3. Dạng tồn tại của kim loại độc Pb, Cd, Cu và As trong đất và ảnh hưởng của
3.2.1.Dạng tồn tại của chỡ trong tự nhiờn và cỏc nguồ nụ nhiễm chỡ
Chỡ là nguyờn tố tương đối phổ biến trong vỏ quả đất. Trong tự nhiờn chỡ tồn tại dưới cỏc loại quặng galenit (PbS), cesurit (PbCO3) và anglesit (PbSO4).
Trong mụi trường nước, tớnh năng của cỏc hợp chất chỡ được xỏc định chủ yếu thụng qua độ tan của nú. Độ tan của chỡ phụ thuộc vào pH của mụi trường, pH tăng thỡ độ tan giảm. Ngoài ra nú cũn phụ thuộc vào cỏc yếu tố khỏc như độ muối (hàm lượng cỏc ion khỏc nhau) của nước, điều kiện oxi húa khử. Hàm lượng chỡ trong nước cú nguồn gốc tự nhiờn chiếm tỷ lệ khiờm tốn, chủ yếu là từ đường ống dẫn cỏc thiết bị tiếp xỳc cú chứa chỡ.
Trong khớ quyển, hàm lượng chỡ tương đối giàu hơn so với cỏc kim loại nặng khỏc. Nguồn ụ nhiễm chớnh của chỡ trong khụng khớ là do sự đốt chỏy nhiờn liệu của động cơ đốt trong, cỏc động cơ này dựng nhiờn liệu xăng cú chứa chỡ được thờm vào làm tăng chỉ số octan, giảm gõy nổ dưới dạng cỏc hợp chất chỡ tetra metyl (Pb(CH3)4) và chỡ tetra etyl (Pb(C2H5)4). Cựng với cỏc chất ụ nhiễm khỏc chỡ được loại khỏi khớ quyển do quỏ trỡnh sa lắng khụ và ướt (mưa). Kết quả là bụi thành phố và đất ven đường ngày càng giàu chỡ với hàm lượng điển hỡnh vào khoảng 1000 - 4000 mg/kg.
Ngày nay, những nguồn ụ nhiễm chỡ khỏc cú thể là do sản xuất đồ chơi và trong cỏc loại sơn cú hàm lượng chỡ tương đối cao. Chỳng được cỏc nhà mỏy sản xuất kim loại nặng thải vào cống rónh với hàm lượng lớn dưới sản phẩm mạ điện. Cỏc nguồn ụ nhiễm này đưa lượng lớn chỡ vào mụi trường đất, dưới dạng tưới tiờu và phõn bún làm từ rỏc thải mựn của cống rónh.
Chỡ nguyờn chất hoà tan kộm. Pb tồn tại chủ yếu ở dạng húa trị II và thường gặp trong tự nhiờn cựng với Zn. Lượng chỡ tăng thờm trong đất cú nguồn gốc từ bụi khụng khớ, sử dụng phõn bún, hoỏ chất hay chất thải cú chứa Pb. Trong cụng nghiệp và cuộc sống hiện nay chỡ được ứng dụng rất rộng rói. Trong cụng nghịờp chỡ được ứng dụng trong sản xuất sơn. ắc quy, được dựng làm chất xỳc tỏc và dựng trong xăng nhưng hiện nay đó cấm sử dụng. Với những ưu điểm trờn chỡ càng được ứng dụng rộng rói trong sản xuất.
Sự ứng dụng rộng rói của chỡ đó làm cho mụi trường sinh thỏi cú nguy cơ ụ nhiễm chỡ, đặc biệt là mụi trường đất. Khi phỏt thải vào mụi trường đất, chỡ cú thời gian tồn lưu lõu. Những hợp chất của chỡ cú khuynh hướng tớch luỹ trong mụi trường đất và trầm tớch sụng hồ, làm ụ nhiễm chuỗi thức ăn và ảnh hưởng đến quỏ trỡnh trao đổi chất trong cơ thể con người. Chỡ phỏt thải trong mụi trường đất bằng nhiều con đường khỏc nhau.
Trong khúi thải của cỏc phương tiện giao thụng (ụ tụ, xe mỏy), khúi thải từ những nhà mỏy lọc dầu, nhà mỏy luyện kim, Pb được phỏt ra trong khụng khớ dưới dạng cỏc hạt bụi khúi. Thời gian tồn tại của cỏc hạt bụi này phụ thuộc rất nhiều vào kớch thước hạt bụi, thời tiết khu vực và độ cao của nguồn thải. Theo thời gian bụi chỡ được lắng đọng trong đất, pH của nước mưa sẽ quyết định dạng Pb lắng đọng. Năm 1986, Zimmema, đó đưa ra nhận xột: độ hoà tan của chỡ trong khớ quyển tăng đỏng kể khi pH của nước mưa giảm từ 6,4 và cũng vào năm này Grosh cũng đưa ra rằng chỡ được tỡm thấy chủ yếu dưới dạng lắng đọng ướt.
Trong sản xuất nụng nghiệp, sử dụng phõn bún khụng những cung cấp cỏc chất dinh dưỡng cho cõy mà cũn đưa vào đất một lượng chỡ đỏng kể. Phõn supephotphat cú chứa chỡ với hàm lượng 1000 mg/kg phõn, trong phõn N cú chứa 220 mg/kg phõn, bún vụi cải tạo đất chua cũng là một hỡnh thức đưa chỡ vào trong đất . Trong nụng nghiệp người ta cũn sử dụng bựn thải, nước thải làm phõn bún cũng đưa vào đất một lượng chỡ đỏng kể. Hàm lượng chỡ cú
trong bựn thải dao động từ 2 - 7000 mg/kg, nước thải cú trong dũng chảy tràn cú tới 19% lượng chỡ do bụi đường phố đem lại. Ở Mĩ người ta tớnh từ khi sử dụng xăng pha chỡ thỡ dũng nước mưa chảy tràn hàng năm đưa một lượng chỡ là 8109 gam vào trong nước thải .
ễ nhiễm chỡ thường cao ở tầng mặt do bụi Pb rơi từ khụng khớ xuống tạo ra cỏc hợp chất tương đối bền vững với cỏc chất hữu cơ. Ngoài ra một số yếu tố khỏc cú ảnh hưởng đến hàm lượng chỡ trong đất như: pH, CEC, PO43 - , … Trong nhiều trường hợp bún phõn hữu cơ và phõn lõn cú tỏc dụng cố định chỡ tạm thời. Trong đất chua và chứa nhiều axit fulvic, Pb cú thể bị rửa trụi xuống tầng dưới. Theo Lidsay (1972) , lượng chỡ trung bỡnh trong đất dao động từ 2mg/kg đến 200 mg Pb/kg đất. Theo Pendias và cộng sự (2001), chỡ cú nhiều trong cỏc đỏ mẹ granit (24 mg/kg) và cỏt kết 12mg/kg), đỏ bazan cú ớt Pb (3 mg/kg).
Trong đất, tớnh di động của Pb phụ thuộc vào Eh, pH, thành phần cấp hạt đặc biệt là sột, chất hữu cơ, xúi mũn đất do nước và giú. Cỏc muối chỡ clorat, sunfat, nitrat rất dễ hoà tan, trong khi cỏc hợp chất của chỡ với cacbonat lại rất bền vững. Khi vào đất Pb khụng giữ nguyờn một trạng thỏi mà nú bị biến đổi, trong đất chỡ bị hấp phụ trờn bề mặt cỏc khoỏng sột, chất hữu cơ hoặc cỏc oxit kim loại hoặc cú thể tồn tại dưới dạng cỏc hợp chất với chất khỏc như Pb(OH)2, PbO, PbCO3, Pb3(PO4)2… Trong đất chỡ hấp phụ trao đổi chiếm tỉ lệ nhỏ (<5% lượng chỡ trong đất), cỏc chất hữu cơ cú vai trũ lớn trong việc tớch luỹ chỡ do đất hỡnh thành cỏc phức hệ với chỡ đồng thời chỳng cũng làm tăng tớnh linh động của chỡ khi cỏc chất hưu cơ này cú tớnh linh động cao. Khi chỡ tồn tại trong dung dịch đất ở dạng linh động nú sẽ bị thực vật hấp thụ trực tiếp và tớch luỹ trong cõy, gõy ngộ độc cho cõy trồng hoặc chỳng theo chuỗi thức ăn đi vào cơ thể người và gõy ngộ độc. Trong đất Pb2+ cú khả năng thay thế
khoỏng trong đất hấp phụ chỡ tăng theo thứ tự sau: Oxyt sắt > Allophan > Caolilit > Humic > Montmorillonit.
Khả năng hấp thụ chỡ sẽ tăng dần đến một mức nào đú mà tại đú hỡnh thành kết tủa Pb. Trạng thỏi tồn tại của chỡ trong đất phụ thuộc rất nhiều vào pH của đất, khi pH của đất thấp thỡ khả năng di động của chỡ tăng và ngược lại khi pH của đất cao thi khả năng di động của chỡ bị cố định dưới dạng kết tủa Pb(OH)2