Báo cáo tốt nghiệp ngành khoa học môi trường: Nghiên cứu hàm lượng Đồng trong Cải xoong tại tỉnh Thái Nguyên

Chia sẻ: Đặng Ngọc Cường | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:69

Thêm vào BST

Báo xấu

135
lượt xem 28
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu: xác định hàm lượng Cu trong đất, trong nước trồng cải xoong và trong rau cải xoong; từ đó so sánh với tiêu chuẩn cho phép để đưa ra khuyến cáo với người quản lý, người sản xuất và người tiêu dùng cải xoong nên sử dụng cải xoong như thế nào và sử dụng vào mục đích gì, làm rau ăn hay sử dụng để cải tạo xử lý môi trường bị ô nhiễm Cu.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo tốt nghiệp ngành khoa học môi trường: Nghiên cứu hàm lượng Đồng trong Cải xoong tại tỉnh Thái Nguyên

1 Phần 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Rau xanh là nhu cầu không thể thiếu được trong mỗi bữa ăn hàng ngày của con người trên khắp hành tinh.Rau cung cấp cho cơ thể con người nhiều loại Vitamin,muối khoáng, đuương, tinh bột, prôtêin...Đặc biệt khi lương thực và thức ăn giàu chất đạm được đảm bảo thì nhu c ầu v ề s ố lượng và chất lượng rau càng gia tăng như là một nhân tố tích cực trong cân bằng dinh dưỡng và kéo dài tuổi thọ.Những năm gần đây, sản xuất nông nghiệp nói chung và sản xuất rau nói riêng đã trở thành vấn đề mang tính chất toàn cầu vì sự lạm dụng quá mức phân bón, thuốc bảo vệ thực vật, mặt khácquá trình đô thị hoá, công nghiệp hoá và ô nhiễm môi trường đẫ mang đến nguy cơ lớn làm nhiễm độc môi trường sống cũng như sức kho ẻ toàn cộng đồng. Cải xoong hay còn gọi là xà lách xoong (Tên khoa học là Nasturtium officinale hoặc Nasturtium microphyllum; tên tiếng anh là Watercress) là một loại thực vật thủy sinh hay bán thủy sinh, sống lâu năm và lớn nhanh, có nguồn gốc từ Châu Âu tới Trung Á và là một trong số những loại rau ăn được con người dùng từ rất lâu. Các loài thực vật này là thành viên c ủa h ọ cải (Brassicaceae), về mặt thực vật học rau cải xoong có họ hàng với rau tần và mù tạc, tất cả chúng đều đáng chú ý vì có mùi vị hăng và cay. Cải xoong chứa một lượng đáng kể sắt, canxi và axít folic cùng với các vitamin A và C, đi kèm theo đó là một số lợi ích khi ăn rau c ải xoong, ch ẳng h ạn nó có tác dụng như một chất kích thích nhẹ, một nguồn hóa ch ất th ực v ật, có tác dụng chống ôxi hóa, lợi tiểu, long đờm và trợ giúp tiêu hóa. T ại m ột s ố khu vực, cải xoong được coi là cỏ dại nhưng tại những khu vực khác thì nó
2 lại được coi là rau ăn hay cây thuốc. Ngoài ra, nó còn có các vitamin B1, B2, E, và phốt pho, iốt và một số khoáng chất vi lượng có tác dụng b ảo v ệ s ức khỏe, chống bệnh tật, nhiễm trùng, chống sự lão hóa, giữ gìn xuân sắc tươi trẻ. Hiện nay rau cải xoong rất được ưa chuộng để làm th ực ph ẩm c ải thiện bữa ăn hàng ngày đặc biệt được tiêu th ụ rất nhi ều cho các nhà hàng, khách sạn… vì nó là món ăn ngon miệng, bổ và h ợp kh ẩu vị người Vi ệt Nam. Do vậy người dân đã bắt đầu mở rộng diện tích trồng rau c ải xoong, phát triển sản xuất đại trà để phục vụ lợi ích kinh tế nhất là ở các tỉnh phía Bắc nước ta với khí hậu phù hợp cho sự phát triển của rau cải xoong. Theo một số nghiên cứu trước đây các nhà khoa h ọc đã kết lu ận c ải xoong rất nghiện KLN như cadimium, kẽm, sắt, asen, Đồng… kh ả năng hấp thụ tích lũy KLN của cải xoong là rất cao và kh ẳ năng s ống trong môi trường bị nhiễm KLN cũng rất tốt. Cu là một loại KLN m ặc dù kim lo ại này còn rất mới trong các nghiên cứu khoa học, chính vì vậy KLN Cu cần được quan tâm và nghiên cứu nhiều hơn. Cụ thể là hàm lượng của Cu trong rau cải xoong như thế nào? Việc nghiên cứu tìm ra những nguyên tố có trong cải xoong là hết sức quan trọng để góp phần tìm ra những ch ất mới, những nguyên tố mới, nhằm phát hiện được sự có mặt của các nguyên tố có lợi và kể cả các nguyên tố có hại trong rau cải xoong, đáp ứng nhu c ầu và phục vụ lợi ích của con người và góp phần bảo vệ môi trường. Xuất phát từ th ực t ế trên, chúng tôi ti ến hành nghiên c ứu đ ề tài: “Nghiên cứu hàm l ượng Đ ồng trong C ải xoong t ại t ỉnh Thái Nguyên ” nhằm xác định rõ trong c ải xoong có m ặt c ủa nguyên t ố Đ ồng hay không và đ ưa ra hàm l ượng c ụ th ể, t ừ đó đ ưa ra các đ ề xu ất, ứng d ụng cụ th ể vào th ực ti ễn. 1.2. Mục đích nghiên cứu
3 Xác định hàm lượng Cu trong đất, trong nước trồng cải xoong và trong rau cải xoong. Từ đó so sánh với tiêu chuẩn cho phép để đưa ra khuyến cáo với người quản lý, người sản xuất và người tiêu dùng cải xoong nên sử dụng cải xoong như thế nào và sử dụng vào mục đích gì, làm rau ăn hay sử dụng để cải tạo xử lý môi trường bị ô nhiễm Cu. 1.3. Mục tiêu nghiên cứu - Xác định được thành phần chính của đất và nước trồng cải xoong, đặc biệt là hàm lượng Cu trong đó. - Xác định được hàm lượng Cu trong cải xoong tại các vùng trồng chính của Thái Nguyên. - Xác định được hàm lượng Cu trong cải xoong tại các vụ thu ho ạch khác nhau. - Xác định được hàm lượng Cu trong các phần thu hoạch khác nhau của cải xoong. - xác định được mối quan hệ giữa hàm lượng Cu trong đất, nước trồng cải xoong và trong cải xoong nếu có thể. 1.4. Ý nghĩa của đề tài 1.4.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học - Đóng góp về mặt lý luận cho việc giải thích các mối tương quan giữa hàm lượng các kim loại nặng trong đất, trong nước và hàm l ượng của chúng trong phần sử dụng của rau cải xoong tại Thai Nguyên. - Đề tài giúp sinh viên có cơ hội áp dụng những kiến thức đã h ọc vào thực tiễn, nâng cao trình độ chuyên môn đồng th ời tích lũy kinh nghi ệm thưc tế cho bản thân sau này khi ra trường. - Đề tài là cơ sở cho những kết luận khoa học về hàm lượng Đồng trong rau cải xoong tại tỉnh Thái Nguyên nói riêng, là cơ sở để nghiên cứu
4 hàm lượng Đồng trong rau cải xoong của các vùng khác nhau hay trên cả nước nói chung. Từ đó, phân tích những tác dụng cũng như ảnh hưởng đ ến sức khỏe của con người khi sử dụng rau cải xoong. 1.4.2. Ý nghĩa trong thực tiễn Đề tài có ý nghĩa trong việc bảo vệ sức khoẻ của con người, đồng thời cung cấp số liệu về hàm lượng Đồng trong rau cải xoong để: - Phổ biến, khuyến cáo cho người dân khi sử dụng rau cải xoong, góp phần mở rộng hiểu biết của người dân khi sử dụng cải xoong làm thực phẩm. - Làm cơ sở cho các cơ quan chức năng đưa ra các biện pháp phát triển cụ thể để sản xuất rau cải xoong sạch trên quy mô rộng. - Lợi dụng khả năng hấp thụ Đồng của rau cải xoong để cải tạo môi trường đất, môi trường nước bị ô nhiễm Đồng. - Quá trình thực hiện đề tài, sinh viên được đóng vai trò nh ư m ột cán bộ tập sự đây là bước đệm giúp sinh viên thu th ập ki ến th ức, chu ẩn b ị hành trang cho công việc trong tương lai.
5 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Cơ sở khoa học của đề tài Rau là nguồn thực phẩm không thể thiếu trong mỗi bữa ăn hằng ngày của con người, nó cung cấp phần lớn các khoáng ch ất, vitamin và các chất dinh dưỡng khác cho con người. Theo nghiên cứu của các nhà dinh dưỡng học thì hàng ngày chúng ta cần 2.300 – 2.500 calo cho năng lượng để hoạt động sống và làm việc. Để có đủ số năng lượng đó thì mỗi ngày cần bổ thêm khoảng 300g rau mỗi ngày. Từ những nhu cầu về rau h ằng ngày càng tăng, mỗi người nông dân đã không ngừng nâng cao năng suất rau nhờ áp dụng các biện pháp thâm canh tăng vụ, tăng cường phân bón và hóa chất bảo vệ thực vật làm cho năng suất và sản lượng của các loại rau ngày càng tăng mạnh. Bên canh đó, việc sử dụng một lượng lớn và không đúng quy định về phân bón và hóa chất bảo vệ thực vật đã làm gi ảm ch ất lượng các loại rau. Ngoài ra, do quá trình đô thị hóa và ch ất th ải c ủa các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp đã dẫn đến tình trạng ô nhiễm đất, nước đặc biệt là ở khu công nghiệp tập trung hay ở các thành phố lớn. Theo quy định về tiêu chuẩn chất lượng rau sạch của Nộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (1993) [4] gồm có 2 tiêu chuẩn chung: 1/ Rau quả sạch đảm bảo phẩm cấp, chất lượng, không dập nát héo úa, hư hại không giấm ủ bằng hóa chất, sạch đất cát bám. 2/ Hàm lượng Nitrat, kim loại nặng, dư lượng hóa chất bảo vệ th ực vật và vi sinh vật gây bệnh trong mức cho phép. Trong đề tài này tôi ch ỉ nghiên c ứu t ới tiêu chu ẩn th ứ 2, c ụ th ể là hàm lượ ng Đồng (Cu) trong rau c ả xoong và anh h ưởng c ủa Cu đ ến s ức khỏe con ng ười.
6 2.1.2. Cơ sở thực tiễn của đề tài Trong thực tế các KLN trong đất hay trong nước luôn luôn diễn ra quá trình trao đổi với các ion bề mặt keo đất, chúng tạo ph ức với các ch ất hữu cơ hoặc vô cơ khác và chịu ảnh hưởng của pH môi trường. Đó là các tác nhân quyết định khả năng di động của chúng và dạnh KLN di động đó được cây hấp thu cùng quá trình trao đổi nước và muối khoáng trong cây. Chính do những nguy hiểm vì hàm lượng KLN cao thêm trong dây truy ền thực phẩm nên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về sự tích lũy KLN vào cây trồng. Hàm lượng KLN tích lũy trong cây phụ thuộc vào kh ả năng đông hóa KLN của cây này, phụ thuộc vào pH môi trường, hàm lượng KLN trong đất và nước tưới, phụ thuộc vào thời gian sinh trưởng cũng nh ư lo ại cây tr ồng và từng loại KLN khác nhau. Hàm lượng KLN trong cây còn ph ụ thu ộc vào dạng hợp chất của KLN đó trong đất và nước tưới. (Nguyễn Lan Anh, 2000) [1]. Bùi Cách Tuyến (1996) [18], khi nhiên cứu tồn dư KLN trong nông sản ở khu vực thành phố Hồ Chí Minh thu được kết quả sau: - Hệ số tương quan giữa KLN trong nước và rau muống được trồng trong nước là 0,93 với Cu; 0,95 với Zn; 0,73 với Pb; 0,98 với Cr và 0,94 với Cd - Hệ số tươ ng quan gi ưuax KLN trong đ ất và rau c ải bông đ ược trồng trên đó là 0,93 v ới Cu; 0,98 v ới Zn; 0,12 viuws Pb; 0,98 v ới Cr và 0,99 với Cd Phan Thị Dung (2007)[8], khi khảo sát rau trên địa bàn Hà N ội đã đ ưa ra kết luận: Tần suất phân bố KLN trong số mẫu rau nghiên c ứu ở các vùng có hàm lượng vượt quá giói hạn cho phép cụ thể nh ư sau: Zn là 3,75%; Pb là 10%; Cd là 33,75% và Hg là 2,5%, đặc biệt là nguồn rau Thanh
7 Trì do sử dụng nguồn nước thải của thành phố Hà Nội nên có sự tích lũy KLN rất cao, cao nhất là Cd và Hg. Qua rất nhiều nghiên cứu thì kim loại nặng có trong các sản ph ẩm rau quả tươi và rau quả đã chế biến tồn dư thông qua nhiều con đường khác nhau. Nguyên nhân thì có rất nhiều nhưng có m ột s ố nguyên nhân ch ủ yếu sau: - Qua quá trình canh tác, kim loại nặng xâm nhập vào rau qu ả t ừ đ ất canh tác, nước tưới, và từ các hóa chất sử dụng diệt cỏ, sâu hại. - Quá trình chế biến, bao gói, bảo quản cũng làm tăng hàm lượng KLN trong sản phẩm rau quả, đặc biệt đối với rau quả có lượng lớn axit hữu cơ, rau quả muối chua. KLN đưa vào thông qua nước rửa, các thi ết b ị sành sứ tráng men có chứa chì monoaxit cao, cá hộp sát mạ thiếc, hàn thiếc...(Bùi Quang Xuân và cs, 1996) [19]. Nồng độ KLN quá ngưỡng ảnh hưởng lớn đến sự sinh trưởng và s ự phát triển của cây trông cũng như của còn người và động vật. Khi hàm lượng KLN trong cơ thể thiếu hay thừa cũng đều gây ra nh ững b ệnh lý nguy hiểm. Hàm lượng KLN đối với cơ thể khác nhau thì cũng khác nhau. Ở người và động vật thì sự tích lũy KLN phụ thuộc vào hàm lượng của chúng có trong thành phần thức ăn, thời gian tiêu thụ cũng nh ư th ời gian sinh trưởng và vị trí của loài trong chuỗi thức ăn. Vị trí của một loài trong chuỗi thức ăn ở bậc càng cao thì sự tích lũy KLN càng lớn (Mon Roe T,Morgan, 1991)[23]. 2.2. Sơ lược về rau an toàn 2.2.1.Tình hình sản xuất rau và rau an toàn trên thế giới Hiện nay trên thế giới nhu cầu về rau xanh rất lớn vì rau xanh là nguồn cung cấp chất khoáng và Vitamin cần thiết đối với cơ th ể con người. Theo tổ chức Nông – Lương thế giới(FAO) hiện nay trên thế giới
8 có khoảng 15 triệu ha đất sử dụng cho trồng rau, bao gồm hơn 120 chủng loại rau khác nhau với sản lượng lên tới 426.187 triệu tấn. Trong đó nh ững chủng loại rau quan trọng chiếm diện tích lớn nhất là cà chua 2,7 tri ệu ha, dưa hấu 1,93 triệu ha, hành 1,91 triệu ha, cải bắp 1,7 triệu ha, ớt 1,1 tri ệu ha... (Bùi Bảo Hoàn và cs, 2000) [10]. Tuy nhiên, trình độ phát triển ngh ề trồng rau của các nước không giống nhau. Ở các nước phát triển cây rau được chú trọng hơn so với các nước đang phát triển. Ở Nhật và các nước Tây Âu, rau sản xuất đại trà thường được sản xuất theo quy trình canh tác tiên tiến, hợp lý và được các cơ quan quản lý, thanh tra nông nghiệp kiểm tra hết sức chặt chẽ. Do vậy, chất l ượng rau sản xuất đại trà của họ cũng tương đương chất lượng rau sạch của nước ta. Còn rau sạch của các nước phát triển thường là rau sạch tuyệt đối, được sản xuất theo công nghệ thuỷ canh trong nhà kính hoặc cao hơn là s ản xu ất theo công nghệ sinh học trong nhà kính (gần nh ư không dùng phân hoá h ọc, thuốc hoá học). (Bộ NN & PTNT, 1993) [3]. 2.2.2. Tình hình sản xuất rau và rau an toàn ở Việt Nam Việt Nam là một nước có tiềm năng phát triển ngành rau quả. theo số liệu thống kê diện tích trồng rau cả nước năm 1985 là 224.000 ha, năm 1990 là 241.000 ha, năm 1997 là 377.000 ha, năm 2000 là 445.000 ha. Tổng sản lượng rau xanh 10 năm gần đây tăng từ 3.225.000 tấn lên 6.007.000 tấn. Trung bình cứ mỗi năm tăng 278.200 tấn. Năng suất rau nước ta năm cao nhất (1997) đạt 138,8 tạ/ha bằng 74% so với năng su ất trung bình toàn thế giới (178 tạ/ha). Nhưng năng suất rau vẫn bấp bênh năm 2000 năng suất rau của chúng ta là 135 tạ/ha. Sở dĩ năng suất bếp bênh nh ư v ậy là do chúng ta chưa có bộ giống tốt chủ yếu là do nông dân tự để giống. Ch ủng loại rau của chúng ta tuy phong phú nh ưng cơ cấu cây trồng l ại không phù hợp với nhu cầu của người tiêu dùng, cơ cấu canh tác c ủa ta là 54% rau ăn
9 lá, 26% rau ăn quả, 5% rau ăn củ, 7% rau ăn bắp thân, hoa, 8% là rau gia v ị. Trong khi đó thị hiếu của người tiêu dùng lại chuy ển sang rau gia v ị, rau ăn thân, ăn quả. Ngoài ra mức độ an toàn của sản phẩm chưa cao, sản phẩm rau và môi trường canh tác bị ô nhiễm ngày một gia tăng. Đó là nguyên nhân làm cho sản phẩm rau của chúng ta chưa hấp dẫn được người tiêu dùng trong nước cũng như người tiêu dùng quốc tế (Đỗ Ngọc Hải, 2003) [9]. Tuy nhiên, việc nghiên cứu và sản xuất rau an toàn ở nước ta đã được triển khai ở một số thành phố như: Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Lạt... đã thu được những kết quả nhất định đem lại hiệu quả kinh tế và hiệu quả môi trường cho người sản xuất và người tiêu dùng. Nh ưng vấn đ ề v ề vốn và lưu thông phân phối lại là một trở ngại lớn cho quá trình sản xu ất khi chúng được sản xuất trên quy mô lớn. 2.2.3. Tiêu chuẩn chung để sản xuất rau an toàn 2.2.3.1 Tiêu chuẩn về rau an toàn * Tiêu chuẩn chung - Rau an toàn là loại rau quả thương phẩm phải đảm bảo phẩm chất, tươi, không bị dập nát, héo úa, sạch đất cát,... - Rau phải có hàm lượng NO 3-, kim loại nặng và dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, vi sinh vật ở trong mức cho phép của tổ ch ức y t ế th ế giới (WHO). * Ngưỡng hàm lượng NO3- Lượng phân bón hoá học được sử dụng ở Việt Nam không vào loại cao so với các nước trong khu vực và so với bình quân toàn thế giới. Tuy nhiên ảnh hưởng của phân hoá học nhất là đạm với sự tích luỹ Cutrat trong rau có thể dẫn đến rau được xem là không sạch. Thực tế kết quả kiểm nghiệm hàm lượng Cutrat trên một số loại rau vào thời điểm sử dụng 1 – 2 ngày sau thu hoạch đều vượt quá ch ỉ số cho
10 phép là mối quan tâm đối với chúng ta. NO 3- đi vào cơ thể ở mức độ bình thường không gây độc nhưng khi hàm lượng vượt tiêu chuẩn cho phép mới nguy hiểm cho cơ thể, gây bệnh “trẻ xanh” đối với trẻ em và gây b ệnh ung thư dạ dày đối với người lớn. Hàm lượng Cutrat nếu có trong rau không được vượt mức quy định. Ở các nước trên thế giới, tất cả các loại rau tươi nhập khẩu đều được kiểm tra chặt chẽ hàm lượng NO3- theo ngưỡng tiêu chuẩn quy định, ở Việt Nam bước đầu cũng đã khởi thảo thực hiện theo ngưỡng này. Ngưỡng hàm lượng NO3- trong một số loại rau quả như sau: (Đơn vị: mg/kg sản phẩm) Dưa hấu: 60; Dưa bở: 90; Ngô rau: 300; Cải bắp: 500; Súp lơ: 300; Dưa chuột: 250; Bầu bí: 400… (Nguồn: QĐ 04/2007 - Bộ Nông nghiệp, 2007) [4]. * Ngưỡng hàm lượng kim loại nặng Những KLN khi xâm nhập vào cơ thể quá ngưỡng cho phép sẽ gây độc hại cho cơ thể, Al có thể gây bệnh còi xương, Zn và Cd gây nôn m ửa, Pb gây thiếu máu, giảm hồng cầu, đau bụng, tăng huyêt áp. Asen chỉ gây hại khi ở dạng hợp chất, quá ngưỡng sẽ gây chứng có chịu, đau bụng, ngứa, đau khớp, suy nhược... Ngoài ra có thể gây tổn thương tới gan, thận hoặc làm tan máu. Bảng 1: Ngưỡng cho phép một số KLN và độc tố trong rau quả tươi Đơn vị : mg/kg sản phẩm tươi Nguyên tố Hàm lượng Nguyên tố Hàm lượng Asen 0,2 Kẽm 10 Chì 0,5 – 1 Bo 1,8 Cadimi 0,02 Titan 0,3 Thủyngân 0,005 Aflatoxin 0,005 Đồng 5 Patulin 0,05 (Nguồn: QĐ 04/2007 - Bộ Nông nghiệp, 2007) [4]. * Ngưỡng dư lượng thuốc bảo vệ thực vật.
11 Các loại hoá chất bảo vệ thực vật thường dùng hiện nay là nhóm Clo hữu cơ và lân hữu cơ. Độc tính của hoá chất trừ sâu lẫn hợp chất rất cao, có thể gây đau đầu, buồn nôn, chuột rút, liệt cơ, viêm thần kinh…và có khả năng tồn lưu kéo dài trong cơ thể. Các hoá chất trừ sâu Clo hữu cơ cũng rất nguy hiểm, làm rối loạn h ệ thần kinh, tiêu hoá, tim mạch, viêm da, gây ung thư, có thể gây tử vong. Hiện nay, có rất nhiều loại thuốc bảo vệ thực vật đang được sử dụng trong sản xuất tại Việt Nam, chúng tôi chỉ nêu ngưỡng của một s ố chủng loại chính thường sử dụng trong sản xuất rau. Ngưỡng cho phép d ư lượng thuốc bảo vệ thực vật và Ngưỡng cho phép Vi sinh vật trong một số loại rau quả tươi được ghi trong quyết định số 04/2007 - Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn năm 2007. 2.2.3.2. Tiêu chuẩn môi trường để sản xuất rau an toàn * Tiêu chuẩn đất Đất trồng rau phải ở địa hình cao, thoát nước, có thành ph ần c ơ gi ới nhẹ, độ dày tầng đất trên 1 m, tầng canh tác dày trên 20 cm, pH KCL từ 6 – 7, hàm lượng chất hữu cơ khá. Về vị trí phải xa đường quốc lộ ít nhất 100 – 200 m, xa các khu công nghiệp, không bị ảnh hưởng bởi các nguồn nước thải thành phố. Đất phải được cày bừa kỹ làm sạch, không có các nguồn lây bệnh, đảm bảo các chỉ tiêu vệ sinh, trong đất không có dư lượng thuốc trừ sâu và KLN. * Tiêu chuẩn nước Vùng trồng rau an toàn phải chủ động tưới tiêu, nguồn nước t ưới phải sạch, không có mùi hôi thối, tốt nhất là dùng nước gi ếng khoan đ ủ tiêu chuẩn, nước ao hồ sạch về tiêu chuẩn vệ sinh.
12 Tuyệt đối không được sử dụng nguồn nước thải hoặc nguồn nước chảy qua khu công nghiệp và đô thị lớn để tưới cho rau an toàn. N ước r ửa rau phải dùng nước giếng khoan đã lọc qua bể lọc hoặc nước đã đ ược qua xử lý. * Tiêu chuẩn không khí Vùng rau an toàn phải được bố trí trên khu vực có môi tr ường không khí trong sạch, cách xa các khu công nghiệp và các trục đường giao thông chính. Các chỉ tiêu về môi trường không khí như lượng bụi, SO 2, Pb,... phải đạt tiêu chuẩn cho phép theo TCVN (Bộ Nông nghiệp và Phát tri ển nông thôn, 2007) [4]. 2.2.3.3. Quy trình chung để sản xuất rau an toàn Mỗi một loại rau quả đều có một quy trình sản xuất riêng tuỳ theo nhu cầu sinh lý của chúng, để đảm bảo tiêu chuẩn rau an toàn cung cấp cho nhu cầu của thị trường cần phải thực hiện đầy đủ các quy đ ịnh này. Ngoài việc đảm bảo các yếu tố môi trường đất, nước, không khí để sản xu ất rau an toàn cần tuân thủ các quy định sau : - Thời vụ: Phải sản xuất nhiều chủng loại rau an toàn để rải vụ và cung cấp đủ cho nhu cầu người tiêu dùng, tránh tình trạng thi ếu rau th ời kỳ giáp vụ, thường có các thời vụ sau : Vụ Đông, vụ Xuân, vụ Đông Xuân, v ụ Hè, vụ Hè Thu và vụ Thu Đông. - Giống: Các loại rau ăn lá, hoa, thân, củ, quả, hạt... đều có thể sản xuất theo quy trình rau an toàn. Tuy nhiên, mỗi loại rau thích ứng với từng loại đất và điều kiện sinh thái khác nhau. Các loại h ạt gi ống và cây con đều phải sạch sâu bệnh, giống nhập nội phải qua kiểm dịch thực vật trước khi đưa vào sản xuất. Cần thiết phải xử lý hạt giống trước khi gieo trồng.
13 - Phân bón: Tuyệt đối không được sử dụng phân tươi hoặc sử dụng nước bẩn để hoà tan phân và pha thuốc trừ sâu. H ạn ch ế s ử dụng phân đạm chứa gốc NO3-, nhất là thời kỳ gần thu hoạch. Sử dụng phân chuồng ủ hoặc phân rác ủ hoai mục và phân lân h ữu cơ vi sinh để bón lót, tuỳ theo yêu cầu cụ th ể của từng lo ại rau mà có ch ế độ bón lượng phân khác nhau. Chú ý bón cân đối các loại phân vô c ơ N.P.K theo quy trình cụ thể của từng loại cây trồng. Khuyến khích việc sử dụng các loại phân bón qua lá, kích phát tố, điều hoà sinh trưởng nhưng phải đúng liều lượng, đúng kỹ thuật. - Phòng trừ sâu bệnh: Chú trọng biện pháp phòng trừ sâu bệnh tổng hợp (IPM) đối với rau an toàn thì việc sử dụng thuốc BVTV là rất h ạn chế, đặc biệt là các thuốc hoá học. Ưu tiên dùng thuốc trừ sâu sinh h ọc, th ảo mộc hoặc một số thuốc BVTV ít độc hại, có thời gian phân huỷ nhanh ít gây độc hại cho thiên địch và con người. - Thu hoạch và bảo quản: Thu hoạch đúng thời gian theo quy trình kĩ thuật của từng loại cây để đảm bảo rau có chất lượng tốt nh ất, không bị úa, dập nát, bảo quản đúng theo tiêu chuẩn kỹ thuật của rau an toàn. Ngoài nh ững yêu c ầu trên, khu v ực tr ồng rau an toàn còn ph ải b ố trí trên nh ững đ ịa bàn có truy ền th ống t ập quán và kinh nghi ệm s ản xuất lâu đời, trình đ ộ k ỹ thu ật thâm canh cao, có đ ủ c ơ s ở h ạ t ầng và cơ sở vật chất kỹ thu ật. Vùng tr ồng rau ph ải không n ằm trong khu v ực quy hoạch xây d ựng đô th ị trong t ương lai và ph ải cách ly v ới các khu vực sản xuất có nguy c ơ gây ô nhi ễm. 2.3. Sơ lược về các biện pháp xử lý môi trường bằng thực vật 2.3.1. Khái quát về công nghệ thực vật xử lý ô nhiễm Công nghệ thực vật xử lý ô nhiễm (phytoremediation) là phương pháp sử dụng thực vật để hấp thụ, chuyển hóa, cố định hoạc phân gi ải
14 chất ô nhiễm trong đất, nước. Thuật ngữ “phytoremediation” bắt ngu ồn từ “phyto” (Theo nghĩa Hy Lạp là thực vật) và “Remediation” (Theo nghĩa Latin là xử lý) Công nghệ thực vật xử lý ô nhiễm có thể dùng để xử lý các chất như KLN, Thuốc trừ sâu, dung môi, thuốc súng, dầu mỏ, các hợp chất h ữu cơ đa vòng thơm, Nước rỉ rác, nước thải nông nghiệp, chất thải khai khoáng và các chất ô nhiễm phóng xạ Võ Văn Minh (2009) [12], quá trình hút tách KLN nhờ th ực vật hay còn gọi là quá trình tích lũy nhờ thực vật là quá trình hấp thụ và chuyển hóa các KLN trong đất thong qua rễ vào các cơ quan khí sinh c ủa th ực v ật. Các loài thực vật có khả năng này được gọi là các loài thực vật siêu tích t ụ, chúng có khả năng hấp thụ một lượng lớn các KLN một cách không bình thường so với các loài thực vật khác (ví dụ hấp thụ 0,1% đối với Cr, Cu, Cu hoạc 1% đối với Zn, Mn trong thân). Tùy thuộc vào KLN ô nhi ễm mà lựa chọn 1 loài thực vật hay kết hợp nhiều loài để trồng xử lý, tuy nhiên cần phải tiến hành thử nghiệm để xác định các đặc điểm thích hợp để đảm bảo cho quá trình sinh trưởng, phát triển của thực vật. (Võ Văn Minh, 2009) [12]. Sau thời gian trồng nhiều tuần hoạc nhiều tháng, thực vật được phân tích hàm lượng kim loại, và nếu thích hợp, thu hoạch đem thiêu đ ốt ho ạc ủ để phục hồi kim loại. Nếu cần thiết quá trình này có thể lặp lại để loại bỏ các chất ô nhiễm đến dưới giới hạn cho phép. Cũng có th ể s ử d ụng nhi ều loài thực vật trên cùng một vị trí hoạc là trồng theo thứ tự th ời gian đ ể lo ại bỏ được nhiều hơn một chất ô nhiễm. Nếu thực vật thu hoạch đ ược thiêu đốt, tro phải được xử lý như đối với chất thải nguy hại. Tuy nhiên, lượng tro đem đi xử lý sẽ ít hơn 10% so với phương pháp chon l ấp ch ất ô nhi ễm thông thường.
15 2.3.2. Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến quá trình h ấp thụ kim loại nặng của thực vật Khả năng linh động và ti ếp xúc sinh h ọc c ủa KLN ch ịu ảnh hưở ng lớn bởi các đ ặc tính lý hóa c ủa môi tr ường đ ất nh ư: PH, Hàm lượ ng khoáng sét, ch ất h ữu c ơ, CEC và n ồng đ ộ KLN trong đ ất. Thông thườ ng PH thấp, thành ph ần c ơ gi ới nh ẹ, đ ộ mùn th ấp, th ực v ật hút KLN mạnh. Để phát tri ển hi ệu qu ả công ngh ệ th ực v ật x ử lý ô nhi ễm, các đặc tính của th ực v ật và các đ ặc tính c ủa môi tr ường đ ất c ần đ ược khảo sát, đánh giá kĩ l ưỡng. Quá trình canh tác và kh ả năng di truy ền của th ực vật cần đ ượ c t ối ưu hóa đ ể phát tri ển công ngh ệ này. Khả năng tích lũy kim loại trong thân với hàm lượng cao có thật sự quan trọng đối với quá trình xử lý kim loại trong đất hay không đã đ ược bàn luận. ột số kết quả nghiên cứu cho thấy, th ực vật có sinh kh ối cao trồng trong môi trường đất ô nhiễm và PH thấp, Kh ả năng hấp th ụ Zn tăng và tính độc của Zn đã làm giảm 50% sản lượng. Ví dụ như ngô và cải trong điều kiện thuận lợi, các loài thực vật có thể đạt 20 tấn sinh khối khô/ha. Trong tường hợp đất ô nhiễm đồng thời cả Zn và Cd ở m ức 100mg Zn, 1mg Cd cây trồng bị giảm sản lượng đáng kể khi hàm lượng Zn trong thân đạt 500mg/kg lúc thu hoạch. Bởi vì Cd ít độc h ơn Zn 100 l ần, Đ ộc tính đ ối với thực vật của Zn là yếu tố kiểm soát sản lượng thực vật. Khi sản lượng giảm 50% (10t/ha), sinh khối khô chứa 500mg/kg , thực vật ch ỉ lo ại b ỏ 5kg Zn/ha/năm. Cây T.caerulescens có thể loại bỏ cả Zn và Cd, có sản l ượng thấp hơn các loài trên nhưng có thể chống chịu cao đến 25,000mgZn/kg mà không bị giảm sản lượng. Thậm chí khi sản lượng thấp (5 tấn/ha) đi ểm bắt đầu giảm sản lượng – Zn được loại bỏ cũng tới 125kg/ha. Như vậy, có thể kết luận rằng khả năng siêu tích tụ và chống chịu cao quan trọng hơn khả năng cho sinh khối cao. Một số tác giả khác cho rang sản lượng quan trọng hơn 2 lần so với đặc diểm siêu tích tụ, nhưng các nghiên cứu trong
16 phòng thí nghiệm và ngoài thực địa đều cho th ấy các loài đó có th ể đ ạt được 5 tấn/ha trước khi sinh sản để tăng cả sản lượng và nồng độ kim loại trong thân. Hơn nữa việc tái chế kim loại trong thân với mục đích th ương mại đối với các loài siêu tích tụ tốt hơn là ph ải trả ti ền đ ể x ử lý sinh kh ối. (Võ Văn Minh, 2009) [12]. Trong một số trường hợp, để xử lý 1 nguyên tố trong đất bằng th ực vật đòi hỏi phải bổ sung vào đất các y ếu tố khác, bởi vì hóa tính đ ất ho ạc thực vật làm giảm khả năng hấp thụ và chuyển hóa lên thân. Khi them yếu tố kìm như HEDTA, EDTA vào đất khả năng hòa tan và linh động của KLN tăng, tiếp xúc với thực vật đẽ dàng hơn. (Trần Kông Tấu và CS, 2005) [15]. 2.3.3. Các cơ chế của công nghệ thực vật xử lý kim loại nặng trong đất Công nghệ thực vật xử lý KLN trong đất là một dạng của công ngh ệ thực vật xử lý ô nhiễm. Đây là loại công nghệ bao gồm ph ức h ệ các c ơ chế khác nhau của mối quan hệ giữa thực vật và môi trường đất. 2.3.3.1.Cơ chế chiết tách chất ô nhiễm bằng thực vật. Quá trình chi ết tách ch ất ô nhi ễm b ằng th ực v ật là quá trình x ử lý chất độc đặc biệt là KLN, b ằng cách s ử d ụng các loài th ực v ật hút ch ất ô nhiễm qua rễ sau đó chuy ển hóa lên các c ơ quan trên m ặt đ ất c ủa thực vật. Chất ô nhi ễm tích lũy vào thân cây và lá, sau đó thu ho ạch và loại bỏ khỏi môi tr ườ ng. 2.3.3.2. Cơ chế cố định chất ô nhiễm bằng thực vật. Quá trình xói mòn, rửa trôi và thẩm thấu có thể di chuy ển ch ất ô nhiễm trong đất vào nước mặt, nước ngầm. Cơ chế cố định ch ất ô nhi ễm nhờ thực vật là cách mà chất ô nhiễm tích lũy ở reexcaay và kết tủa trong đất. Quá trình diễn ra nhờ chất tiết ở rễ thực vật c ố đ ịnh ch ất ô nhi ễm và khả năng linh động của kim loại trong đất. Thực vật được trồng trên các vùng đất ô nhiễm cũng cố định được đất và có thể bao phủ bề mặt đãn
17 đến làm giảm sói mòn đất, Ngăn chặn kh ả năng tiếp xúc trực ti ếp gi ữa chất ô nhiễm và động vật. (Võ Văn Minh, 2009) [12]. 2.3.3.3. Cơ chế xử lý chất ô nhiễm nhờ quá trình thoát hơi nước ở thực vật Th ực vật có th ể lo ại b ỏ ch ất đ ộc trong đ ất thông qua c ơ ch ế thoát hơi nướ c. Đối với quá trình này, ch ất ô nhi ễm hòa tan đ ược h ấp th ụ cùng với nướ c vào rễ, chuy ển hóa lên lá và bay h ơi vào không khí thông qua khí kh ổng. Ưu điểm và hạn chế của công nghệ thực vật xử lý KLN trong đất. * Ưu điểm Công ngh ệ th ực vật x ử lý KLN trong đ ất có các ưu đi ểm nh ư: Có thể sử dụng trên quy mô r ộng, trong khi các công ngh ệ khác không th ực hiện đượ c. Đây là gi ải pháp lâu dài, b ởi vì ch ất ô nhi ễm có th ể b ị khoáng hóa. Sinh kh ối th ực v ật có th ể s ử d ụng nh ư là nguyên li ệu, nhiên li ệu, đ ồ mỹ ngh ệ, th ực ph ẩm, phát đi ện, làm s ợi,… Làm gi ảm xói mòn đất, dẫn đ ến gi ảm ô nhi ễm song, h ồ. Sinh kh ối th ực v ật ch ứa các chất ô nhi ễm có th ể chi ết, ph ục h ồi l ại nh ư m ột ngu ồn tài nguyên. Ví dụ sinh kh ối ch ứa Cu, m ột ch ất dinh d ưỡng s ẽ đ ược chuy ển đ ến nh ững nơi thiếu Cu đ ể b ổ sung vào ngu ồn th ức ăn cho đ ộng v ật. Công nghệ thực vật xử lý ô nhiễm có thể được sử dụng để xử lý t ại chỗ hoạc chuyển chỗ. Xử lý tại chỗ luôn được cân nhắc ưu tiên, b ởi vì nó giảm thiểu mức độ xáo trộn đất và giảm mức độ phát tán ô nhiễm thông qua không khí và nước. Mặt khác công nghệ thực vật xử lý ô nhiễm là công ngh ệ xanh, thân thiện với môi trường, tạo ra sự thẩm mỹ nên cộng đồng dễ chấp nhận. Công nghệ thực vật không đòi hỏi các dụng cụ đắt tiền, các chuyên gia có trình độ cao và tương đối dẽ dang thực hiện. Nó có khả năng xử lý thường xuyên ở một vừng rộng lớn với nhiều chất ô nhiễm khác nhau.
18 Tuy nhiên ưu điểm lớn nhất của công nghệ thực vật xử lý ô nhiễm là chi phí thấp hơn so với các công nghệ thông thường. * Hạn chế Bên cạnh nhiều khía cạnh tích cực, công nghệ thực vật xử lý ô nhiễm cũng còn một số hạn chế sau: - Xử lý chậm hơn phương pháp hóa lý, vì vậy phải mất thời gian dài. Thực vật xử lý một lượng nhỏ chất ô nhiễm qua mỗi mùa trồng, do đó nó có thể mất nhiều thập kỉ mới có thể làm sạch chất ô nhiễm và chất ô nhiễm vẫn không được xử lý hoàn toàn. - Khí hậu và các yếu tố vật lý, hóa h ọc, nồng độ chất ô nhi ễm ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng, phát triển của các loài th ực v ật. Các nhà khoa học cho rằng, chỉ có những vùng đất ô nhiễm nhẹ mới có thể sử dụng được phương pháp này, vì hầu hết các loài th ực vật không th ể sinh tr ưởng trong điều kiện môi trường ô nhiễm nặng. - Chất ô nhiễm hòa tan có thể thẩm th ấu ra ngoài vùng r ễ ph ụ thu ộc vào yếu tố ngăn chặn - Thực vật dùng để xử lý ô nhiễm thường bị giới hạn về chiều dài rễ. - Sử dụng các loài thực vật nhập nội có thể ảnh hưởng đến đa dạng sinh học - Xử lý thực vật sau xử lý ô nhiễm cũng cần được quan tâm. Sinh khối thực vật thu hoạch từ quá trình xử lý ô nhi ễm đ ược xép vào lo ại nào, xử lý ra sao? Vì vậy cần phải tiêu thụ và xử lý thích hợp. Nói chung nh ững l ợi ích và h ạn ch ế c ủa công ngh ệ th ực v ật dùng trong x ử lý ô nhi ễm c ần ph ải đ ượ c đánh giá đ ối v ới t ừng d ự án c ụ th ể đ ể xác đ ịnh lo ại công ngh ệ nào là phù h ợp nh ất. Vì v ậy vi ệc
19 k ế t h ợp các c ơ ch ế khác nhau đ ể x ử lý ô nhi ễm môi tr ườ ng đ ượ c cho là có tính kh ả thi nh ất. (Võ Văn Minh, 2009) [12]. 2.3.4. Một số vấn đề môi trường cần quan tam đối với công ngh ệ th ực vật xử lý ô nhiễm Có rất nhiều vấn đề cần quan tâm về mặt môi trường liên quan đ ến việc sử dụng công nghễ thực vật xử lý ô nhiễm. một trong mối quan tâm lớn nhất là vấn đề sức khỏe con người. Liệu các loài th ực v ật tích lũy kim loại có tác động đến chuỗi thức ăn thong qua động vật ăn cỏ và côn trùng hay không? Ví dụ chất ô nhiễm trong phấn hoa của các loài thực vật tích t ụ sau khi sử dụng để xử lý chất ô nhiễm có phát tán vào côn trùng khác nhau bằng ong và côn trùng khác hay không? Các loài côn trùng tiêu hóa KLN có đưa vào chuỗi thức ăn hay không? Các vấn đề quan tâm khác bao g ồm h ậu qu ả tác đ ộng c ủa các ho ạt động xử lý đến mùa màng và th ực v ật vùng lân c ận nh ư phát tán thu ốc trừ sâu, các loài th ực v ật ngo ại lai. S ử d ụng các loài th ực v ật nh ập n ội cần quan tâm bởi vì rủi ro ti ềm tàng v ề tác đ ộng đ ến s ự đa d ạng sinh học thực vật ở vùng bản đ ịa. V ấn đ ề này có th ể gi ải quy ết b ằng cách s ử dụng các loài thực vật b ản đ ịa ở m ột vùng c ụ th ể ho ạc s ử d ụng các loài nhập nội vô sinh. (Võ Văn Minh, 2009)[12]. 2.4. Sơ lược về rau cải xoong và những nghiên cứu về cải xoong 2.4.1. Tình hình nghiên cứu về rau cải xoong 2.4.1.1. Giá trị dinh dưỡng của rau cải xoong Cải xoong chứa một lượng đáng kể sắt, canxi và axít folic cùng với các vitamin A và C, và một số lợi ích cho việc ăn c ải xoong, ch ẳng h ạn việc nó có tác dụng như một chất kích thích nhẹ, một nguồn hóa ch ất th ực vật, có tác dụng chống ôxi hóa, lợi tiểu, long đờm và trợ giúp tiêu hóa. Ngoài ra rau cải xoong còn chứa rất nhiều các vitamin B1, B2, E, và ph ốt
20 pho, iốt và một số khoáng chất vi lượng có tác dụng bảo vệ s ức kh ỏe, chống bệnh tật, chống bệnh bướu cổ, nhiễm trùng, chống sự lão hóa, giữ gìn xuân sắc tươi trẻ. Tại một số khu vực, cải xoong được coi là cỏ dại nhưng tại những khu vực khác thì nó lại được coi là rau ăn hay cây thuốc. Cải xoong là một món ăn phổ biến và không hạn chế của con người. Kết quả phân tích các thành phần hoá học trong 100g rau cải xoong (phần dùng để ăn được) có giá trị dinh dưỡng như sau: Nước chiếm 93g, protein 1,7 - 2g, chất béo 0,2 - 0,3g, gluxit 3 - 4g, chất xơ 0,8 - 1g, vitamin A, B1, B2, C và nhiều chất khoáng khác. Đặc biệt, lượng iôt trong rau cải xoong rất cao 20 - 30mg/100g rau cải xoong phần ăn được. Vitamin C cao (40 - 50mg/100g rau). Nhờ trong rau cải xoong chứa lượng vitamin C cao, lại có vitamine A, B1, B2 nên đã giúp bảo v ệ s ức kh ỏe, ch ống oxy hóa, chống độc, làm tăng sức đề kháng cho cơ thể, chống hiện tượng lão hoá bệnh lý, giữ gìn nét tươi trẻ. Ngoài ra, nhiều yếu tố khoáng ch ất rất d ễ hấp thu như canxi, iôt vì chúng đều ở dạng liên kết h ữu cơ. N ếu l ượng canxi đầy đủ mỗi ngày cho cơ thể là 1.000mg thì sẽ giúp người ta ít mắc bệnh tim và góp phần chống lão hoá. Còn iôt cần cho tuy ến giáp đ ể phòng chống bướu cổ và tăng khả năng tự vệ cho cơ thể, tăng sự trao đổi ch ất của tế bào, chống còi xương và bệnh béo phì, các bệnh ngoài da, bệnh xơ cứng động mạch ở người già. Song lượng iôt cần cho cơ thể rất nh ỏ ch ỉ 0,1 - 0,15mg/ngày, nhưng thiếu lại sinh bệnh, như vậy mỗi ngày cần ăn rau cải xoong từ 9 - 10g là đủ lượng iôt trên. Rau cải xoong giúp ta ăn ngon miệng lại tẩy độc, lợi tiểu, có nhiều chất xơ nên tác dụng tốt đối với dạ dày, có tác dụng thông gan mật và góp phần làm giảm bệnh ứ máu. Món ăn rau cải xoong nấu với cá tươi vừa ngon, bổ, mát, có tác dụng giải nhiệt, phòng nhiệt, lợi tiểu, cầm máu, chữa bệnh phổi và một số bệnh khác (Huỳnh Hồng Quang, 2009) [14].