Kim loại nặng trong môi trường đất

Chia sẻ: kim142

Ô nhiễm môi trường đất do kim loại nặng đã trở nên quen thuộc và là đề tài nghiên cứu của rất nhiều nhà khoa học trong nước, cũng như trên thế giới. Ở Việt Nam hiện nay, vấn đề kim loại nặng đã và đang được quan tâm, chú trọng.

Bạn đang xem 20 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: Kim loại nặng trong môi trường đất

 

  1. Chủ đề : Kim loại nặng trong môi trường đất. Nhóm 3: Trần Thị Hồng Nguyễn Thị Huyền Vũ Đình Thảo Phạm Thị Hà Nhung 1
  2. Nội Dung I. Tổng quan. II. Khái niệm- Phân loại- Hiện trạng. III. Các dạng tồn tại và chuyển hóa. IV. Nguyên nhân ô nhiễm kim loại nặng. V. Tác động của KLN. VI. Biện pháp xử lý. 2
  3. I. Tổng quan Ô nhiễm môi trường đất do kim loại nặng đã trở nên quen thuộc và là đề tài nghiên cứu của rất nhiều nhà khoa học trong nước, cũng như trên thế giới. Ở Việt Nam hiện nay, vấn đề kim loại nặng đã và đang được quan tâm, chú trọng. 3
  4. II. Khái niệm- Phân loại- Hiện trạng 1. Khái niệm: - KLN gồm các kim loại có tỷ khối d > 5 g/cm3 - Theo định nghĩa trên các kim loại nặng là : 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 ). 2. Phân loại Phân loại theo độ độc: + Những kim loại có tính độc cao , nguy hiểm : Hg , Pb , Cd , Ni… + Những kim loại có tính độc mạnh : Zn , Fe , Cu , Mn…. Kim loại nặng có hàm lượng thấp hơn so với yêu cầu thì nó cần thiết cho sự phát triển của cây trồng, nhưng nếu quá lượng cần thiết của cây sẽ gây độc cho cây và cho đất. Từ đó gián tiếp tác động đến con người. 4
  5.  Hình ảnh một số KLN • Hg • Zn • Pb • As • Cu • Ni 5
  6. 3. Hiện trạng. - Ô nhiễm kim loại nặng trong đất là khả năng tích lũy KLN trong đắt vượt quá tiêu chuẩn cho phép gây độc đối với con người, sinh vật và đất. - Mỗi năm, thế giới có khoảng: + 25 tỉ tấn đất mặt bị rửa trôi, + Khoảng hai tỷ ha đất canh tác và đất trồng trên thế giới bị suy thoái do bị con người sử dụng thiếu khoa học và không có quy hoạch. Vân đề ô nhiêm kim loai năng trong đât ngay cang đang quan tâm ́ ̃ ̣ ̣ ́ ̀ ̀ ́ do anh hưởng trực tiêp đên sức khoe con người và cây trông. ̉ ́ ́ ̉ ̀ - Ô nhiễm kim loại nặng xảy ra ở nhiều nước trên thế giới. + Nhiều nước Đông Âu trước đây đã phát triển công nghiệp theo công nghệ cũ và sử dụng rất nhiều loại chế phẩm trong nông nghiệp nên nước và đất ở nhiều vùng, và nhất là trong cặn lắng của các dòng sông, bị nhiễm kim loại nặng ở mức độ rất cao, cao hơn tiêu chuẩn cho phép 1.000 - 10.000 lần. 6
  7. Giới hạn hàm lượng tổng số của KLN ở từng đất mặt ở một số loại đ ất Đơn vị tính: mg/kg đất khô Thông Đất nông Đất lâm Đất dân Đất Đất công số nghiệp nghiệp sinh thương nghiệp mại 1. As 12 12 12 12 12 2. Cd 2 2 5 5 10 3. Cu 50 70 70 100 100 4. Pb 70 100 120 200 300 5. Zn 200 200 200 300 300 (Nguồn: QCVN 03:2008) 7
  8.  Hình ảnh một số thành phố ô nhiễm nặng • Thiên Tân, Trung Quốc • Sukinđa, Ấn Độ • Vapi, Ấn Độ • La Oroya, Peru • Dzerzhinsk, Nga • Norilsk, Nga • Chernobyl, Ukraine Việc khai thác ộtấngnickelkhoángổhoanglàm ạikhói NhàNhiềchthanhiTPbThiênản akimtrongạ Lòmáy ế ngườmộđangữ công nghiệ ế CácNhữngôibiạnthuphụ ncủsukida cho ip nhân viên niênị c khutìmđã Hòaty ột ỏ M và u Kaprolaktams chứphun kéo n u Tnhà iNadezhda c lo t b • Sumgayit, Azerbaijan nhiễm vào máu củta trẻ em ở TP La công hàm lượng chìướkhuchìSumgayit ởệp gần Bìnhmứtcnểgiếng.ị i. ấm vào mKabwe,lò mxanhỏnở ựb thuhoang tạiuthành nộầ ướTân thập cổtrên tbmSibur-Neftekhim quanh phộ c đang công nghi ẫ từ v c cỏ b • Kabwe, Zambia cao ởphướđáng ầhạtởnhân được cho là Oroya mZambia. ngạ đây Chernobyl N ảncứng Norilsk.ng m nguồDzerzhinsk. phố n nước do khu công nghiệp Vapi ra nhiễm am anganga thải đã sông D crôm 8
  9. - Ở VN, tình hình ô nhiễm KLN nhình chung không phổ biến. Tuy nhiên, nhiều trường hợp cục bộ gần như khu công nghiệp, đặc biệt là ở những làng nghề tái chế kim loại, tình trạng ô nhiễm KLN đang diễn ra khá trầm trọng. Ví dụ: hàm lượng Pb trong bùn và trong đất tại xã Chỉ Đạo ( Hưng Yên) cho thấy Hàm lượng Pb trong bùn ao và đất trồng lúa rất cao, vượt nhiều lần cho phép. STT Mẫu nghiên cứu Hàm lượng chì Hàm lượng Pb (ppm) lớn hơn 100ppm 1 Mẫu bùn trong ao chứa nước thải phá ắc quy 2166 được đánh giá là 2 Mẫu đất lúa gần nơi nấu chì 387,6 đất bị ô nhiễm. 3 Mẫu đất giữa cánh đồng 125,4 4 Mẫu đất gần làng 2911,4 (Nguồn: Sinh thái và môi trường đất_Lê Văn Khoa ) - Trung bình mỗi năm hoạt động tái chế chì đã đưa vào 1kg đất là 4,34mg Cu, 2,58mg Zn, 2,48mg Pb. 9
  10. - Tại TP. HCM, kết quả phân tích hiện trạng ô nhiễm KLN trong đất vùng trồng lúa khu vực phía Nam TP cho thấy hàm lượng Cu, Zn, Pb, Hg, Cr trong đất trồng lúa chịu ảnh hưởng trực tiếp của nước thải công nghiệp P.Nam TP đều tương đương hoặc cao hơn ngưỡng cho phép (TCVN 7209:2002) đối với đất sử dụng cho mục đích nông nghiệp. Trong đó hàm lượng Cd vượt quá tiêu chuẩn cho phép 2,3 lần; Zn vượt quá 1,76 lần. - Hà Nội, môt trong những đô thị có tỉ lệ thu gom ̣ rac cao nhât, đat tỉ lệ dao đông khoang 70-80 % / ́ ́ ̣ ̣ ̉ năm. Lượng rác thải còn lại tồn đọng ở các nước ao hồ, ngõ xóm, kênh mương, theo dòng nước mưa chảy tràn gây ô nhiễm môi trường. 10
  11. - Theo thống kê của Viện KH& CNMT – ĐH Bách Khoa Hà Nội, hiện cả nước có 1.450 làng nghề, chủ yếu tập trung ở đồng bằng sông Hồng (67,3%), miền Trung (20,5%) và miền Nam (12,2%). Hàng hoá của các làng nghề đóng góp cho xuất khẩu trung bình mỗi năm đạt gần 600 triệu USD. - Theo cac nhà khoa hoc, khoảng 70– 80 % các nguyên tố KLN ́ ̣ trong nước thải lắng xuống bùn trên đường đi của nó. 11
  12. III. Các dạng tồn tại và chuyển hóa trong - Các dạng tồn tại của kim loạiđất nặng. + Liên kết CHC-kim loại nặng. + Con đường di chuyển trong đất không chỉ là hấp phụ trao đổi với keo đất mà chủ yếu ở dạng liên kết với axit mùn fulvic. + Dạng tự do. + Dạng trao đổi. + Tích lũy trong sinh khối của sinh vật: thực vật, động vật đất.... + Trong phần của những thể rắn khoáng và hữu cơ của đất. - Sự chuyển hóa các kim loại từ ngưỡng không độc sang ngưỡng độc phục thuộc vào: + Bản chất của nhiều kim loại. + Hàm lượng hoặc nồng độ của KLN trong môi trường đất và dung dịch đất. + Phản ứng của đất (pH). + Các điều kiện khác như tính đa dạng sinh học của môi trường đất, chất tạo phức, tạo kết tủa và dạng tồn tại. 12
  13. - KLN đi vào trong đất không chỉ tích tụ ở một điểm mà có khả năng lan truyền phụ thuộc vào các tính chất lý – hóa học của đất như : + Thành phần cơ giới + pH dung dịch đất + Thế ôxi hóa khử + Khả năng hấp phụ và trao đổi cation + Các vi sinh vật đất 13
  14. Một số KLN có độc tính cao tại các vùng trao đổi mạnh ngay cả ở hàm lượng tương đối thấp. *) As: có nguồn gốc từ đá mẹ, phân bố không đều ở các dạng đá, và hàm lượng As dao động từ 0,5- 2,5 ppm. Chỉ duy nhất trong trầm tích sét có As TB khoảng 13ppm. - As nằm chủ yếu ở các dạng hợp chất với Al, Fe và Ca không tan - Tồn tại ở dạng hợp chất hữu cơ asenat (AsO43-) trong điều kiện oxi hóa và kết hợp với các cation và kết tủa tạo thành muối arsênat khó tan như AlAsO4, FeAsO4 ,Ca3(AsO4)2..... - Khả năng linh động của As trong đất tăng khi đất ở dạng khử vì tạo thành các asenit(As III). Thường két hợp với trầm tích. 14
  15. - Khi giải phóng tồn tại dưới dạng As2O3 và phần lớn hấp phụ vào vật liệu dạng hạt khác. - As có ái lực mạnh với khoáng sét hay chất hữu cơ trong đất tạo ra các hợp chất khác nhau trong đất. - As dễ hòa tan nhưng khả năng di chuyển bị giới hạn bởi bề mặt xét, hydroxit, và các chất hữu cơ. - As tồn tại trong môi trường khử ở dạng Aso, As3+ . Dạng anion AsO2, AsO42-, HAsO42- và H2AsO3- bị hút thu ở pH 7- 9 - Photphat ảnh hưởng đến khả năng linh động của As trong đất tiêu thoát tốt do P cạnh tranh với As trên bề mặt hấp phụ. 15
  16. *) Cadimi: là kim loại màu trắng sáng sỉn, có nguồn gốc địa chất tự nhiên. - Cd tự nhiên trong đất thường ở dạng hóa trị II. - Tính di động của Cd phụ thuộc vào pH, loại đất, thành hen vật lý. - Cd thường đi kèm với Zn và có ái lực với S. - Cd tồn tại ở dạng không tan: CdO, CdC3, Cd3(PO4)2 trong điều kiện oxi hóa. - Trong môi trường axit Cd tồn tại ở dạng linh động Cd2+ - Quá trình hấp thụ Cd trong đất xảy ra khá nhanh, 95% Cd đưa vào bị đất hấp phụ trong vòng 10 phút. - Cd tồn tại ở dạng trao đổi 20- 40%, dạng hớp chất cacbonat 20%, dạng hiroxit và oxit là 20%, phần liên kết với phức hữu cơ chiếm tỉ lệ nhỏ. - Adriano tổng kết dạng tồn tại của Cd: Dạng trao đổi, dạng khử, dạng cacbonat, dạng hữu cơ phực hợp, dạng lattice, dạng sunfit, dạng hòa tan. 16
  17. *) Pb: có màu xám xanh, mền. - Chì là nguyên tố có khả năng linh động kém. - Theo các nhà khoa học Mỹ: chì tồn tại trong đất ở 10 dạng, hòa tan trong nước, trao đổi, cacbonat, dạng dễ khử, phức liên kết với chất hữu cơ, kết hợp với oxit Fe ở dạng vô định hình- tinh thể, dạng sunfit và các dạng còn lại. + Dạng không tan: Pb(OH)2, PbCO3, PbO, PbS,… + Dạng gây ô nhiễm: PbClBr, PbSO4, PbS, PbCO3, PbCrO4… + Dạng di động: Pb2+. - Trong tự nhiên chì tồn tại dưới dạng PbS và bị chuyển hóa thành PbSO4 do quá trình phong hóa. - Pb2+ sau khi được giải phóng sẽ tham gia vào quá trình trong đất như bị hấp phụ bởi khoáng sét, CHC hoặc oxit kim loại. Hoặc cố định trở lại dạng hợp chất Pb(OH)2, PbCO3, PbO, PbS,… 17
  18. *) Hg: - Tồn tại ở 3 dạng: hòa tan, không tan và bay hơi (CH3)2Hg. - Trong đất kiềm pH>7 thủy ngân bị kết tủa ở dạng Pb(OH)2. - Các dạng hợp chất thường gặp: Hg- photpat, Hg- chất hữu cơ (R HgOH) - Trong điều kiện khử: thủy ngân ở dạng HgS. - Sự liên kết Hg- S tạo lên hợp chất humic- Hg - Sự hấp phụ Hg trong đất phụ thuộc vào dạng Hg, và khoáng sét illit hấp phụ Hg cao. - Vi sinh vật yếm khí tiết ra enzim làm Hg++ kết hợp với CH4 tạo thành mêtin thủy ngân sẽ gây độc cho cây Hg++ + CH4 ----- (CH3)2Hg ---- CH3Hg+ 18
  19. Sự chuyển hóa Những khoáng hợp chất của KLN nguyên sinh trong quá trình phong hóa và hình thành đất Sự phong hóa và hình thành đất Sự hấp thụ Phức chất không tan bởi TV với chất hữu cơ Dung dịch Ion tự do Phức chất Sự xâm nhập vào cơ thể sinh vật Oxy hóa Hấp phụ trên Kết tinh trong kết tủa bề mặt được tạo thành Khử Khuyếch tán vào bên trong Kết tủa và hòa tan mạng lưới tinh thể 19 các oxit, photphat của khoáng vật
  20. III. Nguyên nhân gây ô nhiễm kim loại nặng a. Nguồn gốc tự nhiên. - KLN có trong đá mẹ, là thành phần của vỏ quả đất. - KLN có ở nham thạch của tầng đất: Nguyên tố Asen (As) . - Do các quá trình địa hóa. 20
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản