Tài liệu Nghiên cứu khả năng tích lũy kim loại nặng (pb) trong nước rỉ rác của rau muống

TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA KỸ THUẬT_CÔNG NGHỆ_MÔI TRƯỜNG EE DD ĐẶNG HỮU THẮNG NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÍCH LŨY KIM LOẠI NẶNG (Pb) TRONG NƯỚC RỈ RÁC CỦA RAU MUỐNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP An giang, 01/2011 TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA KỸ THUẬT_CÔNG NGHỆ_MÔI TRƯỜNG EE DD ĐẶNG HỮU THẮNG NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÍCH LŨY KIM LOẠI NẶNG (Pb) TRONG NƯỚC RỈ RÁC CỦA RAU MUỐNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN TRẦN NHẪN TÁNH KS. PHAN PHƯỚC TOÀN KS. NGÔ THÚY AN GVPB: ThS. TRẦN THỊ HỒNG NGỌC ThS. BÙI THỊ MAI PHỤNG An giang, 01/2011   LỜI CẢM ƠN (×) Trước tiên em xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại Học An Giang. Ban Chủ nhiệm Khoa Kỹ thuật – Công nghệ - Môi trường, cùng các thầy cô trong Khoa đã nhiệt tình giúp đỡ em trong quá trình học tập. Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô cùng các anh chị trong khoa và Bộ môn Phát triển Bền vững đã giúp đỡ em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp cuối khóa. Xin chân thành kính mến và cảm ơn thầy Nguyễn Trần Nhẫn Tánh đã nhiệt tình giúp đỡ em trong suốt thời gian qua để em hoàn thành đề tài một cách thuận lợi và đạt kết quả tốt. Cảm ơn hơn năm mươi bạn sinh viên lớp DH8MT đã động viên em và giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình thực tập cũng như trong khóa luận này. Cuối cùng em cảm ơn “Ba mẹ” và gia đình em về mặt tinh thần, không ngừng động viên em trong lúc này. Long xuyên, ngày 12 tháng 5 năm 2011 Đặng Hữu Thắng i        MỤC LỤC (×) NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ......................................... LỜI CẢM ƠN............................................................................................... i MỤC LỤC..................................................................................................... ii DANH SÁCH HÌNH .................................................................................... v DANH SÁCH BẢNG ................................................................................... vii DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT ..................................................................... viii LỜI NÓI ĐẦU ............................................................................................... 1 Chương 1: MỞ ĐẦU ..................................................................................... 2 Chương 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ......................................................... 3 2.1.Tổng quan về bãi rác Bình Đức ................................................................ 3 2.1.1. Mô tả bãi chứa rác Bình Đức ............................................................ 3 2.1.2. Biện pháp xử lý nước rỉ rác đang được áp dụng tại bãi rác Bình Đức ..................................................................................................................... 5 2.1.3. Qui trình vận hành của bãi rác như sau............................................. 5 2.1.4. Quá trình hình thành nước rỉ rác từ bãi chôn lấp .............................. 5 2.1.5. Thành phần, tính chất nước rỉ rác ..................................................... 6 2.2. Tổng quan về rau muống.......................................................................... 7 2.3. Tổng quan về kim loại nặng..................................................................... 8 2.3.1. Sơ lược về kim loại nặng .................................................................. 8 2.3.2. Kim loại nặng trong môi trường nước .............................................. 8 2.4. Giới thiệu về nguyên tố chì ...................................................................... 9 2.4.1. Vị trí, cấu tạo và tính chất của chì .................................................... 9 2.4.2. Tính chất vật lý ................................................................................. 9 2.4.3. Tính chất hoá học.............................................................................. 10 2.4.4. Tác dụng sinh hóa của chì................................................................. 10 2.4.5. Chì trong môi trường ........................................................................ 12 ii        2.4.6. Cơ chế gây độc kim loại nặng........................................................... 12 2.5. Quá trình xâm nhập kim loại nặng vào cây trồng .................................... 13 2.6. Sự hấp thu nguyên tố vi lượng của thực vật ............................................ 14 2.6.1. KLN đi vào vùng tự do của rễ cây ................................................... 15 2.6.2. Kim loại nặng ở trong tế bào rễ ........................................................ 15 2.6.3. Sự vận chuyển KLN đến các mầm chồi............................................ 16 2.6.4. Sự tích lũy KLN trong các bộ phận cây............................................ 16 2.7. Ảnh hưởng của KLN đến thực vật ........................................................... 17 2.7.1. Ảnh hưởng có lợi .............................................................................. 18 2.7.2. Tác động có hại của KLN đối với cây trồng..................................... 19 2.8. Yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp thu nguyên tố vi lượng trong nước, đất của thực vật ............................................................................................... 20 Chương 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........ 22 3.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................... 22 3.2. Thời gian nghiên cứu ............................................................................... 22 3.3. Mục tiêu nghiên cứu................................................................................. 22 3.4. Nội dung nghiên cứu................................................................................ 22 3.5. Phương tiện và vật liệu nghiên cứu.......................................................... 22 3.5.1. Vị trí làm thí nghiệm......................................................................... 22 3.5.2. Vật liệu nghiên cứu ........................................................................... 22 a. Chậu dùng thí nghiệm........................................................................ 22 b. Chuẩn bị vật liệu................................................................................ 23 3.6. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 24 3.6.1. Khảo sát thí nghiệm .......................................................................... 24 3.6.2. Thời gian bố trí thí nghiệm ............................................................... 24 3.6.3. Bố trí thí nghiệm ............................................................................... 24 3.6.4. Các ký hiệu........................................................................................ 27 3.6.5. Phương pháp phân tích kim loại nặng .............................................. 28 iii        3.6.6. Phương pháp đánh giá mức độ tăng trưởng của rau muống ............. 30 3.6.7. Phương pháp xử lý số liệu ............................................................... .30 Chương 4 : KẾT QUẢ THẢO LUẬN ......................................................... 31 4.1. Kết quả thí nghiệm ................................................................................... 31 4.2. Các thông số đầu vào và đầu ra................................................................ 33 4.2.1. Thông số đầu vào .............................................................................. 33 4.2.2. Các thông số đầu ra........................................................................... 33 4.3. Đồ thị biểu diễn........................................................................................ 34 4.3.1. Đồ thị biểu diễn sự phát triển của rau muống................................... 34 4.3.2. Đồ thị biểu diễn sự phát triển của rau muống trong môi trường có nước rỉ rác ....................................................................................................... 35 4.3.3. Biểu đồ tích lũy kim loại nặng trong thân rau muống ...................... 43 4.3.4. Biểu đồ khả năng tích lũy kim loại nặng trong thân rau muống....... 44 4.4. Đánh giá kết quả thí nghiệm .................................................................... 45 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................... 47 5.2. Kết luận .................................................................................................... 47 5.3. Kiến nghị.................................................................................................. 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 48 PHỤ LỤC iv        DANH SÁCH HÌNH (×) Trang Hình 2.1: Vị trí bãi rác Bình Đức................................................................... 3 Hình 2.2: Độ khả dụng thực vật của các nguyên tố vi lượng......................... 13 Hình 2.3: Số phận của các nguyên tố vi lượng trong hệ thống đất-thực vật: (a) vận chuyển đến bề mặt rễ, (b) Số phận tại giao diện giữa đất và rễ ............... 15 Hình 2.4: Số phận của các nguyên tố vi lượng trong hệ thống đất-thực vật: (c) phần rễ hiển thị symplasmic(A) và đường dẫn apoplasmic (B) của vận chuyển ion thông qua rễ, (d) Một loại hình cho sự hấp thu và chuyển đổi của các kim loại trong các tế bào rễ, và (e) sự phân bố Cd trong thực vật đậu tương ........ 17 Hình 2.5. Kim loại thiết yếu và không thiết yếu ............................................ 18 Hình 2.6: Mô hình các nguyên tố vi lượng khả dụng trong đất. ................... 21 Hình 3.1: Giá thể được cho vào chậu............................................................. 23 Hình 3.2: Vị trí lấy mẫu nước ........................................................................ 24 Hình 3.3: Nước rỉ rác đã được pha loãng theo nồng độ ................................. 25 Hình 3.4: Cho nước rỉ rác vào các nghiệm thức ............................................ 26 Hình 3.5: Kỹ thuật chạy trên lò phân tích kim loại nặng ............................... 28 Hình 3.6: Nung mẫu ở 6000C đến khi thành tro xám..................................... 28 Hình 3.7: Lọc mẫu sau khi pha HNO3 0,5% .................................................. 29 Hình 3.8: Mẫu rau muống trước khi đưa vào phòng phân tích ...................... 29 Hình 3.9: Rau muống trước và sau thu hoạch................................................ 29 Hình 4.1: Biểu đồ biểu diễn sự phát triển của rau muống trong 10 ngày khi gieo .................................................................................................................. 34 Hình 4.2: Biểu đồ biểu diễn sự phát triển của thân rau muống trong 4 ngày khi cho nước rỉ rác vào.......................................................................................... 35 Hình 4.3: Biểu đồ biểu diễn sự phát triển của lá rau muống trong 4 ngày khi cho nước rỉ rác vào.......................................................................................... 36 Hình 4.4: Biểu đồ biểu diễn sự phát triển của thân rau muống trong 8 ngày khi cho nước rỉ rác vào.......................................................................................... 37 v        Hình 4.5: Biểu đồ biểu diễn sự phát triển của lá rau muống trong 8 ngày khi cho nước rỉ rác vào.......................................................................................... 38 Hình 4.6: Biểu đồ biểu diễn sự phát triển của thân rau muống trong 12 ngày khi cho nước rỉ rác vào.................................................................................... 39 Hình 4.7: Biểu đồ biểu diễn sự phát triển của lá rau muống trong 12 ngày khi cho nước rỉ rác vào.......................................................................................... 40 Hình 4.8: Biểu đồ biểu diễn sự phát triển của thân rau muống trong 16 ngày khi cho nước rỉ rác vào.................................................................................... 41 Hình 4.9: Biểu đồ biểu diễn sự phát triển của thân rau muống trong 20 ngày khi cho nước rỉ rác vào.................................................................................... 42 Hình 4.10: Biểu đồ thể hiện hàm lượng kim loại nặng trong thân rau muống ........................................................................................................... 43 Hình 4.11: Biểu đồ thể hiện khả năng tích lũy kim loại nặng trong thân rau muống của các nghiệm thức............................................................................ 44 vi        DANH SÁCH BẢNG (×) Trang Bảng 2.1: Nguồn gốc các loại chất thải .......................................................... 4 Bảng 2.2. Các số liệu tiêu biểu về thành phần và tính chất nước rác từ các bãi mới và lâu năm................................................................................................ 6 Bảng 2.3: Năng lượng ion hoá ........................................................................ 9 Bảng 2.4: Lượng chì bị hấp thụ vào cơ thể mỗi ngày.................................... 11 Bảng 2.5: Tính độc hại của các nguyên tố kim loại nặng đối với sinh vật ..... 20 Bảng 3.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm ................................................................... 25 Bảng 4.1: Quá trình phát triển của rau muống trong 10 ngày đầu không có nước rỉ rác ....................................................................................................... 31 Bảng 4.2: Quá trình phát triển trung bình của rau muống trong trong nước rỉ rác ........................................................................................................... 32 Bảng 4.3: Các thông số đầu vào phân tích...................................................... 33 Bảng 4.4: Kết quả trung bình chỉ tiêu kim loại trong rau muống ................... 33 vii        DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT (×) KLN Kim loại nặng NT Nghiệm thức viii      LỜI NÓI ĐẦU Bước sang thế kỷ 21, cùng với nhịp độ phát triển kinh tế - xã hội ngày một gia tăng dẫn đến sự đe dọa của ô nhiễm môi trường càng tăng, loài người đang phải đương đầu với vấn đề ô mhiễm môi trường sống đã ở mức báo động trong phạm vi toàn cầu gây ra bởi lượng rác thải độc hại trong quá trình hoạt động hằng ngày. Vì vậy, việc hạn chế sự ô nhiễm đang được các quốc gia trên toàn thế giới quan tâm. Việt Nam nói chung và An Giang nói riêng thì sự ô nhiễm nước rỉ rác ngày càng tăng. Do vậy, việc đánh giá khả năng xử lý ô nhiễm là vấn đề cấp bách và cần thiết. Đề tài tốt nghiệp “Nghiên cứu khả năng tích lũy KLN (Pb) trong nước rỉ rác của rau muống” được nghiên cứu với mục đích góp phần vào chiến lược bảo vệ môi trường chung của Tỉnh và cả nước. Trong tương lai, nó có thể làm bàn đẩy cho những nghiên cứu tiếp theo. Khi nghiên cứu đề tài này, tôi đã có được các tài liệu liên quan hiện có về các nguồn ô nhiễm do nước rỉ rác gây ra ở Việt Nam và An Giang. Tuy nhiên, đây là một lĩnh vực hoàn toàn mới do vậy các tài liệu còn rất hạn chế và các số liệu chưa đầy đủ, có sự sai lệch số liệu từ các nguồn khác nhau (các bài báo, dự án, các bài khóa luận,...), không phải tất cả các số liệu sử dụng đều cập nhật. Trong quá trình nghiên cứu đề tài, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của Th.S Nguyễn Trần Nhẫn Tánh. Trường Đại học An Giang, Khoa Kỹ thuật - Công nghệ - Môi trường, Khoa Nông Nghiệp –TNTN, sở Tài Nguyên môi trường...cùng bạn bè. Tôi xin trân trọng cảm ơn! 1 Chương 1: MỞ ĐẦU Hiện nay kim loại nặng ở trong nước rỉ rác đang được coi là một trong những vấn đề rất bức xúc, nó rất nguy hiểm đối với đời sống của con người và khó xử lý. Đã có nhiều công trình nghiên cứu xử lý nước rỉ rác, tuy nhiên trên thực tế, hầu hết các công trình này đều không đáp ứng được yêu cầu xử lý nước rỉ rác, đặc biệt là nước rỉ rác ở bãi chôn lấp rác Bình Đức Thành phố Long Xuyên hiện chưa có biện pháp xử lý thích hợp. Nước rỉ rác thải chứa nhiều thành phần khác nhau, từ các chất hữu cơ đến các chất nguy hại,….đặc biệt là những kim loại nặng: Cu, Pb, Zn…., nồng độ kim loại nặng có trong nước rỉ rác thường rất cao. Việc nghiên cứu các công nghệ xử lý nước rỉ rác đều tốn chi phí cao và không đạt kết quả xử lý kim loại nặng. Với các phương pháp xử lý hóa học thì cũng rất tốn kém và ít được áp dụng đối với nước rỉ rác (Nguyễn Thị Vững Vàng, 2010). Trong khi đó, hầu hết các loài thực vật rất nhạy cảm với sự có mặt của các ion kim loại, thậm chí ở nồng độ rất thấp. Tuy nhiên, vẫn có một số loài thực vật có khả năng sống được trong môi trường bị ô nhiễm bởi các kim loại độc hại, mà còn có khả năng hấp thụ và tích tụ các kim loại này trong các bộ phận khác nhau của chúng. Rau muống là một trong loài thực vật có khả năng hấp thụ và tích lũy được kim loại nặng trong thân (Thiennhien, 2009). Đã nhiều công trình nghiên cứu xử lý nước rỉ rác đều không đáp ứng được yêu cầu xử lý nên mục đích của việc nghiên cứu này là “Nghiên cứu khả năng tích lũy KLN (Pb) trong nước rỉ rác của rau muống”. Để góp phần trong việc xử lý kim loại nặng trong nước rỉ rác ở bãi rác Bình Đức và làm rõ khả năng hấp thu chì của rau muống, từ đó làm tiền đề cho những nghiên cứu sau này. 2 Chương 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1.Tổng quan về bãi rác Bình Đức 2.1.1. Mô tả bãi chứa rác Bình Đức Theo Ban công trình quản lý môi trường đô thị (2009) bãi rác Bình Đức thuộc Phường Bình Đức, đi theo hướng Tây Bắc cách trung tâm Thành phố Long Xuyên 9km và nằm cách quốc lộ 91 khoảng 700m. Bãi rác được đặt cách nhà dân gần nhất khoảng 500m. Với diện tích bãi rác cũ là 2,2 ha hoạt động từ năm 1983 – 2000 đã đóng cửa và xây dựng bãi rác mới hoạt động từ năm 2000 đến nay với diện tích là 3,5 ha. Vị trí của bãi rác Bình Đức được thể hiện trong hình 2.1. Bãi rác Bình Đức Đèn 4 ngọn Hình 2.1: Vị trí bãi rác Bình Đức (Nguồn: Google Maps, 2010) 3 Bãi rác Bình Đức là nơi chứa tất cả các loại chất thải rắn do nhiều hoạt động sản xuất của con người với nhiều nguồn gốc phát sinh khác nhau nhưng phân loại theo cách thông thường nhất là: Khu dân cư, khu thương mại, cơ quan, công sở công trình xây dựng và phá hủy, khu công cộng, nhà máy xử lý chất thải đô thị, công nghiệp và nông nghiệp được tóm tắt trong bảng 2.1. Bảng 2.1: Nguồn gốc các loại chất thải Nguồn phát sinh Nơi phát sinh Các dạng chất thải rắn - Khu dân cư - Hộ gia đình, biệt thự, - Thực phẩm dư thừa, chung cư. giấy, can nhựa, thủy tinh, can thiếc, nhôm. - Khu thương mại - Nhà kho, nhà hàng, - Giấy, nhựa, thực phẩm chợ, khách sạn, nhà trọ, thừa, thủy tinh, kim loại, các trạm sữa chữa và chất thải nguy hại. dịch vụ. - Cơ quan, công sở công - Trường học, bệnh viện, trình xây dựng và phá văn phòng, công sở nhà hủy nước. Khu nhà xây dựng mới, sữa chữa nâng cấp mở rộng đường phố, cao ốc, san nền xây dựng. - Khu công cộng - Giấy, nhựa, thực phẩm thừa, thủy tinh, kim loại, chất thải nguy hại. Gạch, bêtông, thép, gỗ, thạch cao, bụi,… - Đường phố, công viên, - Rác vườn, cành cây cắt khu vui chơi giải trí, bãi tỉa, chất thải chung tại tắm. các khu vui chơi, giải trí. - Nhà máy xử lý chất - Nhà máy xử lý nước - Bùn, tro thải đô thị cấp, nước thải và các quá trình xử lý chất thải công nghiệp khác. - Công nghiệp - Công nghiệp xây dựng, - Chất thải do quá trình chế tạo, công nghiệp chế biến công nghiệp, 4 nặng, nhẹ, lọc dầu, hóa phế liệu, và các rác thải chất, nhiệt điện… sinh hoạt. - Nông nghiệp - Đồng cỏ, đồng ruộng, - Thực phẩm bị thối rửa, vườn cây ăn quả, nông sản phẩm nông nghiệp trại… thừa, rác, chất độc hại. (Nguồn: Phạm Thị Ngọc Xuân và cộng tác viên, 2009) 2.1.2. Biện pháp xử lý nước rỉ rác đang được áp dụng tại bãi rác Bình Đức Hiện nay bãi rác Bình Đức là bãi chứa rác lộ thiên, chưa có hệ thống hay công trình xử lý nước rỉ rác nào cho hợp vệ sinh, biện pháp xử lý duy nhất chỉ xây dựng những hồ chứa nước rỉ rác nhưng không đạt yêu cầu (Ban công trình quản lý môi trường đô thị Long Xuyên, 2009). 2.1.3. Qui trình vận hành của bãi rác như sau Theo ban công trình quản lý môi trường đô thị Long Xuyên (2009) thì tất cả rác được thu gom vào đầy xe ép, rồi sẽ được chuyển đến bãi rác và đổ vào những chỗ đã chỉ định, rác phải được đổ cặp trên 2 bên ô chứa rác thành đống, đổ cả lên đường vận chuyển của xe, sau đó xe ủi sẽ ủi những đống rác đó vào giữa ô chứa rác cho bằng phẳng, sau đó rác lại được đổ lên tiếp, cứ như thế cho đến khi đầy ô rác thì chuyển sang ô rác kế tiếp. - Tại bãi rác được xử lý bằng phương pháp đốt vào mùa khô và phun chế phẩm EM vào mùa mưa. Ở các ô rác chứa rất nhiều nước, nên rác nỗi trên mặt nước giữa các ô rác, chứ các ô chưa đầy rác. Ngoài ra bãi rác còn tiếp nhận cả rác xà bần và cũng tiếp tục đỗ vào bãi rác cũ, còn bùn cống được xe hút bùn cống đổ. 2.1.4. Quá trình hình thành nước rỉ rác từ bãi chôn lấp Tại bãi chôn lấp rác, nước có trong rác sẽ được tách ra kết hợp với các nguồn nước khác như nước mưa, nước ngầm, nước mặt hình thành nước rỉ rác. Nước rỉ rác di chuyển trong bãi chôn lấp chất thải rắn sẽ làm tăng khả năng phân hủy sinh học trong rác cũng như quá trình vận chuyển các chất gây ô nhiễm ra môi trường xung quanh. 5 Nước rỉ rác từ bãi chôn lấp rác thải có chứa chất hữu cơ và vô cơ (đặc biệt là các ion kim loại nặng), trong quá trình phân hủy sinh học, hóa học … hình thành các chất có khả năng gây ô nhiễm. Ở các thành phố khác như Đà Lạt, lượng nước rỉ rác ở bãi rác thải vào môi trường khoảng 40 – 120 m3/ngày, có chứa nồng độ các chất ô nhiễm khá cao. Trong rác thải có chứa kim loại nặng, nồng độ kim loại nặng trong giai đoạn lên men axit sẽ cao hơn so với giai đoạn lên men mêtan. Đó là do các axit béo, các hợp chất Hydroxyl vòng thơm, Axit Humic và Axit Fulvic mới hình thành tác dụng với kim loai tạo thành phức kim loại. Hoạt động của các vi khuẩn kỵ khí khử Fe3+ thành Fe2+ sẽ kéo theo sự hòa tan của các kim loại khác. Ngoài ra, trong nước rỉ rác có thể chứa các hợp chất hữu cơ độc hại như các chất hữu cơ bị Halogen hóa, các Hydrocarbon đa vòng thơm … chúng có thể gây đột biến gen, gây ung thư. Các chất này sẽ thấm vào trong các nguồn nước ngầm, nước mặt gần đó, sẽ xâm nhập vào chuỗi thức ăn, gây hậu quả vô cùng nghiêm trọng (Cao Nguyễn Thị Thanh Thy, 2006 ). 2.1.5. Thành phần, tính chất nước rỉ rác Thời gian chôn lấp, khí hậu, mùa, độ ẩm của bãi rác, mức độ pha loãng của nước mặt, nước ngầm và các loại rác đem chôn lấp đều có tác động rất lớn đến thành phần và tính chất nước rỉ rác. Nước rỉ rác thường có nồng độ ô nhiễm rất cao (gấp 20 – 30 lần nước thải thông thường), nồng độ các chất ô nhiễm sẽ giảm dần theo thời gian, từ khoảng năm thứ 3 trở đi nồng độ các chất ô nhiễm trong nước rỉ rác giảm đi rất nhiều (Bảng 2.2). Bảng 2.2. Các số liệu tiêu biểu về thành phần và tính chất nước rác từ các bãi mới và lâu năm STT Thành phần (mg/l) Bãi dưới 2 năm Bãi lâu năm Khoảng Trung bình (trên 10 năm) 1 BOD5 2.000-20.000 10.000 100-200 2 TOC 1.500-20.000 6.000 80-160 3 COD 3.000-60.000 18.000 100-500 4 TSS 200-2.000 500 100-400 6 5 Nito hữu cơ 10-800 200 80-120 6 Amoniac 10-800 200 20-40 7 Nitrat 5-40 25 5-10 8 Tổng lượng Photpho 5-100 30 5-10 9 Othophotpho 4-80 20 4-8 10 Độ kiềm theo CaCO3 1.000-10.000 3.000 200-1.000 11 pH 4,5-7,5 6 6,6-7,5 12 Ca 50-1.500 250 50-200 13 Cl 20-3.000 500 100-400 14 Tổng lượng Fe 50-1.200 60 20-200 15 Sunfat 50-1.000 300 20-50 (Nguồn: Cao Nguyễn Thị Thanh Thy, 2006 ) 2.2. Tổng quan về rau muống Rau muống có tên khoa học là Ipomoea aquatica thuộc nhiệt đới bán thủy sinh thuộc họ Bìm bìm (Convolvulaceae), cũng là một loại rau. Được phân bố tự nhiên chưa biết xuất hiện đầu tiên ở đâu, nó được trồng phổ biến khắp các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới trên thế giới. Tại Việt Nam, nó là một loại rau rất phổ thông và được ưa chuộng để làm các món ăn từ rau muống (Wikipedia, 2010 ). Rau muống mọc bò ở trên mặt nước hoặc trên cạn. Lá hình ba cạnh, đầu nhọn, đôi khi hẹp và dài, còn thân rỗng, dày, có rễ mắt, không lông. Có hoa to màu trắng hoặc hồng tím, ống hoa tím nhạt, mọc từng 1-2 hoa trên một cuống. Quả nang tròn, đường kính 7-9 mm, chứa 4 hạt có lông màu hung, đường kính mỗi hạt khoảng 4 mm (Wikipedia, 2010 ). Hầu như được trồng trên tất cả khu vực trong nước. Nhất là ở miền nam hầu như các tỉnh đều có trồng rau muống thường trồng làm rau. 7 Thành phần rau muống tồn tại 92% nước, 3,2% protit, 2,5% gluxit, 1% xenluloza, 1,3% tro. Chứa nhiều hàm lượng muối khoáng cao: canxi, phốtpho, sắt. Vitamin có caroten, vitamin C, vitamin B1, vitamin PP, vitamin B2 (Wikipedia, 2010). 2.3. Tổng quan về kim loại nặng 2.3.1. Sơ lược về kim loại nặng Kim loại nặng được dùng chỉ tên nhóm của các kim loại và á kim, nó gắn liền với sự ô nhiễm và tính độc, nhưng cũng có một số nguyên tố cần thiết cho cơ thể sinh vật khi ở nồng độ thấp. Kim loại nặng đôi khi cũng được gọi là kim loại vết. Kim loại nặng có thuật ngữ khác là “Kim loại độc” để chỉ những nguyên tố không cần thiết, đễ gây kích ứng như: Pd, Cd, Hg, As, Tl và U. Nó không dùng chỉ các nguyên tố thiết yếu cho cơ thể sinh vật, như: Co, Cu, Mn, Se và Zn. Sự phân loại kim loại độc dựa trên tỷ trọng nguyên tử (>6g/cm3) nhưng nó cũng bao gồm các nhóm nguyên tố không liên quan khác, xong vẫn chưa rõ (Hồ Thị Mỹ Trang, 2005). 2.3.2. Kim loại nặng trong môi trường nước Kim loại nặng gồm Hg, Cd, Pb, As, Sb, Cr, Cu, Zn, Mn, v.v... thường không tham gia hoặc ít tham gia vào quá trình sinh hóa của cá thể sinh vật và thường tích luỹ trong cơ thể chúng. Vì vậy, đối với sinh vật kim loại nặng là các nguyên tố độc hại. Sự ô nhiễm nguồn nước bởi kim loại nặng rất thường gặp trong các khu công nghiệp, khu vực khai thác khoáng sản và khu vực gần bãi rác. Ô nhiễm kim loại nặng biểu hiện ở hàm lượng cao của các kim loại nặng trong nước. Trong một số trường hợp, các loại cá và thuỷ sinh vật xuất hiện hiện tượng chết hàng loạt. Nguyên nhân chủ yếu gây ô nhiễm kim loại nặng là nước thải công nghiệp được đổ trực tiếp vào môi trường nước, các nước thải độc hại và nước rỉ rác không xử lý hoặc xử lý không đạt yêu cầu. Ô nhiễm nước bởi kim loại nặng có tác động tiêu cực tới môi trường sống của sinh vật và con người. Kim loại nặng tích luỹ theo chuỗi thức ăn xâm nhập vào cơ thể người. Nước mặt bị ô nhiễm sẽ lan truyền các chất ô nhiễm vào nước ngầm, vào đất và các thành phần môi trường liên quan khác. Ðể hạn chế ô nhiễm nước, cần phải tăng cường biện pháp xử lý nước thải công nghiệp, quản lý tốt vật nuôi trong môi 8 2.4. Giới thiệu về nguyên tố chì 2.4.1. Vị trí, cấu tạo và tính chất của chì Chì là nguyên tố ở ô thứ 82 trong hệ thống tuần hoàn. Sau đây là một số thông số về chì. - Ký hiệu: Pb - Số thứ tự: 82 - Khối lượng nguyên tử: 207,2 dvc - Cấu hình electron: [Xe] 4f145d106s26p2 - Bán kính ion: 1,26A0 - Độ âm điện (theo paoling): 2,33 - Thế điện cực tiêu chuẩn pb E pb 02 = -0,126V. Bảng 2.3: Năng lượng ion hoá Mức năng lượng ion hoá Năng lượng ion hoá I1 I2 I3 I4 I5 I6 7,42 15,03 31,93 39 69,7 84 (Nguồn: Lê Xuân Thứ, 2009) Từ giá trị I3 đến giá trị I4 có giá trị tương đối lớn, từ giá trị I5 đến I6 có giá trị rất lớn do đó chì tồn tại ở số ôxi hóa : +2 và +4. 2.4.2. Tính chất vật lý - Chì là kim loại màu xám thẫm , khá mềm dễ bị dát mỏng. - Nhiệt dộ nóng chảy: 327,460C. - Nhiệt độ sôi: 1740C. - Khối lượng riêng: 11,34 g/cm3 - Chì và các hợp kim của nó đều độc và nguy hiểm do tính tích luỹ của nó, nên khó giải độc khi bị nhiễm độc lâu dài. Chì hấp thụ tốt các tia phóng xạ. 9 2.4.3. Tính chất hoá học Một số tính chất hóa học của chì được Lê Xuân Thứ (2009) mô tả như sau: - Tác dụng với các nguyên tố không kim loại: 2Pb+ O2 = 2PbO Pb + X2 = PbX2 - Tác dụng với nước khi có mặt oxy: 2Pb + 2H2O + O2 = 2Pb(OH)2 - Tác dụng yếu với các axit HCl và axit H2SO4 nồng độ dưới 80% vì tạo lớp muối PbCl2 và PbSO4 khó tan. Khi các axit trên ở nồng độ đặc hơn thì có phản ứng do lớp muối đã bị hoà tan: PbCl2 + 2HCl = H2 PbCl4 PbSO4 + H2SO4 = Pb(HSO4)2 Với axit HNO3 tương tác tương tự như những kim loại khác. Khi có mặt oxy có thể tương tác với nước hoặc axit hữu cơ: 2Pb + 2H2O + O2 = 2 Pb(OH)2 2Pb + 6 CH3COOH + 3 O2 = 2 (CH3COO)2Pb + 10 H2O - Tác dụng với dung dịch kiềm nóng: Pb + 2 KOH + 2H2O = K2 [Pb(OH)4 ] + H2 2.4.4. Tác dụng sinh hóa của chì Phần lớn người dân trong thành phố hấp thụ chì từ ăn uống 200 3.000μg/ngày, nước và không khí cung cấp thêm 10 - 15μg/ngày. Tổng số chì hấp thụ này, có khoảng 200μg chì được thải ra, còn khoảng 25μg chì được giữ lại trong xương mỗi ngày (Bảng 2.2). 10