Chuyện bé như hạt gạo hay thảm họa quốc gia: Nguy cơ ngộ độc kim loại nặng ven biển miền Trung và những tác hại lâu dài
Tuesday, April 26, 2016 12:00
% of readers think this story is Fact. Add your two cents.
Nghiên cứu về khoa học huyền bí, tâm linh, ufo, chính trị, tôn giáo
ThS. Trần Thị Thanh Thoả1, Thiều Mai Lâm 2, và GS.TS. Trương Nguyện Thành3
1 Khoa Sinh học, Trường Đại học Thủ đô Tôkyo, Nhật Bản (thoa.tran@riken.jp)
2Viện Khoa học Cao phân tử, Đại học Kỹ thuật Virginia, Mỹ (thieu@vt.edu)
3Khoa Hóa Học, Đại Học Utah, Mỹ (Thanh.Truong@utah.edu)
Hiện tượng cá biển chết hàng loạt ở Vũng Áng và dọc bờ biển dài hàng trăm km ở các tỉnh miền Trung đã khiến dư luận cả nước quan tâm, bức xúc, cuộc sống của nhân dân các tỉnh liên quan gần như bị đảo lộn [1]. Biển và nguồn lợi biển không chỉ là nguồn sống của rất nhiều ngư dân dọc bờ biển, nó còn là một trong những nguồn kinh tế trọng yếu của nước ta. Bên cạnh đó, việc ngộ độc do ăn đồ biển nhiễm độc đã khiến người dân trở nên hoang mang. Những hiện tượng tương tự như thế này và hậu quả nghiêm trọng của nó đã từng được ghi nhận trong lịch sử môi trường thế giới [2]. Do tính nghiêm trọng của vấn đề, ngay khi hiện tượng này xảy ra, GS.TS Trương Nguyện Thành đã lập tức cảnh báo vào ngày 20 tháng 4 năm 2016 trên Mạng Kết Nối Các Nhà Khoa Học Việt Nam ở Toàn Cầu [3].
Với nghi vấn là việc cá chết liên quan đến nhiễm độc kim loại nặng (KLN) và những tác hại lâu dài của nó, giáo sư và cộng sự đã có bài viết trao đổi về vấn đề này dưới góc nhìn của những người làm khoa học.
Kim loại nặng là gì? Nguồn gốc của kim loại nặng là như thế nào?
Kim loại nặng (KLN) là những nguyên tố kim loại có khối lượng riêng lớn (>5g/cm3), có thể gây độc tính mạnh ngay cả ở nồng độ thấp. Ví dụ về kim loại nặng gồm có: chì (Pb), thuỷ ngân (Hg), cadimi (Cd), arsen (As), bạc (Ag)…KLN có rất nhiều ứng dụng trong công nghiệp, nông nghiệp, y tế, cũng như các sản phẩm công nghệ cao như điện thoại thông minh, xe hơi điện … [4]
Kim loại nặng (kim loại quí hiếm) thường có trong lòng đất và thường bị khóa chặt trong cấu trúc của một số loại đá nên bình thường trong thiên nhiên thì vô hại. Ngay cả trong cơ thể sống, với nồng độ cực thấp KLN cũng có vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất. Lượng kim loại nặng tích luỹ trong lòng đất rất ít trong khi nhu cầu sử dụng nó ngày càng tăng do đó kim loại nặng càng trở nên quí hiếm. Trong qui trình khai thác, các kim loại này được giải phóng; một số còn tồn lại trong chất thải (đa số là chất lỏng nhưng đôi khi chất khí) sẽ thoát ra môi trường chung quanh qua các ống thải. Nó có thể bay trong không khí, ngấm xuống nguồn nước ngầm, hấp thụ bởi cây cỏ, hải sản, và súc vật [4].
Đường xâm nhập của các kim loại nặng và tác hại của nó với sức khoẻ.
Kim loại nặng thường có tính bền vững rất cao. Do vậy, nó sẽ tồn tại rất lâu trong đất, nước, không khí. Nếu các sinh vật hấp thụ các KLN này thì chất độc sẽ được tích luỹ và chuyển qua các sinh vật (động vật cũng như thực vật) khác nhau qua chuỗi thức ăn. Con người thường là mắt xích cuối cùng của chuỗi thức ăn và các KLN này sẽ đi vào cơ thể qua ăn uống. Ngoài ra, chúng cũng có thể xâm nhập qua đường hô hấp và qua niêm mạc (da) [5].
Nếu hàm lượng KLN vượt quá ngưỡng cho phép sẽ rất độc và gây tác hại lâu dài đến cơ thể con người. Những nguyên tố KLN như arsen, cadimi, crom, chì, thủy ngân đều được cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) và Cơ quan Quốc tế Nghiên cứu về Ung thư (IARC) coi là tác nhân gây ung thư ở người [4]. Nguy hiểm hơn nếu cơ thể tích lũy hàm lượng lớn kim loại nặng sẽ dẫn đến nhiều biến chứng nặng nề, gây tổn thương não, co rút các bó cơ, biến dạng các ngón tay, chân, khớp, làm người bệnh phát điên và tử vong sau khi tiếp xúc từ vài giờ đến vài tháng hoặc năm. KLN có thể tiếp xúc với màng tế bào, ảnh hưởng đến quá trình phân chia DNA, dẫn đến thai chết, sự dạng, quái thai của các thế hệ sau. Tác hại về sức khỏe của kim loại nặng đã được cộng đồng khoa học quốc tế nghiên cứu và công bố trong thời gian dài [5].
Tại sao lại nghi ngờ cá chết ở Vũng Áng và miền Trung hiện nay là do nhiễm độc kim loại nặng?
Để khẳng định một cách chính xác, các phương pháp phân tích hóa chất thường dùng trong các phòng thí nghiệm hóa học, phân tích chất lượng nước, v.v. có thể xác định chính xác hóa chất gây cá chết. Thí dụ dùng phương pháp Atomic Absorption Spectroscopy (AAS) có thể tìm ra những kim loại nặng hấp thụ trong cá chết hoặc Gas Chromatography Mass Spectroscopy (GC-MS) xác định hàm lượng vết các chất hữu cơ. Những thí nghiệm này không quá phức tạp chỉ cần trình độ cử nhân hóa học là làm được. Tuy nhiên lý do vì sao cho đến giờ chưa có một báo cáo nào công bố cụ thể các chỉ số cho toàn dân biết để phòng tránh vẫn là một điều khó hiểu [6]. Trong lúc chờ kết luận của cơ quan chức năng, chúng tôi đưa ra những bằng chứng sau để có thể kết luận khả năng hai trường hợp có thể xảy ra.
Trường hợp 1: Nhiễm độc kim loại nặng
- Chất có khả năng giết hàng loạt cá biển trên một diện rộng như thế phải là chất kịch độc như kim loại nặng và kể cả chất phóng xạ. Theo thiết kế của KCN, cổng xả thải được đặt ở vị trí 2 km ngoài khơi, nơi được cho là có khả năng làm loãng mọi hóa chất một cách nhanh chóng do dung lượng lớn của nước biển. Tuy nhiên, đối với các kim loại nặng như chì thì một lượng rất nhỏ chỉ cần 1 g trong 1,000,000 litter nước cũng đủ chết người (Nồng độ IDLH (Immediately Detrimental to Life and Health) từ Environmental Protection Agency (EPA -Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ) và 1 g trong 10 triệu litter nước đủ nguy hại đến cá 2 (Xem bài báo khoa học của Solomon).
- KLN khối lượng riêng nặng nên khi bị phát tán sẽ dần chìm xuống dưới nên mới gây chết rất nhiều cá ở tầng đáy. Như các thông tin báo chí đăng có thể thấy cá sống ở lớp nước sâu bị ảnh hưởng nhiều hơn cá sống ở lớp nước mặt. Điều đó có thể là dấu hiệu cho thấy do các hợp chất chứa kim loại nặng chìm xuống dưới làm chết các loại cá và sinh vật dưới đáy biển.
- Kết luận kiểm tra của Sở NN&PTNT Thừa Thiên – Huế cho biết, nguyên nhân cá chết hàng loạt là do pH nước thay đổi đột ngột, chất lượng phú dưỡng (PO43-) tăng cao đột ngột. Câu hỏi đặt ra “PO4 từ đâu ra và tại sao pH nước tăng đột ngột?”
- Đá ở khu vực Vũng Áng rất giống loại đá phosphorite: có lỗ nhỏ và màu ngả vàng.
Hình 1- So sánh đá ở khu vực Vũng Áng và đá phosphorite
Hình 2- Nước thải từ Formosa (trái) và nước thải từ quá trình khai thác vàng (phải)
b. Trong qui trình khai thác đá phosphorite sẽ thải ra nước thải màu vàng.
Nếu đúng như nhận định ban đầu nguyên nhân gây chết cá là từ nước thải của Formosa thì ta có thể liên hệ thấy nước thải này có màu vàng, rất giống với màu đặc trưng của nước thải khi khai thác phosphorite.
c. Cấu trúc của đá phosphorite điển hình thường có chứa gốc iôn kim loại nặng và PO43- :
(Một số ít ion bạc trong cấu trúc này có thể được thay thế bởi các loại kim loại nặng khác nhau). Khi khai thác đá phosphorite sẽ giải thoát một lượng lớn PO4, ion Ag cũng như một số kim loại nặng vào nước thải.
d. Phosphoric acid là một acid yếu do đó với lượng lớn PO4 3- ion, theo nguyên tắc chuyển dịch cân bằng Le Chatelie, chiều phản ứng sẽ bị đẩy ngược để tạo nhiều OH ion hơn và do đó nâng cao độ pH của nước.
e. Theo nghiên cứu của Salamon, chỉ cần 0.1 ppb (part per billions) lượng ion bạc là đủ giết cá. 0.1 ppb tương đương với 1 g cho 10 triệu litter nước. (hệ số biến đổi: 1 ppb = 1 g/1 triệu L) 2
Trường hợp 2: Nhiễm độc bởi cyanide
Trong kỹ thuật khai thác mỏ kim loại, NaCN thường dùng để chiết xuất vàng và các kim loại quí hiếm. Thí dụ trong trường hợp chiết xuất vàng từ quặng, NaCN giúp biến vàng thành chất có thể tan trong nước theo phản ứng sau và đồng thời sản xuất NaOH, một bazơ mạnh theo phương trình sau:
4 Au + 8 NaCN + O2 + 2 H2O → 4 Na[Au(CN)2] + 4 NaOH
NaCN là một loại muối rất dễ tan trong nước. Do đó nếu không kết hợp với kim loại thì ion cyanua sẽ xuất hiện ở dạng ion trong nước thải.