ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
------------------------

Bùi Thị Út Yến

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP THU THIẾC TRONG ĐẤT Ô NHIỄM
CỦA CỎ VETIVER VÀ CÂY DƯƠNG XỈ

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

Hà Nội - 2014

a


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
------------------------

Bùi Thị Út Yến

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP THU THIẾC TRONG ĐẤT Ô NHIỄM
CỦA CỎ VETIVER VÀ CÂY DƯƠNG XỈ

Chuyên ngành: Khoa học môi trường
Mã số: 60440301

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. Nguyễn Thị Loan

Ô nhiễm kim loại nặng nói chung và ô nhiễm thiếc nói riêng đang là vấn đề bức
thiết của toàn cầu. Kim loại thiếc được sử dụng rất rộng rãi đặc biệt là trong công
nghiệp chế biến đồ hộp, công nghiệp sơn, công nghiệp nhựa, điện tử và trong thuốc bảo
vệ thực vật…Thiếc được cho rằng có độ độc thấp nhất, vô hại đối với sức khỏe. Thực
tế, lượng thiếc quá lớn khi đi vào cơ thể sẽ gây ngộ độc. Đồ hộp chứa thực phẩm dễ
gây nên trúng độc thiếc vì kim loại thiếc sẽ có sự biến đổi hóa học khi kết hợp với các
hợp chất chứa trong thực phẩm, sau đó đi vào cơ thể gây nên sự biến đổi thứ hai. Các
hợp chất này trong quá trình tiêu hóa không thể phân giải và bài tiết được, do đó ảnh
hưởng đến sức khỏe của con người. Thiếc xâm nhập vào cơ thể qua việc tiếp xúc với
thiết bị điện tử, qua đường ăn uống do sử dụng đồ hộp, thực phẩm bị nhiễm thiếc.
Thiếc tồn tại ở dạng hữu cơ gây độc lớn nhất cho con người, độ độc tương đương với
cyanua. Thiếc triethyl là thiếc hữu cơ nguy hiểm nhất đối với con người[18].
Tác động của thiếc vô cơ đối với con người không lớn, những biểu hiện về
nhiễm động độc thiếc vô cơ như dạng lành tính của bệnh bụi phổi, thể hiện ở đường
tiêu hóa như buồn nôn, tiêu chảy, thiếu máu. Thiếc ảnh hưởng đến sự trao đổi chất của
các kim loại khác như đồng, kẽm, sắt. Đối với thiếc hữu cơ, khi tiếp xúc trực tiếp với
hỗn hợp hơi thiếc trimethyl và dimethyl hoặc sau khi uống trực tiếp thiếc methyl sẽ dẫn
đến tử vong. Ngoài ra, có khoảng 100 trường hợp tử vong xảy ra tại Pháp vào năm
1954 sau khi uống một loại thuốc nhiễm thiếc triethyl iodua, triethyl iodide và
tetraethyl. Tử vong xảy ra sau khi tiếp xúc với một liều lượng ước tính 3g triethyl
iodide trong khoảng 6-8 tuần. Những người mắc bệnh có dấu hiệu thần kinh và các
triệu chứng như nhức đầu, sợ ánh sáng, ý thức thay đổi và co giật xuất hiện sau 4 ngày
từ khi bị nhiễm độc, và đau đầu liên tục, sức khỏe suy yếu kéo dài trong ít nhất 4
năm[14].

d


Thời gian bán phân hủy của thiếc trong môi trường rất dài và khó có khả năng
phân hủy sinh học. Thiếc có thể từ đất được thực vật hấp thu và đi vào cơ thể con

Nội dung nghiên cứu


Tổng quan tài liệu liên quan đến đề tài.



Đánh giá khả năng thích nghi, sinh trưởng, phát triển của thực vật.



Đánh giá khả năng hấp thu thiếc trong thân, lá và rễ của cỏ vetiver và cây
dương xỉ với các nồng độ thiếc khác nhau trong mẫu đất tự lập.



So sánh hiệu quả xử lý thiếc của cỏ vetiver và cây dương xỉ.

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1.

THỰC TRẠNG Ô NHIỄM THIẾC TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM
Thiếc trong môi trường thiên nhiên tồn tại chủ yếu dưới dạng đá (Cassiterit

SnO2). Bên cạnh đó thiếc còn có trong các thành phần nhiên liệu hóa thạch và hàng
loạt khoáng khác. Phản ứng của thiếc trong môi trường như sau:
Sn2+↔ Sn4+ + 2eThiếc tồn tại trong vỏ Trái đất ở dạng khử. Do các quá trình gia công quặng
hoặc quá trình phong hóa mà thiếc có thể ở dạng SnO2 ít hòa tan tạo thành dung dịch
keo.


Đất

5-100

ppm

Nước ngọt

9

ppm

Nước biển

4

ppm

Khí quyển

10

ppm

Bụi công nghiệp

100

ppm


Các sản phẩm của thiếc trên thế giới ước tính khoảng 250.103 tấn/năm. Trong đó
5% tổng số lượng này phục vụ cho sản xuất các chất hữu cơ ở dạng dialkyl thiếc như là
phụ gia cho quá trình sản xuất các vật liệu nhân tạo hoặc ở dạng trialkyl như tri-n-butyl
oxit thiếc là chất bảo vệ thực vật. Trimetyl thiếc và các dẫn xuất của chúng rất độc,

g


chúng cũng dễ bị phân hủy chỉ trong vài ngày. Người ta ước tính rằng, khoảng chừng
0.5.103 tấn thuốc bảo vệ thực vật chứa thiếc hằng năm sẽ đi vào thủy quyển và tham
gia các phản ứng tại đó dưới sự phân ly của liên kết cacbon-thiếc. Các hợp chất vô cơ
của thiếc ít độc hơn so với các muối vô cơ của chì, asen hoặc cadimi.
1.1.1. Ô nhiễm thiếc trên thế giới
Theo các tác giả Galloway và Freedmas (1982) thì sự phát thải của một số
nguyên tố kim loại nặng từ các hoạt động tự nhiên và nhân tạo trên thế giới hàng năm
được thể hiện trong bảng 1.2 sau:

Bảng 1.2. Sự phát thải toàn cầu của một số nguyên tố kim loại nặng
(đơn vị: 108 g/năm)
Nguyên tố

Tự nhiên

Nhân tạo

Nguyên tố

Tự nhiên


55

Ni

280

980

Cr

580

940

Se

4,1

140

Co

70

44

Ag

0,6



6100

3200

Zn

360

8400

Nguồn:Galloway và Freedmas (1982)
Theo đó lượng thiếc phát thải hàng năm là khá lớn khoảng 482 tấn/năm trong đó
phát thải chủ yếu từ các hoạt động nhân tạo chiếm 89,21% tổng phát thải thiếc.
Nồng độ thiếc trong đất nói chung là thấp, ngoại trừ ở những nơi có chứa quặng
thiếc. Nồng độ thiếc trong lớp vỏ của trái đất là khoảng 2-3 ppm. Nồng độ thiếc trong
đất có thể nằm trong khoảng 2-200 ppm, nhưng trong khu vực khai khoáng thiếc có thể
có nồng độ cao ở mức 1000 ppm. Nồng độ đất nền trung bình tại Mỹ là 0,89 ppm.
Nồng độ thiếc trong lớp đất mặt (0-7,6 cm) từ cuối phía tây của Đông St. Louis, Illinois
dao động từ
nghiên cứu biện pháp sinh học để phục hồi đất sau khai thác thiếc tại huyện
Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên, Luận văn thạc sĩ Khoa học Môi trường, Trường
Đại học Nông Lâm, Đại học Thái Nguyên.
4. Đồng Thị Minh Hậu, Hoàng Thị Thanh Thủy, Đào Phú Quốc (2008), “Nghiên cứu
và lựa chọn một số thực vật có khả năng hấp thu các kim loại nặng (Cr, Cu,
Zn) trong bùn nạo vét kênh Tân Hóa – Lò Gốm”, Tạp chí phát triển Khoa học
và Công nghệ, tập 11, (04)2008.
5. Đặng Đình Kim (2010), Báo cáo tổng kết kết quả nghiên cứu khoa học công nghệ
đề tài nghiên cứu sử dụng thực vật để cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng tại
các vùng khai thác khoáng sản KC08.04/06-10, Viện Công nghệ Môi trường.
6. Võ Văn Minh (2007), “Khả năng hấp thụ Cd, Pb, Cr trong đất của cỏ vetiver”, Tạp
chí Khoa học Đất, (27)2007.
7. Võ Văn Minh,Võ Châu Tuấn, Nguyễn Văn Khánh (2007), “Ảnh hưởng của nồng
độ chì trong đất đến khả năng sinh trưởng, phát triển và hấp thụ chì của cỏ
vetiver”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Đại học Đà Nẵng, (6)2007.
8. Võ Văn Minh, Võ Châu Tuấn (2005), "Công nghệ xử lý kim loại nặng trong đất
bằng thực vật - Hướng tiếp cận và triển vọng",Tạp chí Khoa học và Công
nghệ, Đại học Đà Nẵng, (4)2005.

k


9. Võ Văn Minh (2010), “Hiệu quả xử lý đồng của cỏ vetiver trong các môi trường
đất khác nhau”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Đại học Đà Nẵng,
3(38).2010.
10. Võ Văn Minh (2009), Nghiên cứu khả năng hấp thụ một số kim loại nặng trong
đất của cỏ vetiver và đánh giá hiệu quả cải tạo đất ô nhiễm, Luận án Tiến sĩ
Khoa học Môi trường, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà
Nội.
11. Nguyễn Nhật Quang (2013), Ô nhiễm kim loại nặng, Đồ án tốt nghiệp, Đại học

24. Paul Howe and Peter Watts (2005), Tin and inorganic Tin compounds, World
Health Organization Geneva, 2005.

m