Nghiên cứu loại bỏ asen trong nước ngầm để sản xuất nước sinh hoạt bằng vật liệu hỗn hợp Fe(OH)3 -MnO2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN
• • • •
* * * * * ****
ĐÈ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÁP ĐẠI HỌC QUÓC GIA HÀ NỘI
NGHIÊN CỨU LOẠI BỎ ASEN TRONG
NƯỚC NGÀM ĐẺ SẢN XUẤT NƯỚC SINH HOẠT
BẰNG VẬT LIỆU HỎN HỢP Fe(OH)3 - MnOi
MÃ SỐ: QT- 09-19
CHỦ TRÌ ĐÈ TÀI: ThS. NGUYỄN THỊ HẠNH
' ĐẠI HOC WUOC Gia ha mụi
■ÕụNG TẨM THÔNG TIN THỤ VIỆN
m Ị Qĩb
_________
HẢ NỘI - 2010
____________
BÁO CÁO TÓM TẤT
1) Tên đề tài:
“Nghiên cứu loại bỏ asen trong nước ngầm để sản xuất nước sinh hoạt bằng vật liệu
hỗn hợp Fe(OH)3 - M n02”.
Mã số: QT-09-19
2) Chủ trì: ThS. Nguyễn Thị Hạnh
3) Người tham gia: CN: Đỗ Duy Nam, Vũ Mai Hương
4) Mục đích và nội dung nghiên cứu
a) Mục đích: Chể tạo vật liệu hỗn hợp Fe(OH)3 - M n02 và vật liệu hỗn hợp
Fe(OH)3 - M n02 mang trên than hoạt tính. Sử dụng vật liệu chế tạo được
loại bỏ asen trong nước ngầm để sản xuất nước sinh hoạt.
b) Nội dung nghiên cứu: Chế tạo vật liệu hỗn hợp Fe(OH)3 - M n02 mang
trên than hoạt tính. Nghiên cứu các đặc trưng của vật liệu thu được bằng
phương pháp vật lý và hóa lý.
c) nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hẩp phụ của vật liệu.

Cụ thể như sau:
- Chuẩn bị FeS04, K M n04 và một số hóa chất khác.
- Chuẩn bị than hoạt tính.
- Chế tạo hỗn hợp Fe(OH)3 - M n02.
- Cố định hỗn hợp Fe(OH)3 - M n02 trên than hoạt tính.
- Khảo sát hình thái học và một số tính chất vật lý đặc trưng của vật liệu
trên các thiết bị hiện đại.
- Khảo sát ảnh hưởng của pH, thời gian đạt cân bàng hấp phụ và tải trọng
hấp phụ cực đại (qMax )của vật liệu.
-Khảo sát sự hấp phụ tĩnh của vật liệu đổi với As(III) và hấp phụ động đối
với As(III) và As(V).
- Nghiên cứu quá trình giải hấp bằng dung dịch NaOH.
5) Kết quả thu được:
a) Nội dung khoa học:
- Đã chế tạo thành công vật liệu hỗn hợp Fe(OH)3 - M n02 mang trên than
hoạt tính và khảo sát được một sổ tính chất vật lý đặc trưng của vật liệu bằng chụp
nhiễu xạ tia X, chụp kính hiển vi điện tử quét SEM và chụp BET.
- Khảo sát và thu được những điều kiện tối ưu cho quá trình hấp phụ asen
của vật liệu hỗn hợp Fe(OH)3 - M n02 mang trên than hoạt tính.
Cụ thể: Ở cùng nồng độ pH = 7, thời gian hấp phụ đổi với As(III) là 2 giờ
và As(V) là 3 giờ. Tải trọng hấp phụ cực đại của vật liệu đối với As(III) là 39,84
mg/g, và As(V) là 40,16 mg/g.
- Khả năng hấp phụ động của vật liệu tương đối tốt và giải hấp bằng dung
dịch NaOH loãng cho hiệu quả cao.
b) Bài báo khoa học:
Nguyễn Đình Bảng, Nguyễn Thị Hạnh, Đỗ Duy Nam “nghiên cícu tách
loại asen từ dung dịch nước bang vật liệu ôxit hon hợp Fe-Mn cổ định trên than
hoạt tỉnh Đã gửi đăng trên tạp chí Hóa, Lý và Sinh học.
c) Kết quả đào tạo:
Hỗ trợ đào tạo một học viên Cao học “Điều chế và khảo sát khả năng tách

loại asen của ôxit hon hợp Fe- Mn
Học viên Cao học: Đỗ Duy Nam - K I8 - ngành Hóa học Môi trường.
6) Tinh hình kinh ph ỉ của để tài:
Tổng kinh phí được cấp: 25.000.000 đồng
Đã chi: 25.000.000 đồng
KHOA OUẢN LÍ CHỦ TRÌ ĐÈ TÀI
PGS. TSKH. Luu Văn Bôi
ThS. Nguyễn Thị Hạnh
C ơ QUAN CHỦ TRÌ ĐÈ TÀI
SUMMARY REPORT OF THE SCIENTIFIC
RESEARCH SUBJECT
/. Title o f subject:
"Removal of arsenic from ground water for producing drink water by using
mixed material Fe(OH)3 - M n02"
Code: QT-09-19
2. Head o f Subject: MSc. Nguyen Thi Hanh
3. Participants: BSc. Do Duy Nam, Vu Mai Huong
4. Purpose and content o f research:
a. Purpose: Manufacture mixed material Fe(OH)3 - M n02 immobilized on
activated carbon.; Research on the characteristics of materials obtained by physical
and physiochemical methods.
b. Content: Manufacture mixed material Fe(OH)3 - M n02 and mixed
material Fe(OH)3 - M n02 immobilized on activated carbon. Research on the
characteristics of materials obtained by physical and physiochemical methods,
research on the effects of the factors on the arsen adsorption.
Detail:
s Preparation of FeS 04, KM11O4 and some other chemicals.
s Preparation of activated carbon
* Manufacture mixed material Fe(OH)3 - M n02 immobilized on activated
carbon.

s Determination of physical and chemical properties of adsorption material by
some morden methods.
■S Research on the effect of pH, contact time on the adsorption ability and
determine maximum adsorption capacity of mixed material .
Research on the adsorption of material in two conditions: motive and non
motive.
5. The obtained results
a. The main results in science and technology
s Manufactured Adsorption material and studies physical and chemical
properties of it.
■S The effects of pH and contact time on the treatment efficiecies was
investigated; the results show that the optimum conditons were pH of 7,
contact time is 2 hours for As(III) and 3 hours for As(V) At the above
conditions. The maximum adsorption capacity of mixed material Fe(OH)3 -
M n02 immobilized on activated carbon for As(III) were 39,84 mg/g and
As(V) were 40,16 mg/g.
s The desorption by sodium hydroxide solution.
b. Results in training
Supported 01 graduated student who study of Master in chemical
environment “Manufacture and study on Removal o f arsenic capacity' by
mixed material Fe-Mn .
c. Publications
Nguyen Dinh Bang, Nguyen Thi Hanh, Do Duy Nam “Studv removal o f
arsenic from aqueous solution by mixed material Fe-Mn immobilized on
activated c a r b o n posted on the chemistry, physics and biology magazine.
Head of the Subject
MSc. Nguyen Thi Hanh
MỤC LỤC
Mở đầu 1
Chương 1. Tổng quan 2

1.1. Giới thiệu chung về asen 2
1.2. Tính chất hoá lý của asen 2
1.3 Một số hợp chất quan trọng của asen 3
1.4. Độc tính của asen 4
1.4.1. Cơ chế gây độc của asen 4
1.4.2. Độc tính của asen 5
1.5. Tinh trạng ồ nhiễm asen trên thế giới và ở Việt Nam 6
1.5.1. Ô nhiễm asen trên thế giói 6
1.5.2. Ô nhiễm asen tại việt nam 7
1.6. Một số phương pháp xử lý asen 9
1.6.1. Các phương pháp hoá học 9
1.6.2. Các phương pháp hoá lý 10
1.6.3. Các phương pháp xử lý asen đang được nghiên cứu và áp dụng tại 14
Việt Nam
1.7. Cơ sở lý thuyết của quá trình hấp phụ 14
Chương 2. Thực nghiệm 18
2.1. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 18
2.2. Hoá chất, dụng cụ 18
2.3 Phương pháp phân tích asen bằng phương pháp thủy ngân brômua 19
2.4. Các phương pháp thực nghiệm 20
2.4.1. Chế tạo vật liệu ôxit hỗn hợp Fe - Mn (VL1) 20
2.4.2. Chế tạo vật liệu ôxit hỗn hợp Fe - Mn mang trên than hoat tính(VL2) 21
2.4.3. Khảo sát khả nãng hấp phụ tĩnh của VL1 đối với As(III) 21
2.4.4. Khảo sát khả năng hấp phụ tĩnh của VL2 đối với As(III) và As(V) 21
2.4.5. Khảo sát khả năng hấp phụ, giải hấp phụ, tái hấp phụ của VL2 đối 22
với As(in) và As(V) bằng phương pháp động
Chương 3. Kết qủa và thảo luận 23
3.1. Đặc trưng vật lý của vật liệu ôxit hỗn hợp Fe-Mn (VL1) và vật liệu ôxit 23
hỗn hợp Fe-Mn mang trên than (VL2)
3.1.1. Phổ nhiễu xạ tia X của VL1 23

3.1.2. Xác định hình thái học và diện tích bề mặt của VL2 23
3.2. Khảo sát khả năng hấp phụ tĩnh của VL1 đối với As(III) 25
3.3. Khảo sát khả năng hấp phụ tĩnh của VL2 đối với As(III) và As(V) 28
3.3.1. Khảo sát khả năng hấp phụ tĩnh của VL2 đối với As(III) 28
3.3.2. Khảo sát khả năng hấp phụ tĩnh của VL2 đối với As(V) 30
3.4. Khảo sát khả năng hấp phụ, giải hấp phụ, tái hấp phụ của VL2 đối với 33
As(III) và As(V) bằng phương pháp hấp phụ động
3.4.1. Khảo sát khả năng hấp phụ, giải hấp phụ, tái hấp phụ của VL2 đối 33
với As(III) bằng phương pháp hấp phụ động
3.4.2. Khảo sát khả năng hấp phụ, giải hấp phụ, tái hấp phụ của VL2 đối 34
với As(V) bằng phương pháp hấp phụ động
3.4.3. Kết luận chung về khả năng tách loại As(III) và As(V) bởi VL2 35
bằng phương pháp hấp phụ động
Kết luận 36
Tài liệu tham khảo 37
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1 Giới thiệu chung về asen [1, 2]
Asen tồn tại trong khoảng hơn 200 loại khoáng khác nhau, chứa các dạng asen
cơ bản là arsenite, arsenate sulphua, oxit. Quặng chứa nhiều asen nhất là quặng
Arsenopyrit, có hàm lượng tới vài chục gam trong một kilogram quặng. Quặng
sulphua, sulphate, quặng sắt, quặng sulphate luôn có hàm lượng asen cao. Các loại
quặng cacbonate, silicát, chứa asen với hàm lượng thấp hơn, thường chỉ vài mg/kg
hoặc không đáng kể. Sự tồn tại của asen trong tự nhiên trong một số loại đá, khoáng
vật và đặc biệt trong các quặng đa kim thông qua các quá trình thuỷ địa hoá và sinh
địa hoá, các điều kiện địa chất thuỷ văn mà asen đã xâm nhập vào môi trường nước.
Ngoài ra các ngành công nghiệp khai thác và chế biến các loại quặng cũng đã tạo ra
nguồn ô nhiễm asen. Việc khai thác ở các mỏ nguyên sinh đã phơi lộ các quặng
sunfua, làm gia tăng các quá trình phong hoá bào mòn và tạo ra khối lượng lớn đất đá
thải có lẫn asenopyrit ở lân cận khu mỏ. Tại các nhà máy tuyển quặng, asenopyrit sau
khi tách khỏi quặng sẽ thành chất thải và được chất đống ngoài trời, asen trôi vào

sông suối đi vào trong môi trường.
Trạng thái tồn tại của các dạng asen trong các điều kiện oxi hoá khử và pH
khác nhau cụ thể được chỉ ra ở bảng 1.
Điều kiện khử Điều kiện oxi hoá
pH
As(III) pH
As(V)
0-9
H3A s03 0-2 H?A s04
10-12
H2A s03-
3-6 H2A sơ4
13 HAs0 32-
7-11 HAs042
14
As0 33- 12-14 As0 4v
Bàng 1: Các trạng thái bền của asen trong các điều kiện oxi hoá khử và pH
Trong khi hầu hết các kim loại có xu hướng không tan hoặc ít ta trong vùng pH trung
tính thì asen có thể tan ở vung pH trung tính có nồng độ tương đối cao. Do đó trong
nước ngầm dễ bị nhiễm asen và các anion chứa oxi khác.
1.2. Tính chất hoá lý của asen [2]
Asen tổn tại ở một vài dạng thù hình: dạng kim loại, dạng vàng, dạng xám và
dạng nâu. Asen kim loại và asen xám bền nhất ở điều kiện thường và ngay cả khi đun
nóng. Asen phi kim là chất rắn màu vàng, có mạng lưới phân tử mà ở các mắt của
mạng lưới là những phân tử As4. Nhưng As4 không bền, ở nhiệt độ thường dưới tác
dụng của ánh sáng nó chuyển nhanh sang dạng kim loại. Có thể tạo ra As4 bằng cách
ngưng tụ hơi của nó, hơi của asen gồm những phân tử As4, bắt đầu phân huỷ ở
1325°c và phân huỷ hoàn toàn ở nhiệt độ 1700nc.
Trong tất cả các hợp chất của asen thì hợp chất có tính chất thương mại và
quan trọng nhất là asen (III) oxit. Asen (III) oxit có nhiệt độ sôi khoảng 465°c, ở

nhiệt độ khoảng 800°c nó tồn tại ở thể hơi, có công thức phân tử là As40 6. hợp chất
này là sản phẩm phụ trong quá trình luyện đồng và một số kim loại màu khác từ các
quặng sunfua.
2
Asen không hoà tan trong nước, trong không khí thường nó bị ôxy hoá rất
chậm còn khi bị đốt nóng mạnh nó cháy tạo thành ôxit As20 3 màu trắng và có mùi tỏi
đặc trưng. Ớ nhiệt độ cao asen có khả năng tác dụng với nhiều nguyên tố. Trong các
hợp chất asen thường có số oxi hoá -3; +3 và +5. Asen tự do cũng như các hợp chất
của nó đều rất độc.
1.3. Một số hợp chất quan trọng của asen[2]
a) Asen hydrua hay asin AsH'Ị
AsH3 là chất khí không màu, rất độc, có mùi tỏi, có tính khử rất mạnh và ít tan
trong nước. Asin được tạo thành khi khử tất cả các hợp chất vô cơ của asen bằng
hydro mới sin h .
As20 3 + 6 Zn + 6H2S04 = 2 AsH3 + ZnS04 + 3H20
Asin tương đối kém bền khi đốt nóng nó dễ dàng phân huỷ thành hydro và
asen tự do. AsH3 có tính khử rất mạnh, nó có thể bị bốc cháy trong không khí, khử
được các muối của kim loại như Cu, Ag về kim loại.
6A gN 03 + AsH3 + 3H20 = Ag + 6 HNO3 + H,AsO,
AsH3 tác dụng với muối thuỷ ngân (II) clorua tạo ra phức màu vàng nâu, phản
ứng này được sử dụng trong phương pháp định lượng asen:
AsH3 + 3HgCl2 = As(HgCl)3(vàng) + 3HC1
b) Asen {III) oxit As20 3
Chất này được tạo thành khi đốt cháy asen trong không khí hoặc nung các
quặng chứa asen. As(III) oxit màu trắng, thường gọi là asen trắng. Ớ trạng thái khí,
oxit của asen III tồn tại dưới dạng phân tử kép As40 6. As(III) oxit ít tan trong nước, ở
15°c trong dung dịch bão hoà có nồng độ 1,5 %, ở 25°c trong dung dịch bão hoà có
nồng độ 2 % . Khi tan trong nước asen (III) oxit tạo thành asen (III) hydroxit hay còn
gọi là axit asenơ, là một axit yếu.
As40 6 + 6H20 4H3ASO3.

Trong dung dịch axit asenơ có thể có cả axit metasen HA s02. những axit này đều
không tách ra được ở trạng thái tự do, khi cô cạn dung dịch chỉ thu được oxit.
Asen(III)oxit dễ tan trong dung dịch kiềm tạo thành muối asenit và
hidroxoasenit.
As40 6 + 6NaOH + 3 H20 = 3Na[As(OH)4] + Na3A s0 3
Asen (III) oxit thể hiện tính khử khi tác dụng với O3, H20 2, FeCl3, K2Cr20 7,
HNO3, trong đó nó bị ôxi hoá đến ion A s043'
3 As40 6 + 8 HNO3 + 14 H20 = 12H3A s0 4 + 8NO
Asen (III) oxit rất độc, liều ỉượng gây chết người là 0 ,lg. nó được dùng để chế
thuốc trừ sâu trong nồng nghiệp, chế thuỷ tinh trong suốt và chế chất màu.
c) Asen (V) oxit:
Asen (V) oxit là chất ở dạng khối vô định hình giống như thuỷ tinh, người ta
thường gán cho nó công thức kinh nghiệm là As20 5. ơ nhiệt độ trên 400°c nó phán
huỷ thành oxi và oxit trong đó asen có số oxi hoá thấp hơn.
2 A S 2 O 5 — A s 40 6 + 2 O 2
3
As20 5 dễ tan trong nước tạo thành asenic, nên khi để trong không khí nó bị
chảy rữa.
As20 5 + 3H20 = 2H3Asơ4
d) Axit orthoasenơ
HịAsOị là một axit yếu (pK~ 9), hợp chất này không điều chế được ở dạng tự
do mà chỉ tồn tại trong dung dịch nước, khi đó có cân bằng:
H3A s03 = H20 + H As02
Cân bằng này thường chuyển dịch mạnh về phía bên phải tức là có xu hướng
hình thành axit metaasenơ (có hằng số phân li k = 6.10 1(>).
Dưới sự tác dụng của kiềm với As20 3 ta nhận được muối của axit asenơ.
As20 3 + KOH = 2K3AsOịị+ 3H20
Các hợp chất As(ni) có tính khử, khi bị oxi hoá bởi các chất oxi hoá mạnh như
KM n04, K I03 trong môi trường kiềm chúng chuyển thành các hợp chất As(V).
AsCV' + I2 + H20 = A sO/- + 21 + 2H+

e) Axit asenic
ở điều kiện thường, axit asenic (H3As04) ở trạng thái rắn, tan tốt trong nưóc.
Axit asenic là một axit mạnh tương đương với axit photphoric (pK lần lượt là 2,24;
6,94; 11,5). Muối của axit này là asenat rất giống với muối photphat tương ứng. Khi
nung axit asenic ta thu được asen(V)oxit hay còn gọi là anhyđritasenic ở dạng chất
rắn màu trắng như thuỷ tinh, tính chất axit của hợp chất này mạnh hơn axit ascnơ.
Khi cho tác dụng với kiềm nó có thể tạo thành ba loại muối: Na3A s04, Na2HAs04,
NaH2A s04.
Các hợp chất As(V) có tính oxi hoá, khi tác dụng với các chất khử mạnh như
KI, NaBH4, trong môi trường axit chúng chuyển thành các hợp chất As(III).
Trong tự nhiên, asen có thể chuyển hoá từ dạng này sang dạng khác bởi một số
vi sinh vật, quá trình chuyển hoá đươc trình bày trong hình 2.
(CHiXiAs: trimetylasin
(CH3)2AsH:
[A s02(0H)2]-
—►
As(OH)
- *
C H jA sO (O H )2
- *
(CH3)2AsO(OH)
asenat
1 axit axit
Hình 2: Sơ đổ quá trình chuyển hoá của các hợp chất asen trong tự nhiên
1.4. Độc tính của asen [9,14]
1.4.1. Cơ chế gây độc của asen
Khi xâm nhập vào cơ thể các asen (III) tấn công ngay lập tức vào các enzim có
chứa nhóm (SH), liên kết và cản trở chức năng của enzim.
SH
SH

Enzhn
AsO 3
Enám
> s — o ' + 2 OH
SH
SH'
As(V) ở dạng H2A s04 có tính chất hoá học tương tự muối của axit photphoric
và có thể ảnh hưởng đến cơ chế chuyển hoá phot phat ức chế các enzim sinh năng
lượng cho tế bào (enzim sinh ra ATP) không sinh ra ATP.
/ - 0 P 0 3 2-
+ P Ũ 3 _ 0 P 0 42 -

-

*■ h - C - O H

* . ATP
> = 0 c=0
H 0/
Vo32 '
OPO3 ■
^

* ■ Phân hũy thành sản phẩm đẩu
c=0
/
Ọ
\ 2-
À s03
Các hợp chất As(V) (R-As03H2) ít ảnh hưởng đến hoạt tính của enzim nhưng

trong những điều kiện thích hợp chúng có thể bị khử về As (III) độc hơn.
Các hợp chất hóa trị (III) gồm aseno và asenoso. Các hợp chất aseno (R-
As=As-R) dễ dàng bị oxi hoá khi có lượng vết oxi, sự hoạt động mạnh của chúng do
sự chuyển đổi thành dẫn xuất aseno tương ứng. Các hợp chất này là các hợp chất thế
một lần, thế hai lần theo phản ứng của chúng với nhóm sunfuahydryl. Những hợp
chất thay thế một lần, ví dụ R-As=0 phản ứng với enzim có chứa nhóm -SH.
R—As—o + 2 R'SH Ạs/
SR'
SR'
Một số enzim chứa hai nhóm thiol có thể phản ứng với hợp chất asen thế một
lần, tạo ra cấu trúc vòng năm cạnh, phản ứng này thuận nghịch với đithiol. Axit
liponic, cần thiết cho giai đoạn đầu trong sự oxi hoá của pyruvate bị ức chế bằng
liuzit (CH3-CH=CHAsC12) (sử dụng làm khí độc trong chiến tranh).
S. S - C H 2
/ SH /
P roteò/ ^A<CH=CHC1 + BAL ► proteừ/ + CICH=CHAsHj
\ / \ h \
x s S— CU
I
C H ị OH
1.4.2. Độc tính của asen[ll,18]
Asen là nguyên tố cần thiết cho sự sống khi ở hàm lượng rất thấp, có vai trò trong
trao đổi chất nuclein, tổng hợp protit và hemoglobin. Nhưng về mặt sinh học, asen lại
là chất độc cực mạnh khi ở hàm lượng đủ lớn đối với cơ thể con người và các sinh vật
khác, nhiễm độc asen có thể gây 19 bệnh khác nhau, trong đó có ung thư da và phổi
[11].
Asen tổn tại phổ biến trong môi trường xung quanh, mọi người đều tiếp xúc với
một lượng nhỏ của chúng. Con đường xâm nhập chủ yếu của asen vào cơ thể là qua
đường thức ăn (trung bình 25 - 50 ng/ngày), ngoài ra còn một lượng nhỏ qua nước
uống và không khí.

Asen đi vào cơ thể con người trong một ngày đêm thông qua chuỗi thức ăn
khoảng lmg; qua bụi, không khí là 1,4 ịig và qua các đường khác là 0,04 - 1,4 ịig.
5
Asen hấp thụ vào cơ thể qua đường dạ dày nhưng cũng dễ bị thải ra. Hàm lượng asen
trong cơ thể người khoảng 0,08 - 0,2 ppm, tổng lượng asen có trong người trung bình
khoảng 1,4 mg. Asen tập trung trong gan, thận, hồng cầu, hemoglobin đặc biệt tập
trung trong não, xương, da, phổi, tóc [11].
Đối với cơ thể con người asen có 3 tác dụng hoá sinh là: làm đông tụ protein, tạo
phức với coenzym và phá huỷ quá trình photpho hoá. Asen đi vào cơ thể qua đường
nước sinh hoạt nhưng phải sau 5-15 năm mới bắt đầu gây tác động ảnh hưởng đến
sức khoẻ.
Sự nhiễm độc asen được gọi là arsenicosis. Biểu hiện của bệnh là chứng sạm da
(melanosis), dầy biểu bì (keratosis) từ đó dẫn đến hoại thư hay ung thư da mà khởi
đầu là sự phá huỷ da ngoài, ngón tay, ngón chân, sau đó là các bộ phận nội tạng, cuối
cùng là ung thư, hoại thư Ngoài ra người ta còn phát hiện thấy ràng nhiễm asen
còn làm tăng nguy cơ gây ung thư trong cơ thể, nhất là ở gan, thận, bàng quang và
phổi. Nhiễm độc asen qua đường hô hấp thường gặp ở những người làm việc tại các
lò luyện quặng, gang, thép hoặc khu vực xung quanh nồng độ asen cao trong không
khí.
Con người có thể bị nhiễm độc As ở mọi lứa tuổi, từ trẻ em đến người già. Nếu
người dân sử dụng nguồn nước có nồng độ asen là 0,75mg asen/lit trong 1 năm thì
theo thống kê cho thấy tỷ lệ phát bệnh trong 2 năm là 28,8%; 3 năm là 35,52%; 4
năm là 42,2%; 5 năm là 62,9% [18].
Thực vật khi bị nhiễm asen bị hạn chế quá trình quang hợp. bị rụng lá. Asen ảnh
hưởng tới thực vật làm giảm trao đổi chất, giảm năng suất cây trổng. Thực vật ở môi
trường nhiễm asen sẽ hấp thu một lượng đáng kể asen, con người và động vật ăn phải
thực vật nhiễm asen thì cũng có thể bị nhiễm độc.
Do những tác động có hại với con người và hệ sinh thái, hàm lượng asen có mặt
trong môi trường thường được các tổ chức quốc tế về môi trường quy định ở mức rất
thấp. Bộ tiêu chuẩn nãm 1993 của WHO khuyến cáo rằng nồng độ asen trong nước

uống cần nhỏ hơn 0,01 mg/1.
Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5944-1995, tiêu chuẩn đánh giá chất lượng
nguồn nước ngầm là 50ụg/l. Đối với tiêu chuẩn vệ sinh an toàn của Bộ Y tế TCVS-
2002, giới hạn nồng độ của asen trong nước là 10ụg/l.
1.5. Tình trạng ô nhiễm asen trẽn thê giới và ở Việt Nam
1.5.1. Ô nhiễm asen trên thê' giới [ 3,6,12,17,18,19]
Các điều tra khảo sát sự ô nhiễm asen trong nước ngầm đã được thực hiện ở
nhiều nước như Mỹ, ấn Độ, Đài Loan, Argentina, Thái Lan, Mehico. Trung Quốc,
Bangladesh Các kết quả khảo sát cho thấy có rất nhiều vùng sử dụng nước ngầm bị
nhiễm asen một cách nghiêm trọng. Ở mỗi quốc gia, với đặc điểm địa lý, địa chất
khác nhau, các nguyên nhân tìm được chưa hoàn toàn thống nhất. Tuy nhiên, sự có
mặt của asen trong nước ngầm đang là một thách thức lớn với chính phủ và chính
quyền địa phương trong việc bảo vệ sức khoẻ nhân dân.
Vấn đề ố nhiễm asen trong nước ngầm tại Bangladesh là một điển hình. Khoảng
từ 30 - 35 triệu người dân Bangladesh đang sử dụng nước uống có chứa asen với nồng
độ lớn hơn 50fig/l. Hàng triệu người dân mắc các chứng bệnh như ung thư da, chân
đen, sừng hoá lòng bàn tay, bàn chân và nhiều bệnh điển hình khác nữa, đó là căn
bệnh nhiễm độc asen.
6
Sự nhiễm asen trong nước ngầm ở phía đông sông Hoogky, một nhánh của sông
Hằng phía Tây Bengal đã được báo cáo từ đầu năm 1978. Khu vực ảnh hưởng rộng
3.400 km2, số người sử dụng nước nhiễm độc asen lên tói hơn 1 triệu người, trong đó
hơn 200.000 người đã được xác nhận là nhiễm độc asen[18].
Trung Quốc, có tới 13-14 triệu người sống trong những vùng có nguồn gốc bị ô
nhiễm asen cao, tập trung nhiều nhất ở tỉnh An Huy, Sơn Tây, Nội Mông, Ninh Hạ và
Tân Cương. Tại Sơn Tây đã phát hiện 105 làng bị ô nhiễm asen. Hàm lượng asen tối
đa thu được trong nước uống là 4,43 mg/1 gấp 443 lần giá trị asen cho phép của tổ
chức y tế thế giới WHO (10/Jg/ỉ).
Hai khu vực bắc Achentina: San Antonio delos Codres và Taco Pozo có nồng độ
asen khoảng 200 ịig/ỉ, số người bị nhiễm độc asen khoảng 20.000 người [19].

Ở Mỹ, theo những nghiên cứu mới đây nhất cho thấy trên 3 triệu người dân mỹ
có nguy cơ nhiễm độc asen, mức độ nhiễm asen trong nước uống dao động từ 0,045 -
0,092 mg/1. Còn ở Nhật Bản, tính đến năm 1995 đã có 217 nạn nhân chết vì asen.
1.5.2. Ô nhiễm asen tại Việt Nam [1,3*8,9,11]
Những khảo sát bước đầu của các nhà khoa học, các Viện nghiên cứu, văn
phòng UNICEF ở Hà Nội đã dành nhiều công sức, kinh phí tổ chức các đợt khảo sát,
nghiên cứu, đã đưa ra một số kết quả ban đầu về nồng độ asen trong nước ngầm ở Hà
Nội, một số tỉnh vùng đổng bầng sông Hồng như Phú Thọ, Quảng Ninh, Hà Tây, Hải
Phòng, Thái Bình, Nam Định, Hà Nam Từ những điều tra, khảo sát đó, bản đồ các
khu vực ô nhiễm asen trong nước ngầm cũng dần được hình thành.
Tại vùng châu thổ sống Hồng, tổng sô' giếng khoan có thể lên đến hàng triệu
giếng và đa số là giếng nước hộ gia đình. Riêng ở Hà Nội, các chỉ tiêu phân tích mẫu
nước ngầm Thành phố Hà Nội mùa khô 12/2000-2/2001 được nêu ở Bảng 2 [9].
Chỉ ticu phán tích vùng
nghiên cứu
Arsen Mangan Sát Amoni
Số mẫu
vượt */TS
%
Số mảu
vuợt */TS
%
Số mẫu
vượt */TS
%
Sô mẫu
vượt */TS
%
Tầng chứa nước bẽn írẽn (qh)
Khu vực phía Bắc 4/66 6.1 44/66

66.7
27/66
36.4
2/66 3.0
Khu vục Đông Nam 8/20 40 19/20 95.0 12/20 60
3/20 15.0
Khu vực phía nơm sòng Hổng
+ Huyện Từ Liẻm
8/55 14.5 46/55 83.6 72.7 72.7
10/55 18.2
+ Huyện Thanh Trì
43/72
59.7
59/72 81.9 91.7 91.7
56/72 77.8
+ Các quận nội thành
18/47
38.3 44/47 93.6
87.23 87.2 17/47
36.2
Tầng chứa nước bẽn dưới (qp)
Khu vực pliía Bắc
4/46 8.7
33/46
71.7
71.7 71.7
3/46 6.5
Khu vực phía Đông Nam
13/72
13

67/72 70.8 70.8 70.8
21/72 29.2
Khu vực nam sông Hồng
+ Huyên Từ Liêm
9/25 36 22/25 100 25-25 100
9/25
36
+ Huyện Thanh Trì
13/24 54.2
22/24
95.8 23/24 95.8 18/24
75
+ Các quận nội thành
17/43 39.5 40/43
97.7
42/43
97.7
12/43 27.9
* TCVN 5501-1991
Bảng 2: Tổng hợp một số chỉ tiêu phân tích mẫu nước ngầm Thành phố Hà Nội mùa
khô 12/2000 - 2/2001 [9]
7
Từ số liệu trên cho thấy, 69% mẫu nước tầng trên và 48% mẫu nước tầng dưới
ở Hà Nội được kiểm nghiệm có nồng độ asen cao hơn tiêu chuẩn. Đặc biệt, ở Huyện
Thanh Trì có tới 59,7% (43/72) số mẫu phân tích ở tầng chứa nước bên trên và 54,2%
(13/24) số mẫu ở tầng chứa nước bên dưới vượt quá giá trị 0,05 mg/1.
Theo điều tra sơ bộ cho thấy hàm lượng asen trong nước ngầm ở nhiều nơi vượt
quá tiêu chuẩn cho phép đối với nước ăn uống và sinh hoạt (tiêu chuẩn về nước ăn
uống của Việt Nam là 10microgam/l), cao nhất ở Hà Nam, Hà Nội, Hưng Yên, Phú
Thọ hàm lượng asen cao gấp nhiều lần mức cho phép như Lâm Thao (Phú Thọ) gấp

50 - 60 lần, Lý Nhân và Bình Lục (Hà Nam) gấp 50 lần[9].
Kết quả nghiên cứu gần đây, trong cuộc điều tra ngẫu nhiên 12 tỉnh thành Việt
Nam gồm: Thái Nguyên, Quảng Ninh, Hà Tây, Hải Dương, Hưng Yên, Nam Định,
Hà Nam, Huế, thành phố Hồ Chí Minh, Long An, Đồng Tháp và An Giang cho thấy
trừ thành phố Hồ Chí Minh, Long An, Huế là không phát hiện có asen trong nước
ngầm, các tỉnh còn lại đều phát hiện được các điểm có nồng độ asen vượt quá tiêu
1 A7
_
1
_ _ _
__ _
1 /
_
r / 7 I 4 __ 4 _ _ 2 ^
TT
Tỉnh
Sô xã
Số
mả u
Nồng độ asen (mg/l)
0 - 0,01 0,01-0,05 0,05-0,1
0,1 - 0.2
0.2 - 0.5 >0.5
1 Thái Nguyên 10 240 233 5 2 0 0 0
2
Quảng Ninh 10 240
235 5
0 0 0
0
3

Hà Tây 57
1368 728 307 230 60 41 2
4
Hải Dương 20 480
446 31 3
0
0 0
5 Hưng Yên 141 3384 2684 390 156 76 58
20
6 Nam Định 20 480 341 45 31
27
35 1
7
Hà Nam 111 5080 2415 879 795 463
504 24
8 Huế 10 240
234
5 1 0 0 0
9 Hổ Chí Minh 10
240 240
0
0
0
0
0
10
Long An
10 235 235
0
0 0

0 0
11
Đồng Tháp
10
212 124 5
6 27 41
9
12
An Giang
10 240 179 51 8 1
1
0
■ong nước ngầm tại 12 tỉnh ị l ỉ !
1 1/ ồ rì
r
* no t ír ìV i U ò M o m
íl \I

MK
ô
Một số nghiên cứu khác cho thấy ở một số huyện của tỉnh Hà Nam (Lý Nhân,
Bình Lục) đã có các biểu hiện lâm sàng đáng chú ý của nhiễm độc mạn tính ở cộng
đồng do ãn uống nguồn nước bị ô nhiễm. Kết quả hội chẩn đã xác định được 8 trường
hợp có biểu hiện tổn thương ngoài da do tác hại của asen cần được theo dõi. 86% số
hộ của khu vực mới sử dụng nước giếng khoan được 6 nãm (từ 1997), song qua thống
kê của Y tế xã từ tháng 1/2000 đến tháng 9/2003 và kết quả khám sức khoẻ cho thấy:
tỷ lệ bệnh ngoài da, biến đổi sắc tố da, sừng hoá, bệnh lý thai sản, tỷ lệ ung thư nhìn
chung khá cao và có xu hướng tăng theo thời gian [11].
Như vậy, ở Việt Nam không những đã phát hiện thấy các vùng nước ngầm ô
nhiễm asen mà còn có các biểu hiện lâm sàng ở cộng đồng do nhiễm độc asen. Do

vậy, nếu không có biện pháp khắc phục, tiếp tục sử dụng các nguồn nước ô nhiễm
asen kéo dài sẽ dẫn đến tình trạng nhiễm độc nặng nề như đã gặp ở Bangladesh, ấn
Độ, Trung Quốc
8
1.6. Một số phương pháp xử lý asen
Đã có rất nhiều hội nghị quốc tế về asen được tổ chức sau những thảm họa về
ngộ độc asen trên thế giới. Nhiều bài báo, công trình nghiên cứu vể các phương pháp
giảm thiểu ô nhiễm asen đã được công bố. Các biện pháp xử lý rất nhiều và đa dạng,
ở đây chủ yếu tập trung vào các phương pháp: hoá học, hoá lý.
1.6.1. Các phương pháp hoá học[13, 16, 20]
Các công nghệ xử lý asen thường xử lý As(V) có hiệu quả hơn xử lý As(III). Vì
vậy nhiều hệ thống xử lý bao gồm cả bước oxy hoá để chuyển As(III) thành As(V).
Quá trình oxy hoá không loại bỏ asen ra khỏi dung dịch nhưng nâng cao hiệu quả các
quá trình xử lý tiếp theo như cộng kết tủa, hấp phụ, lọc Các tác nhân hoá học
thường được sử dụng để oxi hoá asenit thành asenat bao gồm : khí clo, khí ozon, kali
pemanganat, hydro peoxi, tác nhân fenton’s (H20 2/Fe2+), mangan oxit Ngoài ra
người ta còn có thể xử lý trực tiếp các bức xạ từ mặt trời để oxi hoá asenit thành
asenat với sự có mặt của các chất xúc tác đồng thể và dị thể. Khi sử dụng quá trình
oxi hoá người ta phải kết hợp với các quá trình keo tụ, hấp thụ hoặc trao đổi ion.
a. Oxy hoá asen bằng không khí:
Oxy không khí là một tác nhân của quá trình oxy hoá As(III), tuy nhiên tốc độ
của quá trình oxy hoá As(III) bằng không khí chậm, thời gian oxy hoá kéo dài
khoảng hàng tuần. Quá trình oxy hoá As(III) bằng khổng khí có thể được xúc tác
bằng vi khuẩn, axit mạnh hoặc dung dịch kiềm, đồng, bột cacbon hoạt tính, và nhiệt
độ cao.
b. Oxy hoá asen bằng tác nhản hoá học:
As(III) có thể bị oxy hoá trực tiếp bởi nhiều hoá chất khác bao gồm clo,
hypochloride, ozon, permanganate. H20 2, và tác nhân Fenton (H20 2/Fe2+).
Clo và hypochloride là chất oxy hoá mạnh và có hiệu quả nhưng nó lại có thể
phản ứng với các hợp chất hữu cơ tạo ra hợp chất cơ clo độc hại (thí dụ trihalometan).

Lượng clo thêm vào phụ thuộc vào thành phần của nước. Cho vào nước khoảng 0,8 -
2 mg/1 clo để tạo ra 0,2 mg/1 clo dư dùng cho mục đích khử trùng sau khi xử lý.
Ozon là chất oxy hoá mạnh, khi sục ozon vào nước 1 phút (hàm lượng khoảng 2
mg/1) trước khi lọc sẽ có hiệu quả rất cao trong việc ôxy hoá sắt và mangan, loại bỏ
hiệu quả asen và các kim loại khác. Ozon cũng là chất sát khuẩn mạnh nhưng không
giống như clo, dư lượng của nó không tổn tại lâu trong nước đã xử lý [20],
Permanganate (KM n04) có hiệu quả oxy hoá As(III), Fe(II) và Mn(II) cao .
KM n04 có nhiều ở các nước đang phát triển, nó được sử dụng như là chất kháng sinh
cục bộ. Lượng mangan dư trong nước đã xử lý không được vượt quá khuyến cáo của
WHO 0,05 mg/1 (WHO, 1993).
Hydro peroxit (H20 2) cũng là chất oxy hoá có hiệu quả, đặc biệt nếu trong nước
bị nhiễm asen có chứa sắt hoà tan nồng độ cao. sắt (III) hydroxit được hình thành sẽ
cộng kết với asenat[20].
c. Oxy hoá và loại asen bằng năng lượng mặt trời (SORAS)
Đây là quá trình xử lý asen đơn giản trong cấp nước nông thôn từ nguồn nước
ngầm. Nguyên tắc của phương pháp là sử dụng phản ứng oxy hoá quang hoá As(III)
thành As(V) nhờ ánh sáng mặt trời, sau đó tách As(V) ra khỏi nước bởi sự hấp phụ
trên các hạt Fe(IH) hydroxit. Hiệu suất của phản ứng oxy hoá quang hoá sẽ được tăng
cường nếu nhỏ thêm vài giọt chanh, sẽ giúp cho quá trình tạo các bông keo Fe(III).
9
SORAS có hiệu quả khi hàm lượng sắt trong nước ngầm ít nhất là 3 mg/1, cường độ
bức xạ UV-A 50 Wh/m2. Nồng độ asen có thể giảm từ 500ppb xuống 50ppb sau 2-3h.
1.6.2 Các phương pháp hoá lý [4,5,10,14,17,21,22,23]
a. Kết tủa và lọc
Quá trình này chuyển asen từ dạng tan thành các dạng ít tan như canxi asenat
bằng phản ứng hoá học, sau đó loại bỏ chúng nhờ quá trình lắng hoặc lọc. Muối kim
loại thường được sử dụng là muối nhôm và muối sắt clorua hoặc sắt sulfat. Hiệu quả
xử lý asen bằng muối nhôm hoặc muối sắt ở quy mô phòng thí nghiệm có hiệu quả
xử lý tới 99% ở các điều kiện tối ưu và nồng độ asen còn lại dưới l|ig/l. Tuy nhiên,
đối với các hệ xử lý thực tiễn ngoài hiện trường thì hiệu quả xử lý thấp hon khoảng từ

59- 90%[21].
b. Làm mềm nước bằng vôi
Độ cứng của nước gây ra bởi các hợp chất canxi và magiê trong nước. Quá trình
làm mềm nước bằng vồi đồng thời cũng có hiệu quả trong việc loại bỏ asen tương tự
như quá trình kết tủa với muối kim loại. Như vậy, quá trình loại bỏ As(III) và As(V)
bằng cách làm mềm nước phụ thuộc vào giá trị pH. Nếu quá trình oxy hoá As(III)
thành As(V) diễn ra trước khi làm mềm nước sẽ làm tăng hiệu quả xử lý asen.
Nhược điểm của quá trình làm mềm nước bằng vôi đối với việc xử lý asen là
hàm lượng vôi sử dụng khá lớn khoảng 800 - 1000 mg/1, điều này sẽ dẫn đến việc
hình thành một lượng bùn thải lớn và sau đó lại phải sử dụng axit để điều chỉnh pH
của nước sau xử lý. Quá trình này thường chỉ được áp dụng cho nước cứng.
c. Phương pháp hấp phụ
Asen có thể được hấp phụ lên bề mặt của các vật liệu hấp phụ như: các hợp chất
oxyt sắt, oxyt titan, oxyt silic; khoáng sét(caolanh, bentonite ), boxit, hematite,
chitin và chitosan; quặng oxit mangan, cát bọc một lớp oxyt sắt hoặc dioxit mangan
M n02; các vật liệu xellulo (mùn cưa, bột giấy báo)
Mỗi loại vật liệu có những đặc tính và yêu cầu chi phí khác nhau. Một số loại đã
được sản xuất riêng để xử lý nước nhiễm asen. Hiệu suất xử lý của từng loại vật liệu
phụ thuộc vào việc sử dụng các chất oxy hoá hỗ trợ quá trình hấp phụ asen.
c .ỉ. Hấp phụ lên vật liệu có thành phần là sắt
Mạt sắt (sắt kim loại), sắt hydroxide, các vật liệu phủ sắt, oxit sắt là những vật
liệu được sử dụng cho qúa trình hấp phụ asen từ nước ngầm.
Quá trình loại bỏ asen bằng cách hấp phụ lên mạt sắt kim loại đã được nghiên
cứu ở trong phòng thí nghiệm và áp dụng ngoài hiện trường. Hiệu quả loại bỏ asen vô
cơ ra khỏi dung dịch của sắt đến 95%. Asen được hấp phụ lên bề mặt sắt ở trạng thái
oxi hoá V. Phổ nhiễu xạ tia X cũng cho thấy trên bề mặt của mạt sắt có sự hiện diện
của cả sắt kim loại, Fe30 4, Fe20 3 và cả sắt hydroxide [23].
Hydroxyt sắt dạng hạt cũng được sử dụng trong hấp phụ [10]. Công nghệ này kết
hợp những ưu điểm của phương pháp keo tụ - lọc, có hiệu suất xử lý cao và lượng cặn
sinh ra ít. Hạt hydroxit sắt được sản xuất từ dung dịch FeCl3 bằng cách cho phản ứng

với dung dịch NaOH. Kết tủa tạo thành được rửa sạch, tách nước bằng quay ly tâm và
tạo hạt dưới áp suất cao. Vật liệu này có khả năng hấp phụ cao. Cột lọc hấp phụ hoạt
động tương tự như lọc hấp phụ bằng cácbon hoạt tính dạng hạt. Với nước có nồng độ
asen 100 - 180 ppb, sau xử lý có thể đạt đến 10 ppb.
10
Tại Đài Loan, các nhà khoa học đã chế tạo vật liệu sắt nano để hấp phụ asen, kết
quả cho thấy vật liệu hấp phụ 43,62mgAs/g sắt ở pH=4, 42,73mgAs/g sắt ở pH=7,
37,48mgAs/g sát ở pH=9.[ 14]
C.2. Hấp phụ lên nhôm và các hợp chất của nhôm.
- Vật liệu có nguồn gốc từ nhôm: Công ty Project Earth Industries (PEI Inc.) đã
chế tạo ra vật liệu hấp phụ rẻ tiền, có nguồn gốc từ nhôm, có khả nâng tách asen ở 2
dạng tồn tại phổ biến ở trong nước là As(III) và As(V). Vật liệu hấp phụ này có đặc
tính hoá học là diện tích bề mặt và độ rỗng cao, có khả năng hấp phụ cao hơn 10 lần
so với các vật liệu thông thường khi có mặt các ion cạnh tranh, tốc độ hấp phụ nhanh,
đạt hiệu suất cao.
Việc thử nghiệm đã được tiến hành ở ấn Độ và Bangladesh (1998, 1999 cho phép
giảm asen từ giá trị trung bình ban đầu 340 ppb xuống dưới 50 ppb.
- Nhôm hoạt hoá: Nhôm hoạt hoá được sử dụng có hiệu quả để xử lý nước có
hàm lượng chất rắn hoà tan cao. Tuy nhiên, nếu trong nước có các hợp chất của selen,
florua, clorua, su lfat, chúng có thể cạnh tranh vị trí hấp phụ.
Phương pháp này tương đối thuận lợi, chỉ cần đổ nước giếng cần xử lý qua lớp
vật liệu nhôm. Nếu hàm lượng sắt trong nước nguồn càng cao thì hiệu suất khử asen
càng cao và chu kỳ làm việc trước khi hoàn nguyên càng tãng.
Một hạn chế của phương pháp sử dụng nhôm hoạt hoá là lượng vật liệu hấp phụ
thải ra lớn: 50 - 200 g/m3 nước, nghĩa là gấp gần 10 lần so với lượng cặn tạo thành khi
sử dụng phương pháp keo tụ bằng phèn sắt.
C.3. Hấp phụ lên vật liệu có thánh phần mangan oxide
Cơ chế của việc loại bỏ asen bởi M n02 bước đầu đã được nghiên cứu trên các
tinh thể M n02 tổng hợp trong phòng thí nghiệm.
Phản ứng oxi hoá As (III) bởi M n02 xảy ra theo 2 bước sau:

2M nơ2 + H3A s03 + H20 = 2MnOOH + H2A s04' + H+
2MnOOH + H3A s0 3 + 3H+ = 2Mn2++ H2A s04‘ + 2H20
Mặc dù cơ chế phản ứng của As(III) với M n02 đã rõ ràng nhưng có rất ít thông
tin về sự hình thành các hợp chất của As(V) sau quá trình oxi hoá As(III).
Sử dụng quặng mangan dioxit tự nhiên và diatomit tự nhiên cho hiệu quả hấp phụ
asen tương đối tốt[5]. Tại Viện Khoa học và công nghệ Việt Nam đã tổng hợp M n02
kích thước nanomet và nghiên cứu sử dụng vào hấp phụ asen trong nước đạt tải trọng
32,79mg asen/gam vật liệu. [4]
d. Trao đổi ion
Trao đổi ion có thể được xem là một là một dạng đặc biệt của phương pháp hấp
phụ. Đây là quá trình trao đổi giữa các ion trong pha rắn và pha lỏng. Nhựa trao đổi
iori được sử dụng rộng rãi trong việc xử lý nước để loại bỏ các chất hoà tan không
mong muốn ra khỏi nước. Các loại nhựa này có một bộ khung polyme liên kết ngang,
được gọi là nền, thông thường nền này được tạo thành do polystyren liên kết ngang
với divinylbenzen. Các nhóm chức tích điện liên kết với nền thông qua các liên kết
công hoá trị. phương pháp này rất hiệu quả trong việc loại bỏ asen, tuy nhiên nếu
trong dung dịch, các ion cạnh tranh với asen (như sunfat, florua, nitrat ) có nồng độ
lớn hiệu suất của quá trình tách loại sẽ giảm đi đáng kể. Khi đó các anionit chuyển từ
gốc H2A s04' sang H2A s042, giải phóng H+, pH bị hạ thấp xuống. Nồng độ sulfate
ảnh hưởng tới vận tốc phản ứng: tốc độ phản ứng càng cao khi lượng sulfate càng cao.
11
Loại vật liệu trao đổi ion này có ưu điểm là có thể sử dụng dung dịch muối đậm đặc
NaCl để hoàn nguyên hạt trao đổi ion đã bão hoà asen. Nồng độ asen sau xử lý có thể
tới dưới 2ppb [14].
e. Chưng cất bằng năng lượng mặt trời
Thiết bị chưng cất bằng năng lượng mặt trời có thể sử dụng để xử lý nước nhiễm
asen. Nước cần xử lý được nung nóng lên và bay hơi nhờ năng lượng mặt trời, sau đó
ngưng tụ lại trên bề mặt phía trong thiết bị thu nước dạng tấm và chảy vào bể. Tuỳ
thuộc vào lượng ánh sáng mặt trời, một tấm bề mặt thu nước kích thước 2x 10 m có
thể cung cấp nước uống cho 20 - 50 người sử dụng trong một ngày đêm với tiêu

chuẩn 4 1/ ng/ngày. Phương pháp này có thể áp dụng để cung cấp nước uống cho các
vùng sâu, vùng xa thiếu nguồn nước uống sạch. Ưu điểm của phương pháp này là
nước sau xử lý có chất lượng tốt, chi phí cho xử lý thấp, có thể sử dụng các vật liệu
địa phương để chế tạo. Thiết bị này không sử dụng điện, có thể xử lý nước ngầm
hoặc nước mặt bị nhiễm asen.
/. Các phương pháp ỉọc[18,24]
Một số kĩ thuật của phương pháp này như : thẩm thấu ngược, màng lọc nano,
điện thẩm tách có khả năng loại bỏ tất cả các dạng asen hoà tan ra khỏi nước. Các
chất hoà tan trong đó có asen được giữ lại trên màng bán thấm, màng chỉ cho nước và
một số chất tan đi qua.
* Vi lọc (MF)
Quá trình vi lọc là kỹ thuật loại bỏ asen phụ thuộc vào sự phân bố kích thước của
các phần tử mang asen trong nước nguồn. Mặc dù MF có thể loại bỏ các dạng hạt của
asen nhưng chỉ quá trình này sẽ kém hiệu quả trong việc xử lý nguồn nước.
Để tăng hiệu quả xử lý đối vói nguồn nước, có thể kết hợp với quá trình kết tủa
và MF. Đối với những thiết bị chỉ sử dụng MF thì việc loại bỏ này phụ thuộc vào
nồng độ asen trong nước đầu vào và tỷ lệ dạng hạt theo cơ chế rây cơ học. Do đó hiệu
quả của quá trình xử lý asen bằng MF là hàm của kích thước lỗ.
* Siêu lọc (ƯF)
Nhìn chung quá trình siêu lọc có khả năng loại bỏ các chất keo và các phần tử
dạng hạt. Nếu hệ xử lý chỉ sử dụng UF thì cũng như MF nó không thể xử lý asen
trong nước ngầm đạt hiệu quả cao. Tuy nhiên UF có thể sử dụng để xử lý nước mặt
với hàm lượng chất keo cao và nồng độ asen cao.
* Lọc nano (NF)
Màng lọc nano có khả năng loại bỏ đáng kể các hợp chất asen hòa tan trong nước
tự nhiên. Màng nano ưu tiên loại bỏ các ion hóa trị hai (như Ca, Mg) nhưng khống có
hiệu quả đối với các muối hóa trị một (như Na, Cl). Màng NF có thể loại bỏ cả
As(V) và As(III). Hiệu quả loại bỏ asen trong nước ngầm của NF đạt tới 95% asen
hòa tan, nồng độ asen có thể giảm từ 50ppb xuống 2ppb. Tuy nhiên khi màng có kích
thước lỗ nhỏ thì có khuynh hướng dễ tắc hơn màng UF hoặc MF. ứng dụng màng NF

cho quá trình xử lý nước mặt có hiệu quả thường không cao nếu không qua quá trình
tiền xử lý để loại bỏ các hạt và các phần tử hòa tan gây tắc.
* Thẩm thấu ngược (RO)
Đây là quá trình lọc màng có hướng dưới tác dụng của chênh lệch áp suất. Tuỳ
thuộc vào đặc tính của màng, thẩm thấu ngược có thể giữ lại tất cả các ion và chỉ cho
nước đi qua. Phương pháp này tốn kém, đắt tiền, nên chỉ sử dụng để cung cấp một
lượng nước nhỏ, có yêu cẩu chất lượng cao, ví dụ như trong y tế, w
12
* Điện thẩm tách (ED)
Điện thẩm tách là quá trình trong đó các ion được vận chuyển qua màng có chọn
lọc đối với các cation và anion dưới tác động của dòng điện một chiều. Trong quá
trình này màng được sắp xếp giữa các điện cực ngược chiều nhau với sự xen kẽ giữa
màng trao đổi anion và màng trao đổi cation. Sự chuyển động của các cation hoặc
anion theo hướng của điện cực trái dấu và kết quả là nó tạo ra các ngăn chứa nước và
các ngăn chứa muối. Điện thẩm tách đảo chiều (EDR) là quá trình điện thẩm tách
(ED) với chu kỳ đảo chiều hướng chuyển động của các ion do sự đảo chiều phân cực
của điện cực. ưu điểm của sự đảo chiều phân cực là làm giảm khả năng tấc của màng,
giảm chi phí cho quá trình tiền xử lý.
Theo lý thuyết có rất nhiều công nghệ xử lý nhưng để lựa chọn công nghệ xử
lý phù hợp, phải căn cứ vào các điều kiện cụ thể: loại nguồn nước, điều kiện địa chất,
thuỷ văn, đối tượng sử dụng nước, công nghệ thiết bị hiện có, khả năng tài chính, khả
năng sử dụng nguyên vật liệu, nãng lượng tại địa phương
Bảng 4 nêu lên hiệu quả loại bỏ As của một số công nghệ, ưu điểm, nhược
điểm của các công nghệ đó.
Công nghệ
xử lý
Nồng độ As ban
đầu
Nồng độ As còn lại ưu điểm Nhược điểm
Kết tủa cùng

với sắt
asenat 350 jug / 1
6 fig Ị ì
- chi phí, vốn tương
đối thấp
- quá trình tương đối
- tạo ra chất
thải rắn dóc hai
asenit 350 Ị-Lg / / 140 jug/l
- hiệu quả thấp
asenat 560 jug / 1
10 fig ỉ Ị
dơn giản
- các hoá chất thông
dụng
trong việc loại
bỏ asen (III)
asenat300 jug / 1 6 fjg ll
- phải thực hiện
quá trình oxi
hoá trước khi
xử lý
asenit 300 /Jg / /
138 /ugỉ l
Kết tủa cùng
với nhôm
asenat 350 Ị-Ig / /
74 ụ g lỉ
asenit 350 /Jg / /
263 fjg ll

asenat 300 ụ g l l 30 ụ g ìỉ
asenit 300 fjg / / 249 /J g /l
Nhôm đã
hoat hoá
asenat 100 /Ẩg ỉ l
4 /ugH
asenit 100 /Jg / 1
không hiệu quả
Trao đổi
asenat 100 ụg ỉ ỉ
<800 jug /l
- hiệu quả cao
- chi phí tương
đối cao
ion
asenat 68 mg/1
12,2 mg/1
Thẩm thấu
ngươc
asenat 37 /Jg / /
7 /ug/l
- hiệu quả cao
- không tạo ra chất
thải rắn độc hại
- chi phí cao
- tạo ra nước
thải độc hại
asenat 51 /ug / / 1,5/Jg ỉl
Điện thẩm
tách

asenat 188 jug / ỉ
136 jug/l - có thể loại bỏ các
chất gây ô nhiểm
khác
Bảng 4. Hiệu quả xử lý a sen của một số công nghệ
13
1.6.3. Các phương pháp xử ỉý asen đang được nghiên cứu và áp dụng ở Việt Nam
Theo thống kê chưa đầy đủ, hầu hết những nghiên cứu hiện nay của các nhà khoa
học Việt Nam đều áp dụng những qui trình công nghệ đã được áp dụng trên thế giới.
Các quy trình xử lý đã ra đời áp dụng trong những điều kiện thực tế Việt Nam. Bước
đầu một số cơ sở đã đưa ra được một hệ thiết bị xử lý asen trong nước ngầm quy mô
hộ gia đình. Cũng đã có một số đơn vị đi sâu nghiên cứu cơ chế và khả năng loại bỏ
asen của một số phương pháp trong phòng thí nghiệm, tuy nhiên do một sô' yếu tô'
việc áp dụng trên thực tế là rất khó khăn.
Viện Hoá Học Công Nghiệp đã đưa ra được một hệ xử lý qui mô hộ gia đình,
dùng chủ yếu để lọc asen và Mn, công suất 15-20 lít /giờ với nguồn nước: As: 0.2 -
0.5 mg/1, Mn: 2 - 5 mg/1 và pH= 6,5 - 8,0, nguyên tắc là sử dụng M n02 để kết tủa
As(V) dưới dạng Mn3(A s04). Sau thời gian sử dụng, hàng nãm phải bổ sung loại cát
đen đã được hoạt hoá thành cát chuyên dụng vào cột.
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội đã sử dụng quặng
sắt tự nhiên (đá ong, limonite, magnetite), quặng mangan có chứa sắt (pyrothite,
geothite), hoặc hydroxyt sắt, ôxit mangan tổng hợp có kích thước cỡ nanomet để
xử lý asen trong nước.
Tại một số nơi khác :Viện Địa Lý, Viện Vật liệu, Viện Hoá học, Viện Cồng nghệ
Mồi trường đã nghiên cứu, tìm kiếm những vật liệu tự nhiên, sau khi hoạt hoá, xử lý
có thể dùng để xử lý asen trong nước ngầm và các nguồn nước nói chung.
1.7. Cơ sở lý thuyết của quá trình hấp phụ [9]
a. Động học của quá trình hấp phụ
Hấp phụ là một quá trình thuận nghịch và có thể được mồ tả như một phản ứng
hoá học :

k >
A + o «• A'
trong đó: A là chất bị hấp phụ 2
o là đại lượng biểu thị cho chỗ trống trên bề mặt chất rắn
A' là chất bị hấp phụ đã chiếm chỗ trên bề mặt chất hấp phụ
kị, k2 là các hằng số tốc độ của quá trình hấp phụ và giải hấp
Quá trình hấp phụ gồm 3 giai đoạn:
- Khuếch tán ngoài: quá trình di chuyển chất cần hấp phụ từ dung dịch nước
thải tới bề mặt hấp phụ
- Quá trình giữ tạp chất trên bề mặt chất hấp phụ
- Khuếch tán trong: quá trình di chuyển các chất vào bên trong các lỗ mao quản.
Thông thường giai đoạn hấp phụ giữ chất trên bề mật xảy ra nhanh do đó tốc
độ chung của cả quá trình phụ thuộc vào tốc độ của giai đoạn khuếch tán ngoài hoặc
khuếch tán trong. Vận tốc khuếch tán ngoài phụ thuộc vào tốc độ khuấy trộn, vận tốc
dòng chảy, nhiệt độ Vận tốc khuếch tán trong phụ thuộc vào kích thước hình dạng
mao quản, kích thước của chất bị hấp phụ.
b.Tôc độ của quá trình hấp phụ
Tốc độ của quá trình hấp phụ được tính bằng lượng chất bị hấp phụ trên một
đơn vị thể tích chất hấp phụ trong một đơn vị thời gian, nếu coi quá trình hấp phụ phụ
thuộc bậc nhất vào sự biến thiên nồng độ theo thời gian thì tốc độ hấp phụ được xác
định:
14
T = ~dt= k x (0i' c,)
trong đó: k là hệ số chuyển khối, tính cho một đơn vị thể tích chất hấp phụ (s’1)
c, là nồng độ ban đầu của chất bị hấp phụ (mg/1)
C| là nồng độ chất bị hấp phụ tại thời điểm t (mg/1)
t là thời gian tiến hành hấp phụ (s)
c.Tải trọng hấp phụ
Tải trọng hấp phụ là một đại lượng biểu thị khối lượng chất bị hấp phụ trên
một đơn vị khối lượng của chất hấp phụ tại trạng thái cân bằng ở một nhiệt độ và

nồng độ xác định.
q _ (C ,-C ,).v
m
trong đó: V là thể tích dung dịch (1)
m là khối lượng chất hấp phụ (g)
Cj là nồng độ chất ban đầu (mg/1)
Cị là nồng độ dung dịch khi chất hấp phụ đạt cân bằng (mg/1)
Cũng có thể biểu diễn đại lượng hấp phụ theo khối lượng chất bị hấp phụ trên
một đơn vị diện tích bề mặt vật liệu hấp phụ như sau:
* = (C ,-C ,)y
m.s
trong đó: s là diện tích bề mặt riêng của vật liệu hấp phụ (m2)
d. Các phương trình cơ bản của quá trình hấp phụ
Người ta có thể mô tả một quá trinh hấp phụ dựa vào đường đẳng nhiệt hấp
phụ. Đường đẳng nhiệt hấp phụ mô tả sự phụ thuộc giữa tải trọng hấp phụ vào nồng
độ cân bằng của chất bị hấp phụ trong dung dịch (hay áp suất riêng phần trong pha
khí). Đường đẳng nhiệt hấp phụ tại một nhiệt độ nào đó được thiết lập bằng cách cho
một lượng xác định chất hấp phụ vào một lượng cho trước dung dịch có nồng độ đã
biết của chất bị hấp phụ. Khi hệ đạt đến cân bằng, đo nồng độ cân bằng của chất bị
hấp phụ trong dung dịch, lượng chất hấp phụ được tính theo công thức:
m = (c, - C])v
trong đó: m là lượng chất bị hấp phụ (g)
Cj là nồng độ ban đầu của chất bị hấp phụ (mg/1)
C| là nồng độ cân bằng của chất bị hấp phụ (mg/1)
V là th ể tích dung dịch chất bị hấp phụ (1)
Các phương trình đẳng nhiệt hấp phụ được dùng rộng rãi nhất là phương trình
langmuir và freundlich:
* Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt ỉangnuir
Phương trình hấp phụ đảng nhiệt langmuir được thiết lập dựa trên các điều kiện sau:
- Bề mặt hấp phụ đồng nhất, nghĩa là năng lượng hấp phụ trên các trung tâm là

như nhau và không phụ thuộc vào sự có mặt của các tiểu phân hấp phụ trên các trung
tâm bên cạnh.
- Các phân tử hấp phụ đơn lớp lên bề mặt chất hấp phụ
- Mỗi phân tử chất bị hấp phụ chỉ chiếm chỗ một trung tâm hoạt động bề mặt.
- Tất cả các trung tâm hoạt động liên kết với các phân tử với cùng một ái lực
- Không có tương tác qua lại giữa các phân tử chất bị hấp phụ.
Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt langmuir:
15
b.c,
q ~ q™m 1 + b ‘c,
trong đó: q là tải trọng hấp phụ (mg/g)
qmax là tải trọng hấp phụ cực đại tính theo lý thuyết (mg/g)
c, là nồng độ chất bị hấp phụ khi đạt trạng thái cân bằng (mg/1)
b là hệ số phương trình langmuừ (xác định từ thực nghiệm).
Trong một số trường hợp, giới hạn phương trình langmuir:
•"khi b.C| « 1 thì q = qmax.b.C| mô tả vùng hấp phụ tuyến tính.
♦"khi b.C| » 1 thì q = qmax mô tả vùng hấp phụ bão hoà.
•"khi nồng độ chất hấp phụ nằm trung gian giữa hai khoảng nồng độ trên thì
đường biểu diễn phương trình langmuir là một đường cong.
Hình 3. Đường cong biểu diễn phương Hình 4. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của
trình hấp phu đẳng nhiêt langmuir c, „
— vàoC,
(Ị
Để xác định các hàng số trong phương trình hấp phụ đẳng nhiệt langmuir có
thể sử dụng phương pháp đồ thị bằng cách chuyển phương trình trên thành phương
trình đường thẳng:
cỉ ?max ' 1 tfnutx-*
c 1
Đường biểu diễn — phụ thuộc và C| là đường thảng có độ dốc ỵ = — — và cắt
<7 tfmax

trục tung tại điểm — ỉ—
ỗ-4max
tải trọng hấp phụ cực đại của vật liệu: ợmax = —
* Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt freundlich
Phương trình Freundlich có dạng : q = KF. c fn
Trong đó:
- q : tải trọng hấp phu (mg/g), q=(Qr Cf)/mr
- C0: Nồng độ ban đầu của dung dịch (mg/1)
- Q : Nồng độ cân bằng trong dung dịch (mg/1)
- mr: Lượng chất hấp phụ dùng cho 1 lít dung dịch
- Kf: hằng số hấp phụ Freundlich, đặc trưng cho khả năng hấp phụ của hệ, phụ
thuộc vào nhiệt độ, diện tích bề mặt và các yếu tố khác
16
- n : số mũ của biến Q thường nhỏ hơn 1, đặc trưng cho bản chất lực tương tác
của hệ, nếu n nhỏ thì bản chất hấp phụ thiên về dạng hoá học, nếu n lớn thì lực hấp
phụ thiên về dạng vật lý.
Phương trình freundlich phản ánh khá tốt số liệu thực nghiệm cho vùng ban
đâu và vùng giữa của đường hấp phụ đẳng nhiệt, tức là ở vùng nồng độ thấp của chất
bị hấp phụ. Để xác định các hằng số k và n, đưa phương trình về dạng đường thẳng:
lgq = lgk+ -lg c
n
Đây là phương trình đường thẳng biểu diễn sự phụ thuộc của lgq vào lgcf.
s) A ]gq *
q (mg/g)
7 g p
M
0 * C f ( m g / l ) 0 l g C f
Hình 5. Đường hấp phụ đẳng nhiệt freundlieh Hình 6. Sự phụ thuộc ỉgq vào lgCj
tgp = 1/n, OM= lgk
*Giải hấp phụ

Giải hấp phụ là quá trình ngược với hấp phụ, tách chất bị hấp phụ trên bề mặt
chất rắn ra ngoài dung dịch, giải hấp phụ dựa trên nguyên tắc sử dụng các yếu tố bất
lợi với hấp phụ.
Đối với hấp phụ vật lý để làm giảm khả năng hấp phụ có thể tác động thông
qua các yếu tô' sau:
- Giảm nồng độ chất bị hấp phụ ở dung dịch để thay đổi thế cân bằng hấp phụ.
- Tăng nhiệt độ cũng có tác dụng làm lệch hệ số cân bằng vì hấp phụ là quá
trình tỏa nhiệt, về thực chất là làm yếu tương tác giữa chất hấp phụ và chất bị
hấp phụ.
- Thay đổi bản chất tương tác của hệ thống qua thay đổi pH của môi trường.
- Sự dụng tác nhân hấp phụ mạnh hơn để đẩy các chất đã hấp phụ trên bề mặt
chất rắn.
- Sử dụng tác nhân là vi sinh vật.
Giải hấp phụ là phương pháp tái sinh chất hấp phụ để có thể tiếp tục sử dụng
lại nên nó mang đặc trưng về hiệu quả kinh tế. nếu chất hấp phụ rẻ mà tái sinh tốn
kém thì chỉ nên sử dụng chất hấp phụ một lần rồi bỏ, tuy nhiên còn phải tính đến vấn
đề bảo vệ môi trường.
Dựa trên nguyên tắc giải hấp phụ nêu trên, người ta sử dụng một số các
phương pháp tái sinh: tái sinh nhiệt, phương pháp hóa lý và phương pháp vi sinh.
ĐAI HOC QUOC GIA HM iNụi
trung tẩm thòng tin thu viện
P T A ĩ í 3
17
CHƯƠNG 2. THựC NGHIỆM
2.1. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
a. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu trong khoá luận này là nghiên cứu chế tạo vật liệu hỗn
hợp Fe(OH)3 - M n0 2 làm vật liệu xử lý asen trong các nguồn nước.
b. Phương pháp nghiên cứu
Các phương pháp thực nghiệm bao gồm:

- Chế tạo vật liệu hấp phụ
- Xác định tính chất bề mặt và cấu trúc vật liệu đã chế tạo được bằng kính
hiển vi điện tử quét (SEM), nhiễu xạ tia X, đo BET (Brunauer-Emmet-Teller,
phương pháp hấp phụ và giải hấp phụ nitơ)
- Nghiên cứu động học của quá trình hấp phụ asen trên vật liệu đã chế tạo
- Nghiên cứu loại bỏ asen trong nước ra khỏi vật liệu đã chế tạo
2.2. Hoá chất, dụng cụ
a. Hoá chất
* Dung dịch AsịHỈ) chuẩn ỉ(g/1): cân chính xác 1,320 gam As20 3 tinh khiết
phân tích, cho vào bình định mức 1000 ml; cho 10 ml dung dịch NaOH 10%, lấc đểu
cho đến khi tan hết. dùng dung dịch HC] 1:1 axit hoá dung dịch đến phản ứng axit
sau đó thêm nước cất đến vạch định mức. Dung dịch bảo quản trong chai nhựa pp
hoặc PE.
* Dung dịch AsịV) chuẩn 1 (g/l): cân chính xác gam , cho vào bình
định mức 1000 ml, cho khoảng 100ml nước cất lắc cho tan và định mức tới vạch.
Dung dịch bảo quản trong chai nhựa pp hoặc PE.
* K M n04 tinh khiết hoá học: cân 11,8530 gam KM n04 trên cân phân tích, hoà
tan trong nước cất có thêm 2 ml H2S04 đặc (98,8%). sau đó cho vào bình định mức
1000 ml và định mức bàng nước cất đên vạch, bảo quản dung dịch trong chai thuỷ
tinh sẫm màu có nút kín.
* F eS04.7H20 tinh khiết hoá học: cân 62,5525 gam FeS04.7H20 trên cân
phân tích, hoà tan trong 200 ml H2S04 10%. sau đó cho vào bình định mức 1000 ml
và định mức bằng nước cất đến vạch.
* Dung dịch Kỉ 10%: cân 10 gam KI tinh khiết hoá học, hoà tan trong cốc với
30 ml nước cất, rồi cho vào bình định mức 100 ml đã tráng rửa bằng nước cất. tráng
rửa cốc cân 3 lần rồi thêm nước cất đến vạch định mức, đậy nút bình, lắc đều. dung
dịch KI pha xong đựng trong chai màu, có nút kín, tránh ánh sáng.
* Dung dịch SnCỈ2 bão hoà: cân 50 gam SnCl2.2H20 tinh khiết hoá học cho
vào 100 ml HC1 đặc (-36% ). Để nguyên trong 2 ngày cho đến khi phản ứng dừng
hẳn, chú ý lượng Sn phải luôn dư để tồn tại dạng SnCl2, dung dịch được bảo quản

trong bình thuỷ tinh có nút kín.
* Giấy tẩm Pb(CH3COO)2: cân 10 gam Pb(CH3COO)2 tinh khiết hoá học, hoà
tan trong 100 ml nước cất. Dung dich pha xong được tẩm đều lên giấy lọc, để khô tự
18
nhiên. Giấy tẩm Pb(CH3COO)2 được cắt với kích thước 50x50 mm và bảo quản
trong lọ thuỷ tinh màu.
* Giấy tẩm HgBr2: hoà tan 5 gam HgBr2 trong 100 ml cồn 95 %. Dung dịch
pha xong được tẩm đều lên giấy lọc, để khô tự nhiên. Giấy tẩm HgBr2 được cắt với
kích thước 3x 150 mm và bảo quản trong lọ thuỷ tinh màu, kín.
* Dung dịch HCỈ 1:2: được pha từ dung dịch HC1 đặc với tỷ lệ thể tích HC1
đặc và nước cất là 1:2. Dung dịch pha xong được đựng trong lọ thuỷ tinh.
* Dung dich NaOH 5 M: cân 200 gam NaOH tinh khiết hoá học hoà tan từ từ
trong 800 ml nước cất không chứa C 02, khuấy cho tan hết, để nguội và định mức
thành 1 lit bằng nước cất. Dung dịch được bảo quản trong chai nhựa nút kín.
* Kẽm hạt tinh khiết hoá học.
b. Dụng cụ
- Cân phân tích Adventuer ‘m ohaus, Thuỵ sỹ.
- Máy nhiễu xạ tia X - D8 advance - bruker
- Máy chụp SEM ( Scanning electron microscopy)-JEOL-5300 (Nhật Bản)
- Xác định diện tích bề mặt bằng phương pháp BET(Brunauer emmet teller)-
máy SA của hãng COULTER (My)
- Tủ hút, tủ sấy, máy lắc.Máy khuấy từ HC 502 (Anh), pH meter, giấy chỉ thị
pH, giấy lọc băng xanh, phễu
- Bình định mức (50, 100, 250, 500, 1000 ml), bình nón 250 ml. Pipet (1, 2, 5,
10, 25, 50 ml), ống đong (100, 200, 500, 1000 ml).
2.3. Phân tích asen bằng phương pháp thuỷ ngân bromua [10]
*Nguyên tác: Dựa trên phản ứng tạo phức màu vàng nâu giữa asin(AsH3) và
HgBr2
A sO/- + 21 + 4 H+ = A s033- + I, + 2 H20
AsCV + Zn + 14 H+ = 2AsH3 +Zn2++ 4 H20

AsH} + 3 HgBr2 = As(HgBr), (vàng nâu) + 3 HBr
Đầu tiên chuyển toàn bộ lượng asen trong mẫu về asen(III) bằng KI trong môi
trường axit, sau đó được hidro mới sinh (Zn + HC1) khử As(III) thành asin. AsH} sinh
ra sẽ bay lên qua giấy tẩm chì axetat để loại bỏ H2S, tiếp theo asin phản ứng với
HgBr2được tẩm trên giấy lọc làm giấy tẩm HgBr2 chuyển từ màu trắng sang màu vàng
* Quy trình phân tích: Lấy 50ml mẫu vào binh định mức lOOml, thêm 25ml
HC1 1:2, lm l KI 10%. Để yên trong 15 phút để khử toàn bộ As(V) về As(III), lượng
I2 giải phóng ra làm dung dịch có màu vàng. Nhỏ 2-3 giot SnCl2 bão hoà, để yên
trong 5 phút để khử I2 về I làm dung dịch mất màu vàng. Cho vào 3 gam Zn hạt tinh
khiết, quấn nhanh giấy tẩm chì axetat vào phần trên của bình rồi nút bình bằng nút
cao su chứa giấy tam. Để yên trong 60phút, lấy giấy tẩm HgBr2 ra đo chiều cao của
vệt màu từ đó tính ra hàm lượng asen trong mẫu phân tích.
* Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ asen
- Số liêu xây dựng đường chuẩn asen biểu diễn sự phụ thuộc của chiều cao vệt
màu vào nồng độ asen trong khoảng nồng độ c < 100 (ppb) như sau:
19