Kim loại nặng trong môi trường đất

1. Khái niệm: - KLN gồm các kim loại có tỷ khối d > 5 g/cm3 - Theo định nghĩa trên các kim loại nặng là : As(5,72 ) , Ag( 10,5 ) , Bi( 9,8 ) , Cd( 8,6 ), Co( 8,9 ) , Cu( 8,96 ) , Cr( 7,1 ) , Fe( 7,87 ), Hg( 13,52 ), Mn(7,44 ), Pb( 11,34 ), Zn (7,1 ). 2. Phân loại Phân loại theo độ độc: + Những kim loại có tính độc cao , nguy hiểm : Hg , Pb , Cd , Ni… + Những kim loại có tính độc mạnh : Zn , Fe , Cu , Mn…. Kim loại nặng có hàm lượng thấp hơn so với yêu cầu thì nó cần thiết cho sự phát triển của cây trồng, nhưng nếu quá lượng cần thiết của cây sẽ gây độc cho cây và cho đất. Từ đó gián tiếp tác động đến con người.

1 Chủ đề: Kim loại nặng trong môi trường đất. Nhóm 3: Trần Thị Hồng Nguyễn Thị Huyền Vũ Đình Thảo Phạm Thị Hà Nhung 2 Nội Dung I. Tổng quan. II. Khái niệm- Phân loại- Hiện trạng. III. Các dạng tồn tại và chuyển hóa. IV. Nguyên nhân ô nhiễm kim loại nặng. V. Tác động của KLN. VI. Biện pháp xử lý. 3 I. Tổng quan Ô nhiễm môi trường đất do kim loại nặng đã trở nên quen thuộc và là đề tài nghiên cứu của rất nhiều nhà khoa học trong nước, cũng như trên thế giới. Ở Việt Nam hiện nay, vấn đề kim loại nặng đã và đang được quan tâm, chú trọng. 4 II. Khái niệm- Phân loại- Hiện trạng 1. Khái niệm: - KLN gồm các kim loại có tỷ khối d > 5 g/cm3 - Theo định nghĩa trên các kim loại nặng là : As(5,72 ) , Ag( 10,5 ) , Bi( 9,8 ) , Cd( 8,6 ), Co( 8,9 ) , Cu( 8,96 ) , Cr( 7,1 ) , Fe( 7,87 ), Hg( 13,52 ), Mn(7,44 ), Pb( 11,34 ), Zn (7,1 ). 2. Phân loại Phân loại theo độ độc: + Những kim loại có tính độc cao , nguy hiểm : Hg , Pb , Cd , Ni… + Những kim loại có tính độc mạnh : Zn , Fe , Cu , Mn…. Kim loại nặng có hàm lượng thấp hơn so với yêu cầu thì nó cần thiết cho sự phát triển của cây trồng, nhưng nếu quá lượng cần thiết của cây sẽ gây độc cho cây và cho đất. Từ đó gián tiếp tác động đến con người. 5  Hình ảnh một số KLN • Hg • Zn • Pb • As • Cu • Ni 6 3. Hiện trạng. - Ô nhiễm kim loại nặng trong đất là khả năng tích lũy KLN trong đắt vượt quá tiêu chuẩn cho phép gây độc đối với con người, sinh vật và đất. - Mỗi năm, thế giới có khoảng: + 25 tỉ tấn đất mặt bị rửa trôi, + Khoảng hai tỷ ha đất canh tác và đất trồng trên thế giới bị suy thoái do bị con người sử dụng thiếu khoa học và không có quy hoạch. Vấn đề ô nhiễm kim loại nặng trong đất ngày càng đáng quan tâm do ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người và cây trồng. - Ô nhiễm kim loại nặng xảy ra ở nhiều nước trên thế giới. + Nhiều nước Đông Âu trước đây đã phát triển công nghiệp theo công nghệ cũ và sử dụng rất nhiều loại chế phẩm trong nông nghiệp nên nước và đất ở nhiều vùng, và nhất là trong cặn lắng của các dòng sông, bị nhiễm kim loại nặng ở mức độ rất cao, cao hơn tiêu chuẩn cho phép 1.000 - 10.000 lần. 7 Thông số Đất nông nghiệp Đất lâm nghiệp Đất dân sinh Đất thương mại Đất công nghiệp 1. As 12 12 12 12 12 2. Cd 2 2 5 5 10 3. Cu 50 70 70 100 100 4. Pb 70 100 120 200 300 5. Zn 200 200 200 300 300 Giới hạn hàm lượng tổng số của KLN ở từng đất mặt ở một số loại đất Đơn vị tính: mg/kg đất khô (Nguồn: QCVN 03:2008) 8  Hình ảnh một số thành phố ô nhiễm nặng • Thiên Tân, Trung Quốc • Sukinđa, Ấn Độ • Vapi, Ấn Độ • La Oroya, Peru • Dzerzhinsk, Nga • Norilsk, Nga • Chernobyl, Ukraine • Sumgayit, Azerbaijan • Kabwe, Zambia TP Thiên Tân Những người phụ nữ sukida kéo nước giếng. Nước ngầm ở đây được cho là đã nhiễm crôm Các nhân viên thuộc tổ chức Hòa Bình xanh đang thu thập mẫu từ nguồn nước do khu công nghiệp Vapi thải ra sông Damanganga Việc khai thác và chế biến khoáng sản đã làm cho hàm lượng chì nhiễm vào máu của trẻ em ở TP La Oroya cao ở mức đáng ngại. Nhà máy Kaprolaktam của công ty cổ phần Sibur-Neftekhim tại thành phố Dzerzhinsk. Lò nấu nickel Nadezhda phun khói trên bể nước công nghiệp gần Norilsk. Một ngôi nhà bị bỏ hoang trong một khu vực cấm vào quanh lò phản ứng hạt nhân Chernobyl Tại một khu công nghiệp ở Sumgayit Nhiều thanh niên đang tìm kim loại tại một mỏ chì bị bỏ hoang ở Kabwe, Zambia. 9 Ví dụ: hàm lượng Pb trong bùn và trong đất tại xã Chỉ Đạo ( Hưng Yên) cho thấy Hàm lượng Pb trong bùn ao và đất trồng lúa rất cao, vượt nhiều lần cho phép. STT Mẫu nghiên cứu Hàm lượng chì (ppm) 1 Mẫu bùn trong ao chứa nước thải phá ắc quy 2166 2 Mẫu đất lúa gần nơi nấu chì 387,6 3 Mẫu đất giữa cánh đồng 125,4 4 Mẫu đất gần làng 2911,4 Hàm lượng Pb lớn hơn 100ppm được đánh giá là đất bị ô nhiễm. - Ở VN, tình hình ô nhiễm KLN nhình chung không phổ biến. Tuy nhiên, nhiều trường hợp cục bộ gần như khu công nghiệp, đặc biệt là ở những làng nghề tái chế kim loại, tình trạng ô nhiễm KLN đang diễn ra khá trầm trọng. - Trung bình mỗi năm hoạt động tái chế chì đã đưa vào 1kg đất là 4,34mg Cu, 2,58mg Zn, 2,48mg Pb. (Nguồn: Sinh thái và môi trường đất_Lê Văn Khoa ) 10 - Tại TP. HCM, kết quả phân tích hiện trạng ô nhiễm KLN trong đất vùng trồng lúa khu vực phía Nam TP cho thấy hàm lượng Cu, Zn, Pb, Hg, Cr trong đất trồng lúa chịu ảnh hưởng trực tiếp của nước thải công nghiệp P.Nam TP đều tương đương hoặc cao hơn ngưỡng cho phép (TCVN 7209:2002) đối với đất sử dụng cho mục đích nông nghiệp. Trong đó hàm lượng Cd vượt quá tiêu chuẩn cho phép 2,3 lần; Zn vượt quá 1,76 lần. - Hà Nội, một trong những đô thị có tỉ lệ thu gom rác cao nhất, đạt tỉ lệ dao động khoảng 70-80 % /năm. Lượng rác thải còn lại tồn đọng ở các nước ao hồ, ngõ xóm, kênh mương, theo dòng nước mưa chảy tràn gây ô nhiễm môi trường. [...]... thể rắn khoáng và hữu cơ của đất - Sự chuyển hóa các kim loại từ ngưỡng không độc sang ngưỡng độc phục thuộc vào: + Bản chất của nhiều kim loại + Hàm lượng hoặc nồng độ của KLN trong môi trường đất và dung dịch đất + Phản ứng của đất (pH) + Các điều kiện khác như tính đa dạng sinh học của môi trường đất, chất tạo phức, tạo kết tủa và dạng tồn tại 12 - KLN đi vào trong đất không chỉ tích tụ ở một điểm... nguyên tố KLN trong nước thải lắng xuống bùn trên đường đi của nó 11 III Các dạng tồn tại và chuyển hóa trong đất - Các dạng tồn tại của kim loại nặng + Liên kết CHC -kim loại nặng + Con đường di chuyển trong đất không chỉ là hấp phụ trao đổi với keo đất mà chủ yếu ở dạng liên kết với axit mùn fulvic + Dạng tự do + Dạng trao đổi + Tích lũy trong sinh khối của sinh vật: thực vật, động vật đất + Trong phần... Hàm lượng kim loại nặng trong các sản phẩm làm phân bón (ppm) (Nguồn: Sinh thái và Môi trường Đất_ Lê Văn Khoa) 25 - Hoạt động giao thông: Bảng Lượng ô tô, xe máy ước tính đến năm 2010 và 2020 Loại xe 2006 2010 2020 Xe máy 1.700.000 2.720.000 6.800.000 Xe ô tô 157.000 219.800 307.720 Nguồn: Viện Khoa học Khí tượng thủy văn và Môi trường, 2007 26 » Các quá trình tích lũy kim loại nặng trong đất: a) Lắng... nhiên - Cd tự nhiên trong đất thường ở dạng hóa trị II - Tính di động của Cd phụ thuộc vào pH, loại đất, thành hen vật lý - Cd thường đi kèm với Zn và có ái lực với S - Cd tồn tại ở dạng không tan: CdO, CdC3, Cd3(PO4)2 trong điều kiện oxi hóa - Trong môi trường axit Cd tồn tại ở dạng linh động Cd2+ - Quá trình hấp thụ Cd trong đất xảy ra khá nhanh, 95% Cd đưa vào bị đất hấp phụ trong vòng 10 phút -... He, Sn, Titan… cũng có tác động xấu đến môi trường đất , con người và sinh vật 35 3) Tác động của đất tới các nguyên tố KLN: ♦ Môi trường đất góp phần quyết định : dạng tồn tại, tính chất, khả năng linh động cũng như khả năng tham gia vào các phản ứng xảy ra trong đất và mức độ ảnh hưởng lên cây trồng cùng với khu hệ sinh vật đất ♦ Các thành phần khác nhau trong đất có tác động đến khả năng giữ lại KLN... quyển: - Các sol khí kim loại trong khí quyển, được giải phóng vào khí quyển trên mặt đất Sau đó,khuyếch tán lên cao - Các phần tử kim loại lớn nhất rơi xuống mặt đất ở dạng kết tủa khô Mưa mang phần lớn kim loại hòa tan từ khí quyển là kết tủa ướt b) Sử dụng phân bón không tinh khiết và thuốc trừ sâu có chứa KLN c) Dùng bùn thải trong nông nghiệp: KLN tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau trong bùn thải Và... 31 V Tác động của KLN 1) Đối với môi trường đất: ♦ Hình thành hay làm xuất hiện nhiều loại khoáng (VD: As với ái lực mạnh có khả năng hình thành hay làm xuất hiện khoảng hơn 200 loại khoáng vật ) ♦ Tồn tại dưới nhiều trạng thái và trong nhiều dạng hợp chất khác nhau, dễ gây tác động xấu tới cấu trúc đất ở những điều kiện nhất định ♦ Ảnh hưởng tới pH của môi trường đất ♦ Có tác động qua lại tới một... - Chất thải bệnh viện: + Các hóa chất và kim loại được thải ra trong các hoạt động của bệnh viện, hóa chất xét nghiệm và sản phẩm sau xét nghiệm + Hóa chất trị liệu, chất tẩy rửa gia dụng như EDTA, NTA có khả năng tạo phức mạnh đối với kim loại, đây cũng là nguyên nhân làm tăng hàm lượng kim loại nặng 23 - Chất thải sinh hoạt 24 - Hoạt động nông nghiệp: Kim loại Phân Photpho Phân Nitơ Đá vôi Bùn cống... bề mặt Kết tinh trong kết tủa được tạo thành Khử Kết tủa và hòa tan các oxit, photphat Khuyếch tán vào bên trong mạng19 tinh thể lưới của khoáng vật III Nguyên nhân gây ô nhiễm kim loại nặng a Nguồn gốc tự nhiên - KLN có trong đá mẹ, là thành phần của vỏ quả đất - KLN có ở nham thạch của tầng đất: Nguyên tố Asen (As) - Do các quá trình địa hóa 20 b Hoạt động nhân tạo: - Hoạt động trong công nghiệp:... hợp chất khác nhau trong đất - As dễ hòa tan nhưng khả năng di chuyển bị giới hạn bởi bề mặt xét, hydroxit, và các chất hữu cơ - As tồn tại trong môi trường khử ở dạng Aso, As3+ Dạng anion AsO2, AsO42-, HAsO42- và H2AsO3- bị hút thu ở pH 7- 9 - Photphat ảnh hưởng đến khả năng linh động của As trong đất tiêu thoát tốt do P cạnh tranh với As trên bề mặt hấp phụ 15 *) Cadimi: là kim loại màu trắng sáng . KLN trong nước thải lắng xuống bùn trên đường đi của nó. 12 - Các dạng tồn tại của kim loại nặng. + Liên kết CHC -kim loại nặng. + Con đường di chuyển trong. thuộc vào: + Bản chất của nhiều kim loại. + Hàm lượng hoặc nồng độ của KLN trong môi trường đất và dung dịch đất. + Phản ứng của đất (pH). + Các điều kiện khác