Đề tài kim loại nặng

Đề tài kim loại nặng

ĐẶT VẤN ĐỀ Quá trình phát triển công nghiệp, nông nghiệp và dịch vụ như y tế, du lịch, thương mại… ở nước ta đã làm cho môi trường bị ô nhiễm nghiêm trọng, đặc biệt sự hiện diện của kim loại nặng trong môi trường đất, nước đã và đang là vấn đề môi trường được cộng đồng quan tâm. Vùng cửa sông, cửa biển, ven biển thường là nơi tích tụ các chất ô nhiễm có nguồn gốc từ n ội địa. Trong môi trường thủy sinh, trầm tích có vai trò quan trọng trong sự hấp thụ các kim loại nặng bởi sự lắng đọng của các hạt lơ lửng và các quá trình có liên quan đến bề mặt các vật chất vô cơ và hữu cơ trong trầm tích. Sự tích tụ kim loại nặng sẽ ảnh hưởng đến đời sống của các sinh vật thủy sinh, gây ảnh hưởng đến sức khỏe của con người thông qua chu ỗi thức ăn; ví dụ nhiều loài động vật không xương sống sử dụng trầm tích như nguồn thức ăn, vì thế cơ thể chúng là nơi lưu giữ và tích tụ kim loại nặng. Sự tích tụ kim loại nặng trong sinh vật có thể đe dọa sức khỏe của nhiều loài sinh vật đặc biệt cá, chim và con người (Wright & Mason, 1999). Do vậy, xác định hàm lượng kim loại nặng trong môi trường là rất c ần thiết do bởi tính độc, tính bền vững và sự tích tụ sinh học của chúng (UNEP/FAO/WHO, 1996 trích trong Carles et al., 2000). Trong những năm gần đây, kim loại nặng đã được nghiên cứu nhiều trong trầm tích cửa sông, vùng ven biển, và rừng ngập mặn tại một số quốc gia trên thế giới (Bryan et al., 1992; Tam et al., 1995; Zheng & Lin, 1996; Zheng et al., 1997; Saifullah et al., 2004; Defew et al., 2005; Balachandran et al., 2005; Rashida et al., 2005; Sabine et al., 2006). Ở Việt Nam nghiên cứu về kim loại nặng t ập trung ở vùng đô thị và vùng đất phèn (Phuong et al., 1998; Hoa et al., 2004), tuy nhiên nghiên cứu kim loại nặng trong đất vùng ven biển vẫn chưa được quan tâm nhiều. Vùng ven biển ĐBSCL đặc biệt bán đảo Cà Mau là nơi thích hợp cho các cây ngập mặn. Rừng ngập mặn không chỉ có giá trị về kinh tế, văn hóa, xã hội, mà còn có giá trị về sinh thái (Field, 1996 trích trong Tong et al., 2004). Rừng ngập mặn cung cấp thức ăn, nơi ở cho nhiều loài động vậ t biển như chim, côn trùng, cá,…và cũng là nơi duy trì chuỗi thức ăn phức tạp (Lin, 1988 trích trong Zheng et al., 1997). Tuy nhiên, trầm tích rừng ngập mặn rất giàu sulphide và vật chất hữu cơ, đây chính là nơi lắng đọng và lưu giữ các chất ô nhiễm có nguồn gốc từ đất liền, nhất là kim loại nặng (Zheng et al . , 1997; Tam & Wong, 2000 trích trong Defew et al., 2005). Trên cơ sở các vấn đề vừa mới đề cập, đề tài “Hàm lượng kim loại nặng As, Cd, Hg trong đất vùng ven biển huyện Ngọc Hiển, tỉnh Cà Mau” được thực hiện với mục tiêu tổng quát là xác định hàm lượng kim loại nặng As, Cd, Hg trong trầm tích, đất và nước tại huyện Ngọc Hiển tỉnh Cà Mau. Do vậy mục tiêu cụ thể của đề tài: - Đánh giá nguy cơ ô nhiễm c ủa KLN trong trầm tích, đất và trong nước dựa vào tiêu chuẩn Việt Nam và của một số nghiên cứu trên thế giới. 1 - Đánh giá sự khác biệt về hàm lượng kim loại nặng trong vùng nghiên cứu theo không gian và thời gian thu mẫu. - Khảo sát sự tương quan giữa hàm lượng As, Cd, Hg trong đất với pH đất, EC và chất hữu cơ, cũng như mối tương quan giữa các kim loại với nhau. 2 CHƯƠNG 1: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 1.1 TỔNG QUAN VỀ KIM LOẠI NẶNG 1.1.1 Định nghĩa và nguồn phát sinh kim loại nặng Kim loại nặng là những kim loại có tỷ trọng lớn hơn 5g/cm 3 và thông thường chỉ những kim loại hoặc các á kim liên quan đến sự ô nhiễm và độc hại. Tuy nhiên chúng cũng bao gồm những nguyên tố kim loại cần thiết cho một số sinh vật ở nồng độ thấp (Adriano, 2001). Kim loại nặng được được chia làm 3 loại: các kim loại độc (Hg, Cr, Pb, Zn, Cu, Ni, Cd, As, Co, Sn,…), những kim loại quý (Pd, Pt, Au, Ag, Ru,…), các kim loại phóng xạ (U, Th, Ra, Am,…). Tỷ trọng của những kim loại này thông thường lớn hơn 5g/cm 3 (Bishop, 2002). Kim loại nặng hiện diện trong tự nhiên đều có trong đất và nước, hàm lượng của chúng thường tăng cao do tác động của con người. Các kim loại nặng do tác động của con người là nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng chủ yếu khi chúng đi vào môi trường đất và nước. Các kim loại do hoạt động của con người như As, Cd, Cu, Ni và Zn thải ra ước tính là nhiều hơn so với nguồn kim loại có trong tự nhiên, đặc biệt đối v ới chì 17 lần (Kabata-Pendias & Adriano, 1995). Nguồn kim loại nặng đi vào đất và nước do tác động của con người bằng các con đường chủ yếu như bón phân, bã bùn cống và thuốc bảo vệ thực vật và các con đường phụ như khai khoáng và kỹ nghệ hay lắng đọng từ không khí (Hình 1). Phân bón và các chất cải tạo đất Nước tưới Chất thải và bã bùn cống Thuốc bảo vệ thực vật Kỹ nghệ, khai khoáng và giao thông ĐẤT NƯỚC MẶT Xói mòn đất NƯỚC NGẦM Hình 1: Ô nhiễm kim loại nặng do tác động của con người đối với đất và nước (Singh & Steinnes, 1994). Lắng đọng từ khí quyển 1.1.2 Tính chất của kim loại nặng Kim loại nặng không bị phân hủy sinh học (Tam & Wong, 1995), không độc khi ở dạng nguyên tố tự do nhưng nguy hiểm đối với sinh vật sống khi ở dạng cation do khả năng gắn kết với các chuỗi cacbon ngắn dẫn đến sự tích tụ trong cơ thể sinh vật sau nhiều năm (Shahidul & Tanaka, 2004). Đối với con người, có khoảng 12 3 nguyên tố kim loại nặng gây độc như chì, thủy ngân, nhôm, arsenic, cadmium, nickel… Một số kim loại nặng được tìm thấy trong cơ thể và thiết yếu cho sức khỏe con người, chẳng hạn như sắt, kẽm, magnesium, cobalt, manganese, molybdenum và đồng mặc dù với lượng rất ít nhưng nó hiện diện trong quá trình chuyển hóa. Tuy nhiên, ở mức thừa của các nguyên tố thiết yếu có thể nguy hại đến đời sống của sinh vật (Foulkes, 2000). Các nguyên tố kim lo ại còn lại là các nguyên tố không thiết yếu và có thể gây độc tính cao khi hiện diện trong cơ thể, tuy nhiên tính độc chỉ thể hiện khi chúng đi vào chuỗi thức ăn. Các nguyên tố này bao gồm thủy ngân, nickel, chì, arsenic, cadmium, nhôm, platinum và đồng ở dạng ion kim loại. Chúng đi vào cơ thể qua các con đường hấp thụ của cơ thể như hô hấp, tiêu hóa và qua da. Nếu kim loại nặng đi vào cơ thể và tích lũy bên trong tế bào lớn hơn s ự phân giải chúng thì chúng sẽ tăng dần và sự ngộ độc sẽ xuất hiện (Foulkes, 2000). Do vậy người ta bị ngộ độc không những với hàm lượng cao của kim loại nặng mà cả khi với hàm lượng thấp và thời gian kéo dài sẽ đạt đến hàm lượng gây độc. Tính độc hại của các kim loại nặng được thể hiện qua: (1) Một số kim loại nặng có thể bị chuyển từ độc thấp sang dạng độc cao hơn trong một vài điều kiện môi trường, ví dụ thủy ngân. (2) Sự tích tụ và khuếch đại sinh học của các kim loại này qua chuổi thức ăn có thể làm tổn hại các hoạt động sinh lý bình thường và sau cùng gây nguy hiểm cho sức khỏe của con người. (3) Tính độc của các nguyên tố này có thể ở một nồng độ rất thấp khoảng 0.1-10 mg.L -1 (Alkorta et al., 2004). 1.2 Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 1.2.1 Tại vùng cửa sông, vùng ven biển và biển Ô nhiễm kim loại ở môi trường biển đã gia tăng trong những năm gần đây do dân số toàn cầu gia tăng và sự phát triển công nghiệp (Arellano et al., 1999 trích trong Susana et al., 2005). Ô nhiễm kim loại nặng ở nhiều vùng cửa sông, vùng ven biển trên thế giới đã được biết từ lâu bởi tính độc hại đe d ọa đến sự sống của sinh vật thủy sinh, gây nguy cơ cho sức khỏe của con người. Ô nhiễm Pb và Zn là một trong những điều đáng quan tâm do ảnh hưởng độc hại của chúng lên hệ sinh thái tại các cửa sông ở Úc, với hàm lượng rất cao 1000µg.g -1 Pb, 2000 µg.g -1 Zn có thể tìm thấy trong các trầm tích bị ô nhiễm (Irvine & Birch, 1998 trích trong McFarlane & Burchett, 2002). Bryan et al. (1985) trích trong Bryan & Langston (1992) đã xác định hàm lượng chì vô cơ trong trầm tích cửa sông ở Anh biến động từ 25 µg.g -1 trong khu vực không bị ô nhiễm đến hơn 2700 µg.g -1 trong cửa sông Gannel nơi nhận chất thải từ việc khai thác mỏ chì. Hàm lượng của các hợp chất chì này có lẽ có nguồn gốc do sử dụng xăng dầu pha chì. 4 Tng t nh Pb, hm lng As cng ó c xỏc nh nhiu vựng ca sụng, vựng ven bin trờn th gii. Hm lng As trong trm tớch ca sụng ó c xỏc nh t 5 àg.g -1 ca sụng Axe n ln hn 1000 àg.g -1 trong cỏc ca sụng Restronguet Creek, Cornwall ni nhn nc thi t cỏc khu vc khai thỏc qung m kim loi (Langstone, 1985 trớch trong Bryan & Langston, 1992). Hm lng Cd cng c xỏc nh Anh ti cỏc ca sụng khụng b ụ nhim vi hm lng 0.2 àg.g -1 , ti cỏc ca sụng b ụ nhim nng hm lng ny cú th lờn n 10 àg.g -1 (Bryan & Langston, 1992). Sụng Deule Phỏp l mt trong nhng con sụng b ụ nhim rt nng do hng chu cht thi t nh mỏy luyn kim. Hm lng kim loi trong trm tớch sụng ny rt cao (480 mg.kg -1 ) (Neda et al., 2006). Hm lng kim loi nng trong trm tớch ti vựng ca sụng, vựng ven bin trờn th gii ni cú rng ngp mn cng ó c xỏc nh t ớt b ụ nhim cho n ụ nhim nng. Tam & Wong (1995) ó xỏc nh hm Pb trong trm tớch rng ngp mn Sai Keng, Hong Kong vi hm lng 58,2 àg.g -1 . Zheng & Lin (1996) ó xỏc nh hm lng Pb v Cd trong trm tớch rng ngp mn Avicennia marina, vnh Shenzhen vi hm lng tng ng 28,7 àg.g -1 v 0,136 àg.g -1 tng ng. 1.2.2 Ti vựng t phốn Theo Breemen (1993), Astrom & Bjorklund (1995), Sundstrom et al. (2002), Hoa et al. (2004) ó ch ra rng t phốn l ngun phúng thớch kim loi nng gõy ụ nhim ngun nc. Khi t phốn tim tng tip xỳc vi ụxy do hin tng t nhiờn hoc do thoỏt nc nhõn to, pyrite b ụxy húa to ra acid sulfuric lm h thp pH. Khi pH <4 cỏc proton c phúng thớch tn cụng cỏc khoỏng sột, hũa tan mt s kim loi m nng ca chỳng cú th vt xa nng trong cỏc loi t khụng phốn (Trn Kim Tớnh, 1999). 1.3 NH HNG CA KIM LOI NNG N MễI TRNG V SC KHE CON NGI ễ nhim mụi trng do tớnh c hi ca kim loi nng gõy mt cõn bng sinh thỏi lm suy gim nhiu qun th sinh vt ó c tỡm thy nhiu quc gia trờn th gii. The Severn Estuary l mt trong nhng con sụng ln nht Anh l ni v sinh sn ca nhiu loi cỏ. Nhiu thp k qua, sụng ny ó phi h ng chu nhiu ụ nhim kim loi nng nh chỡ, cadmium v nhiu nguyờn t khỏc t nhiu ngun khỏc nhau (Owens, 1984 trớch trong WHO, 1992). Nhng nh hng ca ụ nhim ny cú th l mt trong nhng nguyờn nhõn gõy suy gim qun th cỏ. Qun th cỏ sụng Severn Estuary ó gia tng tr li khi mc ụ nhim mụi trng nc gim (Potter et al., 2001). Nhiu nghiờn cu v nh hng ụ nhim kim loi trong vựng ph cn ca ni tinh luy n chỡ ln nht th gii ti Port Pirie nc c ó cho thy rng 20 loi cỏ v giỏp xỏc ó b bin mt hoc gim s lng (Ward & Young, 1982 trớch trong Bryan & Langston, 1992). 5 Khi sinh vật sống trong môi trường bị ô nhiễm, khả năng tích tụ các chất ô nhiễm trong cơ thể chúng là rất cao nhất là ô nhiễm kim loại, gây nguy cơ cho sức khỏe của người tiêu thụ chúng thông qua chuỗi thức ăn. Ohi et al. (1974) trích trong WHO (1985) đã xác định mức độ chì trong máu, trong xương đùi và trong thận của chim bồ câu được thu thập từ những vùng nông thôn và những vùng đô thị ở Nhật. Kết quả cho thấy rằ ng mức độ chì cao nhất trong xương đùi của chim bồ câu với giá trị trung bình biến động từ 16,5 đến 31,6 mg.kg -1 ở vùng đô thị. Trong khi đó giá trị trung bình 2,0 và 3,2 mg.kg -1 ở vùng nông thôn. Trong máu mức độ chì cũng có xu hướng tương tự từ 0,15 – 0,33 mg.L -1 ở vùng đô thị, và từ 0,054 – 0,029 mg.L -1 . Những năm gần đây, ảnh hưởng nghiêm trọng của As đối với sức khỏe con người cũng đã được báo cáo ở Ấn Độ, Trung Quốc, Bangladesh. Ước tính có đến hàng triệu người có nguy cơ bị ngộ độc do ngộ độc As. Việt Nam có khoảng 10 triệu người ở đồng bằng sông Hồng, 500 ngàn đến 1 triệu người ở ĐBSCL bị ngộ độc mãn tính do uống nướ c giếng khoang có chứa arsen (Berg et al., 2007). Tương tự, sự tích tụ Cd trong gan và thận của động vật chăn thả ăn cỏ ở Úc và New Zealand gây ảnh hưởng đến tiêu thụ sản phẩm thịt trong nước và xuất khẩu ra nước ngoài (Robert et al., 1994, McLaughlin et al., 2000). 1.4 ĐẶC TÍNH VÀ TÁC HẠI CỦA MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG 1.4.1 Asen (As) Asen phân bố nhiều nơi trong môi trường, chúng được xếp thứ 20 trong những nguyên tố hiệ n diện nhiều trong lớp vỏ của trái đất, hiện diện ít hơn Cu, Sn nhưng nhiều hơn Hg, Cd, Au, Ag, Sb, Se (Bissen & Frimmel, 2003). Nguồn asen khổng lồ phóng thích vào khí quyển bởi quá trình tự nhiên là sự hoạt động của núi lửa. Khi núi lửa hoạt động, một lượng lớn arsenic khoảng 17150 tấn phóng thích vào khí quyển (Matschullat, 2000). Trong môi trường tự nhiên, asen chủ yếu liên kết với các khoáng mỏ sunfide. Hàm lượng arsenic tự nhiên trong đất nói chung biến động từ 0,1 - 40 mg.kg -1 (Tamaki & Frankenberger, 1992). Theo Murray (1994) hàm lượng asen trong đất trung bình 2,2-25 ppm. Nguồn gây ô nhiễm do hoạt động của con người - Khai thác quặng mỏ (Cu, Ni, Pb, Zn), luyện kim đưa vào môi trường một lượng lớn arsenic. Khoảng 62000 tấn arsenic phóng thích vào môi trường hàng năm từ các hoạt động này (Bissen & Frimmel, 2003). - Đốt các nhiên liệu hóa thạch từ các hộ gia đình, từ các nhà máy điện. - Sử dụng thuốc diệt nấm, thuốc trừ cỏ, thuốc diệt côn trùng và công nghiệp - Từ khi đưa vào sử dụng DDT năm 1947 và các loại thuốc trừ sâu hữu cơ khác có chứa các hợp chất arsenic hữu cơ (Bissen & Frimmel, 2003). Tác hại của asen đối với sức khỏe con người: 6 Tính độc của asen phụ thuộc rất nhiều vào bản chất của các hợp chất mà nó hình thành, đặc biệt là hoá trị. Asen hoá trị 3 độc hơn rất nhiều so với asen hoá trị 5. Tính độc của asen vô cơ (tri ôxit asen) đối với con người đã được biết từ lâu. Liều lượng gây chết người khoảng 50-300 mg nhưng phụ thuộc vào từng cá thể (Clark et al.,1997). Những biểu hiện của ngộ độc asen mãn tính bao gồ m: yếu ớt, mất phản xạ, mệt mỏi, viêm dạ dày, viêm ruột kết, chán ăn, giảm cân, rụng tóc, . Con người bị nhiễm độc asen lâu dài qua thức ăn hoặc không khí dẫn đến bệnh tim mạch, rối loạn hệ thần kinh, rối loạn tuần hoàn máu, móng giòn dễ gãy với những vạch trắng ngang móng, rối loạn chức năng gan, thận (Bissen & Frimmel, 2003). Ngộ độc asen cấp tính có thể gây buồn nôn, khô miệng, khô họ ng, rút cơ, đau bụng, ngứa tay, ngứa chân, rối loạn tuần hoàn máu, suy nhược thần kinh,… 1.4.2 Cadmium (Cd) Cd hiện diện khắp nơi trong lớp vỏ của trái đất với hàm lượng trung bình khoảng 0,1 mg.kg -1 . Tuy nhiên hàm lượng cao hơn có thể tìm thấy trong các loại đá trầm tích như đá trầm tích phosphate biển thường chứa khoảng 15 mg.kg -1 . Hàng năm sông ngòi vận chuyển một lượng lớn Cd khoảng 15000 tấn đổ vào các đại dương (GESAMP, 1984 trích trong WHO, 1992). Hàm lượng Cd đã được báo cáo có thể lên đến 5 mg.kg -1 trong các trầm tích sông và hồ, từ 0,03 đến 1 mg.kg -1 trong các trầm tích biển (Korte, 1983 trích trong WHO, 1992). Hàm lượng Cadmium trung bình trong đất ở những vùng không có sự hoạt động của núi lửa biến động từ 0,01 đến 1 mg.kg -1 , ở những vùng có sự hoạt động của núi lửa hàm lượng này có thể lên đến 4,5 mg.kg -1 (Korte, 1983 trích trong WHO, 1992). Tuy nhiên theo Murray (1994) hàm lượng Cd trong đất hiện diện trung bình 0,06 -1,1 ppm. Nguồn do hoạt động của con người: - Các ứng dụng chủ yếu của Cd trong trong công nghiệp như: lớp mạ bảo vệ thép, chất ổn định trong PVC, chất tạo màu trong plastic và thủy tinh, và trong hợp phần của nhiều hợp kim là một trong những nguyên nhân phóng thích Cd vào môi trường. - Hàm lượng của Cd trong phân lân biến động khác nhau tùy thuộc vào nguồn gốc của đá phosphate. Phân lân có nguồn g ốc từ đá phốt phát Bắc Carolina chứa Cd 0,054 g.kg -1 , phân lân có nguồn gốc từ đá Sechura chứa hàm lượng Cd 0,012 g.kg -1 , trong khi đó phân lân có nguồn gốc từ đá phosphate Gafsa chứa 0,07 g.kg -1 (Bolan et al . , 2003). Tác hại của Cd đối với sức khỏe con người: Cadmium được biết gây tổn hại đối thận và xương ở liều lượng cao. Nghiên cứu 1021 người đàn ông và phụ nữ bị nhiễm độc Cd ở Thụy Điển cho thấy nhiễm độc kim loại này có liên quan đến gia tăng nguy cơ gãy xương ở độ tuổi trên 50 (Tobias Alfvén, 2004). Bệnh itai-itai là bệnh do sự ngộ độc Cd trầm trọ ng. Tất cả 7 những bệnh nhân với bệnh này điều bị tổn hại thận, xương đau nhức trở nên giòn và dễ gãy (Nogawa et al., 1999). 1.4.3 Chì (Pb) Hàm lượng chì trung bình trong thạch quyển ước khoảng 1,6x10 -3 phần trăm trọng lượng, trong khi đó trong đất trung bình là 10 -3 phần trăm và khoảng biến động thông thường là từ 0,2x10 -3 đến 20x10 -3 phần trăm (Voitkevits et al., 1985). Chì hiện diện tự nhiên trong đất với hàm lượng trung bình 10-84 ppm (Murray, 1994). Nguồn do hoạt động của con người: - Chì được sử dụng trong pin, trong bình ăcqui, trong một số dụng cụ dẫn điện. Một số hợp chất chì được thêm vào trong sơn, thủy tinh, đồ gốm như chất tạo màu, chất ổn định, chất kết gắn. - Các sản phẩm th ải từ ứng dụng của chì nếu không được tái chế hợp lý thải vào môi trường làm gia tăng lượng kim loại độc hại này trong môi trường. Ngoài ra một số hợp chất chì hữu cơ như tetraetyl hoặc tetrametyl chì được thêm vào trong xăng đặc biệt ở những quốc gia đang phát triển. Tác hại của chì đối với sức khỏe con người: Trong cơ thể người, chì trong máu liên kết với hồng cầu, và tích t ụ trong xương. Khả năng loại bỏ chì ra khỏi cơ thể rất chậm chủ yếu qua nước tiểu. Chu kì bán rã của chì trong máu khoảng một tháng, trong xương từ 20-30 năm (WHO,1995 trích trong Lars Jarup, 2003). Các hợp chất chì hữu cơ rất bền vững độc hại đối với con người, có thể dẫn đến chết người (Peter Castro & Michael, 2003). Những biểu hiện của ngộ độc chì cấp tính như nhức đầu, tính d ễ cáu, dễ bị kích thích, và nhiều biểu hiện khác nhau liên quan đến hệ thần kinh. Con người bị nhiễm độc lâu dài đối với chì có thể bị giảm trí nhớ, giảm khả năng hiểu, giảm chỉ số IQ, xáo trộn khả năng tổng hợp hemoglobin có thể dẫn đến bệnh thiếu máu (Lars Jarup, 2003). Chì cũng được biết là tác nhân gây ung thư phổi, dạ dày và u thần kinh đệm (Steenland et al., 2000). Nhiễm độc chì có thể gây tác h ại đối với khả năng sinh sản, gây sẩy thai, làm suy thoái nòi giống (Ernest & Patricia, 2000). 1.4.4 Kẽm (Zn) Hàm lượng kẽm trung bình trong đất và đá thông thường gia tăng theo thứ tự: cát (10-30 mg.kg -1 ), đá granic (50 mg.kg -1 ), sét (95 mg.kg -1 ), và bazan (100 mg.kg -1 ) (Adriano, 1986 trích trong WHO, 2001). Theo Murray (1994) hàm lượng kẽm hiện diện tự nhiên trong đất 17-125 ppm. Cháy rừng phóng thích một lượng lớn kẽm vào không khí. Khoảng 7600 tấn kẽm mỗi năm ở mức độ toàn cầu phóng thích vào không khí do cháy rừng. Sự phong hoá địa chất là một trong những nguyên nhân phóng thích kẽm vào môi trường. Nguồn do hoạt động của con người: 8 - Khai thác quặng mỏ, luyện kim, mỗi năm trên thế giới có khoảng 1-3 triệu tấn kẽm từ các hoạt động này đi vào môi trường đất. - Sử dụng phân bón hoá học cũng là một trong những nguyên nhân làm gia tăng hàm lượng kẽm trong môi trường (Alloway, 1990 trích trong Green- Ruiz và Páez-Osuna, 2003). Lượng kẽm đi vào môi trường đất hàng năm từ việc sử dụng phân bón trên thế giới khoảng 260–1100 tấn. - Ngoài ra nguồn đáng kể kẽm đi vào môi trường đất hàng năm trên thế giới khoảng 640–1914 × 10 3 tấn từ những chất thải có chứa kẽm như chất thải động vật, chất thải nông nghiệp, phân bón, bùn thải cống rãnh, bụi than, nông dược (Nriagu & Pacyna, 1988 trích trong WHO, 2001). Tác hại của Zn đối với sức khỏe con người: Hấp thụ nhiều kẽm có thể gây nôn, tổn hại thận, lách làm giảm khả năng hấp thu đồng và gây bệnh thiếu máu liên quan đến sự thiếu hụt đồng. Hấp thụ kẽm trong khẩu phần ăn hàng ngày > 1000 mg gây nôn, sốt, tổn hại thận và lách, từ 200-500 mg/ngày gây xáo trộn dạ dày, buồn nôn, hoa mắt. Hấp thụ kẽm > 100 mg/ngày gây giảm sự hấp thụ đồng (Ivor E Dreosti, 1996). 1.4.5 Đồng (Cu) Đồng được tìm thấy tự nhiên trong các khoáng như cuprite (Cu 2 O), malachite (Cu 2 CO 3 .Cu(OH) 2 ), azurite (2CuCO 3 .Cu(OH) 2 ), chalcopyrite (CuFeS 2 ), chalcocite (Cu 2 S), và bornite (Cu 5 FeS 4 ) và trong nhiều hợp chất hữu cơ. Ion đồng (II) gắng kết qua ôxy đối với các tác nhân vô cơ như H 2 O, OH - , CO 3 2- , SO 4 2- , .đối với các tác nhân hữu cơ qua các nhóm như phenolic và carboxylic (Cotton & Wilkinson, 1989 trích trong WHO, 1998). Vì vậy hầu hết đồng trong tự nhiên phức hợp với các hợp chất hữu cơ (Allen & Hansen, 1996 trích trong WHO, 1998). - Trong đá nham thạch đồng biến động từ 4-200 mg.kg -1 , trong đá trầm tích 2-90 mg.kg -1 (Cannon et al.,1978 trích trong WHO, 1998). - Sự khuếch tán đồng từ các nguồn tự nhiên trung bình trên khắp thế giới hàng năm từ bụi được mang từ gió 0,9-15 × 10 3 tấn, cháy rừng 0,1-7,5 × 10 3 tấn, hoạt động núi lửa 0,9-18 × 10 3 tấn (Nriagu, 1989 trích trong WHO, 1998). - Đồng hiện diện tự nhiên trong lớp vỏ trái đất với hàm lượng trung bình khoảng 60 mg.kg -1 (Lide & Frederikse, 1993 trích trong WHO, 1998), tuy nhiên theo (Murray, 1994) trong đất biến động từ 6-80 ppm. Tác hại của đồng đối với sức khoẻ của con người: Đồng được xem là một trong những nguyên tố cần thiết đối với sự phát triển của con người, tuy nhiên sự tích tụ đồng với hàm lượng cao có thể gây độc cho cơ thể. Cumings (1948) trích trong WHO (1998) phát hiện đồng thực sự là tác nhân độc 9 hại đối với các bệnh nhân Wilson và khám phá rằng gan và não của những bệnh nhân này có chứa hàm lượng kim loại này rất cao. 1.4.6 Thủy ngân (Hg) Thủy ngân hiện diện và tồn tại trong tự nhiên ở nhiều dạng khác nhau: kim loại, vô cơ và hữu cơ (metyl và etyl thủy ngân). Tất cả những dạng này có tính độc khác nhau và có thể ảnh hưởng đến sức khoẻ con người. Trong môi trường đất, dạng cation Hg 2+ hiện diện là phổ biến nhất. Sự tích tụ thủy ngân trong đất có khuynh hướng tương quan với hàm lượng vật chất hữu cơ. Hàm lượng thủy ngân trong tự nhiên cao nhất đã được báo cáo trong đất ngập nước và đất than bùn. Hàm lượng thủy ngân trong đất trên thế giới trung bình 0,02-0,41 ppm (Murray, 1994). Nồng độ thủy ngân trong nước đại dương trung bình 0,001-0,004 µ.L -1 (Olafsson, 1983 trích trong Bryan & Langston, 1992) và nồng độ Hg gia tăng gần các cửa sông chịu ảnh hưởng từ công nghiệp (Baker, 1977 trích trong Bryan & Langston, 1992). Thủy ngân đến từ các nguồn tự nhiên và nguồn do hoạt động của con người: - Nguồn tự nhiên: hoạt động của núi lửa, sự phong hoá nhiều loại đá có chứa thủy ngân. - Nguồn do hoạt động của con người: đến từ các nhà máy điện đốt than; các lò đốt rác thả i; những nơi khai thác thủy ngân, vàng, đồng, kẽm, bạc; các hoạt động luyện kim; thải bỏ các nhiệt kế và từ đốt rác thải y tế. Riêng chất thải từ các thiết bị y tế có thể phóng thích chiếm khoảng 5% thủy ngân trong nước thải (WHO, 2007). Ảnh hưởng của thủy ngân đối với sức khỏe con người: Khi thủy ngân kết hợp với các hợp chất hữu cơ và bị biến đổi bởi các vi khuẩn và vi sinh vật trong nước và trầm tích hình thành các hợp chất khác nhất là metyl thủy ngân rất độc, bền và tích tụ trong chuỗi thức ăn (Peter & Michael, 2003). Trong môi trường biển, hệ vi sinh vật có thể chuyển nhiều hợp chất thủy ngân vô cơ thành metyl thủy ngân và hợp chất này dễ dàng phóng thích từ trầm tích vào nước, sau đó có thể tích tụ trong các sinh vật sống (Clark et al., 1997). Metyl thủy ngân độc hại đối với hệ thần kinh trung ương và ngoại vi. Hít thở hơi thủy ngân có thể ảnh hưởng tổn hại đến hệ thần kinh, tiêu hóa và miễm nhiễm, phổi, thận và có thể tử vong. Các muối vô cơ của thủy ngân có thể phá hủy da, mắt, đường tiêu hóa, và có thể gây ra sự tổn hại thận nếu hấp thụ (WHO, 2007). Thảm họa ngộ độc metyl thủy ngân (bệnh Minamata) năm 1956 có hơn 2000 người bi ngộ độc trong số này có 43 người chế t, hơn 700 người với tàn tật nghiêm trọng suốt đời (Clark et al., 1997). 1.5 KHÁI QUÁT VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU 1.5.1 Vị trí địa lý Tỉnh Cà Mau được tái lập từ cuối năm 1996, là mảnh đất tận cùng của tổ quốc 10 [...]... đánh giá sự khác biệt về hàm lượng kim loại nặng trong vùng nghiên cứu theo các điểm thu mẫu trong cùng một mùa Dùng T tets 17 - để đánh giá sự khác biệt hàm lượng trung bình các kim loại nặng tại các điểm thu mẫu giữa hai mùa Phân tích tương quan để xác định mối tương quan giữa pH, chất hữu cơ đối với các kim loại nặng trong mẫu đất, mẫu trầm tích và giữa các kim loại với nhau 18 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ... hiện Đề tài theo dõi sự biến động của pH, EC, chất hữu cơ, và thành phần cơ giới của mẫu trầm tích và mẫu đất vào mùa mưa và mùa nắng, những yếu tố này có khả năng ảnh hưởng đến hàm lượng kim loại nặng trong trầm tích và trong đất tại vùng nghiên cứu Ngoài việc xác định hàm lượng kim loại nặng (As, Cd, Hg, Pb, Cu , Zn) trong đất và trầm tích, thì nồng độ các kim loại này trong nước cũng được đề cập... kê so với các sông rạch khảo sát (Bảng 7) Theo Lê Huy Bá (2000), trầm tích chủ yếu là bùn lắng chứa nhiều kim loại nặng, và có hiện tượng keo tụ tự nhiên ở vùng cửa sông nên hàm lượng kim loại nặng tại các vùng này khá cao Hơn nữa trầm tích tại các sông rạch thành phố cũng là nơi ô nhiễm kim loại nặng do chất thải đô thị mang lại Kết quả nghiên cứu của chúng tôi phù hợp với nghiên cứu của Spencer et... thường cao, và khả năng hấp thụ kim loại tăng hơn so với các vùng khác (Martin & Kaplan, 1998 trích trong Rodríguez et al., 2006) Mặt khác theo Doyle và Otte (1997) trích trong Reboreda et al (2007) trầm tích ngập mặn trong những khu vực có thực vật chứa hàm lượng kim loại cao hơn trầm tích ngập mặn trong những khu vực không có thực vật Với kết quả nghiên cứu của đề tài cho thấy hàm lượng kẽm trong... 90-200 mg.kg-1 thì mức độ ô nhiễm nhẹ, với kết quả nghiên cứu của đề tài cho thấy hàm lượng Zn trong trầm tích và trong đất tại các điểm khảo sát 30 vào mùa mưa không bị ô nhiễm (trừ hai điểm kênh Phụng Hiệp và sông Gành Hào), riêng vào mùa nắng thì nhìn chung tất cả các điểm đều bị ô nhiễm nhẹ Khác với As tương quan nghịch với tất cả các kim loại được nghiên cứu còn lại, Zn có mối tương quan thuận với... trong rừng (Nga et al., 2005) Nghiên cứu của Tam (1998) cho thấy chất hữu cơ có khả năng lưu giữ tốt các kim loại nặng Theo Morillo et al (2004) Cu dễ dàng tạo phức với các hợp chất hữu cơ hay sulphide tạo nên các phức bền vững cao Mặc khác với nhiều quá trình khác nhau diễn ra như sự kết tủa các kim loại dưới dạng sulphide là một trong những quá trình tự nhiên trong trầm tích rừng ngập mặn (Tam & Wong,... kèm theo là hàm lượng As cũng gia tăng theo xu hướng như vậy Điều này phù hợp với nghiên cứu của Mok & Wai (1990) cho rằng trong trầm tích khi pH tăng làm tăng khả năng hút bám các kim loại Xét về mối tương quan giữa các kim loại chúng tôi tìm thấy mối tương quan nghịch giữa hiện diện của As so với hiện diện của Pb, Zn, Cu lần lượt theo thứ tự tương ứng (r = -0.74**, r= -0.65**, r= -0.54**) Điều này cho... độ Zn trong nước biển ven bờ sử dụng cho nuôi thủy sản khoảng 0,01 mg.L-1 Theo tiêu chuẩn này thì nồng độ kẽm trong nghiên cứu của đề tài vượt hơn tiêu chuẩn cho phép Với kết quả trên cho thấy sự hiện diện của Zn tại vùng nước lợ và mặn cao, nhưng so với kết quả của đề tài tại vùng nghiên cứu thì hàm lượng Zn tại điểm kênh Phụng Hiệp và sông Gành Hào vào mùa mưa cao hơn rất nhiều so với các điểm vùng... cứu Ngoài việc xác định hàm lượng kim loại nặng (As, Cd, Hg, Pb, Cu , Zn) trong đất và trầm tích, thì nồng độ các kim loại này trong nước cũng được đề cập trong phần kết quả của đề tài nhằm tìm hiểu sự tương quan giữa các kim loại trong đất, trầm tích với KLN trong nước nước Mặt khác chiến lược phát triển kinh tế của vùng ven biển tỉnh Cà Mau phần lớn lại phụ thuộc vào diện tích nước mặt, nước biển ven... al (2005) và nằm trong khoảng 1-32 mg.kg-1 trầm tích rừng ngập mặn khá sạch không bị ô nhiễm kim loại này (Tam & Wong, 1995; Zheng et al., 1997; Dang et al., 2005) Hàm lượng Cu (21,658 mg.kg-1) tại vùng ven biển của nghiên cứu hiện tại giống với kết quả đạt được tại vùng ven biển Kemaman không bị ô nhiễm kim loại này (Ahmad, 1996 trích trong Sahzili et el., 2006) Kết quả hiện tại thấp hơn hàm lượng . các kim loại với nhau. 2 CHƯƠNG 1: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 1.1 TỔNG QUAN VỀ KIM LOẠI NẶNG 1.1.1 Định nghĩa và nguồn phát sinh kim loại nặng Kim. là kim loại nặng (Zheng et al . , 1997; Tam & Wong, 2000 trích trong Defew et al., 2005). Trên cơ sở các vấn đề vừa mới đề cập, đề tài “Hàm lượng kim