Kim loại nặng là gì? Tác hại và cách loại bỏ kim loại nặng trong nước

 

Chúng ta đã nghe rất nhiều về kim loại nặng. Nhưng kim loại nặng là gì? Kim loại nặng từ đâu ra? và kim loại nặng gì có ảnh hưởng đến con người?

Nếu bạn cũng có băn khoăn về những câu hỏi trên thì thắc mắc của bạn cũng giống rất nhiều người khác. Vậy thì đừng bỏ qua bài viết dưới đây của Sunny Eco vì chúng tôi sẽ giúp bạn tìm hiểu rõ hơn về vấn đề này và ý thức hơn về tác động của nó đến sức khỏe.

1. Kim loại nặng là gì? Có nguy hiểm không?

Kim loại nặng là gì?

Kim loại nặng là những kim loại có khối lượng riêng trên 5 g/cm3. Các kim loại này có số nguyên tử cao và thường sẽ thể hiện tính kim loại tại nhiệt độ phòng. Kim loại nặng nhất chứa lượng yếu tố nhiễm bẩn tương đối cao, dao động trong khoảng 3.5 đến 7 g/cm3 và rất độc hoặc độc ở nồng độ thấp.

Các thành phần này không thể bị phân hủy trong tự nhiên. Kim loại nặng được xem là nguyên tố vi lượng thiết yếu cho cây trồng và súc vật.

Kim loại nặng có nguy hiểm không?

Các kim loại khi tồn tại ở dạng nguyên tố thì không có hại nhưng khi ở dạng ion thì lại vô cùng có hại cho sức khỏe khi tiếp xúc với cơ thể vì nó có thể liên kết các chuỗi cacbon ngắn khó đào thải và dễ gây ngộ độc.

Một số kim loại tốt cho sức khỏe nhưng nhiều kim loại không tham gia vào quá trình sinh hóa của cơ thể nhưng lại làm nhiễm độc khi tiếp xúc.

2. Các kim loại được xếp vào kim loại nặng

Kim loại nặng nhất được chia thành 3 loại: kim loại độc (Hg, Cr, Pb, Zn, Cu, Ni, Cd, Sn, Co, As,…); kim loại quý (Ag, Au, Pt, Pd, Ru,…); kim loại phóng xạ (Ra, Am, Th, U,…).

Kim loại nặng là những kim loại có nguyên tử lượng và độc tính cao

Thạch tín (Asen)

Thạch tín (Asen) mang ký hiệu hóa học là As. Trong tự nhiên, thạch tín là nguyên tố có trong nước và cả trong đất, không khí, thực phẩm.

Thạch tín là á kim cực độc, được mệnh danh là “Vua của các chất độc”, có thể làm chết người khi người trưởng thành uống một lượng chỉ bằng nửa hạt ngô. Asen tồn tại ở 2 dạng tổng hợp chất hữu cơ và vô cơ, dạng hợp chất hữu cơ có độc tính ít hơn so với dạng hợp chất vô cơ. Với nồng độ thấp thì Asen có khả năng kích thích sinh trưởng nhưng với nồng độ cao thì sẽ gây nhiễm độc cho động thực vật.

Trong tự nhiên, Asen có trong nguồn nước ngầm ở mọi nơi. Ô nhiễm Asen có thể xuất phát từ quá trình luyện kim và khai thác, đốt than, sử dụng thuốc trừ sâu.Thạch tín thâm nhập vào trong cơ thể qua 3 con đường: da, hô hấp và ăn uống.

Đối với nước uống đóng chai, lượng Asen cho phép là 10 µg/L. Đối với nước ngầm, ngưỡng cho phép là 50 µg/L (theo Quy chuẩn của Bộ Y tế).

Chì

Chì có ký hiệu hóa là Pb, là nguyên tố hóa học có độc tính cao với cơ thể người. Chì thâm nhập vào cơ thể người qua không khí, nguồn thức ăn, nước uống bị nhiễm chì.

Khi vào cơ thể, chì phát tán chất độc đến hệ thần kinh trung ương, hệ thần kinh ngoại biên và ảnh hưởng đến hệ enzim có nhóm hoạt động chứa hydro. Tuy nhiên, ở trong cơ thể, chì lại ít bị đào thải ra ngoài mà lại tích tụ dần dần rồi mới gây độc.

Người bị tác động bởi độc chì bị rối loạn hệ thống tủy xương có vai trò tạo huyết. Nhiễm độc ở mức độ nhẹ có thể mắc các bệnh như đau bụng, viêm thận, viêm khớp, cao huyết áp, tai biến,ảnh hưởng đến sinh sản…mức độ nặng có thể dẫn đến tử vong.

Chì được ứng dụng phổ biến trong quay phim, gốm sứ, máy ảnh, thuốc trừ sâu, hàn, luyện kim,… và được đưa vào môi trường trong quá trình tinh luyện kim loại, hợp kim và xăng dầu tinh chế

Đối với nước uống đóng chai và nước ngầm, hàm lượng chì cho phép là 10 µg/L (theo quy chuẩn về nước sinh hoạt của Bộ Y Tế).

Crom

Crom có mặt trong nước dưới 2 dạng Cr (III) và Cr(VI). Cr (III) không có độc tố nhưng Cr (VI) lại gây độc với động thực vật.

Crom xuất hiện trong đốt hóa thạch nhiên liệu, sản xuất cromat, sản xuất nhựa và các ngành công nghiệp da.

Kim loại này lẫn vào nguồn nước do lượng nước thải từ các nhà máy mạ điện, nhuộm thuộc da, chất nổ, mực in,…

Con người sử dụng nguồn nước có chứa Crom vượt ngưỡng quy định có khả năng mắc các bệnh như viêm gan, viêm thận, loét dạ dày, ruột non và cả ung thư phổi.

Hàm lượng Crom cho phép đối với nguồn nước uống đóng chai và nước ngầm là 50 µg/L (theo Quy chuẩn của Bộ Y tế).

Thủy Ngân

Tính độc của thủy ngân (Hg) phụ thuộc vào dạng hóa học của nó. Thủy ngân dạng nguyên tố có đặt tính là tương đối trơ, không có độc. Nếu chẳng may nuốt phải thủy ngân kim loại thì có thể được đào thải ra ngoài mà không để lại hậu quả nghiêm trọng. Tuy nhiên, thủy nghiên ở nhiệt độ thường rất dễ bay hơi và sẽ rất độc nếu hít vào cơ thể.

Thủy ngân tự nhiên có trong các nguồn như mỏ khoáng sản, lớp đá trầm tích, phong hóa đất, đá và núi lửa phun trào. Thủy ngân nhân tạo sinh ra từ các hoạt động ứng dụng khai thác và xử lý, ứng dụng trong đèn pin và đèn hơi thủy ngân.

Thủy ngân có thể đi vào cơ thể người bằng cách thấm qua da, qua đường hô hấp và ăn uống. Sau khi thâm nhập, thủy ngân có thể phản ứng với các axit amin chứa lưu huỳnh, các hemoglobin, albumin. Ngoài ra, thủy ngân liên kết với màng tế bào, làm biến động lượng kali, biến đổi cần bằng axit bazơ của các mô và gây suy giảm năng lượng cấp đến tế bào thần kinh.

Trẻ em nếu bị ngộ độc thủy ngân sẽ dẫn đến phân liệt, co giật không chủ động. Tiếp xúc với thủy ngân có thể gây nhiễm độc não, suy nhược thần kinh, mù lòa hay suy thận.

Ở trong nước, metyl thủy ngân là dạng có độc tố cao nhất với khả năng làm phân liệt các nhiễm sắc thể và ngăn chặn quá trình phân chia tế bào.

Theo Quy chuẩn của Bộ Y tế, thủy ngân được phép có trong nước với hàm lượng đối với nước uống đóng chai là 6 µg/L và đối với nước ngầm là 1 µg/L.

Cadimi

Cadimi với ký hiệu hóa học là Cd, là kim loại được dùng nhiều trong ngành công nghiệp luyện kim hay sản xuất đồ nhựa. Hợp chất Cadimi được sử dụng trong sản xuất pin.

Cadmium (Cadimi) cũng là một trong những kim loại nặng nhất có trong nguồn nước sử dụng

Cadimi đi vào cơ thể người qua thức ăn, nước uống và hô hấp.

Hàm lượng cho phép trong nước đóng chai của Cadimi là 3 µg/L và trong nước ngầm là 5 µg/L (dựa theo Quy chuẩn của Bộ Y tế).

3. Nguồn gốc của các kim loại nặng

Kim loại nặng được sinh ra từ nhiều nguồn khác nhau. Nhưng phần lớn được tạo ra trong hoạt động sản xuất công nghiệp. Các kim loại này có mặt ở khắp mọi nơi, trong nước, đất và không khí.

Nhiều kim loại nặng như Crom, thủy ngân,… tồn tại trong tự nhiên từ các hoạt động như núi lửa phun trào và phong hóa địa chất đất đá.

Thành phần này xuất hiện trong các máy móc, thiết bị điện tử và các đồ vật trong cuộc sống thường ngày.

Trong công nghiệp, kim loại nặng nhất đến từ hoạt động đốt cháy các nhiên liệu hóa thạch, khai thác khoáng sản và sản xuất, xả thải ở các nhà máy, xí nghiệp. Trong hoạt động nông nghiệp, ta có thể tìm thấy các kim loại nặng trong phân bón hay thuốc bảo vệ thực vật. Ngoài ra, các hoạt động giao thông vận tải, mỹ phẩm, thực phẩm và phụ gia thực phẩm cũng góp phần tạo ra các kim loại nặng.

Môi trường nước làm phát tán các thành phần này đi xa và rộng nhất, Thậm chí phát tán vào môi trường đất hoặc khí.

4. Những tác hại của kim loại nặng đối với sức khỏe

Kim loại nặng gì tồn tại trong tự nhiên. Kim loại bị ô nhiễm qua các hoạt động khai thác, xả chất thải, rò rỉ nước thải từ đô thị, các ngành công nghiệp như điện tử chế tạo kim loại hay mạ điện,…

Kim loại nặng tích tụ lâu ngày trong nguồn nước ngầm và gây ảnh hưởng đến thực phẩm, nước uống.

Theo EPA – Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ và IARC – Cơ quan Quốc tế Nghiên cứu về ung thư, kim loại nặng được coi như tác nhận gây ra ung thư ở con người.

Kim loại nặng xâm nhập vào đồ ăn, thức uống của con người theo nhiều con đường khác nhau. Thành phần này có trong nước sẽ làm mất đi các thành phần tự nhiên có trong nước tạo ra nguồn nước mang nhiều độc tố hơn.

Sử dụng nguồn nước có chứa hàm lượng kim loại nặng vượt ngưỡng cho pháp sẽ gây ảnh hưởng trầm trọng đến sức khỏe con người và có thể để lại di chứng. Khi cơ thể tích tụ kim loại nặng với hàm lượng lớn sẽ gặp biến chứng nặng, có thể tổn thương não và bị co rút cơ.

Kim loại nặng tiếp xúc với màng tế bào sẽ gây tác động đến phân chia ADN, có khả năng làm chết thai, gây ra dị dạng, quái thai cho các thế hệ sau này.

Nếu sử dụng phải nguồn nước sinh hoạt có chứa kim loại nặng thì không thể tránh bị nhiễm các bệnh về da như kích ứng da, thời gian dài có thể mắc viêm da,…

Kim loại nặng nhất trong nước khi thâm nhập vào cơ thể sẽ làm rối loạn quá trình trao đổi chất, khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng và hoạt động bài tiết; quá trình sinh trưởng và phát triển cũng bị kìm hãm. Từ đó, con người dễ gặp phải các hiện tượng như rối loạn tiêu hóa, rối loạn tim mạch và các chức năng hệ thống thần kinh.

Hơn nữa, sử dụng nước lẫn tạp chất kim loại nặng chính là mầm mống của những căn bệnh ung thư đáng sợ như cổ tử cung, vòm họng, dạ dày,…

5. Giải pháp loại bỏ kim loại nặng trong nước, thực phẩm hiệu quả tốt nhất

Tác hại của kim loại trong nước là vô cùng nghiêm trọng nên chúng ta cần tìm những giải pháp hợp lý để giải quyết hoàn toàn hiện tượng trên. Dưới đây là 5 phương pháp loại bỏ kim loại nặng phổ biến hiện nay, đặc biệt 2 cách cuối là giải pháp tối ưu nhất không thể bỏ qua!

1. Giải pháp cho hệ thống sinh học

Xử lý hệ thống sinh học là quá trình công nghệ khai thác các hệ thống sinh học, động vật thực vật và cả các sinh vật được khai thác để loại bỏ các chất ô nhiễm từ môi trường. Nguồn nước nhiễm hàm lượng kim loại nặng cao cần phải được sử dụng ứng dụng sinh hoạt, tác động của vi khuẩn hay thực vật thủy sinh như Azolla, Lemna, Phigateites.

Tuy nhiên, xử lý sinh học chỉ được sử dụng trong quá trình xử lý nước thải ra ngoài chứ không áp dụng được cho nước uống. Phương pháp này không thể chuyển hóa mà tích lũy dần trong thực vật và tác động tiêu cực tới môi trường khi đủ nồng độ.

2. Sử dụng chất xúc tác quang

Chất xúc tác quang được đánh giá là giải pháp xử lý nước thải lẫn kim loại nặng thực hiện khá đơn giản mà không tốn kém nhiều chi phí. Để xử lý, ta cần sử dụng tia cực tím để khử Cr với nồng độ pH và thêm oxalate để tạo điều kiện giảm Cr.

3. Trao đổi ion

Phương pháp này thường được ứng dụng trong loại bỏ sắt và mangan trong nước và cho hiệu quả cao. Đối với những nơi có nồng độ thấp hơn nhựa, ta có thể áp dụng trong khử kim loại nặng trong nước bằng cách cho nhựa trao đổi ion với nước. Cách xử lý này có ưu điểm là thực hiện khá đơn giản, có khả năng loại bỏ sắt từ một chất rắn ion.

4. Sử dụng hệ thống lọc nước gia đình RO

Máy lọc nước RO được coi là phương pháp xử lý triệt để nhất tình trạng nước nhiễm kim loại nặng. Các thiết bị lọc nước RO được ứng dụng công nghệ thẩm thấu ngược với màng RO có kích thước khe màng siêu nhỏ chỉ khoảng 0,001 micromet nên chỉ có các phân tử nước mới qua thể đi qua.
Nhờ đó, các kim loại nặng, tạp chất, rong rêu, cặn bẩn đều không thể lọt được qua lớp màng chắn này. Và bị chặn lại, cho nguồn nước đầu ra có chất lượng sạch, tinh khiết.

Các sản phẩm máy lọc nước gia đình của Karofi có thể xử lý được mọi nguồn nước đầu vào. Với chất lượng khác nhau (nước nhiễm sắt, nước nhiễm phèn,…). Và lọc ra nguồn nước sạch có thể sử dụng trực tiếp.

5. Sử dụng hệ thống lọc nước đầu nguồn

Sử dụng lọc nước đầu nguồn cũng là giải pháp hữu hiệu trong xử lý nước nhiễm sắt.

Hệ thống lọc tổng thường gồm từ 2 – 3 cột lọc. Và nhiều lõi đa dụng làm từ chất liệu cao cấp. Chứa vật liệu lọc hiện đại giúp lọc sạch các kim loại nặng, bụi bẩn, tạp chất, phù sa,vi khuẩn, virus… Cho ra dòng nước có chất lượng với độ sạch rất cao.

Thiết bị này còn có công suất lọc mạnh mẽ từ 1500 đến 2500 L/H. Đáp ứng nhu cầu sử dụng nước sạch liên tục cho người tiêu dùng. Bạn có thể yên tâm sử dụng mà không lo bị thiếu nước sạch.