đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong đất tại các bãi nghêu của các huyện bình đại, ba tri, thạch phú, tỉnh bến tre

i

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành được đề tài này, tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ.
Tôi xin chân thành cảm ơn:
Những người thân đã luôn luôn bên cạnh, động viên và giúp đỡ tôi vượt qua
khó khăn trong suốt thời gian qua.
Xin gửi lời cảm ơn tới ban lãnh đạo Viện Hải dương học, các Thầy giáo/Cô
giáo trong Khoa Nuôi trồng Thủy sản, Trường Đại học Nha Trang đã tạo điều kiện,
giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.
Tôi xin gửi lời cám ơn trực tiếp tới Thầy ThS. Nguyễn Trọng Dũng, Thầy Mai
Đức Thao đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ bảo tôi trong suốt thời gian thực tập vừa
qua.
Tôi cũng cảm ơn đề tài “Nguyên nhân Nghêu, Sò chết ở tỉnh Bến Tre” đã tạo
điều kiện sử dụng mẫu trầm tích để tôi hoàn thành đề tài này.

Tôi xin chân thành cảm ơn!
Nha Trang, tháng 06 năm 2012
Sinh viên
Huỳnh Phan Đông Thanh









ii

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i
MỤC LỤC ii
DANH MỤC HÌNH v
DANH MỤC BẢNG vi
KÍ HIỆU VÀ VIẾT TẮT vii
PHẦN I: MỞ ĐẦU 1
PHẦN II: TỔNG QUAN 3
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KIM LOẠI NẶNG: 3
2.1.1. Các dạng tồn tại của kim loại: 3
2.1.2. Nguồn gốc và ảnh hưởng của chất độc kim loại nặng: 3
2.2. MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG: 5
2.2.1. Arsen (As): 5
2.2.2. Chì (Pb): 6
2.2.3. Cadimi (Cd): 7
2.2.4. Kẽm (Zn): 8
2.2.5. Niken (Ni): 8
2.2.6. Crom (Cr): 8
2.2.7. Cobalt (Co): 9
2.2.8. Đồng (Cu): 9
2.2.9. Sắt (Fe): 10
2.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG: 10
2.3.1 Ô nhiễm kim loại nặng trên thế giới: 11
2.3.2. Tình hình nghiên cứu kim loại nặng ở Việt Nam: 13
2.4. KIM LOẠI NẶNG ĐỐI VỚI MÔI TRƯỜNG VÀ CON NGƯỜI: 15
2.5. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH KIM LOẠI TRONG MẪU: 17
2.5.1. Phương pháp đo phổ hấp thu nguyên tử ngọn lửa (F-AAS): 17
iii

2.5.2. Phương pháp đo phổ hấp thu nguyên tử lò grafit (GF-AAS): 18
2.5.3. Phương pháp quang phổ phát xạ plasma (plasma ghép cặp cảm ứng – ICP): 19
2.5.4. Phương pháp đo phổ phát xạ plasma ghép khối phổ (plasma ghép cặp cảm
ứng ghép khối phổ ICP/MS): 20
2.5.5. Phương pháp Von-ampe hòa tan dạng anode (ASV): 21
2.5.6. Phương pháp phân tích trọng lượng: 21
2.5.7. Phương pháp phân tích thể tích: 22
2.5.8. Phương pháp trắc quang: 22
2.6. ĐẶC ĐIỂM VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ - XÃ HỘI VÙNG
NGHIÊN CỨU 22
2.6.1. Vị trí địa lý : 22
2.6.2. Điều kiện tự nhiên: 23
a. Điều kiện khí hậu: 23
b. Chế độ thủy văn: 24
2.6.3. Tỉnh Bến Tre: 24
a. Đặc điểm kinh tế: 24
b. Sơ lược các vùng nghiên cứu: 24
c. Tình hình nuôi nghêu của tỉnh: 25
PHẦN III: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: 26
3.1 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU: 26
3.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU: 26
3.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: 27
3.3.1. Vật liệu nghiên cứu: 27
3.3.2. Phương pháp thu và bảo quản mẫu đất: 32
3.3.3. Phương pháp phân tích mẫu đất 32
a. Xác định hàm lượng kim loại nặng trong đất: 32
b. Xác định hàm lượng hữu cơ trong đất: 35
3.3.4. Phương pháp xử lí số liệu: 35
PHẦN IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36

iv

4.1. Kết quả phân tích bằng máy đo ICP-MS của các kim loại nặng có trong mẫu
đất: 38
4.1.1. Hàm lượng Kẽm (Zn) trong trầm tích: 39
4.1.2. Hàm lượng Đồng (Cu) trong trầm tích: 41
4.1.3. Hàm lượng Cadimi (Cd) trong trầm tích: 43
4.1.4. Hàm lượng Chì (Pb) trong trầm tích: 44
4.1.5. Hàm lượng Asen (As) trong trầm tích: 46
4.1.6. Hàm lượng Crom (Cr) trong trầm tích: 48
4.1.7. Hàm lượng Cobalt (Co) trong trầm tích: 49
4.1.8. Hàm lượng Niken (Ni) trong trầm tích: 50
4.1.9. Hàm lượng Sắt (Fe) trong trầm tích: 51
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 55
KẾT LUẬN: 55
ĐỀ XUẤT Ý KIẾN: 55
TÀI LIỆU THAM KHẢO 57

v

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1: Bản đồ tỉnh Bến Tre. 30
Hình 3.1: Các quá trình hấp thu và phát xạ trong nguyên tử ion. 35
Hình 3.2 : Quá trình hình thành ngọn plasma 36
Hình 3.3 : Phân chia các vùng và nhiệt độ trong ngọn plasma Argon 36
Hình 3.4: Các quá trình diễn ra khi mẫu được đưa vào plasma 37
Hình 3.5: Ảnh máy ICP-MS 7700x 38
Hình 4.1 : Vị trái các trạm thu mẫu tỉnh Bến Tre. 43
Hình 4.1.1: Hàm lượng Zn trong trầm tích vùng nghiên cứu. 47
Hình 4.1.2: Hàm lượng Cu trong trầm tích vùng nghiên cứu 49
Hình 4.1.3: Hàm lượng Cd trong trầm tích vùng nghiên cứu 51
Hình 4.2.4: Hàm lượng Pb trong trầm tích vùng nghiên cứu. 53
Hình 4.2.5: hàm lượng As trong trầm tích vùng nghiên cứu 55
Hình 4.2.6: Hàm lượng Cr trong trầm tích vùng nghiên cứu. 56
Hình 4.2.7: Hàm lượng Co trong trầm tích vùng nghiên cứu 57
Hình 4.2.8: Hàm lượng Ni trong trầm tích vùng nghiên cứu. 58
Hình 4.2.9: Hàm lượng Fe trong trầm tích vùng nghiên cứu. 59
Hình 4.2.9: Hàm lượng Fe trong trầm tích vùng nghiên cứu. 60






vi

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2. 1: Sự phát thải toàn cầu của một số kim loại nặng (đơn vị: 10
6
kg/năm) 3
Bảng 2. 2: Hàm lượng trung bình các nguyên tố hóa học trong trầm tích lục địa, biển
và Đại dương (%) 5
Bảng 2. 3: Sự thâm nhập của Pb, Cd, Hg từ đất vào Khoai tây và Ngô 12
Bảng 2. 4 Hàm lượng (mg/kg) một số kim loại trong trầm tích hồ Bắc Mỹ 12
Bảng 2. 5: Hàm lượng kim loại nặng ở tầng đất mặt trong một số loại đất ở Việt Nam
(đơn vị: mg/kg) 13
Bảng 2. 6: Hàm lượng một số KLN trong đất tại khu vực công ty Văn Điển 14
Bảng 2. 7 Các nguyên tố kim loại độc hại trong tự nhiên và nước thải. 16
Bảng 2. 8 Khoảng nồng độ thường đo bằng phương pháp hấp thu nguyên tử lò grafit.
19
Bảng 2. 9 Bước sóng, giới hạn phát hiện và khoảng nồng độ chuẩn để xác định Ca, Cu,
Pb, Zn, và Cr bằng phương pháp ICP 20
Bảng 2. 10 Khối phổ phân tích, nội chuẩn đề nghị và giới hạn phát hiện của thiết bị để
xác định Cd, Cu, Pb, Zn và Cr bằng phương pháp ICP/MS 20
Bảng 3. 1 Mô tả mẫu đất sau khi phơi khô mẫu 33
Bảng 3. 2 Một số loại axit thường sử dụng trong chiết kim loại qua trạng thái dung
dịch từ mẫu đất. 33
Bảng 3. 3 Pha chuẩn 34


vii

KÍ HIỆU VÀ VIẾT TẮT
Kí hiệu Giải thích
KLN
As

Cd
Cu
Ni
Zn
Ar
Pb
O
Cl
S
Hg
Au
Sb
VSV
Ca
Cr
Fe
Sn
Si
Th
Se
VN

Kim loại nặng
Arsen
Cadimi
Đồng
Niken
Kẽm
Argon
Chì

Oxy
Clo
Lưu huỳnh
Thủy ngân
Vàng
Stibium
Vi sinh vật
Canxi
Crom
Sắt
Thiếc
Silic
Thori
Selen
Việt Nam
1

PHẦN I: MỞ ĐẦU

Quá trình phát triển một cách nhanh chóng các hoạt động công nghiệp, nông
nghiệp và dịch vụ y tế, du lịch, thương mại… ở nước ta hiện nay đã làm cho môi
trường bị suy thoái một cách nghiêm trọng, đặc biệt sự hiện diện quá cao của hàm
lượng các kim loại nặng trong môi trường đất và nước. Trong môi trường thủy sinh,
trầm tích có vai trò quan trọng trong sự hấp thụ các kim loại nặng, vì các hạt lơ lửng
khi liên kết với kim loại nặng sẽ lắng đọng vào tầng trầm tích. Trong khu vực cửa sông
và biển ven bờ các kim loại nặng thường trải qua các quá trình kết tủa, ngưng tụ
(flocculation), hấp phụ, lắng đọng và tái hòa tan. Các quá trình này diễn ra dưới tác
động của các điều kiện thủy văn – động lực, hóa học…
[20]
Ở Việt Nam, nghiên cứu về kim loại nặng trong đất chủ yếu tập trung ở vùng đô

thị và vùng đất phèn, còn nghiên cứu kim loại nặng trong đất vùng ven biển vẫn chưa
được quan tâm nhiều. Trầm tích rừng ngập mặn rất giàu sulphide và vật chất hữu cơ,
đây chính là nơi lắng đọng và lưu giữu các chất ô nhiễm có nguồn gốc từ đất liền, nhất
là kim loại nặng.
[47]
Do đó, xác định hàm lượng kim loại nặng trong môi trường trầm tích là rất cần
thiết, vì nó sẽ phản ánh đầy đủ mức độ ô nhiễm kim loại nặng của một nguồn nước.
Chính vì vậy, phạm vi nghiên cứu đã tập trung vào các mẫu trầm tích (tầng mặt). Đây
là tầng trầm tích phản ánh sự ô nhiễm và tương đối ổn định trong thời gian hiện tại.
Để phần nào giải quyết những vấn đề trên, đồng thời tạo thêm cơ sở cũng như
số liệu khoa học, tôi thực hiện đề tài: “Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong
đất tại các bãi nghêu của các huyện Bình Đại, Ba Tri, Thạch Phú, tỉnh Bến Tre”
Nội dung chính của đề tài: xác định hàm lượng kim loại nặng As, Cd, Cr, Fe,
Pb, Co, Cu, Zn, Ni trong trầm tích tại các huyện Bình Đại, Ba Tri, Thạch Phú tỉnh Bến
Tre.
Với mục tiêu:
2

- Đánh giá nguy cơ ô nhiễm của kim loại nặng trong trầm tích dựa vào tiêu
chuẩn Việt Nam và của một số nghiên cứu trên thế giới.
- Đánh giá sự khác nhau về hàm lượng kim loại nặng của vùng nuôi nghêu so
với các vùng khác như rừng ngập mặn, vùng cửa sông, trầm tích biển.
- So sánh sự tương quan của kim loại nặng và hàm lượng hữu cơ trong trầm
tích.
Trong quá trình nghiên cứu, tìm hiểu, tôi nhận được sự quan tâm giúp đỡ của
các Thầy Cô Trường Đại học Nha Trang, Thầy ThS. Lê Trọng Dũng và Thầy Mai
Đức Thao cùng các anh chị phòng thiết bị phân tích – Viện Hải Dương Học đã giúp
đỡ tôi hoàn thành đề tài. Do kinh nghiệm và thời gian còn hạn chế không tránh khỏi
thiếu sót. Kính mong quý thầy cô và các bạn góp ý để báo cáo của tôi được hoàn thiện
hơn.

3

PHẦN II: TỔNG QUAN
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KIM LOẠI NẶNG:
2.1.1. Các dạng tồn tại của kim loại:
- Dạng linh động: các KLN được hấp phụ trên bề mặt các hạt đất (hạt sét, các
axit mùn).
- Dạng liên kết cacbonat: hầu hết các KLN tồn tại dưới dạng muối cacbonat
(CO
3
2-
) trong đất, sự tồn tại của các kim loại nặng ở dạng này phụ thuộc rất nhiều vào
pH của đất cũng như lượng cacbonat trong đất.
- Dạng liên kết oxit sắt, oxit mangan: dạng này dễ hình thành do oxit sắt và oxit
mangan tồn tại trong đất như vật liệu gắn kết giữa các hạt đất. Các oxit này là những
chất loại bỏ rất tốt các KLN nhờ quá trình nhiệt động học không ổn định dưới điều
kiện khử.
- Dạng liên kết với chất hữu cơ: KLN liên kết với các thành phần khác nhau có
trong đất như: sinh vật đất, sản phẩm phân giải của chất hữu cơ, chất hữu cơ bao phủ
bên ngoài hạt đất… do đặc tính tạo phức và peptiz hóa của chất hữu cơ làm cho các
kim loại tích lũy lại trong đất.
[3]
2.1.2. Nguồn gốc và ảnh hưởng của chất độc kim loại nặng:
Hiện nay kim loại nặng trên thế giới cũng như trong nước đang đối diện với sự
phát thải, gây ảnh hưởng đến sinh vật, cụ thể từng kim loại được thể hiện ở bảng 2.1
dưới đây.
Bảng 2. 1: Sự phát thải toàn cầu của một số kim loại nặng (đơn vị: 10
6
kg/năm)

Nguyên tố Tự nhiên Nhân tạo
Sb 9,8 380
As 28 780
Cd 2,9 55
Cr 580 940
Co 70 44
Cu 190 2,600
Pb 59 20,000
Mn 6,100 3,200
4

Hg 0,4 110
Mo 11 510
Ni 280 980
Se 4,1 140
Ag 0,6 50
Sn 52 430
V 650 2,100
Zn 360 8,400
(Nguồn: Galloway & Freedmas, 1982
[7]
)

KLN hiện diện trong tự nhiên đều có trong đất và nước, hàm lượng của chúng
ngày càng tăng cao do các hoạt động của con người là nguyên nhân chủ yếu. Các kim
loại do hoạt động của con người như As, Cd, Cu, Ni, và Zn thải ra ước tính là nhiều
hơn so với nguồn kim loại trong tự nhiên, đặc biệt với Chì 17 lần.
[30]
Thuốc trừ sâu có chứa các hóa chất như asenate, Canxi asenat
[1]

được sử dụng
để trừ các nấm gây bệnh và các loài động vật chân đốt (ngày nay chúng đã được thay
thế bởi các thuốc trừ sâu hữu cơ tổng hợp). Lượng thuốc phun thường lớn, có khi đến
8,7 kg/ha/năm; 2,7 kg/ha/năm với Arsenic; 7,5 kg/ha/năm với Kẽm và 3,5 kg/ha/năm
với Đồng; tùy vào loại hạt giống, vào bệnh gây hại và vào công thức thuốc. Do các
nguyên tố này bị liên kết tạo phức bởi các chất hữu cơ trong đất và bởi các bề mặt trao
đổi ion khác với hạt keo đất, chúng rất hiếm khi hòa tan và có xu hướng tích tụ lại
trong nước. Ví dụ: Nồng độ Chì 890 ppm, nồng độ Asen 126 ppm được tìm thấy trong
đất bề mặt của vườn táo (Malus pumila) ở Ontario.
[1]
Một số nghiên cứu chi tiết cho thấy môi trường xung quanh lò nấu kim loại
thường bị ô nhiễm. Các báo cáo này cũng kết luận rằng, tổng lượng bụi chứa kim loại
thải ra ngoài khí quyển từ những lò nấu kim loại Sudbury trung bình là 1,89x10
4

tấn/năm vào giữa những năm 1973 và 1981, bao gồm 4,2x10
3
tấn/năm bụi Sắt; 6,7x10
2

tấn/năm bụi Đồng; 5,0x10
2
tấn/năm bụi Niken; 2,0x10
2
tấn/năm bụi Chì và 2,0x10
tấn/năm bụi Asen (Chan & Lusis, 1985)
[1]
.

Nhiều nghiên cứu cho thấy, có sự ô nhiễm các KLN trong đất, thực vật và khí

quyển tại các giao lộ đường cao tốc đông đúc. Thể hiện rõ nhất là hàm lượng Chì có
5

mối tương quan với mật độ giao thông, tiếp đến là các kim loại như Cadimi, Crom,
Đồng, Niken, Vanadi, (Dale & Frecdman, 1982)
[13]
.

2.2. MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG:
Kim loại tồn tại trong trầm tích các con sông, hồ nước ngọt, nước mặn và Đại
dương với hàm lượng trung bình như trong bảng 2.2 dưới đây.
Bảng 2. 2: Hàm lượng trung bình các nguyên tố hóa học trong trầm tích lục địa, biển
và Đại dương (%)
Kim
loại
Trầm tích
hồ nước
ngọt
Đá trầm tích (sét
và phiến sét)
Trầm tích sét
biển
Trầm tích sét đại
dương (Thái Bình
Dương và Đại Tây
Dương)
Co 0,002 0,001 0,0038
Cu 0,0057 0,003 0,0013
Zn 0,008 0,013
Cr <0,010 0,01 0,0083 0,0086

Pb 0,002 0,0045
Cd 0,00003 0,00004
As 0,00066 0,01
(Nguồn: Vinogradov, 1963
[13]
).

2.2.1. Arsen (As):
As là một nguyên tố không màu, không mùi, hình thành tự nhiên trong vỏ trái
đất, tồn tại ở dạng hợp chất với một hay một số nguyên tố khác như Oxy (O), Clo (Cl)
và Lưu huỳnh (S). As có mặt khắp nơi trong đất, nước và không khí.
As phân bố nhiều nơi trong môi trường, chúng được xếp thứ 20 trong những
nguyên tố hiện diện nhiều trong lớp vỏ của trái đất, hiện diện ít hơn Cu, Sn nhưng
nhiều hơn Hg, Cd, Au, Sb, Se (Bissen & Frimmel, 2003).
[23]
Nguồn gây ô nhiễm As rất đa dạng gồm: các quá trình địa chất – địa hóa, các cơ
sở luyện kim màu, các vùng khai thác khoáng sản, các khu công nghiệp điện tử, dệt,
cao su, sản xuất kính, ximăng, in, sản xuất phân bón, thuốc trừ sâu… từ đó gây ô
nhiễm các nguồn nước ngầm. Trong môi trường tự nhiên, As thường gặp trong đá,
quặng, trong trầm tích bở rời, ít hơn trong không khí, nước và sinh vật. Độc tính của
6

hợp các hợp chất As đối với với sinh vật dưới nước tăng dần theo dãy Arsen –
Arsennit – Arsenat – hợp chất As hữu cơ
[8]
.

Các dạng hợp chất As hóa trị 3 có độc tính cao hơn các dạng hợp chất hóa trị 5.
Môi trường khử là điều kiện thuận lợi để cho nhiều hợp chất As hóa trị 5 chuyển sang
hóa trị 3

[8]
.
Đặc điểm phân bố của As trong trầm tích biển: Trong các trầm tích biển, hàm
lượng As dao dộng từ 1,2 – 3,6 ppm, hàm lượng trung bình 2,13 ppm, thấp hơn giá trị
trung bình của hàm lượng As trong trầm tích biển nông trên thế giới từ 3 –5 lần. Hàm
lượng As trong trầm tích cát bùn dọc theo bờ dao động từ 2 –3 ppm. Hàm lượng As
trong trầm tích cát, cát sạn ngoài khơi thường < 2 ppm. Nhìn chung As có xu hướng
tập trung ở trầm tích đới ven bờ nơi chứa nhiều vật liệu hữu cơ và giảm dần trong vật
liệu trầm tích thô xa bờ
[8]
.
Lượng As cho phép trong cơ thể người trưởng thành là dưới 50 mg. Khi vào cơ
thể với liều lượng lớn, As gây tổn thương hệ tiêu hóa, thận, gan, da, niêm mạc và hệ
thần kinh trung ương.
2.2.2. Chì (Pb):
Hàm lượng Pb trong thạch quyển ước khoảng 1,6x10
-3
đến 20x10
-3
phần trăm
trọng lượng, trong khi đó trong đất trung bình là 10
-3
phần trăm và khoảng biến động
thông thường là từ 0,2x10
-3
đến 20x10
-3
phần trăm. Pb hiện diện trong đất với hàm
lượng trung bình 10 – 84 ppm (Murray, 1994).
[35]

Trong đất, Chì không giữ nguyên một trạng thái mà nó bị biến đổi, thường bị
hấp phụ trên bề mặt khoáng sét hoặc các oxit kim loại hoặc có thể tồn tại dưới dạng
hợp chất và các chất khác nhau như Pb(OH)
2
, PbCO
3
, PbO, Pb
3
(PO
4
)
2
, Pb
5
(PO
4
)
3
OH.
Chì tồn tại ở dạng hấp phụ trao đổi chiếm một tỷ lệ rất nhỏ (<5%) hàm lượng Chì
trong đất. Các chất hữu cơ đóng vai trò rất lớn trong việc tích luỹ Chì trong đất do nó
hình thành các phức với Chì, đồng thời chúng cũng làm tăng tính linh động của Chì.
Hợp chất dễ bay hơi (CH
3
)
2
Pb có tính độc rất cao, nó hạn chế hoạt động của VSV.
Dạng tồn tại Chì trong đất phụ thuộc rất nhiều vào pH của đất, khi pH thấp thì khả
7

năng di động của Chì tăng và ngược lại khi pH cao thì Chì bị cố định dưới dạng
Pb(OH)
2
.
[2]

Ở người, Chì gây độc cho hệ thần kinh trung ương, hệ thần kinh ngoại biên, tác
động lên hệ enzym có nhóm hoạt động chứa hydro. Người bị nhiễm độc Pb sẽ bị rối
loạn bộ phận tạo huyết (tủy xương). Tùy theo mức độ nhiễm độc có thể bị đau bụng,
đau khớp, viêm thận, cao huyết áp, tai biến não, nhiễm độc nặng có thể gây tử vong.
Đặc tính nổi bật là sau khi xâm nhập vào cơ thể, Pb ít đào thải ra mà tích tụ theo thời
gian rồi mới gây độc.
2.2.3. Cadimi (Cd):
Cd trong lớp vỏ của trái đất với hàm lượng trung bình khoảng 0,1 mg/kg. Tuy
nhiên hàm lượng cao hơn có thể tìm thấy trong các loại trầm đá trầm tích như đá trầm
tích phosphat biển thường chứa khoảng 15 mg/kg. Hàng năm sông ngòi vận chuyển 1
hàm lượng lớn Cd khoảng 15000 tấn đổ vào các đại dương (GESAMP, 1984 trích
trong WHO, 1992).
[44]
Cd trung bình trong đất ở những vùng không có sự hoạt động của núi lửa biến
động từ 0,01 – 1 mg/kg, ở những vùng có sự hoạt động của núi lửa hàm lượng này có
thể lên đến 4,5 mg/kg (Kote, 1983 trích trong WHO, 1992)
[44]
. Tuy nhiên theo Murray
(1994)
[35]
hàm lượng Cd trong đất hiện diện trung bình 0,06 – 1,1 ppm.
Cd là kim loại nằm sâu trong lòng đất, tồn tại ở dạng Cd
2+
. Trong các điều kiện

oxy hoá Cd thường ở các dạng hợp chất rắn như CdO, CdCO
3
, Cd
3
(PO
4
)
2
. Trong điều
kiện khử (E
h
 - 0,2 V) thì Cd thường tồn tại ở dạng CdS, ngoài ra Cd có thể tồn tại
dạng phức như CdCl
+
, CdHNO
3
+
; CdHCl
-
; CdCl
4
; Cd(OH)
4
-
. Trong đất chua, Cd tồn
tại ở dạng linh động hơn (Cd
2+
), tuy nhiên nếu đất chứa nhiều Fe, Al, Mn, chất hữu cơ
thì Cd lại bị chúng liên kết làm giảm khả năng linh động của Cd. Trong đất trung tính
hoặc kiềm do bón vôi, Cd bị kết tủa dưới dạng CdCO

3
. Thông thường Cd tồn tại trong
đất ở dạng hấp phụ trao đổi chiếm 20 – 40 %, dạng các hợp chất cacbonat là 20 %,
hydroxit và oxit là 20 %, phần liên kết các hợp chất hữu cơ chiếm tỷ lệ nhỏ.
[2]
Cd gây tổn hại đến thận, xương, ở liều lượng cao (Tobias Alfven, 2004).
[42]
8

2.2.4. Kẽm (Zn):
Hàm lượng Zn trong đất và đá thông thường gia tăng theo thứ tự: cát (10 – 30
mg/kg), đá granic (50 mg/kg), sét (95 mg/kg), và bazan (100 mg/kg) (Adriano, 1986
trích trong WHO, 19920)
[44]
. Theo Murray (1994)
[35]
hàm lượng Zn hiện diện tự nhiên
trong đất khoảng 17 – 125 ppm. Kẽm là nguyên tố tương đối phổ biến, chiếm khoảng
0,0015 % tổng số nguyên tử trong vỏ trái đất. Những khoáng vật chính của Kẽm là
Sphalerit (ZnS), Calamine (ZnCO
3
). Kẽm còn có lượng đáng kể trong cơ thể con
người và động vật
[12]
.

Người hấp thụ nhiều Zn có thể gây nôn, tổn hại thận, lách làm giảm khả năng
hấp thu Cu và gây bệnh thiếu máu liên quan đến sự thiếu hụt Cu. Hấp thụ Zn trong
khẩu phần ăn hàng ngày >1000mg gây nôn, sốt, tổn hại thận và lách, từ 200 – 500
mg/ngày gây xáo trộn dạ dày, buồn nôn, hoa mắt. Hấp thụ Zn >100 mg/ngày gây giảm

sự hấp thụ Cu (Ivor E Dreosti, 1996).
[28]
2.2.5. Niken (Ni):
Trong vỏ trái đất Ni chiếm khoảng 0,03 % trọng lượng. Những khoáng vật quan
trọng của Ni là Nikenlin (NiAs), Milerit (NiS), penladit ((Fe,Ni)
9
S
9
). Khoáng vật của
Ni thường lẫn với các khoáng vật của Đồng, Sắt, Kẽm. Ni là kim loại có ánh kim, màu
trắng bạc.
Nồng độ Ni trong nước thường dưới 0,2 mg/l, một số trường hợp đặc biệt,
lượng Ni xâm nhiễm từ các nguồn thiên nhiên hoặc do các chất cặn lắng trong các
nguồn thải công nghiệp vào đất, rồi xâm nhiễm vào nguồn nước, khi đó nồng độ có thể
tăng lên cao hơn nữa. Lượng Ni đi vào cơ thể hàng ngày trung bình khoảng 0,1 – 0,3
µg. Hợp chất của Ni gây ung thư phổi, viêm xoang mũi, phế quản
[16]
.

2.2.6. Crom (Cr):
Crom có màu xám và dòn. Tổng lượng Cr lớn nhất được thải vào bầu khí quyển
dưới dạng các hạt nhỏ do các hoạt động của con người từ ngành công nghiệp luyện
kim, như các hoạt động xi mạ kim loại, điện phân, sản xuất mực, nhuộm thủy tinh, sứ
sành, keo dán, thuộc da, bảo quản gỗ…
[1]
9

Crom có tính độc cao đối với động vật và con người. WHO cho phép nồng độ
Cr tối đa trong nước uống là 0,05 mg/l. Theo TCVN 5945 – 1995 nồng độ cho phép
của Cr trong nước thải là 0,05 mg/l đối với nước thải đưa vào nguồn loại A và 0,1 mg/l

đối với nước thải đưa vào nguồn loại B. Nồng độ Cr cho phép trong nước sinh hoạt,
nước ngầm, nước biển ven bờ đều là 0,05 mg/l.
2.2.7. Cobalt (Co):
Co ít phổ biến trong thiên nhiên, hàm lượng của nó trong vỏ trái đất khoảng
0,004%. Co thường gặp là trong hợp chất với As dưới dạng khoáng xmantit (CoAs
2
)
và Cobantin (CoAs).
Co là nguyên tố kim loại óng ánh, rắn. Các hợp chất thông thường của Co:
cobalt oxit (CoO), cobalt (III) oxit (Co
2
O
3
), cobalt hydroxit (Co(OH)
2
) và (Co(OH)
3
).
Ngoài ra Cobalt còn tồn tại ở dạng oxit hỗn hợp Co
3
O
4
(CoO.Co
2
O
3
).
[1]
2.2.8. Đồng (Cu):
Cu là nguyên tố tương đối phổ biến, trữ lượng trong vỏ trái đất là 0,003 %. Cu

có thể tồn tại ở dạng tự do.Cu được tìm thấy tự nhiên trong các khoáng như Cuprite
(Cu
2
O), Malachite (Cu
2
CO
3
.Cu(OH)
2
), Azurite (2CuCO
3
.Cu(OH)
2
), Chalcopyrite
(CuFeS
2
), Chalcocite (Cu
2
S), và Bornite (CuFeS
4
) và trong nhiều hợp chất hữu cơ. Ion
Cu(II) gắng kết với oxy qua các tác nhân vô cơ như H
2
O, OH
-
, CO
3
2-,
SO
4

2-
,… và các
tác nhân hữu cơ như nhóm phenolic và carboxylic (Cotton & Wilkinson, 1989 trích
trong WHO, 1998)
[45]
. Vì vậy Cu tồn tại trong tự nhiên với dạng liên kết với các chất
hữu cơ (Allen & Hansen, 1996 trích trong WHO, 1998).
[45]
Đồng được xem là những nguyên tố cần thiết đối với sự phát triển của con
người, tuy nhiên sự tích tụ Cu với hàm lượng cao có thể gây độc cho cơ thể. Năm
1948, Cumings (trích trong WHO 1998)
[45]
phát hiện Cu thực sự là tác nhân độc hại
đối với các bệnh nhân Wilson và khám phá rằng gan và não của những bệnh nhân này
có chứa hàm lượng kim loại này rất cao.
Khi hàm lượng Đồng trong cơ thể người là 10 g/kg thể trọng gây tử vong, liều
lượng 60 – 100 mg/kg gây nôn mửa. Với cá, khi hàm lượng Cu là 0,002 mg/l đã có
50% cá thí nghiệm bị chết. Với khuẩn lam, khi hàm lượng Cu là 0,01 mg/l làm chúng
10

chết. Với thực vật, khi hàm lượng Cu là 0,1 mg/l đã gây độc, khi hàm lượng Cu là 0,17
– 0,20 mg/l gây độc cho củ cải đường, cà chua, đại mạch.
[1]
2.2.9. Sắt (Fe):
Nguyên tố Sắt có trong tự nhiên nhiều hơn các nguyên tố kim loại khác, nó
tham gia cấu tạo nên vỏ trái đất. Trong nước thiên nhiên, kể cả nước mặt và nước
ngầm đều có chứa sắt. Hàm lượng Sắt và dạng tồn tại của chúng tùy thuộc vào từng
loại nguồn nước, điều kiện môi trường, nguồn gốc tạo thành…
Trong nước mặt, Sắt tồn tại ở dạng hợp chất Fe
3+

, thường là Fe(OH)
3
không
tan, ở dạng keo hay huyền phù, hoặc ở dạng hợp chất hữu cơ phức tạp ít tan. Trong
nước, hàm lượng Sắt thay đổi và ít khi vượt quá 1mg/l, đặc biệt khi môi trường nước
có tính kiềm cao.
Do ion Sắt II dễ bị oxy hóa thành hydroxyt Sắt III, tự kết tủa và lắng nên Sắt ít
tồn tại trong nguồn nước mặt. Đối với nước ngầm, trong điều kiện thiếu khí, Sắt
thường tồn tại ở dạng ion Fe
2+
và hòa tan trong nước. Khi được làm thoáng, Sắt II sẽ
chuyển thành Sắt III, xuất hiện kết tủa Fe(OH)
3
có màu vàng, dễ lắng. Trong trường
hợp nguồn nước có nhiều chất hữu cơ, Sắt có thể tồn tại ở dạng keo (phức hữu cơ) rất
khó xử lý. Ngoài ra, khi nước có độ pH thấp, sẽ gây hiện tượng ăn mòn đường ống và
dụng cụ chứa, làm tăng hàm lượng Sắt trong nước.
[50]
2.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG:
Ô nhiễm KLN chủ yếu gây ra từ các hoạt động của con người, các ảnh hưởng
của tập quán nông nghiệp, các hoạt động công nghiệp, đặc biệt ngành luyện kim. Bên
cạnh đó, do nhu cầu đi lại ngày càng cao của con người, đã xảy ra sự phóng thích Chì
của các xe ô tô ngày càng trầm trọng.
[1]
Trong môi trường nước, chỉ có một phần nhỏ các KLN tồn tại ở dạng hòa tan
(dạng ion), dạng không hòa tan (tức là hàm lượng các chất ô nhiễm này có trong trầm
tích hoặc ở dạng keo) thường rất cao so với dạng hòa tan. Nguyên nhân là do hầu hết
các KLN như As, Cd, Hg, Pb và Zn đều tồn tại chủ yếu ở dạng liên kết với các hạt
keo, hoặc tích lũy trong môi trường trầm tích (chiếm từ 50-90% tổng hàm lượng kim
loại). Thêm vào đó, hầu hết các kim loại được xếp trong danh sách các chất có nguy cơ

11

ô nhiễm (chỉ ngoại lệ với Sb) của Cục bảo vệ môi trường Mỹ (US-EPA) đều ở dạng
bền vững và có xu thế tích tụ trong trầm tích (các trầm tích đáy và dạng keo) hoặc
trong các thủy sinh vật.
[2]
2.3.1 Ô nhiễm kim loại nặng trên thế giới:
Ô nhiễm kim loại ở môi trường biển đã gia tăng trong những năm gần đây xuất
phát từ sự bùng nổ dân số toàn cầu và sự phát triển công nghiệp (Arellano et al, 1999
trích trong Susana et al, 2005). Ô nhiễm KLN ở nhiều vùng cửa sông vùng ven biển
trên thế giới đã được biết từ lâu bởi tính độc hại, đe dọa đến sự sống của sinh vật thủy
sinh, gây nguy cơ cho sức khỏe con người.
[4]
Ở Anh, hàm lượng Cd được xác định tại các cửa sông không bị ô nhiễm với
hàm lượng 0.2 µg/g, tại các cửa sông bị ô nhiễm nặng hàm lượng này có thể lên đến 10
µg/g (Bryan & Langston, 1992).
[24]
Sông Deule ở Pháp là một trong những con sông bị ô nhiễm rất nặng do hứng
chịu chất thải từ nhà máy luyện kim. Hàm lượng kim loại trong trầm tích sông này rất
cao (480 mg/kg) (Neda et al, 2006).
[36]
Tam & Wong (1995)
[40]
đã xác định hàm lượng Pb trong trầm tích rừng ngập
mặn Sai Keng, Hong Kong với hàm lượng 58.2 µg/g.
Zheng & Lin (1996)
[48]
đã xác định hàm lượng Pb và Cd trong trầm tích rừng
ngập mặn Avicennia, vịnh Shenzhen với hàm lượng tương ứng 28.7 µg/g và 0.136
µg/g.

Pb và Zn dược tìm thấy trong các trầm tích bị ô nhiễm với hàm lượng rất cao 1000
µm/g Pb, 2000 µm/g Zn, đây là một trong những điều đáng quan tâm do ảnh hưởng có hại
của chúng lên hệ sinh thái tại các cửa sông ở Úc (Irvine & Brich, 1998 trích trong
McFarlane & Burchett, 2002).
[33]
Hàm lượng As trong trầm tích cửa sông Axe là 5 µm/g, còn ở các cửa sông
Restronguet Creek, Cornwall nơi nhận nước thải từ các khu vực khai thác quặng mỏ
kim loại được xác định là 1000 µm/g (Langstone, 1985 trích trong Bryan & Langston,
1992).
[24]
12

Năm 1960, có khoảng 65.000 người dân Irac bị ngộ độc do ăn phải hạt giống
được xử lí bằng thủy ngân. Những vụ ngộ độc tương tự cũng đã xảy ra ở Iran,
Pakistan. Guatemala và các nơi khác (Goldwater & Ckarkson, 1997).
[13]
KLN trong đất đã thâm nhập và tích lũy trong thực vật qua quá trình dinh
dưỡng của cây trồng, từ đó gây nhiều biến đổi sinh hóa, sinh lý và dẫn đến bệnh tật, tử
vong cho người sử dụng thực phẩm bị nhiễm độc. Theo nghiên cứu của V. V. Ustenko,
I. E. Zimakov và Z. Z. Zakharova (1985)
[13]
cho thấy sự thâm nhập vào thực phẩm của
KLN vào thực vật như trong bảng 2.3.
Bảng 2. 3: Sự thâm nhập của Pb, Cd, Hg từ đất vào Khoai tây và Ngô.
Hàm lượng (mg/kg) trong đất Hàm lượng kim loại trong thực vật (mg/kg
thực vật khô)
Khoai tây

Ngô
Củ Lá, thân Hạt

Hg Pb Cd
Hg Pb Cd Cd
0,050 10 10 0,016 1,63 54,08
0,504 100 50 0,061 6,68 87,01
1,070 1000 100 0,089 59,10 100,81
3,209 10a 10b 0,154 2,39 10,81 8,25
6,418 100a 50b 0,188 4,16 25,61 16,01
40 ngày 1000a 100b 17,86 34,04 22,12
Ghi chú: a – Pb xác định ở ngày thứ 15 và 85 từ khi cây mọc; b – Cd xác định ở
ngày thứ 30 và 105 từ khi cây mọc.

Theo nghiên cứu của theo Fostner, Mullr, Walters et al, (1974)
[13]
về hàm lượng
kim loại nặng trong trầm tích ở hồ Bắc Mỹ ta có kết quả được trình bày trong bảng 2.4
Bảng 2.4: Hàm lượng (mg/kg) một số kim loại trong trầm tích hồ Bắc Mỹ
Hồ Zn Cr Ni Cu Pb As Hg Cd
Contane
Co
Cm
KK

124
380
3

50
153
3

55
50
1

30
34
1

19
52
3

0,2
0,8
4

0,21
0,68
3
Michigan
Co

120

77

54

44

40

11

0,04

13

Cm
KK
317
215
85
1
44
1
75
1,5
145
3,5
22
2
0,2
5
Wisconsi
Co
Cm
KK

15

92
6

7
49
7

34
50
1,5

22
268
12

14
124
9

2
51
25

0,24
1,12
5

2,5
4,6
2

Washington

Co
Cm
KK

60
230
4



16
50
3

20
400
20

10
200
20

1,1
1
10

Erie
Co

Cm
KK

7
42
6

13
42
4,5

40
95
2,5

18
59
4

0,6
3,2
5,5

0,004
4,48
12

0,14
2,4
17

Ghi chú: Co- hàm lượng nền; Cm- hàm lượng cực đại; KK- hệ số tập trung (Cm/Co).

2.3.2. Tình hình nghiên cứu kim loại nặng ở Việt Nam:
Nghiên cứu sơ bộ của UNICEF phối hợp với trường Đại học Khoa học Tự
nhiên, cục Địa chất khoáng sản và Viện Hóa học trong thời gian gần đây cho thấy
nhiều mẫu nước ngầm tại một số tỉnh đồng bằng sông Cửu Long có hàm lượng As
vượt quá nhiều lần chỉ tiêu cho phép của WHO
[1]
.

Theo ước tính của UNICEF, tại
nước ta hiện nay, số người có nguy cơ mắc bệnh do tiếp xúc với As đã lên đến 10
triệu.
[29]
Năm 1998, tác giả Trần Công Tấu và Trần Công Khánh
[14]
đã điều tra tổng
hàm lượng các kim loại (Co, Cr, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn) tại tầng mặt (độ sâu từ 0 – 20 cm)
của một số loại đất ở nước ta cho kết quả như trong bảng 2.5 dưới đây.
Bảng 2.5: Hàm lượng kim loại nặng ở tầng đất mặt trong một số loại đất ở Việt Nam
(đơn vị: mg/kg)
Loại đất Co Cr Fe Mn Ni Pb Zn
59,5 257,6

125091

1192 227,1

9,0 81,0 Đất Feralit phát
triển trên đá

bazan

6,1 30,8 17924 239 18,6 29,1 36,2 Đất phù sa vùng
ĐBSCL


Đất phù sa vùng 13,6 43,2 42280 227 34,9 37,1 86,7
14

ĐBSH


1,2 9,9 5848 26,0 2,6 9,3 11,6 Đất xám phát
triển trên Granit
Miền Trung

1,9 25,9 8823 26,0 12,4 23,4 21,4 Đất phèn


Năm 1999, Lê Khoa và cộng sự đã thực hiện khảo sát hàm lượng kim loại trong
đất gần khu vực Công ty Văn Điển để đánh giá tác động ô nhiễm do hoạt động sản
xuất của công ty, kết quả cho thấy môi trường xung quanh khu vực này bị ô nhiễm
Zn
[7]
. Hàm lượng Zn cao hơn tiêu chuẩn cho phép đối với đất nông nghiệp theo TCVN
7209:2000
[15]
như trong Bảng 2.6 sau.
Bảng 2.6: Hàm lượng một số KLN trong đất tại khu vực công ty Văn Điển
Nguyên tố (mg/kg) Độ sâu (cm)

Cd Cu Hg Pb Zn
0-20 0,98 31,4 0,12 32,6 268,2
20-40 0,91 25,5 0,096 25,2 256,0

Năm 2002, nghiên cứu của tác giả Nguyễn Ngọc Huỳnh và Lê Huy Bá đã thực
hiện trên 126 mẫu đất trồng lúa ở Tp. HCM. Kết quả cho thấy có sự tích lũy các kim
loại Cr, Cu, Pb, Hg ở một số mẫu, tuy nhiên vẫn dưới mức cho phép. Còn các mẫu đất
gần các khu công nghiệp phía Bắc Tp.HCM (quận Thủ Đức, quận 2, quận 9) có khả
năng ô nhiễm Zn rất cao.
[6]
Năm 2006, nhóm của tác giả Phạm Ngọc Thụy đã nghiên cứu hiện trạng kim
loại Hg, As, Pb, Cd trong đất, nước và một số rau trồng trên khu vực 14 xã thuộc
huyện Đông Anh – Hà Nội với 39 mẫu đất mặt, 39 mẫu nước mặt và 136 mẫu rau các
loại. Kết quả cho thấy chưa có biểu hiện nhiễm As trên các đối tượng khảo sát. Nước
nông nghiệp chủ yếu là ô nhiễm Hg, còn trong đất và rau trồng ít trường hợp bị nhiễm
nguyên tố Hg. Nhiều mẫu đất và nước bị ô nhiễm Pb, và các mẫu rau sử dụng đất
trồng hay nguồn nước bị ô nhiễm này cũng bị ô nhiễm Pb. Hàm lượng Cd trong các
15

mẫu đất đều ở mức an toàn, tuy nhiên có một số mẫu nước và rau bị ô nhiễm nguyên
tố Cd.
[18]
Theo nghiên cứu năm 2007 của các tác giả Hoàng Thị Thanh Thủy, Từ Thị
Cẩm Loan, Nguyễn Như Hà Vy xác định hàm lượng của các kim loại Cd, Cr, Cu, Pb,
Zn trong trầm tích sông tại Tp.HCM cho thấy đã có sự tích lũy kim loại trong trầm tích
sông Rạch. Đặc biệt, tại nhiều vị trí như kênh Tân Hóa Lò Gốm và Tàu Hủ - Bến
Nghé, hàm lượng một số kim loại vượt qua giới hạn cho phép.
[17]
Năm 2008, tác giả Nguyễn Thị Đức Hạnh cũng tiến hành nghiên cứu về sự ô
nhiễm kim loại nặng (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn) trong lớp bùn đáy tại 10 vị trí lấy mẫu

trên toàn bộ chiều dài 3km của sông Thị Vải. Kết quả cho thấy bùn đáy bị ô nhiễm bởi
Ni, Cu, Cr. Các kim loại khác như Cd, Pb, Zn cũng có hiện diện nhưng vẫn nằm trong
giới hạn an toàn. Các kim loại hiện diện trong thiên nhiên với hàm lượng cao thì
thường xuất hiện nhiều nơi đầu nguồn (nơi tiếp nhận nước thải từ các khu công
nghiệp) và giảm dần về phía cửa sông.
[5]
Năm 2009, tác giả Kien Chu Ngoc et al. khảo sát các kim loại (As, Cd, Cr, Cu,
Mn, Ni, Pb, Zn) trong đất trồng xung quanh mỏ khai thác thiếc tại huyện Đại Từ - Hà
Nội cho thấy có sự ô nhiễm Cu, Pb và đặc biệt là As đối với đất trồng hoa màu.
[31]
2.4. KIM LOẠI NẶNG ĐỐI VỚI MÔI TRƯỜNG VÀ CON NGƯỜI:
Ảnh hưởng của KLN đến môi trường và sức khỏe con người:
Ô nhiễm môi trường do tính độc hại của KLN làm suy giảm,hoặc gây chết quần
thể, dẫn đến làm mất cân bằng sinh thái đã xảy ra ở nhiều quốc gia trên thế giới.
Severn là một trong những con sông lớn nhất ở Anh, là nơi ở và sinh sản của nhiều
loài cá. Nhiều thập kỉ qua, con sông này đã phải chịu nhiều ô nhiễm KLN như Pb, Cd
và nhiều nguyên tố khác từ nhiều nguồn khác nhau (Owens, 1984 trích trong WHO,
1992).
[44]
Khi sinh vật sống trong môi trường bị ô nhiễm KLN, cơ thể của những sinh vật
này có khả năng bị nhiễm độc cao. Thông qua chuỗi, lưới thức ăn, các chất độc này sẽ
dễ bị khuếch đại sinh học. Với hàm lượng các chất độc này, sức khỏe con người có
khả năng bị ảnh hưởng lớn nếu ăn phải những sinh vật đó Ohi et al. (1974) trích trong
16

WHO (1985)
[46]
đã xác định mức độ Pb trong máu, trong xương đùi và trong thận của
chim bồ câu được thu thập từ những vùng nông thôn và những vùng đô thị ở Nhật. Kết
quả cho thấy rằng mức độ Pb cao nhất trong xương đùi của chim bồ câu với giá trị

trung bình biến động từ 16,5 đến 31,6 mg/kg ở vùng đô thị. Trong khi đó giá trị trung
bình 2,0 đến 3,2 mg/kg ở vùng nông thôn. Trong máu mức độ Pb cũng có xu hướng
tương tự từ 0,15 – 0,33 mg/L ở vùng đô thị, và từ 0,054 – 0,029 mg/L.
[4]
Nhiều nghiên cứu về ảnh hưởng ô nhiễm kim loại trong vùng phụ cận của nơi
tinh luyện chì lớn nhất thế giới tại Port Pirie nước Úc đã cho thấy rằng 20 loài cá và
giáp xác đã bị biến mất hoặc giảm số lượng (Ward & Yong, 1982 trích trong Bryan &
Langston, 1992).
[24]
Ngoài ra, ảnh hưởng nghiêm trọng của As đối với sức khỏe con người cũng đã
được báo cáo ở Ấn Độ, Tung Quốc, Bangladesh. Ước tính có đến hàng triệu người có
nguy cơ bị ngộ độc do As. Việt Nam có khoảng 10 triệu người ở đồng bằng sông
Hồng, 500 ngàn đến 1 triệu người ở ĐBSCL bị ngộ độc mãn tính do uống nước giếng
khoang có chứa As (Berg et al, 2007).
[22]
Tương tự, sự tích tụ Cd trong gan và thận của động vật chăn thả ăn cỏ ở Úc và
New Zealand gây ảnh hưởng đến tiêu thụ sản phẩm thịt trong nước và xuất khẩu ra
nước ngoài (Robert et al., 1994, McLaughlin et al., 2000).
[34]
Các nguồn nước nước thải có chứa hàm lượng lớn các kim loại nặng khi chưa
được xử lý mà thải vào tự nhiên thì sẽ ảnh hưởng lớn đến sinh vật và con người, được
trình bày trong Bảng 2.7
Bảng 2.7: Các nguyên tố kim loại độc hại trong tự nhiên và nước thải.
Kim loại Nguồn gốc chủ yếu Ảnh hưởng
As Chất thải công nghiệp khai
khoáng, hóa chất, TBVTV, thuốc
trừ sâu, diệt cỏ, diệt nấm.
Rất độc, có khả năng gây ung thư
Cd Chất thải CN, quá trình khai thác
khoáng sản, mạ kim loại, ống dẫn

nước
Đảo ngược vai trò sinh hóa của
enzym,gây cao huyết áp. Ảnh
hưởng thận, phá hủy mô của bộ
phận sinh dục nam, hồng cầu, độc
đối với sinh vật sống dưới nước.
17

Cr Chất thải của CN khai khoáng,
mạ kim loại,… tồn tại tự nhiên
(CrVI)
Có thể gây ung thư như Cr(VI), có
tính độc cao, với hàm lượng nhỏ là
nguyên tố cần thiết.
Cu Chất thải của ngành CN mạ kim
loại, khai khoáng, khử kiềm, chất
thải sinh hoạt.
Với nồng độ thấp không gây độc đối
với cây trồng và tảo. CuSO
4
độc hại
đối với con người
Pb Chất thải của CN khai khoáng, có
trong xăng, ống dẫn nước…
Rất độc, gây thiếu máu, bệnh thận,
rối loạn thần kinh.
Zn Chất thải CN, nhất là CN mạ kim
loại, hệ thống ống dẫn, nguồn tự
nhiên.
Gây ảnh hưởng tới quá trình chuyển

hóa chất của các metalloenzim, ở
nồng độ cao đối với cây trồng.
(Nguồn: Lâm Minh Triết và cộng sự, 1995
[4]
)

2.5. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH KIM LOẠI TRONG MẪU:
Trên thế giới, các nhà khoa học quan tâm đến độc tích của các kim loại và hàm
lượng cụ thể có thể ảnh hưởng lên sinh vật từ lâu. Các phương pháp thường được áp
dụng để phân tích kim loại trong môi trường đất là cực phổ, quang phổ (F-AAS, GF-
AAS, ICP-OES), khối phổ (ICP-MS). Hiện nay, sử dụng ICP-OES và ICP-MS để xác
định hàm lượng kim loại là phương pháp khá phổ biến. Có rất nhiều tác giả sử dụng
thiết bị này cho nghiên cứu của mình và đã có những công bố nhất định. Ưu điểm lớn
nhất của ICP-OES, ICP-MS là có thể do đồng thời nhiều yếu tố, vì vậy thời gian phân
tích mẫu sẽ được rút ngắn đáng kể, ít độc hại, thân thiện với môi trường…
2.5.1. Phương pháp đo phổ hấp thu nguyên tử ngọn lửa (F-AAS):

Trong phương pháp đo phổ hấp thu nguyên tử ngọn lửa, dung dịch mẫu được
hóa hơi trong ngọn lửa và nguyên tử hóa. Chùm tia sáng có hướng đi xuyên qua ngọn
lửa, vào bộ lọc đơn sắc, và đi đến đầu dò từ đó có thể đo được mức năng lượng ánh
sáng đã bị hấp thu bởi nguyên tố đã bị nguyên tử hóa trong ngọn lửa. Với một vài kim
loại, sự hấp thu nguyên tử có độ nhạy cao hơn sự phát xạ ngọn lửa. Bởi vì mỗi kim
loại có bước sóng hấp thu đặc trưng riêng của nó, nguồn đèn sử dụng có chứa chính
nguyên tố đó, điều này giúp cho phương pháp này tương đối không bị nhiễu phổ hay
năng lượng nên nó có độ chọn lọc cao. Mức năng lượng ở bước sóng đặc trưng được
hấp thu trong ngọn lửa là tương ứng với nồng độ của nguyên tố đó trong mẫu nằm trên
18

khoảng nồng độ giới hạn. Phần lớn các thiết bị hấp thu nguyên tử đều có chế độ đo
phát xạ, giúp đo khoảng tuyến tính tốt hơn cho một vài nguyên tố.

[32]
2.5.2. Phương pháp đo phổ hấp thu nguyên tử lò grafit (GF-AAS):

Phương pháp đo phổ hấp thu nguyên tử lò grafit là phương pháp sử dụng lò
grafit để nguyên tử hóa, phương pháp này có thể xác định được phần lớn các nguyên
tố kim loại với độ nhạy và giới hạn phát hiện tốt hơn từ 20 đến 1000 lần so với phương
pháp phổ hấp thu nguyên tử ngọn lửa mà không cần chiết hay làm giàu mẫu. Sự tăng
độ nhạy của phương pháp này là do sự tăng mật độ nguyên tử trong lò cao hơn trong
ngọn lửa làm tăng sự hấp thu nguyên tử. Nhiều nguyên tố có thể được xác định ở nồng
độ thấp cỡ 1,0 µg/l. Thêm 1 điểm thuận lợi nữa của phương pháp này là chỉ yêu cầu
một thể tích dung dịch mẫu rất nhỏ.
Dung dịch mẫu được đưa vào trong lò grafit không liên tục như phương pháp
ngọn lửa. Một lượng xác định dung dịch mẫu sau khi cho vào lò grafit sẽ được nung
nóng ít nhất qua 3 giai đoạn. Bước đầu tiên là giai đoạn sấy mẫu với nhiệt độ thấp
nhất, bước thứ hai là giai đoạn than hóa mẫu, phá hủy các thành phần hữu cơ và làm
bay hơi các thành phần nền khác với nhiệt độ trung gian, bước cuối cùng là giai đoạn
nguyên tử hóa trong môi trường khí trơ với nhiệt độ cao. Sau các bước chính này là
bước làm sạch và lamfnguooij cho phân tích mẫu kế tiếp. Hơi nguyên tử hấp thu năng
lượng đơn sắc từ nguồn, đầu dò quang điện đo cường độ năng lượng truyền đến.
Logarit thập phân của nghịch đảo hệ số truyền tỉ lệ với hệ số hấp thu, tương đương với
nồng độ của nguyên tử đã hóa hơi (định luật Lambert - Beer) nằm trên khoảng nồng độ
giới hạn.
Phương pháp hấp thu nguyên tử lò grafit phù hợp để xác định nguyên tố Cd,
Cu, Pb, và Cr với hàm lượng rất nhỏ (cỡ µg/l), khoảng nồng độ thường đo ở phương
pháp này trong bảng sau. Có thể xác định theo 2 phương pháp: phương pháp xác định
trực tiếp (ngoại chuẩn) hay phương pháp thêm chuẩn (nội chuẩn). Phương pháp này có
ưu điểm hơn phương pháp hấp thu nguyên tử ngọn lửa và cả phương pháp quang phổ
phát xạ plasma (ICP) là tự động pha loãng trong khi đo nếu nồng độ vượt quá cao