Bài 3
CÁC CHẤT Ô NHIỄM CHÍNH
CÁC CHẤT Ô NHIỄM CHÍNH
*
*

Các chất ô nhiễm bao gồm rất nhiều loại
hóa chất khác nhau, từ ion vô cơ đơn
giản đến các phân tử hữu cơ phức tạp.

I. Các ion vô cơ
1. Kim loại
•
Định nghĩa: Kim loại là nguyên tố có vẻ ngoài
phát ánh kim, là chất dẫn điện tốt và có thể đi
vào các chuỗi phản ứng hóa học như là ion
dương hay cation.
•
Mặc dù kim loại là các cơ chất tự nhiên
nhưng chúng cũng được xem như là chất ô
nhiễm. Tất cả kim loại có mặt trên trái đất từ
khi trái đất được hình thành ngoại trừ các
đồng vị phóng xạ được tạo ra bởi các phản
ứng hạt nhân (bom hay lò phản ứng). Có một
vài ví dụ về sự ô nhiễm kim loại là kết quả từ
sự phong hóa tự nhiên các vỉa quặng.

•
Trong nhiều trường hợp, các kim loại trở
thành chất ô nhiễm do hoạt động của con

(A) (công
nghiệp…)
Nguồn tự
nhiên
(núi
lửa…)
Tổng
cộng
(T)
AEF
(A/T
%)
Cadmium (Cd)
Chì (Pb)
Kẽm (Zn)
Mangan (Mn)
Thủy ngân (Hg)
8
300
130
40
100
1
10
50
300
50
9
310
180

thổ tạo nên hai nhóm đầu tiên. Di
chuyển từ trái sang phải dọc theo ba
loại nguyên tố chuyển tiếp đầu tiên, thì
nhân lớn hơn và electron lớp ngoài
cùng ít có khuynh hướng mất đi (để
hình thành cation) hơn là các nguyên
tố ở cột 1 và 2.

Kết quả là chúng có khuynh hướng
chia sẻ electron với các nguyên tố
khác, dẫn đến sự hình thành các
cầu nối đồng hóa trị và các ion
phức (như đồng, sắt, cobalt, hay
nickel). Một vài nguyên tử lớn hơn
có khuynh hướng giữ electron và
duy trì ở trạng thái cơ bản (như bạc
và vàng, được gọi là kim loại quý).

Các đặc trưng khác của sắt, đồng và các
nguyên tố chuyển tiếp cụ thể khác có
hóa trị thay đổi và tham gia vào các
phản ứng vận chuyển electron. Các
phản ứng vận chuyển electron liên
quan đến oxygen có thể dẫn đến sự
sản sinh các gốc oxy độc, một cơ chế
độc mà hiện nay được xem là quan
trọng ở cả động vật và thực vật: người
ta nhận ra rằng một vài gốc oxy, như
anion superoxide(·O
2

các hợp chất này, sự phân bố của chúng
trong thực vật và động vật và độc tính của
chúng thường khác nhau so với dạng ion
của cùng một nguyên tố. Thứ hai, các nguyên tố này có thể
gây độc bằng cách gắn kết với các
thành phần vô cơ của các đại phân
tử, như sự gắn kết của đồng, thủy
ngân và arsenic với các nhóm
sulphydryl của protein.

•
Thuật ngữ kim loại nặng được sử dụng
rộng rãi trước đây để mô tả các kim
loại là các chất ô nhiễm môi trường.
Đối với một kim loại được xem là kim
loại nặng, thì nó phải có tỉ trọng tương
đối với nước lớn hơn 5. Tuy nhiên,
thuật ngữ kim loại nặng đã bị thay thế
bởi sự phân loại dựa trên tính chất hóa
học của chúng hơn là tỷ trọng tương
đối. Điều này thì hợp lý hơn do có một
vài kim loại không nặng nhưng có thể
là chất ô nhiễm môi trường quan trọng.

Chẳng hạn, nhôm là một kim loại có tỷ
trọng tương đối chỉ có 1,5. Tuy nhiên,
nó là chất ô nhiễm cực kỳ quan trọng ở

Chì
Sắt
Chromium
Cobalt
Nickel
Arsenic
Vanadium
Cadmium
Đồng
Thủy ngân
Bạc
Sự phân chia tầm quan trọng của một vài ion kim loại cần thiết và
không cần thiết như các chất ô nhiễm thành Nhóm A (kiếm
oxygen), Nhóm B (kiếm sulfur hay nitrogen) và các nguyên tố
trung gian dựa trên sơ đồ phân chia của Bieboer và Cichardson
(1980)

•
Tất cả các nguyên tố cần thiết đều có
nồng độ dinh dưỡng ở động vật, hay
nồng độ trong đất ở thực vật, nồng độ
này được duy trì để sinh vật tăng
trưởng và sinh sản bình thường.
Ngoài carbon, hydrogen, oxygen và
nitrogen, thì tất cả động vật cần bảy
nguyên tố khoáng chính là calcium,
phospho, kali, magne, natri, chlo và
sulfur để cân bằng ion và tham gia vào
cấu trúc của thành phần bên trong của
amino acid, nucleic acid.

Các nguyên tố không cần thiết như thủy
ngân hay cadmium, thì ngoài việc gây độc ở
hàm lượng cụ thể, còn có thể ảnh hưởng
đến sinh vật bằng cách cảm ứng tạo ra sự
thiếu hụt các nguyên tố cần thiết thông qua
cạnh tranh vị trí hoạt động ở phân tử quan
trọng về mặt sinh học. Một sự đối kháng như
vậy cũng xảy ra giữa các nguyên tố cần thiết.
Ở nồng độ 5 µg Mo (molybden) trên một
gram dinh dưỡng ở gia súc là đủ để làm
giảm sự hấp thu đồng đi 75%, điều này
thường dẫn tới 75%, là đủ để đưa đến các
hiện tượng thiếu hụt đồng.

Kim loại Hoạt động bình thường (sự
hydrat hóa của CO
2
)
Kẽm
Cobalt
Nickel
Cadmium
Manganese
Đồng
Thủy ngân
100
56
5
4
4