Tài liệu Tổng hợp hydroxyapatit từ vỏ sò dùng làm chất hấp phụ asen

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CHỬ THỊ THANH VÂN TỔNG HỢP HYDROXYAPATIT TỪ VỎ SÒ DÙNG LÀM CHẤT HẤP PHỤ ASEN CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC MÃ SỐ: 605276 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ----------------------------------- CHỬ THỊ THANH VÂN TỔNG HỢP HYDROXYAPATIT TỪ VỎ SÒ DÙNG LÀM CHẤT HẤP PHỤ ASEN CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC MÃ SỐ: 605276 LUẬN VĂN THẠC SĨ CBHD: PGS.TS. HUỲNH KỲ PHƢƠNG HẠ TS. TRƢƠNG CHÍ THÀNH TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2014 CÔNG TRÌNH ĐƢỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG – TP.HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Huỳnh Kỳ Phương Hạ TS. Trương Chí Thành Cán bộ chấm nhận xét 1: TS. Đoàn Văn Hồng Thiện (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Cán bộ chấm nhận xét 2: TS. Huỳnh Liên Hương (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP.HCM ngày 27 tháng 12 năm 2014 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) 1. PGS. TS. Huỳnh Kỳ Phương Hạ 2. TS. Huỳnh Liên Hương 3. TS. Đoàn Văn Hồng Thiện 4. PGS.TS. Lê Thị Kim Phụng 5. PGS.TS. Lê Thị Hồng Nhan Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sữa chữa. CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƢỞNG KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Chử Thị Thanh Vân MSHV: 12880191 Ngày, tháng, năm sinh: 02/02/1987 Nơi sinh: Cần Thơ Chuyên ngành: Công nghệ Hóa học Mã số : 605276 I. TÊN ĐỀ TÀI: NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Hoàn thành luận văn đúng hạn. Tổng hợp Hydroxyapatit từ vỏ sò dùng làm chất hấp phụ Asen II. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 20/ 02/ 2014. III. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 14/ 11/ 2014 IV. CÁN BỘ HƢỚNG DẪN: PGS.TS. Huỳnh Kỳ Phương Hạ, TS.Trương Chí Thành. TP. HCM, ngày . . . . tháng .. . . năm 2014 CÁN BỘ HƢỚNG DẪN (Họ tên và chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên và chữ ký) TRƢỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC (Họ tên và chữ ký) LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học chương trình cao học liên kết của Đại học Bách Khoa tại Cần Thơ, em luôn cảm nhận được sự nhiệt tình và tận tâm của tất cả quý thầy cô. Đối với em, được học dưới sự hướng dẫn chỉ bảo của quý thầy cô khoa Kỹ thuật Hóa Học là một may mắn ý nghĩa. Vì những điều thầy cô truyền cho chúng em không đơn giản chỉ là kiến thức. Em xin gửi lời cảm ơn thầy Huỳnh Kỳ Phương Hạ và thầy Trương Chí Thành đã hướng dẫn em trong thời gian thực hiện luận văn. Em xin được cảm ơn bộ môn Công nghệ hóa học_Khoa Công nghệ (ĐHCT) đã tạo điều kiện về cơ sở vật chất thí nghiệm. Cảm ơn sự giúp đỡ của anh chị và các bạn cùng lớp Cao học Công Nghệ Hóa Cần Thơ. Cảm ơn các em lớp Công nghệ Hóa K36 đã giúp đỡ và chia sẻ rất nhiều trong thời gian làm việc tại phòng thí nghiệm. Và cám ơn ba me đã ủng hộ về cả về vật chất lẫn tinh thần. Một lần nữa xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến tất cả mọi người đã giúp đỡ, động viên, chỉ bảo em hoàn thành luận văn này. Người viết Chử Thị Thanh Vân TÓM TẮT Asen (As) trong nước uống có thể gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người. Nghiên cứu này đã nghiên cứu tác động của nano hydroxyapatit (nano-HAp) đối với hấp phụ các ion As(V) trong dung dịch nước. HAp đã được tổng hợp bởi một phản ứng hóa học ướt sử dụng bột vỏ sò (CaO) làm nguyên liệu ban đầu được chuyển đổi về canxi hydroxit (Ca(OH)2) và sau đó phản ứng với axit photphoric (H3PO4). Ban đầu vỏ sò nguyên liệu (CaCO3) được nung để chuyển thành oxit canxi vô định hình ở 900°C trong 4 giờ. Dung dịch phản ứng được chiếu xạ trong lò vi sóng và tiếp tục làm khô bằng lò vi sóng. Trong tất cả thí nghiệm, tỷ lệ Ca: P= 1,67 được duy trì. Kết quả cho thấy bột HAp có thể được tổng hợp bằng phương pháp đơn giản ở nhiệt độ phòng, hạt HAp có kích thước 14-50nm. Thêm nữa nano-HAp có thể được sử dụng như một vật liệu hấp phụ hiệu quả để loại bỏ As (V) từ dung dịch nước.Lượng HAp thích hợp để loại bỏ As (V) được tìm thấy là 2g / l với hiệu quả loại bỏ 98% . ABSTRACT Arsenic(As) contained in drinking water can cause adverse effects on human health. This study investigated the effect of hydroxyapatite nanoparticles (nanoHAp) on sorption of As(V) ions in aqueous solution. HAp was synthesized by a wet chemical reaction using powdered seashells (CaO) as starting material which was converted to calcium hydroxide (Ca(OH)2) and subsequently reacted with phosphoric acid (H3PO4). Initially raw sea shells (CaCO3) were thermally converted to amorphous calcium oxide by heat treatment. The reactants were irradiated in a domestic microwave oven followed by microwave drying. In all of the experiments, Ca:P ratio of 1.67 was maintained for the reagents. The results indicated that HAp powder could be synthesized by a simple processing method at room temperature, HAp particles of size 14-50nm. Additionally, nano-HAp can be used as an effective adsorbent for removal of As(V) from aqueous solution.The appropriate amount of HAp for As (V) removal is found to be 2g/l with the removal efficiency of 98 %. LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng tất cả những kết quả nghiên cứu được nêu trong luận văn này là do tôi thực hiện. Các ý tưởng tham khảo và những kết quả trích dẫn từ các công trình khác đều được nêu rõ trong luận văn. TP. HCM, tháng 12 năm 2014 Chử Thị Thanh Vân DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT HAp : Hydroxyapatite XRD : X-ray Diffraction – Phổ nhiễu xạ tia X. SEM : Scanning Electron Microscope – Kính hiển vi điện tử quét. FT-IR : Fourier Transform Infra-Red – Phổ hồng ngoại. β-TCP : Beta Tri-Calcium Phosphate CaO : Calcium oxide CaCO3 : Calcium carbonate H3PO4 : Acid phosphoric MỤC LỤC CHƢƠNG 1 : MỞ ĐẦU............................................................................................ 1 1.1. Lý do chọn đề tài .............................................................................................. 1 1.2. Mục đích và ý nghĩa của đề tài .........................................................................1 1.3. Mục tiêu của đề tài ............................................................................................ 2 1.4. Đối tượng và phạm vi của đề tài .......................................................................2 CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ..................................................................3 2.1. Tình trạng ô nhiễm Asen ..................................................................................3 2.2. Tính chất và các hợp chất của Asen .................................................................3 2.3. Độc tính của Asen ............................................................................................. 5 2.4. Các phương pháp xác định Asen trong nước....................................................6 2.4.1. Phương pháp điện hoá ....................................................................................6 2.4.1.1 Phương pháp cực phổ ..................................................................................6 2.4.1.2. Phương pháp von - ampe hòa tan ............................................................... 6 2.4.2. Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis ........................................6 2.4.3. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS ..........................................8 2.5. Các phương pháp xử lý Asen trong nước thải ..................................................8 2.6. Lý thuyết hấp phụ .......................................................................................... 12 2.6.1. Khái niệm .....................................................................................................12 2.6.2. Hấp phụ vật lý .............................................................................................. 13 2.6.3. Hấp phụ hóa học ........................................................................................... 14 2.6.4. Chất hấp phụ.................................................................................................15 2.7. Sơ lược về phát triển thủy hải sản và vỏ sò ....................................................19 2.7.1. Tình hình phát triển thủy hải sản ..................................................................19 2.7.2. Sơ lược về vỏ sò ........................................................................................... 20 2.8. Hydroxyapatit (HAp) ......................................................................................22 2.9. Những nghiên cứu liên quan ...........................................................................22 CHƢƠNG 3: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................26 3.1. Nội dung nghiên cứu.......................................................................................26 3.2. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................26 3.3. Tổng hợp Hydroxyapatit (HAp) từ vỏ sò .......................................................27 3.3.1. Thuyết minh qui trình tổng hợp HAp từ vỏ sò .............................................29 3.3.2. Mô hình thí nghiệm cho quá trình tổng hợp HAp từ vỏ sò .......................... 31 3.3.3. Mô hình thí nghiệm cho quá trình hấp phụ Asen bằng HAp .......................33 3.4. Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị sử dung trong đề tài ...................................46 3.4.1. Nguyên liệu ..................................................................................................46 3.4.2. Hóa chất dùng trong các thí nghiệm tổng hợp và phân tích ......................... 48 3.4.3. Dụng cụ và thiết bị .......................................................................................48 CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN ............................. 50 4.1. Khảo sát quá trình tổng hợp Hydroxyapatit từ vỏ sò ......................................50 4.1.1. Ảnh hưởng của công suất chiếu xạ phản ứng ..............................................50 4.1.2. Ảnh hưởng của nồng độ tác chất ..................................................................51 4.1.3. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng .............................................................. 53 4.1.4. Đặc trưng của vật liệu tổng hợp ...................................................................55 4.2. Khảo sát quá trình hấp phụ Asen bằng HAp ..................................................60 4.2.1. Ảnh hưởng của độ pH dung dịch ban đầu ....................................................60 4.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ Asen ban đầu ........................................................ 62 4.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian hấp phụ ..................................................64 4.2.4. Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng chất hấp phụ .......................................65 4.2.5. Khảo sát cơ chế hấp phụ theo Freundlich và Langmuir ............................... 67 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................... 70 5.1. Kết luận ...........................................................................................................70 5.2. Kiến nghị.........................................................................................................71 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................72 PHỤ LỤC ................................................................................................................. 77 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Thành phần thuộc tính và tỉ lệ % CaCO3 các loại sò........................... 21 Bảng 3.1: Khảo sát ảnh hưởng của công suất chiếu xạ phản ứng ........................ 31 Bảng 3.2: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ tác chất ........................................... 32 Bảng 3.3: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian phản ứng vi sóng .......................... 32 Bảng 3.4: Kết quả khảo sát thể tích dung dịch hấp thụ ........................................ 40 Bảng 3.5: Kết quả khảo sát thời gian hấp thụ ...................................................... 40 Bảng 3.6: Xây dựng đường chuẩn Asen .............................................................. 42 Bảng 3.7: Khảo sát đánh giá sai số thống kê của phương pháp ........................... 43 Bảng 3.8: So sánh thời gian cân bằng hấp phụ As(V) ........................................ 45 Bảng 4.1: Tóm tắt các công trình nghiên cứu trong tổng hợp nano bột HAp sử dụng bức xạ vi sóng ............................................................................................. 58 Bảng 4.2: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH .................................................... 60 Bảng 4.3: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Asen ban đầu ..................... 62 Bảng 4.4: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian hấp phụ ............................. 64 Bảng 4.5: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của khối lượng chất hấp phụ .................. 65 Bảng 4.6: Cơ chế hấp phụ Asen bằng HAp ......................................................... 67 Bảng 4.7: Các hằng số của phương trình đẳng nhiệt Freundlich và Langmuir ... 68 DANH MỤC HÌNH Hình 2.1: Vỏ các loài hai mảnh vỏ ....................................................................... 21 Hình 3.1: Sơ đồ qui trình xử lý vỏ sò và tổng hợp HAp dựa trên nghiên cứu của S. Santhóh và S. Balasivanandha Prabu [29] ....................................................... 29 Hình 3.2: Sơ đồ mô phỏng máy UV-Vis.............................................................. 37 Hình 3.3: Bộ dụng cụ xác định nồng độ Asen ..................................................... 38 Hình 3.4: Phổ hấp thụ của clorofom .................................................................... 39 Hình 3.5: Phổ hấp thụ của thuốc thử .................................................................... 39 Hình 3.6: Phổ hấp thụ của hợp chất màu ............................................................. 39 Hình 3.7: Sự phụ thuộc mật độ quang của phức màu vào thể tich dung dịch hấp thụ ........................................................................................................................ 40 Hình 3.8: Sự phụ thuộc mật độ quang của phức màu vào thời gian hấp thụ ....... 41 Hình 3.9: Quy trình xác định nồng độ Asen bằng phương pháp quang phổ hấp thu UV-Vis ................................................................................................................. 42 Hình 3.10: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ Asen ................................ 43 Hình 3.11: Mô hình khảo sát điều kiện hấp phụ Asen bằng HAp ....................... 44 Hình 3.12: Vỏ sò nguyên liệu .............................................................................. 46 Hình 3.13: Bột vỏ sò sau khi nung ....................................................................... 46 Hình 3.14: XRD của bột vỏ sò trước và sau khi nung ......................................... 47 Hình 3.15: Ảnh SEM của bột vỏ sò .................................................................... 48 Hình 3.16: Lò nung nhiệt độ cao Nabertherm ..................................................... 49 Hình 3.17: Máy nghiền bi Ceramic Instruments srl ............................................. 49 Hình 3.18: Lò vi sóng SANYO, Model No.EM-SL100N ................................... 49 Hình 4.1: XRD của các mẫu phản ứng ở 900W; 750W và 450W ....................... 50 Hình 4.2: XRD của mẫu phản ứng ở nồng độ Ca HA21: 2M; HA22: 1M; HA23:0,5M .......................................................................................................... 52 Hình 4.3: XRD của mẫu phản ứng trong 10 phút, 15 phút, 20 phút .................... 53 Hình 4.4: XRD của mẫu HAp không nung và nung trong 4 giờ: 600oC; 800oC; 1000oC; 1200oC .................................................................................................... 54 Hình 4.5: Bột HAp tổng hợp từ vỏ sò .................................................................. 56 Hình 4.6: Ảnh SEM của HAp tổng hợp từ vỏ sò ................................................. 56 Hình 4.7: XRD của mẫu HAp tổng hợp từ vỏ sò ................................................. 57 Hình 4.8: Giản đồ quang phổ hồng ngoại FT-IR của HAp tổng hợp từ vỏ sò..... 59 Hình 4.9: Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất hấp phụ Asen .................................. 61 Hình 4.10: Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch ban đầu đến hiệu suất hấp phụ .. 63 Hình 4.11: Ảnh hưởng của thời gian hấp phụ đến hiệu suất hấp phụ .................. 65 Hình 4.12: Ảnh hưởng của khối lượng HAp đến hấp phụ ................................... 66 Hình 4.13: Đường đẳng nhiệt hấp phụ As bằng HA theo Freundlich ................. 67 Hình 4.14: Đường đẳng nhiệt hấp phụ As bằng HA theo Langmuir ................... 68 Tổng hợp Hydroxyapatit từ vỏ sò dùng làm chất hấp phụ Asen CHƢƠNG 1 : MỞ ĐẦU 1.1. Lý do chọn đề tài Ở Việt Nam ô nhiễm kim loại nặng đặc biệt là Asen (As) đã và đang được cộng đồng quan tâm. Theo điều tra của UNICEF, ô nhiễm As chủ yếu do hoạt động của con người trong nông nghiệp, công nghiệp và sinh hoạt. Phần lớn các nguồn này đều thải trực tiếp hay gián tiếp ra ngoài môi trường mà không được xử lý theo quy định. Từ đó cho thấy khả năng xâm nhiễm vào môi trường tự nhiên rất lớn, đặc biệt ở các vùng cửa sông, ven biển là nơi tích tụ các chất ô nhiễm có nguồn gốc từ nội địa. Asen trong nước uống có thể ảnh hưởng đến sức khỏe con người và được coi là một trong những nguyên nhân môi trường quan trọng nhất của bệnh ung thư trên thế giới. Do đó khắc phục của nước nhiễm asen đã trở thành một vấn đề lớn về môi trường . Chính vì tính chất nguy hiểm của Asen nên đã có rất nhiều nghiên cứu nhằm tìm ra phương pháp giảm lượng asen trong nguồn nước đến mức tối thiểu nhất. Có nhiều phương pháp được sử dụng để loại bỏ asen trong nước như kết tủa, trao đổi ion, lọc, hấp phụ. Trong số những phương pháp đó thì hấp phụ là phương pháp có thể thực hiện đơn giản mà vẫn đạt hiệu quả cao. Vật liệu dùng trong hấp phụ cũng rất đa dạng. Với mục tiêu xử lý Asen bằng loại vật liệu sẵn có, rẻ tiền, hiệu quả cao mà lại thân thiện với môi trường, chúng tôi thực hiên đề tài “TỔNG HỢP HYDROXYAPATIT TỪ VỎ SÒ DÙNG LÀM CHẤT HẤP PHỤ ASEN”. Nguyên liệu ban đầu sử dụng là vỏ sò. 1.2. Mục đích và ý nghĩa của đề tài 1.2.1. Mục đích: góp phần vào những nghiên cứu nhằm tìm ra giải pháp tốt để xử lý Asen. Tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có, thân thiện với môi trường. 1 Tổng hợp Hydroxyapatit từ vỏ sò dùng làm chất hấp phụ Asen 1.2.2. Ý nghĩa: - Ý nghĩa về mặt khoa học: Tăng hiệu suất hấp phụ của vỏ sò bằng cách tổng hợp ra Hydroxyapatit. Sử dụng nguồn nguyên liệu sẵn có, rẻ tiền. Phương pháp đơn giản dễ thực hiện, hiệu quả cao. - Ý nghĩa về mặt môi trường: Giảm lượng phế thải rắn từ vỏ sò. Không sử dụng hóa chất độc hại môi trường trong quá trình xử lý. Vật liệu hấp phụ sau khi xử lý asen có thể tái sử dụng. - Hiệu quả về kinh tế xã hội: Hiệu quả xử lý cao. Chi phí thấp, tận dụng được nguồn nguyên liệu bỏ đi mà vẫn giải quyết được vấn đề quan tâm của toàn xã hôi hiện nay về ô nhiễm môi trường. 1.3. Mục tiêu của đề tài Tổng hợp Hydroxyapatite(HAp) từ vỏ sò, ứng dụng làm vật liệu hấp phụ asen. Nồng độ asen còn lại đạt tiêu chuẩn nước thải công nghiệp có thể đổ vào các khu vực nước được dùng làm nguồn nước cho mục đích sinh hoạt (giá trị giới hạn A). 1.4. Đối tƣợng và phạm vi của đề tài Tổng hợp HAp từ vỏ sò để tăng hiệu quả hấp phụ. Vỏ sò sử dụng trong đề tài được thu gom từ một số quầy hải sản ở quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ. Tiến hành hấp phụ trên dung dịch Asen giả lập trong phòng thí nghiệm. 2 Tổng hợp Hydroxyapatit từ vỏ sò dùng làm chất hấp phụ Asen CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Tình trạng ô nhiễm Asen [1] Ô nhiễm Asen trên thế giới Hiện nay trên thế giới có hàng chục triệu người đã bị bệnh đen và rụng móng chân, sừng hoá da, ung thư da… do sử dụng nguồn nước sinh hoạt có nồng độ asen cao. Nhiều nước đã phát hiện hàm lượng asen rất cao trong nguồn nước sinh hoạt như Canada, Alaska, Chile, Arhentina, Trung Quốc, India, Thái Lan, Bangladesh. Ở mỗi quốc gia, với đặc điểm địa lý, địa chất khác nhau, các nguyên nhân tìm được chưa hoàn toàn thống nhất. Tuy nhiên, sự có mặt của asen trong nước ngầm đang là thách thức lớn với chính phủ và chính quyền địa phương trong việc bảo vệ sưc khỏe nhân dân. Ô nhiễm Asen tại Việt Nam Ở đồng bằng sông Cửu Long cũng phát hiện ra nhiều giếng khoan có hàm lượng asen cao nằm ở Đồng Tháp và An Giang. Sự ô nhiễm asen ở miền Bắc hiện phổ biến và cao hơn ở miền Nam. Qua điều tra cho thấy 1/4 số hộ gia đình sử dụng trực tiếp nước ngầm không qua xử lý ở ngoại thành Hà Nội đã bị ô nhiễm asen, tập trung nhiều ở phía nam thành phố (20.6%), huyện Thanh Trì (41%) và Gia Lâm (18.5%). Điều nguy hiểm là asen không gây mùi khó chịu khi có mặt trong nước ngay cả khi ở hàm lượng gây chết người nên nếu không phân tích mẫu mà chỉ bằng cảm quan thì không thể phát hiện được sự tồn tại của asen. Bởi vậy các nhà khoa học còn gọi asen là “sát thủ vô hình’. Hiện nay có khoảng 13.5% dân số Việt Nam (10-15 triệu người đang sử dụng nước ăn từ giếng khoan nên rất dễ bị nhiễm asen). Nhìn chung, Asen trong nước mặt ở vùng mặn, lợ và ngọt ở ĐBSCL gia tăng từ sông rạch trong nội địa ra đến cửa sông ven biển và từ thượng nguồn đến hạ nguồn sông Tiền và Sông Hậu. Tại vùng mặn giá trị trung bình khoảng cao gấp 4 lần so với quy chuẩn nước ven bờ. Trên sông Cần Thơ, đoạn Cái Răng nồng độ Asen khá cao 8.63µg/l.[2] 2.2. Tính chất và các hợp chất của Asen [3]  Tính chất lý học: về tính chất lý học asen có tính chất gần với các kim loại, nó có bốn dạng thù hình: dạng kim loại, vàng, xám và nâu. Asen thường gặp ở dạng kim loại có màu sang bạc, asen kim loại có ánh kim, có cấu trúc tinh thể gần giống photpho đen. Một số thông số vật lý của asen như sau: tỉ trọng: 5.7 g/cm3, độ dẫn điện: 30 μΩ.cm, bán kính nguyên tử: 1.21 Å, năng lượng ion hoá thứ nhất: 9.81 3 Tổng hợp Hydroxyapatit từ vỏ sò dùng làm chất hấp phụ Asen eV, nhiệt độ nóng chảy 817°C, nhiệt độ bay hơi 615°C, khi gặp lạnh nó ngưng lại thành tinh thể tà phương, hơi asen có mùi tỏi rất độc. Asen là chất bán dẫn, dễ nghiền thành bột. Người ta có thể tạo hợp chất bán dẫn của asen như GaAs và nó cũng có tính chất bán dẫn như Silic (Si) và Germani (Ge).  Tính chất hoá học và các hợp chất của asen Asen là nguyên tố bán kim loại, có tính chất hoá học gần với tính chất của á kim, cấu hình lớp vỏ điện tử hoá trị của asen là 4s24p3. Trong cấu hình điện tử của asen có sự tham gia của các vân đạo d vì vậy có khả năng mở rộng vỏ hoá trị, trong các hợp chất asen có 4 số oxi hoá: -3; 0; +3; +5. Số oxi hoá -3 rất đặc trưng cho asen. Về tính chất điện thế, asen đứng giữa hidro và đồng nên nó không tác dụng với các axit không có tính oxi hóa, nhưng dễ dàng phản ứng với các axit HNO3, H2SO4 đặc. Asen tinh khiết được xem là không độc, nhưng trong điều kiện bình thường asen không bao giờ ở trạng thái tinh khiết, vì khi tiếp xúc với không khí một phần asen bị oxi hóa thành các oxit rất độc. Asen có thể tạo thành ba oxit là trioxit asen, tetraoxit asen và pentaoxit asen. Sau đây là một vài dạng hợp chất điển hình của asen: + Trioxit asen (As2O3): còn được gọi là oxit asenơ hay anhidrit asenơ. Đó là dạng bột hoặc dạng vô định hình. Bột trioxit asen thô thu được từ các quặng chứa asen được làm thăng hoa, hàm lượng As2O3 trong bột thô là 97%. Trioxit asen phản ứng với nước tạo thành axit asenơ (H3AsO3), từ axit này tạo thành các muối asenit. + Pentoxit asen (As2O5): hay anhidrit asenic là dạng bột màu trắng được sử dụng trong công nghệ thủy tinh, làm các hóa chất trừ dịch hại. Phản ứng với nước tạo thành axit asenic (H2AsO4) và từ đó tạo thành các muối asenat. + Clorua asen (AsCl3): là dung dịch dầu, màu vàng nhạt, được sử dụng trong kỹ nghệ gốm. + Asin (AsH3): là một hợp chất vô cơ của asen ở thể khí, là một khí cực độc. Tùy theo từng điều kiện môi trường mà asen có thể tồn tại ở nhiều trạng thái oxi hóa khác nhau: -3; 0; +3; +5. Trong nước tự nhiên, asen tồn tại chủ yếu ở 2 dạng hợp chất vô cơ là asenat [As(V)], asenit [As(III)]. Các dạng tồn tại của asen trong nước phụ thuộc vào pH và thế oxi hoá khử Eh của môi trường. 4 Tổng hợp Hydroxyapatit từ vỏ sò dùng làm chất hấp phụ Asen 2.3. Độc tính của Asen [4] Độ độc của asen phụ thuộc vào trạng thái oxi hóa của asen, phụ thuộc vào dạng tồn tại vô cơ hay hữu cơ. As(III) độc hơn nhiều so với As(V), asen vô cơ độc hơn rất nhiều so với asen hữu cơ. Qua nhiều nghiên cứu người ta thấy rằng độ độc giảm dần theo thứ tự: asin > asenit > asenat > monometyl asenat > đimetyl asenat. Dạng xâm nhập chính vào cơ thể là asen dạng vô cơ, đặc biệt là Asen (III) dễ hấp thụ vào cơ thể con người qua đường ăn uống. Các hợp chất asenit và asenat vô cơ bền, có khả năng hòa tan trong nước đều dễ dàng hấp thụ vào dạ dày và các tế bào của cơ thể. As(V) được bài tiết (chủ yếu qua nước tiểu) nhanh hơn As(III) vì ái lực với nhóm thiol (-SH) kém hơn. As(III) cản trở nhóm (-SH) gắn vào các enzym và giữ lại trong các protein tế bào của cơ thể như keratin đisunfua trong tóc, móng và da. As(V) không độc bằng As(III) và không gây ức chế đối với hệ enzym. Tuy nhiên As(V) lại ngăn cản sự tổng hợp ATP.  Cơ chế gây độc Asen vô cơ phá hủy các mô trong hệ hô hấp, trong gan và thận, nó tác động lên các enzim tấn công vào các nhóm hoạt động -SH của enzim làm vô hiệu hoá enzim: As(III) ở nồng độ cao còn làm đông tụ protein, có lẽ do As(III) tấn công vào các liên kết có nhóm sunfua. Trong môi trường yếm khí As(III) có thể tạo hợp chất (CH3)3As rất độc. As(V) ở dạng có tính chất tương tự sẽ thay thế gây ức chế enzim, ngăn cản quá trình tạo ATP là chất sản sinh ra năng lượng sinh học. Nó can thiệp và làm rối loạn một số quá trình sinh hóa của cơ thể. Asen hữu cơ tác động lên các tế bào sinh học. Các dạng As hữu cơ có tính độc thấp hơn rất nhiều, một số hợp chất As(V) vô cơ thậm chí không độc.  Sự nhiễm độc asen Sự nhiễm độc asen được gọi là arsenicosis. Biểu hiện của bệnh là chứng sạm da (melanosis), dầy biểu bì (keratosis) từ đó dẫn đến hoại thư hay ung thư da mà khởi đầu là sự phá hủy da ngoài, ngón tay, ngón chân, sau đó là các bộ phận nội tạng, cuối cùng là ung thư, hoại thư…Ngoài ra người ta còn phát hiện thấy rằng nhiễm asen còn làm tăng nguy cơ gây ung thư trong cơ thể, nhất là ở gan, thận, 5