L ỜI GIỚI THIỆ Ụ
5.4.1 Giới thiệu chung
Các nguyên tố vi lượng là các nguyên tố mà nồng độ của chúng trong nước biển nhỏ hơn 1 mg/l. Đây là nhóm có số lượng nhiều nhất trong thành phần hoá học của nước biển nhưng khối lượng chỉ chiếm khoảng 0,01% tổng các chất khoáng rắn hoà tan. Nồng độ của các nguyên tố vi lượng trong nước biển được cho ở bảng 5.1.
Bảng 5.1: Nồng độ trung bình các nguyên tố vi lượng trong biển (μg/l) (Theo Gôndber)
Nguyên tố Nồng độ Nguyên tố Nồng độ Nguyên tố Nồng độ
Li 200 U 3 Bi 0,2 Rb 120 V 2 Cd 0,11 I 60 Mn 2 Pb 0,1 Ba 30 Ni 2 W 0,1 In 20 Ti 1 Ge 0,07 Al 10 Th 0,7 Cr 0,05 Fe 10 Co 0,5 Sc 0,04 Zn 10 Sb 0,5 Ga 0,03 Mo 10 Cs 0,5 Hg 0,03 Se 4 Ce 0,4 Nb 0,01 Cu 3 Ag 0,3 Te 0,01 As 3 La 0,3 Au 0,004 Sn 3 Y 0,3 Ra 1.10- 7
Các nguyên tố vi lượng có nồng độ lớn nhất trong nhóm là Li (200 μg/l), Rb (120 μg/l), I (60 μg/l) và bé nhất là Au (0,004 μg/l) và Ra (1.10- 7 μg/l). Tuy nồng độ của các nguyên tố vi lượng rất nhỏ bé nhưng khối lượng tổng cộng của mỗi một nguyên tố trong biển lại rất đáng kể,
4 6 8 10 12 Tháng 2000 1400 800 200 mgSi/m3 Hình 5.15: Biến đổi năm hàm lượng SIlicat trong nước vùng biển ven bờ vinh Hạ Long
như đã thấy trong một tính toán giả định ở phần đầu chương 1 về khối lượng Vàng chiết ra từ toàn bộ nước đại dương thế giớị
Các nguyên tố vi lượng trong biển rất có ý nghĩa đối với các quá trình sinh vật và địa hoá trong biển. Người ta đã chứng minh và khẳng định rằng sự tồn tại của Kẽm, Đồng, Vanađi, Côban, Bo và nhiều nguyên tố khác trong mô sinh vật có ý nghĩa sinh lý lớn laọ Ví dụ, Đồng không chỉ cấu tạo nên Hemoxyanin (sắc tố hô hấp của nhiều động vật không xương sống) mà còn là thành phần của hồng cầu, Vanađi tham gia vào quá trình hô hấp của một số động vật xoang tràng, Sắt rất cần thiết cho khuê tảo phát triển... Ngoài ra, các nguyên tố vi lượng còn có mặt trong một số hoạt chất sống khác như Vitamin, Hoocmôn...
Tuy nhiên, nhiều nguyên tố vi lượng trong nước biển lại là các độc tố có hại cho đời sống của thuỷ sinh vật và cho con người khi sử dụng các sản phẩm biển (như thuỷ ngân, Cadimi, các chất phóng xạ, thuốc trừ sâụ..). Cũng như vậy, mặc dù nhiều nguyên tố vi lượng có ý nghĩa sinh- hoá-lý đối với đời sống sinh vật biển song sự hấp thụ và tích luỹ quá giới hạn trong cơ thể lại là điều bất lợị Ví dụ sau đây cho thấy tính nghiêm trọng của vấn đề nàỵ Vào năm 1956, nhiều người dân thành phố Minatama của Nhật Bản đã gặp phải một chứng bệnh lạ lùng. Trong số 89 người mắc bệnh đã có hơn ba chục thiệt mạng. Nguyên nhân gây bệnh thật đơn giản - họ đã ăn phải những con cá bắt được ở vịnh Minatamạ Thế nhưng gần 20 năm sau trách nhiệm của một nhà máy trong khu vực mới chính thức được xác nhận: nhà máy này đã đổ thải xuống biển những chất có chứa Metyl Thuỷ ngân. Sự kiện nêu trên đã trở thành "Hiện tượng Minatama" mà cả thế giới biết đến.
Về mặt địa hoá học, nguồn gốc thành tạo nhiều mỏ khoáng sản ở đáy biển và đại dương có liên quan đến sự tồn tại các nguyên tố vi lượng trong nước. Đá kết Sắt-Mangan trong đó có cả Đồng, Côban và các kim loại khác chiếm diện tích khá lớn ở đáy đại dương. Theo đánh giá của Menard và Shepec, đá kết này phủ từ 20 đến 50% diện tích đáy vùng tây nam Thái Bình Dương.
Ngày nay vai trò và nhu cầu sử dụng các kim loại quý trong công nghệ càng tăng và mức độ ảnh hưởng của các nguyên tố vi lượng tới chất
lượng môi trường nước biển càng nhiều thì người ta càng quan tâm tới sự tồn tại và biến động của hợp phần vi lượng trong biển. Tuy nhiên, nghiên cứu các nguyên tố vi lượng trong biển lại gặp nhiều khó khăn do nồng độ của chúng quá bé, rất khó xác định và tách chiết. Mặc dù Hoá học hải dương đã có các thiết bị phân tích tinh vi như các máy phân tích quang phổ, sắc ký khí... song các nghiên cứu về nguyên tố vi lượng trong biển nói chung còn chưa nhiềụ
Các nguyên tố vi lượng trong biển được chia thành hai nhóm là các nguyên tố vi lượng bền và các nguyên tố vi lượng phóng xạ.