Tìm hiểu về nhóm thông số kim loại nặng

Nguồn gốc phát tán kim loại vào môi trường bao gồm phun trào núi lửa, khai khoáng, luyện kim, đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, phụ gia trong sản xuất, nước thải, chất thải nguy hại, một số thuốc BVTV.

Các phi kim phổ biến hơn các kim loại trong tự nhiên, nhưng trong Bảng tuần hoàn các nguyên tố thì các kim loại chiếm phần lớn vị trí, khoảng 80% trong tổng số 118 nguyên tố nhân loại đã biết. Còn một dạng nữa là á kim, đôi khi còn gọi là bán kim loại, vì phụ thuộc vào điều kiện môi trường có thể có các tính chất của kim loại (dẫn điện) hay phi kim (cách điện).

Kim loại được phân chia thành 4 nhóm gồm: kiềm, kiềm thổ, chuyển tiếp, hậu chuyển tiếp. Ngoài ra còn có các kiểu phân chia khác như nhóm đặc biệt như kim loại nặng, đất hiếm, nội chuyển tiếp (actinide, lantanide). Kim loại nặng dùng để chỉ kim loại có tỉ trọng lớn (>5 g/cm3). Như vậy, có khoảng 40 nguyên tố là kim loại nặng, chiếm khoảng 80% trong tổng số 52 nguyên tố kim loại và khoảng 1/2 bảng tuần hoàn.

Lưu ý: Một số á kim (metalloid) cũng thường xếp vào nhóm kim loại nặng gồm As, Sb, Ge, Te. Tương tự, Se dù là một phi kim, đôi khi nhầm lẫn xếp vào nhóm kim loại nặng.

Dựa trên tính chất, kim loại nặng được chia làm 4 nhóm: kim loại quý (Pd, Pt, Au, Ag, Ru…Pt đắt gấp đôi vàng, Pd bằng nửa giá vàng), kim loại dinh dưỡng vi lượng/siêu vi lượng (Cu, Fe, Mn / Ni, Mo, Se… ), kim loại độc (Hg, Cr, Pb, Ni, Cd, As, Sn…), kim loại phóng xạ (U, Th, Ra, Am…). 

Có khoảng 11 kim loại nặng cần thiết cho sinh vật, tham gia cấu tạo enzym, hemoglobin....trong đó nổi bật nhất là Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Zn. Kim loại nặng được gọi là thiết yếu khi có một trong các tiêu chí sau: (1) hiện diện trong bộ phận khỏe mạnh; (2) xuất hiện trong tế bào khi mới sinh ra; (3) có sự cân bằng tự nhiên trong máu; (4) điều khiển quá trình bài tiết; (5) có vai trò chức năng sinh học. Trong lĩnh vực môi trường, người ta thường quan tâm đến Hg, Cd, As, Pb, Cu, Cr, Zn, Mn, Fe...trong đó, đặc biệt là nhóm 4 kim loại nặng Hg, Cd, As, Pb.

Các kim loại nặng không ngừng chu chuyển trong hệ sinh thái, di chuyển giữa những phần vô sinh và hữu sinh. Đặc biệt khi hấp thu vào các hạt nhỏ trong không khí (bụi, khói) và nước (phù sa) thì có thể phát tán đi rất xa, tích luỹ vào trầm tích đáy (bùn đáy) ở hạ du các dòng sông. Chu trình lan truyền bắt đầu từ thực vật hấp thu → côn trùng, cá ăn thực vật → các động vật ăn thịt và ký sinh côn trùng. Khi vào cơ thể động vật, kim loại nặng có xu hướng tích luỹ trong một vài mô, cơ quan đặc biệt nào đó. Do đó được tích luỹ dọc theo chuỗi thức ăn cuả động vật không xương sống và được chu chuyển đến các bậc dinh dưỡng cao hơn.