CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. THỰC TRẠNG Ô NHIỄM THIẾC TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM Thiếc trong môi trường thiên nhiên tồn tại chủ yếu dưới dạng đá (Cassiterit SnO2). Bên cạnh đó thiếc còn có trong các thành phần nhiên liệu hóa thạch và hàng loạt khoáng khác. Phản ứng của thiếc trong môi trường như sau: Sn2+↔ Sn4+ + 2e- Thiếc tồn tại trong vỏ Trái đất ở dạng khử.
Do các quá trình gia công quặng hoặc quá trình phong hóa mà thiếc có thể ở dạng SnO2 ít hòa tan tạo thành dung dịch keo. Sự tích tụ các hợp chất thiếc chủ yếu trong các động thực vật phù du và trong bụi của khí quyển. Thời gian lưu của thiếc trong khí quyển, trong nước biển khoảng 105 năm. Nồng độ trung bình của thiếc trong môi trường được trình bày trong Bảng 1.
Nồng độ trung bình của thiếc trong môi trường[11] Nồng độ Đơn vị Pha rắn Đá núi lửa 2-4 Ppm Đất sét 4-6 ppm Sỏi cát 0.5 ppm Đất 5-100 ppm Nước nguồn 4 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Nước ngọt 9 ppm Nước biển 4 ppm Khí quyển 10 ppm Bụi công nghiệp 100 ppm Sinh quyển Thực vật biển 1 ppm Thực vật trên cạn 0.3 ppm Động vật biển 0.2-20 ppm Động vật trên cạn 0.15 ppm Các sản phẩm của thiếc trên thế giới ước tính khoảng 250. Trong đó 5% tổng số lượng này phục vụ cho sản xuất các chất hữu cơ ở dạng dialkyl thiếc như là phụ gia cho quá trình sản xuất các vật liệu nhân tạo hoặc ở dạng trialkyl như tri-n-butyl oxit thiếc là chất bảo vệ thực vật. Trimetyl thiếc và các dẫn xuất của chúng rất độc, chúng cũng dễ bị phân hủy chỉ trong vài ngày. Người ta ước tính rằng, khoảng chừng 0.103 tấn thuốc bảo vệ thực vật chứa thiếc hằng năm sẽ đi vào thủy quyển và tham gia các phản ứng tại đó dưới sự phân ly của liên kết cacbon-thiếc.
Các hợp chất vô cơ của thiếc ít độc hơn so với các muối vô cơ của chì, asen hoặc cadimi. Ô nhiễm thiếc trên thế giới Theo các tác giả Galloway và Freedmas (1982) thì sự phát thải của một số nguyên tố kim loại nặng từ các hoạt động tự nhiên và nhân tạo trên thế giới hàng năm được thể hiện trong bảng 1.2 sau: 5 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Sự phát thải toàn cầu của một số nguyên tố kim loại nặng (đơn vị: 108 g/năm) Nguyên tố Tự nhiên Nhân tạo Nguyên tố Tự nhiên Nhân tạo Sb 9,8 380 Hg 0,4 110 As 28 780 Mo 11 510 Cd 2,9 55 Ni 280 980 Cr 580 940 Se 4,1 140 Co 70 44 Ag 0,6 50 Cu 190 2600 Sn 52 430 Pb 59 20000 V 650 2100 Mn 6100 3200 Zn 360 8400 Nguồn:Galloway và Freedmas (1982) Theo đó lượng thiếc phát thải hàng năm là khá lớn khoảng 482 tấn/năm trong đó phát thải chủ yếu từ các hoạt động nhân tạo chiếm 89,21% tổng phát thải thiếc. Nồng độ thiếc trong đất nói chung là thấp, ngoại trừ ở những nơi có chứa quặng thiếc.
Nồng độ thiếc trong lớp vỏ của trái đất là khoảng 2-3 ppm. Nồng độ thiếc trong đất có thể nằm trong khoảng 2-200 ppm, nhưng trong khu vực khai khoáng thiếc có thể có nồng độ cao ở mức 1000 ppm. Nồng độ đất nền trung bình tại Mỹ là 0,89 ppm. Nồng độ thiếc trong lớp đất mặt (0-7,6 cm) từ cuối phía tây của Đông St.
Louis, Illinois dao động từ <13 đến 1,130 mg / kg. Louis có lịch sử là nơi đặt các cơ sở công nghiệp bao gồm các nhà máy luyện kim loại đen và kim loại màu, một nhà máy điện đốt than, công ty sản xuất hóa chất, và nhà máy lọc dầu. Bùn trầm tích thu thập được trong tháng 1 năm 1996 từ hồ Central Park ở thành phố New York, chứa nồng độ thiếc 6 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com trung bình dao động từ 4,0 ppm đến 67 ppm. Điều này do trước đó có nhà máy đốt chất thải rắn của thành phố New York gần khu vực hồ Central Park [14].
Tổ chức y tế thế giới đã chỉ ra các hợp chất thiếc đã gây ô nhiễm môi trường và thực phẩm trên phạm vi toàn thế giới từ những năm 1980, các hợp chất này chủ yếu là các hợp chất thiếc hữu cơ [14]. Các hợp chất cơ thiếc được sử dụng trong nuôi trồng thủy hải sản. Viện Khoa học Vệ sinh quốc gia Tokyo tháng 6 và tháng 8 năm 1988 đã phân tích cá mua từ thị trường bán lẻ và các loại tôm cua nuôi được mua vào tháng 10 năm 1987. Các nhà nghiên cứu khẳng định rằng sự ô nhiễm các hợp chất cơ thiếc là phổ biến trên toàn quốc cả ở trong môi trường biển lẫn trong các loài hải sản.
Theo họ thì điều đặc biệt đáng lo ngại là hàm lượng các chất này cao trong các loài cá bị ô nhiễm nặng nhất. Năm 1994 các nhà nghiên cứu thuộc Đại học tổng hợp Pau ở vùng Adour đã chứng minh sự tồn lưu các hợp chất cơ thiếc ở vùng vịnh Arcachon. Trong những củ cà rốt dài 30 cm trồng ở 14 vùng trầm tích thuộc vịnh này, năm 1990 người ta phát hiện ra đều chứa hợp chất cơ thiếc. Kim loại này luôn có mặt ở đây với một hàm lượng đáng kể.
Vào mùa hè, vịnh Arcachon đã đón tiếp đến 15000 du thuyền. Theo các nhà nghiên cứu Đại học Pau thì các quy định không được tôn trọng. Hơn nữa có sự giải phóng chậm chạp và liên tục các hợp chất tích tụ trong lớp trầm tích vào thời kỳ ô nhiễm nặng. Hơn nữa, trong bể nuôi sò, nước có nồng độ dưới 20mg/l được coi là ngưỡng không gây tác hại đối với sự sinh sản, nhưng nó vẫn gây ra vài dị dạng ở vỏ sò chứng tỏ kim loại này vẫn còn gây ra độc hại[11].
Thiếc có mặt trong hầu hết các loại thực phẩm mà con người sử dụng.4 thể hiện hàm lượng thiếc có mặt trong các loại thực phẩm: 7 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Hàm lượng thiếc có trong thực phẩm Loại thực phẩm Nồng độ (mg/kg) Cà chua 84 (46 - 156) Actiso 106 Nấm 34 (24 - 45) Dứa 82 (44 - 136) Đào 44 (27 - 71) Lê 47 (35 - 60) Mơ 114 Bưởi 128 Đậu 2.5) Đậu Hà Lan 1.003 8 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Tỏi tây 0.08) Nước khoáng <0.003 Nguồn: Blego at al. Ô nhiễm thiếc tại Việt Nam Hiện nay tại một số nơi do việc khai thác quặng thiếc trái phép dẫn đến ô nhiễm môi trường nghiêm trọng như tại các xã Khánh Phú, Khánh Thành, Khánh Thượng (huyện Khánh Vĩnh, Khánh Hòa), xã Châu Quang, Châu Hồng và Châu Cường (huyện Quỳ Hợp, Nghệ An), xã Hà Thượng, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên …Việc ô nhiễm thiếc chủ yếu do khai thác trái phép làm ô nhiễm nguồn nước mặt và bùn thải từ các hoạt động trên. Nước và bùn thải bị ô nhiễm ngấm vào đất khiến cho đất bị ô nhiễm thiếc.
Tại xã Châu Hồng, Quỳ Hợp, Nghệ An có hàm lượng thiếc cao, trữ lượng lớn hơn mỏ thiếc Tĩnh Túc, Cao Bằng. Tuy nhiên, tại đây hiện tượng khai thác thiếc trái phép đã diễn ra từ năm 2001 khiến môi trường đất và nước nơi này ô nhiễm nặng nề. Ô nhiễm tại đây thể hiện ở việc tăng các bệnh tiêu chảy, viêm đại tràng, đau mắt ở người dân và loét da, lở mồm long móng ở trâu bò. 9 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Theo QCVN 8-2:2011/BYT Lượng thiếc ăn vào hàng tuần có thể chấp nhận được tạm thời là 14 mg/kg thể trọng.
Trong đó giới hạn ô nhiễm thiếc trong thực phẩm được thể hiện trong bảng 1.5 dưới đây: Bảng 1. Giới hạn ô nhiễm thiếc trong thực phẩm ML TT Tên thực phẩm (mg/kg hoặc mg/l) Các sản phẩm sữa dạng bột (đựng trong bao bì tráng 1 250 thiếc) 2 Các sản phẩm dạng lỏng (đựng trong bao bì tráng thiếc) 250 3 Các sản phẩm phomat (đựng trong bao bì tráng thiếc) 250 Các sản phẩm chứa chất béo từ sữa (đựng trong bao bì 4 250 tráng thiếc) 5 Các sản phẩm sữa lên men (đựng trong bao bì tráng thiếc) 250 Thịt nấu chín đóng hộp (thịt băm, thịt đùi lợn, thịt vai 250 lợn), thịt bò muối, thịt chế biến đóng hộp 6 Sản phẩm trong hộp tráng thiếc 200 Sản phẩm trong các loại hộp không tráng thiếc 50 7 Rau, quả đóng hộp 250 8 Đồ uống đóng hộp 150 9 Các thực phẩm đóng hộp khác 250 Lượng thiếc xâm nhập vào cơ thể khá lớn thì mới có thể ảnh hưởng đến sức khỏe của con người và động vật. Trung bình lượng thiếc hàng ngày của một người trưởng thành được ước tính khoảng 4,003 mg (4 mg từ thức ăn và 0,003 mg từ không 10 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com khí) coi như không có sự bổ sung từ nước uống [14]. Các nguồn quan trọng nhất đưa thiếc vào cơ thể là từ thực phẩm, đặc biệt là thực phẩm đóng hộp.
KHẢ NĂNG HẤP THU KIM LOẠI NẶNG CỦA CỎ VETIVER VÀ CÂY DƯƠNG XỈ 1. Cỏ vetiver Hình 1. Cỏ vetiver Đối tượng thực vật nghiên cứu là cỏ vetiver có tên khoa học là vetiver zizanioides (Linn) Nash, thuộc họ Graminea (Poaceae), tông Andropogoneae, tên chi vetiveria bắt nguồn từ vetiver. Theo các nhà thực vật học thì cỏ vetiver là loài bản địa thuộc miền bắc Ấn Độ, một số khác cho rằng cỏ này xuất xứ quanh Bombay nên người ta tạm kết luận là loài cỏ này sống ở vùng nhiệt đới và á nhiệt đới trên những đồng bằng Nam Á, Bangladesh và Myanmar.
Cỏ Vetiver được trồng nhiều ở Thái Bình, Nghệ An. Gồm 11 loài, trong đó chỉ có 2 loài được sử dụng trong hệ thống cỏ Vetiver đó là V. nemoralis, trong khi V. zizanioides được phân bố hầu hết ờ các vùng nhiệt đới thì V.
nemoralis chỉ có mặt ở vùng Đông Nam Á. Còn ở Việt Nam thì cỏ Vetiver còn được gọi là cỏ 11 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Hương Bài hay Hương Lau được phân loại là V. và được trồng nhiều ở Thái Bình, Nghệ An. * Đặc tính về hình thái - Nhìn chung thì cỏ vetiver rất giống như một bụi cỏ sả to, mọc thẳng đứng, thân xếp vào nhau tạo thành khóm dày đặc, vững chắc, chiều cao có thể tới 3m.
Chồi ngọn thì nằm sâu dưới lớp đất mặt vài cm, đây là các mô tế bào đang phát triển. Do đó cỏ vetiver thường mọc thành từng cụm. - Thân lá mọc thẳng đứng, cứng, chịu được điều kiện ngập lũ cao trung bình 1- 1,5m, thường thì khó phân biệt được thân và lá, phiến lá tương đối cứng, lá dài từ 40- 90cm, rộng 4-10mm, lá nhẵn, mép lá nhám. - Cụm hoa là chùy tận cùng, thẳng, dài 20-30cm, cuống chung lớn, phân nhánh nhiều.