Đồ án Các phương pháp phân tích kim loại nặng

MỤC LỤC. Lời cảm ơn. Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp, em đã được sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của thầy giáo TS. Vũ Đức Thảo. Em bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy. Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Viện khoa học và công nghệ môi trường và các bạn bè đã giúp đỡ em hoàn thành bản luận văn này. Người thực hiện: Nguyễn Nhật Quang. CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG. I.1.Đại cương về các kim loại nặng và ảnh hưởng của chúng đến môi trường. Kim loại nặng là những kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5 g/cm3. Chúng có thể tồn tại trong khí quyển (dạng hơi), thuỷ quyển( các muối hoà tan), địa quyển( dạng rắn không tan, khoáng, quặng...) và sinh quyển ( trong cơ thể con người, động thực vật). Cũng như nhiều nguyên tố khác, các kim loại nặng có thể cần thiết cho sinh vật cây trồng hoặc động vật, hoặc không cần thiết. Những kim loại cần thiết cho sinh vật nhưng chỉ có nghĩa “ cần thiết “ ở một hàm lượng nhất định nào đó, nếu ít hơn hoặc nhiều hơn thì lại gây tác động ngược lại. Những kim loại không cần thiết, khi vào cơ thể sinh vật ngay cả ở dạng vết ( rất ít) cũng có thể gây tác động độc hại. Với quá trình trao đổi chất, những kim loại này thường được xếp loại độc. Ví dụ như niken, đối với thực vật thì niken không cần thiết và là chất độc, nhưng đối với động vật, niken lại rất cần thiết ở hàm lượng thấp. Với những kim loại cần thiết đối với sinh vật cần lưu ý về hàm lượng của chúng trong sinh vật. Nếu ít quá sẽ gây ảnh hưởng tới quá trình trao đổi chất, nếu nhiều quá sẽ gây độc. Như vậy sẽ tồn tại một khoảng hàm lượng tối ưu của kim loại, và chỉ có giá trị ở đúng sinh vật hay một cơ quan của sinh vật mà nó có tác dụng, ở giá trị này sẽ có tác động tích cực lên sự phát triển hoặc sản phẩm của quá trình trao đổi chất. Kim loại nặng trong môi trường thường không bị phân huỷ sinh học mà tích tụ trong sinh vật, tham gia chuyển hoá sinh học tạo thành các hợp chất độc hại hoặc ít độc hại hơn. Chúng cũng có thể tích tụ trong hệ thống phi sinh học( không khí, đất nước, trầm tích) và được chuyển hoá nhờ sự biến đổi của các yếu tố vật lý và hoá học như nhiệt độ áp suất dòng chảy, oxy,nước... Nhiều hoạt động nhân tạo cũng tham gia vào quá trình biến đổi các kim loại nặng và là nguyên nhân gây ảnh hưởng tới vòng tuần hoàn vật chất hoá địa, sinh học của nhiều loại. Mức độ ảnh hưởng của các hoạt động nhân tạo của các vòng tuần hoàn kim loại có thể định tính qua một số hệ số khác nhau. Bên cạnh các hệ số kỷ thuật, còn có một số yếu tố sau: Hệ số lan truyền IF( Interference factor) toàn cầu là tỷ lệ giữa lượng vật chất do nhân tạo của một kim loại đi vào khí quyển và lượng vật chất trong tự nhiên của kim loại đó. Hệ số tích tụ địa chất Igeo là logarit của tỷ lệ nồng độ nguyên tố trong trầm tích của sông và trong cơ thể sống: Igeo =log CF nồng độ kim loại trong trầm tích của sông. BF nồng độ kim loại trong cơ thể sống. Hệ số tích tụ khí quyển(EF) là tỷ lệ giữa nồng độ tương đối của một kim loại trong khí quyển và trong vỏ Trái Đất dựa trên nồng độ của nhôm tương ứng: EF= Ảnh hưởng sinh học và hoá học của kim loại nặng trong môi trường còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như độ hoà tan của các muối, tính oxy khử, khả năng tạo phức và khả năng tích tụ sinh học. Ví dụ, muối của các kim loại dễ tan hơn muối của kim loại kiềm thổ nên chúng dễ đi vào thuỷ quyển hơn. Một số hợp chất kim loại có tính oxy hoá mạnh sẳn sàng tham gia các phản ứng trao đổi tạo nên các chất mới. Các dẫn xuất của N, S dễ kết hợp với các cacbua kim loại nặng (Zn2+,Co2+,Mn2+,Fe2+...) tạo thành các phức chất bền vững. Một số kim loại nặng lại có thể tạo nên các bậc oxy hoá khác nhau bền vững trong điều kiện môi trường để tham gia phản ứng oxi hoá khử chuyển hoá thành chất ít độc hơn( Fe2+/Fe3+). Một số kim loại tham gia phản ứng chuyển hoá sinh học với thành phần trong cơ thể sống tạo nên các hợp chất cơ- kim loại( alky hoá như (CH3)2Hg, CH3Hg+,...) tích tụ trong sinh vật và gây tác động độc hại. Các kim loại nặng không phân bố đều trong các thành phần môi trường cũng như ngay cả trong một thành phần môi trường cho nên hàm lượng kim loại nặng ở một số khu vực địa phương thường rất có ý nghĩa trong quá trình tuần hoàn của kim loại. Một số kim loại nặng tồn tại trong nước ở dạng hoà tan nhưng cũng có nhiêu kim loại nặng lại tạo thành trong nước ở dạng khó hoà tan và tham gia vào các chuyển hoá sinh học. Trong đáy biển có nhiều mỏ quặng kim loại ( ví dụ Mangan...)[sách hoá học môi trường] (hình) I.2. Ô nhiễm kim loại nặng và hậu quả của chúng . Ngày nay con người tiếp xúc trực tiếp với kim loại nặng ở nhiều dạng thức khác nhau. Kim loại nặng đã đi vào cơ thể con người và sinh vật qua chuỗi thức ăn . Loài người tiếp xúc lâu dài với các kim loại độc hại trong môi trường với liều lượng khác nhau. Giáo sư Jerome Nriagu thuộc trường đại học Michigan khẳng định: “ Hơn 1 tỷ người đã thành các vật thí nghiệm thực sự khi tiếp xúc với những kim loại độc có hàm lượng cao trong môi trường”. Theo tác giả này, nhiều triệu người bị các chứng nhiễm độc kim loại dưới mức phát bệnh. Như ta sẽ thấy sau đây, phần lớn những người nhiễm độc ở các nước đang phát triển, Liên xô cũ và Trung Âu, nhưng có nhiều khu đô thị của các nước phát triển đã trở thành nơi bị ô nhiễm nặng bởi kim loại. Sự nhiễm độc ngày càng tràn lan, nhất là nếu như việc xả chất thải cứ tiếp tục theo mức độ hiện nay thì ta khó lòng hy vọng sự tăng trưởng này có khi nào giảm đi được. Trong một nghiên cứu số lượng kim loại xả ra trên toàn cầu, khẳng định là nó gia tăng ở thế giới thứ ba, có lẽ do việc các công nghiệp gây ô nhiễm nhất được đưa sang các nước phương Nam và giảm bớt ở các nước công nghiệp, do đó người và các sinh vật khác phải tiếp xúc với kim loại ở mức cao hơn nhiều so với mức họ vẫn sống”. Về mặt này, thuỷ ngân, Crom,Cadimi, Chì ở trong số những kim loại nặng độc hại nhất, sau đó đến Đồng. Lẽ tất nhiên,nếu ta loại trừ các kim loại độc hại nhất hoặc các kim loại không có chút ích lợi nào cho người mà ta đã biết như Chì, Cadimi thì ở đây cũng thế, “ chính là liều lượng tạo chất độc”, như Paracelse đã nói ở thời Trung cổ. Trong một chế độ ăn uống bình thường, người ta tiêu thụ từ 2 đến 5 mg đồng mỗi ngày. Thấp hơn số lượng này sinh ra bệnh thiếu máu và ở trường hợp đặc biệt của các trẻ em, người ta thấy có sự chậm tâm thần vận động, nhưng nếu liều lượng cao hơn 15 mg/ngày, những triệu chứng nôn mữa và đau bụng xuất hiện và ở các ca nghiêm trọng có thể tiến đến hôn mê và tử vong. Kim loại, hợp kim và hợp chất kim loại rất cần cho khoa học và công nghệ hiện đại dù rằng ngày nay, việc thay thế bằng các hợp chất hữu cơ trong một số ứng dụng quan trọng(sợi quang và những chất bán dẫn hữu cơ) không còn là ngoại lệ. Rất hiếm thấy một kim loại mà không có một ứng dụng nào đó. Văn minh và kinh tế của những quốc gia từ thời cổ đại đều dựa ít nhất là một phần vào các kim loại. Đối với cuộc sống hiện đại thì luôn cần đến kim loại, dù rằng chất dẻo hiện nay đã thay thế kim loại trong một số ứng dụng. Thế nhưng nhiều khi cũng cần đến các xúc tác kim loại để xúc tiến quá trình polyme hoá tạo thành các chất dẻo.Những chất xúc tác một khi dùng rồi được thải ra môi trường. Các kim loại của chúng có thể gây ra những hiểm hoạ ghê gớm không lường trước được: bệnh Minamata chẳng phải là bắt nguồn từ thuỷ ngân của chất xúc tác phản ứng polyme hoá hay sao? Sự thật là không tránh được một quá trình công nghiệp tạo ra những chất thải kim loại làm cho môi trường trở nên một bãi rác. Bệnh dịch âm ỉ và nguy hại của các vụ nhiễm độc kim loại nặng càng thêm nghiêm trọng do các kim loại nặng hiển nhiên là không phân huỷ được và là nguyên tố tồn tại lâu bền trong môi trường sống của con người và động vật. Thật ra, chúng tồn tại vĩnh viễn nếu như ta so sánh thời gian tồn tại của chúng với tuổi thọ của sinh vật ( ta không bàn đến các phản ứng phóng xạ). Trong điều kiện bình thường thì không thể nào biến đổi và phá huỷ được chúng. Thế nhưng, dưới tác động của một số vi khuẩn, chúng có thể kết hợp với các hợp chất hữu cơ để tạo nên những chất rất độc có khả năng len lỏi vào mạch thực phẩm và đi vào cơ thể con người như trường hợp metyl thuỷ ngân ở Minâmta. Người ta cho rằng sự độc hại gây nên do tất cả các kim loại nặng được thải hàng năm vào sinh quyển vượt xa độc hại của tất cả các chất thải hữu cơ và phóng xạ. I.3. Nhiễm độc Chì một hiểm hoạ môi trường. Cách đây 8000 năm khi loài người bắt đầu luyện chì bên cạnh khói, chì là chất độc nhân tạo trong khí quyển. Ngày nay ngộ độc chì vẫn tiếp tục là một bệnh do tiếp xúc với độc tố chì trong nghề nghiệp và môi trường, tuy đây là một bệnh có thể phòng ngừa được. Rủi ro ngộ độc chỉ thay đổi rất lớn phụ thuộc vào nơi sinh trú và làm việc. ở thành phố Băng Cốc, thành phố Mexico và Jakarta phạm vi tiếp xúc chì rất lớn do việc gia tăng sử dụng xe động cơ. Tuy vậy có thành phố như Chicogo và Washington tiếp xúc với chì phần lớn do hàm lượng chì thoát ra từ sơn trong nội thất. Nói chung con người tiếp xúc và ngộ độc chì từ các nguồn : dùng xăng pha chì, sơn có chì , ống chì trong hệ thống cấp nước, các quá trình khai mỏ, luyện chì và các chất đốt có chì. Các nguồn khác phải thải chì bao gồm các đường hàn trong bình đựng thức ăn, men sứ gốm, acquy, pin và đồ mỹ phẩm... Chì đặc biệt độc hại đối với não và thận, hệ thống sinh sản và hệ thống tim mạch của con người. Khi bị nhiễm độc chì thì sẽ ảnh hưởng có hại tới chức năng của trí óc, thận, gây vô sinh, sẩy thai và tăng huyết áp. Đặc biệt chì là mối nguy hại đối với trẻ em. Một số kết quả nghiên cứu cho ta thấy nhiễm độc chì làm giảm mạnh chỉ số thông minh (IQ) của trẻ em ở tuổi đi học. Một số đánh giá cho thấy cứ 10mg/dl tăng về chì trong máu sẽ gây ra mức giảm từ 1 đến 5 điểm IQ đối với trẻ em bị nhiễm chì. Nhiễm chì làm cho hệ thần kinh luôn căng thẳng, phạm tội và sự rối loạn trong tập trung chú ý ở trẻ em từ 7-11 tuổi. ở tuổi trung niên nhiễm độc chì sẽ làm cho huyết áp tăng gây nhiều rỏi ro về bệnh tim mạch. Khác với các hoá chất mà tác động lên sức khoẻ khi ở nồng độ thấp còn chưa chắc chắn, việc nhiễm chì mặc dù ở mức thấp cũng sẽ bị ngộ độc cao. Dù mức chì 10mg/dl là mốc giới hạn có ảnh hưởng đến sức khoẻ, nhiều nhà khoa học không cho là ở mức thấp hơn là không có hại đến cơ thể con người. Một số nghiên cứu đã phát hiện ra tác hại đối với trẻ em khi mức chì trong máu mới từ 5-10mg/dl. Ô nhiễm chì gây hại cho sức khoẻ hiện nay vẫn là một hiểm hoạ môi trường chung ở các nước công nghiệp và các nước đang phát triển. Trong trẻ em đô thị các nước đang phát triển phần lớn các em dưới 2 tuổi có mức chì trung bình trong máu lớn hơn 10mg/dl. Một cuộc khảo sát tại 17 điểm nghiên cứu của Trung Quốc đã xác định được từ 65-99.5% trẻ em sống trong vùng công nghiệp và giao thông phát triển mạnh có mức chì trong máu vượt 10mg/dl. Ngay cả các vùng ngoại vi có đến 50% trẻ em có mức chì trong máu không chấp nhận được. Ở Châu Phi mặc dù trình độ công nghiệp hoá và mức sử dụng ô tô tương đối thấp song ô nhiễm chì vẫn là một vấn đề nghiêm trọng. Tại Nigeria 15-30% trẻ em ở các đô thị có mức chì trong máu lớn hơn 25mg/dl. Số người nhiễm chì đặc biệt cao trong dân nghèo của các nước công nghiệp và đang phát triển tương tự nhau. Trong vùng đô thị, người nghèo phải sống gần các trục giao thông chính bị ô nhiễm chì cao từ phát thải của các xe có động cơ có mật độ và lưu lượng vận tải cao. Họ cũng sống trong các nhà cũ kỷ mà các rủi ro từ sơn gốc chì cũng khá nghiêm trọng. Thêm vào đó chì có thể được hấp thụ nhiều hơn từ các lỗ chân lông rỗng và khi thức ăn hàng ngày thiếu các yếu tố vi lượng chính như sắt, canxi , kẽm. Gần đây nhiều phát hiện nguồn nhiễm độc chì từ xăng dầu pha chì chiếm vị trí quan trọng. Mặc dù lượng chì trong xăng dầu pha chì chỉ chiếm 2,2% tổng lượng chì sử dụng, xăng có chì vẫn là duy nhất lớn của tất cả phát thải trong vùng đô thị. Ước tính khoảng 90% tổng lượng chì phát thải vào khí quyển do dùng xăng pha chì, số dân của hơn 100 nước bị uy hiếp bởi không khí bị ô nhiễm chì. Bên cạnh việc bị ngộ độc chì cấp tính đối với sức khoẻ thông qua việc hít thở, các phát thải chì từ các xe có động cơ cũng có thể tích tụ trong đất, gây nhiễm độc nước uống và đi vào chuỗi thức ăn. Việc dùng xăng pha chì có lịch sử lâu dài. Năm 1922 các nhà máy ô tô thực hiện việc pha chì vào xăng nhằm nâng cao hiệu suất tác hại tới sức khoẻ do chì tăng lên. Trong các phòng thí nghiệm của tập đoàn Standarad Oil, 5 trong 49 công nhân chết và 35 bị hiện tượng thần kinh nghiêm trọng do ngộ độc chì hữu cơ. Sau đó Bang New York, thành phố Philadenlphia và một số khu đô thị khác lập tức cấm bán xăng pha chì. Tuy nhiên sự giận dữ tức thời đó lắng xuống và việc dùng xăng pha chì tiếp tục. Lượng chì pha vào xăng tăng rất nhanh, 375000 tấn hàng năm trong những năm 70 của thế kỷ này. Sau đó do các cải tiến của xe đòi hỏi phải dùng xăng không pha chì, năm 1985 cơ quan bảo vệ môi trường của Mỷ (UEPA) quyết định việc châm dứt dùng xăng pha chì bằng 1 lệnh thời hạn 1 năm. Lợi ích đối với sức khỏe của công chúng là rất lớn. Giữa năm 1970 và 1990 mức trung bình của lượng chì trong máu của dân Mỹ giảm từ 14.5 xuống 2.8mg/dl. Điều này cho thấy 40-60% mức chì trong máu của dân Mỹ gắn với việc dùng xăng pha chì. Tương tự như vậy, sau khi xăng không pha chì vào thành phố Mexico năm 1990 mức chì trung bình trong máu trong học sinh giảm từ 16.5-11.14mg/dl năm 1992. Kết quả to lớn của chương trình này cuối năm 1996 chỉ mới thuyết phục 14 quốc gia chấm dứt hoàn toàn. Nhưng đến nay có rất nhiều nước đã chấm dứt hoàn toàn việc dùng xăng pha chì. Sự phát thải chì cũng uy hiếp nghiêm trọng lên sức khoẻ của nhân dân các đô thị do sự gia tăng tốc độ đô thị hoá và sự tăng sử dụng xe có động cơ với xăng pha chì. ở khu vực Mỷ La Tinh một số nước đã nỗ lực giảm chì trong xăng nhưng không theo kịp với đà phát triển của đô thị và mức tăng số xe hơi tư nhân, đã dẫn đến tăng tổng lượng phát thải chì . ở phần lớn các nước Châu Âu khoảng một nửa số xe ô tô dùng xăng không chì trong khi một số còn lại dùng xăng với 0.15 gam chì/lít. Bên cạnh xăng pha chì các nguồn phát thải chì khác cũng không kém phần nguy hiểm. Các trường hợp ngộ độc chì thường xảy ra với các công nhân nghành khai mỏ và nấu quặng chì. Các nghiên cứu cho thấy là các công nhân nấu chì có mức trung bình trong máu là 77.4 mg/dl, trong trẻ em sống gần nơi nấu chì là 63.3 mg/dl. Việc tái tạo các acquy, pin cũng là nguồn quan trọng gây nhiễm độc chì. Trên thế giới có tới 63 % các nhà máy acquy, pin dùng chì. ở Mêhico, Caribe, Ấn độ công nghiệp gia đình chì trong acquy thì toàn gia đình bị nhiễm độc chì cực cao. Ở Jamaica trẻ em sống gần nơi nấu chì có mức chì trong máu cao hơn 3 lần so với nới khác. Năm 1991 một sự bùng nổ ô nhiễm chì ở Trinidad và Tobaco đã làm cho đất bị nhiễm chì bởi các chất thải từ tái tạo acquy, pin. Mức chì trong máu của trẻ em trong vùng thay đổi từ 17 đến 235mg/dl với mức trung bình 72.1mg/dl. Đồ gốm sứ tráng men có chì, thuốc nhuộm có chì trong đồ chơi của trẻ em và bút chì cũng là nguồn gây ra nhiễm độc chì. Gần 30% dân Mehicô dùng gốm sứ tráng men thường xuyên có nguy cơ nhiễm chì từ nguồn duy nhất này. Hợp kim hàn chì trong các thùng nhôm cũng đặt ra rủi ro lớn và ở Hondurus, các nghiên cứu cho thấy các cặn chì trong các thùng chứa thức ăn đạt từ 13 đến 14.8 mg/kilo cao hơn mức quy định của WHO. Ở nước Mỷ, mặc dù có nhiều tiến bộ trong việc giảm sử dụng chì, giảm mức nhiễm chì trong máu, nhiễm độc chì vẫn còn là nguy hiểm chính đối với sức khoẻ của trẻ em dưới 6 tuổi. Khoảng 1.7 triệu trẻ em nước Mỷ có mức chì trong máu vượt quá 10mg/dl và mức chì trung bình cao nhất ở trong người nghèo, các thị dân, trẻ em Mỷ gốc châu Phi. Sơn gốc chì là con đường gây nhiễm chính. Mặc dù sơn có chì đã bị cấm trong việc sơn các nhà từ những năm 1978, khoảng 75 % các đơn vị nhà xây dựng trước năm 1980 đều sơn gốc chì. Vì loại sơn này hiện nay vẫn còn được tiếp tục sử dụng ở khắp các nước trên thế giới nên việc nhiễm độc chì vẫn còn ở những nước này. Các thông tin dữ liệu từ các khu vực trên thế giới đã khẳng định ô nhiễm chì và nhiễm độc chì là một hiểm hoạ môi trường ảnh hưởng đặc biệt tới sức khoẻ của thế hệ trẻ, tương lai giống nòi , cần được đặc biệt quan tâm trong chiến lược môi trường và sức khoẻ của đất nước [2]. [2] Tạp chí bảo vệ môi trường số 1- 2000. I.4. Asen trong nước uống. Asen có thể phát hiện thấy trong nước chảy qua đá giàu asen. Người dân nhiều nước trên thế giới sử dụng nước uống chứa nhiều asen trong một thời gian dài đều bị ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ. Asen phân bố rất rộng trên vỏ trái đất. Asen thâm nhập vào nguồn nước do các khoáng vật và quặng hoà tan, đồng thời các hàm lượng asen trong nước ngầm ở một số vùng tăng cao do sói mòn từ các vùng đá địa phương. Ngoài ra các dòng thải công nghiệp cũng góp phần bổ sung lượng asen vào nguồn nước ở một số vùng. Asen còn được sử dụng ở quy mô thương mại, như trong các tác nhân hợp kim và các thuốc bảo quản gỗ. Đốt các nhiên liệu hoá thạch là một nguồn asen trong môi trường do lắng đọng phân tán trong khí quyển. Asen vô cơ có thể tìm thấy trong môi trường dưới một vài dạng, nhưng trong các vùng nước tự nhiên và từ đó có trong nước uống, đều dưới dạng asen hoá trị 3 hoặc asen hoá trị 5. Các loại asen hữu cơ khá dồi dào trong hải sản, hầu như ít có hại tới sức khoẻ và bị cơ thể loại dể dàng. Asen trong nước uống là mối nguy cơ lớn nhất đối với sức khoẻ cộng đồng. Nhiễm độc asen mãn tính, do tiếp xúc lâu dài qua nước uống khác rất nhiều với nhiễm cấp tính. Những triệu chứng tức thời của nhiễm cấp tính có biểu hiện rỏ ràng nhất là nôn mửa, viêm thực quản và đau vùng ổ bụng và đi ngoài ra nước gạo lẫn máu. Dùng liệu pháp điều giải độc cấp tính có thể mang lại hiệu quả, tuy nhiên không dùng cách điều trị này đối với trường hợp nhiễm độc lâu dài. Các triệu chứng và dấu hiệu nhiễm độc do asen, biểu hiện rất khác nhau ở mỗi người, mỗi nhóm dân cư và ở các khu vực. Do đó, không có một định nghĩa chung về nhiễm độc asen. Điều này càng làm cho công tác đánh giá mức độ tốn kém về y tế đối với asen càng trở nên phức tạp. Tương tự vẫn chưa có phương pháp xác định những trường hợp nào bị ưng thư nội tạng do asen và trường hợp do các tác nhân khác gây nên. Mức tiếp xúc asen lâu dài qua nước uống gây bệnh ung thư da, phổi, bàng quang đường niệu và thận, cũng như những biến đổi về da như biến đổi nhiễm sắc tố và biểu bì dày lên(sừng hoá,bệnh sừng). Tăng rủi ro ung thư phổi và bàng quang và các tổn thương da liên quan tới asen đã phát hiện thấy các nồng độ dưới 0.05mg/l asen chứa trong nước uống. Hấp thụ asen qua da rất ít, do vậy rửa tay chân, tắm giặt... bằng nước có chứa asen không gây rủi ro tới sức khoẻ con người. Khi tiếp xúc lâu dài với asen theo dõi thấy những biểu hiện đầu tiên trên da: thay đổi nhiễm sắc tố, rồi sau đó là da bị sừng hoá. Sau đó có hiện tượng ung thư da và thường pháp triển sau 10 năm. Hiện nay chúng ta chưa làm rỏ được mối liên quan giữa tiếp xúc asen và những ảnh hưởng tới sức khoẻ khác. Chẳng hạn, một số kết quả nghiên cứu cho biết tăng huyết áp và bệnh tim khác, tiểu đường và những ảnh hưởng về sinh đẻ. Tiếp xúc với asen qua nước uống đã được chứng minh là nguyên nhân gây ra một bệnh nghiêm trọng về các mạch máu dẫn tới hoại thư ở Trung Quốc, nổi tiếng là Bênh chân đen. Bệnh này không phát hiện thấy các nước khác trên thế giới, song có thể tình trạng suy dinh dưỡng đã góp phần phát triển bênh này. Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu cho thấy, asen đã gây ra một vài biến dạng khác ít nghiêm trọng hơn về viêm thần kinh ngoại biên. Để xác định chuẩn xác các hàm lượng asen trong nước uống có liên quan tới sức khoẻ cần phải có điều kiện phân tích phòng thí nghiệm, sử dụng những kỷ thuật và các phương tiện tinh vi và đắt tiền, cũng như cần cán bộ nhân viên được đào tạo, là vấn đề mà nhiều nơi trên thế giới không dễ gì có được hoặc có đủ kinh phí làm được[3]. [3]. Tạp chí khoa học công nghệ môi trường. I.5. Cadimi một kim loại độc hại hiện đại. Cadimi là một kim loại độc có trong tự nhiên với nồng độ thấp, được khám phá ra từ năm 1917, nhưng từ 1930 mới được sử dụng với số lượng đang kể . Sản lượng cadimi trên thế giới là 18000 đến 25000 tấn/ năm. Trong các quặng cadimi bao giờ cũng có thiếc tạo thành một cặp ma quỷ, vì nếu thiếc cần cho tế bào ở dạng vết, thì cadimi không có một lợi ích sinh học nào được biết. Cadimi có rất nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực như chất quang dẫn, chất bán dẫn, pin, đèn chân không, màn X-quang và màn nhấp nháy. Các chất này còn được dùng trong kỷ thuật đúc, điện, sản xuất gương, trong lĩnh vực bôi trơn, phân tích hoá học và còn được dùng trong lĩnh vực thú y do tính chất diệt nấm và diệt giun và trong xúc tác. Chúng còn được dùng trong que hàn và nhất là trong các que hàn nhôm. Do có nhiều ứng dụng mà người ta chỉ thu hồi được 10% Cadimi đã sử dụng còn phần lớn bị thoát vào môi trường, kể cả quặng bẩn và xỉ có khi chứa đến 30% kim loại này. Khi người ta cộng thêm vào lượng chất thải này số lượng thoát ra từ quá trình đốt cháy nhiên liệu hoá thạch tới 5000 tấn/năm thì số lượng thoát tự nhiên trở nên không quan trọng, thậm chí không đáng kể. Ở đây ta nên ghi nhớ là quặng thải( cộng thêm với các chất thải ở các mỏ hình thành tử ngay chính quá trình khai thác) là nguồn chất thải chính của nghành công nghiệp hoá chất. Chất thải có thể tích lớn nhất là các photphat nhiễm Cadimi với hàm lượng khác nhau tuỳ theo nguồn gốc địa lý. ở Mỷ chẳng hạn, năm 1988 công nghiệp phốt phát đã sản sinh ra 204 triệu tấn chất thải lỏng. Ta có thể nhận thấy sự quá tải về Cadimi của hệ sinh thái và các đại dương. Hơn nữa, do các vùng quặng giàu ít dần đi, người ta phải khai thác các mỏ ngày càng nghèo và tạo ra nhiều chất thải hơn cho cùng 1 lượng quặng những kim loại nặng sẽ gia tăng trong môi trường của chúng ta một cách mạnh mẽ và liên tục. Cadimi đổ vào hệ sinh thái từ nhiều nguồn khác nhau: Khói bụi, nước thải khi chế biến chì , thiếc,sắt ,thép... Nước rữa trong nghành đúc điện. Khi bào mòn các lốp xe, trong trường hợp này thì Cadimi có trong chất xúc tiến lưu hoá và các nhiên liệu diesel. Trong phân lân, trong đó có Cadimi là tạp chất. Trong bùn thải của các trạm làm sạch nước. Người ta ước tính tổng lượng Cadimi đổ vào đại dương lên tới 8000 tấn/năm mà một nữa có nguồn gốc từ các hoạt động của con người. Người ta chưa biết được sự tiến triển của Cadimi trong các đại dương sẽ như thế nào. Cuối cùng Cadimi và các hợp chất của nó có trong danh sách đen của công ước Luôn don về cấm thải các chất độc ra biển. Nhưng Cadimi cũng có trong không khí của một sô xí nghiệp( ví dụ như nhà máy sản xuất pin). Sự tiếp xúc nghề nghiệp với chất này đặc biệt nguy hiểm khi nó ở dạng khói. ở đây cũng cần chú ý rằng những người nghiện thuốc lá hít nhiều Cadimi. Một điếu thuốc lá chứa 1.5-2mg kim loại này và người nghiện hít vào 10% lượng này. Hút một gói thuốc lá một ngày sẽ làm tăng gấp đôi lượng Cadimi đi vào cơ thể. Cadimi tích tụ vào cơ thể con người và tồn tại rất lâu. Nó thường nằm ở gan và thận. Một sự tiếp xúc lâu dài với nồng độ nhỏ của kim loại này có khả năng dẫn đến chứng khí thũng, các bệnh phổi và các rối loạn về thận. Năm 1946 một hội chứng có đặc điểm là biến dạng xương, đau cơ, dễ gãy xương và rối loạn thận được chuẩn đoán ở những phụ nữ lớn tuổi, sinh đẻ nhiều, đã thu hút sự chú ý của giới y học vùng Funchu thuộc quận Toyoma Nhật Bản. Họ gọi tên bệnh này là Itai-Itai ( hay bệnh đau đớn). Hội chứng này đã làm hàng trăm người chết. Những nghiên cứu đã phát hiện ra rằng các bênh nhân hấp thụ một lượng Cadimi khoảng 600mg mỗi ngày do ăn gạo bị nhiễm độc bởi nước sông Jintsu, con sông bị ô nhiễm bởi quặng và xỉ từ một nhà máy chế biến Cadimi. Những người bị bệnh anbumin niệu và protein niệu là do tiếp xúc với Cadimi không dưới 20 năm. Sự theo dõi những người làm việc trong các ngành nghề phải tiếp xúc với Cadimi khẳng định là họ bị các loại bệnh mạn tính này. Đối với nam giới thì Cadimi là chất gây độc cho thận và tác động của nó có tính tích luỷ và âm thầm. Hơn nữa độc tính của Cadimi gây rối loạn chuyển hoá canxi, tác động đến xương và các khớp, gây đau khớp, đau xương thậm chí gây bênh loãng xương. Hàm lượng Cadimi cao trong nước uống còn gây ra chứng tăng huyết áp ở chuột thí nghiệm. Cadimi cũng chính là tác nhân gây ung thư và gây quái thai ở loài gặm nhấm này. Năm 1965 Cadimi cũng bị nghi ngờ là đã gây ra bệnh ung thư tuyến tiền liệt ở những công nhân làm việc trong một nhà máy pin ở Anh. I.6. Thiếc và sự ô nhiễm của nó. 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 hoá thạch và hàng loạt khoáng khá. Phản ứng của thiếc trong môi trường như sau: Sn2+ Û Sn4++ 2e- Người ta đã chứng minh thiếc tồn tại trong vỏ Trái Đất là ở dạng khử Sn2+. Do các quá trình gia công quặng hoặc quá trình phong hoá mà thiếc có thể ở dạng SnO2 ít hoà tan tạo thành dung dich keo. Bảng I.1. cho biết nồng độ trung bình của thiếc trong môi trường. 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, t