123doc.org: Báo cáo chuyên đề Độc chất học môi trường Asen

TP.HCM: 04/2014

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM

KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

Báo cáo chuyên đề

Độc chất học môi trường

SÁT THỦ VÔ HÌNHGVHD: TS. Lê Quốc Tuấn

Thứ 6 - Tiết 7,8,9 - HD 301

Nhóm thực hiện:

1. Lê Thị Kim Tho 12149448 ( nhóm trưởng)2. Lê Thị Linh Tâm 121494003. Ngô Thị Hồng Nguyên 121493284. Trần Thị Huệ Phương

Độc chất học môi trườngAsen – sát thủ vô hình

MỤC LỤC

DANH SÁCH BẢNG.........................................5DANH SÁCH HÌNH.........................................5

I. ĐẶT VẤN ĐỀ............................................7II. NỘI DUNG.............................................8II.1. Tổng quan về Asen................................8

II.1.1. Nguồn gốc sinh địa hóa.................................................................8

II.1.2. Cấu tạo và tính chất của Asen.....................................................10

II.1.2.1. Cấu tạo...............................................................................................10

II.1.2.2. Tính chất lý- hóa học của Asen........................................................10

II.1.3 Các hợp chất của Asen..................................................................13

II.1.4.Vai trò của Asen............................................................................15

II.1.4.1.Trong nông nghiệp............................................................................15

II.1.4.2.Trong đời sống....................................................................................17

II.1.4.3.Trong y học..........................................................................................17

II.1.4.4.Các ứng dụng khác............................................................................18

II.2 Ô nhiễm Asen trong môi trường và tác dụng độc hại của nó................................................19

II.2.1 Các nguồn gây ô nhiễm Asen........................................................19

II.2.2 Tính độc của Asen trong môi trường sinh thái............................21

II.2.3 Asen trong tự nhiên......................................................................22

II.2.3.1. Các dạng tồn tại của Asen trong đá và quặng gốc.......................22

II.2.3.2. Asen trong đới quặng phong hóa:..................................................23

II.2.3.3. Asen trong nước ở các khu vực mỏ quặng giàu Asen...................24

GVHD: TS. Lê Quốc Tuấn Nhóm 6 2


II.2.3.4. Asen trong trầm tích bở rời................................................................25

II.2.3.5. Asen ở vùng đồng bằng.....................................................................25

II.2.3.5.Asen trong nước và không khí............................................................26

II.2.3.6.Asen trong thực phẩm.........................................................................26

II.2.3.7.Asen trong sinh vật:.............................................................................28

II.3. Mức độ nguy hiểm của Asen đối với con người.....29II.3.1. Con đường xâm nhập vào cơ thể................................................29

II.3.1.1 Nhiểm Asen qua con đường hô hấp................................................29

II.3.1.2 Nhiểm Asen qua da............................................................................30

II.3.1.3 Nhiểm Asen qua con đường tiêu hóa..............................................30

II.3.2. Độc tính và quá trình chuyển hóa của Asen trong cơ thể người và sinh vật khác......................................................................................32

II.3.2 .1 Độc tính của Asen..............................................................................32

II.3.2.2. Hấp thụ Asen vào cơ thể người và sinh vật khác..........................32

II.3.2.3. Chuyển hóa, lưu trữ và cơ chế gây độc của Asen..........................33

II.3.2.4. Thải loại Asen ra khỏi cơ thể............................................................36

II.3.3. Các dạng nhiễm độc ở người.......................................................37

II.3.3.1. Nhiễm độc cấp tính...........................................................................38

II.3.3.2. Nhiễm độc mãn tính.........................................................................38

II.3.4. Phòng tránh và xử lý nhiễm độc ở người...................................40

II.3.4.1. Nồng độ tối đa cho phép (NĐTĐCP)................................................40

II.3.4.2. Biện pháp kỹ thuật............................................................................41

II.3.4.3. Biện pháp phòng hộ cá nhân..........................................................43

II.3.4.4. Biện pháp Y học.................................................................................43

II.4. Công nghệ xử lý nước nhiễm Asen.................43



II.4.1. Xử lý nước bằng công nghệ xử lý bằng dàn mưa.......................44

II.4.2. Keo tụ bằng hóa chất...................................................................45

II.4.3.Oxi hóa..........................................................................................45

II.4.4.Xử lý nước nhiễm Asen bằng bể lắng tự nhiên (Phơi nướ )........46

II.4.5 Hấp phụ.........................................................................................46

II.4.6. Trao đổi Ion..................................................................................47

II.4.7. Công nghệ lọc...............................................................................47

II.4.7.1. Công nghệ lọc qua lớp vật liệu lọc là cát.......................................47

II.4.7.1. Công nghệ lọc màng-công nghệ Nano VAST.................................48

II.4.8 Xử lý Asen bằng phương pháp sử dụng thực vật........................51

III. KẾT LUẬN- KIẾN NGHỊ................................52III.1. Kết luận.......................................52III.2. Kiến nghị......................................52

TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................53



DANH SÁCH BẢNG VÀ HÌNH

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1. Hàm lượng Asenopyrit và Asen trong một số vùngquặng ở Việt NamBảng 2.2. Hàm lượng Asen trong các đới biến đổi nhiệt dịchbị phong hoá đỏ nâu ở thượng nguồn sông Mã.Bảng 2.3. Hàm lượng Asen trong nước ở các khe thuộc vùngmỏ listvenit ở đông nam Bản Phúng (xã Bó Xinh, huyện Sông Mã, Sơn La)

DANH SÁCH HÌNH

Hình 1.1:AsenicHình 1.2: Cấu tạo nguyên tử AsenHình 1.3 : Ứng dụng của Asen trong nông nghiệpHình 1.4 : Ứng dụng của Asen trong xử lý gỗHình 1.5 : Ứng dụng của Asen để làm đồ mỹ nghệHình 1.6: Sử dụng Asen để tạo màu bánh kẹoHình 1.7: Sử dụng Asen để làm thuốc chữa bệnhHình1.8 : Thuốc trị ung thư avastin.Hình 1.9: Sử dụng Asen trong kỹ thuật mạ đồng và pháo hoa.Hình 2.1: Luyện kim loại màuHình2. 2: Khai thác mỏHình 2.3: Đốt rác thảiHình 2.4: Sản xuất hóa chấtHình 2.5: Asen có trong quá trình hình thành địa chấttrong tự nhiênHình 2.6: Khu mỏ có hàm lượng asen cao(nguồn internet)



Hình 2.7:Mô hình diễn giải khả năng ô nhiễm asen trongnước dưới đất ở đồng bằng(nguồn internet)Hình 2.8: Asen trong rau mầm(nguồn internet)Hình 2.9: Asen trong cá biển (nguồn internet)Hình 2.10: hình ảnh minh họa.Hình 2.11: Asen trong thịt gia cầm(nguồn internet)Hình 2.12: Asen trong rượu bia(nguồn internet)Hình 3.1: Khói lò- nguồn ô nhiễm AsenHình 3.2: Nhiễm Asen qua hô hấpHình 3.3: Nhiễm Asen qua daHình 3.4: Nhiễm Asen qua tiêu hóa (ăn phải hải sản nhiễmAsen)Hình 3.5: Nhiễm Asen qua tiêu hóa (uống phải nước chứaAsen)Hình 3.6: Hấp thu Asen của một số vi khuẩnHình 3.7: Hấp thu Asen qua dạ dày và thành ruột Hình 3.8: Cấu tạo màng tế bào Hình 3.9: Hoạt động bình thường của emzymeHình 3.10: Cấu tạo gan và cơ chế loại thải Hình 3.11: Cấu tạo thận và cơ chế loại thải AsenHình 3.12: Nhiễm độc Asen cấp tínhHình 3.13: Nhiễm độc Asen mãn tínhHình 3.14: Biện pháp phòng hộ cáHình 4.1 Xử lý Asen bằng giàn mưaHình 4.2: Quá trình keo tụ bằng hóa chấtHình 4.3: Quá trình hấp phụHình 4.4: Quá trình trao đổi ion



Hình 4.5: Vật liệu NC-F20Hình 4.6: Vật liệu NC-MFHình 4.7: Cách bố trí các công đoạn cơ bản của công nghệNanoVASTHình 4.8: Hệ thống Nano VAST công suất 1,5m3/h được lắpđặt tại trạm xá xã Nhân Khang – Lý Nhân – Hà Nam;(b) Hệthống Nano VAST công suất 1,2m3/h – Xử lý nước nhiễm asenđã qua lọc được lắp đặt tại phố Trung Yên – Hà Nội Hình 4.9: Thiết bị xử lý asen quy mô gia đình lắp đặt tạihộ gia đình xã Nhân Khang, Lý Nhân, Hà NamHình 4.10 Cây dương xỉ Pteris vittata ở Trung Quốc

I. ĐẶT VẤN ĐỀ Asen là một nguyên tố rất phổ biến trong tự

nhiên,tồn tại dưới nhiều dạng hợp chất khác nhau cá vô cơlẫn hữu cơ. Asen rất độc và có thể xâm nhập vào cơ thểcon người thông qua chuỗi thực phẩ, nước uống và khôngkhí

Hiện nay, tình trạng nhiễm độc asen trong môi trườngnước đã được báo động, không chỉ ở các quốc gia trên thếgiới mà ở Việt Nam cũng đã bắt đầu xuất hiên ngày càngnhiều. Điển hình như khu vực đồng bằng sông Hồng và đồngbằng song Cửu Long điều có nguy cơ nhiễm asen. Tìnhtrang khoan giếng bừa bãi, đa số nguồn nước khi khoan lênđược sử dụng trực tiếp không qua xử lí triệt để, điều đó



đã ảnh hưởng không nhỏ đến sức khỏe của người dân donhiễm độc asen, nhiều trường hợp đã tử vong.

Năm 2005, Trung Quốc là nhà sản xuất asen trắng hàngđầu, chiếm gần 50% sản lượng thế giới. Sau đólà Chile và Peru, theo báo cáo của Khảo sát Địa chấtVương quốc Anh.

Nhiễm độc asen trong nước ngầm, được xem là một cuộckhủng hoảng môi trường chưa từng có trong lịch sử thếgiới hiện đại. Ô nhiễm asen theo diện rộng đã gây ngộ độcđến số lượng lớn dân chúng. Một nghiên cứu năm 2007 chothấy có trên 137.000.000 người ở hơn 70 quốc gia có thểbị ảnh hưởng bởi nhiễm độc asen trong nước ăn uống điểnhình là: Ấn Độ, Đài Loan, Achentina, Trung Quốc, Mehico,Thái Lan, Chile, Bangladesh, Mỹ, Campuchia, Việt Nam… Năm2002 các nhà khoa học viện Công nghệ Massachusetts đã dựđoán trên toàn thế giới có khoảng 1,2 triệu trường hợptăng sắc tố da, 600.000 trường hợp mắc chứng dày biểu bìvà sừng hóa da, 125.000 trường hợp ung thư da và 3.000người chết mỗi năm do ung thư các cơ quan nội tạng liênquan đến việc ăn uống nước có chứa hàm lượng asen cao. Dođó, việc loại bỏ asen và các kim loại nặng trong nước ănuống trở thành nhu cầu cấp thiết, đòi hỏi phải có mộtgiải pháp về công nghệ có hiệu quả.

Asen (thạch tín) trong nguồn nước sinh hoạt là vấn đềnguy hiểm của nhiều quốc gia vàvùng lãnh thổ trên thếgiới như: Ấn Độ, Băng-la-đét, Trung Quốc, Mỹ, Ca-na-đa,Mê-hi-cô...Băng-la-đét, nơi được đánh giá là có mức ônhiễm cao trên thế giới, với nguy cơ gây tử vong hàngtrăm nghìn người. Tại các nước phát triển, Asen cũng cóđược tìm thấy trong nước vàcác hoạt động công nghiệp nhưkhai khoáng.

Việc nghiên cứu để đưa ra các biện pháp xử lí nhằmgiảm thiểu mức ô nhiễm asen trong nguồn nước là rất quantrọng



Trước thực trạng đó, chúng tôi quyết định nghiên cứu,tìm hiểu và làm rõ vấn đề này với đề tài này giúp chúngta hiểu rõ hơn về nguồn gốc, ứng dụng của asen trong đờisống cũng như độc tính của asen ảnh hưởng đến môi trườngsinh thái, sức khỏe con người thông qua quá trình phơinhiễm, con đường xâm nhập vào cơ thể sinh vật, con người,từ đó có những biện pháp phòng tránh và xử lí khi nhiễmđộc asen.



II. NỘI DUNGII.1. Tổng quan về Asen

II.1.1. Nguồn gốc sinh địa hóa

Asen hay còn được gọi là thạch tín. Thạch tín có nguồngốc thiên nhiên hay do chế biến mà thành.

Thân hoa: có thành phần chủ yếu là As2O3 có thể coi làthạch tín thiên nhiên nhưng rất ít.

Độc sa: có thành phần chủ yếu là hợp chất lẫn sắt,asen và sunfua AsFeS.

Hùng hoàng: có thành phần chủ yếu là asen sunfua.

Từ 2 khoáng chất sau phải chế biến mới có được thạchtín. Thăng hoa thạch tín ta sẽ có được phê sương là thạchtín nguyên chất

Trong tự nhiên asen có trong nhiều loại khoáng vật nhưRealgar As4S4, Orpoment As2S3, Asenolite As2O3, AsenopyriteFeAsS (tới 368 dạng)..Trong nước asen thường ở dạngAsenic hoặc Asenate (AsO3

3-, AsO43-).



Hình 1.1:Asenic

Các hợp chất Asen methyl có trong môi trường dochuyển hóa sinh học.Asen là một nguyên tố không chỉ cótrong nước mà còn có trong không khí, đất, thực phẩmvà cóthể xâm nhập vào cơ thể con người, nguyên nhân chủ yếukhiến nước ngầm ở nhiều vùng thuộc nước ta nhiễm asen làdo cấu tạo địa chất.

Trong công nghiệp, Asen có trong nghành luyện kim, xửlý quặng, sản xuất thuốc bảo vệ thực vật, thuộc da. Asenthường có mặt trong thuốc trừ sâu, diệt nấm, diệt cỏdại…. Ngoài ra, những khu vực dân tự động đào và lấpgiếng không đúng tiêu chuẩn kỹ thuật khiếnchất bẩn, độchại bị thẩm thấu xuống mạch nước. Cũng như việc khai thácnước ngầm quá lớnlàm cho mức nước trong các giếng hạxuống khiến cho khí ôxy đi vào địa tấng và gây ra phảnứnghóa học tạo ra thạch tín từ quặng pyrite trong đất vànước ngầm nông, ở mức nước ngầm sâuthì không phát hiệnđược.

Các quá trình sinh-địa-hóa

Sự phân bố rộng rãi của nguyên tố asen được bắt nguồntừ quá trình địa hóa. Điều này có nghĩa nồng độ của asengia tăng khi càng xuống sâu dưới các tầng đất hoặc mạchnước ngầm.Hai môi trường có khả năng tích tụ nồng độ asencao đó là tại khu vực vũng, vịnh kínở miền khí hậu khôhạn đến bán khô hạn, và tại những tầng nước ngầm có tínhkhử mạnh, thường gặp ở vùng chứa nhiều lắng cặn phù savới nồng độ sulphate thấp. Các tầng lớp lắng cặn mỏng ởđịa vực thấp, nơi có độ nghiêng thủy vực thấp, là khu vựcđặc trưng chứa nhiều asen trong mạch nước ngầm.

Các tầng nước ngầm có nồng độ asen cao thường ở độ sâutừ 20 đến 120m. Ở 20m, cấu trúc địa chất chứa nhiều đất



sét pha cát trộn lẫn với kankar. Xuống đến độ sâu 120m,đất cát mịn pha sét có thể chứa nồng độ asen lên đến 550µg/L.Ở dưới tầng đất ngầm, asen thường xuất hiện nhiềutrong các hỗn hợp khoáng tạo đá (vídụ: ô-xít sắt, đấtsét, hoặc các hỗn hợp khoáng sulphide). Rất nhiều asen bịkết dính trong cáchỗn hợp khoáng pyrite ở lưu vực phù sa.

Đáng chú ý là trong quá trình bơm nước lên từ nhữngkhuvực giếng sâu làm hạ thấp mực nước ngầm; ô-xy theo đó sẽxâm nhập vào thúc đẩy quá trìnhô-xy hóa khoáng pyrite.Quy trình phản ứng ôxy-hóa khoáng pyrite cũng đồng nghĩavới việcgiải phóng nguyên tố asen vào môi trường nước.

Càng xuống sâu dưới các tầng địa chất của một số địavực đã nêu, nồng độ asen cao hơn.Ở trong những tầng địachất này, phản ứng ô-xy hóa đối với khoáng chất sulphidediễn ra càngmạnh; và vì thế, giải phóng một lượng asenlớn hơn. Ở môi trường có độ ẩm càng cao, các hỗnhợpkhoáng sulphide tham gia vào quá trình phong hóa càngnhanh chóng. Khoáng pyrite là mộttrong những điển hìnhcủa hỗn hợp khoáng kém ổn định nhất trong quá trình vachạm với phonghóa.Quy trình các phản ứng ô-xy hóa diễnra:

Ở dạng ion FeAsS + O2+ H2O H2AsO4

- + H3AsO3+ SO42- + H+ +

FeOOH Ở dạng hoàn chỉnh FeAsS + O2+ H2O H3AsO4 + H3AsO3+ H2SO4 + FeOOH



II.1.2. Cấu tạo và tính chất của Asen

II.1.2.1. Cấu tạo

Hình 1.2: Cấu tạo nguyên tử Asen

Asen là một kim loại gây ngộ độc cực nặng và có nhiềudạng thù hình như: màu vàng (phân tử phi kim) và một vàidạng màu đen và xám (á kim) chỉ là số ít mà người ta cóthể nhìn thấy. Ba dạng có tính kim loại của asen với cấutrúc tinh thể khác nhau cũng được tìm thấy trong tự nhiên(các khoáng vật asen sensu stricto và hiếm hơn là asenolampritcùng parasenolamprit), nhưng nói chung nó hay tồn tại dướidạng các hợp chất asenua và asenat. Vài trăm loại khoángvật như thế đã được biết tới.

Trạng thái ôxi hóa phổ biến nhất của asen là -3(asenua: thông thường trong các hợp chất liên kim loạitương tự như hợp kim), +3 (asenat (III) hay asenit vàphần lớn các hợp chất asen hữu cơ), +5 (asenat (V): phầnlớn các hợp chất vô cơ chứa ôxy của asen ổn định).

Asen cũng dễ tự liên kết với chính nó, chẳng hạn tạothành các cặp As-As trong sulfua đỏ (α-As4S4) và các ionAs4

3- vuông trong khoáng coban asenua có tên skutterudit.Ở trạng thái ôxi hóa +3, tính chất hóa học lập thể củaasen chịu ảnh hưởng bởi sự có mặt của cặp electron khôngliên kết.



II.1.2.2. Tính chất lý - hóa học của Asen

Tính chất vật lýAsen trong nước không màu, không mùi, không vị (cả khi

ở hàm lượng có thể gây chết người) và khó phân hủy.Vỏ trái đất chỉ chứa 1 hàm lượng rất nhỏ

asen( 0,0001%) nhưng lại phân bố rộng rãi trong tự nhiên.Hàm lượng trung bình từ 1,5-2mg/kg đất. Theo từ điển Báchkhoa dược học xuất bản năm 1999, thạch tín là tên gọithông dùng chỉ nguyên tố Asen, nhưngcũng đồng thời dùngchỉ hợp chất ôxit của Asen hóa trị III(As2O3) Ôxit này màutrắng, dạng bột, tan được trong nước,rất độc. Nó được xemnhư một dạng phi kim, hay được gọi: á kim.

Asen nguyên tố được tìm thấy ở nhiều dạng thù hìnhrắn: dạng màu vàng thì mềm, dẻo như sáp và không ổn định,và nó làm cho các phân tử dạng tứ diện As4 tương tự nhưcác phân tử của phốt pho trắng. Các dạng màu đen, xám hay'kim loại' hơi có cấu trúc kết tinh thành lớp với cácliên kết trải rộng khắp tinh thể. Trong tự nhiên asen tồntại 3 dạng thù hình: dạng anpha có màu vàng, dạng beta cómàu đen và dạng gama có màu xám. Dạng vô cơ độc hơn dạnghữu cơ.

Asen tạo thành các ôxít kết tinh, không màu, không mùinhư As2O3 và As2O5 là những chất hút ẩm và dễ dàng hòa tantrong nước để tạo thành các dung dịch có tính axít.Axitasenic (V),tương tự như axít phốtphoric, là một axít yếu.Và tương tự như phốtpho, asen tạo thành hiđrua dạng khí (V) không ổn định, đó là arsin (AsH3). Sự tương tự lớn đếnmức asen sẽ thay thế phần nào cho phốtpho trong các phảnứng hóa sinh học và vì thế nó gây ra ngộ độc. Tuy nhiên,ở các liều thấp hơn mức gây ngộ độc thì các hợp chất asenhòa tan lại đóng vai trò của các chất kích thích và đãtừng phổ biến với các liều nhỏ như là các loại thuốc chữabệnh cho con người vào giữa thế kỷ 18.



Khi bị nung nóng trong không khí, nó bị oxi hóa để tạora trioxit asen hơi từ phản ứng này có mùi như mùi tỏi.Mùi này cũng có thể phát hiện bằng cách đập các khoángvật asenua như asenopyrit bằng búa.

Asen (và một số hợp chất của asen) thăng hoa khi bịnung nóng ở áp suất tiêu chuẩn, chuyển hóa trực tiếpthành dạng khí mà không chuyển qua trạng thái lỏng. Trạngthái lỏng xuất hiện ở áp suất 20 atm trở lên, điều nàygiải thích tại sao điểm nóng chảy lại cao hơn điểm sôi.Asen nguyên tố được tìm thấy ở nhiều dạng thù hình rắn:dạng màu vàng thì mềm, dẻo như sáp và không ổn định, vànó làm cho các phân tử dạng tứ diện As4 tương tự như cácphân tử của phốtpho trắng. Các dạng màu đen, xám hay 'kimloại' hơi có cấu trúc kết tinh thành lớp với các liên kếttrải rộng khắp tinh thể.

Chúng là các chất bán dẫn cứng với ánh kim. Tỷ trọngriêng của dạng màu vàng là 1,97g/cm³; dạng 'asen xám'hình hộp mặt thoi nặng hơn nhiều với tỷ trọng riêng 5,73g/cm³; các dạng á kim khác có tỷ trọng tương tự.

Tính chất hóa họcAsen (As) tồn tại dưới dạng các hợp chất. (Chính các

hợp chất của asen mới là những độc chất cực mạnh ). Trongnước Asen tồn tại ở 2 dạng hoá trị: hợp chất Asen hóa trịIII và V.(Hợp chất Asenhóa trị III có độc tính cao hơndạng hóa trị V.)Môi trường ôxy hóa là điều kiện thuận lợiđể cho nhiềuhợp chất hóa trị V chuyển sang dạng Asenhóa trị III.Trong môi trường sinh thái, các dạng hợp chấtAs hóa trị(III) có độc tính cao hơn dạng hóa trị (V). Môitrường khử là điều kiện thuận lợi để cho nhiều hợp chấtAs hóa trị V chuyển sang Ashóa trị III. Trong những hợpchất As thì H3AsO3 độc hơn H3AsO4. Dưới tác dụng của cácyếu tố oxi hóa trong đất thì H3AsO3 có thể chuyển thànhdạng H3AsO4.



Thế oxy hóa khử, độ pH của môi trường và lượng kaloitgiàu Fe3+…, là những yếu tố quan trọng tác động đến quátrình oxy hóa - khử các hợp chất As trong tự nhiên Asencó khả năng kết tủa cùng các ion sắt.Trong môi trường khíhậu khô: hợp chất Asen thường tồn tại ở dạng ít linhđộng.Trong điều kiện ẩm ướt các hợp chất Asen sulfua dễbị hòa tan, rửa trôi hoặc hoà tan để thâm nhập vào đất,vào nước và khôg khí.As tham gia phản ứng với Oxy trởthành dạng As2O3 rồi sau đó là As2O5. Nếu trong môi trườngyếm khí thì As(V) sẽ bịkhử về trạng thái As(III).

4As + 3O 2

2As2O3

As 2O3+ O2

As2O5

4As(s) + 5O2 (g)As4O10(s)

4As(s) + 3O2(g)As4O6(s)

As tham gia phản ứng với tấc cả các halogen trong môitrường acid.

2As + 3Cl2 2AsCl3

AsCl3+ Cl2 AsCL5

2As +3F2

2AsF3

2As(s) + 5F2(g) 2AsF5(g)

2As(s) + 3Br2 (g)2AsBr 3(s) [vàng phale]



2As(s) + 3I2(g)2AsI3(s) [đỏ]

Tính Acid -Bazơ

- Trong môi trường acid đặc As tồn tại dưới dạngcation (AsO)+ không màu. Acid Asenic H3AsO3 là mộtacid rất yếu, tan trong nước. Trong dung dịch kiềm(pH > 10) tồn tại dưới dạng anion Asennit (AsO)-,có cả (HaS2O4)-.

- Asen oxyd (As2O3) tan trong dung dịch kiềm mạnh HClđặc.

Tính tạo phức

- As (III) tạo phức với ion Cl- trong dung dịch HCl :AsOCl, AsOHCl3, AsCl3

H3AsO3 + [H]+ + [Cl]- → AsOCl + 2H2O

- As cũng tạo phức Thio với ion (S)2-, vì vậy As2S3 vàAs2S5 cũng tan nhiều trong kiềm và sulfur kiềm:

As2S3 + 3(S)2- → 2(AsS3)3-

As2S5 + 3(S)2- → 2(AsS4)3-

- As(V) tạo phức với tatrat, tạo phức với Molipđen Mo(VI), Tungsten W(VI), các phức với các Poliancol.

Tính chất Oxi Hóa – Khử

- Asen có thể bị khử thành asin AsH3:As + 3[H]+ + 3e- → AsH3

- As(III) có thể bị khử thành As:[AsO2]- + 4[H]+ + 3e- → As + 2 H2O



II.1.3 Các hợp chất của Asen

Ở trạng thái tự nhiên As tồn tại nhiều dạng hợp chấtkhác nhau nhưng dạng gây độc và ảnh hưởng mạnh đến conngười nhiều nhất là As (III).

Asenic(III)florur (AsF3 )- Khối lượng phân tử: 131.92g/mol- Trạng thái : lỏng- Nhiệt sôi : 58-63oC- Nhiệt đông đặc -6oC- D =2700kg/m3

Asenic(V)floride(AsF5 )- Khối lượng phân tử

169.914g/mol- Trạng thái : khí- Nhiệt sôi -52.8 oC- Nhiệt đông đặc -79.8 oC- D =7.456kg/m

Asenic(III)chloride(AsCl3 )- Khối lượng phân tử:

181.24g/mol- Nhiệt đông đặc: -16 oC- Nhiệt sôi: 130 oC- Trạng thái : dung dịch- D =2150-2205kg/m

Asenic(V)Cloride (AsCl5)- Khối lượng phân tử :252.18g/mol- Nhiệt đông đặc: -50 oC



- Nhiệt sôi:- Trạng thái: chỉ tồn tại ở nhiệt độ thấp

Asenic(III)Iodide(AsI3 ) - Khối lượng phân

tử:455.635- Nhiệt sôi: 400-424 oC- Nhiệt đông đặc: 141 oC- Màu : đỏ- Trạng thái: tinh thể rắn- D = 4390-4730kg/m3

Asenic(II)sulphide(As4S 4 ) - Khối lượng phân tử :

427.95g/mol- Nhiệt sôi :565 oC- Nhiệt nóng chảy: 320 oC- Trạng thái : tinh thể rắn- Màu đỏ- D = 3500kg/m3

Asenic(V)sulphide(As2S 5)- Khối lượng phân tử :310.17g/mol- Nhiệt sôi :500- Nhiệt nóng chảy: 300- Trạng thái : rắn- Màu: vàng-vàng sậm

Asenic(III)sulphide(As2S 3)- Khối lượng phân

tử :246.04kg/mol- Nhiệt sôi :707- Nhiệt nóng chảy: 310- Trạng thái : tinh thể rắn- Màu vàng cam- D = 3460kg/m3



Asenic(V)Oxide(As2O5)

Asenic(III)Oxide(As2O3)- Khối lượng phân tử :197.84kg/mol - Nhiệt sôi :460- Nhiệt nóng chảy: 313- Trạng thái : tinh thể rắn- Màu : trắng- D =3740kg/m

Asenic(III)sulphide(As2S 3 )- Khối lượng phân tử :246.04kg/mol - Nhiệt sôi :707- Nhiệt nóng chảy: 310- Trạng thái : tinh thể rắn- Màu vàng cam- D = 3460kg/m3

II.1.4.Vai trò của Asen

Asen và các hợp chất của nó được sử dụng như là thuốctrừ dịch hại, thuốc trừ cỏ, thuốc trừ sâu và trong mộtloạt các hợp kim.

II.1.4. 1.Trong nông nghiệp



Asenat hidro chì đã từng được sử dụng nhiều trong thếkỷ 20 làm thuốc trừ sâu cho các loại cây ăn quả. Việc sửdụng nó đôi khi tạo ra cáctổn thương não đối với nhữngngười phun thuốc này. Ở nửa cuối thế kỷ 20, asenat methylmônnatri (MSMA), một dạng hợp chất hữu cơ ít độc hại hơn

của asen đã thay thế cho vai trò của asenat hiđrô chìtrong nông nghiệp.

Hình 1.3 : Ứng dụng của Asen trong nông nghiệpỨng dụng có nhiều e ngại nhất đối với cộng đồng có lẽ

là trong xử lý gỗ bằng asenat đồng crôm hóa, còn gọi làCCA hay tanalith. Gỗ xẻ xử lý bằng CCA vẫn còn phổ biến ởnhiều quốc gia và nó được sử dụng nhiều trong nửa cuốithế kỷ 20 như là vật liệu kết cấu và xây dựng ngoài trời.

Hình 1.4 : Ứng dụng của Asen trong xử lý gỗ



Nó được sử dụng khi khả năng mục nát hay phá hoạicủacôn trùng là cao. Mặc dù việc sử dụng gỗ xẻ xử lý bằngCCA đã bị cấm tại nhiều khu vực sau khi các nghiên cứuchỉ ra rằng asen có thể rò rỉ từ gỗ vào trong đất cận kềđó, một rủi ro khác là việc đốt các loại gỗ cũ đã xử lýbằng CCA. Việc hấp thụ trực tiếp hay gián tiếp tro doviệc đốt cháy gỗ xử lý bằng CCA có thể gây ra tử vong ở

động vật cũng như gây ra ngộ độc nghiêm trọng ở người;liều gây tử vong ở người là khoảng 20 gam tro. Các mẩuthừa của gỗ xử lý bằng CCA từ các khu vực xây dựng hay bịphá huỷ cũng có thể bị sử dụng một cách vô ý tại các lòsưởi thương mại hay tại nhà ở.

Hình 1.5 : Ứng dụng của Asen để làm đồ mỹ nghệ

II.1.4. 2. Trong đời sống



Lục Sheele hay asenat đồng, được sử dụng trong thế kỷ19 như là tác nhân tạo màu trong các loại bánh kẹo ngọt.

Hình 1.6 : Sử dụng Asen để tạo màu bánh kẹo

II.1.4. 3. Trong y học

Trong các thế kỷ 18, 19 và 20, một lượng lớn các hợpchất của asen đã được sử dụng như là thuốc chữa bệnh, nhưArsphenamin (bởi Paul Ehrlich ) và trioxit asen (bởiThomas Fowler). Arsphenamin cũng như neosalvarsan đượcchỉ định trong điều trị giang mai và bệnh trùng mũikhoan, nhưng đã bị loại bỏ bởi các thuốc kháng sinh hiệnđại.

Hình 1.7 : Sử dụng Asen để làm thuốc chữa bệnhGVHD: TS. Lê Quốc Tuấn Nhóm 6 24


Triôxít asen đã được sử dụng theo nhiều cách khácnhau trong suốt 200 năm qua, nhưng phần lớn là trong điềutrị ung thư. Cục Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) vàonăm 2000 đã cho phép dùng hợp chất này trong điều trị chocác bệnh nhân với bệnh bạch cầu cấp tính tiền myelin vàkháng lại ATRA. Nó cũng được sử dụng như là dung dịchFowler trong bệnh vảy nến.

Axetoasenit đồng được sử dụng như là thuốc nhuộm màuxanh lục dưới nhiều tên gọi khác nhau, như 'Lục Paris'

hay 'lục ngọc bảo'. Nó gây ra nhiều dạng ngộ độc asen.

Hình1.8 :thuốc trị ung thư avastin.

II.1.4.4. Các ứng dụng khác Sử dụng trong nuôi dưỡng động vật, cụ thể là tại Hoa

Kỳ như là phương pháp ngăn ngừa bệnh và kích thích pháttriển.



Asenua gali là một vật liệu bán dẫn quan trong, sửdụng trong các mạch tích hợp (IC). Các mạch tích hợp nàynhanh hơn (nhưng cũng đắt tiền hơn) so với các mạchdùng silic. Không giống như silic, nó là khe hở năng

lượng trực tiếp và vì thế có thể sử dụng trong các điốtlaze và LED để trực tiếp chuyển hóa điện thành ánhsáng.

Hình 1.9 : Sử dụng Asen trong kỹ thuật mạ đồng và pháo hoa.

II.2 Ô nhiễm Asen trong môi trường và tác dụng độc hạicủa nó

II.2.1 Các nguồn gây ô nhiễm AsenPhát thải toàn cầu hàng năm từ các nguồn tự nhiên đã

được ước tính là khoảng 8.000 tấn mỗi năm, trong khilượng khí thải từ các nguồn do con người đã được ước tínhlớn hơn gấp 3 lần khoảng 23.600 tấn mỗi năm . Người taước tính rằng tổng cộng 575 tấn asen được thải ra bầukhông khí ở châu Âu (1990) chủ yếu là kết quả của quátrình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch từ và các nguồn vănphòng phẩm. Ở Anh, ước tính tổng lượng phát thải asen



hàng năm vào năm 1996 là 51 tấn. Tổ chức Y tế Thế giới(WHO) (2000) cho thấy nồng độ của asen trong không khí ởkhu vực nông thôn dao động từ 1-10 ng/m3 ở khu vực thànhthị từ 3 - 30 ng/m3 đối với khu vực lân cận lò nung kimloại màu, nồng độ Asen trong không khí khoảng 2-2320ng/m3. Ở Việt Nam khí thải từ nhà máy luyện thép ước tính50.000m3/h, hàm lượng bụi từ 2.840 – 4.260 tấn/năm.

Nguồn phát thải Asen vào môi trường bao gồm nguồn tựnhiên (như gió thổi bụi đất và núi lửa) và nguồn nhântạo. Trong đó nguồn nhân tạo do các hoạt động sản xuấtcủa con người là nguồn chính phát thải Asen vào môitrường.

Các hoạt động chủ yếu của con người tạo ra Asen baogồm: sản xuất nhiệt và điện từ than và các nguồn nhiênliệu hóa thạch khác, quá trình khai thác mỏ, luyện kimloại màu, sản xuất than, bảo quản gỗ, lọc dầu, đốt rácthải công nghiệp và rác thải sinh hoạt, sản xuất hóachất, giao thông vận tải.



Hình 2.1:Luyện kim loại màu

Hình2. 2: Khai thác mỏ

Hình 2.3: Đốt rác thải



Hình 2.4:Sản xuất hóa chất

Một số hoạt động của con người làm gia tăng ô nhiễmasen như :- Vì tính chất của nó semimetallic, thạch tín được sử

dụng trong các ứng dụng luyện kim như là một kimloại phụ gia. Bổ sung của 2% asen để dẫn hỗ trợtrong sản xuất chì bắn để cải thiện cầu thể củanó. Việc bổ sung lên đến 3% asen dẫn hợp kim mangcơ sở cải thiện cả hai đặc tính nhiệt độ cơ khí vàcao của họ. Một lượng nhỏ thạch tín được thêmvào dẫn -kim loại cơ bản lưới điện pin và cápsheating để cải thiện độ cứng của các tài liệu này.

- Asen sẽ cải thiện khả năng chống ăn mòn và tăngnhiệt độ kết tinh của đồng . Trong lượng 0,15-0,50%, asen cải thiện các ứng dụng nhiệt độ caocủa đồng đồ dùng.

- Độ tinh khiết cao Asen được ứng dụng trong côngnghệ bán dẫn để xản xuất gallium Asennide. Hợp chấtnày tìm thấy ứng dụng trong các thiết bị bán dẫnnhư điốt , bóng bán dẫn và laser. Asenide Indium đượcsử dụng cho các máy dò hồng ngoại và trong các ứngdụng hiệu ứng Hall. Số lượng nhỏ cũng được sử dụngnhư một dopant trong germanium và silicon thiết bị.

II.2.2 Tính độc của Asen trong môi trường sinh thái

- Asen tự do cũng như hợp chất của nó rất độc. Trongcác hợp chất thì hợp chất của As (III) là độc chất.Tổ chức y tế thế giới (WHO) đã xếp asen vào danhsách các độc tố nhóm A gồm: Hg, Pb, Se, Cd, As.


http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=vi&rurl=translate.google.com.vn&sl=en&tl=vi&u=http://nautilus.fis.uc.pt/st2.5/scenes-e/elem/e01400.html&usg=ALkJrhjTAmLk_mPt-J7qMSbBqo7iacRBtQ

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=vi&rurl=translate.google.com.vn&sl=en&tl=vi&u=http://nautilus.fis.uc.pt/st2.5/scenes-e/elem/e03200.html&usg=ALkJrhgY-ERhTepzWDkTPawFh4yQU6ORxA

javascript:/bitmaps/pictures/p0086.gif',%20'diodes',%20200,%20134)

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=vi&rurl=translate.google.com.vn&sl=en&tl=vi&u=http://nautilus.fis.uc.pt/st2.5/scenes-e/elem/e02900.html&usg=ALkJrhhtQJUjRsWTY10LkIZqqpdTDyESCg

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=vi&rurl=translate.google.com.vn&sl=en&tl=vi&u=http://nautilus.fis.uc.pt/st2.5/scenes-e/elem/e02900.html&usg=ALkJrhhtQJUjRsWTY10LkIZqqpdTDyESCg

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=vi&rurl=translate.google.com.vn&sl=en&tl=vi&u=http://nautilus.fis.uc.pt/st2.5/scenes-e/elem/e08200.html&usg=ALkJrhhXX5VaZcclxET2wcuiK39hVqIJZw




- Asen và các hợp chất của nó là độc chất độc mạnh cókhả năng gây ung thư da, ung thư phổi, ung thư gan,ung thư túi mật…; gây ra các rối loạn hoạt động củahệ thần kinh và hệ tuần hoàn.

- Những người bệnh dùng thuốc có asen và những côngnhân tiếp xúc nhiều với asen thường có tần số rốiloạn nhiễm sắc thể cao.

- Ngoài việc gây độc cấp tính, asen còn gây độctrường diễn do tích lũy ở gan tới một mức độ đủ gâytử vong, liều gây tử vong là 0,1g (tính theo As2O3).

- As (III) thể hiện độc tính bằng việc tấn công lêncác nhóm –SH của các enzym, làm cản trở hoạt độngcủa các enzyme.

- Do tương tự về tính chất hóa học với phospho, asentham gia vào một số quá trình sinh hóa, cản trở sựhình thành APT; cụ thể trong quá trình hình thànhphát triển APT có một giai đoạn quan trọng là tổnghợp 1,3- diphotpho glyxerat từ Glyxeraldehyt – 3-photphat; nếu có mặt asen sẽ tạo ra 1- aseno-3-photpho glyxerat (sự photpho hóa sẽ bị thay thếbằng sự asen hóa).

- Asen và nhiều hợp chất của nó là những chất độc cựckỳ có hiệu nghiệm. Độc tính của các hợp chất As →Asenat → Asenit → đối với sinh vật dưới nước tăngdần theo dãy Asen hợp chất As hữu cơ. Trongmôi trường sinh thái,các dạng hợp chất As hóa trị(III) có độc tính caohơn dạng hóa trị (V).

IARC công nhận asen và các hợp chất của asen như làcác chất gây ung thư nhóm 1, còn EU liệt kê triôxít asen,pentôxít asen và các muối asenat như là các chất gây ungthư loại 1. Asen gây ra ngộ độc asen do sự hiện diện củanó trong nước uống, “chất phổ biến nhất là asenat[HAsO42- ; As(V)] và asenit [H3AsO3 ; As(III)]”. Khả năng



của asen tham gia phản ứng ôxi hóa-khử để chuyển hóa giữaAs (III) và As (V) làm cho khả năng nó có mặt trong môitrường là hoàn toàn có thể.

II.2.3 Asen trong tự nhiên

Hình 2.5 : Asen có trong quá trình hình thành địa chất trong tự nhiên

II.2.3.1. Các dạng tồn tại của Asen trong đá và quặng gốc

Asen trong các mỏ quặng nhiệt dịch tồn tại dưới dạngcác khoáng vật như: Asenopyrit (FeAsS), realgar (AsS),oripigmen (As2O3), scorodit (FeAsO4.2H2O), loellingit(FeAs2), grexdorfit (NiAsS), glaucodot (CuFeAsS),cobaltin (CoAsS), prustit (Ag3AsS), enargit (CuAsS4),tennantit (Cu12As4S13), nickelin (NiAs), rammensbergit(NiAs2), chloantit (NiAs3), ..., trong đó khoáng vật chứa



Asen phổ biến nhất trong các mỏ nhiệt dịch là Asenopyrit.Đại đa số các trường hợp gặp Asen trong các vùng quặngsulfur đa kim, trong các mỏ vàng, antimon, thuỷ ngân,cobalt, molybden, đồng, thiếc.

Bảng 2.1. Hàm lượng Asenopyrit và Asen trong một số vùngquặng ở Việt Nam

TT Kiểu quặng Khu vực,vùng

Diệntích

Asenopyrit (%)

Asen(g/thoặc%)

1Thạch anh -Asenopyrit-cassiterit

Quỳ Hợp 25 km2 8-15%


Đa Lu,Play Non hạ

0,5-4,5%2-

12,4%


Phú Lâm,Tuyên Quang 11 km2

0,52-9,79%

4Thạch anh -Asenopyrit-

vàngLàng Đầu 0,23-

29,81%


vàng

Vai Đào -Cao Răm 2-15%


vàng

Xuân Thu,Trà Bắc

0,8-19,12%

7

Antimonit-pyrit-

Asenopyrit-vàng

Làng Vài,Chiêm Hoá

29,25km2

0,1-24,16%



8

Antimonit-pyrit-

Asenopyrit-vàng

Lũng Cóc, NàNgần 1,26%

9

Pyrit-Asenopyrit-sphalerit-galenit

Chợ Điền,Tuyên Quang

150km2

1,92-19,1%

10

Pyrit-Asenopyrit-sphalerit-galenit

Ancroet,Sông Trao 2-25% 1-

19,1%

11 Đồng porphyr Tà Lương- CamRanh

150km2 0,03%

12Listvenit từ

đá siêumafic

Hin Hụ -Bang Mon >4 km2 ít -3% 72,4

g/t

II.2.3.2. Asen trong đới quặng phong hóa:

Các loại quặng gốc có chứa Asen khi bị phong hoáthường tạo thành những đới đỏ nâu và nhẹ hơn quặng gốc(do một số thành phần trong quặng bị rửa trôi). Quanghiên cứu cụ thể ở vùng quặng listvenit thuộc đới SôngMã (tỉnh Sơn La) ta thấy các đới quặng bị phong hoá cómàu đỏ nâu cũng có hàm lượng Asen rất cao (Bảng 2.2).Điều đó chứng tỏ Asen trong đới quặng nhiệt dịch (hoặcđới biến đổi nhiệt dịch) ít bị di chuyển trong quá trìnhphong hoá.; phần lớn chúng bị giữ lại trong tầng phonghoá. Có lẽ chỉ một lượng nhỏ Asen được di chuyển đi bởinước bề mặt (nước mưa, nước suối, nước lũ) và nước dướiđất.



Bảng 2.2. Hàm lượng Asen trong các đới biến đổi nhiệt dịchbị phong hoá đỏ nâu ở thượng nguồn sông Mã

TT Côngtrình

Tần suấtbắt gặp

Hàm lượng (g/t)Trungbình

Cực đại

1 H36.2 1/4 75 3002 H35.2 2/7 70 3003 H7.2 6/11 76 3004 H10.3 1/3 70 2005 G22 4/10 65 2006 G23 4/10 51 300

II.2.3.3. Asen trong nước ở các khu vực mỏ quặng giàu Asen

Một số nghiên cứu nước ở các khu mỏ cho thấy chúngcũng cao dị thường. Các kết quả khảo sát phân tích nướcbề mặt và các nguồn lộ ở 11 khe suối đổ ra sông Mã dọcvùng ĐN Bản Phúng (khu mỏ listvenit) cho thấy các khesuối ở đây đều là các khe nhỏ, mùa khô (11/1990) chỉ cónước ở gần cửa khe với lưu lượng 0,02-3,5 l/s. Ở hữu ngạnmật độ suối thưa hơn, lưu lượng 0,2-25 l/s. Điều đáng lưuý là hàm lượng Asen của nước ở khác khe trong khu vực nóitrên đều cao (0,43-113 mg/l) (Bảng 2.3), so với chỉtiêu hàm lượng Asen trong nước sinh hoạt (<0,05 mg/l)thì ở đây hàm lượng Asen trong nước đều vượt quá chỉ tiêucho phép. Điều này chứng tỏ một lượng nhỏ Asen trong đớiquặng được di chuyển vào nước, làm cho nước ở các khesuối trở nên không an toàn cho mục tiêu nước sinh hoạt,đặc biệt ở mùa khô.Bảng 2.3. Hàm lượng Asen trong nước ở các khe thuộc vùng

mỏ listvenit ở đông nam Bản Phúng (xã Bó Xinh, huyện Sông Mã, Sơn La)



TT Số hiệumẫu

Hàm lượng(mg/l) TT Số hiệu

mẫuHàm lượng(mg/l)

1 DN0-1 0,86 10 DN8-2 0,862 DN1-1 0,57 11 DN9-1 0,433 DN1-2 0,56 12 DN9-2 0,434 DN3-1 0,43 13 TB1-1 0,865 DN3-2 0,72 14 TB1-2 0,866 DN7-1a 0,57 15 TB2-1 0,867 DN7-1b 0,72 16 TB2-2 0,728 DN-7-2 0,86 17 TB3-1 0,729 DN8-1 1,15

II . 2.3.4. Asen trong trầm tích bở rời

Hàm lượng tổng Asen trong bùn biển đại dương thế giới là1ppm, trong trầm tích Đệ tứ hạt mịn ở Osaka, Kobe, Kyoto,Fukuoka, Sendai (Nhật Bản) khoảng 1 - 30ppm. Trầm tích venbờ biển Việt Nam có hàm lượng Asen dao độngtrong khoảng 0,1- 0,6ppm, cao nhất là vùng ven bờ Bạc Liêu, Cà Mau, PhúYên, Quãng Ngãi.

II.2.3.5. Asen ở vùng đồng bằng

Dự đoán ,asen được hình thành do sự oxi hóa Asenopyrrittrong sét hoặc các lớp than bùn xen giữa chúng hoặc do nướcgiàu asen do ác đứt gãy cắt qua các vùng núi đá magma giàu



asen ở các vùng núi xa thấm vào tầng chứa nước dưới đấtđồng bằng .Hình 2.5 diễn giải khả năng ô nhiễm asen ở đồngbằng.

Hình 2.6: Khu mỏ có hàm lượng asen cao(nguồn internet)

Hình 2.7: Mô hình diễn giải khả năng ô nhiễm asen trong nước dưới đất ởđồng bằng(nguồn internet)

II.2.3.5. Asen trong nước và không khí

Hàm lượng Asen trong không khí của thế giới khoảng 0,07 –2,3mg/l , vùng ô nhiễm là 1,5 – 190 mg/l. Hàm lượng Asentrong không khí ở Việt Nam là 0,036 – 0,071 mg/l

Hàm lượng Asen nước mưa ở Thái Bình Dương là 0,6 µg/l,vùng ô nhiễm Bắc Âu là 3,6 - 84µg/l. Hàm lượng Asen trongnước biển là khoảng 3,7µg/l, nước sông là 4 µg/l…

II.2.3.6. Asen trong thực phẩm Asen thường có trong rau quả, thựcphẩm, trong cơ thể

động vật và người vớinồng độ rất nhỏ, gọi là vi lượng.Ở mức độ bình thường, nước tiểu chứa 0,005-0,04 mg

As/L, tóc chứa 0,08-0,25mg As/kg, móng tay, móng chânchứa0,43-1,08 mg As/kg.



Hình 2.8 Asen trong rau mầm(nguồn internet)

Lượng asen trong cơ thể người hay ăn cải mầm cao hơn

10,4% so với những người không bao giờ hay ăn ít hơn 1lần một tháng.

Hình 2.9: Asen trong cá biển (nguồn internet)



Dạng asen không bão hòa của những người ăn thịt cábiển một lần một tuần cao hơn 7,4% so với những người ăn

ít hơn một lần một tháng.

Hình 2.10: hình ảnh minh họa.

Nghiên cứu của giáo sư Cottingham không chỉ ra mốiquan hệ rõ ràng giữa hấp thụ gạo và lượng asen, nhưngthực tế là những người tham gia nghiên cứu này không ănnhiều gạo. Những nghiên cứu khác cũng khá thuyết phục,

giáo sư cho hay, chúng chỉ ra rằng những người ăn nửa bátcơm một ngày có lượng thạch tín cao.

Hình 2.11: Asen trong thịt gia cầm(nguồn internet)



Các loại chim và gia cầm thường được cho ăn những thứcăn chứa hàm lượng cơ sở thạch tín, dễ dẫn đến một lượngthạch tín cao nằm trong thịt.

Hình 2.12: Asen trong rượu bia(nguồn internet)

Dựa theo nghiên cứu kể trên, đàn ông uống 2 cốc rưỡubia mỗi ngày có tỉ lệ asen trong cơ thể cao hơn 30% vànhững phụ nữ uống 5 đến 6 cốc rượu một tuần có tỉ lệ caohơn 20%. Lượng thạch tín đến từ nước được sử dụng để ủnhững đồ uống này. Những người sản xuất bia và rượu cũngsử dụng những vật liệu chiết xuất, đất tảo cát nuôi dưỡngasen.

II.2.3.7. Asen trong sinh vật:

Asen tích tụ chủ yếu ở rễ, ở những khu vực đất bị ô nhiễmthì rễ cây hấp thụ khá nhiều Asen (1000 – 6000ppm), cònphần trên mặt đất 100ppm. Rất đáng lưu tâm là hàm lượngAsen trong rau trước đây thấp hơn hiện nay. Đó là hậu quảcủa sự ô nhiễm môi trường đất, nước bởi Asen hiện nay.

Asen khi đi vào cơ thể con người trong một ngày đêm thôngqua chuỗi thức ăn khoảng 1mg, qua bụi, không khí 1,4µg/l,



các đường khác 0,04 – 1,4µg/l. Hàm lượng Asen trong cơ thểngười khoảng 0,08 – 0,2ppm, tổng lượng Asen có trong ngườibình thường khoảng 1,4mg. Asen tập trung trong gan, thận,hồng cầu , hemoglobin và đặc biệt tập trung trong não,xương, da, phổi, tóc.

Hiện nay, người ta có thể dựa vào hàm lượng Asen trong cơthể con người để tìm hiểu hoàn cảnh và môi trường sống, nhưhàm lượng Asen trong tóc nhóm dân cư khu vực nông thôntrung bình là 0,4 – 1,7ppm, khu vực thành phố công nghiệp0,4 -2,1ppm,còn khu vực ô nhiễm nặng la 0,6 – 4,9ppm.

II.3. Mức độ nguy hiểm của Asen đối với con người

II.3.1. Con đường xâm nhập vào cơ thể

Asen đi vào cơ thể bàng tất cả các con đường như : hôhấp, tiêu hóa và thẩm thấu qua da. Trong đó, uống nướcnhiễm Asen là con đường chính để Asen xâm nhập vào trongcơ thể.

II.3.1.1 Nhiểm Asen qua con đường hô hấp

Trong công nghiệp, nhất là công nghiệp nặng (khaikhoáng và chế biến khoáng sản, luyện kim cơ khí,…) Asencó thể thường xuyên xâm nhập vào cơ thể người lao độngqua đường hô hấp.

- Khói lò, khí thải từ nguyên liệu đốt là than đá vàdầu công nghiệp



- Nồng độ As bốc ra phụ thuộc nhiệt độ không khí, bềmặt tiếp xúc của As và mức độ thông gió của môi

trường.

Hình 3.1: Khói lò- nguồn ô nhiễm Asen

- Công nghiệp khai thác khoáng sản có chứa As tạo ranhiều bụi bẩn kích thước nhỏ bay lơ lửng trong môitrường không khí sẽ xâm nhập và cơ thể người côngnhân làm việc trong môi trường đó qua đường hô hấp



II.3.1.2 Nhiểm Asen qua da

Khi công nhân trực tiếp làm việc tại mỏ khoáng sảnchứa As, As có thế xâm nhập qua da khi da tiếp xúc trựctiếp.

II.3.1.3 Nhiểm Asen qua con đường tiêu hóa

Asen có thể nhiễm qua con đường tiêu hóa, tích lũytrong cơ thể để gây độc. Với việc con người ăn nhiều hảisản như hiện nay thì Asen càng có điều kiện xâm nhập vàtích lũy trong cơ thể. Nồng độ As trong một số loài hảisản: Cá ngân 9,17 (g/g), cá thu 7,21 (g/g), ngao 15,36(g/g)…


Hình 3.2: Nhiễm Asen qua hô hấp

Hình 3.3: Nhiễm Asen qua da


Đặc biệt : Asen là một trong những chất có độc tính cao.Con người có thể bị phơi nhiễm asen qua nước uống. Mộtlượng nhỏ Asen trong nước có thể đe dọa đến sức khỏecon người bởi vì phần lớn các hợp chất asen trong nướcuống đều ởdạng vô cơ rất độc. Hầu hết sự nhiễm asenđược phát hiện sau quá trình phơi nhiễm asen trongnước uống. Lý do chính cho tình trạng này là hầu hếtcác hợp chất asen trong thức ăn thường ở dạng hữu cơvà ít độc hoặc không độc. Trong nhiều trường hợp, sựphơi nhiễm asen từ nước uống là phơi nhiễm với các hợpchất Asen vô cơ rất độc và phơi nhiễm với nồng độ cao.Hai dạng tồn tại chính của Asen vô vơ được tìm thấytrong môi trường là Asenite (Asen hóa trị 3 hay AsIII) và Asenate (AsV ).


Hình 3.4: Nhiễm Asen qua tiêu hóa (ăn phải hải sản nhiễm Asen)


II.3.2. Độc tính và quá trình chuyển hóa của Asen trong cơ thể ngườivà sinh vật khác

II.3.2 .1 Độc tính của Asen

Độ độc của Asen phụ thuộc vào trạng thái oxi hóa củaAsen, phụ thuộc vào dạng tồn tại vô cơ hay hữu cơ.As(III) độc hơn nhiều so với As(V), Asen vô cơ độc hơnrất nhiều so với Asen hữu cơ. Qua nhiều nghiên cứu ngườita thấy rằng độ độc giảm dần theo thứ tự: Asin > Asenit >Asenat > monometyl Asenat > dimetyl Asenat.

II.3.2.2. Hấp thụ Asen vào cơ thể người và sinh vật khác

Đối với vi khuẩn, cấu trúc tế bào của vi khuẩn có khảnăng hấp thu Asen rất cao. Đối với vi khuẩn Gram dương,tầng peptidogycan dầy và được liên kết thông qua các cầunối acid amin. Sự hiện diện của các liên kếtphosphodiester giữa các teichoic acid là đặc tính quantrọng của tế bào vi khuẩn Gram dương. Đối với nhóm vikhuẩn Gram âm, ngoài peptidogycan vách tế bào còn cóphospholipid và lipopolysaccharide (LPS). Những nhóm chứcnăng mang điện tích âm như gốc –COOH có khả năng hấp thucác ion Asen tích điện dương


Hình 3.5: Nhiễm Asen qua tiêu hóa (uống phải nước chứa


Đối với nấm,quá trình trao đổi chất và vận chuyển độclập là một phần của quá trình trao đổi chất nhờ vào cácgốc chức năng tích điện âm (-COOH, -NH2, -N-C=O, -SH,…).Ngoài ra, các gốc chức năng này có thể tạo thành các phứcvới ion Asen.

Đối với tảo, các polysaccharide bao gồm cellulose,chitin, alginate và glycan có chức năng trong việc liênkết với Asen. Một số gốc quan trọng như –COOH, các gốc cóchứa O-, N-, S-, hoặc P- đều tham gia trực tiếp vào việckiên kết Asen. Các nhóm carboxyl, hydroxyl, sulphate vàamino trong polysaccharide của vách tế bào tảo tương tácnhư là các điểm liên kết đối với Asen.

Cũng như các sinh vật khác Asen dễ dàng xâm nhập và cơthể người. Dạng xâm nhập chính vào cơ thể là Asen dạng vôcơ, đặc biệt là Asen(III) dễ hấp thụ vào cơ thể conngười qua đường ăn uống. Xâm nhập vào tế bào qua màng tếbào. Các hợp chất Asenit và Asenat vô cơ bền, có khả nănghòa tan trong nước đều dễ dàng hấp thụ vào dạ dày và cáctế bào của cơ thể.


Hình 3.6: Hấp thụ Asen của một số vi khuẩn(nguồn: Cơ chế gây độc Asen và khả năng giải độc Asen của

vi sinh vật của Trần Thị Thanh Hương, Lê Quốc Tuấn)


II.3.2.3. Chuyển hóa, lưu trữ và cơ chế gây độc của Asen

Sau khi vào cơ thể, ion chứa As bản chất là ion kimloại, được cơ thể xem như ion kim loại cần thiết chuyểnhóa và hấp thụ.

Màng tế bào được xem là một “bức tường” chống lại sựtấn công của các độc chất. Để hiểu sâu hơn về các phảnứng của màng với độc chất, các thí nghiệm được tiến hànhbằng cách sử dụng liposome làm đối tượng nghiên cứu vàđộc chất ở đây vẫn được sử dụng là Asenate. Các kết quảthí nghiệm cho thấy liposome bị hóa lỏng và phá hủy bởiAsenate. Điều này được xem như là một bằng chứng cho thấyAsenic đã liên kết với liposome và tác động trực tiếp lênchúng. Tuy nhiên, liên kết hóa học của Asenic với cácphân tử POPC liposome có thể đã diễn ra sau khi chúngliên kết một cách lỏng lẻo với liposome. Asenic liên kếtvới màng ở mức khá cao ngay khi bắt đầu quá trình tươngtác cho thấy sự liên kết nhanh chóng của Asenate trongdung dịch màng. Sự giải phóng sau khi liên kết nhanh cũngcó thể xuất phát từ động thái chuyển Asenic từcác vịtríưu tiên trên màng đến các dạng bền vững hơn ở trên màngvà trong tế bào chất. Một báo cáo khoa học gần đây về As(III) cho thấy Asenite có lẽ tạo các liên kết hydrogen


Hình 3.7: Hấp thu Asen qua dạ dày và thành ruột


trực tiếp với nhóm phosphate của các phân tửdimyristoylphosphatidylcholine (DMPE) trong quá trìnhcạnh tranh với các phân tử nước hydrate hóa cũng như cácnhóm amino. Sự giảm tương tác giữa các nhóm PE – PE sẽlàm giải phóng các nhóm phosphate và do đó độ linh độngcủa lipid sẽ tăng lên trên bề mặt màng liposome. Do đó,Asenic chèn vào những chỗ trống để lại trên bề mặt ưanước của màng tế.

Phân bố Asen trong cơ thể: Asen tác dụng lên nhóm thiol, ứcchế hoạt tính các enzym và tích lũy ở một số mô (nhưxương, gan, thận,…). Phần lớn các chất gây ung thưtác động lên các axitnucleic, protein trực tiếp hoặcsau khi hoạt hóa sự chuyển hóa.- Gan: phần lớn các ion vô cơ được giữ, chuyển hóa và

biến đổi ở gan, mật và thải vào đường tiêu hóa.- Máu: Hydro Asen tập trung ở hồng cầu.- Thận: Nhiễm độc Asen cấp tính tích chứa ở thận.- Tủy xương: Nhiễm độc mãn tính Asen. Asen vô cơ

Cơ chế gây độc Asen vô cơ phá hủy các mô trong hệ hôhấp, trong gan và thận, nó tác động lên các enzyme


Hình 3.8: Cấu tạo màng tế bào


(enzyme chống oxi hóa SOD, CAT,…) tấn công vào các nhómhoạt động -SH của enzyme làm vô hiệu hoá enzyme:

Tác động Asen lên trung tâm hoạt động ( –SH) của enzymelàm mất hoạt tính enzyme SHSEnzyme + AsO3

3-

Enzyme AsO- + 2OH+

SHSAsen(V) ức chế các enzim sinh năng lượng cho tế bào nhưcác enzim sinh ra ATP làm chu trình xitric bị kìm hãm.


Hình 3.9: Hoạt động bình thường của


As(III) ở nồng độ cao còn làm đông tụ protein, doAs(III) tấn công vào các liên kết có nhóm sunfua. Trongmôi trường yếm khí As(III) có thể tạo hợp chất (CH3)3Asrất độc. As(V) ở dạng AsO4

3- có tính chất tương tự PO43- sẽ

thay thế PO42- gây ức chế enzyme ngăn cản quá trình tạo

ATP là chất sản sinh ra năng lượng sinh học. Nó can thiệpvà làm rối loạn một số quá trình sinh hóa của cơ thể.Asenhữu cơ tác động lên các tế bào sinh học. Các dạng As hữucơ có tính độc thấp hơn rất nhiều, một số hợp chất As(V)vô cơ thậm chí không độc.

Asen có khả năng liên kết với các phân tử lipid tạo rathành phần độc hại trong cơ thể. Đồng thời phá vỡ quá

trình sản sinh năng lượng trong quá trình hoạt động sốngcủa cơ thể. Thông qua cơ chế sau:

Asen hữu cơ

Các hợp chất asen(V) (R-AsO3H2) ít ảnh hưởng đến hoạt tính của enzim nhưng trong những điều kiện thích hợp chúng có thể khử về dạng asen(III) độc hơn.



Các hợp chất asen(III) bao gồm aseno và asenoso . Các hợp chất aseno (R-As=As-R) bị oxi hoá dễ dàng ngay cả khi có vết oxi, tính hoạt động của chúng được cho là do sự chuyển hoá thành các dẫn xuất aseno tương ứng. Các dẫnxuất này có thể được chia thành các hợp chất thế một lần và các hợp chất thế hai lần theo phản ứng của chúng với nhóm sunfuahydryl . Những hợp chất thế một lần, ví dụ R-As=O, phản ứng với enzim chứa nhóm -SH.

SR'

R-As=O + 2R'SH R-As

SR'

Một số enzim chứa hai nhóm thiol có thể phản ứng với hợp chất asen thế một lần, bằng cách đó tạo ra cấu trúc vòng 5 cạnh. Phản ứng này thuận nghịch với đithiol. Axit liponic, cần thiết cho giai đoạn đầu trong sự oxi hoá của

piruvate, bị ức chế bằng cách này bởi liuzit (sử dụng làmkhí độc).

II.3.2.4. Thải loại Asen ra khỏi cơ thể

Cơ chế giải độc As ở gan: Các chất độc khi vào trongtoàn bộ cơ thể, theo dòng máu được đưa về gan và gan sẽkhử độc theo hai cơ chế :Cố định và loại thải, khử độchoá học.

Đa số các kim loại nặng nói chung và Asen nói riêngđều được xử lí bằng cơ chế cố định và loại thải. As được



gan giữ lại rồi đào thải qua đường mật, As vẫn giữ nguyêntrạng thái ban đầu, hầu như không bị biến đổi về mặt hoáhọc. Chất khử độc theo cơ chế này thường là các muối củaAsen.

Cũng như đa số kim loại khác phần lớn As đào thải quathận (As theo máu đến gan, thải qua mật vào ruột, phầnchất độc không được tái hấp thu sẽ thải ra phân), một ítqua mồ hôi, da, lông, tóc và móng chân tay. Người bị bệnhthận mà nhiễm As thì sự thải loại As bị cản trở. Yếu tốnày có thể đóng vai trò quan trọng trong những trường hợp


Hình 3.10: Cấu tạo gan và cơ chế loại thải


không thấy tương quan giữa tỷ lệ đào thải qua nước tiểuvà các dấu hiệu nhiễm độc.

II.3.3. Các dạng nhiễm độc ở người

Asen tự do cũng như hợp chất của nó rất độc. Trong hợpchất thì hợp chất của As(III) là độc chất. Tổ chức Y tếthế giới (WHO) đã xếp As vào nhóm độc loại A gồm: As, Ps,Se, Cd, Hg. Người bị nhiễm độc As thường có tỷ lệ bị độtbiến nhiễm sắc thể rất cao. Ngoài việc gây nhiễm độc cấptính As còn gây độc mãn tính do tích lũy trong gan vớicác mức độ khác nhau, liều gây tử vong là 0,1g (tính theoAs2O3). Từ lâu, Asen ở dạng hợp chất vô cơ đã được sử dụnglàm chất độc (thạch tín), một lượng lớn Asen có thể gâychết người. Nếu bị nhiễm độc cấp tính, Asen có thể gây tửvong trong vòng vài giờ đến một ngày, mức độ nhiễm hơn cóthể thương tổn các mô hayc ác hệ thống của cơ thể. Asencóthể gây 19 loại bệnh khác nhau, trong đó có các bệnhnan y như ung thư da, phổi.

Sự nhiễm độc Asen được gọi là Asenicosis. Đó là mộttai họa môi trường đối với sức khỏe còn người. Những biểuhiện của bệnh nhiễm độc Asen là chứng sạm da (melanosis),dày biểu bì (kerarosis), từ đó dẫn đến hoại thư hay ưngda, viêm răng, khớp… Nhiễm độc Asen thường qua đường hôhấp và tiêu hóa dẫn đến các thương tổn da như tăng haygiảm màu của da, tăng sừng hóa, ung thư da và phổi, ungthư bàng quang, ung thư ruột…Ngoài ra, Asen còn có thểgây các bệnh khác như: to chướng gan, bệnh đái đường,bệnh sơ gan…Khi cơ thể bị niểm độc Asen, tùy theo mức độvà thời gian tiếp xúc sẽ biểu hiện những triệu chứng vớinhững tác hại khác nhau, chia ra làm hai koại sau.


Hình 3.11: Cấu tạo thận và cơ chế loại thải Asen


II.3.3.1. Nhiễm độc cấp tính

Qua đường tiêu hóa: khi anhydrit Asenous hoặc Asenatevào cơ thể sẽ biểu hiện các triệu chứng nhiễm độc như rốiloạn tiêu hóa (đau bụng, nôn, bỏng, khô miệng, tiêu chảynhiều và cơ thể bị mất nước) Bệnh cũng tương tự như bệnhtả có thể dẫn tới tử vong từ 12-18 giờ. Trường hợp nếucòn sống, nạn nhân có thể bị viêm da tróc vảy và viêm dâythần kinh ngoại vi. Một tác động đặc trưng khi bị nhiễmđộc Asen dạng hợp chất vô cơ qua đường miệng là sự xuấthiện các vết màu đen và sáng trên da.

Qua đường hô hấp (hít thở không khí có bụi, khói hoặchơi Asen): có các triệu chứng như: kích ứng các đường hôhấp với biều hiện ho, đâu các chi; hiện tượng xanh tímmặt được cho là tác dụng gây liệt của Asen đối với cácmao mạch. Ngoài ra còn có các tổn thương về mắt như: viêmda mí mắt, viêm kết mạc.

II.3.3.2. Nhiễm độc mãn tính

Trong môi trường tiếp xúc thường xuyên với Asen ở nồngđộ vượt quá độ an toàn nhưng chưa có thể gây độc cấptính, Asen gây nhiễm độc mãn tính và thường biểu hiện ởcác triệu chứng lâm sàng như: mệt mỏi, chán ăn, giảmtrọng lượng cơ thể, xuất hiện các bệnh về dạ dày, ngoài


Hình 3.12: Nhiễm độc Asen cấp tính


da (hội chứng đen da, ung thư da), gan bàn chân, rối loạnchức năng gan. Nhiễm độc Asen mãn tính có thể gây ra cáctác dụng toàn thân và cục bộ. Các triệu chứng nhiễm độcAsen mãn tính xảy ra sau 2-8 tuần, biểu hiện như sau:

Tồn thương da, biểu hiện: ban đỏ, sần và mụn nước,các tổn thương kiểu loét nhết là ở các phần dahở,tăng sừng hóa gan bàn tay và bàn chân, nhiễm sắc(đen da do Asen), các vân trắng ở móng (gọi là đámvân Mees).

Tổn thương các viêm mạc như: viêm kết giác mạc, kíchứng các đường hô hấp trên, viêm niêm mạc hô hấp, cóthể làm thủng vách ngăn mũi.

Rối loạn dạ dày, ruột: buồn nôn, nôn, đâu bụng, tiêuchảyvà táo bán luân phiên nhau, loét dạ dày.

Rối loạn thần kinh có các biểu hiện khác như tê đầucác chi, đau các chi, bước đi khó khăn, suy nhược cơ(chủ yếu ở các cơ duỗi ngón tay và ngón chân).

Nuốt phải hoặc hít thở Asen trong không khí một cáchthường xuyên liên tiếp co thể dẫn tới các tổn thương,thoái hóa cơ gan, do đó dẫn tới xơ gan.

Asen có thể tác động đến cơ tim. Ung thư da có thể xảy ra khi tiếp xúc với Asen như

thường xuyên hít phải Asen trong thời gian dài hoặcda liên tục tiếp xúc với Asen.

Rối loạn toàn thân ở người tiếp xúc với Asen như gầy,chán ăn. Ngoài tác dụng cục bộ trên cơ thể người tiếpxúc do tính chất ăn da của các hợp chất Asen, với cáctriệu chứng như loét da gây đâu đớn ở những vị trítiếp xúc trong thời gian dài hoặc loét niêm mạc mũi,có thể dẫn tới thũng vách ngăn mũi.

Qua các thử nghiệm với động vật, các nhà khoa học đãtìm ra giới hạn gây tử vong với một số loài khác nhau



từ 11-150 mg/kg trọng lượng cơ thể. Đối với người,liều gây tử vong là từ 70-180mg/kg trọng lượng cơthể. Kết quả này rút ra qua những trường hợp bị ngộđộc As và đã tử vong trong các bệnh viện.

Nuốt phải hoặc hít thở Asen trong không khí một cáchthường xuyên, liên tiếp có thểdẫn tới các tổn thương,thoái hoá cơgan, do đó dẫn tới xơ gan.

Asen có thể tác động đến cơ tim. Ung thư da có thể xảy ra khi tiếp xúc với Asen như

thường xuyên hít phải Asen trong thời gian dài hoặcda liên tục tiếp xúc với Asen.

Rối loạn toàn thân ở người tiếp xúc với Asen như gầy,chán ăn. Ngoài tác dụng cục bộtrên cơthểngười tiếpxúc do tính chất ăn da của các hợp chất Asen, với cáctriệu chứng như loét da gây đau đớn ởnhững vịtrí tiếpxúc trong thời gian dài hoặc loét niêm mạc mũi, cóthểdẫn tới thủng vách ngăn mũi.


Hình 3.13: Nhiễm độc Asen mãn tính


II.3.4. Phòng tránh và xử lý nhiễm độc ở người

Asen không gây mùi vị khó chịu khi có mặt trong nướcngay cả ở lượng đủ làm chết người, nên không thể pháthiện bằng cảm quan thế nhưng cho đến ngày nay loài ngườichưa tìm ra được thuốc đặc trị những căn bệnh do nhiễmAsen gây nên. Bởi vậy có nhà báo gọi nó là kẻ giết ngườivô hình

II.3.4.1. Nồng độ tối đa cho phép (NĐTĐCP)

Tiêu chuẩn Việt NamTiêu chuẩn Nhà nước về nước uống TCVN 5501 - 1991 và

Tiêu chuẩn vệ sinh đối với nước ăn uống và sinh hoạt củaBộ Y tế số 505 BYT/QĐ 13/4/1992 qui định thông số Asenkhông được lớn hơn 0,05 mg As/L.

QCVN 8-2:2011/BYT Lượng thức ăn vào hàng tuần có thểchấp nhận được tạm thời của As được đưa vào cơ thể hàngtuần mà không gây ảnh hưởng có hại đến sức khoẻ con người0,015 mg/kg thể trọng (tính theo Asen vô cơ)

Liều có thể gây chết ở người lớn từ 120 đến 200 mg, vàở trẻ em là 2mg/kg trọng lượng cơ thể. Tiêu chuẩn các tổ chức và quốc gia trên thế giớiTổ chức Y tế Thế giới (WHO) từ năm 1993 đến nay, có

khuyến cáo, nồng độ Asen trong nước uống không được lớnhơn 0,01mg/l.

Tổ chức Y tế thế giới đã hạ thấp nồng độ giới hạn chophép của Asen trong nước cấp uống trực tiếp xuống0,010mg/l. USEPA và cộng đồng châu Âu cũng đã đề xuấthướng tới đạt tiêu chuẩn Asen trong nước cấp uống trựctiếp là0,002-0,020 mg/l.



Nồng độ giới hạn của Asen theo tiêu chuẩn nước uốngcủa Đức là 0,010mg/l.

Trước thảm hoạ thạch tín đang hiện hữu, ngày 24/5/2000Cục Bảo vệ môi trường Hoa kì (EPA) quyết định giảm thôngsố Asen trong Tiêu chuẩn nước uống của Hoa kì từ 0,05 mgAs/l, ngang TCVN, xuống còn 0,005 mg As/l.

II.3.4.2. Biện pháp kỹ thuật

Biện pháp chung- Thay As bằng hóa chất khác nếu được. - Chống As bay hơi và bụi As bằng thông gió hợp lý. - Làm việc với As ở nơi có bàn, nền, tường phải thật

nhẵn, có thể rửa nước để giữ As không bốc hơi vàthu hồi As.

- Dự kiến tình huống tai nạn nếu As rơi vãi. - Tổ chức kế hoạch và kế hoạch hóa lao động để giảm

tiếp xúc với As. Kiểm tra chặt chẽ thường xuyênnồng độ Asen và hợp chất của nó trong không khí nơilàm việc; nếu nồng độ As cao mà không thể khắc phụcđược thì phải giảm giờ tiếp xúc.

Các biện pháp phòng ngừa khi làm việc trong môitrường có chứa Asen gồm:

- Trong vùng có Asen phải dùng hệ thống hút để đưaAs ra bộ phận xử lý trước khi đưa ra bên ngoài.

- Cách ly nguồn nước phát sinh As với người, tránh đểhệ thống hở.

- Bịt chặt hoặc phủ kín nguồn chứa As không để pháttán.

- Khi tuyển nhân viên vào làm việc phải được kiểm tra ytế bảo đảm sức khoẻ để làm việc trong môi trường cóAs. Những người tiếp xúc với As phải được khám sức



khoẻ định kỳ 2 lần/năm, khi có hiện tượng mắc bệnh,phải bố trí công việc phù hợp với sức khỏe.

- Trước khi làm việc nhất thiết phải đọc cách hướngdẫn, cảnh báo.

- Sử dụng đầy đủ các phương tiện bảo vệ cá nhân.- Không được ăn uống, hút thuốc tại nơi làm việc. Những giải pháp kỹ thuật giảm thiểu ô nhiễm đã áp

dụng ở các nướcNhiều nơi trên Thế giới có nguồn nước bị ô nhiễm bởi

Asen nên từ tháng 2/1999, Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) yêucầu cần có các kĩ thuật loại trừ Asen đơn giản, chi phíthấp để có thể áp dụng cho nhiều nơi, nhiều vùng, cho cácnước đang phát triển.

Chi-lê nêu kinh nghiệm dùng sửa vôi để kết tủa Asen;đã áp dụng nhiều năm ở vùng rừng núi của họ. Mỗi hệ thốngxử lí này cần 2 máy bơm: 1 bơm nước, 1 bơm sửa vôi. Kĩthuật này cần mặt bằng đủ rộng.

Nhật nêu kinh nghiệm dùng tro núi lửa, không áp dụngđược cho các nước không có núi lửa.

Băng-la-đét dùng phoi sắt. Hiệu quả của phương phápnày không cao

Những giải pháp kỹ thuật của Việt Nam Nguyên tắc chungAsen trong nước tồn tại ở 2 dạng hoá trị : As(III) và

As(V); trong nước ngầm As(III) trội hơn. Các phương phápđơn giản loại trừ Asen dựa trên khả năng tạo thành hợpchất ít độc của As(V), ví dụ: FeAsO4, Mn3(AsO4)2, AlAsO4.Bởi vậy, muốn loại trừ Asen phải chuyển nó tới dạngAs(V).

Kết tủa Asen với sắt



Nếu nguồn nước sử dụng cho ăn uống được khai thác từnước ngầm thì dùng sắt có sẵn trong nước ngầm để táchAsen. Sơ đồ phản ứng như sau:

Fe(II) + O2 Fe(III)Fe(III) + As(III) Fe(II)

+ As(V)Fe(II) + O2 Fe(III)Fe(III) + As(V)

FeAsO4 ¯FeAsO4 kết tủa cùng Fe(OH)3 và được lọc bỏ qua lớp cát

Dùng khoáng vật kết tủa AsenNhững khoáng vật chứa sắt, mangan hoặc nhôm có khả

năng làm kết tủa Asen ở dạng FeAsO4, Mn3(AsO4)2, AlAsO4.Khoáng vật trước khi sử dụng phải được chế hoá sơ bộ đểchuyển sang dạng hoạt hoá và phải trung tính.

Những việc người dân tự làm đượcỞ các giếng chứa nhiều sắt thì bố trí lại cơ cấu lọc

hợp lí để kết hợp loại sắt đồng thời với loại Asen. Khisắt kết tủa dạng Fe(OH)3 có khả năng hấp thụ kết tủa chứaAsen dưới dạng FeAsO4, cần có kết cấu loại sắt hợp lí đểlợi dụng tối ưu khả năng này. Tức là “tận dụng cái rủi ro nhìnthấy, để hạn chế cái rủi ro không nhìn thấy, không lường trước và nguyhiểm hơn đó là Asen”.

Tư vấn về kĩ thuật xử lí nước có độc tố Xét nghiệm thạch tín và nhiều thông số khác tại các

trạm cấp nước đã xây dựng hoặc tại hộ gia đình.Cung cấp thiết bị lọc thạch tín cho gia đình.Các hộ đã có bể lọc sắt thì lắp thêm bộ lọc Asen.



II.3.4.3. Biện pháp phòng hộ cá nhân

Người lao động phải được trang bị các phương tiệnphòng hộ cá nhân đầy đủ và đạt tiêu chuẩn. Khi tiếp xúcvới nồng độ As cao trong không khí, phải đeo mặt nạ; dùngquần áo chống xuyên qua để chất độc không thấm vào cơthể, đeo găng tay không để da hở tiếp xúc với As.

Tạo thói quen làm việc với ý thức phòng chống nhiễmđộc As và hợp chất As. Vệ sinh cá nhân tốt: không mặcquần áo ô nhiễm, tắm sau lao động, không ăn uống, hút

thuốc ở nơi làm việc, rửa tay kỹ trước khi ăn uống...

II.3.4.4. Biện pháp Y học

Khám đột xuất: Những người tiếp xúc với As và hợp chất Ascần được kiểm tra sức khoẻtoàn diện. Không cho làm việcvới As đối với các đối tượng sau: nữ dưới 18 tuổi, nhữngngười bị bệnh Về: tiêu hoá, gan, thận, người nghiện rượu.

Khám định kỳ: Phải thực hiện 6 tháng 1 lần, ngoài kiểmtra lâm sàng theo quy định, cần thiết phải cho đối tượnglàm xét nghiệm máu để đô nông độ Asen.


Hình 3.14: Biện pháp phòng hộ cá nhân


II.4. Công nghệ xử lý nước nhiễm Asen

Asen là một loại chất độc nếu sử dụng lâu ngày sẽ dẫnđến ung thư và nhiều những bệnh tật khác ,đứng trướcnhững nguy cơ lan giải đó, xử lý Asen một cách dễ dàng vàđem lại nguồn nước một cách tốt nhất .

Công nghệ loại bỏ Asen trong nước, phần lớn là nước dưới đất được phân thành các phương pháp chủ yếu sau:

- Xử lý nước bằng công nghệ xử lý bằng dàn mưa- Keo tụ, kết tủa - lắng hay cộng keo tụ - kết tủa -

lắng- Oxi hóa- Sử dụng ánh sáng mặt trời hay oxi hóa quang hóa- Hấp phụ- Trao đổi ion- Lọc qua lớp vật liệu lọc- Lọc màng- Xử lý bằng thiết bị lọc nước Phương pháp sinh học

và cây trồng- Sử dụng kết hợp các phương pháp trênII.4.1. Xử lý nước bằng công nghệ xử lý bằng dàn mưa

Nước nguồn hay nước giếng khoan thường tồn tại dưới dạng Fe2+ Và Mn2+ Sau khi gặp oxi nước ngầm sẽ chuyển đổi thành Fe3 Và Mn4+ cùng lúc quá trình Oxy hóa sảy ra thì việc tiếp xúc với oxy sẽ làm giảm một phần Asen có trong nước nguồn.

Nếu có điều kiện nên làm dàn mưa thành nhiều tầng để tăng quá trình oxi hóa .Dàn mưa được làm bằng ống nhựa đục các lỗ khoan nhỏ tốt nhất lên dụng lỗ khoan 1 hoặc 2mm là tốt nhất không nên đục lỗ to sẽ không tốt cho quá trình oxy hóa.



Nghiên cứu gần đây của CETASD và Viện Công nghệ Môitrường Liên bang Thụy Sĩ cho thấy đối với các hộ gia đìnhsử dụng giếng khoan đơn lẻ, nơi có hàm lượng sắt caotrong nước ngầm, mô hình làm thoáng nước ngầm bằng cáchphun mưa trên bề mặt bể lọc cát (lọc chậm), phổ biến ởcác hộ gia đình hiện nay, cho phép loại bỏ tới 80% Asentrong nước ngầm cùng với việc loại bỏ sắt và mangan.Những nghiên cứu này cũng đã chỉ rằng hàm lượng Asen

trong nước sau khi xử lý bằng phương pháp trên phụ thuộcnhiều vào thành phần các hợp chất khác trong nước nguồnvà trong đa số trường hợp, không cho phép đạt nồng độAsen thấp dưới tiêu chuẩn, do vậy cần tiếp tục xử lý bằngcác phương pháp khác.

Hình 4.1 Xử lý Asen bằng giàn mưaBiện pháp oxy hóa trên chỉ có thể làm giảm một lượng

nhỏ Asen chứ không xử lý được nhưng đó là khâu rất quan trọng trong quá trình xử lý nước nhiễm Asen.

II.4.2. Keo tụ bằng hóa chất



Hình 4.2: Quá trình keo tụ bằng hóa chấtCộng kết tủa - lắng - lọc đồng thời với quá trình xử

lý sắt và/hoặc mangan có sẵn trong nước ngầm tự nhiên.Đây là phương pháp xử lý đơn giản nhất, bằng cách bơmnước ngầm từ giếng khoan, sau đó làm thoáng để ôxy hóasắt, mangan, tạo hydroxyt sắt và mangan kết tủa. Asen(III) được oxy hóa đồng thời thành As (V), có khả nănghấp phụ lên bề mặt của các bông keo tụ Hydroxyt Sắt hayMangan tạo thành và lắng xuống đáy bể, hay hấp phụ và bịgiữ lại lên bề mặt hạt cát trong bể lọc. Chủ yếu để xử lýsắt và mangan, cho phép loại bỏ 50 - 80% Asen có trongnước ngầm.

Phương pháp keo tụ đơn giản nhất là sử dụng vôi sống(CaO) hoặc vôi tôi (Ca(OH)2) để khử Asen. Hiệu suất đạtkhoảng 40 - 70 %. Keo tụ bằng vôi đạt hiệu suất cao vớipH trên 10,5 cho phép đạt hiệu suất khử Asen cao, vớinồng độ Asen ban đầu khoảng 50 µg/l. Có thể sử dụng đểkhử Asen kết hợp với làm mềm nước. Tuy vậy, phương phápnày khó cho phép đạt được nồng độ Asen trong nước sau xửlý xuống tới 10 mg/l. Một hạn chế của phương pháp sử dụngvôi là tạo ra một lượng cặn lớn sau xử lý.

Ngoài ra còn có thể dùng phương pháp keo tụ, kết tủabằng Sunfat nhôm hay Clorua sắt.

II.4.3.Oxi hóa Oxi hóa bằng các chất oxi hóa mạnh: Các chất oxi hóa

được phép sử dụng trong cấp nước như Clo, KMnO4, H2O2,Ozon. Oxi hóa điện hóa: Có thể xử lý nước chứa Asen bằngphương pháp dùng điện cực là hợp kim và áp dụng cho cáchộ sử dụng nước quy mô nhỏ. Oxy quang hóa: Nhóm các nhàkhoa học Ôxtrâylia đã phát minh ra công nghệ loại bỏAsenite (As(III)) và cả các chất hòa tan khác như Sắt,Phosphorus, Sulfur,... khỏi nước bằng cách đưa chất oxyhóa và chất hấp phụ quang hóa: (chiếu tia cực tím vào



nước rồi sau đó lắng). Chất oxy hóa có thể là oxy tinhkhiết hoặc sục khí. Chất hấp phụ quang hóa có thể làFe(II), Fe(III), Ca(II). Có thể sử dụng ánh sáng mặt trờilàm nguồn tia cực tím. Phản ứng có thể xảy ra ở nhiệt độtrong phòng và ánh sáng thấp, không đòi hỏi các thiết bịphức tạp. Do As(III) bị oxy hóa thành As(V) với tốc độrất chậm, có thể sử dụng các chất oxy hóa mạnh như Cl2,H2O2 hoặc O3. Phần lớn chi phí xử lý chính là các chấtoxy hóa này.

II.4.4.Xử lý nước nhiễm Asen bằng bể lắng tự nhiên (Phơi nướ )

Đây là phương pháp xử lý Asen mà dân gian thường sửdụng , Cách phơi nước hay gọi là lắng cũng gần giống vớicách làm dàn mưa chỉ khác nhau là nước được lắng tĩnh rồitự chảy vào bể xử dụng , dùng ánh nắng mặt trời và oxy đểlắng và loại bỏ Asen khỏi nước nguồn .

II.4.5 Hấp phụ Hấp phụ bằng nhôm hoạt hóa: Nhôm hoạt hóa được sử dụng

có hiệu quả để xử lý nước có hàm lượng chất rắn hòa tancao. Tuy nhiên, nếu trong nước có các hợp chất của Selen,Florua, Clorua, Sunffat với hàm lượng cao, chúng có thểcạnh tranh hấp phụ. Nhôm hoạt hóa có tính lựa chọn caođối với As(V), vì vậy mỗi lần xử lý có thể giảm tới 5 -10 % khả năng hấp phụ. Cần hoàn nguyên và thay thế vậtliệu lọc khi sử dụng.

Cột lọc hấp phụ với Nhôm hoạt hóa dùng cho giếng khoanbơm tay được thiết kế bởi các nhà khoa học Ấn Độ. Cácchuyên gia đã chọn Nhôm hoạt hóa làm vật liệu hấp phụ,dựa trên đặc tính lựa chọn và công suất hấp phụ cao đốivới Asen, khả năng hoàn nguyên, nguồn cung cấp sẵn có vàbỏ qua được yêu cầu sử dụng hóa chất. Phương pháp nàytương đối thuận lợi, nhất là cho các vùng nông thônnghèo. Chỉ cần đổ nước giếng cần xử lý qua lớp vật liệulọc. Thời gian làm việc của thiết bị phụ thuộc vào chất



lượng nước và hàm lượng sắt trong nước nguồn. Hàm lượngsắt trong nước nguồn càng cao, hiệu suất khử Asen càngcao và chu kỳ làm việc trước khi hoàn nguyên càng tăng.

Hấp phụ bằng oxit nhôm hoạt hóa: nguồn gốc từ nhôm, cókhả năng tách Asen ở 2 dạng tồn tại phổ biến ở trong nướclà As (III) và As(V). Vật liệu hấp phụ này có đặc tínhhóa học, diện tích bề mặt và độ rỗng cao, có khả năng hấpphụ cao hơn 10 lần so với các vật liệu thông thường khicó mặt các Ion cạnh tranh. Cường độ hấp phụ nhanh, chophép đạt hiệu suất cao, lượng Asen sau xử lý đạt dưới mứcgiới hạn tìm thấy của thiết bị phân tích trong phòng thínghiệm.

Hấp phụ bằng vật liệu Laterite: Laterite là loại đấtaxit có màu đỏ, rất phổ biến ở các vùng nhiệt đới. Thànhphần chủ yếu của Laterite là các Hydroxyt Sắt và Nhôm,hoặc các oxyt ngậm nước của chúng, và một lượng nhỏ cáchợp chất của Mangan, Titan. Ở điều kiện tự nhiên, loạiđất sét này có điện tích bề mặt dương, có khả năng hấpphụ các chất bẩn mang điện tích âm như Asenic. Có thể đưalaterite trực tiếp vào nước cần xử lý như chất hấp phụ,sau đó để lắng, hoặc có thể sử dụng làm vật liệu hấp phụtrong bể lọc. Tại Ấn Độ, người ta đã nghiên cứu thựcnghiệm để xử lý Asenic với nồng độ cao trong nước ngầmbằng laterite theo tỷ lệ 5 g laterite/100 ml nước. Hiệusuất xử lý đạt 50 - 90 %. Hiệu suất có thể đạt cao hơnkhi xử lý laterite trước bằng dung dịch HNO3 0,01M. Ngoài ra, còn nhiều vật liệu hấp phụ khác đã và đangđược nghiên cứu ứng dụng để loại bỏ Asen trong nướcngầm.

Sử dụng viên sắt có chứa Clo: Khi đưa những viên sắtvào trong nước, Clo có tác dụng làm chất oxy hóa, chuyểnAs(III) thành As(V). Sau đó As(V) sẽ bị hấp phụ lên cácbông Hydroxyt Sắt đã tạo thành. Sau đó khuấy trộn, đểlắng rồi gạn nước trong hoặc lọc qua ống lọc. Cặn lắng



chứa Asen được thải ra bãi phế thải. Asen ở đây chuyểnhóa sang thể bay hơi AsH3 và khuếch tán vào không khí.

Hình 4.3 quá trình hấp phụSo sánh hiệu quả khử Asen bằng thiết bị keo tụ - lắng

(Jar Test) với 3 loại phèn keo tụ khác nhau: FeCl3,FeSO4, Al2 (SO4)3. Kết quả cho thấy FeCl3 cho phép đạthiệu suất khử Asen cao nhất: hơn 90 %.

II.4.6. Trao đổi Ion Đây là quá trình trao đổi giữa các

ion trong pha rắn và pha lỏng, màkhông làm thay đổi cấu trúc của chấtrắn. Có thể loại bỏ các ion Asenat (As(V)) trong nước bằng phương pháp traođổi ion với vật liệu trao đổi gốcanion axit mạnh (Cl-). Loại vật liệutrao đổi ion này có ưu điểm là có thểsử dụng du ng dịch muối đậm đặc NaCl để hoàn nguyên hạttrao đổi ion đã bão hòa Asen. Nồng độ Asen sau xử lý cóthể hạ thấp tới dưới 2 ppb. Tuy nhiên công nghệ trao đổiion tương đối phức tạp, ít có khả năng áp dụng cho từnghộ gia đình đơn lẻ.

II.4.7. Công nghệ lọc II.4.7.1. Công nghệ lọc qua lớp vật liệu lọc là cát


Hình 4.4 Quá trình trao đổiion


Asen được loại bỏ khỏi nước trong bể lọc cát là nhờsự đồng kết tủa với Fe(III) trên bề mặt của các hạt cátvà không gian giữa các lỗ rỗng trong lớp cát. Fe(II) ởdạng hòa tan trong nước, sẽ bị oxi hóa bởi oxi của khôngkhí để tạo thành Fe(III). Hidroxit Fe(III) sẽ được hấpphụ trên bề mặt các hạt cát tạo thành lớp hấp phụ mỏng.Asen (V), Asen(III) sẽ hấp phụ vào lớp Fe(OH)3 đó và bịgiữ lại ở lớp vật liệu lọc. Cách bố trí vật liệu lọctrong bể lọc thủ công:

Dưới cùng dùng một lớp sỏi dày khoảng 10cm .- Lớp II : dùng cát vàng hạt to đổ dày khoảng 30

cm .- Lớp III: Than hoạt tính 10cm.- Lớp IV : Vật liệu lọc tổng hợp 10Cm ( Hàm lượng

mangan chiếm 40% )- Lớp V : cát vàng hoặc cát đen hạt nhỏ 10 - 15 cm .II.4.7.1. Công nghệ lọc màng-công nghệ Nano VAST

Sử dụng các màng bán thấm, chỉ cho phép nước và một sốchất hòa tan đi qua, để làm sạch nước. Công nghệ lọc màngcho phép có thể tách bất cứ loại chất rắn hòa tan nào rakhỏi nước, kể cả Asen. Tuy nhiên, phương pháp này thườngrất đắt và do đó thường được sử dụng trong những trườnghợp cần thiết, bắt buộc, khó áp dụng các phương pháp khácnhư khử muối, loại bỏ một số ion như Asen... Có nhiềuloại màng lọc được sử dụng như vi lọc, thẩm thấu ngược,điện thẩm tách, siêu lọc và lọc nano.

Đi tìm lời giải cho bài toán xử lý asen, gần đây, cácnhà khoa học thuộc phòng Hóa vô cơ - Viện Hóa học đãnghiên cứu chế tạo thành công hệ thống xử lý nước nhiễmAsen và kim loại nặng sử dụng công nghệ Nano VAST, trongđó có sử dụng 2 loại vật liệu hấp phụ asen tiên tiến chếtạo trong nước là NC-F20 và NC-MF. Đây là kết quả nghiêncứu của đề tài “Hoàn thiện công nghệ và chế tạo thiết bị



xử lý nước nhiễm asen sử dụng vật liệu hấp phụ hiệu năngcao NC-F20 cho vùng nông thôn Hà Nam” thuộc Chương trìnhmục tiêu quốc gia về nước sạch và vệ sinh môi trường nôngthôn, do KSC. Phạm Văn Lâm – Phòng Hóa vô cơ - Viện Hóahọc làm chủ nhiệm.

Vật liệu hấp phụ asen hiệu năng cao NC-F20Vật liệu hấp phụ asen NC–F20 là vật liệu Nanocomposite

– Magnetite. Đây là loại vật liệu lai tổ hợp giữa oxitsắt từ kích thước nano với carbon hoạt tính trên nềnmontmorillonite. NC-F20 có màu nâu đen đến nâu đỏ; có khảnăng hấp phụ cả hai dạng As(III) và As(V) dung lượng hấpphụ tĩnh đạt Qmax = 30-35 g As(V)/kg vật liệu, ngoài ravật liệu còn có khả năng hấp phụ hàng loạt các ion khácnhư Cu, Pb, Hg, Cr,…; thời gian tiếp xúc ngắn (10-15phút) trở lực thủy lực thấp.

Hình 4.5: vật liệu NC-F20

Vật liệu xúc tác oxy hóa hấp phụnanocomposite oxit phức hợp Mn-Fe(NC-MF)Đây là vật liệu lai tổ hợp giữa

oxit phức hợp Mn- Fe dạng vô địnhhình với carbon hoạt tính trên nềnmontmorillonite. Vật liệu thể hiệntính năng xúc tác oxy hóa và hấp


Hình 4.6: Vật liệu NC-MF


phụ đồng thời. NC-MF có khả năng hấp phụ cả hai loạiAs(III) và As(V), Dung lượng hấp phụ tĩnh Qmax = 100-120gAs(III) / kg, vật liệu có khả năng hấp phụ các ion kimloại khác: Fe, Cu, Pb, Cr...; tốc độ hấp phụ tương đối cao(20 phút tiếp xúc).

Cả hai vật liệu (Nc-F20 và NC-MF) đều có thời gian sống cao khi làm việcliên tục, dễ sử dụng, dễ loại bỏ khi vật liệu hết tác dụng, rất thích hợp với cáchệ thống nhỏ nhất là quy mô hộ gia đình, cơ quan xí nghiệp, chi phí hoạtđộng thấp và thân thiện với môi trường.

Dạng asen phổ biến trong nước ngầm là As(III), chúngcó độc tính cao và rất khó loại bỏ. Thông thường cần phảioxy hóa As(III) thành As(V) bằng các tác nhân hóa học nhưO2, ozon, H2O2, KMnO4, Cl2 … Điều đó dẫn đến phức tạp hóavà chi phí cao cho hệ thống tiền oxy hóa. Việc chế tạothành công vật liệu xúc tác oxy hóa hấp phụ NC -MF đãgiải quyết triệt để vướng mắc này.

Công nghệ NanoVAST (Tổ hợp vật liệu NC-MF và NC-F20kết nối với các kỹ thuật khác)

Trong công nghệ NanoVAST, một hệ thống tiền xử lý theokỹ thuật thông thường được lắp đặt trước hệ thống hấpphụ. Nhiệm vụ của hệ thống này là bão hòa oxy không khínhằm tách loại triệt để Fe, Mn… và qua đó giảm tối đanồng độ asen và các chất rắn lơ lửng. Hiệu quả làm việccủa hệ thống này là rất quan trọng nhằm giảm tải và chốnglàm bẩn các chất hấp phụ. Tùy theo từng nguồn nước hệthống này có thể được thiết kế khác nhau.

Tổ hợp vật liệu NC-MF và NC-F20 có ưu điểm nổi trội làhấp phụ với tốc độ nhanh với dung lượng rất cao, khi cânbằng nồng độ asen trong nước nhỏ hơn tiêu chuẩn cho phép(10 ppb).

Việc ghép nối hệ thống tiền xử lý với hệ thống lọcnano trên nền vật liệu NC-F20 và NC-MF cho phép kéo dàithời gian làm việc do nồng độ asen đầu vào của cột hấp



phụ NC-F20 giảm, tăng thời gian sống của NC-MF và NC-F20và làm giảm giá thành.

Hình 4.7: Cách bố trí các công đoạn cơ bản của công nghệ NanoVASTHệ thống Nano Vast ban đầu đã được triển khai ứng dụng

vào thực tiễn tại trạm xá xã Nhân Khang – Lý Nhân – HàNam, có khả năng loại bỏ asen từ 200 ppb xuống dưới 5 ppb(tiêu chuẩn là 10 ppb) với công suất xử lý 1,5m3/h đạttiêu chuẩn về asen trong nước ăn uống. Hệ thống đượcthiết kế dạng modul chuẩn nhằm lắp ghép dễ dàng, điềukhiển hệ thống theo hai chế độ: tự động hoàn toàn hoặcbằng tay. Đến nay hệ thống Nano Vast đã được triển khaivà nhân rộng tại nhiều địa bàn trong cả nước với các côngsuất là 0,8m3/h, 1,2m3/h và 1,5m3/h.

Hệ thống NanoVAST hiện được thiết kế tương đối chuyênnghiệp với những ưu điểm nổi bật như không dùng hóa chất,điều khiển hoàn toàn tự động hoặc bán tự động, giảm đếnmức tối đa can thiệp của các thao tác vận hành. Chấtlượng nước sau xử lý đảm bảo tiêu chuẩn nước ăn uống vớihàm lượng asen < 5μg/l (tiêu chuẩn nồng độ asen an toànlà: <10μg/l). Hệ thống có hình thức đẹp, cấu trúc chắcchắn. Có thể sử dụng rộng rãi ở quy mô cụm gia đình cơquan xí nghiệp, trường học, bệnh viện …

KSC. Phạm Văn Lâm cho biết, việc kết nối Nano VASTvới hệ thống tiền xử lý thông thường (oxy hóa, lắng, lọc)có một nhược điểm là hệ thống vẫn sinh ra nhiều cặn rắn(trong bể lắng) chứa nồng độ cao của asen và chi phí sẽtăng lên do tốn thiết bị (thiết bị lắng. thiết bị lọc thôvà vật liệu CIM...). Hiện nay, với mong muốn hạn chế cácnhược điểm trên, nhóm nghiên cứu đang phát triển công



nghệ theo hướng kết nối công nghệ NanoVAST với SAR(Subterranean Asenic Removal), với ý tưởng là chuyển toànbộ quá trình oxy hóa và lọc thực hiện trên mặt đất nhưđang tiến hành theo cách thông thường vào tầng nước ngầm.Tầng nước ngầm dưới lòng đất được sử dụng như một hệthống phản ứng sinh hóa tự nhiên. Lợi thế lớn nhất củaviệc kết hợp này là không phải xử lý bùn, không sử dụnghóa chất, đơn giản và dễ dàng vận hành, chi phí vốn vàchi phí hoạt động nhỏ. Việc thực hiện thành công ý tưởngnày sẽ mở ra một hướng mới đầy tiềm năng trong lĩnh vựcsử lý nước đảm bảo vệ sinh an toàn cho cộng đồng, đặt nềnmóng cho một công nghệ linh hoạt, hiệu quả cao, an toànvà thân thiện với môi trường.

Hình 4.8: Hệ thống Nano VAST công suất 1,5m3/h được lắp đặt tại trạm xáxã Nhân Khang – Lý Nhân – Hà Nam;(b) Hệ thống Nano VAST công suất1,2m3/h – Xử lý nước nhiễm asen đã qua lọc được lắp đặt tại phố Trung Yên –Hà Nội



Hình 4.9: Thiết bị xử lý asen quy mô gia đình lắp đặt tại hộ gia đình xãNhân Khang, Lý Nhân, Hà Nam

II.4.8 Xử lý Asen bằng phương pháp sử dụng thực vật

Xử lý ô nhiễm bằng thực vật làcông nghệ thân thiện với môitrường, ứng dụng phương pháp nàytrong xử lý As ở những vùng ônhiễm As đã được một số tác giảnghiên cứu gần đây. Cây dương xỉPteris vittata ở Trung Quốc, đượcphát hiện có khả năng chống lạiAsenic và có khả năng hấp thu 1lượng lớn As trong lá lược. Khảnăng xử lý ô nhiễm As trong đất vànước sử dụng cây dương xỉ P. vittala đã đ ược (Huang etal., 2004; Elless et al., 2005; Wei and Chen, 2006;Anderson and Walsh, 2007) nghiên cứu.

Một số cây khác cũng cho thấy chúng có khả năng hấp thu1 lượng lớn As từ môi trường (Francesconi et al., 2002 a,b; Meharg, 2003; Du et al., 2005; Keller et al., 2007;Tripathi et al., 2007; Gonzaga et al., 2008; Zhang etal., 2008) [5]. Cơ chế chống chịu với As của mỗi loại câylà khác nhau. Có giả thuyết cho rằng sự hấp thu 1 lượnglớn As có liên quan với các phân tử vòng càng có trongcytoplasm trong cây. Ví dụ, dạng hoạt động As (III)-glutaredoxin tạo thành từ cây dương xỉ P. Vittata L. cókhả năng điều chỉnh lượng As trong tế bào (Sundaram etal., 2008) [5]. Sử dụng phương pháp trồng cây để làm hấpthu, loại bỏ lượng As trong đất yêu cầu thời gian dài.Tuy nhiên lợi thế của phương pháp này là thân thiện với


Hình 4.10 Cây dương xỉ Pterisvittata ở Trung Quốc


môi trường, không đưa thêm vào môi trước các hóa chất xửlý nào khác.



III. KẾT LUẬN- KIẾN NGHỊ

III.1. Kết luậnAsen là nguyên tố phổ biến trong tự nhiên, tồn tại

dưới dạng vô cơ lẫn hữu cơ. Asen là chất cực độc và cóthể xâm nhập vào cơ thể con người thông qua chuỗi thứcăn, nước uống và không khí.

Thời gian gần đây các nhà khoa học nước ta và trên thếgiới đã đưa ra rất nhiều cảnh báo về sự nhiễm độc asentrong nước ngầm

Asen khi vào cơ thể người gây ảnh hưởng nghiêm trọngđến sức khỏe con người như tổn thương da, rối loạn thầnkinh, ung thư… và có thể dẫn đến tử vong nếu ngộ độc ởliều lượng cao từ 70-180mg/kg trọng lượng cơ thể.

Hiện nay đã có nhiều công nghệ xử lí nước nhiễm asenmang lại hiệu quả đáng kể giúp giảm thiểu mức ô nhiễm củaasen trong nước. đảm bảo nguồn nước sinh hoạt sạch, antoàn cho người dân.III.2. Kiến nghịQua những kết quả nghiên cứu về mức độ ô nhiễm asen

trong môi trường hiện nay, đây chưa phải là kết quả cuốicùng, nên cần có những nghiên cứu tiếp tục trong hiện tạivà tương lai để có những biện pháp xử lí kịp thời.

Cần thiết phải phân loại, khoanh vùng theo diện ônhiễm và phân loại theo mức độ hay nồng độ ô nhiễm bởiAsen. Cần bổ sung thêm số liệu phân tích trên diện rộngđể lập được bản đồ kế hoạch các vùng ô nhiễm.

Để tránh nhiễm độc Asen, cần áp dụng các biện pháptổng thể, từ quy hoạch, quản lý, đến phát triển các côngnghệ sản xuất, xử lý ô nhiễm phù hợp. Tuyên truyền, giáodục, nâng cao các giải pháp y tế, chăm sóc sức khỏe cộngđộng



Dựa vào các điều kiện cụ thể của mỗi địa phương, cầnlựa chọn một công nghệ xử lý Asen trong nước phù hợp. Dovậy, cần có sự nghiên cứu kỹ lưỡng và cần có một giảipháp liên ngành, với sự tham gia của nhiều thành phần,tiến tới đạt một giải pháp phù hợp và bền vững.

Tăng cường nghiên cứu ,dự báo mức ô nhiễm asen trongmôi trường.

Nghiên cứu, học hỏi, trao đổi, cải tiến công nghệ xửlí nhằm giảm thiểu đến mức tối đa ảnh hưởng của asen lênsức khỏe con người.



TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách

PGS.TS. Bùi Cách Tuyến, TS. Lê Quốc Tuấn. 2013. Độc chất họcmôi trường. Nhà xuất bản nông nghiệp.PGS.TS. Đặng Đình Bạch, TS. Nguyễn Văn Hải. 2006. Hóa họcmôi trường. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. Tài liệu: Trần Thị Thanh Hương, Lê Quốc Tuấn. 2010.Cơ chế gây độc Asen vàkhả năng giải độc Asen của vi sinh vật.TS. Lê Quốc Tuấn. Bài giảng Độc chất học môi trườngNguyễn Duy Bảo. Phơi nhiểm kim loại nặng ở Việt Nam. Viện Y họclao động và Vệ sinh môi trường. Wepsites:

http://en. .org/wiki/Asenichttp://www.vinachem.com.vn/XBP%5CVien_hoa%5CMT%5Cbai1.htmhttp://doc.edu.vn/tai-lieu/luan-van-nghien-cuu-xac-dinh-tong-so-va-tong-dang-asen-trong-mot-so-hai-san-bang-phuong-phap-trac-quang-51626/http://luanvan.net.vn/luan-van/chuyen-de-khu-asen-trong-nuoc-ngam-58258/http://luanvan.co/luan-van/o-nhiem-Asen-1172/http://www.clu-in.org/contaminantfocus/default.focus/sec/Asenic/cat/Overview/http://vast.ac.vn/khoa-hoc-va-phat-trien/nghien-cuu/1546-cong-nghe-nano-vast-xu-ly-nuoc-nhiem-asen-va-kim-loai-nang-2http://vi.wikipedia.org/wiki/Asenvi.wikipedia.org/wiki/ Asen vi.scribd.com/doc/6898906/bai-bao-cao- asen dl.vnu.edu.vn/bitstream/11126/4211/1/01050000780.pdf http://www.uv-vietnam.com.vn/NewsDetail.aspx?newsId=1753http://luanvan.co/luan-van/o-nhiem-Asen-1172/


http://vi.wikipedia.org/wiki/Asen

http://vast.ac.vn/khoa-hoc-va-phat-trien/nghien-cuu/1546-cong-nghe-nano-vast-xu-ly-nuoc-nhiem-asen-va-kim-loai-nang-2



http://www.clu-in.org/contaminantfocus/default.focus/sec/arsenic/cat/Overview/

http://www.clu-in.org/contaminantfocus/default.focus/sec/arsenic/cat/Overview/

http://luanvan.co/luan-van/o-nhiem-arsen-1172/

http://luanvan.net.vn/luan-van/chuyen-de-khu-asen-trong-nuoc-ngam-58258/

http://luanvan.net.vn/luan-van/chuyen-de-khu-asen-trong-nuoc-ngam-58258/

http://doc.edu.vn/tai-lieu/luan-van-nghien-cuu-xac-dinh-tong-so-va-tong-dang-asen-trong-mot-so-hai-san-bang-phuong-phap-trac-quang-51626/



http://www.vinachem.com.vn/XBP%5CVien_hoa%5CMT%5Cbai1.htm


http://www.scribd.com/doc/183429570/BAO-CAOhttp://idm.gov.vn/Nguon_luc/Xuat_ban/2008/a309/a60.htmhttp://soha.vn/song-khoe/an-5-thuc-pham-sau-an-rat-nhieu-thach-tin-20131231151822497.htm http://www.thietbinuoc.com.vn/50-3-17-183/tin-tuc-va-bai- viet-hay/tac-hai-va-cach-xu-ly-asen-trong-nuoc.htmlhttp://www.nhandan.com.vn/khoahoc/khoa-hoc/item/20713202-.htmlhttp://doctorhouses.com/phuong-phap-xu-ly-nuoc-nhiem-asen.htmlhttp://loccongnghiep.vn/tu-van/76-cach-xu-ly-asen.htmldoc.edu.vn/tai-lieu/ de -tai- o - nhiem - asen -8881/


http://loccongnghiep.vn/tu-van/76-cach-xu-ly-asen.html

http://doctorhouses.com/phuong-phap-xu-ly-nuoc-nhiem-asen.html

http://doctorhouses.com/phuong-phap-xu-ly-nuoc-nhiem-asen.html

http://www.nhandan.com.vn/khoahoc/khoa-hoc/item/20713202-.html

http://www.nhandan.com.vn/khoahoc/khoa-hoc/item/20713202-.html

http://www.thietbinuoc.com.vn/50-3-17-183/tin-tuc-va-bai-viet-hay/tac-hai-va-cach-xu-ly-asen-trong-nuoc.html

http://www.thietbinuoc.com.vn/50-3-17-183/tin-tuc-va-bai-viet-hay/tac-hai-va-cach-xu-ly-asen-trong-nuoc.html

123doc.org: Báo cáo chuyên đề Độc chất học môi trường Asen

Documents

Transcript of 123doc.org: Báo cáo chuyên đề Độc chất học môi trường Asen