Pb là một loại kim loại mềm, màu sáng, chuyển thành sẫm khi tiếp xúc với không khí. Chì (Pb) xếp thứ 82 trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học và
Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng
lƣợng phân tử là 207, Pb nóng chảy ở nhiệt độ 327,500C, và sôi ở 17400C. Pb nguyên chất hòa tan rất kém.
Pb thƣờng có nhiều ở các khu mỏ, các khu công nghiệp: Pin, luyện kim Cu, sứ, kính, dầu, mỏ, sản xuất phân phosphate, than, xăng dầu…Sản phẩm của núi lửa, cháy rừng, nƣớc biển cũng là những nguồn chứa nhiều Pb. Nguồn chì quan trọng trong khí quyển là do khí xả của động cơ đốt trong dùng xăng hay dùng dầu có pha chì.
Trong đời sống thực vật và động vật, gia tăng nồng độ của chì làm kìm hãm hầu hết các quá trình sinh lý cơ bản (E. Michalak và Wierzbicka,1995) [29]. Ở thực vật Pb ảnh hƣởng đến nhiều quá trình sống của cây nhƣ: Thay đổi tính thấm của màng tế bào, kìm hãm sinh tổng hợp protein, ức chế một số enzyme, ảnh hƣởng đến quá trình hô hấp, quang hợp, mở lỗ khí và thoát hơi nƣớc (Nguồn: Jack E Fergusson, 1991[31]).
Đối với ngƣời, sự lây nhiễm Pb chủ yếu qua thức ăn bị nhiễm bẩn, một phần nhỏ đƣợc bổ sung bởi sự hít thở[11]. Sự nguy hiểm của thức ăn có chứa Pb ở chỗ khi chúng vào cơ thể ngƣời, chúng không bị đào thải ra ngoài mà tích luỹ dần trong một số cơ quan quan trọng nhƣ não, tuỷ xƣơng .Trung bình ngƣời dân ở các thành phố lớn mỗi ngày đƣa vào cơ thể từ không khí 10µg Pb, từ nƣớc (dạng hoà tan hoặc dạng phức) 15µg Pb và từ các nguồn lƣơng thực, thực phẩm 200 µg Pb. Bài tiết ra khoảng 200 µg Pb, nhƣ vậy còn khoảng 25 µg Pb đƣợc giữ lại trong xƣơng [4].
Vì chì và canxi giống nhau về mặt hoá học nên chì có thể đổi chỗ cho canxi nằm lại trong cơ thể, xƣơng là nơi tàng trữ chì trong cơ thể, ở đó chì tƣơng tác với photpho trong xƣơng rồi truyền vào các mô mềm của cơ thể và thể hiện độc tính của nó [26]. Pb sẽ thế chỗ của các kim loại khác trong enzym, làm thay đổi hoạt tính các enzym dẫn đến ung thƣ [4]hoặc gây nên sự thiếu hụt rõ ràng đối với các nguyên tố cần thiết cho cơ thể. Cụ thể là: Pb cạnh tranh với sắt trong ruột; kìm hãm sự kết hợp của sắt với Protoporphyrin IX, gây ra sự thiếu hụt Fe; Pb làm tăng sự thiếu hụt Ca, ngƣợc lại Ca cũng làm giảm độc tính của Pb; Pb gây nhiễu loạn các enzyme chứa
Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng
Zn, bổ sung Zn có thể làm giảm ảnh hƣởng của Pb, Pb gia tăng làm thiếu Cu [31].
Chì phá huỷ quá trình tổng hợp hemoglobin và các sắc tố hô hấp khác trong máu nhƣ xitocrom. Nhƣ vậy nhiễm độc chì dẫn đến các bệnh về máu [4]. Khi hàm lƣợng chì trong máu khoảng 0,3 ppm thì nó ngăn cản quá trình sử dụng ôxi để ôxi hoá glucoza tạo ra năng lƣợng cho quá trình sống. Khi chì trong máu vƣợt quá 0,3 ppm cơ thể sẽ thiếu máu do thiếu hemoglobin. Nếu hàm lƣợng chì trong máu nằm trong khoảng 10-20µg/dl gây giảm tốc độ dẫn truyền thần kinh, 10 - 25µg/dl gây đột biến nhiễm sắc thể, 30µg/dl gây độc đối với bào thai, 30 – 40 µg/dl giảm khả năng sinh nở, 80µg/dl gây viêm thận, khi nồng độ chì trong máu lên đến 100 – 120 µg/dl ( ở ngƣời lớn) và 80 – 100 µg/dl (ở trẻ em), chì sẽ gây chết ngƣời [31].
Khi cơ thể bị ngộ độc chì thì các chất chống tính độc của chì là các hoá chất có khả năng tạo phức chelat với Pb2+. Ví dụ phức chelat của canxi có thể dùng giải độc chì vì phức chelat chì bền hơn phức chelat canxi nên Pb2+
sẽ thay thế chỗ Ca2+ trong phức chelat, kết quả là phức chelat chì đƣợc tạo thành tan và đào thải ra ngoài qua nƣớc tiểu. Vì vậy ngƣời ta chống độc chì bằng cách cho nạn nhân ngộ độc chì uống dung dịch chelat canxi. Ngoài ra các hoá chất dùng để giải độc chì là EDTA, 2,3- dimercapto propanol, penicillamin…chúng tạo với chì thành các phức chất chelat [26]
Qua các dẫn chứng trên cho thấy, chì (Pb) là một nguyên tố rất độc đối với động thực vật và con ngƣời, do đó việc nghiên cứu về Pb là rất cần thiết.
1.5.2. Các nghiên cứu về Pb
Hàm lƣợng chì trong đất trung bình biến động trong khoảng 10 - 84 ppm. Hàm lƣợng chì thấp ở đất podzol, đất cát, trung bình ở đất thịt. Đất gley, đất giầu chất hữu cơ hàm lƣợng chì khá hơn. Đất có hàm lƣợng chì vƣợt quá 100 ppm đƣợc coi là đất ô nhiễm chì. Đất ô nhiễm chì nặng hàm lƣợng chì có khi lên đến 2%. Trong cây bình thƣờng hàm lƣợng chì thƣờng rất thấp. Đối với cây thực phẩm thƣờng chỉ ở
Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng
Nghiên cứu Pb trong 150 mẫu đất với khoảng 20 phẫu diện trong khu vực đô thị, 3 phẫu diện đất đƣợc lấy ngẫu nhiên ở gần đô thị tại Nam Ninh, Trung Quốc, Ying Lu và cộng sự (2003) thu đƣợc kết quả ở bảng 15.
Bảng 15: Hàm lượng Pb ở những vùng khác nhau ở Nam Ninh, Trung Quốc
Loại Đất
Pb (mg/kg)
Khoảng dao động Giá trị trung bình
Đất công viên đô thị 36,3 – 89,9 57,7
Đất sân bãi 58,5 – 472,6 133,2 Đất khu dân cƣ 57,7 – 251,4 99,7 Đất ven đƣờng 62,0 – 308,5 151,4 Đất vƣờn rau 74,3 – 101,7 83,62 Tất cả đất đô thị 36,3 – 472,6 107,3 Đất ngoại ô vệt – 33,99 17,49
Giá trị nền ở Nam Ninh 24,8
Giá trị trung bình ở Trung Quốc 23,6
Nguồn: Ying Lu và cộng sự (2003) [35]
Nhƣ vậy, đất bên đƣờng có nồng độ Pb nằm trong khoảng 62 – 308,5 mg/kg, đạt giá trị trung bình cao nhất là 151,4 mg/kg và thấp nhất là đất công viên đô thị từ 36,3 đến 89,9 mg/kg với mức trung bình là 57,7 mg/kg. Điều này có thể cho thấy các chuyến xe tải là nguyên nhân chính của sự ô nhiễm Pb trong đất đô thị. Còn ở đất ngoại ô, nhìn chung Pb còn rất sạch, trung bình là 17,49 mg/kg.
Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng
Bảng 16: Hàm lượng chì trong cây thực phẩm (ppm)
Loại cây Bộ phận lấy mẫu Theo chất tƣơi Theo chất khô Trong tro
Ngô ngọt hạt 0,022 < 0,3 – 3 34 - 94 Đậu quả 0,08 < 1,5 – 2 37 Củ cải đỏ củ 0,7 – 2 28 Cà rốt củ 0,009 - 0,012 0,5 - 3 38 Rau diếp lá 0,001 0,7 - 3,6 5 - 13 Cải bắp lá 0,016 1,7 - 2,3 17 Khoai tây củ 0,5 -3,0 90 Hành củ 0,005 1,1 - 2,0 35 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Dƣa chuột quả chƣa gọt 0,024
Cà chua quả 0,002 1 – 3 44
Táo quả 0,001 0,05 - 0,20 27
Cam quả 0,002
Bảng 17: Hàm lượng chì trong hạt ngũ cốc (ppm chất khô)
Quốc gia Loại ngũ cốc Phạm vi biến động Trung bình
Australia Lúa mì 0,59
Ai Cập Lúa mì 0,10 - 0,92 0,51
Phần Lan Lúa mì 0,13 - 0,28 0,18 (1)
Nhật Bản Gạo lứt 0,19
Ba Lan Lúa mì 0,20 - 0,80 0,32
Thụy Điển Lúa mì 0,40 - 0,70 0,57
Hoa Kỳ Lúa mì 0,42 - 1,00 0,64
Lúa 0,002 - 0,07 0,007 (2)
Liên Xô (cũ) Lúa mì 0,4 - 0,6 0,5
Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng
Theo báo cáo kết quả hiện trạng kim loại nặng trong đất trồng rau tại Hà Nội năm 2007 cho thấy: trong 733 mẫu đất phân tích nhìn chung đại đa số hàm lƣợng các kim loại nặng nghiên cứu (Cu, Pb, Zn, As, Hg) trong đất trồng rau tầng mặt (0- 30) tại các điểm lấy mẫu nghiên cứu đều dƣới ngƣỡng tiêu chuẩn Việt Nam. Đối với kim loại Cu có 78 mẫu trong số 733 mẫu là vƣợt so với tiêu chuẩn Việt Nam, chiếm 10,6% số mẫu nghiên cứu. Các mẫu trên chủ yếu tập trung vào các vùng trồng rau trọng điểm với mức độ thâm canh và luân canh rất cao, hàng năm ở các vùng này nông dân trồng từ 4-9 vụ rau/năm. Có lẽ việc sử dụng phân bón và các hóa chất bảo vệ thực vật có chứa Cu là nguyên nhân gây tích lũy hàm lƣợng Cu trong đất. Có 24 mẫu đất trong tổng số 733 mẫu đất có hàm lƣợng Pb vƣợt quá tiêu chuẩn Việt Nam, chiếm 3,3% trong tổng số mẫu đất. [Chi Cục BVTV Hà Nội, 2007].
Theo Nguyễn Khang và Nguyễn Xuân Thành (1997), thì hàm lƣợng Pb trong đất tại các huyện ngoại thành Hà Nội là từ 2,35 -21,93 mg/kg (bảng 18) [13]
Bảng 18: Kết quả phân tích hàm lượng Pb trong đất tại vùng ngoại thành Hà Nội STT Địa điểm Pb (mg/kg) Gia Lâm 1 Đặng Xá 5,7 2 Yên Thƣờng 19,15 3 Đức Giang 21,93 4 Văn Đức 5,2 5 Gia Thuỵ 14,3 Đông Anh 6 Bắc Hồng 2,35 7 Tiên Dƣơng 3,95 8 Nam Hồng 8,84
Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng Từ Liêm 9 Tây Tựu 2,6 Thanh Trì 10 Yên Mỹ 8,05 11 Thanh Trì 17,65 12 Văn Điển 7,7 Sóc Sơn 13 Đông Xuân 2,6 Ngưỡng cho Phép 50
Nguồn: Nguyễn Khang và Nguyễn Xuân Thành (1997) [13]
Nhƣ vậy, hàm lƣợng Pb trong đất vùng Đức Giang, Yên Thƣờng và Thanh Trì ngoại thành Hà Nội cao nhất, nhƣng so với ngƣỡng cho phép thì đất vùng ngoại thành Hà Nội còn rất sạch Pb.
1.5.3. Nguồn gây ô nhiễm Pb trong đất
1.5.3.1. Bản chất đá mẹ
Trong tự nhiên, chì có trong nhiều loại khoáng vật. Do đó hàm lƣợng nguyên tố Pb trong đất cũng phụ thuộc nhiều vào nguồn gốc đá mẹ và khoáng.
Theo Lindsay (1979), lƣợng chì trung bình có trong các đá khoảng 16mg/kg [34].
Còn theo Pendiasetal (1985) chì có nhiều trong các đá mẹ granit và cát kết khoảng 19 và 24 mgPb/kg còn trong đá bazan thƣờng có ít chì chỉ khoảng 3 mg/kg.
Kết quả này cũng giống nhƣ ở nghiên cứu của Sheila M.Ross(1994) hàm lƣợng Pb trong đá Grannit từ 20 – 24 mg/kg, còn trong đá bazan chỉ có từ 3 đến 5
Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng
Bảng 19: Hàm lượng Pb trong các loại đá hình thành đất quan trọng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đá phún xuất Đá trầm tích
Siêu basic nhƣ serpentin
Basic nhƣ Bazan
Granit Đá vôi Sa Thạch Diệp Thạch
0,1 - 14 3 - 5 20 - 24 5,7 - 7 8 - 10 20 - 23
Nguồn: Sheila M.Ross(1994) [33]
Theo Alina Kabata- Pendias và Henryk Pendias(1985), đá phún xuất chua và trầm tích sét thƣờng có nhiều chì. Tỷ lệ chì biến động trong khoảng 10 – 40 ppm, còn trong đá phún xuất siêu basic và trầm tích cacbonat tỷ lệ chì thấp hơn, biến động trong khoảng 0,1 – 10 ppm [27].
Bảng 20: Hàm lượng Pb trong một số loại đá chủ yếu
Loại Đá Hàm lƣợng Pb ( mg/kg)
Đá phún xuất
Đá siêu basic: Dunit, Peridotit, pyroxen 0,1 – 1,0
Đá basic: Basalt, Gabbro 3 – 8
Đá trung gian: Diorit, Syenit 12 – 15 Đá chua: Rhyolit, Trachyt, Dacit 10 – 20 Đá trầm tích
Trầm tích sét 20 – 40 Diệp thạch 18 – 25 Đá cát 5 – 10
Đá vôi, đá đôlômit 3 – 10
Nguồn: Alina Kabata Pendias và Henryk Pendias (1985) [27]
Các nghiên cứu về hàm lƣợng Pb trong đá cũng chứng minh rằng bản chất của đá mẹ là một trong các nguyên nhân làm hàm lƣợng Pb trong đất hình thành cao. Chính vì hàm lƣợng Pb trong các loại đá mẹ khác nhau nên đất hình thành có hàm lƣợng Pb cũng rất khác nhau, nhất là lại ở các nƣớc khác nhau. Điều này đƣợc khẳng định bởi nghiên cứu của Alina Kabata và Henryk Pendias(1985) qua bảng 20 [27].
Lª ThÞ H-êng K18 Cao häc M«i tr-êng