Nghiên cứu sự tích lũy các kim loại cd, pb, cu, zn trong một số loài nhuyễn thể ở vùng sông lam tỉnh nghệ an

Kim loại nặng là các kim loại có độc tính đối với môi trường và hệ sinh thái, thường được biết đến gồm: Zn, Cu, Pb, Cd, Hg, Ni, As, Cr,… Các kim loại này có nguồn gốc từ quá trình sản xu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

BÙI THỊ NGỌC

NGHIÊN CỨU SỰ TÍCH LŨY CÁC KIM LOẠI

Cd, Pb, Cu, Zn TRONG MỘT SỐ LOÀI NHUYỄN THỂ

Ở VÙNG SÔNG LAM - TỈNH NGHỆ AN

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

NGHỆ AN - 2014

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

BÙI THỊ NGỌC

NGHIÊN CỨU SỰ TÍCH LŨY CÁC KIM LOẠI

Cd, Pb, Cu, Zn TRONG MỘT SỐ LOÀI NHUYỄN THỂ

Để hoàn thành luận văn này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:

PGS TS Phan Thị Hồng Tuyết - cán bộ hướng dẫn đã giao đề tài,

tận tình hướng dẫn khoa học và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho việc nghiên cứu

Các thầy cô giáo bộ môn Hóa vô cơ và các thầy cô giảng dạy khoa Hoá

đã đóng góp nhiều ý kiến quý báu

Phòng đào tạo Sau đại học, Ban chủ nhiệm khoa Hoá đã giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi trong quá trình nghiên cứu

Các thầy cô giáo phụ trách Phòng thí nghiệm đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình làm thực nghiệm

Xin chân thành cảm ơn những người thân trong gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn này

Nghệ An, tháng 10 năm 2014

Tác giả

Trang

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 4

1.1 TỔNG QUAN VỀ KIM LOẠI NẶNG 4

1.1.1 Định nghĩa và nguồn phát sinh kim loại nặng 4

1.1.2 Tính chất và tác hại của kim loại nặng 4

1.1.3 Giới thiệu các nguyên tố chì, cadimi, kẽm, đồng; tác dụng sinh hóa và độc tính của chúng 6

1.1.4 Qui trình tích luỹ kim loại nặng theo chuỗi thức ăn 19

1.1.5 Sự tích tụ các nguyên tố Cd, Pb, Cu, Zn trong một số loài nhuyễn thể 20

1.1.6 Giới hạn an toàn của kim loại nặng: Cd, Pb, Cu, Zn 24

1.1.7 Tình hình ô nhiễm kim loại nặng trên thế giới và Việt Nam 27

1.2 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 32

1.2.1 Đặc điểm sinh học của đối tượng nghiên cứu 32

1.2.2 Giới thiệu địa điểm nghiên cứu 38

1.3 PHƯƠNG PHÁP ỨNG DỤNG ĐỂ XÁC ĐỊNH CHÌ, CADIMI, KẼM VÀ ĐỒNG 41

1.3.1 Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử AAS 42

1.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ MẪU 44

1.4.1 Phương pháp vô cơ hóa mẫu ướt 45

1.4.2 Phương pháp vô cơ hóa mẫu khô 46

1.4.3 Phương pháp vô cơ hóa mẫu khô - ướt kết hợp 46

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ THỰC NGHIỆM 47

2.1 THIẾT BỊ, DỤNG CỤ, HÓA CHẤT 47

2.1.1 Thiết bị và dụng cụ 47

2.1.2 Hóa chất 47

2.2.1 Lấy mẫu 47

2.2.2 Chuẩn bị mẫu nhuyễn thể để vô cơ hoá mẫu 51

2.2.3 Xử lý mẫu 52

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 55

3.1 ĐIỀU KIỆN ĐO MẪU TRÊN MÁY PHỔ HẤP THU NGUYÊN TỬ SHIMADZU AA- 6300 55

3.2 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG Cd, Pd, Cu VÀ Zn TRONG CÁC MẪU NGHIÊN NHUYỄN THỂ 56

3.2.1 Kết quả xác định hàm lượng Cu 56

3.2.2 Kết quả xác định hàm lượng Zn 58

3.2.3 Kết quả xác định hàm lượng Cd 59

3.2.4 Kết quả xác định hàm lượng Pb 61

3.3 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG Pb, Cd, Zn VÀ Cu TRONG NƯỚC SÔNG LAM BẰNG PHƯƠNG PHÁP AAS 63

3.4 ĐÁNH GIÁ CHUNG VỀ SỰ TÍCH LŨY CÁC KIM LOẠI Zn, Cd, Pb, Cu TRONG CÁC LOÀI NHUYỄN THỂ NGHIÊN CỨU 65

KẾT LUẬN 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO 69

Trang

Hình 1.1 Kim loại cadimi 6

Hình 1.2 Sơ đồ tích lũy cadimi 9

Hình 1.3 Kim loại chì 10

Hình 1.4 Kim loại đồng 13

Hình 1.5 Kim loại kẽm 16

Hình 1.6 Công ty Vedan Việt Nam xả nước thải chưa qua xử lý gây ô nhiễm 11km sông Thị Vải 29

Hình 1.7 Quy trình tích luỹ kim loại theo chuỗi thức ăn 20

Hình 1.8 Công ty Tungkuang (Cẩm Giàng - Hải Dương) xả trực tiếp nước thải không qua xử lý ra môi trường 29

Hình 1.9 Lưu vực hệ thống sông Lam 41

Hình 1.10 Quá trình đo mẫu 43

Hình 2.1 Bản đồ địa điểm lấy mẫu 48

Hình 2.2 Cách cắt cơ khép vỏ nhuyễn thể hai mảnh vỏ 51

Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn hàm lượng Cu trong mẫu phân tích và giới hạn an toàn 57

Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn hàm lượng Zn trong mẫu phân tích và giới hạn cho phép 59

Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn hàm lượng Cd trong mẫu phân tích và giới hạn tiêu chuẩn 61

Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn hàm lượng Pb trong mẫu phân tích và giới hạn tiêu chuẩn 63

Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn hàm lượng các nguyên tố trong mẫu nước 65

Trang Bảng 1.1 Hàm lượng đồng và kẽm trong một số loài nhuyễn thể ở

vùng biển Senegal 21

Bảng 1.2 Hàm lượng cadimi trong loài Brachidontes pharaonis và loài Pinctada radiata ở vịnh Akuyu, Thổ Nhĩ Kỳ 21

Bảng 1.3 Hàm lượng chì và cadimi trong một số loài nhuyễn thể ở vùng biển Đà Nẵng năm 2007 22

Bảng 1.4 Hàm lượng đồng và kẽm trong một số loài nhuyễn thể ở vùng biển Đà Nẵng năm 2008 23

Bảng 1.5 Giới hạn cho phép của hàm lượng chì và cadimi trong một số loại thực phẩm 24

Bảng 1.6 Quy định lượng ăn vào tối đa cho phép hàng ngày và hàng tuần của chì và cadimi trong thực phẩm .25

Bảng 1.7 Mức tối đa cho phép của chì và cadimi ăn vào đối với trẻ em theo trọng lượng cơ thể 25

Bảng 1.8 Giới hạn cho phép của hàm lượng đồng và kẽm trong một số loại thực phẩm 26

Bảng 1.9 Giới hạn cho phép của hàm lượng Cd, Pb, Cu, Zn trong nước mặt 26

Bảng 1.10 Tải lượng một số chất gây ô nhiễm đổ ra biển của một số hệ thống sông 31

Bảng 2.1 Thông tin mẫu 50

Bảng 2.2 Các bước xử lý mẫu nhuyễn thể 52

Bảng 2.3 Các bước xử lý mẫu nước 53

Bảng 3.1 Tổng kết các điều kiện đo phổ AAS 55

Bảng 3.2 Kết quả xác định hàm lượng Cu trong một số loài nhuyễn thể ở sông Lam 56

thể ở sông Lam 58 Bảng 3.4 Kết quả xác định hàm lượng Cd trong một số loài nhuyễn

thể ở sông Lam 60 Bảng 3.5 Kết quả xác định hàm lượng Pb trong một số loài nhuyễn

thể ở sông Lam 62 Bảng 3.6 Hàm lượng các nguyên tố trong mẫu nước 64

MỞ ĐẦU

Các nhà khoa học thông qua các nghiên cứu đã khẳng định được rằng nhiều nguyên tố kim loại có vai trò quan trọng đối với cơ thể sống, tuy nhiên nếu tích lũy với hàm lượng lớn chúng có thể gây độc hại cho cơ thể Bên cạnh

đó, nếu thiếu hụt hay mất cân bằng của nhiều kim loại vi lượng, siêu vi lượng trong các bộ phận của cơ thể như gan, tóc, máu, huyết thanh, là những nguyên nhân hay dấu hiệu của bệnh tật, ốm đau hay suy dinh dưỡng và có thể gây tử vong Đối với một số kim loại người ta mới chỉ biết đến tác động độc hại của chúng

Kim loại nặng là các kim loại có độc tính đối với môi trường và hệ sinh thái, thường được biết đến gồm: Zn, Cu, Pb, Cd, Hg, Ni, As, Cr,… Các kim loại này có nguồn gốc từ quá trình sản xuất công nghiệp hoá chất, luyện kim, hoạt động khai thác mỏ, các hoá chất dùng trong nông nghiệp, giao thông vận tải, y tế… Kim loại nặng có thể xâm nhập vào cơ thể con người chủ yếu thông qua đường tiêu hóa và hô hấp Tuy nhiên, cùng với mức độ phát triển của công nghiệp và sự đô thị hoá, hiện nay môi trường sống của chúng ta bị ô nhiễm trầm trọng Các nguồn thải kim loại nặng từ các khu công nghiệp vào không khí, vào nước, vào đất, vào thực phẩm rồi xâm nhập vào cơ thể con người qua đường ăn uống, hít thở dẫn đến sự nhiễm độc Mặt khác, chúng đi vào chuổi thức ăn, lưới thức ăn và cuối cùng xâm nhập, tích lũy trong cơ thể con người Do đó việc nghiên cứu và phân tích các kim loại nặng trong môi trường sống, trong thực phẩm và tác động của chúng tới cơ thể con người nhằm đề ra các biện pháp tối ưu bảo vệ và chăm sóc sức khoẻ cộng đồng là một việc vô cùng cần thiết Nhu cầu về thực phẩm sạch, đảm bảo sức khỏe đã trở thành nhu cầu thiết yếu, cấp bách và được toàn xã hội quan tâm [1,4]

Hiện nay, bên cạnh việc sử dụng phương pháp lý hóa quan trắc ô nhiễm kim loại nặng thì phương pháp sử dụng nhuyễn thể hai mảnh vỏ cũng được ứng dụng rộng rãi trên thế giới và mang lại nhiều thành tựu Nhiều nghiên cứu

đã cho thấy rằng nhuyễn thể hai mảnh vỏ có khả năng đặc biệt trong việc tích

tụ những chất gây ô nhiễm nhất định trong mô của chúng với hàm lượng cao hơn nhiều lần so với môi trường bên ngoài, nơi chúng sinh sống và những loài này tượng trưng cho ô nhiễm của khu vực nghiên cứu [7,20,21]

Các loài sò, vẹm, trai, hến được sử dụng rộng rãi để làm sinh vật chỉ thị cho mức ô nhiễm kim loại nặng Các nghiên cứu trên thế giới về các loài trong giống Corbicula đều chỉ ra rằng, đây là những loài có khả năng tích lũy cao các kim loại nặng đặc biệt là Hg Kết quả nghiên cứu của Inza và cộng sự

đã cho thấy Corbicula có khả năng tích lũy nhanh Hg Sự tích lũy Cu là đặc biệt cao ở loài Hến (Corbicula fluminea), nhất là giai đoạn chưa trưởng thành

Ở Việt Nam cũng đã có một số tác giả nghiên cứu về khả năng tích lũy các kim loại nặng trong các đối tượng thực phẩm và nhuyễn thể, nhưng số lượng các nghiên cứu về vấn này còn ít và chỉ mới thực hiện ở một số vùng Các nghiên cứu về tích lũy kim loại nặng ở các loài hai mảnh vỏ được công

bố chưa nhiều Các kết quả nghiên cứu đều cho thấy trong mô của các loài nhuyễn thể đều chứa kim loại nặng, đặc biệt một số loài nhuyễn thể có khả năng đặc biệt trong việc tích lũy các kim loại nặng [5,6,8,12,13]

Nghệ An là tỉnh đang có sự phát triển nhanh về công nghiệp, là một trong những khu công nghiệp lớn nhất và cũng là một trong những vùng được

đô thị hóa nhanh nhất nước Nguồn nước hệ thống sông Lam có tầm quan trọng đặc biệt và ý nghĩa sống còn đối với các tỉnh Nghệ An cũng như tỉnh Hà Tĩnh, cấp nước cho sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản và phát triển thủy điện, giao thông vận tải, du lịch sông nước Sông Lam đã tiếp nhận nhiều chi lưu như: Sông Hiếu ở cây Chanh Anh Sơn, sông La ở Đức Quang đã

mang theo nhiều chất thải của các huyện, làng nghề, quá trình khái thác khoáng sản đang ngày càng đe dọa nghiêm trọng đến chất lượng nguồn nước của hệ thống sông này Kiểm soát hàm lượng các kim loại nặng trong các loài thủy sản và nguồn nước nói chung và sông Lam nới riêng là vấn đề đang đặt

ra cho các nhà khoa học quan tâm

Chính vì những lý do trên mà chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu sự

tích lũy các kim loại nặng Cd, Pb, Cu, Zn trong một số loài nhuyễn thể ở khu vực sông Lam, tỉnh Nghệ An” để làm đề tài nghiên cứu của luận văn

cao học

Mục tiêu của đề tài là: Nghiên cứu, đánh giá sự tích lũy một số kim loại, gồm: Cd, Pd, Cu và Zn trong một số loài nhuyễn thể ở vùng sông Lam, mối liên hệ với môi trường sống của chúng Từ đó rút ra các nhận xét về mức

độ an toàn đối với một số chỉ tiêu kim loại nặng (Pb, Cd), thành phần vi lượng (Cu, Zn) của các mẫu nghiên cứu khi sử dụng làm thực phẩm và khả năng sử dụng chúng làm sinh vật chỉ thị trong việc quan trắc môi trường

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 TỔNG QUAN VỀ KIM LOẠI NẶNG

1.1.1 Định nghĩa và nguồn phát sinh kim loại nặng

Kim loại nặng theo định nghĩa chung là những kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5g/cm3 và thông thường chỉ những kim loại hoặc các á kim liên quan đến sự ô nhiễm và độc hại Kim loại nặng 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,…)

Kim loại nặng có trong đất và nước, hàm lượng của chúng thường tăng cao do tác động của con người Sự ô nhiểm kim loại do hoạt động của con người như Pb, Cd, Cu, Ni và Zn thải ra ước tính là nhiều hơn so với nguồn kim loại có trong tự nhiên xâm nhập vào môi trường, đặc biệt đối với chì 17 lần Các nguyên tố kim loại nặng tồn tại và luân chuyển trong tự nhiên thường

có nguồn gốc từ chất thải của hầu hết các ngành sản xuất công nghiệp trực tiếp hoặc gián tiếp sử dụng các kim loại ấy trong quá trình công nghệ hoặc từ chất thải sinh hoạt của con người Ví dụ nước thải của các khu công nghiệp, các nhà máy hóa chất, các cơ sở in; hoặc dưới dạng bụi trong khí thải của các khu công nghiệp hóa chất, các lò cao, khí thải của các loại xe có động cơ xăng Sau khi phát tán vào môi trường dưới các dạng trên, chúng lưu chuyền

tự nhiên trong nguồn nước, bám dính vào các bề mặt, tích lũy trong đất và gây

ô nhiễm các nguồn nước sinh hoạt, đó cũng là nguyên chính dẫn đến tình trạng ô nhiễm thực phẩm, là nguồn gốc của sự tích lũy chúng trong các loài sinh vật

1.1.2 Tính chất và tác hại của kim loại nặng

Kim loại nặng không bị phân hủy sinh học, không độc khi ở dạng nguyên tố tự do nhưng nguy hiểm đối với sinh vật sống khi ở dạng cation do

khả năng gắn kết với các chuỗi cacbon ngắn dẫn đến sự tích tụ trong cơ thể sinh vật sau nhiều năm

Đối với con người, có khoảng 12 nguyên tố kim loại nặng gây độc như chì, thủy ngân, nhôm, arsenic, cadmium, nickel… Một số kim loại nặng được tìm thấy trong cơ thể và thiết yếu cho sức khỏe con người, chẳng hạn như sắt, kẽm, magiê, coban, mangan, molipđen, đồng… mặc dù với lượng rất ít nhưng

nó hiện diện trong quá trình chuyển hóa Tuy nhiên, ở mức thừa của các nguyên tố thiết yếu có thể nguy hại đến đời sống của sinh vật Các nguyên tố kim loại còn lại là các nguyên tố không thiết yếu và có thể gây độc tính cao khi hiện diện trong cơ thể, tuy nhiên tính độc chỉ thể hiện khi chúng đi vào chuỗi thức ăn Các nguyên tố này bao gồm thủy ngân, nickel, chì, arsenic, cađimi, nhôm, platin… và ở dạng ion kim loại Chúng đi vào cơ thể qua các con đường hấp thụ của cơ thể như hô hấp, tiêu hóa và qua da Nếu kim loại nặng đi vào cơ thể và tích lũy bên trong tế bào lớn hơn sự phân giải chúng thì chúng sẽ tăng dần và sự ngộ độc sẽ xuất hiện Do vậy người ta bị ngộ độc không những với hàm lượng cao của kim loại nặng mà cả khi với hàm lượng thấp và thời gian kéo dài sẽ đạt đến hàm lượng gây độc

Kim loại nặng xâm nhập vào cơ thể người qua đường hô hấp, thức ăn hay hấp thụ qua da được tích tụ trong các mô theo thời gian sẽ đạt tới hàm lượng gây độc Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng kim loại nặng có thể gây rối loạn hành vi của con người do tác động trực tiếp đến chức năng tư duy và thần kinh, gây độc cho các cơ quan trong cơ thể như máu, gan, thận, cơ quan sản xuất hoocmon, cơ quan sinh sản, hệ thần kinh gây rối loạn chức năng sinh hóa trong cơ thể do đó làm tăng khả năng bị dị ứng, gây biến đổi gen Các kim loại nặng còn làm tăng độ axit trong máu, cơ thể sẽ rút canxi từ xương để duy trì pH thích hợp trong máu dẫn đến bệnh loãng xương Các nghiên cứu mới đây đã chỉ ra rằng hàm lượng nhỏ các kim loại nặng có thể gây độc hại

cho sức khỏe con người nhưng chúng gây hậu quả khác nhau trên những con người cụ thể khác nhau

Sự nhiễm độc kim loại nặng đã tăng lên nhanh chóng từ những năm 50 của thế kỷ trước do hậu quả của việc sử dụng ngày càng nhiều các kim loại nặng trong các ngành sản xuất công nghiệp Ngày nay sự nhiễm độc mãn tính

có thể xuất phát từ việc dùng chì trong sơn, nước máy, các hóa chất trong quá trình chế biến thực phẩm, các sản phẩm “chăm sóc con người” (mỹ phẩm, dầu gội đầu, thuốc nhuộm tóc, thuốc đánh răng, xà phòng…)

Độc tính của các kim loại nặng chủ yếu do chúng có thể sinh các gốc tự

do, đó là các phần tử mất cân bằng năng lượng, chứa những điện tử không cặp đôi chúng chiếm điện tử từ các phân tử khác để lặp lại sự cân bằng của chúng Các gốc tự do tồn tại tự nhiên khi các phân tử của tế bào phản ứng với O2 (bị ôxi hóa) nhưng khi có mặt các kim loại nặng - tác nhân cản trở quá trình ôxi hóa, sẽ sinh ra các gốc tự do vô tổ chức, không kiểm soát được Các gốc tự do này phá hủy các mô trong toàn cơ thể gây nhiều bệnh tật

1.1.3 Giới thiệu các nguyên tố chì, cadimi, kẽm, đồng; tác dụng sinh hóa

và độc tính của chúng [9], [10], [14], [17]

1.1.3.1 Nguyên tố cadimi (Cd)

Cadimi là kim loại mềm, màu trắng xanh, dễ nóng chảy Cadimi có ký hiệu hóa học là Cd (tên Latin: cadmium) Số hiệu nguyên tử Z = 48 Thuộc nhóm IIB, chu kỳ 5 trong bảng hệ thống tuần hoàn

Hình 1.1 Kim loại cadimi

Tính chất hóa học

Cadimi là nguyên tố tương đối hoạt động Trong không khí ẩm, Cd bền

ở nhiệt độ thường nhờ màng oxit bảo vệ Nhưng ở nhiệt độ cao nó cháy mãnh liệt cho ngọn lửa mầu sẫm:

2Cd + O2 = 2CdO Tác dụng với halogen tạo thành đihalogenua, tác dụng với lưu huỳnh và các nguyên tố không kim loại khác như photpho, selen…

Khoảng ¾ cadimi sản xuất ra được sử dụng trong các loại pin (đặc biệt

là Ni - Cd) và phần lớn trong công nghiệp

Cadimi được sử dụng chủ yếu trong các chất màu, lớp sơn phủ, các chất mạ kim loại (mạ vỏ ô tô, máy bay và tàu biển)

Cadimi được sử dụng chế tạo hợp kim, làm chất ổn định trong plastic, làm điện cực ắc quy kiềm Hợp kim Cu - Cd dùng làm thanh điều chỉnh trong

lò phản ứng hạt nhân

Ngoài ra Cadimi còn có mặt trong phân bón và một số thuốc trừ sâu bởi độc tính để diệt nấm và côn trùng

Tác dụng sinh hóa của cadimi

Sau khi xâm nhập vào cơ thể, cadimi được gắn vào trong các mô dưới dạng một hợp chất với một protein có chọn lọc và có trọng lượng phân tử thấp

nhưng giàu nhóm tiol (-SH) là metalothionein Metalothionein thường có 61 axit amin trong đó có 20 axit amin cystein và không có axit amin thơm Chính

sự tổng hợp nên hợp chất metalothionein này được kích thích khi có mặt của cadimi Metalothionein tập trung nhiều nhất ở gan và thận, nơi mà cadimi thường tích lũy (khoảng 50 - 60 % lượng cadimi trong cơ thể)

Độc tính của cadimi

Cadimi là nguyên tố rất độc Trong tự nhiên cadimi thường được tìm thấy trong các khoáng vật có chứa kẽm Nhiễm độc cadimi gây nên chứng bệnh giòn xương Ở nồng độ cao, cadimi gây đau thận, thiếu máu và phá huỷ tuỷ xương

Phần lớn cadimi thâm nhập vào cơ thể con người được giữ lại ở thận và được đào thải, còn một phần ít (khoảng 1%) được giữ lại trong thận, do

cadimi liên kết với protein tạo thành metallothionein có ở thận Phần còn lại được giữ lại trong cơ thể và dần dần được tích luỹ cùng với tuổi tác Khi lượng cadimi được tích trữ lớn, nó có thể thế chỗ ion Zn2+ trong các enzim quan trọng và gây ra rối loạn tiêu hoá và các chứng bệnh rối loạn chức năng thận, thiếu máu, tăng huyết áp, phá huỷ tuỷ sống, gây ung thư

Cadimi thâm nhập vào cơ thể chủ yếu qua con đường thực phẩm Theo nhiều nghiên cứu của các chuyên gia thì người hút thuốc lá cũng có nguy cơ nhiễm cadimi Tùy theo mức độ nhiễm độc mà có thể gây ung thư phổi, thủng vách ngăn mũi, đặc biệt có thể gây tổn thương tuyến thận dẫn đến protein tuyến niệu, ảnh hưởng đến nội tiết, máu, tim mạch

Hình 1.2 Sơ đồ tích lũy cadimi

Hô hấp

Liên kết tạo thành Metalothionein

Cd 2+ tự do

Trao đổi với Zn 2+

1.1.3.2 Nguyên tố chì (Pd)

Chì có ký hiệu hóa học là Pb, là một kim loại mềm, nặng, độc hại và có thể tạo hình Chì có màu trắng xanh khi mới cắt nhưng bắt đầu xỉn màu thành xám khi tiếp xúc với không khí

Hình 1.3 Kim loại chì

Tính chất hóa học

Chì là kim loại tương đối hoạt động về mặt hoá học Ở điều kiện thường, chì bị oxi hoá tạo thành lớp oxit màu xám xanh bao bọc bên trên mặt bảo vệ cho chì không tiếp xúc bị oxi hoá nữa:

2Pb + O2 = 2PbO Nhưng khi gặp nước, nước sẽ tách dần màng oxit bao bọc ngoài và tiếp tục bị tác dụng

Chì tương tác với halogen và nhiều nguyên tố không kim loại khác:

Pb + X2 = PbX2

Chì có thế điện cực âm nên về nguyên tắc nó tan được trong các axit Nhưng thực tế chì chỉ tương tác ở trên bề mặt với dung dịch axit clohiđric loãng và axit sunfuric dưới 80% vì bị bao bọc bởi lớp muối khó tan (PbCl2 và PbSO4) Với dung dịch đậm đặc hơn của các axit đó, chì có thể tan vì muối khó tan của lớp bảo vệ đã chuyển thành hợp chất tan:

PbCl2 + 2HCl = H2PbCl4 + H2

PbSO4 + H2SO4 = Pb(HSO4)2

Với axit nitric ở bất kỳ nồng độ nào, chì tương tác như một kim loại:

3Pb + 8HNO3,loãng = 3Pb(NO3)2 + 2NO + 4H2O Khi có mặt oxi, chì có thể tương tác với nước:

2Pb + 2H2O + O2 = 2Pb(OH)2

có thể tan trong axit axetic và các axit hữu cơ khác:

2Pb + 4CH3COOH + O2 = 2Pb(CH3COO)2 + 2H2O Với dung dịch kiềm, chì có tương tác khi đun nóng, giải phóng hiđrô:

Pb + 2KOH + 2H2O = K2[Pb(OH)4] + H2

Ứng dụng

Chì được dùng làm tấm điện cực trong ăcquy, dây cáp điện, đầu đạn, chất nhuộm trắng trong sơn, thành phần màu trong tráng men Chì hấp thụ tốt tia phóng xạ và tia rơnghen nên được dùng làm những tấm bảo vệ phóng xạ hạt nhân Một số hợp chất chì được thêm vào trong sơn, thủy tinh, đồ gốm như chất tạo màu, chất ổn định, chất kết gắn

Tác dụng sinh hóa của chì

Tác dụng sinh hóa quan trọng của chì là sự can thiệp vào việc tổng hợp hemoglobin dẫn đến sự phá vỡ hồng cầu (các bệnh về máu)

Chì ức chế nhiều loại enzim then chốt liên quan đến quá trình tổng hợp hemoglobin do sự tích lũy của các hợp chất trung gian của quá trình trao đổi chất Một phần quan trọng của tổng hợp máu là do sự chuyển hóa delta - amino levunilicaxit (ALA - dehydrase) Chì ức chế ALA - dehydrase enzym,

do đó giai đoạn tiếp theo tạo thành porpho biliogen không thể xảy ra Kết quả

là phá hủy quá trình tổng hợp hemoglobin cũng như các sắc tố hô hấp khác cần thiết trong máu như cytochromes

Cuối cùng, chì cản trở việc sử dụng oxi và glucoza để sản sinh năng lượng trong quá trình sống

Khi hàm lượng chì trong máu khoảng 0,3 ppm thì nó ngăn cản quá trình sử dụng oxi để oxi hóa glucoza tạo ra năng lượng cho quá trình sống, do

đó làm cho cơ thể mệt mỏi

Ở các nồng độ cao hơn có thể gây hiện tượng thiếu máu (thiếu hemoglobin) nếu hàm lượng chì trong máu khoảng 0,5 - 0,8 ppm gây ra sự rối loạn chức năng thận và phá hủy não

Ở nồng độ cao hơn (>0,8 ppm) có thể gây thiếu máu do thiếu hemoglobin

Xương là nơi tàng trữ, tích tụ chì của cơ thể Sau đó phần chì này có thể tương tác cùng với photphat trong xương và thể hiện tính độc hại khi truyền vào mô mềm của cơ thể Chì nhiễm vào cơ thể qua da, đường tiêu hóa, hô hấp Nhiễm chì có thể dẫn đến vô sinh, sảy thai, mắc phải các rối loạn về thần kinh, thiếu máu, đau đầu, sưng khớp, chóng mặt Ở trẻ em, chỉ

số IQ sẽ không cao, đôi khi có những biểu hiện rối loạn hành vi Do chì tích lũy dần trong cơ thể một cách chậm chạp nên những triệu chứng sẽ không được nhận biết kịp thời

Độc tính của chì

Trong sản xuất công nghiệp thì Pb có vai trò quan trọng, nhưng đối với

cơ thể thì chưa chứng minh được Pb có vai trò tích cực gì Song độc tính của

Pb và các hợp chất của nó đối với cơ thể người và động vật thì quá rõ Không khí, nước và thực phẩm bị ô nhiễm Pb đều rất nguy hiểm cho mọi người, nhất

là trẻ em đang phát triển và động vật

Chứng thiếu máu do nhiễm độc chì cũng như thiếu máu do thiếu sắt

do kìm hãm enzym pyrimidin - 5 - nucleosidase vốn có liên quan đến sự tăng số lượng hồng cầu lưới Ngưỡng chì nhiễm có khả năng ức chế enzym này là 44 mg/l

Chì gây ngộ độc cho hệ thần kinh trung ương, hệ thần kinh ngoại biên, tác động lên hệ enzym chứa nhóm hoạt động có hyđro

Với nồng độ trong máu cao hơn 80 mg/l có thể xảy ra các bệnh về não

do việc gây tổn thương đến các tiểu động mạch, mao mạch não và phù não, tăng áp suất dịch não tủy, thoái hóa các nơron thần kinh

Người bị nhiễm độc chì sẽ bị rối loạn bộ phận tạo huyết (tủy xương) Tùy theo mức độ nhiễm độc có thể bị đau bụng, đau khớp, viêm thận, cao huyết áp, tai biến não, nhiễm độc nặng có thể gây tử vong Đặc tính nổi bật là sau khi xâm nhập vào cơ thể, chì ít bị đào thải mà tích tụ theo thời gian rồi mới gây độc

Ngoài ra muối chì còn gây rối loạn tổng hợp hemoglobin, giảm thời gian sống của hồng cầu, thay đổi hình dạng tế bào, gây xơ vữa động mạch, làm con người bị ngu đần, mất cảm giác

Chì gây ung thư thận thông qua việc thay đổi hình thái và chức năng của các tế bào ống thận làm giảm chức năng vận chuyển năng lượng là tiểu đường, tiểu đạm Chì ảnh hưởng đến chức năng sinh sản, gây vô sinh, sảy thai

Đồng không tan không tan trong dung dịch axit (trừ HI, HCN, HNO3,

2SO4 đặc, dung dịch HCl và NH3 đặc khi có mặt oxi không khí)

2Cu + 4HCN → 2H [Cu (CN)2] + H2

2Cu + 4HCl + O2 → 2CuCl2 + 2H2O 2Cu + 8NH3 + O2 + 2H2O → 2 [Cu (NH3)4] (OH)2

Ứng dụng

Đồng là kim loại màu quan trọng nhất đối với công nghiệp và kỹ thuật Hơn 50% lượng đồng khai thác hằng năm được dùng làm dây dẫn điện, loại đồng này phải có độ tinh khiết cao

Trên 30% được dùng để chế tạo hợp kim

Dẫn nhiệt tốt và chịu ăn mòn, đồng kim loại được dùng để chế các thiết

bị trao đổi nhiệt, sinh hàn và chân không, chế nồi hơi, ống dẫn dầu và dẫn nhiêu liệu

Một số hợp chất của đồng được sử dụng làm chất màu trang trí mỹ thuật, chất liệu trừ nấm mốc và cả thuốc trừ sâu trong nông nghiệp

Tác dụng sinh hóa của đồng

Đồng là nguyên tố vi lượng rất cần thiết cho các loài động, thực vật bậccao Trong cơ thể con người, đồng có trong thành phần của một số protein, enzym và tập trung chủ yếu ở gan Đồng được tìm thấy trong một số loại enzym, bao gồm nhân đồng của cytochrom coxidas enzym chứa Cu - Zn

superoxid dismutas và nó là kim loại trung tâm của chất chuyên chở oxi hemocyanin Máu của cua móng ngựa (cua vua) Limulusvpolyphemus sử dụng đồng thay sắt để chuyên chở oxi

Theo tiêu chuẩn RDA của Mỹ về hàm lượng của đồng đối với người trưởng thành là 0,9 mg/ngày

Hợp chất của đồng là cần thiết đối với quá trình tổng hợp hemoglobin

và photpholipid Sự thiếu đồng gây nên bệnh thiếu máu Trong máu của động vật bậc thấp (ốc, sò và động vật thân mềm) có chất máu là hemocyanin, chứa đồng và có chức năng như hemoglobin ở trong máu của động vật có xương sống Đồng được vận chuyển chủ yếu trong máu bởi protein trong huyết tương gọi là cerulopasmin Đồng được hấp thụ trong ruột non và được vận chuyển đến gan bằng liên kết với albumin Bệnh Wilson sinh ra bởi cơ thể giữ lại đồng, không tiết ra bởi gan vào trong mật, có thể dẫn đến tổn thương não

và gan

Người ta cho rằng kẽm và đồng cạnh tranh về phương diện hấp thụ trong

bộ máy tiêu hóa vì việc ăn uống dư thừa chất này sẽ làm thiếu hụt chất kia

Các nghiên cứu cho thấy một số người mắc bệnh về thần kinh như bệnh schizophrenia có nồng độ đồng cao hơn trong cơ thể Tuy nhiên, hiện vẫn chưa rõ mối liên quan của đồng với bệnh này như thế nào (là do cơ thể cố gắng tích lũy đồng để chống lại bệnh hay nồng độ cao của đồng là do căn bệnh này gây ra) Hợp chất của đồng không độc bằng hợp chất của kim loại nặng như chì và thủy ngân Muối đồng rất độc với nấm mốc và rêu tảo Người

ta dùng CuSO4 để chống mốc cho gỗ, dùng nước boocđô là hỗn hợp của dung dịch CuSO4 và vữa vôi để trừ bọ cho một số cây trồng

Độc tính của đồng

Khi thiếu đồng, hoạt động của các men oxi hóa bị yếu đi rất nhiều Tuy nhiên, khi hàm lượng muối đồng cao sẽ gây tổn thương cho đường tiêu

hóa, gan thận, niêm mạc, hạ huyết áp, hôn mê, đau dạ dày, thậm chí tử vong Đối với người lớn tỉ lệ hấp thụ và lưu trữ đồng tùy thuộc vào lượng đưa vào cơ thể hằng ngày Sự kích thích đa cấp có thể xảy ra ở người lớn vì

sự thoái hóa gan nhân đậu, cơ chế điều chỉnh đồng hóa suy giảm hiệu quả

và do ăn uống lâu ngày nước có nồng độ đồng cao dẫn đến nguy cơ suy gan Nguyên nhân dẫn đến ngộ độc đồng của con người có thể là do: uống nước thông qua ống dẫn nước đồng, ăn thực phẩm có chứa lượng đồng cao (như nho, nấm, tôm …), các hồ bơi có sử dụng thuốc diệt tảo (Algaecides)

có chứa đồng để vệ sinh hồ - đây là một chất độc đối với động vật: đối với người từ 60 - 100 mg/kg thể trọng gây buồn nôn, đến 1 g/kg thể trọng sẽ gây tử vong

Mọi hợp chất của đồng đều là những chất độc, khoảng 30g CuSO4 có khả năng gây chết người Nồng độ an toàn của đồng trong nước uống đối với con người dao động theo từng nguồn, khoảng 1.5÷ mg/l Lượng đồng đi vào

cơ thể người theo đường thức ăn mỗi ngày khoảng 2 ÷ 4 mg/l

Hidro sẽ thoát ra mãnh liệt khi cho kẽm tác dụng với dung dịch kiềm:

Zn + 2H2O + 2OH- → [Zn(OH)4]2- + H2 ↑ Kẽm còn tan trong dung dịch NH3:

Zn + 2H2O + 4NH3 → [Zn(NH3)4](OH)2 + H2 ↑

Ứng dụng

Kẽm được dùng để mạ sắt thép tạo hợp kim ứng dụng trong xây dựng gọi là "tôn"

Kẽm được dùng chế hợp kim, làm pin khô và ăc quy, chất ăn mòn trong

in vải, chất khử trong tinh chế vàng, bạc

Trong y học, hợp chất của kẽm được sử dụng làm thuốc gây nôn, giảm đau, chữa ngứa, thuốc sát trùng Một số hợp chất hữu cơ của kẽm còn được sử dụng làm chất bảo vệ thực vật

Những năm gần đây, những kết cấu khởi động để phóng tên lửa được

mạ kẽm

Tác dụng sinh hóa

Kẽm đóng vai trò sinh học không thể thiếu đối với sức khỏe con người, cho dù kẽm chỉ chiếm khoảng vài phần triệu trọng lượng khô của cơ thể

Kẽm được đưa vào cơ thể chủ yếu qua đường tiêu hóa, được hấp thụ phần lớn ở ruột non Nó được thải ra ngoài với một lượng lớn qua dịch ruột, dịch tụy (2 - 5 mg), còn lại qua nước tiểu (0,5 - 0,8 mg) và mồ hôi (0,5 mg) Khi vào cơ thể, phần lớn kẽm tập trung trong tế bào, chỉ một lượng nhỏ trong huyết tương, dạng gắn kết với albumin và 2- macropolysaccaride

Lượng kẽm trong cơ thể có liên quan chặt chẽ với môi trường sống và chế độ dinh dưỡng Thiếu kẽm ảnh hưởng đến sự phát triển bình thường của

cơ thể và hơn nữa có thể còn là nguyên nhân gây nên nhiều bệnh nguy hiểm, ảnh hưởng lâu dài đến cuộc sống và sinh mạng của con người

Kẽm tham gia vào thành phần cấu trúc tế bào và đặc biệt là tác động đến hầu hết các quá trình sinh học trong cơ thể Kẽm có trong thành phần của hơn 80 loại enzym khác nhau, đặc biệt có trong hệ thống enzym vận chuyển, thủy phân, đồng hóa, xúc tác phản ứng gắn kết các chuỗi trong phân tử ADN, xúc tác phản ứng oxi hóa cung cấp năng lượng Ngoài ra kẽm còn hoạt hóa nhiều enzym khác nhau như amylase, pencreatinase

Đặc biệt, kẽm có vai trò sinh học rất quan trọng là tác động chọn lọc lên quá trình tổng hợp, phân giải axit nucleic và protein - những thành phần quan trọng nhất của sự sống Vì vậy, các cơ quan như hệ thần kinh trung ương, da, niêm mạc, hệ tiêu hóa, hệ tuần hoàn rất nhạy cảm với sự thiếu hụt kẽm Nếu thiếu kẽm, trẻ sẽ biếng ăn

Một vai trò cũng rất quan trọng khác của kẽm là vừa cấu trúc vừa tham gia vào duy trì chức năng của hàng loạt cơ quan quan trọng Kẽm có độ tập trung cao trong não, đặc biệt là vùng hải mã (hippocampus), vỏ não Nếu thiếu kẽm ở các cấu trúc thần kinh có thể dẫn đến nhiều loại rối loạn thần kinh

và có thể là yếu tố góp phần phát sinh bệnh tâm thần phân liệt

Kẽm tham gia điều hòa chức năng của hệ thống nội tiết và có trong thành phần các hormon (tuyến yên, tuyến thượng thận, tuyến sinh dục ) Hệ

thống này có vai trò quan trọng trong việc phối hợp với hệ thần kinh trung ương, điều hòa hoạt động sống trong và ngoài cơ thể, phản ứng với các kích thích từ môi trường và xã hội, làm cho con người phát triển và thích nghi với từng giai đoạn và các tình huống phong phú của cuộc sống Vì thế thiếu kẽm

có thể ảnh hưởng đến quá trình thích nghi và phát triển của con người

Ngoài ra, các công trình nghiên cứu còn cho thấy kẽm có vai trò làm giảm độc tính của các kim loại độc như nhôm (Al), asen (As), cadimi (Cd) Góp phần vào quá trình giảm lão hóa, thông qua việc ức chế sự oxi hóa và ổn định màng tế bào Khả năng miễn dịch của cơ thể được tăng cường nhờ kẽm, bởi nó hoạt hóa hệ thống này thông qua cơ chế kích thích các đại thực bào, tăng các limpho T Vì vậy, khi thiếu kẽm nguy cơ nhiễm khuẩn ở bệnh nhân

sẽ tăng lên

Sự có mặt của kẽm sẽ giúp cho quá trình hấp thu và chuyển hóa các nguyên tố khác cần thiết cho sự sống như đồng (Cu), mangan (Mn), magie (Mg) Do vậy, khi cơ thể thiếu kẽm sẽ kéo theo sự thiếu hụt hoặc rối loạn chuyển hóa của nhiều yếu tố, ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe

Độc tính của kẽm

Kẽm ít độc tính Hàm lượng trong thức ăn thấp Ăn vào hơn 150 mg kẽm mỗi ngày có thể gây rối loạn chuyển hóa đồng và sắt, nhưng chỉ có ý nghĩa khi các ion này bị giới hạn Lượng kẽm rất cao (450 mg/ngày) làm thiếu đồng và gây thiếu máu nguyên bào sắt Nếu lượng kẽm quá cao có thể gây suy giảm chức năng miễn dịch Quá liều có thể gây buồn nôn, phát ban, sự khử nước và loét dạ dày Kẽm làm giảm hấp thu tetracycline Nên tránh điều trị kẽm trong thai kỳ và cho con bú

1.1.4 Qui trình tích luỹ kim loại nặng theo chuỗi thức ăn [11]

Con đường chuyển năng lượng từ cơ thể sinh vật này sang cơ thể sinh vật khác là dây chuyền thực phẩm Nếu trong cơ thể sinh vật của một mắc

xích trong chuỗi thức ăn nào đó có chất độc thì chất độc này sẽ được chuyển sang sinh vật khác có bậc dinh dưỡng cao hơn Trong chuỗi thức ăn ở hình 1.5, thì con người là sinh vật có bậc cao nhất có nghĩa là con người là sinh vật

có khả năng tích luỹ nhiều nhất các chất độc trong chuỗi thức ăn

Hình 1.6 Quy trình tích luỹ kim loại theo chuỗi thức ăn

1.1.5 Sự tích tụ các nguyên tố Cd, Pb, Cu, Zn trong một số loài nhuyễn thể

Hàm lượng đồng, kẽm đã được tìm thấy trong một số loài nhuyễn thể năm 2006 ở vùng biển Senegal thu được trong bảng 1.1

Con người

6

Chim ăn thịt 4,0

Động vật

có vú

Chim ăn cá 3,15

Cá 0,17 – 2,07

Côn trùng 0,23 – 0,3

Trai, hến 0,42

Ốc sên bùn

Tôm

0,16

Thực vật vùng đầm lầy

Phiêu sinh 0,04

Sinh vật hữu sinh 0,03

Mảnh vỡ

hữu sinh

Các kết quả nghiên cứu cho thấy trong mô nhiều loài nhuyễn thể chứa kim loại nặng Việc nghiên cứu kiểm soát kim loại nặng trong nhuyễn thể được thực hiện ở nhiều nước, với nhiều khu vực biển khác nhau

Bảng 1.1 Hàm lượng đồng và kẽm trong một số loài nhuyễn thể

ở vùng biển Senegal [22]

Vẹm (Perna Perna) ở Morocco coast 7,2 ± 0,73 121,6 ± 6,1 Ngao (Tridacna squamosa) ở Cap Timiris 8,4 ± 0,87 49,8 ± 4,2 Ngao (Tridacna squamosa) ở M Hejral 26,17 ± 6,74 59,97 ± 7,16 Hàu (Crassostrea gasar) ở Wet season 47,16 ± 7,35 2320 ± 180 Điệp (Chlamys varia) ở Cameroom 3,83 ± 0,55 39,04 ± 0,8

Hàm lượng cadimi cũng đã được tìm thấy trong một số loài nhuyễn thể

ở vịnh Akkuyu, Thổ Nhĩ Kỳ thu được trong bảng 1.2:

Bảng 1.2 Hàm lượng cadimi trong loài Brachidontes pharaonis

và loài Pinctada radiata ở vịnh Akuyu, Thổ Nhĩ Kỳ [20]

Brachidontes pharaonis (một loài trai) 0,0058 ± 0,00034

Pinctada radiata (một loài sò) 0,0605 ± 0,00467

Ở Việt Nam việc nghiên cứu xác định hàm lượng kim loại nặng trong

mô nhuyễn thể cũng đã được tiến hành đối với nhiều loài nhuyễn thể ở một

số vùng biển, như vùng biển Đà Nẵng, Hải Phòng… Một số kết quả nghiên cứu được trình bày ở các bảng 1.3 và 1.4

Bảng 1.3 Hàm lượng chì và cadimi trong một số loài nhuyễn thể

Bảng 1.4 Hàm lượng đồng và kẽm trong một số loài nhuyễn thể

Hàm lượng kim loại (μg/g khối lượng ướt)

28,70 ± 1,72

33,72 ± 1,12

15,27 ± 0,31

24,13 ± 0,58

19,32 ± 0,26

34,60 ± 0,61

16,27 ± 0,22

29,09 ± 0,34

19,54 ± 0,16

38,22 ± 0,92

19,15 ± 0,86

32,42 ± 0,92

25,60 ± 0,42

12,40 ± 0,22

24,70 ± 0,17

12,49 ± 0,42

20,47 ± 0,54

Các kết quả nghiên cứu đều cho thấy trong mô của các loài nhuyễn thể đều chứa các kim loại nặng, như: chì, cadimi, đồng và kẽm …, hàm lượng các kim loại nặng trong các loài nhuyễn thể có sự khác nhau đối với các loài và các vùng nghiên cứu Điều này được giải thích trên cơ sở đời sống sinh lý từng loài và tính phàm ăn của chúng thể hiện qua khả năng lọc nước và ảnh hưởng của môi trường sống

1.1.6 Giới hạn an toàn của kim loại nặng: Cd, Pb, Cu, Zn [1]

Theo qui định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học và hóa học trong thực phẩm (kèm quyết định số 46/2007/QĐ-BYT), hàm lượng chì và cadimi cho phép trong thực phẩm không vượt quá giới hạn:

+ Đối với chì: < 1,5 μg/g thực phẩm

+ Đối với cadimi: < 1 μg/g thực phẩm

1.1.6.1 Giới hạn an toàn của chì và cadimi trong thực phẩm

Theo quy định 46 /2007/QĐ-BYT, hàm lượng chì và cadimi cho phép trong một số loại thực phẩm không vượt quá giới hạn ở bảng 1.5:

Bảng 1.5 Giới hạn cho phép của hàm lượng chì và cadimi

Ủy ban chuyên viên quốc tế FAO/WHO 1998 đã quy định hàm lượng

ăn vào tối đa cho phép hàng ngày (PTDL) và hàng tuần (PTWI) của chì và cadimi trong thực phẩm được thể hiện ở bảng 1.6

Bảng 1.6 Quy định lượng ăn vào tối đa cho phép hàng ngày và hàng tuần

của chì và cadimi trong thực phẩm

Nguyên tố PTWI (mg.kg-1wbweek-1) PTDI (μg.kg-1wbday-1)

theo trọng lượng cơ thể

Lượng kim loại

nặng cho phép

6 tháng (TB: 7,5 kg)

12 tháng (TB: 10 kg)

24 tháng (TB: 12,3 kg)

36 tháng (TB: 14,2 kg)

1.1.6.2 Giới hạn an toàn của đồng và kẽm trong thực phẩm

Theo quy định 46/2007/QĐ-BYT, hàm lượng đồng và kẽm cho phép trong một số loại thực phẩm không vượt quá giới hạn ở bảng 1.8

Bảng 1.8 Giới hạn cho phép của hàm lượng đồng và kẽm

1.1.6.3 Giới hạn an toàn của Cd, Pd, Cu và Zn trong nước

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 18:2008/BTNMT về chất lượng nước mặt quy định giới hạn an toàn của các kim loại Cd, Pd, Cu và Zn ở bảng 1.9 Bảng 1.9 Giới hạn cho phép của hàm lượng Cd, Pb, Cu, Zn trong nước mặt (Loại A2 - Dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng phải áp dụng

công nghệ xử lý phù hợp; bảo tồn động thực vật thủy sinh)

1.1.7 Tình hình ô nhiễm kim loại nặng trên thế giới và Việt Nam

1.1.7.1 Tình hình ô nhiễm kim loại nặng trên thế giới [2,4]

Hiện nay, tình trạng ô nhiễm Pb, Cd, Zn, Cu cũng như các kim loại nặng khác diễn ra ở nhiều nơi, từ các nước phát triển đến các nước đang phát triển, tuy nhiên mức độ trầm trọng thường xảy ra cục bộ tại một số khu vực Hoạt động công nghiệp đặc biệt là công nghiệp khai khoáng, sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, sử dụng phân bón, giao thông, từ tự nhiên … đã đưa vào môi trường một lượng lớn kim loại nặng

Linfen (Trung Quốc) - Đây là thành phố của đồng Mức độ ô nhiễm

bầu khí quyển do khí thải máy bay, khí đioxit của lưu huỳnh, và chì là rất nặng nề Vấn dề nghiêm trọng đặt ra ở Linfen là các bệnh về hô hấp xảy ra nhiều ở trẻ em và người cao tuổi

Tại Thiên Tân (Trung Quốc), nơi sản xuất hơn một nửa lượng chì cho

Trung Quốc, do công nghệ thấp và quản lý kém nên một lượng lớn chì và các kim loại nặng độc hại khác từ mỏ và quá trình khai thác chế biến đã thoát ra môi trường, sau đó nhiễm vào máu của trẻ em Lượng chì tìm thấy trong lúa

mì ở đây cao gấp 24 lần tiêu chuẩn cho phép gây ảnh hưởng cho khoảng 140 nghìn người

Marilao (Philipine) Hệ thống các sông gần vùng ngoại ô tỉnh Bulacan

ở Philipines là nơi lưu thông hàng hoá cho các khu vực thuộc da, tinh chế kim loại, đúc chì Các chất ô nhiễm gây ra các vấn đề về sức khoẻ cho cư dân trong vùng và xa hơn nó còn gây hại tới ngành đánh bắt tại vịnh Manille

Tại tỉnh Creuse (Pháp) từ năm 1905 - 1955 hoạt động khai thác vàng

đã thải ra 550.000 tấn xianua và thuỷ ngân gây ô nhiễm nặng cho một vùng rộng lớn và nước sông Tardes

Ở Irắc, đất bị ô nhiễm metyl thuỷ ngân từ thuốc bảo vệ thực vật đã làm

hơn 6.000 người nhiễm độc và 88 người chết

Ở Nhật Bản trong những năm 1950 - 1960, một mỏ Zn - Pb tại vùng

Valley thuộc tỉnh Toyama đã gây ô nhiễm nặng nước sông và đất ruộng làm cho hàm lượng Cd trong gạo lên đến 0,7mg/kg cao gấp 10 lần cho phép Sự kiện ngộ độc hàng loạt ở vịnh Manimata (Nhật Bản) năm 1953, là một minh chứng rất rõ

về quá trình nhiễm thuỷ ngân từ công nghiệp vào thức ăn của con người

Tại Thái Lan, theo báo cáo của Viện Quốc tế Quản lý Nước (IWMI)

(2004) thì ruộng lúa thuộc tỉnh Tak đã bị nhiễm Cd cao gấp 94 lần tiêu chuẩn, hàm lượng Cd trong gạo, tỏi, đậu nành sản xuất tại đây cao hơn khoảng từ 16

- 126 lần tiêu chuẩn cho phép

Ở thành phố Laoraya của Peru, 99% số trẻ em có hàm lượng chì

nhiễm vào trong máu vượt quá mức cho phép, theo khảo sát năm 1999, hàm lượng Pb, Cu, Zn ở đây cao gấp 3 lần so với giới hạn cho phép và chúng sẽ tồn tại trong đất của thành phố này hàng thế kỷ nữa [theo thống kê năm 2006 của tổ chức nghiên cứu môi trường quốc tế Viện Blacksmith] [5]

1.1.7.2 Tình hình ô nhiễm kim loại nặng ở Việt Nam

Việt Nam là nước nông nghiệp nhưng hoạt động công nghiệp đem lại 20% GDP/năm Quá trình phát triển công nghiệp hoá hiện đại hoá gắn liền với tình trạng ô nhiễm môi trường gia tăng, nhất là ở các trung tâm công nghiệp và các thành phố lớn Ô nhiễm do kim loại nặng thải ra từ các ngành công nghiệp là một nguy cơ đe doạ đối với sức khoẻ người dân và môi trường sinh thái

Hình 1.7 Công ty Vedan Việt Nam xả nước thải chưa qua xử lý

gây ô nhiễm 11km sông Thị Vải

(Nguồn: pda.vietbao.vn ngày 11-12-2009)

Hình 1.8 Công ty Tungkuang (Cẩm Giàng - Hải Dương)

xả trực tiếp nước thải không qua xử lý ra môi trường

(Nguồn bee.net.vn ngày 3-6-2010)

Ô nhiễm As tại Việt Nam thường phân bố rộng và là một trong những quốc gia ô nhiễm As cao trên thế giới Từ năm 1995 - 2000, nhiều nghiên cứu

đã cho thấy nồng độ As trong các mẫu nước khảo sát ở thượng lưu sông Mã, Sơn La, Phú Thọ, Bắc Giang, Hưng Yên, Nam Định, Thanh Hoá,… Đều vượt tiêu chuẩn cho phép nước sinh hoạt quốc tế và Việt Nam Ngoài ra, tình trạng

ô nhiễm kim loại nặng Cd và Pb cũng gia tăng nhanh chóng, mức độ ô nhiễm nghiêm trọng nhất vẫn là các thành phố lớn, các khu dân cư, khu công nghiệp, các làng nghề truyền thống… Tại thành phố Việt Trì tỉnh Phú Thọ, hiện trạng

ô nhiễm kim loại nặng mà nhất là As trong nước ngầm đã xảy ra, vùng có khả năng ô nhiễm cao nhất là phường Bạch Hạc [4]

Các mỏ than núi Hồng (xã Yên Lãng), mỏ thiếc (xã Hà Thượng, huyện Đại Từ), mỏ sắt Trại Cau và mỏ chì, kẽm làng Hích, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên đều là điểm nóng về ô nhiễm, điển hình là mỏ thiếc xã Hà Thượng và mỏ than núi Hồng bị ô nhiễm asen nghiêm trọng, với hàm lượng asen trong đất gấp 17-308 lần tiêu chuẩn cho phép của Việt Nam, thậm chí có nơi hàm lượng asen trong đất lên đến 15.146 ppm, gấp 1.262 lần quy định Bên cạnh đó, mỏ kẽm, chì làng Hích cũng có hàm lượng chì gấp 186 lần tiêu

chuẩn và 49 lần đối với kẽm

Theo Lê Huy Bá [2] tại huyện Tân Trụ (Long An), hàm lượng Cd trong nước từ 2 - 8 mg/l gấp 40 - 60 lần tiêu chuẩn cho phép, Pb từ 0,7 - 2,7 mg/l gấp 7-27 lần tiêu chuẩn cho phép Tình trạng khai thác thiếc ồ ạt ở Quỳ Hợp tỉnh Nghệ An cùng đã làm ô nhiễm nguồn nước do nhiễm độc kim loại nặng Hậu quả làm cho cá chết hàng loạt, hơn 100 con trâu, bò, ngựa ở xã Châu Cường cũng đã chết do uống nước nhiễm độc Nhiều người dân địa phương bị mắc bệnh tâm thần, viêm da, tay chân tê cứng, nhức mỏi khớp xương

Đất ở khu vực xung quanh nhà máy Pin Văn Điển và nhà máy phân lân Văn Điển (Hà Nội) có hàm lượng kim loại nặng là: Pb 17,44 - 2047 ppm; Cu 12,85 - 49,69 ppm; Mn 172,78 - 2018,05 ppm; Zn 25,190 - 243,477 pmm

Theo kết quả điều tra của Viện Tài nguyên và Môi trường Biển (Bộ TN&MT) trong chuyên đề “Đánh giá dự báo tải lượng ô nhiễm đưa vào Vịnh

Hạ Long - Bái Tử Long”, với tốc độ xả thải như hiện nay, mỗi năm Vịnh Hạ Long, Bái Tử Long phải hứng chịu khoảng 9.000 tấn chất hữu cơ lơ lửng, khoảng 135.000 tấn kim loại nặng và khoảng 777.500 tấn chất rắn lơ lửng

hàng năm từ nguồn thải ven biển đổ vào vịnh

Một số khu vực biển đã có biểu hiện ô nhiễm kim loại nặng, Theo số liệu năm 2000 của các trạm quan trắc biển, các trầm tích chủ yếu bị ô nhiễm bởi các kim loại nặng như: asen, cadimi, đồng, kẽm và thủy ngân

Bảng 1.10 Tải lượng một số chất gây ô nhiễm đổ ra biển

(Nguồn: Chương trình Nghiên cứu biển cấp nhà nước KT.03.07)

Vấn đề ô nhiễm kim loại nặng trong thực phẩm là vấn đề cần được quan tâm vì kim loại nặng chủ yếu xâm nhập vào cơ thể con người qua con đường tích luỹ sinh học Theo kết quả phân tích vào tháng 4 năm 2004 tại thôn Bằng B, xã Hoàng Liệt, huyện Thanh Trì, Hà Nội qua các mẫu rau dùng