Luận văn thạc sĩ nghiên cứu chì pb trong đất phù sa sông hồng

Mở ủầu

Tớnh cấp thiết của ủề tài

Đất phù sa của hệ thống sông Hồng có diện tích khoảng 601.000 ha, chủ yếu tập trung ở các tỉnh đồng bằng Bắc Bộ như Phú Thọ, Vĩnh Phúc, Hà Tây, Hà Nội, Hưng Yên, Hà Nam, Nam Định, và Thái Bình Loại đất này có thành phần cơ giới trung bình, màu nâu tươi, phản ứng từ trung tính đến hơi kiềm, với độ bazơ cao và mùn cùng hàm lượng lân và kali khá cao, các chất dễ tiêu cũng đạt mức tốt Nhìn chung, đất phù sa sông Hồng là loại đất tốt cần được bảo vệ và sử dụng hợp lý.

Hiện nay, quá trình thâm canh cao và công nghiệp hóa mạnh mẽ, cùng với hoạt động của các làng nghề chế biến kim loại, đã khiến đất phù sa sông Hồng có nguy cơ bị ô nhiễm kim loại nặng, đặc biệt là chì (Pb) Sự ô nhiễm này đe dọa đến chất lượng môi trường và sức khỏe cộng đồng.

Chì (Pb) không phải là một nguyên tố dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng, nhưng khi nồng độ chì trong đất vượt quá 70 ppm theo TCVN 7209:2002, khả năng sinh trưởng và phát triển của cây sẽ bị giảm sút Điều này dẫn đến việc nồng độ chì tích tụ trong nông sản, gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của con người và động vật.

Chì (Pb) được xác định là một mối nguy hiểm nghiêm trọng đối với sức khỏe cộng đồng, đặc biệt là đối với trẻ nhỏ Chì có thể dẫn đến giảm chỉ số IQ, suy giảm chức năng thần kinh, phù não, cũng như gây ra các bệnh liên quan đến tim, phổi, thận và máu.

Chì (Pb) trong đất thường tồn tại dưới dạng cation kim loại tự do, cation trao đổi, hợp chất hữu cơ và vô cơ hòa tan hoặc không hòa tan, bao gồm cacbonat và các dạng liên kết với oxit sắt – mangan, cũng như ở dạng hydroxyt hoặc trong cấu trúc của khoáng chất (Julia W Neison và cộng sự, 2002) Tính di động của Pb trong đất phụ thuộc vào các yếu tố như Eh, pH, thành phần cấp hạt, chất hữu cơ, và sự xói mòn do nước và gió Các muối như Cl-, SO4^2-, NO3- với Pb rất dễ hòa tan, trong khi các hợp chất của Pb với CO3^2-, S^2- lại có tính bền vững cao Chì có khả năng tích lũy trong môi trường.

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã thực hiện nghiên cứu về ô nhiễm kim loại nặng, đặc biệt là chì (Pb), trong bối cảnh Việt Nam những năm gần đây Mặc dù nhiều nghiên cứu đã chỉ ra tình trạng ô nhiễm, nhưng phần lớn vẫn chỉ dừng lại ở việc khảo sát bề mặt mà chưa xác định rõ mối quan hệ giữa Pb và các tính chất khác của đất Do đó, nghiên cứu này sẽ tập trung vào việc làm rõ cơ chế liên quan và tác động của Pb đối với từng loại đất cụ thể.

“ Nghiờn c ứ u Chỡ (Pb) trong ủấ t phự sa Sụng H ồ ng”

Mục ủớch, yờu cầu nghiờn cứu

- Xỏc ủịnh và ủỏnh giỏ hàm lượng chỡ Pb tổng số và dễ tiờu trong ủất phù sa sông Hồng tầng mặt và một số phẫu diện

- Tìm hiểu mối quan hệ giữa hàm lượng Pb và một số chỉ tiêu lý hoá học trong tầng mặt ủất phự sa sụng Hồng.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Đánh giá hàm lượng chì tổng số và chì dễ tiêu trong đất phù sa sông Hồng cho thấy tình trạng ô nhiễm chì đáng lo ngại Bài viết đề xuất các giải pháp hợp lý nhằm giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm chì trong đất, từ đó bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường Việc sử dụng hợp lý đất phù sa cũng được nhấn mạnh để đảm bảo an toàn cho sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt.

Cung cấp số liệu đáng tin cậy về hàm lượng chì tổng số và dễ tiêu trong đất phù sa sông Hồng, đồng thời phân tích mối quan hệ với các tính chất khác của đất Bên cạnh đó, giải thích cơ chế ảnh hưởng nếu có thể.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……… 3

ðối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

ðối tượng và nội dung nghiên cứu

- ðất phù sa sông Hồng tầng mặt lấy ở Phú Thọ, Vĩnh Phúc, Hà Nội, Hải Dương, Hà Tây, Nam ðịnh, Ninh Bình, Thái Bình

- Phẫu diện ủất phự sa sụng Hồng lấy tại Văn Lõm – Hưng Yờn, Chõu Khê – Từ Sơn, Thanh Trì – Hà Nội

- Xỏc ủịnh hàm lượng Pb tổng số và dễ tiờu trong ủất phự sa sụng Hồng (tầng mặt và một số phẫu diện)

- Xỏc ủịnh mối quan hệ giữa chỉ tiờu Pb và một số chỉ tiờu lý hoỏ học khỏc trong tầng mặt ủất phự sa sụng Hồng.

Phương pháp nghiên cứu

3.2.1 Ph ươ ng phỏp l ấ y m ẫ u ủấ t:

Lấy mẫu tầng canh tác ở độ sâu 0-20 cm cần đảm bảo đại diện cho một khu vực lớn, với điểm lấy mẫu cách xa khu dân cư và đường quốc lộ để tránh ảnh hưởng từ các yếu tố ngoại cảnh Dụng cụ lấy mẫu nên bằng inox, và mẫu đất sau khi lấy cần được bảo quản trong túi nhựa sạch nhằm giảm thiểu sai số.

- Phẫu diện ủất lấy ở ủộ sõu 0 – 120 cm bằng khoan ủặc dụng Phõn tầng theo cỏc ủặc tớnh phỏt sinh

- Cỏc ủiểm lấy mẫu ủược xỏc ủịnh vị trớ và ghi lại bằng mỏy ủịnh vị vệ tinh toàn cầu ( GPS)

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……… 40

Các mẫu vật lấy về từ phòng thí nghiệm cần được phơi khô ở nơi thoáng mát và sạch sẽ Sau khi khô, mẫu vật sẽ được nghiền nhỏ bằng cối và chày sứ, sau đó được rây qua lưới nhôm 2mm và bảo quản trong túi nhựa.

3.2.3 ðị a ủ i ể m l ấ y m ẫ u ủấ t: ðể kết quả nghiờn cứu ủất tầng mặt ủược ủại diện chỳng tụi tiến hành lấy mẫu tại các tỉnh như: Phú Thọ, Vĩnh Phúc, Hà Nội, Hải Dương, Hà Tây, Nam ðịnh, Ninh Bỡnh, Thỏi Bỡnh Chi tiết ủược trỡnh bày ở bảng 3.1

Bảng 3.1 ðịa ủiểm lấy mẫu ủất phự sa sụng Hồng tầng mặt

STT KHM ðịa ủiểm Loại ủất

1 PT 01 Sen Chiểu, Phúc Thọ, Hà Tây P h 21 o 08’27" 105 o 31' 18''

2 PT02 Phụng Thượng, Phúc Thọ, Hà

3 PT04 Vân Nam, Phúc Thọ, Sơn Tây P h 21 o 08’38" 105 o 37' 02''

4 VT01 Tam Phúc, Vĩnh Tường, Vĩnh

5 TB03 ðỗ Sơn, Thanh Ba, Phú Thọ P h 21 o 22’37" 105 o 10' 35''

6 TB04 ðỗ Xuyên, Thanh Ba, Phú Thọ P h 21 o 20’49" 105 o 11' 36''

8 KX04 Vũ Quý, Kiến Xương, Thái Bình P h 20 o 42’42" 106 o 23' 44''

9 QP03 An Khê, Quỳnh Phụ, Thái Bình P h 20 o 39’39" 106 o 25' 24''

10 NT01 Nam Thanh, Nam Trực , Nam ðịnh P h 20 o 22’34" 106 o 16' 03''

11 NT02 Nam Toàn, Nam Trực , Nam ðịnh P h 20 o 22’56" 106 o 12' 08''

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……… 41

12 NT05 Nam Lợi, Nam Trực , Nam ðịnh P h 20 o 18’14" 106 o 14' 13''

13 VB02 Hiển Khánh, Vụ Bản, Nam ðịnh P h 20 o 24’43" 106 o 03' 24''

14 NB01 Khánh Chung, Yên Khánh,

15 NB02 Khánh Thiện, Yên Khánh,

16 NB04 Khánh Nhạc, Yên Khánh,

17 NB05 Khánh Lan, Yên Khánh,

18 PT03 Vân Nam, Phúc Thọ, Sơn

19 VT02 Vĩnh Thạnh, Vĩnh Tường,

20 YL03 Hồng Châu, Yên Lạc, Vĩnh

21 TB01 Vũ Yểng, Thanh Ba, Phú

22 TK03 Tứ Xuyên, Tứ Kỳ, Hải

23 NT03 Nam Dương, Nam Trực,

24 VB05 Bắc Sơn, Vụ Bản, Nam ðịnh P h /c 20 o 20’09" 106 o 05' 26''

25 NB06 Khánh An, Yên Khánh,

26 TK01 Quang Phục, Tứ Kỳ, Hải

27 KX01 Thanh Lê, Kiến Xương,

28 KX02 Nam Bình, Kiến Xương,

29 VB01 Hiển Khánh, Vụ Bản, Nam ðịnh P h g 20 o 17’14" 106 o 10' 00''

30 VB03 Cộng Hoà, Vụ Bản, Nam ðịnh P h g 20 o 23’21" 106 o 03' 46''

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……… 42

31 VB04 Vĩnh hào, Vụ Bản, Nam ðịnh P h g 20 o 19’18" 106 o 07' 21''

32 QT Hữu Hoà, Thanh Trì, Hà

33 TH1 Tam Hiệp, Thanh Trì, Hà

34 TH2 Tam Hiệp, Thanh Trì, Hà

35 TL1 Thôn Văn, Thanh Liệt,

36 TL2 Thôn Văn, Thanh Liệt,

37 VQ1 Vĩnh Quỳnh, Thanh Trì,

38 VQ2 Vĩnh Quỳnh, Thanh Trì,

39 PL1.4 Phúc Lý, Từ Liêm , Hà

40 PL1.6 Phúc Lý, Từ Liêm , Hà

41 PL2.2 Phúc Lý, Từ Liêm , Hà

42 PL2.8 Phúc Lý, Từ Liêm , Hà

43 BB1 Bằng B, Thanh Trì, Hà

44 BB6 Bằng B, Thanh Trì, Hà

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……… 43

- ðịa ủiểm lấy phẫu diện ủất:

Bảng 3.2 ðịa ủiểm một số phẫu diện ủất phự sa sụng Hồng

3.2.4 Ch ỉ tiêu và ph ươ ng pháp phân tích:

Các chỉ tiêu phân tích đất bao gồm thành phần cơ giới, pH H2O, pH KCl, đạm tổng số (N%), lân tổng số (P2O5 %), lân dễ tiêu (mgP/kg), kali tổng số (K2O%), chất hữu cơ tổng số (OC%), axít Humic, axít Fulvic, CEC và các cation trao đổi như Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, Na⁺ Những chỉ tiêu này được phân tích theo tiêu chuẩn ngành (10TCN) năm 99, như đã nêu trong phần phụ lục.

- Phương pháp phân tích Pb và các kim loại nặng tổng số:

Pb và các kim loại tổng số như Cu, Zn, Cd được chiết xuất từ ủất ủược bằng hỗn hợp axit 3 HCl : 1 HNO3 với tỷ lệ chiết xuất ủất : dịch là 1/25 Sau khi chiết xuất, dịch chiết được sử dụng để xác định nồng độ của Pb, Cu, Cd, Zn trên máy quang phổ hấp thụ nguyên tử Elmer Perkin tại Viện Thổ nhưỡng Nông hoá.

- Phương phỏp phõn tớch Pb dễ tiờu: Cõn 5g ủất khụ khụng khớ ủó qua rây 2mm cho vào bình tam giác 100ml, cho 50 ml dung dịch HCl 0,1 N vào

STT KHM ðịa ủiểm Loại ủất

Ruộng nhà bà Ngô Thị Bưởi, cánh sau chùa, ða Hội - Châu Khê - Từ Sơn – Bắc Ninh

Ruộng nhà ông Lê Văn ðơ, cánh ựồng Hè Ờ đông Mai Ờ Chỉ ðạo – Văn Lâm – Hưng Yên

Ruộng nhà ông Nguyễn Văn Thư, cánh Cửa Làng – Tam Hiệp – Thanh Trì – Hà Nội

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……… 44

Tỷ lệ chiết rút là 1/10, thực hiện lắc trong 1 giờ, sau đó lọc bằng giấy lọc băng xanh Cuối cùng, dịch chiết được đưa lên máy quang phổ hấp thu nguyên tử ANA để phân tích kết quả.

182, tại trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội

3.2.5 Ph ươ ng pháp x ử lý s ố li ệ u:

Trong luận văn, các thông số thống kê quan trọng được sử dụng bao gồm giá trị trung bình (m), giá trị nhỏ nhất (min), giá trị lớn nhất (max), độ lệch chuẩn, khoảng tin cậy, hàm mật độ phân bố chuẩn (Normal distribution), và hệ số tương quan Tất cả các thông số này được xử lý bằng phần mềm Excel (Chi tiết xem phần phụ lục)

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……… 45

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

ðặc ủiểm ủất nghiờn cứu

Kết quả phân tích các chỉ tiêu lý, hóa học của đất bao gồm TPCG, pHH2O, pHKCl, N%, P2O5%, K2O%, lân dễ tiêu, OC%, axit humic, axit fulvic, Ca, Mg, K, Na, CEC và hàm lượng các kim loại nặng như Cu, Zn, Cd Để có số liệu đại diện cho đất phù sa sông Hồng và làm rõ mối quan hệ của Pb với các chỉ tiêu trên, chúng tôi đã tiến hành xử lý số liệu bằng hàm phân bố chuẩn Normal distribution nhằm loại bỏ những mẫu nằm ngoài vùng phân bố chuẩn, có xác suất quá nhỏ và độ chênh lệch lớn so với hàm lượng trung bình Sau khi xử lý theo hàm phân bố chuẩn Normal distribution-TRUE, kết quả thu được cho thấy

Thành phần cơ giới loại 2, gồm mẫu PT 03 và NT 03, có hàm lượng cốt thụ lệch so với giá trị trung bình lớn hơn 3 lần độ lệch chuẩn, với xác suất xuất hiện nhỏ hơn 1‰.

- P2O5 tổng số: loại 1 mẫu là TH1 cú ủộ chờnh lệch so với giỏ trị trung bỡnh lớn hơn 3 lần ủộ lệch chuẩn và xỏc suất xuất hiện