Công nghệ xử lý arsen trong nước

Mục lục Mở đầu I Giới thiệu tổng quan Arsen II Khảo sát Arsen tự nhiên Dạng tồn arsen đá quặng gốc Arsen đới quặng phong hoá Arsen nước khu vực mỏ quặng giàu arsen Arsen vùng đồng bằng: 10 III Chu trình Arsen tự nhiên nguyên gây nhân ô nhiễm Arsen 12 Nguyên nhân từ tự nhiên 14 Nguyên nhân từ người 15 IV Nhiễm độc Arsen người 17 Những đường xâm nhập Arsen vào thể người 17 Tác hại Arsen đến sức khỏe người 18 a Nhiễm độc cấp tính 19 b Nhiễm độc mãn tính 20 Cơ chế gây độc Arsen 21 Nhận biết as đời sống hàng ngày 23 V Các phương pháp xử lý Arsen 23 Keo tụ-Kết tủa 24 Keo tụ hóa chất 24 Phương pháp oxy hóa 25 Hấp phụ 25 Trao đổi Ion 26 Kết luận 27 Tài liệu tham khảo 28 1|Page LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Mở đầu Từ lâu,con người biết tới Arsen độc tính nó.Độc tính Arsen gây chết cho gia súc, gia cầm chủ yếu liên quan tới nguồn gốc tự nhiên.Trong tự nhiên, Arsen tồn nhiều dạng, có nhiều quặng chứa nhiều lưu huỳnh, sắt, đồng, gây hại cho người động thực vật Theo số nghiên cứu cho thấy, arsen chất cực độc, gấp lần so với thủy ngân Mặc dù trước đây, người ta dùng Arsen cách thông dụng công nghiệp khai mỏ,luyện kim,thuốc trừ sâu,thuốc diệt cỏ,thậm chí số chất tăng trọng cho gia súc Tuy nhiên,trong khoảng 20 năm trở lại đây, nhà khoa học chứng minh tác hại Arsen người có nhìn đắn ảnh hưởng tới sức khỏe đời sống Arsen vào thể người chủ yếu thơng qua đường hơ hấp tiêu hóa, đặc biệt thông qua việc sử dụng nước ngầm bị ô nhiễm Arsen Arsen gây bệnh kinh niên u hắc tố, ung thư biểu bì, hoại thư da…Nó gây đợt nhiễm độc tích tụ Arsen lớn lịch sử lồi người (ở Bangladesh) Theo nghiên cứu Nhật Bản, qua xét nghiệm lâm sang cho thấy, số 29 người uống nước giếng bị nhiễm Arsen có 23 người (93%) có biểu nhiễm hắc tố (melanosis) 22 người (26%) mắc bệnh tăng sừng hóa bẩm sinh gan bàn chân (palmoplantar hyperkeratoris) Ở Việt Nam, nước số khu vực lớn đông dân cư sinh sống Hà Nội, Việt Trì-Lâm Thao, thượng nguồn sơng Mã…có hàm lượng Arsen vượt 2|Page LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com tiêu chuẩn cho phép, chí có nơi vượt 10 lần so với TCVN (hàm lượng Arsen cho phép nước sinh hoạt VN 0,05mg/l) Do Việt Nam, số lượng lớn người dân sử dụng nước uống, nước sông suối để sinh hoạt, ăn uống nên vấn đề ô nhiễm Arsen thật cấp bách Với việc sử dụng nước phức tạp nay,cũng việc ô nhiễm Arsen tiềm ẩn chưa phát hay chưa khảo sát việc nhiễm độc tiềm tàng xảy Đặc biệt, nguy hiểm nay, hầu hết bệnh gây nhiễm độc Arsen chưa có thuốc đặc trị Để giải yêu cầu vô cấp bách việc xử lí nhiễm Arsen nguồn nước, phải có hiểu biết cặn kẽ chu trình hóa học Arsen tự nhiên để đưa biện pháp thích hợp nhằm ngăn chặn hạn chế việc ô nhiễm Arsen nguồn nước I Giới thiệu tổng quan Arsen Arsen (còn gọi thạch tín) nguyên tố số 33 bảng tuần hồn hóa học Mendeleep, có tên tiếng anh Arsenic (kí hiệu As) Arsen thành phần tự nhiên vỏ Trái Đất, khoảng 1-2mg As/kg (khoảng 0,0001%) lại phân bố rộng rãi tự nhiên As tồn nhiều dạng khác tự nhiên arsenopyrite hợp chất với lưu huỳnh.Arsen diện nước ngầm trạng thái yếm khí dạng As(III) dạng trung tính.Arsen có dạng thù hình: Alpha-màu vàng; betamàu đen;gamma-màu xám.Dạng vơ độc dạng hữu cơ.Khi tiếp xúc với khơng khí(nước mặt),một phần lớn As(III) bị chuyển hóa thành As(V);hợp chất hóa trị III có độc tính cao hơn.Trong điều kiện ẩm ướt, arsen sunfua dễ bị hịa tan,rửa trơi xâm nhập vào đất,nước,khơng khí 3|Page LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com số hợp chất arsen như: +Arsenic (III) florua AsF3 +Arsenic( V ) floride AsF5 +Arsenic(III) hidide AsH3 +Arsenic (III) oxide As2O3 +Arsenic( V ) oxide As2O5 +Arsenic(III) sulphide As2S3… As(III): Trong môi trường sinh thái, dạng hợp chất As hoá trị có độc tính cao hợp chất As có hố trị Môi trường khử môi trường thuận lợi nhiều hợp chất As(V) chuyển sang As(III) Trong hợp chất As H3AsO3 độc H3AsO4 Dưới tác dụng yếu tố oxi hoá đất H3AsO3 chuyển thành H3AsO4 Thế oxi hố khử, độ pH mơi trường lượng kaolit giàu Fe3+ yếu tố quan trọng tác động đến q trình oxi hố – khử hợp chất Arsen tự nhiên Những yếu tố có ý nghĩa làm tăng hay giảm độc hại hợp chất Arsen môi trường sống As(V) : As(V) chuyển thành As(III) gây độc giống As(III), có cấu trúc giống phosphate hữu thay cho phosphate thuỷ phân glucose hô hấp tế bào 4|Page LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com II Khảo sát Arsen tự nhiên Arsen có thành phần từ trình hình thành địa chất tự nhiên Dạng tồn arsen đá quặng gốc Arsen mỏ quặng nhiệt dịch tồn dạng khoáng vật như: arsenopyrit (FeAsS), (FeAsO4.2H2O), realgar loellingit (AsS), (FeAs2), oripigmen grexdorfit (As2O3), (NiAsS), scorodit glaucodot (CuFeAsS), cobaltin (CoAsS), prustit (Ag3AsS), enargit (CuAsS4), tennantit (Cu12As4S13), nickelin (NiAs), rammensbergit (NiAs2), chloantit (NiAs3), , khống vật chứa arsen phổ biến mỏ nhiệt dịch arsenopyrit Đại đa số trường hợp gặp arsen vùng quặng sulfur đa kim, mỏ vàng, antimon, thuỷ ngân, cobalt, molybden, đồng, thiếc 5|Page LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bảng Hàm lượng arsenopyrit arsen số vùng quặng Việt Nam Arsen TT Kiểu quặng Khu vực, vùng Diện Arsenopyrit tích (%) (g/t %) Thạch anh - arsenopyrit- 25 km2 Quỳ Hợp 8-15% cassiterit Thạch anh - Đa Lu, arsenopyritPlay Non hạ cassiterit Thạch anh - arsenopyrit- Thạch anh 2-12,4% 0,52- Phú Lâm, Tuyên Quang cassiterit 0,5-4,5% 11 km2 - 0,23- Làng Đầu arsenopyrit- 29,81% vàng Thạch anh - arsenopyrit- Thạch anh arsenopyritvàng Antimonit- Vai Đào - Cao Răm vàng - 9,79% 2-15% Xuân Thu, Trà 0,8- Bắc 19,12% Làng Vài, 29,25 0,1- 6|Page LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com pyrit- km2 Chiêm Hố 24,16% arsenopyritvàng Antimonit8 pyrit- Lũng Cóc, Nà arsenopyrit- Ngần 1,26% vàng Pyrit9 arsenopyritsphalerit-galenit Pyrit- 10 arsenopyritsphalerit-galenit 11 Đồng porphyr 12 Chợ Điền, 150 Tuyên Quang Ancroet, km2 Sông 19,1% 2-25% Trao Tà Lương - Cam 150 Ranh Listvenit từ đá Hin Hụ - Bang siêu mafic 1,92- Mon 0,03% km2 >4 km2 1-19,1% -3% 72,4 g/t Bảng Hàm lượng arsenopyrit arsen số vùng quặng Việt Nam Arsen đới quặng phong hố Các loại quặng gốc có chứa arsen bị phong hoá thường tạo thành đới đỏ nâu nhẹ quặng gốc (do số thành phần quặng bị rửa trôi) Qua nghiên cứu cụ thể vùng quặng listvenit thuộc đới Sông Mã (tỉnh Sơn La) ta thấy đới quặng bị phong hố có màu đỏ nâu có hàm lượng arsen cao (Bảng 2) Điều chứng tỏ arsen đới quặng nhiệt 7|Page LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com dịch (hoặc đới biến đổi nhiệt dịch) bị di chuyển q trình phong hố.; phần lớn chúng bị giữ lại tầng phong hố Có lẽ lượng nhỏ arsen di chuyển nước bề mặt (nước mưa, nước suối, nước lũ) nước đất STT Cơng trình Tần suất bắt gặp Hàm lượng (g/t) Trung bình Cực đại H36.2 1/4 75 300 H35.2 2/7 70 300 H7.2 6/11 76 300 H10.3 1/3 70 200 G22 4/10 65 200 G23 4/10 51 300 Bảng Hàm lượng arsen đới biến đổi nhiệt dịch bị phong hoá đỏ nâu thượng nguồn sông Mã Arsen nước khu vực mỏ quặng giàu arsen Một số nghiên cứu nước khu mỏ cho thấy chúng cao dị thường Các kết khảo sát phân tích nước bề mặt nguồn lộ 11 khe suối đổ sông Mã dọc vùng ĐN Bản Phúng (khu mỏ listvenit) cho thấy khe suối khe nhỏ, mùa khô (11/1990) có nước gần cửa khe với lưu lượng 0,02-3,5 l/s Ở hữu ngạn mật độ suối thưa hơn, lưu lượng 0,225 l/s Điều đáng lưu ý hàm lượng arsen nước khác khe khu vực nói cao (0,43-113 mg/l) (Bảng 4), so với tiêu hàm lượng arsen nước sinh hoạt (