Nghiên cứu, đánh giá hiệu quả xử lý asen trong nước ngầm bằng rễ lục bình và rễ dương xỉ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TNTN

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆU
QUẢ
XỬĐHLÝ
NƯỚC
Trung tâm
Học liệu
Cần ASEN
Thơ @ TàiTRONG
liệu học tập và
nghiên cứu
NGẦM BẰNG RỄ LỤC BÌNH VÀ
RỄ DƯƠNG XỈ
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

KS.Đỗ Thị Mỹ Phượng

Lê Thị Nhã
MSSV: 1040818
Ngành Kỹ Thuật Môi Trường – Khóa 30
Tháng 10/2008


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TNTN
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
BỘ MÔN: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
Cần Thơ, ngày 30 tháng 6 năm 2008

PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
NĂM HỌC: 2008 – 2009
1. Họ và tên cán bộ hướng dẫn: Ks. Đỗ Thị Mỹ Phượng
2. Tên đề tài: Nghiên cứu, đánh giá hiệu quả xử lý Asen trong nước ngầm bằng
rễ lục bình và cây dương xỉ
3. Địa điểm thực hiện : Địa điểm: Phòng thí nghiệm xử lý nước, Bộ môn Kỹ
thuật Môi trường, Khoa Môi Trường & TNTN,Trường Đại Học Cần Thơ
4. Họ và tên sinh viên thực hiện: Lê Thị Nhã

Trung

MSSV: 1040818

Lớp Kỹ thuật môi trường K30
5. Mục đích đề tài: Đề tài thực hiện nhằm thống kê số liệu về tình hình nhiễm
Asen ở tỉnh An Giang. Lưa chọn nguồn nước ngầm có nồng độ <500 ppb lấy
nghiệm.
hiệu@
suấtTài
xử lýliệu
asen học
của rễtập
lục bình
cây dương
tâm mẫu

Họcthíliệu
ĐHNghiên
Cầncứu
Thơ
và và
nghiên
cứu
xỉ đã qua sơ chế, biến tính nhiệt…
6. Các nội dung chính và giới hạn của đề tài
Lập đường chuẩn Asen .
Loại bỏ Asen bằng phương pháp hấp phụ
Lập mô hình cột lọc với vật liệu chọn ra từ các thí nghiệm đảm bảo As trong nước
đầu ra sau lọc đạt tiêu chuẩn TCVN5944-1995
7. Các yêu cầu hỗ trợ

Máy Do Quang Phổ Jenway Spectrophotometer 6300.
Cân, máy đo độ dẫn điện ORION 105 : để xác định trọng lượng của hóa
chất, rễ lục bình, rễ dương xỉ, độ dẫn điện của nước trước sau khi quay
Jartester
Bộ Jartest: Dùng để khuấy hỗn hợp nước ngầm và vật liệu hấp phụ ( rễ lục
bình, rễ dương xỉ)
Tủ Sấy: dùng để sấy rễ lục bình, rễ dương xỉ đến độ ẩm thích hợp, bảo quản
trong thời gian dài, đồng thời tăng độ rỗng của rễ lục bình, rễ dương xỉ lên.
Tủ Trữ: Trữ mẫu nước ngầm


8. Kinh Phí dự trù cho việc thực hiện đề tài : 800.000 đồng
DUYỆT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN ĐỀ NGHỊ

Ks. Đỗ Thị Mỹ Phượng

Lê Thị Nhã

DUYỆT CỦA BỘ MÔN

DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG THI & XÉT TỐT NGHIỆP

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu


LỜI CẢM ƠN

Qua suốt gần năm năm, em đã nhận được sự tận tình chỉ dạy của quý thầy cô dưới mái
trường Đại học Cần Thơ nói chung và đặc biệt lầ thầy cô Khoa Môi Trường và
TNTN. Đén hôm nay em đã hoàn thành được luận văn tốt nghiệp. Trong cả quá trình
này em đã gặt hái được vốn kiến thức bổ ích, những kinh nghiệm quý báu và những kỹ
năng nghề nghiệp làm hành trang tự tin bước vào cuộc sống. Với tấm lòng biết ơn sâu
sắc, em chân thành cảm ơn:
Em xin chân thành cảm ơn sự dìu dắt và giúp đỡ của thầy cô trong suốt quá
trình học tập
Cô Đỗ Thị Mỹ Phượng và thầy Huỳnh Long Toản đã tận tình hướng dẫn em
hoàn thành luận văn.
Toàn thể các thầy cô trong bộ môn Kỹ thuật Môi Trường đã tạo mọi điều kiện
thuận lợi và chỉ dạy em trong suốt quá trình làm thí nghiệm.
Toàn thể thầy cô trường Đại học Cần Thơ đã cung cấp cho em khối kiến thức
bản. Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên
Trung cơtâm

cứu

Tuy đã có nhiều có nhiều cố gắng, song không thể tránh khỏi sai sót do thời
gian và kiến thức có hạn. Kính mong quý thầy cô đóng góp ý kiến để đề tài hoàn thiện
hơn.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn.
Cần Thơ,ngày 26 tháng 10 năm 2008
Sinh viên thực hiện
Lê Thị Nhã


TÓM TẮT ĐỀ TÀI
Với tình hình ô nhiễm môi trường ngày càng trầm trọng thì có nhiều tác động
xấu đến sức khỏe con người như là vấn đề xuất hiện nhiều bệnh tật hơn. Hội chứng nhiễm
độc Asen thực sự là một vấn đề toàn cầu không chỉ có ở Việt Nam mà còn ảnh hưởng đến
nhiều quốc gia như Tây Bengal và Bangladesh với qui mô rộng lớn. Phần lơn các hình thức
tiếp xúc của con người Với As có ham lượng cao chủ yếu thông qua việc sử dụng nguồn
nước.Ở Việt Nam, đặc biệt là vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long tình trạng nước ngầm

nhiễm Asen là một thực tế phải đối phó. Vấn đề hiện nay là phải cố tìm một phương
cách giải quyết để cứu nguy những người dân trước khi vấn nạn này biến thành nguy
cơ trầm trọng ảnh hưởng đến hàng triệu người dân.
Hiện nay có nhiều công nghệ xử lý Asen với nhiều phương pháp khác nhau
như: phương pháp lọc kết hợp kết tủa, thẫm thấu ngược nhưng những công nghệ này
giá thành cao không đi đến được với người dân nông thôn . Chính vì vậy tôi quyết
định chọn đề tài luận văn tốt nghiệp “ NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆU SUẤT XỬ
LÝ ASEN TRONG NƯỚC NGẦM BẰNG RỄ LỤC BÌNH VÀ RỄ DƯƠNG XỈ” với
mong muốn nghiên cứu thêm các phương pháp xử lý Asen đạt hiệu quả và giá thành

Trung phù

tâm
Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
hợp vói người dân, đồng thời người dân có thể làm được tại nhà, góp phần giúp
bảo vệ môi trường ở những vùng làm nghề thủ công dệt thảm bằng thân lục bình.
Để tiến hành thí nghiệm , tôi phải sử dụng nguồn nước ngầm có nhiễm Asen ở
hàm lượng mà phần lớn các giếng khoan ở Đồng Bằng Sông Cửu Long bị nhiễm
-

Thiết lập đường chuẩn asen

-

Phân tích các chỉ tiêu của có trong rễ lục bình, dương xỉ và nước mẫu đầu
vào có các nguyên tố ảnh hưởng đến phương pháp quang phổ bạc.

-

Tiến hành thí ngiêm hấp thụ asen của rễ lục bình và dương xỉ đã:
Qua sơ chế và biên tính nhiệt: phơi khô, sấy khô
Qua các khối lượng: 1g/1000ml; 2g/1000ml;........ 6g/1000ml
Qua các thời gian thí nghiệm khác nhau: 30 phút, 60 phút, 90 phút

Kết quả đạt được ;
Rễ lục bình hấp phụ đạt hiệu suất cao 97.52% ở thời gian thí nghiệm khuấy nhẹ trong
90 phút đạt tiêu chuẩn TCVN 5944-1995 chất lượng nước ngầm (As  50 ppb)


Rễ dương xỉ hấp phụ đạt hiệu suất 65% ở thời gian 90 phút tuy nhiên nước đầu ra
không đạt tiêu chuẩn.

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu


MỤC LỤC
Phiếu đề nghị đề tài luận văn tốt nghiệp
Nhận xét của cán bộ hướng dẫn
Nhận xét của cán bộ phản biện
Lời cám ơn................................................................................................................ i
Tóm tắt đề tài.......................................................................................................... ii
Mục lục................................................................................................................... iv
Danh sách các hình ................................................................................................ vi
Danh sách các bảng ............................................................................................. viii
Danh sách phụ lục .................................................................................................. ix
CHƯƠNG I GIỚI THIỆU ....................................................................................... 1
CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ..................................................................... 3
II.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM ..................................................................... 3
II.1.1 Vai trò và tầm quan trọng của nước ngầm...................................................... 3
II.1.2 Thành phần, tính chất hóa học của nước ngầm .............................................. 4
II.1.3 Những vấn đề thường ảnh hưởng đến chất lượng nước ngầm........................ 5
II.2 ASEN TRONG NƯỚC NGẦM ........................................................................... 6
Trung II.2.1
tâmAsen
Học
liệu
ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên6 cứu
là gì?
.....................................................................................................
II.2.2. Nguồn gốc ..................................................................................................... 7
II.2.3. Tính chất hóa học.......................................................................................... 8
II.2.4.Tác hại của Asen đối với sức khỏe con ngườ ................................................ 10

II.3 TÌNH HÌNH NHIỄM ASEN Ở VIỆT NAM ....................................................... 11
II.3.1 Tình hình chung........................................................................................... 11
II.3.2 Hiện trạng Ô nhiễm Asen tại An giang ......................................................... 12
II.3.2.1 Sơ lược về tỉnh An Giang........................................................................... 12
II.4. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ ASEN HIỆN NAY .................................... 17
II.4.1 Phương pháp tạo kết tủa, lắng..................................................................... 18
II.4.2 Keo tụ bằng hóa chất................................................................................... 18
II.4.3 Lắng............................................................................................................. 18
II.4.4 Lọc ............................................................................................................... 18
II.4.5 Oxy hóa........................................................................................................ 18
II.4.6 Sử dụng thực vật lọc Asen ............................................................................ 19
II.4.5 Phương pháp Hấp phụ ................................................................................ 19


IV.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ASEN TRONG NƯỚC NGẦM................. 20
CHƯƠNG III PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN ..................... 22
III.1. ĐỊA ĐIỄM VÀ THỜI GIAN THỰC HIỆN ..................................................... 22
III.2. PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN VÀ PHƯƠNG TIỆN PHÂN TÍCH ................ 22
III.2.1. Đối tượng thí nghiệm ................................................................................ 22
III.2.2. Phương pháp và các phương tiện phân tích các chỉ tiêu............................. 23
III.3. BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM .................................................................................. 24
III.3.1 Giai đoạn chuẩn bị...................................................................................... 24
III.3.2. Giai đoạn tiến hành thí nghiệm ................................................................. 25
CHƯƠNG IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................ 30
IV.1 THIẾT LẬP ĐƯỜNG CHUẨN ASEN CHUẨN THEO PHƯƠNG PHÁP QUANG
PHỔ BẠC DIETYL DITHIO CACBAMAT ............................................................. 30
IV.1.2 Kiểm tra đường chuẩn Asen tổng........................................................................... 31

IV.2. HIỆU QUẢ HẤP PHỤ ASEN CỦA RỄ LỤC BÌNH ...................................... 32
IV.2.2 Hiệu quả xử lý Asen của rễ lục Bình phơi khô ............................................ 32

IV.2.3. Hiệu quả xử lý Asen của rễ lục Bình sấy khô .............................................. 34
IV.2.4. Hiệu quả xử lý Asen của rễ lục Bình theo thời gian .................................... 37
gian 30
phútCần
....................................................................................
37 cứu
Thời liệu
Trung IV.2.4.1.
tâm Học
ĐH
Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên
IV.2.4.2. Thời gian 90 Phút.................................................................................... 39
IV.2.4.3. So Sánh thí nghiệm 30 phút , 60 phút và 90 phút ..................................... 41
IV.3. RỄ DƯƠNG XỈ.............................................................................................. 42
IV.3.1. Hiệu quả xử lý của rễ dương xỉ sấy khô...................................................... 42
IV.3.2. Hiệu suất xử lý của rễ dương xỉ theo thời gian. .......................................... 45
IV.3.2.1. Thời gian 30 phút ................................................................................... 45
IV.3.2.2. Thời gian 90 Phút.................................................................................... 47
IV.3.2.3. So sánh.................................................................................................... 48
IV.4 MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM CỘT LỌC ............................................................. 49
IV.5. ẢNH HƯỞNG CỦA RỄ LỤC BÌNH ĐẾN LƯỢNG KIM LOẠI TRONG NƯỚC
ĐẦU NGẦM ĐẦU RA ................................................................................................... 51
IV.5.1 Độ dẫn điện(s/cm) của nước ngầm sau chạy cột lọc ................................ 51
IV.5.2 Hàm lương Mangan và sắt trong mẫu nước ngầm trước và sau chạy cột lọc...
.............................................................................................................................. 52
CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.............................................................. 54
V.1 KẾT LUẬN ...................................................................................................... 54


V.2 KIẾN NGHỊ.................................................................................................... 55

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1. Asen xám và Asen đen .............................................................................. 6
Hình 2.2. DiAsen trioxit và Asen vàng ..................................................................... 6
Hình 2.3 Bàn tay và chân của người bị nhiễm độc Asen........................................ 10
Hình 2.4 các con đường xâm nhập Asen vào con người ........................................ 11
Hình 2 5 Bản đồ hành chánh tỉnh An Giang........................................................... 13
Hình 2.6 Biểu đồ về sự ô nhiễm Asen tại An giang................................................. 16
Hình 2.7. Biểu đồ về số giếng nhiễm Asen ở một số huyện của An giang ............... 16
Hình 2.8 Nước giếng tại hộ Phan văn Se ở Phú tân, An giang ............................. 17
Hình 2.9 Sơ đồ bộ hấp phụ khí............................................................................... 19
Hình 3.1 Lấy mẫu nước ở hộ Phan văn se.............................................................. 22
Hình 3.2 Cây lục bình trên sông ........................................................................... 23
Hình 3.3 Cây dương xỉ (Pteris vittata) .................................................................. 23
Hình 3.4. Rễ lục bình khô xây nhuyễn ................................................................... 24
Hình 3.5. Rễ lục bình tươi xay nhuyễn .................................................................. 24
Hình 3.6 Cốc nước ngầm có vật liệu hấp phụ: rễ dương xỉ ................................... 24
Trung Hình
tâm3.7Học
liệuphân
ĐHtíchCần
Tài
học
tập
và nghiên... cứu
Mô hình
Asin Thơ

và dung@
dịch
hấpliệu
thu Bạc
dietyl
dithiocacbamat
.............................................................................................................................. 25
Hình 3.8. Thí nghiệm quay Jartest của rễ lục bình sấy khô ................................... 28
Hình 3.9 Mô hình Quay Jartest của thí nghiệm rễ dương xỉ hấp phụ Asen ............. 29
Hình 3.10 Mô hình cột lọc Asen của rễ lục bình .................................................. 30
Hình 4.1. Dung dịch hấp thu của thí nghiệm Đường chuẩn Asen tổng ................... 30
Hình 4.2. Đường chuẩn asen tổng......................................................................... .31
Hình 4.3 Dung dịch hấp thu sau thí nghiệm kiểm tra đường chuẩn ........................ 32
Hình 4.4. Quan hệ giữa lượng rễ lục bình phơi khô và nồng độ Asen trong nước ngầm
sau xử lý ................................................................................................................ 33
Hình 4.5 Hiệu suất hấp phụ Asen của rễ lục bình phơi khô .................................... 34
Hình 4.6. Quan hệ giữa lượng rễ lục bình sấy khô và nồng độ Asen còn lại trong
nước ngầm sau xử lý .............................................................................................. 35
Hình 4.7. Hiệu suất loại bỏ Asen của rễ lục bình sấy khô....................................... 36
Hình 4.8. Dung dịch hấp thu của thí nghiệm hấp phụ Asen của rễ lục bình sấy khô từ
trái qua phải 1g, 2g, 3g, 4g, 5g, 6g ........................................................................ 37


Hình 4.9. Quan hệ lượng Asen còn lại trong nước ngầm và rễ lục bình sấy khô ở thí
nghiệm 30 phút ..................................................................................................... 38
Hình 4.10 Hiệu suất loại bỏ Asen của rễ lục bình sấy khô – thời gian 30 phút ..... 39
Hình 4.7. Hiệu suất loại bỏ Asen của rễ lục bình sấy khô....................................... 40
Hình 4.8. Dung dịch hấp thu của thí nghiệm hấp phụ Asen của rễ lục bình sấy khô từ
trái qua phải 1g, 2g, 3g, 4g, 5g, 6g ........................................................................ 41
Hình 4.9. Quan hệ lượng Asen còn lại trong nước ngầm và rễ lục bình sấy khô ở thí

nghiệm 30 phút ..................................................................................................... 41
Hình 4.10 Hiệu suất loại bỏ Asen của rễ lục bình sấy khô – thời gian 30 phút ..... 42
Hình 4.12 Quan hệ giữa lượng Asen còn lại sau thí nghiệm hấp phụ và rễ dương xỉ
.............................................................................................................................. 43
Hình 4.13 Sự tương quan giữa hiệu suất hấp phụ Asen và lượng rễ dương xỉ ........ 44
Hình 4.14 Dung dịch hấp thu của thí nghiệm hấp phụ của rễ dương xỉ (từ trái sang
phải đầu vào,...4g) ................................................................................................. 44
Hình 4.15 Quan hệ giữa hàm lượng Asen còn lại và rễ dương xỉ sau thí nghiêm hấp
phụ ở 30 phút......................................................................................................... 45
Hình 4.16 Hiệu suất hấp phụ Asen của rễ dương xỉ ở thí nghiệm 30 phút .............. 46
Quan
hệ giữa
Asen
lại và
rễ dương
sauvà
thí nghiệm
Trung Hình
tâm4.17
Học
liệu
ĐH hàm
Cầnlượng
Thơ
@cònTài
liệu
học xỉtập
nghiên cứu
hấp phụ ở 90 phút ................................................................................................. 47
Hình 4.18. Hiệu suất loại bỏ Asen của rễ dương xỉ ở thí nghiệm 90 phút ............... 48

Hình 4.19 So sánh hàm lượng Asen còn lại sau thí nghiêm hấp phụ của rễ dương xỉ ở
30 phút, 60 phút, 90 phút. ...................................................................................... 49
Hình 4. 20 Hàm lượng Asen còn lại sau thí nghiệm chạy cột lọc............................ 50
Hình 4.21. Dung dịch hấp thu của mẫu nước ngầm nhiễm Asen sau khi qua cột lọc51
Hình 4.22. Dung dịch hấp thu của mẫu nước ngầm chạy cột lọc sau 24h, 36h, 42h, 48h52


DANH SÁCH BẢNG
Bảng 2.1. Các vấn đề ảnh hưởng đến chất lượng nước ngầm................................... 6
Bảng 2.2.Tính chất nguyên tử, vật lý và một số thông tin khác của nguyên tử Asen 8
Bảng 2.3. Một số đặc điểm của các hidrua Asen ...................................................... 9
Bảng 2.4 Nguyên nhân gây ô nhiễm Asen trong nước ngầm .................................. 11
Bảng 2.5. Một số tỉnh nhiễm AnSen ở ĐBSCL........................................................ 12
Bảng 2.6. Số giếng khoan ở một số huyện của An Giang được phát hiện nhiễm Asen
.............................................................................................................................. 15
Bảng 3.1. Phương pháp và các phương tiện phân tích các chỉ tiêu ........................ 23
Bảng 3.2 Lượng hóa chất cần thiết để xây dựng đường chuẩn ............................. 25
Bảng 4.1. Độ chính xác của đường chuẩn.............................................................. 31
Bảng 4.2. Hàm lượng Asen còn lại của sau thí nghiệm hấp phụ rễ lục bình phơi khô
.............................................................................................................................. 32
Bảng 4.3. Lượng Asen bị loại bỏ sau khi cho hấp phụ bằng rễ lục bình phơi khô.. 32
Hiệu suất hấp phụ Asen ở những khối lượng rễ lục bình khác nhau ....... 33
Trung Bảng
tâm4.4Học
liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Bảng 4.5. Hàm lượng Asen còn lại sau thí nghiệm hấp phụ của rễ lục bình sấy khô ..

.............................................................................................................................. 34
Bảng 4.6. Khối lượng Asen bị loại bỏ sau khi cho hấp phụ bằng rễ lục bình sấy khô .
.............................................................................................................................. 34

Bảng 4.7. Phần trăm hấp phụ Asen của rễ lục bình sấy khô .................................. 36
Bảng 4.8 Hàm lượng Asen còn lại sau thí nhiệm hấp phụ ở 30 phút ..................... 37
Bảng 4.9 Hiệu suất hấp phụ Asen của rễ lục bình sấy khô ở thí nghiệm 30 phút .... 38
Bảng 4.10 Hàm lượng Asen còn lại sau thí nghiệm hấp phụ ở 90 phút................. 39
Bảng 4.11 Hiệu suất hấp phụ Asen của rễ lục bình sấy khô ở thí nghiệm 90 phút .. 40
Bảng 4.12. Hàm lượng Asen còn lại sau thí nghiệm hấp phụ rễ dương xỉ ............. 42
Bảng 4.13 Llượng Asen bị loại bỏ trong thí nghiệm hấp phụ của rễ dương xỉ ........ 42
Bảng 4.14 Phần trăm hấp phụ Asen của rễ dương xỉ ........................................... 43
Bảng 4.15 Hàm lượng Asen còn lại sau thí nghiệm hấp phụ ở thời gian 30 phút của rễ
dương xỉ ................................................................................................................ 45
Bảng 4.16 Hiệu suất loại bỏ Asen của rễ dưỡng xỉ- thí nghiệm thời gian 30 phút . 46


Bảng 4.17. Hàm lượng Asen còn lại sau thí nghiệm hấp phụ 90 phút của rễ dương xỉ
.............................................................................................................................. 47
Bảng 4.18 Hiệu suất loại bỏ Asen của rễ dương xỉ- thời gian thí nghiệm 90 phút . 48
Bảng 4.19. Hàm lượng Asen trong mẫu nước đầu ra của mô hình cột lọc rễ lục bình
sấy khô .................................................................................................................. 49
Bảng 4.20 Độ dẫn điện của nước dầu ra sau khi qua cột lọc ................................ 52
Bảng 4.16 .Sự thay đổi hàm lượng Mangan, Sắt có trong mẫu nước ngầm đầu vào và ra của
mô hình chạy cột lọc ....................................................................................................... 52

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu


DANH SÁCH PHỤ LỤC
Phụ lục 1. Tiêu chuẩn chất lượng nước ngầm(TCVN 5944:1995) .........................55
Phụ lục 2. Tiêu chuẩn Thuốc thử Phương pháp xác định Asen TCVN .................56
Phụ Lục 3 Tiêu Chuẩn 4571-88 ............................................................................63
Phụ lục 4. PHÂN TÍCH THỐNG KÊ.....................................................................66

Bảng 1. Phân tích ANOVA so sánh độ tương quan giữa hàm lượng Asen và
lương rễ lục bình sấy khô ............................................................................67
Bảng 2. Phân tích ANOVA so sánh độ tương quan giữa hàm lượng Asen và
lượng rễ lục bình Phơi khô..........................................................................68
Bảng 4. Phân tích ANOVA so sánh độ tương quan giữa hàm lượng Asen và
lương rễ lục bình sấy khô với thời gian thí nghiệm là 30 phút .....................70
Bảng 5. Phân tích ANOVA so sánh độ tương quan giữa hàm lượng Asen và
lương rễ lục bình sấy khô với thời gian thí nghiệm 90 phút .........................71
Bảng 6. Phân tích ANOVA so sánh sự khác biệt về hàm lượng Asen còn lại sau

Trung

hấp phụ bằng rễ lục bình trong nước ngầm theo thời gian ..........................72
Bảng 7. Phân tích ANOVA so sánh độ tương quan giữa hàm lượng Asen và
tâm lương
Họcdương
liệu xỉĐH
@ thí
Tài
liệu60học
và nghiên cứu
sấy Cần
khô vớiThơ
thời gian
nghiệm
phút tập
............................73
Bảng 8. Phân tích ANOVA so sánh độ tương quan giữa hàm lượng Asen và
lương dương xỉ sấy khô với thời gian thí nghiệm 30 phút ............................74
Bảng 9. Phân tích ANOVA so sánh độ tương quan giữa hàm lượng Asen và

lương dương xỉ sấy khô với thời gian thí nghiệm 90 phút ............................75
Bảng 10. Phân tích ANOVA so sánh sự khác biệt về hàm lượng Asen còn lại sau
thí nghiệm rễ dương xỉ trong nước ngầm theo thời gian..............................76


CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU
Hiện nay với sự phát triển của công – nông nghiệp, nguồn nước đang ngày càng
bị ô nhiễm trầm trọng đặc biệt là nước ngầm.
Vấn đề nóng bỏng hiện nay là nguồn nước ngầm bị nhiễm các kim loại nặng,
một số chất lơ lửng như là sắt, mangan…đặc biệt là Asen . Đây là nguyên tố rất độc vì
chỉ với hàm lượng thấp cũng có thể gây độc cho cơ thể người ( nhất là ung thư ). Tình
hình ô nhiễm As nguồn nước ngầm diễn ra rất nhanh (trong vòng chưa đầy 2 năm,
thống kê về số người mắc bệnh do ăn phải nguồn nước nhiễm Asen ở nước ta đã tăng
lên gần gấp đôi, từ 10 triệu người Việt Nam vào năm 2006 đến hơn 17 triệu người hiện
nay). Hiện trạng này báo động về nguy cơ nguồn nước bị nhiễm Asen ngày càng lan
rộng.
Trên thế giới đã có nhiều công nghệ xử lý Asen trong nước ngầm như công
nghệ trao đổi ion, công nghệ lọc màng, công nghệ hấp phụ, công nghệ đồng kết tủa
....tuy nhiên những công nghệ này còn khá đắt, không đến được với các hộ dân ở vùng
nông thôn

Trung tâm Cây
Họclụcliệu
ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
bình (bèo tây) có khả năng làm sạch nguồn nước, phân giải chất độc.
Thí nghiệm chứng tỏ rằng 1ha mặt nước thả bèo tây, trong 24 giờ nó hút được 34kg
Na, 22kg Ca, 17 kg P, 4kg Mn, 2.1kg Phenol, 89g Hg, 104g Al, 321g Stronti, ... nó có
khả năng hút và tích lũy kẽm rất mạnh. Thí nghiệm thả bèo tây trong một chậu nước
bẩn chứa 10mg kẽm/1 lít, trong 38 ngày lượng kẽm tích lũy trong cơ thể nó cao hơn

thực vật thông thường 133%. Ngoài ra, lục bình còn có khả năng phân giải phenol và
cyanua. Mới đây, một báo cáo khoa học của TS Parvez Haris, thuộc VĐH Leicester,
Anh Quốc đã chứng minh việc dùng rễ cây lục bình (water hyacinth, tên khoa học là
Eichhornia Crassipe) đã xay nhuyễn có khả năng hấp thụ Asen trong một dung dịch có
nồng độ 200 phần tỷ trong vòng 60 phút.
Lục bình có sức sinh sản rất mạnh, 1 cây lục bình trong 2 tháng có thể đẻ ra một
đàn con cháu tới 1000 cá thể, chính vì khả năng này mà ảnh hưởng nhiều đến mỹ quan
sông rạch, giao thông thủy lợi, chiếm diện tích ao nuôi trồng.... Ở Việt Nam hiên nay,
có nhiều ngành nghề sử dụng lục bình làm nguyên vật liệu như nghề đan lát, chăn nuôi
heo, bò...; trong đó người dân dùng thân, lá lục bình bỏ đi rễ và nó trở thành phế thải,
ta có thể tận dụng nguồn phế thải này làm vật liệu hấp phụ


Dương xỉ có tên gọi khoa học là Pteris vittata (hay còn gọi là cây rau rán ở miền
Nam) có khả năng hấp thụ 755mg/Kg As trong vòng 2 tuần lễ, cây rau rán sống ở nơi
đất ẩm thấp như là ở những lạch nước trong miền Nam VN theo GS Phạm Hoàn Hộ
trong Cây Cỏ Miền Nam. Cây dương xỉ là loài thực vật sinh trưởng nhanh và chịu
được điều kiện khắc nghiệt của Việt Nam. Có một nghiên cứu của nhà khoa học Elless
thuộc Công ty Edenspace Systems ở Virginia và Andrew Meharg, chuyên gia nghiên
cứu thực vật hấp thụ asen tại ĐH Aberdeen (Anh), đã chứng minh rằng trong vòng 24
giờ, dương xỉ giảm mức Asen (200microgam) trong một lít nước xuống gần 100
lần.(www.khoa học.net)
Với những lý do trên, tôi quyết định lựa chọn đề tài “NGHIÊN CỨU, ĐÁNH
GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC NGẦM NHIỄM ASEN BẰNG RỄ LỤC BÌNH VÀ
RỄ DƯƠNG XỈ” Đây là đề tài dựa vào khả năng hấp phụ của rễ lục bình, dương xỉ đã
sơ chế, biến tính nhiệt để xử lý Asen trong nước ngầm đạt tiêu chuẩn TCVN 59441995 đảm bảo hàm lượng Asen trong nước dưới 50ppb.

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

CHƯƠNG II

LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU


II.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM
Hơn 70% diện tích của trái đất được bao phủ bởi nước. Tổng lượng nước trong
thuỷ quyển khoảng 1,386x106 km3, trong đó có khoảng 2,5% là nước ngọt. Trong tổng
số nước ngọt có khoảng 68.7% tồn tại dưới dạng băng tuyết đóng ở hai cực và trên các
ngọn núi. Trong lượng nước ngọt này, 30% thuộc dạng nước ngầm. Theo vị trí, nước
ngầm được phân loại thành nước ngầm nông, nước ngầm trong tầng thổ nhưỡng
(tầng đất tầng canh tác), nước ngầm sâu - trong các tầng chứa nước. Theo áp suất,
nước ngầm không áp và nước ngầm có áp
+ Nước ngầm không áp: thường ở tầng nông, sâu từ 3 -10 m. Loại nước
này thường bị nhiễm bẩn nhiều, trữ lượng ít và phụ thuộc vào mùa trong năm (nước
của các loại giếng đào). Nước ngầm tầng nông được rễ cây hấp thụ rồi thoát hơi qua lá
cây.
+ Nước ngầm thường có áp: thường là nước ngầm trong các tầng giữ
nước có độ sâu trên 20 m. Loại nước ngầm này có chất lượng tốt hơn, trữ lượng phong
phú và ít chịu ảnh hưởng của các mùa trong năm (nước của các loại giếng khoan). (
Giáo trình Ô nhiễm nguồn nước Bộ môn Kỹ thuật môi trường Trang 3)
(Vòng tuần hoàn nước– Wikipedia tiếng Việt.htm )
Trung tâm Học
liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
II.1.1 Vai trò và tầm quan trọng của nước ngầm
a. Vai trò của nước ngầm
Nước ngầm là nguồn nước ngọt quan trọng và cần thiết cho đời sống của con
người.
- Nước ngầm phục vụ cho ăn uống, tắm giặt, sưởi ấm…
- Nước ngầm phục vụ cho công nghiệp
- Nước ngầm chất lượng tốt còn có thể chữa bệnh (nước khoáng thiên nhiên):
đường ruột, bệnh phụ khoa, bệnh ngoài da.

b. Tầm quan trọng của nước ngầm
Ngày nay, trên thế giới, khoảng 60% nước ăn uống, 15% nước sinh hoạt dùng
trong các gia đình và 20% nước tưới lấy từ các nguồn nước ngầm. Tại hầu hết các
vùng khô cằn trên thế giới, trữ lượng nước ngầm là nguồn nước cấp chủ yếu. Ngoài
ra, nó còn cung cấp ít nhất 20% và nhiều khi hơn 30% tổng khối lượng nước sử dụng
ở các nước nông nghiệp. Hiện nay hàng năm người ta khai thác từ 600-700 tỷ mét khối
nước ngầm, nhiều hơn bất kỳ một khoáng sản nào khai thác từ lòng đất.
Trữ lượng nước ngầm của Việt Nam đã được thăm dò khoảng 3.3 tỉ m3 /năm,
phân bố không đều
II.1.2 Thành phần, tính chất hóa học của nước ngầm
a. Thành phần của nước ngầm
Không giống như nước mặt, nguồn nước ngầm ít chịu ảnh hưởng yếu tố tác
động của con người. Chất lượng nước ngầm thường tốt hơn chất lượng nước mặt.
Trong nước ngầm hầu như không có các hạt keo hay các hạt cặn lơ lửng, không chứa
rong tảo, các chỉ tiêu vi sinh trong nước ngầm cũng tốt hơn các chỉ tiêu vi sinh trong
nước bề mặt.
tâmThơ
trong @
nướcTài
ngầm
là các
chấttập
hòa và
tan do
ảnh hưởng
Trung tâm Thành
Học phần
liệuđáng

ĐHquan
Cần
liệu
học
nghiên
cứu
của điều kiện phân tầng, thời tiết mưa nắng, các quá trình phong hóa và sinh hóa trong
khu vực, nhiễm bẩn do tác động của con người (các chất thải của người và động vật,
các chất thải sinh hoạt cũng như việc sử dụng phân bón hóa học...) Tất cả các chất
thải đó theo thời gian ngấm vào nguồn nước, tích tụ dần và dẫn đến ô nhiễm nguồn
nước ngầm.
b. Tính chất hóa học của nước ngầm
Các chỉ tiêu chất lượng nước ngầm là: pH, hàm lượng sắt, hàm lượng mangan,
độ cứng, hàm lượng nitrat, hàm lượng asen…Thành phần hóa học chủ yếu của nước
ngầm là sắt, nó bắt nguồn từ sự hòa tan của các chất khoáng trong đá, đất khác nhau.
Bởi tính đa dạng của khoáng, có sáu ion phổ biến trong tự nhiên. Chúng được xem là
những ion chính nước ngầm bao gồm 3 cation Ca+2, Mg+2, Na+ , và 3 anion HCO3-,
SO42-, Cl-, thường có nồng độ hơn 5mg/l. Các ion có nồng độ nằm khoảng 0.01 đến
10g/m3 gồm K+, Fe+2, Fe+3, F-, NO3 - và CO32-.
Ngoài ra, các ion khác cũng thể hiện diện trong nước ngầm, nhưng dưới điều
kiện tự nhiên những ion này thường hiện diện dưới dạng vết với nồng độ nhỏ hơn


0.1g/m3.Do đó, chúng được gọi là thành phần vết như coban, niken, thuỷ ngân, bạc
platin, đồng, crom và molipden. Trong thành phần nước ngầm thường bị nhiễm các
hợp chất của kim loại nặng ở dạng hoà tan như: Fe(OH)2 ; Fe(HCO3)2 ; Mn(HCO3)2 ...
và các cặn lơ lửng. Nước ngầm bị nhiễm sắt có các đặc điểm mùi tanh.
Các nguyên tố kim loại nặng như: Asen ,chì, cadmium và thuỷ ngân trong tầng
nước này phải thấp hơn giới hạn cho phép trong TCVN về chất lượng nước ngầm
(TCVN 5944-1995: 50µg/l). Hiện nay, tình trạng ô nhiễm nước ngầm bởi một số thành

phần như nitơ, sắt, mangan, asen, vi sinh... đang báo động

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu


Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

II.1.3 Những vấn đề thường ảnh hưởng đến chất lượng nước ngầm


Bảng 2.1. Các vấn đề ảnh hưởng đến chất lượng nước ngầm
VẤN ĐỀ
Hệ thống vệ
sinh trong
nhà không
được nối với
cống rảnh
Sự sa lắng
của Acid
Các hóa chất
nông nghiệp
trong trồng
trọt
Độ mặn từ
tưới tiêu

NGUYÊN NHÂN

TÁC ĐỘNG

Ảnh hưởng trực tiếp của hệ thống vệ sinh như
bể tự hoại, hố xí… và cả nguồn thải từ sinh
hoạt và chăn nuôi

Xảy ra ở tầng nước
ngầm nông

Phụ thuộc vào tính acid của đất đá, sinh vật
đất và nguồn bên ngoài ( khí quyển, tác động
của con người) và khả năng làm suy yếu tính
acid của đất.

Làm tăng khả năng
hòa tan của một số
ion trong hệ thống
phân phối nước do
Ph giảm.

Sự rò rỉ thuốc trừ sâu , thuốc diệt côn trùng
gốc chlorine hữu cơ …

Nước ngầm tầng
nông trở nên độc
hại và có tác động
lâu dài

Sự tưới tiêu quá mức, quá trình bốc hơi nước,
sự rò rỉ muối, sự hòa tan muối , khoáng có
trong đất

Tăng độ mặncủa
nước ngầm

cùng với nước thấm lậu xuống tầng nước
ngầm

mầm bệnh, hóa chất
có trong nước thải
thấm lậu

Việc chôn lấp rác, hình thức cách ly không
đúng sẽ gây ra hiện tượng rò rỉ làm ô nhiễm
nước ngầm.

Nước ngầm nhiễm
hóa chất độc hại,
kim loại nặng....

Sự rơi đổ do sai lầm trong vận hành, sự rò rĩ
do xói mòn hoặc lỗi trong kết cấu đường ống
hay bể chứa

Nước ngầm ô
nhiễm dạng điểm
hoặc mở rộng hơn.

Trung tâm
Học liệuCác
ĐH
Cần Thơ @ Tài liệu học tập

vàngầm
nghiên
Sử dụng
Nước
mang cứu
mầm bệnh trong nước thải xâm nhập
nước thải đô
thị cho việc
tưới
Sự thải bỏ
rác công
nghiệp và đô
thị

Tai nạn và
sự rò rỉ

(Arsenic in drinking water. Fact Sheet No 210 February 1999. Tài liệu của WHO (Tổ
chức Y tế Thế giới) trên Intemet).
(Giáo trình Ô nhiễm nguồn nước.Trần Khưu tiến- Khoa Môi Trường & TNTN Đại học Cần
Thơ)


II.2 ASEN TRONG NƯỚC NGẦM
II.2.1 Asen là gì?
Asen còn gọi là thạch tín, là một chất độc. Asen là nguyên tố số 33 lượng bảng
tuần hoàn Men-đê-lê-ép, tên Anh là Arsenic (thường gọi là Asen). Nguyên tố Asen có
kí hiệu là As. Asen là một thành phần tự nhiên của vỏ Trái Đất, khoảng 1 -2mg As/kg.
Một số quặng chứa nhiều asen như là pyrit, manhezit, ... Trong các quặng này, asen
tồn tại ở dạng hợp chất với lưu huỳnh rất khó tan trong nước. Đã thấy một số mẫu

quặng chứa asen cao 10 - 1000 mg As/kg hoặc hơn
Asen tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau.

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Hình 2.1. Asen xám và Asen đen

Hình 2.2. Di Asen trioxit và Asen vàng
Asen được sử dụng nhiều trong công nghiệp và được sử dụng trong thuốc trừ
sâu, chất phụ gia trong thức ăn gia súc và trong các dược phẩm, nên Asen thường có
trong rau quả, thực phẩm, trong cơ thể động vật và người với nồng độ rất nhỏ (vi
lượng).
Ở mức độ bình thường:


- Nước tiểu chứa 0.005-0.04 mg As/L.
- Tóc chứa 0.08-0.25 mg As/kg.
- Móng tay, móng chân chứa 0.43-1.08 mg As/kg.
(Bàn về phương pháp xử lý asen [Lưu Trữ] - Diễn Đàn Công Nghệ Hóa
Học.htm)
II.2.2. Nguồn gốc
Asen có trong tất cả đá, đất, các trầm tích (sediment) được hình thành từ nhiều
ngàn năm trước, với các nồng độ khác nhau. Trong những điều kiện nhất định nó có
thể tan vào trong nước, điều này xảy ra ở các vùng châu thổ rộng lớn, ở chỗ trũng
trong nội địa, gần các mỏ, gần các nguồn địa nhiệt (geothermal sources);
- Nguồn gốc thiên nhiên: Asen phát tán vào môi trường thiên nhiên do các quá
trình phong hóa và phân rã các chất hữu cơ và vô cơ
- Nguồn gốc nhân tạo: Asen được phát tán thông qua các quá trình sản xuất
công nghiệp như:
o Lọc dầu, luyện kim, dược phẩm, hóa chất, ...
o Đốt nhiên liệu hóa thạch, đốt chất thải; ...

Trung tâm Học
liệu ĐH
Cần
@đào
Tàivàliệu
họckhông
tập đạt
và tiêu
nghiên
cứu
o Những
khu vực
dânThơ
tự động
lấp giếng
chuẩn kỹ
thuật khiến chất bẩn độc hại thấm sâu xuống mạch nước ngầm.
(Bàn về phương pháp xử lý asen [Lưu Trữ] - Diễn Đàn Công Nghệ Hóa
Học.htm)
(vi.wikipedia.org/wiki/Asen)


II.2.3. Tính chất hóa học
Bảng 2.2.Tính chất nguyên tử, vật lý và một số thông tin khác của nguyên tử
Asen

Trung

TÍNH CHẤT

TÍNH CHẤT VẬT LÝ
THÔNG TIN KHÁC
NGUYÊN TỬ
Khối lượng
74,92160 Trạng thái
Bán kính
Độ âm
2.18 (thang
nguyên tử
(2) đ.v.
vật chất
cộng hoá trị
điện
Pauling)
Bán kính
Điểm
Bán kính
Nhiệt
328.88
115 (114)
J/(kg·K)
nguyên tử
pm
nóng chảy
van der
dung
(calc.)
Waals
riêng
Bán kính

119 pm
Điểm sôi
Cấu hình
Độ dẫn 3x106 /Ω·m
cộng hoá trị
electron
điện
Bán kính van
185 pm
Trạng thái e trên mức
Độ dẫn 50.2 W/(m·K)
der Waals
trật tự từ năng lượng
nhiệt
10
Cấu hình
[Ar]3d 4s Thể tích
Trạng thái
Năng
1. 947 kJ/mol
2
3
electron
4p
phân tử
ôxi hóa
lượng ion 2.1.798 kJ/mol
(Ôxít)
hóa
3.2.745 kJ/mol

tâm
Học
ĐH
Thơ
Tàitrúc
liệu học tập và nghiên cứu
e trên
mức liệu
2, 8,
18, Cần
5 Nhiệt
bay @ Cấu
năng lượng
hơi
tinh thể
[1]
Trạng thái
Nhiệt
(xám) 24.44
5, 3, 1 , ôxi hóa
nóng chảy
3 (axít
kJ/mol
(Ôxít)
nhẹ)
Cấu trúc tinh
Khối
Áp suất
100 k Pa tại
thể

lượng
hơi
874 K
nguyên tử
Tồn tại trong tự nhiên thường ở dạng As(III) và As(V). As tham gia phản
ứng với oxy trở thành dạng As2O3 rồi sau đó là As2O5.
Nếu trong môi trường yếm khí thì As(V) sẽ bị khử về trạng thái As(III).
4As + 3O2
= 2As2O3
As2O3 + O2
= As2O5
4As
4As

+ 5O2(g) → As4O10(s)
+ 3O2(g) → As4O6(s)


As tham gia phản ứng với tất cả các halogen trong môi trường acid.
2As + 3Cl2 = 2AsCl3
AsCL3 + Cl2 = AsCl5
2As +3F2
= 2AsF3
2As
2As
2As

+ 5F2 → 2 AsF5
+ 3Br2 → 2AsBr3 [vàng phale]
→ 2AsI3 [đỏ]

+ 3I2

Oxit của As với số oxi hóa +3:
Ở trạng thái khí tồn tại dưới dạng phân tử kép As4O6.
Ở trạng thái rắn, các oxit của As (III) có màu trắng
Asen (III) oxit tan dễ dàng trong dung dịch kiềm tạo thành muối asenit và
hiddroxoasenit thể hiện tính khử khi tác dụng với O3, H2O2, FeCl3, K2Cr2O7, HNO3,
trong đó nó bị oxi hóa đến ion AsO433As4O6 +
14H2O
+
8HNO3
=
12 H3AsO4 + 8NO
As4O6 +
6H2O

4 H3AsO3
As4O6 +
4NaOH
+
6H2O =4Na[Sb(OH)4]
Hợp chất Hidrua của Asenic: AsH3 có mùi tỏi, rất độc
Mộtliệu
số đặcĐH
điểmCần
của các
hidrua
Trung Bảng
tâm2.3.
Học

Thơ
@Asen
Tài liệu học

tập và nghiên cứu

Độ dài liên kết E-H, A0

1.52

Năng lượng liên kết, k J/mol

281.

Góc HEH

920

Moment lưỡng cực, D

0.22

Nhiệt độ nóng chảy,0C

-116

Nhiệt độ sôi, 0C

-62
0

Nhiệt độ tạo thành  , k J/mol

+67

AsH3 ( Asin) tương đối bền( phân hủy ở 3000C), là hợp chất thu nhiệt mạnh, dễ
phân hủy khi đun nóng tạo nên trên thành bình kết tủa màu đen lấp lánh như gương.
AsH3 là chất khử mạnh, chúng khử được các muối kim loại như Cu, Ag đến
kim loại