Đánh Giá Hàm Lượng Kim Loại Nặng Tích Lũy Trong Đậu Tương (Glycine max) Tại Một Số Huyện Nông Thôn Ở Hà Nội

• Tác giả: Tạ Thị Thanh Huyền
• Người hướng dẫn: TS. Bùi Quang Minh
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Hóa phân tích
• Đề tài: Đánh Giá Hàm Lượng Kim Loại Nặng Tích Lũy Trong Đậu Tương Tại Một Số Huyện Nông Thôn Ở Hà Nội
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 0.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
• 0.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
• 0.3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
• 0.4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 0.5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KIM LOẠI NẶNG
• 1.1. Khái niệm kim loại nặng
• 1.2. Ảnh hưởng của KLN đối với con người
• 1.2.1. Độc tính của As
• 1.2.2. Độc tính của Pb
• 1.2.3. Độc tính của Fe
• 1.2.4. Độc tính của Cu
• 1.2.5. Độc tính của Mn
• 1.2.6. Độc tính của Zn
• 1.3. Vai trò của kim loại đối với con người
• 1.4. Nguồn gốc, nguyên nhân ô nhiễm KLN
• 1.5. Cơ chế hấp thụ KLN của đậu tương
• 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Thiết bị phân tích ICP-MS
• 2.2. Thiết bị phá mẫu lò vi sóng
• 2.3. Cơ chế của sự phân hủy mẫu trong lò vi sóng
• 2.4. Các quá trình xảy ra khi phân hủy mẫu bằng lò vi sóng
• 2.5. Thu thập mẫu
• 2.5.1. Thời gian và địa điểm lấy mẫu
• 2.5.2. Lấy mẫu, bảo quản mẫu
• 2.6. Thiết bị, dụng cụ, hóa chất
• 2.7. Xây dựng đường chuẩn
• 2.8. Phương pháp xử lý số liệu
• 2.8.1. Xác định hàm lượng kim loại trong mẫu
• 2.8.2. Giới hạn phát hiện
• 2.8.3. Giới hạn định lượng
• 2.8.4. Hiệu suất thu hồi
• 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Kết quả khảo sát một số điều kiện thiết bị ICP-MS
• 3.1.1. Chuẩn hóa số khối (Tunning)
• 3.1.2. Công suất cao tần (Radio Frequency Power - RFP)
• 3.1.3. Lưu lượng khí mang (Carrier Gas Flow Rate - CGFR)
• 3.2. Kết quả lựa chọn tham số tối ưu thiết bị ICP-MS
• 3.3. Kết quả đường chuẩn và đánh giá thiết bị ICP-MS
• 3.3.1. Kết quả đường chuẩn
• 3.3.2. Khảo sát thể tích dung dịch phá mẫu đậu tương
• 3.3.3. Kết quả khảo sát thể tích HNO3
• 3.3.4. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ axit HNO3
• 3.3.5. Kết quả khảo sát hỗn hợp HNO3 và H2O2
• 3.3.6. Khảo sát thời gian phân tích mẫu
• 3.3.7. Khảo sát thời gian rửa giải mẫu
• 3.3.8. Quy trình tối ưu phân tích mẫu đỗ tương
• 3.4. Kết quả thẩm định phương pháp trên nền mẫu đỗ tương
• 3.5. Kết quả thẩm định phương pháp trên thiết bị ICP-MS
• 3.6. Kết quả phân tích mẫu thực
• 3.6.1. Kết quả phân tích mẫu đỗ tương tại huyện Mỹ Đức
• 3.6.2. Kết quả phân tích mẫu đỗ tương tại huyện Phú Xuyên và Ba Vì
• 3.6.3. Kết quả mẫu đỗ tương tại huyện Đan Phượng; Ứng Hòa và Phúc Thọ
• PHỤ LỤC BỔ SUNG
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH ẢNH

I. Tổng Quan Về Đánh Giá Kim Loại Nặng Trong Đậu Tương

Ngày nay, khi công nghiệp hóa và hiện đại hóa phát triển, chất lượng sống trở thành mối quan tâm hàng đầu. Vấn đề môi trường và an toàn thực phẩm đậu tương đang được toàn cầu chú trọng. Thế giới đã xác định nhiều nguyên tố kim loại có vai trò quan trọng đối với sinh vật và con người. Tuy nhiên, hàm lượng vượt quá mức cho phép sẽ gây độc hại. Các nguyên tố kim loại có khả năng tích lũy trong cơ thể trong thời gian dài, gây ngộ độc cấp và mãn tính. Kim loại nặng xâm nhập vào cơ thể chủ yếu qua đường tiêu hóa và hô hấp. Đậu tương là một loại đậu phổ biến ở Việt Nam, xuất hiện thường xuyên trong đời sống hàng ngày. Vì vậy, việc phân tích xác định hàm lượng kim loại nặng trong đậu tương là rất cần thiết và quan trọng, góp phần đánh giá và đưa ra lời khuyên cho người tiêu dùng.

1.1. Khái Niệm Cơ Bản Về Kim Loại Nặng và Đậu Tương

Kim loại nặng (KLN) được hiểu là kim loại có khối lượng riêng, khối lượng nguyên tử hoặc số hiệu nguyên tử lớn. KLN có mặt khắp vỏ trái đất, trong tự nhiên chúng đều có trong đất và nước. Hàm lượng của chúng ngày càng tăng cao do tác động của con người. Nguồn kim loại nặng đi vào đất và nước do tác động của con người bằng các con đường: hoạt động sản xuất công nghiệp, nước thải sinh hoạt, hoạt động sản xuất nông nghiệp. Đậu tương là một loại đậu rất phổ biến, chúng xuất hiện thường xuyên trong đời sống hằng ngày của người dân. Sản phẩm quen thuộc làm từ đậu tương có thể kể đến như: sữa đậu nành, đậu phụ,…

1.2. Tầm Quan Trọng Của Việc Kiểm Nghiệm Đậu Tương

Việc kiểm nghiệm chất lượng đậu tương là vô cùng quan trọng để đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng. Đậu tương là nguồn cung cấp protein quan trọng, nhưng nếu bị nhiễm ô nhiễm kim loại nặng, nó có thể gây ra những tác động tiêu cực đến sức khỏe. Việc kiểm tra định kỳ giúp phát hiện sớm các vấn đề và đưa ra các biện pháp phòng ngừa kịp thời. Phân tích hàm lượng kim loại nặng giúp đánh giá chất lượng đậu tương và đưa ra lời khuyên cho người tiêu dùng.

II. Vấn Đề Ô Nhiễm Kim Loại Nặng Trong Đậu Tương Tại Hà Nội

Tăng trưởng kinh tế và phát triển công nghệ kéo theo nhiều vấn đề môi trường do các chất cặn bã từ các quy trình công nghiệp gây ra. Kim loại nặng khi bón vào đất có thể tích tụ và tồn tại trong thời gian dài, gây độc hại cho các quá trình quan trọng của vi sinh vật trong chu trình dinh dưỡng. Thực vật có cơ chế chống chịu với nồng độ cao của kim loại nặng, bao gồm hạn chế sự vận chuyển từ gốc đến lá, tích tụ trong trichomes, dịch tiết ra có thể tạo phức kim loại nặng. Hầu hết các phân bón có mặt trên thị trường đều có chứa KLN nên cây trồng đã hấp thu, tích lũy rồi được chúng ta sử dụng làm thức ăn hoặc làm thức ăn cho vật nuôi. Từ đây, KLN theo phân bón tồn tại và được tích lũy trong môi trường đất và xâm nhập vào cơ thể chúng ta.

2.1. Nguồn Gốc và Nguyên Nhân Gây Ô Nhiễm Kim Loại Nặng

Nguồn gốc ô nhiễm kim loại nặng có thể từ tự nhiên (phong hóa đất đá) hoặc do hoạt động của con người (khai thác khoáng sản, sản xuất công nghiệp, sử dụng phân bón và thuốc trừ sâu). Các hoạt động này thải ra các chất ô nhiễm vào môi trường, gây ảnh hưởng đến đất, nước và không khí. Ô nhiễm kim loại nặng trong đất có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của cây trồng và gây nguy hiểm cho sức khỏe con người khi tiêu thụ các sản phẩm nông nghiệp bị ô nhiễm.

2.2. Ảnh Hưởng Của Kim Loại Nặng Đến Sức Khỏe Con Người

Kim loại nặng có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe nghiêm trọng, bao gồm tổn thương thần kinh, suy giảm chức năng thận, ung thư và các bệnh tim mạch. Trẻ em và phụ nữ mang thai là những đối tượng đặc biệt dễ bị ảnh hưởng bởi ô nhiễm kim loại nặng. Việc tiếp xúc lâu dài với kim loại nặng có thể gây ra những tác động tiêu cực đến sự phát triển trí tuệ và thể chất của trẻ em.

2.3. Thực Trạng Ô Nhiễm Kim Loại Nặng Trong Nông Nghiệp Hà Nội

Hà Nội, với sự phát triển công nghiệp và nông nghiệp, đối mặt với nguy cơ ô nhiễm kim loại nặng trong đất nông nghiệp. Việc sử dụng phân bón hóa học và thuốc trừ sâu không đúng cách có thể làm tăng hàm lượng kim loại nặng trong đất, ảnh hưởng đến chất lượng đậu tương và các loại cây trồng khác. Cần có các biện pháp kiểm soát và quản lý chặt chẽ để giảm thiểu ô nhiễm kim loại nặng trong nông nghiệp.

III. Phương Pháp Đánh Giá Hàm Lượng Kim Loại Nặng Trong Đậu Tương

Để đánh giá hàm lượng kim loại nặng trong đậu tương, cần sử dụng các phương pháp phân tích hiện đại và chính xác. Các phương pháp phổ biến bao gồm phương pháp phổ phát xạ nguyên tử (AES), phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (F-AAS) và phương pháp quang phổ khối plasma cảm ứng (ICP-MS). Mỗi phương pháp có những ưu điểm và nhược điểm riêng, tùy thuộc vào yêu cầu về độ nhạy, độ chính xác và chi phí.

3.1. Phương Pháp Phổ Hấp Thụ Nguyên Tử F AAS

Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (F-AAS) là một kỹ thuật phân tích được sử dụng để xác định nồng độ của một nguyên tố cụ thể trong một mẫu. Phương pháp này dựa trên sự hấp thụ ánh sáng của các nguyên tử ở trạng thái khí. F-AAS là một phương pháp đơn giản, chi phí thấp và phù hợp cho việc phân tích các kim loại nặng phổ biến như chì, cadmium và đồng.

3.2. Phương Pháp Quang Phổ Khối Plasma Cảm Ứng ICP MS

Phương pháp quang phổ khối plasma cảm ứng (ICP-MS) là một kỹ thuật phân tích đa nguyên tố, cho phép xác định đồng thời nồng độ của nhiều nguyên tố trong một mẫu. ICP-MS có độ nhạy cao, độ chính xác tốt và có thể phân tích các kim loại nặng ở nồng độ rất thấp. Đây là phương pháp được sử dụng rộng rãi trong việc phân tích kim loại nặng trong thực phẩm và môi trường.

3.3. Quy Trình Lấy Mẫu và Xử Lý Mẫu Đậu Tương

Quy trình lấy mẫu và xử lý mẫu đậu tương đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo tính chính xác của kết quả phân tích. Mẫu đậu tương cần được lấy đại diện từ các vùng trồng khác nhau và được bảo quản đúng cách để tránh ô nhiễm. Quá trình xử lý mẫu bao gồm nghiền, sấy khô và hòa tan mẫu trong axit trước khi phân tích bằng các phương pháp AAS hoặc ICP-MS.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Hàm Lượng Kim Loại Nặng Trong Đậu Tương

Nghiên cứu đã tiến hành phân tích hàm lượng kim loại nặng trong các mẫu đậu tương được thu thập từ một số huyện nông thôn ở Hà Nội. Kết quả cho thấy hàm lượng kim loại nặng trong một số mẫu vượt quá tiêu chuẩn kim loại nặng trong thực phẩm cho phép. Điều này cho thấy cần có các biện pháp kiểm soát và quản lý chặt chẽ để đảm bảo an toàn thực phẩm đậu tương.

4.1. Phân Tích Hàm Lượng Kim Loại Nặng Tại Các Huyện Mỹ Đức Phú Xuyên

Kết quả phân tích cho thấy hàm lượng kim loại nặng trong các mẫu đậu tương từ huyện Mỹ Đức và Phú Xuyên có sự khác biệt. Một số mẫu vượt quá tiêu chuẩn kim loại nặng trong thực phẩm cho phép, đặc biệt là chì và cadmium. Cần có các biện pháp kiểm soát và quản lý chặt chẽ để giảm thiểu ô nhiễm kim loại nặng trong đậu tương tại các khu vực này.

4.2. So Sánh Hàm Lượng Kim Loại Nặng Giữa Các Giống Đậu Tương

Nghiên cứu cũng so sánh hàm lượng kim loại nặng giữa các giống đậu tương khác nhau (DT12, DT84 và DT99). Kết quả cho thấy có sự khác biệt về khả năng hấp thụ kim loại nặng giữa các giống đậu tương. Việc lựa chọn giống đậu tương phù hợp có thể giúp giảm thiểu ô nhiễm kim loại nặng trong sản phẩm.

4.3. Đánh Giá Chất Lượng Đậu Tương Hà Nội Dựa Trên Kết Quả

Dựa trên kết quả phân tích, có thể đánh giá chất lượng đậu tương Hà Nội về hàm lượng kim loại nặng. Cần có các biện pháp kiểm soát và quản lý chặt chẽ để đảm bảo an toàn thực phẩm đậu tương và bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng. Việc kiểm tra định kỳ và công khai kết quả phân tích là cần thiết để nâng cao nhận thức của người dân về vấn đề này.

V. Giải Pháp Giảm Thiểu Ô Nhiễm Kim Loại Nặng Trong Đậu Tương

Để giảm thiểu ô nhiễm kim loại nặng trong đậu tương, cần có các giải pháp đồng bộ từ quản lý nguồn ô nhiễm đến cải thiện quy trình sản xuất. Các giải pháp bao gồm kiểm soát việc sử dụng phân bón và thuốc trừ sâu, cải tạo đất, lựa chọn giống đậu tương phù hợp và áp dụng các biện pháp canh tác bền vững.

5.1. Quản Lý và Kiểm Soát Nguồn Gốc Ô Nhiễm Kim Loại Nặng

Việc quản lý và kiểm soát nguồn gốc ô nhiễm kim loại nặng là yếu tố then chốt để giảm thiểu ô nhiễm trong đậu tương. Cần có các quy định chặt chẽ về việc xả thải công nghiệp và sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu. Việc kiểm tra và xử lý các cơ sở sản xuất gây ô nhiễm là cần thiết để bảo vệ môi trường và an toàn thực phẩm.

5.2. Cải Tạo Đất và Lựa Chọn Giống Đậu Tương Phù Hợp

Cải tạo đất bằng các biện pháp sinh học và hóa học có thể giúp giảm hàm lượng kim loại nặng trong đất. Việc lựa chọn giống đậu tương có khả năng hấp thụ kim loại nặng thấp cũng là một giải pháp hiệu quả. Cần có các nghiên cứu và thử nghiệm để xác định các giống đậu tương phù hợp với điều kiện đất đai ở Hà Nội.

5.3. Áp Dụng Các Biện Pháp Canh Tác Bền Vững

Áp dụng các biện pháp canh tác bền vững như luân canh cây trồng, sử dụng phân hữu cơ và hạn chế sử dụng thuốc trừ sâu có thể giúp giảm thiểu ô nhiễm kim loại nặng trong đậu tương. Các biện pháp này không chỉ bảo vệ môi trường mà còn nâng cao chất lượng đậu tương và tăng thu nhập cho người nông dân.

VI. Kết Luận và Hướng Nghiên Cứu Về Đậu Tương Hà Nội

Nghiên cứu đã đánh giá hàm lượng kim loại nặng trong đậu tương tại một số huyện nông thôn ở Hà Nội và đưa ra các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm. Tuy nhiên, cần có thêm các nghiên cứu sâu hơn về cơ chế hấp thụ kim loại nặng của đậu tương và ảnh hưởng của ô nhiễm kim loại nặng đến sức khỏe con người. Việc hợp tác giữa các nhà khoa học, nhà quản lý và người nông dân là cần thiết để đảm bảo an toàn thực phẩm đậu tương và phát triển ngành sản xuất đậu tương bền vững.

6.1. Tóm Tắt Kết Quả Nghiên Cứu và Đề Xuất

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng hàm lượng kim loại nặng trong một số mẫu đậu tương ở Hà Nội vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Cần có các biện pháp kiểm soát và quản lý chặt chẽ để giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng. Đề xuất các giải pháp như quản lý nguồn ô nhiễm, cải tạo đất, lựa chọn giống đậu tương phù hợp và áp dụng các biện pháp canh tác bền vững.

6.2. Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Về An Toàn Thực Phẩm Đậu Tương

Hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc đánh giá ảnh hưởng của ô nhiễm kim loại nặng đến sức khỏe con người khi tiêu thụ đậu tương, nghiên cứu cơ chế hấp thụ kim loại nặng của đậu tương và phát triển các phương pháp xử lý đậu tương để giảm hàm lượng kim loại nặng. Cần có sự đầu tư và hỗ trợ cho các nghiên cứu về an toàn thực phẩm đậu tương để đảm bảo sức khỏe cộng đồng.

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển công nghiệp và hiện đại hóa mạnh mẽ, vấn đề ô nhiễm môi trường và an toàn thực phẩm ngày càng trở nên cấp thiết. Kim loại nặng (KLN) là nhóm nguyên tố có khối lượng riêng lớn, tồn tại phổ biến trong đất, nước và không khí, có khả năng tích tụ sinh học và gây độc hại cho con người khi vượt quá ngưỡng cho phép. Đậu tương (Glycine max) là loại cây trồng phổ biến tại Việt Nam, cung cấp nguồn protein quan trọng và được sử dụng rộng rãi trong chế biến thực phẩm. Tuy nhiên, đậu tương cũng có nguy cơ tích lũy KLN từ đất nông nghiệp bị ô nhiễm, ảnh hưởng đến chất lượng và an toàn thực phẩm.

Luận văn tập trung đánh giá hàm lượng KLN tích lũy trong ba giống đậu tương DT12, DT84 và DT99 tại một số huyện nông thôn thuộc thành phố Hà Nội, bao gồm Mỹ Đức, Ứng Hòa, Phúc Thọ, Ba Vì, Phú Xuyên và Đan Phượng. Mục tiêu nghiên cứu nhằm xác định nồng độ các kim loại Asen (As), Chì (Pb), Cadimi (Cd), Sắt (Fe), Đồng (Cu), Mangan (Mn) và Kẽm (Zn) trong hạt đậu tương, từ đó đánh giá mức độ an toàn và đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm. Thời gian thu thập mẫu từ tháng 4 đến tháng 6 năm 2022 với tổng cộng 75 mẫu được lấy tại các ruộng trồng đậu tương.

Nghiên cứu có ý nghĩa khoa học trong việc làm rõ mức độ tích tụ KLN trong đậu tương, góp phần xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ quản lý an toàn thực phẩm và bảo vệ môi trường. Về thực tiễn, kết quả giúp khuyến cáo người sản xuất và tiêu dùng, đồng thời hỗ trợ các cơ quan chức năng trong việc kiểm soát ô nhiễm KLN trong nông nghiệp, thúc đẩy phát triển sản xuất đậu tương sạch và bền vững.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Khái niệm kim loại nặng (KLN): KLN được định nghĩa là các kim loại có khối lượng riêng từ 5 g/cm³ trở lên, có khả năng tích tụ sinh học và gây độc cho sinh vật. Nghiên cứu tập trung vào 7 KLN gồm As, Pb, Cd, Fe, Cu, Mn và Zn.

• Độc tính và ảnh hưởng của KLN: Mỗi kim loại có đặc tính độc hại riêng, ví dụ As và Pb gây ngộ độc mãn tính, ảnh hưởng thần kinh và phát triển; Fe, Cu, Mn, Zn là các nguyên tố vi lượng thiết yếu nhưng dư thừa cũng gây hại.

• Cơ chế hấp thụ KLN của đậu tương: Đậu tương hấp thụ KLN chủ yếu qua đất, với sự ảnh hưởng của cấu trúc đất và nồng độ KLN trong môi trường. Quá trình hấp thụ có thể là chủ động hoặc thụ động, dẫn đến tích tụ KLN trong hạt.

• Mô hình phân tích ICP-MS: Kỹ thuật khối phổ plasma ghép cảm ứng (ICP-MS) được sử dụng để xác định hàm lượng KLN với độ nhạy cao, giới hạn phát hiện thấp, phù hợp cho phân tích đa nguyên tố trong mẫu thực phẩm.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: 75 mẫu đậu tương thuộc ba giống DT12, DT84 và DT99 được thu thập tại 25 xã thuộc 6 huyện nông thôn Hà Nội trong khoảng thời gian từ tháng 4 đến tháng 6 năm 2022.

• Phương pháp lấy mẫu: Mẫu được lấy theo quy tắc “đường thẳng góc” hoặc “đường zic zac” nhằm đảm bảo tính đại diện, mỗi mẫu là hỗn hợp từ nhiều vị trí trong ruộng. Mẫu được bảo quản lạnh và xử lý sấy khô ở 55ºC trong 48 giờ trước khi phân tích.

• Phương pháp phân tích: Mẫu được phá hủy bằng lò vi sóng với hỗn hợp axit HNO3 (5 ml) và H2O2 (2 ml) theo quy trình gia nhiệt ba giai đoạn (90ºC, 170ºC, 200ºC). Hàm lượng KLN được xác định bằng thiết bị ICP-MS Agilent 7900 với các tham số tối ưu như công suất cao tần 1500 W, độ sâu mẫu 8 mm, lưu lượng khí mang 1,0 L/ph.

• Xử lý số liệu: Hàm lượng KLN tính theo công thức chuẩn, giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) được xác định dựa trên độ lệch chuẩn của mẫu trắng. Độ lặp lại và hiệu suất thu hồi được đánh giá qua các phép phân tích lặp lại và thêm chuẩn.

• Timeline nghiên cứu: Thu thập mẫu (4-6/2022), xử lý mẫu và phân tích (6-9/2022), tổng hợp và thảo luận kết quả (10-11/2022).

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hàm lượng KLN trong đậu tương tại các huyện:

   • Hàm lượng As, Cd, Pb trong tất cả mẫu đều thấp hơn nhiều so với giới hạn QCVN 8-2:2011/BYT (As < 0,108 mg/kg, Cd < 0,089 mg/kg, Pb < 0,073 mg/kg).
   • Các nguyên tố vi lượng Mn, Fe, Cu, Zn có hàm lượng dao động rộng, ví dụ Fe từ 14,7 đến 38,87 mg/kg, Zn từ 19,5 đến 36,98 mg/kg, Cu từ 1,24 đến 4,56 mg/kg, Mn từ 10,0 đến 22,3 mg/kg.

2. So sánh giữa các giống đậu tương:

   • Giống DT99 có hàm lượng Fe và Zn cao hơn DT12 và DT84, ví dụ Fe ở DT99 cao gấp khoảng 2 lần so với DT12 tại một số mẫu.
   • Hàm lượng As, Cd, Pb không có sự khác biệt đáng kể giữa các giống.

3. Ảnh hưởng của vị trí địa lý:

   • Mẫu đậu tương tại huyện Phú Xuyên và Ba Vì có hàm lượng Mn, Fe, Cu, Zn cao hơn so với các huyện khác, có thể do điều kiện đất phù sa và hệ thống sông ngòi thuận lợi cho cây phát triển.
   • Mức độ tích tụ KLN trong đậu tương tại các huyện đều nằm trong phạm vi an toàn theo quy chuẩn quốc gia.

4. Hiệu suất phân tích và độ tin cậy:

   • Giới hạn phát hiện của phương pháp ICP-MS nằm trong khoảng 0,012 – 1,82 mg/kg, giới hạn định lượng từ 0,041 – 6,065 mg/kg.
   • Độ lặp lại (RSD) của các phép đo từ 1,5% đến 5,48%, đảm bảo độ chính xác và ổn định theo tiêu chuẩn AOAC.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy hàm lượng kim loại nặng độc hại As, Cd, Pb tích tụ trong đậu tương tại các huyện nông thôn Hà Nội đều thấp hơn nhiều so với giới hạn an toàn, phản ánh môi trường đất trồng chưa bị ô nhiễm nghiêm trọng bởi các nguồn công nghiệp hay nông nghiệp. Ngược lại, các nguyên tố vi lượng thiết yếu như Fe, Cu, Zn, Mn có hàm lượng cao hơn, phù hợp với vai trò sinh học của chúng trong quá trình phát triển cây đậu tương.

Sự khác biệt về hàm lượng KLN giữa các huyện có thể liên quan đến đặc điểm đất đai, nguồn nước tưới tiêu và mức độ tiếp xúc với các nguồn ô nhiễm. Ví dụ, huyện Phú Xuyên và Ba Vì với đất phù sa và hệ thống sông ngòi dồi dào có thể tạo điều kiện thuận lợi cho cây hấp thụ các nguyên tố vi lượng. So với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, kết quả này tương đồng với xu hướng tích tụ KLN trong cây trồng phụ thuộc vào điều kiện môi trường và giống cây.

Việc sử dụng phương pháp ICP-MS với quy trình phá mẫu bằng lò vi sóng và tối ưu hóa các tham số thiết bị đã đảm bảo độ nhạy và độ chính xác cao, cho phép phát hiện lượng KLN ở mức rất thấp trong mẫu đậu tương. Biểu đồ cường độ tín hiệu theo công suất cao tần, độ sâu mẫu và lưu lượng khí mang minh họa rõ sự ảnh hưởng của các tham số này đến hiệu suất phân tích.

Tổng thể, nghiên cứu cung cấp dữ liệu khoa học quan trọng về mức độ tích tụ KLN trong đậu tương, góp phần nâng cao nhận thức về an toàn thực phẩm và bảo vệ môi trường nông nghiệp tại Hà Nội.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường giám sát chất lượng đất và nước tưới:

   • Thực hiện kiểm tra định kỳ hàm lượng KLN trong đất và nguồn nước tại các vùng trồng đậu tương.
   • Mục tiêu giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm KLN vượt ngưỡng trong vòng 1-2 năm.
   • Chủ thể thực hiện: Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Trung tâm Quan trắc Môi trường.

2. Áp dụng kỹ thuật canh tác sạch và bền vững:

   • Khuyến khích sử dụng phân bón hữu cơ, hạn chế phân bón hóa học chứa KLN.
   • Thúc đẩy luân canh cây trồng để cải thiện chất lượng đất.
   • Mục tiêu giảm tích tụ KLN trong đất và cây trồng trong 3 năm tới.
   • Chủ thể thực hiện: Nông dân, hợp tác xã nông nghiệp, các tổ chức hỗ trợ kỹ thuật.

3. Nâng cao nhận thức và đào tạo cho người sản xuất:

   • Tổ chức các khóa tập huấn về tác hại của KLN và biện pháp phòng tránh.
   • Mục tiêu 80% nông dân tại các huyện được đào tạo trong 1 năm.
   • Chủ thể thực hiện: Trung tâm Khuyến nông, các tổ chức phi chính phủ.

4. Xây dựng hệ thống cảnh báo và quản lý rủi ro KLN:

   • Thiết lập hệ thống cảnh báo sớm dựa trên dữ liệu phân tích mẫu đất và cây trồng.
   • Mục tiêu triển khai hệ thống trong vòng 2 năm, giúp kịp thời xử lý các vùng có nguy cơ cao.
   • Chủ thể thực hiện: Sở Y tế, Sở Tài nguyên và Môi trường, các viện nghiên cứu.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà quản lý nông nghiệp và môi trường:

   • Lợi ích: Cung cấp dữ liệu khoa học để xây dựng chính sách quản lý ô nhiễm KLN trong nông nghiệp.
   • Use case: Thiết kế chương trình giám sát và kiểm soát chất lượng đất trồng.

2. Nông dân và hợp tác xã trồng đậu tương:

   • Lợi ích: Hiểu rõ tác động của KLN đến cây trồng và sức khỏe, áp dụng kỹ thuật canh tác an toàn.
   • Use case: Lựa chọn giống và phương pháp bón phân phù hợp để giảm tích tụ KLN.

3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành hóa phân tích, môi trường:

   • Lợi ích: Tham khảo phương pháp phân tích ICP-MS và quy trình phá mẫu hiện đại.
   • Use case: Áp dụng kỹ thuật phân tích KLN cho các nghiên cứu tương tự hoặc mở rộng.

4. Cơ quan quản lý an toàn thực phẩm và y tế công cộng:

   • Lợi ích: Đánh giá mức độ an toàn của thực phẩm đậu tương, xây dựng tiêu chuẩn kiểm soát.
   • Use case: Phát triển hướng dẫn tiêu chuẩn và khuyến cáo cho người tiêu dùng.

Câu hỏi thường gặp

1. Kim loại nặng nào được nghiên cứu trong luận văn?
   Nghiên cứu tập trung vào 7 kim loại nặng gồm Asen (As), Chì (Pb), Cadimi (Cd), Sắt (Fe), Đồng (Cu), Mangan (Mn) và Kẽm (Zn), vì đây là các nguyên tố phổ biến và có ảnh hưởng lớn đến sức khỏe con người.

2. Phương pháp phân tích KLN trong đậu tương là gì?
   Phương pháp chính là sử dụng kỹ thuật khối phổ plasma ghép cảm ứng (ICP-MS) sau khi mẫu được phá hủy bằng lò vi sóng với hỗn hợp axit HNO3 và H2O2, đảm bảo độ nhạy và chính xác cao.

3. Hàm lượng KLN trong đậu tương có vượt ngưỡng an toàn không?
   Kết quả phân tích cho thấy hàm lượng As, Cd, Pb đều thấp hơn nhiều so với giới hạn quy chuẩn quốc gia, đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng.

4. Có sự khác biệt về hàm lượng KLN giữa các giống đậu tương không?
   Có sự khác biệt về hàm lượng các nguyên tố vi lượng như Fe và Zn giữa các giống DT12, DT84 và DT99, trong khi hàm lượng các kim loại độc hại As, Cd, Pb không khác biệt đáng kể.

5. Làm thế nào để giảm thiểu tích tụ KLN trong đậu tương?
   Giải pháp bao gồm giám sát đất và nước, áp dụng kỹ thuật canh tác sạch, đào tạo nông dân và xây dựng hệ thống cảnh báo ô nhiễm KLN nhằm giảm thiểu nguy cơ tích tụ kim loại trong cây trồng.

Kết luận

• Đã xác định được hàm lượng 7 kim loại nặng trong 75 mẫu đậu tương tại 6 huyện nông thôn Hà Nội, với kết quả As, Cd, Pb đều dưới ngưỡng an toàn theo QCVN 8-2:2011/BYT.
• Các nguyên tố vi lượng thiết yếu Mn, Fe, Cu, Zn có hàm lượng dao động phù hợp với vai trò sinh học và điều kiện môi trường địa phương.
• Phương pháp phân tích ICP-MS kết hợp phá mẫu bằng lò vi sóng được tối ưu hóa, đảm bảo độ nhạy, độ chính xác và độ lặp lại cao.
• Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc quản lý ô nhiễm KLN trong nông nghiệp và bảo đảm an toàn thực phẩm đậu tương.
• Đề xuất các giải pháp giám sát, canh tác và đào tạo nhằm giảm thiểu tích tụ KLN, góp phần phát triển sản xuất đậu tương sạch, bền vững tại Hà Nội.

Hành động tiếp theo: Khuyến khích các cơ quan chức năng triển khai giám sát định kỳ và áp dụng các giải pháp đề xuất để bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Các nhà nghiên cứu có thể mở rộng nghiên cứu sang các loại cây trồng khác và vùng địa lý khác nhằm nâng cao hiệu quả quản lý ô nhiễm kim loại nặng trong nông nghiệp.