Luận văn thạc sĩ nghiên cứu ảnh hưởng của một số anion hữu cơ đến khả năng hòa tan khoáng vật tremolit amiang tại mỏ xóm quýt xã yên bài huyện ba vì

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu nghiên cứu ảnh hưởng của một số anion hữu cơ đến khả năng hòa tan khoáng vật tremolit amiang tại mỏ, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất

• Tác giả: Mai Thị Nga
• Người hướng dẫn: PGS. Trần Khắc Hiệp
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Khoa học Môi trường
• Đề tài: Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Một Số Anion Hữu Cơ Đến Khả Năng Hòa Tan Khoáng Vật Tremolit (Amiang) Tại Mỏ Xóm Quýt Xã Yên Bài, Huyện Ba Vì
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
• DANH MỤC CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Giới thiệu chung về amiang
• 1.2. Khái niệm amiang
• 1.3. Cấu trúc khoáng vật của amiang
• 1.4. Đặc điểm lý - hóa học của amiang
• 1.5. Khai thác, sử dụng amiang và những nguy cơ tiềm ẩn đối với sức khỏe cộng đồng
• 1.6. Tổng quan tình hình nghiên cứu về tính bền vững của amiang trên thế giới và ở Việt Nam
• 1.7. Tổng quan về khu vực mỏ amiang xóm Quýt, Yên Bài, Ba Vì
• 1.8. Điều kiện tự nhiên. Hoạt động khai thác và sản phẩm của mỏ
• 1.9. Ảnh hưởng của mỏ tới môi trường và sức khỏe con người
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp xác định đặc điểm hình thái và khoáng vật học của mẫu nghiên cứu
• 2.4. Xác định khả năng hòa tan của khoáng vật tremolit dưới ảnh hưởng của các anion hữu cơ
• 2.5. Sự biến đổi đặc điểm điện động học của khoáng vật tremolit dưới ảnh hưởng của các axit hữu cơ
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Đặc điểm hình thái, cấu trúc, và hóa học bề mặt mẫu amiang xóm Quýt
• 3.2. Hóa học bề mặt
• 3.3. Nghiên cứu khả năng hòa tan của amiang
• 3.4. Ảnh hưởng của anion axetat
• 3.5. Ảnh hưởng của anion oxalat
• 3.6. Ảnh hưởng của anion xitrat
• 3.7. Luận giải về cơ chế tương tác của các anion hữu cơ với bề mặt tremolit
• 3.8. Đánh giá vai trò của một số thực phẩm góp phần giảm thiếu tác động do phơi nhiễm tremolit
• 4. PHẦN IV: KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu ảnh hưởng của anion hữu cơ đến tremolit amiang

Nghiên cứu về tremolit amiang và ảnh hưởng của các anion hữu cơ đến khả năng hòa tan của khoáng vật này là một lĩnh vực quan trọng trong khoa học môi trường. Tremolit, một loại amiang thuộc nhóm amphibol, có khả năng gây hại cho sức khỏe con người. Việc hiểu rõ về sự tương tác giữa các anion hữu cơ và tremolit không chỉ giúp đánh giá tác động môi trường mà còn cung cấp thông tin cần thiết cho việc quản lý và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

1.1. Khái niệm về tremolit amiang và anion hữu cơ

Tremolit là một khoáng vật silicat thuộc nhóm amiang, có công thức hóa học là Ca2Mg5Si8O22(OH)2. Anion hữu cơ là các ion mang điện tích âm, thường xuất hiện trong các hợp chất hữu cơ. Sự hiện diện của các anion này có thể ảnh hưởng đến khả năng hòa tan của tremolit trong môi trường nước.

1.2. Tầm quan trọng của nghiên cứu ảnh hưởng của anion đến tremolit

Nghiên cứu này không chỉ giúp hiểu rõ hơn về tác động của amiang đến sức khỏe con người mà còn cung cấp thông tin về cách thức các anion hữu cơ có thể làm tăng hoặc giảm khả năng hòa tan của tremolit. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển các biện pháp bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu ảnh hưởng của anion hữu cơ

Mặc dù có nhiều nghiên cứu về tremolit amiang, nhưng việc xác định chính xác ảnh hưởng của các anion hữu cơ đến khả năng hòa tan của khoáng vật này vẫn còn nhiều thách thức. Các yếu tố như nồng độ anion, pH và nhiệt độ có thể ảnh hưởng đến kết quả nghiên cứu.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hòa tan của tremolit

Nồng độ của các anion hữu cơ, pH của dung dịch và nhiệt độ là những yếu tố chính ảnh hưởng đến khả năng hòa tan của tremolit amiang. Nghiên cứu cần xem xét các điều kiện này để đưa ra kết luận chính xác.

2.2. Thách thức trong việc thu thập dữ liệu và phân tích

Việc thu thập dữ liệu từ các mẫu môi trường thực tế và phân tích chúng có thể gặp khó khăn do sự biến đổi tự nhiên của các yếu tố môi trường. Điều này đòi hỏi các phương pháp nghiên cứu chính xác và đáng tin cậy.

III. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của anion hữu cơ đến tremolit

Để nghiên cứu ảnh hưởng của các anion hữu cơ đến khả năng hòa tan của tremolit amiang, các phương pháp thí nghiệm và phân tích hóa học được áp dụng. Các thí nghiệm này giúp xác định mức độ hòa tan của tremolit trong các dung dịch chứa anion hữu cơ khác nhau.

3.1. Thiết kế thí nghiệm và quy trình thực hiện

Thí nghiệm được thiết kế để kiểm tra khả năng hòa tan của tremolit trong các dung dịch chứa anion hữu cơ như axetat, oxalat và xitrat. Quy trình thực hiện bao gồm việc chuẩn bị mẫu, điều chỉnh pH và nồng độ anion, và theo dõi sự thay đổi trong thời gian.

3.2. Phân tích kết quả và đánh giá

Kết quả thí nghiệm sẽ được phân tích bằng các phương pháp hóa học hiện đại như phổ hồng ngoại (FT-IR) và nhiễu xạ tia X (XRD) để xác định sự thay đổi trong cấu trúc và tính chất của tremolit sau khi tiếp xúc với các anion hữu cơ.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu về tremolit amiang

Kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của các anion hữu cơ đến khả năng hòa tan của tremolit amiang có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, từ bảo vệ môi trường đến sức khỏe cộng đồng. Việc hiểu rõ về sự tương tác này giúp đưa ra các biện pháp giảm thiểu tác động tiêu cực của amiang.

4.1. Ứng dụng trong quản lý môi trường

Kết quả nghiên cứu có thể được sử dụng để phát triển các chiến lược quản lý môi trường hiệu quả hơn, nhằm giảm thiểu ô nhiễm từ tremolit amiang và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

4.2. Đề xuất giải pháp bảo vệ sức khỏe cộng đồng

Dựa trên kết quả nghiên cứu, các giải pháp bảo vệ sức khỏe cộng đồng có thể được đề xuất, bao gồm việc hạn chế tiếp xúc với amiang và cải thiện điều kiện sống cho người dân tại các khu vực có mỏ amiang.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu về tremolit amiang

Nghiên cứu về ảnh hưởng của các anion hữu cơ đến tremolit amiang mở ra nhiều hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo. Việc hiểu rõ hơn về sự tương tác này không chỉ giúp bảo vệ sức khỏe con người mà còn góp phần vào việc bảo vệ môi trường.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng các anion hữu cơ có ảnh hưởng đáng kể đến khả năng hòa tan của tremolit, từ đó mở ra hướng nghiên cứu mới trong lĩnh vực môi trường.

5.2. Hướng nghiên cứu trong tương lai

Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc xác định các anion khác và ảnh hưởng của chúng đến các loại khoáng vật amiang khác, từ đó phát triển các biện pháp bảo vệ sức khỏe cộng đồng hiệu quả hơn.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Khoáng vật tremolit, một loại amiang thuộc nhóm amphibol, có vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp nhờ tính bền vững và khả năng chịu nhiệt cao. Trên thế giới, khoảng 200 triệu tấn tài nguyên amiang được xác định, trong đó nhóm amphibol chiếm phần lớn và được biết đến với tính độc hại cao hơn so với nhóm serpentin. Tại Việt Nam, mỏ amiang xóm Quýt, xã Yên Bài, huyện Ba Vì là một trong những điểm khai thác amiang nhóm amphibol, đặc biệt là tremolit. Mỏ này đã ngừng hoạt động cách đây vài năm nhưng vẫn để lại nhiều mảnh vụn amiang gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng.

Mục tiêu nghiên cứu tập trung vào việc khảo sát đặc điểm khoáng vật học và tính chất của tremolit tại mỏ xóm Quýt, đồng thời đánh giá ảnh hưởng của một số anion hữu cơ (axetat, oxalat, xitrat) đến khả năng hòa tan của khoáng vật này. Nghiên cứu được thực hiện trong điều kiện phòng thí nghiệm với các nồng độ anion hữu cơ khác nhau và nền điện ly đa dạng nhằm mô phỏng các điều kiện môi trường tự nhiên và sinh học. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc đề xuất các giải pháp giảm thiểu tác động tiêu cực của amiang đến sức khỏe người dân và môi trường tại khu vực mỏ.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết về cấu trúc khoáng vật silicat và đặc tính điện động học bề mặt khoáng vật. Tremolit thuộc nhóm amphibol có cấu trúc tinh thể dạng chuỗi kép inosilicat với công thức hóa học Ca$_2$Mg$_5$Si$8$O${22}$(OH)$_2$. Cấu trúc này tạo nên các vị trí mang điện tích âm trên bề mặt, đặc biệt là nhóm silanol (>Si-OH), có khả năng tương tác với các ion trong dung dịch.

Thế điện động (ζ) được sử dụng làm chỉ số đánh giá sự hấp phụ ion và sự biến đổi điện tích bề mặt khoáng vật trong dung dịch. Thế ζ phụ thuộc vào sự hấp phụ của các cation (như Na$^+$) và anion (như axetat, oxalat, xitrat) lên bề mặt tremolit, ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng hòa tan và giải phóng silic (Si) vào dung dịch. Mô hình tương tác ion và ảnh hưởng của nền điện ly (EB) được áp dụng để giải thích cơ chế hòa tan và sự biến đổi thế ζ.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính là mẫu tremolit lấy trực tiếp tại mỏ xóm Quýt, xã Yên Bài, huyện Ba Vì vào tháng 3 năm 2014. Mẫu được nghiền nhỏ, sấy khô và rây qua lưới 250 μm để chuẩn bị cho các thí nghiệm. Đặc điểm hình thái và khoáng vật học được xác định bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM) và phân tích nhiễu xạ tia X (XRD). Phổ hồng ngoại (FTIR) được sử dụng để khảo sát các liên kết hóa học trên bề mặt mẫu.

Khả năng hòa tan của tremolit được nghiên cứu bằng cách ngâm mẫu trong các dung dịch axit hữu cơ (axit axetic, axit oxalic, axit xitric) với nồng độ từ 0,001 đến 0,1 N, ở pH 3 và các nền điện ly EB khác nhau (0,001; 0,01; 0,1 molc L$^{-1}$). Nồng độ silic hòa tan được xác định bằng phương pháp so màu xanh molipden, đo hấp thụ quang phổ ở bước sóng 810 nm. Thế điện động ζ được đo bằng thiết bị PCD Mütek 05 dựa trên phương pháp phân tích dòng chuyển động của ion trong dung dịch huyền phù.

Thời gian nghiên cứu kéo dài 7 ngày với các mẫu được lấy mẫu định kỳ mỗi 24 giờ để phân tích nồng độ Si hòa tan và thế ζ. Phương pháp chọn mẫu và phân tích được thiết kế nhằm đảm bảo tính chính xác và khả năng tái lập kết quả trong điều kiện phòng thí nghiệm.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Đặc điểm khoáng vật tremolit tại mỏ xóm Quýt: Mẫu tremolit có hình thái sợi dài, mỏng, dạng lăng trụ và hình kim, cấu trúc tinh thể inosilicat đặc trưng với độ tinh khiết cao, không lẫn khoáng vật khác. Phân tích FTIR cho thấy bề mặt chứa các nhóm siloxan (>Si-O-Si<) và silanol (>Si-OH) có hoạt tính cao.

2. Ảnh hưởng của anion axetat đến khả năng hòa tan: Tốc độ hòa tan tremolit tăng theo nồng độ axetat, đạt giá trị Si hòa tan cao nhất 6,15 mg L$^{-1}$ ở nồng độ 0,1 N sau 7 ngày. Thế ζ có xu hướng âm điện hơn khi nồng độ axetat tăng, từ -149 mV đến -372 mV, cho thấy sự hấp phụ axetat lên bề mặt tremolit làm suy yếu liên kết Si-O.

3. Ảnh hưởng của nền điện ly đến hòa tan với axetat: Ở nền điện ly thấp (EB 0,001 molc L$^{-1}$), nồng độ Si hòa tan đạt 25,51 mg L$^{-1}$, gấp 8 lần so với nền điện ly cao (EB 0,1 molc L$^{-1}$) chỉ đạt 2,7 mg L$^{-1}$. Thế ζ cũng biến đổi tương ứng, với giá trị âm điện lớn hơn ở nền điện ly thấp, cho thấy cation Na$^+$ có vai trò "gia cố" bề mặt tremolit, hạn chế sự hòa tan.

4. Ảnh hưởng của anion oxalat: Khác với axetat, nồng độ Si hòa tan giảm khi nồng độ oxalat vượt 0,05 N, đạt gần 0 mg L$^{-1}$ ở 0,1 N. Điều này được giải thích do oxalat tạo phức với các ion kim loại trên bề mặt tremolit, làm giảm tính axit và khả năng phân ly H$^+$ trong dung dịch. Thế ζ dao động phức tạp nhưng vẫn duy trì độ âm điện cao.

5. Ảnh hưởng của anion xitrat: Tương tự axetat, xitrat làm tăng khả năng hòa tan tremolit, với nồng độ Si hòa tan đạt 21,64 mg L$^{-1}$ ở 0,1 N. Thế ζ tăng từ -172 mV đến -566 mV theo nồng độ xitrat, chứng tỏ sự hấp phụ mạnh mẽ của xitrat lên bề mặt khoáng vật.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy sự hòa tan của tremolit phụ thuộc mạnh mẽ vào loại anion hữu cơ và nền điện ly của dung dịch. Anion axetat và xitrat thúc đẩy quá trình hòa tan bằng cách hấp phụ lên bề mặt và làm suy yếu liên kết Si-O trong tứ diện SiO$_4$. Ngược lại, oxalat có khả năng tạo phức với các ion kim loại, làm giảm hiệu quả hòa tan. Nồng độ cation Na$^+$ trong nền điện ly đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh thế ζ và khả năng hòa tan, khi nồng độ Na$^+$ cao sẽ làm bề mặt tremolit bớt âm điện, giảm sự tấn công của anion hữu cơ.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế, chu kỳ bán rã của tremolit (amphibol) dài hơn nhiều so với chrysotil (serpentin), làm tăng nguy cơ tích tụ và ảnh hưởng lâu dài đến sức khỏe. Biểu đồ thể hiện mối tương quan chặt chẽ giữa thế ζ và nồng độ Si hòa tan, minh họa rõ ràng cơ chế điện động học ảnh hưởng đến quá trình hòa tan. Kết quả này có thể được trình bày qua biểu đồ tốc độ hòa tan theo thời gian và nồng độ anion, cùng bảng so sánh thế ζ ở các nền điện ly khác nhau.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Thực hiện kiểm soát nền điện ly trong môi trường sinh hoạt và sản xuất: Giảm nồng độ cation Na$^+$ trong nước và đất tại khu vực mỏ để tăng khả năng hòa tan và phân hủy tremolit, hạn chế tích tụ amiang trong môi trường. Thời gian thực hiện: 1-2 năm, chủ thể: chính quyền địa phương phối hợp với các cơ quan môi trường.

2. Sử dụng các anion hữu cơ như axetat và xitrat trong xử lý môi trường: Áp dụng các dung dịch chiết xuất từ thực phẩm có chứa axetat và xitrat để xử lý đất và nước ô nhiễm amiang, thúc đẩy hòa tan và giảm độc tính. Thời gian: 6-12 tháng, chủ thể: các tổ chức nghiên cứu và doanh nghiệp môi trường.

3. Tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng về tác hại của amiang và biện pháp phòng tránh: Đào tạo người dân và công nhân về cách phòng ngừa tiếp xúc amiang, đặc biệt tại khu vực mỏ và vùng lân cận. Thời gian: liên tục, chủ thể: chính quyền địa phương, y tế và các tổ chức xã hội.

4. Khôi phục và hoàn thổ mỏ amiang xóm Quýt: Thực hiện các biện pháp san lấp, phủ đất và trồng cây để ngăn chặn phát tán bụi amiang, giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Thời gian: 2-3 năm, chủ thể: chính quyền địa phương phối hợp với các cơ quan quản lý tài nguyên và môi trường.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà quản lý môi trường và chính quyền địa phương: Để xây dựng chính sách quản lý, giám sát và xử lý ô nhiễm amiang tại các khu vực khai thác và sinh sống gần mỏ.

2. Các nhà nghiên cứu và chuyên gia khoa học môi trường: Nghiên cứu sâu hơn về cơ chế hòa tan khoáng vật tremolit và phát triển các công nghệ xử lý môi trường hiệu quả.

3. Doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực khai thác và xử lý khoáng sản: Áp dụng các giải pháp kỹ thuật nhằm giảm thiểu tác động môi trường và bảo vệ sức khỏe người lao động.

4. Cộng đồng dân cư sống gần khu vực mỏ amiang: Nâng cao nhận thức về nguy cơ sức khỏe và các biện pháp phòng tránh tiếp xúc amiang trong sinh hoạt hàng ngày.

Câu hỏi thường gặp

1. Tremolit là gì và tại sao nó nguy hiểm?
   Tremolit là một loại amiang nhóm amphibol có cấu trúc silicat chuỗi kép, có khả năng tồn tại lâu trong cơ thể và môi trường, gây ra các bệnh về phổi và ung thư khi tiếp xúc lâu dài.

2. Anion hữu cơ ảnh hưởng thế nào đến khả năng hòa tan tremolit?
   Anion như axetat và xitrat làm tăng khả năng hòa tan bằng cách hấp phụ lên bề mặt và làm suy yếu liên kết Si-O, trong khi oxalat có thể giảm khả năng hòa tan do tạo phức với ion kim loại.

3. Nền điện ly ảnh hưởng ra sao đến quá trình hòa tan?
   Nồng độ cation Na$^+$ trong nền điện ly cao làm bề mặt tremolit bớt âm điện, giảm sự hấp phụ anion và khả năng hòa tan, ngược lại nền điện ly thấp thúc đẩy hòa tan.

4. Làm thế nào để giảm thiểu tác động của amiang tại khu vực mỏ?
   Có thể áp dụng các biện pháp như kiểm soát nền điện ly, sử dụng anion hữu cơ trong xử lý môi trường, hoàn thổ mỏ và nâng cao nhận thức cộng đồng.

5. Tại sao nghiên cứu này quan trọng cho Việt Nam?
   Việt Nam là một trong những nước tiêu thụ amiang lớn, đặc biệt là amiang trắng và có các mỏ amiang amphibol tồn tại, nghiên cứu giúp hiểu rõ hơn về ảnh hưởng môi trường và sức khỏe, từ đó đề xuất giải pháp phù hợp.

Kết luận

• Xác định thành phần khoáng vật tremolit tinh khiết tại mỏ xóm Quýt, xã Yên Bài, huyện Ba Vì với đặc điểm hình thái và cấu trúc rõ ràng.
• Anion hữu cơ axetat và xitrat thúc đẩy khả năng hòa tan tremolit, trong khi oxalat có tác dụng ngược lại ở nồng độ cao.
• Nền điện ly và nồng độ cation Na$^+$ ảnh hưởng mạnh đến thế điện động và khả năng hòa tan của tremolit.
• Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học để đề xuất các giải pháp giảm thiểu tác động amiang đến sức khỏe và môi trường.
• Tiếp tục nghiên cứu mở rộng về cơ chế điện động học và ứng dụng thực tiễn trong xử lý môi trường tại các khu vực ô nhiễm amiang.

Hành động tiếp theo là triển khai các giải pháp kiểm soát môi trường và nâng cao nhận thức cộng đồng tại khu vực mỏ, đồng thời phát triển các nghiên cứu ứng dụng nhằm giảm thiểu rủi ro sức khỏe do amiang gây ra.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Giới thiệu chung về amiang 1. Khái niệm amiang Amiang (hay còn gọi là asbestos) là tên gọi chung của các loại sợi khoáng silicat, được bắt nguồn từ tiếng Hi Lạp cổ có nghĩa là "không thể bị phá huỷ". Amiang có sáu loại được chia thành hai nhóm chính: nhóm serpentin và nhóm amphibol, trong đó amiang trắng (chrysotil) thuộc nhóm serpentin và năm loại còn lại thuộc nhóm amphibol (Hình 01).

Amiang Nhóm Nhóm serpentin amphibol Chrysotil Amosit Tremolit Crocidolit Actinolit Anthophili t Hình 01. Phân loại amiang * Nhóm serpentine: Có dạng xoắn, còn được gọi là chrysotil (amiang trắng). Sợi chrysotil với mã số đăng ký CAS 12001–29–5 có nguồn gốc từ đá serpentin, được phân bố nằm rải rác khắp nơi thế giới là loại sợi amiang được sử dụng nhiều nhất trong các ngành công nghiệp với cấu tạo hoá học: Mg3Si2O5(OH)4. Chrysotil có dạng silicat tấm, với lớp vỏ bruxite magiê bao phủ bên ngoài.

Khi tiếp xúc với axit, lớp vỏ magiê dễ dàng bị phân hủy, chỉ còn lại lớp silic điôxit làm cho liên kết giữa các phân tử yếu đi khiến kết cấu sợi biến dạng. Do đó, khi đi vào trong phổi, lớp vỏ chrysotil nhanh chóng bị phân hủy bởi các đại thực bào và lớp silic điôxit còn lại bị đào thải ra khỏi cơ thể trong vòng từ 0,3 – 11 ngày. Đây là sợi amiang duy nhất được coi là an toàn, cho phép xuất nhập khẩu bởi nhiều quốc gia. Với những tính năng ưu việt vượt trội - không thể thay thế được bởi bất cứ loại sợi tự nhiên hay sợi nhân tạo nào, như độ bền cơ học và tính đàn hồi cao, chịu ma sát tốt, chống cháy, chịu được môi trường kiềm, cách điện, khó phân hủy, ngăn 3 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] cản vi khuẩn và sự tán xạ… amiang trắng được coi là loại nguyên liệu xây dựng đầu vào hữu ích.

Loại sợi kỳ diệu này được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp sản xuất sản phẩm fibro xi măng (đặc biệt là tấm lợp sóng amiang xi măng tại các nước đang phát triển), các vật liệu cách điện, cách nhiệt, ngành ôtô, ngành hàng không, dược, dầu mỏ và hạt nhân, sản xuất vật liệu chống cháy, sản phẩm dệt may và một số ngành khác. * Nhóm amphibol: Thành phần hóa học của các sợi thuộc nhóm amphibol phức tạp hơn. Hệ cấu trúc silicat trong sợi có khả năng kết hợp với nhiều loại ion khác nhau tạo nên sự linh động về thành phần cấu tạo. Khi đi vào trong phổi, cơ chế đại thực bào chỉ có thể phân hủy mối liên kết yếu giữa các sợi amiang nhóm amphibol chứ rất khó để phân hủy các sợi này.

Do đó, amiang nhóm amphibol khi vào phổi sẽ lưu lại trong một thời gian rất dài (chu kỳ bán rã khoảng 466 ngày). Các loại amiang thuộc nhóm amphibol bao gồm: - Amosit (amiang nâu) có số đăng ký 12172735 thuộc nhóm khoáng chất cummingtonit – grunerit, có phổ biến tại Châu Phi. Từ amosite là chữ cái đầu của các mỏ amiang tại Nam Phi. Cấu tạo hóa học của amosit là Fe7Si8O22(OH)2.

- Crocidolit (amiang xanh) có số đăng ký 12001284, được tìm thấy phần lớn tại Nam Châu Phi và Úc. Có công thức hoá học là Na2Fe2+3Fe3+2Si8O22(OH)2. - Tremolit mang mã số đăng ký là 77536686, công thức hoá học là Ca2Mg5Si8O22(OH)2. - Anthophyllit có số đăng ký 77536675, công thức hoá học là (Mg, Fe)7Si8O22(OH)2.

Cấu trúc khoáng vật của amiang Hai nguyên tố hóa học Si (silic) và O (oxy) tạo nên 95% theo thể tích (75% tính theo trọng lượng) của vỏ trái đất, trong đó khoáng vật silicat là lớp khoáng vật 4 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] lớn nhất và quan trọng nhất trong các lớp khoáng vật tạo đá, chiếm khoảng 90% của vỏ trái đất. Đặc trưng của lớp khoáng vật này là cấu trúc của gốc silicat. Trong silicat có nhiều loại đa diện phối trí, thường gặp là tứ diện SiO4 được tạo thành từ 4 nguyên tử oxy ở các góc và bao quanh một nguyên tử silic (Hình 02). Hình 02: Cấu trúc của tứ diện SiO4 Như vậy, tứ diện SiO4 có 4 hoá trị âm phải trung hoà có thể bằng cách ghép các tứ diện hoặc bằng cách kết hợp với một cation.

Số tứ diện trong cấu trúc tinh thể, cách chúng được sắp xếp và sự thay thế các cation khác nhau sẽ tạo ra các loại khoáng vật silicat khác nhau. Có những loại khoáng vật có thành phần hóa học khác nhau nhưng có cấu trúc tinh thể gần như nhau hoặc có những loại có sự giống nhau về thành phần nhưng cấu trúc lại thay đổi. Các khoáng vật có thành phần tương tự và cấu trúc gần như nhau được quy tụ thành một nhóm riêng, ví dụ như: phyllosilicat, tectosilicat, cyclosilicat và inosilicat (dạng chuỗi). Cấu trúc tinh thể của amphibol dựa trên cơ sở chuỗi kép, công thức cơ sở viết thành [Si4O11]6-.

Một gốc OH- nằm vào tâm hình lục giác do các tứ diện tạo thành, làm tăng hoá trị đơn vị cơ sở, ta có [Si4O11]6-OH- hay là [Si4O11(OH)]7- ứng với công thức này là amphibol – khoáng vật của đá kết tinh (Hình 03a). Hình 03 a: Cấu trúc của amphibol 5 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Chuỗi kép này chạy dọc hướng lặp lại theo chiều dài của nó sau mỗi đoạn 5,3Å. Tại chỗ các chuỗi đơn nối nhau, hình thành vòng sáu tứ diện Si-O; nó chứa một nhóm (OH-) chính giữa 6 anion oxy đã trung hòa điện tích âm. Nhóm chức chuỗi kép này có hai mặt khác nhau về điện tích: mặt đáy tứ diện với phần lớn oxy đã trung hòa điện tích âm và mặt đỉnh tứ diện với O- (các ion này cùng với OH- xếp chặt thành một lớp cầu anion).

Các chuỗi kép này ghép lộn đầu đuôi với nhau, chúng xếp sóng đôi với nhau, hướng đỉnh tứ diện với O- vào trong. Trong amphibol, các cation như nhôm, canxi, sắt, magiê, kali và natri được gắn vào tứ diện, amphibol được phân biệt với nhau bởi thành phần hóa học của chúng (Hình 03 b). Sơ đồ cấu trúc tinh thể mạng amphibol Thành phần hóa học của amphibol viết dưới dạng W0-1X2Y5Z7(OH,F)2 Trong đó: W: Na+, K+ ở vị trí A; X: Ca2+, Na+, Mn2+, Fe2+, Mg2+ tại vị trí M4; Y: Mn2+, Fe2+, Mg2+, Fe3+, Al3+ và Ti4+ ở vị trí M1, M2, M3; Z: Si4+ và Al3+ ở vị trí của tứ diện. Kích thước của các cation trong M1, M2, M3 và M4 xác định cách phối trí của chúng với các oxy của chuỗi kép silic – oxy và chính điều này lại xác định vị trí của chuỗi kép ghép đôi với nhau.

Trong hầu hết các trường hợp, các chuỗi kép đều xếp theo cách của một mạng nghiêng, như tremolit Ca2Mg5Si8O22(OH)2với M1 = M2 = M3 của Mg và M4 của Ca. Trong Amphibol với M4 chứa (Mg, Fe) là chính, không phải cation cỡ lớn (Ca, Na) cách ghép đôi của chuỗi kép có thể cho hai kết quả. Đó 6 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] là một ô nghiêng như trong Cummingtinot (Fe2+,Mg)7Si8O22(OH)2 hoặc ô trực thoi như trong Anthophylit (Mg,Fe2+)7Si8O22(OH)2. Trong tremolit vị trí A thường bỏ trống nhưng trong một số amphibol, vị trí này cũng chiếm một phần hay hoàn toàn.

Trong amphibol, sự có mặt của hàng loạt các vị trí cùng loại (mà không như nhau), ví dụ bát diện M1, M2, M3 và tứ diện T1, T2 (Hình 03 b). Điều này chứng tỏ cation phân bố tại các vị trí không phải tuân theo cách bất kỳ; mỗi cation có sự tương thích riêng đối với từng vị trí. Trong các tứ diện, Al tương thích với T1; trong bát diện Al cùng với Fe3+ thay đổi tùy loại amphibol. Khoáng vật amphibol gặp phổ biến trong các đá mắc ma và biến chất.

Chúng có mặt trong tất cả các nhóm chính cuả đá mắc ma, từ siêu mafic đến axit và đá kiềm nhất là trong thành phần trung gian của các dãy đồng hình canxi – kiềm. Chúng là nhóm khoáng vật đặc hữu trong đá sâu và thường ít gặp trong đá phun trào. Amphibol tìm thấy trong các loại đá khác nhau của biến chất khu vực, hình thành trong những điều kiện của các tướng từ phiến lục đến granulit nhiệt độ thấp. Chúng không có nhiều trong môi trường biến chất tiếp xúc, nhưng không phải là ít phổ biến trong đới tiếp xúc với đá vôi, dolomit và trầm tích giàu canxi.

Đối với amiang chrysotil là silicat dạng tấm, bề mặt bên ngoài của sợi amiang chrysotil được bao phủ bởi một lớp bruxit magiê chính vì thế thay vì cấu tạo dạng sợi như nhóm amphibol, do sự ghép đôi không xứng về khoảng cách giữa các phân tử magiê và các phân tử oxit silic làm cho chrysotil có cấu tạo cuộn mỏng. Hình 04: Cấu trúc của amiang chrysotil 7 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Cơ chế phân hủy amiang Amiang chrysotil là silicat dạng tấm. Trong quá trình nghiền, tán hoặc hoà lẫn với nước, cấu trúc sợi amiang chrysotil bị phá huỷ thành các sợi riêng biệt nhỏ hơn.

Bề mặt bên ngoài của sợi amiang chrysotil được bao phủ bởi một lớp bruxit magiê. Năm 1946, Hargreaves và Taylor nhận thấy nếu ngâm sợi amiang chrysotil trong axit loãng thì lớp vỏ magie sẽ tách ra. Lớp silic đyôxit trong lõi dưới dạng sợi sẽ mất đi tính năng đàn hồi vốn có của amiang chrysotil và trở thành dạng vô định, giống như thủy tinh. Wypych và nnk (2005) đã nghiên cứu xem điều gì đã xảy ra với sợi amiang chrysotil tự nhiên khi bị ngâm trong axit với mức độ kiểm soát.

Bằng các kỹ thuật mô tả hiện đại, các nhà khoa học một lần nữa đã khẳng định: sản phẩm khi bị ngâm trong axit, lớp vỏ magiê sẽ bị tách rời ra, để lại lớp silic đyôxit với một cấu trúc lộn xộn, vô định hình. Việc lớp vỏ magiê bị phân huỷ bởi axit đã làm yếu kết cấu của sợi miăng chrysotil và thậm chí còn làm biến dạng kích thước ban đầu của nó. Trong phổi, nơi mà các đại thực bào có thể tạo ra môi trường với nồng độ pH xấp xỉ 4.5 thì khả năng sợi amiang chrysotil bị phân huỷ bởi axit là rất quan trọng. Các sợi amiang chrysotil bị đào thải ra khỏi phổi, nếu hấp thụ qua đường tiêu hóa sẽ dễ dàng bị axit clohyđric phân huỷ trong dạ dày nơi có nồng độ pH luôn dưới mức 2.

Hình 05: Quá trình phân hủy amiang chrysolite Thành phần hóa học của các sợi amiang thuộc nhóm amphibol phức tạp hơn so với sợi amiang thuộc nhóm serpentin. Do cấu trúc của các sợi thuộc nhóm này có sự linh động về thành phần cấu tạo bởi hệ kết cấu silicat có khả năng kết hợp nhiều loại ion khác nhau trong khoảng không nên các sợi silicat đóng vai trò tạo hình cho sợi amiang (Speil và Leineweber, 1969). Bề mặt bên ngoài của cấu trúc tinh thể 8 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.