Các nguồn phát sinh kim loại nặng trong tự nhiên

0
128
kim loại nặng

 

Các nguồn phát sinh kim loại nặng

Kim loại nặng trong tự nhiên đều có trong đất và nước, hàm lượng của chúng ngày càng tăng cao do tác động của con người.. Các kim loại có trong môi trường do hoạt động của con người như As, Cd, Cu, Ni và Zn thải ra ước tính là nhiều hơn so với nguồn kim loại có trong tự nhiên, đặc biệt đối với chì có thể cao gấp 17 lần. Nguồn kim loại nặng đi vào đất và nước do tác động của con người bằng các con đường chủ yếu như bón phân, bã bùn cống và thuốc bảo vệ thực vật và các con đường phụ từ các ngành công nghiệp như khai khoáng và kỹ nghệ hay lắng đọng từ không khí.

kim loại nặng

Nguồn gốc tự nhiên

– Cadimi: Cd hiện diện khắp nơi trong lớp vỏ của trái đất với hàm lượng trung bình khoảng 0,1 mg/kg. Tuy nhiên hàm lượng cao hơn có thể tìm thấy trong các loại đá trầm tích như đá trầm tích phosphate biển thường chứa khoảng 15 mg/kg. Hàng năm sông ngòi vận chuyển một lượng lớn Cd khoảng 15000 tấn đổ vào các đại dương (GESAMP, 1984 trích trong WHO, 1992). Hàm lượng Cd đã được báo cáo có thể lên đến 5 mg/kg trong các trầm tích sông và hồ, từ 0,03 đến 1 mg/kg trong các trầm tích biển (Korte, 1983 trích trong WHO, 1992). Hàm lượng Cadmium trung bình trong đất ở những vùng không có sự hoạt động của núi lửa biến động từ 0,01 đến 1 mg/kg, ở những vùng có sự hoạt động của núi lửa hàm lượng này có thể lên đến 4,5 mg/kg (Korte, 1983 trích trong WHO, 1992). Tuy nhiên theo Murray (1994) [36] hàm lượng Cd trong đất hiện diện trung bình 0,06 -1,1 ppm.

– Đồng được tìm thấy tự nhiên trong các khoáng như cuprite (Cu2O), malachite (Cu2CO3.Cu(OH)2), azurite (2CuCO3.Cu(OH)2), chalcopyrite (CuFeS2), chalcocite (Cu2S), và bornite (Cu5FeS4) và trong nhiều hợp chất hữu cơ. Ion đồng (II) gắng kết qua ôxy đối với các tác nhân vô cơ như H2O, OH, CO32-, SO42-,…đối với các tác nhân hữu cơ qua các nhóm như phenolic và carboxylic (Cotton & Wilkinson, 1989 trích trong WHO, 1998). Vì vậy hầu hết đồng trong tự nhiên phức hợp với các hợp chất hữu cơ (Allen & Hansen, 1996 trích trong WHO, 1998). Trong đá nham thạch đồng biến động từ 4-200 mg/kg, trong đá trầm tích 2-90 mg/kg (Cannon và cộng sự,1978 trích trong WHO, 1998). Sự khuếch tán đồng từ các nguồn tự nhiên trung bình trên khắp thế giới hàng năm từ bụi được mang từ gió 0,9-15 × 103 tấn, cháy rừng 0,1-7,5 × 103 tấn, hoạt động núi lửa 0,9-18 × 103 tấn (Nriagu, 1989 trích trong WHO, 1998).  Đồng hiện diện tự nhiên trong lớp vỏ trái đất với hàm lượng trung bình khoảng 60 mg/kg (Lide & Frederikse, 1993 trích trong WHO, 1998), tuy nhiên theo (Murray, 1994) trong đất biến động từ 6-80 ppm.

– Chì: Hàm lượng chì trung bình trong thạch quyển ước khoảng 1,6×10-3 phần trăm trọng lượng, trong khi đó trong đất trung bình là 10-3 phần trăm và khoảng biến động thông thường là từ 0,2×10-3 đến 20×10-3 phần trăm. Chì hiện diện tự nhiên trong đất với hàm lượng trung bình 10-84 ppm (Murray, 1994).

– Asen: Trong tự nhiên, asen thường có mặt trong các khoáng với sắt, lưu huỳnh, oxi, niken, đồng, v.vv…..như trình bày trong bảng 1.

Bảng 1.1. Các khoáng vật chứa asen trong tự nhiên

Khoáng Thành phần Nơi xuất hiện
As nguyên tố As Các mạch thủy nhiệt (hydrothermal veins)
Khoáng Thành phần Nơi xuất hiện
Niccolite NiAs Các lớp trầm tích
Realgar AsS Các lớp trầm tích, thường đi kèm với khoáng orpiment, sét, đá vôi, các lớp trầm tích nơi có suối nước nóng.
Orpiment As2S3 Các mạch thủy nhiệt, các suối nước nóng, khu vực có các sản phẩm của quá trình thăng hoa núi lửa.
Cobaltite CoAsS Các lớp trầm tích có nhiệt cao, các lớp đá bị biến dạng
Arsenopyrite FeAsS Dạng khoáng chứa asen phổ biến nhất, tồn tại nhiều trong các vùng trầm tích chứa khoáng
Tennantite (Cu,Fe)12As4S13 Các mạch thủy nhiệt
Enargite Cu3AsS4 Các mạch thủy nhiệt
Arsenolite As2O3 Khoáng thứ cấp, hình thành từ quá trình oxi hóa arsenopyrite, asen nguyên tố và một số khoáng asen khác
Scorodite FeAsO4.2H2O Khoáng thứ cấp
Annabergite (Ni,Co)3(AsO4)2.8H2O Khoáng thứ cấp
Hoernesite Mg3(AsO4)2.8H2O Khoáng thứ cấp, thải luyện kim
Haematolite (Mn,Mg)4Al(AsO4)(OH)8
Conichalcite CaCu(AsO4)(OH) Khoáng thứ cấp

 

Như vậy, asen là nguyên  tố hóa học có mặt khá phổ biến trong đất đá, quặng khoáng, trong các trầm tích sâu dưới lòng đất.

– Thủy ngân hiện diện và tồn tại trong tự nhiên ở nhiều dạng khác nhau: kim loại, vô cơ và hữu cơ (metyl và etyl thủy ngân). Tất cả những dạng này có tính độc khác nhau và có thể ảnh hưởng đến sức khoẻ con người. Trong môi trường đất, dạng cation Hg2+ hiện diện là phổ biến nhất. Sự tích tụ thủy ngân trong đất có khuynh hướng tương quan với hàm lượng vật chất hữu cơ. Hàm lượng thủy ngân trong tự nhiên cao nhất đã được báo cáo trong đất ngập nước và đất than bùn. Hàm lượng thủy ngân trong đất trên thế giới trung bình 0,02-0,41 ppm (Murray, 1994). Nồng độ thủy ngân trong nước đại dương trung bình 0,001-0,004 μ/l (Olafsson, 1983 trích trong Bryan & Langston, 1992) và nồng độ Hg gia tăng gần các cửa sông chịu ảnh hưởng từ công nghiệp (Baker, 1977 trích trong Bryan & Langston, 1992).

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here