Luận văn thạc sĩ HUS nghiên cứu đánh giá khả năng giải phóng kim loại nặng từ xỉ thải pyrit lộ thiên

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

TRỊNH KHẮC HOÀN

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG GIẢI PHÓNG KIM LOẠI
NẶNG TỪ XỈ THẢI PYRIT LỘ THIÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

HÀ NỘI, 2012

1

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


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

Trịnh Khắc Hoàn

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG GIẢI PHÓNG KIM LOẠI NẶNG
TỪ XỈ THẢI PYRIT LỘ THIÊN

Chuyên ngành: Hóa Mơi trường
Mã số: 60 44 41

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Trần Hồng Côn

Hà Nội – 2012

1

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ……………………………………………………………………………1
Chương 1. TỔNG QUAN …………………………………………………………….1
1.1. Pyrit (FeS2) .......................................................................................................... 2
1.1.1. Giới thiệu chung về Pyrit sắt………………………………………………2
1.2. Tình trạng ô nhiễm kim loại nặng tại các vùng lân cận và các khu vực khai
thác quặng………………………………………………………………………..4
1.2.1. Tại Việt Nam………………………………………………………………..4
1.2.2. Trên thế giới ............................................................................................... 6
1.3. Q trình phong hố quặng Pyrit ...................................................................... 8
1.3.1. Q trình phong hố .................................................................................. 8
1.3.1.1. Phong hố vật lý .................................................................................. 9
1.3.1.2. Phong hoá hoá học ............................................................................ 10
1.3.1.3. Phong hố sinh học ............................................................................ 12
1.3.2. Khái qt q trình biểu sinh các mỏ sulfua [9] ........................................ 12
1.3.3. Oxi hoá các khoáng vật đồng sulfua [9] .................................................... 13
1.4. Ảnh hưởng của kim loại nặng đến môi trường và cơ thể sống ....................... 14
1.5. Giới thiệu một số kim loại nặng và ảnh hưởng của chúng lên cơ thể sống và
con người ......................................................................................................... 15
1.5.1. Asen ......................................................................................................... 15
1.5.2. Cadmi ...................................................................................................... 17
1.5.3. Chì ........................................................................................................... 18
1.5.4. Coban ....................................................................................................... 19

1.5.5. Crom ....................................................................................................... 19
1.5.6. Đồng ........................................................................................................ 20
1.5.7. Kẽm ......................................................................................................... 21
1.5.8. Mangan .................................................................................................... 22
1.5.9. Niken ....................................................................................................... 22
1.5.10. Sắt ......................................................................................................... 23

4

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


Chương 2. THỰC NGHIỆM ................................................................................... 26
2.1. Đối tượng nghiên cứu ....................................................................................... 26
2.2. Mục tiêu nghiên cứu ......................................................................................... 27
2.3. Cơ sở phương pháp luận ........272.4. Danh mục hoá chất, thiết bị cần thiết cho
nghiên cứu........................................................................................................ 28
2.5. Thực nghiệm ..................................................................................................... 29
2.5.1. Thiết kế thiết bị nghiên cứu ...................................................................... 30
2.6. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 32
2.6.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của pH và nồng độ sắt(II) đến khả năng cộng kết –
hấp phụ các kim loại nặng lên sắt(III) hydroxit ................................................... 32
2.6.1.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ sắt(II) ban đầu ........................... 32
2.6.1.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của pH ........................................................... 33
2.6.2. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phong hoá trong điều kiện
bãi thải xỉ pyrit lộ thiên. ..................................................................................... 34
2.6.3. Lấy mẫu và phân tích ................................................................................ 35
2.6.3.1. Xác định hàm lượng kim loại nặng ..................................................... 35
2.6.3.2. Xác định hàm lượng As bằng phương pháp so màu trên giấy tẩm thủy
ngân bromua................................................................................................... 36

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN…………………………………………. 37
3.1. Quá trình kết tủa, cộng kết, hấp phụ của các nguyên tố kim loại nặng ......... 37
3.1.1. Quá trình oxi hoá - thuỷ phân và các dạng kết tủa của sắt ......................... 37
3.1.2. Khảo sát ảnh hưởng nồng độ sắt(II) đến khả năng tách loại một số kim loại
nặng Zn, Cu, Pb, As, Cd, Mn.............................................................................. 38
3.1.3. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng tách loại một số kim loại
nặng Zn, Cu, Pb, As, Cd, Mn.............................................................................. 39
3.2. Nghiên cứu khả năng phong hố giải phóng các kim loại nặng trên mơ hình
bãi thải xỉ pirit lộ thiên. ................................................................................... 42
3.2.1. Sự biến thiên nồng độ các ion kim loại nặng trong quá trình rửa quặng. ... 42

5

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


3.3.2. Sự biến thiên pH và nồng độ các ion kim loại nặng trong điều kiện xung
khơng tích lũy..................................................................................................... 45
3.3.3. Sự biến thiên pH và nồng độ các ion kim loại nặng trong điều kiện xung có
tích lũy. .............................................................................................................. 47
3.3.4. Ảnh hưởng của ion photphat đến khả năng giải phóng kim loại nặng ........ 49
KẾT LUẬN .............................................................................................................. 60
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 61

6

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


DANH MỤC BẢNG

Bảng

Tên bảng

Trang

Bảng 1.1

Mức độ ô nhiễm đất nông nghiệp do khai thác mỏ

7

Bảng 1.2

Nồng độ trung bình của các kim loại nặng trong đất và

9

cây trồng ở Nyakabale
Bảng 2.1

. Danh mục thiết bị cần thiết cho nghiên cứu.

29

Bảng 2.2

Danh mục hoá chất cần thiết cho nghiên cứu

29

Bảng 2.3

Thành phần nước mưa

30

Bảng 2.4

Bảng biểu diễn sự phụ thuộc giữa chiều cao và nồng độ

34

As
Bảng 2.5

Kết quả biểu diễn sự phụ thuộc giữa nồng độ As và

35

chiều cao.
Bảng 3.1

Kết quả khảo sát ảnh hưởng nồng độ Fe(II) đến khả

37

năng cố định các kim loại Zn, Cu, Pb, As, Cd, Mn.
Bảng 3.2

Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng cố

39

định Zn, Cu, Pb, As, Cd, Mn
Bảng 3.3

Sự biến thiên nồng độ kim loại nặng trong quá trình rửa

41

xỉ
Bảng 3.4

Sự biến thiên pH và nồng độ kim loại nặng trong điều

43

kiện xung khơng tích lũy
Bảng 3.5

. Sự biến thiên pH và nồng độ kim loại nặng trong điều

46

kiện xung có tích lũy
Bảng 3.6

Ảnh hưởng của ion photphat đến khả năng giải phóng

49

kim loại tại pH =8
Bảng 3.7

Ảnh hưởng của ion photphat đến khả năng giải phóng

51

7

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


kim loại tại pH =7
Bảng 3.8

Ảnh hưởng của ion photphat đến khả năng giải phóng

52

kim loại tại pH =6
Bảng 3.9

Ảnh hưởng của ion photphat đến khả năng giải phóng

54

kim loại tại pH =5
Bảng 3.10

Ảnh hưởng của pH đến khả năng giải phóng kim loại

56

nặng

8

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


DANH MỤC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ

Hình
Hình 1.1
Hình 2.1

Tên hình
Hình ảnh quặng pyrit
Thiết bị cho q trình phong hố giải phóng kim loại trong

Trang
5
28

điều kiện ngập nước
Hình 2.2

Đường chuẩn As 10-80ppb

31

Hình 2.3

Đường chuẩn As 100-800ppb

32

Hình 3.1

Hình 3.1. Ảnh hưởng của nồng độ Fe(II) đến hiệu suất cố

34

định các kim loại Zn, Cu, Pb, As, Cd, MnHình 3.2

Ảnh hưởng của pH đến khả năng cố định Zn, Cu, Pb, As,

39

Cd, Mn
Hình 3.3

Sự biến thiên nồng độ kim loại Cr, Co, Ni, As, Cd, Mn

41

trong quá trình rửa xỉ
Hình 3.4

Sự biến thiên nồng độ kim loại Cu, Pb, Zn, Fe trong quá

42

trình rửa quặng
Hình 3.5

Sự biến thiên nồng độ kim loại Cr, Co, Ni, As, Pb, Cd

44

trong điều kiện xung khơng tích lũy
Hình 3.6

Sự biến thiên nồng độ kim loại Cu, Mn, Zn, Fe

44

trong điều kiện xung khơng tích lũy
Hình 3.7

Sự biến thiên nồng độ kim loại Cr, Co, Ni, As, Pb, Cd

46

trong điều kiện xung có tích lũy
Hình 3.8

Sự biến thiên nồng độ kim loại Mn, Cu, Zn, Fe và pH

47

trong điều kiện xung có tích lũy
Hình 3.9

Ảnh hưởng của ion photphat đến khả năng giải phóng kim

50

loại Cr, Co, Ni, As, Pb, Cd tại pH =8

9

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


Hình 3.10

Ảnh hưởng của ion photphat đến khả năng giải phóng kim

50

loại Mn, Cu, Zn, Fe tại pH = 8
Hình 3.11

Ảnh hưởng của ion photphat đến khả năng giải phóng kim

51

loạiCr, Co, Ni, As, Pb, Cd tại pH = 7
Hình 3.12

Ảnh hưởng của ion photphat đến khả năng giải phóng kim

52

loại Mn, Cu, Zn, Fe tại pH = 7
Hình 3.13

Ảnh hưởng của ion photphat đến khả năng giải phóng kim

53

loại Cr, Co, Ni, As, Pb, Cd tại pH =6
Hình 3.14

Ảnh hưởng của ion photphat đến khả năng giải phóng kim

53

loại Mn, Cu, Zn, Fe tại pH =6
Hình 3.15

Ảnh hưởng của ion photphat đến khả năng giải phóng kim

54

loại Cr, Co, Ni, As, Pb, Cd tại pH =5
Hình 3.16

Ảnh hưởng của ion photphat đến khả năng giải phóng kim

55

loại Mn, Cu, Zn, Fe tại pH =5
Hình 3.17

Ảnh hưởng của pH đến khả năng giải phóng kim loại Cr,

57

Co, Ni, As, Pb, Cd
Hình 3.18

Ảnh hưởng của pH đến khả năng giải phóng kim loại Mn,

57

Cu, Zn, Fe.

10

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


MỞ ĐẦU
Hiện nay, ô nhiễm môi trường đang là một vấn đề nóng bỏng mang tính
tồn cầu, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe và đời sống của con người. Đặc biệt là
ô nhiễm các kim loại nặng. Trong tự nhiên có khoảng hơn 70 kim loại nặng, đó là các

kim loại có tỉ khối lớn hơn 5 gam/cm3. Kim loại nặng có hầu hết trong các mỏ khống
sản với hàm lượng khác nhau, tuỳ thuộc vào từng loại khoáng sản và từng vùng địa
chất khác nhau. Trong các kim loại nặng thì chỉ có một số ngun tố là cần thiết cho
các sinh vật ở một ngưỡng nào đấy, chúng là các nguyên tố vi lượng như: Cu, Zn, Mn,
Mo…..Đa số các kim loại nặng với đặc tính bền vững trong môi trường, khả năng gây
độc ở liều lượng thấp và tích luỹ lâu dài trong chuỗi thức ăn, được thế giới xem là một
chất thải nguy hại. Tuy nhiên khả năng gây độc của các kim loại nặng hoàn toàn phụ
thuộc vào trạng thái tồn tại của chúng.
Trong hoạt động khai thác khống sản và sản xuất cơng nghiệp, con người đã
làm biến đổi trạng thái tồn tại của các kim loại nặng, chuyển chúng thành các dạng ion
tự do đi vào môi trường nước hoặc các hạt bụi có kích thước nhỏ bé trong khơng khí đã
và đang làm suy giảm chất lượng môi trường.
Do năng lực có hạn, cơng nghệ sản xuất chưa hiện đại, quy trình cịn thiếu
nghiêm ngặt, nên nhiều nhà máy sản xuất hóa chất hiện nay ở nước ta hiệu suất sản
xuất còn chưa cao, bặc biệt trong giai đoạn xử lý và đốt quặng, dẫn đến không tận thu.
Như vậy, thiệt hại về kinh tế là đáng kể. Nhưng lo ngại hơn, với lượng chất thải sau sản
xuất, theo thời gian nó sẽ ảnh hưởng xấu đến mơi trường xung quanh, ảnh hưởng đến
sức khoẻ của con người và động thực vật. Với những lý do đó, chúng tơi lựa chọn đề
tài “Nghiên cứu đánh giá khả năng giải phóng kim loại nặng từ xỉ thải pyrit lộ
thiên”.

11

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


Chương 1. TỔNG QUAN
1.1. Pyrit và xỉ thải pyrit
1.1.1. Giới thiệu chung về Pyrit.
Pyrit hay pyrit sắt, là khoáng vật disunfua sắt với cơng thức hóa học FeS2. Ánh

kim và sắc vàng đồng từ nhạt tới thơng thường của khống vật này đã tạo nên tên hiệu
riêng của nó là vàng của kẻ ngốc do nó trơng tương tự như vàng. Pyrit là phổ biến nhất
trong các khoáng vật sulfua. Tên gọi pyrit bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp πσρίτης (puritēs)
nghĩa là “của lửa” hay "trong lửa”, từ πύρ (pur) nghĩa là “lửa”. Tên gọi này có lẽ là do
các tia lửa được tạo ra khi pyrit va đập vào thép hay đá lửa. Tính chất này làm cho pyrit
trở thành phổ biến trong sử dụng để làm cơ chế đánh lửa bằng bánh xe trong các dạng
súng cổ.
Pyrit thông thường được tìm thấy ở dạng gắn liền với các sulfua hay ơxít khác
trong các mạch thạch anh, đá trầm tích, đá biến chất cũng như trong các tầng than, và
trong vai trị của khống vật thay thế trong các hóa thạch. Mặc dù có tên hiệu là vàng
của kẻ ngốc, nhưng một lượng nhỏ vàng đôi khi cũng được tìm thấy trong quặng chứa
khống vật này. Vàng và asen xuất hiện như là sự thay thế đi kèm nhau trong cấu trúc
pyrit. Tại khu trầm tích vàng ở Carlin, Nevada, pyrit asen chứa tới 0,37 % theo trọng
lượng là vàng[4]. Pyrit chứa vàng là loại quặng vàng có giá trị.
Pyrit bị lộ thiên ra ngồi khơng khí trong q trình khai thác mỏ và khai quật sẽ
phản ứng với ôxy và nước để tạo thành sunfat, gây ra sự thốt nước mỏ axít. Q trình
axít hóa này cịn tạo ra từ phản ứng của vi khuẩn chi Acidithiobacillus, các dạng vi
khuẩn tìm kiếm nguồn năng lượng của chúng bằng cách ơxi hóa các ion sắt II (Fe 2+)
thành các ion sắt III (Fe3+) với việc sử dụng ôxy như là tác nhân ơxi hóa. Các ion sắt III
đến lượt mình lại tấn cơng pyrit để sinh ra ion sắt II và sunfat. Sắt hóa trị 2 lại được tạo
ra sắt hóa trị 3 và chu trình này tiếp diễn cho đến khi pyrit cạn kiệt.
Pyrit thông thường hay bị nhầm lẫn với khoáng vật marcasit, mà tên gọi của nó
có nguồn gốc từ tiếng Ả Rập để chỉ pyrit, do các đặc trưng tương tự của chúng.

12

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


Marcasit là dạng đa hình của pyrit, nghĩa là nó có cùng một cơng thức như pyrit nhưng

khác về cấu trúc và vì thế khác biệt về hình dáng tinh thể và tính đối xứng. Tuy nhiên,
trạng thái ơxi hóa hình thức là giống như trong pyrit do các nguyên tử lưu huỳnh xuất
hiện trong các cặp tương tự như persulfua[5]. Marcasit/pyrit có lẽ là cặp đa hình phổ
biến bậc nhất chỉ sau cặp kim cương/graphit (than chì). Bề ngồi của marcasit có ánh
bạc nhiều hơn một chút.
Marcasit là họ hàng ở trạng thái ổn định giả (giả bền) của pyrit và nó sẽ dần dần
chuyển sang dạng pyrit nếu bị đốt nóng hay thời gian đủ dài. Marcasit là tương đối
hiếm, nhưng có thể là phổ biến cục bộ trong một vài kiểu quặng trầm tích, chẳng hạn
như có trong quặng Pb-Zn kiểu thung lũng Mississippi. Marcasit dường như chỉ hình
thành từ dạng dung dịch lỏng.
Pyrit thơng thường cũng được dùng trong nghề kim hoàn mỹ nghệ để làm các
chuỗi hạt hay vòng đeo tay. Mặc dù là tương tự về thành phần, nhưng marcasit lại
không thể sử dụng trong lĩnh vực này do nó có xu hướng bị vỡ vụn ra thành dạng bột.
Bổ sung cho sự lộn xộn và nhầm lẫn giữa marcasit và pyrit là việc sử dụng từ marcasit
như là tên gọi thương phẩm cho đồ kim hoàn mỹ nghệ từ pyrit. Thuật ngữ này được áp
dụng cho các viên đá nhỏ được đánh bóng và tạo mặt, được dát vào bạc thật (hay bạc
sterling, chứa 92,5% bạc và 7,5% kim loại khác). Tuy các viên đá này được gọi là
marcasit, nhưng trên thực tế chúng chính là pyrit.
1.1.2. Thành phần hóa học, cấu trúc và đặc tính vật lý của Pyrit sắt.

Hình 1.1. Hình ảnh quặng pyrit

13

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


Thành phần hóa học của pyrit là: Fe – 46,6%; S – 53,4%. Pyrit thường chứa các
tạp chất đồng hình As, Co, Ni, đôi khi Au, Ag, Cu tồn tại ở dạng phi bào thể. Cấu trúc
tinh thể kiểu NaCl trong đó vị trí của ngun tử clo được thay thế bằng [S2]2-, phân bố

dọc theo trục bậc 3, còn ion Fe2+ ở tâm của hình 8 mặt.
Hệ lập phương. Dạng đối xứng m3. Ô mạng cơ sở chứa Fe 4S8. Nhóm khơng
gian Pa3; a0 = 5,4176Ao. Tinh thể có dạng lập phương có dạng vết khía vng góc trên
bề mặt của các mặt tinh thể. Đơi khi có dạng tinh thể 12 mặt ngũ giác, tinh thể 8 mặt.
Pyrit thường có dạng hạt, dạng khối đặc sít.
Khống vật này có mặt như là các tinh thể đẳng cực thường xuất hiện dưới dạng
các khối lập phương. Các mặt của lập phương có thể có sọc (các đường song song trên
mặt tinh thể hay mặt cát khai) do kết quả của sự xen kẽ các khối lập phương với các
mặt diện pyrit. Pyrit cũng hay xuất hiện dưới dạng các tinh thể bát diện và dạng diện
pyrit (hình thập nhị diện với các mặt ngũ giác). Nó có mặt gãy hơi không đều và
concoit, ánh kim, hệ số phản xạ 53%, độ cứng Mohs khoảng 6–6,5, tỷ trọng riêng
khoảng 4,95–5,10[1]. Nó giịn và có thể nhận dạng trên thực địa do có mùi đặc trưng để
phân biệt, được giải phóng ra khi mẫu vật bị tán nhỏ. Khơng hịa tan trong HCl, hòa tan
trong HNO3; ở dạng bột dễ bị hịa tan hơn.
1.1.3. Nguồn gốc
Pyrit là khống vật sunlfua phổ biến nhất. Pyrit được tạo thành trong các quá
trình địa chất khác nhau: magma, nhiệt dịch, trầm tích, biến chất. Trong đới oxy hóa,
pyrit khơng bền vững, biến đổi thành limonit. Trong trường hợp này, lưu huỳnh tham
gia vào sự tạo thành thạch cao và các sunfua. Thường hay gặp giả hình của limonit
theo pyrit. Những mũ sắt của những mỏ quặng thường được tạo thành do phá hủy
sulfua, chủ yếu là pyrit.
Ở Việt Nam, pyrit có ở nhiều nơi như mỏ pyrit ở Giáp Lai, Vĩnh Phúc, Ba
Trại...

14

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


1.1.4. Xỉ thải pyrit.

Pyrit là nguyên liệu quan trọng để điều chế axit sunfuric. Sau khi đốt pyrit để
thu SO2, phần rắn còn lại là xỉ pyrit được thải ra mơi trường.
Phản ứng xảy ra trong q trình đốt pyrit
t0
4FeS2 + 11O2 
 2Fe2O3 + 8SO2

Xỉ pyrit được dùng trong q trình nghiên cứu của luận văn chúng tơi lấy tại bãi
thải của Cơng ty Supephotphat và hóa chất Lâm thao – Phú Thọ.
1.2. Tình trạng ơ nhiễm kim loại nặng tại các vùng lân cận và các khu vực thải xỉ
1.2.1. Tại Việt Nam
Việt Nam hiện nay có tới 5000 mỏ và điểm khoáng sản đang khai thác bao gồm
60 loại khoáng sản khác nhau với khoảng 2.000 doanh nghiệp tham gia hoạt động khai
thác [7]. Mặc dù đóng góp của nền cơng nghiệp khai khống vào GDP của Việt Nam
chiếm khoảng 11% nhưng cơng nghiệp khai khống đang đứng trước nhiều thách thức:
khai thác sử dụng chưa có hiệu quả làm cho tài nguyên thiên nhiên cạn kiệt; đặc biệt
tác động xấu tới cảnh quan và môi trường, gây ơ nhiễm nguồn nước, khơng khí, đất
đai, ảnh hưởng đến đa dạng sinh học và nhiều nghành kinh tế khác.
Từ đầu năm 2007, các nhà khoa học thuộc Viện Công nghệ Môi Trường – Viện
Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật, Đại học
Quốc gia Hà Nội đã lấy hàng trăm mẫu đất và cây tại các vùng mỏ để phân tích thành
phần, hàm lượng kim loại nặng. Qua phân tích cho thấy, tất cả các mỏ đều là điểm
nóng về ơ nhiễm, điển hình là mỏ thiếc xã Hà Thượng và mỏ than núi Hồng bị ô nhiễm
asen nghiêm trọng, với hàm lượng asen trong đất gấp 17 – 308 lần tiêu chuẩn cho phép
của Việt Nam, thậm chí có nơi hàm lượng asen trong đất lên đến 15.166 ppm, gấp
1.262 lần theo quy định. Mỏ kẽm, chì làng Hích cũng có hàm lượng chì gấp 186 lần
tiêu chuẩn và kẽm 49 lần.
Việc khai thác mỏ thiếc, đuôi quặng thường chứa arsenopyrit (1 – 2%),
chalcopyrit (1%) và pyrit (10 – 15%) [3]. Các khoáng vật sunfua này bị oxi hoá tạo ra

15

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


dòng thải axit mỏ và dung dịch giàu kim loại. Sự lan toả của As và sự oxi hoá các kim
loại độc hại như Cu, Cd từ các dòng rỉ từ dịng thải axit mỏ qua các đống thải cũng
khơng được chú ý. Có nơi nước thải từ mỏ và xưởng tuyển được thải trực tiếp ra cánh
đồng lúa với hàm lượng asen gấp 30 lần nước bình thường. Ở mỏ thiếc Quỳ Hợp, dòng
thải của nhà máy được thải trực tiếp ra con suối gần đó. Hàm lượng As trong chất thải
rắn rất cao (355 mg/kg) so với hàm lượng được coi là không ô nhiễm trên thế giới là 5
– 20 mg/kg.
Ngồi việc làm ơ nhiễm nguồn nước, các loại bùn thải từ khu vực khai thác đổ
ra các khu vực xung quanh, theo thời gian chúng làm ô nhiễm đất tại các khu vực này,
diện tích đất nơng nghiệp khơng những bị thu hẹp mà cịn bị hoang hố, ơ nhiễm khơng
sử dụng canh tác được. Mặt khác, do sử dụng nguồn nước tương đối lớn nên ngồi việc
làm ơ nhiễm, giảm chất lượng nguồn nước, việc khai thác khoáng sản đã làm cho hệ
thống tưới tiêu thay đổi, nguồn nước cạn kiệt, do đó, diện tích đất nông nghiệp bị ảnh
hưởng rất nhiều.
Bảng 1.1. Mức độ ô nhiễm đất nông nghiệp do khai thác mỏ
TT

Tên mỏ, khu khai thác

Diện tích

Mức độ ơ nhiễm

(ha)
1

Mỏ than núi Hồng

Chiếm dụng đất làm khai trường,

274

bãi thải và thải nước thải làm ơ
nhiễm đất nơng nghiệp
2

Mỏ than Khánh hồ

Chiếm dụng đất làm khai trường,

100

bãi thải và thải nước thải làm ô
nhiễm đất nông nghiệp
3

Các mỏ vùng Bắc Thái

114,5

Chiếm dụng đất làm khai trường,
bãi thải. Đổ thải làm ô nhiễm đất

4

Các mỏ ở huyện Quỳ Hợp

Đất nông nghiệp bị ô nhiễm do

145

16

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


lắng bùn cát
Thiếu nước, suy giảm năng suất

29
5

Các mỏ ở huyện Quỳ Châu

198,8

Đất nông nghiệp bị đào bới, bỏ
hoang và thiếu nước

Nguồn: Nguyễn Đức Quý, Tạp chí hoạt động Khoa học, số 4, 1996
Điển hình về việc bồi lấp sơng, suối, ao hồ do khai thác quặng mà trong thời
gian gần đây gây bức xúc trong dư luận là việc khai thác mỏ quặng ở các dãy núi xung
quanh lưu vực nước chảy về bồi lấp nhanh chóng Hồ Ba Bể. Những cơng trường khai
thác bằng nhiều máy móc với công suất lớn đã đưa khối lượng đất lớn dồn xuống chân
núi và rìu khe Khuồi Giang. Khi có mưa đất bùn sét, hoá chất rửa quặng, dầu mỡ của

máy móc thải ra theo các suối chảy vào Hồ Ba Bể làm cho Hồ bồi lấp với tốc độ khủng
khiếp. Ngồi ra, diện tích đất nơng nghiệp cũng bị một lượng mùn đọng lại làm cho
cây trồng không phát triển được.
Tại mỏ Cromit Cổ Định [3], nguồn nước trong khu vực trước khi khai thác có 4
suối nhỏ, chảy từ núi Na Sơn đổ vào sông Lê, với tổng lưu lượng xấp xỉ 100 l/s; hệ
thống các ao hồ nhỏ nằm rải rác với tổng diện tích mặt nước khoảng 80 ha. Sau 40 năm
khai thác, 4 suối đã biến mất, bên cạnh đó lại xuất hiện một số hồ lớn như Cổ Định,
Hồ n, hồ bãi thải quặng đi, vì vậy tổng diện tích mặt nước đã tăng 200 ha. Khai
thác quặng Cromit Cổ Định đã làm tăng lượng nước mặt. Nước mặt vùng mỏ có tính
axit, khống chất, cặn lắng, chất thải cứng và các chất hữu cơ, dầu mỡ…làm ô nhiễm
nguồn nước, huỷ hoại thảm thực vật và cây trồng.
1.2.2. Trên thế giới
Môi trường tại các khu vực khai thác quặng trên thế giới hiện nay bị ô nhiễm
trầm trọng. Trong 10 thành phố ô nhiễm nhất thế giới thì có 5 thành phố ơ nhiễm do
hoạt động khai thác và xử lý quặng.

17

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


Từ những thập niên đầu thế kỷ 20 những ảnh hưởng của khai thác mỏ đến đời
sống con người đã được phát hiện do gây ra các chứng bệnh. Vào năm 1946, ở vùng
Funchen thuộc quận Toyoma (Nhật Bản), xuất hiện một hội chứng với đặc điểm là biến
dạng xương, dễ gãy xương, đau cơ, rối loạn thận, nhất là ở phụ nữ lớn tuổi sinh đẻ, làm
hàng trăm người chết đã thu hút chú ý của giới y học trong vùng. Các nhà nghiên cứu
đã phát hiện các bệnh nhân hấp thụ mỗi ngày 600 mg Cd do ăn gạo nhiễm nước sông
Jinsu bị ô nhiễm bởi quặng và xỉ từ một nhà máy chế biến cadmi. Tại thành phố
Sukinda ở Ấn Độ là thành phố có những mỏ quặng crom lộ thiên lớn nhất thế giới. Có
tới 60% nước sinh hoạt ở đây chứa crom hoá trị 6. Theo ước tính của một tổ chức y tế

ở Ấn Độ khoảng 84,75% số trường hợp tử vong tại các khu vực khai thác quặng do các
bệnh liên quan tới crom hoá trị 6.
Năm 2008, Manfred Felician Bitala đã nghiên cứu ơ nhiễm kim loại nặng được
tích luỹ trong đất và cây trồng từ mỏ vàng ở Geita, Tanzanian [1] cho thấy tất cả các
mẫu nghiên cứu đều vượt tiêu chuẩn cho phép. Cụ thể, trong các mẫu đất nồng độ của
Hg vượt quá tiêu chuẩn là 6.606 lần, trong khi As vượt quá tiêu chuẩn 36 lần, các kim
loại khác đều vượt quá trong khoảng từ 42 – 232 lần. Trong các mẫu cây trồng, nồng
độ của Hg vượt quá tiêu chuẩn cho phép 9.607 lần, Cd vượt quá tiêu chuẩn cho phép là
3 lần. Các kim loại khác có nồng độ vượt quá tiêu chuẩn cho phép trong khoảng từ 40
– 5682 lần
Bảng 1.2. Nồng độ trung bình của các kim loại nặng trong đất và cây trồng ở
Nyakabale
Kim

Trong đất (mg/kg)

loại

Tiêu chuẩn trong Trong cây trồng

Tiêu chuẩn trong

đất (mg/kg)

(mg/kg)

cây trồng

Cr

3.620

60

1136,314

0,2

As

90

2,5

72,75

0,15

Cu

2.726

15

2097,571

5

Zn

2.519

60

1185,814

30

18

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


Hg

303

0,05

90,667

0,01

Pb

3.064

20

927,043

1

Cd

58

0,25

2,8

0,1

Với mức độ ô nhiễm cao như vậy, mức độ ảnh hưởng đến con người và động
vật sẽ tăng khủng khiếp theo thời gian nếu ngay lập tức không đưa ra các biện pháp để
cải thiện tình trạng trên cho các thế hệ hiện tại và tương lai của vùng này.
Mỏ Au-Ag-Pb-Zn Daduk là một trong những mỏ lớn nhất nằm ở miền trung
Hàn Quốc [12]. Vào những năm 2000 – 2001 các nhà khoa học thuộc trường Đại học
Quốc gia Hàn Quốc đã nghiên cứu sự tích luỹ kim loại ở các vùng lân cận xung quanh
khu vực mỏ cho thấy sự ơ nhiễm cao. Phân tích các mẫu đất mặt tại khu vực bãi thải
thu được giá trị trung bình của các kim loại Cd, Cu, Pb, Zn tương ứng là 8,57; 481;
4,445; 753 mg/kg cao gấp nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép. Ngoài ra, các mẫu đất
tại cánh đồng lúa và rừng cũng được nghiên cứu đều thu được kết quả đất mặt tại khu
vực này có mức độ ơ nhiễm ít hơn so với khu vực bãi thải nhưng nồng độ của các kim
loại trên đều vượt qua tiêu chuẩn cho phép từ 3 đến 7 lần. Khơng chỉ có đất mặt có
nồng độ kim loại cao mà khả năng tích luỹ kim loại cũng rất lớn trong cây trồng. Trong
đậu tương nồng độ trung bình tương ứng của Cd, Cu, Pb, Zn là 1,98; 40,7; 5,0; 271,3
mg/kg, trong tiêu đỏ tương ứng là 0.61; 8,7; 1,9; 35.1 mg/kg, trong hạt gạo tương ứng
là 0,15; 3,1; 0,32; 16,1 mg/kg.
Trong một nghiên cứu về ô nhiễm kim loại nặng ở vùng mỏ Dexing [1, 11], các

nhà khoa học đã lấy mẫu nước, đất mặt, bùn, hạt cây trồng dọc sông Le’an chảy qua
gần khu vực mỏ. Trong mẫu nước, tất cả sáu nguyên tố Cu, Pb, Zn, Cd, As, Hg ô
nhiễm ở mức độ 3 so với tiêu chuẩn quốc tế. Trong mẫu bùn, mức độ ô nhiễm của Cu
rất nguy hiểm, đặc biệt ở khu vực mỏ (2126 mg/kg); ô nhiễm gây ra bởi Pb, Zn, Cd ở
mức vừa phải, cịn mức độ ơ nhiễm của asen từ vừa phải đến mạnh (7,9 – 79,4 mg/kg).
Như vậy với tình trạng ơ nhiễm cao tại các khu vực khai thác mỏ thì q trình
giải phóng kim loại ra khỏi quặng được xảy ra theo cơ chế như thế nào.

19

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


1.3. Q trình phong hố Pyrit
1.3.1. Q trình phong hố [1, 4, 11]
Dưới sự tác động của nước, các chất khí như O2, CO2... và nguồn năng lượng
bức xạ mặt trời, các khống vật và đá lộ ra ở phía ngồi cùng của vỏ Trái Ðất bị phá
huỷ. Q trình phá huỷ khoáng vật và đá được gọi là quá trình phong hố. Có 3 loại
phong hố đá và khống vật là phong hoá vật lý, phong hoá hoá học và phong hoá sinh
học. Sự phân chia các loại phong hố chỉ là tương đối vì trong thực tế các yếu tố ngoại
cảnh đồng thời tác động lên đá và khoáng vật, do vậy 3 loại phong hoá đồng thời cùng
diễn ra. Các q trình phong hố liên quan mật thiết và hỗ trợ cho nhau, tuỳ điều kiện
cụ thể mà một trong 3 quá trình xảy ra mạnh hơn.
1.3.1.1. Phong hoá vật lý
Phong hoá vật lý là sự vỡ vụn của các loại đá thành các hạt cơ giới có kích
thước khác nhau nhưng chưa có sự thay đổi về thành phần khoáng vật, thành phần hoá
học của các đá ban đầu. Phong hoá vật lý bao gồm những dạng sau
* Phong hoá nhiệt: Nguyên nhân gây nên việc phá vỡ khoáng vật và đá là do sự
thay đổi của nhiệt độ, áp suất và sự tác động của các hoạt động địa chất ngoại lực như
nước chảy, gió thổi xảy ra trên bề mặt vỏ Trái Ðất. Sự thay đổi nhiệt độ làm cho các

khống vật có trong đá bị giãn nở không đều dẫn đến kết quả đá bị vỡ ra. Các khống
vật khác nhau có hệ số giãn nở rất khác nhau. Một loại đá được cấu tạo bởi nhiều
khống vật khác nhau, do đó nhiệt độ thay đổi các khống vật co giãn khơng giống
nhau làm đá bị vỡ vụn. Như vậy thành phần khoáng vật của đá càng nhiều thì đá càng
dễ bị vỡ vụn. Những đá cấu tạo bởi một loại khoáng vật (đá đơn khoáng) cũng bị vỡ do
hệ số nở dài theo các phương khác nhau. Sự chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm,
giữa các mùa trong năm càng lớn thì phong hố vật lý diễn ra càng mạnh. Ví dụ, vùng
sa mạc thường có sự chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm lớn nên vào ban đêm có thể
nghe được tiếng nổ vỡ của đá trong vùng. Trong đá thường có các lỗ hổng và các vết
nứt nguyên sinh chứa đầy khí hay nước. Khi nhiệt độ xuống thấp dưới OoC, nước ở thể

20

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


lỏng chuyển thành thể rắn (nước đóng băng) làm tăng thể tích tạo áp suất lớn có khi tới
hàng ngàn atmotphe lên thành khe nứt làm cho đá bị vỡ ra.
* Phong hoá cơ học: Do muối khoáng kết tinh xuất hiện cùng với quá trình vận
chuyển nước lên mặt đất. Nước trên bề mặt bốc hơi gây ra sự vận chuyển nước mao
quản lên mặt đất. Trong quá trình này, nước mao dẫn hồ tan các muối khống và đưa
lên trên bề mặt. Tại đây, nước có chứa muối khoáng lại tiếp tục bốc hơi đồng thời muối
khoáng bị kết tinh. Trong quá trình kết tinh, thành mao dẫn phải chịu một áp lực lớn
khiến cho bề mặt nham thạch bị rạn nứt gây ra giãn nở phá vỡ nham thạch.
* Phong hoá cơ học do sinh vật: Trong quá trình sống, các sinh vật đặc biệt là hệ
thống rễ thực vật có khả năng xuyên vào các khe, kẽ nứt của đá. Các rễ cây phát triển
dần làm kẽ nứt ngày càng rộng, gây nứt vỡ đất đá.
Các mảnh vụn sinh ra có thể di chuyển đi nơi khác theo dịng nước chảy hoặc
gió thổi sẽ phá huỷ các đá trên đường di chuyển của chúng. Phong hoá vật lý có tính
chất tiên phong, tạo điều kiện thuận lợi cho phong hoá hoá học và sinh học.

1.3.1.2. Phong hố hố học
Trong q trình phong hố tự nhiên, nhờ tác dụng phá vỡ, chia nhỏ đất đá và
nham thạch của các tác nhân vật lý ở quá trình phong hố vật lý xảy ra trước đó đã làm
cho diện tích tiếp xúc của đá với mơi trường tăng lên đáng kể. Vì vậy các q trình
phong hố hố học xảy ra sau đó gặp thuận lợi hơn rất nhiều. Khác với q trình phong
hố vật lý, q trình phong hoá do tác dụng của các tác nhân hoá học khơng chỉ làm
cho đá vỡ vụn mà cịn có thể làm cho thành phần hoá học của khoáng vật và đá thay
đổi. Các yếu tố như H2O, O2, CO2... tác động lên các khoáng vật và đá làm cho chúng
bị phá huỷ, thay đổi về hình dạng, kích thước, thành phần và tính chất hố học. Có thể
nói, phong hố hố học chính là các phản ứng hố học diễn ra do sự tác động của H2O,
O2, CO2 lên đá và khoáng vật.
Phong hoá hoá học được chia thành 4 q trình chính là: Oxi hố, hyđrat hố,
hồ tan và sét hoá.

21

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


* Q trình hồ tan: Xảy ra do một số đặc tính, nước có thể hồ tan nhiều loại
khống chất, đất đá và nham thạch. Theo một số nghiên cứu, q trình hồ tan phụ
thuộc nhiều vào thành phần của nham thạch và các khoáng vật. Đối với các khoáng vật
có chứa các muối dễ bị hồ tan như muối clorua, muối sulfat của các cation kim loại
kiềm thì khả năng hồ tan của khống vật trong nước là rất lớn. Nhưng đối với một số
loại nham thạch khác như đá vơi và quặng đơlơmit thì tốc độ hồ tan của chúng trong
nước nhỏ hơn. Nếu trong nước có chứa nhiều CO2 thì tốc độ hồ tan của các muối
trong khoáng sẽ nhanh hơn rất nhiều. Đặc biệt là các khống cacbonat và muối mỏ.
Ví dụ: CaCO3 (đá vơi) bị hoà tan như sau:
CaCO3 + H2O + CO2 → Ca(HCO3)2
Các khống vật và đá bị hồ tan tạo thành các dung dịch thật.

* Q trình hyđrat hố: Là q trình nước tham gia vào mạng lưới tinh thể của
khoáng vật, thực chất đây là quá trình nước kết hợp với khoáng vật làm thay đổi thành
phần hoá học của khoáng vật (biến các khoáng vật thành dạng hydrat). Các hydrat
được hình thành sau q trình hydrat hố thường có độ cứng thấp hơn và thể tích lớn
hơn so với quặng, khống ở trạng thái bình thường. Vì thế chúng rất dễ bị phá vỡ thành
các mảnh vụn nhỏ hơn.
Ví dụ:
CaSO4 → CaSO4.2H2O
Anhyđri

Thạch cao

Fe2O3 → Fe2O3.nH2O
Hematit

Limonit

* Q trình oxi hố: Q trình này phụ thuộc chặt chẽ vào sự xâm nhập của O2
tự do trong khơng khí và O2 hồ tan trong nước. Q trình oxi hố làm cho khống vật
và đá bị biến đổi, bị thay đổi về thành phần hố học. Do trong khống vật, đá và quặng
thường có chứa các ion mức oxi hoá như Fe(II), Mn(II), Cu(I)... nên khi gặp mơi
trường oxi hố chúng dễ dàng chuyển thành các dạng có mức oxi hố cao hơn. Trong

22

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


q trình đó có thể gây ra những biến đổi về thành phần của quặng, khống, đất, đá,
dần dần hình thành nên một số các dạng mới bền vững hơn trong mơi trường phản ứng.

Các khống vật có chứa Fe(II) khi tiếp xúc với oxi khơng khí thường bị oxi hoá chuyển
thành Fe(III) gây ra những thay đổi về thành phần của quặng. Trong mơi trường oxi
hố, ví dụ như quặng Fe2SiO4 có thể bị oxi hố thành Fe2O3 và khống vật FeS2 có rất
nhiều trong các loại đá như magma, đá biến chất, trầm tích và than đá khi bị phong hoá
cũng tạo ra sản phẩm cuối cùng là sắt (III) oxit.
Nghiên cứu của M.A. Armienta về sự phong hoá của các đá chứa asen như
asenopyrit, scorodit và pyrit chỉ ra rằng q trình oxy hố phong hố hồ tan asenopyrit
và pyrit xảy ra theo phản ứng sau
2FeAsS + 13O2 + 3H2O → 2Fe2+ + 2SO42- + 2H3AsO4 logK = 198,17
2FeS2 + 7O2 + 2H2O → 2Fe2+ + 4SO42- + 4H+

logK = 208,46

* Q trình sét hố: Các khống vật silicat, nhôm silicat do tác động của H2O,
CO2 sẽ bị biến đổi tạo thành các khoáng sét (keo sét). Các chất kiềm và kiềm thổ trong
khoáng vật bị H+ chiếm chỗ trong mạng lưới tinh thể được tách ra dưới dạng hồ tan.
Như vậy thực chất của q trình sét hố là các q trình hồ tan, hyđrat hố chuyển các
khống vật silicat, nhơm silicat thành các khống vật thứ sinh, các muối và oxít.
Ví dụ:
K2Al2Si6O16 + H2O + CO2 → H2Al2Si2O8.2H2O + K2CO3 + SiO2.nH2O
Fenspatkal(orthoclaz)

Kaolini

Opan

1.3.1.3. Phong hoá sinh học
Hoạt động của sinh vật bậc thấp, bậc cao cũng tham gia phá huỷ các khoáng vật
và đá. Rễ cây xuyên vào các khe nứt hút nước và các chất khoáng, theo thời gian, rễ to
dần phá vỡ đá. Mặt khác rễ cây tiết H2O và CO2 tạo H2CO3 để hồ tan đá và khống

vật. Khi chết xác sinh vật bị phân huỷ sinh ra các axit hữu cơ góp phần hồ tan các
khống vật và đá. Do vậy, bản chất của phong hoá sinh học là phong hoá vật lý và hoá
học do sự tác động của sinh vật lên khống vật và đá. Cũng trong q trình này mẫu

23

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


chất được tích luỹ chất hữu cơ do xác sinh vật để lại sau khi chết, làm cho mẫu chất
xuất hiện những thuộc tính mới được gọi chung là độ phì và mẫu chất biến đổi thành
đất. Nhà khoa học nổi tiếng người Nga Vecnatxki cho rằng: "Hoạt động hoá học của vỏ
Trái Ðất, gần 99% có liên quan tới q trình sinh hố học".
1.3.2. Khái qt q trình biểu sinh các mỏ sulfua [9]
Vai trị chính của qúa trình phong hoá quặng thuộc về O2 tự do và các phản ứng
oxi hoá. Các mỏ sulfua phần lớn là sản phẩm của qúa trình nhiệt dịch. Các mỏ sulfua
được thành tạo trong điều kiện dưới sâu, nhiệt độ trong khoảng 600 – 5000C đến 50 –
1000C, khi được nâng lên, bị bóc mịn, lộ ra trên mặt đất hoặc ở gần mặt đất, trong điều
kiện T – P thấp, có mặt oxi tự do và CO2, các khoáng vật sulfua trở nên khơng bền
vững, bị biến đổi hố học để chuyển thành các hợp chất vững bền hơn: Oxi, cacbonat,
sunfat... So với các khống vật tạo đá thì các khống vật sulfua trong đới biểu sinh bị
biến đổi mạnh mẽ hơn, hoàn toàn hơn, các nguyên tố tạo quặng được giải phóng nhiều
hơn. Các sulfua rất dễ bị biến đổi vì S-2 trong các hợp chất này dễ dàng bị oxi hoá
thành S+6 ở dạng SO42- theo phản ứng oxi hoá
S2- + 4H2O → SO42- + 8H+ + 8e (E0 = 0,16V)
Tác nhân chủ yếu gây ra biến đổi biểu sinh các sulfua là O2, CO2, H2O. Khí
quyển có thành phần trung bình gồm: 75,5%N2, 23% O2, 0,04% CO2, nhưng thành
phần khí hồ tan trong nước mưa thì khác: 60% N2, 30% O2, 10% CO2. Trên đường đi
từ mặt đất qua lớp thổ nhưỡng xuống sâu hơn, nước mưa ngày càng giàu CO 2 do hoà
tan lượng CO2 sinh ra từ các chất hữu cơ bị phân huỷ. Vì vậy, vai trị của CO 2 khơng

kém phần quan trọng so với O2 và H2O là tác nhân phong hố khơng thể thiếu được.
Quá trình biểu sinh các mỏ sulfua thực chất là q trình oxi hố.
1.3.3. Oxi hố khống vật pyrit [9]
Pyrit bị oxi hoá như sau
2FeS2 + 7O2 + 2H2O → 2Fe2+ + 4SO42- + 4H+
4Fe2+ + O2 + 4H+ → 4Fe3+ + 2H2O

24

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


Fe3+ + 3H2O → Fe(OH)3 + 3H+
Phương trình phản ứng tổng hợp
4FeS2 + 15O2 + 14H2O → 4Fe(OH)3 + 8SO42- + 16H+
Khi pyrit tiếp xúc với dung dịch giàu sulfat thì nó có thể chuyển đổi thành
jarozit có cơng thức chung là M+Fe33+(SO4)2(OH)6, trong đó M+ là K+, Na+, NH4+, Ag+
(Pb2+), sau khi FeS2 → Fe(OH)3
K+ + 3Fe(OH)3 + 2SO42- + 3H+ → KFe3(SO4)2(OH)6 + 3H2O
Axit H2SO4 và Fe3+ được giải phóng ra trong q trình oxi hố sulfua sắt có thể
tác dụng lên các khống vật sulfua khác và đẩy nhanh quá trình phân huỷ chúng theo
phản ứng
MS + H2SO4 → H2S + MSO4
2MS + 2Fe2(SO4)3 + 2H2O + 3O2 → 2MSO4 + 4FeSO4 + 2H2SO4
(M là các kim loại hố trị hai: Cu, Pb, Zn...)
Vì vậy, khi pyrit bị oxi hố, giải phóng H+ làm tăng độ axit của môi trường
1.4. Ảnh hưởng của kim loại nặng đến môi trường và cơ thể sống
Kim loại là nguồn tài ngun có giá trị. Tuy nhiên, nếu khơng có biện pháp
kiểm sốt thích hợp trong khai thác và tinh chế mỏ được thực hiện thì thiệt hại mơi
trường nghiêm trọng có thể xảy ra [1]. Các kim loại nặng có tính năng phổ biến trong

mơi trường là chúng có xu hướng tích luỹ trong cơ thể sinh vật mà ăn phải chúng. Khai
thác và chế biến mỏ có thể tăng tỉ lệ kim loại thoát ra khỏi khoáng đá cùng với đó là
thải kim loại vào mơi trường [1, 11]. Kim loại nặng, thậm chí một lượng nhỏ dạng vết
có thể gây độc đối với con người và động vật hoang dã [13].
Năm 1955, nguồn thải cơng nghiệp chính của thuỷ ngân gần Mina Mata, Nhật
dẫn đến cá sống trong nước ơ nhiễm có nồng độ thuỷ ngân lên đến 50 ppm. Kết quả là
nhiều người chết và nhiều người khác bị ảnh hưởng nhiễm độc thuỷ ngân lâu dài được
biết như căn bệnh Mita Mata [1].

25

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


Hệ thống thốt nước mỏ và nước thải cơng nghiệp mỏ là nguồn ô nhiễm kim
loại nghiêm trọng trong đất và nước [13]. Nước ơ nhiễm đồng và chì làm cho nước có
màu xanh. Nhiễm độc chì gây nơn mửa, buồn nôn, tiêu chảy và chán ăn sau thời gian
tiếp xúc ngắn và dài. Giai đoạn nghiêm trọng nó gây ra bệnh gan và thận [1].
Cây trồng có thể hấp thụ các nguyên tố độc hại thông qua rễ của chúng từ đất ơ
nhiễm và lá cây có thể hấp thụ các nguyên tố kim loại độc hại trên bề mặt lá từ bụi kim
loại [11]. Tiêu thụ thức ăn bị ô nhiễm bởi Pb, Hg, Cd, As và các kim loại khác có thể
gây ra sự suy giảm nghiêm trọng của cơ thể về sự tích luỹ sắt, vitamin C và các chất
dinh dưỡng thiết yếu khác, dẫn đến sự suy giảm miễn dịch, chậm phát triển trong tử
cung, suy giảm khả năng tâm lý xã hội và các bệnh tật có liên quan đến suy dinh dưỡng
[1]. Ăn thực phẩm nhiễm Asen chủ yếu dẫn đến ung thư bàng quang, phổi và da ở
người [12]. Mặt khác, một nghỉên cứu bởi Tu’’rkdogan và cộng sự [1] khám phá rằng
nồng độ cao của kim loại (Co, Cd, Pb, Mn, Ni, và Cu) trong hoa quả và rau trong vùng
Van thuộc phía đơng Thổ Nhĩ Kỹ có liên quan đến tỉ lệ cao của bệnh ung thư đường
ruột. Lacatusu và cộng sự [18] cho biết đất và rau bị ô nhiễm bởi Pb và Cd ở Copsa
Mica và Baira Mare, Romani góp phần quan trọng làm giảm tuổi thọ con người trong

khu vực bị ảnh hưởng, giảm tuổi thọ trung bình 9 – 10 năm. Tiếp xúc crom có thể dẫn
đến mất sắc tố da, ung thư da, bàng quang và phổi.
Theo Plunket [1] crom là kim loại độc hại vào cơ thể con người bằng đường hô
hấp và da. Nó là chất kích thích, dễ ăn mịn, nhạy cảm và ung thư. Lượng kẽm quá mức
có thể dẫn đến nôn mửa, tiêu chảy, đau bụng, sốt, buồn nôn, tim, gan và phổi tổn
thương. Nói chung, hầu hết các kim loại nặng hoạt động như một chất gây ung thư,
một khi tiêu thụ vào cơ thể mà không được thải ra ngồi trong q trình trao đổi chất,
chúng tích luỹ sau nhiều năm gây nên sự ảnh hưởng [11].
Theo thông báo bởi Global Mining Campaign [15] kết quả nghiên cứu từ các
khu vực trên thế giới cho thấy rằng ô nhiễm từ axit, kim loại nặng và cyanide là nguyên
nhân gây nên cái chết của các loài chim, cá, động vật hoang dã. Năm 1979, trường hợp

26

LUAN VAN CHAT LUONG download : add