Bạn đã từng nghe nói đến cụm từ “kim loại nặng – KLN” và tự hỏi chúng là gì ? Tại sao chúng lại được gọi như vậy, và kim loại này xuất hiện như thế nào ? Ảnh hưởng của các kim loại này đến cuộc sống của chúng ta như thế nào chưa ? Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng khám phá những bí ẩn xung quanh các nguyên tố này, từ định nghĩa, nguồn gốc đến những tác động không mong muốn của chúng đối với sức khỏe con người và môi trường.
1. Kim loại nặng là gì ?
Thuật ngữ “kim loại”, “nặng” thường được sử dụng để chỉ một nhóm các nguyên tố kim loại có khối lượng riêng tương đối cao và có thể gây độc hại cho sinh vật sống ở nồng độ nhất định. Tuy nhiên, điều thú vị là không có một định nghĩa khoa học thống nhất nào về “kim loại nặng”. Các tiêu chí để phân loại một kim loại là “nặng” có thể dựa trên nhiều yếu tố như khối lượng riêng, số nguyên tử, hoặc tính chất hóa học.
Theo nhiều định nghĩa phổ biến, các kim loại nhóm này thường là những kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5 g/cm3. Điều này bao gồm nhiều nguyên tố quen thuộc mà chúng ta thường gặp trong cuộc sống hàng ngày, cũng như những nguyên tố ít được biết đến hơn. Sở dĩ chúng được gọi chung là KLN không chỉ vì khối lượng riêng mà còn vì khả năng tích lũy trong chuỗi thức ăn và gây ra những tác động tiêu cực đến sức khỏe ở nồng độ cao, dù một số trong số chúng lại là vi chất dinh dưỡng thiết yếu ở nồng độ thấp.
2. Danh sách các kim loại nặng phổ biến
Trong số hàng trăm nguyên tố kim loại, một số được đặc biệt chú ý vì sự phổ biến và khả năng gây hại của chúng. Dưới đây là danh sách các KLN phổ biến nhất mà chúng ta cần quan tâm:
- Chì (Pb): Một trong những KLN được nghiên cứu nhiều nhất, nổi tiếng với độc tính cao. Chì có thể gây tổn thương não, hệ thần kinh, thận và hệ thống tạo máu.
- Thủy ngân (Hg): Kim loại lỏng ở nhiệt độ phòng, thủy ngân có thể tồn tại ở nhiều dạng khác nhau (vô cơ, hữu cơ) và đều rất độc. Nhiễm độc thủy ngân có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ thần kinh trung ương và thận.
- Cadmi (Cd): Thường được tìm thấy trong pin, sơn và khói thuốc lá. Cadmi gây hại cho xương, thận và phổi, và có thể gây ung thư.
- Asen (As): Mặc dù không phải là kim loại mà là một á kim, Asen thường được xếp vào nhóm KLN vì tính chất độc hại và cách nó tương tác với môi trường và sinh vật. Asen có thể gây ung thư da, phổi, bàng quang và tổn thương thần kinh.
- Crom (Cr): Một số dạng của crom, đặc biệt là crom hóa trị VI, rất độc và có thể gây ung thư. Tuy nhiên, crom hóa trị III lại là một vi chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể.
- Nikken (Ni): Một số hợp chất của Niken có thể gây dị ứng da và có khả năng gây ung thư, đặc biệt là ung thư phổi và xoang mũi.
- Đồng (Cu) và Kẽm (Zn): Ở nồng độ thấp, đồng và kẽm là những vi chất dinh dưỡng thiết yếu cho cơ thể. Tuy nhiên, ở nồng độ cao, chúng cũng có thể gây độc.
3. Các nguồn phát tán các kim loại nặng vào môi trường và hệ sinh thái
Các kim loại này không tự nhiên biến mất mà tồn tại bền vững trong môi trường. Chúng có thể xâm nhập vào không khí, nước và đất từ nhiều nguồn khác nhau, cả tự nhiên và do hoạt động của con người.
- Nguồn tự nhiên:
- Hoạt động núi lửa: Tro núi lửa có thể chứa một lượng đáng kể các kim loại nặng.
- Xói mòn đá: Các kim loại nặng có thể được giải phóng vào môi trường khi đá bị phong hóa và xói mòn.
- Cháy rừng: Tro và khói từ cháy rừng có thể mang theo các kim loại nặng.
- Phân hủy sinh học: Sự phân hủy của vật chất hữu cơ trong đất cũng có thể giải phóng kim loại nặng.
- Nguồn do hoạt động của con người: Đây là nguyên nhân chính gây ra sự gia tăng nồng độ kim loại nặng trong môi trường hiện nay.
- Hoạt động công nghiệp: Các nhà máy luyện kim, nhà máy hóa chất, nhà máy sản xuất pin, nhà máy mạ điện… là những nguồn phát thải lớn của kim loại nặng vào không khí, nước thải và chất thải rắn.
- Khai thác mỏ: Quá trình khai thác và chế biến quặng kim loại giải phóng một lượng lớn kim loại nặng vào môi trường xung quanh.
- Nông nghiệp: Sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu và thuốc diệt cỏ có thể chứa kim loại nặng, đặc biệt là Cadmi và Asen, tích tụ trong đất và nguồn nước.
- Giao thông vận tải: Khí thải từ xe cộ, đặc biệt là xe sử dụng nhiên liệu hóa thạch, chứa chì (trước đây) và các kim loại khác từ quá trình đốt cháy.
- Xử lý chất thải: Các bãi chôn lấp rác thải không được quản lý tốt có thể làm rò rỉ kim loại nặng vào đất và nước ngầm.
- Sơn và vật liệu xây dựng: Một số loại sơn, ống nước cũ (chì) và vật liệu xây dựng khác có thể chứa kim loại nặng.
Khi đã xâm nhập vào môi trường, kim loại nặng có thể được hấp thụ bởi thực vật, sau đó đi vào động vật ăn thực vật, rồi đến động vật ăn thịt, và cuối cùng là con người thông qua chuỗi thức ăn. Quá trình này được gọi là khuếch đại sinh học (biomagnification), khiến nồng độ kim loại nặng tăng dần lên ở các bậc dinh dưỡng cao hơn, đặc biệt là ở những loài săn mồi đỉnh cao.
4. Kim loại nặng có thân thiện với sức khỏe con người không?
Câu trả lời ngắn gọn là không, với hầu hết các kim loại này khi ở nồng độ cao. Mặc dù một số kim loại như đồng, kẽm, sắt, mangan là những vi chất dinh dưỡng thiết yếu cho cơ thể ở nồng độ rất thấp, đóng vai trò quan trọng trong các chức năng sinh học, nhưng khi vượt quá ngưỡng cho phép, chúng lại trở thành chất độc hại.
Mời các bạn xem tiếp phần 2 của bài này tại đây.
