VÒNG TUẦN HOÀN CÁC KIM LOẠI NẶNG TRONG MÔI TRƯỜNG

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

GVHD: Lê Thị Hồng Thúy

DANH SÁCH NHÓM 12 Trương Thị Thanh Vân 2205162073 n ơ h N y Bùi Thị Thanh Lệ 2205162018 u Q m è Lý Gia Yến 2205162077 K y ạ D + Võ Thị Ngọc Hiếu/ 2205162011 m o c .

Lê Thị Ngọc 2205162049 le Quyên g o o G Thị Định Nguyễn 2205163001

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

NỘI DUNG Giới thiệu chung

n ơ h

N y u Q

m è K

y ạ Vòng tuần /hoàn chì +D m o c . le g VòngGootuần hoàn Asen

Vòng tuần hoàn thủy ngân Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Giới thiệu chung về kim loại nặng • Kim loại nặng là các kim loại có khối lượng riêng lớn n hơ quyển hơn 5g/cm3, chúng có thể tồn tại trongNkhí y hoà tan), địa u (dạng hơi), thuỷ quyển (dạng các muối Q quyển (dạng chất rắn không hoàèm tan, khoáng, quặng…)

K y và sinh quyển (trong cơ thể ạngười, động thực vật).

D + / thấy tự nhiên trên trái đất, • Các kim loại nặng đượcmtìm o c . và trở nên tập trung do các hoạt động gây ra bởi con e l g người. Các nguồn o thông thường là từ các mỏ và các o G nghiệp do các hoạt động gây ra bởi con chất thải công người.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Giới thiệu chung về kim loại nặng • Kim loại nặng trong môi trường thường không bị phân n hơ gia huỷ sinh học mà tích tụ trong sinh vật, N tham uy độc hại hoặc chuyển hoá sinh học tạo ra các hợpQchất mtích tụ trong hệ ít độc hại hơn. Chúng cũng có thể è K y thống phi sinh học (như không khí, đất, nước, trầm ạ D + / tích) và được chuyển hoá nhờ sự biến đổi của các yếu m o tố vật lý và hoá học.cnhư: nhiệt độ, áo suấp, dòng chảy, e l g oxi, nước… Cácohoạt động nhân tạo cũng có tác động o G tới quá trình biến đổi của các kim loại nặng.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Các nguồn nhân tạo làm phát sinh kim loại nặng • Các kim loại nặng vào các mô thực vật, động vật và người thông qua hít phải không khí, chế độ ăn uống và xử lý bằng tay. n ơ h • Khí thải ô tô là nguồn gây ô nhiễm không khí bao N gồm arsen, chì, y u thủy ngân Q m có thể bị ô nhiễm bởi è • Nguồn nước (nước ngầm, hồ, suối và sông) K y ạ việc rải kim loại nặng từ rác thải công nghiệp và chất thải tiêu D + / dùng. m o c • Mưa acid có thể làm trầm trọng thêm quá trình này bằng cách . e l g giải phóng các kim oloại nặng bị mắc kẹt trong đất. o G • Các nhà máy tiếp xúc với kim loại nặng thông qua sự hấp thu nước.

• Việc ăn các thực phẩm từ thực vật và động vật là nguồn kim loại nặng lớn nhất ở người.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Tác hại của kim loại nặng đối với con người Thành phần

Phơi nhiễm cấp tính Thường là một ngày hoặc ít hơn

Tiếp xúc lâu dài Thường tháng hoặc nhiều năm

n ơ h

Viêm miệng (viêm nướu răng và miệng) Buồn nôn Hội chứng thận hư (rối loạn thận không đặc hiệu) Chứng suy nhược thần kinh (rối loạn thần kinh) Bệnh hồng (đau và sự đổi màu hồng của bàn tay và bàn chân)

N y u Q

Thủy ngân

Bệnh tiêu chảy Sốt Nôn

Chì

y ạ Bệnh não não ( rối loạn chức ThiếuD máu + / năng não) Bệnh não m o Buồn nôn Giật chân / cổ tay (tê liệt) c .

Nôn le Bệnh thận (bệnh thận) g o o Buồn nôn G

Asen

m è K

Nôn Bệnh tiêu chảy Bệnh tiểu đường Bệnh não Không tăng hoặc tăng bạch cầu Hiệu ứng đa nội tạng Ung thư Loạn nhịp tim Đau thầnSưu kinh tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Đặc tính của Chì • Chì là một kim loại mềm, mềm nhất trong số tất cả các kim loại thông thường, nặng, độc hại và có thể tạo n hình. Chì hơ phần của dùng trong xây dựng, ắc quy chì, đạn, và làNmột y nhiều hợp kim. u Q • Chì là một trong các kim loại nặng ècómliên quan nhiều tới ô K y nhiễm môi trường do nó có khả năng tích luỹ lâu dài trong ạ D + cơ thể và gây nhiễm độc tới người và thuỷ sinh thông qua / moxi hoá khử của chì trong môi o chuỗi thức ăn. Phản ứng c . trường diễn ra như glesau:

o o G Pb2+ + 2 H2O ⇌ PbO2 + 4H+ + 2e-

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Nguồn phát sinh • Tự nhiên: các hoạt động núi lửa, bụi biển và cácnthực vật chỉ phát xạ một lượng chì không đáng kể. hơ N y • Nhân tạo: khoảng 95% tổng lượng phátuxạ của Chì đi vào Q mCác hoạt động nhân khí quyển là do hoạt động nhân tạo. è Kkhai thác mỏ, và sản y tạo như đốt nhiên liệu hóa thạch, ạ Dnồng độ cao. Chì có nhiều xuất góp phần giải phóng các + / m nghiệp và trong nước khác ứng dụng công nghiệp, nông o c . nhau. Nó hiện đang leđược sử dụng trong sản xuất pin axit g o sản phẩm kim loại (hàn và đường chì, đạn dược, ocác G ống), và các thiết bị để che chắn tia X.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Trữ lượng của chì trong môi trường Nguồn

Khối lượng của chì (tấn)

Địa quyển - đất

4,8.10^6 140.10^3 48.10^9

N y u Q

- trầm tích nước ngọt

m è K

- trầm tích biển sâu

y ạ D

Thuỷ quyển

+ / m

- đại dương - nước ngọt - nước ngầm Sinh quyển :

n ơ h

gle

o c .

o o G

- sinh vật sống trên cạn - sinh vật sống dưới biển - động vật sống trên cạn - động vật dưới biển

27.10^3 900 82

83. 10^3 0,8.10^3 2100.10^3 2500.10^3

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Vòng tuần hoàn chì trong tự nhiên n ơ h

N y u Q

m è K

Go

+ / m

o c e.

l g o

y ạ D

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Vòng tuần hoàn chì trong tự nhiên • Trong tự nhiên chì tồn tại chủ yếu dưới dạng PbS và bị n ơhoá. Pb2+ chuyển hoá thành PbSO4 do quá trình phong h yN hoá trình sau khi được giải phóng sẽ tham gia vàounhiều Q các khoáng sét, khác nhau trong đất như bị hấp phụmbở è K chất hữu cơ hoặc oxit kim loại; hoặc bị cố định trở lại y ạ D PbCO3, PbO, dưới dạng các hợp chất Pb(OH)2, + / m Pb3(PO4)2, PbS. o c .

• Chì còn có khả năng lekết hợp với các chất hữu cơ tạo ra g onhư (CH3)4Pb. Trong đất chì tồn tại khá các chất bay hơi o G bền vững dưới dạng các phức hệ với chất hữu cơ nên có tính độc cao, nó hạn chất hoạt động của các vi sinh vật.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Một số hợp chất vô cơ của Chì sinh ra trong khí thải của động cơ ô tô đốt xăng pha chì như trong bảng sau:

n ơ h

Hợp chất vô cơ

Hàm lượng

N 82% y u

PbBrCl

Q 31% m

è K y 10,4%

PbBrCl.2PbO

PbCl2 Pb (OH)Cl PbBr2

o c e.

+ / m

l g PbCl2.2PbO o o G

ạ D

7,7% 5,5% 6,2%

Thời gian lưu trung bình của hợp chất vô cơ Chì trong không khí là 14 ngày. Do quá trình tích tụ và lắng đọng, các hợp chất này được giữ lại ở bề mặt trái đất hoặc đi vào đại dương.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Đặc tính của Asen • Asen là một nguyên tố phổ biến được phát hiệnn ở nồng ơ phẩm và độ thấp trong nước, trong không khí, đất, thực h N có y xâm nhập vào cơ thể con người. Trong tự nhiên u Q khoảng 150 loại khoáng chất có chứa asen tồn tại trên m è K trái đất. y ạ D hợp chất. (Chính các hợp • Asen (As) tồn tại dưới dạng các + / m độc chất cực mạnh). chất của asen mới là những o c .

• Trong nước Asen tồn le tại ở 2 dạng hoá trị: hợp chất Asen g o chất Asen hóa trị III có độc tính cao hóa trị III và V. (Hợp o hơn dạng hóaGtrị V) • Môi trường ôxy hóa là điều kiện thuận lợi để cho nhiều hợp chất hóa trị V chuyển sang dạng Asen hóa trị III. Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

n ơ h

N y u Q

m è K

Go

+ / m

o c e.

l g o

y ạ D

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Vòng tuần hoàn Asen trong môi trường n ơ h

N y u Q

m è K

Go

+ / m

o c e.

l g o

y ạ D

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Vòng tuần hoàn Asen trong môi trường • Quá trình sinh-địa-hóa: sự phân bố rộng rãi của nguyên n ơphu trào tố asen được bắt nguồn từ quá trình địa hóa, h Nxuống sâu y núi lửa. Nồng độ của asen gia tăng khi càng u Q dưới các tầng đất hoặc mạch nước ngầm. m è yK nước từ các công • Trong nước: Asenic xâm nhậpạvào D mỏ , từ nước thải công đoạn hòa tan các chất và quặng + / m không khí. Khi điều kiện môi nghiệp và từ sự lắng đọng o c . trường thay đổi, nó leđược giải phóng và đi vào nước g ocác ion , sự hoà tan tự nhiên của khoáng ngầm dưới dạng o G chất và quặng.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Vòng tuần hoàn Asen trong môi trường • Trong không khí: nguồn phát thải Asen vào môi trường bao nlửa) và gồm nguồn tự nhiên (như gió thổi bụi đất và núi ơ Nhcác hoạt động nguồn nhân tạo. Trong đó nguồn nhân tạoydo u thải Asen vào sản xuất của con người là nguồn chính Q phát èmthan và các nguồn môi trường (sản xuất nhiệt và điệnKtừ y khai thác mỏ, luyện kim ạ nhiên liệu hóa thạch khác, quá trình D + / loại mầu, sản xuất than, bảo quản gỗ, lọc dầu, đốt rác thải m o hoạt, sản xuất hóa chất, giao công nghiệp và rác thải.csinh e l g thông vận tải). o

Go

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

n ơ h

N y u Q

m è K

Go

+ / m

o c e.

l g o

y ạ D

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

n ơ h

N y u Q

m è K

Go

+ / m

o c e.

l g o

y ạ D

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

n ơ h

N y u Q

m è K

Go

+ / m

o c e.

l g o

y ạ D

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

THỦY NGÂN VÀ VÒNG TUẦN HOÀN CỦA THỦY NGÂN • Thủy ngân là một nguyên tố hóa học trongnbảng ơ tuần hoàn có ký hiệu Hg (từ tiếng Hy Lạp h N y hydrargyrum, tức là thủy ngân (hayunước bạc)) Q và số nguyên tử 80. Là một kim loại nặng có ánh m è K bạc, thủy ngân là một nguyêny tố kim loại được biết ạ D có dạng lỏng ở nhiệt độ thường + / m kim loại nặng rất được quan • Thủy ngân là một trong các o c . tâm trong môi trường le cùng với chì và cadimi g o o • Trong khí quyển, G thủy ngân tòn tại chủ yếu dưới dạng sunfit và sẽ được biến đổi do các vi sinh vật từ Hg2+ thành Hgo hoặc do quá trình metyl hóa hoặc dimetyl hóa.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Nguồn phát sinh • Hoạt động của núi lửa n ơ h • 30% tổng lượng thủy ngân đi vào khí quyển có N y u Q nguồn gốc từ hoạt động nhân tạo: sản xuất năng m è lượng, luyện kim, khai thácyvàng,...

K ạ D + / m o c . le g o o G

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Bảng: phân bố trữ lượng, nồng độ và thời gian lưu của thủy ngân trong môi trường Nguồn gốc

Khối lượng, 1000 tấn Nồng độ

Khí quyển

1,2

Địa quyển - Đất - Quặng

21 000 30 000

Thủy quyển - Nước ngầm - Nước bề mặt - Trầm tích sông hồ - Đại dương - Trầm tích đại dương

0,2 2 200 42 000 330 . 108

Sinh quyển -Trên cạn - Dưới biển

310 200

Go

0,03 1000

+ / m

o c e.

l g o

n ơ h

N y 3 u 0,5 mg/mQ m è K y ạ D 0,5 - 50 mg/m3

Thời gian lưu, năm

0,03 – 0,3 mg/m3 0,2 mg/kg 3200 10000

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

n ơ h

N y u Q

m è K

Go

+ / m

o c e.

l g o

y ạ D

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Quá trình metyl hóa sinh học của các hợp chất thủy ngân n ngân Các phản ứng metyl hóa sinh học của thủy ơ h N có một ý nghĩa quan trọng đối vớiutính y độc của Q xuất thủy các hợp chất thủy ngân, vì các m dẫn è K ngân hữu cơ là hợp chất tan y trong dầu mỡ và có ạ D động thực vật thủy thể tích tụ nhiều trong/+các m o sinh c . le g o o G

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

• Quá trình metyl hóa thủy ngân có thể xảy ra liên n ơ h tiếp dưới những điều kiện yếm khí nhờ các coN y u enzym chứa Co(III) theo phản ứng: Q m è • Vi khuẩn tổng hợp metan sinh K ra metyl y ạ cobalamin như là chất/trung +D gian trong quá trình m và các chất lắng trong quá tổng hợp. Vì vậy nước o c . letạo điều kiện cho quá trình sinh trình thối rữa sẽ g o o ra metyl thủy G ngân.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Các phản ứng hóa học và sinh hóa trong vòng tuần hoàn thủy ngân n ơ h

N y u Q

m è K

Go

+ / m

o c e.

l g o

y ạ D

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Tỷ lệ sử dụng thủy ngân trong một số ngành kỹ thuật Lĩnh vực Tỷ lệ sử dụng,ơn% h N y Điện phân 35 u 26 èmQ Kỹ thuật điện tử K y Thuốc bảo vệ thực vật 12 ạ D + / Chế tạo xúc tác 2 m o c Nha khoa 5 . le g Dược phẩmoo 1 G khác Các lĩnh vực 19

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn