Tài liệu Nghiên cứu xử lý asen trong nước bằng phương pháp hoá học và hấp phụ

  • Số trang: 75 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 186 |
  • Lượt tải: 0
hoanggiang80

Đã đăng 20010 tài liệu

Mô tả:

Nghiên cứu xử lý Asen trong nước bằng phương pháp hoá học và hấp phụ
Viện khoa học và công nghệ môi trường Đồ án tốt nghiệp 0.25 [As(III)] (mg/l) 0.2 0.15 y 0.1 0.05 0 0 20 40 60 Thời gian (phút) 0.25 [As(III)] (mg/l) 0.2 0.15 y 0.1 0.05 0 0 20 40 60 Thời gian (phút) 0.25 [As(III)] (mg/l) 0.2 0.15 y 0.1 0.05 0 0 20 40 Thời gian (phút) Hồ Đức Cường _Lớp CNMT_K47 60 0.2 [As(III)] (mg/l) 0.15 0.1 y 0.05 0 0 20 40 60 Thời gian (phút) 0.25 [As(III)] (mg/l) 0.2 0.15 y 0.1 0.05 0 0 20 40 60 Thời gian (phút) 0.25 [As(III) (mg/l) 0.2 0.15 y 0.1 0.05 0 0 20 40 Thời gian(phút) 60 Viện khoa học và công nghệ môi trường Đồ án tốt nghiệp 100 80 60 Series1 Hi ph ệ ụu su As(III) (%) ấ th ấ p 40 20 0 0 5 [Fe(II)] cho vào(mg/l) 10 0.25 [As(III)] 0.2 0.15 Y 0.1 0.05 0 0 20 40 60 80 Thời gian(phút) 0.25 [As(III)] 0.2 0.15 Y 0.1 0.05 0 0 20 40 60 Thời gian(phút) Hồ Đức Cường _Lớp CNMT_K47 80 0.25 [As(III)] 0.2 0.15 Y 0.1 0.05 0 0 20 40 60 80 Thời gian(phút) 0.25 [As(III)] , mg/l 0.2 0.15 y 0.1 0.05 0 0 10 20 30 t (phut) 120 100 y 60 40 20 ấ t ôxi Hi Fe(II)(%) ệuhóa su 80 0 0 5 [Fe(II) cho vào(mg/l) 10 Viện khoa học và công nghệ môi trường Đồ án tốt nghiệp 10 8 [Fe(II)] (mg/l) 6 y 4 2 0 0 10 20 30 40 Thời gian (phút) 8 [Fe(II)] (mg/l) 6 4 y 2 0 0 10 20 30 40 Thời gian (phút) [Fe(II)] (mg/l) 6 5 4 3 2 y 1 0 0 10 20 30 Thời gian (phút) ABs 0.7 0.6 0.5 Hồ Đức Cường _Lớp CNMT_K47 0.4 0.3 0.2 y = 0.1864x 2 40 2.5 [Fe(II)] (mg/l) 2 1.5 y 1 0.5 0 0 10 20 30 40 Thời gian (phút) µ µµ µµ µφ Đường chuẩn 0.1 - 1.0 mgMn/L [Mn] = f(Abs), mg/L 1.000 y = 25.507x + 0.0191 R2 = 0.9993 0.600 0.400 0.200 0.000 0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 Abs 1 l 0.9 n mol [Mn], mg/L 0.800 0.8 0.7 0.6 0.5 0.025 0.030 0.035 0.040 Viện khoa học và công nghệ môi trường Đồ án tốt nghiệp X, mg/g 3.1 C, mg/L 0 0 22 2.5 X = X max X, mg/g 1 l 0.8 phÇnmol 0.6 0.4 C, mg/L 0 0 110 0.2 0 ABs 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 6 7 8 9 10 pH 11 12 13 14 y = 0.1864x 2 R = 0.9997 0 1 2 3 4 C(mg/l) Hồ Đức Cường _Lớp CNMT_K47 µ µ Kiểm tra bằng phương pháp thêm chuẩn 0.250 0.200 Abs 0.150 y = 0.0410x + 0.0336 0.100 R2 = 0.9990 0.050 0.000 0 1 2 3 4 5 6 V, ml Đường chuẩn 1 - 10 mg/L [Mn] = f(Abs), mg/L 12.0 [Mn], mg/L 10.0 y = 26.717x + 0.0105 R2 = 0.9999 8.0 6.0 4.0 2.0 Abs 0.0 0.000 0.080 0.160 0.240 0.320 Đường chuẩn 0.1 - 1.0 mgMn/L [Mn] = f(Abs), mg/L 1.000 [Mn], mg/L 0.800 0.600 y = 25.507x + 0.0191 R2 = 0.9993 0.400 0.200 0.000 0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 Abs 0.025 0.030 0.400 µ µµ µµ µφ 0.035 0.040 Viện khoa học và công nghệ môi trường Đồ án tốt nghiệp 1 PhÇn mol l 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 4 6 pH 8 10 l 1 0.8 phÇnmol 0.6 0.4 0.2 0 1 3 5 7 pH 9 11 13 1 l 0.8 phÇnmol 0.6 0.4 0.2 0 6 7 8 Hồ Đức Cường _Lớp CNMT_K47 9 10 pH 11 12 13 14 µ µ Danh môc h×nh Danh môc b¶ng Viện khoa học và công nghệ môi trường Đồ án tốt nghiệp mỞ ĐẦU Víi sù ph¸t triÓn c«ng nghiÖp å ¹t nh hiÖn nay, ®· lµm ¶nh hëng kh«ng nhá tíi chÊt lîng níc bÒ mÆt. §iÒu nµy lµm cho níc ngÇm ngµy cµng trë nªn quan träng trong viÖc sö dông cho môc ®Ých sinh ho¹t vµ s¶n xuÊt. Cïng víi nhu cÇu sö dông níc ngÇm ngµy cµng t¨ng th× nh÷ng yªu cÇu vÒ t×m hiÓu vµ nghiªn cøu vÒ níc ngÇm còng ngµy cµng trë nªn cÊp thiÕt h¬n. C¸c nghiªn cøu gÇn ®©y cho thÊy: nguån níc ngÇm t¹i mét sè khu vùc trªn thÕ giíi nãi chung vµ ViÖt Nam nãi riªng bÞ « nhiÔm asen ë c¸c møc ®é kh¸c nhau[3, 4, 5, 33]. Asen lµ mét nguyªn tè cã ®éc tÝnh cao. §éc tÝnh cña asen phô thuéc vµo tr¹ng th¸i ho¸ trÞ, d¹ng tån t¹i cña nã. Trong ®ã, asen ë d¹ng v« c¬ ®éc h¬n ë d¹ng h÷u c¬, asen ë tr¹ng th¸i ho¸ trÞ +3 (As(III)) ®éc h¬n tr¹ng th¸i ho¸ trÞ +5 (As(V)). Asen cã thÓ g©y nhiÔm ®éc ë liÒu lîng rÊt nhá vµ ¶nh hëng ®Õn hÇu hÕt c¸c c¬ quan trong c¬ thÓ. V× Asen cã ¶nh hëng ®Õn søc khoÎ con ngêi nªn tæ chøc Y tÕ thÕ giíi ®· ®a giíi h¹n nång ®é asen trong níc uèng xuèng 10 µg/L vµo n¨m 1993. Víi ngìng nång ®é nµy, c¸c nhµ khoa häc íc tÝnh kho¶ng 150 triÖu ngêi d©n Ên §é, 30 triÖu ngêi d©n Banglades[33], 2 triÖu ngêi Trung Quèc ph¶i sö dông nguån níc bÞ « nhiÔm Asen, cßn t¹i ViÖt Nam con sè ®ã vµo kho¶ng 10,5 triÖu ngêi[5]. §Ó ng¨n ngõa vµ gi¶m thiÓu t¸c h¹i ®èi víi søc khoÎ con ngêi, Asen cÇn ®îc lo¹i khái nguån níc tríc khi sö dông. HiÖn nay trªn thÕ giíi, nhiÒu ph¬ng ph¸p xö lý Asen ®· ®îc nghiªn cøu nh: hÊp phô + läc, ®ång kÕt tña/keo tô + läc, trao ®æi ion, läc mµng, ph¬ng ph¸p ®iÖn ho¸…Trong sè ®ã, hÊp phô + läc lµ ph ¬ng ph¸p dÔ thùc hiÖn, cã chi phÝ vËn hµnh thÊp, hiÖu qu¶ lo¹i Asen cao. Níc ngÇm thêng nhiÔm s¾t víi hµm lîng cao. Tríc khi ®a vµo sö dông, s¾t ®îc lo¹i khái níc theo quy tr×nh cæ ®iÓn: Lµm tho¸ng → L¾ng Hồ Đức Cường _Lớp CNMT_K47 → Läc. Trong qu¸ tr×nh nµy, Fe2+ bÞ «xi ho¸ bëi O2 kh«ng khÝ sinh ra Fe(OH)3. Fe(OH)3 h×nh thµnh lµ vËt liÖu hÊp phô as(V) tèt, nªn thuËn lîi cho xö lý Asen. Tuy nhiªn, trong ®iÒu kiÖn khö cña níc ngÇm, Asen tån t¹i chñ yÕu ë tr¹ng th¸i ho¸ trÞ +3 (As(III)). Kh¶ n¨ng hÊp phô as(III) cña s¾t(III) hydroxit yÕu h¬n so víi as(V) trong kho¶ng pH cña níc ngÇm (thêng tõ 6 ®Õn 7,5) vµ qu¸ tr×nh «xy ho¸ As(III) lªn As(V) b»ng «xy x¶y ra rÊt chËm[14]. Do ®ã, ®Ó t¨ng hiÖu qu¶ qu¸ tr×nh hÊp phô Asen bëi Fe(OH)3, as(III) cÇn ®îc «xy ho¸ thµnh as(V) b»ng c¸c chÊt «xy ho¸ nh clo tù do (FAC: free activated Chlorine), oz«n, kali pemanganat, H 2O2, …V× vËy t«i trän ®Ò tµi tèt nghiÖp lµ “ Nghiªn cøu xö lý Asen trong níc b»ng ph¬ng ph¸p ho¸ häc vµ hÊp phô”. Víi c¸c néi dung nghiªn cøu nh sau: 1. Ngiªn cøu kh¶ n¨ng «xi ho¸ Asen b»ng c¸c t¸c nh©n FAC vµ KMnO4, Kh¶o s¸t hiÖu suÊt cña c¸c qu¸ tr×nh «xi hãa vµ so s¸nh hiÖu qu¶ cña 2 chÊt «xi ho¸ ®ã. 2. Kh¶o s¸t thêi gian «xi ho¸ Asen cña c¸c t¸c nh©n FAC vµ KMnO4, lùa chän thêi gian lu tèi u cho qu¸ tr×nh. 3. §¸nh gi¸ kh¶ n¨ng hÊp phô As(III) vµ As(V) cña s¾t(III) hydroxit. 4. Nghiªn cøu ¶nh hëng cña nång ®é Fe(II) trong níc ®èi víi hiÖu suÊt hÊp phô As(III) khi kh«ng cã chÊt «xi ho¸. 5. Nghiªn cøu ¶nh hëng cña nång ®é Fe(II) trong níc ®èi víi hiÖu suÊt hÊp phô As(V) khi cã sö dông chÊt «xi ho¸. Viện khoa học và công nghệ môi trường Đồ án tốt nghiệp CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT: FAC : free activated chlorine ( Clo tự do hoạt động ) Hồ Đức Cường _Lớp CNMT_K47 CH¦¥NG I - TæNG QUAN I.1. Tæng quan vÒ Asen. Asen lµ nguyªn tè ®Æc biÖt cÇn thiÕt (khi ë hµm lîng rÊt thÊp) vµ chÊt ®éc cùc m¹nh (khi ë hµm lîng ®ñ lín) ®èi víi c¬ thÓ con ngêi vµ c¸c sinh vËt kh¸c. §Ó h¹n chÕ ®îc nhiÒu nhÊt t¸c h¹i vµ ph¸t huy mÆt cã Ých cña As cÇn nghiªn cøu ®Þa ho¸ m«i trêng cña As (nguån, ph©n bè, hµnh vi, c¬ chÕ th©m nhËp vµo m«i trêng vµ c¬ thÓ ngêi, t¸c h¹i vµ gi¶i ph¸p h¹n chÕ t¸c ®éng cã h¹i...). §Þa ho¸ m«i trêng As cho chóng ta bøc tranh toµn c¶nh vÒ nguån gèc, møc ®é, vµ mèi quan hÖ « nhiÔm gi÷a c¸c hîp phÇn m«i trêng, lµ c¬ së khoa häc ®Ó gi¶i quyÕt triÖt ®Ó « nhiÔm m«i trêng bëi nguyªn tè nµy. Asen lµ nguyªn tè ¸ kim cã khèi lîng nguyªn tö 74,92. Trong b¶ng hÖ thèng tuÇn hoµn, Asen cã sè thø tù lµ 33, thuéc nhãm Vb. Asen ph©n bè réng r·i trong vá tr¸i ®Êt víi hµm lîng trung b×nh kho¶ng 2 mg/kg[35]. Nã cã mÆt trong ®Êt, ®¸, níc, kh«ng khÝ ë d¹ng vÕt. Trong tù nhiªn, Asen cã thÓ tån t¹i ë bèn d¹ng ho¸ trÞ lµ -3, 0, +3 vµ +5. B¶ng 1- Mét sè kho¸ng vËt tù nhiªn chøa Asen[11]. Tªn kho¸ng Arsenargentite Chloanthite Domeykite Loellinggite Niccolite Safflorite Sperrylite Skutterudite Orpiment Realgar C«ng thøc Ag3As (Ni, Co)As3-x Cu3As FeAs2 NiAs (Co, Fe)As2 PtAs2 (Co, Ni)As3 As2S3 AsS Tªn kho¸ng Arsenopyrite Cobaltite Enargite Tennantite Pearceite Proustite Gersdorffite Glaucodote Arsenolite Adamite C«ng thøc FeAsS CoAsS Cu3AsS4 (Cu,Fe)12As4S13 Ag16As2S11 Ag3AsS3 NiAsS (Co,Fe)AsS As2O3 Zn2AsO4OH Viện khoa học và công nghệ môi trường Đồ án tốt nghiệp Asen lµ thµnh phÇn cña h¬n 200 kho¸ng vËt kh¸c nhau. Kho¸ng vËt phæ biÕn nhÊt lµ Arsenopyrite (FeAs0.9S1.1 ÷ FeAs1.1S0.9), tiÕp ®Õn lµ c¸c kho¸ng asenua (27 lo¹i), sunfua (13 lo¹i), muèi sunfo (65 lo¹i) vµ c¸c s¶n phÈm «xy ho¸ cña chóng (2 d¹ng «xit, 11 d¹ng asenit, 116 d¹ng asenat vµ 7 d¹ng silicat)[10]. Tªn cña mét sè kho¸ng vËt cña Asen ®îc tr×nh bµy trong b¶ng 1. I.2. §Æc ®iÓm ph©n bè Asen trong c¸c hîp phÇn m«i trêng tù nhiªn [6]. I.2.1. Asen trong ®¸ vµ quÆng: Hµm lîng Asen trong c¸c ®¸ magma tõ 0.5 – 2.8 ppm, c¸c ®¸ cacbonat – 2.0 ppm, ®¸ c¸t kÕt – 1.2 ppm thÊp h¬n trong c¸c ®¸ trÇm tÝch (6.6ppm) (A.P Vinogradov 1962). As ®îc tËp trung trong c¸c thµnh t¹o giµu vËt chÊt h÷u c¬ nh trong c¸c ®¸ phiÕn ë Ch©u ¢u vµ NhËt B¶n (13 ppm), ®¸ phiÕn ®en ë Mü (5 – 17 ppm). Asen lµ mét trong nh÷ng nguyªn tè cã nhiÒu kho¸ng vËt nhÊt, tíi 368 d¹ng trong ®ã c¸c nhãm hydroasenat vµ asenat - víi 213 kho¸ng vËt, sunfurasenat – 73 kho¸ng vËt, intemetallit – 40 kho¸ng vËt...Trong c¸c ®¸ phiÕn sÐt phÇn lín Asen tån t¹i trong silicat (85.5 – 92.5%), phÇn nhá cßn l¹i ë d¹ng hîp chÊt kh¸c nh «xit, sulfua, asenua (kho¶ng 7 – 14.5%). ë ViÖt Nam cha cã nhiÒu nghiªn cøu chuyªn s©u vµ toµn diÖn vÒ Asen trong c¸c thµnh t¹o tù nhiªn. C¸c kÕt qu¶ ph©n tÝch gÇn ®©y b»ng ph¬ng ph¸p ph©n tÝch kÝch ho¹t n¬tron vµ hÊp thô nguyªn tö, ICP cã ®é nh¹y cao h¬n khi x¸c ®Þnh Asen cho thÊy, hµm lîng trung b×nh cña Asen trong c¸c ®¸ magma kh«ng bÞ biÕn ®æi nhiÖt dÞch < 13.1 ppm (NguyÔn Kinh Quèc, 1992), trong trÇm tÝch vïng T©y B¾c ViÖt Nam dao ®éng trong kho¶ng 0.28 – 1.33 ppm, ®¸ phiÕn sÐt thuéc hÖ tÇng Cß Nßi – 0.93 ppm, ®¸ c¸t kÕt, bét kÕt thuéc hÖ tÇng Yªn Ch©u – 0.47 ppm, ®¸ c¸cbonat thuéc hÖ tÇng B¶n P¸p – 1.33 ppm (§ç V¨n ¸i, 1994). §¸ v©y quanh ë nhiÒu vïng má nguån gèc nhiÖt dÞch thêng chøa Asen víi hµm lîng kh¸ cao. Theo §Æng Mai (2000) hµm lîng As trong qu¹ng vµng kiÓu th¹ch anh-vµng-sulfua trong c¸c ®¸ phun trµo bazan thuéc hÖ tÇng ViÖt Nam, khu vùc §åi Bï (Hoµ B×nh) dao ®éng trong kho¶ng tõ 50 – 204 ppm. Cßn hµm lîng Asen trong ®¸ c¸t bét kÕt, phiÕn silic, phiÕn sÐt thuéc hÖ tÇng ThÇn Sa trong ®íi kho¸ng ho¸ th¹ch anh – sulfua – vµng khu vùc Khau ¢u – La Hiªn (B¾c C¹n, Th¸i Nguyªn) ®¹t 13.2 ppm, Hồ Đức Cường _Lớp CNMT_K47 trong qu¹ng lµ 1292 – 1442 ppm. Hµm lîng trung b×nh As trong ®¸ phiÕn xerixit, phiÕn sÐt hÖ tÇng Cèc X« thuéc vïng má ch× - kÏm Chî §ån (B¾c C¹n) ®¹t tíi 97.8 ppm cßn hµm lîng Asen trong qu¹ng ch× - kÏm ®¹t tíi 8205 – 261824 ppm (§ç V¨n ¸i, 2000). Nh×n chung, hµm lîng As trong mét sè vïng má nguån gèc nhiÖt dÞch cao h¬n so víi khu vùc kh«ng cã kho¸ng ho¸. I.2.2. Asen trong ®Êt vµ vá phong ho¸ Hµm lîng trung b×nh cña Asen trong ®Êt tõ 5 ppm – 6 ppm (K.Bowen, 1979), trong ®Êt ë Mü lµ 1.7 – 5 ppm, ë Ph¸p vµ Italia – 2 ppm, Canada – 6.3 ppm, NhËt B¶n 3.5 – 52 ppm, ë Liªn X« lµ 3.6 ppm. C¸c kiÓu ®Êt kh¸c nhau vÒ hµm lîng As, hµm lîng trung b×nh Asen trong ®Êt ph¸t triÓn trªn ®¸ c¸t kÕt ë Th¸i Lan lµ 2.4ppm, ë NhËt B¶n 4ppm, Hµn Quèc 4.6ppm, Canada 5.8ppm, ®Êt Laterit ë Australia lµ 3ppm. §Êt phong ho¸ tõ sÐt kÕt giµu Asen h¬n: Bungari 3.4ppm, Th¸i Lan 12.8ppm, Anh 25ppm... ë níc ta Ýt tµi liÖu vÒ ®Þa ho¸ Asen trong ®Êt.Mét sè nghiªn cøu gÇn ®©y (§ç V¨n ¸i,2000) vÒ sù ph©n bè Asen trong ®Êt vá phong ho¸ ë ViÖt Nam cho thÊy: Hµm lîng trung b×nh cña Asen trong ®Êt T©y B¾c giao ®éng trong kho¶ng 2.611ppm. §Êt h×nh thµnh trªn c¸c ®¸ biÕn chÊt: phiÕn xerixit, phiÕn mica, phiÕn amphibolit thuéc hÖ tÇng NËm C«, ®Êt trªn c¸c ®¸ biÕn chÊt thuéc hÖ tÇng Suèi Chiªng cã hµm lîng Asen kh«ng cao, kho¶ng 2.6ppm. §Êt dèc tô trªn ®¸v«i thuéc diÖp §ång Giao 2.87ppm, ®Êt ph¸t triÓn trªn c¸t kÕt, bét kÕt, sÐt kÕt thuéc hÖ tÇng CÈm Thuû, trªn c¸t kÕt, bét kÕt thuéc ®iÖp Yªn Ch©u trung b×nh tõ 7.1-8.4ppm, ®Êt trªn phiÕn ®¸ thuéc diÖn s«ng M· 9.35ppm... (§ç V¨n ¸i,1994).VPH trªn quÆng vµng ë §åi Bï Giµu As h¬n (5 – 2550 ppm, trrung b×nh 372). Theo §Æng Mai(2000) hµm lîng As trong ®Êt vµ VPH feralit trªn c¸c ®¸ bazan hÖ tÇng ViÖt Nam ë khu quÆng vµng §èi Bï lµ 5-220 ppm, trung b×nh 161ppm. Asen cã xu híng ®îc tÝch tô trong qu¸ tr×nh phong ho¸. Trong nhiÒu kiÓu ®Êt ë c¸c c¶nh quan ®Þa ho¸ kh¸c nhau cã hµm lîng Asen giµu h¬n trong ®¸ mÑ. Ch¼ng h¹n, hµm lîng trung b×nh cña Asen trong c¸c ®¸ trÇm tÝch lôc nguyªn thuéc má vµng Khau ¢u(B¾c K¹n) lµ 13.2 ppm cßn trong ®Êt vµ vá phong ho¸ ph¸t triÓn trªn chóng lµ 16.9 ppm, ®Êt trong c¸c dÞ thêng quÆng tíi 92.3ppm. §Êt khu vùc má ch× - Viện khoa học và công nghệ môi trường Đồ án tốt nghiệp kÏm Chî §ån (B¾c K¹n) còng cã sù tÝch tô As: Hµm lîng trung b×nh cña Asen trong c¸c ®¸ trÇm tÝch, trÇm tÝch biÕn chÊt khu vùc, kho¶ng 97.8 ppm, cßn trong ®Êt vµ vá phong ho¸ h×nh thµnh chóng 915 ppm (210-1.518 ppm), hÖ sè tËp trung K=9. I.2.3. Asen trong trÇm tÝch bë rêi Hµm lîng tæng Asen trong bïn biÓn ®¹i d¬ng thÕ giíi lµ 1ppm (Vinogradov 1967), trong trÇm tÝch §Ö tø h¹t mÞn ë Osaka, Kobe, Kyoto, Chiaba, Fukuoka, Sendai (NhËt B¶n) kho¶ng 1-30 ppm, trong trÇm tÝch sÐt biÓn tuæi Plio-pleistocene ë Osaka lµ 200 ppm (Mitamura,1998; Masuda and Mitamura,1998). Theo NguyÔn ThÞ ChuyÒn, Ph¹m Hïng ViÖt (2000), hµm lîng As trong trÇm tÝch §Ö tø ë c¸c lç khoan níc Hµ Néi (6 - 63 ppm trong trÇm tÝch sÐt n©u, 2-12 ppm trong sÐt mµu x¸m, 0.5-5 ppm trong c¸t vµng- n©u x¸m) cã quan hÖ tuyÕn tÝnh víi hµm lîng Fe(OH)3, FeOOH (RAs-Fe=0,94). TrÇm tÝch biÓn ven bê ViÖt Nam cã hµm lîng As (d¹ng trao ®æi ion) dao ®éng trong kho¶ng 0.1-6ppm , cao nhÊt lµ vïng ven bê B¹c Liªu-Cµ Mau vµ Phó Yªn, Qu¶ng Ng·i (Mai Träng NhuËn, §µo M¹nh TiÕn, 1997, 1998, 1999). I.2.4. Asen trong kh«ng khÝ vµ níc Hµm lîng Asen trong kh«ng khÝ (ng/m3) cña thÕ giíi kho¶ng 0.007- 2.3 ( trung b×nh 0.5), vïng « nhiÔm lµ 1.5 - 190 ( trung b×nh 15), ë Ch©u phi 0.6 – 1.2; ë Nam Mü 0.9-1.6; ë Ch©u ¢u, B¾c Mü 2.4; Liªn Bang §øc 1.5-53; NhËt B¶n 0.3-150. Theo Ph¹m Ngäc Hå vµ céng sù (2000), hµm lîng As trong kh«ng khÝ ë khu vùc xung quanh Ng· T Së lµ 0.036-0.071 ( trung b×nh 0.044 ng/m3). Hµm lîng Asen trong níc ma ( µ g/l) ë Th¸i B×nh D¬ng lµ 0.6, ë NhËt 1.6, ë Thuþ §iÓn 2.5, vïng kh«ng bÞ nhiÔm ë Ch©u ¢u lµ 0.005 - 0.018 (trung b×nh 0.08), vïng « nhiÔm ë B¾c ¢u lµ 3.6 - 84 (trung b×nh 12.3). Hµm lîng Asen ( µ g/l) trong níc biÓn thÕ giíi kho¶ng 3.7, trong níc s«ng thÕ giíi lµ 4, trong níc s«ng ë Mü lµ 1.5, NhËt 1.7, Liªn Bang §øc 3.6, Thôy §iÓn 0.210, ë Anh 15( µ g/l). Hµm lîng Asen trong níc díi ®Êt ( µ g/l) ë Na Uy 0,002- 11 (trung b×nh 0,02), Ireland 0.2- 0.4, Liªn X« 3, NhËt 0.3 - 3.4, Mü 1- 6, Thôy §iÓn 0.08 - 22. Hồ Đức Cường _Lớp CNMT_K47 Hµm lîng Asen trong níc díi ®Êt phô thuéc rÊt nhiÒu vµo tÝnh chÊt vµ tr¹ng th¸i m«i trêng ®Þa ho¸. D¹ng Asen tån t¹i chñ yÕu trong níc díi ®Êt lµ H3AsO44-(trong m«i trêng pH axÝt ®Õn gÇn trung tÝnh ), HAsO42- (trong m«i trêng kiÒm). Hîp chÊt cña Asen víi Na cã tÝnh trung hoµ tan rÊt cao, cßn nh÷ng muèi cña Asen víi Ca, Mg vµ c¸c hîp chÊt Asen h÷u c¬, ®Æc biÖt lµ Asen-axÝt fulvic rÊt bÒn v÷ng, cã xu thÕ t¨ng theo chiÒu t¨ng cña ®é pH vµ tØ lÖ As-axit fulvic. C¸c hîp chÊt cña As 5+ ®îc h×nh thµnh theo ph¬ng thøc nµy. Phøc chÊt Asen nh vËy cã thÓ chiÕm tíi 80% c¸c d¹ng hîp chÊt Asen tån t¹i trong níc díi ®Êt. Asen trong níc díi ®Êt thêng tËp trung cao trong kiÓu níc bicacbonat, nh bicacbonat CL,Na,B,Si. Níc díi ®Êt trong nh÷ng vïng trÇm tÝch nói löa, mét sè khu vùc quÆng ho¸ nguån gèc nhiÖt dÞch, má dÇu - khÝ, má than,...thêng giµu Asen. Theo §ç Träng Sù (1997) hµm lîng As trong níc ngÇm trong mét sè vïng miÒn B¾c kho¶ng 0.0001- 0.32 mg/l (b¶ng 2). Níc ngÇm ë mét sè thuéc ViÖt Tr×, Hµ Néi vµ H¶i Phßng cã As (trung b×nh 0.014-0.034 mg/l) cao h¬n níc ngÇm ë B¾c Giang vµ Nam §Þnh (trung b×nh 0.0038-0.0068 mg/l). Hµm lîng As cña tÇng chøa níc Pleistocene (0.0003-0.0927mg/l) thÊp h¬n trong tÇng chøa níc Holocªn (0.0002-0.132mg/l, §ç Träng Sù,1997). ë Hµ Néi, hµm lîng Asen trong níc ngÇm ë nh÷ng vïng cã trÇm tÝch ®Ö tø víi c¸c tói bïn giµu vËt liÖu h÷u c¬ thêng cao h¬n ë c¸c vïng kh¸c (NguyÔn ThÞ Chuyªn vµ Céng sù, 2000). I.2.5. Asen trong sinh vËt Trªn thÕ giíi , c©y trång còng chøa mét lîng Asen nhÊt ®Þnh, ®«i khi kh¸ cao. Hµm lîng Asen trong thùc vËt kh« lµ n.10 - 5%,trong cá ch¨n nu«i ë Mü lµ 0,06 0,7ppm. Hµm lîng trung b×nh cña asen (ppm) trong lóa (kh«) 110 - 200, ng« (kh«) 30 - 40, b¾p c¶i ( t¬i) 50 - 200, cµ chua ( t¬i) 9- 1200. Asen tÝch tô chñ yÕu ë rÔ, ë nh÷ng khu vùc ®Êt bÞ « nhiÔm th× rÔ c©y hÊp thô kh¸ nhiÒu Asen (1000 - 6000ppm), cßn phÇn trªn mÆt ®Êt 100ppm. RÊt ®¸ng lu t©m lµ ( theo K.William, 1940) hµm lîng cña chÝnh nã trong rau tríc ®©y (0.1- 2.7ppm trung b×nh 0.3- 0.5ppm), thÊp h¬n hµm lîng cña chÝnh nã trong rau hiÖn nay? Ph¶i ch¨ng ®©y lµ hËu qu¶ cña sù « nhiÔm m«i trêng ®Êt, níc bëi As hiÖn nay. Sinh vËt biÓn nãi chung thêng giµu Asen, Viện khoa học và công nghệ môi trường Đồ án tốt nghiệp hµm lîng trung b×nh cña Asen trong c¸ biÓn tõ 0.2- 4.7ppm(trung b×nh 2.7ppm), cßn c¸ níc ngät lµ 0.54 ppm. Asen tËp trung trong gan vµ mì c¸. Asen ®i vµo c¬ thÓ con ngêi trong mét ngµy ®ªm th«ng qua chuçi thøc ¨n kho¶ng 1mg, qua bôi kh«ng khÝ 1.4g c¸c ®êng kh¸c 0.04 – 1.4 g. Asen hÊp thô vµo c¬ thÓ ngêi qua ®êng d¹ dµy, nhng còng dÔ bÞ th¶i ra. Hµm lîng Asen trong c¬ thÓ ngêi kho¶ng 0.08- 0.2 ppm, tæng lîng Asen cã trong ngêi b×nh thêng kho¶ng 1.4mg. Asen tËp trung trong gan, thËn, hång cÇu, homoglobin vµ ®Æc biÖt tËp trung trong n·o, x¬ng, da, phæi, tãc. I.3. VÊn ®Ò « nhiÔm m«i trêng bëi Asen vµ nh÷ng t¸c h¹i ®èi víi søc khoÎ con ngêi. VÒ mÆt sinh häc, Asen lµ mét chÊt ®éc cã thÓ g©y 19 bÖnh kh¸c nhau trong ®ã cã ung th da vµ phæi. MÆt kh¸c Asen cã vai trß trong trao ®æi nuclein, tæng hîp protit vµ hemoglobin. Asen ¶nh hëng ®Õn thùc vËt nh mét chÊt c¶n trao ®æi chÊt, lµm gi¶m m¹nh n¨ng xuÊt, ®Æc biÖt trong m«i trêng thiÕu ph«tpho. §éc tÝnh cña c¸c hîp chÊt Asen ®èi víi sinh vËt díi níc t¨ng ®Çn theo d·y Asin-> Asenit->Asenat-> hîp chÊt Asen h÷u c¬. Trong m«i trêng sinh th¸i, c¸c d¹ng hîp chÊt Asen ho¸ trÞ 3 cã ®éc tÝnh cao h¬n d¹ng ho¸ trÞ 5. M«i trêng khö lµ ®iÒu kiÖn thuËn lîi ®Ó cho nhiÒu hîp chÊt Asen ho¸ trÞ 5. ThÕ «xy ho¸ - khö, ®é pH cña m«i trêng vµ lîng kaloit giµu Fe3+ ..., lµ nh÷ng yÕu tè quan träng t¸c ®éng ®Õn qu¸ tr×nh «xy ho¸ - khö c¸c hîp chÊt Asen trong tù nhiªn. Nh÷ng yÕu tè nµy cã ý nghÜa lµm t¨ng hay gi¶m sù ®éc h¹i cña c¸c hîp chÊt Asen trong m«i trêng sèng. Sù nhiÔm ®éc Asen cßn gäi lµ arsenicosis xuÊt hiÖn nh mét tai ho¹ m«i trêng ®èi víi søc khoÎ con ngêi trªn thÕ giíi. C¸c biÓu hiÖn ®Çu tiªn cña bÖnh nhiÔm ®éc Asen lµ chøng s¹m da (melanosis), dÇy biÓu b× (keratosis), tõ ®ã dÉn ®Õn ho¹i th hay ung th da. Asen cã thÓ g©y nhiÔm ®éc ë liÒu lîng rÊt nhá vµ ¶nh hëng ®Õn hÇu hÕt c¸c c¬ quan trong c¬ thÓ. Ngêi sö dông níc bÞ nhiÔm asen ë nång ®é cao l©u dµi cho ¨n uèng cã thÓ bÞ ung th c¸c c¬ quan néi t¹ng nh: phæi, bµng quang, d¹ dµy, gan, thËn…, còng nh c¸c bÖnh liªn quan ®Õn hÖ thÇn kinh, hÖ h« hÊp, ®êng tiªu ho¸, c¬, x¬ng khíp. Asen ®i vµo c¬ thÓ b»ng tÊt c¶ c¸c con ®êng: hÝt thë, ¨n uèng vµ thÈm thÊu qua da. Trong ®ã, uèng níc bÞ nhiÔm lµ con ®êng chÝnh ®Ó asen x©m nhËp vµo Hồ Đức Cường _Lớp CNMT_K47 c¬ thÓ. Khi vµo trong c¬ thÓ, Asen(III) tÊn c«ng ngay lËp tøc vµo c¸c enzim cã chøa nhãm (-SH) vµ c¶n trë ho¹t ®éng cña chóng. Qu¸ tr×nh nµy cã thÓ ®îc gi¶i thÝch b»ng c¬ chÕ sau: [14,15,16]. C¬ chÕ g©y ®éc cña asenit: C H − SH CH −S C H2 C H2 Ι Ι Ι AsO − Ι C H − SH + Ι ( CH 2 ) 6 AsO33− = Ι CH −S + Ι ( CH 2 ) 6 2OH − Ι P rotein ( Enzim dang tu do) P rotein ( Phuc da bi thu dong ) Asenat còng gièng phèt ph¸t, dÔ kÕt tña víi c¸c kim lo¹i vµ Ýt ®éc h¬n so víi d¹ng asenit. Khi x©m nhËp vµo c¬ thÓ, asenat thÕ chç cña phèt ph¸t trong chuçi ph¶n øng tao adenozintriphotphat (ATP) do ®ã ATP sÏ kh«ng ®îc h×nh thµnh: C H − OPO22− C H − OPO22− C H − OH C H − OH Ι Ι Ι C =O + PO43− = Ι C =O + OH − → ATP Ι Ι OPO22− H Khi cã mÆt cña asenat, t¸c dông sinh ho¸ chÝnh cña nã lµ g©y keo tô protein, t¹o ra phøc víi Coenzym vµ c¶n trë qu¸ tr×nh phèt ph¸t ho¸ ®Ó t¹o ra ATP. C H − OPO22− C H − OPO22− C H − OH C H − OH Ι Ι Ι C =O Ι H + AsO43− = Ι C =O + OH − Ι OAsO22− V× asen cã ¶nh hëng ®Õn søc khoÎ con ngêi nªn tæ chøc Y tÕ thÕ giíi ®· ®a giíi h¹n nång ®é asen trong níc uèng xuèng 10 µg/L vµo n¨m 1993. Tiªu chuÈn nµy còng ®· ®îc bé Y TÕ ViÖt Nam ®a ra n¨m 2002. Nguån Asen « nhiÔm trong m«i trêng cã thÓ lµ c¸c qu¸ tr×nh tù nhiªn (phun trµo nói löa, ho¹t ®éng macma, nhiÖt dÞch, phong ho¸…) vµ ®Æc biÖt lµ ho¹t ®éng nh©n sinh (®èt nhiªn liÖu ho¸ th¹ch, ®èt r¸c, nÊu ch¶y qu¹ng, luyÖn kim, khai th¸c vµ chÕ biÕn qu¹ng nhÊt lµ qu¹ng sulfua vµ asenua, s¶n xuÊt vµ sö dông thuèc trõ s©u diÖt cá, ph©n ho¸ häc, vò khÝ ho¸ häc…
- Xem thêm -