Nghiên cứu xử lý Asen trong nước cấp bằng hydroxyt sắt

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC Tự NHIÊN
NGHIÊN CỨU XỬ LÝ ASEN TRONG NƯỚC CÂP BANG
HYDROXYTSẮT
MÃ SỐ: QT - 09 - 60
CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI: TS. NGUYÊN MẠNH KHẢI
CÁC CÁN BỘ THAM GIA: CN. Nguyễn Xuân Huân
Sinh viên. Lê Thị Ngọc Anh
HÀ NỘI - 2010
Nguyễn Mạnh Kliải
Khoa Môi trường
BÁO CẢO TÓM TẮT
a. Tên đề tài: Nghiên cứu xử lý asen trong nước cấp bằng hydroxyt sắt.
Mã số: QT - 09 - 60
b. Chủ trì: TS. Nguyễn Mạnh Khải
c. Các cán bộ tham gia: CN. Nguyễn Xuân Huân
sv. Lê Thị Ngọc Anh
d. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu
Nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm asen trong nước ngầm tại một số vùng nông
thôn tỉnh Hà Nam và khả năng xử lý chúng bằng sắt hydroxit. Nghiên cứu ảnh hưởng
của thời gian, giá trị pH và tý lệ của Fe (III) và As(III) đến khả năng xử lý As.
e. Các kết quả đạt được
Hiện trạng ô nhiễm asen tại một số vùng nông thôn đồng bằng sông Hồng tại
nghiên cứu này cho thấy mức độ ô nhiễm tương đối cao. vượt tiêu chuẩn cho phép đên
40 lần.
Kết quả nghiên cứu về khả năng sử dụng hyđroxit sắt đế hấp phụ asen trong
nước cho thấy khoảng pH tối ưu là 6,0-6,5, khả năng hấp phụ As bởi hyđroxit sắt đạt
19,9 mg g'1. Động học quá trình hấp phụ tuân thủ theo phương trình Lagergren với hệ
số k = 0,486, phương trình hồi quy q,= 19,77(l-e'0 486') với hệ số tương quan R2=0,92,
thời gian hấp phụ đạt cân bằng trong khoảng 15 phút thể hiện hiệu suất hấp phụ As của
hyđroxit sắt cao. Tỷ lệ Fe/As ảnh hưởng rõ rệt đến khả năng xử lý As, với tỷ lệ Fe/As

>30, hàm lượng As còn lại trong nước có khả năng đạt dưới 10 |ig L'1.
02 bài báo đăng trên tạp chí chuyên ngành
01 bài đăng trên hội thảo quốc te
Hướng dẫn 01 sinh viên làm khóa luận
f. Tình hình kinh phí của đề tài: Toàn bộ kinh phí 25.000.000 đồng được sử dụng
đúng mục đích vào việc nghiên cứu các nội dung của đề tài theo dự toán và đã được
quyết toán.
KHOA QUẢN LÝ CHỦ TRÌ ĐỀ TÀI
,V - U j
___
PGS.TSKH. NGUYỄN XUÂN HẢI TS. NGUYỄN MẠNH KHẢI
C ơ QUAN CHỦ TRÌ ĐÈ TÀÍ
Nguyễn Mạnh Khải
K/toa Moi trir&ng
SUMMARY REPORT
a. Title: Research on removal of arsenic in groundwater by hydrous ferric
oxide.
Code: Q T ~ 09-60
b. Director Dr. Nguyen Manh Khai
c. Members: BSc. Nguyen Xuan Huan
Student. Le Thi Ngoc Anh
d. Objectives and Contents
This study was carried to investigate the arsenic contents in ground water in
peri-urban areas of Ha Nam City and applied hydrous ferric oxide as sorbent for
removal. Batch adsorption experiments were carried out by considering various
solution pH, interaction time, hydrous ferric oxide concentrations.
e. Result
This study was carried to investigate the arsenic contents in ground water in
peri-urban areas of Ha Nam City and applied hydrous ferric oxide as sorbent for
removal. The arsenic content in groundwater in the studied areas was upto 40 times

exceeded maximum allowable concentration As in drinking water (10 pgAs L'1). Batch
adsorption experiments were carried out by considering various solution pH,
interaction time, hydrous ferric oxide concentrations. The adsorption of arsenite by
hydro ferro oxide was found being optimal at pH ranged 6.0-6.5. The adsorption was
very fast initially and maximum adsorption was observed within 15 min of agitation
for arsenite and following Lagergren equation with adsorption rate constant (k) yielded
0.486. The ratio Fe/As was also importance factor effecting the removal of arsenite in
water environment and it was found that at Fe/As >30 resulting remained contents of

As less than 10 pg L"1.
MỞ ĐẦU
Hiện nay do sự bùng nổ dân số thế giới, vấn đề cung cấp nước sạch cho
sinh hoạt đane là một vấn đề lớn mà xã hội quan tâm. Trong khi nguồn nước bề
mặt: sông, suối, ao, hồ đang ngày càng bị ô nhiễm nặng bởi nước thải sinh hoạt,
nước thải từ các nhà máy công nghiệp thì việc sử dụng nguồn nước ngầm như là
một giải pháp hữu hiệu cho việc cung cấp nước sạch. Nước ngầm ít chịu ảnh
hưởne bởi các tác động của con người. Chất lượng nước ngầm thường tốt hơn chất
lượng nước bề mặt. Trong nước ngầm, hầu như không có các hạt keo hay cặn lơ
lửng, các chỉ tiêu vi sinh trong nước ngầm cũng tốt hơn. Tuy nhiên, khi khai thác
nguồn nước ngầm, một số vùng phải đối mặt với một vấn đề rất đáng lo ngại, đó là
việc nhiễm độc kim loại nặng, đặc biệt là Arsen. Nguồn Arsen có trong nước
ngầm chủ yếu do sự hoà tan các hợp chất có chứa Arsen trong đất, đá do quá trình
phong hoá, hoạt động núi lửa và một phần do quá trình sản xuất công, nông nghiệp
tạo ra.
Arsen là nguyên tố có độc tính cao, sự tích lũy Arsen vào cơ thể trong thời
gian dài kể cả ở hàm lượng thấp cũng gây nên nhiều tác hại cho sức khỏe con
người. Các triệu trứng của nhiễm độc Arsen có thể bao gồm sự thay đổi màu da,
hình thành cùa các vết cứng trên da, ung thư da, ung thư phổi, ung thư thận và
bàng quang cũng như có thể dẫn tới hoại tử. Đáng lo ngại là hiện nay chưa có
phương pháp hiệu quả để điều trị những căn bệnh quái ác này.

Việc xử lý nước Arsen, không giống như xử lý một số chất ô nhiễm khác
thường rất khó khăn, đặc biệt là ở các hộ gia đình nông thôn nơi đang sử dụng rải
rác các giếng khoan bơm tay. Ở các nước đang phát triển như Bănglađét và Án
Độ, các khó khăn như mức độ Arsen quá phổ biến, dân cư nông thôn sông cô lập
và có thu nhập thấp, giá thành xây lẳp vận hành các hệ thống xử lý Arsen khá cao
đã tạo ra rất nhiều cản trở cho việc cung cấp nước sạch không chứa Arsen cho
người dân.
Với mục đích góp phần vào việc kiểm soát và ngăn ngừa nhiễm Arsen
trong nước cấp, chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài cấp Đại học Quốc gia Hà
Nội, “Nghiên cứu xử lý Arsen trong nước câp băng hydroxyt săt” mã sô QT-09-60
với các nội dung chủ yếu là: Tìm hiểu nguồn gốc nước cấp nhiễm asen, phân tích mẫu
nước, nghiên cứu một số yếu tổ ảnh hưởng đến hiệu quả loại bỏ As trong nước câp (ảnh
hưởng của pH, thời gian và nồng độ)
Báo cáo kết quả của đề tài được trình bày trong nội dung chủ yếu của 3 chương:
Chương 1: Tổng quan tài liêu
Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Sản phẩm khoa học của đề tài Rồm 01 báo cáo khoa học, 02 bài báo khoa
học được chấp nhận đăng trên tạp chí Khoa học tự nhiên và Công nghệ, tạp chí
Khoa học Đất và 01 sinh viên bảo vệ thành công khóa luận tốt nghiệp cử nhân
công nghệ môi trường, 01 báo cáo khoa học trình bày tại Hội thảo Quốc tế
“International Conference on Environmental Pollution, Restoration, and
Management (SETAC Asia/Pacific Joint Conference)” tại thành phố Hồ Chí Minh,
1-5 tháng 3. 2010, 01 nhóm sinh viên nghiên cứu khoa học (trình bày trong tháng
4/2010).
2
MỤC LỤC
MỜ ĐẦU

.

.
1
CHƯƠNG 1. TỒNG QUAN TÀI LIỆU 3
1.1. Arsen và sự phân bố trong môi trường 3
1.1.1. Giới thiệu chung về Arsen 3
1.1.2. Các phản ứng hoá học và các dạng tồn tại của nguyên tố Arsen

4
1.1.3. Các dạng tồn tại của Arsen(III) và Arsen(V) trong môi trường
8
1.1.4. Arsen vô cơ 10
1.1.5. Arsen hữu cơ 11
1.2. Sự phân bố của Arsen trong môi trường 12
1.2.1. Trong vỏ trái đất 12
1.2.2. Trong đất đá và trầm tích 12
1.2.3. Trong không khí 12
1.2.4. Trong nước

.
13
1.2.5. Arsen trong cơ thể người và động vật 13
1.3. Ảnh hường của Arsen tới sức khoẻ và môi trường 13
1.3.1. Độc tính của A s 13
1.3.2. Con đường xâm nhập của Arsen vào cơ thể
14
1.3.3. Các bệnh nhiễm độc Arsen 15
1.3.4. Ảnh hưởng của Arsen đến môi trường 17
1.4. Phương pháp xử lí As 20
1.5. Sắt hiđroxit và tính chất hấp phụ 22

1.5.1. Các dạng tồn tại của sắt hidroxit 22
1.5.2. Khả năng hấp phụ Arsen của sắt hyđoxit
22
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u 24
2.1. Đối tượng nghiên cứu 24
2.2.Phương pháp nghiên cứu 24
2.2.1. Phương pháp thu thập tài liệu
24
2.2.2.Phưomg pháp khảo sát thực địa và lấy mẫu thí nghiệm

24
2.3. Phân tích trong phòng thí nghiệm 24
2.4. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xừ lý Asen

25
2.4.1. Ảnh hưởng bởi thời gian hấp phụ

.

25
2.4.2 Khảo sát ảnh hưởng của pH đên khả năng hâp phụ của Fe(III)
25
2.4.3. Khào sát nồng độ thích hợp của Fe(III) và tỷ lệ hợp lý của Fe/As

25
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN c ứ u VÀ THẢO LUẬN

26
3.1. Tình hình cấp nước sinh hoạt tại xã Văn Lý-Lý Nhân và Bình Nghĩa-Bình Lục tỉnh
Hà Nam

.
26
3.2. Đánh giá hiện trạng ô nhiễm As trong nước ngầm tại xã Văn Lý, Bình Nghĩa

26
3.3. Kết quả nghiên cứu khả năng hấp phụ As bằng hiđroxit sắt

28
3.3.1. Kết quả khảo sát thời gian đạt cân bàng hấp phụ
28
3.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng hâp phụ của hiđroxit săt 29
3.3.3. Kết quả xác định nồng độ Fe(III) thích hợp và tỷ lệ giữa Fe3+và As(III) 30
3.4. Đề xuất công nghệ xử lý: 32
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 34
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 35
TÀI LIỆŨ THAM KHẢO 36
DANH MỤC BẢNG BIẺU
Bảng 1: Một số hợp chất vô vơ và hữu cơ thông thường của A s
4
Bảng 2. Thống kê tình hình cấp nước sinh hoạt tại xã Văn Lý và Bình Nghĩa
26
Bảng 3. Khảo sát thời gian đạt cân bàng hấp phụ đối với các ion kim loại

28
Bảng 4. Sự ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ As bằng hiđroxit sắt

29
Bảng 5. Khảo sát nồng độ và tỷ lệ thích hợp của Fe/As
31

DANH MỤC HÌNH
Hình 1. Các dạng tồn tại của Arsen trong nước phụ thuộc vào pe/pH

9
Hình 2. Các dạng tồn tại của As(III) phụ thuộc vào pH 9
Hình 3. Các dạng tồn tại của As(V) phụ thuộc vào pH 10
Hình 4: Sự phân bố khu vực ô nhiễm Arsen trên thế giới

17
Hình 7. pH và hàm lượng asen trong mẫu nước tại các điểm nghiên cứu 27
Hình 8. Động học quá trình hấp phụ As(III) bởi hyđroxit sắt theo thời gian

29
Hình 9. Ảnh hưởng của pH đến lượng As(III) bị hấp phụ bởi hyđroxit Fe

30
Hình 10. Ảnh hưởng giữa tỷ lệ Fe/As và hàm lượng As(III) còn lại trong dung dịch 31
CHƯƠNG 1. TỎNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. M ột số đặc tính của Arsen
1.1.1. Giới thiệu chung về Arsen
Arsen phân bố rộng rãi trong vỏ trái đất với hàm lượng trung bình là 2
mg/kg, đứng thứ 20 so với các nguyên tố khác. Nó được phát hiện ở dạng lượng
vết trong đất, đá, nước, không khí. Arsen có thể tồn tại ở 4 trạng thái oxi hoá: -3,
0, +3,+5. Dưới điều kiện khử, Arsenite [As(III)] là dạng chủ yểu của Arsen;
Arsenate [As(V)] là dạng bền của Arsen trong môi trường oxi hoá. Arsen nguyên
tổ không tan trong nước. Khả năng hoà tan của các muối Arsen trong nước rất
rộng, phụ thuộc vào pH và lực ion.
Arsen có trong thành phần của hơn 200 loại quặng và thường có hàm lượng
cao trong một số loại quặng Arsenua của Cu, Pb, Ag hoặc tồn tại cùng với các
s

unfua. Một số quặng có hàm lượng Arsen cao nhất là Arsenopirite (FeAsS),
realgar (As4S4) và orpinen (As2S3). Do quá trình phong hoá, Arsen trong các loại
quặng bị rửa trôi theo nước, thẩm vào đất và gây ô nhiễm đất và nước. Các dạng
tồn tại của Arsen trong nước phụ thuộc vào pH và thế oxi hoá khử. Trong nước tự
nhiên, Arsen tồn tại chủ yếu ở 2 dạng hợp chất vô cơ là Arsenate [As(V)], Arsenite
[As(III)]. As(V) là dạng tồn tại chủ yếu của Arsen trong nước bề mặt và As(III) là
dạng chủ yếu của Arsen trong nước ngầm. Arsen còn tồn tại ở nhiều dạng hợp chất
hữu cơ như: metylasonic, dimetylasinic.
Ngoài ra, các hoạt động sản xuất của con người như việc luyện kim, đốt các
nhiên liệu hoá thạch, sử dụng các loại thuốc diệt cỏ, thuốc trừ sâu, các chất thải
công nghiệp, sử dụng vũ khí hoá học là một nguyên nhân quan trọng trong vấn
đề ô nhiễm Arsen như hiện nay.
3
Bảng 1 : Một số họp chất vô vo và hữu cơ thông thường của As
S T T
T ê n gọi C ô ng th ứ c phâ n tử
1
A rs e n ( III) o x it
AS2O 3
2
A x it A rs enơ
H 3A S O 3
3 A x it m e ta A rs e n ơ
H A s 0 2
4
C ác A rse n ite
H 2A SO 3 , H A S O 3 , A SO 3
5 A rs e n ( III) clo ru a
AsC 13
6 A rs e n (III) sun fu a

AS 2S3
7
A rs e n (V ) o x it
AS2O 5
8 A x it m eta A rsenic
H A s 0 3
9 A x it A rs e n ic
H 3ASO 4
10
A x it p iro A rs e nic
H 4A S O 7
11
C ác m u ố i A rse na te
H 2A s 0 4', H A s 0 42', A s 0 43'
12
A x it m e tyla rs enic
C H 3A s (O H )2
13
A x it d im e tyla rs e n ic (C H 3)2A sO .O H
14
T rim e ty l a rs in o x it (C H 3)3A s O
15
M e tv l arsine
C H 3A s H 2
16
D im e ty l arsine
(C H 3)2A s H
17
T rim e ty l arsine
(C H 3)3A s

1.1.2. Các phản ứng hoả học và các dạng tồn tại của nguyên tố Arsen
* Các tỉnh chất hoả học
N g u y ê n tố A s có m ộ t số dạng thù h ìn h, dạng p h i k im loại và dạng k im loạ i.
D ạ ng p h i k im lo ạ i của A rs en được tạo nên k h i là m ngư n g tụ h ơ i tạo thành
chất ran m àu v àng g ọi là A rsen vàng. A rsen vàng có m ạ ng lư ớ i lập p h ươn g, gồm
n hững phâ n tử A s 4 liê n k ế t v ớ i nhau bằng lự c V a nderv al. A s tan tro n g cs2 cho
d ung dịc h gồm nhữ n g phân tử tứ d iện A s 4. A rs en và ng ké m bền, ở n h iệ t độ thườn g
nó ch uyển sang dạ ng k im loại.
D ạ ng k im lo ạ i của A rsen có m àu trắ ng bạc, là chấ t dạng p o lim e có m ạng 1-
4
ư ớ i ngu yê n tử , m ỗ i ng uyê n tử A s liê n kết v ớ i 3 nguyên tử A s bao q uanh băng liê n
kết A s -A s . N ó có k hả năng dần d iện, dẫn n h iệ t nhưn g giò n, dễ ngh iề n thành bột,
khô n g tan tro n g cs2.
H ơ i A rs e n cũ ng gồm n hữn g phân tử tứ diện A s 4, có m ùi tỏ i, rất độc. Phân tử
A s 4 bất đầu p hân h u ỷ ở 1325 °c và phân h uỷ hoàn toàn ở 1700 °c.
T rong k h ô n g khí. A s b ị o x i hoá trên bề m ặt, kh i đun n óng tạo thành o x it
4 A s + 3 O 2 = 2 AS2O 3
ở dạng b ộ t nh ỏ, A rsen b ốc cháy tro n g khí clo tạ o th ành A rs e n tric lo ru a
2 A s+ 3 C 1 2 = 2 A sC13
K h i đun nó n g, nó tư ơ n g tác v ớ i b rô m , iô t, lư u hu ỳn h.
A rsen tạo nên các A rse n ua v ớ i các k im loại k iề m , k iề m thổ và m ộ t số k im
lo ạ i kh ác và tạo h ợ p k im v ớ i các k im lo ại còn lại.
C ó thế đ iệ n cực d ư ơng , A s khôn g ta n tro n g d ung d ịc h a x it c lo h id ric nh ưng
tan tro ng a x it n itr ic , tạo ra a x it A rs e n ic H 3A s 0 4:
3 A s + 5 H N O 3 + 2 H 20 = 3H 3A s 0 4 + 5 N O
A rs en c òn có thể ta n tro n g k iề m nó ng ch ảy g iả i p h óng kh í H 2
2A s + 6 N a O H = 2N a 3A s 0 3 + 3 H 2
* A r s e n h i đ r u a ( A s i n )
A s H 3 là ch ất khí k h ông m àu, có m ù i tỏ i, có tính khử rấ t m ạnh. N ó có thể
bốc cháy tro n g không kh í, k h ử được m uối của các kim loại như Cu, A g đến k im

loại.
6 A g N 0
3
+ A s H
3
+ 3 H 20 =
6
A g +
6
H N O
3
+ H
3
A s 0
3
A s H 3 tác d ụ ng v ớ i m u ố i th u ỷ n g â n (II) clo ru a tạo ra phứ c m àu v àng nâu.
Phản ứ ng này đ ư ợ c sử dụn g tro n g p h ư ơng p háp địn h lư ợ n g A rs en
A s H 3 + 3 H g C l2 = A s (H g C l)3(v àng ) + 3HC1
* O x i t c ủ a A s ( I I I )
5
ơ trạ ng th ái k h í, o x it của A s (III) tồn tạ i d ư ớ i dạng phân tử k ép A s40 6. ơ
n hiệ t độ rất cao (trên 1800 °C ), các phân tử kép A s40(, p hân li thành phân tử
AS2O 3.
ở trạ n g th ái ran, A s 40 6 có m ột vài dạng tin h thể m à u trắn g. D ạ ng lập
phư ơ ng của A rs e n (III) o x it bền ờ n h iệ t độ thườn g , thăn g hoa dễ dàn g ở 135 °c
(nhiệ t độ n óng ch ảy 275 °c, n h iệ t độ sôi 565 °C ).
A rs e n ( III) o x it tan ít tro ng n ước (k hoả n g 2 % ở 25 °C ) ch o du ng dịc h có tính
a x it yếu g ọ i là a x it A rsenơ:
A s40 6 + 6 H 20 = 4 H 3A s0 3
T ro n g dung d ịc h a x it A rs enơ có thể có cả a x it m etaarsenơ H A s 0 2. N h ữ n g

a x it này đều không tách ra đượ c ở trạ ng thái tự do, k h i cô cạn d u ng d ịch chỉ thu
đượ c oxit.
A rs e n ( III) o x it dễ tan tro n g dung d ịc h kiề m tạo thà nh m uối A rsenit và
h iđ ro xoars e n it.
A s 40 6 + 6 N a O H + 3 H 20 = 3 N a [A s(O H )4] + N a 3A s 0 3
A rs e n ( III) o x it thể h iệ n tín h k h ử k h i tác dụng v ớ i 0 3, H 20 2, F e C l3, K 2C r20 7,
I IN O 3, tro n g đ ó nó b ị o x i hoá đến ion A s 0 43'
3 A s4 0 6 + 8H N O 3 + 14H 20 = 12 H 3A s 0 4 + 8N O
A rs e n ( III) o x it rất độc, liề u lư ợ n g gây chết ngư ờ i là 0,1 g. N ó đ ược dùng để
chế th uốc trừ sâu tro n g nô ng nghiệ p, chế th u ỷ tin h tro n g suốt và chế ch ất màu.
* O x i t c ủ a A r s e n ( V )
A rs e n (V ) o x it là ch ất ở dạng k h ố i vô đ ịnh hìn h g iố n g n hư th u ỷ tin h . N g ư ờ i
ta th ư ờ ng gán c ho nó côn g th ứ c kin h n g hiệ m là A s 20 5. Ở n h iệ t độ trên 400 °c nó
phân h uỷ thành o x i và o x it tro n g đó A rs en có số o x i hóa thấ p hơ n.
2 A s
2
0
5
= A s
4
0
6
+ 2 0
2
A s 20 5 dễ tan tro n g nước tạo thành a x it A rs e n ic , nên k h i để tro n g khô n g khí
nó b ị chảy rữa.
AS2OS 3 H 2O = 2 H 3A S O 4
6
* A x i t A r s e n i c
A x it A rs e n ic H 3A S O 4 là chất rắn, dễ tan tro ng nướ c ch o dun g d ịch a x it, có

độ m ạn h gần bằng a x it orth o p h o tp h o ric ( K |= 5 ,6 .10'3, K 2= 1 ,7 .10'7, K 3= 3 ,0 .1 0 '12).
C ác m u ố i A rsena t th ư ờ ng k hôn g màu và khó tan tro n g nư ớc.
A rs e n ic tác d ụng v ớ i hỗn hợ p M g C h , a m o niac, a m o ni clo rua cho kết tủa
M e N H 4A s 0 4 có m à u tran g.
H 3A S O 4 + M g C l2 + 3N H 4O H = M g N H 4A s 0 4 + 2 N H 4C I + 3 H 20
T ron g m ô i trư ờ n g ax it, A s 0 43' có thể o xi hoá r th ành I 2. P hản ứ ng này có
thể dùn e để đ ịn h lư ợ n g A s (V ) tro n g m ô i trư ờ n g axit.
A s 0 43’ + 2 r + 2 H + = A s 0 33' + I 2 + H 20
* C á c h ợ p c h ấ t s u n f u a c ủ a A r s e n
A rs e n tạo nên 3 lo ạ i suníua là A s 4S6 (h ay A s 2S3) và A s 2S5, AS4 S4 .
P e ntasuníua kém bền hơn so v ớ i các pen taoxit, dễ chuyể n th ành tris u n fu a
k h i b ị đ un n óng tro n g điều kiệ n kh ô n g có khôn g khí.
K h i đun n ó n g trong kh ô n g kh í, các sunfua của A rse n đễ ch áy c huyển thành
o x it. T ấ t cả các su n íìia đều ít tan tro n g n ư ớc và d ung d ịc h a x it loã ng . G iố n g o x it,
sunfu a của A s có thể ta n tro n g d ung đ ịc h k iề m , sun fu a k im lo ạ i k iề m h ay a m o m i
tạo thà nh A rs e n ite và th io a rsen it, thioarsenate.
A s 4S6 + 1 2N aO H = 2 N a 3A s 0 3 + 2N a3A s S 3 + 6 H 20
A s4S6 + 6 (N H 4) 2S = 4 (N H 4)3A s S 3
A s 2S5 + 3 (N H 4)2S = 2 (N H 4)3A s S 4
K h i a x it hoá các d u ng d ịc h của m u ố i tio arsen ite, tioa rsenate , các sunfua
tư ơ n g ứna; sẽ lắng x uống
2 (N H 4)3A s S 4 + 6HC1 = A s 2S5 + 6 N H 4C I + 3 H 2S
S u nfu a của A rse n kh ô n g tan được tro n g a x it c lo h iđ ric đặc n h ưng tan đ ược

trong a x it n itric đặc
3 A s 2S5 + 40 H N Ơ 3 + 4 H 20 = 6 H 3A SO4 + 1 5H 2S 0 4 + 4 0 N Ơ
7
T rừ A s I3 có m àu đỏ còn các trih alo gen u a khác của A s đều có m àu trăng.
C hún g đều tan tro n g n ước và b ị th u ỷ phân m ạnh. T u y n hiên , phản ứ ng th u ỷ phân
xảy ra khôn g hoà n toàn.

AsC 13 + 3 H 20 = A s (O H )3 + 3HC1
C ác trih a lo genua A s X 3 dễ dàng kết h ợp v ớ i h aloge nua k im lo ại k iề m M X
tạo nên nhữ n g p hứ c chất có côn g thứ c chung M [A s X 4], M 2 [A s X 5], v ớ i m ột số hợp
chất khác tạo nên nh ữ ng sản phẩm như AsC13.4 N H 3.
N g à y na y ngư ờ i ta chỉ b iế t đượ c pe n taílo ru a arsen. Ở đ iề u k iện th ư ờng, nó
là chấ t k h í, có tín h fio hoá m ạnh. T ín h chất hoá học đặc trư n g của nó là dễ kết hợp
v ớ i m ột số hợp chấ t tạ o nên nhữ ng sản phẩm như A sF 5
A rsen bền trong k h ông khí khô, như ng bề m ặt b ị o x y hóa dần dần tro ng
khôn g k hí ẩm th ành lớ p x ỉn màu đồng và cu ố i cùng thà nh lớ p v ỏ m àu đen bao
quanh nguyê n tố. K h i đun nóng tro ng khô ng khí, A rsen bẳt ch áy tạo thành A rsen
trio x it có m ùi tỏ i.
A rs en k h ô n g phản ứ ng v ớ i nư ớc tro n g điề u kiện thiế u k h ô n g k h í hoặc các
đ iề u kiệ n th ư ờng.
K h i đun n óng, A s cũng tư ơ ng tác v ớ i B ro m , Io t v à lưu huỳ nh.
A s khô n g tan tro n g du ng dịch a x it có tính o xy h oá nh ư a x itc lo h y d ric
như ng tan tro n g a x it n ic tric loã ng tạ o thành H 3 A s 0 3 .
1.1.3. Các dạng tồn tại của Â)tsen(III) và Arsen(V) trong môi trường
T ro n g m ô i trư ờ n g o x i hoá và thoáng k hí, d ạng tồn tại chủ yếu của A rsen
tro n g n ư ớc và đất là Arsena te. A rse n có thể bền v ớ i m ộ t dãy các oxy -a n io n :
H 3A S O 4, H 2A s 0 4\ H A s 0 42' và A so /'. D ư ớ i điề u k iệ n k h ử và ngập nướ c (< 20 0
m V ), A rse n ite là dạn g tồ n tại chín h cùa A rse n. Tốc độ chu yể n hoá phụ thuộc và o
thế o x i hoá k h ử E h và pH của m ô i trư ờ ng và các nhân tố vậ t lý, hoá học, sinh học
khác. T ro n g m ô i trư ờ n g tru n g tín h, A rse nate tồn tại chủ yếu ở dạng H 2A SO4' và
H A s 0 42' , còn A rs e n ite tồn tại chủ yếu ở dạng a xit kh ô n g p hân ly H 3ASO 3. B iể u đồ
d ư ớ i đ ây cho th ấ y các dạng tồn tạ i của A rs en phụ th uộc v ào p H và Eh .
* Các halogemia của As
8
Fraction
ĩ
Hìitlí 1. Các dạng tồn tại của Arsen trong nước phụ thuộc vào pe/pH

0 2 4 6 8 10 12 14
pH
Hình 2. Các dạng tồn tại của As(III) phụ thuộc vào pH
9
1.2
1.0
0.8
ç
o
ç 0.6
ro
|_
LL
0.4
0.2
0.0
0 2 4 6 8 10 12 14
pH
Hình 3. Các dạng ton tại của AsịV) phụ thuộc vào pH
1.1.4. Aệsen vô cơ
A rsen v ô c ơ có thể phá huỷ các m ô tro n g hệ hô hấp, tro n g gan và th ận. N ó
tác độn g lên các en z im hoạt động đảm bảo cho quá trìn h h ô hấp. C ác ngh iê n cứu
đã ch ỉ ra c ơ chế gây độ c ch ín h của Ars en là đo sự liê n k ết của nó vớ i các nh óm
s u n fu a h ydryl SH , làm m ất chứ c năng hoạ t đ ộ ng của enzim .
A rs e n (V ) ức chế các e nzim sinh năng lư ợ n g cho tế bào như các e nzim sinh
ra A T P là m chu trìn h x it ric b ị kìm hãm .
10
H

c

OH
'■0 = 0
- o p o 32' r ìn 3. / 0 P 0 3:
/ — op°32- + PO43' r
H

c

OH
____________
w AT P
c

OH

H C —
\ = 0 y
} <
/
-OPO32
'c 0H Phân huỷ thành sản
\
(
/
0
\
phẩm đẩu
Q -— 0 I
AsOa3-

7 ./.5 . Arsen hữu cơ
C ác hợp c hấ t A rs e n (V ) ( R - A s 0 3H 2) ít ảnh h ư ởng đến hoạ t tín h của e nz im
n hưn g tron g nh ữ n g đ iề u kiện thích h ợp chún g có thể khử về dạng A rs e n (III) độc
hơn.
C ác hợ p chấ t A rs e n ( III ) bao g ồm A rs eno và A rse noso. C ác hợ p chất
A rs eno (R -A s = A s -R ) bị o x i hoá dễ đàng ngay cả k h i có v ế t o x i, tín h ho ạt độn g của
chúng được c ho là do sự ch uyển hoá thà nh các dẫn x uất A rs eno tư ơ n g ứng. Các
dẫn xuất n ày có th ể đợc chia thành các hợp chất th ế m ột lần và các h ợp chất thế
hai lần the o phả n ứ n g của chún g v ớ i nhóm s u nfu a h y dryl. N h ữ n g h ợp chất thế m ộ t
lầ n, ví dụ R -A s = 0 , phản ứ n g v ớ i e nzim chứa n hóm -S H .
R -A s = 0 + 2R'SH
M ộ t số e n z im chứ a hai nhó m th io l có thể phản ứ ng v ớ i hợp chất A rs e n thế
m ộ t lần, bàn g cách đó tạo ra cấu trúc v òng 5 cạnh. P hản ứ ng này thuận n g hịch v ớ i
đ ith io l. A x it lip o n ic , cần th iế t cho g ia i đoạn đầu tro n g sự o x i hoá của p iru v ate , b ị
ức chế bằn g cách này b ở i liu z it (sử dụng là m khí độc).
,s ^

“ 2
protein
, AsCH = CHCI + BAL
s
c h
2
o h
11
1.2.1. Trong vỏ trái đất
A rs e n là n guyên tố hiế m c hiếm kh oản g 0,0 000 5 % tro n g v ỏ trá i đất, nồn g độ
tru n g bình của A s tro n g các dá lử a và đá trầm tích vào khoả ng 2m g /k g , và nồn g độ
cao hơn tro n g các trầ m tíc h sét m ịn và kho áng p h o tp h o rit. A rsen tồn tạ i tro n g tự
nhiên v ớ i h ơ n 2 00 loại kho áng khác nhau, tro n g đó kh oản g 6 0 % là A rsen at, 2 0%

dạng s u n lfu a và sunlíu a n at, 2 0% còn lại bao gồm A rsen ua, A rse n it, o x it, s ilic a t và
A s n guy ên tố. M ộ t số kho áng chửa A s th ư ờ ng gặp n hư: realga r (A s S ), orp im et
(A s2S3), A rs e n o p y rit (FeAsS ), lo e llin g ite (F e A s 2), A rse n o lit (A s 20 3), d o m ey kite
(Cu3As), ena rgite (C U 3ASS4)
1.2.2. Trong đất đá và trầm tích
H à m lư ợ n g A s tự nhiên tro ng đất n hiề u nơi ở kho ản g 0,1 - 40m g /k g , tru n g
b ìn h là 5 m g /k g , trong đó đất cát có hàm lư ợ n g A s thấp nhất, còn đất bồi và đất
m ù n hữu cơ có n ồng độ A s cao hơ n. T u y n hiê n các hoạt độn g của con n g ư ờ i đã
là m tăng đ áng kể A s tro n g đất. H à m lư ợ n g A s lên tớ i 50 - 550 m g /k g đư ợ c tìm
thấy tro n g đất n ô n g ng hiệ p đã sử dụn g th uốc trừ sâu chứa A s.
H à m lư ợ n g A s tro n g trầm tích th ư ờ ng nhỏ h ơn 1 O m g/kg trọ n g lư ợ n g k h ô và
biế n đ ổ i đáng kể th eo từ n g n ơ i trên thế g iớ i.
C ác dạn g o x y hoá của A rse n th ư ờ ng được tìm thấy trong các lắng đọng
trầm tích . Ở dạng o x y hoá, nó bền vững tro n g m ô i tn rờ n g khử và ít được tìm thấy
tro n g tự n hiê n.
1.2.3. Trong không khí
C ác phần tử k h ô n g khí lơ lử ng đã được chỉ ra là chứa cả h ợp chất A rsen
hữu cơ và v ô cơ. C h ỉ có 3 5% A rsen vô cơ từ nướ c m ưa m ộ t vùng n ộ i thành đ ược
chuyển th ành A rs e n it. T u y nhiên m ột số d ạng o xy hoá sau k h i cùng có thể k hôn g
b ị lo ại trừ. T ro n g m ộ t số ng hiên cứu, nồng độ A rsen tro n g kh ô n g kh í đ ư ợc báo cáo

là tro n g kh o ảng từ dư ớ i 1 cho tớ i v ài nan ogra m / m 3
H à m lư ợ n g A rs en tro n g khô ng k h í (m g /m 3) dao đ ộng tro n g kho ảng 0,0 07 -
2,3 m g /m 3 ( tru n g bìn h là 0,5 m g /m 3), v ù ng ô n hiễ m 1,5 -190 m g /m 3 ( trung bìn h là
15 m g /m 3), ở C h âu Phi 0,6 - 1,2 m g /m 3; N a m M ỹ 0 ,9 -1,6 m g /m 3; ở C hâ u  u , B ắc
M ỹ 2,4 m g /m 3; N hật B ản 0,3-1 50 m g /3
1.2. Sự phân bố của Arsen trong môi trường
12
1.2.4. Trong nước
A rs e n th ư ờ n g có m ặ t tro n g m ô i trư ờ n g nư ớc v ớ i n ồng độ thấp. T ro n g nướ c,

A rsen tồn ta i d ư ớ i cả ha i dạng Ars en hữu c ơ và A rsen v ô cơ. C ác loại A rsen hữu
cơ chính n h ư m e th y la rs o n ic a x it và d im e th y la rs in ic a x it thư ờng xuấ t hiệ n v ớ i tông
số nhỏ hơn các dạn g A rsen vô cơ như Ars ena t và A rs enit.
H à m lư ợ n g A rs en tro n g nước d ư ớ i đất phụ th uộc n hiều và o tín h chất và
trạn g th ái m ô i trư ờ n g địa hoá. D ạng A rse n tồn tạ i chủ yế u tro n g nư ớ c dưới đất là
H 2A s 0 4' (tro n g m ô i trư ờ n g p H gần tru ng tín h ), H A sƠ 42' ( tro n g m ô i trư ờ n g k iề m )
(H ìn h 2; 3).
A rs en tồ n tạ i tro n g m ô i trư ờ n g tự n hiê n ở 4 m ức o x y hoá tạo nên 4 dạng
hoá trị: -3 ; 0; + 3 ; +5.
T ro n g đấ t d ư ớ i n ước chủ yếu tồ n tại ở 2 dạng: A rs en hoá tr ị +3 và A rse n
hoá trị +5. C ác dạn g khác k hông thấy tồ n tại tro n g m ôi trư ờ n g nư ớc. H ơ n nữa, các
k ết quả ph ân tíc h c hủ yế u là A rse n vô cơ. A rsen hữu c ơ th ư ờ n g tồn tạ i d ư ớ i dạng
M o n o M e th y lA R S E N ic A c id ( M M A A ) và D iM e th y lA rs e n ic A c id ( D M A A ) . H a i
lo ạ i A rsen hữu c ơ trê n đ ư ợc sin h ra do hoạ t đ ộng của v i s inh vật. H ầu hết chủng
tồ n tạ i trên m ô i trư ờ n g bề m ặt và đặc b iệ t là trong đ ớ i đất lấ p nhân sin h (la n d fills )
1.2.5. Arsen trong Cff thể người và động vật
A s tích lu ỳ tro n g các m ô v ớ i nồng độ khác nhau tu ỳ th uộc vào sự p h ơ i
n h iễ m ở nh ữ n g vùn g khác nhau. Ở độ ng vậ t có v ú, A s th ư ờ n g tích tụ tro n g các m ô
ngoại bì, chủ yếu tro n g lô n g tóc và m óng. H àm lư ợ ng as tro n g các độ ng vật n uôi
và con n g ư ờ i th ư ờ n g n hỏ hơn 0 ,3 m g/kg trọ n g lư ợng khô . T o àn bộ cơ thể n g ư ờ i có
chứa từ 3 - 4 m g A s và có xu h ư ớng tăng theo tu ổ i. Các phép phân tíc h ch o thấy,
trừ tóc, m ó n g và răng, hàm lư ợ n g A s tro n g các m ô tro n g c ơ th ể n g ư ờ i th ư ờng nhỏ
hơn 0,3 - 147 u g /k g trọ n g lư ợ n g khô, từ 0,001 - 0,09 u g /kg trọ n g lư ợ n g ư ớt.
1.3. Ánh hưởng của Arsen tói sức khoẻ và môi trường
1.3.1. Độc tính của As
M ứ c độ gày độc của A rsen tu ỳ thuộ c vào d ạng (hữu cơ h ay v ô c ơ) và trạ ng
thá i oxi hoá của A rsen. N h ìn ch ung, Ars en v ô cơ độc h ơn n hiề u so v ớ i A rse n hữu
cơ, và A s (III) độc h ơn so vớ i A s (V ), M ộ t số c ơ quan tro n g cơ thể đ ộ ng vật b ị ảnh
h ư ởng b ở i A rscn n hư : da, hệ hô hấp, hệ tuần hoàn, hệ m iễ n d ịch, hệ thần kin h , cơ
quan sinh sản, dạ dày, ru ột.

13
A rs e n là tác nhân gâ y ra 19 loạ i bệnh khác nhau, tro n g đó đặc b iệ t là bệnh
u ng th ư da và u n g th ư p hổi. M ặ t khác, A rsen còn ảnh h ư ở ng đến thực vật nh ư m ộ t
chất cản tr ở trao đ ổ i chất, làm giảm m ạnh năng suất, đặc b iệt trong m ô i trư ờ ng
th iế u pho tpho. Đ ộ c tín h của các hợ p chất A rse n đối v ớ i sinh vật d ư ớ i n ư ớc tăng
th eo dãy: A r s in > A rs e n it> A rs e n a t> h ợ p chất A rsen hữu cơ.
B ệnh n h iễ m độc A rse n gọi là bệnh arsenicosis, là lo ại bệnh rấ t ng u y hại đối
v ớ i sức kho ẻ của con người. C ác biểu hiện đầu tiên của việ c n h iễm độc A rsen là
chứ ng sạm da (m e lanos is ), dầy b iểu bì (ke ratosis), từ đó dẫn đến hoạ i da hay u ng
th ư da. C ơ chế b iế n đ ổ i sinh h ọc của Ars en tro ng c ơ thể n g ư ờ i rấ t p hức tạp, tu ỳ
theo từ ng h ợ p chất. H iệ n nay chưa có biệ n pháp hữu h iệ u chữ a bệ nh nhiễ m độc
A rse n.
Đ ộ c tín h của A rsen phụ th uộ c vào dạng hoá học và các trạng thái o x y hoá.
Độ độc của các dạng A s tăng dần theo thứ tự: A s n guyê n tố < các hợp chất A s <
A s ( V ) vô c ơ < các A rse n o x it (A s III hữu cơ) < A s (II I) v ô cơ < A s in . Thô ng
thường , n g ư ờ i ta cho rằ ng m ety l hoá là con đư ờ ng g iả i đ ộc chủ yếu, song các
n ghiên cứu gần đ ây cho rằ ng các hợ p chất đư ợc m e ty l hoá có thể phần nào đóng
góp vào các tác độ n g bấ t lợ i liên quan đến sự p h ơi n hiễ m A rsen .
T ín h đ ộc p h ổ b iế n nh ất của m ột n guyên tố là sự ức chế hoạt độn g của các
hệ enzym có v a i trò như xúc tác sinh học. A s (V ) v ô c ơ khôn g phản ứ ng trự c tiế p
v ớ i các v ị trí h o ạt đ ộ n g của các enzym . Đầu tiê n, nó được kh ử về A s ( III). A s (III)
cản trở các e n zy m bằng cách liê n kế t v ớ i các n hó m - S H và - O H , đặc b iệ t k h i có
hai nh ó m -S H gần nhau tro n g en zy m và gây ra nh ững tác độn g bất lợ i đ ố i v ớ i các
e nzym tạo ra năng lư ợ n g tế bào trong chu trìn h a x it citric .
1.3.2. Con đường xâm nhập của Arsen vào cơ thể
A rs e n p hâ n bố rộ n g rãi trong sinh qu yể n (m ỏ, k h ông khí, đất, n ư ớc) nên khả
năng con n g ư ờ i tiế p xú c v ớ i nó là rất lớ n , sự xâm nhập của A s vào c ơ thể có thể
qua ba con đ ư ờ n g hô hấp, qua tiếp x úc và qua tiê u hóa.
A rsen tồ n tạ i tro n g các bụi công nghiệp g ồm nh ữ ng h ợp ch ất : A s 20 3;
A S2O 5

A s 2S3; A s H 3 C ác hợp chất này xuấ t hiệ n ch ủ yếu do việ c đ ốt n hiê n liệ u
của các n hà m áy nhiệ t điện, nhà m áy x i m ăng, nhà m á y lu y ện k im , đ ốt chất thả i,
các nhà m á y sản x u ấ t th u ỷ tin h , h ay tro n g công n ghiệ p th uộc da .v.v. chúng có
m ặt tro n g cả đất, n ư ớ c, khôn g kh í do vậy nó xâm nhập v ào c ơ thể qua cả ba con
đ ư ờng trê n.
14
C ó sự khác nhau về lư ợ n g tiế p xú c c ũng như m ứ c tác đ ộn g lên cơ thê con
n g ư ờ i giữ a các con đư ờ ng tiế p xúc kh ác nhau. T h ô ng th ư ờ ng, n hiễ m độc cấp tính
thư ờ ng do hấp p hụ A rs en qua đ ư ờng m iệ ng, trong k h i đó tố c độ hấp phụ A rsen từ
con đ ư ờng h ô hấp là nhan h nhất ( 40 - 90% sau 1 - 4 ngà y).
H à m lư ợ n g A rsen đ ược hấp thụ vào cơ thể tro n g m ộ t ng ày đêm : qua hô hấp
là 1,4.10 '3 m g ; qua đườn g tiê u hoá là lm g ; tiế p x úc qua da là 0,0 4 - 1 .4 .1 0'3mg.
K h i xâm nhập vào cơ thể các A rse n vô cơ tấn công ngay lậ p tứ c vào các
enz ym có chứ a n h óm (S H ) và cản trở hoạt động của chú ng.
A s ( V ) ứ c chế các e nzym sinh năng lư ợ ng cho tế bào như các e nzym sinh ra
A T P là m chu trìn h x itric (K re p ) bị k ìm h ãm . A rs e n ic thay thế PO4” tro ng quá
trìn h tổ ng h ợp A T P gây tác động đến hoạt độn g đến hoạt độ ng d ự trữ năng lư ợng
của tể bào.
B a ảnh hư ở ng chín h của A s tớ i sức khỏe con n g ư ờ i là: làm đ ông keo
p ro te in , tạo phứ c v ớ i A s ( III) và phá h ủy quá trìn h p h o tp h o hóa. A s gây ung thư
b iể u m ô da, phế quản , p h ổ i, các x o a n g do A s và các h ợp c hất của A s có tác d ụn g
lên n h ó m s u lp h y d ryl (-S H ) của các a x it a m in , phá v ỡ quá trìn h p h o tp h o ry l hóa.
C ác e nzym e sản sin h năng lư ợ n g của tế bào tro n g ch u trìn h a x it x itric bị ảnh
h ư ởng rất lớ n . E n z ym bị ức chế do việ c tạo phức v ớ i A s (III) , là m ngăn cản sự sản
sin h p hâ n tử A T P . D o A s có tín h chất hóa h ọc tư ơ n g tự v ớ i p hotpho, nên ch ất này
có thế làm rố i lo ạn pho tp ho ở m ột số quá trìn h hóa sinh. N g ộ độc A s là các bệnh
k in h niên do sử dụ ng các lo ại thực p hẩm (gạo, n ước u ố n g ) có chứa A s ở nồng
độ cao tro n g m ộ t kh o ảng th ờ i gia n dài. C ác h iệu ứ ng bao g ồm sự th ay đ ổi m àu da,
sự hìn h thàn h của các vết cứn g trê n da, une; thư da, u ng th ư p hổi, un g th ư thận và
bàng quang cũ n g n hư có th ể dẫn tớ i hoại tử .

C ơ quan nghiên cứu ung thư quốc tể (IA R C ) xế p A s v ô c ơ vào nhó m 1
(phâ n loại các hóa chấ t dựa vào ngu y c ơ gây une th ư ở ng ư ờ i) - là chất gây ung
thư cho n g ư ờ i. T ỉ lệ m ắc bệnh u ng thư da tư ơ n g đối cao. T rong n hững ng hiê n cứu
số n g ư ờ i dân u ông n ư ớc có n ồn g độ A rs enic cao cho thấy, tỉ lệ m ắc bệnh u ng th ư
gia tă ng theo liề u lư ợ n g A s và th ờ i g ia n u ốn g nước.
1.3.3. Các bệnh Itliiễm độc Arsen
* Nhiễm độc cấp tính
K ế t quả th ự c n g hiệ m trên đ ộn g vật cho thấy A s ( IlI) đ ộc h ơ n A s (V ) , A rsen ở
dạng dun e d ic h độc h ơn ở dạng k hông tan.
15
H iệ n n ay,các trư ờ n g hợ p n hiễ m đ ộc cấp tín h chủ yếu do tiế p nhận A rse n
qua đư ờ ng m iệng. C ác triệ u trứ n g n h iễ m độc xuất hiện sau nh iề u g iờ hoặc sau vài
g iờ phụ th uộc và o lư ợ n g A rs en đi vào c ơ thể.
C ác dâu h iệ u là : k h ô m iệ n g kèm theo k h ó nu ố t,n ô n , đau bụng dữ dội, sau
dó là tiêu chảy. B ệ nh nhân ở tìn h trạng m ấ t nước, huyế t áp g iả m , tiể u tiệ n ít, thân
n hiệ t tụ t, ch u ộ t rú t, co g iật. T ử v ong có thể xuất h iệ n sau 24 g iờ nhưng n ó i chun g
tìn h trạ ne xấ u kéo dà i 3-7 ngày. N ếu sống sót sự h ồ i phụ c bệnh rấ t lâu sau nh iề u
ngày hoặc n h iề u thán g.
C ác triệ u trứ n g n h iễm độc A rsen v ô cơ cũng rất p h o ng p hú và th ay đổi
tro n g th ự c tế tu ỳ th u ộ c và o c on đ ư ờng xâm nhập khá c nhau. L iề u tử v o n g đ ối v ớ i
A rs en x âm n hậ p qua đ ư ờ n g tiê u hoá là 7 0-8 0 m g. H ít th ở tro n g đ iề u k iệ n khô n g
k h í có hàm lư ợ n g A rs e n cao gâ y viê m đ ư ờ ng hô hấp trên (viê m họng , viê m m ũ i,
v iê m th anh quản).
T iế p x úc v ớ i hợp chấ t A rsen sâ y tổn th ư ơ n g da: v iê m da tiế p x úc, v iê m
nang, và lo ét.
* Nhiễm độc mãn tính
C ác dấu hiệu đầu tiê n : đau b ụng, k h ó c hịu , các c ơn ngứ a, đau k h ớ p và chân
tay, suy n hược n gày càng tăng.
C ác triệ u trứ n g khá ch quan: tiê u c hảy hoặc tá o, ban đỏ ng o ài da, đ ô i k h i có
phù, n hất là ở m i m ắ t d ư ớ i, rấ t hay gặp trư ờ n g h ợp các bệnh nhân n h iễ m đ ộc m ãn

tín h b ị sạm da. C á c n iê m m ạ c đều bị tổn th ư ơ n g : v iê m lợ i, v iê m họng , tổ n th ư ơ n g
đườn g hô hấp( chả y n ư ớ c m ũi, khản g iọ ng, h o ), v iê m m à ng tiế p hợp .
C ác triệ u trứ n g thàn k in h : n g ư ờ i b ị nhiễ m đ ộc m ãn tín h có cảm giá c tê
cóng, bỏn g da, k iế n bò hoặc ng ứa kèm theo run, co g iậ t c ơ, rồ i teo cơ , liệ t c h i
d ư ớ i hoặc cả c h i trê n. V iê m n hiễ m dây thà n k in h d o m ắ c n h iễ m A rse n g iố n g v ớ i
trư ờ n g h ợ p v iê m d ay thần k in h do uống rư ợ u . C ác phả n x ạ thần k in h m ấ t, k hông
có rố i loạn c ơ bắp.
* Biêu hiện của nhiễm độc toàn thân
+ Sạm da: th ư ờ n g cư trú d ư ớ i dạng các vế t m àu café sữa, sạm sẫm ở các
nếp gấp và p hầ n c ơ thể để h ở n h ìn n ghiêng n hư có phả n chiếu ánh k im lo ạ i, k h i
ngừ n g tiế p xúc sạm da có thể hết sau kh i bo n g h ết vảy.
16
+ S ừng hoá: c ó thể xuất hiện n hiều n ăm sau k h i ngừ ng tiế p x ú c ; dâu hiệu
như hàng n gà y hấp th ụ lO m g có th ể có dâu h iệ u như tă n g sừng hoá ở lòng bàn tay
hay gam bàn tay, gam bàn chân, lớ p dầy lên th ô ráp.
+ R ụ ng lô n g tó c
B iể u h iệ n của tổ n th ư ơ n g cục bộ: do A rs e n trio x it là m ột chất ăn da, g ây
lo ét, v ết loét ph ủ m àu đen nh ạt.
C ác rố i lo ạn khá c: gan có thể thoái hoá m ỡ , có pro te in n iệ u , có sự b ié n đ ổi
h uyế t học, th iế u m á u bất sản.
N goài ra, A rs en cò n có thể ảnh th ư ở n g đến n h iễm sac thể (N S T ), biến đổi
cơ ce làm sai lệch N S T . N g u y ê n nhân là do sự biến đổ i e n zym e can th iệ p v ào quá
trìn h tổ n g hợp các a x it n u c le ic , các tổ n th ư ơ n g này là kh ô n g h ồ i phục.
1.3.4. Ảnh hưởng của Arsen đến môi trường
1 . 3 . 4 . 1. T ì n h h ì n h c h u n g t r ê n t h ế g i ớ i v ể v ấ n đ ể ô n h i ễ m A r s e n
Ô nhiễm Arsen trên thế giói
Hình 4: Sự phân bố khu vực ô nhiễm Arsetĩ trẽn thế giới (nguồn: 1. Arsenic
contamination o f grouttwaier in Bangladesh, 2. Arsenic in grounwciter aross the
world)
17

H iệ n n ay trê n thế g iớ i có hàng chục triệ u người đã bị bệnh đen và rụ ng
m ó ng chân, sừng hoá da, un g th ư d a do sử dụn g ngu ồn n ước s inh hoạt có nồng
độ A rs en cao. N hiề u nư ớ c đã phát hiệ n hàm lư ợng A rse n rấ t cao tro n g ng uồ n nước
sinh hoạt nh ư C anada, A lask a, C h ile , A rh e n tin a , T ru n g Q u ốc, In d ia , T h ái Lan ,
B angladesh
Ờ T ru n g Q u ốc, trường hợp bệnh nhân nhiễ m độc A rsen đầu tiê n đ ược g hi
nhận từ năm 1953. số liệ u thốn e kê cho thấy 8 8 % n h iễ m qua th ự c p hẩm , 5% từ
khô ne khí và 7 % từ n ư ớc uổng. Đ ến năm 1993 m ớ i có 1546 nạn nhân của căn
bệnh A rs e n ic o s is (bện h nh iễm độc A rsen) n hư n g cho đến th ờ i điể m này đã phát
hiệ n 13500 bệnh nhân tro n g số 5 58000 n gười đượ c k iể m tra ở 462 làng thu ộc 47
vùng b ị liệ t v ào k h u v ự c nh iễ m A rsen cao. Trê n cả n ước T ru n g Q u ốc có tớ i 13 -
14 triệ u n g ư ờ i sốne, tro n g n hững v ùng có n gu ồn gốc bị ô n h iễm A rsen cao, tập
tru ng n h iề u nhất ở tỉnh A n H uy, Sơn T ây, N ộ i M ô n g , N in h H ạ, T ân C ư ơn g. T ạ i
Sơn T â y đã ph át h iệ n 105 là ng b ị ô n h iễ m Arsen . H à m lư ợ n g A rsen tố i đa thu
đượ c tro n g n ư ớc u ống là 4,43 mg/1 gấp tớ i 443 lần giá trị A rsen ch o phép của tổ
chức y tế th ế g iớ i W H O (lO fig/1).
K h u v ự c có vấn đề lớ n nhất là vùng đồn g bằng châu thổ sông G anges nằm
siữ a Tây B e ngal của Á n Đ ộ và B angladesh (C h o w d h u ry và cộng sự, 1999). Ở Tây
B e ng al, trên 40 triệ u n g ư ờ i có n guy cơ n h iễ m độc A rsen do sống tro n g các khu
vực có n ồ n g đ ộ A rse n cao. T ớ i nay đã có 0,2 triệ u n g ư ờ i b ị n h iễ m và nồn g độ
A rsen tố i đa tro n g nư ớc cao gấp 370 lần nồng độ cho phép của W H O . Tại
B ang lade sh , trư ờ n g hợp đầu tiên n hiễm A rs en m ới đư ợc p hát h iện vào năm 1993,
như ng cho đến nay có tớ i 3 000 ngư ời ch ết v ì n h iễ m độc A rsen m ỗi năm và 77
triệ u n g ư ờ i có ngu y cơ n hiễ m Arsen . Tổ chức Y tế Thế g iớ i đã phải co i đây là “ vụ
n hiễ m độc tậ p th ể lớ n nhất tro n g lịc h sử” .
C o n số bệ nh nhân n hiễm độc A rsen ở A rch e n tin a cũ ng lên tớ i 200 00 n gười.
N a a y cả các nư ớ c p hát triể n m ạnh như M ỹ , N h ậ t B ản cũng đang phải đ ối ph ó vớ i
th ực trạng ô n h iễ m A rsen . Ở M ỹ , th eo nh ững ngh iê n cứ u m ớ i n hấ t cho thấy trên 3
triệ u n g ư ờ i dân M ỹ có n g uy c ơ n hiễ m độc A rsen v ớ i n gu ồn n ước u ống có nồ ng độ
dao độn g từ 0 ,0 45 - 0,092 mg/1. C òn ở N h ậ t Bản, n hữ ng nạn nhân đầu tiên có triệ u

ch ứ na n h iễ m A rs e n đã được phát hiệ n từ năm 1971, cho đến năm 1995 đã có 217
nạn nhân chế t vì A rsen .
18
1 . 3 .4 . 2 . Ỏ n h i ễ m A r s e n ở V i ệ t N o m
TINH HINH NHIEM ASEN TRONG Nươc
TAI VIÉT
NAM
Cac khu vực co kha
nang ỏnhiẻm asen:
Đóng bàng lưu VƯ C
sõng Honcj. sỏnq Mả
Vr* . sỏnq cừu l onq
V u r u ; IÌU I ! à y b á c, V A
Bác. Trung bo
C acđieni khai tliac
vatiq va cac khoãny
st inphua
H ì n h 5 . Ỏ n h i ễ m A r s e n t ạ i V i ệ t N a m
D o cấu tạ o tự nhiê n của địa chất, nhiề u v ù ng của nướ c ta nước ng ầm b ị
n hiễm A rse n ic (thạch tín ). T h eo thống kê chưa đầy đủ, hiệ n có kh o ảng h ơn 1 triệ u
giếna; khoan, n h iề u giế ng trong số này có n ồng độ A rs en cao hơn từ 2 0 -5 0 lần theo
tiêu chuẩn của B ộ Y tế (0 ,0 1 m g /L ), gây ảnh h ư ởng xấu đến sức kho ẻ, tín h m ạng
của cộng đ ồ n „g dân cư. V ù n g nước b ị n h iễ m A rsen của n ư ớc ta khá rộ ng (H ìn h 5;
6 ) nên việ c cảnh báo n h iễ m độc từ nước giế n g khoan cho kh o ảng 10 triệ u dân là
rất cần th iết.
H ì n h 6 . Ỏ n h i ễ m A r s e n t ạ i m i ề n B ă c V i ệ t N a m
19
N h ữ n g n g h iê n cứu gàn đây cho thấy v ùng châu thổ sông H ô n g có nhiêu
g iế na kh oan có h àm lư ợ ng A rs en cao vư ợt quá tiê u chuẩn của T ổ chức Y tế Thê
g iớ i (W H O ) và v ư ợ t quá tiê u chuẩn B ộ Y tế V iệ t N a m (0 ,0 1 m g /l). N h ữ n g vùng bị

ô nhiễm n g h iê m trọ n g nhất là p hía N am H à N ộ i, Hà N a m , H à T ây, H ư n g Y ên,
N a m Đ ịn h , N in h B ìn h , T h ái B ìn h và H ải D ư ơng.
Ở đồ n g bà n s sông C ử u Long cũng phát h iệ n ra n hiề u g iế n g khoan có hàm
lư ợne A rs e n cao nàm ở Đ ồ ng T há p và A n G ia ng. Sự ô n hiễ m A rsen ở m iề n Băc
h iện phổ biến v à cao hơn ở m iền N am . Q ua điều tra cho th ấy 1/4 số hộ gia đình sử
d ụne trự c tiế p n ư ớc neầm k hông xử lý ở n eo ại thành H à N ộ i đã b ị ô n h iễ m A rsen,
tập tru ng n h iề u ở phía N a m thành phố (2 0 ,6 % ), h uyện T han h T rì (4 1 % ) và G ia
L â m (18.5 % ). Đ iề u n euy h iể m là A rse n khô n g gây m ùi kh ó c h ịu kh i có m ặ t trong
nướ c ngay cả k h i ở hàm lư ợ n g gây chết ngư ờ i nên nếu k h ô ng p hân tích m ẫu mà
ch ỉ bang cả m quan th ì khôn g thể phát h iện đ ược sự tồn tạ i của A rsen . B ở i vậy các
nhà k hoa học c òn gọ i A rsen là “ sát thủ vô h ìn h ” . H iện nay có kho ảng 13,5% dân
số V iệ t N a m (1 0 -1 5 triệ u n g ư ờ i) đang sử d ụn g nước ăn từ g iế ng kho a n nên rất dễ
bị n h iễ m A rsen.
T ừ năm 1999, tổ chứ c U N IC E F cùng v ớ i m ộ t số c ơ quan chín h ph ủ V iệ t
nam , các v iệ n n g hiê n cứu đã bắt đầu tập trung ngh iên cứu m ộ t cách ng h iê m tú c về
A rsen và tìm h ư ớ n g g iả m nhẹ. B ộ T ài nguyên và M ô i trư ờ n g yêu cầu đến cu ối
năm 200 6 p h ải lập đ ược bản đồ ô nh iễ m A rsen tro n g phạm v i cả nư ớc.
1.4. Phương pháp xử lí As
Đ ã có rất n h iề u cô ng nghệ đ ượ c phát triển để xử lý A rsen tro n g nướ c ngầm.
T ấ t cả đều dựa trê n các quá trìn h cơ bản sau :
O x i h o á/ khử.
K ế t tủa.
H ấ p ph ụ và trao đổi ion.
T ách lỏ ng/rắ n.
C ác p h ư ơ n g pháp vật lý .
a/ Oxi hoả/khử. H ầu hết các công nghệ xử lý A rsen chỉ có hiệu quả cao đ ố i v ớ i
việ c lo ạ i b ỏ A rs e n ở dạng A s(V ), v ì vậy A s (III) thường đư ợ c o x i hoá lên trạng thái
A s ( V ) trư ớ c k h i x ử lý. Các tác nhân hoá học thư ờng đư ợ c sử d ụ ng để o x i hoá
A rs e n it thành A rs enat bao gồm : k h í c!o, khí ozon, k a li pem an ganat, h y d ro p eox i,
2 0