Nghiên cứu xử lý ô nhiễm asen trong nước ngầm

Chuyên khảo phân tích Nghiên cứu xử lý arsenic trong nước ngầm bằng phương pháp lọc sinh học, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo.

• Tác giả: Phạm Phong Phó
• Người hướng dẫn: TS. Phan Đắc Hùng
• Trường học: Khoa Công Nghệ Sinh Học & Môi Trường
• Đề tài: Nghiên Cứu Xử Lý Ô Nhiễm Asen Trong Nước Ngầm
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2010
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ TÌNH TRẠNG Ô NHIỄM ASEN
• 1.1. Tính chất hóa lý và các dạng tồn tại của asen
• 1.2. Ô nhiễm asen trong nước ngầm trên thế giới
• 1.3. Ô nhiễm asen trong nước ngầm ở Việt Nam
• 1.4. Ảnh hưởng của asen đến sức khỏe con người
• 2. CHƯƠNG II: TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ ASEN
• 2.1. Các phương pháp xử lý asen trên thế giới
• 2.2. Các phương pháp hóa học
• 2.3. Các phương pháp hóa lý
• 2.4. Các phương pháp màng
• 2.5. Phương pháp sinh học
• 2.6. Một số công nghệ khác
• 2.7. Các phương pháp xử lý asen đang được nghiên cứu và áp dụng tại Việt Nam
• 3. CHƯƠNG III: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Đối tượng nghiên cứu
• 3.2. Nội dung nghiên cứu
• 3.3. Phương pháp nghiên cứu
• 3.4. Phương pháp và cơ sở
• 4. CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Ô Nhiễm Asen Nước Ngầm Thực Trạng và Nguy Cơ

Ô nhiễm asen trong nước ngầm đang trở thành vấn đề nhức nhối toàn cầu, được WHO mô tả là "thảm họa môi trường lớn nhất từ trước tới nay". Tại Việt Nam, dù việc nghiên cứu đã được tiến hành từ sớm, nhưng vấn đề chỉ thực sự được quan tâm sau khi phát hiện ô nhiễm tại Bangladesh, do tương đồng về địa chất. Đáng báo động, nồng độ asen trong nước ngầm ở nhiều tỉnh đồng bằng sông Hồng và sông Cửu Long vượt quá tiêu chuẩn cho phép của Việt Nam và WHO (0,01 mg/l) nhiều lần. Hơn 11 triệu người dân tại đồng bằng sông Hồng đang sử dụng nước giếng khoan có nồng độ asen cao gấp 50 lần tiêu chuẩn, tiềm ẩn nguy cơ mắc các bệnh nguy hiểm. Nghiên cứu tập trung vào giải pháp xử lý asen, đặc biệt là bằng phương pháp lọc sinh học, nhằm bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

1.1. Tính Chất Hóa Lý và Các Dạng Tồn Tại của Asen

Asen không tồn tại ở dạng đơn chất trong tự nhiên mà thường ở dạng hợp chất hóa trị III hoặc V. Nó hiện diện trong hơn 200 loại khoáng khác nhau, bao gồm arsenite, arsenate sulphide, oxit, thường đi kèm với các nguyên tố khác như Fe, Ni, Co, Cu, S, Ca, Mg. Loại quặng chứa nhiều asen nhất là Arsenopyrit. Asen thường xuất hiện trong mạch nước địa nhiệt, núi lửa, suối nước nóng. Nồng độ asen trong các loại khoáng đá phổ biến dao động rất nhiều. Sự tồn tại của asen trong các loại đá, khoáng vật, và đặc biệt trong các quặng đa kim, là một trong những nguyên nhân chính gây ra sự có mặt của asen trong nước ngầm.

1.2. Ô Nhiễm Asen Trong Nước Ngầm Trên Thế Giới

Ô nhiễm asen trong nước ngầm đã được ghi nhận ở nhiều quốc gia trên thế giới như Mỹ, Ấn Độ, Đài Loan, Argentina, Mexico, Chile, Trung Quốc và Bangladesh. Nhiều khu vực sử dụng nước ngầm bị nhiễm asen nghiêm trọng, với nồng độ vượt quá 50 ppb. Các nguồn nước ngầm này thường nằm gần các mỏ khai khoáng hoặc liên quan đến hoạt động khai thác. Bangladesh là một điển hình, với hơn 95% dân số sử dụng nước ngầm cho sinh hoạt, và hàng triệu người tiếp xúc với nước uống chứa asen nồng độ cao, gây ra nhiều bệnh tật. Theo báo cáo, nồng độ asen ở một số giếng tại đây có thể lên đến 1000 g/l, vượt xa tiêu chuẩn của WHO (10 g/l).

II. Thực Trạng Ô Nhiễm Asen Tại Việt Nam Nghiên Cứu Số Liệu

Việt Nam, với dân số đông đảo và tỷ lệ lớn sống ở nông thôn, phụ thuộc nhiều vào các tầng chứa nước của đồng bằng sông Mekong và sông Hồng. Số lượng giếng khoan tại đồng bằng sông Hồng có thể lên tới hàng trăm nghìn đến hàng triệu, chủ yếu là giếng tư nhân. Các khảo sát ban đầu đã chỉ ra nồng độ asen cao trong nước ngầm ở Hà Nội và nhiều tỉnh đồng bằng sông Hồng, hình thành bản đồ các khu vực ô nhiễm. Điều này cho thấy nguy cơ có thật về hàm lượng asen cao trong nước ngầm, nguồn nước chính được khai thác cho sinh hoạt.

2.1. Phân Bố Ô Nhiễm Asen Theo Vùng Địa Lý

Việt Nam có 3 vùng ô nhiễm asen chính: vùng núi với đá biến đổi nhiệt dịch và quặng đa kim; vùng đồng bằng do quá trình tự nhiên và hoạt động nhân sinh; và vùng bị ô nhiễm chủ yếu do hoạt động nhân sinh, đặc biệt là sử dụng thuốc trừ sâu và vũ khí hóa học. Nghiên cứu của Nguyễn Văn Đản và Tống Ngọc Thanh cho thấy cả hai tầng chứa nước holocene và pleixtocen đều bị nhiễm asen ở nhiều nơi, đặc biệt là huyện Thanh Trì, Hà Nội, với tỷ lệ mẫu vượt quá tiêu chuẩn 0,05 mg/l khá cao.

2.2. Kết Quả Nghiên Cứu Mới Nhất Về Mức Độ Ô Nhiễm

Kết quả điều tra ngẫu nhiên tại 12 tỉnh thành Việt Nam cho thấy nhiều tỉnh đã phát hiện điểm có nồng độ asen vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Nghiên cứu khác tại tỉnh Hà Nam cho thấy các biểu hiện lâm sàng đáng chú ý của nhiễm độc mạn tính do sử dụng nước ô nhiễm. Tỷ lệ bệnh ngoài da, biến đổi sắc tố da, sừng hóa, và ung thư khá cao và có xu hướng tăng theo thời gian. Nếu không có biện pháp khắc phục, tình trạng nhiễm độc có thể trở nên nghiêm trọng như ở Bangladesh, Ấn Độ, Trung Quốc.

III. Ảnh Hưởng Của Asen Đến Sức Khỏe 19 Bệnh Nguy Hiểm

Asen là nguyên tố cần thiết với hàm lượng rất thấp, nhưng lại là chất độc cực mạnh khi ở hàm lượng đủ lớn. Về mặt sinh học, asen có thể gây ra 19 bệnh khác nhau, bao gồm cả ung thư da và phổi. Asen xâm nhập vào cơ thể chủ yếu qua thức ăn, nước uống và không khí. Dù cơ thể có thể hấp thụ asen qua đường dạ dày, nhưng cũng dễ bị thải ra. Tuy nhiên, việc tiếp xúc lâu dài với asen trong nước sinh hoạt có thể gây ra các tác động nghiêm trọng đến sức khỏe sau 5-15 năm. Sù nhiÔm ®éc asen ®îc gäi lµ arsenicosis. Nghiên cứu và giải pháp loại bỏ asen khỏi nước ngầm là vô cùng cấp thiết.

3.1. Cơ Chế Tác Động Của Asen Lên Cơ Thể

Asen có ba tác dụng hóa sinh chính đối với cơ thể: làm đông tụ protein, tạo phức với coenzym, và phá hủy quá trình photpho hóa. Nó tập trung trong gan, thận, hồng cầu, hemoglobin, não, xương, da, phổi và tóc. Asen có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe, từ các vấn đề da liễu đến các bệnh lý nghiêm trọng hơn như ung thư.

3.2. Các Bệnh Liên Quan Đến Nhiễm Độc Asen

Việc nhiễm độc asen có thể dẫn đến nhiều bệnh lý khác nhau, bao gồm các bệnh về da (sừng hóa, biến đổi sắc tố da, ung thư da), bệnh mạch máu (bệnh chân đen), các vấn đề về thần kinh, tim mạch, và ung thư phổi. Nguy cơ mắc bệnh và mức độ nghiêm trọng phụ thuộc vào nồng độ asen tiếp xúc, thời gian tiếp xúc, và các yếu tố cá nhân.

IV. Phương Pháp Xử Lý Asen Trong Nước Ngầm Cách Lọc Hiệu Quả

Để đối phó với tình trạng ô nhiễm asen, nhiều phương pháp xử lý asen trong nước đã được nghiên cứu và áp dụng. Các phương pháp này bao gồm phương pháp hóa học, hóa lý, màng, sinh học và một số công nghệ khác. Việc lựa chọn phương pháp phù hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố, như nồng độ asen, điều kiện địa phương, chi phí và hiệu quả. Nghiên cứu tập trung vào đánh giá hiệu quả của các phương pháp và tìm kiếm giải pháp tối ưu.

4.1. Các Phương Pháp Xử Lý Asen Phổ Biến Trên Thế Giới

Các phương pháp xử lý asen phổ biến trên thế giới bao gồm: kết tủa hóa học (sử dụng phèn sắt hoặc vôi để kết tủa asen), hấp phụ (sử dụng vật liệu hấp phụ như oxit sắt, alumina hoạt tính để hấp phụ asen), trao đổi ion, thẩm thấu ngược, và lọc sinh học. Mỗi phương pháp có ưu điểm và nhược điểm riêng, phù hợp với các điều kiện khác nhau.

4.2. Ứng Dụng Lọc Sinh Học Để Loại Bỏ Asen Khỏi Nước

Lọc sinh học là một phương pháp xử lý asen đầy hứa hẹn, sử dụng vi sinh vật để chuyển đổi asen thành dạng ít độc hại hơn hoặc hấp phụ asen lên sinh khối. Phương pháp này có ưu điểm là thân thiện với môi trường, chi phí thấp, và có thể áp dụng cho các cộng đồng nhỏ. Nghiên cứu tập trung vào việc tối ưu hóa điều kiện lọc sinh học và tìm kiếm các chủng vi sinh vật hiệu quả cao.

4.3. Công nghệ xử lý asen nước ngầm đang được nghiên cứu tại Việt Nam

Hiện nay tại Việt Nam một số công nghệ xử lý asen nước ngầm đang được nghiên cứu và áp dụng như: Công nghệ sử dụng vật liệu hấp phụ tự nhiên (như than hoạt tính, zeolit), công nghệ oxy hóa kết hợp keo tụ lắng lọc, công nghệ sinh học sử dụng vi sinh vật bản địa. Các nghiên cứu tập trung vào việc đánh giá tính khả thi, hiệu quả kinh tế và khả năng ứng dụng rộng rãi của các công nghệ này trong điều kiện thực tế của Việt Nam.

V. Kết Luận và Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Về Xử Lý Asen

Ô nhiễm asen trong nước ngầm là một vấn đề nghiêm trọng, đe dọa sức khỏe cộng đồng. Cần có các giải pháp giải pháp xử lý asen nước ngầm hiệu quả và bền vững để đảm bảo nguồn nước sạch cho người dân. Nghiên cứu về phương pháp lọc sinh học và các công nghệ xử lý asen khác cần được tiếp tục để tìm ra giải pháp tối ưu. Cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các nhà khoa học, chính quyền và cộng đồng để giải quyết vấn đề này.

5.1. Tổng Kết Các Giải Pháp Xử Lý Asen Hiệu Quả

Các giải pháp xử lý asen hiệu quả cần đáp ứng các tiêu chí: hiệu quả cao, chi phí thấp, thân thiện với môi trường, dễ vận hành và bảo trì, có khả năng ứng dụng rộng rãi. Các phương pháp lọc sinh học, sử dụng vật liệu hấp phụ tự nhiên, và kết hợp các công nghệ xử lý khác có tiềm năng đáp ứng các tiêu chí này.

5.2. Hướng Nghiên Cứu Mới Về Vật Liệu Hấp Phụ Asen

Nghiên cứu về vật liệu hấp phụ asen mới, đặc biệt là vật liệu nano và vật liệu từ phế thải nông nghiệp, đang được quan tâm. Các vật liệu này có ưu điểm là diện tích bề mặt lớn, khả năng hấp phụ cao, và chi phí thấp. Việc nghiên cứu cơ chế hấp phụ và khả năng tái sử dụng vật liệu là quan trọng để nâng cao hiệu quả và tính bền vững của phương pháp hấp phụ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

§å ¸n tèt nghiÖp Khoa CNSH & MT Lêi c¶m ¬n Lêi ®Çu tiªn t«i xin bµy tá lßng biÕt ¬n s©u s¾c tíi TS. Phan §ç Hïng ®· lu«n lu«n quan t©m vµ gióp ®ì t«i hÕt søc tËn t×nh, trong qu¸ tr×nh lµm luËn v¨n tèt nghiÖp. T«i còng xinh ch©n thµnh c¶m ¬n thÇy c« gi¸o trong khoa C«ng nghÖ sinh häc vµ M«i trêng ®· tËn t×nh gi¶ng d¹y, truyÒn ®¹t kiÕn thøc cho t«i trong suèt thêi gian häc tËp t¹i ®©y. §ång thêi t«i còng xin göi lêi c¶m ¬n tíi c¸c c¸n bé phßng thÝ nghiÖm – ViÖn c«ng nghÖ m«i trêng - ViÖn Khoa häc vµ C«ng nghÖ ViÖt Nam ®· híng dÉn t«i trong qu¸ tr×nh thùc nghiÖm t¹i ®©y.

Cuèi cïng t«i xin ®îc göi lêi c¶m ¬n s©u s¾c tíi gia ®×nh, ngêi th©n vµ b¹n bÌ ®· khÝch lÖ , gióp ®ì t«i hoµn thµnh lu©n v¨n nµy. Hµ néi, th¸ng 5 n¨m 2010 Sinh viªn Ph¹m Phong Phó SV: Ph¹m Phong Phó MS: 506 301 068 §å ¸n tèt nghiÖp Khoa CNSH & MT SV: Ph¹m Phong Phó 3 MS: 506 301 068 §å ¸n tèt nghiÖp Khoa CNSH & MT Môc lôc Lêi c¶m ¬n Më ®Çu.2 Ch¬ng I: Tæng quan vÒ t×nh tr¹ng « nhiÔm Asen. TÝnh chÊt ho¸ lý vµ c¸c d¹ng tån t¹i cña asen. ¤ nhiÔm asen trong níc ngÇm trªn thÕ giíi.

¤ nhiÔm asen trong níc ngÇm ë ViÖt Nam. ¶nh hëng cña asen ®Õn søc khoÎ con ngêi.13 Ch¬ng Ii: Tæng quan c¸c ph¬ng ph¸p xö lý asen. C¸c ph¬ng ph¸p xö lý asen trªn thÕ giíi. C¸c ph¬ng ph¸p ho¸ häc.

C¸c ph¬ng ph¸p ho¸ lý. C¸c ph¬ng ph¸p mµng. Ph¬ng ph¸p sinh häc. Mét sè c«ng nghÖ kh¸c.

C¸c ph¬ng ph¸p xö lý asen ®ang ®îc nghiªn cøu vµ ¸p dông t¹i ViÖt Nam.26 Ch¬ng III: ®èi tîng vµ ph¬ng ph¸p nghiªn cøu. §èi t¬ng nghiªn cøu. Néi dung nghiªn cøu. Ph¬ng ph¸p nghiªn cøu.

Ph¬ng ph¸p vµ c¬ chÕ.31 CH¦¥NG IV: KẾT QUẢ vµ kÕt luËn.39 TµI LIÖU THAM KH¶O.40 SV: Ph¹m Phong Phó 1 MS: 506 301 068 §å ¸n tèt nghiÖp Khoa CNSH & MT Më ®Çu Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, vÊn ®Ò « nhiÔm asen (As) trong c¸c nguån níc sinh ho¹t cña céng ®ång ®ang ngµy cµng trë nªn nghiªm träng. WHO ®· m« t¶ sù kiÖn nµy lµ “mét th¶m ho¹ m«i trêng lín nhÊt tõ tríc tíi nay”. ViÖc nghiªn cøu As ë ViÖt Nam ®· sím ®îc tiÕn hµnh nh- ng lóc ®ã vÊn ®Ò nµy cha ®îc quan t©m ®Çy ®ñ v× khèi l- îng mÉu nhá vµ tØ lÖ « nhiÔm ®îc ph¸t hiÖn thÊp. Sau sù ph¸t hiÖn mét sè lín nh÷ng giÕng khoan bÞ nhiÔm As ë Bangladesh vµo gi÷a nh÷ng n¨m 1990, ViÖt Nam l¹i tËp trung nh÷mg cè g¾ng vµo vÊn ®Ò nµy v× nh÷ng ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt -nguån cung cÊp As ®¸ng kÓ vµo níc sinh ho¹t- gi÷a Bangladesh vµ c¸c vïng ch©u thæ s«ng Hång vµ s«ng Cöu Long rÊt gièng nhau.

ë níc ta, c¸c biÓu hiÖn bÖnh do nhiÔm ®éc As tuy cha râ rµng nh t¹i Bangladesh, Trung Quèc, Myanma, Campuchia, Nepal vµ bang T©y Bengal (Ên §é nhng mét vµi nghiªn cøu gÇn ®©y ®· cho kÕt qu¶ khiÕn chóng ta ph¶i söng sèt. Theo ®ã, nång ®é nhiÔm As trong níc ngÇm t¹i mét sè tØnh ®ång b»ng s«ng Hång vµ s«ng Cöu Long ®· vît qu¸ nhiÒu lÇn tiªu chuÈn cho phÐp cña ViÖt Nam vµ WHO (0,01 mg/l), ®Æc biÖt nghiªm träng lµ t¹i mét sè ®iÓm lÊy mÉu ë ®ång b»ng s«ng Hång cã tíi 80% mÉu cã hµm lîng As vît qu¸ tiªu chuÈn. H¬n 11 triÖu ngêi trong vïng ch©u thæ s«ng Hång ®ang ph¶i sö SV: Ph¹m Phong Phó 2 MS: 506 301 068 §å ¸n tèt nghiÖp Khoa CNSH & MT dông níc giÕng khoan cã nång ®é As cao gÊp 50 lÇn tiªu chuÈn cho phÐp. Víi nh÷ng vÊn ®Ò trªn, em xin chän ®Ò tµi nghiªn cøu lµ “Nghiªn cøu xö lý Arsenic trong níc ngÇm b»ng ph¬ng ph¸p läc sinh häc ”.

Ch¬ng I Tæng quan vÒ t×nh tr¹ng « nhiÔm Asen I. TÝnh chÊt ho¸ lý vµ c¸c d¹ng tån t¹i cña asen Trong tù nhiªn, asen kh«ng tån t¹i ë d¹ng ®¬n chÊt, mµ lu«n tån t¹i ë d¹ng hîp chÊt víi ho¸ trÞ III hoÆc ho¸ trÞ V. Asen tån t¹i trong kho¶ng h¬n 200 lo¹i kho¸ng kh¸c nhau, bao gåm c¸c lo¹i asen c¬ b¶n lµ arsenite, arsenate sulphide, oxit. Trong cÊu tróc cña c¸c lo¹i kho¸ng vËt nµy, asen thêng ®i kÌm víi mét sè nguyªn tè kh¸c nh Fe, Ni, Co, Cu, S, Ca, Mg.

Mét sè kho¸ng vËt chñ yÕu chøa asen ®îc nªu trong B¶ng 1. Asen thêng xuÊt hiÖn trong m¹ch níc ®Þa nhiÖt, nói löa, suèi níc nãng v. Lo¹i quÆng chøa nhiÒu asen nhÊt lµ quÆng Arsenopyrit [1]. B¶ng : C¸c d¹ng asen chÝnh trong tù nhiªn Tªn kho¸ng CÊu tróc Nguån xuÊt hiÖn chÊt Arsen tù nhiªn As M¹ch thuû nhiÖt Niccolite NiAs M¹ch kho¸ng vµ norites SV: Ph¹m Phong Phó 3 MS: 506 301 068 §å ¸n tèt nghiÖp Khoa CNSH & MT Tªn kho¸ng CÊu tróc Nguån xuÊt hiÖn chÊt Kho¸ng M¹ch kho¸ng, thêng kÕt Realgar hîp víi AsS opiment, sÐt hoÆc limestones, cïng víi suèi níc nãng Kho¸ng Th¨ng hoa tõ nh÷ng s¶n Opiment As2S3 phÈm cña nói löa, m¹ch thñy nhiÖt, suèi níc nãng Kho¸ng Coban NhiÖt ®é cao trong c¸c CoAsS má, ®¸ biÕn chÊt Arsenopyrite FeAsS Kho¸ng cã nhiÒu arsen nhÊt Tennantite (Cu,Fe)12As4S13 M¹ch thuû nhiÖt Enargite Cu3AsS4 M¹ch thuû nhiÖt Arsenolite As2O3 Lo¹i kho¸ng chuyÓn ho¸ ®îc h×nh thµnh do sù oxi ho¸ cña kho¸ng arsenopyrite, arsen tù nhiªn vµ nh÷ng kho¸ng arsen kh¸c Claudetite As2O3 Lo¹i kho¸ng chuyÓn ho¸ ®îc h×nh thµnh do sù oxi SV: Ph¹m Phong Phó 4 MS: 506 301 068 §å ¸n tèt nghiÖp Khoa CNSH & MT Tªn kho¸ng CÊu tróc Nguån xuÊt hiÖn chÊt ho¸ cña kho¸ng realgar, arsenopyrite vµ kho¸ng arsen kh¸c Scorodite FeAsO4.2H2O Kho¸ng chuyÓn ho¸ Annabergite (Ni,Co)3(AsO4)2.8H2O Kho¸ng chuyÓn ho¸ Hoernesite Kho¸ng chuyÓn ho¸, sù Mg3(AsO4)2.8H2O nÊu ch¶y chÊt th¶i Haematolite (Mn,Mg)4Al(AsO4) Kho¸ng chuyÓn ho¸ (OH)8 Conichalcite CaCu(AsO4)(OH) Kho¸ng chuyÓn ho¸ Pharmacoside S¶n phÈm oxy ho¸ cña rite Fe3(AsO4)2(OH)3.5H2O arsenopyrite vµ kho¸ng arsen kh¸c SV: Ph¹m Phong Phó 5 MS: 506 301 068 §å ¸n tèt nghiÖp Khoa CNSH & MT Hµm lîng asen trong mét sè lo¹i kho¸ng ®¸ phæ biÕn dao ®éng nhiÒu.

VÝ dô: quÆng sulphite, sulphate, quÆng s¾t, quÆng sulphate lu«n cã hµm lîng asen cao. Cã lo¹i nh pyrite lªn tíi vµi chôc gam trong mét kilogam. QuÆng oxyt s¾t còng chøa nhiÒu asen. C¸c lo¹i quÆng cacbonate, silic¸t, chøa asen víi hµm lîng thÊp, chØ vµi mg/kg hoÆc thÊp h¬n kh«ng ®¸ng kÓ.

Nång ®é asen trong c¸c d¹ng ®¸, quÆng phæ biÕn ®îc thèng kª trong B¶ng 2 [1]. B¶ng : Nång ®é asen ®Æc trng trong nh÷ng d¹ng ®¸ phæ biÕn [1] Kho¸ng Kho¶ng nång ®é asen (mg/kg) Kho¸ng Sulphite: Pyrhotite 5 – 100 Marcasite 20 – 600 Galena 5 – 10000 Sphalerite 5 – 17000 Chalcopyrite 10 – 5000 Kho¸ng oxit: Hematit > 160 Fe oxide > 2000 Fe(III) oxyhydroxide > 76000 SV: Ph¹m Phong Phó 6 MS: 506 301 068 §å ¸n tèt nghiÖp Khoa CNSH & MT Kho¸ng Kho¶ng nång ®é asen (mg/kg) Magnetite 2,7 – 41 Ilmenite <1 Kho¸ng Silicate: Quartz 0.8 Kho¸ng Carbonat: Calcite 1–8 Dolomite <3 Siderite <3 Kho¸ng Sulphat: Gypsum/anhydrite <1–6 Barite < 1 – 12 Jarosite 34 – 1000 Kho¸ng kh¸c Apatite < 1 – 1000 Halite <3 SV: Ph¹m Phong Phó 7 MS: 506 301 068 §å ¸n tèt nghiÖp Khoa CNSH & MT Kho¸ng Kho¶ng nång ®é asen (mg/kg) Fluorite <2 Sù tån t¹i cña asen trong tù nhiªn trong mét sè lo¹i ®¸, kho¸ng vËt vµ ®Æc biÖt trong c¸c quÆng ®a kim lµ mét trong nh÷ng nguyªn nh©n chÝnh g©y ra sù cã mÆt cña cña asen trong níc ngÇm. C¸c nhµ khoa häc ®· ®a gi¶ thiÕt gi¶i thÝch mét sè nguyªn nh©n chÝnh cã thÓ g©y nhiÔm asen vµo níc ngÇm nh sau [2]: Do sù oxi ho¸ pyrit s¾t bëi «xi kh«ng khÝ: Mét sè nhµ khoa häc ®· nghiªn cøu vµ ®i ®Õn kh¼ng ®Þnh sù cã mÆt cña asen trong c¸c trÇm tÝch chøa pyrit s¾t. ViÖc khai th¸c n- íc ngÇm víi quy m« ngµy cµng t¨ng lµm cho møc níc ngÇm gi¶m dÇn ®· t¹o ®iÒu kiÖn ®Ó c¸c trÇm tÝch pyrit s¾t tiÕp xóc víi kh«ng khÝ dÉn ®Õn ph¶n øng oxy ho¸ pyrit s¾t thµnh FeSO4, Fe2(SO4)3 vµ axit sunfuric.

Qu¸ tr×nh nµy gi¶i phãng c¶ asen vµ nã bÞ oxy ho¸ thµnh asenit (AsO 2-) vµ asenat (AsO3-) mµ c¶ hai ®Òu tan trong níc ngÇm. Trong vßng 20 n¨m trë l¹i ®©y do cuéc c¸ch m¹ng xanh ë vïng Bengan ®· lµm gi¶m møc níc ngÇm mét c¸ch ®¸ng kÓ vµ ®©y lµ mét trong nh÷ng vïng mµ níc ngÇm bÞ nhiÔm asen víi møc ®é cao. Ph¶n øng khö c¸c oxyhydroxyt s¾t chøa asen: Gi¶ thuyÕt vÒ qu¸ tr×nh oxi ho¸ nªu trªn kh«ng thÓ gi¶i thÝch ®îc v× sao l¹i cã mét hµm lîng lín asen ë c¸c giÕng s©u vµ ë ®iÒu kiÖn yÕm khÝ. Mét sè c«ng tr×nh nghiªn cøu vÒ lÜnh vùc nµy SV: Ph¹m Phong Phó 8 MS: 506 301 068 §å ¸n tèt nghiÖp Khoa CNSH & MT ®· chØ ra r»ng trong c¸c giÕng s©u, asen bÞ gi¶i phãng do c¸c oxyhydroxyt s¾t chøa asen bÞ khö ë m«i trêng yÕm khÝ.

§©y lµ nguyªn nh©n chÝnh lµm cho hµm lîng asen cao trong níc ngÇm ë lu vùc s«ng Gange, Bangladesh. Do c¸c vi sinh vËt: Khi ph©n tÝch níc bÒ mÆt ë mét vïng gÇn Montpellier (Ph¸p), mét vïng cã tr÷ lîng kim lo¹i nÆng lín, ngêi ta nhËn ®îc kÕt qu¶ pH tõ 2,5 - 3,5 vµ hµm lîng asen tõ 0,1 - 0,3 mg/l ®ång thêi còng thÊy sù cã mÆt thêng xuyªn cña mét nhãm vi sinh vËt. C¸c kÕt qu¶ thùc nghiÖm nhËn ®îc ®· chøng tá ®ã chÝnh lµ nguyªn nh©n g©y nªn hµm lîng asen cao trong níc. Cã thÓ gi¶i thÝch r»ng c¸c vi sinh vËt ®ãng vai trß nh chÊt xóc t¸c cung cÊp oxi cho qu¸ tr×nh oxi ho¸ c¸c sunfua kim lo¹i lµm gi¶i phãng axit sunfuric vµ kim lo¹i.

Sau ®ã axÝt sunfuric hoµ tan kim lo¹i t¹o thµnh muèi sunfat vµ hoµ tan asen vµo níc. ¤ nhiÔm asen trong níc ngÇm trªn thÕ giíi C¸c ®iÒu tra kh¶o s¸t sù « nhiÔm asen trong níc ngÇm ®· ®îc thùc hiÖn ë nhiÒu níc nh Mü, Ên §é, §µi Loan, Slovakia, Argentina, Th¸i Lan, Mehico, Chilª, Trung Quèc, Bangladesh, M«ng Cæ. C¸c kÕt qu¶ kh¶o s¸t cho thÊy cã rÊt nhiÒu vïng sö dông níc ngÇm bÞ nhiÔm asen mét c¸ch nghiªm träng nh: T©y Bengan (Ên §é), Bangladesh, §µi Loan, Alaska, Achentina, Cana®a, Mü. Mét sè tÇng chøa níc lín ë nh÷ng vïng kh¸c nhau trªn thÕ giíi ®· ®îc x¸c nhËn bÞ « nhiÔm asen ë nång ®é kho¶ng trªn 50 ppb.

Nh÷ng nguån níc ngÇm giµu asen nµy phÇn lín SV: Ph¹m Phong Phó 9 MS: 506 301 068 §å ¸n tèt nghiÖp Khoa CNSH & MT ®Òu n»m gÇn c¸c má khai kho¸ng hoÆc cã liªn quan ®Õn ho¹t ®éng khai th¸c. Sù kÕt hîp gi÷a asen víi níc ®Þa nhiÖt ®· ®îc tr×nh bµy trong b¸o c¸o vÒ mét sè vïng, bao gåm c¶ c¸c suèi níc nãng t¹i nh÷ng vïng Argentina, NhËt B¶n, New Zealand, Chilª, Kamchatka, Iceland, Ph¸p, Dominic vµ Mü.