Đánh giá rủi ro của một số loại rau đã chọn trồng trong đất bổ sung bị ô nhiễm kim loại

Raikamal Pal1, Rita Kundu1
1Department of Botany, Centre of Advanced Study, University of Calcutta, Kolkata, India

Tóm tắt

Việc áp dụng chất thải rắn đô thị và bùn thải vệ sinh để bổ sung cho đất là một thực tiễn nông nghiệp lâu đời do chứa nhiều hợp chất hữu cơ. Các chất bổ sung cho đất này cũng chứa một lượng kim loại nặng không cần thiết đáng kể, gây ra mối đe dọa cho năng suất cây trồng và sức khỏe con người. Nghiên cứu hiện tại nhằm so sánh tính độc hại đối với thực vật của các kim loại nặng và khả năng độc hại có thể xảy ra từ chế độ ăn uống của một số loại rau đã chọn trồng trong đất được bổ sung bằng chất thải rắn đô thị và bùn thải vệ sinh. Để đánh giá tính độc hại của các chất bổ sung, cây trồng được phát triển trong ba bộ khác nhau: (1) Môi trường dinh dưỡng Hoagland [như nhóm đối chứng], (2) chất thải rắn đô thị và (3) hỗn hợp đất bùn thải vệ sinh. Để nghiên cứu các chỉ số độc hại đối với thực vật, các sắc tố quang hợp, proline, hàm lượng protein và hoạt động của enzyme chống oxy hóa đã được đo lường, và hàm lượng kim loại của các loại rau cũng đã được đo để ước lượng khả năng độc hại có thể có trong chế độ ăn uống. Qua nghiên cứu, chỉ ra rằng rau trồng trong đất bổ sung cho thấy hàm lượng chlorophyll và protein giảm, trong khi carotenoid, proline và enzyme chống oxy hóa lại cho thấy hoạt động tăng cao. Trong cả hai loại đất bổ sung, cadmium đã có mặt vượt mức cho phép, lượng chì ở mức rìa, còn riêng crom là dưới mức cho phép. Được ghi nhận rằng hai loại rau lá là Lagenaria sp. và Cucurbita sp. tích lũy nhiều chì ở phần trên mặt đất, Lagenaria trồng trong đất bổ sung bùn thải vệ sinh cũng tích lũy một lượng cadmium đáng kể ở phần trên mặt đất. Phần ăn được của Raphanus và hạt ngô cũng tích lũy một lượng cadmium đáng kể, vượt qua mức giới hạn cho phép hàng ngày.

Từ khóa

#chất thải rắn đô thị #bùn thải vệ sinh #kim loại nặng #độc tính đối với thực vật #thực phẩm an toàn #Lagenaria #Cucurbita #Raphanus #cadmium #chì #crom

Tài liệu tham khảo

Dulac N (2001) The organic waste flow in integrated sustainable waste management. Tools for Decision-makers Experiences from the Urban Waste Expertise Programme (1995–2001). In: Scheinberg A (ed) Waste Advisors on urban environment and development, Niewhaven 201,2801CW Gouda, The Netherlands Das S, Bhattacharya BK (2013) Municipal solid waste characteristics and management in Kolkata, India. Int J Emerg Technol Adv Eng 3(2):147–152 Alloway BJ, Jackson AP (1991) The behaviour of heavy metals in sewage sludge-amended soil. Sci Total Environ 100:151–176 Ma OY, Traina SJ, Logan TJ (1994) Effect of aqueous Al, Cd, Fe(II), Ni and Zn on Pb immobilization by hydroxyapatite. Environ Sci Technol 28(7):1219–1228 Eslami A, Kaniki GRJ, Nurani M, Mehrasbi M, Peyda M, Azimi R (2007) Heavy metal in edible green vegetable grown along the sites of the Zanja road river in Zanjan, Iran. J Biol Sci 7(6):943–948 Bahemuka TE, Mubofu EB (1991) Heavy metals in edible green vegetables grown along the sites of the Sinza and Msimbazi river in Dar es salaam, Tanzania. Food Chem 66:63–66 Mohamed HH, Ali Khairia M, Al-Qahtani (2012) Assessment of some heavy metals in vegetables, cereals and fruits in Saudi Arabian markets. Egypt J Aquat Res 38(1):31–37 Turkdogan MK, Kilicel F, Kara K, Tuncer I, Uygan I (2003) Heavy metal in soil vegetable and fruits in the endemic upper gastrointestinal cancer region of Turkey. Environ Toxicol Pharmacol 13(3):175–179 Damek-Poprawa M, Sawicka-Kapusta K (2003) Damage to liver, kidney and testis with reference to burden of heavy metals in yellow-necked mice from areas around steel works and zinc smelters in Poland. Toxicology 186(1–2):1–10 Arora M, Kiran B, Rani S, Rani A, Kaur B, Mittal N (2008) Heavy metal accumulation in vegetables irrigated with water from different sources. Food Chem 111:811–815 WHO (1992) DEFRA (Dept. Of Environ. Food & Rural affairs) & Environmental Agency. Contaminated lead exposure assessment model CCLEA): Technical Basis and algorithms. Bristol UK 2002 Jarup L (2003) Hazards of heavy metal contaminations. Br Med Bull 68:167–182 Methane to Markets. Assessment report on Dhapa disposal site, Kolkata, India (2010) http//www.Globalmethane.org/data/1128_dhapa.assessment.report.4-27-10.pdf Accessed 26 Dec 2013 APHA (1992) Standard methods for the examination of water and wastewater, 14th edn. APHA-AWWA-WPCF, Washington D.C 1020 Arnon DI (1949) Copper enzyme in isolated chloroplasts: polyphenol oxidase in Beta vulgaris. Plant Physiol 24(1):1–15 Daevis BH (1976) Carotenoids. In: Goodwin TW (ed) Chemistry and biochemistry of plant pigments, vol 2. Academic Press Inc, London, pp 38–165 Lowry OH, Rosenbrough NJ, Farr AL, Randall RJ (1951) Protein measurement with Folin-phenol reagent. J Biol Chem 193:265–275 Bates LS, Waldern RP, Teare JD (1973) Rapid determination of proline for water stress studies. Plant Soil 39:205–207 Beuchamp C, Fridovich I (1971) Superoxide dismutase, improved assays and an assay applicable to acrylamide gels. Anal Biochem 44(1):276–287 Chat field JM, Dalton DA (1993) Ascorbate peroxide from soybean root nodules. Plant Physiol 103:661–662 Wen-Chi H, Liang HJ, Wang CC, Liu DZ (2004) Detection of glutathione reductase after electrophoresis on native or sodium dodecyl sulphate polyacrylamide gels. Electrophoresis 25:2926–2931 Rattan RK, Dutta SP, Chhonkar PK, Suribabu K, Singh AK (2005) Long term impact of irrigation with sewage effluents on heavy metal contents in soil, crops and ground water—a case study. Agric Ecosyst Environ 109:310–322 Wang X, Sato T, Xing B, Tao S (2005) Health risks of heavy metal to the general public in Tianjin, China via consumption of vegetable and fish. Sci Total Environ 350:28–37 Asada K (1992) Ascorbate peroxidise—a hydrogen peroxide scavenging enz. in plants. Physiol Plant 85:235–241 Codex Alimentarius Commission (2011) Joint WHO/FAO food standard programme. Codex Committee on contaminants in foods. Fifth Session. The Hague. The Netherlands, 21–25 March, 2011. ftp://ftp.fao.org/codex/meetings/CCCF/cccf5/cf05_INF.pdf Alloway BJ (1995) Soil processes and the behaviour of metals. In: Alloway BJ (ed) Heavy metals in soils, 2nd edn. Blackie Academic and Professional, London McBride M, Sauve S, Hendershot W (1997) Solubility control of Cu, Zn, Cd and Pb in contaminated soils. Eur J Soil Sci 48:337–346 Kabata-Pendias A, Pendias H (2001) Trace elements in soils and plants, 3rd edn. CRC Press, Boca Raton European Union (2002) Heavy metals in wastes, European Commission on Environment, http://eu.europa.eu/environment/waste/studies/pdf/heavymetalsreport.pdf Cui S, Zhou Q, Chao L (2007) Potential hyperaccumulation of Pb, Zn, Cu and Cd in endurant plant distributed in an old smeltery, northeast China. Environ Geol 51:1043–1048 Baker AJM, Brooks RR (1989) Terrestrial higher plants which hyperaccumulate metallic elements-a review of their distribution, ecology and phytochemistry. Biorecovery 1:81–126 Topcouglu B, Önal MK (2007) Heavy metal accumulation in the eggplant (Solanum melongena) grown in MSW compost applied soil utilization of diversity in land use systems. Sustainable and organic approaches to meet human needs Tropentag 2007, October 9–11, Witzenhausen, Germany, 2007 Nayek S, Gupta S, Saha R (2010) Effects of metal stress on biochemical response of some aquatic macrophytes growing along an industrial waste discharge channel. J Plant Interact 5(2):91–99 Ahmad P, Sharma S, Srivastava PS (2007) In vitro selection of NaHCO3 tolerant cultivars of Morus alba (Local & Sujanpuri) in response to morphological & biochemical parameters. Hortic Sci (Prague) 34:114–122 Hou W, Chen X, Song G, Wang Q, Chang CC (2007) Effects of copper and cadmium on heavy metal polluted waterbody restoration by duckweed (Lemna minor). Plant Physiol Biochem 45:62–69 Koca H, Bor M, Ozdemir F, Turkan I (2007) The effect of salt stress on lipid peroxidation, antioxidative enzymes and proline content of sesame cultivars. Environ Exp Bot 60:344–351 Matysik J, Alia BB, Mohanty P (2002) Molecular mechanisms of quenching of reactive oxygen species by proline under stress in plants. Curr Sci 82:525–532 Hamid N, Buchari N, Jawaid F (2010) Physiological responses of Phaseolus vulgaris to different lead concentration. Pak J Bot 42(1):239–246 Singh S, Sinha S (2005) Accumulation of metal and its effects in Brassica juncea L. Czern. (var. Rohini) grown on various amendments of tannery wastes. Ecotoxicol Environ Saf 62:118–127 Hassan MJ, Wang Z, Zhang G (2005) Sulfur alleviates growth inhibition and oxidative stress caused by cadmium toxicity in rice. J Plant Nutr 28:1785–1800 Somshekaraiah BV, Padmaja K, Prassad ARK (1992) Phytotoxicity of cadmium ions on germinating seedlings of mung bean (Phaseolus vulgaris): involvement of lipid peroxides in chlorophyll degradation. Physiol Plant 85:85–89 Vitoria AP, Lea PJ, Azevedo RA (2001) Antioxidant enzymes responses to cadmium in radish tissues. Phytochemistry 57:710–715 Awasthi SK (2000) Prevention of food adulteration Act No. 37 of, 1954. Central and State Rules as Amended for 1999. Ashoka Law House, New Delhi