1.3.2.1. Sự phân bố - dạng tồn tại của kim loại nặng trong đất (Mai Trọng Nhuận, 2001
[28])
*Chì (Pb): là nguyên tố kim loại nặng có khả năng linh động kém, có thời
gian bán huỷ trong đất từ 800 - 6000 năm. Theo thống kê của nhiều tác giả hàm lượng chì trong đất trung bình từ 15 - 25ppm. Ở trong đất, Pb thường
2- 3-
nằm ở dạng phức chất bền với các anion (CO32-; Cl-; SO3 ; PO4 ). Trong môi trường trung tính hoặc kiềm, Pb tạo thành PbCO3 hoặc Pb3(PO4)2 ít ảnh hưởng đến cây trồng. Theo một số tác giả phản ứng cacbonat hoá hoặc đất trung tính sự ơ nhiễm Pb được hạn chế. Sự tăng độ chua có thể làm tăng độ hoà tan của Pb và sự giảm độ chua thường tăng sự tích luỹ của Pb do kết tủa. Chì bị hấp phụ trao đổi chiếm tỷ lệ nhỏ (< 5%) hàm lượng Pb có trong đất. Chì cũng có khả năng kết hợp với các chất hữu cơ hình thành các chất dễ bay hơi như (CH3)4Pb. Trong đất chì có tính độc cao, hạn chế hoạt động của các vi sinh vật và tồn tại khá bền vững dưới dạng phức hệ với các chất hữu cơ.
Pb trong đất có khả năng thay thế iơn K+ trong các phức hệ hấp phụ có nguồn gốc hữu cơ hoặc khống sét. Khả năng hấp thu chì tăng dần theo thứ tự sau:
Montmorillonit < Axit humic < Kaolinit < Allophane < Ôxyt Sắt Khả năng hấp phụ Pb tăng dần đến pH mà tại đó hình thành kết tủa Pb(OH)2, sự hoà tan của Pb trong đất tăng lên do q trình axit hố trong đất chua.
CdCO3, Cd3(PO4)2. Trong điều kiện khử (Eh ≤ - 0,2V) thì Cd thường tồn tại ở
dạng CdS, ngoài ra Cd có 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 nhiên nếu đất chứa nhiều Fe, Al, Mn, chất hữu cơ thì Cd lại bị chúng liên kết làm giảm khả năng linh động của Cd. Trong đất trung tính hoặc kiềm do bón vơi, Cd bị kết tủa dưới dạng CdCO3. Thông thường Cd tồn tại trong đất ở dạng hấp phụ trao đổi chiếm 20 - 40%, dạng các hợp chất cacbonat là 20%, hyđrôxyt và ôxyt là 20%, phần liên kết các hợp chất hữu cơ chiếm tỷ lệ nhỏ.
Quá trình hấp phụ Cd trong đất xảy ra khá nhanh, 80 % Cd đưa vào đất bị hấp phụ trong vòng 10 - 15 phút và 100 % trong vòng 1 giờ. Khả năng hấp phụ Cd của các chất trong đất giảm dần theo thứ tự: Hyđrôxyt và ôxyt sắt, nhôm, halloysit > Allphane> kaolinit, axit humic > montmorillonit.
*Arsen (As): tồn tại trong đất dưới dạng hợp chất chủ yếu như Arsenat
3-
(AsO4 ) trong điều kiện ơxyhố. Chúng bị hấp thu mạnh bởi các khống sét, sắt, mangan ơxyt hoặc hyđrôxyt và các chất hữu cơ. Trong các đất axit, As có nhiều ở dạng Arcsenat với sắt và nhơm (FeAsO4; AlAsO4), trong khi ở các đất kiềm và đất cácbonat lại có nhiều ở dạng Ca3(AsO4)2. Arsen có xu hướng được tích tụ trong q trình phong hóa, trên mặt cắt của vỏ phong hóa và trong đất As thường tồn tại ở phần trên (0 - 1,5 m) do bị hấp phụ bởi vật liệu hữu cơ, keo hyđrơxyt sắt và sét. Trong mơi trường khí hậu khơ các hợp chất của As thường tồn tại dưới dạng ít linh động, cịn trong điều kiện khí hậu ẩm ướt các hợp chất của arsen sufua bị hòa tan và bị rửa trôi. Lượng As trong đất chuyển vào nước khoảng 5 - 10 % tổng lượng As trong đất (Đỗ Văn Ái và cs, 1999 [1]).
keo và phức chất. Trong mơi trường nước, tính năng của hợp chất chì được xác định chủ yếu thơng qua độ tan của nó. Độ tan của chì phụ thuộc vào pH, pH tăng thì độ tan giảm và phụ thuộc vào các yếu tố khác như hàm lượng ion khác của nước và điều kiện ơxyhố khử. Trong nước sinh hoạt thường pH= 6, lúc này Pb tồn tại ở dạng vơ cơ, ít có ở dạng keo. Trong nước mặt sử dụng cho sản xuất nông nghiệp nếu pH = 7, Pb nằm dạng keo. Nhờ tác dụng ngoại
2+
lực của chất hữu cơ mà các phức keo của Pb ở dạng Pb(CH3)3 ; Pb(CH3)4 và Pb(CH3)22+ thường lắng đọng ở bùn cặn đáy, Pb trong nước tự nhiên chủ yếu tồn tại dưới dạng hoá trị 2.
* Cadmium (Cd): Trong nước Cd tồn tại chủ yếu ở dạng hoá trị 2 và rất
dễ bị thuỷ phân trong môi trường kiềm. Ngồi dạng hợp chất vơ cơ nó liên kết với các hợp chất hữu cơ đặc biệt là axit humic tạo thành phức chất và phức chất này có khả năng hấp phụ tốt trên các hạt sa lắng, chiếm 60 - 75% của nồng độ tổng số trong các dòng nước.
* Arsen (As): Trong nước chứa nhiều ôxy, arsen tồn tại ở dạng hoá trị 5,
rất hiếm ở dạng arsen hoá trị 3. Trong nước chứa ít ơxy (giếng ngầm, sâu) 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.