TIỂU LUẬN xây DỰNG QUY TRÌNH ĐÁNH GIÁ KIM LOẠI NẶNG TRONG đất và nước (pb, as, hg) , đh nông lâm tphcm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
LỚP DH09HH

MÔN HÓA PHÂN TÍCH DỤNG CỤ
TIỂU LUẬN: XÂY DỰNG QUY TRÌNH ĐÁNH GIÁ KIM LOẠI
NẶNG TRONG ĐẤT VÀ NƯỚC (Pb, As, Hg)

GV hướng dẫn:
cô Phùng Võ Cẩm Hồng

Nhóm sinh viên thực hiện:
- Trần Văn Hoài Thương

09139181

- Đồng Thị Thương

09139179

- Lê Quang Tân

09139154

- Trương Thị Phương Linh 09139091
- Lê Thị Nhung

09139116


Tổng quan về kim loại

nặng
1/ Khái niệm chung về kim loại nặng
Theo từ điển KHKT do NXBKH&KT Hà Nội năm 2000,
kim loại nặng là những kim loại có khối lượng riêng lớn
hơn 5g/cm3 ( As(5,72 ) , Ag( 10,5 ) , Bi( 9,8 ) , Cd( 8,6 ),
Co( 8,9 ) , Cu( 8,96 ) , Cr( 7,1 ) , Fe( 7,87 ), Hg( 13,52 ),
Mn(7,44 ) , Pb( 11,34 ), Zn (7,1 )) và thể hiện độc tính ở
nồng độ thấp.
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, 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.


2. Tác động của kim loại nặng
* Đối với môi trường:
Với sự tích tụ quá mức lượng KLN trong môi trường
đất đã làm cho thảm thực vật trên mặt đất bị mất đi,
nhiều loài không thể sống được ở những vùng đất
chứa lượng KLN quá cao. Đất giảm lượng tích luỹ
mùn và trở nên chặt hơn, nghèo dinh dưỡng hơn.
Những cây có thể mọc được ở những vùng đất chứa
lượng KLN cao thì ngay trong bản thân chúng cũng
sẽ chứa lượng KLN nhất định, và lượng KLN nhất định
này cao hơn mức bình thường mà chúng có được do
chúng hút các chất dinh dưỡng trong đất.

Các KLN tích luỹ trong đất, nước từ đó
đi vào nông sản, thực phẩm và theo
chuỗi thức ăn KLN trong đất sẽ được
tích tụ trong thực vật, động vật và vào
cơ thể con người.


2. Tác động của kim loại nặng
*Đối với con người:
- Việc con người phải hít thở bầu không khí ô
nhiễm; sử dụng nước uống, nước rửa, lương
thực, thực phẩm nhiễm kim loại nặng; Tiếp xúc
trực tiếp với các vật liệu có chứa kim loại nặng
(sơn tường có hàm lượng chì cao)… dẫn tới sự
tích tụ kim loại nặng trong cơ thể. Nếu vượt quá
ngưỡng quy định, bất cứ kim loại nào cũng có thể
sẽ gây ngộ độc kim loại cho cơ thể dẫn tới nhiều
ca tử vong hoặc khiến con người mang dị họa
suốt đời.


Cơ chế gây độc của KL nặng
Toxic Metals
Pb, Cd, Hg, As

Damage to antioxidant
defense system

Depletion of
Thiol status

Reactive Oxygen Species (ROS)

LIPIDS

PROTEINS

DNA

Lipid Peroxidation

Protein Oxidation

Oxidized Nucleic Acids

Cell Membrane Damage

Protein Dysfunction

Impaired DNA Repair

Cell Death

Mutagenicity
Carcinogenesis


Asen (Thạch tín)
Hiệu ứng hóa sinh của Asen:
Về mặt hóa học Asen là một á kim, trong danh mục các hóa

chất cần kiểm soát được xếp cùng hàng với kim loại nặng
độc loại A. As tự do cũng như hợp chất của nó đều rất độc.
Trong các hợp chất thì hợp chất của As(III) là độc nhất. Asen
thường nằm trong thuốc trừ sâu, thuốc trị nấm (fungicide) và
thuôc trừ cỏ (herbicide). As+3 tác động vào nhóm –SH của
men do vậy ức chế hoạt động của men:


Trong việc tạo ATP bước tổng hợp 1,3 diphosphoglyxerate từ
glyxeraldehyd 3 phosphat là rất quan trọng. Tuy nhiên khi có mặt
(AsO3)-3 thì (PO4)-3 bị chiếm chỗ nên không hình thành 1,3
diphosphoglyxerat mà lại hình thành 1 Aseno 3 phosphoglyxerat
sau đó chât này lại tự thủy phân chẳng cần sự tham gia của men
để lại tạo thành 3 phosphoglyxerat và Asenic chứ không thành ATP


Người bị nhiễm độc As thường có tỉ lệ bị
đột biến NST rất cao. Ngoài việc gây nhiễm
độc cấp tính As còn gây độc mãn tính do
tích lũy trong gan, thận, bàng quang, tim
mạch, hệ hô hấp với các mức độ khác
nhau, liều gây tử vong là 0,1g (tính theo
As2O3).
-

Những biểu hiện của bệnh nhiễm độc Asen
là chứng sạm da (melanosis), dày biểu bì
(kerarosis), từ đó dẫn đến hoại thư hay ung
thư ở các cơ quan tiếp xúc và tích tụ, viêm
răng, khớp,... Hiện tại trên thế giới chưa có

phương pháp hữu hiệu chữa bệnh nhiễm độc
Asen.
-


Hình ảnh một số bệnh
do nhiễm độc Asen



Chì - Pb
Cơ chế Hóa sinh
- Hiệu ứng hóa sinh quan trọng của chì là can
thiệp vào việc tổng hợp hemoglobin (ức chế các
men) dẫn đến các bệnh về máu.
- Khi chì trong máu vượt quá 0.3ppm cơ thể sẽ
thiếu máu do thiếu hemoglobin.
- Khi thiêu chì nhiều hơn 0.5 – 0.8ppm chức năng
thận bị rối loạn và cuối cùng ảnh hưởng đến thần
kinh.


•Khi

nồng độ chì trong nước uống là 0,042 – 1,0 mg/l
sẽ xuất hiện triệu chứng bị ngộ độc kinh niên ở
người; nồng độ 0,18 mg/l động vật máu nóng bị ngộ
độc.
•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 chì sẽ bị rối loạn bộ phận tạo
huyết (tuỷ, 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, chì
ít bị đào thải mà tích tụ theo thời gian rồi mới gây
độc.


- Ngoài ra, muối chì gây rối loạn tổng hợp
hemoglobin, giảm thời gian sống của hông cầu,
thay đổi hình dạng tế bào, gây xơ vữa động mạch,
làm con người bị ngu đần, mât cảm giác... Chì gây
ung thư thận thông qua việc thay đổi hình thái và
chức năng của các tế bào ông thận làm giảm chức
năng vận chuyển năng lượng là tiểu đường, tiểu
đạm. Chì ảnh hưởng đến chức năng sinh sản, gây
vô sinh, sẩy thai và chết sơ sinh.
- Với nồng độ chì cao hơn 80mg/dl sẽ xảy ra các
bệnh về não do việc gây tổn thương đến các tiểu
động mạch và mao mạch não và phù não, tăng áp
suất dịch não tủy, thoái hóa các nơron thần kinh.


Thủy ngân - Hg
Hiệu ứng hóa sinh:
- Thủy ngân nguyên tố hoàn toàn không độc,
nếu lỡ nuốt phải thì cơ thể sẽ tự đào thải ra
ngoài qua đường bài tiết, còn hơi thủy ngân và

các hợp chất của nó rất độc, hơi thủy ngân sau
khi hít vào cơ thể sẽ đi lên não làm cho hệ thần
kinh trung ương bị rối loạn. Dạng độc nhất của
Thủy ngân là Metyl thủy ngân nằm dưới dạng
CH3Hg+. Ion metyl thủy ngân tan trong lipit nên
có thể đi vào phần lipit của màng mô não.


Liên kêt hóa trị Hg – C rất chặt chẻ khó bẻ
gãy và alkin thủy ngân nằm lại tồn tại trong
tế bào rất lâu.
Dạng nguy hiểm nhất là R-Hg+ có thể lọt qua
rào chắn thai bàn và đi vào mô thai gây hậu
quả cho thai nhi.
Ngộ độc metyl thủy ngân, chromosom trong
cơ thể sẽ phân ly và ức chế việc phân chia
tế bào.



TÌNH HÌNH Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG
Tốc độ đô thị hóa, quá trình công nghiệp hóa
ngày càng diễn ra nhanh và mạnh mẽ. Bên
cạnh đó, sự gia tăng dân sô, sự phát triển mạnh
mẽ của ngành giao thông vận tải… gây một áp
lực rất lớn đến môi trường nói chung, môi
trường đất và nước nói riêng. Nước thải công
nghiệp chưa qua xử lý; Ô nhiễm không khí
(trong đó có sự ô nhiễm chì – Pb, asen – As,
Thủy ngân – Hg,…); Nước thải từ khu khai thác

quặng; Lạm dụng phân bón hóa học, thuốc bảo
vệ thực vật… là những nguyên nhân làm cho
đất và nước bị ô nhiễm kim loại nặng.


Nguồn gốc phát sinh KLN
trong đất và nước
Trong 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:
+ 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
+ Mỹ nghệ: Pb, Ni, Cr



-Hoạt động sản xuất nông nghiệp

+ Sử dụng phân bón hoá học: As, Cd, Mn,
U, V và Zn trong một số phân phốt phát.
+ 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 khếch tán do sông trầm tích trên đất do lũ, nạo vét sông…thải
ra As, Cd, Hg, Pb.
+ Vận chuyển trong quá trình tuyển quặngvận 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