PHẦN I: MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Môi trường ngày nay không phải là vấn đề quan tâm của mỗi quốc gia mà
trở thành vấn đề toàn cầu. Bảo vệ môi trường là một tiêu chuẩn đạo đức, là
điều kiện phát triển của một cá nhân, một cộng đồng, một quốc gia. Đặc biệt
bảo vệ môi trường nước là vấn đề được quan tâm hàng đầu vì chúng rất dễ gây
ra những ảnh hưởng trực tiếp cho con người các quần thể sinh vật đồng thời dễ
lan truyền những tác động xấu ra những vùng lân cận. Nước là một nhân tố
quyết định đến sự sống của các sinh vật trên hành tinh, hiện nay trên thế giới
mức độ sử dụng nước ngày một tăng nhanh, thế giới có khoảng 14000 triệu
km3 nước, nước mặn chiếm 97%, nước ngọt chiếm 3% chỉ có khoảng 10 triệu
km3 nước có thể sử dụng được phần còn lại là nước đóng băng tập trung ở hai
cực [1]. Nhu cầu nước cho các ngành cũng tăng lên khoảng 69% sử dụng trong
nông nghiệp, 23% sử dụng cho công nghiệp, 8% nhu cầu cho đời sống.
Dưới sức ép của sự gia tăng dân số, nhu cầu lương thực thực phẩm đang
tăng lên cả về số lượng và chất lượng cùng với quá trình công nghiệp hóa, hiện
đại hóa thâm canh nông nghiệp và thói quen sử dụng nước tùy tiện không quan
tâm đến chất lượng nước ở các nước chậm phát triển. Gần 20% dân số thế giới
không được sử dụng nước sạch và 50% thiếu nước vệ sinh an toàn.
Việt Nam là một nước đang phát triển có bình quân thu nhập đầu người
tháp, nông nghiệp chiếm một vai trò quan trọng đối với 75% lao động và 80%
dân số sống chủ yếu dựa vào nông nghiệp. Nông nghiệp là ngành sử dụng
nước nhiều nhất chủ yếu là do tưới tiêu. Để đảm bảo an ninh lương thực cho
toàn xã hội việc sử dụng phân bón đặc biệt là phân đạm nhằm tăng năng suất
cây trồng đang ngày một tăng lên. Lượng phân bón hóa học sử dụng ở Việt
Nam mức trung bình 62.7 kg/ha vào năm 1985 và 73.5 kg/ha vào năm 1990
và vẫn còn có chiều hướng gia tăng từ năm 1990 trở lại đây [30]. Đặc biệt, sử
1
dụng phân đạm hóa học bị lạm dụng ở một số vùng trồng rau và thâm canh
lúa nước gây ra dư thừa trong nước mặt và có nguy cơ tích lũy trong nước
ngầm do nông dân sử dụng một lượng lớn và không hợp lý đó là nguồn sản
+
trong nước tưới cho sản xuất nông nghiệp, chúng tôi tiến
hành nghiên cứu đề tài: “Ảnh hưởng của việc sử dụng phân đạm đến khả
năng tích lũy hàm lượng NO
3
-
, NH
4
+
trong nước mặt và nước ngầm tại xã
Đặng Xá - huyện Gia Lâm – thành phố Hà Nội”.
1.2. Mục đích, yêu cầu nghiên cứu
1.2.1. Mục đích
Xác định ảnh hưởng của việc sử dụng phân đạm đến sự tích luỹ hàm
lượng NO
3
-
, NH
4
+
trong nước mặt và nước ngầm tại một số địa điểm ở xã
Đặng Xá, đề xuất hướng sử dụng phân bón hợp lý, hiệu quả nhằm hạn chế
ảnh hưởng tới môi trường nước.
1.2.2. Yêu cầu
- Điều tra, đánh giá mức độ sử dụng phân đạm đối với cây trồng ở một
số hộ sản xuất nông nghiệp của xã Đặng Xá.
- Xác định mối liên quan giữa việc sử dụng phân đạm đến sự thay đổi
hàm lượng NO
3
-
cho nông dân sống ở nông thôn, góp phần xoá đói giảm nghèo, đảm bảo an
ninh lương thực cho xã hội, góp phần ổn định kinh tế xã hội của đất nước.
Bón phân là biện pháp kỹ thuật có ảnh hưởng quyết định đến năng suất, chất
lượng sản phẩm cây trồng, hiệu quả và thu nhập của người sản xuất. Thực tiễn
sản xuất ở nhiều nước trên thế giới cũng như ở nước ta trong những năm qua
đã chứng minh rằng, không có phân bón đặc biệt là phân hoá học thì không
thể đạt năng suất và sản lượng cao. Nếu không có phân hoá học, nông nghiệp
không thể nào trong tăng gấp 4 lần sản lượng trong vòng 50 năm, trở thành
một trong các yếu tố cơ bản để tăng mức sống và trình độ văn minh. Phân bón
hoá học đã chiếm lĩnh chủ yếu trong các loại phân được sử dụng trong sản
xuất nông nghiệp của hầu hết các nước trên thế giới [24].
3
Phân bón ngoài hiệu ứng trực tiếp là tăng năng suất cây trồng, nó còn
có tác động rất lớn đến việc tạo ra nền đất thâm canh mà lâu nay người sử
dụng ít chú ý tới. Tuy nhiên, sử dụng phân hoá học quá mức và không hợp lý
đã dẫn đến những ảnh hưởng xấu đến tính chất đất, phẩm chất nông sản cũng
như môi trường, do đó ảnh hưởng xấu tới sức khoẻ con người và động vật.
Trước thế kỷ XIX nông nghiệp thế giới nói chung và nông nghiệp Việt
Nam nói riêng vốn là nền nông nghiệp hữu cơ. Ở châu Âu trước khi có phân
hoá học, một ha không đủ cung cấp lương thực cho một người, điều này càng
khẳng định vai trò không thể thiếu của phân hoá học trong nền nông nghiệp
hiện nay khi có sự bùng nổ về dân số.
Trong bốn chất dinh dưỡng N, P, K, S cho cây trồng N ( Nitơ ) là chất
dinh dưỡng số một, là nguyên tố tham gia vào tất cả các protein đơn giản và
phức tạp, là thành phần chủ yếu của chất nguyên sinh của tế bào thực vật, N
cũng là thành phần các axit nucleic đóng vai trò hết sức quan trọng trong trao
đổi chất của cơ thể, cây trồng...Khi cung cấp không đủ Nitơ cho cây trồng thì
cây trồng sinh trưởng và phát triển kém, lá vàng có màu lục nhạt, năng suất
mùa màng giảm [17].
Trong các cây lương thực chủ yếu trên thế giới: lúa mỳ, lúa nước và
O
5
, 160 kg K
2
O, 19 kg Ca, 12 kg Mg,
10 kg S [11].
Trong giai đoạn hiện nay nước ta đưa vào sản xuất nhiều giống lúa lai,
lúa cao sản cho năng suất cao như C70, VL24, NN10...những giống lúa này
đòi hỏi yêu cầu phân bón lớn hơn nhiều so với lúa thuần, lúa đặc sản địa
phương. Theo Thomas Dierolf và cộng sự 2001, ở vùng Đông Nam châu Á để
có năng suất 4 tấn hạt/ha cây lúa hút 90 kg N, 13 kg P, 108 kg K, 11 kg Ca,
10 kg Mg, 4 kg S. Các giống lúa địa phương cho năng suất 2 tấn/ha chỉ hút
45 kg N, 7 kg P, 54 kg K, 6 kg Ca, 5 kg Mg, 2 kg S.
Theo Nguyễn Văn Bộ và cộng sự ( 2003 ) trung bình cây lúa lấy đi 222
kg N, 7,1 kg K
2
O
5
, 31,6 kg K
2
O, 3,9 kg CaO, 4 kg MgO, 0,9 kg S và 51,7 kg
Si [31].
Dinh dưỡng đạm với cây lúa là vấn đề quan trọng đặc biệt là đối với
các giống lúa lai. Các nhà nghiên cứu Trung Quốc sau khi nghiên cứu phân
đạm với lúa lai đã đưa ra kết luận: cùng mức năng suất, lúa lai hấp thu lượng
5
đạm và lân thấp hơn lúa thuần, ở mức năng suất 75 tạ/ha lúa lai hấp thu đạm
thấp hơn lúa thuần 4,8%, hấp thu P
2
O
Ngoài ra khi nghiên cứu dinh dưỡng đạm của cây lúa ngắn ngày, các
nhà khoa học trong và ngoài nước cho rằng nhu cầu về đạm của cây lúa có
tính chất liên tục từ đầu sinh trưởng đến lúc chín. Có hai thời kỳ đặc biệt
trong dinh dưỡng đạm của cây lúa thời kỳ đẻ nhánh và làm đòng. Đặc điểm
thời kỳ đẻ nhánh nhất là khi đẻ rộ cây lúa hút đạm nhiều nhất thường lúa hút
6
70% lượng đạm cần thiết trong thời gian đẻ nhánh quyết định 74% năng suất.
Lúa cũng cần nhiều đạm trong thời kỳ phân hoá đòng và phát triển thành bông,
tạo ra các bộ phận sinh sản. Giai đoạn này lúa hút 10 – 15% lượng N là thời kỳ
bón đạm có hiệu suất cao. Phần đạm còn lại được cây hút đến lúc chín [9].
Bảng 2.1: Động thái tích luỹ dinh dưỡng của cây lúa (%)
Dinh
dưỡng
Từ nảy mầm
đến đẻ nhánh
tối đa
Nhánh tối đa
đển phân hoá
đòng
Phân hoá đòng
đến hình thành
bông
Thành
bông đến
chín
Đạm 37 12 31 20
Lân 33 23 34 10
Kali 36 21 20 23
(Nguồn: Ishizuka. Y, 1973 - Nguyễn Xuân Trường, 2000)
Theo nghiên cứu của Nguyễn Vi - Trần Khải (1978): Trong đất phù sa
2
O nguyên chất tương ứng với 36,74 – 43,4 kg KCl (60% K). K là nguyên tố
điều khiển chất lượng tham gia vào các quá trình hình thành hợp chất và vận
chuyển các hợp chất đó, K còn có tác dụng làm cho tế bào cây được củng cố,
tăng tỷ lệ đường, giúp vận chuyển chất dinh dưỡng nhanh chóng về hoa và tạo
hạt [6].
Trên đất phù sa sông Hồng trong thâm canh lúa ngắn ngày, để đạt năng
suất lúa 5 tấn/ ha ở vụ mùa và 6 tấn/ha nhất thiết phải bón K. Để đạt năng suất
7 tấn/ha ở vụ Xuân cần bón 102 – 135 kg K
2
O/ha/vụ (ở mức 193 kg N/ha, 120
kg P
2
O
5
/ha) và năng suất vụ mùa 6 tấn cần bón 88 – 107 kg K
2
O/ha/vụ (ở mức
160 kg N/ha, 88 kg P
2
O
5
/ha/vụ). Hiệu suất phân K có thể đạt 6,2 – 7,2 kg thóc
/kg K
2
O [4].
Vai trò cân đối của đạm và Kali càng lớn khi lượng đạm sử dụng càng
nhiều. K điều chỉnh dinh dưỡng đạm, làm cho cây sử dụng được nhiều đạm và
các chất dinh dưỡng khác nhiều hơn. Nếu không bón K thì hệ số sử dụng đạm
chỉ đạt 15 – 30% trong khi bón K thì hệ số này tăng lên 39 – 49%. Trong vụ
ở Châu Phi, vùng Trung Đông và các nước Mỹ la tinh nhìn trung lượng phân
hóa học sử dụng còn thấp hơn nhiều mức bình quân thế giới.
Bảng 2.2: Tình hình sử dụng phân hóa học của các nước
Quốc gia Lượng phân hoá học bình quân sử
dụng cho 1 ha gieo trồng (kg/ha)
Hà Lan
Hàn Quốc
Nhật Bản
Trung Quốc
Việt Nam
758
467
430
390
80 - 90
( Nguồn: Nông nghiệp và môi trường, Lê Văn Khoa, NXBNN)
Qua bảng trên ta thấy trong khu vực châu Á lượng phân bón sử dụng
9
cho một ha gieo trồng năm 2001 ở Hà Lan lớn nhất 758 kg/ha, Việt Nam chỉ
bằng 30,8% lượng sử dụng ở Trung Quốc và 19,4% lượng sử dụng ở Nhật
Bản. Năng suất lúa của Việt Nam bằng 53,9% của Trung Quốc, 48,1% của
Nhật Bản.
Theo kết quả nghiên cứu của Hiệp hội công nghiệp phân bón thế giới
IFA: nhìn tổng thể xu hướng tiêu thụ phân bón giảm xuống từ đầu những năm
90: năm 1990 đến 1992 giảm 9 triệu tấn, năm 1993 đến 1994 giảm gần 14
triệu tấn. Tuy nhiên, ở các nước đang phát triển xu hướng sử dụng phân bón
vẫn tăng lên. Năm 1993 đến 1994 các nước đang phát triển tiêu thụ phân bón
tăng lên 55%, năm 1998 đến 1999 tăng lên 58%. Vì lẽ đó sản xuất phân đạm
cũng tăng lên ở các nước phát triển, năm 1980 đến năm 1981 tăng 31% đến
năm 1992 – 1993 tăng lên 45% [23].
Hiệp hội phân bón quốc tế IFA cho biết trong giai đoạn 5 năm tới nhu
cầu phân bón thế giới dự kiến sẽ đạt 171,9 triệu tấn trong năm 2010/2011,
tăng 11,6% so với năm 2005/2006, tương ứng mức bình quân 2,2%/năm trong
đó K, phân lân và phân đạm dự kiến tăng lần lượt 3%, 2,6% và 1,8%.
Trong giai đoạn 2006 – 2010 dự báo của IFA về nhu cầu tiêu thụ của
từng loại phân bón:
- Đối với phân ure: nhu cầu tiêu thụ toàn cầu sẽ tăng bình quân 3%/năm
và đạt 143,6 triệu tấn vào năm 2010. Sản lượng toàn cầu dự kiến sẽ tăng 40
triệu tấn vào năm 2010, đạt 180 triệu tấn. Riêng năm 2010 sản lượng phân ure
của thế giới có khả năng tăng thêm 14 triệu tấn, chủ yếu nhờ sự gia tăng sản
lượng của khu vực Tây Á và Trung Quốc.
- Phân đạm và amoniac: năm 2010 sản lượng amoniac toàn cầu có thể
đạt 202 triệu tấn tăng 35 triệu tấn so với 167 triệu tấn năm 2006. sản lượng
amoniac của thế giới dự kiến tăng bình quân 7%/năm trong giai đoạn 2006 –
2009 và có thể tăng thêm 15 triệu tấn năm 2010. khu vực Tây Á có thể chiếm
1/3 mức gia tăng sản lượng trong khoảng thời gian trên.
Theo IFA, nhu cầu tiêu thụ phân đạm của thế giới trong giai đoạn
2006-2010 dự kiến tăng bình quân 1,8%/năm đạt 99,1 triệu tấn vào năm 2010.
nguồn cung ứng phân đạm toàn cầu có thể tăng bình quân 5,4%/năm, trong
khi nhu cầu tiêu thụ chỉ tăng 2,1%.
- Đối với lân: sản lượng phân lân của thế giới sẽ tăng bính quân khoảng
2%/năm từ 177 triệu tấn trong năm 2006 lên 195 triệu tấn năm 2010. Trong đó
Trung Quốc có khả năng chiếm 1/3 mức gia tăng này trong thời gian trên. Ngoài
ra sản lượng phân lân của các nước và khu vực Tây Á, châu Phi, Đông Á và Mỹ
11
la tinh dự kiến sẽ tăng lên khi tình hình sản xuất tại Mỹ không thuận lợi.
- Đối với phân DAP: sản lượng DAP toàn cầu dự kiến tăng thêm 3,3
triệu tấn P
2
O
Mức độ sử dụng phân bón hóa học (N + P
2
O
5
+ K
2
O) trong 17 năm
(1985 – 2001) tăng bình quân 9%/năm và đang có xu hướng mỗi năm tăng
khoảng 10% trong thời gian tới. Từ năm 1985 đến nay sử dụng phân đạm tăng
12
trung bình 7,2%/năm, phân lân tăng 13,9%/năm, phân kali tăng tốc độ cao
nhất 23,9 %/năm. Tổng lượng dinh dưỡng (N + P
2
O
5
+ K
2
O) sử dụng năm
1985/1986 là 385,6 ngàn tấn, năm 1989/1990 là 541,7 ngàn tấn thì năm
1990/2000 là 2234,0 ngàn tấn tăng 5,8 lần so với năm 1985/1986 [16].
Trong 5 năm trở lại đây (2001 – 2005) lượng dinh dưỡng sử dụng cho
trồng trọt đang ngày một gia tăng:
Bảng 2.4: Số lượng phân hóa học được sử dụng qua các năm
Đơn vị: 1000 tấn dinh dưỡng
Năm N P
2
O
5
K
2
733,
2
480,
0
- 1:0,56:0,36
2004/2005 1385,
5
806,
6
516,
0
- 1:0,58:0,37
(Nguồn: Đất và phân bón, Bùi Huy Hiền, 2005[3])
Theo bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn ở nước ta lượng phân
bón sử dụng trong nông nghiệp ngày càng tăng cả về số lượng và chủng loại.
Hàng năm ít nhất có 1.420 loại phân bón khác nhau được đưa ra thị trường.
Trong đó phân đơn, phân NPK khoảng 1.084 loại, phân hữu cơ – khoáng,
phân vi sinh, phân trung – vi lượng và các loại phân khác.
Nhìn chung, mức sản xuất và sử dụng dinh dưỡng cho cây trồng thấp
và không cân đối. Phân đạm ure mới chỉ đáp ứng được 10% so với nhu cầu
sản xuất, phân lân đáp ứng 60 – 70%, phân Kali phải nhập khẩu hoàn toàn
[32]. Hàng năm nhập khẩu khoảng 1,4 triệu tấn ure/năm 200 – 300.000 tấn
13
lân/năm và 150 – 200.000 tấn/năm Kali [18]. Tỷ lệ dinh dưỡng trung bình thế
giới là N : P
2
O
5
: K
2
tích sản xuất nông nghiệp 764.024,56 ha chiếm 8,11%diện tích đất sản xuất
nông nghiệp của cả nước [14]. Diện tích cây lương thực hàng năm 1.576,7
nghìn ha, sản lượng thóc trung bình hàng năm khoảng 5 triệu tấn. Do nằm
trong vùng đất chật người đông, diện tích đất nông nghiệp của Đồng bằng
sông Hồng tính theo đầu người khoảng 560 m
2
vì thế thâm canh tăng vụ cùng
với sử dụng phân hóa học là con đường duy nhất giải quyết vấn đề lương thực
tạo sản phẩm hàng hóa, tăng thu nhập cho người dân [7].
Theo số liệu điều tra 420 hộ giàu, nghèo ở Đồng bằng sông Hồng về sử
dụng phân bón cho thấy hộ giàu bón trung bình 280 kg NPK nguyên chất có
14,9 tấn phân chuồng, hộ trung bình bón 258 kg NPK nguyên chất và 13,8 tấn
phân chuồng, hộ nghèo cũng bón 103 kg NPK nguyên chất và 9,7 tấn phân
chuồng (cho 1 ha gieo trồng) [29].
Ở vùng Đồng bằng sông Hồng với năng suất lúa trung bình mỗi vụ 5
triệu tấn thóc/ha cây trồng sử dụng 100 kg N, 60 kg P
2
O
5
, 200 kg K
2
O, 22 kg
CaO và 9 kg S, tỷ lệ N : P : K = 1 : 0,6 : 2,1. Trên đất phù sa sông Hồng để có
năng suất cao có thể đầu tư 150 – 160 kg N phối hợp 16 tấn phân chuồng 90
kg P
2
O
5
và 60 kg K
2
địa phương . So với cả nước tỷ lệ N : P
2
O
5
: K
2
O = 1 : 0,59 : 0,3 thì tỉnh Nam
Định mức đầu tư cho lúa xuân cao: phân chuồng 10,6 tấn/ha, phân đạm 138,8
kg N/ha, phân lân 74,1 kg P
2
O
5
, phân kali 50,6 kg K
2
O/ha, tỷ lệ bón N : P
2
O
5
:
K
2
O 1 : 0,53 :0,36 ; ở Bắc Giang tỷ lệ này lên tới 1 : 0,52 : 0,95 với lượng N
bón là 93,9 kg N/ha. Mức bón trung bình của các tỉnh khác là 100 kg N/ha, 59
kg P
2
O
5
và 30 kg K
2
O/ha [7].
2
bay vào không khí, một phần bị rửa trôi hoặc ngấm
xuống tầng đất phía dưới. Cơ chế của các quá trình mất đạm trong đất diễn ra
như sau :
2.3.1 Sự mất đạm ở thể hơi NH
3
- Quá trình thủy phân Urê: là quá trình chuyển hóa đạm urê sang dạng
amon nhờ xúc tác của men Ureaza theo phương trình :
CO(NH
2
)
2
+ 2H
2
O + H
+
→ 2 NH
4
+
+ HCO
3
-
(NH
4
)
2
CO
3
+ H
+ pH nước ruộng: theo tính toán của Vlek và Stumpl năm 1978 thì
nồng độ NH
3
trong nước ruộng tăng 10 lần khi pH tăng 7 – 9. Ở pH 9,2 có
50% NH
4
+
trong nước ruộng chuyển hóa thành NH
3
.
+ Nhiệt độ nước ruộng và tốc độ gió ảnh hưởng đến quá trình bay hơi
2.3.2 Sự mất đạm do quá trình Nitrat hóa và phản Nitrat hóa
- Quá trình Nitrat hóa:
Dưới tác dụng của một số loài vi sinh vật đặc biệt, NH
3
được hình
17
thành do quá trình amon hóa hoặc NH
4
+
ở các dạng phân hóa học sẽ tiếp tục
chuyển hóa thành NO
2
-
rồi sau đó thành NO
3
-
.
Quá trình Nitrat hóa chia thành hai giai đoạn:
♦ Nhiệt độ: vi sinh vật chịu tác động của nhiệt độ, quá trình Nitrat hóa
hoạt động ở nhiệt độ tối thích 30 – 35
o
C.
♦ Tốc độ Nitrat hóa còn phụ thuộc vào nồng độ NH
+
4
dễ tiêu trong đất
Tuy nhiên, quá trình Nitrat hóa sẽ làm NO
3
-
dễ bị rửa trôi và làm chua
đất, là nguồn N của vi khuẩn phản Nitrat hóa làm cho đất mất đạm ở dạng N
2
.
- Quá trình phản Nitrat hóa:
NO
3
-
dưới tác dụng của vi sinh vật yếm khí sẽ chuyển hóa thành N
2
:
NO
3
-
→ NO
2
-
→ NO → N
2
có tác động khác nhau tới môi
trường. Sau khi bón phân Urê hoặc các loại phân khác có NH
4
+
ở đất lúa ngập
nước xuất hiện sự lắng đọng NH
3
, NH
+
4
. NO
3
-
tạo ra do quá trình oxy hóa sẽ
tác động tới mực nước ngầm và rửa trôi bề mặt. Theo Bùi Huy Đáp năm 1980
bón vãi phân N trên mặt ruộng lúa đối với đất có thành phần cơ giới nhẹ sau
15 ngày làm mất 50% N, đối với đất thịt nhẹ sau một tháng mất 40% N. Đạm
bị mất ảnh hưởng đến môi sinh nếu chúng bị rửa trôi dạng Nitrat, bị bay hơi ở
dạng NH
3
hoặc bị loại ra ở dạng NO
2
-
. Đạm bị rửa trôi xuống các tầng đất sâu
hơn hòa vào nước ngầm và các tầng đất ngập nước gây ô nhiễm.
Đạm Urê được đất giữ lại bám và di chuyển tự do theo nước và đất.
Đạm Amon tồn tại trong đất đa dạng: NH
4
+
và khí NH
+
trong nước mặt và nước
ngầm.
2.4.1 Độc tính của NO
3
-
và NH
4
+
đối với cơ thể người và động vật
19
Do hệ số sử dụng đạm được xác định trung bình 30 – 40%, lượng còn
lại bị mất và là nguồn ô nhiễm đối với môi trường đất, nước. Lượng đạm cao
tích luỹ trong sản phẩm nông nghiệp sẽ xâm nhập vào cơ thể. Vì chạy theo
năng suất và thói quen sử dụng phân đạm (đặc biệt ở các vành đai rau màu
của các thành phố lớn) nhân dân sử dụng với liều lượng cao làm xuất hiện
trong đất, sản phẩm có chứa nhiều NO
3
-
, NO
2
-
. Các hợp chất này dẫn đến hội
chứng Methaemoglobinaemia (hội chứng trẻ da xanh) hiện tượng rất phổ biến
hiện nay ở các nước đang phát triển. Trong các loại lương thực thực phẩm, nước
uống ... rau được sử dụng hàng ngày đưa vào cơ thể lượng NO
3
-
lớn nhất [28].
Sự tích lũy NO
-
NO
2
-
(NO
3
-
+ 2H
+
2e NO
2
-
+ NAD
+
+ H
2
O
Trong máu, ion NO
2
-
ngăn cản sự kết hợp oxi với hemoglobin ở quá
trình hô hấp, quá trình này được lặp lại nhiều lần. Vì vậy, mỗi phân tử nitrit
có thể biến đổi rất nhiều phân tử hemoglobin thành methaemoglobin.
Methaemoglobin được tạo thành do oxyhemoglobin đã bị Fe
2+
oxy hoá thành
Fe
3+
làm cho phân tử hemoglobin mất khả năng kết hợp với oxy tức là việc
trao đổi khí của hồng cầu không được thực hiện. Cơ chế này dễ dàng xảy ra
hạn hàm lượng NO
3
-
trong nước uống là 50 mg/l. Trẻ em thường xuyên uống
nước có hàm lượng NO
3
-
cao hơn 45 mg/l sẽ bị rối loạn trao đổi chất giảm khả
năng kháng bệnh của cơ thể. Theo một số tác giả nhiễm độc NO
3
-
ít xảy ra với
người lớn [36].
Tính độc của NO
3
-
cũng được các tác giả tính theo liều độc LD50
ngưỡng tối đa, liều gây chết tức thì. Thêm nữa, tính độc lại phụ thuộc vào
lượng NO
2
-
được tạo thành từ NO
3
-
, vì vậy các tác giả đưa ra ngưỡng hàm
lượng rất khác nhau. Theo Jecfa (1974), người nặng 60 kg liều lượng NO
3
-
chấp nhận được là 220 – 440 mg, còn NO
2
2
-
và bệnh lý methaemoglobin với động vật nhai lại cũng
được nhiều tác giả đề cập đến. Năm 1950 ở bang Missouri (Mỹ) nhiều gia súc
bị chết ngạt do bệnh methaemoglobin, do gia súc ăn cỏ có hàm lượng NO
3
-
quá cao. Nhìn chung độc NO
3
-
xảy ra đối với cừu (ovis arils) biểu hiện rối
loạn màu, da, thở nhanh, máu biến đổi thành nâu và có thể xảy ra hiện tượng
xảy thai và sau đó gia súc bị chết [41].
Các nghiên cứu về tồn dư NO
2
-
cho thấy hàm lượng chất này trong
nước uống, trong rau và trong thực phẩm là không nhiều thậm chí ở trong
nước uống là không đáng kể.Tuy nhiên các công trình nghiên cứu thấy phân
đạm tăng tồn dư NO
3
-
trong nông sản khi bón đạm 30 – 180 kg N/ha thì lượng
tồn dư trong cà rốt và củ cải tăng 21,7 lên 40,6 mg/kg và 236 lên 473 mg/kg.
Theo Bùi Quang Xuân (1998) ảnh hưởng của phân bón tới năng suất và hàm
lượng NO
3
-
trong cà chua, hành tây cho thấy: bón phân đạm tăng năng suất
nhưng cũng tăng hàm lượng NO
. Tuy nhiên, cũng theo tư liệu của viện tài
nguyên thế giới, đất trồng trọt chiếm 20,6 %. Như vậy, lượng NO
3
-
tích lũy
trong đất trồng trọt tăng lên gấp 5 lần, nghĩa là 75 kg NO
3
-
/ha. Nếu tính lượng
đất trên 1 ha có phân bố NO
3
-
ngấm sâu 0,5 m thì sau 1 năm sử dụng phân
đạm khoáng hàm lượng NO
3
-
trong đất khoảng 7,5 – 8 ppm. Một số nghiên
cứu xác định được rằng lượng đạm sản sinh ra trên đồng ruộng chỉ khoảng 35
– 55 % có nguồn gốc phân hóa học, phần lớn vẫn nhờ phân hữu cơ. Như vậy,
NO
3
-
tích lũy sẽ lớn hơn rất nhiều giá trị 8 ppm [23].
Mặc dù thực vật rất cần Nitơ nhưng nguyên tố này gần như được hấp
phụ rất ít và rất yếu trong đất nhờ khả năng hấp phụ của phức hệ keo đất và
chúng thường tồn tại trong dung dịch đất dưới dạng Ion NO
3
-
linh động, dễ bị
rửa trôi vào các nguồn nước và thấm sâu vào đất. Chính vì thế mà nhiều nơi
nước ngầm phụ thuộc vào 2 nguyên tố chính là nồng độ NO
3
-
trong dịch đất
và lượng mưa. Mặt khác những kết quả nghiên cứu bằng nguyên tử đánh dấu
cũng khẳng định NH
4
+
trong nước có nguồn gốc chủ yếu từ Nitơ bón vào đất.
Nồng độ NO
3
-
trong nước phụ thuộc chặt chẽ vào hàm lượng Nitrat bón và
chiếm khoảng 0,2 – 1,5%. Tùy theo liều lượng bón và phân bón, hàm lượng
NH
4
+
có thể đạt tới 9,4 mg/l. Sau khi bón thúc hàm lượng NO
3
-
trong nước đã
tăng nhanh trong một số ngày đầu và qua 6 ngày đêm chiếm khoảng 11,5 –
17,4% tổng liều lượng Nitơ bón cho lúa [18]. Tuy nhiên, thực tế cũng cho
thấy dù lượng N được sử dụng rất nhiều trong sản xuất nông nghiệp song quá
trình Nitrat và phản Nitrat là quá trình mất đạm, mất chất dinh dưỡng đối với
cây trồng cũng diễn ra khá mạnh và nếu đứng từ góc độ môi trường thì quá
trình chuyển hoá đạm ở các dạng NO
3
-
, NO
→ 2 N
2
+ 5 CO
2
+7 H
2
O
Quá trình này thực hiện trong môi trường nhờ sự hoạt động của 2 loại
vi sinh vật chủ yếu Nitrosomonas và Nitrit bactri. Quá trình phản Nitrat nhờ
vi sinh vật, quá trình rửa trôi theo các mặt là thấm sâu dưới tầng đất làm
(NO
3
-
) giảm xuống trong 1 năm canh tác. Khi nghiên cứu sự nhiễm do NO
3
-
,
trong canh tác ngô khi không bón phân, có bón urê, bón Floranid và Compost
24
với 2 chế độ tưới là: tưới bình thường theo truyền thống canh tác và tưới tối
ưu có quản lý đã cho kết quả rất khác nhau về nồng độ NO
3
-
trong đất [23].
25
Copyright: Tài liệu đại học ©