Xác Định Hàm Lượng Chì, Thủy Ngân, và Asen Trong Mẫu Nước và Đất Khu Vực Mỏ Than Khe Sim

Nghiên cứu xác định hàm lượng chì, thủy ngân, asen trong nước và đất khu vực mỏ than Khe Sim bằng phương pháp phổ hấp thụ và phát xạ nguyên tử.

• Tác giả: Hà Thị Thái Minh
• Người hướng dẫn: TS. Vương Trường Xuân
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Hóa phân tích
• Đề tài: Xác Định Hàm Lượng Chì, Thủy Ngân, Asen Trong Nước và Đất Khu Vực Mỏ Than Khe Sim
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tình hình nghiên cứu kim loại nặng trên thế giới
• 1.2. Tình hình nghiên cứu kim loại nặng ở Việt Nam
• 1.3. Giới thiệu chung về nguyên tố Pb, As, Hg
• 1.3.1. Tính chất lý hóa học của nguyên tố chì
• 1.3.2. Hợp chất của chì
• 1.3.2.1. Chì oxit
• 1.3.2.2. Chì hidroxit Pb(OH)2
• 1.3.2.3. Các muối của chì
• PHỤ LỤC
• DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Phân Tích Hàm Lượng Chì Thủy Ngân và Asen

Phân tích hàm lượng chì, thủy ngân và asen trong nước và đất khu vực mỏ than Khe Sim là một vấn đề quan trọng trong nghiên cứu môi trường. Những kim loại nặng này có thể gây ra nhiều tác hại cho sức khỏe con người và hệ sinh thái. Việc xác định chính xác hàm lượng của chúng giúp đánh giá mức độ ô nhiễm và đưa ra các biện pháp khắc phục kịp thời.

1.1. Tầm Quan Trọng Của Việc Phân Tích Kim Loại Nặng

Phân tích kim loại nặng như chì, thủy ngân và asen là cần thiết để bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Những chất này có thể tích tụ trong cơ thể và gây ra các bệnh lý nghiêm trọng.

1.2. Mục Tiêu Nghiên Cứu Tại Khu Vực Mỏ Than Khe Sim

Mục tiêu nghiên cứu là xác định hàm lượng chì, thủy ngân và asen trong mẫu nước và đất tại khu vực mỏ than Khe Sim, từ đó đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường.

II. Vấn Đề Ô Nhiễm Môi Trường Tại Khu Vực Mỏ Than Khe Sim

Khu vực mỏ than Khe Sim đang phải đối mặt với nhiều thách thức về ô nhiễm môi trường. Hoạt động khai thác than không chỉ làm giảm chất lượng đất mà còn ảnh hưởng đến nguồn nước. Ô nhiễm kim loại nặng từ hoạt động khai thác có thể gây ra những tác động lâu dài đến sức khỏe con người và hệ sinh thái.

2.1. Nguyên Nhân Gây Ô Nhiễm Kim Loại Nặng

Hoạt động khai thác than thải ra nhiều chất thải, trong đó có kim loại nặng như chì, thủy ngân và asen. Những chất này có thể xâm nhập vào nguồn nước và đất.

2.2. Tác Động Của Ô Nhiễm Đến Sức Khỏe Con Người

Ô nhiễm kim loại nặng có thể dẫn đến nhiều vấn đề sức khỏe nghiêm trọng như rối loạn thần kinh, bệnh tim mạch và ung thư. Cần có các biện pháp bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

III. Phương Pháp Phân Tích Hàm Lượng Chì Thủy Ngân và Asen

Để xác định hàm lượng chì, thủy ngân và asen, các phương pháp phân tích hiện đại như AAS (Phổ hấp thụ nguyên tử) và ICP-OES (Quang phổ phát xạ ghép cặp cao tần cảm ứng) được áp dụng. Những phương pháp này cho phép đo chính xác nồng độ của các kim loại nặng trong mẫu nước và đất.

3.1. Phương Pháp AAS Trong Phân Tích Kim Loại Nặng

Phương pháp AAS là một kỹ thuật phổ biến để xác định hàm lượng kim loại nặng trong mẫu. Nó cho phép phát hiện nồng độ thấp của chì và thủy ngân.

3.2. Lợi Ích Của Phương Pháp ICP OES

ICP-OES cung cấp độ nhạy cao và khả năng phân tích nhiều nguyên tố cùng một lúc. Phương pháp này rất hiệu quả trong việc xác định asen trong mẫu nước và đất.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Về Hàm Lượng Kim Loại Nặng

Kết quả phân tích cho thấy hàm lượng chì, thủy ngân và asen trong nước và đất khu vực mỏ than Khe Sim vượt quá giới hạn cho phép. Điều này cho thấy mức độ ô nhiễm nghiêm trọng và cần có các biện pháp khắc phục kịp thời.

4.1. Kết Quả Phân Tích Mẫu Nước

Mẫu nước tại khu vực mỏ than Khe Sim cho thấy hàm lượng chì và thủy ngân cao hơn mức cho phép, ảnh hưởng đến chất lượng nước sinh hoạt.

4.2. Kết Quả Phân Tích Mẫu Đất

Hàm lượng asen trong mẫu đất cũng vượt quá giới hạn cho phép, gây nguy cơ ô nhiễm cho cây trồng và sức khỏe con người.

V. Kết Luận Và Đề Xuất Giải Pháp Bảo Vệ Môi Trường

Nghiên cứu đã chỉ ra mức độ ô nhiễm kim loại nặng tại khu vực mỏ than Khe Sim. Cần có các biện pháp quản lý và xử lý ô nhiễm hiệu quả để bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường.

5.1. Đề Xuất Các Biện Pháp Giảm Thiểu Ô Nhiễm

Cần áp dụng các công nghệ xử lý nước thải và chất thải rắn để giảm thiểu ô nhiễm từ hoạt động khai thác than.

5.2. Tương Lai Của Nghiên Cứu Môi Trường Tại Khe Sim

Nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc theo dõi liên tục hàm lượng kim loại nặng và đánh giá hiệu quả của các biện pháp bảo vệ môi trường.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển công nghiệp khai thác than tại tỉnh Quảng Ninh, hoạt động này đã tạo ra lượng lớn chất thải đất đá và nước thải, gây ra nguy cơ ô nhiễm kim loại nặng như chì (Pb), thủy ngân (Hg) và asen (As) trong môi trường đất và nước mặt. Theo ước tính, mỗi năm các mỏ than tại Quảng Ninh thải ra khoảng 182,6 triệu m³ đất đá và 70 triệu m³ nước thải mỏ, dẫn đến ô nhiễm nghiêm trọng tại nhiều khu vực như Mạo Khê, Uông Bí, Cẩm Phả. Mỏ than Khe Sim là một trong những mỏ than lớn với sản lượng khai thác hàng trăm tấn than mỗi ngày, đồng thời cũng là nguồn phát thải các kim loại nặng vào môi trường xung quanh.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là xác định hàm lượng tổng số của Pb, Hg và As trong một số mẫu nước mặt và đất tại khu vực mỏ than Khe Sim bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) và phổ phát xạ nguyên tử (ICP-OES). Nghiên cứu tập trung khảo sát các điều kiện tối ưu của phương pháp phân tích, xây dựng đường chuẩn, xác định giới hạn phát hiện, đánh giá sai số và độ lặp lại, đồng thời ứng dụng quy trình phân tích để đánh giá hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng tại khu vực nghiên cứu.

Phạm vi nghiên cứu bao gồm các mẫu đất và nước mặt lấy tại các vị trí khác nhau quanh mỏ than Khe Sim trong năm 2016. Ý nghĩa của nghiên cứu không chỉ góp phần làm rõ hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng tại khu vực khai thác than mà còn cung cấp cơ sở khoa học cho việc xây dựng các giải pháp xử lý và bảo vệ môi trường, đồng thời hỗ trợ các đơn vị khai thác khoáng sản và tư vấn môi trường trong công tác quản lý và giám sát chất lượng môi trường.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình phân tích hóa học hiện đại để xác định hàm lượng kim loại nặng trong mẫu môi trường. Hai phương pháp chính được áp dụng là:

• Phổ hấp thụ nguyên tử (AAS): Dựa trên nguyên lý đo sự hấp thụ bức xạ đơn sắc của nguyên tử tự do trong trạng thái hơi. Phương pháp này sử dụng kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu bằng ngọn lửa hoặc không ngọn lửa (lò graphite) và kỹ thuật hóa hơi lạnh cho các nguyên tố có nhiệt độ bay hơi thấp như Hg và As. Các khái niệm chính bao gồm nguyên tử hóa mẫu, nguồn phát bức xạ đơn sắc (đèn catốt rỗng), hệ thống đơn sắc và detector.

• Phổ phát xạ nguyên tử ghép cặp cao tần cảm ứng (ICP-OES): Sử dụng plasma nhiệt độ cao (khoảng 10.000 K) để nguyên tử hóa mẫu, kích thích các nguyên tử và ion phát xạ bức xạ đặc trưng. Phương pháp này cho phép phân tích đồng thời nhiều nguyên tố với độ nhạy cao, khoảng tuyến tính rộng và khả năng giảm thiểu nhiễu nền. Các khái niệm chính bao gồm nguyên tử hóa bằng plasma, nhiễu phổ (chồng lấp phổ toàn phần và một phần), và phần mềm hiệu chỉnh nhiễu.

Các khái niệm chuyên ngành quan trọng khác gồm giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ), hiệu suất thu hồi (Recovery), độ lệch chuẩn tương đối (RSD), và các quy chuẩn môi trường Việt Nam (QCVN/BTNMT).

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Mẫu đất và nước mặt được lấy tại các vị trí khác nhau quanh mỏ than Khe Sim, bao gồm lòng moong, bãi thải, khu vực trồng cây cải tạo, suối Lép Mỹ, suối Ngô Quyền và nước thải sinh hoạt khu mỏ. Mẫu được lấy theo tiêu chuẩn TCVN 4046:1985, TCVN 5297:1995 và TCVN 6663-1:2011.

• Phương pháp phân tích: Xác định hàm lượng Pb và As bằng phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) với kỹ thuật lò graphite (GF-AAS) và phổ phát xạ nguyên tử ICP-OES. Hàm lượng Hg được xác định bằng kỹ thuật hóa hơi lạnh trên máy VAG-77 sử dụng chất khử NaBH4. Quy trình xử lý mẫu bao gồm phân hủy mẫu đất bằng hỗn hợp axit HNO3-HCl, HNO3-HClO4-H2SO4 cho mẫu Hg, và xử lý mẫu nước bằng axit hóa, lọc và chiết tách.

• Cỡ mẫu và chọn mẫu: Mẫu đất khô được nghiền, rây qua lưới 2 mm và lấy mẫu đại diện theo phương pháp hình nón ¼. Mẫu nước được lấy ở độ sâu 20 cm dưới bề mặt, axit hóa ngay sau khi lấy để bảo quản.

• Phân tích số liệu: Mỗi mẫu được đo lặp lại 3 lần để lấy giá trị trung bình. Sử dụng phần mềm Origin 8.5 và Excel để xử lý số liệu, tính toán sai số chuẩn, độ lặp lại, hiệu suất thu hồi, xây dựng đường chuẩn và so sánh kết quả giữa các phương pháp.

• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong năm 2016, bao gồm các giai đoạn lấy mẫu, xử lý mẫu, phân tích trong phòng thí nghiệm và xử lý số liệu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử tối ưu:

   • Với As và Pb, bước sóng hấp thụ lần lượt là 193,7 nm và 283 nm, sử dụng khí argon làm môi trường nguyên tử hóa, lượng mẫu nạp 20 µl, nồng độ HNO3 1%.
   • Với Hg, bước sóng 253,7 nm, cường độ dòng đèn 6 mA, thời gian đo 45 giây, sử dụng kỹ thuật hóa hơi lạnh với chất khử NaBH4 0,3%.

2. Khoảng tuyến tính và đường chuẩn:

   • Khoảng tuyến tính của As từ 0,5 đến 30 ppb với độ hấp thụ tuyến tính (R² > 0,99).
   • Khoảng tuyến tính của Pb từ 0,5 đến 60 ppb với độ hấp thụ tuyến tính tương tự.
   • Đường chuẩn được xây dựng với các điểm chuẩn chuẩn hóa, cho phép xác định chính xác hàm lượng kim loại trong mẫu.

3. Hàm lượng kim loại nặng trong mẫu đất và nước:

   • Hàm lượng Pb trong đất tại các vị trí bãi thải và lòng moong dao động từ khoảng 50 đến 150 mg/kg, vượt mức giới hạn an toàn theo tiêu chuẩn Việt Nam.
   • Hàm lượng As trong nước mặt tại suối Lép Mỹ và suối Ngô Quyền dao động từ 10 đến 25 µg/l, có nơi vượt ngưỡng cho phép của QCVN.
   • Hàm lượng Hg trong mẫu đất và nước mặt thường dưới 0,5 µg/l trong nước và dưới 0,1 mg/kg trong đất, tuy nhiên có điểm mẫu có dấu hiệu tăng nhẹ do hoạt động khai thác than.

4. So sánh phương pháp AAS và ICP-OES:

   • Kết quả phân tích hàm lượng Pb, As và Hg bằng hai phương pháp có sự tương quan cao với hệ số hồi quy trên 0,95, chứng tỏ tính chính xác và độ tin cậy của quy trình phân tích.
   • ICP-OES cho phép phân tích đồng thời nhiều nguyên tố với độ nhạy cao và khoảng tuyến tính rộng hơn, phù hợp cho phân tích mẫu phức tạp.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến ô nhiễm kim loại nặng tại khu vực mỏ than Khe Sim là do hoạt động khai thác lộ thiên, trong đó quá trình bóc đất đá và xử lý nước thải mỏ thải ra lượng lớn các kim loại nặng hòa tan hoặc bám dính trong đất và nước mặt. Hàm lượng Pb vượt ngưỡng an toàn tại nhiều điểm cho thấy nguy cơ tích tụ kim loại này trong chuỗi thức ăn và ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng. Hàm lượng As và Hg tuy thấp hơn nhưng vẫn cần giám sát do tính độc và khả năng tích tụ sinh học cao.

So sánh với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, kết quả phù hợp với xu hướng ô nhiễm kim loại nặng tại các khu vực khai thác than và công nghiệp nặng. Việc sử dụng kết hợp AAS và ICP-OES giúp tăng độ chính xác và hiệu quả phân tích, đồng thời cung cấp dữ liệu đa chiều cho đánh giá môi trường.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ đường chuẩn, biểu đồ so sánh hàm lượng kim loại giữa các vị trí lấy mẫu, bảng tổng hợp kết quả phân tích và đồ thị hồi quy so sánh hai phương pháp phân tích.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường giám sát môi trường định kỳ:
   Thực hiện quan trắc chất lượng đất và nước mặt tại khu vực mỏ than Khe Sim ít nhất 3 tháng một lần để phát hiện sớm các dấu hiệu ô nhiễm kim loại nặng, đảm bảo dữ liệu cập nhật và chính xác.

2. Cải tiến hệ thống xử lý nước thải:
   Nâng cấp công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt và nước thải mỏ, áp dụng các biện pháp keo tụ, tuyển nổi và khử trùng hiệu quả nhằm giảm hàm lượng kim loại nặng trước khi xả thải ra môi trường.

3. Phục hồi môi trường đất bị ô nhiễm:
   Áp dụng các biện pháp cải tạo đất như trồng cây cải tạo, sử dụng vi sinh vật phân hủy kim loại nặng, kết hợp với xử lý hóa học để giảm thiểu hàm lượng kim loại trong đất, đặc biệt tại các bãi thải và lòng moong.

4. Tuyên truyền và đào tạo nâng cao nhận thức:
   Tổ chức các chương trình đào tạo, tuyên truyền cho công nhân và cộng đồng về tác hại của kim loại nặng, cách phòng tránh và bảo vệ sức khỏe, đồng thời khuyến khích thực hiện các biện pháp bảo vệ môi trường.

5. Phối hợp nghiên cứu và ứng dụng công nghệ mới:
   Khuyến khích các đơn vị nghiên cứu, doanh nghiệp hợp tác phát triển các công nghệ xử lý kim loại nặng tiên tiến, đồng thời áp dụng các phương pháp phân tích hiện đại để nâng cao hiệu quả giám sát và quản lý môi trường.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các cơ quan quản lý môi trường:
   Sử dụng kết quả nghiên cứu làm cơ sở khoa học để xây dựng chính sách, quy chuẩn và kế hoạch giám sát ô nhiễm kim loại nặng tại các khu vực khai thác khoáng sản.

2. Doanh nghiệp khai thác khoáng sản và than:
   Áp dụng các giải pháp xử lý nước thải và cải tạo đất được đề xuất nhằm giảm thiểu tác động môi trường, đảm bảo hoạt động khai thác bền vững và tuân thủ quy định pháp luật.

3. Các viện nghiên cứu và trường đại học:
   Tham khảo phương pháp phân tích và kết quả nghiên cứu để phát triển các đề tài nghiên cứu tiếp theo về ô nhiễm kim loại nặng và công nghệ xử lý môi trường.

4. Cộng đồng dân cư và tổ chức phi chính phủ:
   Nắm bắt thông tin về mức độ ô nhiễm và tác hại của kim loại nặng để nâng cao nhận thức, tham gia giám sát và bảo vệ môi trường sống tại các khu vực có hoạt động khai thác than.

Câu hỏi thường gặp

1. Phương pháp AAS và ICP-OES khác nhau như thế nào?
   AAS đo sự hấp thụ bức xạ của nguyên tử tự do, phù hợp với phân tích từng nguyên tố riêng biệt, trong khi ICP-OES sử dụng plasma để kích thích phát xạ đồng thời nhiều nguyên tố với độ nhạy cao hơn và khoảng tuyến tính rộng hơn.

2. Tại sao cần sử dụng kỹ thuật hóa hơi lạnh cho thủy ngân?
   Thủy ngân có nhiệt độ bay hơi thấp và dễ bị mất trong quá trình nguyên tử hóa bằng ngọn lửa hoặc lò graphite, kỹ thuật hóa hơi lạnh giúp chuyển thủy ngân thành dạng nguyên tử tự do dễ bay hơi ở nhiệt độ phòng, tăng độ nhạy và chính xác.

3. Hàm lượng kim loại nặng vượt ngưỡng có ảnh hưởng gì đến sức khỏe?
   Kim loại như Pb, As, Hg có độc tính cao, tích tụ trong cơ thể gây rối loạn chuyển hóa, tổn thương thần kinh, suy giảm trí tuệ, ung thư và các bệnh mãn tính khác, đặc biệt nguy hiểm với trẻ em và phụ nữ mang thai.

4. Làm thế nào để giảm ô nhiễm kim loại nặng tại khu vực khai thác than?
   Áp dụng các biện pháp xử lý nước thải hiệu quả, cải tạo đất bằng cây trồng và vi sinh vật, kiểm soát nguồn thải, giám sát môi trường định kỳ và nâng cao nhận thức cộng đồng.

5. Kết quả nghiên cứu có thể áp dụng cho các khu vực khác không?
   Phương pháp và kết quả nghiên cứu có thể tham khảo và điều chỉnh áp dụng cho các khu vực khai thác khoáng sản khác có điều kiện tương tự, giúp đánh giá và quản lý ô nhiễm kim loại nặng hiệu quả.

Kết luận

• Đã xây dựng thành công quy trình phân tích hàm lượng tổng số Pb, As và Hg trong mẫu đất và nước mặt bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử và phổ phát xạ nguyên tử với độ chính xác và độ lặp lại cao.
• Xác định được khoảng tuyến tính, giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng phù hợp cho từng nguyên tố, đảm bảo độ tin cậy của kết quả phân tích.
• Phát hiện hàm lượng Pb vượt ngưỡng an toàn tại nhiều vị trí quanh mỏ than Khe Sim, đồng thời As và Hg cũng có dấu hiệu ô nhiễm nhẹ, cảnh báo nguy cơ ô nhiễm kim loại nặng do hoạt động khai thác than.
• So sánh kết quả giữa hai phương pháp AAS và ICP-OES cho thấy sự tương quan cao, khẳng định tính khả thi và hiệu quả của quy trình phân tích.
• Đề xuất các giải pháp xử lý nước thải, cải tạo đất, giám sát môi trường và nâng cao nhận thức cộng đồng nhằm giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ sức khỏe người dân.

Next steps: Triển khai áp dụng quy trình phân tích trong giám sát môi trường định kỳ, phối hợp với các đơn vị khai thác than để thực hiện các biện pháp xử lý và cải tạo môi trường. Khuyến khích nghiên cứu mở rộng phạm vi và ứng dụng công nghệ mới trong phân tích và xử lý kim loại nặng.

Các cơ quan quản lý, doanh nghiệp và cộng đồng cần phối hợp chặt chẽ để kiểm soát ô nhiễm kim loại nặng, bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN 1. Tình hình nghiên cứu kim loại nặng trên thế giới Rất nhiều nhà khoa học trên thế giới đã tiến hành những công trình nghiên cứu về ảnh hưởng độc chất của kim loại nặng đối với môi trường, động vật và con người. Trong đó tập trung nghiên cứu các kim loại như Hg, Pb, Cd và nguyên tố As.Kaferstein (1972) đã tiến hành nghiên cứu về sự luân chuyển của kim loại nặng hấp thu vào cơ thể, chúng được đào thải rất chậm, đặc biệt chúng có tích luỹ và tàng trữ trong nhiều cơ quan bộ phận của cơ thể gây ra rối loạn chuyển hoá các chất, làm suy giảm khả năng đáp ứng miễn dịch của cơ thể, thậm chí chúng còn là các chất gây ung thư như Hg, Pb, Cd và As. Theo Thomas (1986), các nguyên tố như: Cu, Zn, Cd, Hg, Cr, As,… thường chứa trong phế thải của các nhà máy luyện kim màu, sản suất ô tô.

Cũng theo Thomas khi nước thải chứa 13 mg Cu/l, 10 mg Pb/l, 1 mg Zn/l sẽ gây ô nhiễm đất nghiêm trọng. Ở một số nước như Đan Mạch, Nhật Bản, Anh, Ailen hàm lượng Pb cao hơn 100 mg/kg đã phản ánh tình trạng ô nhiễm Pb nghiêm trọng [3] Đến những năm của thập kỷ 90 nguy cơ nhiễm độc kim loại nặng ngày càng gia tăng do độc tính, tính chất phức tạp của hỗn hợp từng kim loại. Nhiều công trình nghiên cứu về sự ô nhiễm Hg, Pb, Cd và As rất chi tiết và toàn diện. Trong đó phải kể đến công trình nghiên cứu quốc tế về an toàn khoa học IPCS.

Chương trình hợp tác giữa: Chương trình môi trường liên hợp quốc -UNDP, Tổ chức y tế thế giới- WHO và liên đoàn lao động quốc tế - ILO). Một trong những thành công của những chương trình IPCS như sau: - Đã khảo sát nguồn Pb, Hg và Cd trong tự nhiên ở nhiều vùng, nhiều đối 3 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] tượng khác nhau. - Khảo sát được hàm lượng Pb, Hg và Cd trong bầu không khí, trong nước, trong động vật thuỷ sinh, trong cá, động vật có xương sống, thực vật làm thức ăn cho động vật và người. Tình hình nghiên cứu kim loại nặng ở Việt Nam Trong khoảng 10 năm gần đây do sự phát triển nền kinh tế xã hội đặc biệt là ngành công nghiệp hoá chất, việc sử dụng phân hoá học, thuốc bảo vệ thực vật trong nông nghiệp, các phế thải sinh hoạt, phế thải chăn nuôi không được quản lý và sử dụng đúng làm cho nguồn nước bề mặt, đất nông nghiệp, đặc biệt là chất thải của các nhà máy xí nghiệp làm môi trường bị ô nhiễm.

Trước sự tấn công ồ ạt của các nguồn thải này đã đe doạ trực tiếp đến sức khoẻ của con người, bởi chính nguồn rác thải này đã làm ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường sống. Và vấn đề này đã được công luận cảnh cáo nhiều lần trên phương tiện đại chúng. Tình trạng đó gây nên nhiều nỗi lo lắng cho các cấp lãnh đạo, các ngành cho mọi người dân và làm xôn xao dư luận xã hội. Nhiều công trình đã tiến hành nghiên cứu, khảo sát về tình trạng ô nhiễm kim loại nặng trong đất, nước, không khí và một số loại thực phẩm.

Cụ thể là những công trình sau: - Công trình nghiên cứu luận án thạc sỹ: Đỗ Thị Thu Cúc và cộng sự (1995) cho thấy đất bề mặt khu vực Gia Lâm, Đức Giang đã bị ô nhiễm Pb, Cd. - Bộ môn hóa trường đại học Nông nghiệp I - Hà Nội (1996-1998) đã tiến hành nghiên cứu xác định hàm lượng Pb, Cd, Hg trong nước tưới vùng Đông Anh, Thanh Trì, Từ Liêm - Hà Nội. - Nguyễn Đức Trang, Đậu Ngọc Hào, Phạm Văn Tự và cộng sự (1999) nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu xác định, định lượng một vài độc chất hoá sinh học tồn dư ở thịt và các sản phẩm thịt, xác định nguyên nhân và biện pháp phòng ngừa. - Nguyễn Tài Lương và cộng sự (2000) với đề tài: Nghiên cứu hàm lượng 3 kim loại nặng Pb, Hg, Cd trong thịt lợn ở một số vùng thuộc đồng bằng Bắc Bộ.

- Năm 2006, nhóm của tác giả Phạm Ngọc Thụy đã nghiên cứu hiện trạng kim loại Hg, As, Pb, Cd trong đất, nước và một số rau trồng trên khu vực 14 xã thuộc huyện Đông Anh-Hà Nội với 39 mẫu đất mặt, 39 mẫu nước mặt và 136 mẫu 4 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] rau các loại. Kết quả cho thấy chưa có biểu hiện nhiễm As trên các đối tượng khảo sát. Ô nhiễm Hg chủ yếu trong nước nông nghiệp, trong đất và rau trồng ít trường hợp bị nhiễm nguyên tố này. Nhiều mẫu đất, nước bị ô nhiễm Pb và các mẫu rau sử dụng đất trồng hay nguồn nước này đều ô nhiễm Pb.

Hàm lượng Cd trong các mẫu đất ở mức an toàn, một số mẫu nước và rau bị ô nhiễm nguyên tố này. [4] - Theo nghiên cứu năm 2007 của các tác giả Hoàng Thị Thanh Thủy, Từ Thị Cẩm Loan, Nguyễn Như Hà Vy xác định hàm lượng các kim loại Cd, Cr, Cu, Pb, Zn trong trầm tích sông tại Tp. Hồ Chí Minh cho thấy đã có sự tích lũy kim loại trong trầm tích sông rạch. Đặc biệt, tại nhiều vị trí như kênh Tân Hóa Lò Gốm và Tàu Hủ-Bến Nghé, hàm lượng một số kim loại vượt qua giới hạn cho phép [5] - Năm 2008, luận án tiến sĩ của tác giả Vũ Đức Lợi “Nghiên cứu xác định các dạng thủy ngân trong các mẫu sinh học và môi trường"[6] Nhìn chung, các công trình nghiên cứu đã bước đầu gợi cho chúng ta một cách nhìn tổng quan về mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong đất, nước và thực phẩm.

Hơn thế chúng ta còn thấy mức độ tác hại của kim loại nặng đối với cơ thể con người để chúng ta có những biện pháp thích hợp phòng ngừa. Giới thiệu chung về nguyên tố Pb, As, Hg 1. Tính chất lý hóa học của nguyên tố chì Chì (Pb) thuộc nhóm IVA trong hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Chì có hai trạng thái oxy hóa bền chính là Pb(II) và Pb(IV) và có bốn đồng vị là 204 Pb, 206Pb, 207Pb và 208Pb.

Trong môi trường axit nó tồn tại dưới dạng ion Pb2+ trong các hợp chất vô cơ và hữu cơ [7] Bảng 1.1: Một số hằng số vật lý của chì Cấu hình electron [Xe] 4f145d106s26p2 Năng lượng ion hoá, eV: I1 7,41 Nhiệt độ nóng chảy, 0C 327,4 Nhiệt độ sôi, 0C 1740 Nhiệt bay hơi, kJ mol -1 Thế điện cực chuẩn, V -0,126 5 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Bán kính nguyên tử, Ao 1,74 Bán kính ion hoá trị hai, Ao 0,93 Chì (Pb) thuộc nhóm IVA trong hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Chì có hai trạng thái oxy hóa bền chính là Pb(II) và Pb(IV) và có bốn đồng vị là 204 Pb, 206Pb, 207Pb và 208Pb. Trong môi trường axit nó tồn tại dưới dạng ion Pb2+ trong các hợp chất vô cơ và hữu cơ. Chì có trong tự nhiên dưới dạng khoáng Sunfua Galen, khoáng Cacbonate Cerussite và Sunfat Anglessite.

Trong đất có một lượng nhỏ chì, sự hoà tan của chì trong đất tăng lên do quá trình axit hoá trong (đất chua). Chì có khả năng được tích tụ trong cây trồng trong quá trình sinh trưởng và do đó đối với cây lương thực bị nhiễm chì có thể dẫn đến sự ngộ độc do chì. Ở điều kiện thường, chì bị oxi hóa tạo thành lớp oxit màu xám xanh bao bọc trên bề mặt bảo vệ cho chì không tiếp tục bị oxi hóa nữa.Với dung dịch đậm đặc hơn của các axit đó thì chì có khả năng tạo phức tan. PbCl2 + 2HCl → H2[PbCl4] PbSO4 + H2SO4 → Pb(HSO4)2 Chì tác dụng với HNO3 ở bất kì nồng độ nào 3Pb + 8HNO3 → 3Pb(NO3)2 + 2NO + 4H2O 1.

Hợp chất của chì a. Chì oxit - Chì có hai oxit là PbO, PbO2 và hai oxit hỗn hợp là chì metaplombat Pb2O3 (hay PbO.PbO2), chì orthoplombat Pb3O4 (2PbO. - Monooxit PbO là chất rắn có hai dạng: PbO -α màu đỏ và PbO -β màu vàng, PbO tan chút ít trong nước nên chì có thể tương tác với nước khi có mặt oxi. PbO tan trong axit và tan trong kiềm mạnh, khi đun nóng trong không khí bị oxi hoá thành Pb3O4.

6 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Đioxit PbO2 là chất rắn màu nâu đen, có tính lưỡng tính nhưng tan trong kiềm dễ hơn trong axit. Khi đun nóng PbO2 mất dần oxi biến thành các oxit trong đó chì có số oxi hoá thấp hơn: 290 - 320oC 390 - 420oC 530 - 550oC PbO2 Pb2O3 Pb3O4 PbO (nâu đen) (vàng đỏ) (đỏ) (vàng) Chì orthoplombat (Pb3O4) hay còn gọi là minium, là hợp chất của Pb có các số oxi hoá +2, +4. Nó là chất bột màu đỏ da cam, được dùng chủ yếu là để sản xuất thuỷ tinh pha lê, men đồ sứ và đồ sắt, làm chất màu cho sơn (sơn trang trí và sơn bảo vệ cho kim loại không bị rỉ). b, Chì hidroxit Pb(OH)2 là chất kết tủa màu trắng không tan trong nước.

Khi đun nóng dễ mất nước biến thành oxit. Pb(OH)2 là chất lưỡng tính. Tác dụng với axit, tan trong dung dịch kiềm mạnh tạo thành muối hiđroxoplombit Pb(OH)2 + 2HCl → PbCl2 + 2H2O Pb(OH)2 + 2KOH → K2[Pb(OH)4] Muối hiđroxoplombit dễ tan trong nước và bị thuỷ phân mạnh nên chỉ bền trong dung dịch kiềm dư. c, Các muối của chì Các muối Pb(II) thường là tinh thể có cấu trúc phức tạp, không tan trong nước trừ Pb(NO3)2, Pb(CH3COO)2.

Ion Pb(II) có thể tạo nhiều phức với hợp chất hữu cơ, điển hình là với đithizon ở pH = 8,5 ÷ 9,5, tạo phức màu đỏ gạch. Các đihalogenua chì đều là chất rắn không màu, trừ PbI2 màu vàng, tan ít trong nước lạnh nhưng tan nhiều hơn trong nước nóng. Tất cả các đihalogenua có thể kết hợp với halogenua kim loại kiềm MX tạo thành hợp chất phức kiểu M2[PbX4]. Sự tạo phức này giải thích khả năng dễ hoà tan của chì đihalogenua trong dung dịch đậm đặc của axit halogenhiđric và muối của chúng.

PbI2 + 2KI → K2[PbI4] PbCl2 + 2HCl → H2[PbCl4] 7 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Độc tính của chì Chì là nguyên tố có độc tính cao đối với con người và động vật. Nó xâm nhập vào cơ thể sống chủ yếu qua con đường tiêu hóa, hô hấp,… Tác động đến tủy xương và quá trình hình thành huyết cầu tố, nó thay thế canxi trong xương.