Nghiên cứu xử lý asen trong nước ngầm bằng mô hình NL1 tại xã đồng tiến huyện phổ yên tỉnh thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NHÂM THỊ PHƢƠNG GIANG
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP XỬ LÝ ASEN TRONG NƢỚC NGẦM BẰNG MÔ
HÌNH NL1 TẠI XÃ ĐỒNG TIẾN, HUYỆN PHỔ YÊN, TỈNH THÁI NGUYÊN

KHÓA LUẬN THƢ̣C TẬP TỐT NGHIỆP

Hê ̣ đào ta ̣o

: Chính quy

Chuyên nghành : Khoa học môi trƣờng
Khoa

: Môi trƣờng

Khóa

: 2011 - 2015

Thái Nguyên, năm 2015


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NHÂM THI PHƢƠNG GIANG
Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP XỬ LÝ ASEN TRONG NƢỚC NGẦM BẰNG MÔ
HÌNH NL1 TẠI XÃ ĐỒNG TIẾN, HUYỆN PHỔ YÊN, TỈNH THÁI NGUYÊN

KHÓA LUẬN THƢ̣C TẬP TỐT NGHIỆP

Hê ̣ đào ta ̣o

: Chính quy

Chuyên nghành : Khoa học môi trƣờng
Khoa

: Môi trƣờng

Khóa

: 2011 - 2015

Giảng viên hƣớng dẫn: ThS. Nguyễn Thị Huệ
Khoa Môi trường - Trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên

Thái Nguyên, năm 2015


LỜI CẢM ƠN
Thực tập tốt nghiệp là thời gian quan trọng nhất của sinh viên các trƣờng Đại
học, Cao đẳng nói chung và trƣờng Đại học Nông lâm Thái Nguyên nói riêng. Để từ
đó sinh viên hệ thống hoá lại kiến thức đã học, kiểm nghiệm lại trong thực tế, nâng
cao kiến thức nhằm phục vụ cho công việc chuyên môn sau này.
Qua gần 4 tháng (16/8/2014-16/12/2014) thực tập tốt nghiệp, với sự nỗ lực

phấn đấu của bản thân và sự giúp đỡ tận tình của quý thầy cô và bạn bè em đã hoàn
thành báo cáo tốt nghiệp của mình.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo ThS. Nguyễn Thị Huệ đã trực
tiếp hƣớng dẫn và tận tình truyền đạt những kiến thức trong quá trình thực tập, chỉ
bảo những kinh nghiệm quý báu để em hoàn thành tốt đề tài. Đặc biệt em xin gửi
lời cảm ơn tới tất cả các bác, anh chị làm việc tại phòng tài nguyên môi trƣờng
huyện Phổ Yên cùng bạn bè, gia đình ngƣời thân đã động viên khích lệ em trong
quá trình học tập nghiên cứu hoàn thành tốt bản báo cáo tốt nghiệp này.
Do thời gian và trình độ học vấn của bản thân còn nhiều hạn chế, bƣớc đầu
mới làm quen với thực tế công việc nên Khóa luận của em không tránh đƣợc thiếu
sót. Em rất mong nhận đƣợc sự góp ý chân thành của thầy cô giáo cùng các bạn để
Khóa luận của em đƣợc hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày tháng năm 2014
Sinh viên

Nhâm Thị Phương Giang


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
STT

Chữ viết tắt

Chữ viết đầy đủ

1

BNN

Bộ nông nghiệp

2

BTC

Bộ tài chính

3

BTNMT

Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng

4

BXD

Bộ xây dựng

5

BYT

Bộ Y tế

6

CN-TTCN

Công nghiệp - Tiểu thủ công nghiệp

7

CT

Công thức

8

KHKT

Khoa học kỹ thuật

9

PTNN

Phát triển nông thôn

10

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

11

QĐ

Quyết định

12

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

13

TD-TT

Thể dục - Thể thao

14

THCS

Trung học cơ sở

15

THPT

Trung học phổ thông

16

TNHH

Trách nhiệm hữu hạn

17

UBND

Ủy ban nhân dân

18

UNICEF

Quỹ nhi đồng Liên Hợp Quốc

19

WHO

Tổ chức Y tế Thế giới


DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 2.1. Tổng hợp những kết quả xét nghiệm asen do UNICEF ...........................19
hỗ trợ năm 2004 .......................................................................................................19
Bảng 4.1. Hiệu suất xử lý asen trong nƣớc ngầm bằng mô hình NL1 ......................34
trong thời gian lọc 1h. ...............................................................................................34
Bảng 4.2. Hiệu suất xử lý asen trong nƣớc ngầm bằng mô hình NL1 ......................34
Trong thời gian 3h. ....................................................................................................34
Bảng 4.3. Hiệu suất xử lý asen trong nƣớc ngầm bằng mô hình NL1 ......................35

DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 2.1. Sơ đồ vòng tuần hoàn của asen trong môi trƣờng.....................................12
Hình 2.2. Bản đồ ô nhiễm asen mức độ ô nhiễm theo màu sắc ................................18
Hình 4.1. Biểu đồ thể hiện nồng độ asen trong nƣớc ngầm ......................................31
Hình 4.2. Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý asen bằng mô hình NL1 trong các thời
gian khác nhau ...........................................................................................................35
Hình 4.3. Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý asen trong nƣớc ngầm bằng mô hình NL1
qua các thời gian khác nhau ......................................................................................36


MỤC LỤC
Trang
Phần 1 MỞ ĐẦU .........................................................................................................1
1.Đặt vấn đề. ...............................................................................................................1
1.2. Mục đích nghiên cứu của đề tài ...........................................................................2
1.3. Yêu cầu của đề tài ................................................................................................3
1.4. Ý nghĩa của đề tài .................................................................................................3
1.4.1. Ý nghĩa trong học tập ........................................................................................3
1.4.2. Ý nghĩa trong thực tiễn .....................................................................................3
Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...............................................................................4
2.1. Cơ sở khoa học về đề tài ......................................................................................4
2.1.1.Nƣớc ngầm là gì? ...............................................................................................4
2.1.2. Cơ sở lý luận .....................................................................................................4
2.1.3. Cơ sở pháp lý ....................................................................................................5
2.2. Giới thiệu về Asen................................................................................................6
2.2.1.Nguồn gốc của Asen ..........................................................................................6
2.3. Cơ sở thực tiễn ...................................................................................................17

Phần 3 ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............24
3.1. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ......................................................................24
3.2. Địa điểm và thời gian tiến hành .........................................................................24
3.3. Nội dung nghiên cứu ..........................................................................................24
3.3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội tại huyện Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên....24
3.3.2. Đánh giá hiện trạng ô nhiễm asen trong nƣớc ngầm tại huyện Phổ Yên, tỉnh
Thái Nguyên. .............................................................................................................24
3.3.3. Nghiên cứu hiệu suất xử lý asen trong nƣớc ngầm bằng mô hình NL1. ........24
3.3.4. Đánh giá ƣu nhƣợc điểm của mô hình NL1 trong xử lý asen. .......................24
3.4. Phƣơng pháp nghiên cứu....................................................................................24
3.4.2.Phƣơng pháp điều tra, khảo sát thực địa ..........................................................24
Phần 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................................28


4.1. Điều kiện tự nhiên - kinh tế - xã hội tại huyện vùng nghiên cứu.......................28
4.1.1.Điều kiện tự nhiên. ..........................................................................................28
4.2. Đánh giá hiện trạng ô nhiễm asen trong nƣớc ngầm tại khu vực nghiên cứu....31
4.3. Nghiên cứu hiệu suất xử lý asen trong nƣớc ngầm bằng mô hình NL1 ............33
4.3.2. Hiệu suất xử lý asen trong nƣớc ngầm bằng mô hình NL1 trong thời gian 3h. ..... 34
4.3.3. Hiệu suất xử lý asen trong nƣớc ngầm bằng mô hính NL1 trong thời gian 5h. ..... 34
4.3.4. Đánh giá khả năng xử lý asen trong nƣớc ngầm trong các khoảng thời gian
khác nhau...................................................................................................................35
4.4. Đánh giá ƣu nhƣợc điểm của bể lọc chậm trong xử lý asen ..............................37
4.4.1. Ƣu điểm ...........................................................................................................37
4.4.2. Nhƣợc điểm .....................................................................................................38
Phần 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ...........................................................................39
5.1. Kết luận ..............................................................................................................39
5.2. Đề nghị ...............................................................................................................39

Phần 1
MỞ ĐẦU
1.Đặt vấn đề.
Nƣớc là tài sản chung của nhân loại, là một trong bốn nhân tố tạo nên môi
trƣờng, có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự sống của con ngƣời và sinh vật.
Không có nƣớc thì sự sống của muôn loại trên hành tinh không thể tồn tại đƣợc.
Con ngƣời khai thác từ các nguồn từ các nguồn tự nhiên và sử dụng cho nhiều mục
đích khác nhau nhƣ phục vụ ăn uống sinh hoạt của chính con ngƣời, nƣớc dùng cho
các mục đích hoạt động nông nghiệp, cho sản xuất, cho sản xuất công nghiệp, cho
các hoạt động giao thông, cho rất nhiều các hình thức dịch vụ. Nƣớc sử dụng cho
những mục đích trên lại đƣợc thải lại vào chính nguồn nƣớc nơi mà con ngƣời đã
khai thác cho mục đích sử dụng của mình. Tất cả những hoạt động đó do thiếu quản
lý hay hiểu biết đã dẫn đến tình trạng ô nhiễm nguồn nƣớc và ở nhiều lúc, nhiều nơi
đã trở nên trầm trọng.
Trong bối cảnh nƣớc ta đang trong quá trình công ngiệp hóa hiên đại hóa đất
nƣớc, phát triển kinh tế về tất cả các lĩnh vực nông nghiệp, công nghiệp, dịch vụ,
giao thông… kéo theo hàng loạt các vấn đề về môi trƣờng ô nhiễm đất, ô nhiễm
nƣớc, ô nhiễm không khí đang diễn ra hết sức phức tạp không chỉ riêng đối với
Việt Nam mà còn là tình trạng chung của các nƣớc đang phát triển với. Công nghệ
kém phát triển ý thức của con ngƣời đã và đang đe dọa đến chinh sức khỏe của
chúng ta. Tỷ lệ mắc các bệnh nguy hiểm ngày càng tăng cao tỷ lệ thuận với tình
trạng ô nhiêm môi trƣờng. Trong đó đáng lo ngại nhất là ô nhiễm môi trƣờng nƣớc.
Môi trƣờng nƣớc hiện nay đang trong tình trạng báo động trên thế giới và riêng Việt
Nam vấn đề ô nhiễm nƣớc đã và đang bị ô nhiễm cực kỳ nghiêm trọng.
Việt Nam có nguồn nƣớc ngầm khá phong phú về trữ lƣợng và khá tốt về
chất lƣợng. Nƣớc ngầm thƣờng tồn tại ở các lỗ hổng và các khe nứt của đất đá đƣợc
tạo thành trong giai đoạn trầm tích hoặc do sự thẩm thấu, thấm của nguồn nƣớc mặt
nƣớc mƣa.... nƣớc ngầm có thể tồn tại cách mặt đất vài met, vài chục mét, vài trăm
mét. Đối với hệ thống cấp nƣớc cộng đồng thì nguồn nƣớc ngầm luôn là nguồn

nƣớc đƣợc ƣa thích. Bởi vì, các nguồn nƣớc mặt thƣờng bị ô nhiểm là lƣu lƣợng
khai thác phải phụ thuộc vào sự biến động theo mùa. Nguồn nƣớc it chịu ảnh hƣởng
bởi các tác động của con ngƣời. Chất lƣợng nƣớc ngầm thƣờng tốt hơn chất lƣợng
nƣớc mặt rất nhiều. Trong nƣớc ngầm dƣờng nhƣ không có các hạt keo, hạt lơ lửng
và vi sinh, vi trùng gây bệnh thấp.
Nhƣng ngày nay tình trạng ô nhiềm nguồn và suy thoái nƣớc ngầm đang diễn
ra rất phổ biến tại khu vực đô thị và các thành phố lớn trên thế giới. Không ít nguồn
nƣớc ngầm đã bị ô nhiễm do tác động của con ngƣời đã bị ô nhiểm bởi các chất hữu
cơ khó phân hủy, vi khuẩn, nhất là các chất độc hại nhiểm kim loại nặng (Pb, As,
Fe, Cd, Mn,....) gây ảnh hƣởng rất nghiêm trọng tới sức khỏe con ngƣời. Đặc biệt là
Asen, sự tích luỹ Asen vào cơ thể trong thời gian dài kể cả ở hàm lƣợng thấp
cũng gây nên nhiều tác hại cho sức khoẻ. Phần lớn sự nhiễm độc Asen thông qua
việc sử dụng nguồn nƣớc, lƣơng thực, thực phẩm ở những vùng đất, nƣớc, không
khí nhiễm Asen. Khi bị nhiễm độc Asen thì sẽ gây ra sự thay đổi sắc tố da, hình
thành các vết cứng trên da, ung thƣ da, ung thƣ phổi, ung thƣ thận và bàng quang,
cũng nhƣ có thể dẫn tới hoại tử thậm chí có thể tử vong. Đáng lo ngại là hiện nay
chƣa có biện pháp hiệu quả để điều trị những căn bệnh nguy hiểm này. Hơn nữa,
phần lớn dân số ở nông thôn đang sử dụng trực tiếp nƣớc ngầm (giếng khoan) để
phục vụ cho sinh hoạt mà không qua xử lý hoặc chỉ đƣợc xử lý đơn giản để loại bỏ
Asen nếu có.
Xuất phát từ những vấn đề nêu trên, đƣợc sự đồng ý của Ban chủ nhiệm khoa
Môi trƣờng - Trƣờng Đại học Nông lâm Thái Nguyên, cũng với sự hƣớng dẫn của
cô giáo Th.s. Nguyễn Thị Huệ, em đã tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu xử lý
Asen trong nước ngầm bằng mô hìnhNL1 tại xã Đồng Tiến, huyện Phổ Yên,
tỉnh Thái Nguyên ”
1.2. Mục đích nghiên cứu của đề tài
- Khảo sát hiện trạng nhiễm asen trong nƣớc ngầm tại xã Đồng Tiến.
- Nghiên cứu, đánh giá đƣợc hiệu quả của mô hình sau khi xử lý nƣớc nhiễm As.

1.3. Yêu cầu của đề tài
- Lắp đặt hệ thống thí nghiệm xử lý asen trong nƣớc ngầm bằng mô hình NL1
- Lấy mẫu, phân tích hàm lƣợng asen trong nƣớc ngầm đầu vào và nƣớc sau
khi qua hệ thống thí nghiệm.
- So sánh, đánh giá kết quả phân tích hàm lƣợng asen trong nƣớc ngầm trƣớc
và sau xử lý, đƣa ra đƣợc hiệu suất xử lý.
- Đánh giá hiệu suất xử asen trong nƣớc ngầm trong thời gian lọc khác nhau
- Các kết quả phân tích asen phải đƣợc so sánh với QCVN 01:2009/BYT.
- Thông tin và số liệu thu thập đƣợc phải đảm bảo tính chính xác, trung thực,
khách quan.
- Giải pháp kiến nghị đƣa ra phải thực tế và khả thi.
1.4. Ý nghĩa của đề tài
1.4.1. Ý nghĩa trong học tập
Nghiên cứu đề tài giúp chúng ta thu thập đƣợc những kinh nghiệm và kiến
thức thực tế, củng cố và hoàn thiện kiến thức đã học, biết cách thực hiện một đề tài
nghiên cứu khoa học và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp.
1.4.2. Ý nghĩa trong thực tiễn
Ứng dụng kiến thức đã học, xây dƣ̣ng và áp du ̣ng thành công cá c mô hình xƣ̉
lý nguồn nƣớc ngầm bị nhiễm asen ph ục vu ̣ cho nhu cầ u cấ p thiế t hiê ̣n nay của các
hô ̣ gia đình.
Giúp ngƣời dân thấy đƣợc hiện trạng môi trƣờng nƣớc đang bị ô nhiễm từ đó
nâng cao ý thức, trách nhiệm của mình đối với môi trƣờng xung quanh.


Phần 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Cơ sở khoa học về đề tài
2.1.1.Nước ngầm là gì?
Nƣơc ngầm là môt loại nƣớc dƣới đất, tích lũy trong các lớp đất đá trầm tích

bở rời nhƣ cặn, san, cát bột kết, trong cac khe nứt, hang caxtơ ƣới bề mặt trái đất có
thể khai thác cho hoạt động sống của con ngƣời.
Theo độ sâu phân bố có thể chia nƣớc ngầm tầng mặt và nƣớc ngầm tầng
sâu. Đặc điểm chung của nƣớc ngầm là khả năng di chuyển nhanh trong các lớp đất
xốp tạo thành dòng chảy ngầm theo địa hình. Nƣớc ngầm tầng mặt thƣờng không có
lớp ngăn cách với địa hình bề mặt. Do vậy, thành phần và mực nƣớc biến đổi nhiều
phụ thuộc vào trạng thái của nƣớc mặt. Loại nƣớc ngầm tằng mặt rất dễ bị ô nhiễm.
Nƣớc ngầm tầng sâu thƣờng nằm trong lớp đất đá xốp đƣợc ngăn cách bên trên và
lớp dƣới bởi các lớp không thấm nƣớc.Theo không gian phân bố một nƣớc ngầm
tầng sâu thƣờng có 3 vùng chức năng:
+ Vùng thu nhận
+ vùng chuyển tải nƣớc
+ Vùng khai thác nƣớc có áp
Khoảng cách giữa vùng thu nhận và vùng khai thác thƣờng khá xa từ vài
chục tới vài trăm km. Các lỗ khoan nƣớc ở vùng khai thác thƣờng có áp lực. Đây là
loại nƣớc ngầm có chất lƣợng nƣớc tốt có lƣu lƣợng ổn định. Trong các khu vực
phát triển đã Cabonat thƣờng tồn tại loại nƣớc ngầm caxtơ di chuyển theo các khe
nứt caxtơ. Trong các dài cổn cát ven biển thƣờng tồn tại các thấu kính nƣớc ngọt
nằm trên mực nƣớc biển.
2.1.2. Cơ sở lý luận
Để loại bỏ asen trong nƣớc ngầm có thể ứng dụng nhiều phƣơng pháp nhƣ keo
tụ, kết tủa, hấp phụ, lọc, trao đổi ion, thẩm thấu ngƣợc, điện thẩm tách…Tuy nhiên hầu
hết các công nghệ này chỉ áp dụng với hệ xử lý công suất lớn, chỉ có ít công nghệ có
thể áp dụng ở cộng đồng nhỏ và hộ gia đình.


Ở Việt Nam, phần lớn dân số dùng nƣớc giếng khoan với quy mô hộ gia
đình. Kết quả nghiên cứu còn cho thấy asen thƣờng xuất hiện đồng thời với nơi
nồng độ sắt cao. Nồng độ sắt trong nƣớc ngầm tƣơng đối cao khoảng từ 1 - 30 mg/l
. Vì vậy, chúng ta hoàn toàn có thể kết hợp xử lý asen cùng với quá trình xử lý sắt

bằng mô hình NL1 loại bỏ kim loại di động (Fe2+, Mn2+, Ca2+, As3+ ...)có trong
nƣớc bằng phƣơng pháp tự oxy hóa, lọc và hấp phụ.
Sắt trong nƣớc thƣờng tồn tại dƣới dạng sắt (II), dƣới tác dụng của các vi sinh
vật oxy hoá, sắt (II) sẽ chuyển hoá thành sắt (III) kết tủa tạo thành những chất keo bám
vào bề mặt các hạt vật liệu lọc và tạo thành các hạt keo tụ, asen trong nƣớc sẽ bám vào
bề mặt các hạt keo tụ này và bị loại ra khỏi nƣớc.
Vận dụng nguyên lý đó, em đã nghiên cứu khả năng xử lý asen trong nƣớc
ngầm bằng mô hình NL1 kết hợp than hoạt tính với thời gian lọc khác nhau.
2.1.3. Cơ sở pháp lý
- Luật Bảo vệ môi trƣờng năm 2014 đƣợc Quốc hội nƣớc Cộng hoà xã hội
chủ nghĩa Việt Nam khoá XIII, kỳ họp thứ 7 thông qua ngày 23/06/2014 và có hiệu
lực thi hành từ ngày 01/01/2015.
- Luật Tài nguyên nƣớc số: 17/2012/QH13 đƣợc Quốc hội nƣớc Cộng hoà xã
hội chủ nghĩa Việt Nam khoá XIII, kỳ họp thứ 3 thông qua ngày 26/12/2012 và có
hiệu lực thi hành từ ngày 01/01/2013.
- Nghị định số 117/2007/NĐ - CP ngày 11/07/2007 của Chính Phủ về sản
xuất, cung cấp và tiêu thụ nƣớc sạch.
- Nghị định số 19/2015/NĐ-CP ngày 14/02/2015 của Chính phủ về việc quy
định chi tiết và hƣớng dẫn thi hành một số điều của Luật Bảo vệ môi trƣờng.
- Quyết định số 09/2005/QĐ - BYT ngày 11/03/2005 của Bộ trƣởng Y tế
về việc ban hành tiêu chuẩn ngành: Tiêu chuẩn vệ sinh nƣớc sạch.
- Quyết định 17/2005/TT-BTNMT ngày 12/10/2006 của Bộ trƣởng Bộ Tài
nguyên và môi trƣờng về việc ban hành quy định việc cấp phát hành nghề khoan
nƣớc dƣới đất.


- Quyết định số 22/2006/QĐ - BTNMT ngày 18/12/2006 của Bộ Tài nguyên và
môi trƣờng về bắt buộc áp dụng TCVN về môi trƣờng.
- Quyết định 13/2007/QĐ-BTNMT ngày 04/09/2007 của Bộ trƣởng Bộ tài
nguyên môi trƣờng quy định về việc điều tra đánh giá tài nguyên nƣớc dƣới đất.

- Thông tƣ 05/2005/TT-BTN-MT ngày 17/03/2005 của Bộ trƣởng Bộ tài
nguyên và môi trƣờng hƣớng dẫn thực hiện NĐ xử phạt vi phạm hành chính trong
lĩnh vực tài nguyên nƣớc.
- Thông tƣ liên tịch số 95/TTLT-BTC-BXD-BNN ngày 19/05/2009 của liên
Bộ Tài chính – Xây dựng – Nông nghiệp và phát triển nông nghiệp; Hƣớng dẫn
nguyên tắc, phƣơng pháp xác định và thẩm quyền quyết định giá tiêu thụ nƣớc sạch
tại các đô thị, khu công nghiệp, khu vực nông thôn.
- Chỉ thị số 02/2004/CT-BTNMT ngày 02/06/2004 của Bộ trƣởng Bộ Tài nguyên
và môi trƣờng về việc tăng cƣờng công tác quản lý Tài nguyên nƣớc dƣới đất.
- QCVN 01:2009/BYT-Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lƣợng nƣớc ăn uống.
- QCVN 02:2009/BYT-Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lƣợng nƣớc
sinh hoạt.
2.2. Giới thiệu về Asen
2.2.1.Nguồn gốc của Asen
Trong tự nhiên asen có trong nhiều loại khoáng vật nhƣ Realgar (As4S4),
Orpoment (As2S3), Arsenolite (As2O3), Arsenopyrite (FeAsS)… Trong nƣớc asen
thƣờng ở dạng asenit hoặc asenat (AsO3-3, AsO3-4). Các hợp chất asen methyl có
trong môi trƣờng do chuyển hóa sinh học. Asen là một nguyên tố không chỉ có
trong nƣớc mà còn có trong không khí, đất, thực phẩm và có thể xâm nhập vào cơ
thể con ngƣời, nguyên nhân chủ yếu khiến nƣớc ngầm ở nhiều vùng thuộc nƣớc ta
nhiễm asen là do cấu tạo địa chất. Trong công nghiệp, asen có trong ngành luyện
kim, xử lý quặng, sản xuất thuốc bảo vệ thực vật, thuộc da. Asen thƣờng có mặt
trong thuốc trừ sâu, diệt nấm, diệt cỏ dại.
Ngoài ra, những khu vực dân cƣ tự động đào và lấp giếng không đúng tiêu
chuẩn kỹ thuật khiến chất bẩn, độc hại bị thẩm thấu xuống mạch nƣớc ngầm. Cũng


nhƣ việc khai thác nƣớc ngầm quá lớn làm cho mực nƣớc trong các giếng hạ xuống
khiến cho khí oxy đi vào địa tầng và gây ra phản ứng hóa học tạo ra asen từ quặng
pyrite trong đất và nƣớc ngầm nông, ở mức nƣớc ngầm sâu thì không phát hiện đƣợc.

Các quá trình sinh - địa - hóa:
Sự phân bố rộng rãi của nguyên tố asen đƣợc bắt đầu từ quá trình địa hóa.
Điều này có nghĩa nồng độ của asen gia tăng khi càng xuống sâu dƣới các tầng đất
hoặc mạch nƣớc ngầm.
Hai môi trƣờng có khả năng tích tụ nồng độ asen cao đó là tại khu vực vũng,
vịnh cạn ở miền khí hậu khô hạn đến bán khô hạn và tại những tầng nƣớc ngầm có
tính khử mạnh, thƣờng gặp ở vùng chứa nhiều lắng cặn phù sa nhiều sulphat. Các
tầng lớp lắng cặn mỏng ở địa vực thấp, nơi có độ nghiêng thủy vực thấp, là khu vực
đặc trƣng chứa nhiều asen trong mạch nƣớc ngầm.
Các tầng nƣớc ngầm có nồng độ asen cao thƣờng ở độ sâu từ 20 m đến 120
m. Ở 20 m, cấu trúc địa chất chứa nhiều đất sét pha cát trộn lẫn với kankar. Xuống
đến độ sâu 120 m, đất mịn pha sét có thể chứa nồng độ asen lên đến 550 mg/l.
Ở dƣới tầng đất ngầm, asen thƣờng xuất hiện nhiều trong các hỗn hợp
khoáng tạo đá (ví dụ: oxit sắt, đất sét, hoặc các hỗn hợp khoáng sulphide). Rất nhiều
asen bị kết dính trong các hỗn hợp khoáng pyrite ở lƣu vực phù sa. Đáng chú ý là
trong quá trình bơm nƣớc lên từ những khu vực giếng sâu làm hạ thấp mực nƣớc
ngầm, oxy theo đó sẽ xâm nhập vào thúc đẩy quá trình oxy hóa khoáng pyrite. Quy
trình phản ứng oxy-hóa khoáng pyrite cũng đồng nghĩa với việc giải phóng nguyên
tố asen vào môi trƣờng nƣớc (Đỗ Văn Ái và cs, 2000) [1].
Càng xuống sâu dƣới 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 oxy hóa đối với khoáng
chất sunfua diễn ra càng mạnh. Vì thế, giải phóng một lƣợng asen lớn hơn. Ở môi
trƣờng có độ ẩm càng cao, các hỗn hợp khoáng sunfua tham gia vào quá trình
phong hóa càng nhanh hơn. Khoáng pyrite là một trong những điển hình của hỗn
hợp khoáng kém ổn định nhất trong quá trình.


Quy trình các phản ứng oxy hóa diễn ra:
+ Ở dạng ion:
FeAsS + O2 + H2O → H2AsO4- + H3AsO3 + SO42- + H+ + FeOOH

+ Ở dạng hoàn chỉnh:
FeAsS + O2 + H2O → H3AsO4 + H3AsO3 + H2SO4 + FeOOH
a. Tính chất hoá lý của asen
* Tính chất vật lý
Asen không gây mùi khó chịu khi có mặt trong nƣớc (ngay cả ở hàm lƣợng
có thể gây chết ngƣời), khó phân huỷ. Asen là nguyên tố phổ biến thứ 20 trong các
nguyên tố có trên bề mặt trái đất. Hàm lƣợng trung bình từ 1,5 – 2 mg/kg (Lê Huy
Bá, 2009) [2].
Theo từ điển Bách khoa đƣợc xuất bản năm 1999, thạch tín là tên gọi thông
dụng chỉ nguyên tố asen, nhƣng đồng thời dùng chỉ hợp chất oxit của asen hóa trị
III (As2O3). Oxit này màu trắng, dạng bột, tan đƣợc trong nƣớc và rất độc.
Asen là nguyên tố số 33 trong bảng tuần hoàn hoá học Menđeleep, có tên
tiếng anh là arsenic, kí hiệu là As. Asen có thể tồn tại dƣới nhiều dạng khác nhau
trong các hợp chất vô cơ và hữu cơ với bốn mức hoá trị là - 3, 0, + 3 và + 5 trong đó
các hợp chất chứa As(III) và As(V) là quan trọng nhất. Nó đƣợc xem nhƣ một dạng
phi kim, hay đƣợc gọi á kim. Nó mang nhiều độc tính tƣơng tƣ một số kim loại nặng
nhƣ chì và thủy ngân. Khối lƣợng phân tử 74,9216 g/mol, không hòa tan trong nƣớc.
Vỏ trái đất chỉ chứa một hàm lƣợng nhỏ thạch tín (0,0001 %); tuy nhiên nó
lại phân bố rộng rãi trong tự nhiên. Trong tự nhiên, nguyên tố asen tồn tại ở dạng
nguyên chất với ba thù hình (dạng alpha có màu vàng, dạng beta có màu đen, dạng
gama có màu xám). Asen là một nguyên tố vi lƣợng cần thiết cho cơ thể, nhƣng ở
liều lƣợng cao asen là một chất độc cực mạnh đối với cơ thể con ngƣời và các sinh
vật khác. Chúng tồn tại phổ biến trong thiên nhiên và cũng có mặt nhiều trong sản
xuất công nghiệp. Asen là một á kim màu xám trắng, mùi tỏi, tỷ trọng là 5,7. Khi
làm nóng asen chảy ra và thăng hoa ở nhiệt độ 6130C. Asen cháy trong không khí
tạo thành khói trắng là trioxit asen rất độc. Asen là một nguyên tố có mặt ở khắp nơi


trong môi trƣờng. Sự phân bố của asen trong hệ thống tự nhiên phụ thuộc vào sự ổn
định liên kết của asen với các hình thái nƣớc và phụ thuộc vào khả năng hấp thụ

asen lên bề mặt của đất. Dƣới tác động của các quá trình tự nhiên và nhân sinh khác
nhau mà asen có thể di chuyển từ hợp phần môi trƣờng này sang hợp phần môi
trƣờng khác dẫn đến sự phân bố phức tạp của asen trong tự nhiên (Đỗ Văn Ái và cs,
2000) [1].
* Tính chất hóa học
Asen tồn tại dƣới dạng các hợp chất (chính các hợp chất của asen mới là
những độc chất cực mạnh). Môi trƣờng oxy hóa là điều kiện thuận lợi để cho nhiều
hợp chất hóa trị V chuyển sang dạng Asen hóa trị III. Trong những hợp chất asen
thì H3AsO3 độc hơn H3AsO4. Dƣới tác dụng của yếu tố oxi hóa trong đất asen thì
H3AsO3 có thể chuyển sang dạng H3AsO4. Thế oxy hóa khử, độ pH của môi trƣờng
và hàm lƣợng kaloit giàu Fe 3+…, là những yếu tố quan trọng tác động đến quá trình
oxy hóa khử các hợp chất, asen trong tự nhiên có khả năng kết tủa cùng các ion sắt.
Trong môi trƣờng khí hậu khô: hợp chất asen thƣờng tồn tại ở dạng ít linh động (Lê
Huy Bá, 2009) [2].
b. Vai trò và ảnh hƣởng của asen đối với sức khoẻ con ngƣời
* Vai trò của asen
Nhƣ chứng ta đã biết, asen là nguyên tố vi lƣợng rất cần thiết cho sự sinh
trƣởng và phát triển của con ngƣời và sinh vật. Asen có vai trò trong trao đổi
nuclêin, tổng hợp protit và hêmoglobin nhƣng về mặt sinh học, asen là chất độc có
thể gây 19 bệnh khác nhau, trong đó có các bệnh nan y nhƣ ung thƣ da và phổi (Đào
Bích Thuỷ, 2005) [7].
Asen là nguyên tố có mặt trong nhiều loại hóa chất sử dụng nhiều ngành
công nghiệp khác nhƣ: hóa chất, phân bón (lân – phootsphat, đạm – nitơ), thuốc bảo
vệ thực vật, giấy, dệt nhuộm,…
Nhiều ngành công nghiệp sử dụng nhiên liệu hóa thạch nhƣ công nghiệp xi
măng, nhiệt điện,… Công nghệ chất thải rắn cũng là một nguồn ô nhiễm không khí,
nƣớc bởi asen.


*Ảnh hƣởng của asen đối với sức khỏe con ngƣời

Asen tồn tại phổ biến trong môi trƣờng xung quanh, mọi ngƣời đều tiếp xúc
với một lƣợng nhỏ của chúng. Con đƣờng xâm nhập chủ yếu của asen vào cơ thể là
qua đƣờng thức ăn (trung bình 25 - 50 g/ngày.đêm), ngoài ra còn một lƣợng nhỏ
qua nƣớc uống và không khí.
Asen gây ung thƣ biểu mô da, phế quản, phổi , các xoang ,…do asen và các
hợp chất của asen có tác dụng lên nhóm Sulphydryl (-SH) phá vỡ quá trình
phophory hóa. Các enzym sản sinh năng lƣợng của tế bào trong chu trình axit xitric
bị ảnh hƣởng rất lớn. Enzym bị ức chế do việc tạo phức với asen (III) làm ngăn cản
sự sinh sản phân tử ATP. Do asen có tính chất hóa học tƣơng tự nhƣ Photpho, nên
chất này có thể làm gây rối loạn photpho ở một số quá trình sinh hóa.
Hàm lƣợng asen trong nƣớc sinh hoạt phải < 0,001 mg/l mới là đạt yêu cầu.
Theo tổ chức thế giới WHO cứ 10.000 ngƣời thì có 6 ngƣời bị ung thƣ do sử dụng
nƣớc ăn có nồng độ asen > 0,01 mg/l.
Asen là nguyên tố khi đƣợc ăn vào rất khó hấp thụ và phần lớn đƣợc triệt tiêu
ở nguyên dạng. Các hợp chất asen hòa tan trong nƣớc đƣợc hấp thụ nhanh chóng từ
ống tiêu hóa; Asen (V) và asen hữu cơ đƣợc đào thải qua thận rất nhanh và hầu nhƣ
toàn bộ. Asen vô cơ có thể tích lũy ở da, xƣơng và cơ bắp; chu kỳ bán hủy của nó
trong trong cơ thể ngƣời trong vòng 20 – 40 ngày. Mặc dù các kết quả nghiên cứu
cho thấy asen có thể là một nguyên tố thiết yếu cho một số loài động vật nhƣ dê,
chuột, gà nhƣng chƣa có bằng chứng để nói rằng asen cần cho con ngƣời (Phan Văn
Duyệt, 2000) [3].
Asen tự do cũng nhƣ hợp chất của nó rất độc. Trong hợp chất thì hợp chất
của As(III) là độc nhất. Tổ chức Y tế thế giới (WHO) đã xếp asen vào nhóm độc
loại A gồm: Hg, Pb, Se, Cd và As. Ngƣời bị nhiễm độc asen thƣờng tỷ lệ bị đột biến
nhiễm sắc thể rất cao. Ngoài việc gây nhiễm độc cấp tính, asen còn gây độc mãn
tính do tích luỹ trong gan với các mức độ khác nhau, liều gây tử vong là 0,1 g (tính
theo As2O3) (Trần Thị Thanh Hƣơng và cs, 2010) [6].


Hiện nay vẫn chƣa có một bản liệt kê đầy đủ nào về các loại bệnh do asen.

Asen vô cơ đƣợc coi là chất gây ung thƣ đồng thời cũng gây nhiều tác động khác
nữa. Đôi khi các triệu chứng khó thở gây ra bởi asen bị nhầm lẫn với các bệnh khác.
Asen có thể gây bệnh cấp tính hay mãn tính, tuy nhiên dƣới góc độ asen trong nƣớc
uống thƣờng chỉ có các bệnh mãn tính (do dùng nƣớc uống chứa nồng độ asen quá
từ năm lần mức cho phép sẽ gây ra các bệnh ung thƣ, bao gồm ung thƣ da, ung thƣ
bang quang, thận, phổi, gan, các bệnh tiểu đƣờng) do asen gây ra.
Trong nƣớc uống, asen không trông thấy đƣợc, không mùi không vị, nên
không thể phát hiện. Sự phát hiện của ngƣời nhiễm asen rất khó do triệu chứng của bệnh
phải đến từ 5 đến 15 năm sau mới xuất hiện. Bởi vậy, các nhà hóa học còn gọi asen là
“sát thủ vô hình”. Và một điều đáng lƣu ý là asen độc gấp 4 lần so với thủy ngân.
Ngộ độc asen là các bệnh kinh niên do sử dụng nƣớc uống có chứa asen ở
nồng độ cao trong một khoảng thời gian dài. Các hiệu ứng bao gồm thay đổi màu
da, sự hình thành các viết cứng trên da, ung thƣ da, ung thƣ phổi, ung thƣ thận và
bang quang cũng có thể dẫn tới hoại tử. Asen là một chất rất độc có thể gây chết
ngay nếu uống một lƣợng bằng nửa hạt ngô.
Nếu bị ngộ độc cấp tính bởi asen sẽ có biểu hiện: khát nƣớc dữ dội, đau
bụng, nôn mửa, tiêu chảy, mạch đập yếu, mặt nhợt. Nếu bị nhiễm độc asen ở mức
độ thấp, mỗi ngày một ít với liều lƣợng nhỏ nhƣng trong thời gian dài sẽ gây mệt
mỏi, buồn nôn và nôn, hồng cầu và bạch cầu giảm, da sạm, rụng tóc, sút cân, giảm
trí nhớ, mạch máu bị tổn thƣơng, rối loạn nhịp tim, đau mắt, đau tai, viêm dạ dày và
ruột, ung thƣ,…
Ngƣời uống nƣớc bị ô nhiễm asen lâu ngày sẽ có các đốm sẫm màu trên thân
thể hay đầu các chi, niêm mạc lƣỡi hoặc sừng hóa da, gây sạm và mất sắc tố. Bệnh
sừng hóa da thƣờng xuất hiện ở tay, chân, lòng bàn tay, gan bàn chân – phần cơ thể
cọ xát hoặc tiếp xúc hoặc tiếp xúc ánh sáng nhiều lâu ngày sẽ tạo thành các đinh
cứng màu trắng gây đau đớn. Bệnh đen và rụng móng chân có thể dẫn đến hoại tử,
rụng dần từng đốt ngón chân.


Ảnh hƣởng độc hại đáng lo ngại nhất của asen tới sức khỏe là khả năng gây

đột biến gen, ung thƣ, thiếu máu và các bệnh tim mạch, các bệnh ngoài da, tiểu
đƣờng, bệnh gan và các vấn đề liên quan đến tiêu hóa các rối loạn ở hệ thần kinh –
ngứa hoặc mất cảm giác ở các chi và khó nghe. Sau 15 - 20 năm kể từ khi phát hiện,
ngƣời nhiễm độc asen sẽ chuyển sang ung thƣ và chết (Trần Hữu Hoan, 2010) [4].

Hình 2.1. Sơ đồ vòng tuần hoàn của asen trong môi trƣờng


c. Nguyên tố asen lan truyền trong môi trƣờng nƣớc ngầm
* Con đƣờng xâm nhập trong nƣớc
Con đƣờng tự nhiên: sự tích tụ trong các tầng trầm tích chứa nƣớc. Khi điều
kiện môi trƣờng thay đổi, nó đƣợc giải phóng và đi vào nƣớc dƣới dạng ion, sự hòa
tan tự nhiên của khoáng chất và quặng.
Con đƣờng nhân tạo: do chất thải công nghiệp (nhất là trong quá 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 không
đúng tiêu chuẩn kỹ thuật của ngƣời dân. Asen thâm nhập vào cơ thể chủ yếu qua thực
phẩm, nƣớc uống và không khí (Lê Huy Bá, 2009) [2].
* Cơ chế
Asen xâm nhập vào nƣớc từ các công đoạn hòa tan các chất và quặng mỏ, từ
nƣớc thải công nghiệp và từ sự lắng đọng trong không khí. Ở một vài nơi, đôi khi
asen xuất hiện trong nƣớc ngầm do sự ăn mòn các nguồn khoáng vật thiên nhiên.
Asen đƣợc giải phóng vào môi trƣờng nƣớc do quá trình oxi hóa các khoáng
sunfua hoặc khử các khoáng oxi hidroxit giàu asen. Về cơ chế xâm nhiễm các
nhiễm các kim loại nặng, trong đó có asen vào nƣớc ngầm cho đến nay đã có nhiều
giả thiết khác nhau nhƣng vẫn chƣa thống nhất.
Thông qua các quá trình thủy địa hóa và sinh địa hóa, các điều kiện địa chất
thủy văn mà asen có thể xâm nhập vào môi trƣờng nƣớc.
Hàm lƣợng asen trong nƣớc dƣới đất phụ thuộc vào tính chất và trạng thái môi
trƣờng địa hóa. Asen tồn tại trong nƣớc dƣới đất ở dạng H3AsO4

1-

(trong môi

trƣờng pH axit đến gần trung tính), HAsO42- (trong môi trƣờng kiềm). Hợp chất
H3AsO3 đƣợc hình thành chủ yếu trong môi trƣờng oxy hóa-khử yếu. Các hợp chất
của asen với Na có tính hòa tan rất cao. Những muối của asen với Ca, Mg và các
hợp chất asen hữu cơ trong môi trƣờng pH gần trung tính, nghèo Ca 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 As5+ hình thành
theo phƣơng thức này. Phức chất asen nhƣ vậy có thể chiếm tới 80% các dạng hợp


chất asen tồn tại trong nƣớc dƣới đất.
Asen trong nƣớc dƣới đất thƣờng tập trung cao trong kiểu nƣớc bicarbonate
nhƣ bicarbonate Cl, Na, B, Si.
Nƣớc dƣới đất trong những vùng trầm tích núi lửa, một số khu vực quặng hóa
nguồn gốc nhiệt dịch, mỏ dầu - khí, mỏ than,… thƣờng giàu asen. Nếu nƣớc dƣới
đất không có oxy thì các hợp chất arsenat đƣợc khử thành arsenua chất này có độc
tính gấp 4 lần arsenat. Trong trƣờng hợp tầng đất giàu chất hữu cơ và sắt thì khả năng
hấp thụ asen tốt, khiến tiềm năng ô nhiễm sẽ cao hơn.
Nguyên nhân khiến cho nƣớc ngầm có hàm lƣợng asen cao là do sự oxy hóa
arsenopyrit, pyrite trong các tầng sét và lớp kẹp than bùn trong bồi tích cũng nhƣ
giải phóng asen dạng hấp thụ khi khử keo hydroxyt Fe3+ bởi các hợp chất hữu cơ và
vi sinh vật (Lê Huy Bá, 2009) [2].
2.1.1.2. Các phương pháp xử lý asen
Có thể phân loại 7 nhóm phƣơng pháp chủ yếu sau:
a. Tạo kết tủa
Dùng hóa chất, tạo các chất kết tủa nhờ các phản ứng hóa học với các ion tan

trong dung dịnh. Sắt thƣờng tồn tại trong nƣớc ngầm ở dạng hydrocacbonat hòa tan,
khi gặp oxy, sẽ đƣợc oxy hóa và tạo thành kết tủa, lắng trong thời gian dài sẽ làm
cho asen có trong nƣớc kết hợp và lắng xuống đáy cùng với sắt. Hiệu suất khử asen
có thể đạt khoảng 50% (Trần Mạnh Cƣờng, 2010) [9].
b. Keo tụ
Phƣơng pháp keo tụ bao gồm các phản ứng hóa học, quá trình hình thành các
bông keo tụ, phá vỡ độ bền vững hợp thể của các hạt chất bẩn, sự dính kết và tăng
kích thƣớc của các hạt chất bẩn trong nƣớc cần xử lý… Phƣơng pháp này thƣờng
đƣợc sử dụng để tách các hợp chất thể keo (kích thƣớc 0.001-100μm) và các hạt tán
sắc lơ lửng trong nƣớc (>100μm). Phƣơng pháp keo tụ chuyển asen từ dạng tan
sang dạng không tan nhờ phản ứng hóa học, sau đó tách chúng ra khỏi nƣớc nhờ
lắng hoặc lọc. Công nghệ thƣờng sử dụng là: bổ sung thêm chất keo tụ nhƣ các
muối sắt hoặc nhôm, có thể oxy hóa sơ bộ hoặc sau đó và điều chỉnh pH. Trong


công nghệ này, xử lý cặn thải chứa asen từ quá trình keo tụ cũng là một vấn đề cần
quan tâm (Trần Mạnh Cƣờng, 2010) [9].
c. Lắng
Tách pha rắn và pha lỏng nhờ tác dụng của trọng lực. Phƣơng pháp này
thƣờng đƣợc sử dụng kết hợp với tạo kết tủa và lắng (Trần Mạnh Cƣờng, 2010) [9].
d. Lọc
Phƣơng pháp lọc thông thƣờng đƣợc sử dụng để tách các chất rắn ra khỏi
nƣớc bằng cách cho nƣớc đi qua khối vật liệu lọc bằng cát, than antraxit, than hoạt
tính, vải lọc, giấy lọc. Những vật liệu này có tác dụng cho nƣớc đi qua và giữ các
chất bẩn trên bề mặt của chúng. Thông thƣờng phƣơng pháp này có thể tách các
chất bẩn dạng hạt nhƣ bùn, sét, các hạt thể keo, các hạt nhỏ từ các chất hữu cơ trong
tự nhiên, các hợp chất kết tủa của sắt và mangan, các bông keo tụ vi khuẩn (Trần
Mạnh Cƣờng, 2010) [9].
e. Hấp phụ
Asen có thể hấp phụ trên bề mặt của các vật liệu dạng hạt, hạt sét hay vật liệu

gốc xenlulo nhƣ: than hoạt tính, than hoạt tính đã xử lý bằng một số hợp chất kim
loại, các hợp chất oxit sắt, oxit titan, oxit silic, sét khoáng (cao lanh, bentonit,…),
bauxit, hematit felspat, nhựa tổng hợp trao đổi anion, than xƣơng, cát bọc một lớp
oxyt sắt hoặc dioxyt mangan MnO2, các vật liệu xenlulo (mùn cƣa, bột giấy). Mỗi
loại vật liệu có những đặc tính và yêu cầu chi phí khác nhau. Một số loại đã đƣợc
sản xuất riêng để xử lý nƣớc nhiễm asen. Hiệu suất xử lý của từng loại còn phụ
thuộc vào việc sử dụng các chất oxy hóa hỗ trợ quá trình hấp phụ asen (Trần Mạnh
Cƣờng, 2010) [9].
f. Oxy hóa
Là phƣơng pháp tƣơng đối đơn giản, đƣa oxy tác dụng và chiếm lấy electron
trong nguyên tử của chất phản ứng. Làm thoáng bằng cách sục không khí vào nƣớc,
có thể oxy hóa asen và sắt có trong nƣớc, tạo chất kết tủa FeAsO4. Phản ứng oxy
hóa quang hóa là phản ứng oxy hóa xảy ra trong hệ thống hóa học nhờ năng lƣợng
bức xạ (Trần Mạnh Cƣờng, 2010) [9].


g. Oxy hóa và loại Asen bằng năng lƣợng mặt trời (SORAS)
Đây là quá trình xử lý asen đơn giản trong cấp nƣớc nông thôn từ nguồn
nƣớc ngầm, sử dụng phản ứng oxy hóa quang hóa As+3 thành As+5 nhờ ánh sáng
mặt trời, sau đó tách As+5 ra khỏi nƣớc nhờ hấp phụ bằng các hạt Fe+3. Phản ứng
oxy hóa quang hóa đƣợc tăng cƣờng hiệu suất nhờ nhỏ thêm vài giọt chanh hoặc
nƣớc vôi đặc, giúp cho quá trình tạo các bông keo Fe+3. SORAS có hiệu quả khi
hàm lƣợng sắt trong nƣớc ngầm ít nhất 3mg/l, cƣờng độ bức xạ UV-A 50 Wh/m2.
Một số phƣơng pháp xử lý nƣớc ô nhiễm asen trên thế giới và trong nƣớc nhƣ:
Phƣơng pháp xử lý nƣớc ô nhiễm asen bằng tro của than đá của Bangladesh.
Các thí nghiệm cho thấy mẫu nƣớc nhiễm độc tính ở mức 2.400ppb sau khi lọc,
thạch tín giảm chỉ còn 10ppb. Theo tính toán, 5g tro than có thể lọc khoảng 11 lít nƣớc
ăn, có mức độ nhiễm thạch tín trung bình 400ppb, thành nƣớc an toàn cho ăn uống.
Ngoài ra, than đá do đƣợc đốt nóng đến 800oC nên tro là một dạng bột vô trùng.
Phƣơng pháp sử dụng quặng pyrolusit để loại bỏ asen của TS Bùi Quang Cƣ

- Viện Công Nghệ Hóa Học TP.HCM thuộc Viện Khoa Học Công Nghệ Việt Nam.
Quặng đƣợc sử dụng bằng cách nghiền thành bột mịn và xử lý nung ở nhiệt độ
400oC. Bột sau đó đƣợc cho vào các cốc thủy tinh có chứa dung dịch asen ở nhiều
nồng độ khác nhau. Kết quả cho thấy, khi đƣợc nung tới 400oC, quặng pyrolusit có
khả năng hấp thụ cao với lƣợng Asen trong nƣớc. Sau khi xử lý hàm lƣợng asen
trong nƣớc giảm từ 170 ppb xuống dƣới 10ppb. Cứ 1 gam pyrolusit có thể lọc tối đa
0,175mg asen trong một lít nƣớc.
Phƣơng pháp lọc asen trong nƣớc bằng cát bọc mangan dioxit ở ngoài với giá
11 USD/kg. Chủ yếu chỉ sử dụng ở quy mô lớn. Phƣơng pháp xử lý asen bằng đất
sét, đá ong, đá son (limonit) của PGS.TS Trần Hồng Côn và cộng sự tại khoa hóa
trƣờng KHTN - ĐHQG Hà Nội. Bình lọc có cấu tạo nhƣ các bình lọc thông thƣờng
nhƣng bộ cột lọc có tính năng oxy hóa và hấp thụ để giữ asen. Thiết bị lọc này có
cấu tạo rất đơn giản, gồm một thùng có hai ngăn bằng inox. Ngăn thứ nhất (đầu
vào) chứa một cột lọc với kích thƣớc cỡ 75m3 hoặc 300m3 nƣớc. Khi nƣớc chảy qua
cột lọc, asen trong nƣớc bị oxy hóa, các hạt đất sét, đá ong và đá son biến tính trong


đó sẽ giữ lại asen và mangan. Nƣớc sạch sẽ chảy vào thùng thứ hai, có thể sử dụng
(Trần Mạnh Cƣờng, 2010) [9].
2.3. Cơ sở thực tiễn
2.3.1. Ô nhiễm asen trong nước ngầm trên Thế giới và Việt Nam
2.3.1.1. Ô nhiễm asen trong nước ngầm trên Thế giới
Các điều tra khảo sát sự ô nhiễm asen trong nƣớc ngầm đã đƣợc thực hiện ở
nhiều nƣớc nhƣ Mỹ, Ấn Độ, Đài Loan, Slovakia, Argentina, Thái Lan, Mehico,
Chilê, Trung Quốc, Bangladesh, Mông Cổ. Các kết quả khảo sát cho thấy có rất
nhiều vùng sử dụng nƣớc ngầm bị nhiễm asen một cách nghiêm trọng nhƣ: Tây
Bengan (Ấn Độ), Bangladesh, Đài Loan, Alaska, Achentina, Canada, Mỹ.
Vấn đề ô nhiễm asen trong nƣớc ngầm tại Bangladesh là một điển hình.
Bangladesh đã hình thành đƣợc một hệ thống cơ sở thông tin tƣ liệu tƣơng đối hoàn
chỉnh về cả quan trắc, thống kê, nghiên cứu khoa học, giải thích nguồn gốc ô nhiễm

asen trong nƣớc ngầm và những thành công cũng nhƣ kinh nghiệm của Bangladesh
về xử lý asen trong nƣớc ngầm. Bangladesh có khoảng 2 - 4 triệu giếng khoan khai
thác nƣớc. Thử nghiệm 8000 giếng khoan ở 60 trong 64 tỉnh cả nƣớc cho thấy tới
51% số mẫu nƣớc có hàm lƣợng asen vƣợt quá 0,05 mg/l (ngƣỡng quy định của tổ
chức WHO là 0,01 mg/l). Nồng độ cao của asen có thể tìm thấy lên tới 1000 g/l. Ở
phía Tây Nam Đài Loan nồng độ asen trung bình 147.671g/l và ngƣời dân sử dụng
nƣớc ở đây đã bị bệnh đen chân (blackfoot) (Nguyễn Trần Liên Hƣơng, 2010) [5].
Sự nhiễm asen trong nƣớc ngầm ở phía Đông sông Hoogky, một nhánh của
sông Hằng phía Tây Bengal đã đƣợc báo cáo từ đầu năm 1978. Nhóm bệnh nhân
đầu tiên đƣợc phát hiện vào tháng 7/1983. Kể từ đó phạm vi ảnh hƣởng và số bệnh
nhân mới ngày càng tăng. Khu vực ảnh hƣởng rộng 3.400 km2, xấp xỉ 30 triệu dân,
số ngƣời sử dụng nƣớc nhiễm độc asen lên tới hơn 1 triệu ngƣời, trong đó hơn
200.000 ngƣời đã đƣợc xác nhận là có triệu chứng nhiễm độc asen. Đây là vụ nhiễm
độc asen lớn nhất trong lịch sử.
Ở mỗi quốc gia, với đặc điểm địa lý, địa chất khác nhau, các nguyên nhân
tìm đƣợc chƣa hoàn toàn thống nhất. Tuy nhiên, sự có mặt của asen trong nƣớc