Transfer of elements from paddy soils into different parts of rice plants (Oryza sativa L.) and the resulting health risks for the Vietnamese population

Sự vận chuyển các nguyên tố từ đất vào các phần của cây lúa (Oryza sativa L.) và đánh giá các rủi ro sức khỏe đối với người dân Việt Nam

Abstract

The uptake of elements from paddy soils into shoot, husk, and unpolished grain of rice plants was investigated in Mekong, Huong, and Red River areas in Vietnam. The transferability of most studied soil elements into plant parts decreases in the order: shoot > husk > grain. Exceptions are Mg, S, Cd, Cu, Zn, and Mo, whose transfer drops in the order: shoot > grain > husk, the transfer of P falls in the order grain > shoot > husk. The translocation of the most health relevant elements into the different plant parts is affected by soil parameters like pH, organic matter, Fe- and Mn-phases, and clay minerals. Health risk assessment approaches for the average daily rice consumption are performed for non- cancer risk (Hazard Index - HI) including the elements As, Cd, Pb, Co, Cu, Mn, Mo, and Ni as well as for cancer risk for the elements As and Pb (Incremental Lifetime Cancer Risk - ∑ILCR). All rice studied grain samples exceed the safe HI-index of below 1. 81% of the grain samples were within the level of concern ranging between 1.4 < HI < 5, 18% varied between 5 < HI < 8.4, although their corresponding soils showed only a little pollution. Cd, As, Mn, and Pb were the most important elements causing non-cancer risks for rice-consuming people. The cancer-risk values ∑ILCR were mean 2.2 x 10^-3 and are considerably higher than the safe threshold of 10^-4 to 10^-6. Arsenic is the dominant factor for cancer risk. Rice-eating people living in Red River and Huong River areas face mainly health risks of exposure to As and Cd in the Mekong River area in addition to Pb.

Sự di chuyển của các nguyên tố từ đất vào các bộ phận khác nhau của cây lúa được tiến hành nghiên cứu tại cùng đồng bằng sông Mekông và sông Hồng, và tại sông Hương, và sông Hồng ở Việt Nam. Sự vận chuyển của hầu hết các nguyên tố đi vào cây lúa có xu hướng giảm dần theo thứ tự: thân > vỏ trấu > hạt. Ngoại trừ sự vận chuyển của các nguyên tố Mg, S, Cd, Cu, Zn, và Mo giảm dần theo thứ tự: thân > hạt > vỏ trấu; và nguyên tố P giảm dần từ: hạt > thân > vỏ trấu. Sự vận chuyển các nguyên tố vào các bộ phận của cây bị ảnh hưởng bởi các điều kiện của đất như pH, hàm lượng chất hữu cơ, dạng Fe và Mn, và các khoáng sét. Đánh giá các rủi ro sức khỏe của người dân khi tiêu thụ gạo hàng ngày được thể hiện thông qua các chỉ số rủi ro không ung thư (HI) của các nguyên tố As, Cd, Pb, Co, Cu, Mn, Mo, và Ni; cùng với chỉ số rủi ro ung thư của As và Pb (∑ILCR). Tất cảcácmẫugạođượcphântíchvượtquáchỉsốantoàn HI<1.81%củacácmẫucóchỉsốHInằmtrongkhoảng1.4<HI< 5 và 18% các mẫu trong 5 < HI < 8.4, mặc dù các mẫu đất tương ứng được kiểm tra đều khônghoặc rất ít thể hiện sự ô nhiễm. Các nguyên tố Cd, As, Mn, và Pb là những tác nhân quan trọng nhất gây ra các rủi ro không ung thư cho những người tiêu thụ gạo. Rủi ro ung thư ∑ILCR có giá trị trung bình 2.2 x 10^-3 và cao hơn đáng kể so với ngưỡng an toàn 10^-4 - 10^-6, trong đó As là một tác nhân gây ung thư nổi bật. Những người sống ở khu vực sông Hồng và sông Hương đang đối mặt với sự phơi nhiễm As và Cd; trong khi đó người dân ở khu vực sông Mekông bị phơi nhiễm thêm Pb từ gạo.