,

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

TRỊNH THỊ THỦY

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH
MỘT SỐ DẠNG THỦY NGÂN TRONG MẪU TRẦM TÍCH
SỬ DỤNG KỸ THUẬT CHIẾT CHỌN LỌC

LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC

Hà Nội - 2018


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

--------------------------

TRỊNH THỊ THỦY


Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Vũ Đức Lợi, TS. Lê Thị Trinh đã
hướng dẫn, giúp đỡ tận tình và chỉ bảo, động viên tôi thực hiện thành công
luận án tiến sỹ này.
Xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Viện Hóa học - Viện Hàn Lâm
Khoa học và Công Nghệ Việt Nam, Phòng Quản lý tổng hợp, Phòng Hóa
Phân tích - Viện Hóa học đã hết lòng ủng hộ, giúp đỡ tôi trong suốt thời
gian thực hiện luận án.
Xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Tài nguyên
và Môi trường Hà Nội, lãnh đạo và các đồng nghiệp Khoa Môi trường đã
động viên, chia sẻ và tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận án.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành những tình cảm quý
giá của người thân và bạn bè, đã luôn bên tôi động viên khích lệ tinh thần
và ủng hộ cho tôi, luôn mong muốn cho tôi sớm hoàn thành luận án.
TÁC GIẢ

Trịnh Thị Thủy


MỤC LỤC
CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................................................iii
DANH MỤC BẢNG.................................................................................................. iv
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................... vi
MỞ ĐẦU..................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN .................................................................................... 3
1.1. Thủy ngân và các hợp chất của thủy ngân .................................................... 3
1.1.1.
Tính chất vật lý, hoá học của thuỷ ngân và một số hợp chất của thủy
ngân
3
1.1.2.

2.2.1.
Phương pháp tổng quan tài liệu ............................................................. 38
2.2.2.
Các phương pháp đo, định lượng .......................................................... 38
2.2.3.
Phương pháp xử lý số liệu ...................................................................... 41
2.2.4.
Đánh giá độ tin cậy của phương pháp phân tích ................................. 41
2.3. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị ....................................................................... 48
2.3.1.
Hóa chất .................................................................................................... 48
2.3.2.
Chuẩn bị hóa chất .................................................................................... 49
2.3.3.
Dụng cụ, thiết bị ...................................................................................... 50

i


2.4. Thực nghiệm ................................................................................................ 51
2.4.2.
Đánh giá độ tin cậy của quy trình phân tích hàm lượng tổng thủy ngân... 56
2.4.3.
Khảo sát, đánh giá quy trình xác định hàm lượng metyl thủy ngân
trong trầm tích .......................................................................................................... 57
2.4.4.
Khảo sát, đánh giá quy trình chiết chọn lọc một số dạng của thủy
ngân trong trầm tích ................................................................................................ 62
2.4.5.
Áp dụng các quy trình đã khảo sát để xác định các dạng thủy ngân

Kết quả khảo sát quy trình xác định hàm lượng dạng F2 ................. 104
3.3.3.
Kết quả khảo sát quy trình xác định hàm lượng dạng F3 ................. 106
3.3.4.
Kết quả đánh giá độ tin cậy của quy trình chiết chọn lọc các dạng
F1, F2, F3................................................................................................................ 110
3.4. Phân tích hàm lượng tổng thủy ngân và các dạng của thủy ngân trong một
số mẫu môi trường .............................................................................................. 114
3.4.1.
Kết quả phân tích hàm lượng tổng thủy ngân .................................... 114
3.4.2.
Kết quả phân tích các dạng .................................................................. 120
KẾT LUẬN ............................................................................................................. 128
NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN ....................................................... 130
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 131

ii


CHỮ VIẾT TẮT
Kí hiệu viết tắt

Tiếng Việt

AAS (Atomic Absorption
Spectrometry)

Quang phổ hấp thụ nguyên tử

AOAC (Acconciation of Official Hiệp hội các nhà h a phân tích


Giới hạn định lượng của thiết bị

LOD (Limit of detection)

Giới hạn phát hiện

LOQ (Limit of quantification)

Giới hạn định lượng

MDL (Method detection limit)

Giới hạn phát hiện phương pháp

MQL (Method quantitation limit)

Giới hạn định lượng phương pháp

MeHg (Methyl mercury)

Metyl thủy ngân

Org. Hg (Organic Mecury)

Thủy ngân hữu cơ

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

Bảng 2.2: Vị trí lấy mẫu tại làng nghề tái chế nhựa Minh Khai, huyện Văn Lâm,
tỉnh Hưng Yên .........................................................................................................52
Bảng 2.3: Vị trí lấy mẫu trầm tích cột tại cửa sông Hàn và biển ven bờ Đà Nẵng 53
Bảng 2.4: Các loại mẫu sử dụng trong nghiên cứu và cách tạo mẫu ......................55
Bảng 3.1: Kết quả tính hệ số chất lượng QC và chuẩn Mandel xác định khoảng
tuyến tính phương pháp xác định T- Hg .................................................................69
Bảng 3.2: Kết quả xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phương
pháp xác định T-Hg.................................................................................................70
Bảng 3.3: Kết quả phân tích T- Hg trong mẫu trầm tích chuẩn MESS - 3 .............72
Bảng 3.4: Kết quả đánh giá độ chính xác của phương pháp phân tích T- Hg ..............73
Bảng 3.5: Kết quả xác định độ không đảm bảo đo của quy trình xác định T - Hg 75
Bảng 3.6: Tổng hợp kết quả xác nhận giá trị sử dụng quy trình phân tích T - Hg...........75
Bảng 3.7: Các yếu tố khảo sát trong quy trình xác định metyl thủy ngân bằng
phương pháp CV- AAS...........................................................................................76
Bảng 3.8: Kết quả khảo sát lựa chọn thời gian lắc chiết mẫu với axit ...................77
Bảng 3.9: Kết quả khảo sát lựa chọn thể tích dung môi dùng để chiết mẫu ...........78
Bảng 3.10: Kết quả khảo sát thời gian lắc chiết dung môi .....................................79
Bảng 3.11: Kết quả khảo sát thể tích L - Cystine dùng để chiết mẫu ....................80
Bảng 3.12: Kết quả khảo sát thời gian lắc chiết .....................................................81
Bảng 3.13: Kết quả xác định LOD, LOQ của phương pháp...................................83
Bảng 3.14: Kết quả đánh giá độ chính xác của quy trình phân tích MeHg bằng CV
- AAS ......................................................................................................................84
Bảng 3.15: Kết quả xác định độ không đảm bảo đo của quy trình xác định MeHg
bằng phương pháp CV - AAS .................................................................................86

iv


Bảng 3.16: Khảo sát các điều kiện chạy GC/ECD .................................................88
Bảng 3.17: Kết quả xác định IDL và IQL ...............................................................89

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Chu trình chuyển hóa của thủy ngân trong môi trường ..........................10
Hình 1.2: Sự hình thành MeHg trong nước mặt, trầm tích và sự chuyển hóa các
dạng thủy ngân do hòa tan và khuyếch tán .............................................................12
Hình 1.3: Sơ đồ mô hình phát thải, vận chuyển thủy ngân toàn cầu năm 2010 .............13
Hình 1.4: Biểu đồ phát thải thủy ngân toàn cầu do con người gây ra năm 2010 ..........14
Hình 1.5: Biểu đồ phát thải thủy ngân tại các khu vực trên thế giới năm 2010 ............15
Hình 1.6: Phát thải thủy ngân từ hoạt động của con người giai đoạn 1990 đến 2005 ...16
Hình 1.7: Lượng phát thải thủy ngân vào môi trường không khí, nước, đất ..........18
Hình 1.8: Phát thải thủy ngân từ các nguồn nhân tạo vào môi trường tại Trung
Quốc trong khoảng thời gian 1980 đến 2012 ..........................................................19
Hình 2.1: Sơ đồ khối của thiết bị phân tích thủy ngân ...........................................39
Hình 2.2: Sơ đồ khối thiết bị GC ............................................................................40
Hình 2.3: Sơ đồ vị trí lấy mẫu tại tại làng nghề tái chế nhựa Minh Khai ...............53
Hình 2.4: Sơ đồ vị trí lấy mẫu tại cửa sông Hàn và biển Đà Nẵng.........................54
Hình 2.5: Sơ đồ khảo sát quy trình xác định MeHg bằng phương pháp CV - AAS
.................................................................................................................................59
Hình 2.6: Sơ đồ khảo sát điều kiện xử lý mẫu xác định MeHg bằng phương pháp
GC/ECD ..................................................................................................................61
Hình 2.7: Sơ đồ chiết chọn lọc các dạng F1, F2, F3, F4.........................................63
Hình 2.8: Sơ đồ khảo sát điều kiện xử lý mẫu xác định dạng F1 ...........................64
Hình 2.9: Sơ đồ khảo sát điều kiện xử lý mẫu xác định dạng F2 ...........................64
Hình 2.10: Sơ đồ khảo sát điều kiện xử lý mẫu xác định dạng F3 .........................66
Hình 3.1: Đồ thị đường chuẩn xác định T-Hg ........................................................69
Hình 3.2: Tổng hợp kết quả khảo sát các yếu tố trong quy trình xử lý mẫu xác định
metyl thủy ngân bằng phương pháp CV- AAS .......................................................82
Hình 3.3: Sắc đồ mẫu chuẩn metyl thủy ngân ........................................................88
Hình 3.4: Tổng hợp kết quả khảo sát các yếu tố trong quy trình xử lý mẫu xác định
metyl thủy ngân bằng phương pháp GC/ECD ........................................................93
Hình 3.5: Đồ thị khảo sát khoảng tuyến tính của quy trình xác định MeHg bằng

người và môi trường. Thủy ngân được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp
như h a chất, phân bón, chất dẻo, kỹ thuật điện, điện tử, xi măng, sơn, tách
vàng bạc trong các quặng sa khoáng, sản xuất các loại đèn huỳnh quang, pin,
phong vũ kế, nhiệt kế, huyết áp kế, mỹ phẩm...
Theo Chương trình Môi trường Liên hợp quốc (UNEP), tốc độ phát triển
kinh tế rất nhanh của châu Á đã thúc đẩy mức độ tăng trưởng của những ngành
công nghiệp có sử dụng thủy ngân trong sản xuất, làm cho châu lục này trở
thành nơi thải ra lượng thủy ngân nhiều nhất, chiếm gần 50% lượng thải chất
độc hại này của thế giới.
Theo báo cáo của Cục hóa chất - Bộ Công thương, Việt Nam có 4 ngành
chính liên quan đến sử dụng và phát thải thủy ngân gồm sản xuất và sử dụng
thiết bị chiếu sáng, đốt than từ nhà máy, sử dụng trong lĩnh vực y tế và khai
thác vàng thủ công quy mô nhỏ. Theo báo cáo điều tra thủy ngân quốc gia của
bộ công thương năm 2016 thì tổng lượng thủy ngân nhập vào Việt Nam năm
2014 là khoảng 14000 kg. Tuy nhiên, chưa c điều tra nào làm rõ được đường
đi và mục đích sử dụng của lượng thủy ngân và hợp chất thủy ngân được mua
bán trong thị trường nội địa. Việt Nam tham gia Công ước Minamata về thủy
ngân vào tháng 10 năm 2013, hành động này cho thấy sự quan tâm và chú
trọng của các cơ quan quản lý nhà nước tới vấn đề ô nhiễm thủy ngân, trong đ
có các hoạt động quan trắc, kiểm soát ô nhiễm, giảm thiểu sử dụng và phát thải
thủy ngân.
Độc tính của thuỷ ngân phụ thuộc nhiều vào dạng hoá học của nó. Nhìn
chung, thuỷ ngân ở dạng hợp chất hữu cơ độc hơn thuỷ ngân vô cơ, thuỷ ngân
nguyên tố và thuỷ ngân sunfua là dạng ít độc nhất. Dạng độc nhất của thủy
ngân là metyl thuỷ ngân, dạng này có thể tích lũy trong mô mỡ, tế bảo của cá
và các động vật khác. Do vậy, việc xác định hàm lượng các dạng hoá học khác
nhau của thuỷ ngân trong các đối tượng mẫu môi trường, mẫu sinh vật có ý
nghĩa rất quan trọng, đặc biệt trong các mẫu trầm tích là đối tượng tích lũy
nhiều chất ô nhiễm từ các nguồn thải và là môi trường sống cho nhiều loại
động thực vật thủy sinh.

thủy ngân trong mẫu trầm tích bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử
kết hợp các kỹ thuật chiết chọn lọc.
- Nghiên cứu xây dựng quy trình chiết chọn lọc và xác định các dạng
thủy ngân trong mẫu trầm tích.
- Áp dụng quy trình phân tích xây dựng được để xác định hàm lượng
tổng thủy ngân và các dạng của thủy ngân trong mẫu trầm tích mặt (ao, hồ) tại
khu vực làng nghề Minh Khai, Văn Lâm, Hưng Yên; trầm tích cột tại cửa sông
Hàn, thành phố Đà Nẵng nhằm đánh giá mức độ ô nhiễm của chúng đối với
môi trường.

2


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1.

Thủy ngân và các hợp chất của thủy ngân

1.1.1. Tính chất vật lý, hoá học của thuỷ ngân và một số hợp chất của thủy ngân
a) Khái quát về thủy ngân và các hợp chất của thủy ngân
Thủy ngân tồn tại trong môi trường do các nguồn tự nhiên trong quặng,
trong đất, nước, sinh vật và do nguồn phát thải từ các hoạt động của con người.
Trong môi trường, thủy ngân có 3 trạng thái hóa học, đ là thủy ngân kim loại
(còn được gọi là thủy ngân nguyên tố), thủy ngân vô cơ, thủy ngân hữu cơ [1,
2].
Các dạng tự nhiên phổ biến nhất của thủy ngân trong môi trường là thủy
ngân kim loại, thủy ngân sulfua (cynarar quặng), thủy ngân clorua, và metyl
thủy ngân. Một số vi sinh vật (vi khuẩn và nấm) và các quá trình tự nhiên có
thể thay đổi thuỷ ngân trong môi trường từ dạng này sang dạng khác [3].
C rất nhiều lĩnh vực sản xuất cũng như trong đời sống sử dụng thuỷ

vào động vật. Một phần thuỷ ngân này liên kết với lưu huỳnh tạo thành kết tủa
thuỷ ngân sunfua trong trầm tích. Ngoài ra, một số loài thực vật còn c khả
năng tích luỹ thuỷ ngân ở dạng ít độc tính hơn như những giọt thuỷ ngân
nguyên tố hoặc là thuỷ ngân sunfua. Các hợp chất của thuỷ ngân trong nước tự
nhiên dễ bị khử hoặc bị bay hơi nên hàm lượng của thuỷ ngân trong nước rất
nhỏ. Nồng độ của thuỷ ngân trong nước ngầm, nước mặt thấp thường nhỏ hơn
0,5 g/l. Trong môi trường nước giàu oxi, thuỷ ngân tồn tại chủ yếu dạng hoá
trị 2 [4].
b) Tính chất hóa học, vật lý của thủy ngân và các hợp chất của thủy ngân
Thủy ngân là kim loại thể lỏng duy nhất ở nhiệt độ phòng, màu trắng
bạc, lưu động có số nguyên tử 80, nguyên tử khối 200,61; tỉ trọng 13,6; đông
đặc ở - 400C, sôi ở 3750C. Hg bốc hơi mạnh (ở 200C nồng độ bão hòa của hơi
thủy ngân là 20 mg/m3, ở 400C là 68 mg/m3).
Thuỷ ngân không tác dụng với oxi ở nhiệt độ thường, nhưng dễ dàng
phản ứng ở 3000C tạo thành HgO và ở 4000C oxit đ lại phân huỷ thành thủy
ngân nguyên tố. Thuỷ ngân c tương tác với halogen, trong đ tương tác dễ
dàng với lưu huỳnh, iôt. Thuỷ ngân chỉ tan trong những axit c tính oxi hoá
mạnh như HNO3, H2SO4 đặc. Ví dụ:
Hg + 4HNO3 (đặc)  Hg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
6Hg + 8HNO3 (loãng)  3Hg2(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Thủy ngân có ba trạng thái oxi hóa. Ở trạng thái oxi hóa không (Hg0),
thủy ngân tồn tại ở dạng kim loại lỏng và hơi. Các trạng thái mercurơ (Hg+1)
4


và mercuric (Hg2+) là hai trạng thái oxi hóa cao của thủy ngân. Ngoài ra, Hg2+
có thể kết hợp với các hợp chất hữu cơ tạo được nhiều hợp chất thủy ngân hữu
cơ bền vững. Thuỷ ngân lỏng c thể hòa tan nhiều kim loại tạo nên các hợp kim
gọi là hỗn hống. Tuỳ thuộc vào tỷ lệ của kim loại tan trong thuỷ ngân, hỗn
hống ở dạng lỏng hoặc rắn. Phần lớn thuỷ ngân tồn tại trong nước, đất, trầm

232,68

472,09

251,1

Màu

Trắng bạc
(dạng lỏng)
Trắng (rắn)

Trắng

Đen hoặc
xám đen

Trắng

Trắng

-38,870C

1700C

3840C

Không có dữ
liệu
Không có dữ

Không mùi

Không mùi

Không mùi

Độ tan
trong nước
và trong
các dung
dịch axit

0,28µmol/l
ở 250C, tan
trong dung
dịch H2SO4
sôi, tan tốt
trong dung

1g/2,1ml
nước sôi;
6,9g/100ml
H2O ở 200C
48g/100mL
H2 O ở

Không, tan
trong nước,
tan trong
hỗn hợp

1000C

tan trong
HCl nóng

2,7 mg/ lít
pentan

1 gam/3,8
mL C2H5OH
owr 250C, 1
gam/200 mL
Benzen, 22
mL ete, 12
mL glycerol,
40 mL
CH3COOH,
aceton,
CH3OH.

Không tan
trong
C2H5OH

Hg2Cl2

Metyl thủy
ngân clorua

Không tan

xảy ra chủ yếu do con người phơi nhiễm hơi, bụi thủy ngân và hợp chất thủy
ngân qua đường hô hấp, các hợp chất thủy ngân vô cơ, hữu cơ qua nước uống,
thức ăn. Triệu chứng của nhiễm độc mãn tính thủy ngân thường là người bị
nhiễm độc có các biểu hiện: run, tuyến giáp mở rộng tăng sự hấp thụ iot phóng
xạ, mạch không ổn định, tim đập nhanh, da hóa cứng, viêm lợi, biến đổi máu
hoặc tăng sự bài tiết thủy ngân trong nước tiểu. Khi nạn nhân phơi nhiễm trong
thời gian dài hoặc liều lượng phơi nhiễm tăng hoặc cả hai, các triệu chứng trên
sẽ rõ ràng hơn. Cụ thể là có sự run các cơ thực hiện các chức năng khéo léo
(tinh) như ngón tay, mí mắt, lưỡi, môi có thể tiến triển tới rung động toàn thân
và co cứng chân tay. Những triệu chứng này thường đi kèm với sự thay đổi về
tâm sinh lý như ngượng ngùng, mất tự chủ, cáu bẳn, mất trí nhớ thậm chí mê
sảng, ảo giác. Ngoài ra, nạn nhân có thể gặp các triệu chứng về mắt như biến
màu thủy tinh thể. Sự phơi nhiễm mãn tính thủy ngân kéo dài có thể gây ảnh
hưởng nghiêm trọng đến các bộ phận trong cơ thể và suy kiệt đến tử vong. Các
triệu chứng do nhiễm độc thủy ngân mãn tính cũng phụ thuộc vào nồng độ
phơi nhiễm và thời gian tiếp xúc. Theo một số nghiên cứu, ở nồng độ 0,01
mg/m3 gây ra các triệu chứng mất ngủ, ăn kém ngon, ở nồng độ 0,05mg/m3 có
các triệu chứng không đặc hiệu, ở nồng độ từ 0,1 - 0,2 mg/m3 (tiếp xúc 8
giờ/ngày trong 250 ngày lao động/năm) hoặc ở nồng độ 1mg/m3 (phơi nhiễm
thời gian ngắn hơn) sẽ gây run rẩy [1, 3].
Thời gian bán hủy sinh học của thủy ngân trong cơ thể được ước tính
khoảng 30 đến 60 ngày và thủy ngân nguyên tố được bài tiết chủ yếu qua nước
tiểu và phân [6].
b) Độc tính các hợp chất vô cơ của thủy ngân
Các hợp chất thủy ngân vô cơ đã được sử dụng trong một loạt các sản
phẩm của các lĩnh vực y tế, mỹ phẩm, khử trùng, nha khoa ... Các muối thủy
ngân dạng vô cơ thường xâm nhập vào cơ thể chủ yếu qua đường miệng.
Liều lượng phơi nhiễm thủy ngân clorua (HgCl2) với người như sau [3]:
- Từ 1g trở lên, một lần: Gây nhiễm độc siêu cấp, chết nhanh.
- Từ 150 đến 200mg, một lần: Gây nhiễm độc cấp tính và thường gây

thể sinh vật, mẫu môi trường với thời gian dài. Do vậy, metyl thủy ngân được
xếp vào nhóm các chất có độc tính cao [1].
Đối với các động vật có vú, ở liều thấp metyl thủy ngân là chất gây tác
động đến hệ thần kinh, ở các liều cao sẽ có ảnh hưởng đến hệ tiêu hóa, thận và
tim mạch. Những biểu hiện lâm sàng của ảnh hưởng thần kinh thường theo thứ
tự: sa sút trí tuệ, cảm giác tê cứng và khó chịu xung quanh miệng, môi và chân
8


tay, đặc biệt là các ngón chân, ngón tay; mất khả năng vận động, vụng về, dáng
đi loạng choạng, kh khăn khi nuốt và khi nói rõ chữ; cảm giác chung là yếu,
mệt và thiếu tập trung; giảm khả năng nhìn và nghe; co thắt bụng và có thể hôn
mê dẫn đến tử vong [1, 5, 9].
Người ta ước tính rằng liều gây chết tối thiểu của metyl thủy ngân cho
một người 70 kg dao động từ 20 đến 60 mg/kg trọng lượng cơ thể [8]. Thời
gian bán hủy sinh học của metyl thủy ngân trong cơ thể người khoảng 70 ngày
dài hơn so với Hg0 và muối Hg2+ [6,9].
Tại Nhật Bản, thảm họa môi trường tồi tệ nhất trong lịch sử đã xảy ra tại
vùng vịnh Minamata thuộc tỉnh Kumamoto. Thảm kịch với thành phố này bắt
đầu từ năm 1932 khi tập đoàn h a chất Chisso xây dựng nhà máy sản xuất
Andehit axetic ở đây với công nghệ sử dụng thuỷ ngân sun phát làm chất xúc
tác, nước thải trong quá trình sản xuất đều đổ trực tiếp xuống biển. Vào đầu
những năm 1950, xuất hiện cá chết bất thường ở Minamata, mèo ở Minamata
đi lảo đảo, co giật, kêu gào sau đ rơi xuống biển. Sau đ các hành động bất
thường xuất hiện trên người như đang đi bình thường bỗng dưng vấp ngã liên
tục. C người không kiểm soát được các bộ phận, c người lại kh khăn khi
nghe hay nuốt thức ăn và số người bị ảnh hưởng ngày một tăng mà không ai
tìm ra nguyên nhân. Mãi đến cuối năm 1956, người ta mới xác định được
nguyên nhân là do người dân ăn cá, sứa bị nhiễm độc thủy ngân từ nguồn nước
thải nhà máy Chisso. Thế giời gọi căn bệnh có các triệu chứng như trên là bệnh

1.1.3. Chu trình chuyển hóa của thủy ngân trong môi trường
Chu trình chuyển hóa tổng quát của thủy ngân trong môi trường được
mô tả ở hình 1.1 [14, 15, 13].

Hình 1.1: Chu trình chuyển hóa của thủy ngân trong môi trƣờng
10


Trong chu trình này, thủy ngân vô cơ bốc hơi từ cảc nguồn tự nhiên và
nhân tạo vào khí quyển, sau đ bị oxy hóa ở tầng trên rồi, chuyển thành các
hợp chất vô cơ và lắng đọng ở mặt đất. Tiếp đ , quá trình metyl h a thủy ngân
vô cơ xảy ra dưới tác dụng của vi khuẩn hình thành hợp chất metyl thủy ngân
độc hại hơn. Trong môi trường, metyl thủy ngân đi vào chuỗi thức ăn, xâm
nhập vào cơ thể các loài sinh vật và thực hiện quá trình tích lũy sinh học.
Có thể khái quát chu trình thủy ngân gồm 6 bước cơ bản bao gồm:
(1) Qua trình tách thủy ngân từ đá, đất, và nước mặt, hoặc phát thải từ
núi lửa và từ các hoạt động của con người.
(2) Quá trình chuyển động ở dạng khí trong khí quyển.
(3) Sự lắng đọng của thủy ngân vào đất và nước mặt.
(4) Quá trình chuyển hóa từ các dạng thành dạng không hòa tan thủy
ngân sunfua.
(5) Quá trình chuyển hóa hóa học hoặc sinh học thành các dạng dễ bay
hơi hoặc dạng hòa tan như metyl thủy ngân.
(6) Trở lại vào bầu khí quyển hoặc tích lũy sinh học vào chuỗi thức ăn.
Các dạng thủy ngân trong nước, trầm tích sẽ tham gia quá trình tích lũy
sinh học thông qua chuỗi thức ăn, tập trung ở cá săn mồi và các loài động vật
biển ăn thịt [3, 14].
Ở chu trình chuyển hóa của thủy ngân trong môi trường, quá trình hình
thành metyl thủy ngân trong hệ sinh thái nước - trầm tích đặc biệt được quan
tâm.

nghiệp.
12


Theo báo cáo của chương trình môi trường liên hiệp quốc (UNEP) năm
2013 [17], mô hình chu trình phát thải, vận chuyển thủy ngân toàn cầu năm
2010 được thể hiện ở hình 1.3.

Hình 1.3: Sơ đồ mô hình phát thải, vận chuyển thủy ngân toàn cầu năm 2010
Theo mô hình này, thủy ngân được phát thải vào khí quyển từ 3 nguồn
chính: nguồn tự nhiên, nguồn nhân tạo và nguồn tái phát thải. Trong đ , tái
phát thải là kết quả của các quá trình tự nhiên biến đổi các dạng vô cơ và các
dạng hữu cơ của thủy ngân thành thủy ngân nguyên tố và bay hơi trở lại không
khí.
Nguồn phát thải tự nhiên: Theo tính toán của một số mô hình gần đây,
thủy ngân phát thải từ các nguồn tự nhiên chiếm khoảng 10% trong tổng số
ước tính 5500 - 8900 tấn thủy ngân phát thải vào khí quyển mỗi năm. Thủy
ngân trong vỏ trái đất phát thải vào không khí, đất, nước bằng các cách khác
nhau. Các núi lửa phát ra và giải phóng thuỷ ngân khi chúng phun trào. Hoạt
động địa nhiệt cũng c thể lấy thủy ngân từ dưới lòng đất và phóng nó vào
không khí rồi lắng đọng xuống đất, nước mặt hoặc đại dương sâu [17].

13


Nguồn phát thải nhân tạo: Các nguồn phát thải thủy ngân do con người
gây ra chiếm khoảng 30% trong tổng số thủy ngân xâm nhập bầu khí quyển
mỗi năm. Các nguồn phát thải từ hoạt động công nghiệp chủ yếu của thủy ngân
vào khí quyển là khai thác than, khai thác mỏ, hoạt động công nghiệp xử lý
quặng để sản xuất các kim loại khác nhau hoặc xử lý nguyên liệu để sản xuất xi