I. Xử lý asen trong nước ngầm
Xử lý asen trong nước ngầm là một vấn đề cấp thiết do tác động nghiêm trọng của asen đến sức khỏe con người. Asen là một kim loại nặng độc hại, tích tụ lâu dài trong cơ thể gây ra các bệnh nguy hiểm như ung thư da, phổi, thận và bàng quang. Nước ngầm ở Việt Nam, đặc biệt tại các vùng đồng bằng, đang bị ô nhiễm asen nghiêm trọng. Các phương pháp xử lý truyền thống như oxy hóa, kết tủa, hấp phụ, và trao đổi ion thường phức tạp và tốn kém, không phù hợp với quy mô hộ gia đình. Do đó, lọc sinh học được nghiên cứu như một giải pháp hiệu quả, chi phí thấp, và dễ áp dụng.
1.1. Phương pháp lọc sinh học
Phương pháp lọc sinh học sử dụng vi khuẩn oxy hóa sắt và mangan (IRB) để loại bỏ asen trong nước ngầm. Các vi khuẩn này oxy hóa sắt (II) thành sắt (III), tạo thành các kết tủa keo tụ. Asen bám vào bề mặt các kết tủa này và bị loại bỏ khỏi nước. Phương pháp này không cần thêm hóa chất, dễ vận hành, và phù hợp với quy mô nhỏ. Nghiên cứu cho thấy hiệu suất xử lý asen đạt trên 90% khi sử dụng vật liệu lọc có kích thước từ 1-3 mm và tốc độ lọc 100 m/ngày.
1.2. Công nghệ xử lý asen
Công nghệ xử lý asen bằng lọc sinh học đã được phát triển tại Nhật Bản và ứng dụng thành công ở nhiều nước. Tại Việt Nam, nồng độ sắt và mangan trong nước ngầm cao, tạo điều kiện thuận lợi cho việc áp dụng phương pháp này. Tuy nhiên, cần tối ưu hóa thiết bị để phù hợp với điều kiện địa phương. Công nghệ này có tiềm năng lớn trong việc cung cấp nước sạch cho các hộ gia đình ở nông thôn.
II. Ô nhiễm asen trong nước ngầm
Ô nhiễm asen trong nước ngầm là một vấn đề toàn cầu, đặc biệt nghiêm trọng ở Bangladesh, Ấn Độ, và Việt Nam. Tại Việt Nam, các khu vực đồng bằng sông Hồng và sông Cửu Long có mức độ ô nhiễm asen cao, với nhiều giếng khoan vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Nguyên nhân chính của ô nhiễm asen là sự hòa tan tự nhiên của các khoáng chất chứa asen trong lòng đất. Việc sử dụng nước ngầm nhiễm asen trong thời gian dài gây ra các bệnh mãn tính, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe cộng đồng.
2.1. Tình trạng ô nhiễm asen tại Việt Nam
Theo khảo sát của Viện Công nghệ Môi trường, nhiều tỉnh thành ở Việt Nam như Hà Nam, Nam Định, và Đồng Tháp có nước ngầm nhiễm asen vượt quá tiêu chuẩn. Tại Hà Nam, 58.56% giếng khoan có hàm lượng asen trên 10 µg/l, trong đó 10.35% vượt quá 200 µg/l. Tình trạng này tương đương với mức độ ô nhiễm ở Bangladesh, nơi hàng triệu người bị ảnh hưởng bởi nhiễm độc asen.
2.2. Ảnh hưởng của asen đến sức khỏe
Asen trong nước ngầm gây ra các bệnh nguy hiểm như ung thư da, phổi, thận, và bàng quang. Các triệu chứng nhiễm độc asen bao gồm thay đổi màu da, hình thành vết cứng, và hoại tử. Hiện nay, chưa có phương pháp điều trị hiệu quả cho các bệnh do asen gây ra, do đó, việc xử lý asen trong nước uống là vô cùng cấp thiết.
III. Ứng dụng lọc sinh học trong xử lý nước ngầm
Lọc sinh học là một phương pháp tiên tiến trong xử lý nước ngầm nhiễm asen. Phương pháp này sử dụng vi khuẩn oxy hóa sắt và mangan để loại bỏ asen một cách tự nhiên, không cần thêm hóa chất. Nghiên cứu cho thấy, hiệu suất xử lý asen phụ thuộc vào kích thước vật liệu lọc và tốc độ lọc. Vật liệu lọc có kích thước từ 1-3 mm và tốc độ lọc 100 m/ngày cho hiệu suất xử lý cao nhất. Phương pháp này có tiềm năng lớn trong việc cung cấp nước sạch cho các hộ gia đình ở nông thôn.
3.1. Hiệu suất xử lý asen
Nghiên cứu thực nghiệm cho thấy, lọc sinh học đạt hiệu suất xử lý asen trên 90% khi sử dụng vật liệu lọc có kích thước từ 1-3 mm và tốc độ lọc 100 m/ngày. Hiệu suất giảm khi tăng tốc độ lọc hoặc sử dụng vật liệu lọc có kích thước lớn hơn. Kết quả này khẳng định tính khả thi của phương pháp trong việc xử lý nước ngầm nhiễm asen.
3.2. Ưu điểm của lọc sinh học
Lọc sinh học có nhiều ưu điểm như chi phí thấp, dễ vận hành, và không cần thêm hóa chất. Phương pháp này phù hợp với quy mô hộ gia đình và điều kiện nông thôn Việt Nam. Ngoài ra, lọc sinh học còn có thể xử lý đồng thời sắt, mangan, và asen, giúp cải thiện chất lượng nước một cách toàn diện.
