Nghiên cứu phát hiện asen nitrit trong nước giếng khoan thăm dò khả năng xử lý asen trong phòng thí nghiệm

Đánh giá chất lượng nước giếng khoan khu vực cĩ nguy cơ bị nhiễm asen và nitrit, Trang 7 Chương l: TONG QUAN Các hình thức cung cấp nước sinh hoạt ở Việt Nam cĩ rất nhiều kiểu khác nha

Trang 1

Cơ quan chủ trì Tên đề tài :

| NHIÊN cou PHAT HIỆN ASEN, NITRIT TRONG NUGC GIENG KHOAN | THAM 00 KHA NANG XU LY ASEN TRONG PHONG THI NGHIEM

BAO CAO TONG KET DE TAL NGHIEN COU WHOA HOC

Cấp quản lý để tài : BỘ Y TẾ

VIÊN Y HỌC LAO ĐỘNG

VÀ VỆ SINH MƠI TRƯỜNG

CHU NHIEM BE TAI

PHO CHO NHIEM BE TAL

CAG CAN BO THAM GIA PGS 18 Lé Dinh Minh ©N Bùi Văn Trường Ca, Nguyễn Tất Hà Th.s Tê Vận Anh, Bs Nguyễn Vin Ho& Ks Trần Quang Tồn €n Lê Thái Hà Cn Va Minh Anh Cn Luong Bich Thuy

CAC CO QUAN PHO! HGP: - Vién Hố học - Trưng tam KHTN

EA SOL

và Cơng nghệ Quốc gia

Trang 2

MỞ ĐẦU

Chương 1: TỔNG QUAN

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1, Đối tượng nghiên cứu 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.3 Phương pháp phân tích

Chương 3: KẾT QUÁ NGHIÊN CÚU -

3.1L Kết quả thu thập thơng tin tại Trung tâm nước sinh hoạt và

Vệ sinh mơi trường tính Hà Nam 3.2, Kết quả diều tra tại thực địa 3.2.1, Kết quả điều tra tại xã An Đồ - huyện Bình Lục 3

2 Ket qua diéu tra tại xã Hồ Hậu - huyện Lý Nhân

3.3 Kết quả kiểm tra chất lượng nước tại

lai xã An Đồ

huyện Bình Lục và Hồ Hậu - huyện Lý Nhân - tỉnh Hà Nam

3.3.1 Kết quả kiểm tra chất lượng nước tại xã An Đồ

3.3.2 Kết quả kiểm tra chất lượng nước tại xã Hồ

3.4, Kết quả thí nghiệm xử lý asen 1 Cơ sở lựa chọn phương pháp xử lý 3.4.2 Chọn nguồn nước để xử lý

3.4.3 Lựa chọn phương pháp xử lý asen trong phịng thí nghiệm 3.4.5 Kết quả thí nghiệm, xử lý asen

Trang 3

3.4.5.2 Thiết kế hệ thống lọc cát

3.4.5.3 Thiết kế hệ thống lọc asen

3.4.5.4 Vận hành hệ thống xử lý

3.4.5.5 Phương pháp rửa cát lọc và thiết bị theo định k:

3.4.5.6 Lấy mẫu nước để kiểm tra hiệu quả xử lý của các hệ thống lọc 32

3.4.5.7 Kết quả phân tích mẫu sau khi xử lý

Chương4: BẢN LUẬN

4.1 Tình hình sử dựng nước tai dia bàn nghiên cứu

Trang 4

- TCVN -TCVS -Pppb -8N "` siế -TB - AAS - NTU -$ - UNICEF - Viện YHLĐ & VSMT : CHỮ VIẾT TẮT

“Tiêu chuẩn Việt Nam

Tiêu chuẩn vệ sinh

Part per bilion (Một phần tỷ) Thị xã Ký hiệu van thu và xã nước Qua lọc cát Qua thiết bị Phương pháp hấp thụ nguyên tử Nephclometry Turbid Umite Đường kính

United Nation Children’s fun

Trang 5

MO DAU

Nước cĩ tầm quan trọng đặc biệt trong đời sống hàng ngày Cùng với

sự phát triển kinh tế xã hội, nhu cầu về nước cho ăn uống và sinh hoạt ngày

cing tăng cả về số lượng và chất lượng.Nguồn nước tự nhiên cĩ chất lượng

an tồn dùng cho các mục tiêu sử dụng khơng phải vơ tận, trong khi đĩ lại

luơn bị nhiễm bẵn đo các hoạt động của con người và thiên tai đc doa Chất lượng nước phụ thuộc vào địa tầng, cấu tạo địa chất và tại đĩ cĩ chứa các

nguyên tố khống cĩ lợi hay cĩ hại cho sức khoẻ con người [2] Các nguyên tố khống chất trong, ất đá khi đi vào nguồn nước va con người sử dụng,

nguồn nước đỏ cĩ thể đủ chất lượng và dùng ngay trong đời sống hàng ngày,

nhưng cũng cĩ thể cần phải xử lý mới cĩ thể dùng được hoặc thậm chí khơng dùng được vì chưa cĩ biện pháp xử lý thích hợp Khối lượng nước cần ding

hàng ngày nhiều hay ít cịn tuỳ thuộc vào điều kiện kính tế của người sử

dụng và chất lượng nước nguồn tốt hay xấu, cần thiết phải xử lý ở mức độ

nao va khả năng xử lý của hệ thống hay thiết bị đang sử dụng Nếu ding nước chất lượng khơng đạt tiều chuẩn vệ sinh lâu ngày sẽ gây ra những

chứng bệnh cĩ hại cho sức khoẻ [6]

Các dợt đánh giá chất lượng nước bề mặt, nước ngâm thường chỉ quan

tâm đến một số chỉ tiêu vệ sinh, trường hợp đặc như nước khống thì

mới cần kiểm tra các hàm lượng khống trong đỏ để đánh giá nguồn nước đĩ

cĩ thực sự là nước khống hay khơng và là loại nước gi? để dưa ra mục đích sử dụng sau này, Trường hợp khác nêu nghỉ ngờ nguồn nước bị nhiễm hố

chất độc hay kim loai nặng nào đĩ thì ngươi ta mới tiễn hành kiểm tra những chất cĩ thể gây độc hại hay kim loại nặng [1], bởi vì chẳng ai sẵn tiền ma

kiêm tra một mẫu nước hết tắt cả các chỉ tiêu, đặc biệt lả nguồn nước của tự

nhân

Kim loại nặng, đặc biệt là asen đã được con người biết đến từ lâu và

Trang 6

Cơng nghiệp làm gốm sứ, thuỷ tinh [8] So với kim loại nặng khác, asen cĩ

tỉnh độc cao hơn nhiều lần và nguy cơ tích luỹ lâu dài trong cơ thể con người lại lớn, do vậy việc tiếp xúc với ascn hàng ngày đặc biệt là ăn uống với nguồn nước nhiễm asen phải hết sức thận trọng [6] và nhất thiết phải xử lý trước khi sử dụng

Ngồi các nguyên tổ kim loại nặng cĩ mặi trong nước, các thành phần vơ cơ

khác cũng rất quan trọng, dặc biệt là các thành phần trong chu trình chuyển

hố Niơ [10] Nitrit, niưat, amoni là những ion xuất hiện một cách tự nhiên,

lượng nitrat trong nước bề mặt và nước ngằm thường chỉ vài miligam trong

một lit và người ta đã ghi nhận sự gia tìng nơng độ nitrat trong nước ngầm gây nên do thâm canh Nitrit cĩ thế xem là hợp chất trung gian của quá trình

ơxy hố amoni thành nitrat [1], việc loại bỏ các hợp chất chứa nitz cũng hết

sức phức tạp, đo vậy cũng cần phải cĩ một nghiên cứu sâu hơn, để xử lý nước nhiễm các thành phân chứa Nitơ đâm bảo chất lượng nước cho người

sử dụng

+ 4 : x

Những thơng tin thu thập gần đầy cho thấy cĩ sự biểu hiện nhiễm asen

trong nước ngầm ở một số nơi, chính vì thế chúng tơi mạnh đạn nghiên cứu

đề tài: ” Nghiên cứu phát hiện asen, nữyh trong nước giống khoan Thăm đà Xhả năng xử lý asen trong phịng thí nghiệm " với một số mục tiêu như sau:

1 Đánh giá chất lượng nước giếng khoan khu vực cĩ nguy cơ bị nhiễm asen và nitrit,

Trang 7

Chương l: TONG QUAN

Các hình thức cung cấp nước sinh hoạt ở Việt Nam cĩ rất nhiều kiểu

khác nhau như: Trạm cung cấp nước tập trung của Thành Phố, Thị Xã, các trạm cấp nước quy mơ nhỏ một vải trăm hộ, quy mơ hộ gia đình (đùng nước

mặt hoặc nước ngầm để xử lý, nước mạch ) Nguồn nước ding cho sinh

hoạt cĩ thể lấy từ nước mặt, nước ngẦm (nơng hoặc sâu) và nước mưa Trước đây người đân Việt Nam chủ yếu sử dụng nguồn nước mưa và nước ngầm nơng(giếng khơi), Từ những năm 1980 Tổ chức Quỹ Nhi dồng Liên

Hợp Quốc (UNICEF) đã được vào Việt Đam một dự án cấp nước quy mơ tập

ú đĩ là hộ gia đình Ban đầu chỉ cĩ ở

một số Tỉnh, năm 1993 da mé rong ra 53 ‘Tinh, Thanh Nam 1995 UNICEF

thể cho cụm đân cư ở nơng thơn, rồi s

đã ký với chính phủ Việt Nam một chương trình hợp tác giai đoạn 1996- 2000, trong đĩ cấp nước đồng nghĩa với an tồn vệ sinh cho cư dân vùng

nơng thơn Gần đây tổ chúc ƯNICEF khơng cĩ chủ trương đầu tư khoan

giếng theo hộ gia đình nữa mà chuyển sang xây dựng các trạm cấp nước

trung, theo đĩ một trạm cĩ thể phục vụ cho một số lượng lớn người dùng

Cĩ thể nĩi kế từ khi UNICEF đưa vào Việt Nam kiểu giếng khoan

bơm tay, cho đến nay số lượng giếng khoan cộng với cả số giếng mà nhân

dân tự làm đã tăng lên đến mức báo động, Ban đấu giá thành một chiế

giếng khoan cịn rất cao so với thu nhập của người dân nơng thơn thì cho đến

nay lại rất rẻ, thậm chí lại rẻ hơn so với dao giếng khơi, chính vì vậy việc khoan giếng hiện nay vượt ngồi tầm kiểm sốt của chính quyền địa phương,

Các kết quả đánh giá chất lượng nước sinh hoạt của viện Y học Lao

động và Vệ sinh Mơi trường từ trước đến nay chủ yếu tập trung vào một số

chỉ tiêu vệ sinh eo bán như: Sắt, Mangan, Nitril, Nitrat, Clorua, Hữu cơ và

Fecal coliform Các nguyên tổ kim loại nặng và độc hại cũng được kiểm tra

nhưng số lượng mẫu được kiểm tra cịn rất ít và chưa phát hiện thấy tình

Trang 8

kiểm tra đánh giá là: Nước giếng khoan bơm tay hoặc bơm máy, nước giếng,

khơi cải tạo lắp bơm tay, nước mưa, nước máng lần Về quy mơ đánh giá cĩ

thể chia theo các giai đoạn sau:

* Giai đoạn 1987-1990: Viện VHLĐ &VS§MT tiến hảnh kiểm tra đánh giá chất lượng nước giếng khoan theo mã số dã được chỉ định của Unieef Hà

Nội, thơng qua 1 số chỉ tiêu: pH, Fe, Clorua, Mn, NH¡, NOz, NOs,Oxy hoa,

AI, độ cứng, độ trong va Fecal coliform Chất lượng nước vé vi sinh vật

tương đối tốt, số giếng khoan bị nhiễm Fecal coliform chiếm khoảng 30%

Các chỉ tiêu hố học hầu hét các giếng bị nhiễm sắt ở mức độ vừa vả nặng, trừ một số vùng đất cát như Nghĩa Lưng- Hải Iiậu ( Hà Nam Ninh cũ) Sâm

Son (Thanh Hĩa) cỏ chất lượng nước tương đối tốt Một số vùng như Hải

Hung bị nhiễm đồng thời cả sắt lẫn Clorua (mặn),

* Giai doạn 1991-1992: Viện Y học Lao Động &VỆ sinh Mơi trường,

tiếp tục kiểm tra đánh giá chất lượng nước giếng khoan, giếng khơi, nước

sau hệ thống xử lý, nước tại bễ chứa Ngồi các chỉ tiêu trên cịn kiểm tra

thêm một số chỉ tiêu kim loại nặng như Cu, Zn, Pb, As, Hg Các kết quả

chất lượng nước giếng khoan khơng cĩ sự khác biệt so với những năm

trước, giếng khơi cĩ chất lượng kém vẻ vi sinh vật, nhưng hàm lượng sắt

thường thấp hơn so với giếng khoan cùng khu vực Nước sau xử lý cĩ hàm tượng sắt giảm đáng kể nhưng một số, chỉ tiên khác thường tăng rõ như Nimit, hữu cơ và Feeal colifomm Chất lượng nước tại bể chúa thường bị nhiễm bẵn bởi ví sinh vật do thới quen dùng nước thiếu vệ sinh gây nên như gầu múc nước, đụng cụ che dậy làm ơ nhiễm

* Giai đoạn 1991 đến nay: Trong cuộc điều tra Quy hoạch tổng thể về cấp nước và Vệ sinh Mơi trường, với một số lượng lớn mẫu được kiểm tra

pom:

Trang 9

tu trên được lấy ở 24 tỉnh của 7 vùng sinh thái khác nhau|3]

Chất lượng nước tho kết quả phân tích cho thấy các chỉ tiêu thường vượt giới hạn tiêu chuẩn về sinh cho phép là sắt, hữu cơ, vi sinh vật và niyït (njtriL

lúc đĩ quy định lä 0mg/lit), một số khu vực cĩ hàm lượng olorua cao

Nam 2001, Viện Y học Lao động và Vệ sinh Mơi trường kiểm tra 100

mẫu nước giếng khoan tại Phường Quỳnh Lơi, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội

Cĩ 12 chỉ tiêu được phân tích, trong đĩ cĩ Asen, Két quả cho thấy cĩ 02 mẫu

vượt liêu chuẩn vệ sinh cho phép về asen(theo TCVS mới năm 2002), nhưng; so với tiêu chuẩn trước đây là 50ug/1 thì khơng cĩ mẫu nảo vượt tiêu chuẩn

Cơng tác kiểm tra đánh giá chất hượng nước ăn uống và sinh hoạt từ

trước dến nay luơn tập trung vào các chỉ tiều vệ sinh đơn thuần, do điều kiện

kinh phí của dễ tài hay dự án cũng như trang thiết bị phịng thí nghiệm Đặc

biệt các nguyên tổ kim loại nặng, khi phân tích cần phải cĩ những thiết bị

hiện đại, kỹ năng phân tích chuyên sâu, mức độ chính xác thường là ug/l tức

là gấp 10- 106 lần các chí tiêu bình thường

Các nguyên tổ kim loại nặng thường cĩ tính độc cao, cần thiết cho

sinh vật nhưng lại ở mức thập Asen là nguyên tơ hố học thuộc nhỏm 5A trong bảng tuần hồn,

là nguyên tố bán kim loại, thường tần tại trong các

dạng hợp chất vơ cơ và hữu cơ hố trị (+3) và (+5), là một thành phẫn trong,

vỏ trái đất[2] Tuy nhiên, Asen thường tìm thấy trong mơi trường kết hợp với

các nguyên tố khác như oxygen, chlorinc và sulfr[7] Asen được kết hợp với các nguyên tổ khác được gọi là asen vơ cơ, asen kết hợp với cacbon và hydrrogen thì được gọi là asen hữu cơ [11] Việc hiểu thấu đáo giữa asen vơ

cơ và hữu cơ là rất quan trọng, bởi vì asen hữu cơ thường ít độc(ít gầy hại)

hơn là ascn vơ cơ Tất cá hợp chất asen hữu cơ và vơ cơ cĩ mẫu trắng và

Trang 10

Trong vỏ trái đất, nồng độ asen trung bình khoảng từ 210 mg/kg [21,

nằm trong thành phần của nhiều loại khống quặng như Phot phat, Pyrit Vi

asen cĩ độ độc cao cho nên sự cĩ mặt của nĩ trong mơi trường, đặc biệt là

trong nguồn nước sinh hoạt dã gây nên ơ nhiễm cao cĩ hại cho sức khoẻ con

người

Các nghiền cứu gẵn đây cho thấy

sự xuất hiện của asen trong nước

ngằm và bán ngầm ở nhiều nước trên thế giới như: Mỹ, argentina, autrailia,

Chỉ lê, Trung Quốc, ẩn Độ, Ba lan, Thái lan Một số nước đã cơng bố tải

liệu về ảnh hưởng của asen đến sức khoẻ như: Trung Quốc, Bangladesh, ấn

Độ, Mỹ,

Tại khu vực Châu Mỹ nhiễm arsenic được phát hiện khá sớm ở nhiễu nước và khu vực, từ Canada thuộc vùng Bắc Mỹ và Alaska của Mỹ cho đến

Chỉ Lê và argentina thuộc Nam Mỹ Khu vực nhiễm nặng nhất là vùng Bắc

Chi Lê (Ardo Feccarsta) nơi cĩ phdn duơi bắt nguồn từ Sơng Siloli của

Bolivia, hàm lượng asen trong nước sơng là 1,04 mạ/l, hàm lượng trong nước giếng là 0,9mg/l Trong giai đoạn 4955-)973: 613 mẫn nước được xác định và hàm lượng trung bình lả 0,584ing/1 với khoảng 437.000 người đặt

trong tinh trang nguy hiém[! 2]

Hàm lượng asen trong xương của các xác ướp người ấn Độ thế kỷ 3-

12 lên đến 9.2- 24.8 mg/100g, lớn hơn từ 12-32 lần sơ với hảm lượng cĩ

trong người đản ơng biện đại bình thường [13] Như vậy nhiễm độc asen

trong khu vực này đã cĩ một lịch sử lâu đời ở các nước khác như Philipin,

Srilanka, Méng Cé, Ilan Quéc, Việt Nam, Lào, Campuch

cũng đã phát

hiện thấy trong nước chứa hảm lượng asen cao ở Trung Quốc ngồi việc sử

dụng nguồn nước cĩ chứa ham lượng asen cao, người dân cịn dùng than dốt

trong đĩ cĩ chứa asen đã gây nên các triệu chủng tương đối điển hình về

Trang 11

agen dé là: Đài Loan, Nội Mơng, Sơn Tây, Tân Cương, Ninh Hạ và Cát Lâm

Theo như thơng tin mới cập nhật gần đây, ở Trung Quốc đã phát hiện thêm một số tỉnh cũng bị nhiễm asen trong nước ngầm ở mức tương đối cao[6]

Bangladesh cĩ thể nĩi là quốc gia bị nhiễm Asen trong nước ngầm

trầm trọng nhất Trong tổng số dân 120 triệu người thì cĩ tới 76 triệu bị ảnh

hưởng bởi Asen, 59/64 vùng bị nhiễm cao hơn tiêu chuẩn, 126.134

km?/148.392 km? bi anh hưởng Số bệnh nhân bị mắc các chúng bệnh do asen lên đến 7600 Người

Khu vực Châu âu: Đầu những năm 1980, nước uống cĩ chứa hàm

lượng asen cao đã được phối hiện ở 4 quốc gia thuộc vùng Đơng Nam

Hungary và đã được khẳng định là do mơi trường tự nhiên, trong đĩ hảm

lượng asen trong nước thu được ở một số giếng thuộc tỉnh Baccs trung bình

tir 0,3-0,78mg/ 1, cĩ khoảng 220.000 người sử dụng nước cĩ hảm lượng asen

cao để uống Nước cĩ chứa hàm lượng asen cao cũng được phát hiện ở vùng “Transilvania của Iumani, ty lệ các bệnh tìm mạch phố biến ở mức cao cĩ thể cũng liên quan đến asen ở Phan Lan thuộc khu vực Bắc âu, cũng cĩ nhiều giếng cĩ hàm lượng asen cao, cĩ giếng lên tới I,04mg/I nhưng các nghiên

cứu dịch tễ học vẫn chưa đưa ra kết quê cụ thể nảo 2

Các khu vực khác: Châu Phi và Châu Đại Dương là các châu lục chưa

cĩ đủ số liệu cĩ tính thuyết phục về nhiễm độc asen Mặc đủ vậy cũng khơng thể nghĩ rằng các bệnh này khơng tồn tại ở 2 lục địa trên bởi vì trước những

năm 1980, một số khu vực bị nhiễm asen với quy mơ lớn ở Châu á cũng

khơng được phát hiện, nhưng trong thực tế thì các bệnh này đã tốn tại ở đĩ từ

tất lâu rồi

Nguyên nhân do dau lam asen trong nước lại cao? Sự xuất hiện Asen

và gây ơ nhiễm nguồn nước ngẦm và bán ngẦm là một vấn đề cần được giải quyết Khi đã tìm được cơ chế chính xác của sự xuất hiện của Asen trong

Trang 12

nước ngầm sẽ cho chúng ta đưa ra mộtsố giải pháp hữu ích Sự xuất hiện

Asen trong nước ngắm tuỳ vào điều kiện tự nhiên trong nước, từng khu vực

asen cĩ trong lịng đất từ triệu năm nay, song xuất hiện trong nước ngầm và

bán ngầm mới chỉ trong thời gian gần đây

Từ những năm 1980, các nhà khoa học đã phát hiện ra nguồn nước ngầm ở Bangladesh bị nhiễm asen, nhựng mãi đến những năm 1990 sự ơ

nhiễm này mới được thơng lín đại chúng dưa ra nhiều và được quan tâm như một sự khủng hoảng nghiêm trọng của nhân loại nĩi chung và của

Bangladesh nĩi riêng Kết quả phân tích nguồn nước tại Bangladesh cho

thấy, Tốc độ ơ nhiễm asen trong nước ngầm phát triển rất nhanh{ 10]

Nguyên nhân của sự gia tăng hàm lượng asen trong nước ngẦm ở

Bangladesh gidi thich c6 thé do oxy hoa Pyrit trâm tích giải phĩng asen vào

nguồn nước Theo cơ chế nảy, khi nước ngằm bị khai thác mạnh (nhất là

những năm gần đây) làm cho mực nước ngầm trong lịng đất bị hạ thấp, kéo

Trang 13

theo đĩ là sự xâm nhập của ơxy xuống lịng đất Do tiếp xúc với ơxy khơng

khí lớp trầm tích Pyri bị oxy hố giải phĩng asen vào nước ngằm theo

phương trình sau: (As) FeSz! Ĩ; +2H;O = Fe?” + 4H” +28O;ˆ+(As) 2

(As): Ký biệu Asen hấp phụ trên Pyrit

Asen xuất hiện trong nước ngầm do quá trình khử Fe (IH) oxy Hydroxit (FeOOIT) và cơ chế này đã được nhiều tác giả đề cập đến, phản

ng xây ra như sau:

(A3) §FCOOH + CH;COƠ + 15H;CO;~# 8Ee''+17HCO; +12HạO+ (As)

Quá trính khử này xây ra trong mơi trường yếm khí do vị sinh vật tác

động (Microbac Proces) thực hiện đồng hố các chất hữu cơ đặc biệt la axit

axctic[8]

Asen xuat hi

n trong nước đo quá trình trao đổi lon cạnh tranh giữa

PO¿Ÿ từ phân bĩn hố học với As (1D và As (V) Ví dụ như ở Bangiadesh

trong vịng 15 năm gần đây lượng phân hố học (Lân) được dùng rất nhiều cĩ sức mạnh với bề mặt FeOOH, do dé nd dé dang thay thé As (ITT), As (V) hdp thy 6 dé và chuyển lon Asen nay làm tăng hàm lượng PO,*, Ten POs Vào nước

Lượng asen cĩ mặt trong đất cách đây hàng ngàn năm, song chỉ những thập kỷ 90 asen mới xuất hiện ở nồng độ cao trong nước ngằm Quá trỉnh giải thích cơ chế xuất hiện asen đang cịn là những giá thuyết Một giải thích giả thuyết tiếp cận gần đến bản chất được nhiều người cơng nhận là cơ chế

khử FeOOH Như vậy quá trình nảy sẽ phụ thuộc vào cấu tạo dia chất của

khu vực, sự biến đổi thiên nhiên (tự nĩ vận động) và do con người tác động,

và hậu quả của sự xuất hiện asen là con người phải gánh chịu, con người phải trả giá cho những tác động của mình

Ngồi sự xuất hiện của asen từ trong các lớp dất đá do quá trình

Trang 14

như ở Vân Nam - Trung Quốc Các khu đân cư dùng than đốt cho các mục đích sinh hoại, mà trong than cĩ chứa hàm lượng asen cao[6]

Ở Việt Nam, theo ơng David G.Kinniburgh, chuyên gia địa hố người Anh, đang cơng tác cho cơ quan Unicef, cling các thành viên khác của

Uniccf nhận định khu vực Châu Thổ Sơng Hồng và Sơng Cửu Long nơi cĩ địa hình tương đồng với Bangladesh, cĩ thể cĩ sự cố rủi ro nhiễm asen trong

nước ngằm,

Nhận thức được (âm quan trọng vả nguy cơ ánh hưởng tới sức khoẻ

của cộng đồng sử dụng nguồn nước bị nhiễm asen, Viện Y học Lao Động

và Vệ sinh Mơi trường tiến hành điều tra tình trạng nhiễm Asen trong nước ngằm đồng thời nghiên cửu biện pháp xử lý thích hợp dâm bao chất lượng

nước ăn uống và sinh hoạt cho người sử dụng, khơng bị ảnh hưởng độc hại

của Asen cĩ trong nguồn nước

Để loại bỏ Asen trong nguồn nước cĩ rất nhiều phương pháp xử lý

Asen được thực hiện trên thế giới như: - Dùng sắt và phèn loại bằng phương pháp lọc cộng kết - Dũng sữa vơi ~ Dũng lưới hoạt tính (nhơm) ~ Dùng bột oxyt sắt - Dùng cột trao đổi lon ~ Dùng màng vi lọc

- Phương pháp thắm thấu ngược

Khải quát về một số cơng nghệ xử lý sen thường được sử dụng

Để loại bỏ Ásen ra khơi nước, việc đầu tiên là phải chuyển hĩa Asen

(IỤ về Asen (V) thơng qua quá trình ơxy hĩa, Trong quá trình ðxy hĩa cĩ

thẻ sử đụng nhiều loại chất ơxy hĩa Ví dụ như ơxy giả TÙO;), thuốc tím (KMnO,), Oxy khơng khí hoặc một số chất xúc tác rắn[10,11]

Từ As (V) cĩ thể loại Asen ra khỏi nguồn nước bằng các

Trang 15

* Trao đổi Ton trên nhựa Anionit mạnh và chỉ loại bd được As (V)

Do độ chọn lọc của Ásen khơng cao với các tạp chất trong nước, nên phương

pháp này chỉ cĩ thể áp dụng dược cho nguồn nước cĩ nồng độ tạp chất thấp

và ít sultat Lợi thế của phương pháp này là khơng cẩn điều chỉnh pH của

nguồn nước, cĩ thể tái sinh nhựa bằng mudi NaCl va ddy A sen trong nhựa ra

với hiệu suất 85-100%, Để đảm bảo an tồn về sức khỏe của người sử dụng,

loại Ionit phải là loại dùng trong cơng nghệ thực phẩm Thao tác vận hành kỹ thuật này khá phức tạp, [rước khi trao đổi lon nước được oxy hĩa với clor

* Phương pháp hấp phụ Asen trển y- ALO it ply thuộc vào các tạp

chất tan trong nước do tỉnh chọn lọc cao đối với Asen Tuy vậy, khi tái sinh

phải dùng tới 2 loại hĩa chất: xút và axít Sulfuarie mà cũng chỉ đây được 50-

70% Asen từ lưới ơxyL nhơm, tức là chỉ sử dụng được 3-4 lần sau khi

sinh Cũng giống như trường hợp trao đơi lon, trước khi cho hấp phụ cần cĩ

bưởi

y hĩa và quá trình hấp phụ cĩ hiệu quả khi pH = 5,5 -6,0 Trong điền

kiện đĩ, một lít AI›O; loại F-I (M$) cĩ cỡ hạt 0,28-0,48 ram điện tích bề mặt

300-400cm’/g c6 thé loc được 800-900 lít nước từ nồng độ 100ig/1 xuống

dưới 20ug/1

* Phương pháp thẩm thấu ngược: Giá thành tất cao và khơng thích

hợp cho nước xử lý quy mơ nhỏ

* Phương pháp kết tũa với sắt và lọc qua cát: là phương pháp khá

thuận lợi và linh hoạt Asen (V) trong nước cĩ thể kết tủa với Fe?” tạo thành TFeAsO¿ cĩ độ tan thấp Theo tính tốn lý thuyết, khí tạo thành FcAsOx triệt để thì lượng Ascn dự trong nước 0,0195ug/1 Quá trình xảy ra rất nhanh và

cĩ hiệu quả tại pH = 7 Để loại bỏ Img Asen (V) trong nước cần 20-50 mg Ee*” và ngồi ra một phần cịn phụ thuộc vào đặc trưng nguồn nước

Hấp phụ trên ơxyt sắt, về mặt cơ chế cũng tương tự, như éxyt nhém,

với biệu quả thấp hơn do diện tích bề mặt của ơxyt sắt khơng cao

Trang 16

Hấp phụ trên oxyL mangan cũng tương tự về mặt cơ chế, tuy vậy ơxyt

mangan ngồi khả năng hấp phụ nĩ cịn cĩ khả năng ơxy hĩa Ásen III thành

Asen (V)

Ngồi những phương pháp xử lý trên cịn cĩ những biện pháp khác rẻ

tiền đã được thục hiện ở J3angladesh Một hệ thống gồm 3 bình đất sét khơng,

tráng men, cĩ thể chứa 15 lít nước được xếp chẳng lên nhau Hai bình phía

trên cĩ chứa vật liệu lọc gồm cát, mạt sắt, mảnh gạch vỡ và than củi Bình

dưới cùng chứa nước đã được lọc để uống và nấu ăn Kết quả hệ thống lọc trên để loại bỏ được 95% Ásơn Mặc đù nhiều người nĩi rằng họ hài lịng với

mùi vị của nước, sơng nhiều người cũng phần nan rằng, với hệ thống này họ chỉ cĩ thể lọc được 25-28 lít nước/ngày, Lượng nước này khơng đủ để uống

va nau ăn cho một gia dình 8-10 người

Phản lớn các phương pháp chỉ đạt được yêu câu với nước sau xử lý cĩ

hàm lượng As = 50ug/lit Để nâng cao khả năng loại Asen với hiệu suất cao

hơn, cần phải nghiên cứu tiếp Các hướng nghiên cửu tiếp (heo phải đạt

được 3 mục đích:

1 Giá thành phải hạ

2 Thuận tiện việc triển khai ở vùng sãu vùng xa

3 Hàm lượng Ascn trong nước sau xử lý dạt TCVS cho phép

Giá thành hạ: dựa vào các nguyên vật liệu sẵn cĩ ở địa phương để cĩ thẻ xây và lắp đặt hệ thống lọc đơn giản - đảm bảo tiêu chuẩn

thiết kế đơn

giản, những người thợ xây địa phương bình thường nhìn vào thiết kế đồ cĩ Thuận viện việc triển khai ở vùng sâu vùng xa: bằng mã thể tự làm được

Ham lượng asen sau xr bp dat TCVS: Van đề này phụ thuộc rất nhiều

vào các yếu tố liên quan cĩ trong nước nguồn Nếu trong nước nguồn cĩ đầy

Trang 17

giản hoặc nếu khơng thì ngược lại nĩ quyết định giá thành của hệ thống

Chính vì thế mỗi khu vực cần phải kiểm tra tồn phần một số lượng mẫu

Trang 18

Chương 2: ĐĨI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cúu

- _ Các hộ gia đình cĩ giếng khoan tại xã An Đổ - Bình Lục và Hồ hậu - Lý

nhân tỉnh Hà Nam

~_ Mẫu nước giếng khoan phân tích, đại diện các xĩm thuộc 2 xã An Dễ và

Hồ Hậu: 3

-_ Sở đĩ chúng tơi chọn 02 xã trên bởi các nghiên cứu về phát hiện nhiễm

asen trong nước ngâm đã phát hiện lại đây cĩ nhiễm asen và sắt

- _ Thời gian nghiên cứu: 2001- 2003

2.2 Phương pháp nghiên cứu

-_ Cỡ mẫu nghiên cứu:n= Z x p x q/e?

Trong đĩ: — Z là độ tin cậy= 1,96 prũ2 q=ú-p) eli độ chính xác tuyệt đối mong muốn (0,05) n= 244 hộ gia đình 250 hộ Tỉnh theo hai chỉ số asen và nitriL thì số hộ cần điều tra là 500 hộ - Thu

thơng tỉn về hiện trạng cấp nước của một số vũng cỏ nguy cơ cao nhiễm asen , nitnit thuộc dỗng bằng Bắc bộ

-_ Điều tra cất ngang tỉnh hình sử dụng nước của các hộ tại các địa phương

trên bằng phiếu phỏng vấn hộ gia dình

~_ Điều tra và lấy mẫu đại diện các xĩm trong xã bằng phương pháp "cổng"

liền "cổng"

4

-_ Kiểm tra chải lượng nước nguồn theo các thơng số vệ sinh và các yếu tố

liên quan: pH, As, NO;, NO;, NH¿, Fe, Mn, Độ ơxy hĩa

Trang 19

4

~_ Tổng quan các phương pháp xử lý Asen

~_ Lựa chọn phương pháp xử lý dựa trên cơ sở chất lượng nước nguồn đã

được kiểm tra

~_ Các mẫu nước lấy tại thực địa được mã hố riêng biệt độc lập với phịng

thí nghiệm

~_ Mẫu nước được lấy theo thường quy kỹ thuật của Viện Y học Lao động và Vệ sinh Mơi trường

2.3 Phương pháp phân tích

- pH: do bing may do pH metre

- As: do bing phuong phap do quang, méy DR.40MV-Vis hãng HACH của

Mỹ và Quang phổ hấp thụ nguyên tử

Phương pháp hấp thụ nguyên tử bằng máy 65015 (hydro hĩa) SIMAZUL

và máy Perkin Elner A Analyst 700, Hệ hĩa hoi long MHF 15

- Fe § Trắc quang cecil (Anh)

- NO Ệ “Trắc quang cecil (Anh) - NO; Ẹ Trắc quang cecil (Anh)

- Độoxyhĩa ; Chuẩn độ so mẫu với axitoxalic

- Mn é Phương phap ce phd Metrohm -Thuy Sĩ - NH, Trắc quang cecil (Anh)

Xử lý số liệu điều tra bằng phương pháp thống kê, theo chương trình Epi fnfo 6.04

Trang 20

Chương 3: KÉT QUÁ NGHIÊN CỨU

3.1 Kết quả thu thập thơng tin tại Trung (âm nước sinh hoạt và VSMT 2 tinh Hà Nam

Sau khi được tách chia tỉnh 1997, Hà Nam quản lý 6 huyện gồm: Thị xã Phủ Lý, huyện Bình Lục, Duy Tiên, Kim Bảng, Lý Nhân và Thanh Liêm

Với diện tích 849,5kmỶ với số đân 792.800 người và mật độ 933 người/km”

Số giếng khoan do Unicef tai trợ gân 3000 chiếc

Số giếng đo nhân dân tự khoan: gẵn 50.000 chiếc Số trạm cấp nước tập trung: 30 trạm

Số giếng cĩ hệ thống lọc: trên 90%

Cĩ 15 xã miễn núi (chủ yếu tập trung ở 2 huyện Kim Bảng và Thanh

T.jêm) khơng khoan được giếng vì diễu kiện địa chất,

Tháng l0 năm 2001 cĩ 56 mẫu nước lấy từ các huyện Bình Lục, Ly

Nhân, Thanh Liêm, Kim Bảng, Duy 1iên được Viện Hĩa học - Trung tâm

Khoa học Tự nhiên và Cơng nghệ Quốc gia phân tích cho thấy

~ Mức độ õ nhiễm asen rất cao, gấp từ 10-70 lần TCVN cho phép (so với

TC mới 1329/BY'T/QĐ năm 2002) chiếm tỷ lệ 92% nhiễm asen,

- Hảm lượng sắt trong các giếng trên đều ở mức cao, trung bình:

21,35mg/lit khơng cĩ giếng nào đạt TCVN cho phép (0,5mg/D)

~_ Độ Oxy hố với 100% số mẫu cao vượt tiêu chuẩn vệ sinh cho phép gấp

nhiều lần

-_ Hảm lượng Amoni cĩ 2/56 mẫu đại tiêu chuẩn vệ sinh cho phép, số mẫu cơn lại thường cao gấp 10 đến 100 lần TCVS

Trang 21

3,2, Kết quả điều tra tại thực cđịa

3.2.1 Kết quả điều tra tại xã An Đỗ - huyện Bình Lục

Bang 3.1; Nguồn nước sử dụng tại xã An ĐỂ Nguằn nước (2100 hộ) với 8.670 người Giếng khoan | Giếng khơi | Bế nước mưa ,Sỗ hộ Tổng số hộ trên tồn xã 752 360 1.392 (>2m”)

* cĩ những hộ sử dụng 2-3 nguồn nước để cho ăn uống Bảng 3.2 : Số hộ điều tra và nguồn nước sử dụng và sinh hoạt Nguồn nước Giếng khoan Giếng khoan thống lọc tốt khơng tốt My Unicef tư nhân Số hộ n=253 9° 242 2 | Hệ thống lọc 238 | Tình trạng hoạt động của hệ ' 232/6 Bảng3.3 : Khoảng cách từ ng mơn nước tới nơi cĩ thể gây ơ nhiễm Nguồn nước Giếng (n=253)

Nguồn ơ nhiễm Khoảng cách số giếng

| Nguồn ơ nhiễm: nhà vệ sinh, < 10 mét 231

Trang 22

Trong số 13 giếng gần ruộng canh tác cĩ 9 giếng cĩ thể cĩ nguy cơ

nhiễm phân bĩn hĩa học như dạm, lân, kaly Bảng 3.4: Mục đích của hệ thơng lọc Mục đích I n= 253 Loe sit 226 Lọc cặn | , 8 Vi trùng | 4

Đo chất lượng nước rất kém, đặc biệt là bị nhiễm sắt ở nơng độ rất cao

Trang 23

Nghề phụ ở tại xã chủ yếu là nghề rên, mài rũa, chất thai rắn là những,

mại sắt nhỏ với khối lượng khơng lới ảnh hưởng tới nguồn nước

3.2.2 Kết quá điều tra tại xã Hồ H

Bảng 3.7 : Số hệ điểu tra và tình hình

n, nhưng nếu được thu gom sẽ khơng,

lậu - huyện Lý Nhân sử dụng giống khoan (n = 250) thống lọc tốt khơng tốt

Nguồn| Giếng khoan Giếng khoan

Unicef tư nhân Số hộ ,n=250) 5 : 245 x T Em † me Cĩ hệ thống lọc i 5 235 Tình trạng hoạt động của hệ 192% 48 Bảng 3.8 : Nguơn nước sử đụng tại xã Hỗ Haw (thong tin tại cơ sở) Nguồn nước | Giếng khoan | Giếng khơi Nước mưa 250 hộ 1500 7 2240 > 2m” Số dân: 13.196 Tỷ lệ số hộ sử dụng Ì — 46,2% 68,9%

Trang 24

dùng nước mưa và nước

đây chủ yếu ăn uống bằng nước mưa, khi nào thiếu nước mưa mới dùng đến nước giếng khoan, một hộ cĩ thể cùng một lúc dùng nhiều nguẫn nước khác

nhau để ăn uống

Bảng 3.10: Khoảng cách từ nguẫn nước tơi nơi cĩ thê gây ơ nhiễm Ị Nguồn nước Giéng (n= 250) | | Nguồn ơ nhiễm Ï Nhà vệ sinh, chuồng gia sủe, nude | 7 <10 mét 205 thải 10-20 mét 40 | | > 20 nét 5 Gan ruộng canh tác | <5 mết 27 i >5 mét 223

Trong số 27 hộ cĩ giếng gần ruộng canh tác đều cĩ nguy cơ bị nhiễm

Trang 25

Nghề phụ tại xã Hồ Hậu chủ yếu là nghề dệt vải gia cơng nhuộm lấy

vải hàng hĩa, do đĩ những thành phần hĩa học cĩ trong thuốc tẩy, thuốc

nhuộm cĩ thể cĩ ảnh hưởng tới nguồn nước, vì phần lớn nước thải được chảy

ra hỗ ao xung quanh nhà,

3.3 Kết quã kiểm tra chất lượng nước tại 2 xã An Đỗ - Huyện Bình Lục

và Hồ Hậu - huyện Lý Nhân - Hà Nam

3.3.1 Kết quá kiểm tra chất lượng nước tại xã An Đỗ

Như chúng tơi đã nêu trong phân phương pháp nghiên cứu, mẫu nước

được lấy đều ở các xĩm, mỗi xĩm 5-7 mẫu Tổng số mẫu được lấy tại xã Án

Đỗ: 40 mẫu nguồn

Kết quả phân tích ngày 07/10/2002 (được dính kèm) thơng qua một số chỉ tiêu như sau:

pH: 4/40 mẫn nằm trong giới hạn cho phép (6,5-8,5) TCVN 2002

As: 38/40 mẫu nằm trong giới hạn cho phép, cĩ 2 mẫu khơng đạt đều

thấp (10 pg/l va < 20 ;ù/1) TCVN 2002

Oz: 40/40 mẫu đạt TCVN (3mg/I) TCVN 2002 NOs: 40/40 mu dat TCVN (S0mg/l) TCVN 2002

Trang 26

Khi cĩ mặt 2 chất Nitrit và Nitat trong nước người ta phải tính tổng

tỷ lệ nỗng độ mỗi chất so với giới hạn tối đa của chủng và phái < 1 Và 40

mẩu trên đều đạt TCVN

NH: 40/40 miu khong dat TCVS,(1,5mg/1) TCVN 2002 tức là 100%

160,0 mg/l}

Fe’; 40/40 mẫu khơng đạt TCVS (0,5mg/)

Thấp nhất hàm lượng sit day 1A 2,5 mg/l

Cao nhất là 44,0 mg/lit

Mn’: 39/40 mẫu đạt Tiêu chuẩn vệ sinh (0,5 mg/1 TVN 2002)

Độ ơ xy hĩa: 100% số mẫu khơng đạt TCVS (2mg/lit TCVN 2002)

bị nhiễm Amoni (cĩ hàm lượng từ 2,

3.3.2 Kết quả kiếm tra chất lượng nước tại xã Hồ Hậu

“Tương tự như xã An Để huyện Bình Lục ở xã Iiồ hậu cĩ 25 xĩm, trừ

một số xĩm cĩ hệ thống cấp nước tập trung, lấy nước lừ sơng Châu Giang,

cịn lại các xĩm khác được lây mẫu đều theo số lượng mẫu Cĩ 40 mẫu được

lấy tại xã Hồ Hậu và 02 mẫu được lấy từ trại trẻ mồ cơi - thị trấn Bình Mỹ,

trong đợt 25/10/2002

Kết quả kiểm tra chất lượng (được đỉnh kèm) thơng qua một số chỉ

iêu như sau:

* pH: 42/42 mẫu trong giới hạn TCVS

Trang 27

So với tiêu chuẩn vệ sinh cũ 50 ng/1 thì tỷ lệ số giếng cĩ hàm lượng

Asen bị nhiễm cũng là 71,4%

* NO;: 4/42 mẫu khơng dạt TCVN (3,1+6,95 mg/l) “Trung bình: 0,68 + 1,59 (0 +6,95)

* NOs: 1/42 mẫu khơng dat TCVS, cao nhat 1a 53,8mg/l

* NH, : 39/42 mẫu vượt giới hạn eho phép Hàm lượng Amoni thấp nhất: 11,1 mg/Ï cao nhất: 41,9ms/1 trung bình 25,10 + 11,14mg/1 *Fe””; 39/42 mẫu vượt giới hạn TCVS 18,28 + 11,57mgil (0 + 62) ;2mg/l; cao nhất 62,0mg/l 1iâm lượng thấp nhất:

* Mn : 42/42 mẫu nằm trong giới hạn tiêu chuẩn vệ sinh cho phép

* Độ ơ xy hĩa : 42/42 mẫu tương ứng với 100% số mẫu vượt TCVS cho phép (2mg/Ii9 Giá trị trung bình 9,ỗ4 + 4,25 (1,4+21,2)

Trang 29

3.4, Kết quá thí nghiệm xứ lý Asen _„

3.4.1 Cơ sở lựa chọn phương pháp xứ lý

Như chúng tơi đã nêu ở phần đầu, để cĩ thể ứng dụng được rộng rãi

phương pháp xử lý Asen ở các vùng nơng thơn phải đạt được 3 mục dích 1, Giá thành hạ

2 Nguyên vật liệu sẵn cĩ ở địa phương hoặc chỉ cần mua vật liệu thật

cần thiết

3 Thiết kế khơng phức tạp vả hảm lượng Asen giảm tới mức cho phép

Chính vì vậy kết quả điều tra tại hiện trường về tỉnh hình sử dụng

nước cũng như kết quả các mẫu nước được lấy và kiểm tra tại phịng thí

nghiệm là hết sức hữu ích cho việc lựa chọn phương pháp xử lý Asen

Nhìn lại kết qủa chất lượng nước tại 2 xã cho thấy:

Tai An Dé +

100% sd giéng bi nhiém Amoni, Fe, hitu co va déa nbiém ở mức cao

3% nhiém Asen, nhung 6 mute nhe

Tại xã Hồ Hậu:

100% số giếng nhiễm hữu cơ

92,8% nhiễm Amoni

92,8% nhiễm sắt

Đặc biệt asen ở xã Hồ Hậu nhiễm đến 83,3% số giếng Các giếng

nhiễm asen hầu hết ở mức cao và cĩ liên quan đến hàm lượng sắt,

39 mẫu nhiễm sắt thi kém theo cĩ 35 mẫu nhiễm asen

01 mẫu nhiễm sắt cao nhất 62,0 mạ/1 - khơng phát hiện thấy Asen

01 mẫu nhiễm sắt ít nhưng vẫn phát hiện thấy Asen (sắt thấp 0,2 mg/l) 97,14% Số mẫu nhiễm Asen cĩ liên quan đến hàm lượng sắt,

Trang 30

| Vùng đạt TCVS

200 300 Ỷ

500

Đồ thị 3.1 : sự phân bé Fe va As trong nước nguơn ở Hồ Hậu

Nhìn vào biểu dé chất lượng nước cho thấy số mẫu khơng đạt TCVN

rất lớn và vượt xa khu vực đạt TCVS cả hàm lượng sắt lẫn Asen

3.4.2, Chọn nguồn nước để xử lý

1 Trần Thị Toan: xĩm 9 xã Hộ hậu - huyện Lý Nhân

2 Trần Thị Yến: xĩm 1§ xã Hồ hậu - huyện Lý Nhân | Trần Thị Toan Trần Thị Vến Hàm lượng sắt | 3,28 mg/l 1,64mg/l pH | 7,02 7,03 Asen | 500 ng/i 250ug/1

2 giếng khoan này được sử dụng từ năm 1999, và thường phải sử dụng

nguồn nước này để ăn uống và sinh hoạt, cả hai gia đình điều kiện kinh tế 26

Trang 31

ở mức thấp, nên việc bảo quản thiết bị sau này cỏ thể tốt hơn và thiết bị

thường xuyên được sử dụng, Việc chọn 2 nguồn nước trên là phủ hợp với

thực tế mức độ ð nhiễm ascn của khu vực nghiên cứu, nếu kết quả tốt sẽ

thuận tiện triển khai nhân rộng mơ hình xử lý sau nảy

3.4.3 Lựa chọn phương pháp xứ lý Asen trong phịng thí nghiệm

Kết quả kiểm tra phân tích hảm lượng Asen trong phịng thí nghiệm của 42 mẫu nước được lấy từ nước nguồn tại xã Hoả hậu, huyện Lý Nhân,

tỉnh Ha Nam cho thấy 83,3% số giếng bị nhiễm Asen và 92,8% bị nhiễm sắt

ở mức độ cao, 97,2% số nguồn nước nhiễm Asen cĩ liên quan đến nhiễm sắt

Trong quá trình lựa chọn cơng nghệ xử lý Ásen trong phỏng thí

nghiệm và sẽ áp dụng tại hiện trường, các yếu tổ sau đây cần được cân nhắc * Đối tượp áp dụng là quy mơ nhỏ - hộ ga đỉnh * Thao tác đơn giản, phù hợp với nếp sống và sinh hoạt của vùng nơng, thơn

* Vật liệu đễ tìm kiếm và tdi sinh dé dang

* Bảo đảm tiêu chuẩn Asen sau xử lý

TTrên cơ sở các yếu tổ trên và kết quả kiểm tra chất lượng nước nguồn,

chúng tơi đưa ra cách xử lý cụ thể như sau:

J Lợi dụng trong nguồn nước đã cĩ sẵn hảm lượng sắt đáng kể để loại

bỏ Asen

2 Thiết kế hệ thống thống khí để oxy hĩa sắt ?° và lọc qua hệ thống 4

lọc cát, cùng một lúc loại bỏ sắt 3” và phần lớn Asen hấp phụ trên Fe (OH;)

được tạo thành

3 Lọc qua vật liệu đioxyt mangan là vật liệu oxy hĩa nhanh và mạnh

để loại bơ phẩn cịn lại sắt, mangan (nếu cĩ) và asen Nhìn lại kết quả phân

Trang 32

tích cho thấy hàm lượng sắt trong nước nguồn cao hơn rất nhiều so với hàm

lượng Asen cĩ mặt trong đĩ từ: 4,2 lần đến hàng ngàn lần Thực tế, nêu trong, nước cĩ hảm lượng sắt cao, hiệu quả lạc sắt tốt thì lượng asen hấp hụ trên bề

mặt kết tủa của sắt 3” sẽ cảng cao hơn

3.4.5 Kết quả thí nghiệm, xử lý Asen

3.4.5.1 Thiết kế hệ thống thống khí 3

Hầu hết giếng khoan hộ gia đình hiện nay đều sử dụng máy bơm để hút nước giếng dùng cho ăn uống và sinh hoạt, đo đĩ cũng thuận lợi cho việc

tạo áp suất Lợi dụng áp suất đây của máy bơm đễ thiết kế giàn phun mưa dé

lấy ơxy từ khơng khí với mục đích ơxy hĩa nước nguồn

Việc lấy ơxy khơng khí cĩ thể cĩ nhiều cách, ở đây chúng tơi chọn

một cách đễ làm và đơn giản mà hiệu quả lại cao Iiệ thống thống khí đơn

giản bằng cách khoan thủng ống nhựa ® 21 bảng mũi khoan 2mm cách đều

3em và so le nhau trên 3 hàng lỗ, giản phun hình chữ “T” và lỗ phun nước

quay xuống phía dưới chảy vào bễ lọc cát

Giàn phun mưa để lấy ơxy khơng khí cĩ thể thay đổi nhiều kiểu dáng

khác nhau hoặc thay bằng ơ doa tưới mã nhân dân vẫn dùng để tưới rau mâu,

miễn là phun mưa càng rộng càng tốt

Nếu khơng dùng dạng phun mưa mà vẫn cĩ thể lấy được ơxy khơng

khí thì phải dùng van hút khí, nỗ cho phép hồ trộn khí thẳng vào đường ống

bơm nước nguồn Nguyên tắc hoạt động của nĩ là thu hẹp tiết điện ống dẫn,

tại điểm đĩ cĩ thơng với khơng khí thì khơng khí sẽ được hút vào theo

đường ống dẫn nước Tốc độ hút khí tý lệ thuận với độ lệch áp suất tại điểm

đĩ v

Trang 33

Giàn phun ngồi mục đích ơxy héa nĩ cịn cĩ tác dụng thơi đi những

khí khác cĩ trong nước ngằm, HạS là khí cĩ mùi khĩ chịu và cũng là yếu tổ gây nhiễu trong kiểm tra hàm lượng Asen trong nước

Trang 34

jo 3 2| Ee nh ST gỂ 25 s «| Lỗ phun mưa leg Nước nguồn Nước nguồn ——~== | ° “ Nước vào hệ thống lọc Nuée nguén L 'Đưởng hút khí

Đường nước vào Mật cắt van hút khí

Hình _ : Một số kiểu Hồ oxy khơng khí khác nhau

Trang 35

Bễ lọc cát kích thước: bể 1 kích thước 45 x 50 x 65em(d x rx h) 3 Bé 2 kich thutéc: 50 x 50 x 70cm(d x r xh)

Xích thước bễ dựa vào hệ thống sẵn cĩ của gia đình chỉ sửa một phần đo số lượng người sử dựng hảng ngây

v3

v2

Hinh 3.2 : So đỗ bố trí van của hệ thống lọc

* Bố trí van

VI: Dùng để kiếm tra chất lượng nước của hệ thống lọc

V2: Van thu nước sạch của hệ (hỗng lọc cát, dẫn qua thiết bị xử lý Asen V3: Van xã mặt cát, dùng để vệ sinh lớp cát lọc - Sối to (đá) cỡ 1-2 củ dày 3cm - Sưi nhỏ cỡ 0,2-0,5cm dày 2cm - Cát vàng vừa cỡ 1mm dày 35-40cm

'ụ được xếp từ lo đến nhỏ và từ đưới lên trên

~ Lớp sỏi to cĩ tác dụng để đỡ và làm thống khu vực thu nước

Trang 36

- Lớp sỏi nhỏ cĩ tác dụng bỏ sung và lấp vào giữa những kẽ hở của

lớp sơi to và đỡ lớp cát vàng phía trên của hệ thống lọc

- Lớp cát vàng là vật liệu chính để lọc Lửa, cặn sắt và asen cĩ trong, nguồn nước Tất cả vật liệu trên được rửa sạch trực tiếp bằng nước nguồn và trắng — 3 3 rửa bằng nước sạch 3.4.5.3 Thiết kế hệ thống lọc Asen #* Nguyên tắc hoạt động

Nước nguồn sau khi được lọc qua hệ thống lọc cát cho chảy vào thiết

bị cĩ chứa vật liệu oxy hĩa mạnh MnO;, lớp vật liệu này sẽ ơxy hĩa triệt để

lượng sắt, măng gan (nếu cĩ), Asen cịn lại đo quá trình ơxy hĩa bằng khơng

khí sĩt lại và lưu giữ trên các lớp của vật liệu này,

* Kích thước thiết bị lọc A sen

Đường kính đ = 25cm, chiều cao h =60em

'Thùng được lảm bằng Inox, cĩ nắp đậy, trên nấp cĩ lỗ để dẫn nước từ

bể lọc cát chảy vào (® 21mm)

* Bố trí van

- Van tràn: cách miệng trên 5cm, khơng khĩa để trản tự do, khi tràn

nghĩa là nước chảy của đầu nước vào nhiều quá mức và cần được khống chế

bằng van

- Van rửa lọc: thường xuyên được khố, khi rửa lọc mới cần dùng đến, được bố trí phía trên bề mặt vật liệu lọc Asen

- Van thu nước sạch: được bố trí khoảng giữa van tràn và van rửa lọc Van thu nước sạch dược dẫn bằng đường ống ® 21 từ dưới đáy lên, ơng thu

nước sạch được khoan lễ như lỗ của giàn phun mưa và tăng mật độ dé thu

nước lối hơn,

Trang 37

* Bế trí các lớp vật liệu

- Lớp sỏi đỡ cĩ tác dụng lâm thống để thư nước sạch dưa vào đường,

ống lấy nước ra

- Lớp cát vàng để lọc và giữ lại cặn sắt và Asen cịn sĩt lại, khi được

ơxy hĩa bằng vật liệu phía trên (lớp vật liệu xử lý Asen)

- Lớp vật liệu xử lý Asen (MnO;) 25kg, cỡ hạt từ 1-4mm

Tổng chiều cao của 3 lớp trên gần 40-42 cm

3.4.5.4 Vận hành hệ thống xứ lý

Nước bơm từ giếng khoan qua giàn phun mưa dễ tăng tiếp xúc với ơxy

của khơng khí và chảy qua bể lọc cát, ở bể lọc cát phần lớn sắt và asen được

lưu giữ tại đồ Nước sạch thu từ bể lọc cát tiếp tục được ơxy hĩa bằng vật liệu rắn (MnQ;), một

hĩa và cát vàng đỡ ở phía dưới, cuối cùng nước sạch được thu qua ống thu

\n nữa cặn sắt và asen được giữ lại ở lớp vật liệu ơxy

và dẫn lên phía trên đưa vào bể chứa nước sạch đề dùng

Trong khi vận hành: ở bể it V1 va V3 déng, V2 mở (cĩ thể điều chỉnh tốc độ lọc) vừa đủ khỏi nước khơng trản ra từ hệ thống xử lý asen là vừa - ở thiết bị xử lý Asen: _ Van tràn mở 'Van dẫn nước sạch ra mở 'Van rửa lọc đồng

3.4.5.5 Phương pháp rữa cát lọc và thiết bị theo định kỳ

Với hàm lượng sắt khoảng 3,28 mg/i và 1,14 mg/l ở 2 giếng nghiên cứu như

ở trên Lượng nước đằng hàng ngày 100 - 200 lít với thời gian 1 tháng, giả

4

Trang 38

định lớp bề mặt của cát lọc lưu gìữ 100% sắt và asen, khối lượng nước 1 tháng khoảng 6000 lil, lớp bể lọe giữ lạichừng 20 gram cặn bùn sắt và asen Vi trong thiết kế các hệ thơng lọc đã bố trí van rứa lọc rất thuận khơng é cho phải súc vật liệu ra bên ngồi dễ rửa, giảm nhẹ sức lao động do vậy

hệ thống luơn thơng thốt và khơng bị tắc chúng tơi cho rằng nên 1 - 2 tháng,

mới phải rửa lọc 1 lần,

Thao tác rửa lọc đơn giân hệ thơng lọc cát như sau

Bơm nước nguồn chảy qua dân phun mưa bình thường, đĩng van thu nước sạch V1 và V2, mỡ van V3 ( van xả mặt cát) dùng tay khuấy lớp cát bề mặt

~5~7 cm, là lớp lưu giữ chính cặn bùn sắt và asen Nước bẵn cĩ chứa cặn

bùn sẽ chảy ra ngồi theo van xả vào hệ thống cống rãnh của gia đình

Khuấy rửa đến khi nào nước tương đối trong là được, Khi rửa lọc song, đồng

van rửa mặt cát lại và mở van V2 cho chảy vào thiết bị xử lý asen và chây

vào bể chứa nước sạch để dùng,

Rùa thiết bị xử lý asen

Vị thiết bị xử lý asen như đã như đã nĩi ở trên, dây là tắm lá chắn cuối cùng giữ asen, sắt và mangan(néu cĩ) Cĩ thể 1- 2 năm rửa 1 lần, bằng cách cho nước sạch của hệ thống lọc cát (V1) chảy ngược trở lại bằng ống mềm cắm

vào phần cuối nước chảy vào bẻ chứa và mở van rửa lọc ra (như sơ đỗ trong

phần phụ lục), cặn trong các lớp lọc asen sẽ được đẩy ngược trở ra qua van rửa lọc chảy ra ngồi Trong khi thao tác chỉ cần đĩng van nước vào V2 từ

hệ thống lọc cát

3.4.5.6 Lấy mẫu nước để kiểm tra hiệu quá xử lý của các hệ thống lọc

Sau khi định các lớp lọc, kiểm tra đầu ra bằng van V1 của hệ

thống lọc cát bằng ống đo độ đục, khi đạt tới <5NTU thì chuyển sang mở

van V2 để nước lọc chảy vào thiết bị xử lý Asen tiếp Mỗi lần lấy mẫu kiểm tra 2 mẫu bao gồm:

Trang 39

1 mẫu qua hệ thơng lọc cát

1 mẫu qua thiết bị xử lý asen

š 3

Mẫu nước thí nghiệm được lấy vào chai nhựa sạch, tráng rửa bằng

chính nước cần kiểm tra 3 lẫn, cố định mẫu với HCl đậm đặc (5 giọt) và đưa

về phịng thí nghiệm để kiểm tra bằng phương pháp AAS

Với tốc độ lọc khi qua hệ thống xử lý Asen là 2 lí/phút trung bình 1

gia đình từ 2-4 người cần khoảng 60-120 lít cho ăn uống thì một ngày chỉ

cần bơm nước 19-30 phút (khi chảy qua thiết bị chậm hon ở bể lọc cát do cĩ

van khống chế tắc độ lọc)

Như vậy, cứ sau 30 phút lấy mẫu 1 lần, tương đương với ! ngày sử

dụng nước của gia đình cho ăn uống

3

3.4.5.7 Kết quả phân tích mẫu sau khi xử lý

Bảng 3.14: Kết quả sau khi xử lý thẳng 12/2003

Trang 40

* Nước ngudn Asen do bang Hach kit,

Nhìn kết quả ở bảng trên cho thấy, 14 mẫu nước được lẫy trong đĩ:

7 mẫu qua hệ thống lọc cát

7 mẫu qua thiết bị xử lý Asen

100% số mẫu đạt TCVS đối với hàm lượng sắt (n=14)

3

Định dạng
Số trang	71
Dung lượng	8,25 MB