NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CÁC DẠNG ARSENIC TRONG RONG BIỂN

Nghiên cứu phương pháp phân tích arsenic trong rong biển bằng IC-ICP-MS. Đảm bảo chất lượng sản phẩm, an toàn sức khỏe người tiêu dùng.

• Tác giả: Hồng Khánh Trung
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Quốc Thắng
• Trường học: Trường Đại học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Hóa Phân Tích
• Đề tài: Nghiên cứu phương pháp phân tích các dạng arsenic trong rong biển
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Arsenic Trong Rong Biển Thách Thức An Toàn

Trong bối cảnh xã hội hiện đại, ô nhiễm môi trường và an toàn thực phẩm nổi lên như những thách thức cấp bách, tác động trực tiếp đến cuộc sống của con người. Sự phát triển công nghiệp kéo theo sự gia tăng các chất độc hại, đặc biệt là kim loại nặng như arsenic (As), gây ô nhiễm môi trường. Arsenic xâm nhập vào chuỗi thức ăn, ảnh hưởng đến động thực vật và con người. Nhiễm độc arsenic, hay còn gọi là thạch tín, là một vấn đề sức khỏe cộng đồng nghiêm trọng. Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) xếp arsenic vào nhóm kim loại nặng độc hại nhất. Arsenic xâm nhập cơ thể, gây rối loạn tiêu hóa, thậm chí tử vong. Rong biển, mặc dù là nguồn thực phẩm giàu dinh dưỡng, cũng có thể chứa arsenic từ môi trường biển, gây nguy cơ cho sức khỏe. Đánh giá chính xác các dạng arsenic trong rong biển là rất quan trọng để bảo vệ người tiêu dùng.

1.1. Nguồn Gốc và Độc Tính Của Arsenic Trong Môi Trường

Arsenic (As) là một nguyên tố kim loại nặng tồn tại tự nhiên trong môi trường, có thể gây ô nhiễm thông qua các hoạt động công nghiệp, khai thác mỏ, và nông nghiệp. Độc tính arsenic phụ thuộc vào dạng tồn tại và số oxy hóa. Arsenite tấn công các enzyme, cản trở hoạt động tế bào, trong khi arsenate thay thế phosphate, làm gián đoạn quá trình tạo năng lượng. Nguồn gốc arsenic rất đa dạng, từ tự nhiên đến nhân tạo, đòi hỏi sự kiểm soát chặt chẽ để giảm thiểu ô nhiễm.

1.2. Rong Biển Lợi Ích Dinh Dưỡng và Nguy Cơ Nhiễm Arsenic

Rong biển là nguồn thực phẩm quý giá, giàu chất xơ, protein, khoáng chất và vitamin, mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe. Tuy nhiên, khả năng tích lũy arsenic từ môi trường biển khiến rong biển trở thành một trong những nguồn phơi nhiễm arsenic. Việc kiểm nghiệm rong biển là vô cùng cần thiết để đảm bảo an toàn thực phẩm và bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng.

II. Vấn Đề Phân Tích Arsenic Trong Rong Biển Tổng Arsenic

Việc xác định hàm lượng arsenic trong rong biển đặt ra nhiều thách thức. Các phương pháp truyền thống thường chỉ đo tổng hàm lượng arsenic, bỏ qua sự khác biệt về độc tính giữa các dạng khác nhau. Độ chính xác trong việc xác định các dạng arsenic riêng lẻ là rất quan trọng, vì arsenic tồn tại ở nhiều dạng, mỗi dạng có mức độ độc hại khác nhau. Phân tích định lượng chính xác giúp đánh giá rủi ro sức khỏe một cách toàn diện hơn. Việc nghiên cứu các phương pháp phân tích tiên tiến, có khả năng phân biệt và định lượng các dạng arsenic khác nhau, là vô cùng cần thiết.

2.1. Hạn Chế Của Phương Pháp Phân Tích Arsenic Tổng Trong Rong Biển

Phương pháp phân tích arsenic tổng không thể cung cấp thông tin chi tiết về các dạng arsenic tồn tại trong rong biển, từ đó không thể đánh giá chính xác mức độ độc tính arsenic. Một số dạng arsenic có độc tính cao hơn nhiều so với các dạng khác, do đó, việc chỉ đo tổng hàm lượng có thể dẫn đến đánh giá sai lệch về nguy cơ sức khỏe.

2.2. Tầm Quan Trọng Của Việc Phân Tích Các Dạng Arsenic Trong Rong Biển

Việc phân tích arsenic theo từng dạng cụ thể (ví dụ: As(III), As(V), DMA, MMA) cho phép đánh giá chính xác hơn mức độ độc tính arsenic và nguy cơ sức khỏe liên quan đến việc tiêu thụ rong biển. Điều này giúp các cơ quan quản lý an toàn thực phẩm đưa ra các quyết định dựa trên bằng chứng khoa học và bảo vệ người tiêu dùng.

III. IC ICP MS Phương Pháp Phân Tích Arsenic Ưu Việt Trong Rong Biển

IC-ICP-MS nổi lên như một phương pháp phân tích ưu việt để xác định các dạng arsenic trong rong biển. Kỹ thuật này kết hợp khả năng tách biệt của sắc ký ion (IC) và độ nhạy, độ chính xác cao của khối phổ plasma cảm ứng (ICP-MS). IC giúp tách các dạng arsenic khác nhau, trong khi ICP-MS định lượng chúng một cách chính xác. Phương pháp IC-ICP-MS có giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) thấp, phù hợp với việc phân tích rong biển có hàm lượng arsenic thấp. Quy trình xử lý mẫu và chuẩn bị mẫu cũng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo độ chính xác và độ lặp lại của kết quả.

3.1. Nguyên Lý Hoạt Động Của Kỹ Thuật IC ICP MS Trong Phân Tích Arsenic

Sắc ký ion tách các dạng arsenic dựa trên ái lực khác nhau của chúng với pha tĩnh. Sau khi tách, các dạng arsenic được đưa vào ICP-MS, nơi chúng được ion hóa và định lượng dựa trên tỷ lệ khối lượng trên điện tích. Sự kết hợp này cho phép phân tích đồng thời nhiều dạng arsenic với độ nhạy cao.

3.2. Ưu Điểm Vượt Trội Của IC ICP MS So Với Các Phương Pháp Khác

IC-ICP-MS có nhiều ưu điểm so với các phương pháp phân tích arsenic khác, bao gồm độ nhạy cao, khả năng phân tích đồng thời nhiều dạng arsenic, và khả năng xử lý các mẫu phức tạp. Phương pháp ICP-MS cũng có thể giảm thiểu nhiễu nền và tăng cường độ chính xác của kết quả phân tích.

3.3 Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Hiệu Quả Phân Tích Bằng IC ICP MS

Hiệu quả của phân tích arsenic bằng IC-ICP-MS chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm loại cột sắc ký, thành phần pha động, tốc độ dòng, nhiệt độ cột, và các thông số vận hành của ICP-MS. Tối ưu hóa các thông số này là rất quan trọng để đạt được độ phân giải và độ nhạy cao nhất.

IV. Nghiên Cứu Tối Ưu Hóa Phương Pháp IC ICP MS Phân Tích Arsenic

Nghiên cứu tập trung vào việc tối ưu hóa các điều kiện phân tích arsenic trên hệ thống HPIC-CD và IC-ICP-MS. Các yếu tố như dung môi, nhiệt độ, thời gian ly trích được khảo sát để tối ưu hóa quy trình ly trích các dạng arsenic từ nền mẫu rong biển. Quy trình phân tích được thẩm định dựa trên các thông số như độ đặc hiệu, giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ), khoảng tuyến tính, độ chính xác, độ lặp lại và phục hồi. Ứng dụng quy trình phân tích đã được thẩm định để xác định hàm lượng các dạng arsenic trong rong biển tại một số chợ ở TP.HCM.

4.1. Khảo Sát Điều Kiện Ly Trích Arsenic Tối Ưu Từ Nền Mẫu Rong Biển

Nghiên cứu khảo sát các điều kiện ly trích khác nhau để xác định điều kiện tối ưu cho việc thu hồi các dạng arsenic từ nền mẫu rong biển. Các yếu tố được xem xét bao gồm loại dung môi (ví dụ: methanol, nước, axit), tỉ lệ dung môi, pH, nhiệt độ, thời gian ly trích, và phương pháp hỗ trợ (ví dụ: siêu âm, vi sóng).

4.2. Thẩm Định Các Thông Số Của Phương Pháp Phân Tích IC ICP MS

Quy trình phân tích arsenic bằng IC-ICP-MS phải được thẩm định để đảm bảo tính tin cậy và độ chính xác của kết quả. Quá trình thẩm định bao gồm việc xác định các thông số như độ đặc hiệu, giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ), khoảng tuyến tính, độ chính xác, độ lặp lại, và phục hồi.

4.3. Ứng Dụng Thực Tế Phân Tích Arsenic Trong Rong Biển Tại TP.HCM

Quy trình phân tích arsenic đã được thẩm định được ứng dụng để xác định hàm lượng các dạng arsenic trong các mẫu rong biển được thu thập tại các chợ ở TP.HCM. Kết quả phân tích cung cấp thông tin về mức độ phơi nhiễm arsenic của người tiêu dùng và giúp các cơ quan quản lý an toàn thực phẩm đưa ra các biện pháp kiểm soát phù hợp.

V. Kết Quả Nghiên Cứu Hàm Lượng Arsenic và Đánh Giá Rủi Ro

Kết quả nghiên cứu cho thấy sự khác biệt về hàm lượng các dạng arsenic trong các mẫu rong biển khác nhau. Các yếu tố như loại rong biển, nguồn gốc xuất xứ, và điều kiện môi trường có thể ảnh hưởng đến hàm lượng arsenic. Dựa trên kết quả phân tích, nghiên cứu tiến hành đánh giá rủi ro sức khỏe do tiêu thụ rong biển chứa arsenic. Kết quả này cung cấp thông tin quan trọng cho người tiêu dùng và các nhà quản lý an toàn thực phẩm.

5.1. Phân Tích Hàm Lượng Các Dạng Arsenic Trong Mẫu Rong Biển Thực Tế

Nghiên cứu trình bày chi tiết về hàm lượng các dạng arsenic (ví dụ: As(III), As(V), DMA, MMA) được tìm thấy trong các mẫu rong biển thực tế thu thập tại các chợ ở TP.HCM. Kết quả được trình bày dưới dạng bảng biểu và đồ thị, giúp dễ dàng so sánh và phân tích.

5.2. Đánh Giá Rủi Ro Sức Khỏe Do Tiêu Thụ Rong Biển Chứa Arsenic

Dựa trên hàm lượng arsenic được tìm thấy trong rong biển và các dữ liệu về độc tính của các dạng arsenic, nghiên cứu tiến hành đánh giá rủi ro sức khỏe cho người tiêu dùng. Đánh giá rủi ro bao gồm việc ước tính mức độ phơi nhiễm arsenic thông qua việc tiêu thụ rong biển và so sánh với các ngưỡng an toàn đã được thiết lập.

VI. Kết Luận Kiểm Soát Arsenic Tương Lai An Toàn Thực Phẩm

Nghiên cứu đã thành công trong việc tối ưu hóa và thẩm định phương pháp phân tích arsenic trong rong biển bằng IC-ICP-MS. Phương pháp này cung cấp kết quả chính xác và tin cậy, giúp đánh giá đúng mức độ ô nhiễm arsenic trong rong biển. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc đảm bảo an toàn thực phẩm và bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng. Cần có các biện pháp kiểm soát chặt chẽ để giảm thiểu ô nhiễm arsenic và đảm bảo rong biển là nguồn thực phẩm an toàn.

6.1. Ý Nghĩa Thực Tiễn Của Nghiên Cứu Trong Đảm Bảo An Toàn Thực Phẩm

Nghiên cứu cung cấp một phương pháp phân tích arsenic tin cậy và chính xác, có thể được sử dụng bởi các cơ quan quản lý an toàn thực phẩm và các phòng thí nghiệm để kiểm tra chất lượng rong biển và bảo vệ người tiêu dùng khỏi phơi nhiễm arsenic.

6.2. Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Về Arsenic Trong Rong Biển

Các hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc tìm hiểu các yếu tố ảnh hưởng đến sự tích lũy arsenic trong rong biển, phát triển các phương pháp giảm thiểu hàm lượng arsenic trong rong biển, và nghiên cứu tác động lâu dài của việc phơi nhiễm arsenic ở mức độ thấp thông qua việc tiêu thụ rong biển.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Giói thiệu về Arsenic Arsenic (As) hay còn gọi là thạch tín là một á kim có tính chất gần với các kim loại, có bốn dạng thù hình: dạng kim loại, vàng, xám và nâu, thuộc nhóm VA, có các số oxi hóa là +3, -3 và +5. As thường gặp ỏ dạng kim loại có màu sáng bạc, ánh kim, có cấu trúc tinh thể gần giống p đen, dạng phi kim có màu vàng, á kim có màu xám. Arsenic trong tự nhiên được chia làm hai loại chính là Arsenic vô cơ và Arsenic hữu cơ tồn tại trong đất đá và khoáng vật như quặng kim loại, than đá, than bùn, dầu và các sản phẩm công nghiệp. Arsenic vô cơ có hai dạng là arsenate (As(V)) và arsenite (As(III)).

Arsenic hữu cơ tồn tại ở dạng hợp chất với methylarsine, dimethylarsine, trimethylarsine. OH OH OH CH 3 HO-------- As I HO-------- As^=o ỉ H3C-------- As = o HO-------- As^=O ÒH OH OH CH3 Arsenate Arsenite Monomethylarsonic acid Dimethylarsinic acid [As(V)l [As(HI)l [MMA] [DMA] CH3 CH 3 I® H3C-------- As^=o H3C-------- As------- CH3 h3c---- As COO- ch3 CH3 ch3 Trimethylarsine oxide Tetramethylarsonium ion Arsenobetain Arsenocholine [TMAO] [TeMA] [AB] [AC] Dimethylarsinylribosides Trimethylarsonioribosides Gycerylphosphorylarsenocholine R=H Ri=-OH ' R2=-SO3H Phosphatidylarsenocholine R=CO(CH2)nCH3 -OH -OH -OH -OSO3H -OH -OPO3HCH2CH(OH)CH2OH -nh2 -SO3 Hình 1.1 Các dạng hợp chất của As trong tự nhiên [1] ĩ.1 Tính chất vật ỉý Arsenic có tính chất gần với các kim loại, nó có bốn dạng thù hình: dạng kim loại, vàng, xám và nâu. Arsenic thường gặp ở dạng kim loại có màu sáng bạc. Arsenic kim 4 loại có ánh kim, có cấu trúc tinh thể gần giống phốt pho đen.[3][4] Một số thông số vật lý của arsen: - Tỉ trọng: 5,7 g/cm3.

- Bán kính nguyên tử: 1,21 Â. - Năng lượng ion hoá thứ nhất: 9,81 eV. - Nhiệt độ nóng chảy là 817 °C. - Nhiệt độ bay hoi của Arsenic là 615 °C.2 Tính chất hóa học ỉ.

ỉ Phản ứng tạo phức Phản ứng với ammonium molybdate trong môi trường HNƠ3 tạo phức dị đa màu vàng và phức này có thể bị khử về phức dị đa màu xanh. Đây là phản ứng dùng để phân tích As bằng phưong pháp trắc quang. 12(NH4)2MoO4 + H3AsO4 4- 21 HNO3 -> (NH4)3[H4As(Mo2O7)6] +10 H2O + 21NH4NƠ3 Màu vàng ỉ.2 Kết tủa Phản ứng vói H2S trong môi trường HC1: Arsenite - As(III): H3ASO3 + 3HC1 -> AsCh + H3O 2AsCh + 3H2S -» As2S3ị + 6HC1 Arsenate - As(V): H3AsO4 + 5HC1 -^ AsCh + 4H2O AsCh + 5H2S ^ As2S5ị + 10HC1 Tác dụng vói (NH4)2S, Na2S và K2S Các kết tủa As2S3 và AS2S5 tan trong s2’ dư: As2S3 + 3Na2S -» 2Na3AsS3 AS2S5 + 3Na2S —> Na3AsS4 Các phản ứng vói AgNƠ3 trong môi trường axit: 5 Asơ33' + 3Ag+ -> AgsAsOsị AsO?’ + 3Ag+ -> AgsAsOU ỉ.3 Phản ứng oxi hóa khử Tác dụng oxi không khí: 4As + 3Ơ2 —> 2AS2O3 Tác dụng với CỈ2 trong môi trường H2O: 2As + 5CỈ2 + 8H2O -> 2H3ASO4 + 10HC1 Phản ứng tạo Arsin (AsHs): AS2O3 + 6Zn + 6H2O -» AsH3Ĩ+ 6ZnSO4 + 3H2O HAsO2 + NaBH4 + HC1 -> AsH3ĩ + H3BO3 + NaCl + 3H2O ỉ.4 Phản ứng với KI và h Trong môi trường axit: AsƠ43' bị khử về AsƠ33' K3ASO4 + KI + H2SO4 -> K3ASO3 + I2 + K2SO4 + H2O Trong môi trường kiềm: AsƠ33' bị oxi hóa lên AsƠ43’ H2ASO3 +I2 + 2KOH -> K3ASO4 + 2KI + 2H2O 1.2 Nguồn gốc ô nhiễm của Arsenic Nguồn gốc ô nhiễm của Arsenic được xác định là theo hai con đường là do hoạt động tự nhiên và hoạt động nhân tạo (sản xuất công nghiệp) [5, 6]. Hoạt động tự nhiên: Arsenic là một nguyên tố hiếm chiếm chỉ 10’5 % trong khối lượng vỏ trái đất.

Nồng độ arsenic lớn nhất được tìm thấy trong các loại khoáng như orpiment (AS2S3), arsenopyrite (FeAsS), niccolite (NiAs),.ƯỚc tính sự phát thải Arsenic vào khí quyển trên toàn cầu thông qua sự phong hóa của đá và trầm tích, sự phun trào núi lửa (20^-40% tổng phát thải), cháy rừng, hoạt động địa nhiệt, cháy rừng, các aerosol (30-^50%). là khoảng 12 triệu tấn [4]. Hoạt động nhân tạo: khai thác mỏ, luyện kim, công nghiệp sản xuất hóa chất, thuốc 6 trừ sâu, phân bón, các nhà mày nhiệt, chất thải trong công nghiệp bảo quản gỗ. Tổng lượng khí thải chứa As (đốt than và dầu) từ các nước thành viên châu Âu khoảng 575 tấn (1990), 77 tấn (năm 2000 vói công nghiệp luyện kim) [6], Hình 1.2 Nguồn gốc gây ô nhiễm As [ố] ❖ Hiện trạng ô nhiễm arsenic ở Việt Nam [16] Tại vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng, những vùng bị nhiễm nghiêm trọng nhất là phía nam Hà Nội, Hà Nam, Hà Tây, Hưng Yên, Nam Định, Thái Bình,.

Gần 25% hộ gia đình sử dụng trực tiếp nước ngầm không qua xử lý đã bị nhiễm Arsenic, tập trung nhiều ở phía Nam Hà Nội. Vùng Đồng bằng Sông Cửu Long có cấu tạo địa tầng như Bangladesh do đó có nguy cơ ô nhiễm Arsenic. Một số huyện như An Phú, Phú Tân, Tân châu thuộc tỉnh An Giang và Cao Lãnh, Tam Nông, Thanh Bình thuộc tỉnh Đồng Tháp, hàm lượng Arsenic trong nước ngầm của một số giếng từ 830 pg/L đến 1070 pg/L cao hơn gấp hàng trăm lần so vói tiêu chuẩn cho phép là 10 pg/L. Đặc biệt các xã thuộc huyện An Phú tỉnh An Giang có 97,3% số giếng điều tra bị nhiễm Arsenic vói hàm lượng cao hon 100 pg/L.3 Các dạng tồn tại của Arsenic 1.1 Arsenic trong không khí Hợp chất khí chủ yếu của Arsenic là arsine (AsHs) có độc tính cao.

Trong môi trường, Arsine chỉ đươc hình thành khi có điều kiện khử nhất định. Các dạng arsine cùng các dạng mono-, di-, và trimethylarsine được giải phóng từ đầm lầy, bãi rác, suối nước nóng và nước thải dưới điều kiện kỵ khí [6], Những khí này nhanh chóng bị oxy hóa thành As(V). Trong công nghiệp, arsine được dùng trong hỗn hợp khí xúc tác để sản xuất các vật liệu bán dẫn đặc biệt. Arsine từng được nghiên cứu cho việc chế tạo vũ khí hóa học nhưng đã bị lọai bỏ do không ổn định [4].

Phần lớn Arsenic sẽ hấp phụ vào các chất dạng hạt và trầm tích. Arsenic thoát ra từ quá trình đốt cháy tồn tại dưới dạng các oxit hòa tan và được phân tán bởi gió và trở lại đất ở trạng thái lắng đọng ướt hoặc khô. Các sản phẩm từ quá trình đốt được thải ra khí quyển do tác động của vi sinh vật bị oxy hóa thành các dạng không bay hơi lắng xuống mặt đất.2 Arsenic trong đất, đá, trầm tích Arsenic được tìm thấy trong khoảng 200 mẫu khoáng sản bao gồm arsenate (60%), sulfide và sulfonate (20%) và các thành phần khác có chứa các oxide kim loại và silicate. Ngoài các khoáng chứa arsenic đã kể trên thì còn có các loại khoáng khác như Loellingite (FeAs2), safforlite (CoAs), noccolite (NiAs), rammelsbergite (NiAs2), glaucodot ((Co, Fe)AsS) và nguyên dạng As [5].1 Hàm lượng Arsenic (mg/g) trong một số trầm tích và khoáng [1] Khoáng/vật liệu Nồng độ Khoáng/vật liệu Nồng độ Đá magma Đá trầm tích Đá acid Trầm tích biển Đá phiến sét/đá sét (gần Rhyolite (phun trào) 3,2 - 5,4 4-25 bờ) Granite (xằm nhập) 0,18-15 Đá phiến sét/đá sét (xa bờ) 3,0 - 490 Đá trung tính Carbonate 0,1-20,1 Latite, andesite, trachyte 0,5 - 5,8 Phosphorite 0,4-188 Diorite, granodiorite, 0,09 - 13,4 Sa thạch 0,6-9 syenite Trầm tích không phải từ Đá base biển Bazan 0,18-113 Đá phiến sét 3,0 - 12 Gabbro 0,06 - 28 Đá sét 3,0-10 Đá siêu base Trầm tích trẻ Peridotite, dunite, 0,3 - 15,8 Bùn 3,2 - 60 serpentinite Đá biến chat Sét 4,0 - 20 Quartzite 2,2-7,6 Carbonate <1 Đá phien/phyllite 0,5 - 143 Suối/sông 5 - 4000 Đá phien/gneiss 0-18,5 Hồ 2,0 - 300 Đất <0,1-97 Trong môi trường tự nhiên arsenic tồn tại nhiều nhất ở hai dạng là arsenate và dạng arsenite.

Trong đó dạng arsenate thường tồn tại nhiều trong môi trường hiếu khí, còn dạng arsenite tồn tại nhiều trong môi trường kỵ khí. Quá trình chuyển hóa As(V) thành As(III) thường chịu tác động vào điều kiện oxy hóa khử của môi trường, bên cạnh đó các yếu tố như pH, sự hiện diện của oxide Fe và Mn trong môi trường và tác động của vi sinh vật cũng gây ra nhiều ảnh hưởng đáng kể tới quá trình chuyển đổi này. Bên cạnh đó, với sự tác động của các chủng vi sinh vật đã gây ra quá trình metyl 9 hóa Arsenic tạo thành các dạng arsenic hữu cơ như DMA, DMA, TMAO,. Monomethyl Dimethyl Arsenate Arsenite Arsonic Acid Arsinic Acid |Ft'^|Mn|< * ___ nimethvl Arsine Trimethyl Arsine and Arsenopyrite Dimethyl Arsine Precipitation (Volatile) Hình 1.3 Quá trình chuyển hóa các dạng arsenic trong đất [7] 1.3 Arsenic trong nước và quá trình chuyển hóa Arsenic trong nước phụ thuộc vào đậc điểm địa chất, thủy văn và hiện trạng ô nhiễm của địa phương.

Trong các điếu kiện oxy hóa khử và pH, arsenic có thể được giải phóng khỏi pha rắn, tạo thành các dạng arsenic hòa tan phân bố vào nước ngầm, sông hồ hay dòng chảy nước mặt. Arsenic có thể trải qua nhiều loại các phản úng trong môi trường, bao gồm phản ứng oxi hóa khử, kết tủa và methyl hóa. Hàm lượng Arsenic trong nước sông nhìn chung ở mức thấp, nhưng nồng độ này có thể tăng lên do sự hiện diện của arsenic trong các hạt lơ lửng và từ các nguồn ô nhiễm do con người gây ra. Nồng độ tối đa cho phép theo cơ quan USEPA của Arsenic trong nước uống là 20 pg/L (USEPA, 2001) và giá trị khuyến nghị của WHO (1998) là 10 hg/L.

Arsenite và arsenate là hai dạng vô cơ chính được tìm thấy trong nước, ngoài ra còn phát hiện được hàm lượng rất thấp các dạng hữu cơ do quá trình methyl hóa chuyển Arsenic vô cơ thành Arsenic hữu cơ như acid monomethylarsonic và acid dimethylarsinic. Trong môi trường nước, arsenate tồn tại chủ yếu ở điều kiện oxy hóa và hiếu khí; arsenite tồn tại chủ yếu ở điều kiện khử (E < 200 mV). Tốc độ chuyển đổi của hai dạng phụ thuộc vào thế oxy hóa khử và pH của đất, cũng như các yếu tố lý, hóa và sinh học khác. Ổ điều kiện oxy hóa và pH < 2, arsenate ton lại ở dạng 10 H3ASO4 và phân li thành các dạng H2ASO4", HASO42", and AsƠ43' khi pH thay đồi từ 2 đến 14.

ở điều kiện khửvàpH < 9 arsenite tồn tại ở dạng chủ yếu ở dạng As(0H)3, và phân li thành các dạng H2ASO3" và HAsO32’ và ÀsO33' khi pH > 9 [4], Hình 1.4 Ảnh hưởng của thế khử và pH lên các dạng As trong nước [3] Khả năng di chuyển của Arsenic vào môi trường nước tùy thuộc vào dạng tồn tại và loại đất, chẳng hạn như trong đất sét pha cát arsenite di chuyển gấp 5-8 lần so với arsenate. Sự di chuyển của Arsenic cũng phụ thuộc vào pH của đất, tại pH 5,8 arsenate di chuyển chậm hơn arsenite, nhung khi tăng pH khả năng di chuyển của hai dạng trên vào trong môi trường nước đều tấng.