Vấn đề ô nhiễm kim loại nặng trong nước

Vấn đề ô nhiễm kim loại nặng trong nước

1. Tình hình hiện nay:
Trong những năm gần đây của nước ta, do phát triển kinh tế và gia tăng dân số nên môi trường nước ngày càng bị ô nhiễm bởi kim loại nặng mà nguồn gốc chủ yếu từ công nghiệp và giao thông vận tải. Các kim loại nặng nói chung lại rất khó loại bỏ bằng các biện pháp xử lý nước thải thông thường và nếu chúng xâm nhập vào các nguồn nước sinh hoạt ở mức cao hơn mức cho phép sẽ là nguồn gốc của nhiều bệnh hiểm nghèo, đe dọa sức khỏe và tính mạng của con người. Vì vậy mà vấn đề nghiên cứu và bảo vệ môi trường nói chung và môi trường nước nói riêng trở thành mối quan tâm hàng đầu của nhiều quốc gia và tổ chức trên Thế Giới.

Ô nhiễm môi trường bao gồm: ô nhiễm không khí, đất và nước. Ba thành phần này có mối quan hệ mật thiết với nhau vì các chất gây ô nhiễm có thể di chuyển cho nhau qua mặt phân cách của các môi trường. Chẳng hạn các hoạt động của con người làm tăng hàm lượng SO2, NO2 trong khí quyển, từ đó có thể tạo mưa axit, mưa axit có thể làm tăng độ axit của đất và làm tăng khả năng hòa tan của các kim loại nặng trong nước, gây ô nhiễm thêm nguồn nước.

Ngược lại, các chất ô nhiễm trong môi trường nước đều có thể giữ lại trong đất do quá trình di chuyển, thấm qua đất và gây ô nhiễm tầng nước ngầm. Cơ quan năng lượng và ngyên tử Quốc tế (IAEA) hiện có khuyến cáo cần thu nhập các số liệu về ô nhiễm phóng xạ, các kim loại vết, và các hợp chất hữu cơ trong môi trường đất, không khí, nước (bao gồm nước, bùn lắng và động-thực vật thủy sinh), thực phẩm. Theo tài liệu cảu IAEA thì hiện nay, hàng năm độc tố gây ra bởi các kim loại do hoạt động của con người đã vượt quá tổng số độc tố gây ra bởi chất thải phóng xạ và thải hữu cơ.

Trước đây, ở nước ta đã có những nghiên cứu về ô nhiễm môi trường. Ta đã có một đề tài nghiên cứu với quy mô toàn quốc về ô nhiễm phóng xạ nhân tạo Cs137 trong đất, một đề cũng với quy mô toàn quốc về ô nhiễm khí quyển. Cả hai đề tài này đều co Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường quản lý. Riêng về môi trường nước chỉ có các nghiên cứu riêng lẻ, của các địa phương hoặc các cơ sở nghiên cứu. Ngoài ra, nội dung và phương pháp đo đạc cũng rất hạn chế, chủ yếu là xác định các yếu tố cơ bản như chỉ tiêu sinh học (vi khuẩn, virut), độ cúng, nhu cầu ôxy (BOD và COD), tổng nito, photpho, sulfat, các chất hữu cơ… Riêng đối với các kim loại nặng, độc hại như Cd, As, Co, Hg, Mo, Pb, Ni….chưa được quan tâm mấy vì trước đây ta khó xác định bằng phương pháp phân tích và xử lý thông thường.

Trong những năm gần đây, do sự phát triển về kinh tế, kéo theo là sự gia tăng dân số nên số lượng khí thải và nước thải ngày càng bị ô nhiễm bởi các kim loại nặng mà nguồn gốc từ công nghiệp và giao thông vận tải. Các kim loại nặng nói chung lại khó loại bỏ bằng các phương pháp xử lý nước thải thông thường và nếu chúng xâm nhập vào các nguồn nước sinh hoạt ở mức độ cao hơn giới hạn cho phép sẽ là nguồn gốc của các bệnh hiểm nghèo: ung thư, tim mạch, gan, phổi… Hiện nay với các phương tiện phân tích hạt nhân (kích hoạt notron, proton, kích thích huỳnh quang tia X…) và các phương pháp phân tích hiện đại khác ta đã có thể xác định được sự có mặt và hàm lượng các kim loại nặng trong nước với độ nhạy và độ chính xác cao và bằng các phương pháp xử lý toán học các số liệu thu thập được, ta có thể suy ra nhiềm thông tin bổ ích về nguồn gốc và sự di chuyển của các chất gây ô nhiễm.

anh 92

Với sự phát triển của công-nông nghiệp và giao thông vận tải, ô nhiễm môi trường nước ở nước ta tập trung chủ yếu vào các khu công nghiệp và khu dân cư lớn như Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng… Riêng ở Hà Nội, theo thống kê hiện nay đã có hơn 500 nhà máy- xí nghiệp cỡ trung bình và lớn, khoảng 30 bệnh viện, hàng trăm viện nghiên cứu, phòng thí nghiệm. Mỗi ngày thải ra hơn 400.000 m3 nước thải trong đó có hơn 70% là nước thải sinh hoạt. Các loại nước thải này đều không được sử lý hoặc sử lý quoa loa rồi đổ thẳng vào 4 con sông chảy qua nội thành: sông Tô Lịch, sông Kim Ngưu, sông Lừ, sông Sét để rồi tất cả đổ vào sông Nhuệ qua đập Thanh Liệt.

Ô nhiễm kim loại nặng trong nước không chỉ trực tiếp do nước thải công nghiệp và sinh hoạt mà cong có thể từ các nguồn gốc khác (giao thông vận tải, đốt than, đốt rác, phân bón, thuốc trừ sâu…). Riêng ở nước ta, các đường ống dẫn nước và cáp ngầm do đã quá cũ nên có khả năng bị ăn mòn gây ra ô nhiễm Zn, Pb, Cd…vào môi trường nước. Các kim loại nặng dù cho nằm trong chất thải dạng khí hay rắn cũng gây ra ô nhiễm nguồn nước do sự lắng rơi xuống mặt nước sông, hồ hoặc xuống đất rồi bị các cơn mưa làm thấm vào tầng nước ngầm. Ion kim loại nặng dễ kết hợp với nước tạo ra các hidroxit. Khả năng hòa tan của các hidroxit kim loại phụ thuộc vào pH của nước. Do đó, mức độ ô nhiễm kim loại nặng của nươc phụ thuộc nhiều vào điều kiện pH. Trong lớp đáy của các dòng sông, do các quá trình sinh học thực vật bị phân hủy và tạo ra mùn. Mùn (các hợp chất humic) có ảnh hưởng lớn đến tính chất của nước như tính bazo, tính hấp phụ, tạo phức…Các kim loại nặng có khả năng tạo phức với các chất hữu cơ có trong mùn, do đó mùn là yếu tố chính mang kim loại nặng trong nước. Một số thực vật thủy sinh như tảo, bèo, có đặc tính hấp thụ mạnh các kim loại nặng do đó cũng có thể được sử dụng trong nghiên cứu ô nhiễm kim loại nặng trong nước.

Như vậy việc nghiên cứu ô nhiễm kim loại nặng trong nước cần thiết phải phân tích không những mẫu nước lấy từ bề mặt mà cả mẫu bùn lấy từ đáy hoặc ven bờ, hoặc đôi khi lấy cả mẫu thực vật thủy sinh trên mặt nước hoặc ven bờ. Thông thường hàm lượng kim loại nặng trong bùn lắng cao hơn nhiều so với hàm lượng của cùng nguyên tố trong nước lấy tại cùng thời điểm và địa điểm.

nuoc_ngam

2. Các kim loại nặng thường gặp:
Chì (Pb) là nguyên tố kim loại nặng được chú ý nhiều nhất về phương diện ô nhiễm môi trường vì tính đặc biệt độc hại của nó (ít bị đào thải khỏi cơ thể, tích lũy trong não và tủy xương) và cũng vì tính chất phổ biến của nó: nguồn gốc đóng góp chủ yếu là từ giao thông vận tải (khí thải của xe cơ giới) và công nghiệp. Chì được pha vào xăng dưới dạng tetraethyl và tetrametyl Pb để làm tác nhân chống kích nổ. Khi xê chạy, khoảng 25-75% lượng Pb thoát vào khí quyển tùy thuộc chế độ lái xe. Đáng chú ý là do nguồn phát thải ở thấp lượng Pb này phần lớn rơi xuống đất và gây ô nhiễm đất, cây cỏ và nguồn nước. Phần lơ lửng trong không khí cũng được hấp phụ vào nước mưa, lắng rơi và cuối cùng cũng gây ô nhiễm nguồn nước. Các nguồn gốc gây ô nhiễm Pb khác có thể kể đến là các nhà máy pin – ac quy, nhà máy sơn, que hàn, đường ống cũ nát.

Cd cũng là nguyên nhân rất độc hại vì: Cd ít bị hấp thụ trong đất hoặc trầm tích, di động hơn các kim loại khác, dễ đi vào nguồn thức ăn của con người, tích lũy trong thận và xương. Cd có nguồn gốc chủ yếu từ công nghiệp mạ điện, sơn, chất dẻo, phân bón, thuốc trừ sâu.

As cũng là nguyên tố cần chú ý vì cũng có độc tính cao. As thường có nguồn gốc từ các sản phẩm nông nghiệp, đặc biệt là thuốc trừ sâu, diệt cỏ.

Ni có thể xuất phát từ công nghiệp luyện kim, xúc tác cho ngành hữu cơ và đốt than

Cu có nguồn gốc từ sơn dầu, phân bón, thuốc trừ sâu.

Zn có thể xuất phát công nghiệp mạ, hàn, chế tạo pin, sơn, nhuộm

Hg rất độc, có thể gây chết người khi bị nhiễm độc qua đường hô hấp.Thủy ngân được sử dụng chủ yếu trong sản xuất các hóa chất,trong kỹ thuật điện và điện tử. Nó cũng được sử dụng trong một số nhiệt kế.

3. Hàm lượng kim loại nặng trong nước cho phép:
Kim loại nặng (KLN) là những kim loại có tỷ trọng >5mg/cm3: Crôm (7,15g/cm3), Chì (11,34 g/cm3), Thủy ngân (15,534 g/cm3), Cađimi (8,65 g/cm3), Asen (5,73 g/cm3), Mangan (7,21 g/cm3),… KLN được được chia làm 3 loại: các kim loại độc (Hg, Cr, Pb, Zn, Cu, Ni, Cd, As, Co, Sn,…), những kim loại quý (Pd, Pt, Au, Ag, Ru,…), các kim loại phóng xạ (U, Th, Ra, Am,…). KLN không độc khi ở dạng nguyên tố tự do nhưng độc ở dạng ion vì nó có thể gắn kết các chuỗi cacbon ngắn khó đào thải gây ngộ độc.

Thủy ngân (Hg): đặc biệt độc hại là methyl thủy ngân. Thủy ngân dễ bay hơi ở nhiệt độ thường nếu hít phải sẽ rất độc đến hệ thần kinh, hệ tiêu hóa, phổi, thận có thể gây tử vong. Trẻ em khi bị ngộ độc sẽ bị co giật, phân liệt… Hàm lượng thủy ngân cho phép trong nước uống đóng chai là 6µg/L (QCVN 6-1:2010/BYT), trong nước ngầm là 1µg/L (QCVN 09:2008/BTNMT).

Asen (As): As hóa trị 3 độc hơn rất nhiều so với hóa trị 5. Liều lượng gây chết người khoảng 50-300 mg nhưng phụ thuộc vào từng người. Con người bị nhiễm độc asen lâu dài qua thức ăn hoặc không khí dẫn đến bệnh tim mạch, rối loạn hệ thần kinh, rối loạn tuần hoàn máu, rối loạn chức năng gan, thận. Ngộ độc asen cấp tính có thể gây buồn nôn, khô miệng, khô họng, rút cơ, đau bụng, ngứa tay, ngứa chân, rối loạn tuần hoàn máu, suy nhược thần kinh,… Hàm lượng cho phép trong nước uống đóng chai là 10µg/L (QCVN 6-1:2010/BYT), trong nước ngầm là 50µg/L (QCVN 09:2008/BTNMT).

Chì (Pb): Các hợp chất chì hữu cơ rất bền vững độc hại đối với con người, có thể dẫn đến chết người. Những biểu hiện của ngộ độc chì cấp tính như nhức đầu, dễ bị kích thích, và nhiều biểu hiện khác nhau liên quan đến hệ thần kinh. Khi bị nhiễm độc lâu dài đối với con người có thể bị giảm trí nhớ, giảm khả năng hiểu, giảm chỉ số IQ, thiếu máu, chì cũng được biết là tác nhân gây ung thư phổi, dạ dày và u thần kinh đệm. Nhiễm độc chì có thể gây tác hại đối với khả năng sinh sản, gây sẩy thai… Hàm lượng cho phép trong nước uống đóng chai là 10µg/L (QCVN 6-1:2010/BYT), trong nước ngầm là 10µg/L (QCVN 09:2008/BTNMT).

Crôm (Cr): tồn tại ở 2 dạng hóa trị 3 và 6 tuy nhiên ở hóa trị 6 crôm gây ảnh hưởng xấu đến con người. Gây loét dạ dày, ruột non, viêm gan, viêm thận , ung thư phổi… Hàm lượng cho phép trong nước uống đóng chai là 50µg/L (QCVN 6-1:2010/BYT) , trong nước ngầm là 50µg/L (QCVN 09:2008/BTNMT).

Cađimi (Cd): Cađimi được biết gây tổn hại đối thận và xương ở liều lượng cao, gây xương đau nhức trở nên giòn và dễ gãy… Hàm lượng cho phép trong nước uống đóng chai là 3µg/L (QCVN 6-1:2010/BYT), trong nước ngầm là 5µg/L (QCVN 09:2008/BTNMT)

(Theo Hà Thành Trung)

Leave a comment

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here