Đánh giá mối quan hệ giữa hàm lượng và sự tích lũy của một số kim loại nặng trong các sinh vật họ hai mảnh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

NGUYỄN HẢI VIỆT

ĐÁNH GIÁ MỐI QUAN HỆ GIỮA HÀM LƯỢNG VÀ SỰ
TÍCH LŨY CỦA MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG
CÁC SINH VẬT HỌ HAI MẢNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ MÔI TRƯỜNG
Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trường

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS. TRẦN THANH CHI

Hà Nội - 2016
1


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

NGUYỄN HẢI VIỆT

ĐÁNH GIÁ MỐI QUAN HỆ GIỮA HÀM LƯỢNG VÀ SỰ
TÍCH LŨY CỦA MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG
CÁC SINH VẬT HỌ HAI MẢNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ MÔI TRƯỜNG
Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trường

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS. TRẦN THANH CHI

Hà Nội - 2016
1


Viện Khoa học và Công nghệ môi trường – Đại học Bách khoa Hà Nội

MỤC LỤC
Mở đầu ............................................................................................................................ 1
1. Lý do chọn đề tài ...................................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................................. 2
3. Ý nghĩa khoa học của đề tài ..................................................................................... 3
4. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu............................................................................. 3
5. Kết cấu của luận văn ................................................................................................ 3
Chương 1. Tổng quan...................................................................................................... 4
1.1 Kim loại nặng ............................................................................................................ 5
1.1.1 Khái niệm và tính chất của kim loại nặng. ............................................................ 5
1.1.2. Một số kim loại và á kim điển hình ....................................................................... 6
1.1.3. Các dạng tồn tại của kim loại nặng trong nước ................................................. 11
1.2. Trầm tích ................................................................................................................ 11
1.2.1. Khái niệm về trầm tích ........................................................................................ 11
1.2.2. Các dạng tồn tại của kim loại trong trầm tích ................................................... 12
1.2.3. Các nguồn tích lũy kim loại vào trầm tích .......................................................... 13
1.2.4. Cơ chế và các yếu tố ảnh hưởng đến sự tích lũy kim loại vào trầm tích ............ 14
1.3. Tổng quan về sinh vật họ hai mảnh nước ngọt ...................................................... 14
1.3.1. Giới thiệu chung về sinh vật họ hai mảnh........................................................... 14

1.3.2. Một số sinh vật họ hai mảnh tiêu biểu ................................................................ 18
1.3.3. Cách tiếp cận dùng sinh vật họ hai mảnh để đánh giá mối quan hệ giữa hàm
lượng và sự tích lũy của một số kim loại nặng.............................................................. 21
1.4. Một số nghiên cứu trên thế giới và Việt Nam có liên quan ................................... 22
1.4.1. Một số nghiên cứu trên thế giới có liên quan ..................................................... 22
1.4.2. Một số nghiên cứu ở Việt Nam có liên quan ....................................................... 23
Chương 2 : Phạm vi đối tượng và phương pháp nghiên cứu........................................ 25
2.1. Địa điểm và đối tượng nghiên cứu ......................................................................... 25
2.1.1. Địa điểm lấy mẫu nghiên cứu ............................................................................. 25

Học viên: Nguyễn Hải Việt 2014B

i

Quản lý Tài nguyên và Môi trường


Viện Khoa học và Công nghệ môi trường – Đại học Bách khoa Hà Nội

2.1.2. Thời gian nghiên cứu .......................................................................................... 28
2.1.3. Đối tượng nghiên cứu ......................................................................................... 29
2.2. Phương pháp nghiên cứu. ...................................................................................... 29
2.2.1. Phương pháp hồi cứu. ......................................................................................... 29
2.2.2. Phương pháp xử lý số liệu................................................................................... 30
2.2.3. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu ............................................................ 31
2.2.4. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm ................................................ 33
2.2.4.1. Phương pháp xử lý mẫu ................................................................................... 34
Chương 3 : Kết quả nghiên cứu và thảo luận ............................................................... 39
3.1. Diễn biến các kim loại trong môi trường nước mặt tại các điểm lấy mẫu trên
lưu vực sông Cầu........................................................................................................... 39

3.1.1. Kết quả As trong nước ........................................................................................ 39
3.1.2. Kết quả Pb trong nước ........................................................................................ 41
3.1.3. Kết quả Cd và Cu trong nước ............................................................................. 43
3.1.4. Nhận xét chung .................................................................................................... 44
3.2. Diễn biến các kim loại trong trầm tích lưu vực sông Cầu. .................................... 44
3.2.1. Kết quả As trong trầm tích .................................................................................. 44
3.2.2. Kết quả Pb trong trầm tích.................................................................................. 48
3.2.3. Kết quả Cu trong trầm tích sông Cầu năm 2015 ............................................... 50
3.2.4. Kết quả Cd trong trầm tích sông Cầu năm 2015 ............................................... 51
3.3. Diễn biến các kim loại trong sinh vật họ hai mảnh tại lưu vực sông Cầu. ............ 52
3.3.1. Kết quả As trong sinh vật họ hai mảnh ............................................................... 52
3.3.2. Kết quả Pb trong sinh vật họ hai mảnh .............................................................. 54
3.3.3. Kết quả Cu trong sinh vật họ hai mảnh .............................................................. 55
3.3.4. Kết quả Cd trong sinh vật họ hai mảnh .............................................................. 57
3.4. Đánh giá mối tương quan của kim loại nặng trong các đối tượng nghiên cứu. .... 59
3.4.1. Mối tương quan về hàm lượng As giữa các đối tượng nghiên cứu..................... 59
3.4.2. Mối tương quan về hàm lượng Pb giữa các đối tượng nghiên cứu. ................... 60
3.4.3. Mối tương quan về hàm lượng Cu giữa các đối tượng nghiên cứu. ................... 62

Học viên: Nguyễn Hải Việt 2014B

ii

Quản lý Tài nguyên và Môi trường


Viện Khoa học và Công nghệ môi trường – Đại học Bách khoa Hà Nội

3.4.4. Mối tương quan về hàm lượng Cd giữa các đối tượng nghiên cứu. ................... 63
3.4.5. Mối tương quan giữa hàm lượng các kim loại trong từng đối tượng nghiên

cứu ................................................................................................................................. 64
KẾT LUẬN .................................................................................................................... 68
KIẾN NGHỊ ................................................................................................................... 69
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 70
Tài liệu tiếng Việt: ........................................................................................................ 70
Tài liệu tiếng Anh: ....................................................................................................... 71
Phụ lục 01. Danh sách nguồn thải tại 4 điểm lấy mẫu .............................................. 73
Phụ lục 02. Tiêu chuẩn đánh giá ô nhiễm KLN trong trầm tích ............................... 77
Phụ lục 3. Hình ảnh thiết bị phân tích kim loại nặng................................................ 78

Học viên: Nguyễn Hải Việt 2014B

iii

Quản lý Tài nguyên và Môi trường


Viện Khoa học và Công nghệ môi trường – Đại học Bách khoa Hà Nội

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 : Tính chất chung của một số kim loại............................................................. 5
Bảng 2.1: Danh mục điểm lấy mẫu trên sông Cầu ....................................................... 28
Bảng 2.2 : Bảng ký hiệu mẫu LVS Cầu ......................................................................... 28
Bảng 2.3 : Lịch lấy mẫu năm 2015 ............................................................................... 29
Bảng 2.4 : Chương trình phá mẫu bằng lò vi sóng ....................................................... 38
Bảng 3.1: Kết quả hàm lượng As trong nước tại các điểm lấy mẫu ............................. 39
Bảng 3.2: Kết quả hàm lượng Pb trong nước tại các điểm lấy mẫu ............................ 41
Bảng 3.3: Hàm lượng Cu (mg/L) tại các điểm lấy mẫu, LVS Cầu 2105 ...................... 43
Bảng 3.4 : Hàm lượng Cd (mg/L) tại các điểm lấy mẫu, LVS Cầu 2105 ..................... 43
Bảng 3.5: Hàm lượng As (mg/kg) trong trầm tích tại các điểm lấy mẫu...................... 45

Bảng 3.6: Một số thông số hóa lý cơ bản của LVS Cầu năm 2015 .............................. 47
Bảng 3.7: Hàm lượng Pb (mg/kg) trong trầm tích tại các điểm lấy mẫu ..................... 48
Bảng 3.8: Hàm lượng Cu (mg/kg) trong trầm tích tại các điểm lấy mẫu, LVS Cầu .... 50
Bảng 3.9: Hàm lượng Cd (mg/kg) trong trầm tích tại các điểm lấy mẫu ..................... 52
Bảng 3.10: Hàm lượng As(mg/kg) trong sinh vật họ hai mảnh tại các điểm lấy mẫu . 53
Bảng 3.11: Hàm lượng Pb(mg/kg) trong sinh vật họ hai mảnh tại các điểm lấy mẫu. 55
Bảng 3.12: Hàm lượng Cu(mg/kg) trong sinh vật họ hai mảnh tại các điểm lấy mẫu . 56
Bảng 3.13: Hàm lượng Cd(mg/kg) trong sinh vật họ hai mảnh tại các điểm lây mẫu . 58
Bảng 3.14: Mối tương quan giữa As tới các đối tượng nghiên cứu năm 2015 ............ 60
Bảng 3.15: Mối tương quan giữa Pb tới Trai và Trùng trục năm 2015 ....................... 61
Bảng 3.16: Mối tương quan giữa Cu tới sinh vật họ hai mảnh năm 2015 ................... 62
Bảng 3.17: Mối tương quan giữa Cd tới sinh vật họ hai mảnh năm 2015 ................... 63
Bảng 3.18: Mối tương quan giữa kim loại trong nước tại các điểm lấy mẫu .............. 65
Bảng 3.19: Mối tương quan giữa kim loại trong trầm tích năm 2015 ......................... 65
Bảng 3.20: Mối tương quan giữa kim loại trong trai nước ngọt năm 2015 ................. 66

Học viên: Nguyễn Hải Việt 2014B

iv

Quản lý Tài nguyên và Môi trường


Viện Khoa học và Công nghệ môi trường – Đại học Bách khoa Hà Nội

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 : Sơ đồ phát tán kim loại nặng vào môi trường nước và trầm tích ............... 13
Hình 1.2: Cấu tạo cơ thể lớp hai mảnh vỏ ................................................................... 15
Hình 1.3 : Trùng trục .................................................................................................... 18

Hình 1.4: Con Trai nước ngọt ....................................................................................... 19
Hình 1.5 : Con Hến nước ngọt ...................................................................................... 20
Hình 2.1 : Lưu vực sông Cầu ........................................................................................ 25
Hình 2.2. Sơ đồ vị trí khảo sát trên sông Cầu ............................................................... 27
Hình 2.3 : Lựa chọn Trùng trục và Hến........................................................................ 32
Hình 2.4 : Dụng cụ lấy mẫu Bathmet............................................................................ 32
Hình 2.5 : Thiết bị lấy mẫu trầm tích ............................................................................ 33
Hình 2.6: Quy trình phá mẫu As trong nước ................................................................ 34
Hình 2.7: Quy trình phá mẫu Cu, Cd, Pb trong nước .................................................. 35
Hình 2.8: Quy trình phá mẫu sinh vật họ hai mảnh ..................................................... 37
Hình 2.9: Quy trình xác định hàm ẩm .......................................................................... 38
Hình 3.1: Hàm lượng As(mg/L) các điểm năm 2015 .................................................... 40
Hình 3.2 : Diễn biến hàm lượng Pb(mg/L) các điểm lấy mẫu năm 2015 ..................... 42
Hình 3.3: Diễn biến hàm lượng As(mg/kg) trong trầm tích tại các điểm lấy mẫu ....... 45
Hình 3.4: Diễn biến hàm lượng Pb(mg/kg) trong trầm tích tại các điểm lấy mẫu ....... 48
Hình 3.5:Biểu đồ hàm lượng Cu (mg/kg) trong trầm tích tại các điểm lấy mẫu .......... 51
Hình 3.6:Biểu đồ diễn biến hàm lượng Cd (mg/kg) trong trầm tích năm 2015............ 52

Học viên: Nguyễn Hải Việt 2014B

v

Quản lý Tài nguyên và Môi trường


Viện Khoa học và Công nghệ môi trường – Đại học Bách khoa Hà Nội

Mở đầu
1. Lý do chọn đề tài
Môi trường ngày nay đã trở thành vấn đề chung của toàn nhân loại, được

toàn thế giới quan tâm. Bên cạnh những bước đột phá mới của các ngành công-nông
nghiệp để nhằm phát triển nền kinh tế, nâng cao chất lượng cuộc sống thì kéo theo
đó là những vấn đề ô nhiễm môi trường đang ngày càng gia tăng. Nằm trong khung
cảnh chung của thế giới, môi trường Việt Nam cũng đang xuống cấp, có nơi bị hủy
hoại nghiêm trọng gây nên nguy cơ mất cân bằng sinh thái, cùng với việc khai thác
không hợp lý các nguồn tài nguyên đã làm ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống và
phát triển bền vững của đất nước. Trong số những vấn đề đó thì ô nhiễm nước đang
là mối quan tâm của toàn xã hội, đặc biệt là ô nhiễm nguồn nước thải sinh hoạt gây
ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe con người.
Trong quá trình thực hiện CNH-HĐH đất nước thì tri thức khoa học và công
nghệ cùng với lao động chất lượng cao là lực lượng sản xuất quan trọng mang tính
quyết định. Văn kiện Đại hội XI của Đảng đã xác định “Tận dụng các cơ hội thuận
lợi do bối cảnh quốc tế tạo ra và các tiềm năng, lợi thế của nước ta để rút ngắn quá
trình CNH-HĐH đất nước theo định hướng xã hội chủ nghĩa gắn với từng bước phát
triển kinh tế tri thức, coi kinh tế tri thức là yếu tố quan trọng của nền kinh tế và
CNH-HĐH”.
Nhờ cuộc cách mạng khoa học và công nghệ mới, những nước có xuất phát
điểm thấp như Việt Nam có thể tiếp cận được với trình độ khoa học và công nghệ
hiện đại trên con đường công nghiệp hóa. Để rút ngắn khoảng cách so với các nước
phát triển, nước ta vừa phải tiến hành công nghiệp hóa vừa phải tìm cách đi thẳng
vào kinh tế tri thức, công nghiệp công nghệ cao. Đảng và Nhà nước ta không ngừng
tập trung xây dựng và phát triển tiềm lực khoa học và công nghệ của đất nước, tăng
cường năng lực tiếp thu, làm chủ các công nghệ hiện đại, nhằm tạo ra bước nhảy
vọt về chất lượng và hiệu quả của nền kinh tế.
Song song với việc phát triển kinh tế, hiện đại hóa mà ta phải đánh đổi lấy

Học viên: Nguyễn Hải Việt 2014B

1

Quản lý Tài nguyên và Môi trường


Viện Khoa học và Công nghệ môi trường – Đại học Bách khoa Hà Nội

những hậu quả nghiêm trọng về môi trường. Ví dụ điển hình trong thời gian qua là
việc cá chết hàng loạt tại 4 tỉnh miền trung do công ty Formosa Hà Tĩnh xả thải ra
môi trường làm ảnh hưởng không nhỏ đến môi trường, sức khỏe của người dân,
đánh bắt thủy hải sản, du lịch, … Chính vì vậy mà chúng ta phải quan tâm đặt biệt
đến phát triển kinh tế đi đôi với bảo vệ môi trường.
Trong những năm gần đây, tình trạng ô nhiễm các kim loại nặng là vấn đề
đáng quan tâm, đặc biệt ở các khu vực phát triển nhanh về công nghiệp. Một số kim
loại nặng dạng vết có thể gây độc tức thời hoặc ảnh hưởng lâu dài đến đời sống sinh
vật và sức khỏe con người ngay ở nồng độ thường như Pb, Cd, Hg, As, … Các chất
ô nhiễm sẽ thường tích lũy vào trầm tích đáy sông, hồ, cửa biển, … bởi sự lắng
đọng của các hạt lơ lửng. Sự tích tụ các chất ô nhiễm sẽ ảnh hưởng tới đời sống của
các sinh vật thủy sinh, gây ảnh hưởng tới sức khỏe con người. Trước tình hình ô
nhiễm môi trường và độc tính của các chất ô nhiễm tới sức khỏe cộng đồng, cần
phải đẩy mạnh công tác quan trắc, phân tích, đo đạc để phát hiện sớm những vấn đề
về môi trường và ô nhiễm để cảnh báo, để có các biện pháp bảo vệ và cải thiện môi
trường, giúp các nhà quản lý môi trường sớm hoạch định chính sách về môi trường,
... Hiê ̣n nay, ở nước ta đã hình thành ma ̣ng lưới quan trắ c môi trường ở mô ̣t số
bô ̣/ngành và điạ phương. Các tổ chức, đơn vi ̣cùng thực hiê ̣n công tác quan trắ c môi
trường nói chung, môi trường nước mă ̣t nói riêng trên nhiề u khu vực trong cả nước.
Sự tích lũy kim loại nặng trong mô của các sinh vật hai mảnh vỏ thường được sử
dụng để đánh giá mức độ ô nhiễm nơi sinh vật đó sống. Chính vì vậy mà tác giả đã
lựa chọn đề tài “Đánh giá mối quan hệ giữa hàm lượng và sự tích lũy của một số
kim loại nặng trong các sinh vật họ hai mảnh”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Quan trắc, phân tích hàm lượng kim loại nặng (As, Cd, Cu, Pb) trong môi

trường nước, trầm tích và sinh vật họ hai mảnh (Trai nước ngọt, Trùng trục, Hến)
tại một số điểm trên lưu vực sông Cầu, từ đó chỉ ra mối quan hệ về hàm lượng kim
loại nặng giữa các đối tượng này.

Học viên: Nguyễn Hải Việt 2014B

2

Quản lý Tài nguyên và Môi trường


Viện Khoa học và Công nghệ môi trường – Đại học Bách khoa Hà Nội

3. Ý nghĩa khoa học của đề tài
Nghiên cứu góp phần đánh giá hiện trạng tích lũy KLN trong trầm tích và
một số loài động vật hai mảnh vỏ, đồng thời đánh giá khả năng giám sát ô nhiễm
KLN tại LVS Cầu. Đây là nguồn tài liệu tham khảo tin cậy cho các nhà quản lý.
4. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu của đề tài là tại một số điểm trên lưu vực sông Cầu, bao
gồm:
 Cầu Thị Cầu (thành phố Bắc Ninh)
 Cầu Đa Phúc (Sông Công chảy vào sông Cầu)
 Tân Long (suối Phượng Hoàng – tp Thái Nguyên)
 Cầu Đào Xá (Sông Ngũ Huyện Khê chảy qua địa phận làng nghề xã
Phong Khê)
Các đối tượng nghiên cứu ở đây là nước mặt, trầm tích và sinh vật họ hai
mảnh (Trai nước ngọt, Trùng trục, Hến)
5. Kết cấu của luận văn
-

Mở đầu

-

Chương 1: Tổng quan

-

Chương 2: Phạm vi đối tượng và phương pháp nghiên cứu.

-

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận.

-

Kết luận

Học viên: Nguyễn Hải Việt 2014B

3

Quản lý Tài nguyên và Môi trường


Viện Khoa học và Công nghệ môi trường – Đại học Bách khoa Hà Nội

Chương 1. Tổng quan
Trong những năm gần đây, ở Việt Nam việc đô thị hoá, sự gia tăng dân số và
sự phát triển mạnh mẽ các ngành xây dựng, giao thông, công nghiệp, nông nghiệp,

các làng nghề, ... đã làm cho môi trường sống của chúng ta, đặc biệt là nguồn nước
ngày càng trở nên bị ô nhiễm nghiêm trọng. Nguyên nhân là do các con sông không
có khả năng tự làm sạch khối lượng quá lớn các chất thải công nghiệp và sinh hoạt.
Do vậy, vấn đề ô nhiễm môi trường nước (sự phú dưỡng, ô nhiễm các chất hữu cơ,
kim loại nặng) đã và đang được đặc biệt quan tâm nghiên cứu để đưa ra những giải
pháp hữu hiệu nhằm ngăn chặn và xử lý kịp thời sự gia tăng ô nhiễm này. Ngoài ra,
ô nhiễm môi trường nước còn ảnh hưởng trực tiếp tới đời sống của các động thực
vật thủy sinh tại khu vực đó, nhất là đối với sinh vật họ hai mảnh. Loài sinh vật này
thường sống ở lớp bùn của các con sông, hồ, ao nên rất dễ bị ảnh hưởng bở các tác
nhân gây ô nhiễm môi trường sống của chúng. Trong quá trình nghiên cứu, tác giả
đã lựa chọn một số điểm trên lưu vực sông Cầu để đánh giá mối quan hệ giữa hàm
lượng và sự tích lũy của một số kim loại nặng trong các sinh vật họ hai mảnh .
Lưu vực sông Cầu những năm gần đây đang chịu áp lực mạnh mẽ của các
hoạt động kinh tế - xã hội, đặc biệt là của các khu công nghiệp, khu khai thác và chế
biến. Sự ra đời và hoạt động của hàng loạt các khu công nghiệp thuộc các tỉnh,
thành phố, các hoạt động tiểu thủ công nghiệp trong các làng nghề, các xí nghiệp
kinh tế quốc phòng cùng với các hoạt động khai thác, chế biến khoáng sản, canh tác
trên hành lang thoát lũ làm cho môi trường nói chung và môi trường nước nói riêng
ngày càng xấu đi, nhiều đoạn sông đã bị ô nhiễm tới mức báo động. Luận văn lựa
chọn 4 điểm lấy mẫu dựa vào thông tin thu thập nguồn thải tại cổng thông tin điện
tử của Trung tâm Quan trắc môi trường [1], (danh sách các nguồn thải xem trong
phụ lục 1). Các nguồn thải ở đây chủ yếu là nước thải từ các cơ sở sản xuất như các
cơ sở làm giấy thủ công, cụm khu công nghiệp, cơ sở chế biến lâm sản, cơ sở chăn
nuôi, cơ khí, vật liệu xây dựng. Một phần từ các bệnh viện tuyến huyện và đa khoa
tỉnh như: Bệnh viện Tâm thần - Thị Cầu - Bắc Ninh, Bệnh viện 91 Quân khu 1 –
Phổ Yên – Thái Nguyên, Bệnh viện đa khoa huyện Phổ Yên – Phổ Yên – Thái

Học viên: Nguyễn Hải Việt 2014B

4

Quản lý Tài nguyên và Môi trường


Viện Khoa học và Công nghệ môi trường – Đại học Bách khoa Hà Nội

Commented [V1]: Bổ xung nêu lý do lựa chọn đối tượng
nghiên cứu. Chỉnh lại đánh số mục. VD: I.1,I.2 …

Nguyên.
1.1 Kim loại nặng
1.1.1 Khái niệm và tính chất của kim loại nặng.
Kim loại nặng là những kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5g/cm3 và
thông thường chỉ những kim loại hoặc các á kim liên quan đến sự ô nhiễm và độc
hại. Tuy nhiên chúng cũng bao gồm những nguyên tố kim loại cần thiết cho một số
sinh vật ở nồng độ thấp. Kim loại nặng được được chia làm 3 loại: các kim loại độc
(Hg, Cr, Pb, Zn, Cu, Ni, Cd, Co, Sn, …), những kim loại quý (Pd, Pt, Au, Ag, Ru,
…), các kim loại phóng xạ (U, Th, Ra, Am, …).
Bảng 1.1 : Tính chất chung của một số kim loại
Tính chất chung
Stt

Nguyên tố

Số
Phân loại

Mầu sắc

nguyên

tử

Ánh kim

1

Asen (As)

Á kim

2

Chì (Pb)

Kim loại

Trắng bạc

3

Cadimi (Cd)

Kim loại

Màu trắng

chuyển tiếp

ánh xanh

4

Đồng (Cu)

xám

Khối lượng
nguyên tử

33

74,9216

82

207,2

48

112,411

29

63,543

Màu xanh

Kim loại

lam hoặc

chuyển tiếp

xanh lục

Kim loại nặng không bị phân hủy sinh học, không độc khi ở dạng nguyên tố
tự do nhưng nguy hiểm đối với sinh vật sống khi ở dạng cation do khả năng gắn kết
với các chuỗi cacbon ngắn dẫn đến sự tích tụ trong cơ thể sinh vật sau nhiều năm.
Đối với con người, có khoảng 12 nguyên tố kim loại nặng gây độc như chì,
thủy ngân, nhôm, arsenic, cadmium, nickel, … Một số kim loại nặng được tìm thấy
trong cơ thể và thiết yếu cho sức khỏe con người, chẳng hạn như sắt, kẽm,

Học viên: Nguyễn Hải Việt 2014B

5

Quản lý Tài nguyên và Môi trường


Viện Khoa học và Công nghệ môi trường – Đại học Bách khoa Hà Nội

magnesium, cobalt, manganese, molybdenum và đồng mặc dù với lượng rất ít
nhưng nó hiện diện trong quá trình chuyển hóa. Tuy nhiên, ở mức thừa của các
nguyên tố thiết yếu có thể nguy hại đến đời sống của sinh vật. Các nguyên tố kim
loại còn lại là các nguyên tố không thiết yếu và có thể gây độc tính cao khi hiện
diện trong cơ thể, tuy nhiên tính độc chỉ thể hiện khi chúng đi vào chuỗi thức ăn.
Các nguyên tố này bao gồm thủy ngân, nickel, chì, arsenic, cadmium, nhôm,
platinum và đồng ở dạng ion kim loại. Chúng đi vào cơ thể qua các con đường hấp
thụ của cơ thể như hô hấp, tiêu hóa và qua da. Nếu kim loại nặng đi vào cơ thể và
tích lũy bên trong tế bào lớn hơn sự phân giải chúng thì chúng sẽ tăng dần và sự ngộ

độc sẽ xuất hiện. Do vậy, người ta bị ngộ độc không những với hàm lượng cao của
kim loại nặng mà cả khi với hàm lượng thấp và thời gian kéo dài sẽ đạt đến hàm
lượng gây độc. Tính độc hại của các kim loại nặng được thể hiện qua:
- Một số kim loại nặng có thể bị chuyển từ độc thấp sang dạng độc cao hơn
trong một vài điều kiện môi trường, ví dụ thủy ngân.
- Sự tích tụ và khuếch đại sinh học của các kim loại này qua chuỗi thức ăn có
thể làm tổn hại các hoạt động sinh lý bình thường và sau cùng gây nguy hiểm cho
sức khỏe của con người.
- Tính độc của các nguyên tố này có thể ở một nồng độ rất thấp khoảng 0.110 mg/l (theo Alkorta và cộng sự, 2004).
Ở nghiên cứu này tác giả đánh giá 4 kim loại chính là As, Pb, Cd và Cu để
phân tích, đánh giá hàm lượng và sự tích lũy của chúng trong môi trường nước mặt
lục địa, trầm tích sông và sinh vật họ hai mảnh.
1.1.2. Một số kim loại và á kim điển hình

Commented [V2]: Chỉnh lại tên mục cho logic

1.1.2.1. Asen (As)
Asen hay còn gọi là thạch tín, một nguyên tố hóa học có ký hiệu As và số
nguyên tử 33. Asen lần đầu tiên được Albertus Magnus(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 mé bên phải.
Asen là một á kim gây ngộ độc khét tiếng và có nhiều dạng thù hình: màu

Học viên: Nguyễn Hải Việt 2014B

6

Quản lý Tài nguyên và Môi trường

Viện Khoa học và Công nghệ môi trường – Đại học Bách khoa Hà Nội

vàng (phân tử phi kim) và một vài dạng màu đen và xám (á kim) chỉ là số ít mà
người ta có thể nhìn thấy. Ba dạng có tính kim loại của asen với cấu trúc tinh thể
khác nhau cũng được tìm thấy trong tự nhiên (các khoáng vật asen sensu stricto và
hiếm hơn là asenolamprit cùng parasenolamprit).
Trạng thái ôxi hóa phổ biến nhất của nó là -3 (asenua: thông thường trong
các hợp chất liên kim loại tương tự như hợp kim), +3 (asenat (III) hay asenit và
phần lớn các hợp chất asen hữu cơ), +5 (asenat (V): phần lớn các hợp chất vô cơ
chứa ôxy của asen ổn định).
Asen tồn tại ở các mức oxi hoá -3, 0, +3 và +5. Trong môi trường nước, tồn
tại các dạng axit asenơ (H3AsO3, H2AsO3-, HAsO32-), axit asenic (H3AsO4, H2AsO4-,
HAsO42-), asenit (AsO33-), asenat(AsO43-), axit methylasenic, axit dimethylasenic,
asin (AsH3).
Một số độc tính của As như:
 Độ độc của asen phụ thuộc vào trạng thái oxi hóa của asen, phụ thuộc vào
dạng tồn tại vô cơ hay hữu cơ. As(III) độc hơn nhiều so với As(V), asen vô
cơ độc hơn rất nhiều so với asen hữu cơ.
 Qua nhiều nghiên cứu người ta thấy rằng độ độc giảm dần theo thứ tự: Asin
> asenit > asenat > monometyl asenat > dimetyl asenat. Dạng xâm nhập
chính vào cơ thể là asen dạng vô cơ, đặc biệt là Asen(III) dễ hấp thụ vào cơ
thể con người qua đường ăn uống.
 IARC công nhận asen nguyên tố và các hợp chất của asen như là các chất
gây ung thư nhóm 1, còn EU liệt kê triôxít asen, pentôxít asen và các
muối asenat như là các chất gây ung thư loại 1.
 Asen và các hợp chất của nó tác dụng lên sunfuahydryl (-SH) và các men
phá vỡ quá trình photphoryl hóa, tạo phức co-enzyme ngăn cản quá trình
sinh năng lượng. Asen có khả năng gây ung thư biểu mô da, phế quản, phổi,
xoang, …
1.1.2.2. Chì (Pb)

Chì là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn hóa học viết tắt

Học viên: Nguyễn Hải Việt 2014B

7

Quản lý Tài nguyên và Môi trường


Viện Khoa học và Công nghệ môi trường – Đại học Bách khoa Hà Nội

là Pb (Latin: Plumbum) và có số nguyên tử là 82. Chì có hóa trị phổ biến là II, có
khi là IV. Chì là một kim loại mềm, nặng, độc hại và có thể tạo hình. Chì có màu
trắng xanh khi mới cắt nhưng bắt đầu xỉn màu thành xám khí tiếp xúc với không
khí. Chì dùng trong xây dựng, ắc quy chì, đạn và là một phần của nhiều hợp kim.
Chì có số nguyên tố cao nhất trong các nguyên tố bền.
Chì kim loại có tồn tại trong tự nhiên nhưng ít gặp. Chì thường được tìm thấy
ở dạng quặng cùng với kẽm, bạc, đồng (phổ biến nhất) và được thu hồi cùng với các
kim loại này. Khoáng chì chủ yếu là galena (PbS), trong đó chì chiếm 86,6% khối
lượng. Các dạng khoáng chứa chì khác như cerussite (PbCO3) và anglesite (PbSO4).
Chì là một kim loại độc có thể gây tổn hại cho hệ thần kinh, đặc biệt là ở trẻ
em và có thể gây ra các chứng rối loạn não và máu. Ngộ độc chì chủ yếu từ đường
thức ăn hoặc nước uống có nhiễm chì nhưng cũng có thể xảy ra sau khi vô tình nuốt
phải các loại đất hoặc bụi nhiễm chì hoặc sơn gốc chì. Tiếp xúc lâu ngày với chì
hoặc các muối của nó hoặc các chất ôxy hóa mạnh như PbO 2 có thể gây bệnh thận
và các cơn đau bất thường giống như đau bụng. Đối với phụ nữ mang thai, khi tiếp
xúc với chì ở mức cao có thể bị sẩy thai. Tiếp xúc lâu dài và liên tục với chì làm
giảm khả năng sinh sản ở nam giới. Thuốc giải hoặc điều trị nhiễm độc chì
là dimercaprol và succimer.
Chì trong không khí có thể bị hít vào hoặc ăn sau khi nó lắng đọng. Nó bị

hấp thụ nhanh chóng vào máu và được tin là có ảnh hưởng đến hệ thần kinh trung
ương, tim mạch, thận và hệ miễn dịch.
Chì cũng kìm hãm chuyển hóa canxi bằng cách trực tiếp hay gián tiếp thông
qua kìm hãm sự chuyển hóa vitamin D. Chì gây độc cả hệ thần kinh trung ương lẫn
hệ thần kinh ngoại biên.
1.1.2.3. Cadimi (Cd)
Cadimi là nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn các nguyên tố có ký
hiệu Cd và số nguyên tử bằng 48. Là một kim loại chuyển tiếp tương đối hiếm,
mềm, màu trắng ánh xanh và có độc tính, cadimi tồn tại trong các quặng kẽm và
được sử dụng chủ yếu trong các loại pin.

Học viên: Nguyễn Hải Việt 2014B

8

Quản lý Tài nguyên và Môi trường


Viện Khoa học và Công nghệ môi trường – Đại học Bách khoa Hà Nội

Cadimi là kim loại mềm, dẻo, dễ uốn, màu trắng ánh xanh, có hóa trị 2, rất
dễ cắt bằng dao. Nó tương tự về nhiều phương diện như kẽm nhưng có xu hướng
tạo ra các hợp chất phức tạp hơn. Trạng thái ôxi hóa phổ biến nhất của cadimi là +2,
nhưng có thể tìm thấy các hợp chất mà nó có hóa trị +1.
Các quặng chứa cadimi rất hiếm và khi phát hiện thấy thì chúng chỉ có một
lượng rất nhỏ. Greenockit (CdS) là khoáng chất duy nhất của cadimi có tầm quan
trọng, gần như thường xuyên liên kết với sphalerit (ZnS). Do vậy, cadimi được sản
xuất chủ yếu như là phụ phẩm từ việc khai thác, nấu chảy và tinh luyện các
quặng sulfua kẽm và ở mức độ thấp hơn là từ quặng chì và đồng. Một lượng nhỏ
cadimi, khoảng 10% mức tiêu thụ, được sản xuất từ các nguồn thứ cấp, chủ yếu từ

bụi sinh ra khi tái chế phế thải sắt và thép.
Theo nhiều nhà chuyên gia, thì hút thuốc cũng là nguyên nhân đáng kể gây
nhiễm Cadimi. Sự hấp thụ hợp chất Cadimi tùy thuộc vào độ hòa tan của chúng.
Cadimi tích tụ phần lớn ở thận và có thời gian bán hủy sinh học dài, từ 10 - 35 năm.
Cadmium được biết gây tổn hại đối thận và xương ở liều lượng cao. Nghiên
cứu 1021 người đàn ông và phụ nữ bị nhiễm độc Cd ở Thụy Điển cho thấy nhiễm
độc kim loại này có liên quan đến gia tăng nguy cơ gãy xương ở độ tuổi trên 50.
Bệnh itai-itai là bệnh do sự ngộ độc Cd trầm trọng. Tất cả những bệnh nhân với
bệnh này điều bị tổn hại thận, xương đau nhức trở nên giòn và dễ gãy (Nogawa và
cộng sự, 1999).
IARC đã xếp Cadimi và hợp chất của nó vào nhóm 2A. Phần lớn Cadimi
thâm nhập vào cơ thể người được đào thải qua thận. Một phần nhỏ được liên kết
mạnh với protein của cơ thể thành metallothionein có ở thận, phần còn lại được giữ
trong cơ thể và dần dần được tích lũy theo thời gian. Khi lượng Cd2 được tích trừ đủ
lớn, nó sẽ thế chỗ Zn 2+ ở các enzym quan trọng và gây rối loạn tiêu hóa. Lượng đưa
vào cơ thể hàng tuần có thể chịu đựng được (PTWI) được ấn định là 7 µg/kg thể
trọng.
1.1.2.4. Đồng (Cu)
Đồng là nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu Cu và

Học viên: Nguyễn Hải Việt 2014B

9

Quản lý Tài nguyên và Môi trường


Viện Khoa học và Công nghệ môi trường – Đại học Bách khoa Hà Nội

số nguyên tử bằng 29. Đồng là kim loại dẻo có độ dẫn điện và dẫn nhiệt cao. Đồng

nguyên chất mềm và dễ uốn; bề mặt đồng tươi có màu cam đỏ. Nó được sử dụng
làm chất dẫn nhiệt và điện, vật liệu xây dựng, và thành phần của các hợp kim của
nhiều kim loại khác nhau.
Đồng cũng là một trong số kim loại có rất nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực
công nghiệp khác nhau như: chế tạo dây dẫn điện, các hợp kim có độ chống mài
mòn cao, chế tạo sơn, thuốc trừ sâu, …
Ở pH lớn hơn 6 ion Cu2+ có thể kết tủa dưới dạng hidroxit, oxit, hidroxicacbonat. Đồng cũng tạo được phức rất bền với chất mùn. Đặc biệt trong môi
trường khử Cu2+ rất dễ kết hợp với ion S2- để tạo kết tủa CuS rất bền. Chính vì vậy
mà khả năng tích lũy sinh học của kim loại đồng trong trầm tích nhỏ và dạng tồn tại
chủ yếu của đồng trong trầm tích là ở dạng cặn dư.
Nguồn tích lũy của kim loại đồng trong tự nhiên đến từ 2 nguồn là nguồn tự
nhiên và nguồn nhân tạo. Trong tự nhiên, hàm lượng trung bình của đồng trong vỏ
trái đất vào khoảng 50 ppm và chủ yếu tồn tại dưới dạng một số khoáng chất như:
azurit (2CuCO3Cu(OH)2); malachit (CuCO3Cu(OH)2); các sulfua như: chalcopyrit
(CuFeS2), bornit (Cu5FeS4), covellit (CuS), chalcocit (Cu2S) và các ôxít như cuprit
(Cu2O), ... Trong đó nhiều nhất là các quặng sunfua tương đối bền. Vì vậy khả năng
rửa trôi của của kim loại đồng là tương đối nhỏ.
Nguồn tích lũy nhân tạo đồng vào trầm tích xuất phát chủ yếu từ các hoạt
động sản xuất đặc biệt là từ các ngành công nghiệp luyện kim và mạ điện. Theo một
số nghiên cứu, hàm lượng kim loại đồng trong nước thải của các nhà máy mạ điện
có thể lên đến 200 ppm.
Đồng được xem là một trong những nguyên tố cần thiết đối với sự phát triển
của con người, tuy nhiên sự tích tụ đồng với hàm lượng cao có thể gây độc cho cơ
thể. Cumings (1948) trích trong WHO (1998) phát hiện đồng thực sự là tác nhân
độc.
Đồng là nguyên tố vi lượng cần thiết trong cơ thể người, có nhiều vai trò sinh
lí, nó tham gia vào quá trình tạo hồng cầu, bạch cầu và là thành phần của nhiều

Học viên: Nguyễn Hải Việt 2014B

10

Quản lý Tài nguyên và Môi trường


Viện Khoa học và Công nghệ môi trường – Đại học Bách khoa Hà Nội

enzym. Đồng tham gia tạo sắc tố hô hấp hemoglobin. Các nghiên cứu y học cho
thấy khi nồng độ đồng cao hơn mức cho phép một số người có dấu hiệu mắc bệnh
do đồng lắng đọng trong gan, thận, não như bệnh về thần kinh schizophrenia.
Ngược lại, khi nồng độ đồng quá thấp, cơ thể phát triển không bình thường, đặc biệt
là với trẻ em. (Roberts, 1999)[30].
Mọi hợp chất của đồng đều là những chất độc, khoảng 30g CuSO4 có khả
năng gây chết người. Nồng độ an toàn của đồng trong nước uống đối với con người
dao động theo từng nguồn, khoảng 1,5  2mg/l. Lượng đồng đi vào cơ thể người
theo đường thức ăn mỗi ngày khoảng 2  4mg/l.
1.1.3. Các dạng tồn tại của kim loại nặng trong nước
Theo GS.TS Lâm Minh Triết [10], các dạng tồn tại của kim loại trong nước:
-

Các kim loại hòa tan: là những cấu tử kim loại hòa tan trong mẫu khi chưa
axit hóa, có khả năng lọt qua giấy lọc có kích thước 0,45μm.

-

Kim loại dạng huyền phù: là những cấu tử kim loại hòa tan trong mẫu khi
chưa axit hóa và có thể giữ lại trên giấy lọc có kích thước 0,45μm.

-

Kim loại tổng số: Là nồng độ tổng cộng của các kim loại có trong mẫu, bao
gồm tất cả các kim loại liên kết ở dạng vô cơ hay hữu cơ hòa tan và phân tán
có trong mẫu.

-

Kim loại có thể chiết được bằng axit: là nồng độ của kim loại trong dung
dịch sau khi xử lý mẫu chưa lọc bằng axit vô cơ loãng, nóng.
Để xác định riêng kim loại hòa tan và kim loại huyền phù một cách tách biệt

cần lọc ngay khi lấy mẫu, chỉ axit hóa sau khi lọc xong.
1.2. Trầm tích
1.2.1. Khái niệm về trầm tích
Trầm tích là các vật chất tự nhiên bị phá vỡ bởi các quá trình xói mòn hoặc
do thời tiết, sau đó được các dòng chảy vận chuyển đi và cuối cùng được tích tụ
thành các lớp trên bề mặt hoặc đáy của một khu vực chứa nước như ao, hồ, sông,
suối, biển. Quá trình hình thành trầm tích là một quá trình tích tụ và lắng đọng các
chất cặn lơ lửng (bao gồm cả các vật chất vô cơ và hữu cơ) để tạo nên các lớp trầm

Học viên: Nguyễn Hải Việt 2014B

11

Quản lý Tài nguyên và Môi trường


Viện Khoa học và Công nghệ môi trường – Đại học Bách khoa Hà Nội

tích. Ao, hồ, sông, biển tích lũy trầm tích thành các lớp theo thời gian. Vì vậy, trầm
tích là một hỗn hợp phức tạp của các pha rắn bao gồm sét, silic oxit, chất hữu cơ,

cacbonat và một quần thể các vi khuẩn (Trần Nghi, 2003)[6].
Trầm tích là một trong những đối tượng thường được nghiên cứu để đánh giá
và xác định mức độ cũng như nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng đối với môi trường
nước bởi hàm lượng kim loại trong trầm tích thường lớn hơn nhiều so với lớp nước
phía trên và có mối quan hệ chặt chẽ với hàm lượng của các ion kim loại tan trong
nước. Các kim loại trong nước có thể tích lũy đi vào trầm tích và ngược lại kim loại
trong trầm tích ở dạng di động có khả năng hòa tan ngược lại vào nước. Chính vì lí
do đó nên trầm tích được xem là một chỉ thị quan trọng dùng để nghiên cứu và đánh
giá sự ô nhiễm môi trường.
1.2.2. Các dạng tồn tại của kim loại trong trầm tích
Theo Tessier [41], kim loại trong mẫu trầm tích và mẫu đất tồn tại ở 5 dạng
chủ yếu sau:
-

Dạng trao đổi: Kim loại trong dạng này liên kết với các hạt keo trong trầm
tích (sét, hydrat của oxit sắt, oxit mangan, axit humic) bằng lực hấp phụ yếu.
Sự thay đổi lực ion của nước sẽ ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ hoặc giải
hấp các kim loại này dẫn đến sự giải phóng hoặc tích lũy kim loại tại bề mặt
tiếp xúc của nước và trầm tích. Chính vì vậy, kim loại trong trầm tích ở dạng
này rất linh động có thể dễ dàng giải phóng ngược trở lại môi trường nước.

-

Dạng liên kết với cácbonat: Các kim loại tồn tại ở dạng kết tủa muối
cacbonat. Các kim loại tồn tại ở dạng này rất nhạy cảm với sự thay đổi của
pH, khi pH giảm các kim loại ở dạng này sẽ được giải phóng.

-

Dạng liên kết với Fe-Mn oxit: Ở dạng liên kết này kim loại được hấp phụ

trên bề mặt của Fe-Mn oxi hydroxit và không bền trong điều kiện khử, bởi vì
trong điều kiện khử trạng thái oxi hóa của sắt và mangan sẽ bị thay đổi, dẫn
đến các kim loại trong trầm tích sẽ được giải phóng vào pha nước.

-

Dạng liên kết với hữu cơ: Các kim loại ở dạng liên kết với hữu cơ sẽ không
bền trong điều kiện oxi hóa, Khi bị oxi hóa các chất cơ sẽ phân hủy và các

Học viên: Nguyễn Hải Việt 2014B

12

Quản lý Tài nguyên và Môi trường


Viện Khoa học và Công nghệ môi trường – Đại học Bách khoa Hà Nội

kim loại sẽ được giải phóng vào pha nước.
-

Dạng cặn dư: Phần này chứa các khoáng chất bền vững tồn tại trong tự nhiên
có thể giữ các vết kim loại trong nền cấu trúc của chúng, hoặc một số kết tủa
bền khó tan của các kim loại như PbS, HgS, ... Do vậy, khi kim loại tồn tại
trong phân đoạn này sẽ không thể hòa tan vào nước trong các điều kiện như
trên.

1.2.3. Các nguồn tích lũy kim loại vào trầm tích
Sự tích lũy kim loại vào trầm tích đến từ hai nguồn là nguồn nhân tạo và
nguồn tự nhiên.

Hình 1.1 : Sơ đồ phát tán kim loại nặng vào môi trường nước và trầm tích [15], [33]

Nguồn tự nhiên gồm các kim loại nằm trong thành phần của đất đá xâm nhập
vào môi trường nước và trầm tích thông qua các quá trình tự nhiên như: phong hóa,
xói mòn, rửa trôi.

Học viên: Nguyễn Hải Việt 2014B

13

Quản lý Tài nguyên và Môi trường


Viện Khoa học và Công nghệ môi trường – Đại học Bách khoa Hà Nội

Nguồn nhân tạo là các nguồn ô nhiễm từ các hoạt động sinh hoạt và sản xuất
của con người như: nước thải sinh hoạt, nông nghiệp, công nghiệp, y tế. Các kim
loại này sau khi đi vào nước sẽ tích lũy vào trầm tích cũng như các sinh vật thủy
sinh.
1.2.4. Cơ chế và các yếu tố ảnh hưởng đến sự tích lũy kim loại vào trầm tích
Các kim loại tích lũy vào trầm tích có thể xuất phát từ nguồn tự nhiên hoặc
nhân tạo. Sự tích lũy của các kim loại vào trầm tích có thể xảy ra theo 3 cơ chế sau:
-

Sự hấp phụ hóa lý từ nước. Sự hấp phụ hóa lý các kim loại trực tiếp từ nước
được thực hiện nhờ các quá trình hấp phụ các kim loại lên trên bề mặt của
các hạt keo, các quá trình trao đổi ion, các phản ứng tạo phức của các kim
loại nặng với các hợp chất hữu cơ hoặc do các phản ứng hóa học xảy ra làm
thay đổi trạng thái oxi hóa của các nguyên tố hay tạo thành các hợp chất ít

tan như muối sunfua. Quá trình hấp phụ hóa lí phụ thuộc rất nhiều vào các
điều kiện như: pH của nước, kích thước của các hạt keo, hàm lượng các chất
hữu cơ và quần thể vi sinh vật.

-

Sự hấp thu sinh học bởi các sinh vật hoặc các chất hữu cơ. Sự hấp thu sinh
học chủ yếu do quá trình hấp thu kim loại của các sinh vật trong nước, phản
ứng tạo phức của các kim loại với các hợp chất hữu cơ, các hoạt động sinh
hóa của hệ vi sinh vật trong trầm tích.

-

Sự tích lũy vật lí của các hạt vật chất bởi quá trình lắng đọng trầm tích. Sự
tích lũy kim loại vào trầm tích phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: các điều
kiện thủy văn, môi trường, pH, thành phần vi sinh vật, kết cấu của trầm tích,
khả năng trao đổi ion, … nhất là sự hấp phụ hóa lý và hấp thu sinh học.

1.3. Tổng quan về sinh vật họ hai mảnh nước ngọt
1.3.1. Giới thiệu chung về sinh vật họ hai mảnh
1.3.1.1. Hình thái, cấu tạo cơ thể
Sinh vật họ hai mảnh có cơ thể dẹp, đối xứng hai bên. Chúng có hai miếng
da ngoài dính lại với nhau ở phần lưng và bao bọc cả phần thân mềm gọi là màng
áo. Màng áo tiết ra hai mảnh vỏ bảo vệ bên ngoài cơ thể nên gọi là lớp hai vỏ

Học viên: Nguyễn Hải Việt 2014B

14

Quản lý Tài nguyên và Môi trường

Commented [V3]: Đưa lên trước phần sinh vật hai mảnh
theo ý kiến cô Hà và hội đồng
Commented [V4]: Đưa xuống theo ý kiến hội đồng cho
logic, bổ xung tài liệu tham khảo


Viện Khoa học và Công nghệ môi trường – Đại học Bách khoa Hà Nội

(Bivalvia)[7].
Phần thân mềm gồm 3 phần: nang nội tạng, chân và màng áo. Đầu thoái hoá
nên còn gọi là lớp không đầu (Acephala). Hai vỏ được dính với nhau nhờ bản lề mặt
lưng. Giữa vỏ và bộ phận thân mềm có hai bó cơ ngang liên hệ để điều tiết sự đóng
mở vở gọi là cơ khép vỏ trước và cơ khép vỏ sau. Giữa màng áo và khoang nội tạng
có một khoảng trống gọi là xoang màng áo. Trong xong màng áo có mang dạng
hình tấm, nên gọi là mang tấm (Lamelli branchia). Chân ở mặt bụng của bộ phận
thân mềm, thường dẹp hai bên dạng lưỡi rìu, nên còn gọi là lớp chân rìu
(Pelecypoda).

Hình 1.2: Cấu tạo cơ thể lớp hai mảnh vỏ [7]
Hệ thống tiêu hoá bao gồm có mang, xúc biện, miệng, thực quản, dạ dày,

Học viên: Nguyễn Hải Việt 2014B

15

Quản lý Tài nguyên và Môi trường


Viện Khoa học và Công nghệ môi trường – Đại học Bách khoa Hà Nội

manh nang tiêu hoá, sợi keo, ruột, ... phần lớn nằm trong khối nội tạng, nếu đem cắt
bỏ lớp bọc ngoài chúng ta sẽ nhìn thấy rõ, ... ở lớp hai mảnh vỏ không có túi xoang
miệng, phiến hàm, lưỡi sừng và tuyến nước bọt. Quá trình bắt mồi tiêu hoá của hai
mảnh vỏ có 3 đặc điểm:
+ Không có khả năng chọn lọc thức ăn về chất nhưng lại có khả năng chọn
lọc kỹ càng thức ăn theo kích thước.
+ Mang là cơ quan chọn lọc thức ăn, xúc biện có tác dụng chọn lọc và vận
chuyển thức ăn, miệng và thực quản chỉ có tác dụng vận chuyển, manh nang chọn
lọc thức ăn là cơ quan lọc cuối cùng.
+ Dạ dày, ruột, sợi keo, mộc dạ dày giúp đỡ sự tiêu hoá ngoại tế bào. Manh
nang tiêu hoá, thực bào có tác dụng tiêu hoá nội tế bào. Trực tràng và hậu môn dùng
để thải bã thức ăn còn lại.
Hệ hô hấp: động vật hai vỏ hô hấp chủ yếu bằng mang, ngoài ra chúng còn
có thể tiến hành trao đổi khí nhờ mặt ngoài cơ thể vì vậy có nhiều huyết quản phân
bố ở màng áo khiến cho máu không phải qua mang mà trực tiếp chảy vào tâm nhĩ.
Cấu tạo mang: mang nằm trong xoang mang, gồm các đôi lá mang đối xứng nhau
bao gồm đôi lá mang trong và lá mang ngoài. Mỗi lá mang gồm hai tấm mang, trên
mỗi tấm mang có nhiều sợi mang, trên sợi mang có các loại tiêm mao.
Hệ tuần hoàn: Hệ thống tuần hoàn của hai mảnh vỏ là một hệ thống mở, do
các bộ phận tim, xoang bao tim, tim phụ (có hoặc không), huyết quản và huyết dịch
tạo thành. Tim nằm trong xoang bao tim gồm một tâm thất và hai tâm nhĩ. Tâm thất
thường bị trực tràng xuyên qua. Hầu hết các loài huyết dịch có màu xanh trừ Sò
huyết, máu có màu đỏ.
Hệ bài tiết: Thận gồm một đôi do rất nhiều ống nhỏ phân tán ở vùng sau
bụng và ống phểu thận. Một đầu thận thông với xoang bao tim, đầu kia thông với
xoang màng áo.
Hệ thần kinh và cơ quan cảm giác: Trung khu hệ thần kinh gồm 3 hạch (trừ
nhóm Nuculacera có 4 đôi hạch) là đôi hạch não, đôi hạch chân và đôi hạch nội
tạng. Ở các loài như Hầu khi còn là ấu trùng thì có 3 đôi hạch như trên nhưng khi

Học viên: Nguyễn Hải Việt 2014B

16

Quản lý Tài nguyên và Môi trường


Viện Khoa học và Công nghệ môi trường – Đại học Bách khoa Hà Nội

trưởng thành do chân bị thoái hoá nên chỉ còn hạch não và hạch nội tạng, cơ quan
cảm giác không phát triển.
Hệ cơ: Hệ cơ của động vật hai vỏ hết sức đơn giản chỉ có cơ khép vỏ và cơ
co rút chân. Cơ khép vỏ bao gồm có cơ khép vỏ trước và sau, tuy nhiên ở các loài
sống bám như Hầu cơ khép vỏ trước bị thoái hoá chỉ còn cơ khép vỏ sau.
1.3.1.2. Phương thức dinh dưỡng
- Thức ăn: Thức ăn của động vật hai mảnh vỏ thay đổi theo giai đoạn phát
triển của cơ thể. Giai đoạn ấu trùng khi đã phát triển thành ấu trùng đĩa bơi, các chất
dinh dưỡng trong cơ thể đã bị tiêu hao hết, cơ quan tiêu hoá đã dần được hình thành
và nó phải bắt mồi để dinh dưỡng. Trong sinh sản nhân tạo, thức ăn của ấu trùng là
một vấn đề cần chú trọng. Giai đoạn trưởng thành, chúng chỉ có khả năng chọn lựa
thức ăn về mặt vật lý nghĩa là theo cở lớn nhỏ. Cơ quan bắt mồi của nó (mang, xúc
biện) không có khả năng chọn lựa các chủng loại thức ăn. Tất cả các loại mà vừa
miệng nó là nó nuốt hết, do đó trong dạ dày ta thường thấy có nhiều vật không tiêu
hoá được.
- Phương thức bắt mồi: Hầu hết các loài động vật hai mảnh vỏ bắt mồi bị động
theo hình thức lọc thức ăn nhiều lần.
+ Lần1: Tại màng áo, khi 2 vỏ mở ra nước và thức ăn ở ngoài vào cơ thể.
Những thức ăn cỡ lớn bị rơi xuống màng áo sau đó được các xúc tu màng áo
đưa ra ngoài, còn thức ăn cỡ nhỏ được đưa tới mang. Tại mang thức ăn được

các tơ mang tiết ra keo bao lấy thức ăn sau đó được các tiêm mao trên tơ mang
đưa về mương vận chuyển thức ăn.
+ Lần 2: Tại mương vận chuyển thức ăn. Thức ăn được vận chuyển theo đường
từ dưới đi lên xúc biện. Thức ăn cỡ lớn bị rơi xuống màng áo và được các xúc
tu màng áo đưa ra ngoài, còn thức ăn cỡ nhỏ được đưa tới xúc biện.
+Lần 3: Tại xúc biện. Thức ăn được vận chuyển đến miệng, thức ăn cỡ lớn bị
rơi xuống màng áo và được đưa ra ngoài, thức ăn cỡ nhỏ được đưa vào miệng,
đến thực quản rồi được vận chuyển tới manh nang chọn lọc thức ăn.
+ Lần 4: Tại manh nang chọn lọc thức ăn. Thức ăn cỡ lớn được vận chuyển đến

Học viên: Nguyễn Hải Việt 2014B

17

Quản lý Tài nguyên và Môi trường


Viện Khoa học và Công nghệ môi trường – Đại học Bách khoa Hà Nội

mương bụng sau đó được đưa ra ngoài, thức ăn cỡ nhỏ được đưa về dạ dày. Tại
dạ dày nang tinh cá tiết ra men tiêu hoá tiêu hoá một phần thức ăn. Phần còn lại
được vận chuyển về 2 manh nang tiêu hoá để tiêu hoá thức ăn. Thức ăn tiêu hoá
được vận chuyển về ruột. Tại đây, các chất được tiêu hoá sẽ được hấp thụ, còn
các chất cặn bã sẽ được thải ra ngoài qua hậu môn.
1.3.2. Một số sinh vật họ hai mảnh tiêu biểu
1.3.2.1. Trùng trục
Trùng trục thuộc họ động vật thân mềm, lớp thân mềm hai mảnh vỏ (Bivalvia),
có tới 80 chi, gần 1.000 loài, được chia thành 6 phân họ, phân bố rộng rãi trên thế
giới nhưng nhiều nhất ở vùng Đông Nam Á. Chi Trùng trục Lanceolaria ở Việt
Nam có 4 loài, trong đấy Trùng trục có khía (Lanceolaria fruhstorferi) là loài đặc

hữu của Việt Nam và loài thường gặp là L. grayi.

Hình 1.3 : Trùng trục
Loài Trùng trục này có vỏ hẹp, dài, hình mũi giáo, chiều dài gấp 4 - 5 lần
chiều rộng; đuôi vỏ thon dần; mặt vỏ có nhiều nốt sần xếp thành hình chữ chi ở lớp
đầu và đỉnh vỏ, xen lẫn các gờ lưng bụng chạy dọc ở khoảng giữa vỏ; cạnh lưng vỏ
thẳng ngang. Các nốt sần và gờ lưng bụng mất dần đi ở con lớn. Lưu li màu trắng
ngà hay ngà vàng. Sống chính yếu ở sông vùng bình nguyên và trung du Việt Nam.
Thịt được dùng làm thực phẩm như trai, hến.
1.3.2.2. Trai nước ngọt

Học viên: Nguyễn Hải Việt 2014B

18

Quản lý Tài nguyên và Môi trường