Lọc nước nhiễm asen

[Robot]

Sử dụng dương xỉ lọc nước nhiễm asen

Theo các nhà khoa học Mỹ, có thể làm sạch nước ô nhiễm thạch tín (asen) bằng cách trồng một loại dương xỉ mang tên Pteris vittata trong đó. Trong vòng chưa tới một ngày, cây sẽ hút asen ra khỏi nước, làm mức kim loại độc này giảm xuống dưới ngưỡng an toàn do Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ (EPA) đặt ra.


www.vnn.vn/dataimages/original/images176272_duongxi120505.jpg[/img]

Dương xỉ Pteris vittata.

Tiến trình làm sạch nước theo cách trên được gọi là lọc thực vật (phytofiltration). Nó có thể là một phương pháp rẻ tiền loại bỏ asen khỏi nguồn nước. Theo Mark Elless thuộc Công ty Edenspace Systems ở Virginia và đồng nghiệp, dương xỉ có thể được trồng trực tiếp trong nước, tương tự các hệ thống lau sậy hiện được sử dụng để loại bỏ chất hữu cơ.

Andrew Meharg, chuyên gia nghiên cứu thực vật hấp thụ asen tại ĐH Aberdeen (Anh) nhận xét: ''Đây là một công nghệ thú vị''. Tuy nhiên, ông nghĩ rằng nó là phương pháp phù hợp nhất để làm sạch nước trên quy mô nhỏ tại các nước phát triển chứ không phải lọc nước ô nhiễm tại các quốc gia đang phát triển.

Nước sinh hoạt và tưới tiêu nhiễm asen, được lấy từ các giếng khoan, là mối đe doạ lớn đối với sức khoẻ người dân tại Bangladesh và Ấn Độ. Khi nước được sử dụng để tưới cho các đồng lúa, asen cũng tích tụ trong loại cây trồng này. Theo ước tính, 3.000 người có thể chết ở Bangladesh mỗi năm do ngộ độc asen từ nước. Elless và đồng nghiệp hy vọng dương xỉ của họ có thể được thích ứng để giúp lọc nước tại những quốc gia này. Phương pháp mới rất rẻ tiền và loại dương xỉ trên sinh trưởng trong khí hậu nóng ẩm giống như khí hậu ở nhiều vùng châu Á.

Tuy nhiên, Meharg ít lạc quan hơn. Ông chỉ ra rằng dương xỉ không thể đối phó được với lượng nước khổng lồ được sử dụng trong tưới tiêu. Sử dụng dương xỉ làm sạch nước có thể mang lại lợi ích ở những nước phát triển hơn. Chẳng hạn asen trong hàng nghìn hệ thống cung cấp nước tại Mỹ vượt quá giới hạn 10microgam/lít của EPA. Giới hạn này sẽ có hiệu lực vào tháng 1/2006. Giới hạn hiện nay là 50microgam/lít.

Cách đây ba năm, Pteris vittata được xác định là thực vật siêu hấp thụ asen. Nó sẽ chứa tới 22g asen trong mỗi kilogam lá. Đây là loài thực vật sinh trưởng nhanh và chịu được điều kiện khắc nghiệt. Elless và đồng nghiệp đã chứng minh rằng trong vòng 24 giờ, dương xỉ giảm mức asen (200microgam) trong một lít nước xuống gần 100 lần, dưới mức mới của EPA.

Không giống phần lớn các phương pháp loại asen khác, lọc asen bằng thực vật không tạo ra bùn chứa nhiều asen mà rất khó vứt bỏ. Ép nhựa dương xỉ có thể chiết xuất được 70% asen để sử dụng cho các mục đích công nghiệp.

Minh Sơn (Theo Nature)

[Robot]

Dưới đây là bài của bạn NTA, box KHCN-MT của diễn đàn TTVN.

Arsenic

(As) có dạng chất rắn kết tinh màu xám bạc, giòn dễ vỡ. Chúng có mặt trong hầu hết các loại đất đá với nồng độ rất nhỏ. Tuy nhiên chúng có mặt ở nồng độ cao hơn trong các quặng kim loại. Chúng tồn tại ở dạng tạp chất với Sulfide trong quặng sắt, niken, đồng, coban, bạc và kẽm.

Sau đây là một số thành phần quặng chứa As trong tự nhiên:



Các nguồn phát tán As vào môi trường

+ Thiên nhiên: As phát tán vào môi trường tự nhiên do các quá trình phong hoá và phân rã các chất hữu cơ và vô cơ.

+ Con người: As được phát tán do con người các quá trình sản xuất công nghiệp: lọc dầu, luyện kim, dược phẩm, hoá chất, đốt nhiên nhiệu hoá thạch, đốt chất thải.


Dưới đây là sơ đồ phát tán As vào môi trường:

[Robot]

Các trạng thái của As

As có năm số oxi hoá : -3, 0, +1, +3 và +5

Dạng oxi hoá 0 hiếm khi tồn tại trong điều kiện tự nhiên. As là một loại nguyên tử rất độc, xếp theo thứ tự độc tố giảm đần thì đứng đầu là dạng –3 sau đó là +3, +5, +1 và 0

Trong nguồn nước, tồn tại ở hai dạng ion +3 (arsenite) và +5 (arsenate). Arsenite chiếm ưu thế khi ở điều kiện kị khí, vì thế số oxi hoá là một dữ kiện quan trọng để xác định quá trình và sự chuyển hoá Arsen trong các hệ thống xử lý nước.

Khi ở trạng thái +5, Arsenic có thể bị loại bỏ dễ dàng hơn qua quá trình: keo tụ bằng phèn nhôm, trao đổi ion, thẩm thấu ngược. Do đó, quá trình oxi hoá As từ +3 đến +5 sẽ làm tăng hiệu quả xử lý.

Độ PH có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả xử lý As, PH cao sẽ làm giảm hiệu quả xử lý, ngoài ra khi nồng độ : sulfate, fluoride, phosphate trong nước cao cũng làm giảm hiệu quả xử lý.


Sau đây là bảng các hợp chất As vô cơ & hữu cơ trong tự nhiên:


www.ttvnol.com/uploaded/nta/as%20vc%20hc.jpg[/img]

NTA

[Robot]

Các tài liệu về xử lí nước nhiễm Arsen

phys4.harvard.edu/~wilson/paperasfilter1.pdf

Dưới đây là bài dịch của bạn Auguststory2002


Giới thiệu
Được biết có khoảng hai mươi nước trên thế giới có nguồn nước ngầm bị nhiễm asen ở một vài khu vực. Tuy nhiên, bốn trường hợp ô nhiễm nước ngầm nặng nhất và người dân bị ảnh hưởng tồi tệ nhất là nằm ở châu Á. Xếp theo mức độ trầm trọng, chúng ta có Bangladesh, Tây Bengan-Ấn độ, Nội Mông, Trung Quốc và Đài Loan. Ở tất cả những nước này, lượng nước ngầm được khai thác phục vụ tưới tiêu ngày càng tăng lên. Chúng ta đã thực sự tạo ra một cuộc cách mạng về chi phí khai thác nước ngầm.

Ở Đông nam Á, Bangladesh và Tây Bengal-Ấn độ là những nước chịu ảnh hưởng nặng nề nhất do asen. hơn 130 triệu người ở hai nước này đang phải gánh chịu những rủi ro do asen mang lại. Chín huyện ở Tây Bengal-Ấn độ và 47 huyện ở Bangladesh có mức asen trong nước ngầm là 50 g/l, cao hơn giới hạn cho phép của WHO. Giá trị cho phép của asen trong nước uống theo WHO là 10 g/l. Diện tích và dân số của 47 huyện của Bangladesh và 9 huyện của Tây Bengal-Ấn độ là 112407km2 – 93.4 triệu dân và 38865km2 – 42.7 triệu dân.

Các công nghệ hiện có để xử lý asen trong nước ngầm

Người ta đã chứng minh được có rất nhiều công nghệ có thể xử lý có hiệu quả asen trong nước ngầm như đồng kết tủa, hấp phụ, trao đổi ion và lọc màng. Tuy nhiên, câu hỏi vẫn chưa có lời đáp về hiệu quả và tính khả thi/ tính phù hợp của các công nghệ này-đặc biệt là trong trường hợp asem có hàm lượng thấm và sự đa dạng của các thành phần có trong nước. Bên cạnh việc lựa chọn được một công nghệ phù hợp, hệ thống xử lý còn phải có tính kinh tế và được chấp nhận về mặt xã hội. Các công nghệ xử lý asen hiện nay chủ yếu dựa trên 4 nguyên lý chính:

A. Oxi hoá asen (III) thành asen (IV) bằng cách sử dụng tác nhân oxi hoá phù hợp sau đó xử lý bằng quá trình keo tụ-lắng-lọc (đồng kết tủa).

B. Hấp phụ qua Al2CO3, sắt làm chất mang (sắt không mang hoá trị ) và oxit hydrate sắt

C. Trao đổi ion qua cột trao đổi cation và anion thích hợp

D. Lọc thầm thấu hay lọc điện (lọc màng)

THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG LỚP VẬT LIỆU HẤP PHỤ

Các vật liệu làm lớp hấp phụ

Ở phần lớn các vùng của Bangladesh và Ấn độ, người ta không có sẵn tiền để mua các loại hoá chất nhập khẩu hay các thiết bị xử lý. Vì vậy, cần thiết phải sử dụng các loại hoá chất có thể chế tạo tại địa phương, không mất tiền hay với chi phí thấp, ví dụ như các phế thải nông nghiệp. Các loại vật liệu được sử dụng làm lớp hấp phụ gồm:

- Than củi bằng việc đốt vỏ dừa hay vỏ trấu trong lò thiếu không khí,

- Tro bằng việc đốt vỏ dừa hay vỏ trấu trong không khí,

- Muối magiê, thu được từ nước biển còn lại sau khi thu hoạch muối từ ruộng muối,

- Rỉ sắt thu được từ những miếng sắt vụn trong nước và bị rỉ trong không khí.

Than củi là chất hấp phụ quen thuộc sử dụng để xử lý các hợp chất hữu cơ và có thể hấp phụ một phần nhỏ các hợp chất có chứa Asen. Đặc điểm của nó là loại vật liệu có xốp rỗng có bề mặt tiếp xúc lớn và có khả năng lưu giữ các chất hoá học. Tro có chứa một tỷ lệ phần trăm nhất định hợp chất K2CO3, một loại hoá chất rất thích hợp để làm vật liệu hấp phụ. Các chất khoáng như silic có thể dùng lầm vật liệu mang và cung cấp bề mặt tiếp xúc cho lớp hấp phụ. Người ta có thể cải tạo lò gạch để sản xuất than củi và tro từ các phế thải nông nghiệp có sẵn. Ví dụ như vỏ trấu có thể đốt trong lò kiểu này để tạo ra tro hay nung nhiệt phân để tạo than củi.

Các ion magiê có trong nước biển với hàm lượng 1.27 g /lit. Sau khi muối kết tinh từ nước biển, chất lỏng còn lại rất giàu muối magiê, chủ yếu dưới dạng MgCl2. Chất lỏng này thường được tháo ra biển, tuy nhiên người ra có thể làm cho bay hơi dưới ánh mặt trời (không tốn kém) để thu một chất rắn nhão (MgCl2, muối này hấp thụ hơi nước từ không khí) và đưa đến các nơi cần dùng. Việc sản xuất muối MgCl2 sẽ làm tăng thêm thu nhập của các diêm dân nghèo khổ.
Người ta có thể thu được rỉ sắt bằng cách nung các mảnh sắt trong lửa (có thể cùng với vỏ trấu trong các lò gặng được cải tạo) để đốt sạch các lớp phủ kim loại, dầu mỡ hay sơn, sau đó sắt đã được làm sạch này sẽ được ngâm trong nước trong một cái thùng nông để có thể sẽ dàng tiếp xúc với oxy của khí quyển. Có thể bổ sung thêm một số loại chất có tính axit để làm tăng tốc độ hoá rỉ, chẳng hạn như nước chanh. Các rỉ này sẽ lắng xuống đáy thùng, người ta sẽ lấy ra và sử dụng chúng. Các mảnh sắt còn lại chưa hoá rỉ sẽ được sử dụng tiếp tục như trên cho đến khi chúng hoá rỉ hoàn toàn.

[Robot]

Chế tạo lớp hấp phụ

Người ta tạo ra lớp hấp phụ bằng cách trộn lẫn than củi và tro, sau đó làm ướt hỗn hợp này bằng nước để hoà tan K2CO3 có trong tro và nhờ đó nó có thể ngấm vào các khoảng trống trong các mao quản của than củi. Dung dịch chứa ion magiê, pha chế bằng cách trộn MgCl2 tinh chất với một chút nước, sau đó cho vào hỗn hợp than củi/tro đã được làm ướt và trộn đều lên. Ở giai đoạn này, các ion magiê và cacbonat sẽ phản ứng với nhau để tạo nên Mg(HCO3)2, hợp chất này sẽ bám trên và bên trong các phần tử than củi. Các điều kiện phản ứng phải được tối ưu hoá để đạt được diện tích bề mặt có Mg(HCO3)2 bám lên là lớn nhất (đó là một lớp keo trắng).

Tiếp theo là chuẩn bị giá thể đễ đỡ lớp vật liệu hấp phụ. Vấn đề là ở chỗ vật liệu hấp phụ có dạng các phần tử kích thước nhỏ bé và sẽ bị rửa trôi đi trừ phi các phần tử đó được gắn kết chặt bằng cách nào đó. Đá, sỏi và cát không có sẵn ở một số vùng do không có nhiều trầm tích bùn châu thổ; tuy nhiên, có thể dùng vật liệu gách làm từ bùn sét. Gạch được đập nhỏ và sàng để phân loại theo các kích thước khác nhau. Vật liệu sẽ được gắn kết lên các lớp gạch vỡ này. Một lớp gạch vỡ thô (đường kính ~ 10 mm; dầy 50 mm) được đặt ở đáy bề xử lý, mở rộng qua các lỗ tại đáy của tường ngăn nước. Ở đáy của lớp này là lớp gạch có kích thước trung bình (đường kính ~3 mm; dày 50 mm) và lớp gạch thứ ba có kích thước nhỏ(đường kính ~1 mm; dày 50 mm ). Điều quan trọng là các lớp vật liệu phải bằng nhau, đồng đều về kích thước và bố trí liền kề nhau. Nếu có bất kỳ khoảng cách hay khiếm khuyết nào đó trong lớp vật liệu, nước và các phần tử hấp phụ sẽ chảy qua chúng và làm giảm hiệu quả của lớp hấp phụ.

Hỗn hợp than củi và tro đã được tẩm hợp chất chứa magiê được rót lên bề mặt trên cùng của lớp gạch vỡ có kích thước bé bố trí trong bể xử lý. Nước được bổ sung từ từ để bể mặt của lớp vật liệu không bị khuẩy trộn và bể sẽ được đổ đầy nước cho đến bề mặt của lớp vật liệu than củi/tro.

Tiếp theo là gắn kết các phần tử rỉ sắt (oxit sắt đã bị hydrat hoá) vào lớp vật liệu. Các rỉ sắt trong nước được đổ từ từ vào vật liệu hấp phụ. Các phần tử sắt này sẽ xâm nhập xuyên qua lớp hấp phụ và được than củi và Mg(HCO3)2 giữ lại. Sẽ mất một vài ngày để lớp vật liệu này đặc lại.

Các phần tử gạch kích thước bé, trung bình và thô, theo đúng thứ tự đó được xếp vào bể phản ứng, tạo nên hình ảnh qua gương của các lớp dưới. Mục đích của việc làm này là để ổn định mặt trên của lớp vật liệu và ngăn ngửa xói mòn và rửa trôi, hai hiện tượng làm giảm hiệu quả xử lý. Cuối cùng, một đống gạch vỡ thô được xếp ngay mép vách từ đó nước chảy vào bể để phân phối đều dòng nước vào và ngăn ngừa việc là hư hỏng lớp vật liệu hấp phụ.

[Robot]

Vận hành hệ thống

Bể chứa nước vào (750 L) được đổ nước lấy từ giếng. Dòng nước được khống chế lưu lượng bằng vòi khoá sao cho xấp xỉ 1.5 L/phút, để toàn bộ thể tích nước chảy vào hệ thống trong thời gian ban ngày từ 8h sáng đến 4h chiều. Nước được làm sạch sẽ có ngay sau khi quá trình xử lý ban ngày bắt đầu.

Khối lượng nước trong khu xử lý gồm: bể chứ nước vào (0.75 m3), bể lắng kết tủa (~2.25 m3), bể hấp phụ (~2.75 m3), ngăn giữ nước (1.5 m3) và bể chứa (0.75 m3), tổng thể tích xấp xỉ 8 m3.

Nếu có 0.75 m3 nước chảy vào và ra hệ thống trong một ngày, thời gian lưu sẽ xấp xỉ 10 ngày. Nếu chỉ cần lượng nước nhỏ hơn, tốc độ chảy có thể giảm đi, nhờ đó làm tăng thời gian lưu của nước trong hệ thống và tăng hiệu quả xử lý. Người ta cho rằng phần lớn arsenic(V) và khoảng một nửa arsenic(III) trong nước giếng sẽ kết tủa với sắt hydroxide trong bể kết tủa.
Lượng arsenic(III) bị oxi hoá càng lớn thì hiệu quả xử lý càng cao. Vai trò của bể hấp phụ là để loại bỏ gần như triệt để lượng arsenic(III) còn lại và các hợp chất chứa arsenic(V) dạng vết khác.

Nếu như vòi tháo nước đã xử lý được mở không thường xuyên, mực nước sẽ hạ xuống bằng mực nước vòi nhưng không làm cho bể xử lý bị khô cạn hoàn toàn. Nếu lớp vật liệu hấp phụ trong bể xử lý bị khô kiệt, nó sẽ làm xuất hiện các khe rãnh và hiệu quả xử lý sẽ giảm. Do bể được sử dụng và kiểm tra hàng ngày nên lớp vật liệu hấp thụ không nên để khô kiệt.
Điều quan trọng là nước sau xử lý phải không có các chất lơ lửng gồm sắt hydroxide hay các khoáng chất khác, bởi các hợp chất chứa asen sẽ bị hấp phụ trên bề mặt của các khoáng chất và có thể bị hoà tan trong axit hydrochloric có ở trong bao tử người sau khi được nuốt vào. các hợp chất có chứa asen đã được tách khỏi nước dưới dạng chất rắn sẽ lại hoà tan trong cơ thể người.


Tuy nhiên, hệ thống này chỉ có thể xử lý với quy mô hộ gia đình thôi. Nếu đua ra ở quy mô nhà máy xử lý lớn thì tôi nghĩ đây thực sự là một vấn đề đấy. Không đơn giản chút nào.

[Robot]

THIẾT BỊ ĐƠN GIẢN DÙNG TRONG HỘ GIA ĐÌNH ĐỂ XỬ LÝ ASEN TỪ NƯỚC NGẦM VÀ BÁO CÁO KẾT QUẢ HAI NĂM VẬN HÀNH HỆ THỐNG TÁCH ASEN ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC NGẦM VỚI SỰ THAM GIA CỦA CỘNG ĐỒNG

Khoa Nghiên cứu môi trường, Trường đại học Jadavpur, Calcutta-700 032, Ấn độ

Tóm tắt

Khoa Nghiên cứu Môi trường (SOES) đã nghiên cứu phát triển thiết bị xử lý asen dùng cho hộ gia đình từ năm 1993. Hệ thống gồm một bể lọc, viên xử lý, hai bình đất hay plastic. Viên xử lý gồm muối sắt, tác nhân oxi hoá và than hoạt tính. Bể lọc chủ yếu là để loại bỏ khỏi nước các tàn tro nhẹ. Một viên xử lý có thể dùng cho 20 lít nước có chứa asen với hàm lượng tối đa là 1000 g/l. Bùn sau khi xử lý rất giàu asen sẽ được thải bỏ vào đất cùng với phân bò và asen sẽ được loại bỏ khỏi bùn thành các hợp chất asen bay hơi nhờ các vi khuẩn có trong phân bò. Hàng ngày, trong các quá trình tự nhiên, hàng tấn asen, sêlen, thuỷ ngân được chuyển hoá thành các hợp chất hữu cơ bay hơi nhờ các hoạt động của các vi khuẩn có trong đất/chất lắng. Sau khi chúng tôi thử nghiệm thành công trong phòng thí nghiệm, một vài các hệ thống xử lý kiểu này được mang đến các làng bị nhiễm asen ở sáu huyện của Tây Bengal và được thử nghiệm với các giếng tay bị nhiễm asen (hàm lượng asen vào khoảng 300-950 g/l) của một khoảng 100 hộ gia đình. Hiệu quả xử lý ghi nhận dao động từ 93% đến 100%. Sau đó, SOES kết hợp với CSIR (Hội đồng Nghiên cứu Khoa học và Công nghiệp) của chính phủ Ấn độ đệ trình ba bằng sáng chế quốc gia (hiện nay các bằng sáng chế đã được công nhận) vào 31 tháng 12 năm 1994. CSIR sau đó đã yêu cầu Cơ quan Sức khoẻ cộng đồng (PHED); chính quyền Tây Bengal thử nghiệm hệ thống này tại các làng bị nhiễm asen và trình nộp các báo cáo thực hiện. CSIR quyết định là nếu Chính quyền Tây Bengal sau khi thử nghiệm cho kết quả thích hợp, CSIR sẽ sản xuất hàng loạt hệ thống này. Chính quyền Tây Bengal đã nhận 300 thiết bị từ SOES trong tháng 12 năm 1995, nhưng cho đến nay vẫn chưa nhận được báo cáo từ họ. Trong khi đó, có rất nhiều các tổ chức quốc gia và quốc tế dã thử nghiệm hệ thống này trong phòng thí nghiệm, trong thực tế và thu được hiệu quả xử lý vào khoảng 93-100%. Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) sau đó đã mua 50 thiết bị của CSIR để sử dụng ở Bangladesh. Hệ thống Asen châu Á (AAN), Nhật bản cũng mua 300 thiết bị để sử dụng ở Bangladesh và tổ chức WHO ở Bangladesh muốn mua thêm 500 thiết bị nữa vào tháng 1 năm 1997. Khi nhu cầu về thiết bị nói trên của các tổ chức quốc gia và quốc tế tăng lên, CSIR quyết định thử nghiệm hiệu quả của hệ thống này ở quy mô thực tế trong vòng một năm trước khi đi đến sản xuất hàng loạt. CSIR đã mất vài năm để đi đến quyết định thử nghiệm ở quy mô thực tế. NEERI (Viện Nghiên cứu Công nghệ môi trường quốc gia), Nagpur, Ấn độ, được giao trách nhiệm thử nghiệm hiệu quả của thiết bị nói trên trong 150 hộ gia đình ở hai khu vực (Deganda và Gaighata) của huyện North 24-Parganas, các hộ gia đình này sẽ sử dụng thiết bị này trong vòng 1 năm (thửu nghiệm được bắt đầu vào tháng 7 năm 1998). CSIR quyết địng là NEERI sẽ phân tích 100% các mẫu nước, còn SOES và PHED, chính quyền Tây Bengal mỗi đơn vị sẽ phân tích 10% mẫu nước (SOES đã phân tích 100% các mẫu nước thực tế bằng chi phí của họ ). Việc xử lý và đánh giá báo cáo cuối cùng được giao cho Phòng Thí nghiệm Vật lý Quốc gia (NPL), New Dehli (một bộ phận của CSIR). Phân tích cuối cùng hoàn thành vào tháng 5 năm 2000. Hiện nay chưa có báo cáo cuối cùng.

Điều đáng tiếc là ở chỗ trong khi hàng triệu người sống trong các làng bị nhiễm asen đang phải uống nước ô nhiễm asen thì chúng tôi lại chưa nhận được thông tin phản hồi từ chính quyền Tây Bengal hay từ CSIR-Ấn độ là liệu chúng tôi có thể sử dụng các hệ thống này ở các làng bị nhiễm asen hay không. Báo cáo cuối cùng của SOES chỉ ra rằng nếu dân làng được giáo dục nhận thức và được huấn luyện cách sử dụng thiết bị dùng trong hộ gia đình nói trên của SOES, hệ thống sẽ có thể là một trong vô số các giải pháp để cung cấp nước không nhiễm asen để sử dụng cho hộ gia đình. Một vài ưu điểm nổi bật của hệ thống xử lý mà SOES nghiên cứu và phát triển gồm: (a) chi phi để vận hành trong 1 năm với công suất 20l/ngày là 10USD; (b) do viên xử lý có chứa tác nhân oxy hoá nên nên loại bỏ được các vi sinh vật trong nước; (c) sau khi cho viên xử lý vào, nước ô nhiễm sẽ chuyển sang màu đen do than củi lơ lững trong nước và mầu nước sạch sau khi lọc sẽ báo hiệu ngay nếu có bất kỳ rò rỉ nào từ phần bình phía trên; (d) nước sau khi qua hệ thống xử lý đạt tiêu chuẩn nước sạch của WHO.

Trong bài này, chúng tôi cũng sẽ báo cáo quá trình vận hành bẩy thiết bị xử lý asen của hai tổ chức trong vòng hai năm để xử lý nước nhiễm asen từ các giếng tay với sự tham gia của cộng đồng. Các phát hiện chung của chúng tôi từ hai nghiên cứu này là:

Trong các khu vực làng của Ấn độ và Bangladesh, một công nghệ có hiệu quả cao cũng có thể thu được thất bại trong vùng nông thôn trừ khi nó phù hopự với hoàn cảnh nông thôn và được đông đảo bộ phận này chấp nhận. Việc triển khai những công nghệ như vậy chỉ có thể thu được kết quả khi có sự phối hợp giữa các kỹ nghệ gia và người dân với sự tham gia của chính quyền làng xã ở mức hợp lý.

[Robot]

Các hoạt động của các tổ chức/viện/phòng thí nghiệm khác với đề tài xử lý asen từ nước ngầm trên thế giới

Quá trình keo tụ được sử dụng trong các vùng bị nhiễm asen của Chilê và Đài loan để xử lý asen khỏi nước uống ở quy mô xử lý thực tế (tách asen ở mức cao). Việc thêm các chất keo tụ chứa sắt và nhôm vào nước sẽ chuyển các hợp chất asen hoà tan trong nước thành các hợp chất không tan và sẽ bám vào các bông keo tụ nhờ cơ chế hấp phụ. Bởi việc hình thành bông keo tụ tốt trước quá trình lọc sẽ quyết định hiệu quả xử lý asen nên dòng chảy rối mạnh sẽ làm cho quá trình hình thành các bông keo tụ kém đi và chắc chắn sẽ làm giảm hiệu quả xử lý asen.

Trường đại học Continecut (đang chờ bằng sáng chế ) đã công bố một Công nghệ xử lý Asen mới và có hiệu quả về mặt chi phí (AsRT) để xử lý các hợp chất asen vô cơ như asenat và asenite. Công nghệ này sử dụng chất mang là sắt (sắt hoá trị không) và cát để chuyển các hợp chất asen vô cơ về dạng đồng kết tủa với sắt, kết tủa hỗn hợp và kết hợp với sulfates để hình thành arsenopyrites.

Ở Hungary, ô nhiễm asen trong nước ngầm đang gây nên vấn đề nghiêm trọng (400,000 người đang chịu nguy cơ ) và các giải pháp để xử lý asen đã được nghiên cứu từ gần một thập kỷ nay. Một giải pháp không tốn kém và đầy hứa hẹn đã được thông qua. Hàm lượng asen trong các nguồn nước chứa các chất hữu cơ cao giảm xuống dưới 0.05mg/l, bằng việc sử dụng Mg(OH)2 ở qui mô lớn hay hộ gia đình. Quy trình rất đơn giản (chỉ việc thêm vào nước MgO hay MgCl2 và NaOH), hiệu quả và an toàn.

Mặc dù có một vài loại thiết bị có thể xử lý asen trong nước ngầm, nhưng phần lớn đều dựa trên nguyên tắc được mô tả ở A, B, C và D.


Thiết bị đơn giản, dùng cho hộ gia đình của Khoa Nghiên cứu môi trường để xử lý asen trong nước ngầm dùng để uống và nấu ăn

Đây chỉ là thiết bị dùng cho hộ gia đình ở Tây Bengal và đang trong quá trình thử nghiệm thực tế (1 năm) tại các làng bị nhiễm asen (150 gia đình đang sử dụng hệ thống này) nhằm xác định hiệu quả và khả năng chấp nhận. Từ kết quả thử nghiệm này, chúng tôi hi vọng sẽ biết được những hạn chế của thiết bị này, liệu chúng có thể được sử dụng ở các làng bị nhiễm asen không và cần phải sửa đổi những gì.

Cơ sở (chúng tôi có được ý tưởng về hệ thống bể lọc-viên xử lý để xử lý asen từ dân làng)

Trong quá trình khảo sát điều tra, chúng tôi nhận thấy ở một số làng bị nhiếm asen, nhiều gia đình không thể uống nước trực tiếp từ giếng do hàm lượng sắt quá cao và họ đã xử lý bằng cách sau khi lấy nước từ giếng, họ để nước trong một khoảng thời gian nào đó , khi đó các chất kết tủa màu nâu sẽ lắng xuống đáy và những người sử dụng chỉ việc gạn lấy phần nước trong bên trên hay sử dụng một bể lọc đơn giản để loại bỏ cặn. Chúng tôi quan sát thấy nhờ kỹ thuật này (nếu nước giếng chứa hàm lượng sắt hoà tan cao hơn), có tới 60 đến 70% asen được loại bỏ. Chúng tôi nắm bắt được ý tưởng đó từ dân làng và sửa đổi một vài chi tiết để tạo nên thiết bị sử dụng co hộ gia đình nói trên, thiết bị này sử dụng bể lọc và viên xử lý, có thể tách khoảng 93-100% asen ra khỏi nước. Chúng tôi bắt đẩu nghiên cứu phát triển và không lâu sau đó nhận được sự hỗ trợ về tài chính từ Hội đồng Nghiên cứu Khoa học và Công nghiệp (CSIR), New Dehli và cuối cùng, chúng tôi cùng với CSIR xin cấp ba bằng sáng chế của Ấn độ và một bằng sáng chế quốc tế cho Băngladesh. Ba sáng chế đó là:

(a) Một hỗn hợp các chất sử dụng để loại bỏ asen trong nước và viên xử lý được làm từ hỗn hợp các chất nói trên

Nhà sáng chế: Dipankar Chakrabotti, Dipankar Das, Amit Chatterjee, Gautam Samantra

(b) Hỗn hợp vật liệu dùng làm cột lọc nước và cột lọc nước làm từ hỗn hợp đó.

Nhà sáng chế: Dipankar Chakrabotti, Dipankar Das, Amit Chatterjee, Gautam Samantra

(c) Một quá trình được cải tiến để loại bỏ asen khỏi nước

Nhà sáng chế: Dipankar Chakrabotti, Dipankar Das, Amit Chatterjee, Gautam Samantra

[Robot]

Hình vẽ 1(a) và 1(b)

Bể lọc

Chúng tôi chế tạo bể lọc bằng tro nhẹ, đất sét, than củi, v.v...Do sử dụng tro nhẹ nên bể lọc rất bền vững và mao quản của nó rất bé. Khi chế tạo bể lọc, chúng tôi đã nung nó ở nhiệt độ trên 1400oC trong lò nung với than củi để loại bỏ các hợp chất bay hơi độc hại.

Chúng tôi đã tiến hành rất nhiều thí nghiệm trước đi đi đến sử dụng tro nhẹ để biết được việc sử dụng tro nhẹ có an toàn hay không xét trên quan điểm độc học. Hiện nay, chúng tôi đang chế tạo cột lọc bằng cách khuấy trộn bằng tay ỏ qui mô bé. Kích thước mao quản và độ bền của cột lọc không đồng đều trong các mẻ. Chúng tôi nghĩ rằng khi chúng tôi chế tạo ở quy mô lớn sử dụng hệ thống được tự động hoá, chất lượng sẽ tốt hơn.

Viên xử lý.

Viên xử lý màu đen có chứa muối Fe3+, một tác nhân oxi hoá và than hoạt tính. Chúng tôi mất khoảng 1 năm để nén các hoá chất này dươi dạng viên xử lý. Viên xử lý được cung cấp trong các túi nhỏ hay trong hộp. Sau khi cho viên xử lý vào nước nhiễm asen, nước sẽ chuyển sang màu đen so sự có mặt của cacbon và sau khi lọc, rất dễ nhận biết (từ các phần tử màu đen lơ lửng trong nước) xem bể lọc có bị rò rỉ hay không. Hiện nay, chúng tôi vẫn đang chế tạo các viên xử lý này bằng thủ công, do vậy chất lượng và kích thước không như nhau trong tất cả các mẻ. Chúng tôi hy vọng tình hình sẽ khá hơn khi chế tạo ở qui mô lớn hơn. Chúng tôi nhận thấy, sau khi chế tạo chất lượng của viên xử lý hầu như không thay đổi trong 15 tháng tiếp theo.


Sử dụng hệ thống lọc và viên xử lý như thế nào để loại bỏ asen ra khỏi nước.

Chúng tôi sử dụng hai bình đất hay bình plastic cho mục đích trên

Hệ thống này sẽ cho 20l nước sạch/ngày từ nước bị nhiễm asen. Chúng tôi cho rằng 20l là đủ để uống và nấu nướng cho một gia đình 4 người. Công suất của hệ thống có thể tăng lên.

Bình chứa bằng đất hay plastic được bố trí ở một nơi thích hợp trong nhà. Người sử dụng sẽ dùng xô nhựa hay bình để chứa 20 l nước. Cho một viên xử lý lấy từ túi nhựa hay hộp ra cho vào cái chứa nước và bơm 20 lít nước giếng vào. Viên xử lý sẽ hòa tan ngay lập tức vào nước và làm cho nước có mầu đen. Chúng ta có thể sử dụng một cái que bằng gỗ hay nhựa để khuấy đều hơn. Mất khoảng 1h đồng hồ để lắng , sau đó rót nước ở phần trên cái chứa nước vào hệ thống lọc (tốt hơn cả là chuẩn bị nước có hoà tan viên xử lý và buổi tối và rót nước được lắng trong vào hệ thống lọc trước khi đi ngủ ). Ngay lập tức, nước sạch sẽ chảy ra dưới dạng giọt từ phần trên xuống phần chứa nước bên dưới. Nếu xuất hiện các phần tử màu đen sau khi lọc thì có nghĩa là có khả năng bị rò rỉ và hệ thống lọc cần được kiểm tra. Nước sau khi lọc có thể dùng để uống. Thông thường có khoảng 93-100% asen được loại bỏ. Bông cặn màu đen có chứa than củi, asen và sắt oxy-hydroxide sẽ được giữ lại trên bề mặt của cột lọc.

Khi nào cần rửa bể lọc và thải bỏ cặn ở đâu

Khi tốc độ lọc trở nên chậm, cần rửa bể lọc. Quy trình đơn giản gồm đổ nước vào phần bình phía trên và làm sạch phần đó. Có thể sử dụng bàn chải để cọ rửa cột lọc. Bởi cột lọc được làm từ những vật liệu bền vững nên việc cọ rửa sẽ không làm hỏng nó. Nếu sau khi cọ rửa và vận tốc lọc lại giảm nhanh trong có vài ngày thì cần phải tháo hẳn cột lọc ra khỏi hệ thống và làm sạch một cách toàn diện. Nước rửa bể lọc chứa nhiều asen và được đổ ra sân vườn, sau đó đổ phân bò lên.

[Robot]

Tại sao cần phải đổ phân bò lên vùng thải bỏ các cặn chứa asen

Có một câu hỏi đặt ra là thải bỏ như thế nào và ở đâu các cặn giầu asen. Có rất nhiều ý nghĩ cho rằng nếu các cặn giầu asen này được thải bỏ ra đất, nó sẽ lại ngấm lại vào tầng chứa nước. Tôi sẽ không làm loãng chủ đề này nhưng để các bạn tham khảo tôi cũng cần thông báo là chỉ riêng khu vực Deganda có diện tích 201km2, nơi có 3000 giếng khoan đang sử dụng cho tưới tiêu thì có tới 6.4 tấn asen rơi xuống đất hàng năm. Chúng tôi đã phân tích đất ở khu vực đó tại ít nhất là 100 vị trí và chúng tôi không tìm thấy bất kỳ vị trí nào có hàm lượng asen trong đất vượt quá 10mg/kg (hàm lượng thông thường là 5.6mg/kg). Khả năng lớn nhất là các vi khuẩn đã loại bỏ asen rơi xuống đất. Chúng tôi không có bất cứ ý kiến gì về tác động lâu dài của một lượng asen lớn đến như vậy có trong đất.

Tại phòng thí nghiệm của chúng tôi, chúng tôi đã tiến hành thử nghiệm trong hai năm và nhận thấy phân bò có khả năng loại bỏ asen dưới dạng hơi [báo cáo chi tiết xin xem Luận văn tiến sỹ "Các hợp chất asen cùng với sự có mặt của kim loại/á kim khác là nguyên nhân của việc asen có trong nước ngầm ở Tây Bengal và công nghệ rẻ tiền xử lý asen từ nước ngầm thành nước uống và nấu ăn" (Trường Đại học Jadavpur, Calcutta, 1995)]. Do đó, asen đi vào không khí. Một số người sẽ lại đặt câu hỏi liệu không khí có bị ô nhiễm bới asen hay không. Để tham khảo, hàng ngày có hàng tấn asen, sêlen, thuỷ ngân bay vào không khí dưới dạng các hợpchất hơi từ đất/chất lắng nhờ quá trình methyl hoá sinh học của các vi khuẩn. Các hợp chất phi kim loại hữu cơ bay hơi này cuối cùng bị phân huỷ và lại rơi trở lại môi trường của chúng ta. Dĩ nhiên, biển là nơi chứa tốt nhất.


Một vài kết quả sơ bộ từ nước trong phòng thí nghiệm của trường đại học của chúng tôi (nước nguồn là nước ngầm) sau khi cho đi qua hệ thống bể lọc-viên xử lý

Để biết liệu sau khi đi qua hệ thống bể lọc-viên xử lý, chất lượng nước có đạt tiêu chuẩn quốc tế hay không, chúng tôi đã làm một vài thí nghiệm để kiểm tra chất lượng nước. Bảng 2 chỉ ra một số các thông số vật lý và hoá học của nước sau lọc và so sánh với tiêu chuẩn quốc tế. Do nguyên lý hoạt động của hệ thống là đồng kết tủa nên chúng tôi hy vọng là tất cả các tạp chất cần thiết sẽ bị loại bỏ khỏi nước nhưng chúng tôi phát hiện thấy vẫn còn một lượng nhỏ còn lại và chúng tôi cũng không bất ngờ lắm.

Các dữ liệu thử nghiệm thực tế chứng tỏ hệ thống bể lọc-viên xử lý là phù hợp để loại bỏ asen ra khỏi nước ngầm.

Các nhà khoa học của Khoa Nghiên cứu Môi trường đã đi đến 6 huyện bị nhiễm asen trong suốt thời gian từ 1993-1995 để xem các thiết bị xử lý làm việc trong thực tế như thế nào. Chúng tôi đã lắp đặt hệ thống lọc trong 20 gia đình của mỗi huyện bị nhiễm asen (North 24-Parganas, South 24-Parganas, Nadia, Bardhaman, Murshidabad và Malda) là nơi có mức asen tăng trong các giếng khoan (360-980g.l). Các kết quả đã chỉ ra asen được loại bỏ với hiệu suất 93-100% và nước sau xử lý có thể uống được

Báo cáo phân tích từ các cơ quan khác nhau về tình phù hợp của hệ thống xử lý asen của chúng tôi
Sau khi thu được kết quả mong muốn tại phòng thí nghiệm và từ các thử nghiệm thực tế, chúng tôi gửi hệ thống này đến rất nhiều các viện khoa học quốc gia được công nhận để họ đánh giá. Các cơ quan này đã đánh giá hệ thống của chúng tôi như sau.

[Robot]

Bảng 2
Thông số Tiêu chuẩn WHO Trước lọc Sau lọc
pH 6.5-8.5 7.8 7.7
Độ dẫn điện (Mhos cm-1) - 72mg/l 75mg/l
Cl- 250.0mg/l 806.67mg/l 872.25mg/l
SO42- 400mg/l 23.5mg/l 22.7mg/l
PO43- - 0.220mg/l 0.205mg/l
Độ cứng (CACO3) 500mg/l 500mg/l 460mg/l
Na 200mg/l 387.5mg/l 392.5mg/l
Ka - 6.4mg/l 6.5mg/l
Ca 100mg/l 202.5mg/l 205.0mg/l
As 0.01mg/l <0.003mg/l <0.003mg/l
Fe 0.30mg/l 2.361mg/l 0.040mg/l
Cd 0.005mg/l 0.003mg/l 0.0012mg/l
Co - 0.008mg/l 0.0016mg/l
Cr 0.05mg/l 0.014mg/l 0.002mg/l
Cu 1.0mg/l 0.033mg/l 0.003mg/l
Pb 0.05mg/l 0.020mg/l 0.002mg/l
Mn 0.1mg/l 1.423mg/l 0.018mg/l
Zn 5mg/l 0.080mg/l 0.006mg/l
Tổ chức y tế thế giới sau khi mua 50 hệ thống lọc từ CSIR đã mua thêm 500 hệ thống nữa cho Băngladesh (Tham khảo BAN CWS 001/C 27/1/1997, New Dehli, Ấn độ )

Dự án 1 năm đánh giá hệ thống "bể lọc-viên xử lý loại bỏ asen" tại 150 gia đình ở hai khu vực của North-24-Parganas của CSIR.

Đây là dự án được tài trợ bởi CSIR, chính phủ Ấn độ. CSIR quyết định 100% các mẫu nước sẽ được NEERI tại Nagpur phân tích, một phần sẽ được PHED, chính quyền Tây Bengal (10%) và SOES (10%) phân tích. Mặc dù SOES được CSIR tài trợ để phân tích 10% số mẫu nhưng SOES đã tự bỏ tiền ra để phân tích 100% mẫu được thử nghiệm. Dự án được Phòng thí nghiệm Vật lý Quốc gia (NPL), CSIR, New Dehli đại diện cho CSIR xử lý và đánh giá các kết quả thu được. Vào tháng 3 năm 1997, CSIR đồng ý cho SOES thử nghiệm thực tế (Số 800(0028)/97/EMRII). Vì một lý do nào đó chúng tôi chưa biêt, thử nghiệm thực tế được bắt đầu vào tháng 7 năm 1998 và hoàn tất vào tháng năm năm 2000. Chúng tôi vẫn chưa nhân được báo cáo đánh giá từ NPL.

Ý kiến của SOES về thiết bị này

Từ báo cáo của chúng tôi, chúng tôi có thể nhận xét là Thử nghiệm thực tế qua những người sử dụng thực là thí nghiệm khẳng định chắc chắn nhất của một công nghệ. Chúng tôi đã phát hiện được nhược điểm của hệ thống xử lý; chúng tôi cũng nhận biết được các mà dân làng cần thông qua tiếp xúc với họ. Kết quả thí nghiệm, kết quả thử nghiệm thực tế do các chuyên gia của chúng tôi thực hiện có thể cho hiệu quả 100% nhưng người sử dụng thực có thể lại sử dụng thiết bị theo một cách khác khiến cho hệ thống không mang lại hiệu quả như mong muốn. Để công nghệ này có thể ứng dụng thành công, chúng tôi cần giáo dục và làm cho người sử dụng nhận thứuc ra vấn đề trước khi, trong khi và sau khi lắp đặt hệ thống này.

Một số ví dụ-những người dân làng sử dụng hệ thống Bể lọc-Viên xử lý như thế nào

1. Trong các bình đất/nhựa, một số người sử dụng đặt cột lọc ra ngoài bình và lộn ngược lên
2. Một người sử dụng cho tới 5 viên xử lý vào 20 lít nước với hy vọng chất lượng nước tốt hơn. Khi chúng tôi hỏi tại sao anh ta lại làm như vậy! Anh ta trả lời là nếu một viên cho nước có chất lượng tốt thì năm viên sẽ cho nước có chất lượng tốt hơn
3. Khi thí nghiệm trong phòng thí nghiệm, chúng tôi nhận thấy các viên xử lý có thể sử dụng trong 15 tháng (nếu giữ trong bóng râm). Một số dân làng đã để các bao chứa viên xử lý gần lò hay ở ngoài trời, nơi ánh sáng rọi thẳng lên các bao chứa viên xử lý, do đó khả năng oxi hoá bị giảm một phần do quá trình phân huỷ tác nhân oxi hoá và dẫn đến hiệu quả xử lý asen giảm.
4. Đôi khi, dân làng không sử dụng hệ thống xử lý trong vài ngày khiến cho hệ thống xử lý bị khô và gây ra trục trặc khi họ sử dụng lại. Nếu họ giữ lại một lượng nước nhất định trong bình với van bể lọc đóng thì có thể ngăn ngừa được vấn đề đó.

Kết luận
Mặc dù chúng tôi đã phát minh ra "Hệ thống bể lọc-viên xử lý" để loại bỏ asen ra khỏi nước ngầm, tuy nhiên chúng tôi tin rằng hệ thống này cần được nhanh chóng sử dụng tại các làng bị nhiễm asen ở Tây Bengal-Ấn độ và Băngladesh. Quá trình đồng kết tủa không chỉ loại bỏ asen mà còn loại bỏ các tạp chất khác ra khỏi nước. Giải pháp thực tế tại hai nước nói trên sẽ đạt được thông qua phương pháp quản lý lưu vực nước hợp lý sử dụng nguồn nước mặt có sẵn của chúng ta. Chỉ riêng Băngladesh, lượng nước mặt tính trên đầu người là 11,000m3, cao thứ hai trên thế giới. Tại hai nước này, các nguồn nước mưa, nước mặt, lưu vực sông, các hồ, giếng rất phong phú. Trong thiên niên kỷ này, khi mà công nghệ đã được khám phá và các nhà khoa học, các kỹ nghệ gia có thể sản xuất nước sạch từ nước thải thì tại sao chúng ta lại bỏ qua ngưồn nước mặt sẵn có và phong phú trong khi chọn lựa sử dụng ngườn nước ngầm-một nguồn nước cần cho cân bằng tự nhiên của chúng ta.

[Robot]

Thảo luận về As

Bạn dantruong79
Chào các bạn,
Mình là 1 người mới toanh. Xin được tự giới thiệu: mình cũng là 1 Kỹ sư trong ngành KTMT. Hiện nay minh dang nghiên cứu 1 đề tài về Hiện trạng ô nhiễm As và biện pháp xử lý ở các tỉnh phía Nam. Mình cũng xin mạn phép góp 1 chút hiểu biết của mình vào vấn đề này. Mình nghĩ vấn đề cốt lõi trong việc xử lý arsen là biến đổi nó từ As(III) sang As(V) vì theo các tài liệu cho thấy, độc tính của As(III) độc gấp 10 lần As(V) với cùng nồng độ. Và biện pháp xử lý chủ yếu xoáy sâu vào vấn đề pH. Còn các phương pháp xử lý nhìn chung cũng khá đơn giản.

Fattypanda:


Yep,

Việc xử lý As cuối cùng chỉ là vấn đề điều chỉnh pH để đưa As (III) lên As (V) và kết tủa. Chỉ cần nắm được giản đồ biến thiên thế điện hoá của As là OK. Do đó các bộ lọc mà các bạn đã đưa thông tin ở đây đều có tác nhân kiềm (K2CO3, AC,..) các tác nhân còn lại đóng vai trò tác nhân ôxy hoá hoặc làm thay đổi thế điện hoá của As, giúp quá trình ôxy hoá diễn ra nhanh và hiệu quả. Hình như trên thị trường cũng đã xuất hiện các bộ lọc nước xử lý As.

Tôi không hiểu rõ lắm việc dùng VS để chuyển As thành hợp chất bay hơi như trong bài dịch vì ngay cả các hợp chất này củng có thể có độc tính, ví dụ như AsH3 thì rất độc. Thậm chí các hợp chất này cũng thường không bền, dễ bị phân huỷ trở lại As(+3) và quay trở lại đất, nước, nước ngầm....

[Robot]

Ô nhiễm Asen trong nýớc ngầm tại Việt Nam

Asen (thạch tín) là nguyên tố tự nhiên, có nhiều trong vỏ trái ðất. Trong nýớc ngầm, Asen tồn tại ở nhiều dạng hợp chất khác nhau, không nhìn thấy ðýợc, không màu, không mùi và rất khó phát hiện.

Khi hàm lýợng Asen trong nýớc sinh hoạt cao výợt quá tiêu chuẩn cho phép (TCCP) sẽ gây nên những vấn ðề cho sức khoẻ con ngýời. Theo kết quả nghiên cứu của giáo sý Xan Gui Fan (ÐH Y Trung Quốc) và nhiều nhà khoa học trên thế giới, thì Asen có khả nǎng gây nên các bệnh cấp tính và mãn tính cho con ngýời. Ngýời bị nhiễm ðộc Asen nặng (60mg/l) có thể bị tử vong sau 30 phút. Nếu phải tiếp tục với Asen trong thời gian dài (3-15 nǎm), với nồng ðộ cao, con ngýời có thể bị mắc các bệnh mãn tính. Những triệu trứng ban ðầu của nhiễm ðộc Asen mãn tính bắt ðầu từ sự thay ðổi sắc tố da sau ðó là nhý sừng hoá lòng bàn tay, bàn chân. Sau khoảng 12 nǎm, cùng với sự tích luỹ Asen lâu ngày cõ thể con ngýời có nguy cõ mắc các bệnh hiểm nghèo nhý các chứng ung nhọt, các bệnh ung thý (ung thý da, ung thý phổi, ung thý gan...). ở mức ðộ ðộc thấp hõn, sẽ gây ra các chứng buồn nôn, giảm khả nǎng sản xuất hồng cầu, bạch cầu phá huỷ mạch màu và thiểu nǎng trí não...

Trên thế giới, vấn ðề ô nhiễm Asen và những ảnh hýởng tới sức khoẻ cộng ðồng ðã ðýợc nhiều nýớc và các tổ chức quốc tế quan tâm nghiên cứu. Tại nhiều quốc gia nhýng Bǎnglaðét, Ðài Loan, Trung Quốc, ấn Ðộ, Mông Cổ và gần ðây là Campuchia ðã phát hiện thấy Asen với nộng ðộ cao ảnh hýởng tới sức khoẻ cộng ðồng. Tại Việt Nam, những nghiên cứu về Asen trong nýớc ngầm ðã ðýợc nghiên cứu từ lâu, tuy nhiên vào thời ðiểm này số lýợng mẫu nýớc phân tích còn ít, mức ðộ ô nhiễm còn thấp nên vấn ðề Asen chýa ðýợc quan tâm. Gần ðây, sau khi phát hiện trýờng hợp ô nhiễm Asen ðiểm hình tại Bǎngladet và nhận thấy ðiều kiện ðịa chất giữa Bǎnglaðét và Ðồng bằng sông Hồng, sông Cửu Long của Việt Nam có nhiều ðiểm týõng ðồng, các nhà nghiên cứu ðã ðặt ra câu hỏi liệu nýớc ngầm ở Việt Nam có bị ô nhiễm Asen không?

Với sự hợp tác của các tổ chức quốc tế, các cõ quan nghiên cứu ðã tiến hành ðiều tra khảo sát sõ bộ về tình hình ô nhiễm Asen trong nýớc ngầm. Kết quả nghiên cứu býớc ðầu cho thấy hàm lýợng Asen trong nýớc ngầm tại nhiều ðịa phýõng výợt tiêu chuẩn cho phép (Tiêu chuẩn về Asen trong nýớc sinh hoạt của Việt Nam là 0,01 mg/l).

Các vùng có nguy cõ ô nhiễm Asen cao là các vùng chứa khoáng hoá nguồn gốc nhiệt dịch và các vùng châu thổ sông lớn chứa ðựng trầm tích Halocene và Pleitocene. Ngoài ra, các vùng chuyên canh cao, sử dụng nhiều phân bón, thuốc bảo vệ thực vật cũng có nguy cõ ô nhiễm Asen cao. Tại Hà Nội, Asen trong tầng Halocene dao ðộng từ 0,0001 ðến 0,132 mg/l, trung bình khoảng 0,034 mg/l, còn tầng Pleitocene có nồng ðộ giao ðộng từ 0,0001 ðến 0,093 mg/l (Ðỗ Trọng Sự 1992). Kết quả khảo sát tại Hải Phòng, Bắc Giang, Thanh Hoá, Nam Ðịnh cũng cho thấy nýớc ngầm tại nhiều ðiểm của các ðịa phýõng này cũng bị nhiễm Asen (Nguyễn Trọng Sự 1996 - Trần Hữu Hoan 1999). ở Ðồng bằng Nam Bộ và nhiều ðịa phýõng khác vấn ðề ô nhiễm Asen chýa ðýợc nghiên cứu tập trung, tuy nhiên theo kết quả phân tích của các dự án cấp nýớc nồng ðộ Asen nhỏ hõn tiêu chuẩn cho phép. Từ kết quả nghiên cứu trên có thể thấy rằng Việt Nam ðã xuất hiện ô nhiễm Asen cục bộ. Tuy phát hiện nồng ðộ Asen trong nýớc ngầm với nồng ðộ cao nhý vậy, nhýng cho tới nay chýa phát hiện ra trýờng hợp nào hay cộng ðồng nào có triệu chứng mắc các bệnh về Asen (Aseniccois). Ðiều này có thể giải thích do hai nguyên nhân chính sau:

Thứ nhất, do nhân dân tại những ðiểm có ô nhiễm Asen cao (nhý của Hà Nam) chỉ sử dụng nýớc ngầm ðể tắm rửa còn nýớc dùng cho ǎn uống là nýớc mýa trong các bể dự trữ. Thứ hai, phần lớn các hợp chất của Asen trong nýớc ngầm có thể loại trừ ðáng kể cùng quá trình xử lý sắt. Trong quá trình oxi hoá sắt, ðã tạo nên hợp chất Fe(OH)3 (màu ðỏ nâu) có khả nǎng cộng kết với nhiều hợp chất của Asen sau ðó kết tủa và bị loại khỏi nýớc nhờ bể lọc cát ðõn giản. Công nghệ xử lý nýớc kiểu này ðýợc sử dụng khá phổ biến ở quy mô hộ gia ðình Việt Nam.

Cho ðến nay, chýa ðýa ra ðýợc bức tranh tổng thể về tình hình ô nhiễm Asen tại Việt Nam, nhýng có thể thấy rằng: Có tồn tại vấn ðề ô nhiễm Asen trong nýớc tại Việt Nam, tuy nhiên vấn ðề chýa ðến mức nghiêm trọng nhý ở Bǎnglaðét. Ngoài chỉ tiêu Asen, các chỉ tiêu vi sinh vật gây bệnh và Amoni cũng rất quan trọng, thậm chí còn quan trọng hõn xét về quy mô và mức ðộ ảnh hýởng ðến sức khoẻ con ngýời của hai chỉ tiêu trên. Vì mỗi nǎm trên thế giới có hõn 2 triệu ngýời chết do lây bệnh qua nýớc sinh hoạt. Do ðó, chúng ta cần có thái ðộ ðúng ðắn với vấn ðề Asen tại Việt Nam, không nên nghiêm trọng hoá vấn ðề này nhýng cũng không ðýợc xem nhẹ. Tuy nhiên, về mặt lâu dài, nhận hấy ðýợc những ảnh hýởng của Asen tới sức khoẻ nhân dân, Chính phủ ðã chỉ ðạo Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn chủ trì, phối hợp cùng các cõ quan khác xây dựng "Chýõng trình hành ðộng về Asen và các thành phần ðộc hại trong nýớc sinh hoạt" với nội dung ðiều tra, ðánh giá, quan trắc hàm lýợng Asen,... xác ðịnh lại các vùng ô nhiễm, ðề ra phýõng án xử lý tại các vùng bị ô nhiễm. Hy vọng rằng, với sự phối hợp của các cõ quan chức nǎng, vấn ðề Asen trong nýớc ngầm tại Việt Nam sẽ ðýợc giải quyết, ðảm bảo việc cung cấp nýớc sạch cho nhân dân.

Theo GDTÐ

[Robot]

Vi khuẩn làm tăng mức... nhiễm asen trong nước ngầm

Các vi sinh vật khử kim loại trong đất làm nguồn nước ngầm nhiễm asen (arsenic), đầu độc hàng triệu người tại Bangladesh và bang Tây Bengal của Ấn Độ. Đây là kết luận do một nhóm nghiên cứu quốc tế đưa ra.

Các nhà khoa học hy vọng nghiên cứu trên sẽ làm sáng tỏ nguyên nhân tại sao nước uống bị nhiễm asen nhiều như vậy và giúp họ tìm ra phương pháp làm giảm mức độc tố này. Bị Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) coi là sự nhiễm độc hàng loạt và tồi tệ nhất trong lịch sử loài người, hàng triệu giếng nước ở Ấn Độ và Bangladesh đã bị ô nhiễm asen vào đầu những năm 1990. Tình trạng này vẫn là mối đe doạ nghiêm trọng đối với những người tiếp tục uống và sử dụng nước nhiễm asen để canh tác ngày nay.

Nhiễm asen ở mức cao có thể gây ung thư da, bàng quang, thận, phổi, các bệnh liên quan tới mạch máu ở chân và bàn chân. Nó cũng có thể "đóng góp" vào bệnh tiểu đường, áp huyết cao và rối loạn sinh sản. GS khoa học môi trường Willard Chappell tại ĐH Colorado (Mỹ ), đồng thời là chuyên gia về asen, cho biết: ''Một số nhà nghiên cứu ước tính rằng 2/3 dân số ở Bangladesh có nguy cơ bị nhiễm độc asen mạn tính''.

Trong thập kỷ vừa qua, các nhóm nghiên cứu trên thế giới đã cố xác định tại sao asen lại tồn tại ở mức cao đến vậy trong tầng ngập nước tại Bangladesh và bang Tây Bengal. Hiểu biết đó sẽ giúp họ nhận dạng các khu vực có nguy cơ cao cũng như hoạch định chiến lược giảm nhẹ tác động. Giờ thì một nhóm nghiên cứu quốc tế đã phát hiện ra rằng vi khuẩn là thủ phạm làm tăng mức asen trong nước. John Lloyd, nhà vi sinh vật thuộc ĐH Manchester (Anh) đồng thời là trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết: ''Khi chúng tôi tìm thấy tỷ lệ mức asen tối đa, chúng tôi cũng tìm thấy các vi khuẩn khử kim loại''.

Vi khuẩn khử kim loại ''hít'' các kim loại như sắt để lấy năng lượng từ thức ăn của chúng. Điều đó giống như việc con người hít oxy để phân huỷ thức ăn. Chúng hít thở bằng cách chuyển các electron sang kim loại, làm thay đổi đặc tính của kim loại đó. Các nhà khoa học gọi điều này là khử kim loại. Derek Lovley, nhà vi sinh vật tại ĐH Massachusetts, nói: ''Nghiên cứu mới đã chỉ ra điều mà nhiều nhà khoa học nghi ngờ''. Nhóm nghiên cứu quốc tế phát hiện ra rằng khử và giải phóng asen xảy ra sau khi vi khuẩn khử và giải phóng sắt. Đây là hai tiến trình tách rời.

Lời giải thích cho hiện tượng tách rời này có thể là vi khuẩn ăn các chất nền. Những chất nền đó cung cấp cho chúng phần lớn năng lượng. Vì sắt có nhiều và được ưa thích bởi nhiều vi khuẩn nên chúng tiếp tục khử sắt trước khi chuyển sang khử asen. Một khả năng khác là khử sắt gây ra sự thay đổi trong cấu trúc khoáng của trầm tích. Do vậy, có nhiều asen hơn cho vi khuẩn khử kim loại, dẫn tới việc asen được giải phóng vào nước ngầm. Lloyd cho biết: ''Chúng tôi đang kiểm tra và cố tìm ra chi tiết để trả lời những câu hỏi trên''.

Nghiên cứu trước kia của Lovley và đồng nghiệp cho thấy acetat là một loại thức ăn ưa thích của vi khuẩn khử kim loại và làm cho số lượng của chúng bùng nổ. Nhóm nghiên cứu quốc tế đã cho acetat vào mẫu để bắt chước dòng carbon hữu cơ chảy vào trầm tích nơi vi khuẩn khử kim loại sinh sống. Kết quả là acetat kích thích quá trình khử sắt và tiếp sau đó là giải phóng asen. Theo các chuyên gia, việc acetat kích thích khử sắt và giải phóng asen chỉ ra rằng mức carbon hữu cơ kiểm soát lượng asen mà vi khuẩn khử và giải phóng vào nguồn nước ngầm.

Lloyd cho biết: ''Những trầm tích này đói chất hữu cơ và electron. Nếu chất hữu cơ xâm nhập vào lớp đất cận bề mặt, nó sẽ kích thích hoạt động của những vi sinh vật khử kim loại. Các dòng carbon hữu cơ xuất hiện khi các giếng khoan tưới tiêu được tạo ra, làm cho một số nhà nghiên cứu cho rằng carbon hữu cơ, xâm nhập vào đất do hoạt động khoan giếng lấy nước tưới, có thể là một nhân tố làm tăng mức arsen hoà tan trong nguồn nước ngầm tại Bangladesh và Tây Bengal".

Lý thuyết trên được ủng hộ bởi nghiên cứu của nhóm các nhà khoa học quốc tế. Do các nhà nghiên cứu hiện hiểu rõ hơn về các tiến trình kiểm soát việc giải phóng asen vào nước ngầm trong khu vực này nên họ đang tìm cách đảo lộn chúng để làm cho nước uống an toàn.

Theo Chappell, giới khoa học nghiên cứu asen vẫn chưa thống nhất về các cơ chế gây ngộ độc asen. Ông khuyến cáo nghiên cứu trên vẫn chưa phải là lời giải thích cuối cùng. Ông nói: ''Ngộ độc asen là vấn đề rất tồi tệ. Mặc dù nó tồi tệ hơn ở Bangladesh và Tây Bengal so với bất kỳ nơi nào khác song ngày càng có nhiều quốc gia phát hiện ra vấn đề này, bao gồm Nepal, Campuchia, Lào, Việt Nam và Trung Quốc nơi các giếng khoang được tạo ra để cung cấp nước sạch''.

Minh Sơn (Theo National Geographic)