1.3. Ảnh hưởng của quá trình canh tác lúa đến môi trường đất
1.3.2. Phân bón và vấn đề ô nhiễm kim loại nặng trong đất
Vi ệc sử dụng phân bón cũng có khả năng dẫn đến làm tích lũy một số nguyên tố kim loại nặng độc hại trong đất. Ví dụ việc sử dụng các loại phân bón phết phát, các loại nước thải thành phố với mục đích chính là cung cấp N , p và nước tưới cho cây nhưng đồng thời nó cũng đưa vào đất một lượng đáng kể các kim loại nặng.
Hầu hết các quặng phất phát đều chứa một lượng nhất định Cd (khoảng 5-300 mg Cd/kg), nên các loại phân phất phát hoặc phân hỗn hợp có p đều ít nhiều có chứa Cd. Ví dụ như phân supe phất phát đơn (superphosphate) và supe phối phát kép (triple superphosphate) của Bỉ có chứa tương ứng là 22 và 61-100 mg Cd/kg P205. Nếu lấy mức trung bình 60 mg Cd/kg P205 và lượng bón là 100 kg P205/ha thì hàng năm đã đưa vào đất khoảng 6 g Cd, làm tăng hàm lượng Cd ở tầng đất mặt đến độ sâu 20 em lên 0,002 mg/kg. Quá trình này tiếp diễn lâu dài sẽ làm cho lượng Cd tích lũy trong đất có thể là vấn đề cần chú ý (Brellon và Favili, 1990) [63].
Vấn đề ô nhiễm đất bởi các kim loại nặng cần được quan tâm trước hết đó là việc sử dụng các loại chất thải làm phân bón. Trong những loại chất thải này có chứa khá nhiều các chất dinh dưỡng cho cây trồng nên được sử dụng làm phân bón rất phổ biến trong sản xuất nông nghiệp (Bảng 1.3). Ví dụ như ở Đức có tới 40% rác thải và nguồn bùn cống rãnh đã được sử dụng làm phân bón và cải tạo đất (Sauerbeck, 1990) [103].
Tuy nhiên, các chất thải sinh hoạt cũng có chứa nhiều kim loại nặng độc hại như Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn. Chính vì vậy mà nhiều người cho rằng các chất thải sinh hoạt và bùn rác cống rãnh từ thành phố là độc hại và không
thích hợp cho sản xuất nông nghiệp. Do vậy cần phải có các biện pháp kiếm soát chặt chẽ việc sử dụng chúng.
Bảng 1.3. Thành phần chất thải từ thàmh phố và phân gia súc [103]
Nguồn thải Chất khô
(%)
Chất hữu cơ (%)
% chất khô Nguồn thải Chất khô
(%)
Chất hữu
cơ (%) N P2o5 K20 Rác + Bùn cống rãnh ráo nước 25 15 2,0 3,7 0,1
Compost 60 20 0,8 1,1 0,2
Phân bò dạng lỏng 8 6 5,0 2,9 6,0
Phân lợn dạng lỏng 6 6 8,3 3,8 4,0
Phân gà vịt dạng lỏng 15 15 7,3 6,1 3,2
Việc quản lý và sử dụng chất thải trong nông nghiệp ở các nước khác nhau cũng có sự khác nhau rất lớn. Ví dụ ở một số nước Châu Âu đã qui định giới hạn hàm lượng kim loại nặng trong các chất thải được sử dụng cho mục đích nông nghiệp như được trình bày ở Bảng Ì .4.
Bảng 1.4. Hàm lượng tối đa của kim loại nặng trong bùn rác thải được phép sử dụng trong nồng nghiệp (mg/kg chất khô) [103]
Nguyên tố Bỉ Đan Mạch Pháp Hà Lan Dao động
Cả 10 8 20 5 5-20
Cr 500 - 1000 500 500-1000
Cu 500 - 1000 600 500-1000
Hg 10 6 lo 5 5-10
N i 100 30 200 100 30-200
Pb 300 400 800 500 300-800
Zn 2000 - 3000 2000 2000-3000
As LO - - 10 -
Co 20 - - - -
Mn 500 - - - -
Se 25 - - - -
Về lý thuyết toàn bộ lượng kim loại nặng từ phân bón đều có thể được tích luỹ trong đất. Tuy nhiên tốc độ tích lũy các kim loại nặng trong đất do phân bón xảy ra là rất chậm. Do vậy, trên thực tế để hàm lượng của chúng tăng đến giá trị có thể gây độc hại sẽ cần một thời gian tương đối dài (Bảng
1.5).
Bảng 1.5. Thời gian tích lũy kim loại nặng trong đất để đạt tới giá trị tối đa cho phép
Bùn rác thải Đất Thời
Nguyên Giá trị Lượng bón Giá trị Hàm lượng gian tố cho phép tối đa cho phép trung bình tích lũy
(ppm) (g/ha/năm) (ppm) (ppm) (Năm)
Cd 20 33 3 0,2 250
Cr 1200 2000 100 26 no
Cu 1200 2000 100 l i 130
Hg 25 42 2 0,1 140
Ni 200 333 50 30 180
Pb 1200 2000 100 22 120
Zn 3000 5000 300 50 150
(Nguồn: Sauerbeck, 1990 [103])
Ở nước ta, vấn đề ô nhiễm đất do các kim loại nặng ở các vùng chịu ảnh hưởng của các nguồn thải công nghiệp và đô thị ở một số điểm tại Hà N ộ i và Thành phố H ồ Chí Minh cũng được đề cập đến trong các nghiên cứu của V ũ Đình Quang (1999) [34]. Theo tác giả thì việc sử dụng các rác thải và nước thải đô thị làm phân bón không qua chọn lọc sơ chế có khả năng gây ô nhiễm các kim loại nặng như Cd, Pb, Zn, Cu và Cr trong môi trường đất.
Lê Văn Khoa (1997) [26] cũng cho thấy có sự tích lũy các nguyên tố kim loại nặng trong đất do kết quả sử dụng nguồn nước thải công nghiệp trong sản xuất nông nghiệp ở vùng ngoại thành Hà N ộ i . Theo tác giả có khoảng
12% số mẫu nghiên cứu bị ô nhiễm Zn, 80% bị ô nhiễm Cu, 16% bị ô nhiễm Cd. Các vùng có nguy cơ ô nhiễm cao là Uy N ỗ , Đức Giang, Văn Điển, Kim Giang và Yên sở.