1.3.2.1. Sự phõn bố - dạng tồn tại của kim loại nặng trong đất (Mai Trọng Nhuận, 2001 [28])
*Chỡ (Pb): là nguyờn tố kim loại nặng cú khả năng linh động kộm, cú thời gian bỏn huỷ trong đất từ 800 - 6000 năm. Theo thống kờ của nhiều tỏc giả hàm lượng chỡ trong đất trung bỡnh từ 15 - 25ppm. Ở trong đất, Pb thường nằm ở dạng phức chất bền với cỏc anion (CO32-; Cl-; SO32-; PO43-). Trong mụi trường trung tớnh hoặc kiềm, Pb tạo thành PbCO3 hoặc Pb3(PO4)2 ớt ảnh hưởng đến cõy trồng. Theo một số tỏc giả phản ứng cacbonat hoỏ hoặc đất trung tớnh sự ụ nhiễm Pb được hạn chế. Sự tăng độ chua cú thể làm tăng độ hoà tan của Pb và sự giảm độ chua thường tăng sự tớch luỹ của Pb do kết tủa. Chỡ bị hấp phụ trao đổi chiếm tỷ lệ nhỏ ( 5%) hàm lượng Pb cú trong đất. Chỡ cũng cú khả năng kết hợp với cỏc chất hữu cơ hỡnh thành cỏc chất dễ bay hơi như (CH3)4Pb. Trong đất chỡ cú tớnh độc cao, hạn chế hoạt động của cỏc vi sinh vật và tồn tại khỏ bền vững dưới dạng phức hệ với cỏc chất hữu cơ.
Pb trong đất cú khả năng thay thế iụn K+ trong cỏc phức hệ hấp phụ cú nguồn gốc hữu cơ hoặc khoỏng sột. Khả năng hấp thu chỡ tăng dần theo thứ tự sau:
Montmorillonit Axit humic Kaolinit Allophane ễxyt Sắt Khả năng hấp phụ Pb tăng dần đến pH mà tại đú hỡnh thành kết tủa Pb(OH)2, sự hoà tan của Pb trong đất tăng lờn do quỏ trỡnh axit hoỏ trong đất chua.
*Cadmium (Cd): là kim loại nằm sõu trong lũng đất, tồn tại ở dạng Cd2+. Trong cỏc điều kiện ụxyhoỏ Cd thường ở cỏc dạng hợp chất rắn như CdO. CdCO3, Cd3(PO4)2. Trong điều kiện khử (Eh - 0,2V) thỡ Cd thường tồn tại ở dạng CdS, ngoài ra Cd cú thể tồn tại dạng phức như CdCl+, CdHNO3+; CdHCl- ; CdCl4- ; Cd(OH)4-. Trong đất chua, Cd tồn tại ở dạng linh động hơn (Cd2+), tuy nhiờn nếu đất chứa nhiều Fe, Al, Mn, chất hữu cơ thỡ Cd lại bị chỳng liờn kết làm giảm khả năng linh động của Cd. Trong đất trung tớnh hoặc kiềm do bún vụi, Cd bị kết tủa dưới dạng CdCO3. Thụng thường Cd tồn tại trong đất ở dạng hấp phụ trao đổi chiếm 20 - 40%, dạng cỏc hợp chất cacbonat là 20%, hyđrụxyt và ụxyt là 20%, phần liờn kết cỏc hợp chất hữu cơ chiếm tỷ lệ nhỏ.
Quỏ trỡnh hấp phụ Cd trong đất xảy ra khỏ nhanh, 80 % Cd đưa vào đất bị hấp phụ trong vũng 10 - 15 phỳt và 100 % trong vũng 1 giờ. Khả năng hấp phụ Cd của cỏc chất trong đất giảm dần theo thứ tự: Hyđrụxyt và ụxyt sắt, nhụm, halloysit > Allphane kaolinit, axit humic montmorillonit.
*Arsen (As): tồn tại trong đất dưới dạng hợp chất chủ yếu như Arsenat (AsO43-) trong điều kiện ụxyhoỏ. Chỳng bị hấp thu mạnh bởi cỏc khoỏng sột, sắt, mangan ụxyt hoặc hyđrụxyt và cỏc chất hữu cơ. Trong cỏc đất axit, As cú nhiều ở dạng Arcsenat với sắt và nhụm (FeAsO4; AlAsO4), trong khi ở cỏc đất kiềm và đất cỏcbonat lại cú nhiều ở dạng Ca3(AsO4)2. Arsen cú xu hướng được tớch tụ trong quỏ trỡnh phong húa, trờn mặt cắt của vỏ phong húa và trong đất As thường tồn tại ở phần trờn (0 - 1,5 m) do bị hấp phụ bởi vật liệu hữu cơ, keo hyđrụxyt sắt và sột. Trong mụi trường khớ hậu khụ cỏc hợp chất của As thường tồn tại dưới dạng ớt linh động, cũn trong điều kiện khớ hậu ẩm ướt cỏc hợp chất của arsen sufua bị hũa tan và bị rửa trụi. Lượng As trong đất chuyển vào nước khoảng 5 - 10 % tổng lượng As trong đất (Đỗ Văn Ái và cs, 1999 [1]).
1.3.2.2. Dạng tồn tại của một số kim loại nặng trong nước
* Chỡ (Pb) trong nước cú 3 dạng tồng tại là Pb hoà tan, Pb lơ lửng ở dạng keo và phức chất. Trong mụi trường nước, tớnh năng của hợp chất chỡ được xỏc định chủ yếu thụng qua độ tan của nú. Độ tan của chỡ phụ thuộc vào pH, pH tăng thỡ độ tan giảm và phụ thuộc vào cỏc yếu tố khỏc như hàm lượng ion khỏc của nước và điều kiện ụxyhoỏ khử. Trong nước sinh hoạt thường pH= 6, lỳc này Pb tồn tại ở dạng vụ cơ, ớt cú ở dạng keo. Trong nước mặt sử dụng cho sản xuất nụng nghiệp nếu pH = 7, Pb nằm dạng keo. Nhờ tỏc dụng ngoại lực của chất hữu cơ mà cỏc phức keo của Pb ở dạng Pb(CH3)32+; Pb(CH3)4 và Pb(CH3)22+ thường lắng đọng ở bựn cặn đỏy, Pb trong nước tự nhiờn chủ yếu tồn tại dưới dạng hoỏ trị 2.
* Cadmium (Cd): Trong nước Cd tồn tại chủ yếu ở dạng hoỏ trị 2 và rất dễ bị thuỷ phõn trong mụi trường kiềm. Ngoài dạng hợp chất vụ cơ nú liờn kết với cỏc hợp chất hữu cơ đặc biệt là axit humic tạo thành phức chất và phức chất này cú khả năng hấp phụ tốt trờn cỏc hạt sa lắng, chiếm 60 - 75% của nồng độ tổng số trong cỏc dũng nước.
* Arsen (As): Trong nước chứa nhiều ụxy, arsen tồn tại ở dạng hoỏ trị 5, rất hiếm ở dạng arsen hoỏ trị 3. Trong nước chứa ớt ụxy (giếng ngầm, sõu) arsen tồn tại ở dạng arsenat (III) và arsen kim loại. Một vài dạng hợp chất hữu cơ của arsen cũng tồn tại trong nước.