Đề tài: Nguồn gốc và ảnh hưởng của độc chất kim loại nặng ( As, Cd, Cu,
Hg) đối với con người, động vật và thực vật
Nhóm 5
I. GIỚI THIỆU CHUNG:
+ Kim loại nặng là những kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5g/cm
3.
+ Trong tự nhiên, kim loại nặng tồn tại trong ba môi trường: môi trường khí,
môi trường nước và môi trường đất.
- Trong môi trường khí, kim loại nặng thường tồn tại ở dạng hơi kim
loại. Các hơi kim loại này phần lớn là rất độc, có thể đi vào cơ thể con
người và động vật khác qua đường hô hấp. Từ đó gây ra nhiều bệnh
nguy hiểm cho con người và động vật.
- Trong môi trường đất thì các kim loại nặng thường tồn tại ở dưới
dạng kim loại nguyên chất, các khoáng kim loại, hoăc các ion Kim
loại nặng có trong đất dưới dạng ion thường được cây cỏ, thực vật hấp
thụ làm cho các thực vật này nhiễm kim loại nặng… Và nó có thể đi
vào cơ thể con người và động vật thông qua đường tiêu hóa khi người
và động vật tiêu thụ các loại thực vật này.
- Trong môi trường nước thì kim loại nặng tồn tại dưới dạng ion hoặc
phức chất Trong ba môi trường thì môi trường nước là môi trường
có khả năng phát tán kim loại nặng đi xa nhất và rộng nhất. Trong
những điều kiện thích hợp kim loại nặng trong môi trường nước có
thể phát tán vào môi trường đất hoặc khí. Kim loại nặng trong nước
làm ô nhiễm cây trồng khi các cây trồng này được tưới bằng nguồn
nước có chứa kim loại nặng hoặc đất trồng cây bị ô nhiễm bởi nguồn
nước có chứa kim loại nặng đi qua nó. Do đó kim loại nặng trong môi
trường nước có thể đi vào cơ thể con người thông qua con đường ăn
hoặc uống
+ Kim loại nặng được sử dụng rộng rãi trong một số hoạt động CN trên
hầu hết các Quốc gia.
+ Có thể được coi là nguyên tố vi lượng cần thiết cho cây trồng và súc vật
Độc
Cần thiết
Độc
Co 59 8,9 - Cần thiết
Ni 59 8,9 Độc Cần thiết
Cd 112 8,65 Độc Độc
Fe 56 7,86 Cần Cần thiết
Cr 52 7,2
Cần thiết
Độc
Cần thiết
Mn 55 7,2
Cần thiết
Độc
Cần thiết
Zn 65 7,14 Cần thiết
II. CÁC NGUỒN KIM LOẠI NẶNG TRONG MÔI TRƯỜNG
2.1. Tự nhiên:
- Núi lửa.
- Từ mỏ khoáng sản
- Lớp đá trầm tích
2.2 Nhân tạo:
2.2.1. Công nghiệp :
- Đốt cháy các nhiên liệu hóa thạch
- Hoạt động sản xuất,xả thải ở nhà máy,công nghiệp
- Khai thác khoáng sản
2.2.2. Nông nghiệp :
- Phân bón.
- Thuốc bảo vệ thực vật.
quyển
- Các hoạt động nông nghiệp
- Các hoạt động công nghiệp
Cd - Cd có sẵn trong đất - Từ sản xuất công nghiệp
- Cd từ các mỏ khai thác quặng - Nguồn từ phân bón
- Từ bùn cống rãnh
Cu
- Cu có trong đất
- Cu trong khí quyển
- Nguyên liệu trong nông nghiệp
- Cu trong khí thải công nghiệp
- Cu trong chất thải, bùn cống
rãnh
Hg
- Thuỷ ngân trong đất đá
- Sự lắng đọng từ bầu khí quyển
- Khai thác mỏ và kim loại
- Những nguyên liệu công
nghiệp
- Những nguyên liệu nông
nghiệp
- Bùn cống rãnh
3.1.1. Nguồn gốc của As
a. Nguồn gốc Asen trong thiên nhiên
- As trong đá và quặng:
- Hàm lượng As đá trầm tích (6,6 ppm).
- Asen được tập trung trong các thành tạo giàu vật chất hữu cơ như trong các đá
phiến.
- As là một trong những nguyên tố có nhiều khoáng vật nhất, tới 368 dạng.
- Asen trong đất và vỏ phong hóa:
lớn Asen được đưa vào môi trường xung quanh.
3.1.2. Cacmidi (Cd):
a) Nguồn gốc Cacmidi trong thiên nhiên
- Cd có sẵn trong đất: Đất bắt nguồn từ đá núi lửa có chứa lượng Cd 0,1 -
0,3 mg/kg, những đá này chứa từ 0,1 - 1,0 mg/kg Cd và những đá xuất phát từ
những đá ngầm chứa 0,3 - 11 mg/kg Cd. Nói chung, hầu hết Cd trong đất có
nồng độ dưới 1 mg/kg, ngoại trừ những nơi bị ô nhiễm từ những nguồn riêng
biệt hoặc đất hình thành trên những đá mẹ với lượng Cd cao bất thường, như từ
những “đá đen”.
- Cd từ các mỏ khai thác quặng: Các nguồn Cd chủ yếu khác đều có thể
gây ô nhiễm là các mỏ than, mỏ quặng apatite, mỏ sielfhide có thể chứa 5% Cd.
Quá trình xói mòn, rửa trôi và tích tụ đã làm tập trung cao Cd trong đất.
b) Nguồn gốc ô nhiễm Cacmidi do con người
- Từ sản xuất công nghiệp: Các ngành sản xuất kim loại không có sắt,
cũng như sự đốt cháy nhiên liệu hóa thạch thải ra và việc sản xuất sắt và thép đã
phát thải Cd lắng đọng ở bầu khí quyển. Mức tập trung bình thường của Cd
trong bầu khí quyển từ 1 - 50 mg/m
3
, phụ thuộc vào các nguồn phát ra. Nồng độ
của Cd trong bầu khí quyển ở châu Âu là 1 - 6 mg/m
3
cho khu vực nông thôn,
3,6 - 20 mg/m
3
cho vùng thành thị và 16,5 - 54 mg/m
3
cho khu vực công nghiệp.
- Nguồn từ phân bón: Phân phosphate chứa lượng Cd cao. Những phân
phosphate đang trở thành nguồn Cd có mặt hầu như khắp nơi, gây ô nhiễm cho
đất nông nghiệp. Sự tập trung của Cd trong đất do bón phân phosphat làm tăng
2
O, và sử dụng hỗn hợp của bordeaux rải chất
mùn.
- Cu trong khí thải công nghiệp: Cu từ không khí được đưa vào đất do
mưa và các chất thải khô, theo các chất thải công nghiệp chứa Cu và các chất có
trong bụi. Ở Anh, tổng lượng chất thải chứa Cu hằng năm từ bụi trong khoảng
100 - 480 g/ha; trong khi các chất thải từ mùa màng được đoán khoảng 50 - 100
g/ha, chất thải từ bụi không đủ điều chỉnh lượng Cu hợp lý cho mùa màng. Việc
thiếu nhu cầu đối với chất thải được bổ sung bằng một lượng Cu hay dạng tích
tụ trong đất.
- Cu trong chất thải, bùn cống rãnh: Lượng xâm nhập trung bình của Cu
là khoảng 0,31 mg/kg chất thải, 0,21 mg/kg chất thải ra lúc đầu và 0,08 mg/kg ở
chất ra đoạn cuối. Nếu ta không để ý đến thể tích thay đổi thì có khoảng 15% Cu
trong chất thải tồn tại trong bùn thải, dữ liệu phân tích về Zn, Pb là 77 - 93%.
3.1.4. Thuỷ ngân (Hg):
a) Nguồn gốc Thuỷ ngân trong thiên nhiên
- Thuỷ ngân trong đất đá: Nguồn thủy ngân tinh khiết hầu hết tập trung
trong các loại khoáng ở trong đá. Từ những số liệu, người ta đưa ra lượng trung
bình của Hg có trong đất gần 20 mg/g nhưng có tác giả cho là khoảng 50 mg/g
và 80 mg/g.
- Sự lắng đọng từ bầu khí quyển: Mặt đất tiếp nhận Hg từ trong bầu khí
quyển và đây cũng là nguồn Hg rất có ý nghĩa. Trong khí quyển, Hg tồn tại chủ
yếu là Hgo và (CH
3
)
2
Hg, có thể là do quá trình hóa sinh. Thời gian tồn tại của
Hg trong bầu khí quyển khoảng hơn 1 năm.
b) Nguồn gốc ô nhiễm Thuỷ ngân do con người
- Khai thác mỏ và kim loại: Thủy ngân tinh khiết hầu hết tập trung trong
- Asen ảnh hưởng đối với thực
vật như một chất ngăn cản quá
trình trao đổi chất, làm giảm
năng suất cây trồng, làm giảm
quá trình quang hợp, rụng lá
cây,
- Chất độc As làm giảm đột ngột
sự vận động trong nước hay làm
đổi màu của lá, kéo theo sự chết
thì sức khoẻ suy giảm và lâu dài
có thể bị ung thư, gây hại hệ
thống thần kinh.
của lá cây ở trên đỉnh và rìa; hạt
giống ngừng phát triển
Cd
- Cadimi có độc tính cao đối với
động vật thủy sinh và con người.
Khi người bị nhiễm độc Cadimi,
tuỳ theo mức độ nhiễm sẽ bị ung
thư phổi, thủng vách ngăn mũi,
đặc biệt là gây tổn thương thận
dẫn đến protein niệu. Ngoài ra
còn ảnh hưởng tới nội tiết, máu,
tim mạch
- Nhiễm độc Cadimi xảy ra tại
Nhật ở dạng bệnh “itai itai" hoặc
"Ouch Ouch" làm xương trở nên
giòn. ở nồng độ cao, Cadimi gây
đau thận, thiếu máu và phá hủy
tủy xương.
chậm.
- Cây trồng thừa Cu cũng xảy ra
những biểu hiện ngộ độc mà
chúng có thể dẫn tới tình trạng
cây chết. Lý do của việc này là
do dùng thuốc diệt nấm, thuốc
trừ sâu, đã khiến cho chất liệu Cu
bị cặn lại trong đất từ năm này
qua năm khác, ngay cả bón phân
Sulfat Cu cũng gây tác hại tương
tự.
Hg - Tác hại cấp tính do nhiễm độc
thủy ngân có các triệu chứng ho,
khó thở, sốt, buồn nôn, cảm giác
đau thắt ở ngực. Bệnh nhân có
biểu hiện rét run, tái tím nặng
hơn có thể ngất đi và tử vong;
Tác hại mãn tính gây tác động
nghiêm trọng đến hệ thần kinh
và thận về lâu dài có thể bị ung
thư.
- Thủy ngân vô cơ tác động chủ
yếu đến thận, trong khi đó
methyl thủy ngân ảnh hưởng
chính đến hệ thần kinh trung
ương. Sau khi nhiễm độc, người
- Thủy ngân tích lũy nhiều trong
thực vật gây ra những biến đổi
bất lợi như đột biến, giảm năng
suất…
- Nâng cao dân trí, ý thức cộng đồng của người dân.
- Nhà nước cần xây dựng hệ thống pháp luật để quản lý.
- Có biện pháp hạn chế, giảm thiểu, xử lý các nguồn thải có chứa KLN
trước khi đưa chúng ra môi trường xung quanh.
Để xử lý kim loại nặng người ta thường sử dụng các phương pháp khác
nhau để xử lý. Người ta thường sử dụng các phương pháp như hóa - lý, sinh
học,hóa học.
Tuy nhiên, phương pháp xử lí kim loại nặng bằng biên pháp sinh học ( Sử
dụng VSV và thực vật) đã có những ưu việt đáng kể:
+Thân thiện môi trường, ít tiêu tốn năng lượng
+ Hạ bớt chi phí xử lí
+ Xử lí tương đối hiệu quả.
+ Tạo môi trường tốt cho các loài chim cư trú, tạo khu vực xanh cho nhà
máy.
+ Chi phí thực hiện thấp, không phải sử dụng điện năng hoặc hóa chất.
+ Hệ thống này không sản sinh ra mùi hôi và tiếng ồn.
+ Ở vsv thì đặc biệt không ảnh hưởng đến chuỗi thức ăn
Kết quả phân tích một số chỉ tiêu mẫu nước sau khi qua xử lý bằng cây sậy
VI. KẾT LUẬN
Có rất nhiều các nguyên tố kim loại khác nhau
- Có những nguyên tố là đa Lượng như Ca, Mg, Fe, K, và Na, là chất dinh
dưỡng cơ bản cho sựsống.
-Có những nguyên tố là vi lượng như Co, Cu, Mn, Ni, Se, và Zn cũng là thiết
yếu cho sự sống.
- Bên cạnh những nguyên tố quan trọng cho sự sống như vậy thì có những
nguyên tố có thể gây độc có sinh vật dù ở bất kỳ nồng độ nào, đó là các nguyên
tố Pb, Cd, Hg, Cr
- Tuy nhiên, tất cả các nguyên tố đều có thể trở nên độc hại nếu chúng vượt
quá mức độ cho phép trong môi trường.
Qua bài này chúng em trình bày sơ lược về nguồn gốc, và ảnh hưởng của