Transcript Độc chất trong môi trường sinh thái đất

Độc chất trong môi trường sinh thái đất
• Định nghĩa độc chất: đó là những chất gây nên
hiện tượng ngộ độc của thực vật, động vật và con
người.
• Chất độc có thể là chất vô cơ hay hữu cơ, hợp
chất, đơn chất hay ion, có thể ở dạng rắn, lỏng,
khó. Trong môi trường sinh thái đất phổ biến và
tác hại nhiều vẫn là các ion. Có 2 dạng độc chất
là độc bản chất (tự nhiên) và độc theo nồng độ,
liều lượng.
• Độc chất theo bản chất là loại gây độc cho sinh
vật trong môi trường dù ở nồng độ nào, chỉ có
điều nhanh hay chậm và hại nhiều hay hại ít là do
liều lượng mà sinh vật hấp thụ, ăn uống, hít phải.
• Độc chất theo nồng độ: những chất độc ở dạng
này chỉ biểu hiện độc tính khi vượt qua nồng độ
cho phép đối với một đối tượng sinh vật nhất định
trong một điều kiện môi trường nhất định. Có
những chất với lượng nhỏ, không độc, thậm chí
còn là dinh dưỡng cho thực vật nói riêng và sinh
vật, con người nói chung.
• Nhưng vượt quá giới hạn nhất định nào đó thì
nó mới gây độc, giới hạn đó gọi là ‘ngưỡng
chịu độc’.
Vd : N là một dinh dưỡng cần thiết cho thực
vật nhưng khi NH4+ vượt quá giới hạn 1/500 là
độc. Hay Zn là nguyên tố vi lượng rất cần cho
chất lượng quả hạt của thực vật nhưng khi
vượt quá 0,78% là độc.
Những độc chất trong môi trường
sinh thái đất
• Một số nguyên tố độc bản chất trong môi
trường sinh thái đất như H2S, CH4, N2 , CO3,
Pb, Hg, CuSO4 và các hợp chất dầu mỏ.
• Hầu hết các chất độc còn lại thuộc dạng chất
độc theo nồng độ. Chúng thường gây độc khi
xuất hiện các dạng ion như H+, Al3+, Fe2+... với
nồng độ vượt quá giới hạn an toàn.
• Trong đất chua Feralit trên vùng đồi núi và
trung du, Al3+ gây độc, trong đất kiềm thì OHlại là anion gây độc.
• Những acid hữu cơ hình thành trong các quá
trình phân giải xác bã thực vật trong điều kiện
yếm khí cũng gây chua và gây độc cho môi
trường sinh thái đất. Vd : acid lactic, acetic..
• Trong môi trường đất, những nguyên tố vi lượng
như : B, Zn, N... đều là những nguyên tố rất cần
thiết cho hoạt động cấu tạo cơ thể của sinh vật
nhưng khi vượt quá giới hạn vi lượng thì nó cũng
trở nên độc. Chẳng hạn như Cu trên 100ppm là
độc, Zn quá 0,78% là độc cho cây trồng.
Tính độc của một chất độc phụ thuộc vào
các yếu tố sau:
• Bản chất của chất đó đối với sinh vật
• Nồng độ và liều lượng càng cao càng độc
• Nhiệt độ môi trường cao tính độc càng mạnh
(nhưng không cao đến mức phân hủy chất độc)
• Từng loại sinh vật có ‘mức độ tới hạn’ hay
‘ngưỡng chịu độc ‘ của độc chất khác nhau.
• Chế độ nước, độ ẩm của môi trường cũng ảnh
hưởng đến hiện tượng ngộ độc vì có liên quan đến
sự cung cấp O2 giải độc và sự phân bố lại nồng độ
hơi độc
Độc chất từ môi trường có thể xâm nhập
vào cơ thể sinh vật
qua các con đường :
• Đối với thực vật : hấp thu qua rễ hoặc sự xâm
nhập đơn thuần là khuyếch tán từ nồng độ độc cao
trong dung dịch đất vào cơ thể thực vật.
• Đối với động vật : có thể đi qua con đường hô hấp
vào máu, thông qua con đường tiêu hóa theo con
đường ngộ độc thực phẩm.
• Ngoài ra còn hai con đường nữa là xâm nhập trực
tiếp chất độc vào cơ thể và con đường gián tiếp
qua mạng lưới thức ăn, bởi thực phẩm trung gian.
Độc chất trong môi trường
sinh thái đất phèn
• Nhóm độc chất đất phèn gồm các ion chủ yếu
sau Al3+, Fe2+, Fe3+, Cl-, H+ trong đó đất phèn
có môi trường thấp, H+, Al3+, Fe2+, Fe3+ hoạt
tính độc cao.
• Al3+ : có trong đất phèn nồng độ 150 – 3000ppm.
Đó là các cation độc nhất trong số các độc chất.
Al3+ làm kết tủa các keo sét và các chất lơ lửng
trong nước nên nước phèn càng trong, càng nhiều
Al3+ thì càng độc. Ở thực địa Al3+ = 500ppm đã
độc cho cây lúa, đến 800ppm gây chết và
1000ppm gây chết nhanh chóng và cây lúa chết
như bị luộc nước sôi.
• Fe2+ : xuất hiện trong đất phèn trước Al3+.
Trong đất yếm khí chúng có thể ở dạng FeSO4
không màu hay Fe(OH)2. Khi nồng độ của Fe2+
≥ 600ppm bắt đầu có ảnh hưởng, trên 1000ppm
gây chết cho lúa.
Tuy không độc bằng Al3+ nhưng Fe2+ gây độc
cho cây non, bộ phận rễ bị đen, chóp rễ bị vẹt.
• H+ : là một cation gây độc thông qua pH môi
trường thấp và làm cho độ hòa tan chuyển hóa
dinh dưỡng kém.
• Fe3+ : ít tác dụng độc hóa tính mà chủ yếu là sự
bám dính của nó quanh rễ, làm khả năng trao
đổi chất của thực vật bị hạn chế.
• Đối với các động vật và người sống trong môi
trường sinh thái đất phèn dễ bị bệnh môi
trường : lão hóa, vì tắm, ăn uống nhiễm quá
nhiều Al3+, Fe+.
• Sự biến động của độc chất trong đất phèn phụ
thuộc vào nhiều yếu tố. Đầu tiên là nguồn cung
cấp độc chất, ngoài ra nó còn phụ thuộc vào
lượng phân bón, nhất là phân hữu cơ, lân và vôi.
Thế nước cũng tác động lên độ biến động, nước
ngập làm giảm độc chất nhưng nếu vừa đủ ẩm
(30 - 40%) thì làm tăng độc chất. Hệ thực vật
cũng ảnh hưởng mạnh đến Fe2+ và Al3+.
Độc chất trong môi trường
sinh thái đất mặn
• Trong đất mặn hàm lượng các muối NaCl, BaCl2,
Na2SO4, MgSO4 cao gây ngộ độc cho thực vật,
động vật, những loại không chịu mặn.
• Tác hại của mặn chủ yếu là nồng độ dung dịch cao
gây nên hạn chế sinh lý cho cây.
• Trong một số trường hợp, sự kết hợp giữa
chất thải công nghiệp và môi trường nước
mặn tạo ra chất độc nguy hiểm : phenol là
một chất không độc lắm từ trong nước thaỉ
công nghiệp hóa chất, nhuộm, thuộc da chảy
vào kênh rạch vùng mặn hoặc nước lợ gặp
anion Cl- sẽ tạo ra chlorofenol lại rất độc, gây
chết sinh vật môi trường.