Luận Văn Thạc Sĩ Hóa Học Xác Định Hàm Lượng Các Nguyên Tố As(III), As(V), Sb(III), Sb(V) Và Một Số Chỉ Tiêu Hóa Lý Trong Mẫu Nước Sinh Hoạt Ở Huyện Krông Pắk

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT



XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CÁC NGUYÊN TỐ As(III), As(V), Sb(III),
Sb(V) VÀ MỘT SỐ CHỈ TIÊU HÓA LÝ TRONG MẪU NƯỚC SINH
HOẠT Ở HUYỆN KRÔNG PẮK TỈNH ĐẮK LẮK
BẰNG PHƯƠNG PHÁP KÍCH HOẠT NƠTRON
VÀ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP HỖ TRỢ

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

ÑAØ LAÏT – 2009

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO


TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT

XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CÁC NGUYÊN TỐ As(III), As(V),
Sb(III), Sb(V) VÀ MỘT SỐ CHỈ TIÊU HÓA LÝ TRONG
MẪU NƯỚC SINH HOẠT Ở HUYỆN KRÔNG PẮK
TỈNH ĐẮK LẮK BẰNG PHƯƠNG PHÁP KÍCH HOẠT
NƠTRON VÀ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP HỖ TRỢ

Chuyên ngành: HÓA PHÂN TÍCH
Mã số: 604429

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC TUẤN

Đà Lạt, 2009

Trang 1

Lời cảm ơn!
Để hoàn thành được luận văn này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và
sâu sắc đến:


- Thầy giáo hướng dẫn- PGS.TS Nguyễn Ngọc Tuấn, cán bộ hướng dẫn khoa
học, đã giao đề tài và tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi trong suốt q trình thực hiện
và hồn thành luận văn.
- Ban lãnh đạo Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt, chú Nguyễn Giằng, các cơ
chú thuộc Trung tâm Phân tích viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt đã tạo mọi điều
kiện thuận lợi và giúp đỡ cho tơi trong q trình học tập cũng như trong suốt q
trình thực hiện luận văn.
- Ban giám hiệu trường đại học Đà Lạt, Ban chủ nhiệm Khoa sau đại học,
q Thầy Cơ trong hội đồng đào tạo cao học chun ngành hố phân tích trường
đại học Đà Lạt đã tận tình truyền đạt cho tơi những kiến thức q báu trong suốt
thời gian học tập.
- Tơi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, những người ln động viên
khích lệ và giúp đỡ tơi trong q trình học tập và hồn thành luận văn.

Luận văn thạc só Hóa học

Trang 2

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của tơi dưới sự hướng
dẫn của PSG.TS Nguyễn Ngọc Tuấn.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa được ai
cơng bố trong bất kỳ cơng trình nghiên cứu nào khác.

Trương Đức Toàn – Luận văn thạc só Hóa học

Trang 3
DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT
ICP-AES

Inductively Couple Plasma – Emission Atomic Spectrometry

ICP – MS Inductively Coupled Plasma Mass Spectroscopy
HG-AAS

HydrideGenerator- Atomic Absorption Spectrophotrometry

GF- AAS

Graphite Furnace - Atomic Absorption Spectrophotrometry

CV-AAS

Cold Vapour - Absorption Spectrophotrometry


F-AAS

Flame Atomic Absorption Spectrophotrometry

NAA

Neutron Activation Analysis

INAA

Instrucment Neutron Activation Analysis

RNAA

Radiochemical Neutron Activation Analysis

DBDTC

Dibenzyldithiocacbamate

WHO

Wolrd Health Organization

ppm

Part per million

ppb

Part per billion

Trương Đức Toàn – Luận văn thạc só Hóa học

Trang 1

DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU VÀ BIỂU ĐỒ
1. Các bảng số liệu.
Bảng 1: Một số thơng số hạt nhân của đồng vị

As và 122Sb

76

Bảng 2: Giới hạn phát hiện ước lượng của INAA của một số ngun tố trong điều
Bảng 3: Giới hạn phát hiện của ngun tố As ứng với thời gian chiếu và thời gian
đợi khác nhau
Bảng 4: Giới hạn phát hiện của ngun tố Sb ứng với thời gian chiếu và thời gian


Bảng 5: Số liệu hạt nhân và điều kiện phân tích kích hoạt nơtron cho các ngun tố
As và Sb
Bảng 6: Ảnh hưởng của mơi trường axít HNO3 đến q trình trình kết tủa As(III)
bằng DBDTC
Bảng 7: Ảnh hưởng của mơi trường KI đến q trình khử As(V) về As(III).
Bảng 8: Ảnh hưởng của mơi trường Na2S2O3 đến q trình khử As(V) về As(III).
Bảng 9: Ảnh hưởng của mơi trường KI+ Na2S2O3 trong q trình khử As(V) về
As(III).
Bảng 10: Ảnh hưởng của mơi trường NaBH4 trong q trình khử As(V) về As(III).
Bảng 11: Ảnh hưởng của mơi trường pH để để hấp phụ Sb(III) bằng MgO
Đồ thị 2: Ảnh hưởng của mơi trường pH đến q trình hấp phụ Sb(III) bằng MgO

Bảng 12: Ảnh hưởng của mơi trường KI trong q trình khử Sb(V) về Sb(III).
Bảng 13: Ảnh hưởng của mơi trường Na2S2O3 trong q trình khử Sb(V)về Sb(III)
Bảng 14: Ảnh hưởng của mơi trường KI+ Na2S2O3 trong q trình khử Sb(V) về
Sb(III).
Bảng 15: Ảnh hưởng của mơi trường NaBH4 trong q trình khử Sb(V) về Sb(III).
Bảng 16: So sánh giá trị phân tích và giá trị thực trong các mẫu chuẩn, được pha từ
Bảng 17: Độ sâu của các giếng lấy mẫu
Bảng 18: Hàm lượng As(III) trong các mẫu nước
Bảng 19: Hàm lượng As(V) trong các mẫu nước giếng
mưa

Trương Đức Toàn – Luận văn thạc só Hóa học

Trang 2
Bảng 20: Hàm lượng Sb(III) trong các mẫu nước
Bảng 21: Hàm lượng Sb(V) trong các mẫu nước.
Bảng 22: Độ pH trong các mẫu nước
Bảng 23: Coliform tổng trong các mẫu nước giếng

2. Các biểu đồ
Biểu đồ 1: So sánh hiệu suất khử As(V) về As(III) bằng các hệ khử khác nhau
Biểu đồ 2: So sánh hiệu suất khử Sb(V) về Sb(III) bằng các hệ khử khác nhau
Biểu đồ 3: Hàm lượng As(III) trong các mẫu nước vào mùa khơ
Biểu đồ 4: Hàm lượng As(III) trong các mẫu nước vào mùa mưa
Biểu đồ 5: So sánh hàm lượng As(III) giữa các giếng trên các nền đất khác nhau


Biểu đồ 6: Hàm lượng As(V) trong các mẫu nước mùa khơ
Biểu đồ 7: Hàm lượng As(V) trong các mẫu nước mùa mưa
Biểu đồ 8: So Sánh hàm lượng As(V) giữa các giếng trên các nền đất khác nhau

Biểu đồ 9: So sánh hàm lượng As(III), As(V) và As tổng trong các mẫu nước mùa
khơ
Biểu đồ 10: So sánh hàm lượng As(III), As(V) và As tổng trong các mẫu nước mùa
mưa
Biểu đồ 11: Hàm lượng Sb(III) trong các mẫu nước vào mùa khơ
Biểu đồ 12: Hàm lượng Sb(III) trong các mẫu nước vào mùa mưa
Biểu đồ 13: So sánh hàm lượng Sb(III) giữa các giếng trên các nền đất khác nhau
Biểu đồ 14: Hàm lượng Sb(V) trong các mẫu nước vào mùa khơ
Biểu đồ 15: Hàm lượng Sb(V) trong các mẫu nước vào mùa mưa
Biểu đồ 16: So sánh hàm lượng Sb(V) giữa các nhóm giếng trên các nền đất khác
nhau
Biểu đồ 17: So sánh hàm lượng Sb(III), Sb(V) và Sb tổng trong các mẫu nước mùa
khơ
Biểu đồ 18: So sánh hàm lượng Sb(III), Sb(V) và Sb tổng trong các mẫu nước mùa
mưa
Biểu đồ 19: So sánh độ pH trong các mẫu nước giếng

Trương Đức Toàn – Luận văn thạc só Hóa học

Trang 3
Biểu đồ 20: So sánh độ pH các mẫu nước giếng theo các nhóm đất khác nhau
Biểu đồ 21: So sánh Coliforms tổng trong các mẫu nước giếng giữa 2 mùa
Biểu đồ 22: So sánh Coliforms tổng trong các mẫu nước giếng trên các nền đất khác
nhau.

3. Các đồ thị và hình vẽ.
Đồ thị 1: Ảnh hưởng của mơi trường axít HNO3 đến q trình trình kết tủa As(III)
bằng DBDTC
Đồ thị 2: Ảnh hưởng của mơi trường pH đến q trình hấp phụ Sb(III) bằng MgO
Hình 1: Sơ đồ thực hiện phương pháp tách và làm giàu trong q trình phân tích

Hình 2: Sơ đồ phân tích As(III) và As(V) trong mẫu nước
Hình 3: Sơ đồ phân tích Sb(III) và Sb(V) trong mẫu nước


Trương Đức Toàn – Luận văn thạc só Hóa học

Trang 1

Mục lục
Trang
Mở đầu................................................................................................................
1

Phần 1. Tổng quan .........................................................................................

3

1.1. Một số đặc điểm ở khu vực nghiên cứu ............................................................

3

1.1.1. Vị trí địa lý ....................................................................................................

3

1.1.2. Đặc điểm tự nhiên.........................................................................................

3

1.1.2.1. Nguồn gốc địa chất ....................................................................................

3

1.1.2.2. Địa hình .....................................................................................................

3

1.1.2.3 Khí hậu ........................................................................................................

4

1.1.3. Tình hình dân cư............................................................................................

4

1.2. Một số thơng tin chung về nước........................................................................

4


1.2.1. Nước trên trái đất...........................................................................................

4

1.2.2. Nguồn nước ngọt trên thế giới ......................................................................

5

1.2.3. Nước sinh hoạt...............................................................................................

6

1.2.3.1. Định nghĩa và tiêu chuẩn nước sạch ............................................................

6

1.2.3.2. Các ngun nhân ảnh hưởng đến chất lượng nước. .....................................

7

1.2.3.3. Nước giếng bị ơ nhiễm và nguy cơ..............................................................

7

1. pH và ảnh hưởng .................................................................................................

8

2. Coliform .............................................................................................................

9

1.3. Sơ lược về asen.................................................................................................

9

1.3.1. Sự phân bố của asen ......................................................................................

9

1.3.1.1. Nguồn gốc ................................................................................................

10

1.3.1.2. Các q trình sinh-địa-hóa ........................................................................

10

1.3.2. Tính chất vật lý của asen..............................................................................

11

1.3.3. Tính chất hóa học asen................................................................................

11

1.3.3.1. Các hợp chất của Asen(III) .......................................................................

12

1.3.3.2. Các hợp chất của Asen(V) ........................................................................

12

1.3.4. Con đường xâm nhập trong nước .................................................................

12

Trương Đức Toàn – Luận văn thạc só Hóa học

Trang 2
1.3.5. Cơ chế xâm nhập của asen ...........................................................................

12

1.3.6. Ảnh hưởng của asen.....................................................................................

13

1.3.6.1. Tiêu chuẩn về asen....................................................................................

13

1.3.6.2. Ảnh hưởng của Asen đối với sức khỏe con người .....................................

14

1.3.6.3. Vai trò của Asen .......................................................................................

16

1.4. Sơ lược về antimony......................................................................................

16

1.4.1. Giới thiệu chung về antimony.....................................................................

16

1.4.2. Tính chất lý hóa của antimony .....................................................................

16

1.4.2.1. Tính chất vật lý của antimon .....................................................................

16

1.4.2.2. Tính chất hóa học của antimon..................................................................

17

1.4.2.3. Các hợp chất của antimon và tích chất của chúng.....................................

18

1.4.4. Sự phân bố của antimon trong mơi trường ...................................................

19

1.4.5. Sự phân bố Sb trong đất...............................................................................

19

1.4.6. Sự phân bố Sb trong nước............................................................................

19


1.4.7. Sự phân bố Sb trong khơng khí ....................................................................

20

1.4.8. Sự phân bố, động học trao đổi chất ở động vật và con người........................

20

1.4.9. Ứng dụng, tác hại của antimon và các hợp chất của nó ................................

20

1.4.9.1. Ứng dụng..................................................................................................

20

1.4.9.2. Tác hại của antimon ..................................................................................

21

1.5. Đại cương về phương pháp tách và làm giàu ứng dụng trong phân tích...........

22

1.5.1. Ngun lý của phương pháp tách và làm giàu .............................................

22

1.5.2. Tách làm giàu bằng phương pháp đồng kết tủa ............................................

22

1.6. Sơ lược về các phương pháp phân tích asen, antimon .....................................

23

1.6.1. Phương pháp phân tích trọng lượng .............................................................

23

1.6.2. Phương pháp chuẩn độ.................................................................................

24

1.6.3. Phương pháp trắc quang so màu24.
1.6.4. Phương pháp quang phổ hấp thụ ngun tử..................................................

25

Trương Đức Toàn – Luận văn thạc só Hóa học

Trang 3

Phần 2. Phương pháp nghiên cứu ..........................................................

27

2.1. Phương pháp kích hoạt nơtron ........................................................................

27

2.1.1. Ngun lý của phương pháp kích hoạt .........................................................

27

2.1.2. Phương trình kích hoạt nơtron .....................................................................

27

2.1.3. Độ nhạy có thể có của NAA ........................................................................

31

2.2. Các kỹ thuật phân tích kích hoạt nơtron ..........................................................

31

2.2.1. Phân tích kích hoạt nơtron dụng cụ ..............................................................

32

2.2.2. Phân tích kích hoạt nơtron có xử lý hố .......................................................

32

2.2.2.1. Tách trước ................................................................................................

33

2.2.2.2. Tách sau...................................................................................................

33

2.2.2.3. Hiệu suất tách hóa (H) ..............................................................................

34

2.3. Các ngun nhân gây ra sai số trong q trình phân tích kích hoạt..................

35

2.3.1. Sai số trong q trình tách hố ....................................................................

35

2.3.2. Sai số gây ra từ sự sai khác của hình học đo mẫu ........................................

35

2.3.3. Sai số từ q trình chiếu mẫu ......................................................................

35


2.3.4. Sai số tương đối của số đếm từ hệ đo mẫu ...................................................

37

2.4. Phương pháp định lượng trong phân tích kích hoạt .........................................

38

2.4.1. Phương pháp tuyệt đối .................................................................................

38

2.4.2. Phương pháp tương đối................................................................................

39

2.5. Ứng dụng của phương pháp phân tích kích hoạt .............................................

40

Phần 3: Thực nghiệm ..................................................................................

41

3.1. Máy móc, thiết bị, dụng cụ và hố chất...........................................................

41

3.1.1. Máy móc, thiết bị.........................................................................................

41

3.1.2. Dụng cụ, hóa chất ........................................................................................

42

3.2. Khảo sát giới hạn phát hiện của phương pháp khi xác định các ion As và Sb .. 44
3.2.1. Độ nhạy của thiết bị đối với việc xác định As và Sb ....................................

45

3.2.2. Điều chế các đồng vị As(III), As(V), Sb(III) và Sb(V)................................

47

Trương Đức Toàn – Luận văn thạc só Hóa học

Trang 4
3.3. Khảo sát điều kiện tối ưu để thiết lập quy trình phân tích As(III) và As(V)..... 47
3.3.1. Khảo sát điều kiện tối ưu khi phân tích As(III) và As(V) .............................

47

3.3.1.1. Khảo sát mơi trường HNO3 khi kết tủa As(III) bằng DBDTC....................

47

3.3.1.2. Khảo sát khả năng khử của các chất khử và các hệ khử khác nhau ............

48

3.3.1.2.1. Khảo sát mơi trường KI trong q trình khử As(V) về As(III)................

48

3.3.1.2.2. Khảo sát mơi trường Na2S2O3 trong q trình khử As(V) về As(III). .....

48

3.3.1.2.3. Khảo sát mơi trường KI+ Na2S2O3 trong q trình khử As(V) về As(III).49
3.3.1.2.4. Khảo sát mơi trường NaBH4 trong q trình khử As(V) về As(III).........

49

3.3.2. Nhận xét ......................................................................................................

50

3.4.1. Khảo sát điều kiện tối ưu để phân tích Sb(III) và Sb(V) ...............................

51

3.4.1.1. Khảo sát mơi trường pH để để hấp thụ Sb(III) bằng MgO.........................

51

3.4.1.2. Khảo sát khả năng khử của các chất khử và các hệ khử khác nhau ............

52

3.4.1.2.1. Khảo sát mơi trường KI trong q trình khử Sb(V) về Sb(III). ...............

52

3.4.1.2.2. Khảo sát mơi trường Na2S2O3 trong q trình khử Sb(V)về Sb(III)........

52

3.4.1.2.3. Khảo sát mơi trường KI+Na2S2O3 trong q trình khử Sb(V) về Sb(III). 53


3.4.1.2.4. Khảo sát mơi trường NaBH4 trong q trình khử Sb(V) về Sb(III). ........

54

3.4.2. Nhận xét ......................................................................................................

54

3.5. Quy trình phân tích As(III) và As(V), Sb(III) và Sb(V)..................................

55

3.5.1. Quy trình phân tích As(III) và As(V) ...........................................................

55

3.5.2. Quy trình phân tích Sb(III) và Sb(V)...........................................................

57

3.6. Đánh giá độ chính xác của phương pháp........................................................

58

3.7. Phân tích mẫu thực tế......................................................................................

59

3.7.1. Thu thập mẫu và xử lý mẫu..........................................................................

59

3.7.1.1. u cầu của việc thu thập mẫu..................................................................

59

3.7.1.2. Phương pháp lấy mẫu ...............................................................................

60

3.7.2. Độ sâu của giếng lấy mẫu. ...........................................................................

61

3.7.3. Xử lý số liệu ................................................................................................

62

3.8. Kết quả phân tích hàm lượng As(III) trong các mẫu nước...............................

63

Trương Đức Toàn – Luận văn thạc só Hóa học

Trang 5
3.8.1. Hàm lượng As(III) trong các mẫu nước giếng được thu thập tại các xã thuộc
huyện Krơng Pắk. ..................................................................................................

63

3.8.2. Hàm lượng As(V) trong các mẫu nước giếng được thu thập tại huyện Krơng
Pắk được trình bày tại bảng 19. .............................................................................

67

3.8.3. Hàm lượng As(III), As(V) và As tổng trong các mẫu nước giữa 2 mùa.......

70

3.8.4. Hàm lượng Sb(III) trong các mẫu nước giếng được thu thập tại các xã của
huyện Krơng Pắk được trình bày ở bảng 20. ..........................................................

71

3.8.5. Hàm lượng Sb(V) trong các mẫu nước giếng tại các giếng của huyện Krơng
Pắk được trình bày ở bảng 21. ...............................................................................

74

3.8.6. Hàm lượng Sb(III), Sb(V) và Sb tổng trong các mẫu nước giữa 2 mùa. .......

78

3.8.7. Kết quả xác định độ pH trong các mẫu nước giếng được thu thập tại huyện
Krơng Pắk được trình bày ở bảng 22. ....................................................................

79

3.8.8 Coliform trong các mẫu nước giếng được thu thập tại huyện Krơng Pắk được
trình bày ở bảng 23...............................................................................................

82

Phần 4. Kết luận............................................................................................

86

Tài liệu tham khảo .......................................................................................

88


Trương Đức Toàn – Luận văn thạc só Hóa học

Trang 1

Mở đầu
Nước là tài ngun thiên nhiên vơ cùng q giá, khơng có nước thì khơng có
sự sống. Đối với con người, dù ở nơi này hoặc nơi khác, dù hơm nay hay hơm qua,
khơng có một yếu tố nào quan trọng hơn là nước. Chúng ta có thể khó khăn do thiếu
năng lượng, vận tải, chỗ ở, thậm chí cả thức ăn... nhưng khơng thể tồn tại được nếu
khơng có nước.
Trong những năm gần đây, nhiều nguồn nước sinh hoạt ngày càng bị ơ
nhiễm nặng. Con người là ngun nhân gây ra nhiều tác động tiêu cực đến nguồn
nước, do hoạt động của con người làm các nguồn nước bị ơ nhiễm, suy thối, ảnh
hưởng đến khả năng sử dụng, đe dọa sức khỏe con người và chức năng của hệ sinh
thái.

Một báo cáo tồn cầu mới được Tổ chức Y tế thế giới (WHO) cơng bố cho
thấy, mỗi năm Việt Nam có hơn 20.000 người tử vong do điều kiện thiếu nước sạch
và vệ sinh nghèo nàn và thấp kém. Theo thống kê của Bộ Y tế, hơn 80% các bệnh
truyền nhiễm ở nước ta liên quan đến nguồn nước. Người dân ở cả nơng thơn và
thành thị đang phải đối mặt với nguy cơ mắc bệnh do mơi trường nước đang ngày
một ơ nhiễm trầm trọng.
Dân cư ở các vùng nơng thơn của nước ta sử dụng nước giếng đào và giếng


khoan để sinh hoạt là chính. Trong một số trường hợp, ví dụ ở một số làng xã thuộc
huyện Krơng Pắc – tỉnh Đắklắk, người dân khi sử dụng nguồn nước này thường có
các triệu chứng như ngứa, gây mụn nước, nhiều người nhạy cảm có thể bị lở lt…
Chính vì vậy trong luận văn này, chúng tơi tiến hành nghiên cứu xác định
pH, coliform và hàm lượng As(III), As(V), Sb(III) và Sb(V) trong các mẫu nước
sinh hoạt thuộc huyện Krơng Pắk – tỉnh Đắk Lắk, nhằm đánh giá hàm lượng các
ngun tố này trong các mẫu nước được thu thập và đánh giá sơ bộ chất lượng nước
sinh hoạt ở khu vực nghiên cứu.
Có rất nhiều phương pháp đã được sử dụng để phân tích hàm lượng As(III),
As(V), Sb(III) và Sb(V). Tuy nhiên, hàm lượng của các ngun tố này trong mẫu
nuớc thường là rất nhỏ; trong khi đó, phương pháp kích hoạt nơtron được ghi nhận

Trương Đức Toàn – Luận văn thạc só Hóa học

Trang 2
là một trong các phương pháp có độ nhạy, độ chính xác cao. Vì vậy, chúng tơi lựa
chọn phương pháp kích hoạt nơtron – phương pháp đang được áp dụng tại viện
nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt là phương pháp phân tích để xác định hàm lượng
As(III), As(V), Sb(III) và Sb(V) trong một số mẫu nuớc được thu thập.
Đề tài luận văn “Xác định hàm lượng các ngun tố As(III), As(V), Sb(III),
Sb(V) và một số chỉ tiêu hóa lý trong mẫu nước sinh hoạt ở huyện Krơng Pắk-Tỉnh

Đắk Lắk bằng phương pháp kích hoạt nơtron có xử lý hóa (RNAA)”, gồm những
nội dung chính như sau:
1. Xác định độ nhạy của phương pháp phân tích.
2. Khảo sát các điều kiện tối ưu để đưa ra quy trình phân tích As(III), As(V),
Sb(III) và Sb(V).
3. Đánh giá độ chính xác của phương pháp thơng qua việc phân tích các mẫu
chuẩn đa ngun tố.
4. Áp dụng quy trình phân tích đã đưa ra để phân tích một số mẫu nuớc.
5. So sánh kết quả phân tích với các tiêu chuẩn quy định trong nước, và một
số kết quả trong các cơng trình đã cơng bố.
Do kinh nghiệm về lĩnh vực này chưa nhiều, nên trong q trình nghiên cứu
và trình bày luận văn có thể còn nhiều thiếu sót, rất mong nhận được sự đóng góp ý
kiến của Q Thầy, Cơ cùng các bạn đồng nghiệp.


Tác giả

Trương Đức Toàn – Luận văn thạc só Hóa học

Trang 3

Phần 1. Tổng quan
1.1. Một số đặc điểm ở khu vực nghiên cứu [1]
1.1.1. Vị trí địa lý
Huyện Krơng Pắk cách trung tâm thành phố Bn Ma Thuột (Đắk Lắk)
15km về phía Đơng. Trung tâm huyện là thị trấn Phước An; huyện Krơng Pắk nằm
dọc theo Quốc lộ 26 với diện tích tự nhiên là 623 km2, chiếm 13,6% diện tích tự
nhiên tồn tỉnh với tọa độ địa lý như sau:
Phía Tây giáp Bn Ma Thuột, phía Tây-Bắc Giáp huyện Cư Mgar, phía Bắc
giáp huyện Bn Hồ, phía Đơng giáp huyện ÊaKar, phía Đơng Nam giáp huyện

Krơng Bơng.

1.1.2. Đặc điểm tự nhiên
1.1.2.1. Nguồn gốc địa chất
Đất huyện Krơng Pắk có nguồn gốc chủ yếu là trầm tích phun trào bazan
gồm bazan Ferralson, bazan Phaeozems. Đất hình thành từ phun trào này thường
nặng, màu đỏ hoặc màu thẫm.

1.1.2.2. Địa hình
Huyện Krơng Pắk nằm ở phía Đơng-Nam của tỉnh, giữa cao ngun Bn
Ma Thuột và dãy núi cao Chư Yang Sin; độ cao trung bình khoảng 400-500m so với
mực nước biển. Đây là thung lũng của lưu vực sơng Srêpơk hình thành các vùng
bằng trũng chạy theo các con sơng Krơng Pắc, Krơng Ana với cánh đồng Lắk -


Krơng Ana rộng khoảng 20.000 ha. Đây là vùng trũng bị lũ lụt vào các tháng 9,
tháng 10 hàng năm. Địa hình thoải theo hướng Tây Bắc - Đơng Nam, có đồng bằng
phù sa tốt.
Krơng Pắk là phụ lưu sơng Krơng Ana, bắt nguồn từ sườn bắc của dãy núi
Ca Đung có độ cao 1.978 m, chảy theo hướng Đơng Nam - Tây Bắc rồi chuyển
hướng Đơng Bắc - Tây Nam, nhập vào sơng Krơng Ana ở bờ phải, dài 74 km. Diện
tích lưu vực 692 km2; độ cao trung bình 622 m; độ dốc trung bình 16,6%; mật độ

Trương Đức Toàn – Luận văn thạc só Hóa học

Trang 4
sơng suối trung bình 0,69 km/km2. Tổng lượng nước 0,46 km3 ứng với lưu lượng
nước trung bình năm là 14,3 m3/s và mơđun dòng chảy năm là 20,5 l/s.km2

1.1.2.3 Khí hậu

Nhìn chung đặc điểm khí hậu vừa bị chi phối của khí hậu nhiệt đới gió mùa,
vừa mang tính chất khí hậu cao ngun với nhiệt độ ơn hồ gần như quanh năm.
Nhiệt độ trung bình hàng năm là 24oC; tháng nóng nhất và lạnh nhất chênh lệch
nhau chỉ hơn 5 độ. Khí hậu này đã tạo ra các vùng sinh thái nơng nghiệp thích hợp
với nhiều loại cây trồng, nhất là các loại cây cơng nghiệp dài ngày có giá trị kinh tế
cao như cà phê, tiêu, cao su, điều, bơng vải…

1.1.3. Tình hình dân cư
Dân số của huyện tính đến ngày 30 tháng 9 năm 2008 là 215.000 người sống
tập trung ở 259 thơn, bn thuộc 16 xã, thị trấn. Thị trấn (Phước An, huyện lị), 15
xã (Krơng Bút, Êa Kly, Êa Kênh, Êa Phê, Êa Knuếc, Êa ng, Hồ An, Êa Kuăng,
Hồ Đơng, Êa Hiu, Hồ Tiến, Tân tiến, Vụ Bổn, Êa Uy, Êa Yiêng). Dân cư sống tập
trung chủ yếu dọc theo quốc lộ 26. Gồm các dân tộc: Ê Đê, Kinh, Gia Rai.

1.2. Một số thơng tin chung về nước [2, 3]
1.2.1. Nước trên trái đất
Trên 75% bề mặt địa cầu là nước với một khối lượng khổng lồ - khoảng 1,4
tỉ km3 (tức 1.400 triệu tỉ m3), nhưng nước biển và đại dương chiếm đến 97,5%. Còn
lại 2,5% là nước ngọt thì có đến 99% lại ở dạng băng tại hai cực địa cầu và nước
ngầm trong các địa tầng; số còn lại ở trong các sơng hồ và hơi nước trong khí
quyển.


Nhờ có năng lượng mặt trời đã tạo ra chu kỳ tuần hồn tự nhiên khơng
ngừng của nước để tái tạo lại nguồn nước cho Trái đất. Hàng năm, có khoảng
430.000km3 nước bốc hơi từ các đại dương, 70.000km3 từ các sơng và hơi nước nhả
ra từ thảm thực vật trên lục địa. Lượng nước này lại quay về với đại dương và lục
địa dưới dạng mưa hoặc tuyết phân bố trên từng vùng khác nhau. Có khoảng
110.000 km3 rơi xuống các châu lục; 40.000 km3 trở lại với sơng hồ hoặc ngấm vào
lòng đất, bổ sung cho các tầng nước ngầm, khép lại một chu kỳ tuần hồn của nước.

Trương Đức Toàn – Luận văn thạc só Hóa học

Trang 5
Sự phân bố nước ngọt trên Trái đất khơng đều, cả về khơng gian lẫn thời
gian. Nhiều nơi trên địa cầu rất thiếu nước. Lượng nước tiêu thụ ở các khu vực, các
quốc gia cũng rất khác nhau. Tính bình qn trên thế giới, các nước nghèo chỉ vào
khoảng 20 - 30l/người/ngày, còn các nước giàu từ 100 - 130l/người/ngày; chênh
lệch nhau hàng chục lần. Những khu vực thiếu nước, nhiều bệnh tật phát sinh dẫn
đến tử vong. Theo số liệu của Liên hợp quốc, hàng năm trên thế giới có khoảng 5
triệu người chết do bệnh vì thiếu nước sạch, dùng nước bẩn; trong đó, có khoảng 4
triệu trẻ em dưới 5 tuổi, tập trung ở Châu Phi và một số vùng ở Châu Á. Nhìn
chung, hiện nay có đến 1/3 dân số thế giới đang chịu sức ép về nước với mức độ
trung bình và cao, và dự báo đến năm 2025, tỉ lệ này có thể tăng đến 2/3, nếu khơng
có các biện pháp hữu hiệu.
Hàng năm, trên thế giới tiêu thụ một khối lượng nước ngọt khoảng
35.000km3, được dùng trong sinh hoạt, trong các nhu cầu cơng nghiệp, nơng
nghiệp, giao thơng thủy cho đến các hoạt động vui chơi giải trí, bảo vệ mơi trường...
Nơng nghiệp là lĩnh vực sử dụng nước lớn nhất, chiếm tỷ lệ 69%, cơng nghiệp 23%,
sinh hoạt chiếm khoảng 8%. Trong cơng nghiệp, nước là nhân tố quan trọng trong
hầu hết các hoạt động của nhà máy, xí nghiệp; đặc biệt là các nhà máy như thuộc
da, dệt, nhuộm, giấy, luyện kim, chế biến thực phẩm, nhiệt điện.... chưa kể đến các
loại nhà máy dùng nước để sản xuất năng lượng như thủy điện, sản xuất hơi nước
hoặc điện ngun tử... Lượng nước khổng lồ dùng trong nơng nghiệp chủ yếu là để
tưới. Tùy theo từng loại cây trồng, đòi hỏi một khối lượng nước từ 400 - 3.000m3
cho một hecta. Các vùng chăn ni cũng cần có lượng nước dồi dào cho súc vật ăn
uống, tắm rửa, làm vệ sinh chuồng trại, thau rửa phương tiện thiết bị,.v.v...

1.2.2. Nguồn nước ngọt trên thế giới

Trương Đức Toàn – Luận văn thạc só Hóa học

Trang 6
Nguồn nước trên thế giới rất lớn nhưng nước ngọt mới là u cầu cơ bản cho
các hoạt động dân sinh của con người. Nước ngọt chiếm tỉ lệ khoảng 3% tổng lượng
nước trên trái đất; 2/3 trong số đó là băng tuyết ở các cực. Đại bộ phận của phần còn
lại là nước ngầm ở độ sâu từ 200 đến 600m, đa phần bị nhiễm mặn
Nước ngọt có thể khai thác được chiếm khoảng 1% tổng lượng nước trên trái
đất

1.2.3. Nước sinh hoạt
1.2.3.1. Định nghĩa và tiêu chuẩn nước sạch
Nước là một nhu cầu khơng thể thiếu của con người. Trung bình nước chiếm
khoảng 75% trọng lượng của cơ thể. Nói về nước “sạch”, theo định nghĩa, nước
sạch là nước chỉ chấp nhận sự hiện diện của các hợp chất hữu cơ, kim loại và các
ions hòa tan với một vi lượng rất nhỏ tuỳ theo độc chất của các chất kể trên. Và
định mức này đã được Liên hiệp quốc cũng như các quốc gia trên thế giới chấp
nhận tùy theo điều kiện phát triển của từng quốc gia. Tuy nhiên, các tiêu chuẩn cho
nước uống ở các nơi cũng gần giống nhau. Căn cứ theo Code of Federal
Regulations thuộc EPA Hoa kỳ, các tiêu chuẩn cần có cho nước uống gồm:
Các Ion: nồng độ của flo trong nước khơng được q 2mg/l; Clo, 250 mg/l;
sunfate, 250 mg/l; nitrat, 45 mg/l…
Kim loại: nhơm, 0,2 mg/l; antimon, 0,006 mg/l; Asen, 0,010 mg/l; crơm,
0,050 mg/l; Thủy ngân, 0,002 mg/l; niken, 0,100 mg/l; Selen, 0,050 mg/l; đồng, 1,0
mg/l; sắt, 0.3 mg/l; mangan 0,050 mg/l; bạc, 0,100 mg/l; kẽm, 5.0 mg/l.
Ngồi ra, tiêu chuẩn còn có ghi thêm trên 100 hợp chầt hữu cơ với hàm
lượng cho phép hiện diện trong nước rất thấp tính từ phần tỷ đền phần triệu (ppm và
ppb).
Về các yếu tố vật lý thì độ dẫn khơng được vượt q 900 microhmos. Lượng

chất rắn hòa tan (TDS) cũng khơng được q 550 mg/l.
Cũng cần phải kể thêm tiêu chuẩn vi sinh, tức mức coliforms tổng khơng
vượt q 50 MPN/100ml và E-coli khơng q 23 MPN/100ml (Most Probable
Number-MPN).

Trương Đức Toàn – Luận văn thạc só Hóa học

Trang 7
Nói chung, nước được gọi là sạch và hợp vệ sinh khi đạt được các tiêu chuẩn
u cầu trên và có độ pH trong khoảng từ 6,5 đến 7,5 (pH trung hòa trong nước là
7,0). Tuy nhiên, còn có các tiêu chuẩn khác tuy khơng nằm trong định mức của tiêu
chuẩn quy định cho nước sạch, nhưng là những chỉ dấu đầu tiên để xét nghiệm
phẩm chất của nước; đó là độ oxy hòa tan (DO) và nhu cầu oxy hóa học (COD); chỉ
số sau cùng này để ước tính mức độ hợp chất hữu cơ hòa tan trong nước.

1.2.3.2. Các ngun nhân ảnh hưởng đến chất lượng nước.
Có rất nhiều ngun nhân gây ơ nhiễm ảnh hưởng đến phẩm chất nước; tùy
theo điều kiện từng nguồn ơ nhiễm mà tác động lên nguồn nước là khác nhau. Con
người là ngun nhân chính gây ra nhiều tác động tiêu cực đến nguồn nước. Do
hoạt động của con người đã làm thay đổi cả chu kỳ tuần hồn của nước, dẫn đến sự
mất cân bằng, gây bao hiểm họa. Đó là nạn phá rừng, tạo ra các hoang mạc, sự nén
chặt nền đất của các khu vực đơ thị làm hạn chế việc ngấm nước mưa bổ sung cho
nguồn nước ngầm; khai thác bừa bãi khơng bảo vệ được nguồn nước v.v... Cũng do
hoạt động của con người, làm các nguồn nước bị ơ nhiễm, suy thối ảnh hưởng đến
khả năng sử dụng, đe dọa sức khỏe con người và chức năng của hệ sinh thái nước.
Dù ở thể lỏng, thể rắn hoặc khí, nước đều có thể truyền ơ nhiễm từ nơi này đến nơi
khác, lúc này hay lúc khác. Ngồi việc ơ nhiễm nguồn nước mặt, tầng nước ngầm
cũng bị ơ nhiễm do dư lượng các loại phân bón, thuốc trừ sâu, hóa chất độc hại từ

mặt đất theo nước ngấm dần vào tầng nước ngầm. Một khi nước ngầm bị ơ nhiễm
sẽ lâu dài hơn vì trong nước khơng có vi sinh vật và nước lại lưu thơng rất chậm.

1.2.3.3. Nước giếng bị ơ nhiễm và nguy cơ.
Nguồn nước bị ơ nhiễm nhưng hiện vẫn còn trên 50% dân số nơng thơn nước
ta chưa được sử dụng nước sạch. Tỷ lệ người dân nơng thơn được tiếp cận với các
dịch vụ vệ sinh thấp. Kết quả điều tra vệ sinh mơi trường nơng thơn của 8 vùng sinh
thái trên cả nước cho thấy, tình trạng vệ sinh mơi trường và cá nhân còn kém, chỉ có


18% hộ gia đình, 12% trường mẫu giáo, mầm non, tiểu học và trung học cơ sở, gần
37% trạm y tế xã có nhà tiêu hợp vệ sinh.
Trong khi đó, theo kết quả điều tra tồn quốc về thực trạng nước và vệ sinh
mơi trường nơng thơn, tỷ lệ nước sử dụng cho ăn uống và sinh hoạt ở vùng nơng

Trương Đức Toàn – Luận văn thạc só Hóa học

Trang 8
thơn đạt tiêu chuẩn vệ sinh chỉ chiếm 15,5%. Rất nhiều nguồn nước ở các giếng
khơi, nước bề mặt và nước giếng khoan của người dân bị nhiễm vi sinh vật.
Đây là một trong những ngun nhân, dịch bệnh vẫn tiếp tục bùng phát hành
hồnh và diễn biến phức tạp tại nhiều địa phương. TS Jean-Marc Olivé, trưởng đại
diện WHO tại Việt Nam cho biết, trong số hơn 20.000 người tử vong hàng năm tại
Việt Nam do điều kiện nước sạch và vệ sinh kém, có gần một nửa do các bệnh tiêu
chảy gây ra. Nước là mơi trường trung gian truyền bệnh. Vì thế, sử dụng nước
khơng hợp vệ sinh chắc chắn sẽ mắc bệnh.
Các tác nhân có thể tồn tại trong nước và gây bệnh cho người là do vi sinh
vật và các chất hóa học. Thời gian gần đây, tình hình mắc một số bệnh liên quan
đến nguồn nước đã gia tăng như tiêu chảy, tả. Chỉ tính riêng bệnh tiêu chảy cấp
nguy hiểm, từ đầu năm đến nay, cả nước có gần 3.400 người mắc bệnh, trong đó có

497 trường hợp mắc tả.

1.2.3.4. pH và ảnh hưởng [4,5]
pH là chỉ số đo độ hoạt động của các ion hiđrơ (H+) trong dung dịch và vì
vậy là độ axít hay bazơ của nó. Trong các hệ dung dịch nước, độ hoạt động của ion
hiđrơ được quyết định bởi hằng số điện ly của nước (Kw) = 1,011 × 10−14 (ở 25 °C)
và tương tác với các ion khác có trong dung dịch. Do hằng số điện ly này nên một
dung dịch trung hòa (độ hoạt động của các ion hiđrơ cân bằng với độ hoạt động của
các ion hiđrơxít) có pH xấp xỉ 7. Các dung dịch nước có giá trị pH nhỏ hơn 7 được
coi là có tính axít, trong khi các giá trị pH lớn hơn 7 được coi là có tính kiềm.
Độ pH là một trong những chỉ tiêu cần được kiểm tra đối với nước ăn uống,
sinh hoạt. Sự thay đổi giá trị pH trong nước dẫn đến sự thay đổi về thành phần các
chất trong nước do q trình hòa tan hoặc kết tủa thúc đẩy hay ngăn chặn các phản
ứng hóa học, sinh học trong nước. Mỗi loại cơ thể sống thích nghi với giá trị pH
nhất định. Khi giá trị pH vượt khoảng thích nghi thì ảnh hưởng lớn đến q trình
sinh trưởng của cơ thể sống đó, thậm chí gây tử vong.


Trương Đức Toàn – Luận văn thạc só Hóa học

Trang 9

1.2.3.5. Coliform [4,5]
Các vi khuẩn coliform là các vi khuẩn hình que, gram âm, khơng có bào tử,
oxidaza - âm tính; có khả năng sinh trưởng kị khí và hiếu khí trong mơi trường có
muối mật hoặc các chất hoạt động bề mặt khác có tính chất ức chế tương tự. Chúng
cũng có thể lên men lactoza kèm theo tạo thành axit, khí trong vòng 48 giờ khi ni
cấy ở nhiệt độ từ 350C - 370C.
Coliform là một nhóm vi khuẩn rất phổ biến, có thể tìm thấy ở mọi nơi, kể cả
trong đất, da, nước sơng, nước ao hồ, rau cải, và trong phân động vật.

Sự có mặt của coliform trong nước hay rau được xem là một chỉ số để đánh
giá chất lượng của nước hay rau.
Phần lớn coliform hồn tồn vơ hại, thậm chí còn có lợi (chẳng hạn như
chúng hấp thụ cặn bã và do đó có thể giảm nhu cầu oxygen trong nước, tiêu hủy
mùi). Tuy nhiên, một số coliform, đặc biệt là E. coli, có thể gây tác hại đến người,
là ngun nhân gây ra bệnh tiêu chảy, bệnh tả.

1.3. Sơ lược về asen[6, 7, 9, 10, 11,22, 23]
1.3.1. Sự phân bố của asen (As)
Asen phân bố rộng rãi và chiếm khoảng 5x10-4% khối lượng trong vỏ trái
đất, tồn tại chủ yếu dưới dạng các khống vật của sunfua như: Reanga (As4S4), pyrit
asen (FeAsS) và oripinen (As2S4). Ngồi ra, asen còn có trong các quặng của sắt,
quặng vàng. Một lượng lớn asen được sử dụng trong cơng nghiệp làm tác nhân hợp
kim hố và có trong sản phẩm thải của các nhà máy luyện kim, xí nghiệp thuộc da,
các khu khai thác khống sản, những vùng có sử dụng các loại thuốc trừ sâu, diệt cỏ
cũng như các loại phân bón hố học.
Trong nước sạch hàm lượng As là 0.4ppb, trong nước biển là 0.3ppb, trong
khơng khí thường nhỏ hơn 0.01µg/m3. Trong đất, hàm lượng asen cỡ 6ppm. Hàm
lượng asen thường tập trung cao ở những vùng có những hoạt động khai thác
khống sản và sản xuất cơng nghiệp.


Trương Đức Toàn – Luận văn thạc só Hóa học

Trang 10
Asen thâm nhập vào nước từ các cơng đoạn hòa tan trong các chất và quặng
mỏ, từ nước thải cơng nghiệp và sự lắng đọng khơng khí. Ở một vài nơi, đơi khi
asen xuất hiện trong nước ngầm do sự ăn mòn các nguồn khống vật thiên nhiên.

1.3.1.1. Nguồn gốc

Trong tự nhiên asen có trong nhiều loại khống vật như realgar As4S4,
orpoment As2S3, asenolite As2O3, asenopyrite FeAsS (tới 368 dạng). Trong nước,
asen thường ở dạng asenic hoặc asenate (AsO33-, AsO43-). Các hợp chất asen methyl
có trong mơi trường do chuyển hóa sinh học.
Asen là một ngun tố khơng chỉ có trong nước mà còn có trong khơng khí,
đất, thực phẩm và có thể xâm nhập vào cơ thể con người. Ngun nhân chủ yếu
khiến nước ngầm ở nhiều vùng ở nước ta nhiễm asen là do cấu tạo địa chất.
Trong cơng nghiệp, asen có trong ngành luyện kim, xử lý quặng, sản xuất
thuốc bảo vệ thực vật, thuộc da. Asen cũng có mặt trong thuốc trừ sâu, diệt nấm,
diệt cỏ dại….
Ngồi ra, những khu vực dân tự động đào và lấp giếng khơng đúng tiêu
chuẩn kỹ thuật khiến chất bẩn, độc hại bị thẩm thấu xuống mạch nước. Cũng như
việc khai thác nước ngầm q lớn làm cho mức nước trong các giếng hạ xuống
khiến cho khí ơxy đi vào địa tấng và gây ra phản ứng hóa học tạo ra thạch tín từ
quặng pyrite trong đất và nước ngầm nơng, ở mức nước ngầm sâu thì khơng phát
hiện được.

1.3.1.2. Các q trình sinh-địa-hóa
Sự phân bố rộng rãi của ngun tố asen được bắt nguồn từ q trình địa hóa.
Điều này có nghĩa nồng độ của asen gia tăng khi càng xuống sâu dưới các tầng đất
hoặc mạch nước ngầm.
Hai mơi trường có khả năng tích tụ nồng độ asen cao đó là (1) tại khu vực
vũng, vịnh kín ở miền khí hậu khơ hạn đến bán khơ hạn, và (2) tại những tầng nước
ngầm có tính khử mạnh, thường gặp ở vùng chứa nhiều lắng cặn phù sa với nồng độ
sulphate thấp. Các tầng lớp lắng cặn mỏng ở địa vực thấp, nơi có độ nghiêng thủy
vực thấp, là khu vực đặc trưng chứa nhiều asen trong mạch nước ngầm.


Trương Đức Toàn – Luận văn thạc só Hóa học

Trang 11
Các tầng nước ngầm có nồng độ asen cao thường ở độ sâu từ 20 đến 120m.
Ở 20m, cấu trúc địa chất chứa nhiều đất sét pha cát trộn lẫn với kankar. Xuống đến
độ sâu 120m, đất cát mịn pha sét có thể chứa nồng độ asen lên đến 550 µg/L.
Ở dưới tầng đất ngầm, asen thường xuất hiện nhiều trong các hỗn hợp
khống tạo đá (ví dụ: ơ-xít sắt, đất sét, hoặc các hỗn hợp khống sulphide). Rất
nhiều asen bị kết dính trong các hỗn hợp khống pyrite ở lưu vực phù sa. Đáng chú
ý là trong q trình bơm nước lên từ những khu vực giếng sâu làm hạ thấp mực
nước ngầm; ơ-xy theo đó sẽ xâm nhập vào thúc đẩy q trình ơ-xy hóa khống
pyrite. Quy trình phản ứng ơxy-hóa khống pyrite cũng đồng nghĩa với việc giải
phóng ngun tố asen vào mơi trường nước.
Càng xuống sâu dưới các tầng địa chất của một số địa vực đã nêu, nồng độ
asen cao hơn. Ở trong những tầng địa chất này, phản ứng ơ-xy hóa đối với khống
chất sulphide diễn ra càng mạnh; và vì thế, giải phóng một lượng asen lớn hơn. Ở
mơi trường có độ ẩm càng cao, các hỗn hợp khống sulphide tham gia vào q trình
phong hóa càng nhanh chóng. Khống pyrite là một trong những điển hình của hỗn
hợp khống kém ổn định nhất trong q trình va chạm với phong hóa.

1.3.2. Tính chất vật lý của asen
Là ngun tố phổ biến thứ 20 trong các ngun tố có trên bề mặt trái đất.
Được phân định ở vị trí 33 trong HTTH:[Ar].3d10.4s2.4p3; nó được xem như một
dạng phi kim, hay được gọi là á kim. Khối lượng phân tử của asen là 74.9216
g/mol, asen khơng hòa tan trong nước.
Asen khơng gây mùi khó chịu trong nước, (cả khi ở hàm lượng có thể gây
chết người), khó phân hủy .
Vỏ trái đất chỉ chứa một hàm lượng rất nhỏ asen (khoảng 0,0001%). Trong
tự nhiên, asen tồn tại ở dạng ngun chất với ba dạng thù hình (dạng alpha có màu
vàng, dạng beta có màu đen, dạng gamma có màu xám). Asen cũng tồn tại ở một số
dạng ion khác. Dạng vơ cơ của asen độc hơn so với dạng hữu cơ của nó.
Trong nước asen tồn tại ở 2 dạng hố trị: Hợp chất asen hóa trị III và V. Hợp

chất asen hóa trị III có độc tính cao hơn dạng hóa trị V.


Trương Đức Toàn – Luận văn thạc só Hóa học

Trang 12

1.3.3. Tính chất hóa học của asen
Asen (As) tồn tại dưới dạng các hợp chất (chính các hợp chất của asen mới là
những độc chất cực mạnh ).
Mơi trường ơxy hóa là điều kiện thuận lợi để cho nhiều hợp chất hóa trị V
chuyển sang dạng asen hóa trị III.

1.3.3.1. Các hợp chất của Asen(III)
Ở trạng thái tự nhiên, As tồn tại nhiều dạng hợp chất khác nhau nhưng dạng
gây độc và ảnh hưởng mạnh đến con người nhiều nhất là As (III); gồm các dạng tồn
tại sau: Asenic florur (AsF3), asenic chloride (AsCl3), asenic(III) bromide (AsBr3),
asenic Iodide (AsI3), asenic Hidide (AsH3), asenic Oxide (As2O3), asenic sulphide
(As2S3), asenic selenide (As2Se3), asenic telluride (As2Te3). Tính chất chung của các
hợp chất As (III) là thể hiện tính khử.

1.3.3.2. Các hợp chất của Asen(V)
Trong tự nhiên, As (V) thường tồn tại ở các dạng sau: Asenic floride(AsF5),
asenic cloride (AsCl5), asenic oxide (As2O5), asenic sulphide (As2S5). Tính chất
chung của các hợp chất As (V) là thể hiện tính oxi hóa.

1.3.4. Con đường xâm nhập trong nước
Con đường tự nhiên: Sự tích tụ asen trong các tầng trầm tích chứa nước.
Khi điều kiện mơi trường thay đổi, asen được giải phóng và đi vào nước ngầm dưới
dạng các ion do sự hồ tan tự nhiên của khống chất và quặng,

Con đường nhân tạo: Do chất thải cơng nghiệp (nhất là trong q trình làm
thủy tinh, đồ gốm, thuộc da, sản xuất thuốc nhuộm và chất màu để pha sơn, chất
bảo quản gỗ); sử dụng phân bón và hóa chất bảo vệ thực vật, hoạt động đào và lấp
giếng khơng đúng tiêu chuẩn kỹ thuật.
Asen thâm nhập vào cơ thể chủ yếu qua thực phẩm, nước uống và khơng khí.

1.3.5. Cơ chế xâm nhập của asen
Asen xâm nhập vào nước từ các cơng đoạn hòa tan các chất và quặng mỏ, từ
nước thải cơng nghiệp và từ sự lắng đọng khơng khí. Ở một vài nơi, đơi khi asen
xuất hiện trong nước ngầm do sự ăn mòn các nguồn khống vật thiên nhiên.

Trương Đức Toàn – Luận văn thạc só Hóa học


Trang 13
Asen được giải phóng vào mơi trường nước do q trình oxi hóa các khống
sunfua hoặc khử các khống oxi hidroxit giàu Asen. Về cơ chế xâm nhiễm các kim
loại nặng, trong đó có Asen vào nước ngầm cho đến nay đã có nhiều giả thiết khác
nhau nhưng vẫn chưa thống nhất.
Thơng qua các q trình thủy địa hóa và sinh địa hóa, các điều kiện địa chất
thủy văn mà asen có thể xâm nhập vào mơi trường nước.
Hàm lượng asen trong nước dưới đất phụ thuộc vào tính chất và trạng thái
mơi trường địa hóa. Asen tồn tại trong nước dưới lòng đất ở dạng H2AsO41- (trong
mơi trường pH axit đến gần trung tính), HAsO42- (trong mơi trường kiềm). Hợp chất
H3AsO3 được hình thành chủ yếu trong mơi trường oxi hóa-khử yếu. Các hợp chất
của asen với natri có tính hòa tan rất cao. Những muối của asen với canxi, magiê và
các hợp chất asen hữu cơ trong mơi trường pH gần trung tính, nghèo canxi thì độ
hòa tan kém hơn các hợp chất hữu cơ, đặc biệt là asen-axit fulvic thì rất bền vững,
có xu thế tăng theo độ pH và tỷ lệ asen-axit fulvic. Các hợp chất của As(V) hình
thành theo phương thức này. Phức chất asen như vậy có thể chiếm tới 80% các dạng

hợp chất asen tồn tại trong nước dưới đất.
Nước dưới đất trong những vùng trầm tích núi lửa, một số khu vực quặng
hóa nguồn gốc nhiệt dịch, mỏ dầu-khí, mỏ than, …thường giàu asen.
Nếu nước dưới đất khơng có oxy thì các hợp chất asenat được khử thành
asenite, chất này có độc tính gấp 4 lần asenat. Trong trường hợp tầng đất giàu chất
hữu cơ và sắt thì khả năng hấp thụ asen tốt, khiến tiềm năng ơ nhiễm sẽ cao hơn.
Ngun nhân khiến cho nước ngầm có hàm lượng asen cao là do sự oxy hóa
asenopyrit, pyrit trong các tầng sét và lớp kẹp than bùn trong bồi tích cũng như giải
phóng asen dạng hấp thụ khi khử keo hydroxyt Fe(III) bởi các hợp chất hữu cơ và vi
sinh vật.

1.3.6. Ảnh hưởng của asen
1.3.6.1. Tiêu chuẩn về asen
Về tiêu chuẩn nước uống đối với asen hiện nay còn nhiều điều phải bàn luận.
Năm 1993, Tổ Chức Y Tế Thế Giới đã hạ tiêu chuẩn khuyến cáo tối đa với asen
trong nước từ 0,05mg/l xuống 0,01 mg/l. Việc thay đổi tiêu chuẩn này được dựa

Trương Đức Toàn – Luận văn thạc só Hóa học