1. ĐẶT VẤN ĐỀDo công nghệ sản xuất lạc hậu, cơ sở hạ tầng, trình độ lao động, dân trí còn hạn chế cộng với sự yếu kém trong quản lý môi trường tại các làng nghề nên hoạt động của các làng nghề tái chế kim loại ở đồng bằng sống Hồng đã và đang làm tăng mức phát thải chất ô nhiễm, gây tác động tiêu cực đến môi trường, sức khỏe cộng đồng. Trong thực tế, mức độ xâm nhiễm của kim loại nặng (KLN) vào nước uống và/hoặc nông sản gia tăng theo sự phát triển của hoạt động công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp, từ đó gia tăng nguy cơ phơi nhiễm cho con người qua chế độ ăn uống, tiếp xúc. Đã có nhiều nghiên cứu về sự thâm nhập của KLN vào cơ thể con người thông qua các dạng thúc ăn, nhưng các nghiên cứu về nguy cơ phơi nhiễm KLN từ ngũ cốc, đặc biệt là gạo ăn, còn nhiều hạn chế. Do vậy, cần thiết phải có những đánh giá khoa học về vấn đề này, từ đó có cơ sở đề ra những biện pháp kiểm soát, giảm thiểu các chất thải nguy hại, nâng cao mức độ an toàn của lương thực và tăng cường sức khỏe cộng đồng, đặc biệt đối với Việt Nam nơi có tới 70% khẩu phần ăn hàng ngày được chế biến từ gạo. Nghiên cứu này được tiến hành để đánh giá mức độ tích lũy Pb, As trong gạo được trồng tại 2 trong những làng nghề tái chế kim loại lớn nhất đồng bằng sống Hồng trên cơ sở phương pháp tính toán liều lượng phơi nhiễm.
2. Đối TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIẾN CỨU
2.1. Địa điểm và đối tương nghiên cứu
2.1.1. Địa điểm nghiên cứu
* Vùng làng nghề
-Văn Môn: Xã Văn Môn (Yên Phơng - Bắc Ninh) là nơi có làng nghề tái chế nhôm và kim loại màu lớn nhất miền Bắc, tập trung chủ yếu ở thôn Mẫn Xá. Nghề tái chế kim loại phát triển với quy mô tương đối lớn với 8.000 - 10.000 tấn phế liệu/năm được sử dụng làm nguyên liệu đầu vào, chủ yếu là nhôm (khoảng 70%), chì (khoảng 7%).
- Châu Khê: Phường Châu Khê (Từ Sơn - Bắc Ninh) là địa phương có nghề tái chế sắt thép truyền thống và lớn nhất ở đồng bằng sống Hồng với khả năng cung cấp cho thị trường 200.000 tấn phôi đúc, 150.000 tấn thép cán, 8.000 tấn lưới, dây thép/năm.
* Vùng đối chứng
- Vùng đối chứng cho điểm nghiên cứu Văn Môn: Xã Đông Thọ (cách xã Văn Môn 3-5 km về phía Đông Bắc), nơi có điều kiện đất đai và canh tác tương tự như Văn Môn, được lựa chọn làm điểm nghiên cứu đối chứng.
- Vùng đối chứng cho điểm nghiên cứu Châu Khê: Xã cổ Loa (Đông Anh - Hà Nội), cách xã Châu Khê 6 km về phía Đông Bắc), nơi có điều kiện đất đai và canh tác tương tự như Châu Khê, được lựa chọn làm điểm nghiên cứu đối chứng.
2.1.2. Đối tượng nghiên cứu Cây trồng: Lúa (lấy ngẫu nhiên các giống lúa do dân trồng).
Người dân: đang sống và lao động tại địa phương.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1.Điều tra, phỏng vấn
Nghiên cứu sử dụng phương pháp đánh giá nhanh nông thôn có sự tham gia của người dân (PRA) để thu thập thống tin (về kinh tế hộ, liều lượng, nguồn gốc và cách thức sử dụng thực phẩm, đo các chỉ số y sinh...). 120 hộ dân được phỏng vấn, thu thập thống tin (30 hộ/vùng nghiên cứu).
2.2.2. Phương pháp thu thập và xử lý mẫu: Tổng số có 60 vị trí lấy mẫu được chọn ngẫu nhiên bao gồm 40 điểm thuộc khu vực chịu ảnh hưởng ô nhiễm của 2 làng nghề và 20 điểm thuộc 2 vùng giả định không/ít ô nhiễm làm đối chứng. Các mẫu được chuyển về phòng thí nghiệm và tách riêng hạt bằng đũa tre, được phơi khô không khí và sấy khô trong tủ sấy ở nhiệt độ 70-80°C, tách vỏ trấu bằng chầy và cối sứ thu được mẫu gạo. Các mẫu gạo được bảo quản trong túi nylông (PE) trong điều kiện mát.
2.2.3. Phân tích KLN trong gạo
Mầu gạo được công phá bằng dung dịch HNO3 đặc (65%) vơi tỷ lệ chiết rút 2:15 (2 g gạo: 15 ml HNO3 đặc); dung dịch sau khi công phá được định mức, lọc qua giấy lọc băng xanh và sử dụng để xác định hàm lượng Pb, As trên máy ICP-MS. Tất cả các mẫu gạo đều được phân tích 2 lần lặp lại và kèm với mẫu chuẩn.
2.2.4. Phương pháp tính toán liều lượng phơi nhiễm
Trong đó: AWD: Lượng KLN đưa vào cơ thể hàng tuần (mg/kg trọng lượng cơ thể/tuần) qua gạo; C: Nồng độ KLN trong thức ăn (mg/kg); IR: Lượng thực phẩm trong một ngày (kg/ngày); EF: Tần suất "phơi nhiễm" KLN (ngày/năm); ED: Thời gian phơi nhiễm (năm); BW: Trọng lượng cơ thể (kg); ÁT: Thời gian phơi nhiễm trung bình (ngày) [6, 9].2.2.5. Xử lý số liệu
Chương trình MS-Access, MS-Excel và SfW 5.0 được sử dụng để, tổng hợp, tính toán và xử lý thống kê. Sự khác biệt về giá trị trung bình tính theo phân phối Student với a=0,05 (*P).
2.2.5. Xử lý số liệu
Chương trình MS-Access, MS-Excel và SfW 5.0 được sử dụng để, tổng hợp, tính toán và xử lý thống kê. Sự khác biệt về giá trị trung bình tính theo phân phối Student với a=0,05 (*P).
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Hàm lượng kim loại nặng trong gạo
3.1.1 Hàm lượng Pb trong gạo
Kết quả phân tích hàm lượng Pb trong mẫu gạo tại khu vực 2 làng nghề và 2 vùng đối chứng tương ứng được thể hiện (Hình 1) cho nhận xét:
Hàm lượng Pb trong gạo Văn Môn có trị số trung bình đạt 0,057 mg/kg (dao động từ 0,023 - 0,115 mg/kg), cao gấp 2 lần so với thóc vùng đối chứng (trung bình là 0,029 mg/kg; dao động từ 0,014 - 0,047 mg/kg). Đáng chú ý là: tất cả 100% mẫu vùng đối chứng có hàm lượng Pb < 0,05 mg/kg trong khi có tới 60% số mẫu gạo trồng tại Văn Môn có hàm lượng Pb > 0,5 mg/kg (Hình 1). Tương tự như đối với điểm Văn Môn, xu hướng tích lũy Pb trong gạo Châu Khê là rất rõ. Hàm lượng Pb trong gạo Châu Khê cao hơn có ý nghĩa thống kê so với vùng đối chứng về cả khoảng dao động và trị số trung bình: gạo Châu Khê có hàm lượng Pb trung bình 0,038 mg/kg (dao động từ 0,003 - 0,089 mg/kg) trong khi lượng Pb trung bình trong gạo vùng đối chứng chỉ đạt 0,015 mg/kg (dao động từ 0,006 - 0,027 mg/kg). Có 45% số mau gạo Châu Khê có hàm lượng Pb lớn hơn 0,3 mg/kg trong khi 100% số mẫu đối chứng đều < 0,03 mg/kg.
Tuy nhiên, tất cả mẫu gạo của các điểm nghiên cứu đều có hàm lượng Pb rất thấp và nằm trong ngưỡng an toàn theo tiêu chuẩn về hàm lượng Pb trong gạo ăn của FAO/WHO (< 0,1 mg/kg) và EC (<0,2 mg/kg) và Bộ Y tế Việt Nam (<0,2 mg/kg) [2].3.1.2 Hàm lượng As trong gạo
Kết quả phân tích hàm lượng As trong mẫu gạo tại khu vực 2 làng nghề và vùng đối chứng được thể hiện ở (Hình 2).
Kết quả phân tích cho thấy: hàm lượng As trong gạo làng nghề Văn Môn cao hơn có ý nghĩa thống kê vùng đối chứng (trung bình đạt 0,15 mg/kg so với 0,12 mg/kg ở vùng đối chứng). So sánh với quy định về hàm lượng As tối đa trong gạo của Bộ Y tế, 100% số mẫu gạo của điểm Văn Môn được coi là an toàn. Tuy nhiên so với tiêu chuẩn về gạo sạch của Nhật Bản, có 30% số mẫu gạo của Văn Môn đã vượt ngưỡng (<0,2 mg/kg). Hàm lượng As trong thóc làng nghề Châu Khê có trị số trung bình đạt 0,18 mg/kg, cao hơn có ý nghĩa thống kê so với thóc vùng đối chứng (trung bình là 0,14 mg/kg). Các giá trị lớn nhất đều quan sát được trong các mẫu ở Châu Khê và thể hiện xu hướng tích lũy As trong gạo so với vùng đối chứng. So sánh với TC gạo sạch Nhật Bản, có 40% số mẫu gạo của làng nghề Châu Khê đã vượt ngưỡng giói hạn (<0,2 mg/kg) trong khi 100% mẫu vùng đối chứng đều trong ngưỡng cho phép. Tuy nhiên, so sánh với quy định về hàm lượng As tối đa trong gạo của Bộ Y tế (1,0 mg/kg), 100% số mẫu gạo của làng nghề Châu Khê và vùng đối chứng trong ngưỡng an toàn.
3.2. Lượng gạo tiêu thụ và thể trọng của người dân
3.2.1. Lượng gạo tiêu thụ của người dânKết quả điều tra được thống kê cho thấy, có sự khác biệt không quá lớn về lượng gạo sử dụng của nguôi dân ở 2 khu vực (ô nhiễm và đối chứng) của cả hai điểm nghiên cứu. Lượng gạo sử dụng trung bình dao động từ 418 - 440 g/người/ngày. Tuy nhiên, lượng gạo ăn/ngày tại các vùng ô nhiễm đều cao hơn có ý nghĩa so với vùng đối chứng tương ứng. Sự khác biệt về lượng gạo ăn của vùng ô nhiễm so với đối chứng có thể xuất phát từ chính đặc trưng nghề nghiệp ở các làng nghề tái chế (lao động nặng nhọc) tốn nhiều sức lực nên nhu cầu bổ sung năng lượng cho cơ thể cũng lớn hơn.
Tuy vậy, số liệu điều tra về lượng gạo tiêu thụ tại hai điểm nghiên cứu khá tương tự với số liệu thống kê của Viện Dinh dưỡng công bố (được Bộ Y tế phê duyệt kèm theo Quyết định số 2824/QĐ-B YT), theo đó lượng gạo bình quân 1 người/ngày khu vực thành thị là 350 gram, khu vực nông thôn 420 - 450 gram.
3.2.2. Thể trọng của người dân
Số liệu về điều tra về trọng lượng cơ thể của người dân của hai vùng thể hiện là khá tương đồng (trọng lượng trung bình là 45 kg đối với vùng đối chứng và 44,7 kg đối với vùng ô nhiễm). So sánh về cân nặng theo giới tính giữa 2 khu vực nghiên cứu cũng không thấy sự khác biệt có ý nghĩa thống kê. Trọng lượng trung bình của nam và nữ ở khu vực làng nghề lần lượt là 47,9 kg và 41,5kg, khu vực đối chứng là 48 kg và 42,9 kg.
3.3. Liều lượng phơi nhiễm của Pb, As từ gạo đối với người dân
3.4.1. Liều lượng Pb đưa vào cơ thể qua gạo ăn
Theo số liệu AWDPb cho nhận xét: mặc dù lượng gạo đưa sử dụng ở hai vùng không có sự khác biệt nhiều nhưng AWDPb ở vùng làng nghề vẫn cao hơn vùng đối chứng, đặc biệt là ở điểm Văn Môn, cụ thể là: AWDPb ở làng nghề Văn Môn (trung bình là 3,09 mg/kg/tuần) cao gấp 2 lần so với AWDPb ở vùng đối chứng (trung bình đạt 1,54 mg/kg/ tuần). Điều này có nghĩa là: người dân Văn Môn phải chịu nguy cơ ảnh hưởng của Pb trong gạo đối với sức khỏe cao hơn gần 2 lần so với dân vùng đối chứng tại xã Đông Thọ. Đối với AWDPb ở 2 vùng nghiên cứu của điểm Châu Khê thì sự khác biệt không quá lớn nhưng vẫn có ý nghĩa về thống kê (0,86 mg/kg/tuần ở vùng đối chứng và 1,74 mg/kg/ tuần ở vùng làng nghề). Tuy nhiên, so sánh với liều lượng tối đa được phép đưa vào cơ thể (PTWIPb) do JECFA/WHO đưa ra (<25 µg/kg/tuần), thì AWDPb ở tất cả các điểm vẫn trong ngưỡng an toàn về cả trị số trung bình lẫn khoảng dao động.
3.4.2. Liều lượng As đưa vào cơ thể qua gạo ăn
Theo kết quả tính toán AWDAs đưa vào cơ thể từ gạo: Toàn bộ giá trị AWDAs trung bình của cả 2 làng nghề và vùng đối chứng tương ứng thấp hơn 1,5-2 lần so với ngưỡng chuẩn PTWIAs của JECFA/WHO (<15 µg/kg/tuần). Tuy nhiên, có thể thấy AWDAs trong 2 làng nghề (của làng nghề Văn Môn là 8,7 µg/kg/ngày và làng nghề Châu Khê là 10,1 mg/kg/ tuần) cao hơn có ý nghĩa so với vùng đối chứng tương ứng (của làng nghề Văn Môn là 6,7 µg/kg/tuần và làng nghề Châu Khê là 6,6 µg/kg/tuần). Như vậy, tuy chưa gây ra ảnh hưởng xấu nhưng người dân 2 làng nghề tái chế phải chịu sự phơi nhiễm As qua gạo ăn cao hơn so với 2 vùng đối chứng.
4. KẾT LUẬN
Hàm lượng Pb, Ạs trung bình trong các mẫu gạo trồng tại 2 làng nghề đều cao hơn có ý nghĩa so với 2 vùng đối chứng tương ứng, thể hiện nguy cơ tích lũy kim loại Tuy nhiên, tất cả mẫu gạo của cả các khu vực nghiên cứu đều có hàm lượng Pb, As nằm trong ngưỡng an toàn theo quy định về hàm lượng Pb, As tối đa trong gạo của Bộ Y tế, hay tiêu chuẩn của EC WHO.
Lượng Pb, As đưa vào cơ thể của người dân (AWDpb và AWDAs) sống ở 2 làng nghề Văn Môn và Châu Khê cao hơn gần 1,5 - 2 lần so với trung bình AWDpb và AWDas của vùng đối chứng tương ứng, nhưng vẫn trong ngưỡng an toàn so với Liều lượng tối đa được phép đưa vào cơ thể (PTWIpb, PTWIas) theo khuyến nghị của JECFA/WHO.
TÀI LIỆU THAM KHÁO
1.Bộ Y tế, 2007. Quyết định số 2824/2007/QĐ-BYTngày 30/07/2007 của Bộ trưởng Bộ Y Tế. Nhu cầu dinh dưỡng khuyến nghị cho người Việt Nam.
2. Bộ Y tế, 2007. Quyết định số 46/2007/QĐ-BYT ngày 19/12/2007 của Bộ trưởng Bộ Y Tế. Quy định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học và hóa học trong thực phàm.
3. EC, 2001. EC Directỉve No 46672001: Highest permissible concentrations ofdifferent substances in food stuff. 2001 R0466 - sv - 01.04.2005 - 011.001 -1 (Manh 8, 2001).
4. FAO/WHO, 2006. Joint FAO/WHO Food Standards Programme, Codex Alimentarius Commission, 29th Session, Geneva 3-7 July 2006, Report. ALINORM 06/29/41.
5. Nguyễn Mạnh Khải, Ngô Đức Minh, Nguyễn Công Vinh, Rupert Lloyd Hough, Ingrid #born, 2010. Nghiên cứu chỉ số liều lượng rủi ro của asen (As) từ gạo tại làng nghề tái chế nhôm tại đồng bằng sống Hồng, Việt Nam. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, 26, 95-103.
6. McLaughlin, M.J., Parker, D.R., Clarke, J.M., 1999. Metals and mỉcronutrients - food saỷety issues. Field Crops Res., 60, 143-163.
7. Minh, N.D., Vinh, N.c, Nyberg, Y.,#born, /., 2007. Field trip and household survey report - 2007. SLU Proịect 43006-14411001, SAREC REF SWE-2005-317.
8. US-EPA (United States Environmental Protection Agency), 1989. Risk assessment guidance for superỷund. Human Health Eval-uation Manual (PartA). Interim Final, voi. I. Washington (DC): United States Environmental Protection Agencỵ: EPA/540/1-89/002.
Lead and arsenic exposure risks oi people in metal recycling villages
Ngô Đúc Minh - Nguyễn Công Vinh1 Nguyễn Mạnh Khảf- Rupert Lloyd Hougt? -Ingrid Oborn4 Phạm Quang Hà - Lê Thị Thủy5
The study was conducted in aluminum recycling village of Van Mon (Yên Phơng), iron recycling village of Chau Khe (Tu Son) in Bác Ninh province. Rice samples were taken in the two villages and two other controlled villages. Average lead and ar-senic concentrations in the two recycling villages are statically significant higher than the controlled villages. Specially, average weekly intakes of lead and arsenic from rice in the recycling villages are found to be 1.5-2 times higher than the controlled villages. However, these concentrations are lower than stanđards by Ministry of Health and World Health Organisation.
(1)Institute of Agrichemical and Soil Structure - Viet Nam Agricultural Science Academy
(2)Natural Science College- Ha Nơi National University
(3)James Hutton Research Institute- UK
(4)Swedish Agriculture Science University
(5)Agriculture Environment Institute - Viet Nam Agricultural Science Academy
Ngô Minh Đức, Nguyễn Công Vinh (1)
Nguyễn Mạnh Khải (2), Rupert Lloyd Hough (3)
Ingrid Oborn (4), Phạm Quang Hà (5), Lê Thị Thủy (5)
1. Viện Thổ nhưỡng Nông hóa (SFRI) – Viện KH nông nghiệp Việt Nam (VAAS).
2. Trường Đại học Khoa học Tự nhiên (HUS) – Đại học Quốc gia Hà Nội (VNU).
3. Viện nghiên cứu James Hutton, Vương quốc Anh
4. Trường Đại học Khoa học nông nghiệp Thụy Điển (SLU)
5. Viện Môi trường nông nghiệp (IEA) – Viện KH nông nghiệp Việt Nam (VAAS)