TIỂU LUẬN ĐỘC HỌC CỦA KIM LOẠI NẶNG

TIÓU LUËN
®éc häc cña kim lo¹i nÆng
Nguyễn Văn Huống
Nguyễn Mạnh Hùng
Nguyễn Thanh Huyền
Phan Thanh Giang
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA MÔI TRƯỜNG
GVHD: PGS.TS: Đồng Thị Kim Loan
Thực hiện: Nhóm 3
NGUỒN GỐC phan thanh giang
2
KHÁI QUÁT VỀ KIM LOẠI NẶNG (KLN) phan thanh giang
1
ĐỘC TÍNH Ngun V¨n Hng
3
TÍNH ĐỘC HẠI VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA KLN
4
QUẢN LÝ VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ
5
NỘI DUNG CHÍNH
Ngun M¹nh Hïng
Ngun Thanh Hun
KHAI QUAT VE KIM LOAẽI NAậNG:
NH NGHA:
Kim loi nng l nhng kim loi cú nguyờn t
lng ln v thng cú c tớnh cao i vi s sng
H` He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr

Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba La * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra Ac ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg

* Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
Kim loi nh < 5 g/cm Kim loi nng < 10 g/cm Kim loi nng > 10 g/cm
1. KHAÙI QUAÙT VEÀ KLN
Kim loại nặng là những kim lợi có khối lượng riêng lớn
hơn 5g/cm3. Một số kim loại nặng có thể cần thiết cho sinh vật,
chúng được xem là nguyên tố vi lượng. Một số không cần thiết cho
sự sống, khi đi vào cơ thể sinh vật có thể không gây độc hại gì.
Kim loại nặng gây độc hại với môi trường và cơ thể sinh vật khi
hàm lượng của chúng vượt quá tiêu chuẩn cho phép.
II. NGUỒN GỐC
1. NGUỒN TỰ NHIÊN
-
Do cháy rừng, bụi từ nước biển, hiện tượng núi lửa và các
nguồn đòa nhiệt khác …
2. NGUỒN NHÂN TẠO
-
Trên 90% kim loại nặng phát thải vào môi trường là từ
nguồn nhân tạo. Các hoạt động phát thải chủ yếu là đốt
cháy nhiên liệu hóa thạch, sản xuất công nghiệp như: Sản
xuất xi măng, phân bón, thuốc bảo vệ thực vật và các hoạt
động sản xuất công nghiệp khác …
III. ÑOÄC TÍNH CUÛA KLN
1. Chì (Pb): là nguyên tố có độc tính cao đối với sức khoẻ con
người. Chì gây độc cho hệ thần kinh trung ương, hệ thần kinh
ngoại biên, tác động lên hệ enzim có nhóm hoạt động chứa

hyđro. Người bị nhiễm độc chì sẽ bị rối loạn bộ phận tạo huyết
(tuỷ xương). Tuỳ 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, chì ít bị đào thải mà tích tụ theo thời gian rồi mới
gây độc.

Chì đi vào cơ thể con người qua nước uống, không khí và thức
ăn bị nhiễm chì.

Chì tích tụ ở xương, kìm hãm quá trình chuyển hoá canxi bằng
cách kìm hãm sự chuyển hoá vitamin D.

Tiêu chuẩn tối đa cho phép theo WHO nồng độ chì trong nước
uống: £ 0,05 mg/ml.
Chì trong đồ chơi trẻ em
2. Thuỷ ngân (Hg): tính độc phụ thuộc vào dạng hoá học của nó.
Thuỷ ngân nguyên tố tương đối trơ, không độc. Nếu nuốt phải
thuỷ ngân kim loại thì sau đó sẽ được thải ra mà không gây hậu
quả nghiêm trọng. Nhưng thuỷ ngân dễ bay hơi ở nhiệt độ
thường nên nếu hít phải sẽ rất độc. Thuỷ ngân có khả năng
phản ứng với axit amin chứa lưu huỳnh, các hemoglobin,
abumin; có khả năng liên kết màng tế bào, làm thay đổi hàm
lượng kali, thay đổi cân bằng axit bazơ của các mô, làm thiếu
hụt năng lượng cung cấp cho tế bào thần kinh. Trẻ em bị ngộ
độc thuỷ ngân sẽ bị phân liệt, co giật không chủ động. Trong
nước, metyl thủy ngân là dạng độc nhất, nó làm phân liệt
nhiễm sắc thể và ngăn cản quá trình phân chia tế bào.

Thuỷ ngân đưa vào môi trường từ các chất thải, bụi khói của

các nhà máy luyện kim, sản xuất đèn huỳnh quang, nhiệt kế,
thuốc bảo vệ thực vật, bột giấy…

Nồng độ tối đa cho phép của WHO trong nước uống là 1mg/l;
nước nuôi thuỷ sản là 0,5mg/l.
Là kim loại chuyển tiếp,
nặng
Là nguyên tố có dạng
lỏng ở nhiệt độ thường.
Thủy ngân (Hg):
3. Asen (As): là kim loại có thể tồn tại ở dạng tổng hợp chất vô cơ và
hữu cơ. Trong tự nhiên tồn tại trong các khoáng chất. Nồng độ thấp
thì kích thích sinh trưởng, nồng độ cao gây độc cho động thực vật.

Nguồn tự nhiên gây ô nhiễm asen là núi lửa, bụi đại dương. Nguồn
nhân tạo gây ô nhiễm asen là quá trình nung chảy đồng, chì, kẽm,
luyện thép, đốt rừng, sử dụng thuốc trừ sâu…

Asen có thể gây ra 19 căn bệnh khác nhau. Các ảnh hưởng chính đối
với sức khoẻ con người: làm keo tụ protein do tạo phức với asen III
và phá huỷ quá trình photpho hoá; gây ung thư tiểu mô da, phổi, phế
quản, xoang…

Tiêu chuẩn cho phép theo WHO nồng độ asen trong nước uống là
50mg/l.
Ảnh hưởng đến con người:
•
Viêm da, viêm màng kết, thủng
xoang mũi.
•

Bệnh trên các mạch máu ngoại vi.
•
Bệnh móng tay

Rối loạn hệ thần kinh, tuần hoàn máu

Ung thư trên cánh tay, đầu

Vẩy sừng do asen

Viêm tróc da
4. Cađimi (Cd): là kim loại được sử dụng trong công nghiệp luyện
kim, chế tạo đồ nhựa; hợp chất cađimi được sử dụng để sản xuất pin.

Nguồn tự nhiên gây ô nhiễm cađimi do bụi núi lửa, bụi vũ trụ, cháy
rừng… Nguồn nhân tạo là từ công nghiệp luyện kim, mạ, sơn, chất
dẻo…

Cađimi xâm nhập vào cơ thể người qua con đường hô hấp, thực
phẩm. Theo nhiều nghiên cứu thì người hút thuốc lá có nguy cơ bị
nhiễm cađimi.

Cađimi xâm nhập vào cơ thể được tích tụ ở thận và xương; gây nhiễu
hoạt động của một số enzim, gây tăng huyết áp, ung thư phổi, thủng
vách ngăn mũi, làm rối loạn chức năng thận, phá huỷ tuỷ xương, gây
ảnh hưởng đến nội tiết, máu, tim mạch.

Tiêu chuẩn theo WHO cho nước uống £ 0,003 mg/l.
Cadimi có trong đồ chơi, đồ trang sức là kim loại gây độc cho cơ thể.
5. Crom (Cr): tồn tại trong nước với 2 dạng Cr (III), Cr (VI). Cr (III)

không độc nhưng Cr (VI) độc đối với động thực vật. Với người Cr
(VI) gây loét dạ dày, ruột non, viêm gan, viêm thận, ung thư phổi.

Crom xâm nhập vào nguồn nước từ các nguồn nước thải của các nhà
máy mạ điện, nhuộm, thuộc da, chất nổ, mực in, in tráng ảnh…

Tiêu chuẩn WHO quy định hàm lượng crom trong nước uống là £
0,005 mg/l.
6. Mangan (Mn): là nguyên tố vi lượng, nhu cầu mỗi ngày khoảng 30 -
50 mg/kg trọng lượng cơ thể. Nếu hàm lượng lớn gây độc cho cơ thể;
gây độc với nguyên sinh chất của tế bào, đặc biệt là tác động lên hệ
thần kinh trung ương, gây tổn thương thận, bộ máy tuần hoàn, phổi,
ngộ độc nặng gây tử vong.

Mangan đi vào môi trường nước do quá trình rửa trôi, xói mòn, do
các chất thải công nghiệp luyện kim, acqui, phân hoá học.

Tiêu chuẩn qui định của WHO trong nước uống là £ 0,1 mg/l.
Mangan (Mn):
Là nguyên tố vi lượng rất
cần cho cơ thể
Mangan có nhiều trong các
loại thực phẩm
IV. TÍNH ĐỘC HẠI VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA KLN

Nhiều kim tố kim loại nặng có ý nghĩa quan trọng trong đời
sống của sinh vật và được biết như những ngun tố vi lượng.
Tyler cho rằng nhu cầu của các ngun tố C,Zn,Fe và Mn vào
khoảng 1 – 100 ppm trong chất khơ của sinh vật. Ở lượng cao
hơn thường gây độc hại. Khoảng cách từ đủ đến dư thừa các

kim loại nặng là rất hẹp (Bowen, 1966).

Khả năng độc hại của các kim loại nặng phụ thuộc vào nhiều
yếu tố khác nhau như: hàm lượng của chúng, các con đường
xâm nhập, dạng tồn tại và thời gian có thể gây hại. Trong mơi
trường cần phẩi xác định được mức độ gây hại đối ới cá thể
hoặc các loại, hoặc đối với hệ sinh thái.
Cần phân biệt giữa độc hại môi trường và độc hại sinh thái.

Độc hại môi trường (Envirommental toxicology) là mức độ độc hại
của môi trường trong những phạm vi cụ thể như nhà ở hoặc nơi làm
việc.

Độc hại sinh thái (Ecological toxicology) là nghiên cứu độc tố đối
với sự biến động của các quần thể.
Có 2 loại ảnh hưởng độc hại:

Độc hại cấp tính là khi có một lượng lớn các chất độc hại trong một
khoảng thời gian ngắn thường dẫn đến gây chết các sinh vật.

Độc hại lâu dài (mãn tính) khi hàm lượng các chất độc hại thấp
nhưng tồn tại lâu dài. Chúng có thể làm chết sinh vật hoặc tổn
thương ở các mức độ khác nhau.

Khả năng độc hại của các kim loại nặng đối với các sinh vật khác
nhau (bảng 1)
Bảng 1. Tính độc hại của các kim loại nặng đối với sinh vật
(Richardson và Nieboer, 1980).

Sự ô nhiễm các kim loại nặng trong môi trường (đất, nước, sinh vật)

có thể ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp (thông qua chuỗi thức ăn)
đến sức khoẻ con người. Tuỳ theo từng chất mà có những tác động
khác nhau đến các bộ phận cơ thể.
Ảnh hưởng của kim loại đối với sinh vật đất

Đối với đa số sinh vật đất, tính độc hại giảm dần theo thứ tự: Hg >
Cd > Cu > Zn > Pb. Chang và Broadbent (1981) đã xây dựng ngưỡng
độc hại của một số kim loại nặng đối với sinh vật đất dựa trên cơ sở
giảm khả năgn hô hấp của các quần thể sinh vật đất đi 10%, được gọi
là giá trị C
10
.
Bảng 2. Ngưỡng độc hại trong đất và lượng kim loại bón vào để đạt đến
ngưỡng độc hại (C 10 ) (chiết rút bằng diethylen triamine pentaacetic
acid (DTPA) hoặc acid nitric (HNO 3 ) (Williams và Winkins).

nm=10
-9
mol

Dựa vào tính chất độc hại của kim loại nặng, Duxbury (1985) đã chia
ra 3 nhóm:

Nhóm có độc tính cao: Hg

Nhóm có độc tính trung bình: Cd

Nhóm có độc tính thấp: Ci, Ni, Zn
Các kim loại nặng có thể gây độc hại và ảnh hưởng đến cả số
lượng cá thể và cả đa dạng về thành phần loài của các vi sinh

vật đất. Tuy nhiên ảnh hưởng của mỗi nguyên tố đối với các
sinh vật không giống nhau.

Sự tích cao của Cu chỉ giảm số lượng vi khuẩn, trong khi Cd
làm giảm số lượng vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn, các loại giun tròn
và dung đất (Bisessar, 1982). Sự tích luỹ cao của Pb/Zn sẽ lam
giảm số lượng các loại chân đốt (Arthropods), đặc biệt là muối
(mites) và nấm; làm tăng số lượng bọ bật đuôi (spring tails) và
không có ảnh hưởng nhiều đối với vi khuẩn và xạ khuẩn
(Willians et al., 1977), số lượng bọ bật đuôi tăng là do các loài
mối bị tiêu diệt làm giảm kẻ thù của chúng.

Các kim loại ở nồng độ thích hợp sẽ có tác dụng kích thích quá
trình hô hấp của vi sinh vật và tăng cường lượng CO
2
giải
phóng ra. Tuy nhiên ở nồng độ cao của Pb, Zn, Cu, Cd, Ni sẽ
giảm lượng CO
2
giải phóng (Mathur et al., 1979).

Các kim loại nặng trong đất cũng có ảnh hưởng đến quá trình
khoáng hoá nitơ cũng như quá trình nitrat hoá. Thuỷ ngân làm
giảm 73% tốc độ khoáng hóa nitơ ở đất axít và 32 – 35% ở các
đất kiềm; Cu làm giảm khả năng khoáng hóa 82% ở các đất
kiềm và 20% ở đất axít (Lrang và Tabatabai, 1 977).

Ảnh hưởng của các kim loại nặng đến quá trình cố đinh nitơ
sinh học còn chưa được nghiên cứu nhiều. Rother et al. 1982)
đã cho thấy Cd, Pb, Xn có ảnh hưởng đến hoạt động của enzym

nitrogenase trong quá trình cố định nitơ sinh học.

Một số tác giả cho rằng kim loại nặng có ảnh hưởng trước hết
đối với các thực vật bậc cao như gây bệnh đốm lá, làm giảm
hoạt động của diệp lục tố (chlorophyll) và giảm các sản phẩm
quang hợp.

Việc xây dựng ngưỡng độc hại đối với các kim loại nặng là rất
khó khăn và tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng đất. Tuỳ theo
từng nước mà công việc kiểm soát đánh giá đất ô nhiễm có
khác nhau. Ở Anh. mức độ đánh giá các kim loại nặng được
trình bày trong bảng 3
Bảng 3 Mức độ ô nhiễm kim loại nặng ở Anh (µg/g (Kelly, 1979)