Nghiên cứu phân tích hàm lượng as bằng phương pháp trắc quang với thuốc thử molipdat và đánh giá ô nhiễm nước ngầm tại xã đông lỗ huyện ứng hòa thành phố hà nội

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Đồng hành với sự phát triển của kinh tế, khoa học kĩ thuật, đời sống của
con người ngày càng được nâng cao thì mức độ ô nhiễm môi trường, ô nhiễm
nguồn nước ngày càng nghiêm trọng. Vấn đề ô nhiễm nguồn nước đã không
còn là vấn đề riêng của từng quốc gia mà đã là vấn đề của toàn cầu Một trong
những tác nhân gây ô nhiễm môi trường nước đó là các kim loại nặng như Hg,
Cd, Pb, As, Sb, Cr, Cu, Zn, Mn…Trong đó, As được đánh giá là kim loại gây ô
nhiễm nặng nề nhất do tác động của nó đến sức khỏe con người. Ô nhiễm
Asen xảy ra trên diện rộng, ở nhiều vùng trên thế giới như Banglades, Đài
Loan, Tây Bengan… và cả ở Việt Nam.
Qua rất nhiều khảo sát đã cho thấy Việt Nam là một trong những nước
mà nguồn nước bị ô nhiễm nặng nề nhất. Mức độ ô nhiễm Asen trải rộng trên
cả nước từ các tỉnh đồng bằng sông Hồng như Hà Nội, Hà Nam, Hưng Yên,
… đến một số tỉnh đồng bằng sông Cửu Long như Đồng Tháp, An Giang,
Long An,… Các địa phương này đều có mức độ nhiễm độc Asen ở mức
đáng báo động.
Nhiễm độc Asen có thể gây ra rất nhiều căn bệnh nguy hiểm, dẫn
đến tử vong như ung thư da và các cơ quan nội tạng…
Thực trạng đó đặt ra một yêu cầu cấp bách là phải tìm ra các phương
pháp nghiên cứu, đánh giá mức độ ô nhiễm, phát triển các công nghệ xử lí
Asen trong nước. Đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về xác định hàm
lượng Asen trong môi trường nước. Các phương pháp đều cho kết quả
chính xác, đáng tin cậy xong còn cần trang thiết bị hiện đại, chi phí
cao. Trong những năm gần đây, phương pháp trắc quang xác định Asen
dựa trên thuốc thử molipđat đang được phát triển với những ưu điểm như

1


nhanh chóng, chính xác, chi phí thấp. Đây là vấn đề không chỉ có ý nghĩa sâu

sắc về mặt lý thuyết mà còn có ý nghĩa sâu sắc về mặt thực tế.
Chính vì thế trong luận văn này chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu
phân tích hàm lượng As bằng phương pháp trắc quang với thuốc thử
Molipdat và đánh giá ô nhiễm nước ngầm tại xã Đông Lỗ huyện Ứng Hòa
thành phố Hà Nội”
2. Mục đích của đề tài
- Xây dựng phương pháp định tính và định lượng để xác định hàm lượng Asen
có trong nước ngầm bằng phương pháp trắc quang với thuốc thử Molipdat.
- Xác định hàm lượng của Asen trong một số mẫu nước khu vực Hà Nội.
3. Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu phương pháp trắc quang với thuốc thử Molipdat để xác định
hàm lượng Asen trong nước ngầm một số khu vực ở xã Đông Lỗ – Ứng Hòa –
Hà Nội.
4. Nhiệm vụ của đề tài
- Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng để đưa ra các điều kiện thích hợp
xác định hàm lượng Asen trong một số hải sản bằng phương pháp trắc quang.
- Xây dựng qui trình phân tích Asen với mẫu nước lấy ở xã Đông Lỗ –
Ứng Hòa – Hà Nội.
- Phân tích một số mẫu nước lấy ở xã Đông Lỗ – Ứng Hòa – Hà Nội.
- Kết luận được tính độc của Asen trong các mẫu nước đã phân tích.
5. Ý nghĩa của đề tài
- Về mặt lý thuyết: Cung cấp thêm các số liệu về ô nhiễm Asen của một
số nguồn nước
- Về mặt thực tế: Ứng dụng quy trình phân tích để xác định và theo dõi
hàm lượng Asen trong nước ngầm ở một số hộ gia đình tại xã Đông Lỗ – Ứng
Hòa – Hà Nội.

2

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1. Ô NHIỄM ASEN
Hiện nay do sự bùng nổ dân số thế giới, vấn đề cung cấp nước sạch cho
sinh hoạt đang là một vấn đề lớn mà xã hội quan tâm. Nhưng hầu hết nguồn
nước tự nhiên hiện nay đều bị ô nhiễm, không đủ tiêu chuẩn để sử dụng cho
sinh hoạt. Ô nhiễm nguồn nước xảy ra với cả nguồn nước bề mặt và nguồn
nước ngầm. 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 hưởng 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, chúng ta phải đối mặt với một vấn đề rất đáng lo ngại, đó là việc nhiễm
độc kim loại nặng, đặc biệt là asen.
1.1.1. Hàm lượng cho phép của asen trong môi trường nước
Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) khuyến cáo nồng độ asen trong nước
không được lớn hơn 10 ppb.
Ngày 22/01/2001, Cục Bảo vệ môi trường Hoa kì (EPA) quyết định giảm
hàm lượng asen cho phép trong nước uống từ 50 ppb xuống còn 10 ppb.
Trước những nguy hiểm do ô nhiễm asen gây ra, Bộ Tài nguyên – Môi
trường và Bộ Y tế Việt Nam đã đưa ra các quy chuẩn quy định hàm lượng tối
đa cho phép của asen trong các nguồn nước khác nhau.

3


Bảng 0.1. Hàm lượng tối đa cho phép của asen trong các nguồn nước
Nước ăn uống
QCVN 01:2009/BYT

Nước sinh hoạt
QCVN 02:2009/BYT
Nước mặt
QCVN
08:2008/BTNMT
Nước ngầm

0,01 ppm
Đối với cơ sở cung cấp nước
Đối với cá nhân tự khai thác
Sử dụng cho sinh hoạt
Sử dụng cho sinh hoạt nhưng phải xử lí
Sử dụng cho tưới tiêu
Sử dụng cho giao thong thủy

QCVN

0,05 ppm

09:2008/BTNMT
Nước thải công nghiệp Thải vào nguồn cấp cho sinh hoạt
QCVN

0,01 ppm
0,05 ppm
0,01 ppm
0,02 ppm
0,05 ppm
0,10 ppm

Thải vào nguồn không cấp cho sinh hoạt

0,05 ppm
0,10 ppm

40:2011/BTNMT
1.1.2. Thực trạng ô nhiễm Asen [2, 4, 5, 11]
1.1.2.1. Ô nhiễm Asen trên thế giới.
Từ những năm đầu của thế kỷ XX, nguồn nước ngầm từ các giếng
khoan được coi là không bị ô nhiễm các vi sinh vật gây bệnh và các chất
thải hữu cơ, đã được đưa vào sử dụng, cung cấp nước sinh hoạt cho cộng
đồng dân cư, thay thế dần việc sử dụng nước bề mặt. Song ở một số vùng,
nguồn nước này lại chứa các kim loại nặng như: chì, mangan, đặc biệt là
Asen với nồng độ cao đáng lo ngại.
Trên thế giới, vấn đề ô nhiễm Asen và những ảnh hưởng tới sức khỏe
cộng đồng đã được nhiều nước và các tổ chức quốc tế quan tam nghiên cứu.
Tại nhiều quốc gia như Bangladesh, Đài Loan, Trung Quốc, Ấn Độ, Mông
Cổ và gần đây là Campuchia đã phát hiện thấy Asen với nồng độ cao ảnh
huởng tới sức khỏe cộng đồng.

4


Theo số liệu của tổ chức y tế thế giới về ô nhiễm Asen trong nguồn
nước, nồng độ Asen trong nước giếng khoan ở khu vực Nam Iowa và Tây
Missouri của Mỹ dao động từ 0,034 đến 0,490mg/l; ở Hungary, dao động từ
0,001 đến 0,174m g / l , trung bình là 0,068m g / l ; ở khu vực Tây Nam Phần
Lan khoảng 0,017 đến 0,980mg/l; Mexico từ 0,008 đến 0,624mg/l, có tới
50% số mẫu có nồng độ Asen lớn hơn 0,050mg/l. Mức độ ô nhiễm Asen
trong nước ngầm ở các nước châu Á trầm trọng hơn, nồng độ Asen trung

bình trong nguồn nước ngầm ở Tây Nam Đài Loan là 0,671mg/l. Ở Tây
Bengal Ấn Độ nồng độ Asen trung bình trong giếng nước khoan của các
quận dao động từ 0,193 đến 0,737mg/l, có mẫu lên tới 3,700mg/l.

Hình 1.1: Bản đồ ô nhiễm asen trên thế giới
Bệnh nhiễm độc Asen mãn tính do sử dụng nguồn nước bị ô nhiễm
Asen xảy ra ở nhiều nước trên thế giới và mang tính dịch tễ địa phương
rõ rệt. Số bệnh nhân được phát hiện ngày càng nhiều ở các nước như:
Chile, Argentina, Mexico, Mỹ, Canada, Nga, Hungari, Bungari, Phần Lan,
Newdilan,… Và gần đây, ở hàng loạt các nước châu Á như: Mông Cổ,
Hàn Quốc, Nhật Bản, Thái Lan, Philipin, Lào, Campuchia, nghiêm trọng

5


hơn là cả ở Ấn Độ, Bangladesh, Trung Quốc. Ước tính tại châu lục này có
trên 200 triệu người sử dụng nước ngầm bị nhiễm Asen có nguy cơ mắc
bệnh. Riêng tại Bangladesh khoảng 30 đến 36 triệu người mắc bệnh. Vùng
Tây Bengal, Ấn Độ có tới trên 6 triệu người bị mắc bệnh.
Biểu hiện bệnh gây ấn tượng mạnh nhất là hình ảnh “bàn chân đen”
tìm thấy đầu tiên ở Đài Loan năm 1920. Nguyên nhân gây bệnh là do
dân cư sử dụng nguồn nước bị nhiễm Asen cao (0,35 đến 1,10mg/L) từ các
giếng khoan để sinh hoạt. Tỉ lệ mắc bệnh này tăng dần vào cuối những năm
1950 và đến năm 1960 trở thành đại dịch “bàn chân đen”. Nguy cơ mắc
bệnh và tỉ lệ tử vong do nhồi máu cơ tim tăng cao được báo cáo trong các
nghiên cứu tại Đài Loan và Bangladesh. Nguy cơ mắc bệnh viêm tắc
mạch ngoại biên theo thời gian tiếp xúc với Asen ngay ở nồng độ >
0,02mg/L.
Theo thống kê của trung tâm Ung thư quốc gia ở Đài Loan, tỉ lệ mắc
bệnh ung thư bàng quang tại 4 khu vực bệnh “bàn chân đen” năm 1993 là

23,5.10-5 so với tỉ lệ của toàn quốc là 2,29.10-5. Tỉ lệ ung thư da và chết do
ung thư da từ 14,01.10-5 đến 32,41.10-5.
Tại Bangladesh có khoảng 2 tới 4 triệu giếng khoan khai thác nước.
Thử nghiệm 8000 giếng khoan ở 60/64 tỉnh cho thấy tới 51% số mẫu nước
có hàm lượng Asen vượt quá 0,05m g / l (ngưỡng quy định của tổ chức
WHO là 0,01mg/l), ước tính tới 50 triệu dân Bangladesh uống nước bị ô
nhiễm Asen.
1.1.2.2. Ô nhiễm Asen ở Việt Nam
Ở Việt Nam vào đầu những năm 1990, vấn đề ô nhiễm Asen được biết
đến qua các nghiên cứu của Viện Địa chất và các Liên đoàn địa chất về đặc
điểm địa chất thủy văn và đặc điểm phân bố Asen trong tự nhiên.

6


Theo nghiên cứu khảo sát phân tích nước bề mặt và các nguồn nước đổ ra
sông Mã ở khu vực Đông Nam bản Phúng, hàm lượng Asen trong các mẫu nước
đều vượt quá 0,05mg/l. Kết hợp với điều tra của trường Đại học Y Hà Nội cho
thấy, sự ô nhiễm này có ảnh hưởng tới sức khỏe dân cư sống ở khu vực đó.
Từ năm 1995 đến năm 2000, nhiều công trình nghiên cứu điều tra về
nguồn gốc Asen có trong nước ngầm, mức độ ô nhiễm và chu trình vận
chuyển… đã tìm thấy nồng độ Asen trong các mẫu nước khảo sát ở khu vực
thuợng lưu sông Mã, và các tỉnh Sơn La, Phú Thọ, Bắc Giang, Hưng Yên, Hà
Nội, Hà Nam, Nam Định, Thanh Hóa… đều vượt mức tiêu chuẩn cho phép
đối với nước sinh hoạt của quốc tế và Việt Nam.

Hình 1.2. Bản đồ các khu vực nhiễm asen ở Việt Nam
Từ năm 1996 đến năm 1997, nhóm nghiên cứu của tác giả Đỗ Trọng
Sự đã phát hiện sự ô nhiễm Asen (thạch tín) trong nước dưới đất ở Hà Nội,
trong đó có phường Quỳnh Lôi với 27,9% số mẫu phân tích (12 mẫu)

lấy trong tầng Holoxen, và 6% số mẫu trong tầng Pleistoxen có nồng độ
Asen lớn hơn 0,05 mgAs/L.
Trong cảnh báo về thảm họa Asen trong nước uống ở các quốc gia,
năm 1999 chương trình điều tra sự ô nhiễm Asen thuộc vùng Hà Nội, Việt Trì

7


– Lâm Thao đã được thực hiện. Trong 517 mẫu đã xét nghiệm tại chỗ từ ngày
16/8 đến 23/08/1999, có 25% số mẫu chứa Asen cao hơn 0,05mg/l, 68% số
mẫu cao hơn 0,01mg/L.
Năm 1998, trong khuân khổ một chương trình hợp tác giữa Thụy Sĩ và
Việt Nam, Trung tâm nghiên cứu công nghệ môi trường và phát triển
bền vững, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, đại học Quốc Gia bắt đầu
thực hiện đề tài “Kim loại nặng trong nước ngầm và nước mặt thuộc khu
vực Hà Nội”. Từ đầu năm 1999, bắt đầu tiến hành tiến hành lấy mẫu, phân
tích 8 kim loại nặng, trong đó có Asen. Kết quả phân tích nước ngầm ở nội
thành được dựng thành bản đồ.
Có nhiều điểm nồng độ Asen cao hơn 1mg/l. Phía Nam Hà Nội bị
nhiễm Asen nặng hơn các vùng khác. Nước ngầm ở 8 bãi giếng chính của các
nhà máy nước, khai thác nước trong tầng Pleistoxen, đều có Asen với
những nồng độ khác nhau. Ba bãi giếng có nồng độ Asen trung bình cao
hơn 0,2mg/l. Có thời điểm, nồng độ Asen lên trên 0,5mg/l.
Tại Hà Tây cũ (Hà Nội mở rộng), tình trạng ô nhiễm asen rất nghiêm
trọng. Sau đây là bảng tổng hợp hiện trạng ô nhiễm asen chung trong các loại
nguồn nước [3].
Bảng 1.2. Tổng hợp hiện trạng ô nhiễm asen chung
trong các loại nguồn nước
Tổng
STT Huyện

số

Thang hàm lượng asen (%)-ppb
Từ
10 Từ
25
Dưới 10

mẫu
I
1
1
3
4

Nguồn nước thô từ các
giếng khoan
Đan Phượng
Chương Mỹ
Hoài Đức
Phú Xuyên

đến dưới đến dưới

Từ 50
trở lên

25

50

2601 51,21

18,38

12,11

18,30

337
142
619
307

17,80
21,83
17,45
19,54

12,17
12,68
11,63
23,45

24,93
24,65
29,89
14,98

45,10
40,85
41,03
42,02

8


5
6
7
8
II
1
2
3
4
5
6
7
8
III
1
2
3
4
5
6
7
8

Quốc Oai
Thanh Oai
Thường Tín
TX. Hà Đông
Nguồn nước sinh hoạt
qua xử lý và giếng đào
Đan Phượng
Chương Mỹ
Hoài Đức
Phú Xuyên
Quốc Oai
Thanh Oai
Thường Tín
TX. Hà Đông
Chung cho tất cả các
loại mẫu nước
Đan Phượng
Chương Mỹ
Hoài Đức
Phú Xuyên
Quốc Oai
Thanh Oai
Thường Tín
TX. Hà Đông

93
330
578
195

88,17
63,03
58,30
57,44

3,23
17,27
21,45
17,95

2,15
5,76
10,38
15,90

6,45
13,94
9,86
8,72

366

74,86

16,67

5,74

2,73

99
32
80
52
22
44
24
13

84,85
87,50
71,25
84,62
81,82
43,18
58,33
76,92

7,07
9,38
15,00
9,62
18,18
45,45
29,17
23,08

3,03
3,13

11,25
5,77
0,00
9,09
4,17
0,00

5,05
0,00
2,50
0,00
0,00
2,27
8,33
0,00

2967 54,13

18,17

11,32

16,38

436
174
699
359
115
374

602
208

15,37
19,54
17,17
18,11
6,09
20,59
21,76
18,27

10,09
10,92
11,59
20,89
1,74
6,15
10,13
14,9

20,41
20,11
26,75
12,81
5,22
12,57
9,80
8,17

54,13
49,43
44,49
48,19
86,96
60,70
58,31
58,65

Bảng tổng hợp trên cho thấy, xét theo TCVN thì trong số 81 xã với 2967
mẫu chỉ có 6 xã là không thấy có dấu hiệu ô nhiễm, gồm Vân Canh (Hoài Đức),
Đại Thành, Phượng Cách, Tân Phú (Quốc Oai), Hồng Vân (Thường Tín) và
Kiến Hưng (Hà Đông).
Năm 1990, Đặng Văn Can đã tiến hành khảo sát nước mặt ở 11 khe suốt
đổ ra sông Mã thuộc Đông Nam bản Phóng. Kết quả khảo sát cho thấy nồng
độ Asen trong nước từ 0,43 đến 1,13mg/L, vượt quá quy định nhiều lần so với
các tiêu chuẩn nước uống của Việt Nam. Theo tác giả, hàm lượng Asen trong
nước cao là do sự hòa tan của Asen từ các khoáng vật sunfua khi nước chảy qua

9


đới biến đổi nhiệt dịch giàu sunfua. Theo kết quả phân tích khoáng tướng, bên
cạnh khoáng pirit (FeS2), chalcopirit (CuFeS2) với tần suất xuất hiện tương ứng
là 31/34 và 24/34, trong vùng khảo sát, đã tìm thấy nhiều khoáng vật chứa Asen
như Asenopirit (FeAsS), glaucodot ((Cu,Fe)AsS), leollingite (FeAs2), grexdofile
(NiAsS) với tần suất xuất hiện từ 5/34 đến 1/34.
Trước tình hình đó, trong hơn 2 năm từ 2003 đến 2005, Chính phủ
Việt Nam và UNICEF đã khảo sát về nồng độ Asen trong nước của
71000 giếng khoan thuộc 17 tỉnh đồng bằng trong cả nước. Kết quả

phân tích cho thấy, nguồn nước giếng khoan của các tỉnh vùng châu thổ
sông Hồng là các tỉnh Hà Nam, Nam Định, Hà Tây, Hưng Yên, Hải Dương
và các tỉnh An Giang, Đồng Tháp thuộc lưu vực sông Mê Kông đều bị nhiễm
Asen rất cao. Tỉ lệ các giếng có nồng độ Asen từ 0,1mg/l đến trên 0,5mg/l
(cao hơn tiêu chuẩn cho phép của Việt Nam và các tổ chức y tế thế giới 10
đến 50 lần), của các xã dao động từ 59,6 đến 80%.
Từ kết quả phân tích đó, Bộ Y tế tiến hành điều tra, đánh giá sơ bộ về
các ảnh huởng độc hại của Asen tới sức khỏe cộng đồng dân cư và
phát hiện 13 trường hợp bị bệnh nhiễm độc Asen mãn tính ở các giai đoạn
sớm với các biểu hiện bệnh ngoài da như: dày sừng, “nhú sừng”, biến đổi sắc
tố (tăng, giảm hoặc kết hợp 2 dạng) có những nét đặc trưng của biến đổi
ngoài da do Asen và hàm lượng Asen trong nước tiểu và trong tóc rất cao.
Có thể thấy tình trạng ô nhiễm Asen trong nguồn nước của các giếng khoan
tại các xã là rất nghiêm trọng. Tỉ lệ các giếng có nồng độ Asen cao hơn
0,1mg/l (gấp 10 lần tiêu chuẩn cho phép) ở hầu hết các xã chiếm từ 70% đến
96%, trừ Mai Động có tỉ lệ thấp hơn (46%).
Mặc dù người dân Việt Nam thường sử dụng giếng khoan sau khi qua
bể lọc sắt, song hiệu quả loại bỏ Asen của nhiều bể bo người dân tự xây
lắp chất lượng chưa cao, nên tỉ lệ các bể có khả năng loại bỏ Asen tới giới

10


hạn cho phép chỉ là 41,1%. Ngoài ra, nhiều hộ gia đình dùng nước
giếng khoan trực tiếp không qua bể lọc.
Với sự hợp tác của các tổ chức quốc tế, các cơ quan nghiên cứu đã
tiến hành điều tra khảo sát sơ bộ về tình hình ô nhiễm Asen trong nước
ngầm. Kết quả nghiên cứu bước đầu cho thấy hàm lượng Asen trong nước
ngầm tại nhiều địa phương vượt tiêu chuẩn cho phép (Tiêu chuẩn về Asen
trong nước sinh hoạt của Việt Nam là 0,01mg/l).

Các vùng có nguy cơ ô nhiễm Asen cao là các vùng chứa
khoáng hóa nguồn gốc nhiệt dịch và các vùng châu thổ sông lớn chứa
đựng trầm tích Holoxen và Pleistonxen. Ngoài ra, các vùng chuyên canh
cao, sử dụng nhiều phân bón, thuốc bảo vệ thực vật cũng có nguy cơ ô
nhiễm Asen cao. Tại Hà Nội, Asen trong tầng Holoxen dao động từ
0,0001

đến

0,132 mg/l,

trung

bình khoảng 0,034m g / l , còn tầng

Pleistonxen có nồng độ dao động từ 0,0001 đến 0,093mg/l. Kết quả khảo sát
tại Hải Phòng, Bắc Giang, Thanh Hóa, Nam Định cũng cho thấy nước ngầm tại
nhiều điểm của các địa phương này cũng bị nhiễm Asen. Ở đồng bằng Nam Bộ
và nhiều địa phương khác vấn đề ô nhiễm Asen chưa được nghiên cứu tập trung,
tuy nhiên theo kết quả phân tích của các dự án cấp nước nồng độ Asen nhỏ hơn
tiêu chuẩn cho phép. Từ kết quả nghiên cứu trên có thể thấy rằng Việt Nam đã
xuất hiện ô nhiễm Asen cục bộ. Tuy phát hiện Asen trong nước ngầm với nồng
độ cao như vậy, nhưng cho tới nay chưa phát hiện ra trường hợp nào hay cộng
đồng nào có triệu chứng mắc phải các triệu chứng mắc các bệnh về Asen
(Aseniccois). Điều này có thể giải thích do hai nguyên nhân chính sau:
- Thứ nhất: do nhân dân tại những điểm có ô nhiễm Asen cao (như
Hà Nam) chỉ sử dụng nước ngầm để tắm rửa còn nước dùng cho ăn uống là
nước mưa trong các bể dự trữ.
- Thứ hai: phần lớn các hợp chất của Asen trong nước ngầm có thể

11


loại trừ đáng kể cùng quá trình xử lý sắt. Trong quá trình oxi hóa sắt, đã tạo
nên hợp chất Fe(OH)3 (màu đỏ nâu) có khả năng cộng kết hợp với nhiều
hợp chất của Asen sau đó kết tủa và bị loại khỏi nước nhờ bể lọc cát đơn
giản. Công nghệ xử lí nước kiểu này được sử dụng khá phổ biến ở quy mô hộ
gia đình Việt Nam.
1.1.3. Các dạng tồn tại của Asen trong tự nhiên
Asen tồn tại ở nhiều hợp phần khác nhau trong tự nhiên [2]
+ Asen trong đá và quặng.
+ Asen trong đất và vỏ phong hóa.
+ Asen trong trầm tích bở rời.
+ Asen trong không khí và nước.
+ Asen trong sinh vật.
1.1.3.1. Asen trong vỏ trái đất
Asen là nguyên tố hiếm chiếm khoảng 0,00005 % trong vỏ trái đất,
nồng độ trung bình của Asen trong các đá lửa và đá trầm tích vào khoảng 2
mg/kg, và có nồng độ cao hơn trong các trầm tích sét mịn và khoáng
photphorit. Asen tồn tại trong tự nhiên ở hơn 200 loại khoang khác nhau,
trong đó khoảng 60 % là Asenat, 20 % dạng sunfua và sunfonat, 20 % còn
lại bao gồm Asenua, Asenit, oxit, silicat và Asen nguyên tố. Một số muối
khoáng chứa Asen thường gặp như: realgar (AsS), orpiment (As2S3),
Asenopirit (FeAsS), loellingite (FeAs2), Asenolit (As2O3), domeykite (Cu3As),
enargite (Cu3AsS4), ….
1.1.3.2. Asen trong đất và trầm tích
Hàm lượng Asen tự nhiên trong đất nhiều nơi khoảng 0,1 đến 40
mg/kg, trung bình là 5 mg/kg, trong đó đất cát có hàm lượng Asen thấp nhất,
còn đất bồi và đất mùn hữu cơ có nồng độ Asen cao hơn. Tuy nhiên, các hoạt
động của con người đã làm tăng đáng kể Asen trong đất. Hàm lượng Asen

12


lên tới 50 đến 550 mg/kg được tìm thấy trong đất nông nghiệp đã sử dụng
thuốc trừ sâu.
Hàm lượng Asen tự nhiên trong trầm tích thường nhỏ hơn 10 mg/kg
trong lượng khô và biến đổi đáng kể theo từng nơi trên thế giới.
1.1.3.3. Asen trong nước
Asen thường có mặt trong tự nhiên với nồng độ thấp. Nồng độ Asen
trong nước biển thuờng trong khoảng 1 – 8 µg/L, trong nước ngọt không ô
nhiễm là 1 – 10 µg/L và tăng cao đến 100 – 5000 µg/L ở những vùng có
khoáng sunfua và vùng mỏ. Trong môi trường có thế oxi hóa khử cao, Asen
thường tồn tại ở trạng thái háo trị V như H3AsO4, H2AsO4-, HAsO42-, AsO43-.
Tuy nhiên, dưới hầu hết các điều kiện khử và thế oxi hóa thấp, các Asenit (As
(III)) chiếm ưu thế. As0 và As3- rất hiếm gặp trong môi trường nước.
Hàm lượng Asen trung bình trong nước ngầm thuờng là 1 – 2 µg/L.
Tuy nhiên, ở những vùng có đá núi lửa và các cặn khoáng sunfua, hàm
lượng Asen đo được có kho cao hơn 3000 µg/L. Theo các nhà khoa
học, những vùng có Asen cao có thể do nguyên nhân tự nhiên hoặc do các
hoạt động của con người.
1.1.3.4. Asen trong cơ thể người và động vật
Trong cơ thể người và động vật, Asen tích lũy trong các mô vơi nồng
độ khác nhau tùy thuộc vào sự phơi nhiễm ở những vùng khác nhau. Ở các
động vật có vú, Asen thường tích lũy trong các mô ngoại bì, chủ yếu trong
lông tóc và móng. Hàm lượng Asen trong các động vật nuôi và con người
thường nhỏ hơn 0,3 mg/kg. Toàn bộ cơ thể người có thể chứa từ 3 – 4 mg
Asen và có xu hướng tăng theo tuổi. Các phép phân tích cho thấy, trừ tóc,
móng và răng, hàm lượng Asen trong các mô trong cơ thể người thuờng
nhỏ hơn 0,3 – 147 µg/mg trọng lượng khô, từ 0,01 – 0,09 µg/mg trọng lượng

ướt. Asen vô cơ có ái lực đặc biệt với tóc và các mô giàu keratin khác. Nồng

13


độ Asen bình thường trong tóc là 0,08 – 0,25 mg/kg; 50 – 400 µg/mg, từ 1
mg/kg trở lên được coi là nhiễm độc. Lượng Asen tổng trong nước tiểu
hàng ngày khoảng 5 – 40 µg/L ngày. Sự biến đổi nồng độ Asen hàng ngày
phụ thuộc vào lượng Asen trong các loại thực phẩm khác nhau.
Các hợp

chất

Asen

hũu cơ như:

arsenobetaine, arsenocholine,

muối tetrametylasoni, arsenosugars và lipit chứa Asen chủ yếu được tìm thấy
trong cơ thể sinh vật biển. Cơ thể sinh vật biển thường chứa Asen với hàm lượng
từ 1 đến 100 mg/kg, chủ yếu là các loại Asen hữu cơ như arsenosugars
trong tảo và arsenobetaine trong động vật không xương sống và cá.
1.1.4. Nguyên nhân ô nhiễm As trong nguồn nước
Asen được giải phóng vào môi trường nước do quá trình oxi hóa
các khoáng sunfua hoặc khử các hiđroxit giàu Asen, thông qua quá trình
thủy địa hóa và sinh địa hóa, các điều kiện địa chất thủy văn thích hợp.
Ngoài ra, các hoạt động của con người (đốt nhiên liệu hóa thạch, đốt rác, khai
thác và chế biến quặng, luyện kim, sản xuất và sử dụng tràn lan thuốc trừ
sâu diệt cỏ, phân bón hóa học, vũ khí hóa học,…) cũng góp phần làm

xâm nhiễm Asen vào môi trường nước.
Một số nguyên nhân chính gây ra ô nhiễm Asen trong nước ngầm như sau:
- Nước chảy qua các vỉa quặng chứa Asen đã bị phong hóa. Ví
dụ ở thượng nguồn sông Mã Việt Nam.
- Sự suy thoái nguồn nước ngầm làm cho các tầng khoáng chứa
Asen bị phong hóa, Asen từ dạng khó tan chuyển sang dạng có thể tan
được trong nước [3].
- Sự khử các hiđroxit của sắt và mangan bởi vi khuẩn yếm khí. Asenic
đã hấp thụ trên các hạt mịn của hiđroxit sắt hoặc mangan bị vi khuẩn yếm
khí khử thành dạng tan được.

14


−

4FeOOH + CH2O (đại diện chất hữu cơ) + 7H2O + 7CO2 → 4Fe2+ + 8HCO 3 + 6H2O

- Do sự oxi hóa pirit sắt bởi oxi không khí: một số nhà khoa học
đã nghiên cứu và đi đến khẳng định sự có mặt của Asen trong các trầm tích chứa
pirit sắt. Việc khai thác nước ngầm với quy mô ngày càng tăng làm cho mức
nước ngầm giảm dần đã tạo điều kiện cho các trầm tích chứa pirit sắt tiếp xúc với
không khí dẫn đến phản ứng oxi hóa pirit sắt thành FeSO 4, Fe2(SO4)3 và axit
sunfuric. Quá trình này giải phóng cả Asen và nó bị oxi hóa thành Asenit (AsO −2 )
và Asenat (AsO 3− ) mà cả hai dạng đều tan trong nước ngầm.
- Các vi sinh vật đóng vai trò như chất xúc tác cung cấp oxi cho quá
trình oxi hóa các sunfua kim loại làm giải phóng axit sunfuric và kim loại. Sau
đó axit sunfuric hòa tan kim loại tạo thành muối sunfat và hòa tan Asen.
- Thuốc trừ sâu chứa Asen sử dụng trong nông nghiệp, nước thải của
các nhà máy hóa chất có Asen ngấm theo kẽ nứt xuống mạch nước ngầm.

1.1.5. Độc tính Asen [2]
Độc tính của Asen phụ thuộc vào dạng hóa học, nồng độ và thời gian
tiếp xúc và các trạng thái oxi hóa.

15


Bảng 1.2. Các dạng hợp chất của Asen
Tên

Công thức

Asin

As(III) vô cơ

As(V) vô cơ

AsH3

Asen trioxit

As2O3 hoặc As2O6

Axit asenơ

H3AsO3

Asenit hay muối axit

H3AsO3

Asen triclorua

AsCl3

Asen(III) sunfua

As2S3

Asen pentoxit

As2O5

Asen asenic

H3AsO4

Asenit, hay muối axit

H3AsO4; H3AsO4

Axit monometylasonic

CH3AsO(OH)2

Axit dimetylasinic

(CH3)2AsO(OH)

Trimetylasin oxit

(CH3)3AsO

Metylasin

CH3AsH2

Asen (III) hữu

Đimetylasin

(CH3)2AsH

cơ

Trimetylasin

(CH3)3As

Axit asinilic
(axit p- aminobenzen asonic)

H2N-C6H4- AsO(OH)2

Cacbazan
(axit 4 - [aminocacbonylamino]phenylasonic

16

(OH)2OAs-C6H4-NH(CO)NH2


Độc tố Asen ở các dạng khác nhau giảm dần theo dãy :
Asin → As (III) vô cơ → As (III) hữu cơ → As (V) vô cơ → As (V) hữu cơ
Asen (III) ở nồng độ cao làm đông tụ các protein, do Asen(III) tấn công
vào liên kết có nhóm sunfua

Do có sự tương ứng về tính chất hóa học tương tự với photpho, Asen
can thiệp vào một số quá trình sinh hóa làm rối loạn chuyển hóa photpho.
Khi có mặt của Asen, quá trình hình thành và phát triển của ATP (chất sinh
năng lượng chủ yếu) bị cản trở do hình thành 1-Aseno-3-photphoglixerat
thay cho sự tổng hợp enzim 1,3-điphotphoglixeranđehit-3-photphat.
Asen nguyên tố và các dạng hợp chất của Asen được phân loại là
“độc và nguy hiểm cho môi trường” tại Liên minh Châu Âu theo chỉ dẫn
67/548/EEC. LARC công nhận Asen nguyên tố và các hợp chất của Asen là
các chất gây ung thư nhóm 1, còn EU liệt kê Asen (III) oxit, Asen (V) oxit và
các muối Asenat là các chất gây ung thư loại một.
Nhiễm độc Asen có thể được biểu hiện ở hai mức độ độc tính: nhiễm
độc cấp tính và nhiễm độc mãn tính.
Nhiễm độc Asen cấp tính xảy ra do ăn uống phải Asen với liều lượng
lớn (1 – 2 gam). Các nghiên cứu cho thấy triệu chứng nhiễm độc rất đa dạng,
phụ thuộc vào hợp chất Asen đã ăn phải. Có thể có triệu chứng giống như
bệnh tả, xuất hiện rất nhanh ngay sau khi ăn phải Asen. Bệnh nhân nôn
mửa, đau bụng, tiêu chảy liên tục, khát nước dữ dội, mạch đập yếu, mặt
nhợt nhạt rồi thâm tím, bí tiểu và chết sau 24 giờ. Có thể gặp các biểu hiện
tổn thuơng thận, rối loạn chức năng tim mạch, đôi khi xuất hiện phù phổi

17

cấp, suy hô hấp, gan to… Nếu được cứu chữa kịp thời, bệnh nhân có thể
sống sót, nhưng để lại các di chứng nặng nề về não, suy tủy, thiếu máu, giảm
bạch cầu, tan huyết, xạm da và tổn thương đa dây thần kinh ngoại biên [4].
Nhiễm độc Asen mãn tính thường xảy ra do người dân sử dụng nguồn
nước sinh hoạt bị nhiễm Asen với nồng độ cao quá mức cho phép (0,35 – 1,1
mg/l). Dạng này xảy ra do tích lũy liều lượng nhỏ Asen trong thời gian
dài. Triệu chứng bao gồm: mặt xám, tóc dụng, viêm dạ dày, viêm ruột,
đau mắt, đau tai, đi đứng loạng choạng, xét nghiệm có Asen trong nước tiểu,
người gầy còm, kiệt sức rồi tử vong trong vài tháng hoặc vài năm. Nguy cơ
mắc bệnh viêm tắc mạch ngoại biên tăng theo thời gian tiếp xúc với Asen ngay
ở nồng độ > 0,02mg/l.
Hiện chưa có phương pháp hữu hiệu chữa bệnh nhiễm độc Asen.
1.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH As
1.2.1. Phương pháp đo hiện trường với chất nhuộm thủy ngân bromua
- Nguyên tắc: Asen (As(III) và As(V)) được chuyển thành khí AsH3
nhờ hỗn hợp khử mạnh (NH2SO3H – axit sunfamic và NaBH4 – natri
bohyđrua). Khí asin tạo thành tạo phức với thủy ngân bromua được tẩm
trên giấy và chuyển thành màu vàng. Việc định lượng dựa trên độ dài
có màu vàng trên giấy thử hoặc độ đậm nhạt của màu vàng.
- Giới hạn phát hiện: 10 ppb, nhưng hay bị ảnh hưởng bởi khí H2S,
cần dùng bông lọc chứa chì axetat để hấp thụ khí này.
- Ứng dụng: đo hiện trường với số lượng mẫu lớn, chủ yếu cho mục
đích sàng lọc trên diện rộng.
1.2.2. Phương pháp phát xạ nguyên tử cảm ứng cộng huởng từ plasma
- Nguyên tắc: Dung dịch mẫu được phun ở dạng sol khí tới vùng
plasma agon có nhiệt độ từ 6000 đến 8000K, tại đó Asen được nguyên tử
hóa và phát xạ bước sóng đặc trưng. Nồng độ Asen trong mẫu được xác
định trên cường độ các vạch phát xạ.

18


- Giới hạn phát hiện: 35 – 50 ppb.
- Ứng dụng: Phương pháp này có thể xác định nhiều nguyên tố cùng
một lúc và được áp dụng với tất cả các loại nền màu khác nhau, tuy nhiên
các mẫu rắn và mẫu lỏng chứa nhiều chất kết tủa phải xử lí trước khi phân
tích.
1.2.3. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử kết hợp thiết bị sinh khí
hydrua
- Nguyên tắc: Asen vô cơ hòa tan trong nước có thể ở dạng As(III)
hay As(V), hiệu suất tạo khí hyđrua của hai dạng này khác nhau nên tất cả
Asen trong mẫu phải được khử về As (III) nhờ các tác nhân khử NaI hoặc KI.
Sau đó, As (III) phản ứng với hiđro mới sinh (tạo thành khi tác nhân khử
NaBH4 gặp môi trường axit) tạo ra hợp chất asin (AsH3). Khí asin sẽ được
dẫn vào bộ phận nguyên tử hóa mẫu nhờ khí mang argon để tạo ra các đám
hơi nguyên tử tự do. Các nguyên tử này sẽ hấp thụ các tia sáng có bước
sóng đặc trưng và cho kết quả độ hấp thụ.
- Giới hạn phát hiện: Phương pháp này có thể xác định hàm lượng
Asen trong nước ngầm cỡ 0,5 ppb.
1.2.4. Phương pháp dùng vi khuẩn phát sáng
Nhóm nghiên cứu thuộc Viện Khoa học và Công nghệ môi trường
Thụy Sĩ đã lợi dụng khả năng nhạy cảm với Asen của vi khuẩn Escherichia
coli để biến đổi gen sao cho chúng phát sáng khi dò thấy Asen trong nước.
E.coli hiện cũng đang được thử nghiệm tại Việt Nam, chi phí
thấp mà không giải phóng các hóa chất độc hại vào môi trường.
1.2.5. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử.
Trong điều kiện bình thường, nguyên tử không thu hay phát ra năng
lượng dưới dạng các bức xạ, lúc này nguyên tử ở trạng thái cơ bản, có mức
năng lượng thấp nhất. Khi nguyên tử ở trạng thái hơi, nếu chiếu một chùm tia

19


sáng có bước sóng xác định thì các nguyên tử tự do sẽ hấp thụ các bức xạ có
bước sóng xác định, ứng với bức xạ mà nó có thể phát ra được trong quá trình
phát xạ. Lúc đó nguyên tử đã nhận năng lượng dưới dạng các bức xạ và chuyển
lên trạng thái kích thích, có năng lượng cao hơn năng lượng ở trang thái cơ bản
. Quá trình đó gọi là quá trình hấp thụ năng lượng của nguyên tử. Cường độ của
một vạch hấp thụ của một nguyên tố và nồng độ C trong mẫu phân tích cũng
tuân theo định luật Bouguer – Lambert – Beer:
A= K.C.l

K: Hệ số hấp thụ
C: Nồng độ nguyên tố cần xác định
l: Chiều dày của lớp hấp thụ

Dựa vào giá trị mật độ quang, người ta xác định được nồng độ của
nguyên tố cần xác định trong thể tích mẫu. [4,5]
Phương pháp AAS phân tích hàm lượng asen dựa trên việc đo cường độ
phổ hấp thụ nguyên tử được sinh ra do phân hủy nhiệt AsH3:
2AsH3 → 2As + 3H2
Trong điều kiện của phương pháp chỉ có As(III) được chuyển thành
AsH3. Để tránh sai số, mọi dạng oxi hóa khác của asen cần chuyển về
As(III). [15]
1.2.6. Phương pháp cực phổ Von – Ampe hòa tan
Cơ sở của phương pháp Von –Ampe hòa tan là xây dựng đường cong
phụ thuộc giữa cường độ dòng điện và hiệu điện thế giữa 2 cực được đặt trong
dung dịch điện phân chứa chất cần nghiên cứu. [4,5]
Người ta phân chia phương pháp Von – Ampe hòa tan thành 2 dạng: Von

– Ampe hòa tan anot và Von – Ampe catot
* Quy trình phân tích mẫu nước sinh hoạt:
Lấy 100 ml nước cho vào cốc thủy tinh chịu nhiệt, cho vào 2 - 3 giọt
dung dịch H2SO4 98%, đun nhẹ trên bếp điện cho tới khi còn 8 ml nước, cho

20


thêm vào 1ml H2SO4 10M và 0,3 ml dung dịch KI 10% ; 0,2 ml dung dịch Cu2+
4,6.10-2 M. Thêm nước cất tới vạch 10ml ta được dung dịch H2SO4 1M, Cu2+
9,2.10-4 M, I − 1,8.10-2 M. Tiến hành điện phân và ghi dòng CSV của ion As 3+
trong khoảng quét thế từ -0.5 V đến -1.1V, thời gian điện phân 60s. Sau đó áp
dụng đường chuẩn xác định hàm lượng As3+ trong các mẫu nước. [17]
1.2.7. Phương pháp phổ khối [36]
Sử dụng phương pháp phổ khối kết hợp plasma cảm ứng (ICP-MS). Tác
giả Krisel Van den Broeck đã xác định As trong lá cà chua. Giới hạn phát hiện
As: 3,8 - 65ng/g. Ông cũng đã xác định As trong chất thải xử lí gỗ bằng phương
pháp ICP- MS, giới hạn cho phép là 1 µg/g [37]
Tác giả Gwendy E.M Hall đã xác định As trong đối tượng mẫu địa chất
kết hợp kĩ thuật hidrua (HG – ICP – MS), phương pháp cho giới hạn phát hiện
là 10ng/g.
1.2.8. Phương pháp quang phổ bạc đietylđithiocacbamat
- Nguyên tắc: Các hợp chất Asen hữu cơ trong mẫu được oxi hóa
bằng KMnO4 hoặc K2S2O8, tiếp theo As(V) được khử về As(III) bằng KI và
SnCl2. Sau đó Asen được khử tiếp thành khí asin (AsH3) bằng NaBH4 trong
môi trường kiềm. Asin tác dụng với dung dịch bạc đietylđithiocacbamat
trong piriđin hay clorofom tạo phức màu đỏ tím. Sau đó đo sự hấp thụ của
phức màu tại bước sóng 546 nm.
- Giới hạn phát hiện: 1 – 10 ppb.
1.2.9. Phương pháp trắc quang dựa trên phản ứng tạo màu xanh molipđen

Như đã trình bày ở trên, để xác định hàm lượng As có nhiều phương
pháp khác nhau. Tuy nhiên, trong luận văn này chúng tôi sử dụng phương
pháp trắc quang đường chuẩn trên cơ sở tạo hợp chất màu xanh molipđen.
Đây là phương pháp tương đồng đã được sử dụng để phân tích P, tuy nhiên

21


việc áp dụng cho As mới được tiến hành trong thời gian gần đây.
* Cơ sở khoa học của phương pháp dựa trên các phản ứng sau:
- As(V) phản ứng với amoni molipđat tạo thành kết tủa màu vàng [1]:
AsO43- + 12MoO4- + 24H+ + 3NH4+ → (NH4)3H4[As(Mo2O7)6]↓ +10H2O
As(III) không có phản ứng với này.
- Khử bằng axit ascobic thành hợp chất màu xanh molipđen [4, 5]:
C6H8O6 – 2e

→

Axit ascobic

C6H6O6 + 2 H+
Axit đehidro ascobic

(NH4)3H4[As(Mo2O7)6]↓ + C6H8O6 → Xanh molipđen + C6H6O6
(vàng)

(Axit ascobic)

(Axit đehidro ascobic)

Axit heteropolyasenomolipđic và muối của chúng là những chất oxi
hoá mạnh, oxi hoá dược nhiều chất khử, trong khi đó axit H2MoO4 không oxi
hoá được. Hợp chất màu xanh molipđen (có thành phần phức tạp, chủ yếu
là Mo8O23.H2O; Mo4O11.H2O; Mo2O5.H2O...), tồn tại dưới dạng các tiểu phân keo
trong dung dịch, dễ bị hấp phụ bởi các chất hấp phụ, nên trước khi đo quang
không được lọc dung dịch màu. Phản ứng rất tỉ lượng, cường độ màu xanh tỉ lệ
với nồng độ asen, đo cường độ màu cho phép xác định nồng độ As.
3−

Yếu tố cản trở: các ion PO 4 và SiO 32− cũng có phản ứng tương tự, tạo
các kết tủa (NH4)3H4[P(Mo2O7)6]↓ , (NH4)3H4[Si(Mo2O7)6]↓ [1, 7]. Cr(VI) và
NO2- cũng gây ảnh hưởng cản trở, làm giảm kết quả phân tích ~3% ở nồng độ
1mg/l, giảm ~10 ÷15% ở nồng độ 10mg/l. Sunfua và silicat không gây cản trở
trong khoảng nồng độ 1 ÷ 10mg/l [29]-p.4-113. Các chất khử mạnh có thể khử
axit molidic thành xanh molipden cũng gây cản trở [9]-184. Các ion F, - Cl- chỉ
gây ảnh hưởng đáng kể ở nồng độ 70mg/l [28]. Cần che các ion photphat,
silicat, sufua... bằng kaliantimonyltactrat K(SbO)C4H4O6.1/2H2O. Khi có mặt
tactrat thì cả P và Si đều không gây cản trở, vì chúng tạo phức bền với tactrat.
Phản ứng tạo màu xanh molipden thường bị ảnh hưởng bởi nhiều chất
cản trở như: SiO32-, AsO43-, NO2-, F-, Cl-, S2-... Trong thực tế, nồng độ của các

22


ion AsO43-, NO2-, F-, Cl-, S2-...trong nước mặt thường nhỏ, chưa đủ lớn để gây
ảnh hưởng đến kết quả phân tích (giới hạn gây ảnh hưởng khi hàm lượng F-, Cl≥ 70mg/l; NO22- ≥ 1mg/l)[9, 14, 32]. Nhưng hàm lượng ion SiO32- trong nước
mặt thường tương đối cao, sẽ gây ảnh hưởng cản trở đáng kể đến phản ứng tạo
màu. Do đó, cần che các ion photphat, silicat, sufua... bằng kaliantimonyltactrat
K(SbO)C4H4O6.1/2H2O. Khi có mặt tactrat thì cả P và Si đều không gây cản
trở, vì chúng tạo phức bền với tactrat.

Hình 1.3.. Ảnh hưởng của Si dến phản ứng tạo hợp chất màu xanh molipden
sử dụng thuốc thử R không có kali antimonyl tactrat
Vai trß cña kali antimonyl tactrat ®Õn ph¶n øng t¹o hîp chÊt
mµu xanh molipden

A
0.51

0.5

Csi (mg/l)

0.49
0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

Hình 1.4. Ảnh hưởng của Si dến phản ứng tạo hợp chất màu xanh molipden

23


sử dụng tác nhân kết hợp có kali antimonyl tactrat
Kết tủa Axit heteropolyasenomolipdic dễ tan trong môi trường kiềm,
hoặc dung dịch NH3:
(NH4)3H4[P(Mo2O7)6] ↓ + 27OH- → 3NH3 + 12MoO42- + PO43- + 17H2O
Vì vậy, phản ứng cần phải thực hiện trong môi trường axit mạnh (pH < 1).
1.3. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ ASEN
1.3.1. Phương pháp đồng kết tủa
Trong xử lý nước cấp, các muối của nhôm, sắt được sử dụng nhiều để
loại cặn lơ lửng, làm trong nước. Các ion Al3+, Fe3+ thủy phân ngay sau khi các
muối được hòa tan ngay sau khi các muối được hòa tan trong nước ở pH thích
hợp tạo ra các bông cặn hiđroxit. Các bông cặn này sẽ kéo theo các hạt lơ lửng
cũng như hấp phụ các ion, chất hữu cơ trong nước. Asen cũng bị hấp phụ lên
các bông keo này. Ví dụ:
Al3+ + 3H2O  2 Al(OH)3 + 6H+
Al(OH)3(r) + H2AsO4− → Al -As (dạng phức) + các sản phẩm khác

Trong điều kiện pH < 8, As(V) tồn tại ở dạng anion, còn As(III) tồn tại
dạng không phân ly nên khả năng hấp phụ As(III) lên các bông keo là rất kém.
Ngoài ra phương pháp làm mềm nước cũng có khả năng loại asen. Kết quả thực
nghiệm của tác giả Sorg và Logsdon cho thấy quá trình làm mềm nước loại
90% As(V) (với nồng độ đầu là 0,4 ppm) ở pH=10,5 và 70% As(III) ở pH=11.
1.4.2. Phương pháp lọc và lọc màng
1.4.2. 1. Công nghệ lọc
Asen được loại bỏ khỏi nước trong bể lọc cát là nhờ sự đồng kết tủa với
Fe(III) trên bề mặt hạt cát và không gian giữa các lỗ rỗng trong lớp cát. Fe(II) ở
dạng hòa tan trong nước sẽ bị oxi hóa bởi oxi không khí để tạo thành Fe(OH) 3,
hidroxit này sẽ được hấp phụ trên bề mặt của các hạt cát và tạo thành một lớp

24


hấp phụ mỏng. Asen(V,III) sẽ bị hấp phụ vào lớp hidroxit đó và bị giữ lại ở lớp
vật liệu lọc. Kết quả, nước ra khỏi bể lọc đã được giải phóng khỏi sắt và asen.
1.4.2.2. Công nghệ lọc màng
Sử dụng các màng bán thấm, chỉ cho phép nước và một số chất hòa tan đi
qua, để làm sạch nước. Công nghệ lọc màng cho phép có thể tách bất cứ một
loại chất rắn hòa tan nào ra khỏi nước kể cả asen. Tuy nhiên, phương pháp này
rất đắt, do đó, thường được sử dụng trong những trường hợp cần thiết, bắt buộc,
khó áp dụng các phương pháp khác như khử muối, loại bỏ một số ion asen. Có
nhiều loại màng lọc được sử dụng như vi lọc, thẩm thấu ngược, điện thẩm tách,
siêu lọc và lọc nano. Hiệu suất và chi phí cho quá trình lọc màng phụ thuộc vào
chất lượng nước nguồn và yêu cầu chất lượng nước sau khi xử lí. Thông
thường, nếu nước nguồn càng ô nhiễm, yêu cầu chất lượng nước sau khi xử lí
càng cao thì màng càng dễ bị tắc bởi các tạp chất bẩn, cặn lắng và cặn sinh vật (
tảo, rêu, vi sinh vật…) [1]
1.4.3 Phương pháp sắc kí trao đổi ion

Sắc kí trao đổi ion là một phương pháp hóa lý. Trong phương pháp
này các ion được trao đổi giữa pha động là dung dịch chứa asen và pha
tĩnh là nhựa trao đổi ion. Nhựa trao đổi ion là mạng lưới ba chiều của
hyđrocacbon có chứa nhiều nhóm trao đổi ion. Các nhóm này có thể được
thay thế bởi các ion cùng loại điện tích có hóa thế lớn hơn so với nhựa
trao đổi. Để loại asen bằng phương pháp trao đổi ion, nước nhiễm asen
được cho chảy qua cột có nhồi chất trao đổi. Nhựa trao đổi là loại anion có
tính bazơ mạnh, và ổn định ở pH = 6,5-9. Trong phương pháp này, hiệu
quả của quá trình loại asen phụ thuộc vào pH của dung dịch và hàm lượng
các ion khác trong dung dịch. Ái lực của nhựa trao đổi đối với các ion
giảm theo thứ tự sau: SO 42− > HAsO42− > NO3− > NO2− > Cl−. Sự có mặt
của sắt trong dung dịch cũng có ảnh hưởng đến khả năng loại asen. [6]

25