đồ án tốt nghiệp nghiên cứu khả năng hấp thụ kim loại nặng của thực vật

Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa Công nghệ hóa học và Môi trường

Đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC
MỤC LỤC..................................................................................................................................I
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT....................................................................................III
DANH MỤC CÁC HÌNH.......................................................................................................IV
DANH MỤC CÁC BẢNG......................................................................................................VI
LỜI CẢM ƠN......................................................................................................................VIII
MỞ ĐẦU..................................................................................................................................IX
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU..................................................................................1
1.1. Tình hình ô nhiễm kim loại nặng trong đất trên thế giới và ở Việt Nam....................................................1
1.2. Các thực vật nghiên cứu.......................................................................................................................... 8
1.3. Giới thiệu chung về Asen và Chì............................................................................................................. 10
1.4. Các phương pháp xử lý kim loại nặng trong đất.....................................................................................14
1.5. Xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong đất bằng thực vật.............................................................................18

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM.............................................................................................25
2.1. Nghiên cứu khả năng chống chịu và tích luỹ As của loài dương xỉ Pteris vittata thu từ vùng khai thác mỏ
Thái Nguyên................................................................................................................................................ 25
2.2. Nghiên cứu khả năng sinh trưởng và tích lũy Asen của Cải xanh trồng trên đất ô nhiễm As do khai thác
khoáng sản.................................................................................................................................................. 28
2.3. Nghiên cứu khả năng chống chịu và tích lũy Pb của cây cỏ mần trầu.......................................................29

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.........................................................................31
3.1. Nghiên cứu khả năng chống chịu và tích luỹ Asen của loài dương xỉ Pteris vittata thu từ vùng khai thác
mỏ Thái Nguyên.......................................................................................................................................... 31
3.2. Nghiên cứu khả năng sinh trưởng và tích lũy Asen của Cải xanh trồng trên đất ô nhiễm Asen do khai thác
khoáng sản.................................................................................................................................................. 36

3.3. Nghiên cứu khả năng sinh trưởng và tích lũy Pb của cây cỏ mần trầu.....................................................39

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................................45
Kết luận ...................................................................................................................................................... 45
Kiến nghị..................................................................................................................................................... 46

GVHD: KS. Hoàng Thị Loan
TS. Bùi Thị Kim Anh
I
SVTH: Kiều Thị Oanh


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa Công nghệ hóa học và Môi trường

Đồ án tốt nghiệp

TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................................47
PHỤ LỤC.................................................................................................................................50

GVHD: KS. Hoàng Thị Loan
TS. Bùi Thị Kim Anh
II
SVTH: Kiều Thị Oanh


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa Công nghệ hóa học và Môi trường
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
KLN: Kim loại nặng

As: Nguyên tố Asen
Pb: Nguyên tố Chì
BTNMT: Bộ Tài nguyên Môi trường
ĐC: Đối chứng
ĐON: Đất ô nhiễm
ĐV: Đất vườn không bị ô nhiễm kim loại
CTTN: Công thức thí nghiệm
TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam
TCCP: Tiêu chuẩn cho phép
QCVN: Quy chuẩn Việt Nam
KCN: Khu công nghiệp
AAS: Phương pháp hấp thụ nguyên tử
SSK: Sau sấy khô

GVHD: KS. Hoàng Thị Loan
TS. Bùi Thị Kim Anh
III
SVTH: Kiều Thị Oanh

Đồ án tốt nghiệp


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa Công nghệ hóa học và Môi trường

Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC HÌNH
HÌNH 3.1. PTERIS VITTATA SAU 3 THÁNG ĐƯỢC TRỒNG Ở ĐẤT BỔ SUNG AS
VỚI CÁC NỒNG ĐỘ.............................................................................................................32

HÌNH 3.2. MỐI QUAN HỆ GIỮA NỒNG ĐỘ ASEN VÀ THỜI GIAN SỐNG CỦA
PTERIS VITTATA.................................................................................................................32
HÌNH 3.3. HÀM LƯỢNG AS HẤP THỤ TRONG RỄ VÀ THÂN CỦA PTERIS
VITTATA (L)..........................................................................................................................34
HÌNH 3.4. HÀM LƯỢNG AS TÍCH LŨY TRONG THÂN VÀ RỄ CẢI XANH.............38
HÌNH 3.5. CẢI XANH SAU 42 NGÀY THÍ NGHIỆM.......................................................39
HÌNH 3.6. TỈ LỆ TĂNG TRƯỞNG KHỐI LƯỢNG TRONG THÍ NGHIỆM CHỐNG
CHỊU PB..................................................................................................................................40
HÌNH 3.7. CỎ MẦN TRẦU BAN ĐẦU ĐẶT THÍ NGHIỆM............................................41
HÌNH 3.8. CỎ MẦN TRẦU KHI KẾT THÚC THÍ NGHIỆM CHỐNG CHỊU PB. .41
HÌNH 3.9. MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA KHỐI LƯỢNG THÂN, RỄ VÀ TOÀN BỘ
CÂY CỎ MẦN TRẦU............................................................................................................42
SAU THÍ NGHIỆM................................................................................................................43
HÌNH 3.10. HÀM LƯỢNG PB TRONG THÂN VÀ RỄ CỎ MẦN TRẦU TRONG TN
CHỐNG CHỊU........................................................................................................................44
VÀ HẤP THỤ PB....................................................................................................................44

GVHD: KS. Hoàng Thị Loan
TS. Bùi Thị Kim Anh
IV
SVTH: Kiều Thị Oanh


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa Công nghệ hóa học và Môi trường

GVHD: KS. Hoàng Thị Loan
TS. Bùi Thị Kim Anh
V
SVTH: Kiều Thị Oanh

Đồ án tốt nghiệp


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa Công nghệ hóa học và Môi trường

Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC BẢNG
BẢNG 1.1. HÀM LƯỢNG KIM LOẠI NẶNG (MG/KG) TRONG MỘT SỐ LOẠI ĐẤT
Ở KHU MỎ HOANG SONGCHEON....................................................................................1
BẢNG 1.2. HÀM LƯỢNG KIM LOẠI NẶNG (MG/KG) TRONG ĐẤT CỦA MỘT SỐ
MỎ TẠI ANH............................................................................................................................2
BẢNG 1.3. HÀM LƯỢNG CD, PB, AS TRONG ĐẤT BẮC KẠN VÀ THÁI NGUYÊN
(MG/KG)....................................................................................................................................4
BẢNG 1.4. KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT NÔNG NGHIỆP Ở MỘT SỐ VÙNG CỦA
VIỆT NAM................................................................................................................................4
BẢNG 1.5. MỘT SỐ LOÀI THỰC VẬT CÓ KHẢ NĂNG TÍCH LUỸ KIM LOẠI
NẶNG CAO.............................................................................................................................19
BẢNG 3.1. ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG AS TRONG ĐẤT LÊN KHẢ NĂNG
HẤP THỤ AS CỦA DƯƠNG XỈ...........................................................................................34
BẢNG 3.2. ẢNH HƯỞNG CỦA TỈ LỆ ĐẤT Ô NHIỄM (ĐON) ASEN LÊN SINH
TRƯỞNG CỦA CẢI XANH..................................................................................................37
BẢNG 3.3. ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG AS TRONG ĐẤT LÊN KHẢ NĂNG
HẤP THỤ AS CỦA CẢI XANH............................................................................................37
BẢNG 3.4. KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG CỦA CÂY CỎ MẦN TRẦU Ở CÁC HÀM
LƯỢNG PB..............................................................................................................................39
BẢNG 3.5. ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG PB TRONG ĐẤT LÊN SINH KHỐI
CỦA CÓ MẦN TRẦU............................................................................................................42

BẢNG 3.6. ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG PB TRONG ĐẤT LÊN KHẢ NĂNG
HẤP THỤ PB CỦA CỎ MẦN TRẦU...................................................................................43

GVHD: KS. Hoàng Thị Loan
TS. Bùi Thị Kim Anh
VI
SVTH: Kiều Thị Oanh


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa Công nghệ hóa học và Môi trường

GVHD: KS. Hoàng Thị Loan
TS. Bùi Thị Kim Anh
VII
SVTH: Kiều Thị Oanh

Đồ án tốt nghiệp


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa Công nghệ hóa học và Môi trường

Đồ án tốt nghiệp

LỜI CẢM ƠN
Trước hết em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới toàn thể Quý thầy cô
Trường đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên, Quý thầy cô khoa Công nghệ Hóa học &
Môi trường đã dạy dỗ, truyền đạt những kiến thức quý báu cho em trong suốt bốn năm
học và rèn luyện tại trường. Em xin cảm ơn cô Hoàng Thị Loan đã nhiệt tình hướng

dẫn em thực hiện đề tài tốt nghiệp này.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tiến sĩ Bùi Thị Kim Anh, người đã tận
tình chỉ bảo và giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Đồng thời em cũng
xin gửi lời cảm ơn đến các anh chị trong viện Công nghệ Môi trường - viện Hàn lâm
Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tạo điều kiện thuận lợi cho em được thực tập tại
viện, được tiếp xúc thực tế, giải đáp thắc mắc, giúp em có thêm hiểu biết về công việc
xử lý kim loại trong đất ô nhiễm trong suốt quá tình thực tập.
Cuối cùng, em rất cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên, giúp đỡ và tạo điều
kiện tốt nhất cho em học tập và nghiên cứu trong suốt thời gian qua.
Với vốn kiến thức tiếp thu được trong quá trình học cũng như thực tập và thời
gian tìm hiểu có hạn nên em không tránh khỏi những thiếu sót trong quá trình làm đề
tài. Em rất mong nhận được những nhận xét, ý kiến đóng góp của quý thầy cô và các
bạn.
Em xin chân thành cảm ơn!

GVHD: KS. Hoàng Thị Loan
TS. Bùi Thị Kim Anh
VIII
SVTH: Kiều Thị Oanh


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa Công nghệ hóa học và Môi trường

Đồ án tốt nghiệp

MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của đề tài
Hơn 150 năm về trước, con người đã có những tìm hiểu bước đầu về những hợp
chất vô cơ và các nguồn dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của cây trồng. Sau đó,

những nghiên cứu này chỉ tập trung vào các loài thực vật có lợi cho động vật và con
người. Những nghiên cứu này bị hạn chế nhiều bởi kỹ thuật phân tích yếu kém thời đó,
ví dụ như việc nghiên cứu các nguyên tố thiết yếu như Ca, K, Mg, N và P. Trong thế
kỷ thứ 20, nhờ sự phát triển vượt trội của khoa học kỹ thuật, trong đó có sự phát triển
của các phương pháp phân tích hiện đại mà các kết quả đáng tin cậy về hàm lượng của
các nguyên tố vết thu được ngày càng nhiều. Nhờ đó mà không chỉ các nguyên tố đa
lượng kể trên được nghiên cứu mà một loạt các nguyên tố vi lượng khác (rất cần thiết
cho sự phát triển của thực vật) như B, Cl, Cu, Fe, Mn, Mo và Zn cũng được nghiên
cứu sâu.
Vấn đề ô nhiễm kim loại nặng (KLN) trong đất ngày càng được quan tâm do
ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường đất, nước, sức khoẻ con người và cây trồng. Đất bị
ô nhiễm kim loại nặng là do con người sử dụng các loại hóa chất trong nông nghiệp và
thải vào môi trường đất các chất thải đa dạng khác. Quá trình công nghiệp hóa, hiện
đại hóa cũng đồng nghĩa với việc gia tăng việc phát thải vào môi trường tự nhiên các
chất độc hại với sức khỏe con người và các hệ sinh thái khác. Các hoạt động khai thác
khoáng sản bao gồm than đá, quặng chì, quặng thiếc… đã làm cho môi trường nước,
môi trường đất bị ô nhiễm nghiêm trọng bởi các chất độc hại như: As, Pb, Cd, Zn… và
xu hướng ô nhiễm có chiều hướng ngày càng tăng nếu chúng ta không có biện pháp xử
lý triệt để.
Để xử lý đất ô nhiễm người ta thường sử dụng các phương pháp truyền thống
như rửa đất, cố định các chất ô nhiễm bằng hoá học hoặc vật lý, xử lý nhiệt, trao đổi
ion, ôxi hoá hoặc khử các chất ô nhiễm, đào đất bị ô nhiễm để chuyển đến những nơi
chôn lấp thích hợp... Hầu hết các phương pháp đó rất tốn kém về kinh phí, giới hạn về
kỹ thuật và hạn chế về diện tích… Gần đây, nhờ những hiểu biết về cơ chế hấp thụ,
chuyển hoá, chống chịu và loại bỏ kim loại nặng của một số loài thực vật, người ta bắt
GVHD: KS. Hoàng Thị Loan
TS. Bùi Thị Kim Anh
IX
SVTH: Kiều Thị Oanh

Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa Công nghệ hóa học và Môi trường

Đồ án tốt nghiệp

đầu chú ý đến khả năng sử dụng thực vật để xử lý môi trường như một công nghệ môi
trường đặc biệt. Khả năng làm sạch môi trường của thực vật đã được ghi chép từ thế
kỷ XVIII nhưng đến cuối thế kỷ XX, phương pháp này mới được nhắc đến như một
công nghệ tân tiến dùng để xử lý môi trường đất và nước bị ô nhiễm bởi các kim loại,
các hợp chất hữu cơ, thuốc súng và các chất phóng xạ.
Thực vật có nhiều phản ứng khác nhau đối với sự có mặt của các ion kim loại
trong môi trường. Hầu hết, các loài thực vật rất nhạy cảm với sự có mặt của các ion
kim loại, thậm chí ở nồng độ rất thấp. Tuy nhiên, vẫn có một số loài thực vật không
chỉ có khả năng sống được trong môi trường bị ô nhiễm bởi các kim loại độc hại mà
còn có khả năng hấp thụ và tách các kim loại này trong các bộ phận khác nhau của
chúng.
Đất đai bị ô nhiễm ngày càng nhiều, đang đòi hỏi phải tìm ra biện pháp hiệu
quả và rẻ nhất để cải tạo. Biện pháp sử dụng thực vật để cải tạo đất ô nhiễm kim loại
nặng đã và đang được các nhà khoa học môi trường quan tâm. Tuy nhiên, do đặc tính
sinh học mà mỗi vùng khác nhau có thể sẽ có các loại thực vật khác nhau trong chức
năng thu hút kim loại nặng. Mặt khác, cần phải xác định được loại cây, nguồn và khả
năng cải tạo của nó để tiến hành các bước tiếp theo trong thí nghiệm và nhân rộng ra
thực tiễn.
Xuất phát từ cơ sở lý luận thực tiễn trên, em chọn đề tài: “Nghiên cứu khả
năng hấp thụ Asen và Chì trong đất bằng phương pháp sử dụng thực vật’’ nhằm
đánh giá hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng trong đất, đánh giá hiệu quả sử dụng thực
vật để xử lý kim loại nặng trong môi trường đất.
Mục tiêu của đề tài
-

Đánh giá khả năng sinh trưởng của cây dương xỉ, cỏ mần trầu và cây cải

xanh trong các môi trường đất bị ô nhiễm kim loại nặng.
-

Đánh giá khả năng hấp thụ kim loại nặng Asen và Chì của cây dương xỉ, cỏ

mần trầu và cây cải xanh trong các môi trường đất bị ô nhiễm khác nhau.
-

Tạo cơ sở ứng dụng trong cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng ở các tỉnh ở

Việt Nam.
GVHD: KS. Hoàng Thị Loan
TS. Bùi Thị Kim Anh
X
SVTH: Kiều Thị Oanh


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa Công nghệ hóa học và Môi trường

GVHD: KS. Hoàng Thị Loan
TS. Bùi Thị Kim Anh
XI
SVTH: Kiều Thị Oanh

Đồ án tốt nghiệp

Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa Công nghệ hóa học và Môi trường

Đồ án tốt nghiệp

Nội dung nghiên cứu
Để đạt được mục tiêu đề ra, những nội dung cần thực hiện như sau:
-

Thu thập các thông tin về tình hình ô nhiễm KLN trong đất ở Việt Nam và

-

trên thế giới.
Giới thiệu về phương pháp xử lý KLN bằng thực vật. Ưu điểm, nhược điểm

-

của việc sử dụng thực vật để xử lý KLN.
Trình bày đối tượng nghiên cứu và các phương pháp sử dụng trong quá trình

-

nghiên cứu.
Đánh giá khả năng sinh trưởng và sinh khối của cây dương xỉ, cải xanh và

-

cỏ mần trầu trong điều kiện thí nghiệm.

Đánh giá khả năng hấp thụ KLN Asen và Chì trong đất của cây dương xỉ,

cải xanh và cỏ mần trầu trong điều kiện thí nghiệm.
Phương pháp nghiên cứu
Trong quá trình thực hiện đề tài có sử dụng các phương pháp sau :
-

Phương pháp tổng hợp tài liệu và xử lý số liệu.

-

Phương pháp kế thừa.

-

Phương pháp ngoài thực địa.

-

Phương pháp quan trắc.
Phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm.

Ý nghĩa của đề tài
- Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học:
+ Nâng cao kiến thức, kỹ năng và rút ra kinh nghiệm thực tế phục vụ cho công
tác nghiên cứu sau này.
+ Vận dụng và phát huy những kiến thức đó vào thực tế.
- Ý nghĩa thực tế:
+

Đánh giá được tiềm năng của cây dương xỉ, cỏ mần trầu và cây cải xanh

trong cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng.
+

Đề tài là một tư liệu tham khảo về khả năng hấp thụ kim loại nặng của cây

dương xỉ, cỏ mần trầu và cây cải xanh.

GVHD: KS. Hoàng Thị Loan
TS. Bùi Thị Kim Anh
XII
SVTH: Kiều Thị Oanh


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa Công nghệ hóa học và Môi trường

Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tình hình ô nhiễm kim loại nặng trong đất trên thế giới và ở Việt Nam
1.1.1. Tình hình ô nhiễm kim loại nặng trong đất trên thế giới
Các khu vực khai thác mỏ, khoáng sản, các khu công nghiệp và các thành phố
lớn là những nguồn phát thải ra một lượng lớn KLN, chúng có khả năng tồn tại trong
môi trường, vấn đề không đáng lo ngại nhiều nếu chúng không xâm nhập được vào cơ
thể sinh vật và hệ sinh thái. Điều đáng quan tâm là KLN có tính bền vững khó phân
hủy, có khả năng xâm nhập và tích lũy đến mức độ gây độc cho con người, sinh vật và
hệ sinh thái.
Theo Lim và cộng sự (2004) tại vùng mỏ vàng - bạc Soncheon đã bỏ hoang ở

Hàn Quốc, đất và nước nhiều khu vực ở đây vẫn còn bị ô nhiễm một số loại kim loại ở
mức cao [13].
Bảng 1.1. Hàm lượng kim loại nặng (mg/kg) trong một số loại đất ở khu mỏ hoang
Songcheon
Nguyên tố

Bãi thải quặng

Đất vùng núi

Đất trang trại

As
Cd
Cu
Pb
Zn
Hg

3584 – 143813
2,2 - 20
30 - 749
125 - 50803
580 - 7541
0,09 - 1,01

695 - 3082
1,32
36 - 89
63 - 428

115 - 795
0,19 - 0,55

7 - 626
0,75
13 - 673
23 - 290
63 - 110
0,09 - 4,90

Ở các khu vực luyện kim, vùng khai thác Pb thì hàm lượng Pb trong đất khoảng
1500 µg/g, cao gấp 15 lần so với mức độ bình thường như khu vực xung quanh nhà
máy luyện kim ở Galena, Kansas (Mỹ), hàm lượng chì trong đất 7600 µg/g. Hàm
lượng Pb trong bùn cống, rãnh ở một số thành phố công nghiệp tại Anh dao động từ
120 µg/g - 3000 µg/g (Berrow và Webber, 1993), trong khi tiêu chuẩn cho phép tại
đây là không quá 1000 µg/g.

GVHD: KS. Hoàng Thị Loan
TS. Bùi Thị Kim Anh
1
SVTH: Kiều Thị Oanh


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa Công nghệ hóa học và Môi trường

Đồ án tốt nghiệp

Tại La Oroya – một thành phố khai mỏ của Peru gần như 100% trẻ em ở đây có
hàm lượng chì trong máu vượt mức cho phép của tất cả các loại tiêu chuẩn trên thế

giới.
Tại Norilsk (Nga) các cơ sở khai thác và chế biến kim loại đã thải ra môi trường
một lượng lớn các KLN vượt giới hạn cho phép, khu vực này là nơi có các tổ hợp
luyện kim lớn nhất thế giới với hơn 4 triệu tấn Cd, Cu, Pb, Ni, As, Se và Sn được khai
thác mỗi năm.
Thiên Anh, Trung Quốc là một thành phố công nghiệp, Thiên Anh chiếm
khoảng hơn một nửa sản lượng chì của Trung Quốc. Thứ kim loại độc hại này ngấm
vào đất trồng của Thiên Anh. Qua kiểm tra, lúa mỳ trồng ở Thiên Anh chứa lượng chì
cao gấp 24 lần chuẩn của Trung Quốc. Trung Quốc còn là nước đứng đầu về ô nhiễm
thủy ngân. Theo kết quả phân tích thủy sản ở 4 hồ nước ngọt và khu vực biển phía
đông tỉnh Giang Tô, có rất nhiều kim loại khác nhau trong đó thủy ngân, cadimi, crôm,
kẽm và chì tồn tại trong 41% thủy sản [14].
Kabwe, Zambia khi các mỏ chì lớn được phát hiện gần Kabwe năm 1902,
Zambia là một thuộc địa của Anh, và có rất ít quan tâm tới ảnh hưởng của kim loại độc
hại với người dân nơi đây. Đáng buồn thay, tình trạng này tới nay hầu như không được
cải thiện. Và cho dù công việc khai thác, chế biến chì không còn hoạt động nhưng mức
ô nhiễm chì ở Kabwe là rất lớn.
Bảng 1.2. Hàm lượng kim loại nặng (mg/kg) trong đất của một số mỏ tại Anh
Nguyên

Mỏ chì

Mỏ thiếc, đồng

Mỏ đồng

Hàm lượng

tố

Cumbria

Cornwall

Devon

trung
bình trong đất ở

As

127,7-366,8

280,7-2331,6

87,5-1246.8

Anh (mg/kg)
10,4

Cu

283,5-2637,6

399,7-3588,8

512,6-2696,7

23

Pb

5704,8-19436,9

37,7-1638,7

53,5-450,6

74

Zn

794,4-20972,3

190,6-759,2

28,6-515,3

97

GVHD: KS. Hoàng Thị Loan
TS. Bùi Thị Kim Anh
2
SVTH: Kiều Thị Oanh


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa Công nghệ hóa học và Môi trường

Đồ án tốt nghiệp

(Nguồn: Theo P.A. Shelmerdine và cs., 2004)
Các nhà khoa học Viện nghiên cứu Địa lý và Tài nguyên thiên nhiên, Viện Hàn
lâm khoa học Bắc Kinh, Trung Quốc đã phát hiện đất ở nhiều khu vực có chứa
As ở mức cao như ở vành đai vàng là 1342 mg/kg và ở vành đai thuỷ ngân là 509
mg/kg [12].
Ở Châu Á là một trong những nơi có tình trạng ô nhiễm KLN cao trên thế giới,
trong đó đặc biệt là Trung Quốc với hơn 10% đất bị ô nhiễm Pb, tại Thái Lan theo
Viện Quốc Tế quản lý nước thì 154 ruộng lúa thuộc tỉnh Tak đã nhiễm Pb cao gấp 94
lần so với tiêu chuẩn cho phép [14]. Tuy vậy tại các nước phát triển vẩn phải đối mặt
với tình trạng ô nhiễm mà các ngành công nghiệp khác gây ra.
1.1.2. Tình hình ô nhiễm kim loại nặng trong đất ở Việt Nam
Ở Việt Nam gắn với quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa là tình trạng ô
nhiễm môi trường gia tăng, đặc biệt tại các trung tâm công nghiệp, các khu vực khai
thác mỏ và các thành phố lớn. Sự phát thải một lượng lớn các KLN từ các khu công
nghiệp tiềm ẩn nguy cơ đe dọa đến sức khỏe của con người và hệ sinh thái xung
quanh. Theo đánh giá của các chuyên gia, công nghiệp khai thác mỏ đang gây ô nhiễm
và suy thoái môi trường đất ở mức độ nghiêm trọng nhất [3].
Tại TP. Hồ Chí Minh, kết quả phân tích hiện trạng ô nhiễm KLN trong đất vùng
trồng lúa khu vực phía Nam thành phố cho thấy hàm lượng đồng, kẽm, chì, thủy ngân,
crôm trong đất trồng lúa chịu ảnh hưởng trực tiếp của nước thải công nghiệp phía Nam
thành phố đều tương đương hoặc cao hơn ngưỡng cho phép (TCVN 7209:2002) đối
với đất sử dụng cho mục đích nông nghiệp [2].
Theo kết quả phân tích môi trường của Sở tài nguyên và môi trường tỉnh Phú
Thọ cho thấy, một số khu vực ở thành phố công nghiệp Việt Trì đã có hiện tượng ô
nhiễm Asen trong đất và trong nước ngầm đặc biệt là tại phường Bạch Hạc là vùng ô
nhiễm Asen lớn nhất của Thành phố Việt Trì .
Tình trạng ô nhiễm Pb cũng gia tăng nhanh chóng trong môi trường, mức độ ô
nhiễm Pb nghiêm trọng nhất vẫn là các thành phố lớn, các khu dân cư, khu công
nghiệp. Kết quả phân tích cho thấy hàm lượng Pb ở Sông Thị Vải vượt tiêu chuẩn cho

GVHD: KS. Hoàng Thị Loan
TS. Bùi Thị Kim Anh
3
SVTH: Kiều Thị Oanh


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa Công nghệ hóa học và Môi trường

Đồ án tốt nghiệp

phép (TCCP) tới 4 - 5 lần. Tại huyện Đông Anh, Hà Nội hàm lượng Pb, trong đất tại
các khu vực trồng rau đều vượt TCCP [4].
Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Ngọc Nông (2007) cho thấy rằng hàm lượng
các nguyên tố Cd, Pb, As trong đất Bắc Kạn và Thái Nguyên ngày càng lớn đối với
vùng gần đô thị, khu công nghiệp và khu dân cư tập trung. Tuy hàm lượng các nguyên
tố chưa vượt quá TCCP nhưng hàm lượng Cd, Pb, As khá cao trong vài loại đất ở vùng
thành phố Thái Nguyên đang là sự cảnh báo về môi trường (Bảng 1.3).
Bảng 1.3. Hàm lượng Cd, Pb, As trong đất Bắc Kạn và Thái Nguyên (mg/kg)
Nguyên tố
Cd

Bắc Kạn
0,46 - 1,05

Thái Nguyên
0,78 - 1,59

Pb

1,87 - 3,12

1,25 - 2,98

As

1,25 - 2,98

1,88 - 5,12
(Nguồn: Nguyễn Ngọc Nông, 2007)

Tại Thành phố Đà Nẵng, với 6 khu công nghiệp và 300 doanh nghiệp đang hoạt
động, có tốc độ phát triển công nghiệp nhanh nhưng đi kèm với nó là dấu hiệu ô nhiễm
môi trường ngày một gia tăng.
Các kết luận tương tự cũng được Hồ Thị Lam Trà và Kazuhiko Egashira (2001)
đưa ra khi nghiên cứu hàm lượng các KLN của nhiều loại đất khác nhau.
Bảng 1.4. Kim loại nặng trong đất nông nghiệp ở một số vùng của Việt Nam
Địa điểm

Đá mẹ và

Cu

Pb

Zn

Cd

Hải Phòng

mẫu chất
Phù sa

(mg/kg)
24

(mg/kg)
33

(mg/kg)
89

(mg/kg)
0,09

Hà Nội

Phù sa

22

24

159

0,09

Hà Giang

Phù sa

24

21

57

0,05

Bắc Giang

Đá cát

16

19

32

0,07

Sơn La

Đá vôi

58

27

144

0,04

Ninh Bình

Đá vôi

106

33

153

0,02

Nghệ An

Đá bazan

47

24

159

0,02

Đăk Lăk

Đá bazan

90

10

124

0,08

Gia Lai

Đá bazan

83

11

105

-

GVHD: KS. Hoàng Thị Loan
TS. Bùi Thị Kim Anh
4
SVTH: Kiều Thị Oanh


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa Công nghệ hóa học và Môi trường

Đồ án tốt nghiệp

(Nguồn: Hồ Thị Lam Trà và Kazuhiko Egashira, 2001)
Theo tác giả, đất phát triển trên đá vôi có hàm lượng Cu và Zn khá cao: 106
mg/kg và 153 mg/kg nhưng lại thấp ở đất phát triển trên đá cát: 16 mg/kg và 32 mg/kg.
Kết quả lấy mẫu kiểm tra giám sát của Viện Sức khỏe nghề nghiệp và Môi
trường, Bộ Y tế vào tháng 12/2014 tại làng nghề tái chế chì Đông Mai, Văn Lâm,
Hưng Yên cho thấy: Nước tại các kênh và rãnh thoát nước có hàm lượng cao hơn giới
hạn cho phép 1000 lần theo QCVN 08:2008/BTNMT về chất lượng nước bề mặt.
Không khí tại cộng đồng và nơi sản xuất tái chế chì đều có hàm lượng chì cao hơn tiêu
chuẩn cho phép; trong đó 3/5 mẫu không đạt theo TCVN 05:2009, 2/5 mẫu không đạt
tiêu chuẩn theo quy định tại QĐ 3733-2002 BYT. Đất tại hộ gia đình và vườn trong
thôn có hàm lượng chì cao hơn giới hạn cho phép 10-16 lần theo QCVN
03:2008/BTNMT về giới hạn cho phép của kim loại nặng trong đất. Rau có hàm lượng
chì cao hơn giá trị giới hạn cho phép 1,3 lần theo QCVN 8-2:2011/BYT đối với giới
hạn ô nhiễm kim loại nặng trong thực phẩm.
Ô nhiễm KLN ở Việt Nam chưa xảy ra trên diện rộng, tuy nhiên đã có hiện
tượng ô nhiễm cục bộ ở một số khu vực đặc biệt là một số KCN và các làng nghề tái
chế kim loại.
Có thể nói rằng vấn đề ô nhiễm nói chung và ô nhiễm KLN đã và đang thách
thức môi trường Việt Nam, các loại ô nhiễm thường thấy tại các đô thị Việt Nam là ô
nhiễm nguồn nước mặt, ô nhiễm bụi, ô nhiễm KLN và các chất độc hại như chì (Pb),
thủy ngân (Hg), asen (As).
1.1.3. Kim loại nặng và nguồn gốc phát sinh kim loại nặng trong đất
1.1.3.1. Kim loại nặng
- Khái niệm về kim loại nặng
Có hai quan điểm chính về KLN:
Quan điểm phân loại theo tỉ trọng: Cho rằng KLN là các kim loại có tỉ trọng (ký
hiệu d) lớn hơn 5, bao gồm: Pb (d=11,34), Cd (d=8,6), As (d=5,72), Zn (d=7,10)...

Trong số các nguyên tố này có một số nguyên tố cần cho dinh dưỡng cây trồng, ví dụ:

GVHD: KS. Hoàng Thị Loan
TS. Bùi Thị Kim Anh
5
SVTH: Kiều Thị Oanh


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa Công nghệ hóa học và Môi trường

Đồ án tốt nghiệp

Mn, Zn... Các nguyên tố này cây trồng cần với hàm lượng nhỏ, gọi là nguyên tố vi
lượng, nếu hàm lượng cao sẽ gây độc cho cây trồng.
Theo quan điểm độc học: KLN là các kim loại có nguy cơ gây nên các vấn đề
môi trường, bao gồm: Cu, Zn, Pb, Cd, Hg, Ni, Cr, Co, Vn, Ti, Fe, Mn, As, Se. Có 4
nguyên tố được quan tâm nhiều là: Pb, As, Cd và Hg. Bốn nguyên tố này hiện nay
chưa biết được vai trò sinh thái của chúng, tuy nhiên nếu dư thừa một lượng nhỏ 4
nguyên tố này thì tác hại rất lớn [10].
- Ô nhiễm môi trường đất do KLN
Có một số hợp chất KLN bị thụ động và đọng lại trong đất, song có một số hợp
chất có thể hoà tan dưới tác động của nhiều yếu tố khác nhau, nhất là do độ chua của
đất, của nước mưa. Điều này tạo điều kiện để các KLN có thể phát tán rộng vào nguồn
nước ngầm, nước mặt và gây ô nhiễm đất.
Ô nhiễm đất là do con người sử dụng các loại hoá chất trong nông nghiệp và
thải vào môi trường đất các chất thải đa dạng khác. Trong các chất thải này, có những
chất phóng xạ, đất cũng nhận những kim loại nặng từ khí quyển dưới dạng bụi như:
Pb, Hg, Cd, Mo... và các chất phóng xạ. Nguồn rác thải từ đô thị, việc sử dụng phân
bón tươi để bón ruộng, nương rẫy cũng đã góp phần làm ô nhiễm đất [7].

- Hậu quả của ô nhiễm môi trường đất do KLN
Sự tích tụ các chất độc hại, các KLN trong đất sẽ làm tăng khả năng hấp thụ các
nguyên tố có hại trong cây trồng, vật nuôi và gián tiếp gây ảnh hưởng xấu tới sức khoẻ
con người, làm thay đổi cấu trúc tế bào gây ra nhiều bệnh di truyền, bệnh về máu,
bệnh ung thư...[2].
1.1.3.2. Nguồn gốc phát sinh kim loại nặng trong môi trường đất
Kim loại trong đất ban đầu một phần được sinh ra từ các quá trình hoạt động
địa hoá của khoáng vật mẹ và đi vào đất thông qua quá trình phong hoá hoá học. Tuy
nhiên, với quá trình phong hoá hoá học thì lượng kim loại đi vào đất là không đáng kể
mà chủ yếu kim loại đi vào đất là do các hoạt động sản xuất của con người. Các hoạt
động đó bao gồm:
- Hoạt động sản xuất công nghiệp
GVHD: KS. Hoàng Thị Loan
TS. Bùi Thị Kim Anh
6
SVTH: Kiều Thị Oanh


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa Công nghệ hóa học và Môi trường

Đồ án tốt nghiệp

+ Công nghiệp nhựa: Co, Cr, Cd, Hg
+ Công nghiệp dệt: Zn, Al, Ti, Sn
+ Công nghiệp sản xuất vi mạch: Cu, Ni, Cd, Zn, Sb
+ Bảo quản gỗ: Cu, Cr, As
- Hoạt động sản xuất nông nghiệp
+ Sử dụng phân bón hoá học: As, Cd, Mn, U, V và Zn trong một số phân
photphat

+ Sử dụng phân chuồng: As, Cu, As, Zn
+ Sử dụng hoá chất bảo vệ thực vật: Cu, Mn và Zn trong thuốc trừ nấm, As và
Pb trong thuốc sử dụng đối với cây ăn quả
+ Nước tưới: có thể thải ra Cd, Pb, Se
- Hoạt động khai khoáng quặng chứa kim loại
+ Đào, xới và cặn thải - nhiễm bẩn thông qua phong hoá, xói mòn do gió thải ra
As, Cd, Hg, Pb. Cặn thải khuếch tán do sông - trầm tích trên đất do lũ, nạo vét sông,
….thải ra As, Cd, Hg, Pb
+ Vận chuyển trong quá trình tuyển quặng - vận chuyển theo gió lên trên đất
thải ra As, Cd, Hg, Pb. Khai khoáng - nhiễm bẩn do bụi thải ra As, Cd, Hg, Pb, Sb, Se
+ Công nghiệp sắt thép: Cu, Ni, Pb
- Do trầm tích từ không khí
+ Nguồn từ đô thị và khu công nghiệp, bao gồm chất thải, thiêu huỷ cây trồng :
Cd, Cu, Pb, Sn, Hg, V
+ Công nghiệp luyện kim: As, Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb
+ Khói linh động: Mo, Pb cùng với Br, Cl và V
+ Đốt cháy xăng, dầu (bao gồm các trạm xăng): As, Pb, Sb, Se, U, V, Zn và Cd
- Kim loại từ rác thải
+ Bùn cặn: Cd, Cr, Cu, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, V, Zn
+ Rửa trôi từ đất: As, Cd, Fe, Pb
+ Phế thải: Cd, Cr, Cu, Pb, Zn
+ Đốt rác, bụi than: Cu và Pb
GVHD: KS. Hoàng Thị Loan
TS. Bùi Thị Kim Anh
7
SVTH: Kiều Thị Oanh


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa Công nghệ hóa học và Môi trường

Đồ án tốt nghiệp

1.2. Các thực vật nghiên cứu
1.2.1. Dương xỉ Pteris vittata L
Cây thân cỏ, thân rễ ngắn, mọc thẳng, có lông và vảy hẹp màu nâu, cuống dài
20-50 cm, màu nâu sẫm, có vảy ở gốc, thường có phấn trắng lúc non.
Sinh học, sinh thái: Cây ưa ẩm và ưa bóng mát.
Phân bố: Có nguồn gốc Nam Mỹ, phổ biến ở Việt Nam, còn có ở Lào,
Campuchia và các nước khác.
Công dụng: Có khả năng tích lũy kim loại.
Các nhà khoa học Trung Quốc phát hiện ra một loài cây dương xỉ, một trong

những họ thực vật lâu đời nhất trên thế giới và mọc rất nhiều trong tự nhiên hoang dã
cũng có “sở trường ăn kim loại nặng” như đồng, thạch tín...
Họ phát hiện ra
trên lá của loài dương
xỉ này có tới 0,8% hàm
lượng thạch tín, cao
hơn hàng trăm lần so
với bình thường, mà
cây vẫn tốt tươi.

Nghiên cứu mới đây cho thấy, loài dương xỉ Pteris vittata không những có khả
năng tích lũy cao As mà còn có khả năng hấp thụ đồng thời các kim loại khác như Mn,
Cu, Fe, Zn và Pb. Loài dương xỉ Pteris vittata có khả năng tích lũy cao As. Đây là các
loài sống được tại các bãi thải nghiên cứu và là các loài thực vật điển hình mà một số
nước trên thế giới sử dụng để xử lý ô nhiễm As.
Loài dương xỉ Pteris vittata có khả năng tích luỹ 14500 ppm As mà chưa có
triệu chứng tổn thương. Loài này sinh trưởng nhanh, có sức chống chịu cao với As

trong đất (As > 1500 ppm) và chỉ bị độc ở nồng độ 22630 ppm qua 6 tuần.

GVHD: KS. Hoàng Thị Loan
TS. Bùi Thị Kim Anh
8
SVTH: Kiều Thị Oanh


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa Công nghệ hóa học và Môi trường

Đồ án tốt nghiệp

1.2.2. Cây cải xanh
Cải xanh là cây hai lá mầm, cuống lá hơi tròn và nhỏ, phiến lá hẹp, thân màu
xanh trắng, lá xanh, rễ cọc đâm sâu và chắc.
Sinh học, sinh thái: Cây trồng phổ biến ở Việt Nam.
Công dụng: Làm rau ăn, có khả năng tích lũy kim loại nặng.
Ngoài dùng làm rau ăn, các nhà khoa học còn lợi dụng đặc tính sinh trưởng
nhanh, tạo sinh khối lớn, chu kì sinh trưởng ngắn và khả năng hấp thụ KLN để sử
dụng trong việc xử lý ô nhiễm môi trường, đặc biệt là môi trường đất. Cải xanh là loại
siêu hấp thụ. Rễ cải có khả năng hút được các kim loại: Cd, Cr, Cu, Ni, Zn, đặc biệt là
Se và Pb và các chất phóng xạ như cesium-137, strontium-90.
Với khả năng hấp thụ và chuyển hóa KLN, sự phát triển nhanh và chu kỳ sống
ngắn lên hiện nay cải xanh đang được ứng dụng để xử lý những vùng đất bị ô nhiễm ở
Mỹ, Canada…
Ở Việt Nam, nghiên
cứu sử dụng thực vật nói
chung và cải xanh nói riêng
trong xử lý ô nhiễm môi

trường nhất là môi trường đất
nhiễm KLN còn rất ít.

1.2.3. Cỏ mần trầu
Cỏ mần trầu có dạng sống cỏ, mọc thành bụi cao 50-70 cm, thân đứng, màu
xanh nhạt, nhẵn bóng, dài 7-11 cm, chia nhiều đốt, tiết diện bầu dục. Là cây ưa ẩm, ưa
sáng, mọc thành đám.
Sinh học, sinh thái: Mùa hoa, quả tháng 6-10. Mọc thành bụi.

GVHD: KS. Hoàng Thị Loan
TS. Bùi Thị Kim Anh
9
SVTH: Kiều Thị Oanh


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa Công nghệ hóa học và Môi trường

Đồ án tốt nghiệp

Phân bố: Bắc bộ và Trung bộ Việt Nam, còn có ở Trung Quốc, Thái Lan, Lào
và một số nước nhiệt đới châu Á khác.
Công dụng: Làm thức ăn gia súc,
làm thuốc và có khả năng tích
lũy kim loại nặng. Viện Công
nghệ Môi trường

(Viện Khoa

học Công nghệ Việt Nam) cho

thấy, các vùng đất trước đây bị ô
nhiễm do từng khai thác và chế
biến quặng có thể được hồi phục
sau 2 đến 3 năm trồng cỏ mần
trầu.
Cỏ Mần Trầu có khả năng chống chịu Pb cao (5000 ppm Pb).
1.3. Giới thiệu chung về Asen và Chì
1.3.1. Asen
1.3.1.1. Khái quát
Asen hay còn gọi là thạch tín, là một nguyên tố hóa học (Á kim) có ký hiệu là
As, số nguyên tử khối là 33. Asen lần đầu tiên được Albertus Magnus (người Đức)
viết về nó vào năm 1250. Khối lượng nguyên tử của nó bằng 74,92. Vị trí của nó trong
bảng tuần hoàn được đề cập ở bảng bên phải. Asen là một Á kim gây ngộ độc cao và
có nhiều dạng thù hình: màu vàng (phân tử phi kim) và một vài dạng màu đen và xám
(Á kim), đây chỉ là số ít mà người ta có thể nhìn thấy.
Asen được sử dụng làm chất màu, thuốc bảo vệ thực vật, thuốc bảo quản gỗ và
chất kích thích sinh trưởng cho gia súc, gia cầm. Asen có trong nhiều loại mỏ khoáng
sunphit và vì vậy có thể phát tán vào không khí từ các lò luyện kim. Than đá cũng
chứa một lượng đáng kể Asen và quá trình đốt than đã phát tán tới 20% lượng chất này
có trong khí quyển. Tàn than là nguồn Asen đáng kể thẩm thấu vào đất và nước. Hiệu
ứng gây độc cấp tính và trường diễn của Asen đã được nhận biết và nhiều người đã bị
ung thư đường hô hấp do tiếp xúc lâu ngày với hơi Asen. Asen tồn tại ở bốn dạng là
GVHD: KS. Hoàng Thị Loan
TS. Bùi Thị Kim Anh
10
SVTH: Kiều Thị Oanh


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa Công nghệ hóa học và Môi trường

Đồ án tốt nghiệp

As3-, As, As3+ và As5+. Phần lớn các chất vô cơ chứa As độc hơn các chất hữu cơ. Các
hợp chất vô cơ chứa As là arsine (AsH3), arsenite (As2O3) và arsenate (As2O5).
Tích tụ Asen trong đất là một trong các nguồn chính làm tăng nguy cơ ô nhiễm
nước mặt và nước ngầm, sự hấp thu do thực vật là sự hấp thu trực tiếp hay gián tiếp
đối với con người. Vì vậy, làm sạch các vị trí ô nhiễm là vấn đề trở nên cấp bách.
1.3.1.2. Sự phân bố và dạng tồn tại trong đất
Asen tồn tại trong đất dưới dạng hợp chất chủ yếu như Arsenat (AsO 4)3- trong
điều kiện ôxy hoá. Chúng bị hấp thu mạnh bởi các khoáng sét, sắt, mangan ôxit hoặc
hyđrôxit và các chất hữu cơ. Trong các đất axit, As có nhiều ở dạng Arsenat với sắt và
nhôm (FeAsO4; AlAsO4), trong khi ở các đất kiềm và đất cacbonat lại có nhiều ở dạng
Ca3(AsO4)2. Asen có xu hướng được tích tụ trong quá trình phong hoá, trên mặt cắt của
vỏ phong hoá và trong đất As thường tồn tại ở phần trên (0-1,5 m) do bị hấp phụ bởi
vật liệu hữu cơ, keo hyđrôxit sắt và sét. Trong môi trường khí hậu khô các hợp chất
của As thường tồn tại dưới dạng ít linh động, còn trong điều kiện khí hậu ẩm ướt các
hợp chất của arsensunfua bị hoà tan và bị rửa trôi. Lượng As trong đất chuyển vào
nước khoảng 5-10 % tổng lượng As trong đất [8].
1.3.1.3. Sự ảnh hưởng của Asen trong đất đối với cây trồng và sức khỏe con
người.
- Đối với cây trồng: Arsenic được nhiều người biết đến do tính độc của một số
hợp chất có trong nó. Sự hấp thụ As của nhiều cây trồng trên đất liền không quá lớn,
thậm chí ở trên đất trồng tương đối nhiều As, cây trồng thường không chứa lượng As
gây nguy hiểm. As khác hẳn một số KLN bình thường vì đa số các hợp chất As hữu cơ
ít độc hơn các As vô cơ. Lượng As trong các cây có thể ăn được thường rất ít. Sự có
mặt của As trong đất trồng trở nên chua hơn, nồng độ pH < 5 khi có sự kết hợp giữa
các loại nguyên tố khác nhau như Fe, Al.
Chất độc ảnh hưởng từ As làm giảm đột ngột sự chuyển động trong nước hay
làm đổi màu của lá kéo theo sự chết lá cây, hạt giống thì ngừng phát triển.

- Đối với con người: As là một trong những chất có độ độc rất cao. Độc tính của
thạch tín phụ thuộc vào công thức hóa học của nó. Trong nước ngầm thạch tín được
GVHD: KS. Hoàng Thị Loan
TS. Bùi Thị Kim Anh
11
SVTH: Kiều Thị Oanh


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa Công nghệ hóa học và Môi trường

Đồ án tốt nghiệp

tìm thấy chủ yếu ở dạng Asenit (Asen III) hoặc Asenat (Asen V). Asenit có thể được
ôxy hóa và Asenat có thể quay lại Asenit khi nước ngầm thiếu ôxy. Nếu không tính
đến một số hợp chất hiếm có của As thì hợp chất độc nhất của As là Asin - AsH 3; sau
đó đến Asenit và Asenat trong đó Asenit có độc tính gấp 60 lần so với Asenat do nó có
phản ứng với các enzim trong quá trình chuyển hóa ở cơ thể người [5]. Đến nay có thể
kết luận chắc chắn về các bệnh do nhiễm Asen như: Sừng hóa da, hắc tố da và mất sắc
tố da, bệnh Bowen, bệnh đen và rụng móng chân. Bệnh sừng hóa da thường xuất hiện
ở tay, chân, lòng bàn tay, gan bàn chân - phần cơ thể cọ xát nhiều hoặc tiếp xúc ánh
sáng nhiều lâu ngày sẽ tạo thành các đinh cứng màu trắng gây loang rộng gây đau đớn.
Bệnh hắc tố da và mất sắc tố da bị đen sạm, da bị lốm đốm trắng dẫn đến tế bào bị phá
hủy và làm hỏng da. Biểu hiện đầu tiên của bệnh Bowen là một phần cơ thể đỏ ửng,
sau đó bị chảy nước và lở loét. Bệnh đen và rụng móng chân có thể dẫn đến hoại tử,
rụng dần từng đốt ngón chân. Sau 15 - 20 năm kể từ khi phát hiện, người nhiễm độc
As sẽ chuyển sang ung thư và chết.
1.3.2. Chì
1.3.2.1. Khái quát
Chì (Pb) thuộc nhóm IVA trong hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học.

Khối lượng nguyên tử của nó là 207,2. Chì có hai trạng thái oxy hóa bền chính là
Pb(II) và Pb(IV) và có bốn đồng vị là 204Pb, 206Pb, 207Pb và 208Pb. Trong môi
trường axit nó tồn tại dưới dạng ion Pb2+ trong các hợp chất vô cơ và hữu cơ.
Chì có trong tự nhiên dưới dạng khoáng Sunfua Galen, khoáng Cacbonate
-Cerussite và Sunfat Anglessite. Trong đất có một lượng nhỏ chì, sự hoà tan của chì
trong đất tăng lên do quá trình axit hoá trong (đất chua). Chì có khả năng được tích tụ
trong cây trồng trong quá trình sinh trưởng và do đó đối với cây lương thực bị nhiễm
chì có thể dẫn đến sự ngộ độc do chì.
Ở điều kiện thường, chì bị oxi hóa tạo thành lớp oxit màu xám xanh bao bọc
trên bề mặt bảo vệ cho chì không tiếp tục bị oxi hóa nữa.
Do E0(Pb2+/ Pb) = - 0,126 (V) nên về nguyên tắc chì tan được trong HCl loãng
và H2SO4 dưới 80% nhưng thực tế chì chỉ tương tác trên bề mặt với dung dịch axit HCl
GVHD: KS. Hoàng Thị Loan
TS. Bùi Thị Kim Anh
12
SVTH: Kiều Thị Oanh


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa Công nghệ hóa học và Môi trường

Đồ án tốt nghiệp

loãng và axit H2SO4 dưới 80% vì bị bao bọc bởi lớp muối khó tan (PbCl 2 và PbSO4).
Với dung dịch đậm đặc hơn của các axit đó thì chì có khả năng tạo phức tan.
H2[PbCl4]
PbSO4 +

H2SO4

→

PbCl2 + 2HCl

→

Pb(HSO4)2

Chì tác dụng với HNO3 ở bất kì nồng độ nào
3Pb

+ 8HNO3

→

3Pb(NO3)2 + 2NO + 4H2O

1.3.2.2. Sự phân bố và dạng tồn tại trong đất
Chì là nguyên tố KLN có khả năng linh động kém, có thời gian bán huỷ trong
đất từ 800 - 6000 năm. Theo thống kê của nhiều tác giả hàm lượng chì trong đất trung
bình từ 15 - 25 ppm. Ở trong đất, Pb thường nằm ở dạng phức chất bền với các anion
(CO32-, Cl-, SO32-, PO43-). Trong môi trường trung tính hoặc kiềm, Pb tạo thành PbCO 3
hoặc Pb3(PO4)2 ít ảnh hưởng đến cây trồng. Theo một số tác giả phản ứng cacbonat hoá
hoặc đất trung tính sự ô nhiễm chì được hạn chế. Sự tăng độ chua có thể làm tăng độ
hoà tan của Pb và sự giảm độ chua thường tăng sự tích luỹ của chì do kết tủa. Chì bị
hấp phụ trao đổi chiếm tỉ lệ nhỏ (<5 %) hàm lượng Pb có trong đất. Chì cũng có khả
năng kết hợp với các chất hữu cơ hình thành các chất dễ bay hơi như (CH 3)2Pb. Trong
đất chì có độc tính cao, hạn chế hoạt động của các vi sinh vật và tồn tại khá bền vững
dưới dạng phức hệ với các chất hữu cơ. Pb trong đất có khả năng thay thế ion K + trong
các phức hệ hấp phụ có nguồn gốc hữu cơ hoặc khoáng sét. Khả năng hấp thụ chì tăng

dần theo thứ tự sau:
Montmorillonit < Axit humic < Kaolinit < Allophane < Ôxit Sắt
Khả năng hấp phụ Pb tăng dần đến pH mà tại đó hình thành kết tủa Pb(OH) 2, sự
hoà tan của Pb trong đất tăng lên do quá trình axit hoá trong đất chua.
1.3.2.3. Sự ảnh hưởng của Chì trong đất đối với cây trồng và sức khỏe con người
- Đối với cây trồng: Sự dư thừa Pb cũng sẽ gây độc cho cây trồng khi hàm
lượng Pb trong đất quá cao. Cây trồng có thể sinh trưởng, phát triển kém, năng suất
thấp, thậm chí cây có thể chết nếu như nồng độ trong đất quá cao.
- Đới với con người: Khi ăn phải một lượng Pb từ 25- 30g, nạn nhân thoạt tiên
có thể thấy vị ngọt rồi chát, nghẹn ở cổ, nôn ra chất trắng, đau bụng dữ dội, mạch yếu,
GVHD: KS. Hoàng Thị Loan
TS. Bùi Thị Kim Anh
13
SVTH: Kiều Thị Oanh