Luận án tiến sĩ: Cố định kim loại nặng trong đất bằng zeolite lưỡng cực - ĐH Nông Lâm Thái Nguyên

Nghiên cứu khả năng cố định kim loại nặng trong đất bằng vật liệu zeolite lưỡng cực, đánh giá hiệu quả xử lý ô nhiễm và cải thiện chất lượng môi trường đất.

• Tác giả: Nguyễn Thị Bích Hạnh
• Người hướng dẫn: GS. Đặng Văn Minh
• Trường học: Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Khoa học môi trường
• Đề tài: Nghiên cứu khả năng cố định một số kim loại nặng trong đất bằng vật liệu zeolite lưỡng cực
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Thái Nguyên

Tóm tắt

I. Tổng quan cố định kim loại nặng bằng zeolite lưỡng cực

Ô nhiễm kim loại nặng trong đất là vấn đề môi trường cấp bách tại nhiều khu vực khai khoáng. Các kim loại độc hại như chì, cadimi và asen tồn tại lâu dài trong đất. Chúng tích tụ sinh học và gây tổn hại nghiêm trọng đến hệ sinh thái và sức khỏe con người. Phương pháp cố định hóa học hiện nay được đánh giá cao nhờ chi phí hợp lý và hiệu quả nhanh. Vật liệu zeolite tự nhiên sở hữu cấu trúc mạng xốp aluminosilicate độc đáo. Cấu trúc này chứa nhiều lỗ rỗng liên kết và diện tích bề mặt tiếp xúc lớn. Zeolite tự nhiên chủ yếu tích điện âm nên hấp phụ tốt các cation kim loại. Tuy nhiên, dạng khoáng tự nhiên khó giữ các anion độc hại như asenat hay cromat. Do đó, việc chế tạo zeolite lưỡng cực mở ra hướng đi đột phá trong xử lý đất. Vật liệu mới mang cả tâm điện tích âm và dương trên cùng một khung cấu trúc. Luận án tiến sĩ tại Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã tập trung phát triển giải pháp này. Công trình cung cấp cơ sở khoa học vững chắc nhằm phục hồi các vùng đất nông nghiệp bị suy thoái.

1.1. Cấu trúc tinh thể và đặc tính của zeolite lưỡng cực

Zeolite là khoáng chất aluminosilicate tinh thể xốp. Mạng lưới tinh thể gồm các tứ diện SiO4 và AlO4 liên kết qua nguyên tử oxy chung. Sự thay thế Si4+ bằng Al3+ tạo nên điện tích âm dư thừa trong khung mạng. Điện tích âm này thường được bù trừ bởi các cation trao đổi như natri, kali hoặc canxi. Khi được biến tính bằng chất hoạt động bề mặt, zeolite hình thành lớp phủ hữu cơ đặc biệt. Bề mặt ngoài của vật liệu đảo chiều điện tích thành dương, trong khi khoang mao quản vẫn giữ điện tích âm. Đặc tính lưỡng cực cho phép vật liệu tương tác đồng thời với nhiều dạng ion độc hại. Cấu trúc mao quản trật tự đảm bảo độ bền nhiệt và tính ổn định hóa học cao trong môi trường đất tự nhiên.

1.2. Đề tài luận án tiến sĩ tại ĐH Nông Lâm Thái Nguyên

Nghiên cứu được thực hiện bởi nghiên cứu sinh Nguyễn Thị Bích Hạnh tại Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. Công trình thuộc chuyên ngành Khoa học Môi trường dưới sự hướng dẫn của các nhà khoa học uy tín. Luận án kế thừa kết quả từ đề tài Nafosted mã số 105.01 và đề tài cấp Bộ B2023-TNA-32. Mục tiêu trọng tâm là chế tạo vật liệu zeolite lưỡng cực từ nguồn nguyên liệu sẵn có. Nghiên cứu tập trung đánh giá khả năng xử lý đồng thời chì, cadimi, kẽm và asen trong đất ô nhiễm. Đây là đóng góp học thuật quan trọng cho ngành quản lý môi trường đất tại Việt Nam. Công trình mở ra tiềm năng sản xuất vật liệu hấp phụ chi phí thấp cho thực tiễn canh tác.

II. Thực trạng ô nhiễm kim loại nặng trong đất tại Thái Nguyên

Tỉnh Thái Nguyên tập trung nhiều mỏ khoáng sản quy mô lớn tại miền Bắc. Hoạt động khai thác chì kẽm lâu năm thải ra lượng lớn đất đá thải và bùn quặng. Quá trình phong hóa làm phát tán chất ô nhiễm ra các lưu vực xung quanh. Hàm lượng kim loại nặng trong đất nông nghiệp lân cận vượt ngưỡng an toàn nhiều lần. Điển hình tại mỏ Làng Hích thuộc huyện Đồng Hỷ, nồng độ chì và kẽm vượt quy chuẩn hàng trăm lần. Mức độ asen tại khu vực Hà Thượng thuộc huyện Đại Từ cũng ở mức báo động cao. Kim loại nặng tồn tại dưới nhiều dạng liên kết hóa học phức tạp trong phẫu diện đất. Dạng hòa tan và dạng trao đổi có khả năng di động cao nhất. Nước mưa rửa trôi đưa ion kim loại thâm nhập sâu vào tầng nước ngầm và nguồn nước tưới. Đất canh tác dần mất đi độ phì nhiêu và khả năng đệm tự nhiên. Tình trạng này đe dọa trực tiếp đến an ninh lương thực và đời sống của người dân địa phương. Việc tìm kiếm giải pháp xử lý triệt để trở thành nhiệm vụ cấp bách của chính quyền và giới khoa học.

2.1. Nồng độ chì kẽm và asen vượt quy chuẩn kỹ thuật

Dữ liệu quan trắc môi trường cho thấy mức độ ô nhiễm kim loại tại các mỏ khoáng sản rất nghiêm trọng. So với QCVN 03-MT:2015/BTNMT, hàm lượng chì tại mỏ Làng Hích vượt ngưỡng từ 6 đến 282 lần. Nồng độ cadimi vượt từ 2,56 đến 262 lần mức giới hạn cho phép. Hàm lượng kẽm cũng ghi nhận mức cao hơn quy chuẩn tới 78,1 lần. Độc tính asen tại khu vực khai khoáng đạt ngưỡng kỷ lục, vượt tiêu chuẩn từ vài trăm đến hơn một nghìn lần. Tại Tân Long thuộc Đồng Hỷ, đất nông nghiệp chịu ảnh hưởng nặng nề bởi quặng đuôi. Đất tích tụ độc chất vượt ngưỡng làm cản trở quá trình sinh trưởng của cây trồng và đe dọa nguồn nước mặt.

2.2. Sự dịch chuyển độc chất vào chuỗi thức ăn sinh học

Kim loại nặng trong đất không bị phân hủy sinh học qua thời gian. Các ion tự do thâm nhập trực tiếp vào hệ rễ cây lương thực qua nước ngầm. Cây trồng hấp thu lượng lớn chì, cadimi và asen vào thân lá và hạt. Gia súc tiêu thụ cỏ nhiễm độc tiếp tục tích lũy hóa chất vào mô mỡ và phủ tạng. Con người đứng ở đỉnh chuỗi thức ăn chịu tác động độc học lâu dài. Các kim loại độc phá hủy chức năng gan, thận và hệ thống thần kinh trung ương. Nhiễm độc kim loại mạn tính còn tiềm ẩn nguy cơ gây đột biến gen và ung thư. Do đó, kiểm soát sự di động của độc chất trong tầng đất mặt là đòi hỏi cấp bách để bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

III. Cơ chế cố định kim loại nặng của zeolite lưỡng cực trong đất

Công nghệ cố định hóa học bằng zeolite lưỡng cực đem lại cơ chế xử lý toàn diện cho đất ô nhiễm đa kim loại. Vật liệu này được chế tạo bằng cách biến tính zeolite tự nhiên với các phân tử hoạt tính bề mặt. Quá trình biến tính gắn các nhóm chức mang điện tích dương lên bề mặt ngoài của khoáng chất. Trong khi đó, các kênh mao quản bên trong vẫn bảo toàn nguyên vẹn điện tích âm nguyên bản. Nhờ cấu trúc độc đáo, vật liệu có khả năng hấp phụ song song cả cation kim loại lẫn gốc anion độc hại. Cation chì, cadimi và kẽm bị bẫy giữ thông qua cơ chế trao đổi ion với canxi, natri trong mạng lưới aluminosilicate. Đồng thời, các anion asenat liên kết chặt chẽ với các tâm tích điện dương trên bề mặt biến tính. Phản ứng tạo phức bề mặt và kết tủa hóa học tiếp tục diễn ra vững chắc. Các liên kết bền vững ngăn chặn hoàn toàn nguy cơ tái phóng thích kim loại nặng vào dung dịch đất. Phương pháp này không phá hủy cấu trúc đất và duy trì hệ vi sinh vật bản địa hoạt động bình thường.

3.1. Phản ứng trao đổi ion và hấp phụ chọn lọc cation

Quá trình cố định cation diễn ra nhanh chóng tại các kênh mao quản của zeolite. Cấu trúc tứ diện SiO4 và AlO4 tạo ra các tâm điện tích âm cố định. Các cation hòa tan trong nước ngầm như Pb2+, Cd2+ và Zn2+ cạnh tranh vị trí hấp phụ với ion Na+ và Ca2+. Bán kính hydrat hóa và điện tích ion quyết định thứ tự ưu tiên hấp phụ. Zeolite có ái lực đặc biệt mạnh đối với ion chì và kẽm. Khi thâm nhập vào các lỗ rỗng, ion kim loại bị khóa chặt bởi lực hút tĩnh điện và liên kết phối trí. Nồng độ ion tự do trong dung dịch đất giảm mạnh ngay sau khi bón vật liệu. Hiện tượng rửa trôi kim loại xuống tầng sâu nhờ đó bị triệt tiêu rõ rệt.

3.2. Cơ chế lưu giữ đồng thời anion độc hại trên bề mặt

Asen trong đất ô nhiễm thường tồn tại ở dạng anion oxi hóa như asenat AsO4 3- hoặc asenit AsO3 3-. Zeolite tự nhiên không thể lưu giữ các dạng anion này do lực đẩy tĩnh điện. Vật liệu zeolite lưỡng cực khắc phục hoàn toàn nhược điểm bằng lớp phủ cation hữu cơ bên ngoài. Các đầu phân tử tích điện dương tạo ra tâm hấp phụ chuyên biệt cho anion. Khi tiếp xúc, các gốc asenat bị liên kết chặt chẽ thông qua tương tác hút tĩnh điện và trao đổi phối tử. Sự kết hợp giữa tâm âm bên trong và tâm dương bên ngoài tạo nên cơ chế bẫy kép. Nhờ đó, vật liệu xử lý triệt để hỗn hợp ô nhiễm gồm cả chì, cadimi và asen mà không làm xáo trộn độ cân bằng pH tự nhiên của đất.

IV. Ứng dụng zeolite lưỡng cực phục hồi đất tại Thái Nguyên

Ứng dụng zeolite lưỡng cực mở ra giải pháp bền vững cho công tác cải tạo đất nông nghiệp tại Thái Nguyên. Kết quả thực nghiệm khẳng định vật liệu làm giảm đáng kể hàm lượng kim loại nặng ở dạng hòa tan. Độc chất chuyển hóa sang dạng liên kết bền vững khó tiêu đối với thực vật. Tỷ lệ tích tụ chì và cadimi trong mô cây lương thực giảm rõ rệt sau thời gian xử lý. Đồng thời, cấu trúc khoáng xốp giúp cải thiện khả năng giữ nước và độ thoáng khí của tầng đất canh tác. Đất sau xử lý phục hồi dần hoạt tính sinh học tự nhiên và hệ vi sinh vật có ích phát triển trở lại. Năng suất cây trồng tại các khu vực thử nghiệm tăng trưởng ổn định và đạt tiêu chuẩn an toàn vệ sinh thực phẩm. Nghiên cứu của Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã chứng minh tính khả thi cao về cả mặt kỹ thuật lẫn chi phí kinh tế. Đây là cơ sở khoa học để mở rộng chuyển giao công nghệ cho các địa phương có hoạt động khai khoáng.

4.1. Hiệu quả giảm tích lũy độc chất trong nông sản

Khi bổ sung zeolite lưỡng cực vào đất, kim loại nặng bị giữ chặt tại các vị trí hấp phụ bề mặt. Cây trồng không thể hấp thu các phân tử kim loại đã bị cố định vững chắc. Thí nghiệm thực địa cho thấy hàm lượng chì trong hạt lúa và rau màu giảm tới hơn bảy mươi phần trăm. Hàm lượng cadimi và asen trong phần ăn được của nông sản luôn duy trì dưới ngưỡng giới hạn cho phép của Bộ Y tế. Chất lượng nông sản được đảm bảo an toàn giúp nông dân duy trì hoạt động sản xuất bình thường. Phương pháp này bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng và giữ vững giá trị thương phẩm cho nông sản địa phương.

4.2. Khả năng mở rộng quy mô phục hồi đất ô nhiễm

Vật liệu zeolite lưỡng cực sở hữu tiềm năng nhân rộng thực tế rất lớn nhờ nguồn khoáng tự nhiên dồi dào. Quy trình biến tính đơn giản, không đòi hỏi thiết bị phức tạp và không sinh ra chất thải độc hại thứ cấp. Chi phí sản xuất vật liệu hoàn toàn phù hợp với điều kiện đầu tư xử lý môi trường tại Việt Nam. Công nghệ này có thể áp dụng linh hoạt cho đất nông nghiệp quanh khu mỏ, bãi rác và khu công nghiệp. Việc phối trộn vật liệu có thể kết hợp trực tiếp vào quy trình làm đất thông thường trước vụ gieo trồng. Đây là giải pháp kỹ thuật thân thiện sinh thái giúp phục hồi các vùng đất suy thoái trên quy mô lớn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Các nghiên cứu về ô nhiễm kim loại nặng trong đất 1. Nguyên nhân và hậu quả của ô nhiễm kim loại nặng trong đất Kim loại nặng là các nguyên tố tự nhiên có thể trở nên độc hại khi chúng tích tụ trong đất. Về mặt hóa học, KLN dùng để chỉ các kim loại và á kim có nguyên tử khối lượng lớn hơn 20 và trọng lượng riêng lớn hơn 5.

Trong khi đó, từ góc độ sinh học, "nặng" mô tả một loạt các kim loại, trong một số trường hợp là á kim, thậm chí ở nồng độ thấp có thể gây độc cho thực vật và động vật. Các KLN phổ biến đáng lo ngại bao gồm Pb, Cd, Hg, As, Cr và Ni trong đó năm loại sau As, Cd, Cr (VI), Hg và Pb là những chất độc không vượt ngưỡng và có thể gây độc ở nồng độ rất thấp. Những KLN này được gọi là KLN có vấn đề nhất và là KLN độc hại. KLN thường không bị phân hủy tự nhiên và khi xâm nhập vào hệ sinh thái, chúng có thể gây ra các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng, như ngộ độc, suy giảm chức năng hệ thần kinh, và thậm chí là ung thư (Nordberg và cs.

Ô nhiễm đất do KLN là hiện tượng đất bị nhiễm các KLN vượt quá ngưỡng cho phép, gây ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng đất và sức khỏe con người, động vật. Các kim loại này có thể tích tụ trong đất trong một thời gian dài, gây suy giảm độ phì nhiêu và ảnh hưởng đến sự phát triển của cây trồng. Hơn nữa, chúng có thể xâm nhập vào chuỗi thức ăn thông qua cây trồng, dẫn đến các vấn đề sức khỏe cho con người và động vật (Rehman và cs. Ô nhiễm KLN trong đất có thể do hai nguyên nhân: ô nhiễm do tự nhiên và ô nhiễm do hoạt động của con người.

Các KLN trong đất có thể được giải phóng từ các nguồn tự nhiên, như quá trình xói mòn đá, hoạt động của núi lửa, hay sự phân hủy của các khoáng chất chứa KLN. Trong các hệ sinh thái tự nhiên, lượng KLN thường không vượt quá mức gây hại, nhưng trong một số điều kiện, đặc biệt là trong các vùng khoáng sản giàu kim loại, sự tích tụ kim loại có thể dẫn đến ô nhiễm (Zhang và Wang, 2020). Nguyên nhân chủ yếu gây ra ô nhiễm KLN trong đất là do các hoạt động của con người, bao gồm nông nghiệp, công nghiệp, đô thị hóa và khai thác khoáng sản. Dưới đây là một số nguyên nhân chính dẫn đến ô nhiễm KLN trong đất.

6 Nông nghiệp và sử dụng phân bón hóa học: Việc sử dụng phân bón và thuốc bảo vệ thực vật có chứa KLN như Pb, Cd, As và Cu là một trong những nguồn gốc chính gây ô nhiễm đất. Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng các kim loại này có thể tích tụ trong đất và ảnh hưởng đến chất lượng đất và cây trồng. Cadmium trong phân bón có thể gây ô nhiễm nghiêm trọng đối với đất nông nghiệp, ảnh hưởng đến sự phát triển của cây trồng và sức khỏe con người qua chuỗi thực phẩm (Suciu và cs. Hoạt động công nghiệp: Các ngành công nghiệp như khai thác mỏ, sản xuất kim loại, sản xuất hóa chất và chế biến dầu mỏ là những nguồn thải lớn các KLN vào môi trường.

Theo Peng và cs., (2022), các quá trình công nghiệp này không chỉ thải trực tiếp KLN vào đất mà còn thông qua khí thải và nước thải. Điều này đã dẫn đến việc tích tụ các KLN trong đất xung quanh các khu công nghiệp. Ô nhiễm từ các hoạt động giao thông và xây dựng: Giao thông vận tải, đặc biệt là các phương tiện sử dụng nhiên liệu hóa thạch, thải ra các kim loại như Pb, Cd và Ni từ ống xả, động cơ và các bộ phận của xe. Theo nghiên cứu của Gupta, (2020), các KLN thải ra trong không khí xung quanh cuối cùng sẽ lắng đọng trên các thành phần môi trường khác như thủy quyển và thạch quyển, cuối cùng ảnh hưởng đến hệ thực vật và động vật sống trong đó.

Thêm vào đó, hoạt động xây dựng và phá dỡ các công trình cũng có thể giải phóng KLN từ các vật liệu xây dựng chứa Pb hoặc As. Quá trình đô thị hóa và quản lý chất thải: Việc mở rộng đô thị và sự gia tăng lượng chất thải rắn sinh hoạt, đặc biệt là các chất thải điện tử, là nguyên nhân gia tăng ô nhiễm KLN trong đất. Chất thải điện tử, chứa nhiều kim loại như Pb, Cd và Br, khi không được xử lý đúng cách sẽ dẫn đến rò rỉ và tích tụ kim loại trong đất. Các bãi chôn lấp chất thải rắn đô thị ở các nước có thu nhập thấp và trung bình có nồng độ KLN cao trong đất, gây ảnh hưởng tiêu cực đến hệ sinh thái và sức khỏe con người (Mor và Ravindra, 2023).

Khai thác khoáng sản và luyện kim: Các hoạt động khai thác mỏ, đặc biệt là mỏ kim loại và than đá, là một nguồn thải lớn KLN trong đất. Quá trình khai thác và chế biến khoáng sản thường thải ra các chất thải chứa KLN như As, Pb và Hg. Việc thiếu biện pháp bảo vệ môi trường trong khai thác khoáng sản có thể dẫn đến sự phát tán của các kim loại độc hại vào đất, gây ô nhiễm lâu dài. 7 Nhiều nhà nghiên cứu đã nhấn mạnh hậu quả của ô nhiễm KLN trong đất đối với hệ sinh thái và sức khỏe con người (Hasanabadi và cs., 2019, Từ Thị Cẩm Loan và cs.

Những kim loại này có thể phá vỡ sự cân bằng tự nhiên của hệ sinh thái bằng cách làm suy yếu các vi sinh vật trong đất, giảm độ phì nhiêu của đất và ức chế sự phát triển của thực vật. Ngoài ra, các kim loại này có thể xâm nhập vào chuỗi thức ăn thông qua sự hấp thụ của thực vật, dẫn đến tích lũy sinh học ở động vật và gây ra mối đe dọa tiềm ẩn đối với sức khỏe con người. Việc tiếp xúc lâu dài với KLN có thể dẫn đến nhiều vấn đề sức khỏe khác nhau, bao gồm rối loạn hô hấp, bệnh tim mạch, tổn thương thận và rối loạn thần kinh (Ghosh và Indra, 2018). Do vậy, giải quyết vấn đề ô nhiễm KLN trong đất chính là bảo vệ các hệ sinh thái và sức khỏe con người.

Các dạng tồn tại và chuyển hóa Pb, Cd và Cr trong đất Kim loại được đưa vào đất thông qua các quá trình địa chất tự nhiên và các hoạt động nhân tạo. Trong đất, kim loại hiện diện ở nhiều dạng hóa học khác nhau mà cây trồng không thể hấp thụ được. Các dạng này bao gồm các ion kim loại liên kết trong cấu trúc tinh thể của các khoáng chất thứ cấp, được hấp phụ vào các oxit sắt và mangan hoặc tạo phức với chất hữu cơ, khiến chúng ít di động hơn. Kim loại có thể biến đổi từ dạng có khả năng trao đổi (di động) sang trạng thái cố định do tác động của các yếu tố hóa học như pH, điều kiện oxy hóa khử và sự hiện diện của axit hữu cơ hoặc các ion có nhóm chức năng có thể tạo ra liên kết với các ion kim loại (ion hydroxide, sulphate, carbonate, v.

Ngoài ra, động học của quá trình hình thành kim loại có thể thay đổi theo thời gian, với tốc độ biến đổi phụ thuộc vào từng kim loại cụ thể và điều kiện môi trường. * Trong đất, Pb có thể tồn tại dưới các dạng hóa học khác nhau, dạng phổ biến nhất của Pb trong đất là dạng ion Pb2+. Khi pH của đất tăng lên, chì hydroxide có thể được hình thành từ sự kết hợp giữa ion Pb2+ và ion hydroxide (OH-) tạo thành Pb(OH)2. Trong điều kiện pH kiềm, Pb có thể tạo thành các phức chất với carbonate trong đất (PbCO3).

Trong điều kiện thiếu oxy, Pb có thể kết hợp với sulfur để tạo thành PbS, một dạng không tan và khó hòa tan của Pb. Pb cũng có thể tạo thành các phức chất với chloride trong môi trường đất (PbCl2). Trong điều kiện yếm khí, PbS hữu cơ dễ bay hơi (Pb(CH3)4) có thể được hình thành do quá trình alkyl hóa vi sinh. 8 Những dạng tồn tại này có thể tương tác với nhau và với các thành phần khác trong đất, ảnh hưởng đến khả năng sự hấp thụ PbS của thực vật, sự di chuyển và sẵn có của Pb trong môi trường đất.

Nguồn tiếp xúc nghiêm trọng nhất với Pb trong đất là do bụi ở các vùng bị ô nhiễm. Tính dễ tiêu sinh học của Pb đối với cây trồng được sắp xếp giảm dần theo thứ tự: Pb(OH)+ = PbCl+ = PbBrCl > PbO = Pb3O4 = PbCO3 > Pb3(PO4)2 > PbS = Pb5(PO4)Cl = Pb (Ruby và cs. PbS có khả năng dễ tiêu sinh học thấp nhất và thực vật có khả năng hút thu tốt nhất là Pb dưới dạng Pb(OH)+. Trong các hệ thống đất, độ linh động của chì (Pb) có mối liên hệ phức tạp với các thành phần khác nhau của đất, bao gồm hàm lượng sét, độ pH, chất hữu cơ (OM) và khả năng trao đổi cation (CEC).

Ví dụ, chất hữu cơ thể hiện khả năng cố định Pb trong đất thông thông qua các cơ chế hấp phụ đặc hiệu. Các loại đất có hàm lượng CEC và OM cao đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường khả năng giữ kim loại bằng cách tạo điều kiện cho sự hình thành các phức chất bề mặt, quá trình trao đổi ion hoặc phản ứng kết tủa trên pha rắn. Hơn nữa, sự hiện diện của sét trong đất gây ra tác động hạn chế đến khả năng di chuyển của Pb bằng cách tham gia vào các phản ứng hấp phụ và trao đổi cation cụ thể (Wang và cs., 2020; Zheng và cs. * Trong đất, Cd được tồn tại ở nhiều dạng khác nhau.

Nó có thể tồn tại dưới dạng ion Cd2+, đây là dạng phổ biến nhất của Cd trong đất. Khi pH của đất tăng lên, cadmium hydroxide có thể được hình thành từ sự kết hợp giữa ion Cd2+ và ion hydroxide (OH-) tạo thành Cd(OH)2. Trong điều kiện pH kiềm, Cd có thể tạo thành các phức chất với carbonate trong đất (CdCO3). Trong điều kiện thiếu oxy, Cd có thể kết hợp với sulfur để tạo thành sulfide cadmium, một dạng không tan và khó hòa tan của cadmium (CdS).

Cd cũng có thể tạo thành các phức chất với chloride trong môi trường đất tạo thành CdCl2. Những dạng tồn tại này có thể tương tác với nhau và với các thành phần khác trong đất, ảnh hưởng đến sự hấp phụ, di chuyển và sẵn có của Cd trong môi trường đất.