Đánh giá ô nhiễm và nghiên cứu biện pháp xử lý kim loại nặng trong đất và nước tại làng nghề cơ khí xã Thanh Thùy, Thanh Oai, Hà Nội

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
------------***------------

LƢƠNG THỊ HOA

ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM VÀ NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP
XỬ LÝ KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT VÀ NƢỚC
TẠI LÀNG NGHỀ CƠ KHÍ XÃ THANH THÙY, THANH OAI, HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2014


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
------------***------------

LƢƠNG THỊ HOA

ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM VÀ NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP
XỬ LÝ KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT VÀ NƢỚC
TẠI LÀNG NGHỀ CƠ KHÍ XÃ THANH THÙY, THANH OAI, HÀ NỘI

CHUYÊN NGÀNH : KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG
MÃ SỐ

: 60 44 03 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN: PGS.TS. NGUYỄN THỊ LOAN
TS. TRẦN THỊ HUYỀN NGA

Hà Nội – 2014


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp này ngoài sự cố gắng không
ngừng của bản thân, tôi đã nhận đƣợc sự quan tâm, giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của
nhiều cá nhân, tổ chức trong và ngoài trƣờng. Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc nhất
tới tất cả các tập thể, cá nhân đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực
hiện nghiên cứu luận văn này.
Trƣớc hết, tôi xin chân thành cảm ơn tập thể Lãnh đạo và các Thầy, Cô của
Khoa Môi trƣờng thuộc Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà
Nội đã trực tiếp giảng dạy và hƣớng dẫn tôi trong suốt thời gian học tập.
Tôi xin chân thành cảm ơn Chi cục bảo vệ môi trƣờng Hà nội, Trung tâm
Quan trắc và phân tích Tài nguyên Môi trƣờng Hà Nội đã giúp đỡ tôi về chuyên
môn cũng nhƣ cơ sở vật chất trong quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp.
Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Thị Loan và TS.
Trần Thị Huyền Nga, ngƣời đã dành nhiều thời gian, công sức, tận tình hƣớng khoa
học và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu, hoàn thành luận văn này.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới gia đình và bạn bè đồng nghiệp
đã động viên, giúp đỡ nhiệt tình và đóng góp nhiều ý kiến quý báu để tôi hoàn thành
luận văn này.
Do thời gian nghiên cứu có hạn, luận văn của tôi chắc hẳn không thể tránh
khỏi những sơ suất, thiếu sót, tôi rất mong nhận đuợc sự đóng góp của các thầy cô
giáo cùng toàn thể bạn đọc đã động viên, giúp đỡ tôi về mặt tinh thần trong suốt quá
trình thực tập tốt nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày

tháng

Tác giả
Lƣơng Thị Hoa

năm 2014


MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU .......................................................................... 4
1.1. Nguồn phát tán KLN trong đất và nƣớc ................................................................... 4
1.1.1.Nguồn phát tán KLN trong môi trƣờng nƣớc ........................................................ 4
1.1.2. Nguồn phát tán KLN trong môi trƣờng đất .......................................................... 5
1.2. Hiện trạng ô nhiễm KLN trong đất, nƣớc trên thế giới và làng nghề Việt Nam ..... 6
1.2.1. Hiện trạng ô nhiễm KLN trên thế giới .................................................................. 6
1.2.2. Hiện trạng ô nhiễm KLN ở các làng nghề Việt Nam............................................ 8
1.3. Ảnh hƣởng của ô nhiễm KLN đến môi trƣờng và sinh vật .................................... 10
1.3.1.Dạng tồn tại của KLN trong đất ........................................................................... 10
1.3.2. Dạng tồn tại của một số KLN trong nƣớc ........................................................... 13
1.3.3.Độc tính của kim loại nặng .................................................................................. 14
1.4. Một số biện pháp xử lý ô nhiễm KLN trên thế giới và Việt Nam .......................... 18
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................ 22
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu............................................................................................ 22
2.2 . Phƣơng pháp nghiên cứu ...................................................................................... 22
2.2.1 Phƣơng pháp tổng quan tài liệu nghiên cứu......................................................... 22
2.2.2 Phƣơng pháp điều tra, khảo sát ............................................................................ 22

2.2.3 Phƣơng pháp thực nghiệm ................................................................................... 25
2.3 Phƣơng pháp lấy mẫu và phân tích mẫu ................................................................. 28
2.3.1 Môi trƣờng nƣớc: ................................................................................................. 28
2.3.2 Môi trƣờng đất: .................................................................................................... 30
2.4 Phƣơng pháp đánh giá, phân tích và xử lý số liệu ................................................. 31
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ...................................... 33
3.1. Khái quát đặc điểm và hiện trạng sản xuất làng nghề Thanh Thùy ....................... 33
3.2. Hiện trạng sản xuất tại làng nghề cơ khí Thanh Thùy ........................................... 35
3.3. Kết quả đánh giá chất lƣợng môi trƣờng làng nghề xã Thanh Thùy ...................... 45
3.3.1. Môi trƣờng đất .................................................................................................... 45


3.3.2. Môi trƣờng nƣớc ................................................................................................ 47
3.4 Kết quả nghiên cứu các giải pháp xử lý KLN làng nghề Thanh Thùy ................... 60
3.4.1 Biện pháp tăng pH bằng bón vôi (CaO) để cố định KLN trong đất..................... 60
3.4.2 Thí nghiệm dùng thực vật bèo tây làm sạch nƣớc ô nhiễm KLN ........................ 69
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ....................................................................................... 73
KẾT LUẬN ................................................................................................................... 73
KIẾN NGHỊ .................................................................................................................. 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 75


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Ký hiệu, chữ viết tắt

Diễn giải

BNN

Bộ Nông Nghiệp

CEC

Dung tích trao đổi Cation (Cation Exchange Capacity)

CNH - HĐH

Công nghiệp hóa- hiện đại hóa

CSSX

Cơ sở sản xuất

CN-TTCN

Công nghiệp- tiểu thủ công nghiệp

BVMT

Bảo vệ môi trƣờng

ĐCN

Điểm công nghiệp

KLN

Kim loại nặng

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

TCCP

Tiêu chuẩn cho phép

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

UBND

Ủy ban nhân dân

WHO

Tổ chức sức khỏe cộng đồng (World Health Organization)


DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Hàm lƣợng KLN phát thải hàng năm .........................................................6
Bảng 2.1 Vị trí các điểm lấy mẫu không khí xung quanh ........................................ 22
Bảng 2.2 Vị trí các điểm lấy mẫu nƣớc thải..............................................................23
Bảng 2.3 Vị trí các điểm lấy mẫu nƣớc mặt..............................................................23
Bảng 2. 4 Vị trí các điểm lấy mẫu nƣớc ngầm..........................................................24
Bảng 2.5 Vị trí các điểm lấy mẫu đất:.......................................................................24
Bảng 2.6 Các phƣơng pháp phân tích chất lƣợng nƣớc ............................................29

Bảng 2.7 Các phƣơng pháp phân tích chất lƣợng đất ...............................................30
Bảng 2.8 Tiêu chuẩn cho phép của kim loại nặng có trong rau và nƣớc tƣới ..........32
Bảng 3.1 Nguyên, nhiên liệu, hoá chất của làng nghề Thanh Thùy ........................ 36
Bảng 3.2 Kiếm toán vật chất cho các công đoạn chính của quá trình tái chế cơ khí
làng nghề Thanh Thùy ..............................................................................................38
Bảng 3.3 Kiếm toán vật chất cho các công đoạn chính của quá trình mạ cơ khí làng
nghề Thanh Thùy ......................................................................................................44
Bảng 3.4 Kết quả phân tích chất lƣợng đất ...............................................................45
Bảng 3.5 Kết quả phân tích chất lƣợng nƣớc thải .....................................................49
Bảng 3.6 Kết quả phân tích chất lƣợng nƣớc mặt .....................................................54
Bảng 3.7 Kết quả phân tích chất lƣợng nƣớc ngầm ..................................................58
Bảng 3.8 Một số tính chất ban đầu của nƣớc tƣới ....................................................60
Bảng 3.9 Một số tính chất ban đầu của đất ...............................................................61
Bảng 3.10 Tính chất của đá vôi CaO trƣớc khi đƣợc lót vào đất..............................61
Bảng 3.11 Kết quả hàm lƣợng Pb tích lũy trong rau ................................................62
Bảng 3.12 Kết quả hàm lƣợng Cd tích lũy trong rau ................................................64
Bảng 3.13. Kết quả hàm lƣợng As tích lũy trong rau ...............................................67
Bảng 3.14 Thông số chất lƣợng nguồn nƣớc ban đầu lấy về nghiên cứu .................70
Bảng 3.15 Hàm lƣợng Pb trong nƣớc theo thời gian xử lý bằng bèo tây .................70
Bảng 3.16. Hàm lƣợng Cd trong nƣớc theo thời gian xử lý bằng bèo tây ................71
Bảng 3.17 Hàm lƣợng As trong nƣớc theo thời gian xử lý bằng bèo tây .................71


DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 3.1. Qui trình tẩy sơn ....................................................................................... 37
Hình 3.2 Sơ đồ quy trình mạ niken và dòng thải ......................................................41
Hình 3.3 Sơ đồ quy trình mạ kẽm và dòng thải ........................................................42
Hình 3.4. Mối quan hệ giữa lƣợng CaO và sự tích lũy Pb trong rau ........................62
Hình 3.5. Biểu đồ so sánh sự tích lũy Pb trong rau đợt 1 và đợt 2 ...........................63

Hình 3.6. Sự tƣơng quan giữa pH đất và sự tích lũy của Pb trong rau .....................63
Hình 3.7. Mối quan hệ giữa lƣợng CaO và sự tích lũy của Cd trong rau .................65
Hình 3.8. Biểu đồ so sánh sự tích lũy Cd trong rau đợt 1 và đợt 2 ...........................65
Hình 3.9. Sự tƣơng quan giữa pH đất và sự tích lũy của Cd trong rau .....................66
Hình 3.10. Mối quan hệ giữa lƣợng CaO và sự tích lũy của As trong rau ...............68
Hình 3.11. Biểu đồ so sánh sự tích lũy As trong rau đợt 1 và đợt 2 .........................68
Hình 3.12. Mối quan hệ giữa hàm lƣợng As, Pb, Cd còn lại trong nƣớc theo thời
gian ............................................................................................................................72


MỞ ĐẦU
Các làng nghề truyền thống ở Việt Nam đã và đang có nhiều đóng góp cho
GDP của đất nƣớc nói chung và đối với nền kinh tế nông thôn nói riêng. Tuy nhiên,
một trong những thách thức đang đặt ra đối với các làng nghề là vấn đề môi trƣờng
và sức khỏe của ngƣời lao động, của cộng đồng dân cƣ đang bị ảnh hƣởng nghiêm
trọng từ hoạt động sản xuất của các làng nghề.
Giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trƣờng làng nghề vẫn là bài toán khó đối với
nhiều vùng trên cả nƣớc. Theo Đặng Kim Chi, 2005 thì 100% mẫu nƣớc thải ở các
làng nghề đƣợc khảo sát có thông số vƣợt tiêu chuẩn cho phép; nƣớc mặt, nƣớc
ngầm đều có dấu hiệu bị ô nhiễm. Nhiều dòng sông chảy qua các làng nghề hiện
đang bị ô nhiễm nặng (sông Nhuệ, sông Vân Tràng), ở nhiều ruộng lúa cây trồng bị
giảm năng suất do ô nhiễm không khí từ các làng nghề. Môi trƣờng ở các làng nghề
bị ô nhiễm gây ảnh hƣởng rõ rệt đến sức khoẻ của ngƣời lao động, dân cƣ làng nghề
và một số khu vực xung quanh. Các bệnh của ngƣời dân ở các làng nghề cao hơn
các làng thuần nông, thƣờng gặp các bệnh về đƣờng hô hấp, đau mắt, bệnh đƣờng
ruột, bệnh ngoài da. Vấn đề ô nhiễm môi trƣờng làng nghề đang trở nên ngày càng
cấp thiết hơn.
Thanh Thùy là một xã thuộc huyện Thanh Oai, một trong những vùng trọng
điểm về sản xuất cơ khí của thành phố Hà Nội. Hiện nay xã Thanh Thuỳ có 06 thôn
thì cả 06 thôn đều có nghề thủ công truyền thống, trong đó có 04 thôn chuyên sản

xuất cơ khí, 01 thôn làm trống và cơ khí, 01 thôn sản xuất sản phẩm thủ công mỹ
nghệ điêu khắc gỗ. Hiện tại khu vực này đang bị ô nhiễm môi trƣờng đặc biệt là ô
nhiễm kim loại nặng do các hoạt động sản xuất cơ khí, đặc biệt là ô nhiễm do nguồn
nƣớc thải. Về phía các cơ sở sản xuất, do phần lớn các cơ sở sản xuất mới có quy
mô nhỏ hộ gia đình (chiếm 80%) nên khó phát triển vì mặt bằng chật hẹp, xen kẽ
với khu vực dân cƣ sinh hoạt, do sản xuất với quy mô nhỏ, không thể xây dựng hệ
thống xử lý nƣớc thải, rác thải và khí thải. Các cơ sở sản xuất thƣờng lựa chọn quy
trình sản xuất thủ công, dễ sử dụng lao động trình độ thấp, giá nhân công rẻ, sử
dụng nhiên liệu rẻ tiền, hoá chất độc hại nhằm hạ giá thành phẩm. Không những

1


thế, những hạn chế do trình độ kĩ thuật, thiết bị lạc hậu, chắp vá nên tiêu hao nhiều
nguyên liệu, làm tăng phát thải gây ô nhiễm nƣớc, đất, không khí. Với những cơ sở
có đầu tƣ đổi mới công nghệ, do tốn kém nên cũng không đầu tƣ hệ thống xử lý
chất thải. Với những ngƣời lao động, do văn hoá thấp, học nghề theo kinh nghiệm
nên thiếu nhận thức về bảo vệ môi trƣờng, hạn chế năng suất lao động và chất lƣợng
sản phẩm, chƣa có ý thức, hiểu biết về môi trƣờng lao động, không quan tâm đến
bảo vệ môi trƣờng. Ngoài những nguyên nhân trên, còn có trách nhiệm của các cơ
quan quản lý vì hầu hết các làng nghề vẫn chƣa có quy hoạch môi trƣờng, chƣa có
chƣơng trình quản lý giáo dục môi trƣờng, tuyên truyền nâng cao nhận thức, hiểu
biết về tác động của ô nhiễm môi trƣờng cũng nhƣ các biện pháp phòng tránh.
Ngoài ra, hiện nay vẫn còn thiếu các chính sách đồng bộ từ các văn bản của Nhà
nƣớc về phát triển bền vững làng nghề. Các giải pháp đã áp dụng cho làng nghề xã
Thanh Thùy chƣa giúp cải thiện đƣợc tình hình do lƣợng thải ngày càng lớn, gây
nhiều tác động tiêu cực đến môi trƣờng sống của ngƣời dân.
Xuất phát từ thực tiễn trên, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài : "Đánh giá ô
nhiễm và nghiên cứu biện pháp xử lý kim loại nặng trong đất và nƣớc tại làng
nghề cơ khí xã Thanh Thùy, Thanh Oai, Hà Nội”

Mục tiêu và nội dung đề tài
 Mục tiêu
Đánh giá mức độ ô nhiễm KLN trong môi trƣờng đất và nƣớc tại làng nghề cơ
khí xã Thanh Thùy, Thanh Oai, Hà Nội, từ đó đƣa ra biện pháp nhằm xử lý ô nhiễm
KLN trong đất và nƣớc.
 Nội dung nghiên cứu
- Khái quát đặc điểm, hiện trạng sản xuất làng nghề cơ khí xã Thanh Thùy
- Đánh giá hiện trạng môi trƣờng của làng nghề xã Thanh Thùy: môi trƣờng
nƣớc (nƣớc thải, nƣớc mặt, nƣớc ngầm), môi trƣờng đất.
- Nghiên cứu giải pháp xử lý ô nhiễm kim loại nặng
+ Nghiên cứu tập trung vào 3 KLN chính là Cd, Pb, As.

2


+ Nghiên cứu các phƣơng pháp xử lý 3 kim loại chính là Cd, Pb, As trong đất,
nƣớc bằng phƣơng pháp hóa học (bón vôi CaO vào đất) và phƣơng pháp sinh học
(trồng thực vật bèo tây để xử lý nƣớc trƣớc khi tƣới cho cây).

3


CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Nguồn phát tán KLN trong đất và nƣớc
1.1.1.

Nguồn phát tán KLN trong môi trƣờng nƣớc

Nhiễm bẩn KLN trong nƣớc có thể bằng con đƣờng chính sau:
-Yếu tố gây ô nhiễm trực tiếp vào nƣớc: Nƣớc thải bấn đổ trực tiếp vào các

sông, hồ… Đây là tình trạng ô nhiễm trực tiếp phổ biến ở các thành phố lớn hiện
nay.
- Yếu tố KLN sau khi tồn tại trong đất sẽ dần dần hoà tan vào trong nƣớc kể cả

nƣớc ngầm.
- Sự rửa trôi tích đọng dần dần yếu tố độc (đặc biệt do sự phát tán của chất độc

từ nguồn thải của lá rừng).
Nhiễm bẩn các KLN trong nƣớc thƣờng đƣợc nghiên cứu đến nhiễm bẩn do
nồng độ các kim loại: Cu; Pb; Cd; Zn; Hg; Ni; As ... khi vƣợt quá giới hạn cho
phép.
Nguồn phát tán một số KLN vào nƣớc:
Chì (Pb): Sự nhiễm bẩn Pb là do nguồn thải của công nghiệp in, ắc quy, đúc
kim loại, giao thông.
Cadmium (Cd) phát tán vào môi trƣờng nƣớc từ nhiều nguồn thải nhƣ: nƣớc
thải công nghệ mạ, nhà máy sơn, phân huỷ và đốt cháy nhựa, phân huỷ xăm lốp,
cộng nghệ pin, công nghệ sản xuất phân bón và lƣợng sử dụng phân bón đặc biệt là
phân lân ...
Arsen (As) xâm nhập vào nƣớc chủ yếu từ các công đoạn hoà tan chất của
quặng mỏ, từ nƣớc thải công nghiệp, nông nghiệp, thuốc trừ sâu, diệt cỏ ở dạng các
chất hữu cơ có chứa arsen nhƣ methylarsenic axit, dimethylarsinic axit,
arsenocholine, arsenobentaine....

4


1.1.2. Nguồn phát tán KLN trong môi trƣờng đất
Có 2 nguồn chính là từ phong hoá đá mẹ trong quá trình hình thành đất và các
hoạt động nhân sinh.
Nguồn từ quá trình phong hoá đá: Nguồn này phụ thuộc nhiều vào đá mẹ

nhƣng hàm lƣợng các KLN trong đá thƣờng rất thấp, vì vậy nếu không có các quá
trình tích lũy do xói mòn, rửa trôi... thì đất tự nhiên ít có khả năng có hàm lƣợng
KLN cao. Nguồn gây ô nhiễm KLN trong đất chủ yếu là do hoạt động nhân sinh.
Nguồn từ hoạt động nhân sinh: Ngoài nguồn từ quá trình phong hoá đá, có
nhiều nguồn từ các hoạt động nhân sinh đƣa kim loại vào đất, bao gồm: Khai
khoáng và luyện kim, các hoạt động công nghiệp, lắng đọng từ khí quyển, hoạt
động sản xuất nông nghiệp, chất thải đƣa vào đất...
Theo Nguyễn Hữu On (2004): hàm lƣợng Cd trong đất có tƣơng quan tuyến
tính với thời gian sử dụng phân lân, đặc biệt khi phân lân đƣợc sử dụng trên đất
phèn, đất nhiễm mặn và đất có hệ thống đê bao.
Nƣớc tƣới và đất trồng có một mối quan hệ với nhau. Nếu sử dụng nƣớc bị ô
nhiễm tƣới cho đất thì dẫn đến đất cũng bị ô nhiễm. Khi đất bị ô nhiễm As cao cũng
có thể do sử dụng nƣớc tƣới có hàm lƣợng As cao.[36]
Nƣớc tƣới nhiễm KLN nếu sử dụng tƣới cho rau sẽ làm tích đọng KLN trong
đất qua các vụ. Hàm lƣợng Cd tích luỹ trong đất qua các vụ tỉ lệ thuận với nồng độ
Cd trong nƣớc tƣới. [6]
Nguồn phát tán một số KLN vào đất:
Chì (Pb): Ô nhiễm Pb ở nƣớc ta ngày càng trở nên nghiêm trọng do nguồn
nguyên liệu xăng pha chì ngày càng đƣợc sử dụng nhiều để chạy động cơ. Hàm
lƣợng Pb tới 0,4g/lít nhiên liệu, khi cháy sẽ phát tán vào môi trƣờng không khí rồi
lắng đọng xuống đất hoặc nƣớc. Càng gần đƣờng giao thông thì hàm lƣợng chì
trong đất càng cao, đại bộ phận Pb nằm trong đất cách mặt đƣờng dƣới 50 cm và
chủ yếu nằm ở tầng đất mặt.
Cadmium (Cd): Nguồn gây ô nhiễm Cd chủ yếu là do chất thải công nghiệp
mỏ, mạ điện, ống dẫn plastic, thuốc sơn...Theo Phạm Quang Hà (2002) khi nghiên

5


cứu hàm lƣợng Cd trong đất ở những vùng ven nội, nơi chịu ảnh hƣởng của rác thải,

nƣớc thải sinh hoạt và công nghiệp hay từ các làng nghề truyền thống nhƣ gò đúc
nhôm, đồng có hàm lƣợng Cd khá cao. Ngoài ra sử dụng phân bón photphat lâu dài
nó sẽ là yếu tố chủ yếu quyết định hàm lƣợng Cd trong đất. Theo ƣớc tính của các
nƣớc EEC lƣợng Cd đƣa vào đất hàng năm qua phân bón phosphat là 5g/ha. [10]
Arsen (As): sử dụng thuốc trừ sâu hay diệt cỏ dại là nguồn cung cấp As cho
đất [36], ngoài ra khi bón vôi cho đất cũng làm tăng khả năng linh động của As do
chuyển từ Fe,Al - Arcsenat sang dạng Ca- Arcsenat linh động hơn. [29]
1.2. Hiện trạng ô nhiễm KLN trong đất, nƣớc trên thế giới và làng nghề
Việt Nam
1.2.1. Hiện trạng ô nhiễm KLN trên thế giới
Hàm lƣợng KLN trong môi trƣờng ngoài do các quá trình hóa học, vật lý trong
tự nhiên, còn do hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp của con ngƣời.
Galloway và Freedmas (1982) đã tiến hành nghiên cứu sự phát thải toàn cầu
của một số nguyên tố KLN do quá trình tự nhiên và nhân tạo. Kết quả đƣợc trình
bày trong Bảng 1.1.
Bảng 1.1. Hàm lƣợng KLN phát thải hàng năm
Đơn vị: 108 g/năm
Nguyên tố

Tự nhiên

Nhân tạo

Sb

9,8

380

As

28

780

Cd

2,9

55

Cr

580

940

Co

70

44

Cu

190

2,600

Pb

59

20,000

Mn

6,100

3,200

Hg

0,4

110

Mo

11

510

6


Nguyên tố

Tự nhiên

Nhân tạo

Ni

280

980

Se

4,1

140

Ag

0,6

50

Sn

52

430

V

650

2,100

Zn

360

8,400
[11]

Các hoạt động sản xuất phát thải KLN của con ngƣời bao gồm:
- Hoạt động sản xuất công nghiệp: Tác động của quá trình công nghiệp đến

môi trƣờng đất xảy ra rất mạnh từ cuộc cách mạng công nghiệp ở thế kỉ 18-19, đặt
biệt là trong những thập niên gần đây. Các chất thải công nghiệp ngày càng nhiều
và có độc tính ngày càng cao, nhiều loại rất khó bị phân huỷ sinh học, đặc biệt là
các KLN. Các KLN có thể tích luỹ trong đất trong thời gian dài gây ra nguy cơ tiềm
tàng cho môi trƣờng. Một số ngành công nghiệp điển hình nhƣ:
+ Công nghiệp nhựa tạo ra: Co, Cr, Cd, Hg
+ Công nghiệp dệt tạo ra: Zn, Al, Ti, Sn
+ Công nghiệp sản xuất vi mạch tạo ra: Cu, Ni, Cd, Zn, Sb
+ Bảo quản gỗ tạo ra: Cu, Cr, As
+ Mỹ nghệ tạo ra: Pb, Ni, Cr
- Hoạt động sản xuất nông nghiệp: Quá trình sản xuất nông đã làm tăng đáng

kể các KLN trong đất. Các loại thuốc bảo vệ thực vật thƣờng chứa As, Hg, Cu,...
trong khi các loại phân bón hoá học lại chứa các nguyên tố Cd, Pd, As. Cadimi có
trong nhiều nguyên liệu dùng để sản xuất phân lân và vôi. Hàm lƣợng Cu, Zn, Pb,
trong các loại phân hoá học (urre, Ca(HCO3)2, Sufat-Fe, Cu...) và khối lƣợng KLN
nhiễm vào đất theo đƣờng phân bón là rất lớn. Khả năng ngấm, rửa trôi và cây
không hấp thụ hết là nguyên nhân gây ô nhiễm, suy thoái chất lƣợng đất. Có nhiều

loại thuốc diệt nấm, trừ sâu gây hại cho mùa màng là các mối của KLN.

7


+ Sử dụng phân bón hoá học tạo ra: As, Cd, Mn, U, V và Zn trong phân phốt
phát.
+ Sử dụng phân chuồng tạo ra: As, Cu, 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.
+ Nƣớc tƣới: có thế thải ra Cd, Pb, Se
- Hoạt động khai khoáng quặng chứa kim loại:

+ Đào, xới và cặn thải thải ra As, Cd, Hg, Pb.
+ Vận chuyến trong quá trình tuyến quặng thải ra As, Cd, Hg, Pb.
+ Công nghiệp sắt thép tạo ra: 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 tạo ra: Cd, Cu, Pb, Sn, Hg, V.
+ Công nghiệp luyện kim tạo ra: As, Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb
+ Đốt cháy xăng, dầu tạo ra: As, Pb, Sb, Se, U, V, Zn và Cd
- Kim loại từ rác thải

+ Bùn cặn chứa: Cd, Cr, Cu, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, V, Zn
+ Rửa trôi từ đất tạo ra: As, Cd, Fe, Pb
+ Phế thải chứa: Cd, Cr, Cu, Pb, Zn
+ Đốt rác, bụi than tạo ra: Cu và Pb
1.2.2. Hiện trạng ô nhiễm KLN ở các làng nghề Việt Nam
Vấn đề môi trƣờng mà các làng nghề đang phải đối mặt không chỉ giới hạn ở

trong phạm vi các làng nghề mà còn ảnh hƣởng đến ngƣời dân ở vùng lân cận. Theo
Báo cáo môi trƣờng Quốc gia năm 2008 với chủ đề "Môi trƣờng làng nghề Việt
Nam". Hiện nay, hầu hết các làng nghề ở Việt Nam đều bị ô nhiễm môi trƣờng (trừ
các làng nghề không sản xuất hoặc dùng các nguyên liệu không gây ô nhiễm nhƣ
thêu, may...). Chất lƣợng môi trƣờng tại hầu hết các làng nghề đều không đạt tiêu
chuẩn khiến ngƣời lao động phải tiếp xúc với các nguy cơ gây hại cho sức khỏe,
trong đó 95% là từ bụi; 85,9% từ nhiệt và 59,6% từ hóa chất. Kết quả khảo sát 52

8


làng nghề cho thấy, 46% làng nghề có môi trƣờng bị ô nhiễm nặng ở cả 3 dạng;
27% ô nhiễm vừa và 27% ô nhiễm nhẹ”.
Gần đây, trong các nghiên cứu về làng nghề, vấn đề môi trƣờng đang đƣợc
nhiều tác giả quan tâm, thực tế thì vấn đề này đang gây nhiều bức xúc và nan giải
đối với kinh tế xã hội nói chung:
Tình trạng ô nhiễm môi trường kim loại nặng ở các làng nghề ở một số dạng phổ
biến sau:
Ô nhiễm nước: ở Việt Nam, các làng nghề hầu hết đều chƣa có hệ thống xử
lý nƣớc thải công nghiệp, nƣớc thải đƣợc đổ trực tiếp ra hệ thống kênh rạch chung
hoặc ra sông. Hiện tƣợng ô nhiễm kim loại nặng chủ yếu xuất hiện tại các làng nghề
tái chế, mạ kim loại ( nhƣ làng nghề Phùng Xá, Thanh Thùy, Đa Sỹ, Liễu Nội, Dụ
Tiền…). Tuy lƣợng nƣớc thải ở các làng nghề này không lớn nhƣng lại có tính độc
hại rất cao, đặc biệt là nƣớc thải mạ điện có đặc điểm là độ pH dao động lớn, chứa
KLN và nhiều hoá chất… Ô nhiễm nguồn nƣớc do tác nhân là các hợp chất vô cơ
độc hại nhƣ acid, xút, các muối kim loại nặng… thƣờng thấy ở các làng nghề cơ
khí, mạ, đúc, tẩy nhuộm. Đây là những chât thải nguy hại, không những gây tác
động trực tiếp tới các nguồn nƣớc mặt mà còn ảnh hƣởng tới các nguồn nƣớc ngầm,
gây nhiều bệnh hiểm nghèo cho nhân dân làng nghề.
Ô nhiễm không khí do sử dụng than, củi chủ yếu trong sản xuất vật liệu xây

dựng và sản xuất gốm sứ.
Môi trƣờng không khí đƣợc đặc biệt quan tâm ở các làng nghề sản xuất vật liệu
xây dựng, cơ khí, sơn mài… Ví dụ nhƣ làng nghề sơn mài Duyên Thái, do quá trình sử
dụng than, dầu với số lƣợng lớn đã tạo ra các khí nhƣ SO2, CO2, CO, NOx, ngoài ra còn
do sử dụng các hoá chất bay hơi nhƣ HCl, H2SO4, alđêhyt, axêtôn…
Ô nhiễm môi trường đất: do nƣớc thải từ các quá trình sản xuất của khu công
nghiệp, làng nghề… đổ thải, ngấm và tích tụ lại trong lòng đất. Mặc dù, hiện tƣợng ô
nhiễm KLN ở Việt Nam trong đất chƣa phải là phổ biến nhƣng sự ô nhiễm đã xuất
hiện và mang tính cục bộ trên những diện tích nhất định.
Ô nhiễm chất thải rắn do tái chế nguyên liệu (giấy, nhựa, kim loại…) hoặc do

9


bã thải của các loại thực phẩm (sắn, dong), các loại rác thải thông thƣờng: nhựa, túi
nilon, giấy, hộp, vỏ lon, kim loại và các loại rác thải khác thƣờng đƣợc đổ ra bất kỳ
dòng nƣớc hoặc khu đất trống nào, làm cho nƣớc ngầ m và đấ t bi ̣ô nhiễm các chấ t hóa
học độc hại, ảnh hƣởng tới sức khỏe của con ngƣời.
Tình trạng ô nhiễm môi trƣ ờng nhƣ trên đã ảnh hƣởng ngày càng nghiêm
trọng đến sức khỏe của cộng đồng , nhấ t là nhƣ̃ng ngƣời tham gia

sản xuất , sinh

số ng ta ̣i các làng nghề và các vùng lân câ ̣n.
Báo cáo môi trƣ ờng Quố c gia năm 2008 cho thấ y , tại nhiều làng nghề, tỷ lệ
ngƣời mắc bệnh (đặc biệt là nhóm ngƣời trong độ tuổi lao động) đang có xu hƣớng
gia tăng. Tuổi thọ trung bình của ngƣời dân tại các làng nghề ngày càng giảm, thấp
hơn 10 năm so với làng không làm nghề. Ở các làng tái chế kim loại, tỷ lệ ngƣời
mắc bệnh ung thƣ, thần kinh rất phổ biến, nguyên nhân gây bệnh chủ yếu là do sự
phát thải khí độc, nhiệt cao và bụi kim loại từ các cơ sở sản xuất.

Đặc biệt, tại các làng sản xuất kim loại, tỷ lệ ngƣời mắc các bệnh liên quan đến
thần kinh, hô hấp, ngoài da, điếc và ung thƣ chiếm tới 60% dân số.[15]
1.3.

Ảnh hƣởng của ô nhiễm KLN đến môi trƣờng và sinh vật

Theo quan điểm độc học: KLN là các kim loại có nguy cơ gây nên các vấn đề
về môi trƣờng, bao gồm: Cu, Zn, Pb, Cd, Hg, Ni, Cr, Co, Vn, Ti, Fe, Mn, Ag, Sn,
As, Se. Có 4 nguyên tố đƣợc quan tâm nhiều là Pb, As, Cd và Hg. Các nguyên tố
này hiện nay chƣa biết đƣợc vai trò sinh thái của chúng, tuy nhiên nếu dƣ thừa một
lƣợng nhỏ 4 nguyên tố này thì tác hại rất lớn.
1.3.1. Dạng tồn tại của KLN trong đất
Chì (Pb): 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 lƣợng chì trong
đất trung bình từ 15 - 25ppm. Ở trong đất, Pb thƣờng nằm ở dạng phức chất bền
với các anion (CO 3 2- , SO 3 2- , PO 4 3- ). Trong môi trƣờng trung tính hoặc kiềm, Pb
tạo thành PbCO3 hoặc Pb3(PO4)2 ít ảnh hƣởng đến cây trồng. Theo một số tác giả
phản ứng cacbonat hoá hoặc đất trung tính sự ô nhiễm Pb đƣợc hạn chế. Sự tăng độ
chua có thể làm tăng độ hoà tan của Pb và sự giảm độ chua thƣờng tăng sự tích luỹ

10


của Pb do kết tủa. Chì bị hấp phụ trao đổi chiếm tỷ lệ nhỏ (< 5%) hàm lƣợng Pb có
trong đất. Chì cũng có khả năng kết hợp với các chất hữu cơ hình thành các chất dễ
bay hơi nhƣ (CH3 )4 Pb. Trong đất chì có tính độc cao, hạn chế hoạt động của các vi
sinh vật và tồn tại khá bền vững dƣới dạng phức hệ với các chất hữu cơ.
Pb trong đất có khả năng thay thế iôn K+ trong các phức hệ hấp phụ có nguồn
gốc hữu cơ hoặc khoáng sét. Khả năng hấp thu chì tăng dần theo thứ tự sau:
Montmorillonit < Axit humic < Kaolinit < Allophane < Ôxyt 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.
Cadmium (Cd): là kim loại nằm sâu trong lòng đất, tồn tại ở dạng Cd2+. Trong
các điều kiện ôxy hoá, Cd thƣờng ở các dạng hợp chất rắn nhƣ CdO, CdCO3,
Cd3 (PO4)2. Trong điều kiện khử (Eh < - 0,2V) thì Cd thƣờng tồn tại ở dạng CdS,
ngoài ra Cd có thể tồn tại dạng phức nhƣ CdCl+, CdHNO3+; CdHCl-; CdCl4-;
Cd(OH)4. Trong đất chua, Cd tồn tại ở dạng linh động hơn (Cd2+), tuy nhiên nếu đất
chứa nhiều Fe, Al, Mn, chất hữu cơ thì Cd lại bị chúng liên kết làm giảm khả năng
linh động của Cd. Trong đất trung tính hoặc kiềm do bón vôi, Cd bị kết tủa dƣới
dạng CdCO3. Thông thƣờng Cd tồn tại trong đất ở dạng hấp phụ trao đổi chiếm 20 40%, dạng các hợp chất cacbonat là 20%, hyđrôxyt và ôxyt là 20%, phần liên kết
các hợp chất hữu cơ chiếm tỷ lệ nhỏ.
Quá trình hấp phụ Cd trong đất xảy ra khá nhanh, 80 % Cd đƣa vào đất bị hấp
phụ trong vòng 10 - 1 5 phút và 100 % trong vòng 1 giờ. Khả năng hấp phụ Cd của
các chất trong đất giảm dần theo thứ tự: Hyđrôxyt và ôxyt sắt, nhôm, halloysit >
Allphane> kaolinit, axit humic > montmorillonit.
Arsen (As): tồn tại trong đất dƣới dạng hợp chất chủ yếu nhƣ Arsenat (AsO43-)
trong điều kiện ôxyhoá. Chúng bị hấp thu mạnh bởi các khoáng sét, sắt, mangan
ôxyt hoặc hyđrôxyt và các chất hữu cơ. Trong các đất axit, As có nhiều ở dạng
Arcsenat với sắt và nhôm (FeAsO4 ; AlAsO4), trong khi ở các đất kiềm và đất
cacbonat lại có nhiều ở dạng Ca3(AsO4)2. Arsen có xu hƣớng đƣợc tích tụ trong quá
trình phong hóa, trên mặt cắt của vỏ phong hóa và trong đất As thƣờng tồn tại ở

11


phần trên (0 - 1,5 m) do bị hấp phụ bởi vật liệu hữu cơ, keo hyđrôxyt sắt và sét.
Trong môi trƣờng khí hậu khô các hợp chất của As thƣờng tồn tại dƣới dạng ít linh
động, còn trong điều kiện khí hậu ẩm ƣớt các họp chất của arsen sufua bị hòa tan và
bị rửa trôi. Lƣợng As trong đất chuyển vào nƣớc khoảng 5 - 10 % tổng lƣợng As
trong đất.[1]

Sự chuyển hóa KLN trong đất: Thực tế các KLN trong đất luôn diễn ra quá
trình trao đổi với bề mặt của keo đất. Tính linh động các KLN phụ thuộc vào nhiều
yếu tố nhƣ: pH môi trƣờng, thế ôxi hoá khử, hàm lƣợng các chất tạo phức có khả
năng hoà tan KLN [35], anion cùng tồn tại trong môi trƣờng (Cl-, SO4 2-, NO3 -...)
[34]. Độ linh động của các ion KLN tăng khi pH đất thấp và giảm khi pH đất cao, ở
môi trƣờng kiềm (pH đất khoảng 9 - 1 2 ) các KLN sẽ bị kết tủa dƣới dạng hydroxit
hoặc cacbonat.
Các quá trình chính liên quan đến sự cố định và chuyển hoá KLN trong đất là:
Quá trình phong hoá, sự hoà tan và khả năng hoà tan của các kim loại, sự kết tủa, sự
hấp thu bởi cây trồng, sự cố định bởi các sinh vật đất, khả năng trao đối cation, sự
hấp phụ, sự tạo phức chelát, và sự rửa trôi...
Quá trình phong hoá: Hàm lƣợng KLN từ quá trình phong hoá đá rất thấp, và
chủ yếu nằm trong các vùng trầm tích giàu oxít, quặng và các loại đá giàu kim loại
nhƣ magma siêu axit, bao gồm cả serpentine. Đất giàu kim loại thƣờng đƣợc đặc
trƣng bởi loài thực vật, bao gồm các loài có khả năng tích luỹ kim loại cao. Quá
trình phong hoá ho á học đƣợc đặc trƣng bởi các quá trình hoà tan, hyđrát hoá, thuỷ
phân, oxy hoá - khử và sự tạo thành đá vôi.
Khả năng hoà tan và các ion tự do trong dung dịch: Ảnh hƣởng của tính
axít tới khả năng hoà tan của KLN trong đất. Một trong các nhân tố quan trọng nhất
để kiểm soát khả năng hoà tan của KLN là tính axít, với pH lớn hơn 5,5 thì nồng độ
của iôn Pb2+ tự do nhỏ, mức độ linh động của Cd và Zn tăng lên khi tăng mức độ
axit của môi trƣờng, bắt đầu từ ngƣỡng pH = 4 - 4,5 thì cứ giảm đi 0,2 đơn vị pH thì
nồng độ Cd tăng lên 3 - 5 lần. Nhìn chung khi pH > 6,5 thì hầu nhƣ các KLNít linh
động hơn.[34]

12


Khả năng liên kết và vận chuyến các kim loại trong đất: Axit fulvic đóng vai
trò rất quan trọng trong quá trình này. Do khả năng liên kết tạo phức bao bọc xung

quanh ion kim loại và phức này còn có thể hoà tan trong cả môi trƣờng axít và kiềm
[34]. Bên cạnh đó, axit humic cũng có khả năng liên kết với các ion kim loại, nhƣng
do khối lƣợng phân tô lớn, nên phức của nó với ion kim loại kém linh động hơn và
dễ bị giữ trong các khe đất, ít bị rửa trôi theo độ sâu phẫu diện.
Đất ở điều kiện nhiệt đới hàm lƣợng axit fulvic chiếm ƣu thế nên khả năng
chuyển hóa và độ linh động của các kim loại trong đất thƣờng cao hơn so với đất
vùng ôn đới. Do khả năng làm chuyển hoá và linh động của chất hữu cơ đối với
KLN nên các nguồn chất hữu cơ đƣa vào đất nhƣ bùn thải cần phải đƣợc kiểm soát
một cách chặt chẽ.
Khả năng rửa trôi và di chuyển: Khả năng rửa trôi theo độ sâu phẫu diện là
rất ít, nhƣng do quá trình xói mòn rửa trôi trên bề mặt đã làm cho KLN sau khi tích
luỹ chủ yếu ở trên tầng đất mặt sẽ bị rửa trôi và tích luỹ trong trầm tích và làm tăng
nồng độ ở sông, hồ làm ô nhiễm môi trƣờng nƣớc. Ngoài ra sự rửa trôi và chuyển
hoá kim loại trong đất do mƣa axít và axít hoá đất cũng là một yếu tố rất quan trọng.
Mƣa axít thƣờng tập trung ở các vùng công nghiệp và đô thị phát triển hay các vùng
chịu ảnh hƣởng của quá trình này, trong nó thƣờng chứa thêm một số KLN nhƣ Pb,
Hg, Cd, Cu, Zn... Khi nƣớc mƣa rơi xuống đất làm axít hoá môi trƣờng đất, tăng
khả năng chuyển hoá và linh động các kim loại trong đất.
1.3.2. Dạng tồn tại của một số KLN trong nƣớc
Chì (Pb) trong nƣớc có 3 dạng tồng tại là Pb hoà tan, Pb lơ lửng ở dạng keo
và phức chất. Trong môi trƣờng nƣớc, tính năng của hợp chất chì đƣợc xác định chủ
yếu thông qua độ tan của nó. Độ tan của chì phụ thuộc vào pH, pH tăng thì độ tan
giảm và phụ thuộc vào các yếu tố khác nhƣ hàm lƣợng ion khác của nƣớc và điều
kiện ôxy hoá khử. Trong nƣớc sinh hoạt thƣờng pH = 6, lúc này Pb tồn tại ở dạng
vô cơ, ít có ở dạng keo. Trong nƣớc mặt sử dụng cho sản xuất nông nghiệp nếu pH
= 7, Pb nằm dạng keo. Nhờ tác dụng ngoại lực của chất hữu cơ mà các phức keo
của Pb ở dạng Pb(CH3 )3 2+; Pb(CH3 ) 4 và Pb(CH3)22+ thƣờng lắng đọng ở bùn cặn

13

đáy, Pb trong nƣớc tự nhiên chủ yếu tồn tại dƣới dạng hoá trị 2.
Cadmium (Cd): Trong nƣớc Cd tồn tại chủ yếu ở dạng hoá trị 2 và rất dễ bị
thuỷ phân trong môi trƣờng kiềm. Ngoài dạng hợp chất vô cơ nó liên kết với các
hợp chất hữu cơ đặc biệt là axit humic tạo thành phức chất và phức chất này có khả
năng hấp phụ tốt trên các hạt sa lắng, chiếm 60 - 75% của nồng độ tổng số trong các
dòng nƣớc.
Arsen (As): Trong nƣớc chứa nhiều ôxy, arsen tồn tại ở dạng hoá trị 5, rất
hiếm ở dạng arsen hoá trị 3. Trong nƣớc chứa ít ôxy (giếng ngầm, sâu) arsen tồn tại
ở dạng arsenat (III) và arsen kim loại. Một vài dạng hợp chất hữu cơ của arsen cũng
tồn tại trong nƣớc.
1.3.3.

Độc tính của kim loại nặng

Tính độc của KLN đã đƣợc khẳng định từ lâu nhƣng không phải tất cả chúng
đều độc hại đến môi trƣờng và sức khoẻ của con ngƣời. Độ độc và không độc của
KLN không chỉ phụ thuộc vào bản thân kim loại mà nó còn liên quan đến hàm
lƣợng trong đất, trong nƣớc và các yếu tố hoá học, vật lý cũng nhƣ sinh vật. Một số
các kim loại nhƣ Pb; Cd; Hg... khi đƣợc cơ thể hấp thu chúng sẽ làm mất hoạt tính
của nhiều enzim, gây nên một số căn bệnh nhƣ thiếu máu, sƣng khớp....Trong tự
nhiên KLN thƣờng tồn tại ở dạng tự do, khi ở dạng tự do thì độc tính của nó yếu
hơn so với dạng liên kết, ví dụ khi Cu tồn tại ở dạng hỗn hợp Cu - Zn thì độc tính
của nó tăng gấp 5 lần khi ở dạng tự do.
Chì (Pb): là một nguyên tố không cần thiết cho cơ thể sinh vật, Pb có thể thâm
nhập vào cơ thể con ngƣời qua thức ăn, nƣớc uống, hít thở hoặc thông qua da nhƣng
chủ yếu lƣợng chì (Pb) đi vào cơ thể con ngƣời là do khẩu phần ăn uống, chúng
đƣợc tích tụ trong xƣơng, ít gây độc cấp tính trừ liều lƣợng cao, nguy hiểm hơn là
sự tích luỹ lâu dài trong cơ thể ở liều lƣợng thấp nhƣng với thời gian dài. Triệu
chứng thể hiện nhiễm độc chì là mệt mỏi, ăn không ngon, đau đầu, nó tác dụng lên

hệ thần kinh trung ƣơng và ngoại vi. Hiệu ứng sinh hoá quan trọng của Pb là can
thiệp vào hồng cầu, nó can thiệp vào quá trình tạo hợp chất trung gian trong quá
trình hình thành Hemoglobin. Khi nồng độ Pb trong máu đạt 0,3 ppm thì ngộ độc

14


bắt đầu và khi nồng độ >0,8ppm thì hụt hẳn Hemoglobin gây thiếu máu và làm rối
loạn chức năng thận.
Ngoài ra Pb2+ đồng hình với Ca2+ nên có thể thay thế Ca2+ tạo phức trong
xƣơng (làm xƣơng đen), nhƣng nếu lƣợng Ca2+ cao lại đẩy Pb2+ ra và Pb2+ đƣợc tích
luỹ ở mô mềm. [24]
Cadmium (Cd): Cd thâm nhập vào cơ thể bằng nhiều cách khác nhau và đƣợc
tích tụ lại chủ yếu trong thận và có thời gian bán huỷ sinh học rất dài từ 20 - 30
năm. Cd thƣờng gắn liền với Zn nên có khả năng thay thế Zn. Trong cơ thế, Zn là
thành phần thiết yếu của một số hệ thống enzim nên khi bị Cd thay thế sẽ gây ngộ
độc Cd.

Hậu quả cuả việc thay thế Zn gây biến đối trao đổi chất dẫn đến thiếu máu, rối
loạn xƣơng tuỷ, cao huyết áp và ung thƣ. Thông thƣờng lƣợng dƣ Cd sẽ liên kết với
Protein và chuyển về tích luỹ ở thận khoảng 1 % còn 99 % nhờ thận thải ra ngoài,
khi bị độc Cd trƣớc tiên sẽ bị suy thận, hỏng tuỷ xƣơng và ảnh hƣởng đến thần kinh.
Ngoài ra nhiễm độc Cd có thể dẫn đến quái thai và thai chết ở giai đoạn non.
Cadmium còn có thể gây ung thƣ cho ngƣời tiếp xúc với nó ở mức độ thấp trong
thời gian dài, đặc biệt là ung thƣ vú. Theo quy định của tổ chức sức khoẻ thế giới
“WHO” lƣợng Cd đƣợc cơ thể ngƣời chấp nhận tối đa là 100 mg/ngày hoặc tối đa là
1 mg/kg trọng lƣợng cơ thể. [24]
Tính độc của Cadmium (Cd) đối với cây trồng: Rau diếp, cần tây, củ cải, cải
bắp có xu hƣớng tích luỹ Cd khá cao, trong khi đó củ khoai tây, bắp, đậu tròn, đậu
dài đƣợc tích luỹ một số lƣợng Cd nhiều nhất trong các loại thực phẩm, lá cà chua

đƣợc tìm thấy tích luỹ Cd khoảng 70 lần so với lá cà rốt trong cùng biện pháp trồng
trọt giống nhau. Trong các cây, Cd tập trung cao trong các rễ cây hơn các bộ phận
khác ở các loài yến mạch, đậu nành, cỏ, hạt bắp, cà chua, nhƣng các loài này sẽ
không phát triển đƣợc khi tích luỹ Cd ở rễ cây. Tuy nhiên, trong rau diếp, cà rốt,

15


cây thuốc lá, khoai tây, Cd đƣợc chứa nhiều nhất trong lá. Trong cây đậu nành, 2%
Cd đƣợc tích luỹ hiện diện trong lá và 8% ở các chồi. Cd trong mô cây thực phẩm là
một yếu tố quan trọng trong việc giải quyết sự tích luỹ chất Cd trong cơ thể con
ngƣời. Sự tập trung Cd trong mô thực vật có thể gây ra thông tin sai lệch của quần
thể.
Tính độc của Cadmium (Cd) đối với con ngƣời: Cd trong môi trƣờng thƣờng
không độc hại nhiều nhƣng nguy hại chính đối với sức khoẻ con ngƣời từ Cd là sự
tích tụ mãn tính của nó ở trong thận. Ở đây, nó có thể gây ra rối loạn chức năng nếu
tập trung ở trong thận lên trên 200mg/kg trọng lƣợng tƣơi. Thức ăn là con đƣờng
chính mà Cd đi vào cơ thể, nhƣng việc hút thuốc lá cũng là nguồn ô nhiễm kim loại
nặng, những ngƣời hút thuốc lá có thể thấm vào cơ thể lƣợng Cd dƣ thừa từ 20 - 35
mgCd/ngày. Cd đã đƣợc tìm thấy trong protein mà thƣờng ở trong các khối của cơ
thể và những protein này có thể tìm thấy trong nấm, đậu nành, lúa mì, cải bắp và
các loại thực vật khác. Cd là một KLN có hại, vào cơ thể qua thực phẩm và nƣớc
uống, Cd dễ dàng chuyển từ đất lên rau xanh và bám chặt ở đó. Khi xâm nhập vào
cơ thể Cd sẽ phá huỷ thận.
Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy Cd gây chứng bệnh loãng xƣơng, nứt
xƣơng, sự hiện diện của Cd trong cơ thể sẽ khiến việc cố định Ca trở nên khó khăn.
Những tổn thƣơng về xƣơng làm cho ngƣời bị nhiễm độc đau đớn ở vùng xƣơng
chậu và hai chân. Ngoài ra, tỷ lệ ung thƣ tiền liệt tuyến và ung thƣ phổi cũng khá
lớn ở nhóm ngƣời thƣờng xuyên tiếp xúc với chất độc này.
Arsen (As): về mặt hoá học As là một á kim, về mặt sinh học As nằm trong

danh mục các hoá chất độc hại cần đƣợc kiểm soát. As đƣợc xếp cùng hàng với các
kim loại nặng, As là chất độc có thể gây nên 19 bệnh khác nhau trong đó có ung thƣ
da và phổi, bàng quang, ruột. Các triệu chứng cố điển của nhiễm độc As là sậm màu
da, tăng sừng hóa và ung thƣ, tác động đến hệ thần kinh ngoại biên và ảnh hƣởng
xấu đến sức khỏe nhƣ chƣớng gan, bệnh đái tháo đƣờng, cao huyết áp, bệnh tim,
viêm cuống phổi, các bệnh về đƣờng hô hấp.... As ở dạng vô cơ có độc tính cao gấp
nhiều lần As ở dạng hữu cơ, trong đó các hợp chất có chứa As thì hợp chất chứa As

16


(III) độc tính cao hơn As (V), tuy nhiên trong cơ thể As (V) có thể bị khử về As
(III). [29].
AS3+ tác động vào nhóm - SH của các enzim do vậy ức chế hoạt động của
men.

Men pyruvate đehydrogenaz trong chu trình axit citric tạo phức với AS3+
ngăn cản việc tạo thành ATP:

Tính độc của Arsenic (As) đối với cây trồng: Arsenic đƣợc nhiều ngƣời 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 đất trồng tƣơng đối nhiều As, cây trồng
thƣờng không có chứa lƣợng As gây nguy hiểm. As khác hẳn với một số KLN bình
thƣờng vì đa số các hợp chất As hữu cơ ít độc hơn các As vô cơ. Lƣợng As trong
các cây có thể ăn đƣợc thƣờng rất ít. Sự có mặt của As trong đất ảnh hƣởng đến sự
thay đổi pH, khi độc tố As tăng lên khiến đất trồng trở nên chua hơn, nồng độ pH <
5 khi có sự kết hợp giữa các loại nguyên tố khác nhau nhƣ Fe, Al.
Chất độc ảnh hƣởng từ As làm giảm đột ngột sự chuyển động trong nƣớc hay
làm đổi màu của lá kéo theo sự chết lá cây, hạt giống thì ngừng phát triển. Cây đậu
và những cây họ Đậu (Fabaceae) rất nhạy cảm đối với độc tố As.

Tính độc của Arsenic (As) đối với con ngƣời: Khi lƣợng độc tố As vƣợt quá
ngƣỡng, nhất là trong thực vật, rau cải thì sẽ ảnh hƣởng đến sức khoẻ con ngƣời,

17