1.Giới thiệu chung về Asen
Asen là một á kim gây ngộ độc cao và có nhiều dạng thù hình: màu vàng (phân tử phi
kim) và một vài dạng màu đen và xám (á kim) chỉ là số ít mà người ta có thể nhìn thấy.
Ba dạng có tính kim loại của asen với cấu trúc tinh thể khác nhau cũng được tìm thấy
trong tự nhiên (các khoáng vật asen sensu stricto và hiếm hơn là asenolamprit cùng
parasenolamprit), nhưng nói chung nó hay tồn tại dưới dạng các hợp chất asenit(As(III))
và asenat(As(IV))
Hình 1: hình ảnh về mẫu quặng chứa Asen
2.Các dạng tồn tại của Asen trong nước:
As tồn tại trong các nguồn nước tự nhiên có số oxi hoá +3 và +5. Các dạng thuỷ phân
của As vô cơ không màu gồm: H3AsO3, H2AsO3-, HAsO32-, AsO33-, H3AsO4, H2AsO4-,
HAsO42, AsO43- phụ thuộc nhiều vào pH của môi trường
Hình 2:ảnh hưởng của pH đến các dạng tồn tại của As
3.Độc tính của Asen
As và các hợp chất của As có độc tính rất cao khi hàm lượng của nó vượt mức
cho phép(tiêu chuẩn quốc tế là 10µg/l,tiêu chuẩn Việt Nam là 50 µg/l). Các tác hại
của As lên hệ thực vật thường thấy như: làm giảm quá trình quang hợp, làm rụng lá
cây, gây thiếu sắt, thiếu photpho... Với người và động vật, As gây nhiễm độc ở liều
lượng rất nhỏ, gây độc hại tới tất cả các hệ cơ quan trong cơ thể, làm rối loạn nhiều
chức năng sống, huỷ hoại nhiều protein quan trọng và ức chế các enzym chuyển hoá.
4. Cơ chế gây độc của As
As phá huỷ các mô trong hệ hô hấp, trong gan và thận. Nó tác động lên các
enzim hoạt động đảm bảo cho quá trình hô hấp. Các nghiên cứu đã chỉ ra cơ chế gây
độc chính của As là do sự liên kết của nó với các nhóm sunfuahydryl SH, làm mất
chức năng hoạt động của enzim.
SH
Enzym
SH
+
SH
AsO3-3
As - O-
Enzym
+
2 OH-
SH
Các hợp chất Aso (R-As=As-R) bị oxi hoá dễ dàng ngay cả khi có vết oxi, tạo RAs=O phản ứng với enzim chứa nhóm -SH.
SR'
R-As
O
+
R-As
2R'SH
SR'
Một số enzim chứa hai nhóm thiol có thể phản ứng với hợp chất As
thế một lần, bằng cách đó tạo ra cấu trúc vòng 5 cạnh. Phản ứng này thuận nghịch
với đithiol. Axit liponic, cần thiết cho giai đoạn đầu trong sự oxi hoá của piruvate, bị
ức chế bằng cách này bởi liuzit (sử dụng làm khí độc).
S
S
SH
protein
AsCH
+ ClCH
protein
CHCl + BAL
S
SH
CH2
CHAsH2
S
CH
CH2OH
Asen(V) ức chế các enzim sinh năng lượng cho tế bào như các enzim sinh
ra ATP làm chu trình xitric bị kìm hãm.
OPO32H
C
H
OH
C
OPO32-
+ PO43C
C
O
ATP
OH
O
O
H
PO32-
OPO32H
C
OH
C
O
Ph©n huû thµnh s¶n
phÈm ®Çu
O
AsO33-
3. Vì sao nước nhiễm nhiều Asen
Nước nhiễm Asen là từ rất nhiều nguyên nhân nhưng sau đay chúng ta sẽ trình bày
một số nguyên nhân chính:
Nước chảy qua các địa tầng có chứa nhiều Asen .
Sự suy thoái cúa nước ngầm làm cho các tầng khoáng chứa Asen bị phong
hóa và chuyển hóa những Asen khó tan thành dạng có thể tan trong nước .
Các nguồn nước có thuốc trừ sâu chứa Asen được sử dụng trong nông nghiệp
và nước thải của các nhà máy có chứa hóa chất Asen thải ra môi trường và
ngấm xuống nguồn nước ngầm .
Asen tồn tại trong nước nguồn ở hai dạng là As3+ và As 5+nhưng anh hưởng lớn nhất
tới con người là As3+ .
4. Ảnh hưởng của Asen đến sức khỏe
Asen gây ra ba tác động chính tới sức khỏe con người là: làm đông keo protein, tạo
phức với asen(III) và phá hủy quá trình phốt-pho hóa. Các biểu hiện của nhiễm độc
asen đó là: gây ho, tức ngực và khó thở, mất thăng bằng, đau đầu, nôn mửa, đau
bụng đau cơ (thể cấp tính). Nếu nhiễm xảy ra thường xuyên thì ảnh hưởng đến da
như đau, sưng tấy da, vệt trắng tên móng tay…
- Asen và các hợp chất của nó tác dụng lên sunfuahydryl (-SH) và các men phá vỡ
quá trình photphoryl hóa, tạo phức co-enzyme ngăn cản quá trình sinh năng lượng.
Asen có khả năng gây ung thư biểu mô da, phế quản, phổi, xoang…
- Asen vô cơ có hóa trị3 có thể làm sơ cứng ở gan bàn chân, ung thư da. Asen vô cơ
có thể để lại ảnh hưởng kinh niên với hệ thần kinh ngoại biên, một vài nghiên cứu đã
chỉ ra asen vô cơ còn tác động lên cơ chế hoạt động của AND.
Asen gây nhiều tác hại cho sức khỏe con người
- Bệnh sạm da, mất sắc tố da, cahi cứng da, và rối loạn tuần hoàn ngoại biên là các
triệu chứng do tiếp xúc thường xuyên với asen. Ung thư da và nhiều ung thư nội
tạng cũng do vậy. Các bênh như tim mạch cũng được phất hiện có liên quan đến
thức ăn, nước uống có asen và do tiếp xúc với asen. Trong nghiên cứu số người dân
uống nước có nồng độ asen cao cho thấy, tỷ lệ ung thư gia tăng theo liều lượng asen
và thời gian uống nước.
5. Cách xử lý nước
Ngày nay trên thị trường có rất nhiều loại máy lọc, vật liệu lọc được giới thiệu là có
khả năng xử lý Asen nhưng những vật liệu đó thường kém chất lượng và chỉ xử lý
được Asen ở một thời gian nhất định khoảng 3-4 tháng là sẽ hết tác dụng xử lý vì
những vật liệu lọc rẻ tiền này chỉ được tẩm một lớp mangan rất nhỏ khoảng
10- 12 % nên không có khả năng xử lý Asen nếu có cũng không được bền .
- Muốn xử lý được Asen bạn cần phải tìm được loại vật liệu mà mangan chiếm
khoảng 40 - 50% thì mới có khả năng xử lý Asen nhưng những loại vật liệu như vậy
thường rất đắt Như Filox ,BRIL nhập khẩu từ USA( không phải hàng sản xuất trong
nước ) hoặc vật liệu lọc tổng hợp với thành phần quặng mangan rất cao có khả năng
hấp thụ và xử lý Asen .
Dưới đây là 1 số phương pháp thông dụng, rẻ tiền và được sử dụng khá phổ
biến ở nước ta
a. Keo tụ – Kết tủa
Đây là phương pháp xử lý đơn giản nhất, bằng cách bơm nước ngầm từ giếng
khoan, sau đó làm thoáng để ôxy hóa sắt, mangan, tạo hydroxyt sắt và mangan kết
tủa. Asen (III) được oxy hóa đồng thời thành As (V), có khả năng hấp phụ lên bề
mặt của các bông keo tụ Hydroxyt Sắt hay Mangan tạo thành và lắng xuống đáy bể,
hay hấp phụ và bị giữ lại lên bề mặt hạt cát trong bể lọc.
b. Hấp phụ
Hấp phụ bằng nhôm hoạt hóa: Nhôm hoạt hóa được sử dụng có hiệu quả để xử lý
nước có hàm lượng chất rắn hòa tan cao. Phương pháp này tương đối thuận lợi, nhất
là cho các vùng nông thôn nghèo. Chỉ cần đổ nước giếng cần xử lý qua lớp vật liệu
lọc. Thời gian làm việc của thiết bị phụ thuộc vào chất lượng nước và hàm lượng sắt
trong nước nguồn. Hàm lượng sắt trong nước nguồn càng cao, hiệu suất khử Asen
càng cao và chu kỳ làm việc trước khi hoàn nguyên càng tăng
- Xem thêm -