HH. Ô NHIEM MOI TRƯỜNG ĐẤT
năm 50) 60 của thé giới Đó thực chất là 2000 nguồn gây 6 nhiễm khác nhau
Những năm gắn đây với chính sách mở cửa có một số cơ sở liên doanh với nước
Trang 44
Luan van tỏt nghiệp I.é Thị Tuyết Hương
ngoài do nước ngoài đầu tư nhưng còn ít và phẩn lớn chưa có công nghệ hiện đại .
Các ngành công nghiệp nước ta hình thành theo cụm công nghiệp . Khu công nghiệp
va khu chế xuất nằm nguy tong hoặc kể thành phố lớn . Như thành phố Hồ Chí Minh có 700 xí nghiệp công nghiệp lớn thì có đến 500 xí nghiệp ở nội thành Các khu công nghiệp đã gây 6 nhiễm môi trường khá lớn như hóa chất Việt Trì , Biên Hòa . Thủ Đức {Tan Bình như các nhà máy phân bón và thuốc trừ sâu Lâm Thao ,
Long Thành (Đồng Nai ) ,phân lân (Văn Điển ) , các nhà máy sẵn xuất bột giặt và xà
phòng ở Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh.
Hàng năm Việt Nam đã sản xuất 240.000 tấn axit HạSO, trong đó 180.000 tấn đi
từ nguyên liệu pyrit Tất cả đều dùng xúc tác một lớp hiệu suất chuyển hóa thấp và
lương chất thải củo . Hàng năm thải 4347 tấn SO, riêng Lam Thao thải 2000 tấn axit
H;ĐO, /nõm ra son g Hồng và khoảng 80.000 tấn xỉ pyriƯnọm . Sự ụ nhiễm mụi
trưỡng gây ra do ngành công nghiệp hóa chất và phân bón là rất lớn Nhu vùng phụ cin Lâm Thao , đồng rông , cây cối bị hư hai do khí thải chứa hàm lượng SO, cao. Vang cận Việt Tri cũng bi ô nhiễm do khí clo . Khu công nghiệp Hà Nội lượng
SO; tăng gấp 14 lin so với tiêu chuẩn cho phép , lượng Cl, tăng 2,7 lần
Nhà máy nhiệt điện Ninh Bình gây ô nhiễm nặng bởi bụi và khí SO; cho vùng
xung quanh ( lượng SO; lên tới 0,93 mg/m’)
Nha máy hóa chất Sơn Hà Nội bui chì gấp néng đô cho phép hàng ngàn lần.
11.1.5 © nhiễm đất do kim loại nặng
IH .1.5.1 Nguần gấc kim loại nặng
Đá me là nguồn cung cấp đầu tiên các nguyên tố khoáng và có vai trò quan trong wong việc tích lũy các kim loại nang trong đất .Trong những điều kiện xác định phu thuộc vào các loai đá me khác nhau mà các đất được hình thành có chứa hàm lượng khác nhau các kim loai nang . Chì thường có nhiều trong các đá macma axit và các trầm tích sét, có ít trong các đá siêu bazơ ,các trầm tích đá vôi ,Chì được tích lũy cao trong các đất giàu chất hữu cơ ,các dat khoáng mà có hàm lượng sét thấp có sự
tích lũy chì thấp . Hàm lương Cd trong đất hình thành trên đá macma dao đông trong
khoảng 0,1 - 0, 3 ppm , đá biến chất là 0,1 — 1 ppm ,đá trầm tích 0,3 - 11 ppm Cd
thường có nhiều trong tram tích sét và khoáng sét . Các loại đất hình thành trên đá mẹ này có hàm lượng Cd trung hình là 0,8 ppm , trong các đất thoát nước tốt Cd có
hàm lượng thấp hơn
Các nguyên tố kim loại năng khác như Hg , As, Sn , Bi , In, cũng phụ thuộc rất
lớn vào các loại đá mẹ và có hàm lượng khác nhau ở trong đất
Trong các qúa trình sản xuất con người đã làm tăng đáng kể các nguyên tố kim
loại nang trong đất .Các loại thuốc bảo vệ thực vật thu66ng có chứa các kim loại
nặng như ; As. Pb, Hg. Cúc loại phân bón hóa học đặc biệt là photpho thường chúa
nhiều As , Cd , Pb Các loại bùn nước thải thành phố cũng là nguồn chứa nhiều các
kim loại nặng khác nhau như ; As, Pb , Cd , Bi, Hg, Sn...
Trang 45
|.uọn văn tot nghiệp
Kim
As Bi
I.ê Thị Tuyết Hương
BangB- 12 Ham lương một số kim loại nặng trong các sản phẩm dang làm
phân bón trong nông nghiệp (ppm) (Theo Đất và môi trường-Lê Văn Khoa)
Phan
<1-1200 0.1190
Phin
2-120
Đá vôi
0,1-24
thải g j|tưới | BVTV
<1-25
< 0,1-0,8
Cd <0.|-9 | 0,050,1
Hy O08 -2 03-3 : < 0,01-0,2
Ph 43-1000 2-120 | 20-1250 0,4 - 16
Sb < 1-10 . . <0,1-0,5 Se 0.5. 25 - <01 02-24
20-23 0.2
Hàm lương của kim loai nang ở các đất khác nhau là rất khác nhau . Qua những nghiên cứu cúa nhiều tác gia’ cho thấy hàm lượng trung bình của các kim loại năng
như ở bảng B-13
5-10 I— 88,8
0,01 - 2,5
Ở Việt Nam nhìn chung đất bị ô nhiễm kim loại năng chưa phải là phổ biến. Tuy
nhiên sự ô nhiễm này cũng đã xuất hiện mang tính cục bộ trên những diện tích đất
nhất định do tác động của các chất thải độc hại. Những nghiên cứu của Lê Đức (1994)3 các đất phù sa ở Gia Lâm, Từ Liêm, Thanh Trì, Sóc Sơn (Hà Nội), Hoài
Đúc, Ha Vì, Thạch Thất (Hà Tây) cho thấy, hàm lượng Cu tổng số dao động trong khoảng 15,6 — 30.5 ppm; Cu dễ tiêu 0,98 - 5,9 ppm; Molipden tổng số là 1,41 — 5,7
ppm:Mo dễ tiêu là 0,11 — 0,39 ppm, Mangan tổng số là 229 - 606 ppm; Mn dễ tiêu
là 14,2 - 126 ppm
Trang 46
Luan van tốt nghiệp Lé Thị Tuyết Hương
HHI1.52 Héa hoc kim loại nặng trong đất
Asen(As): As tổn tại trong đất dưới dạng các hợp chất chủ yếu như: acsenat (AsO;`) trong điểu kiện oxi hóa. Chúng bị hấp phụ mạnh bởi các khoáng sét, sắt, Mangan oxit hoặc hidroxit và các chất hữu cơ. Trong các đất axit As có nhiều ở dang Arsenat với sit và nhôm (AlAsO¿, FeAsO,) trong khi ở các đất kiểm và đất cacbonat lại có nhiều ở dạng Ca¿(AsO,);. Cũng như photpho As bị hấp thu mạnh bởi
các qúa uình hấp phụ hóa học và tuân theo phương trình đẳng nhiệt của Langmuir khá năng linh đông của As trong đất tăng khi đất ở dạng khử vì nó tạo thành các ascnat (As(V)) Khi bón vôi cho đất cũng làm tăng khả năng linh động của As do chuyển từ Fe, Al — acsenat sang dạng Ca- acsenat linh động hơn.
Cacdimi(Cd); Cd ở dạng ở các dang chất rắn như: CO, CdCO;, Cd¿(PO,);
trong các điều kiện oxi hóa. Trong các diéu kiện khử (E„ < - 0,2 V) Cd tổn tại nhiều
đ dang CdS. Độ chua của đất có ảnh hưởng rất lớn đối với khả năng linh động của
Cd trong đất, Trong các đất chua Cd tổn tại 3 dạng linh động hơn (Cd**) .Tuy nhiên
nếu đất có nhiều Fe, Al, Mn, chất hữu cơ thi Cd lại bị chúng liên kết làm giảm khả nàng linh động của Cd. Trong các đất trung tính hoặc kiểm do bón vôi Cd bị kết tủa
dưới dạng CdCO;,
Kha năng hấp phu Cd của các chất trong đất giảm dần theo thứ tư: hidroxit và
oxit sất, nhôm, haloysit > allo phane > kaolinit axithumic > monunorilloniL Quá
trình hấp phu Cd trong đất xảy ra khá nhanh 95% Cd đưa vào bị đất hấp phụ trong
vòng 10 phút và 100% trong vòng một giơ. Thông thường Cd tổn tại ở trong đất ở
dang hấp phụ trao đổi chiếm 20 — 40 %, dạng hợp chất cacboonat là 20%, hidroxi và oxit là 20% phẩn liên kết với các hợp chất hữu cơ chiếm tỉ lệ nhỏ. Để xác định Cd dễ tiêu người ta dùng nhiều chất chiết rút khác nhau như : CH;COOH 0,5M, HCI 1M,
NH:OOCCH;: IM, EDTA 0,05M, NH¿NO:¿ 1M, HNO¡0,IM Trong đó NH¿NO; IM
được đánh giá là tốt nhất.
Thủy ngân (Hg): Có thể tổn tại ở dạng linh động, không tan hoặc bay hơi (CH¡);Hg Trong đất kiểm (PH>?) Hg bị kết tủa ở dạng Hg(OH);. Các dang hợp chất
thường gặp như Hg- photphat, Hg — chất hữu cơ (RHgOH). Trong diéu kiện khử Hg
có thể gặp ở dạng HgS sự liên kết với S và các hợp chất hữu cơ trong đất cũng xảy ra khá mạnh hình thành các hợp chất như humic-Hg.
Sư hấp phụ Hg trong đất phu thuộc rất lớn vào các dang Hg và tính chất đất như
PH , thành phần cation và thế oxi hóa khử ,các khoáng sét , oxit Fe, Mn và chất hữu cơ Trong khoáng sét ilithấp phụ Hg nhiều hơn so với kaolinit , Hg dễ tiêu trong đất
có thể ở nhiều dạng khác nhau thông thường Hg hòa tan trong CaCl, 0,1 M được
đánh giá là thích hợp với cây ưồng.
Chì (Pb) : Là nguyên tố kim loại nặng linh động kém, có thời gian bán hủy
trong đất từ 800 — 6000 năm. Trong tự nhiên chì có nhiều dưới dang PbS và bi
chuyển hóa thành PbSO, do qúa trình phong hóa, Pb** sau khi được giải phóng sẽ
thum gia vào nhiều quá trình khác nhau trong đất như bị hấp phụ bởi các khoáng sét,
Trang 47
Luan vàn tot nghiệp I.ê Thị Tuyết Hương
chất hữu cơ hoặc các oxit kim loại. Hoặc bị cố định wd lại dưới dang các hợp chất Ph(OH)>, PbCOy, PbS, PbO, Pb;(PO,);, Pbs(PO,);OH. Chi bị hấp phụ trao đổi chỉ chiếm tí lệ nhỏ (< 5%) hàm lượng chì có trong đất. Các chất hữu cơ có vai wd lớn tron gviệc tích lũy chì trong đất do hình thành các phức hệ với chì. Đồng thời chúng cũng làm tăng tính linh đông của chì khi các chất hữu cơ này có tính linh động cao.
Chì củng có kha năng kết hợp với các chất hữu cơ hình thành các chất bay hơi như (CH;)¿Pb, Trong đất chì có tính độc cao, nó han chế hoạt động của các vi sinh vật và ton tại khá bên vững dưới dang các phức hệ với với chất hữu cơ.
Để xác định chì dể tiêu trong đất có thể sử dụng nhiều chất chiết rút khác nhau
như: HCI 1M, HNO, IM, NH.OOCCH; 1M, CaCl, 005M, BáC|; 005M, EDTA
.02M ... Pb** wong đất có khả năng thay thé ion KỲ ưong các phức hệ hấp phụ có
nguồn gốc hữu cơ hoặc khoáng sét. Khả năng hấp thu chi tăng dẫn theo thứ tự sau:
montmori Honit < humic < kaolinit< allophan < oxit sất Khả năng hấp phụ Pb
tang dẫn đến PH mà tại đó hình thành kết tủa Pb(OH)>.
Selen (Se); Là nguyên tố dinh dưỡng rất quan trọng đổi với động vật nhưng ở
nding độ cao nó sẽ gây ra độc hại Se có nhiều hóa trị khác nhau như Se(II), selenide
HSe . Sc(1V), Selenit HseOy, so,*, Se(VI), Selenat ScO,* Các dạng selen và selen
hữu cơ thường có nhiều ở đất gley và đất chứa nhiều chất hữu cơ. Trong đất thoát nước tốt và đất axit Se thường ở các dang scleniL còn trong đất kiểm sẽ là dạng
selenat, Các dang selen rất khó hòa tan như Fez(SeO¿); và Fe;(OH)„SeO; Trong các
đất axit, Se có khả năng linh động kém hơn so với các đất kiểm.
Các dạng sclcnit và selenat thường kết hợp với Fe, Mn thành các axit bén vững
ithda an, Đất có chứa nhiều axit fulvic cũng làm tăng khả năng hòa tan của Se trong
nước nhưng đây không phải là dang dé tiêu cho thực vật vì Se ở dạng liên kết
Se — fulvic.
Se cũng liên kết mạnh với lưu huỳnh ở các vùng đất hình thành trên sản phẩm
phun trào của núi lửa. Thế oxi hóa khử của hợp chất Se là thấp hơn so với S.
H;S> S + 2H + 2c E = -O,14V H;Sc > Se + 2H + 2c E= -0,.4V
$ + 3H,O > H,SO; + 4H*+ 4c E = -045V Se + 3H;O + H;SeOy + 4H’ + 4e E = -0,74V
H,SO, + HO>SO0, + 4Ht+2e E = -0,17V H)ScO) + H,O — SeO,* + 4H*+ 2e E = -1,15V
Quá tinh mety! hóa selen cũng xuất hiện ở trong đất với su tham gia của các vi sinh vất hình thành (CH;);Se. Quá trình này xảy ra mạnh khi đất có nhiều chất hữu có. Kha nang linh đông của các nguyên tố kim loại nang phụ thuộc rất lớn vào độ
axit, điện thể oxy hoá khử đất.
Trang 48
Luan van tót nghiệp |.ê Thị Tuyết Hương
Khả năng linh đóng
- kiểm
Rat cao
Cao Se
Trung binh Hg, As, Cd
Thấp
. Rất thấp
| Không linh
| dong
Se , Hg As ,Cd
Pb, Bi, Sb, Ti
Te, Se, Hg Cd,Pb,Bi,Ti
Luan vàn tol nghiệp I.ê Thị Tuyết Hương
IH.1.§.3. Tác động của các kim loại nặng đến con người
Bang B-15 Tác động của kim loại nặng đến các bộ phận cơ thể
Theo Đất và Môi Trường- Lê Văn Khoa
-Hé thắn kinh trung +Hư hai não: giảm chức năng sinh lý
tâm của nơtron
-Hé than kinh ngoại +Ði lại và phản xa không bình thường vi -Tác động đến notron ngoại vi
l -Bénh thần kinh ngoại vi
ôHE bai tiết +Bệnh thận, đường tiết niệu
| Rối loạn đường tiết niệu
.-Gan +Bénh xơ gan
-Hé thống máu +Kiểm hãm sinh tổng hợp của máu
-Thiếu máu nhẹ
§ -Thiếu máu
-Miệng, máu, đường +Viêm miệng
ho hấp -Loét, lên nhọt, hói đầu
| -Khí thũng
-Viêm xơ
-Gây tác động đến cuống phổi
| § -Sưng hoặc viêm đường hô hấp -Xương +Nhuyễn xương
-Mục rang
Hệ thống tim mach
Hệ thống sinh sản +Mỡ tim . Quái thai +Sảy thai
. Ung thư
Loạn nhiễm sắc thể +Biến dạng cơ thể
+Phổi, da, tuyến tién liệt
111.1.5.4. Tinh độc hại của các kim loại nặng trong hệ thống đất cây
Nhiều nguyên tố kim loại nặng có ý nghĩa quan trọng trong đời sống của sinh vật và được biết như những nguyên tố vi lượng. Tyler(1981) cho ring nhu cẩu các
nguyên tố Cu, Zn, Fe và Mn vào khoảng 1-100ppm trong chất khô của sinh vật. Ở hàm lượng cao hơn thường gây độc hại khoảng cách từ đủ đến dư thừa các nguyên tố kim loại năng rất hẹp (Bowen 1966) hiện vai trò và quá trình chuyển hóa của nhiều kim loại nang trong đất và trong cơ thể sinh vật còn chưa được đầy đủ.
Trang 50
Luận van tỏi nghiệp I.ê Thị Tuyết Hương
Kha nang gay độc hai của các kim loại năng phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như : hàm lượng của chúng, các con đường xâm nhập, dang tổn tại và thời gian
6 thé gây đốc hại. Trong môi trường cẩn phải xác định được mức độ gây độc hai đối
với cá thể hoặc các loài hoặc đối với hệ sinh thái. Cần phân biệt giữa độc hại và độc
hại sinh thái. Độc hai môi trường là mức độ độc hai trong những pham vi cụ thể như
ở nhà hode ở nơi làm việc. Còn độc hại sinh thái là nghiên cứu độc tố với sự biến
đông cúa cúc quần thể.
- Có hai loại ảnh hưởng độc hai:
+ đóc hại cấp tính là khi có một lượng lớn các chất độc hai trong một khoảng
thời gian ngắn thường dẩn đến gây chết các sinh vat.
+ độc hai lâu dai khi hàm lượng các chất độc hại thấp nhưng tổn tại lâu dài.
Chúng ta có thể làm chết sinh vật hoặc tổn thương ở các mức độ khác nhau.
Khả năng độc hại của các kim loại đối với các sinh vật khác nhau cũng khác nhau . nhìn chung các nguyên tố như Hg, Cu, Pb, Ag, Cd, Zn, Cr có tính độc khá cao.
Bang B-16 Tinh độc hại của các nguyên tố kim loại nặng đối với sinh vật
(Nguồn: Richardson và Nieboer 1980)
Tính độc hai
Hg > Pb >Ag >Cu >Cd >Ni,Co >Mn >Zn - ÐV nguyen sinh
Giun đốt Hg >Cu >Zn >Pb >Cd
DV có xương sống Ag >Hg >Cu >Pb >Cd >Zn >Ni >Cr
| Vị khuẩn kháng nits | Ag >Hg >Cu >Cd >Pb >Cr >Mn >Zn,Ni >Sn
Tảo
Nấm
Thue vật bậc cao
Hg >Cu >Cd >Fe >Cr >Zn >Ni >Co >Mn Ag >Hg >Cu >Cd >Cr >Ni >Pb >Co >Zn
Hg >Pb >Cu >Cd >Cr >Ni >Zn