Nghiên cứu quy trình lọc xử lý nước ô nhiễm Asen được thực hiện tại địa bàn phường Định Công, quận Hoàng Mai, thành phố Hà Nội

MỞ ĐẦU Hiện nay, 30% nước cấp cho các đô thị ở Việt Nam được khai thác từ nước ngầm. Nước ngầm có chất lượng tốt hơn nước mặt về khía cạnh vi sinh, các chất lơ lửng và ít chịu ảnh hưởng bởi các loại chất thải của con người. Tuy nhiên, hàm lượng khoáng hòa tan trong nước ngầm cao hơn nước mặt, phổ biến nhất là các ion gây độ cứng, sắt, mangan, các hợp chất của nitơ. Ngoài ra, một số nguồn nước ngầm còn bị ô nhiễm kim loại nặng như chì, thủy ngân và đặc biệt là Asen. Kết quả khảo sát từ năm 2003 đến 2005 của CETASDư trường ĐHKHTNư ĐHQGHN và nhiều đơn vị khác cho thấy nhiều nguồn nước ngầm dọc hai bờ sông Hồng bị nhiễm Asen. Trong nước ngầm, Asen tồn tại ở các trạng thái hóa trị +3 và +5 ở dạng vô cơ (axit arseno H3AsO3, axit arsenic H3AsO4), hoặc Asư hữu cơ. Dạng hữu cơ chỉ chiếm 1 phần nhỏ tổng lượng Asen trong nước ngầm. Trong điều kiện khử của nước ngầm, Asen chủ yếu ở trạng thái hóa trị +3. Asen là một nguyên tố có độc tính cao. Độc tính của Asen phụ thuộc vào trạng thái hóa trị, dạng tồn tại của nó. Trong đó, Asen vô cơ độc hơn Asen hữu cơ, As(III) độc hơn As(V). Asen có thể gây độc ở liều lượng rất nhỏ và ảnh hưởng đến hầu hết các cơ quan trong cơ thể. Khi sử dụng nước nhiễm Asen ở nồng độ 50 àg/l liên tục cho ăn uống xác suất bị ung thư cơ thể lên tới 13/1000. Vì Asen có ảnh hưởng đến sức khỏe con nguời nên tổ chức Y tế thế giới đã khuyến cáo giảm giới hạn nồng độ Asen trong nước uống từ 50 xuống 10 àg/l vào năm 1993. Tương tự, năm 2001 Cục bảo vệ môi trường Mỹ (USEPA) thay đổi tiêu chuẩn Asen trong nước ăn uống từ 50 xuống 10 àg/l và áp dụng từ 6/2006. Tiêu chuẩn này cũng đã được bộ Y tế Việt Nam áp đặt thông qua QD 1329/2002-BYT. Để xử lý Asen đạt tiêu chuẩn khắt khe trên nhiều nghiên cứu ở các quy mô đã được tiến hành và được tổng quan. Vì vậy xuất phát từ thực tế ô nhiễm Asen trong nước xuất hiện ngày càng nhiều ở các tỉnh trên toàn quốc và đặc tính của vật liệu có giá thành thấp như trấu đốt, cát, xỉ than, đề tài: “Nghiên cứu quy trình lọc xử lý nước ô nhiễm Asen” được thực hiện tại địa bàn phường Định Công, quận Hoàng Mai, thành phố Hà Nội với mục đích: ã Khảo sát thực trạng ô nhiễm Asen nguồn nước ngầm và nguồn nước sử dụng cho sinh hoạt của phường Định Công. ã Nghiên cứu khả năng hấp phụ Asen của các vật liệu như trấu đốt, cát và xỉ than. ã Xây dựng mô hình thực nghiệm lọc Asen gồm có giàn phun mưa, bể lọc bằng cát và bể lọc bằng trấu đốt. ã Đưa ra một số kiến nghị để đảm bảo an toàn nguồn nước sinh hoạt phường Định Công. Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT CHUONG I TổNG QUAN Về NGHIÊN CứU ASEN 1.1.tổng quan về asen 1.1.1. Nguồn gốc Asen. Trong tự nhiên Asen có trong nhiều loại khoáng vật như Realgar As4S4, Orpoment As2S3, Arsenolite As2O3, Arsenopyrite FeAsS (có tới 368 dạng) Trong nước Asen thường ở dạng asenit hoặc asenat (AsO3ư3, AsO3ư4). Các hợp chất Asen methyl có trong môi trường do chuyển hóa sinh học. Asen là một nguyên tố không chỉ có trong nước mà còn có trong không khí, đất, thực phẩm và có thể xâm nhập vào cơ thể con người, nguyên nhân chủ yếu khiến nước ngầm ở nhiều vùng thuộc nước 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 thường có mặt trong thuốc trừ sâu, diệt nấm, diệt cỏ dại. Ngoài ra, những khu vực dân tự động đào và lấp giếng không đúng tiêu chuẩn kỹ thuật khiến chất bẩn, độc hại bị thẩm thấu xuống mạch nước. Cũng như việc khai thác nước ngầm quá lớn làm cho mức nước 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 nước ngầm nông, ở mức nước ngầm sâu thì không phát hiện được. Các quá trình sinhư địaư hóa: Sự phân bố rộng rãi của nguyên tố Asen được bắt đầu từ quá trình địa hóa. Điều này có nghĩa nồng độ của Asen gia tăng khi càng xuống sâu dưới các tầng đất hoặc mạch nước ngầm. Hai môi trường 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 nước ngầm có tính khử mạnh, thường 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 trưng chứa nhiều Asen trong mạch nước ngầm.