Kim loại nặng là gì? Tác hại và cách xử lý hiệu quả

Kim loại nặng là chất ô nhiễm phổ biến nhất hiện nay, nó tồn tại trong nguồn nước hay thậm chí là trong thực phẩm mà chúng ta dùng hàng ngày. Tùy với mức độ ô nhiễm mà nó có ảnh hưởng đến sức khỏe của con người hay không? Trong bài viết này, Ocany sẽ làm rõ khái niệm và tác hại của kim loại nặng. Đồng thời chia sẻ những cách xử lý, thải độc kim loại nặng trong nước. 

Kim loại nặng là gì? Tác hại và cách xử lý hiệu quả 
Kim loại nặng là gì? Tác hại và cách xử lý hiệu quả

Kim loại nặng là gì? 

Khái niệm kim loại nặng được quy ước là những nguyên tố có khối lượng riêng lớn hơn 5g/cm3. Chúng thể hiện tính kim loại ở nhiệt độ phòng và có khối lượng nguyên tử hoặc số hiệu nguyên tử lớn.  

Kim loại nặng được chia thành 3 nhóm, dựa trên những tính chất ở nhiệt độ thường: 

  • Nhóm 1 – kim loại độc: Hg, Zn, Cr, Pb, Ni, Cu, As, Cd, Sn, Co,…
  • Nhóm 2 – kim loại quý: Ru, Au, Ag, Pd, Pt,…
  • Nhóm 3 – kim loại phóng xạ: Am, Th, Ra, U,…

Theo các chuyên gia, khi ở dạng nguyên tố, các kim loại nặng không gây hại nhiều đến sức khỏe. Tuy nhiên, với ở nồng độ cao và tồn tại ở dạng ion thì đây là những chất kịch độc, có thể ảnh hưởng đến tính mạng.

Trong tự nhiên, kim loại nặng “có mặt” trong đất và nước. Quá trình công nghiệp hóa, khai thác tài nguyên, sản xuất, xây dựng gây ô nhiễm môi trường đã làm nồng độ của chúng tăng cao. 

Nồng độ kim loại cao có thể gây nguy hiểm cho cơ thể và sức khỏe 
Nồng độ kim loại cao có thể gây nguy hiểm cho cơ thể và sức khỏe

Mặt khác, kim loại nặng vẫn đóng vai trò quan trọng đối với cơ thể con người. Ở hàm lượng và nồng độ cho phép, các nguyên tố kim loại có tác dụng thúc đẩy quá trình trao đổi chất diễn ra thuận lợi. 

Các nguyên tố khác nhau sẽ có một hàm lượng cho phép khác nhau. Chẳng hạn: thuỷ ngân là 0.006 mg/l, Cadimi là 0,003mg/l, crom là 0,005 mg/l, kẽm là 3mg/l, đồng là 2mg/l,….

>>> Xem thêm: Mạch nước ngầm là gì? Mạch nước ngầm có sạch không?

Các loại kim loại nặng thường có trong nước 

Trước khi trở thành nguồn nước mà mọi người thường dùng, mạch nước đã phải trải qua nhiều “hành trình gian nan”. Những chặng đường đó có cuốn theo nhiều nguy cơ nhiễm kim loại nặng. Một số kim loại thường xuất hiện trong nguồn nước bao gồm: 

Thạch tín 

Thạch tín hay còn gọi là Asen, mang ký hiệu hóa học là As. Kim loại này có thể tồn tại trong nhiều môi trường như đất, nước, không khí và thực phẩm. 

Quá trình luyện kim, khai thác khoáng sản, đốt than và sử dụng thuốc trừ sâu có thể làm giải phóng thạch tín ra ngoài môi trường tự nhiên, gây nên tình trạng ô nhiễm. Tin buồn là loại kim loại cực độc này có thể thâm nhập vào cơ thể thông qua da, hệ hô hấp và quá trình ăn uống. 

Thạch tín có thể xâm nhập vào cơ thể qua hệ hô hấp, da và ăn uống 
Thạch tín có thể xâm nhập vào cơ thể qua hệ hô hấp, da và ăn uống

Tiêu thụ nước có hàm lượng thạch tín vượt ngưỡng quy định, sẽ gây ra nhiều vấn đề cho sức khỏe như: 

  • Ngộ độc 
  • Tăng sắc tố cơ thể 
  • Ung thư 
  • Nhiễm độc gan 
  • Suy giảm hệ miễn dịch 

Mặt khác, ở nồng độ thấp Asen có khả năng kích thích sinh trưởng ở động thực vật. Ngưỡng Asen được cho phép trong nước đóng chai là 10 µg/L. 

Chì 

Chì có ký hiệu hóa học là Pb, là một trong những kim loại nặng nguy hiểm với con người. Kim loại này có thể tồn tại trong không khí, thực phẩm và nguồn nước ô nhiễm. 

Theo các nghiên cứu, chì xuất hiện trong nước thường là do sự ăn mòn đường ống và nước thải công nghiệp từ các hoạt động sản xuất. 

Chì xuất hiện trong nước thường là do sự ăn mòn đường ống
Chì xuất hiện trong nước thường là do sự ăn mòn đường ống

Khi vào cơ thể, chì phát tán chất độc đến các bộ phận theo hệ tuần hoàn. Tùy vào mức độ nhiễm độc chì nặng hay nhẹ mà có thể dẫn đến những vấn đề như: 

  • Rối loạn hệ thống tủy xương 
  • Đau bụng dữ dội 
  • Viêm thận, viêm khớp 
  • Cao huyết áp, tai biến 
  • Khả năng sinh sản 
  • Tử vong nếu nhiễm nặng 

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

Crom 

Crom là một trong những hợp chất khá phổ biến, thường tồn tại trong môi trường sản xuất công nghiệp, đa phần là từ nước thải công nghiệp của các hoạt động sản xuất. Hợp chất này khá phổ biến trong ngành sản xuất nhựa, da giày, đốt hóa thạch hay mạ kim loại.

Crom thường tồn tại trong nước thải nông nghiệp chưa qua xử lý 
Crom thường tồn tại trong nước thải nông nghiệp chưa qua xử lý

Crom hóa trị III thường không gây ảnh hưởng đến sức khỏe. Tuy nhiên, hợp chất crom hóa trị IV thì khác, nhiễm độc crom có thể gây ra một số bệnh về dạ dày, hạ đường huyết, tổn thương gan, hệ thần kinh, rối loạn nhịp tim. 

WHO – Tổ chức Y tế Thế giới khuyến cao, hàm lượng Crom IV trong nước không được vượt quá 0.05 miligam/lít.

Thủy ngân 

Thủy ngân nằm trong danh sách những kim loại nặng độc nhất, tính đến thời điểm hiện tại. Thủy ngân được tìm thấy ở nhiều nơi trong tự nhiên như núi lửa, phong tỏa đá, đất,… Tuy độc hại nhưng chúng lại có tính ứng dụng cao trong các lĩnh vực như sản xuất, khai thác, chế tạo linh kiện điện tử, sản xuất thiết bị y tế,… 

Kim loại này xâm chiếm cơ thể qua đường hô hấp, và tích tụ độc tố trong thời gian dài. Khi ra ngoài môi trường, thủy ngân dễ dàng tiếp xúc với đất và ngấm xuống mạch nước ngầm gây ô nhiễm. 

Thủy ngân được dùng trong sản xuất nhiệt kế 
Thủy ngân được dùng trong sản xuất nhiệt kế

Cadimi 

Cadimi là một loại kim loại nặng không cần thiết cho sự sống, có công thức hóa học là Cd. Nguyên tố này tương đối hiếm, mềm, có màu ánh xanh. Cadimi được tìm thấy trong các quặng kẽm và sử dụng phổ biến trong các loại pin, công nghệ mạ điện, phân bón, thuốc trừ sâu trong trồng trọt. 

Nhiễm độc Cadimi có thể gây bệnh lý về xương, rối loạn chuyển hóa canxi, ảnh hưởng hệ hô hấp gây viêm mũi, mất khứu giác. Cơ thể bị nhiễm Cadimi thông qua đường ăn uống và hệ hô hấp. 

>>> Xem thêm: 19 loại nước uống thanh lọc cơ thể, thải độc an toàn

Nguồn gốc sinh ra kim loại nặng 

Như đã chia sẻ, kim loại nặng được sinh ra từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm cả tự nhiên và nhân tạo. Tuy nhiên, phần lớn chúng được tạo ra do các hoạt động sản xuất công nghiệp của con người. 

Kim loại nặng được sinh ra từ nhiều nguồn khác nhau
Kim loại nặng được sinh ra từ nhiều nguồn khác nhau

Trong tự nhiên

Các kim loại nặng như crom, thủy ngân,… xuất hiện từ các hoạt động như núi lửa phun trào hay phong hóa địa chất đất đá. 

Trong nhân tạo

Kim loại nặng có độc tính mạnh đến từ các hoạt động đốt nhiên liệu hóa thạch, khai thác khoáng sản, chất thải, nước thải công nghiệp. Bên cạnh đó, các hoạt động nông nghiệp cũng giải phóng lượng lớn kim loại nặng từ rác thải phân bón, thuốc trừ sâu,.. ra ngoài môi trường. 

Sau khi các loại kim loại “chạm đến” mạch nước ngầm, chúng sẽ hòa chung vào nước và phân tán đi khắp nơi. 

Tác hại khi dùng nước có kim loại nặng 

Việc sử dụng nguồn nước chứa kim loại nặng là điều cực kỳ nguy hại đến sức khỏe và tính mạng. Thời gian dài không được đào thải và tích tụ trong cơ thể sẽ dẫn đến:

Hình ảnh da tay bị nhiễm độc kim loại nặng 
Hình ảnh da tay bị nhiễm độc kim loại nặng
  • Hàm lượng lớn kim loại nặng tích tụ trong cơ thể lâu dần sẽ gây tổn thương não, co rút cơ bắp,… Khi tiếp xúc với màng tế bào, chúng sẽ làm ức chế quá trình phân chia DNA, dẫn đến dị tật ở thai nhi, hay thậm chí là lưu thai. 
  • Tiếp xúc thường xuyên với kim loại trong nước sẽ dẫn đến nguy cơ mắc ung thư da, ung thư dạ dày, hoặc ung thư vòm họng. 
  • Hàm lượng kim loại nặng vượt ngưỡng cho phép, sẽ cản trở quá trình trao đổi chất làm ảnh hưởng quá trình bài tiết và tiêu hóa. 

Cách loại bỏ kim loại nặng trong nước và thực phẩm 

Tác hại của kim loại nặng vô cùng nguy hiểm đến cơ thể con người. chúng ta nên chủ động loại bỏ, xử lý những nguồn nước có nguy cơ nhiễm kim loại nặng. Bằng một số cách sau: 

Cách loại bỏ kim loại nặng trong nước và thực phẩm 
Cách loại bỏ kim loại nặng trong nước và thực phẩm

Hệ thống sinh học 

Sử dụng hệ thống sinh học để xử lý nước bị ô nhiễm kim loại nặng, bao gồm sinh học, thực vật và động vật. Từ đó giúp lọc sạch những kim loại nguy hiểm trong nước. Nguồn nước sinh hoạt nhiễm kim loại nặng ở mức độ cao, cần có vi khuẩn và thực vật thủy sinh để xử lý, như Azolla, Lemna, Phigateites. 

Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp này là chỉ dùng để xử lý nước thải, không áp dụng cho nguồn nước uống. 

Chất xúc tác quang 

Chất xúc tác quang là một trong những giải pháp xử lý nước thải và kim loại nặng khá ưu việt. Vừa đơn giản vừa tiết kiệm chi phí. Để thực hiện, chúng ta dùng tia cực tím với nồng độ pH thấp cộng thêm oxalate để lọc nước và giảm crom. 

Chất xúc tác quang là một giải pháp xử lý nước thải ưu việt
Chất xúc tác quang là một giải pháp xử lý nước thải ưu việt

Trao đổi Ion 

Trao đổi Ion là phương pháp xử lý kim loại sắt và mangan trong nước, với hiệu quả được đánh giá khá cao. Cơ chế khử kim loại của phương pháp này được thực hiện bằng cách cho nhựa trao đổi ion với nước (áp dụng cho những nơi có nồng độ thấp hơn nhựa). 

Hệ thống lọc gia đình RO 

Hiện nay, hệ thống lọc RO được đánh giá cao về khả năng xử lý triệt để tình trạng nguồn nước nhiễm kim loại nặng. Áp dụng công nghệ thẩm thấu ngược với màng lọc RO có kích thước siêu nhỏ (0,001 micromet) chỉ cho phép phân tử nước có thể đi qua. 

Những kim loại, tạp chất, cặn bẩn sẽ bị chặn lại khi đến màng lọc, đảm bảo nguồn nước đầu tinh khiết, không còn bất cứ chất gây nguy hiểm nào cho cơ thể. 

Hệ thống lọc đầu nguồn 

Sử dụng hệ thống lọc nước đầu nguồn là một giải pháp hữu hiệu để xử lý nước bị nhiễm sắt. Hệ thống lọc thường được trang bị 2-3 cột lọc với nhiều lõi đa dụng làm từ chất liệu cao cấp. Nhờ vậy, nguồn nước sau khi qua xử lý được lọc sạch các kim loại nặng, vi khuẩn và tạp chất gây hại. 

Nguồn nước sau khi lọc không còn lẫn tạp chất hay vi khuẩn gây hại
Nguồn nước sau khi lọc không còn lẫn tạp chất hay vi khuẩn gây hại

Tùy vào công sức của thiết bị, những hệ thống có công suất lọc mạnh có thể để ứng nhu cầu sử dụng hàng ngày. 

Kim loại nặng là mối đe dọa nguy hiểm đến sức khỏe con người. Đứng trước tình trạng ô nhiễm nguồn nước ngầm như hiện nay, chúng ta cần trang bị những kiến thức và phương pháp để chủ động xử lý nguồn nước, bảo vệ sức khỏe cho bản thân và người xung quanh. Ocany hi vọng bài viết cung cấp thông tin hữu ích đến bạn.