Ô nhiễm kim loại nặng là gì? Các công bố khoa học về Ô nhiễm kim loại nặng

Một thí nghiệm trong chậu được thực hiện để so sánh hai chiến lược xử lý ô nhiễm bằng thực vật: tích tụ tự nhiên sử dụng thực vật siêu tích tụ Zn và Cd là Thlaspi caerulescens J. Presl & C. Presl so với chiết xuất cải tiến hóa học sử dụng ngô (Zea mays L.) được xử lý bằng axit ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA). Nghiên cứu sử dụng đất bị ô nhiễm công nghiệp và đất nông nghiệp bị ô nhiễm kim loại từ bùn thải. Ba vụ mùa của T. caerulescens trồng trong vòng 391 ngày đã loại bỏ hơn 8 mg kg⁻¹ Cd và 200 mg kg⁻¹ Zn từ đất bị ô nhiễm công nghiệp, tương đương 43% và 7% các kim loại trong đất. Ngược lại, nồng độ Cu cao trong đất nông nghiệp đã làm giảm nghiêm trọng sự phát triển của T. caerulescens, do đó hạn chế tiềm năng chiết xuất của nó. Quá trình xử lý bằng EDTA đã tăng đáng kể tính hòa tan của kim loại nặng trong cả hai loại đất, nhưng không dẫn đến tăng lớn hàm lượng kim loại trong chồi ngô. Chiết xuất Cd và Zn bằng ngô + EDTA nhỏ hơn nhiều so với T. caerulescens từ đất bị ô nhiễm công nghiệp, và nhỏ hơn (Cd) hoặc tương tự (Zn) so với đất nông nghiệp. Sau khi xử lý bằng EDTA, kim loại nặng hòa tan trong nước lỗ chân lông của đất chủ yếu tồn tại dưới dạng phức hợp EDTA-kim loại, duy trì trong vài tuần. Hàm lượng cao của kim loại nặng trong nước lỗ chân lông sau quá trình xử lý EDTA có thể gây nguy cơ môi trường dưới dạng ô nhiễm nước ngầm.

Các hệ thống sông-hồ thường hoạt động như những đơn vị thủy văn, trải qua những tương tác phức tạp, đặc biệt là trong vùng tiếp xúc. Một trong những tương tác như vậy liên quan đến vai trò của sông trong việc phân tán các nguyên tố vi lượng vào và ra khỏi hồ. Trong nghiên cứu này, chúng tôi nhằm đánh giá tác động của sông đối với sự tích tụ của kim loại nặng trong bùn đáy của các hồ tự nhiên nằm trong hệ thống sông-hồ sau băng. Kết quả cho thấy rằng một con sông chảy qua hồ là yếu tố chính chịu trách nhiệm cho việc đưa phần lớn các dạng có sẵn của kim loại nặng (Zn, Mn, Cd và Ni) vào cơ thể nước và cho sự tích tụ của chúng theo dòng chảy của nước sông trong hồ. Nguồn gốc của các nguyên tố tích tụ khác đến từ các nguồn tuyến tính và điểm trong lưu vực. Đồng thời, hàm lượng Pb có liên quan đến vị trí của các con đường trong lưu vực trực tiếp, trong khi cấu trúc trầm tích (đặc biệt là kích thước và mật độ của các phần) có thể đã ảnh hưởng đến sự tích tụ của Cr và Zn, cho thấy có sự tương quan giữa các kim loại này và phần mịn. Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng các hồ hoạt động như những bộ lọc và góp phần vào quá trình tự làm sạch của nước chảy qua chúng. Kết quả là, hàm lượng hầu hết các kim loại trong trầm tích hồ cho thấy sự giảm sút khoảng 75% giữa các đoạn phía thượng nguồn (nhập dòng) và phía hạ nguồn (xuất dòng). Chỉ có hai kim loại tăng lên, như crôm và cadmium (tăng lần lượt 2.0 và 2.5 lần sau khi đi qua hồ), là do sự tương quan của các kim loại này với cát mịn. Cả hàm lượng và mô hình phân bố của kim loại nặng trong trầm tích hồ cho thấy phản ứng tự nhiên của hệ sinh thái thủy sinh đối với các yếu tố căng thẳng môi trường, chẳng hạn như việc nhập khẩu chất ô nhiễm qua nước sông hoặc thay đổi khí hậu. Các yếu tố phức tạp tạo nên hệ sinh thái nước của mỗi hồ có thể chống lại căng thẳng bằng cách tạm thời loại bỏ các chất ô nhiễm như kim loại độc ra khỏi vòng tuần hoàn và chủ yếu tích tụ xung quanh delta.

Sự ô nhiễm kim loại nặng trong đất canh tác là một vấn đề môi trường nông nghiệp nghiêm trọng, đe dọa đến an toàn thực phẩm và sức khỏe cộng đồng. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã khảo sát mức độ ô nhiễm kim loại nặng (As, Pb, Cd, Hg, Cr) trong đất nông nghiệp và thực phẩm (gạo, ngô và bắp cải) ở trung tâm khu vực đá vôi lớn nhất châu Á và đánh giá những rủi ro sức khỏe tiềm ẩn từ việc tiêu thụ ba loại thực phẩm này. Ngoài ra, chúng tôi đã phát triển một mô hình chuyển giao dự đoán về kim loại nặng trong chuỗi đất-thực phẩm thông qua các phương trình hồi quy đa biến. Kết quả cho thấy các kim loại nặng trong đất ở khu vực nghiên cứu có đặc điểm tích lũy cao, nồng độ trung bình vượt quá giá trị nền quốc gia từ 1,6 đến 130 lần, trong đó ô nhiễm Cd là nghiêm trọng nhất. Thứ tự ô nhiễm ba loại đất trong khu vực nghiên cứu là đất bắp cải > đất ngô > đất gạo. Thứ tự rủi ro tiềm ẩn của các nguyên tố độc hại trong cả ba loại đất là Cd > Hg > As > Pb > Cr. Kết quả đánh giá rủi ro từ tiêu thụ nông sản chỉ ra rằng có rủi ro cao về ung thư và không ung thư cho dân cư địa phương. Yếu tố đóng góp chính vào rủi ro ung thư là Cr, tiếp theo là As. Cd là yếu tố đóng góp chính vào rủi ro không ung thư trong ngô và bắp cải, trong khi sự đóng góp không ung thư trong gạo chủ yếu do As. Rủi ro cao hơn ở trẻ em so với người lớn và cao nhất ở việc tiêu thụ gạo. Ngoài ra, mô hình chuyển giao dự đoán cho thấy mức Cd trong ba loại thực phẩm có đủ khả năng dự đoán và mô phỏng hợp lý nồng độ Cd trong gạo, ngô và bắp cải trên toàn bộ khu vực nghiên cứu. Điều này có thể cho phép quyết định liên quan đến việc cần thiết phải triển khai các chiến lược phục hồi nhằm giảm thiểu rủi ro ô nhiễm kim loại nặng ở những vùng canh tác có nguy cơ cao thuộc khu vực đá vôi.