Chương 1 .TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
1.1.3. Sự phân chia các dạng kim loại
Độc tính của kim loại nặng cũng như khả năng hấp thu kim loại nặng của sinh vật phụ thuộc vào dạng tồn tại của chúng trong môi trường. Do vậy, mục đích phân tích dạng kim loại nặng trong đất là để đánh giá mức độ ơ nhiễm và khả năng thích ứng sinh học của chúng. Thực vật chỉ có thể hấp thu những dạng kim loại linh động (trao đổi, tan trong nước hoặc axit lỗng, khử). Những kim loại tìm thấy trong đất trồng trọt thường có nguồn gốc tự nhiên và do tác động của con người là chính. Ví dụ, từ chất thải của sản xuất cơng nghiệp, bụi khói xe tham gia giao thơng, chất thải rắn xây dựng, phân bón và các thuốc bảo vệ thực vật (An, 2010; Anh & nnk., 2008) Hàm lượng kim loại nặng cao trong đất có thể ảnh hưởng đến sự hấp thu khơng chỉ phụ thuộc vào lượng kim loại có trong đất mà cịn phụ thuộc vào pH, chất hữu cơ, hàm lượng set cũng như ảnh hưởng của phân bón(Bá, 2000). Sự thăng giáng của các thông số kể trên không thể làm thay đổi hàm lượng tổng kim loại nặng trong đất, nhưng có ảnh hưởng rất lớn đến khả năng thích ứng sinh học của chúng (Bá, 2006)
Vấn đề phụ thuộc của độ linh động, khả năng thích ứng sinh học, độ tồn lưu, khả năng liên kết và độc tính trong thực phẩm, trong mơi trường của kim loại nặng đối với cơ thể sống, vào dạng hóa học của chúng đang tồn tại là rất rõ ràng (Rita, 2002)
Quy trình chiết các dạng liên kết của kim loại nặng trong đất gồm 5 dạng chính: dạng trao đổi (F1), dạng liên kết cacbonat (F2), dạng liên kết
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
trong cấu trúc oxit sắt-Mgngan (F3), dạng liên kết với các hợp chất hữu cơ (F4), và dạng bền nằm trong cấu trúc tinh thể của trầm tích (gọi là dạng cặn dư) (F5) (Iglesia và nnk, 2003; Barual và nnk, 1996; Marco và nnk., 2005; Riba và nnk., 2002; Zerbe và nnk., 2002).
- Dạng trao đổi: Kim loại trong dạng này liên kết với đất bằng lực hấp phụ yếu trên các hạt. Sự thay đổi lực ion của nước sẽ ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ hoặc giải hấp các lim loại này dẫn đến sự giải phóng hoặc tích lũy kim loại tại bề mặt tiếp xúc của nước và đất (hoặc trầm tích). Tỷ lệ dạng trao đổi của kim loại nặng càng cao, thì khả năng gây ơ nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến sức khỏe của con người càng lớn.
- Dạng liên kết với cacbonat: các kim loại liên kết với cacbonat rất nhạy cảm với sự thay đổi của pH, khi pH giảm thì kim loại tồn tại ở dạng này sẽ được giải phóng.
- Dạng liên kết với Fe-Mn oxit: ở dạng liên kết này kim loại được hấp phụ trên bề mặt của Fe-Mn oxi hydroxit và không bền trong điều kiện khử, bởi vì trong điều kiện khử trạng thái oxi hóa khử của sắt và Mgngan sẽ bị thay đổi, dẫn đến các kim loại trong đất (hoặc trầm tích) sẽ được giải phóng vào pha nước.
- Dạng liên kết với hữu cơ: Các kim loại ở dạng liên kết với hữu cơ sẽ khơng bền trong điều kiện oxi hóa, khi bị oxi hóa các chất hữu cơ sẽ phân hủy và các kim loại sẽ được giải phóng vào pha nước
- Dạng cặn dư: phần này chứa các muối khoáng tồn tại trong tự nhiên có thể giữ các vết kim loại trong nền cấu trúc của chúng, do vậy khi kim loại tồn tại trong phân đoạn này sẽ khơng thể hịa tan vào nước trong các điều kiện tự nhiên trên.
Trong năm dạng trên, mức độ dễ hòa tan vào cột nước xếp theo thứ tự các dạng sau: Trao đổi Liên kết với cacbonat Liên kết với Fe-Mn oxit liên kết với hữu cơ cặn dư.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn