûi loaïi chaát ñoäc). Nhöng neáu tích tuï vôùi moät haøm löôïng lôùn trong cô theå thì coù theå daãn ñeán nhieàu caên beänh laï, neáu naëng hôn nöõa coù theå daãn ñeán caùi cheát [3]. Toång löôïng KLN coù trong ñaát khoâng phaûn aùnh ñöôïc caùc nguyeân toá ñöôïc vaän chuyeån ñeán reã, coù khi noù chæ laø phaàn nhoû caàn thieát cho caây troàng (xem hình 2A). Maët khaùc, haøm löôïng KLN trong dung dòch ñaát thaáp hôn haøm löôïng maø caây troàng haáp thuï, chính vì theá, moät phaàn lôùn KLN coù ñaëc tính sinh hoïc ñöôïc toàn taïi ôû pha raén. Tuøy vaøo möùc ñoä linh ñoäng cuûa chuùng vaø dung dòch ñaát maø caùc kim loaïi naëng coù theå toàn taïi ôû 4 daïng khaùc nhau (hình 2B). Hai daïng toàn taïi ñaàu, kim loaïi ôû daïng ion vaø coù saün trong dung dòch, daïng thöù ba, maëc duø toàn taïi ôû pha raén nhöng coù theå ñi vaøo dung dòch khi caàn thieát vaø trôû neân coù saün khi caây troàng sinh tröôûng. ÔÛ daïng thöù 4, kim loaïi bò lieân keát chaët vôùi caùc hôïp chaát voâ cô hoaëc höõu cô khaùc vaø khoâng coù saün cho caây. Söï haáp thu hay tích luõy KLN caây troàng bò aûnh höôûng bôûi raát nhieàu thoâng soá nhö: pH, Eh, haøm löôïng chaát höõu cô, caân baèng dinh döôõng, noàng ñoä caùc KLN khaùc trong ñaát cuõng nhö ñoä aåm vaø nhieät ñoä. KL trong Kim loaïi ôû pha raén Dung dòch ion töï do Kim loaïi bò lieân keát chaët Ion Lim loaïi haáp thuï haáp thuï Ion kim loaïi khoâng linh Hoaø tan yeáu trong qt ñoäng trong q/trình caây caây sinh tröôûng sinh tröôûng Toång löôïng kim loaïi Nguoàn kim loaïi coù saün Nguoàn KL khoâng coù saün Hình 2: Moâ hình traïng thaùi caùc KLN trong moâi tröôøng ñaát A B Traïng thaùi kim loaïi Ñoä linh ñoäng 2.2.5. Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán söï tích luõy cuûa kim loaïi naëng Söï tích luõy kim loaïi naëng trong moâi tröôøng noâng nghieäp raát bieán ñoäng. Coù nhöõng kim loaïi naëng theo thôøi gian noàng ñoä cuûa chuùng taêng leân (thoâng qua daây truyeàn thöïc phaåm, söï tích tuï sinh hoïc, phoùng ñaïi sinh hoïc,...), nhöng cuõng coù kim loaïi naëng noàng ñoä cuûa chuùng giaûm daàn theo thôøi gian. Neáu noàng ñoä KLN ñi vaøo moâi tröôøng lôùn hôn söï maát ñi thì daãn ñeán hieän töôïng tích luõy. Tuy nhieân, söï tích luõy naøy phuï thuoäc vaøo nhieàu yeáu toá. Ñoù laø baûn chaát cuûa kim loaïi naëng, thaønh phaàn vaät lyù cuûa ñaát, pH cuûa ñaát, nhieät ñoä ñaát, ñoä maën cuûa nöôùc, tuoåi, giôùi tính vaø caùc boä phaän khaùc nhau cuûa caây thì söï tích luõy cuõng khaùc nhau. 2.2.6. Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán tính ñoäc cuûa KLN trong ñaát Keo ñaát caáu taïo bôûi 4 lôùp töø trong ra ngoaøi laø: nhaân, lôùp ion quyeát ñònh theá, thöôøng laø ñieän tích aâm, lôùp ion khoâng di chuyeån mang ñieän traùi daáu vôùi lôùp ion quyeát ñònh theá vaø lôùp ion coù khaû naêng trao ñoåi ñieän tích vôùi moâi tröôøng beân ngoaøi. Vôùi caáu truùc naøy keo ñaát coù khaû naêng haáp thuï trao ñoåi ion giöõa beà maët cuûa keo ñaát vôùi dung dòch ñaát bao quanh noù. Söï xaâm nhaäp cuûa ñoäc chaát vaøo moâi truôøng ñaát ñöôïc thöïc hieän thoâng qua hoaït tính cuûa keo ñaát vaø dung dòch ñaát. Baûn chaát: baûn chaát cuûa chaát ñoäc ñoái vôùi loaøi sinh vaät hay coøn goïi laø” tính kî sinh vaât”. Tính ñoäc cuûa caùc chaát naøy quyeát ñònh bôûi caáu taïo vaø hoaït tính cuûa chuùng. Noàng ñoä vaø lieàu löôïng: cuûa caùc chaát ñoäc coù töông quan thuaän ñoái vôùi tính ñoäc. Noàng ñoä vaø lieàu löôïng caøng cao thì caøng ñoäc. Nhieät ñoä: Nhieät ñoä ñaát caøng cao thì tính ñoäc caøng maïnh (tröø khi noù ôû ñieåm phaân huûy cuûa chaát ñoäc). Cuõng nhö khi coù nhieät ñoä ñaát quaù cao coù theå phaân huûy chaát ñoäc. Ngöôõng chòu ñoäc: caùc loaøi sinh vaät khaùc nhau coù ngöôõng chòu ñoäc khaùc nhau. Sinh vaät non treû thì maãn caûm ñoái vôùi chaát ñoäc, ngöôõng chòu ñoäc thaáp, sinh vaät cao tuoåi thì ngöôõng chòu ñoäc cao, nhöng tuoåi giaø laïi chòu ñoäc thaáp. Giôùi tính cuõng aûnh höôûng ñeán ngöôõng chòu ñoäc. Gioáng caùi vaø phaùi nöõ deã maãn caûm vôùi chaát ñoäc hôn laø gioáng ñöïc vaø phaùi nam. Nhöõng ñieàu kieän khaùc cuûa ñaát: Cheá ñoä nöôùc, ñoä aåm, ñoä chua trong ñaát coù aûnh höôûng ñeán söï cung caáp O2 ñeå giaûi ñoäc vaø phaân boá laïi noàng ñoä cuûa hôi ñoäc. Söï lan truyeàn oâ nhieãm vaø ñeà ra keá hoaïch caûi taïo, baûo toàn ñaát noâng nghieäp gaëp khoù khaên trong quaù trình taäp trung chaát oâ nhieãm naëng. Coù theå söû duïng vi sinh vaät ñeå phaân giaûi moät soá ñoäc chaát sinh ra töø caùc chaát oâ nhieãm coù quy moâ lôùn gaây aûnh höôûng ñeán caùc quaù trình troàng troït. Nhöõng chaát ñoäc khoâng coù thuoác ñaëc trò laø nguyeân nhaân ñeå chaát oâ nhieãm hoøa tan vaøo nöùôc gaây ra tình traïng lan roäng oâ nhieãm thaønh caùc maûng oâ nhieãm. Maøng teá baøo taïo ra caùc maûng oâ nhieãm höõu cô chöùa caùc vi sinh vaät höõu cô. Keát quaû cuûa caùc maøng naøy laøm cho nhöõng chaát oâ nhieãm taêng tính thaám qua maøng. Quaù trình quang hôïp ôû 14oC cuûa caùc teá baøo cuûa taûo laøm maát ñi Kali trong taûo vaø vi khuaån. Söï phaùt trieån cuûa chaát ñoäc do oâ nhieãm höõu cô laøm phaù vôõ caân baèng sinh hoïc vaø gaây ñoäc lyù hoùa. 2.2.7. Kim loaïi naëng trong moái quan heä vôùi ñaát – caây troàng 1.2.7.1. Caây haáp thuï kim loaïi naëng Caùc nguyeân toá trong dung dòch ñaát ñöôïc chuyeån töø caùc loã khí trong ñaát tôùi beà maët reã caây baèng hai con ñöôøng chính: söï khueách taùn vaø doøng chaûy khoái. Söï khueách taùn xaûy ra nhaèm choáng laïi söï gia taêng Gradian noàng ñoä bình thöøông ñoái vôùi reã caây baèng caùch: haáp thuï caùc kim loaïi naëng trong dung dòch ñaát taïi beà maët tieáp giaùp reã caây – ñaát. Doøng chaûy khoái ñöôïc taïo ra do söï di chuyeån cuûa dung dòch ñaát tôùi beà maët reã caây nhö laø keát quaû cuûa quaù trình thôû cuûa laù. Caû hai quaù trình naøy xaûy ra khoâng ñoàng ñeàu nhöng theo caùc toác ñoä khaùc nhau tuøy thuoäc vaøo noàng ñoä dung dòch ñaát. Ngoaïi tröø trong tröôøng hôïp ñaát bò oâ nhieãm naëng thì dung dòch ñaát coù theå chöùa noàng ñoä cao caùc nguyeân toá ñoäc chaát. Trong nhöõng loaïi ñaát khaùc (ví duï: ñaát bò oâ nhieãm, ñaát acid, ñaát ñaàm laày), moät löôïng dö noàng ñoä KLN trong dung dòch ñöôïc lan truyeàn theo doøng chaûy khoái vaø chuùng coù khaû naêng tích luõy taïi beà maët tieáp xuùc reã caây - ñaát ( xem sô ñoà). (KLN) Ñaát 1) khuyeách taùn Reã caây Dung dòch 2) di chuyeån khoái Quaù trình xaâm nhaäp KLN vaøo trong caây traûi qua 4 giai ñoïan sau: Giai ñoïan 1: KLN ñi vaøo vuøng töï do cuûa reã caây Söï di chuyeån cuûa caùc ion kim loaïi khoâng bò giôùi haïn taïi beà maët reã caây. Taïi vuøng maøng cuûa caùc teá baøo coù khaû naêng deã daøng cho dung dòch xaâm nhaäp (vuøng töï do), taïi ñaây caùc ion döông coù theå khueách taùn töï do (khu vöïc nöôùc di chuyeån töï do) hoaëc bò baãy vaøo nhöõng teá baøo mang ñieän aâm. Ion kim loaïi coù khaû naêng tích luõy trong khu vöïc töï do cuûa reã caây, moät soá bò baùm dính chaët vaøo maët teá baøo reã. Chuùng lieân keát maïnh vôùi caùc nhoùm acid cacboxylic theo thöù töï Pb > Cu > Cd > Zn, söï lieân keát naøy ñoùng moät vai troø quan troïng ñoái vôùi söï tích luõy caùc KLN trong reã caây vaø gia taêng löôïng haáp thu lieân tuïc cuûa KLN trong teá baøo reã. Kim loaïi ñöôïc vaän chuyeån vaøo khoái hình caàu thaân reã - vuøng roäng khoaûng 1 - 2 mm giöõa reã vaø ñaát xung quanh. Mycorrhizae laø naám coäng sinh laøm gia taêng moät caùch hieäu quaû khu vöïc haáp thu cuûa reã vaø coù theå trôï giuùp vieäc nhaäp löôïng cuûa caùc ion dinh döôõng nhö orthophosphate vaø caùc nguyeân toá vi löôïng. Cô cheá haáp thu coù theå bieán ñoåi vôùi caùc ion khaùc nhau, nhöng nhöõng ion ñöôïc haáp thu vaøo trong reã bôûi cuøng moät cô cheá seõ caïnh tranh vôùi nhau (ví duï: söï haáp thu cuûa Zn ñöôïc haïn cheá bôûi Cu vaø H+ nhöng khoâng bò haïn cheá bôûi saét vaø mangan). Giai ñoaïn 2: KLN trong teá baøo reã [19] Caùc KLN bò haáp thu trong teá baøo, coù theå bò maát tính linh ñoäng hay tính ñoäc trong teá baøo chaát, thoâng qua quaù trình keát hôïp taïo phöùc vôùi caùc phaân töû höõu cô (acid voâ cô, aminoacid, phytochelation), hoaëc bò sa laéng xuoáng caùc khu vöïc giaøu electron (electron – dense granules). Phöùc chaát taïo bôûi caùc phaân töû hôïp chaát höõu cô laø cô sôû chieám öu theá coù lieân quan ñeán caùc KLN trong teá baøo chaát (ví duï: Cd, Co, Fe, Mn, Zn). KLN cuõng coù theå ñöôïc chuyeån vaøo traïng thaùi töï do hoaëc trong traïng thaùi phöùc chaát, ñaây laø daïng laøm cho KLN bò sa laéng ôû trong teá baøo reã (chuû yeáu laø lieân keát vôùi caùc acid höõu cô, citric, malic). Ñoái vôùi nhieàu loaïi caây, söï hieän dieän cuûa caùc ion ñoäc chaát KLN trong caùc teá baøo chaát bao goàm söï toång hôïp proâteâin coù lieân keát KLN, ví duï caùc phytochelatin, chaát ñoùng vai troø quan troïng khöû ñoäc tính KLN. Nhöõng proâteâin naøy coù maët ôû trong teá baøo chaát vaø khoâng baøo nôi coù chöùa caùc nhoùm sulphydryl vaø cacboxyl coù khaû naêng taïo chelat vôùi kim loaïi. Giai ñoaïn 3: Söï vaän chuyeån KLN ñeán caùc maàm choài [19] Caùc kim loaïi ôû trong teá baøo chaát coù theå ñöôïc chuyeån töø teá baøo naøy sang teá baøo khaùc thoâng qua con ñöôøng toång hôïp seõ ñi vaøo mao daãn reã vaø ñöa tôùi maàm non. Söï di chuyeån cuûa caùc dung dòch trong mao daãn reã laø nguyeân nhaân gaây ra caùc doøng thôû (söï di chuyeån khoái doøng chaûy khoái). Caùc cation töï do coù theå phaûn öùng vôùi caùc nhoùm mang ñieän aâm cuûa thaønh teá baøo mao daãn reã, ñaây chính laø lyù do caûn trôû söï vaän chuyeån cuûa KLN hay laøm quaù trình trao ñoåi bò chaäm laïi. Ngoaøi ra, caùc nhoùm taïo phöùc vôùi kim loaïi töï do nhö caùc acid höõu cô, aminoacid trong mao daãn reã seõ laøm giaûm möùc linh ñoäng cuûa KLN cho pheùp chuùng chuyeån vaøo caùc maàm non. Söï xuaát hieän cuûa caùc maøng ñieän traùi daáu vôùi kim loaïi goùp phaàn ñaåy nhanh quaù trình ñöa ñoäc chaát kim loaïi vaøo maàm non. Giai ñoaïn 4: Söï tích luõy KLN trong caùc boä phaän caây [19] Vôùi söï goùp maët cuûa kim loaïi trong caây laøm bieán ñoåi dò hoùa caùc yeáu toá gen vaø söï maát linh ñoäng cuûa kim loaïi trong reã. KLN tích luõy trong reã chieám 80 - 90% toång löôïng kim loaïi haáp thu. Haàu heát caùc kim loaïi ñöôïc tích luõy trong reã caây ñeàu ôû trong gian baøo vaø ñöôïc lieân keát vaøo caùc hôïp chaát proâteâin cuûa thaønh teá baøo. Ngoaøi ra, moät soá loaøi caây coù khaû naêng tích luõy ôû phaàn phía treân cuûa caây. Hình 3: Phaân boá haøm löôïng KLN trong caùc boä phaän cuûa caây 2.2.7.2. AÛnh höôûng cuûa KLN ñeán thöïc vaät Vieäc caùc ion kim loaïi ñoùng vai troø quan troïng veà sinh hoïc, traùi ngöôïc vôùi caùc quan nieäm coå ñieån cho raèng hoùa voâ cô laø hoaù hoïc khoâng coù söï soáng , vaø söï soáng seõ khoâng toàn taïi neáu khoâng coù hoùa höõu cô vaø hoùa sinh. Nghieân cöùu gaàn ñaây cho thaáy moät caùch nhìn roäng hôn: khoâng coù söï soáng naøo coù theå toàn taïi vaø phaùt trieån neáu khoâng coù söï tham gia cuûa caùc ion kim loaïi, vaø hoùa voâ cô cuõng coù vai troø nhö hoaù höõu cô ñoái vôùi söï soáng. Moät nguyeân toá ñöôïc goïi laø thieát yeáu khi: nguyeân toá naøy ñöôïc xaùc ñònh laø hieän dieän thích hôïp trong taát caû caùc moâ soáng bình thöôøng cuûa ñoäng vaät. Trieäu chöùng khoâ kieät cuûa cô theå sinh vaät ñöôïc ghi nhaän töø khi caùc nguyeân toá naøy giaûm hoaëc maát ñi. Khi caùc nguyeân toá naøy quay trôû laïi trong moâ, söï thieáu huït cuûa caùc nguyeân toá naøy trong cô theå seõ daãn ñeán bieán ñoåi hoùa sinh khoâng hoaøn haûo (ôû möùc ñoä phaân töû). Moät soá caùc KLN caàn thieát cho cô theå sinh vaät nhö: Zn trôû neân ñoäc haïi khi nguoàn döôõng chaát quaù thöøa Zn. Moät KLN (coù tyû leä nhoû hôn 0,01% khoái löôïng cô theå) laø thieát yeáu, khi khoâng coù kim loaïi ñoù thì sinh vaät khoâng theå sinh tröôûng hay soáng heát voøng ñôøi cuûa noù. Tuy nhieân, KLN ñoù seõ trôû neân ñoäc haïi khi noàng ñoä cuûa noù vöôït quaù möùc ñoä caàn thieát cuûa cô theå. Caùc cuoäc nghieân cöùu lieân quan ñeán ñoäc tính cuûa caùc KLN, ñaõ ñi ñeán quan ñieåm chung laø vieäc cung caáp khoâng ñuû caùc nguyeân toá thieát yeáu seõ daãn ñeán tình traïng thieáu huït, vieäc cung caáp vöøa ñuû seõ toát nhaát nhöng cung caáp quaù thöøa seõ gaây ra ñoäc haïi vaø sau cuøng laø cheát. Nhöõng quan ñieåm naøy ñöôïc minh hoïa baèng bieåu ñoà (hình 4A ). Söï caàn thieát cuûa kim loaïi naëng treân ñöôøng cong töø ñieåm khôûi ñaàu vôùi haøm löôïng thieáu huït ñeán haøm löôïng toái öu, moâ taû baèng ñöôøng cong tuyeán tính (noàng ñoä taêng thì tyû leä sinh tröôûng taêng). Trong khoaûng noàng ñoä toái öu ñöôïc moâ taû baèng ñoaïn naèm ngang, duø noàng ñoä kim loaïi tích tuï tieáp tuïc gia taêng, nhöng quaù trình phaùt trieån cuûa sinh vaät vaãn dieãn ra bình thöôøng; khi taêng ñeán moät noàng ñoä naøo ñoù thì khaû naêng sinh tröôûng cuûa sinh vaät laïi baét ñaàu giaûm goïi laø khoaûng noàng ñoä gaây ñoäc, moâ taû ñöôøng cong vôùi toác ñoä lôùn; ñöôøng cong keát thuùc taïi noàng ñoä cuoái cuøng, ñoù goïi laø noàng ñoä gaây cheát. Ngoaøi nhöõng kim loaïi naëng thieát yeáu treân, moät soá kim loaïi khaùc chöa nhaän thaáy chöùc naêng coù lôïi cuûa noù trong quaù trình sinh hoïc, ñeàu coi nhö khoâng thieát yeáu, ñöôïc moâ taû baèng bieåu ñoà 4B. Duø söï coù maët cuûa noù trong cô theå ñeán moät noàng ñoä nhaát ñònh naøo ñoù thì vi sinh vaät vaãn coøn khaû naêng dung naïp ñöôïc, nhöng noàng ñoä naøy tieáp tuïc taêng leân thì tyû leä sinh tröôûng cuûa sinh vaät giaûm, goïi laø khoaûng noàng ñoä gaây ñoäc; bieåu ñoà cuõng keát thuùc taïi moät ñieåm ñoù laø noàng ñoä gaây cheát. Hình 4: Kim loaïi thieát yeáu vaø khoâng thieát yeáu AÛnh höôûng coù lôïi Caùc KLN ñöôïc xem nhö laø moät nguyeân toá vi löôïng thieát yeáu cho söï phaùt trieån bình thöôøng cuûa caây troàng hoaëc ñoäng vaät. Ngöôøi ta bieát ñöôïc 1/3 toång soá enzyme coù chöùa kim loaïi hoaëc ñöôïc 17 kim loaïi khaùc nhau hoaït hoùa trong ñoù cuõng coù söï tham gia cuûa Pb. Caùc KLN ñöôïc söû duïng nhö moät loaïi phaân vi löôïng ñeå boùn cho caây troàng ôû moät löôïng nhoû vöøa phaûi thì khoâng nhöõng naêng suaát caây troàng taêng roõ reät maø phaåm chaát caùc saûn phaåm noâng nghieäp cuõng ñöôïc caûi thieän, ñoàng thôøi khaéc phuïc ñöôïc nhieàu loaïi beänh cuûa caây troàng vaø gia suùc nhö: thoái cuû caûi ñöôøng, nhuõn cuû khoai taây, nhuõn xöông traâu boø... Ngoaøi ra, caùc KLN coøn laø taùc nhaân hoaït hoùa khoâng ñaëc thuø cuûa haøng loaït enzyme ñaõ laøm taêng hoaït tính xuùc taùc cuûa moãi thaønh phaàn ñoù leân gaáp boäi. Chaúng haïn hoaït tính oxyhoùa khöû cuûa caùc hôïp chaát ñoàng taêng gaáp haøng nghìn laàn thaäm chí gaáp haøng vaïn laàn ñoàng ôû traïng thaùi töï do trong moïi khaâu cuûa quaù trình trao ñoåi nitô. Ñaây laø nhaân toá chính cho söï sinh tröôûng cuûa caây troàng. b. Taùc ñoäng coù haïi cuûa KLN ñoái vôùi caây troàng Caùc kim loaïi ñoäc haïi coù theå toàn taïi trong ñaát ôû nhieàu daïng khaùc nhau: haáp phuï, lieân keát vôùi caùc hôïp chaát voâ cô, höõu cô hoaëc taïo thaønh caùc chaát phöùc hôïp. Nhieàu nguyeân toá KLN coù yù nghóa quan troïng trong ñôøi soáng sinh vaät vaø ñöôïc bieát laø nguyeân toá vi löôïng. Noù coù taùc duïng saâu saéc vaø nhieàu maët ñoái vôùi quaù trình quang hôïp, ñieàu hoøa sinh tröôûng. Ngoaøi ra, noù coøn aûnh höôûng ñeán quaù trình haáp thu nöôùc, thoaùt hôi nöôùc vaø vaän chuyeån nöôùc trong caây. Nhöng khi coù haøm löôïng quaù cao thöôøng trôû neân ñoäc haïi. Khaû naêng ñoäc haïi cuûa caùc KLN ñoái vôùi sinh vaät cuõng khaùc nhau. c. Söï töông taùc oâ nhieãm KLN trong heä thoáng ñaát – caây troàng Heä thoáng ñaát – caây troàng laø moät heä thoáng môû, ñoái töôïng chính laø caùc yeáu toá ñaàu vaøo nhö caùc chaát gaây oâ nhieãm, phaân boùn, thuoác tröø saâu vaø caùc taøn dö thöïc vaät coù tích luõy KLN sau thu hoaïch. Toaøn boä quaù trình chuyeån hoùa cuûa KLN trong heä thoáng ñaát – caây troàng ñöôïc minh hoïa trong hình 5. Khi trong ñaát tích tuï caùc KLN (Cd, Pb) vôùi noàng ñoä quaù lôùn (vöôït quaù söùc chòu ñöïng cuûa caây) , caây seõ cheát. Neáu moâi tröôøng soáng coù tích luõy ñoäc chaát daàn daàn töø thaáp ñeán cao thì caây bieán ñoåi sinh lí cô theå ñeå thích nghi daàn vôùi caùc ñieàu kieän baát lôïi gaây neân. Moâi tröôøng ñaát Caây troàng Phaùt taùn ra ngoaøi ( ít) Maát do Caønh laù Haït bay hôi Thaân caây Sinh khoái Beà maët tieáp xuùc Söï haáp thuï treân caùc Chaát höõu cô khoaùng Boù maïch Dung dòch ñaát VSV Haáp thuï trong thaân Reã Moâi tröôøng Tích luyõ trong reã Söï ñoàng keát laéng Phöùc hôïp vuøng reã caây Fe, Mn, Al, oxide & vôùi muøn Carbonat OÂ nhieãm kim loaïi naëng Röûa troâi Buøn coáng raõnh, Phaân boùn, thuoác tröø saâu beänh, chaát thaûi raén, Nöôùc thaûi Chaát thaûi do oâ nhieãm khoâng khí Hình 5: OÂ nhieãm KLN vaøo moâi tröôøng ñaát vaø söï töông taùc giöõa ñaát vaø caây troàng d. Cô cheá gaây ñoäc cuûa KLN trong moâi tröôøng ñaát Ñoäc chaát töø moâi tröôøng xaâm nhaäp vaøo cô theå thöïc vaät qua söï haáp thu cuûa reã khi laáy chaát dinh döôõng nuoâi caây. Giai ñoaïn ñaàu caây haáp thu, trao ñoåi chuû ñoäng ñeán khi caây caûm nhaän ra ñoäc chaát, coù phaûn öùng baèng caùch haïn cheá söï haáp thu. Giai ñoaïn keá tieáp, chaát ñoäc xaâm nhaäp, phaù vôõ maøng teá baøo ñi vaøo caùc cô quan vaø doøng nhöïa trong caây leân thaân, laù – giai ñoaïn naøy caây haáp thu bò ñoäng. Cuõng coù theå laø söï haáp thu ñôn thuaàn töø noàng ñoä cao trong dung dòch nuoâi troàng vaøo cô theå thöïc vaät. Cô quan quan troïng nhaát haáp thu, tieáp xuùc vôùi ñoäc toá laø heä reã. Khi reã phaùt trieån vaø hoaït ñoäng thì khaûo saùt ñoäc chaát môùi coù yù nghóa. Caây non ñöôïc troàng trong moâi tröôøng baát lôïi seõ keùm phaùt trieån, haïn cheá khaû naêng sinh tröôûng. Neáu moâi tröôøng soáng coù tính tích luõy ñoäc chaát daàn daàn töø thaáp ñeán cao thì gaây bieán ñoäng sinh lyù cô theå ñeå thích nghi vôùi ñieàu kieän thích nghi nhö sau: Reã caây ít phaùt trieån hoaëc phaùt trieån theo huôùng khaùc ít chòu aûnh höôûng cuûa ñoäc chaát. Taêng cöôøng khaû naêng choáng chòu nhö: tieát caùc axít, hoùa chaát trung hoøa ñoäc chaát. Tích luõy caùc ñoäc toá ôû moät boä phaän rieâng bieät trong cô theå ñeå nuoâi caùc boä phaän khaùc nhö: tích luõy Al, Fe ôû reã caây vuøng ñaát pheøn, tích ñoäc trong vuøng moâ thaân, voû... Coù khuynh höôùng ñaøo thaûi ra ngoaøi qua moät con ñöôøng rieâng bieät. Gaây cheát moät soá vuøng phaùt trieån ôû laù, ngoïn ñeå haïn cheá nhu caàu dinh döôõng khi caây huùt vaøo nguyeân toá ñoäc. Chuùng ta bieát raèng, KLN ñöôïc quan taâm nhieàu ôû choã chuùng ñöôïc söû duïng roäng raõi trong moät soá hoaït ñoäng coâng nghieäp ôû haàu heát caùc quoác gia. Maët khaùc, chuùng ñöôïc coi laø nhöõng nguyeân toá vi löôïng caàn thieát cho caây troàng vaø gia suùc. Tuy nhieân, chuùng cuõng ñöôïc coi laø chaát oâ nhieãm ñeán moâi tröôøng sinh thaùi neáu chuùng toàn taïi ôû noàng ñoä vöôït quaù möùc nhu caàu söû duïng cuûa vi sinh vaät. Hieän nay KLN ñang ñöôïc quan taâm ñuùng möùc bôûi söï phaùt trieån cuûa khoa hoïc vaø vaán ñeà oâ nhieãm moâi tröôøng ñaát ñaõ ñöôïc coi troïng. Caùc nguyeân toá KLN thuoäc nhoùm vi löôïng khi ôû noàng ñoä thaáp, vöøa phaûi thì coù taùc duïng kích thích söï sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa thöïc vaät. Tuy nhieân, moät khi noù toàn taïi ôû möùc ñoä thaáp hôn “nhu caàu sinh lyù” hoaëc cao hôn “ ngöôõng chòu ñoäc” ñeàu coù söï aûnh höôûng leân söï sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa caây. 2.2.8. Moät soá keát quaû nghieân cöùu veà tieâu chuaån KLN trong ñaát vaø trong rau hieän nay 2.2.8.1. Caùc tieâu chuaån KLN ôû moät soá nöôùc treân theá giôùi ÔÛ Anh, möùc ñoä oâ nhieãm ñaát ñöôïc phaân laøm 4 caáp ñoä: oâ nhieãm nheï, oâ nhieãm vöøa, oâ nhieãm naëng vaø oâ nhieãm raát naëng (Baûng 4) Baûng 4: Möùc ñoä oâ nhieãm KLN ôû Anh (mg/kg ñaát) Kim loaïi (toång soá) OÂ nhieãm nheï OÂ nhieãm trung bình OÂ nhieãm naëng OÂ nhieãm raát naëng Sb Cd Cr Pb Hg Cu Ni Zn 30-50 1-3 100-200 500-1000 1-3 100-200 20-50 250-500 50-100 3-10 200-500 1000-2000 3-10 200-500 50-200 500-1000 100-500 10-50 500-2500 2000-10000 10-50 500-2500 200-1000 1000-5000 > 500 > 50 > 2500 > 10000 > 50 > 2500 > 1000 > 5000 (Nguoàn Leâ Vaên Khoa, 2000. Ñaát vaø Moâi truôøng. NXB Giaùo duïc) Neáu so saùnh vôùi tieâu chuaån ñaùnh giaù cuûa Anh thì chaát löôïng ñaát cuûa chuùng ta hieän nay môùi chæ ôû möùc oâ nhieãm nheï. Ñoái vôùi ñaát noâng nghieäp tieâu chuaån cho pheùp caùc KLN trong ñaát nhö sau [8], [13] Baûng 5: Haøm löôïng cho pheùp cuûa moät soá KLN trong ñaát cuûa moät soá nöôùc KLN Cd (ppm) Cu (ppm) Zn (ppm) Pb (ppm) Hg (ppm) Cr (ppm) TCCP (Haø Lan)(+) 0.8 36 140* 85* 0.3 100* TCCP (Anh) 1-3 140 280 35 0-1 0-100 TCCP (CHLB Ñöùc) 3 100 300 50 2 100 Ghi chuù: TCCP: tieâu chuaån cho pheùp ñoái vôùi ñaát noâng nghieäp (*) giaù trò caàn nghieân cöùu tieáp ñeå coù keát luaän chính xaùc hôn. (+): Tieâu chuaån Haø Lan môùi (2001) Quaù trình nghieân cöùu vaø phaùt trieån heä thoáng tieâu chuaån chaát löôïng ñaát ôû Haø Lan: Vaøo naêm 1983 chính phuû Haø Lan ñaõ ban haønh luaät “Hoaït ñoäng laøm saïch ñaát taïm thôøi vaø hoã trôï thöïc hieän höôùng daãn baûo veä ñaát” (VROM,1983 tieàn thaân cuûa Höôùng daãn laøm saïch ñaát). Trong höôùng daãn naøy ñaõ ñeà caäp ñeán nhöõng hoaït ñoäng gaây oâ nhieãm ñaát vaø chæ ra khi naøo ñaát caàn phaûi ñöôïc laøm saïch. Cuõng trong höôùng daãn naøy ñaõ ñöa ra caùc tieâu chuaån A, B, C chaát löôïng cho ñaát vaø nöôùc ngaàm. Trong ñoù Tieâu chuaån A laø giaù trò cô sôû khoâng coù vaán ñeà gì xaûy ra, tieâu chuaån B caàn khaûo saùt ñeå coù theâm thoâng tin vaø tieâu chuaån C daáu hieäu oâ nhieãm vaø caàn coù söï can thieäp. Tuy nhieân khi aùp duïng 3 giaù trò tieâu chuaån ñeå ñaùnh giaù möùc ñoä oâ nhieãm cuõng nhö ñöa ra caùc bieän phaùp xöû lyù, caûi taïo ñaát bò oâ nhieãm ñaõ gaëp phaûi vaán ñeà sau: Khoâng theo doõi ñöôïc dieãn tieán quaù trình oâ nhieãm ñaát (trong khoaûng giaù trò A< < B) do vaäy khoâng phaùt hieän kòp thôøi khaû naêng/nguy cô oâ nhieãm. Chi phí xöû lyù haäu quaû oâ nhieãm cuoái cuøng raát cao. Naêm 1987 khi ñaùnh giaù thöïc hieän Höôùng Daãn Baûo Veä Ñaát töø nhöõng keát quaû nghieân cöùu ñaõ coù nhöõng söûa ñoåi chính cuûa höôùng daãn Laøm Saïch Ñaát. Muïc tieâu chính cuûa nhöõng söûa ñoåi laø: Ñöa ra moät ñònh nghóa treân cô sôû khoa hoïc veà “ ñe doïa nghieâm troïng ñoái vôùi con ngöôøi vaø moâi tröôøng”, maø laáy tieâu chuaån giaù trò C laøm neàn taûng (tieâu chuaån naøy xaùc ñònh laïi “ OÂ nhieãm ñaát nghieâm troïng”. Lieân keát caùc tieâu chuaån döïa treân möùc ñoä nguy hieåm (risks –based standards) ôû Haø Lan (VORM, 1990) ñeå söû duïng ñaùnh giaù caùc moái nguy hieåm vaø nhöõng thoâng tin veà ñoäc chaát ñeå ñònh löôïng hoaëc ñieàu chænh giaù trò C (VROM, 1990 intervention values for soil remediation). Chuaån bò danh saùch caùc hôïp chaát cho ñieàu tra oâ nhieãm ñaát töông lai. Naêm 1994, caùc giaù trò A, B, C ñöôïc ñoåi thaønh caùc giaù trò muïc tieâu -Target (T) vaø söï can thieäp - Intervention (I). Caùc giaù trò T bieåu thò chaát löôïng ñaát coù khaû naêng duy trì ñöôïc caùc chöùc naêng cuûa noù. Caùc giaù trò naøy coù theå ñöôïc so saùnh vôùi caùc giaù trò A cuõ. Caùc giaù trò I bieåu thò chaát löôïng ñaát ñöôïc xem nhö bò oâ nhieãm nghieâm troïng, tính chaát chöùc naêng cuûa ñaát ñoái vôùi ngöôøi, ñoäng vaät vaø thöïc vaät bò ñe doïa, nguy haïi nghieâm troïng vaø ñoøi hoûi phaûi coù nhöõng haønh ñoäng phuïc hoài caùc chöùc naêng cho ñaát. Giaù trò T coù theå ñöôïc so saùnh vôùi caùc giaù trò C cuõ. Caùc giaù trò B cuõ ñöôïc thay theá bôûi tieâu chuaån: ½ (giaù trò I + giaù trò T). Trong nghò ñònh naøy, ngaøy 9/5/1994 Boä tröôûng Boä Nhaø ôû, Quy hoaïch vaø Moâi tr._.ây, ñoä aåm thaân, soá laù, vaø khaû naêng haáp thu KLN cuûa caùc boä phaän caây vaø aûnh höôûng cuûa chuùng ñoái vôùi caây. Soá laù caûi ñöôïc ñeám töø goác ñeán ngoïn, chieàu daûi laù ñöôc tính töø cuoáng laù cho ñeán ñænh laù. Chieàu daøi caây ñöôïc tính töø goác reã saùt maët ñaát ñeán choùp laù cao nhaát. Chieàu daøi reã ñöôïc tính goác reã ñeán ñieåm cuoái cuøng cuûa reã daøi nhaát. Do khaûo saùt aûnh höôûng cuûa KLN ñeán quaù trình sinh tröôûng cuûa thöïc vaät neân khaû naêng ño ñaïc caùc thoâng soá laù 2 ngaøy/1 laàn. Ngoaøi ra toâi cuõng tính khaû naêng haáp thuï cuûa caùc KLN cuûa caùc boä phaän thöïc vaät khaûo saùt nhö sau: (döïa vaøo coâng thöùc cuûa ThS Thaùi Vaên Nam [12]. KNHT(%) = *100% Trong ñoù: mtl thaân: haøm löôïng KLN tích luõy trong thaân mtl reã : haøm löôïng KLN tích luõy trong reã M: haøm löôïng KLN ban ñaàu cho vaøo ñaát m0: khoái löôïng khoâ cuûa caây thu ñöôïc n: soá caây 3.6.3. Xöû lí soá lieäu thoáng keâ Tyû leä töû vong ñöôïc tính baèng ñôn vò %. Tyû leä töû vong ôû moãi noàng ñoä töông öùng vôùi caùc noàng ñoä khaùc nhau, laø hieäu cuûa toång soá ñoái töôïng töû vong so vôùi toång soá ñoái töôïng nghieân cöùu ôû taát caû caùc laàn laëp laïi ñoái vôùi nghieäm thöùc ñoù. Ví duï nghieân cöùu ñoäc caáp tính cuûa Cd ñoái vôùi caây caûi treân ñaát xaùm ôû nghieäm thöùc thöù 3 (kí hieäu laø Cd-3). Moãi nghieäm thöùc ñeàu coù 4 caù theå, sau thí nghieäm ghi nhaän soá caây cheá cuûa 3 laàn laëp laïi nhö sau: 1 caây, 2 caây, 1 caây. Do ñoù, tæ leä töû vong ôû nghieäm thöùc Cd-3 laø: M= 1+2+1/4+4+4 = 66,6% Söû duïng phaàn meàm Excel-2003 ñeå veõ quaù trình tích luõy KLN trong caây. Soá lieäu phaân tích moái töông quan vaø söï khaùc bieät ñöôïc xöû lí theo pheùp phaân tích phöông sai ANOVA cuøng vôùi vieäc so saùnh caùc soá trung bình döïa treân xem xeùt giôùi haïn sai khaùc nhoû nhaát (LSD) döïa vaøo phaàn meàm Stargrpphics. Khi ñaùnh giaù söï khaùc bieät coù yù nghóa giöõa caùc nghieäm thöùc ta döïa vaøo giaù trò möùc yù nghóa cuûa baûng ANOVA (significant level). Neáu taïi moät noàng ñoä naøo ñoù, giaù trò naøy ≤ 0.05 thì chöùng toû yeáu toá thí nghieäm ñaõ laøm thay ñoåi coù yù nghóa chæ tieâu so saùnh ôû möùc ñoä xaùc xuaát 0.05 (hay ñoä tin caäy 95%). Neáu giaù trò möùc yù nghóa > 0.05 thì yeáu toá thí nghieäm chöa gaây ra söï sai khaùc coù yù nghóa giöõa caùc nghieäm thöùc. 3.7. Moät soá thuaät ngöõ kieåm tra ñoä aûnh höôûng cuûa ñoäc chaát ñoái vôùi caây troàng LD50 (Lethal Dose): lieàu löôïng gaây cheát 50% sinh vaät khaûo saùt (mg ñoäc chaát/kg ñaát khaûo saùt). NOAEL (No – Observed – Adverse Effect Level): löôïng ñoäc chaát toái ña khoâng gaây haïi cho sinh vaät khaûo saùt (qua thí nghieäm quan saùt). LOAEL (Lowest - Observed – Adverse Effect Level): noàng ñoä thaáp nhaát coù haïi cho sinh vaät khaûo saùt. MATC: Noàng ñoä gaây ñoäc cöïc ñaïi coù theå chaáp nhaän ñöôïc. 4.1. Keát quaû boá trí thaêm doø Qua thí nghieäm thaêm doø, toâi ñaõ tìm ñöôïc khoaûng noàng ñoä khaûo saùt phuø hôïp ñoái vôùi töøng ion kim loaïi. 4.1.1. Ñoái vôùi Pb2+ Ôû noàng ñoä 1000, caây Caûi vaãn naûy maàm vaø ra laù nhöng chæ ra ñöôïc 2 laù thaät trong 2 tuaàn khaûo saùt. Hình 7: Caûi Pb 14 NSG ôû noàng ñoä 1000 ppm Do vaäy, toâi choïn khoaûng noàng ñoä khaûo saùt cuûa Pb2+ laø: [ ÑC, 1000ppm] 4.1.2. Ñoái vôùi Cd2+ Ôû noàng ñoä 100 ppm, sau 2 tuaàn khaûo saùt sô boä, caây caûi coù naûy maàm nhöng caây coøi coïc, phaùt trieån chaäm, laù vaøng vaø moät soá caây ñaõ bò cheát. Do vaäy, toâi choïn khoaûng noàng ñoä khaûo saùt cho Cd2+ laø [ ÑC, 100 ppm] 4.2. Keát quaû boá trí thí nghieäm chính thöùc Qua quaù trình thí nghieäm, toâi ñaõ thu ñöôïc moät soá keát quaû nhö sau: 4.2.1. AÛnh höôûng cuûa Pb2+ vaø Cd2+ leân tyû leä naûy maàm cuûa caây Caûi xanh Haït Caûi ñöôïc löïa choïn vaø cho naûy maàm trong ñóa Petri. Tyû leä naûy maàm ñöôïc qui öôùc laø soá löôïng maàm nhuù leân khoûi maät ñaát. Xem xeùt tyû leä naûy maàm ôû caùc thôøi ñieåm 3, 7, 14 ngaøy sau gieo. Keát quaû ñöôïc xöû lí thoáng keâ döïa vaøo phaàn meàm stargraphics. Keát quaû thí nghieäm cho thaáy: Baûng 22: AÛnh höôûng cuûa Pb2+ leân tyû leä naûy maàm cuûa caây Caûi xanh (%) STT NÑ NSG ÑC 0.6 1.5 10 30 100 300 1000 1 3 91.67 83.33 83.33 75 75 58.33 58.33 41.46 2 7 100 91.67 91.67 91.67 83.33 75 66.67 41.67 3 14 100 100 100 100 100 96.67 83.33 50 Baûng 23: AÛnh höôûng cuûa Cd2+ leân tyû leä naûy maàm cuûa caây Caûi xanh (%) STT NÑ NSG ÑC 0.6 1.5 3.6 10 30 100 1 3 91.67 91.67 83.33 83.33 75 50 8.33 2 7 100 100 91.67 91.67 83.33 75 25 3 14 100 100 100 100 91.67 83.33 41.67 ÔÛ loâ thí nghieäm Pb2+: Trong khoaûng [ÑC, 100] ppm vaø ôû loâ thí nghieäm Cd2+, trong khoaûng [ÑC, 10] ppm thì tyû leä naûy maàm vaãn coøn ñaït khaù cao (treân 90%). Tuy nhieân, khi noàng ñoä KLN trong ñaát cao hôn möùc naøy thì tyû leä naûy maàm giaûm ñi raát nhanh, cuï theå: ôû noàng ñoä 1000 ppm ñoái vôùi Pb2+ thì tyû leä naûy maàm cuûa caây Caûi chæ coøn 50% vaø ôû noàng ñoä 100 ppm ñoái vôùi Cd2+ thì tyû leä naûy maàm cuûa caây Caûi chæ coøn 41.67%. 4.2.2. AÛnh höôûng cuûa Pb2+ vaø Cd2+ ñeán chieàu cao caây Caûi xanh Baûng 24: AÛnh höôûng cuûa Pb2+ ñeán chieàu cao caây Caûi xanh (cm) Thôøigian N.Thöùc(ppm) 4NSG 7NSG 14NSG 21NSG 28NSG 35NSG 41NSG ÑC 1.53a 2.36ab 3.60a 4.30ab 5.15a 7.35ab 10.58ab 0.6 1.40ab 1.98bc 3.36ab 4.15ab 4.89a 6.82abc 10.25ab 1.5 1.34ab 1.72cd 3.16ab 3.76abc 4.19ab 6.61abc 8.88bc 10 1.89a 2.57a 3.67a 4.43a 5.64a 8.64a 13.40a 30 1.39bc 1.52de 3.06bc 3.60abc 4.10ab 5.81bc 7.97bc 100 1.21bc 1.33de 2.54bc 3.22bc 4.00ab 5.64bc 7.71c 300 1.16c 1.22ef 2.24c 2.81c 2.83b 4.67c 6.07c 1000 0.68d 0.85f 0.72d 0.70d 0.67c 0.00d 0.00d Möùc yù nghóa 0.0004 0.0000 0.000 0.0001 0.0004 0.0002 0.0000 Ghi chuù: Treân cuøng moät coät, caùc chöõ gioáng nhau thì söï khaùc bieät khoâng coù yù nghóa vôùi ñoä tin caäy 95% - möùc yù nghóa (sig.level) caøng nhoû hôn 0,05 thì söï khaùc bieät caøng lôùn (xem phuï luïc A) Baûng 25: AÛnh höôûng cuûa Cd2+ ñeán chieàu cao caây Caûi xanh (cm) Thôøigian N.Thöùc(ppm) 4NSG 7NSG 14NSG 21NSG 28NSG 35NSG 41NSG ÑC ÑC 1.82a 2.39a 3.30a 4.12a 5.04a 7.49a 11.87a 0.7 0.1 1.61ab 2.22ab 3.01ab 3.64ab 4.77ab 6.85ab 10.78ab 1.6 11111.0 1.46bc 2.05bc 2.84abc 3.47ab 4.54ab 6.28ab 9.90ab 3.6 3.0 1.30cd 2.04bc 2.88abc 3.32bc 4.12ab 5.79ab 8.78b 10 10 1.23d 1.87cd 2.65bc 3.08bc 3.13ab 4.44bc 6.88c 30 30 1.11d 1.74d 2.30c 2.64c 2.86b 4.27bc 6.02d 100 0.83e 0.94e 0.91d 0.78d 0.57c 0.00c 0.00e Möùc yù nghóa 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0028 0.0005 0.0000 Ghi chuù: Treân cuøng moät coät, caùc chöõ gioáng nhau thì söï khaùc bieät khoâng coù yù nghóa vôùi ñoä tin caäy 95% - möùc yù nghóa (sig.level) caøng nhoû hôn 0,05 thì söï khaùc bieät caøng lôùn (xem phuï luïc A). Ñoà thò 1: AÛnh höôûng cuûa Pb2+ ñeán chieàu cao caây Caûi xanh Ñoà thò 2: AÛnh höôûng cuûa Cd2+ ñeán chieàu cao caây Caûi xanh Ñoái vôùi Pb2+: ôû noàng ñoä 1000 ppm taïi thôøi ñieåm 14 ngaøy sau gieo (NSG), Caûi xanh baét ñaàu coù hieän töôïng vaøng laù, sau ñoù laø heùo laù, moät soá caây bò cheát. Caùc caây coøn laïi phaùt trieån chaäm. Sau 21 ngaøy ôû noàng ñoä naøy chæ coøn laïi moät caây soáng soùt, ôû khoaûng noàng ñoä [30, 300] ppm, moät soá caây cuõng vaøng laù, heùo laù vaø cheát daàn. Ñoái vôùi Cd2+ hieän töôïng vaøng laù xaûy ra taïi thôøi ñieåm 12 NSG ôû caùc nghieäm thöùc töø 10 trôû leân. Sau 14 ngaøy caùc caây ôû nghieäm thöùc [10, 100] ppm, caây coù hieän töôïng thoái thaân vaø cheát daàn. Qua keát quaû ño ñaïc chieàu cao caây Caûi xanh moät soá ñieåm quan troïng sau ñöôïc ghi nhaän: Pb2+: 3 NSG, maàm caây nhuù khoû maët ñaát ôû moät soá chaäu. Trong suoát quaù trình thí nghieäm, ôû noàng ñoä 10 pp, Pb2+ coù taùc duïng kích thích söï phaùt trieån cuûa caây Caûi xanh (chieàu cao caây Caûi xanh laø lôùn nhaát). Tuy nhieân, caùc caây trong nghieäm thöùc naøy coù thaân caây maûnh hôn so vôùi nghieäm thöùc ñoái chöùng. ÔÛû noàng ñoä 1000 ppm, Pb2+ aûnh höôûng raát roõ ñeán chieàu cao caây Caûi xanh. Caây bò vaøng laù, heùo laù, thoái thaân vaø sau 35 ngaøy toaøn boä caây ôû nghieäm thöùc naøy ñaõ khoâng coøn. Cd2+: maàm nhuù khoûi maët ñaát treã hôn so vôùi caùc loâ thí nghieäm cuûa Pb2+ (4 ngaøy so vôùi 3 ngaøy). Sau 41 ngaøy chieàu cao caây giaûm daàn trong khoaûng noàng ñoä khaûo saùt. Söï khaùc bieät coù yù nghóa thoáng keâ so vôùi ñoái chöùng chæ xuaát hieän khi noàng ñoä Cd2+ trong ñaát ôû möùc 10 ppm. Sau 2 tuaàn ôû noàng ñoä 100 ppm caây haàu nhö khoâng phaùt trieån theâm maø chæ choáng chòu vôùi moâi tröôøng neân caây coøi coïc, laù vaøng ngay töø khi môùi xuaát hieän laù non. Moät soá caây khoâng choáng chòu ñöôïc vôùi moâi tröôøng ñaõ cheát daàn. ÔÛ noàng ñoä naøy, haàu heát caùc caây môùi xuaát hieän laù maàm, chöa xuaát hieän laù thaät. Coøn ôû noàng ñoä10 ppm vaø 30 ppm, 21 NSG caây coù hieän töôïng vaøng heát laù, sau ñoù caây phaùt trieån chaäm laïi, 28 NSG caây cuõng coù hieän töôïng thoái thaân vaø cheát daàn. So saùnh giöõa 2 loâ thí nghieäm, toâi nhaän thaáy: caùc caây trong loâ thí nghieäm Pb2+ phaùt trieån nhanh hôn loâ thí nghieäm Cd2+. Nhö vaäy, coù theå ñöa ra keát luaän: AÛnh höôûng cuûa Cd2+ ñeán söï sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa caây Caûi xanh roõ hôn aûnh höôûng cuûa Pb2+. So saùnh vôùi keát quaû cuûa ThS. Thaùi Vaên Nam khi nghieân cöùu veà aûnh höôûng Pb2+, Cd2+ leân söï sinh tröôûng cuûa caây Caûi xanh treân ñaát xaùm ôû Quaän 9, Tp. Hoà Chí Minh thì: aûnh höôûng cuûa KLN ñeán söï phaùt trieån cuûa caây Caûi xanh treân ñaát xaùm ôû Hoùc Moân roõ raøng hôn söï phaùt trieån cuûa caây Caûi xanh treân ñaát xaùm ôû Quaän 9 (caây chaäm phaùt trieån hôn). Nhö vaäy, cuøng moät loaïi ñaát nhöng do cheá ñoä canh taùc vaø do taùc ñoäng cuûa caùc yeáu toá khaùc nhau thì aûnh höôûng cuûa KLN ñoái vôùi caây troàng cuõng khaùc nhau. Vì vaäy, caàn phaûi tieán haønh thí nghieäm vôùi nhöõng loaïi ñaát xaùm ôû caùc vuøng khaùc. Ñoù cuõng laø caùch ñeå chuùng ta baûo veä söùc khoûe cuûa con ngöôøi. 4.2.3. AÛnh höôûng cuûa Pb2+ vaø Cd2+ ñeán soá löôïng laù thaät caây Caûi xanh Baûng 26: AÛnh höôûng cuûa Pb2+ ñeán soá löôïng laù thaät caây Caûi xanh Thôøigian N.Thöùc(ppm) 7NSG 14NSG 21NSG 28NSG ÑC ÑC 8.00a 14.33a 20.00a 24.67ab 0.1 0.1 6.00abc 13.67ab 18.67ab 23.33abc 1.0 11111.0 5.00bc 13.33ab 17.33abc 21.33abc 10 3.0 7.33ab 14.00ab 21.33a 26.33a 30 5.00bc 12.33ab 15.33bc 20.33bc 100 4.00cd 12.00ab 14.00c 18.00cd 300 3.67cd 10.33b 13.33c 14.33d 1000 1.33d 2.00c 1.33d 0.67e Möùc yù nghóa 0.0039 0.0001 0.0000 0.0000 Ghi chuù: Treân cuøng moät coät, caùc chöõ gioáng nhau thì söï khaùc bieät khoâng coù yù nghóa vôùi ñoä tin caäy 95% - möùc yù nghóa (sig.level) caøng nhoû hôn 0,05 thì söï khaùc bieät caøng lôùn (xem phuï luïc A). Baûng 27 : AÛnh höôûng cuûa Cd2+ ñeán soá löôïng laù thaät caây Caûi xanh Thôøigian N.Thöùc(ppm) 7NSG 14NSG 21NSG 28NSG ÑC ÑC 7.33a 14.33a 19.67a 26.33a 0.1 0.1 6.67a 13.67a 17.00ab 25.00a 1.0 11111.0 6.33a 12.67ab 15.67b 23.00ab 3.0 3.0 5.67ab 12.33ab 14.67bc 20.67b 10 4.00bc 10.33bc 14.00bc 16.67c 30 2.67cd 8.00c 12.00c 15.67c 100 1.33d 2.67d 0.67d 0.33d Möùc yù nghóa 0.0004 0.0000 0.0000 0.0000 Ghi chuù: Treân cuøng moät coät, caùc chöõ gioáng nhau thì söï khaùc bieät khoâng coù yù nghóa vôùi ñoä tin caäy 95% - möùc yù nghóa (sig.level) caøng nhoû hôn 0,05 thì söï khaùc bieät caøng lôùn (xem phuï luïc A). Ñoà thò 3: AÛnh höôûng cuûa Pb2+ ñeán soá löôïng laù thaät caây Caûi xanh Ñoà thò 4: AÛnh höôûng cuûa Cd2+ ñeán soá löôïng laù thaät caây Caûi xanh Ñoái vôùi Pb2+: 3 NSG, caây baét ñaàu ra laù thaät. Trong giai ñoaïn ñaàu (14 NSG ), soá löôïng laù ôû nghieäm ñoái chöùng laø nhieàu nhaát. Tuy nhieân, töø 21 NSG thì ôû noàng ñoä 10 ppm soá löôïng laù thaät laïi nhieàu nhaát nhöng so vôùi nghieäm thöùc ñoái chöùng thì khoâng coù söï khaùc bieät coù yù nghóa veà maët thoáng keâ. ÔÛ caùc noàng ñoä khaùc, soá löôïng caùc laù thaät giaûm daàn theo chieàu taêng cuûa noàng ñoä. So vôùi nghieäm thöùc ñoái chöùng söï khaùc bieät coù yù nghóa chæ xaûy ra trong khoaûng noàng ñoä [300,1000] ppm. Ñoái vôùi Cd2+: soá löôïng laù thaät giaûm daàn trong khoaûng noàng ñoä khaûo saùt trong 28 ngaøy. Söï khaùc bieät coù yù nghóa so vôùi ñoái chöùng xaûy ra ôû khoaûng noàng ñoä [10,100] ppm. So vôùi Cd2+ thì soá löôïng caùc laù thaät trong loâ thí nghieäm cuûa Pb2+ trong töøng nghieäm thöùc laø nhieàu hôn. Ñieàu ñoù cuõng phuø hôïp vôùi söï phaùt trieån chieàu cao caây giöõa 2 loâ thí nghieäm. 4.2.4. AÛnh höôûng cuûa Pb2+ vaø Cd2+ ñeán chieàu daøi reã caây Caûi xanh Baûng 28: AÛnh höôûng cuûa Pb2+ ñeán chieàu daøi reã caây Caûi xanh Noàng ñoä ( ppm) Chieàu daøi reã (cm) ÑC 12.87ab 0.1 15.23a 1.0 10.81bc 10 9.69bcd 30 7.88bcd 100 7.09cd 300 6.03d 1000 0.00e Möùc yù nghóa 0.0000 Ñoà thò 5: AÛnh höôûng cuûa Pb2+ ñeán chieàu daøi reã caây Caûi xanh ( Xem phuï luïc A ) Reã laø cô quan quan troïng nhaát cuûa thöïc vaät. Noù haáp thu, tieáp xuùc vôùi ñoäc chaát trong moâi tröôøng ñaát. Khi reã phaùt trieån vaø hoaït ñoäng thì khaûo saùt aûnh höôûng cuûa ñoäc chaát môùi coù yù nghóa. Neáu moâi tröôøng soáng coù tích luyõ ñoäc chaát daàn daàn töø thaáp ñeán cao thì gaây bieán ñoäng sinh lí cô theå ñeå thích nghi vôùi ñieàu kieän bieán ñoäng cô theå gaây neân nhö: reã caây ít phaùt trieån hoaëc phaùt trieån theo höôùng khaùc ít chòu aûnh höôûng cuûa ñoäc chaát [1]. ÔÛû noàng ñoä 0.1 ppm Pb2+ coù taùc duïng kích thích chieàu daøi reã caây Caûi xanh. Töø noàng ñoä 1 ppm chieàu daøi reã giaûm daàn theo chieàu taêng cuûa noàng ñoä. ÔÛû noàng ñoä 30 ppm, môùi kìm haõm söï phaùt trieån cuûa reã so vôùi ñoái chöùng (chieàu daøi reã ôû noàng ñoä naøy chæ baèng moät nöûa so vôùi ñoái chöùng). Khi noàng ñoä laø 1000 ppm, sau 32 ngaøy caây bò cheát hoaøn toaøn neân khoâng ño ñöôïc chieàu daøi reã. Baûng 29:AÛnh höôûng cuûa Cd2+ ñeán chieàu daøi reã caây Caûi xanh Noàng ñoä ( ppm ) Chieàu daøi reã (cm ) ÑC 11.33a 0.1 10.14b 1.0 9.76b 3.0 8.78c 10 7.94cd 30 7.16d 100 0.00e Möùc yù nghóa 0.0000 Ñoà thò 6: AÛnh höôûng cuûa Cd2+ ñeán chieàu daøi reã caây Caûi xanh (Xem phuï luïc A ) Döôùi taùc ñoäng cuûa Cd2+, chieàu daøi reã caây Caûi xanh giaûm daàn töø nghieäm thöùc ñoái chöùng tôùi nghieäm thöùc coù noàng ñoä lôùn nhaát. Quan heä naøy töông ñoái tuaân theo quy luaät: noàng ñoä Cd2+ trong ñaát caøng taêng thì chieàu daøi reã caøng giaûm vaø quan heä giöõa Lg (noàng ñoä) vaø chieàu daøi reã caûi ñöôïc cho bôûi phöông trình: Y(daøi reã) = - 1.3816*Lg(noàng ñoä) + 9.3475 (R2 = 0.9457) (xem ñoà thò ) AÛnh höôûng cuûa Pb2+ vaø Cd2+ ñeán söï sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa thaân vaø reã cuûa caây Caûi xanh ñöôïc trình baøy trong baûng sau: Ñoà thò 7: Quan heä giöõa LgCCd2+ vaø chieàu daøi reã caây Caûi xanh Baûng 30: AÛnh höôûng cuûa Pb2+ vaø Cd2 ñeán söï sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa thaân vaø reã cuûa caây Caûi xanh KLN Aûnh höôûng ñeán thaân caây Caûi xanh Aûnh höôûng ñeán reã caây Caûi xanh Ckíchthích (ppm) Ckìm haõm (ppm) Ghi chuù Ckíchthích (ppm) Ckìm haõm (ppm Ghi chuù Pb 10 100 10 * 0.1 300 0.1** Cd - 3.0 3.0** - - - Ghi chuù: ( ** ): taùc duïng kích thích maïnh nhaát vaø coù söï khaùc bieät coù yù nghóa so vôùi ñoái chöùng ( * ): taùc duïng kích thích nhöng khoâng coù söï khaùc bieät coù yù nghóa Ôû noàng ñoä 30 ppm, taùc ñoäng aûnh höôûng cuûa KLN ñeán caây Caûi xanh theo thöù töï: Cd2+ > Pb2+ ( töông öùng vôùi daøi thaân vaø daøi reã: 5.68 < 7.77; 7.16 < 7.88 cm ). 4.2.5. AÛnh höôûng cuûa Pb2+ vaø Cd2+ ñeán ñoä aåm caây Caûi xanh Baûng 31: AÛnh höôûng cuûa Pb2+ ñeán ñoä aåm cuûa caây Caûi xanh STT Noàng ñoä (ppm) Mo M1 Ñoä aåm (% H2O) 1 ÑC 13.7253 1.7848 86.99 2 0.1 8.4060 1.2796 84.78 3 1.0 6.8672 1.0458 84.71 4 10 10.8926 1.5936 85.27 5 30 6.8310 1.1575 83.13 6 100 3.6742 0.6288 82.89 7 300 4.7260 0.9262 80.40 8 1000 - - - Ghi chuù: Mo: Khoái löôïng thaân caây Caûi xanh tröôùc khi saáy M1: Khoái löôïng thaân caây Caûi xanh sau khi saáy Baûng 32: AÛnh höôûng cuûa Cd2+ ñeán ñoä aåm caây Caûi xanh STT Noàng ñoä (ppm) Mo M1 Ñoä aåm (%H2O) 1 ÑC 10.2014 1.3619 86.65 2 0.1 7.6655 1.0394 86.44 3 1.0 5.2475 0.8863 85.45 4 3.0 5.1733 0.8728 83.11 5 10 6.1478 1.0669 82.65 6 30 3.0786 0.5374 82.54 7 100 - - - Ghi chuù: Mo: Khoái löôïng thaân caây Caûi xanh tröôùc khi saáy M1: Khoái löôïng thaân caây Caûi xanh sau khi saáy Ñoà thò 8: AÛnh höôûng cuûa Pb2+ ñeán ñoä aåm thaân caây Caûi xanh Ñoà thò 9: AÛnh höôûng cuûa Cd2+ ñeán ñoä aåm thaân caây Caûi xanh Keát quaû phaân tích ñoä aåm cuûa thaân caây Caûi xanh cho thaáy: ñoái vôùi Pb2+, maëc duø ôû noàng ñoä 10 ppm thaân caây daøi nhaát nhöng löôïng nöôùc tích luõy trong thaân ít hôn so vôùi nghieäm thöùc ñoái chöùng. ÔÛ caùc noàng ñoä coøn laïi thì ñoä aåm giaûm daàn theo chieàu taêng cuûa noàng ñoä. Ñoái vôùi Cd2+, ñoä aåm cuûa thaân giaûm daàn töø nghieäm thöùc ñoái chöùng ñeán nghieäm thöùc cuoái cuøng. Nhö vaäy, noàng ñoä ñoäc chaát cao (>30 ppm) ñaõ aûnh höôûng ñeán khaû naêng huùt vaø tröõ nöôùc cuûa caây do reã caây haïn cheá tieáp nhaän caùc doøng dung dòch töø ñaát 4.2.6. AÛnh höôûng cuûa Pb2+ vaø Cd2+ ñeán tæ leä soáng soùt cuûa caây Caûi xanh Baûng 33: AÛnh höôûng cuûa Pb2+ vaø Cd2+ ñeán tæ leä soáng soùt cuûa caây Caûi xanh Aûnh höôûng cuûa Pb Cppm ÑC 0.1 1.0 10 30 100 300 1000 % soáng soùt 100 91.67 91.67 100 83.33 75 45.45 0 Aûnh höôûng cuûa Cd Cppm ÑC 0.1 1.0 3.0 10 30 100 % soáng soùt 100 91.67 91.67 83.33 72.72 40 0 Ñoà thò 10: AÛnh höôûng cuûa Pb2+ ñeán tæ leä soáng soùt cuûa caây Caûi xanh Ñoà thò 11: AÛnh höôûng cuûa Cd2+ ñeán tæ leä soáng soùt cuûa caây Caûi xanh Ñoái vôùi Pb2+, ôû noàng ñoä 300 ppm thì tyû leä caây soáng vaãn coøn 45.45%. Tuy nhieân, ôû noàng ñoä 1000 ppm, thì sau 28 ngaøy toaøn boä caây ñaõ bò cheát. Trong khi ñoù, vôùi Cd2+ thì ôû noàng ñoä 30 ppm, soá löôïng caây soáng chæ coøn laïi 40% vaø ôû 100 ppm thì sau 28 ngaøy caây Caûi xanh cuõng bò cheát hoaøn toaøn. Ñieàu ñoù moät laàn nöõa chöùng toû aûnh höôûng cuûa Cd2+ ñoái vôùi caây Caûi xanh laø roõ raøng hôn Pb2+. Töø keát quaû naøy, baèng phöông phaùp noäi suy, ta coù theå xaùc ñònh ñöôïc noàng ñoä gaây cheát 50% sinh vaät khaûo saùt. Cuï theå: LD50Pb: 132 ppm (noàng ñoä Pb2+ gaây cheát 50% sinh vaät khaûosaùt). LD50Cd: 25 ppm (noàng ñoä Cd2+ gaây cheát 50% sinh vaät khaûo saùt). 4.2.7. Haøm löôïng cuûa Pb2+ vaø Cd2+ tích luyõ trong caùc boä phaän cuûa caây Caûi xanh 4.2.7.1. Haøm löôïng cuûa Pb2+ tích luyõ trong caùc boä phaän cuûa caây Caûi xanh Baûng 34: Haøm löôïng cuûa Pb2+ tích luõy trong caùc boä phaän cuûa caây Caûi xanh Pbñaât (ppm)* 0.05 0.1 1.0 10 30 100 300 1000 Pbtlaù(ppm)** 10.40 16.77 12.63 7.33 118.34 109.56 51.95 - Pbreã (ppm)** 8.39 7.83 13.96 15.08 26.23 30.72 28.35 - Ñoà thò 13: Haøm löôïng Pb2+ tích luõy trong thaân-laù vaø reã caây Caûi xanh Khi gaây nhieãm Pb 2+ ôû noàng ñoä nhoû, boä reã cuûa caây Caûi xanh phaùt trieån maïnh. Trong quaù trình haáp thu caùc chaát dinh döôõng töø trong ñaát, caùc ñoäc chaát KLN bò giöõ laïi trong caùc mao daãn reã, laøm cho haøm löôïng Pb2+ trong reã cao hôn ôû trong thaân. ÔÛ noàng ñoä cao [10, 300], ñoäc chaát sau khi xaâm nhaäp vaøo reã, noù seõ phaù chöùc naêng baét giöõ KLN cuûa caùc mao daãn, trong khi ñoù doøng dinh döôõng vaãn ñi vaøo nuoâi caùc boä phaän cuûa caây, KLN luùc naøy ñöôïc vaän chuyeån leân caùc maàm choài vaø caùc boä phaän khaùc cuûa caây, daãn ñeán haøm löôïng Pb2+ trong caùc boä phaän cuûa thaân caây lôùn hôn ôû trong reã. Töø noàng ñoä 30 ppm, haøm löôïng Pb2+ tích luõy trong caùc boä phaän cuûa cuûa thaân giaûm daàn theo chieàu taêng cuûa noàng ñoä laø do caøng ôû noàng ñoä cao boä reã cuûa caây caøng keùm phaùt trieån (ôû noàng ñoä 1000 ppm caây ñaõ bò thoái reã vaø cheát), ñaõ haïn cheá con ñöôøng xaâm nhaäp Pb2+ töø moâi tröôøng vaøo trong thaân caây. Quan heä giöõa Lg (noàng ñoä Pb2+) vaø haøm löôïng Pb2+ tích luõy trong reã caây Caûi xanh ñöôïc cho bôûi phöông trình: Y(mgPb2+/kg reã khoâ) = 12.771*e0.3752*Lg(Pb)(R2 = 0.9324) (xem ñoà thò ) Ñoà thò 14: Quan heä giöõa LgCPb2+ vôùi haøm löôïng Pb2+ tích luõy trong reã caây Caûi xanh Quan heä naøy töông ñoái chaët, ñieàu ñoù chöùng toû Pb2+ coù aûnh höôûng roõ ñeán söï phaùt trieån cuûa reã caây Caûi xanh. Baûng 35: Khaû naêng haáp thuï Pb2+ cuûa thaân-laù vaø reã /1caây Caûi xanh STT Noàng ñoä (ppm) Pd 2+thaân-laù Pb2+reã KNHTthaân (ppm) KNHTreã (ppm) 1 0.05 10.40 8.39 3.0936 0.3682 2 0.1 16.77 7.83 1.9508 0.1415 3 1.0 12.63 13.96 0.1200 0.0175 4 10 7.33 15.08 0.0097 0.0037 5 30 118.34 26.23 0.0456 0.0011 6 100 109.56 30.72 0.0077 0.0005 7 300 51.95 28.35 0.0032 0.0001 Ghi chuù: Khaû naêng haáp thu: KNHT(%) laø phaàn traêm haøm löôïng KLN ñöôïc tích luõy trong thöïc vaät vaø haøm löôïng KLN trong ñaát. Khaû naêng haáp thu cuûa Pb2+ trong thaân nhieàu hôn trong reã. Ñieàu ñoù moät laàn nöõa chöùng minh aûnh höôûng cuûa Pb2+ ñoái vôùi thaân caây Caûi xanh roõ hôn ñoái vôùi reã caây Caûi xanh 4.2.7.2. Haøm löôïng cuûa Cd2+ tích luyõ trong caùc boä phaän cuûa caây Caûi xanh Baûng36: Haøm löôïng cuûa Cd2+ tích luõy trong caùc boä phaän cuûa caây Caûi xanh Cdñaát (ppm)* 0.06 0.1 1.0 3.0 10 30 100 Cdñaát (ppm)** 19.09 17.86 27.80 38.46 60.47 71.34 - Cdreã (ppm)** 21.73 24.04 29.41 54.80 74.60 111.32 - Ñoà thò 15: Haøm löôïng Cd2+ tích luõy trong thaân-laù vaø reã caây Caûi xanh Haøm löôïng Cd2+ tích luõy trong caùc boä phaän cuûa caây taêng daàn theo chieàu taêng cuûa noàng ñoä khaûo saùt. Ñieàu naøy raát ñuùng vôùi nhöõng nhaän xeùt veà aûnh höôûng cuûa Cd2+ ñoái vôùi caây Caûi xanh. ÔÛ cuøng noàng ñoä gaây nhieãm, khaû naêng haáp thu cuûa Cd2+ cuûa caây Caûi xanh cao hôn so vôùi haáp thu Pb2+. Keát quaû naøy phuø hôïp vôùi keát quaû nghieân cöùu cuûa ThS. Thaùi Vaên Nam khi nghieân cöùu veà aûnh höôûng cuûa moät soá KLN leân quaù trình sinh tröôûng cuûa caây Caûi xanh treân ñaát xaùm ôû quaän 9. Quan heä giöõa Lg (noàng ñoä) vaø haøm löôïng KLN tích luõy trong thaân caây Caûi xanh ñöôïc cho bôûi phöông trình: Y(mgCd2+/kg thaân khoâ) = 9.2418*e-0.1522*Lg (Cd)(R2 = 0.9427) (xem ñoà thò ) Ñoà thò 16: Quan heä giöõa LgCCd2+ vôùi haøm löôïng Cd2+ tích luõy trong thaân caây Caûi xanh Baûng 37: Khaû naêng haáp thuï Cd2+ trong thaân-laù vaø reã/1 caây Caûi xanh STT Noàng ñoä (ppm) Cd2+thaân-laù Pb2+reã KNHTthaân (ppm) KNHTreã (ppm) 1 0.06 19.09 21.73 4.3331 0.7674 2 0.1 17.86 24.04 1.6876 0.3864 3 1.0 27.80 29.41 0.2240 0.0611 4 3.0 38.46 54.80 0.1119 0.0318 5 10 60.47 74.60 0.0081 0.0139 6 30 71.34 111.32 0.0064 0.0230 Ghi chuù: Khaû naêng haáp thu: KNHT(%) laø phaàn traêm haøm löôïng KLN ñöôïc tích luõy trong thöïc vaät vaø haøm löôïng KLN trong ñaát. Khaû naêng haáp thu Cd2+ trong caùc boä phaän cuûa caây Caûi xanh nhìn chung laø giaûm daàn khi noàng ñoä Cd2+ trong ñaát taêng daàn. Ñieàu naøy phuø hôïp vôùi khaû naêng sinh lyù cuûa caây vì noàng ñoä ñoäc chaát trong moâi tröôøng caøng taêng thì reã caây caøng bò aûnh höôûng nhieàu, khaû naêng haáp thu caùc ion giaûm daàn. Söï tích luõy Pb2+ vaø Cd2+ trong caùc boä phaän cuûa caây Caûi xanh tuaân theo qui luaät cuûa haøm soá muõ cô soá e. Baûng 38 : Phöông trình quan heä giöõa KLN trong ñaát vaø trong caùc boä phaän cuûa caây Caûi xanh KLN Trong ñaát vôùi tích luõy trong thaân-laù Heä soá xaùc ñònh R2 Trong ñaát vôùi tích luõy trong reã Heä soá xaùc ñònh R2 Pb2+ Y=18.958*e0.5418*x 0.4733 Y=12.771*e0.3752x 0.9329 Cd2+ Y=31.997*e0.5306*x 0.9670 Y=9.2418*e0.1522*x 0.9427 Baûng 38 cho thaáy, moái quan heä giöõa caùc yeáu toá cuûa Cd2+ chaët hôn so vôùi Pb2+. 4.2.8. So saùnh giöõa giaù trò nghieân cöùu vaø giaù trò tieâu chuaån cho pheùp Baûng 39: So saùnh giöõa giaù trò nghieân cöùu vaø giaù trò tieâu chuaån cho pheùp Kim loaïi Giaù trò coù aûnh höôûng tieâu cöïc (ppm) Giôùi haïn cöïc ñaïi cho pheùp (TCVN 7209-2002) (LOAEL) Löôïng KLN tích luõy trong thaân thöïc vaät Tieâu chuaån Boä Y teá(+) Pb2+ 100 70* 18.75mg/kgtöôi 2.0 Cd2+ 3.0 2* 6.60mg/kgtöôi 1.5 Ghi chuù: (*): Tieâu chuaån KLN söû duïng cho muïc ñích noâng nghieäp (+): Tieâu chuaån aùp duïng cho rau Caùc giaù trò aûnh höôûng tieâu cöïc ñeàu saùt vôùi tieâu chuaån taïm thôøi cuûa Vieät Nam hieän nay. Do ñeà taøi chæ khaûo saùt 2 kim loaïi treân moät caây troàng neân coù theå keát quaû chöa ñaùnh giaù ñöôïc ñuùng tieâu chuaån. Nhöng ñaây cuõng laø keát quaû ñaùng quan taâm vì neáu so saùnh giöõa tieâu chuaån cho pheùp KLN trong ñaát vaø KLN trong rau khoâ thì keát quaû cheânh leäch nhau raát lôùn. Ñeå keát quaû thu ñöôïc chính xaùc hôn neân phaân tích caùc chæ tieâu KLN nhieàu laàn vaø chia nhoû hôn nöõa khoaûng noàng ñoä gaây aûnh höôûng tieâu cöïc. Ñaây laø vaán ñeà khoù cho ñeà taøi vì thôøi gian laøm ñoà aùn raát haïn cheá. 5.1. Keát luaän Baèng thöïc nghieäm coâng trình ñaõ chöùng toû, khi moâi tröôøng ñaát bò oâ nhieãm kim loaïi naëng coù theå gaây ra 2 taùc duïng: kích thích hoaëc kìm haõm söï phaùt trieån cuûa thöïc vaät. Ñeà taøi ñaõ trình baøy aûnh höôûng cuûa moät soá nguyeân toá Pb2+, Cd2+ leân quaù trình sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa caây Caûi xanh treân ñaát xaùm, khaû naêng taùc ñoäng, möùc ñoä ñoäc cuûa töøng ion khaûo saùt cuõng nhö khaû naêng haáp thu KLN cuûa caây Caûi xanh. Moät soá keát quaû nghieân cöùu ñöôïc toùm taét ngaén goïn nhö sau: Ñoä ñoäc cuûa Pb2+ vaø Cd2+ aûnh höôûng ñeán caây Caûi theo thöù töï: Cd2+ > Pb2+. Giöõa hai kim loaïi thì aûnh höôûng cuûa Cd2+ ñoái vôùi caây Caûi xanh laø roõ raøng hôn. Ñoáivôùi Pb2+: ôû noàng ñoä 10 ppm, chieàu cao caây laø lôùn nhaát, ñieàu naøy phuø hôïp vôùi keát quaû phaân tích haøm löôïng kim loaïi naëng trong thaân (haøm löôïng KLN tích luõy trong thaân ôû noàng ñoä 10 ppm laø nhoû nhaát: 7.33mg/kg caûi khoâ). ÔÛ noàng ñoä 300 ppm, haøm löôïng KLN tích luõy trong thaân cuûa caây Caûi baèng ½ ôû noàng ñoä 100 ppm, ñieàu naøy coù theå giaûi thích laø do ôû noàng ñoä cao boä reã cuûa caây keùm phaùt trieån, laøm haïn cheá con ñöôøng xaâm nhaäp cuûa ñoäc chaát vaøo trong caây. Pb2+ coù taùc duïng kích thích söï phaùt trieån cuûa thaân caây Caûi xanh ôû noàng ñoä10 ppm vaø reã caây Caûi xanh ôû noàng ñoä 0.1ppm (tuy chöa coù söï khaùc bieät so vôùi nghieäm thöùc ñoái chöùng) vaø noàng ñoä kìm haõm söï phaùt trieån cuûa caây laø 1000 ppm. Ñoái vôùi Cd2+: aûnh höôûng cuûa noù ñeán caây Caûi xanh laø töông ñoái roõ reät, vaø tuaân theo qui luaät: noàng ñoä caøng cao thì aûnh höôûng caøng maïnh. Haøm löôïng Cd2+ tích luõy trong reã nhieàu hôn trong thaân caây Caûi xanh. ÔÛ noàng ñoä 30 ppm, so vôùi nghieäm thöùc ñoái chöùng thì haøm löôïng Cd2+ tích trong thaân cao hôn gaàn 4 laàn vaø trong reã laø hôn 5 laàn. ÔÛû cuøng noàng ñoä gaây nhieãm khaû naêng haáp thu cuûa Cd2+ maïnh hôn cuûa Pb2+, do ñoù haøm löôïng Cd2+ tích luõy trong caùc boä phaän cuûa caây Caûi xanh cuõng nhieàu hôn cuûa Pb2+. Haøm löôïng Cd2+ tích luyõ trong reã nhieàu hôn trong thaân nhöng haøm löôïng Pb2+ trong thaân nhieàu hôn trong reã. Caùc giaù trò noàng ñoä cöïc ñaïi gaây aûnh höôûng ñeán quaù trình sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa thöïc vaät thoâng qua khaûo saùt thöïc nghieäm töông ñoái saùt vôùi tieâu chuaån KLN trong ñaát noâng nghieäp hieän nay cuûa Vieät Nam (tieâu chuaån taïm thôøi cuûa Boä Noâng nghieäp & Phaùt trieån noâng thoân). Ngoaøi ra, ôû caùc noàng ñoä giôùi haïn, haøm löôïng KLN tích luõy trong thaân-laù thöïc vaät laïi lôùn hôn so vôùi tieâu chuaån cho pheùp haøm löôïng KLN trong rau. Qua keát quaû nghieân cöùu cho thaáy: ñaát noâng nghieäp ôû khu vöïc xaõ Taân Thôùi Nhì, huyeän Hoùc Moân, Tp. Hoà Chí Minh ñaõ phaùt hieän coù KLN trong ñaát. Trong nhöõng naêm tieáp theo, söï ra ñôøi cuûa caùc nhaø maùy vaø xí nghieäp seõ laøm taêng haøm löôïng KLN trong ñaát. Vì vaäy, baø con noâng daân caàn phaûi chuù yù khi tieán haønh löïa choïn ñaát troàng caây Caûi xanh noùi rieâng vaø caùc loaïi rau aên laù noùi chung ñeå traùnh haäu quaû cuûa vieäc söû duïng caùc loaïi rau coù chöùa quaù nhieàu ñoäc chaát KLN. 5.2. Kieán nghò Vì thôøi gian laøm ñoà aùn toát nghieäp coù haïn, hôn nöõa soá löôïng maãu phaân tích coøn ít. Do ñoù, vieäc khaûo saùt aûnh höôûng cuûa ñoäc chaát kim loaïi naëng Pb2+, Cd2+ ñeán quaù trình sinh tröôûng cuûa caây Caûi xanh treân ñaát xaùm phuø sa coå mieàn ÑNB coøn haïn cheá. Kính mong Trung taâm Sinh thaùi Moâi tröôøng Nhaân vaên seõ tieáp tuïc phaùt trieån ñeà taøi nghieân cöùu theo caùc höôùng: Nghieân cöùu aûnh höôûng cuûa moät soá KLN ñeán quaù trình sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa moät soá caây troàng noâng nghieäp ôû Vieät Nam treân ñaát xaùm trong ñieàu kieän ngoaøi ñoàng ruoäng ñeå coù nhöõng ñònh höôùng phuø hôïp cho söï phaùt trieån cuûa neàn noâng nghieäp nöôùc nhaø Nghieân cöùu aûnh höôûng cuûa moät KLN ñeán quaù trình sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa moät soá caây troàng noâng nghieäp treân nhieàu loaïi ñaát khaùc nhau cuûa Vieät Nam nhö: ñaát phuø sa, ñaát ñoû, … Nghieân cöùu, so saùnh khaû naêng haáp thuï moät soá KLN cuûa cuøng moät loaïi caây noâng nghieäp Vieät Nam hoaëc khaû naêng haáp thuï 1 KLN cuûa nhieàu loaïi caây noâng nghieäp. Goùp phaàn hoaøn thieän tieâu chuaån KLN trong ñaát noâng nghieäp Vieät Nam. Nghieân cöùu, ñaùnh giaù taùc haïi cuûa hieän traïng oâ nhieãm moâi tröôøng sinh thaùi ñaát. Ñeà ra caùc bieän phaùp quaûn lí vaø söû duïng ñaát theo höôùng phaùt trieån beàn vöõng. Caùc ñeà taøi nghieân cöùu tieáp theo ñeå ñaûm baûo ñoä chính xaùc caàn tieán haønh thí nghieäm laäp laïi nhieàu laàn vaø neân göûi maãu phaân tích ôû nhieàu nôi nhaát laø caùc ñeà taøi nghieân cöùu ñeå hoaøn thieän tieâu chuaån KLN trong ñaát hieän nay. ._.