Nghiên cứu phân tích hàm lượng asen trong một số nguồn nước bị ô nhiễm và xử lí bằng phương pháp hấp phụ

1 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Nguyên tố asen (thạch tín) biết đến chất gây ung thư nhóm A, liên hệ bệnh ung thư nhiều bệnh khác bệnh tim mạch, bệnh tiểu đường, bệnh tăng huyết áp…với hàm lượng asen cơng bố nhiều báo Nguồn người hấp thu asen từ thức ăn nước uống, thực phẩm, chủ yếu asen dạng hữu độc hại, nên vấn đề độc tính nguồn nước chứa asen đáng quan tâm chủ yếu chứa asen vô Hiện theo quy định tổ chức Y tế Thế giới (WHO) quy chuẩn Việt Nam, nồng độ asen nước uống khơng vượt q 10 µg/l Nhưng thực tế, Việt Nam giới, nguồn nước người dân sử dụng cho ăn uống, sinh hoạt nhiều nơi nồng độ asen vượt tiêu chuẩn cho phép nhiều Khi phân tích asen, phương pháp quang phổ có độ xác cao đòi hỏi kỹ thuật nghiêm ngặt, giá thành cao phải có trang thiết bị đắt tiền mà khơng phải phịng thí nghiệm có được, phương pháp nhanh chóng, rẻ tiền để xác định asen vơ dung dịch nước có nhu cầu cao Xử lí nguồn nước bị nhiễm asen phục vụ mục đích sinh hoạt coi yếu tố cấp bách, quan trọng đảm bảo an toàn cho sức khỏe người Chính vậy, chúng tơi thực đề tài: “Nghiên cứu phân tích hàm lượng asen số nguồn nước bị ô nhiễm xử lí phương pháp hấp phụ” Mục tiêu đề tài 2.1 Xây dựng phương pháp mới: xác định hàm lượng asen nước phương pháp trắc quang với thuốc thử molipđat 2.2 So sánh phương pháp xây dựng với phương pháp kinh điển, truyền thống, xem phương pháp tiêu chuẩn, có độ tin cậy, độ nhạy độ xác cao phổ hấp thụ nguyên tử GF-AAS phương pháp trắc quang xác định asen thuốc thử bạc đietyl đithio cacbamat Từ đánh giá độ tin cậy phương pháp trắc quang với thuốc thử molipđat 2.3 Đánh giá tổng thể trạng ô nhiễm asen nguồn nước sinh hoạt khu dân cư: xã Đông Lỗ, huyện Ứng Hòa, thành phố Hà Nội 2.4 Nghiên cứu khả xử lí asen nguồn nước ngầm vật liệu hấp phụ (nano oxit sắt từ oxit sắt từ Trại Cau, Thái Nguyên), từ đề xuất quy trình xử lí asen vật liệu tự nhiên áp dụng cho hộ gia đình nơng thơn Việt Nam 2 Nội dung nghiên cứu 3.1 Xây dựng đường chuẩn trắc quang xác định hàm lượng asen 3.2 Lấy mẫu phân tích hàm lượng asen nguồn nước bị nhiễm trước sau xử lí Đánh giá kết thực nghiệm 3.3 Nghiên cứu lựa chọn oxit sắt từ (dạng nano bột oxit sắt từ Trại Cau, Thái Nguyên) làm tác nhân xử lí 3.4 Nghiên cứu khả xử lí nhiễm asen nano oxit sắt từ bột oxit sắt từ Trại Cau, Thái Nguyên số mẫu nước điển hình quy mơ phịng thí nghiệm Những đóng góp luận án - Nghiên cứu cách có hệ thống điều kiện tối ưu cho phản ứng asin hóa phản ứng tạo hợp chất màu xanh molipđen, từ tìm phổ hấp thụ tối ưu xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng asen, có độ tin cậy cao (LOQ đạt cỡ ppb) - Phương pháp trắc quang xác định hàm lượng asen với thuốc thử molipđat thực hoàn toàn dung mơi nước, ưu điểm bật so với phương pháp tiêu chuẩn phương pháp phải thực dung môi hữu - Bằng số liệu điều tra, phân tích chi tiết năm (2013 - 2014), đánh giá đầy đủ thực trạng ô nhiễm asen 07 thôn thuộc xã Đông Lỗ, huyện Ứng Hòa, TP Hà Nội Kết cho thấy nồng độ asen trung bình tồn xã cao (0,070 mg/l) có khoảng 50% số mẫu vượt QCVN nước sinh hoạt (0,050 mg/l) - Sử dụng oxit sắt từ Trại Cau Thái nguyên làm tác nhân xử lí nhiễm asen nguồn nước, bước đầu thu kết tốt Cụ thể với 10 gam oxit sắt từ Thái Nguyên 10 gam cát xử lí lít nước có nồng độ asen ban đầu 0,2 mg/l đạt QCVN 09: 2008/BTNMT nước uống Bố cục luận án Luận án gồm 150 trang, với 67 bảng 28 hình vẽ, cấu trúc gồm: Phần mở đầu trang; Chương 1: Tổng quan 39 trang; Chương 2: Thực nghiệm 31 trang; Chương 3: Kết thảo luận 65 trang; Kết luận trang; Danh mục công trình tác giả cơng bố có liên quan đến luận án trang; Tài liệu tham khảo trang 3 CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.2 TÌNH HÌNH Ơ NHIỄM ASEN TRONG NƯỚC Nguyên nhân gây ô nhiễm asen mơi trường chủ yếu q trình tự nhiên (phun trào núi lửa, hoạt động macma, nhiệt dịch, phong hóa,…) phần hoạt động người (đốt nhiên liệu hóa thạch, đốt rác, nấu chảy quặng, luyện kim, khai thác chế biến quặng, quặng sunfua asenua, sản xuất sử dụng thuốc trừ sâu diệt cỏ, phân hóa học, vũ khí hóa học,…) gây 1.6 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ASEN Hiện có nhiều phương pháp phân tích xác định hàm lượng asen, tùy theo điều kiện mà lựa chọn phương pháp phù hợp - Phương pháp đo trường với chất nhuộm thủy ngân bromua - Phương pháp phân tích thể tích - Phương pháp trắc quang - Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (GF-AAS HVG - AAS) - Phương pháp quang phổ phát xạ nguyên tử (ICP - AES) Cơ sở khoa học phương pháp trắc quang xác định hàm lượng asen thuốc thử molipđat: • Khử hợp chất asen thành asin Các hợp chất asenit asenat bị khử môi trường axit NaBH4 Zn kim loại: 4Zn + AsO43- + 11H+ → AsH3↑ + 4Zn2+ + 4H2O (1.33) Có thể tiến hành phản khử đồng thời As(III) As(V) thành asin: - Bằng Al kim loại môi trường kiềm - Bằng natri bohidrua NaBH4 • Thực phản ứng oxi hóa asin thành asenit Asin có tính khử mạnh (phản ứng Gútaita) AsH3 + 6AgNO3 + 3H2O → H3AsO3 + 6Ag↓+ 6HNO3 (1.34) • Tiếp tục oxi hóa asenit thành asenat - Dùng H2O2 môi trường kiềm: AsO33- + H2O2 → AsO43- + H2O (1.35) • Thực phản ứng tạo thành hợp chất màu xanh molipđen: - Ion asenat AsO43- phản ứng với molipdatamoni tạo thành kết tủa màu vàng đun nóng (NH4)3AsO4 + 12MoO42- + 24H+→ (NH4)3H4[As(Mo2O7)6]↓+10H2O (1.37) Chú ý: asenit khơng có phản ứng với molipdatamoni - Sơ đồ phản ứng khử axit ascobic thành hợp chất màu xanh molipden: (NH4)3H4[As(Mo2O7)6]↓+C6H8O6 → Xanh molipđen + C6H6O6 (1.38) 1.7 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ ASEN - Phương pháp kết tủa đồng kết tủa - Phương pháp hấp phụ - Phương pháp trao đổi ion - Phương pháp lọc màng - Phương pháp sinh học - Chưng cất lượng mặt trời CHƯƠNG THỰC NGHIỆM Để tiến hành phân tích asen, sử dụng nhiều phương pháp khác nhau, phổ hấp thụ GF-AAS phương pháp trắc quang với thuốc thử bạc đietylđithiocacbamat coi phương pháp tiêu chuẩn Trong luận án này, tập trung vào xây dựng phương pháp phân tích trắc quang với thuốc thử molipđat, có đánh giá so sánh với hai phương pháp kinh điển, truyền thống biết 2.1 DỤNG CỤ, THIẾT BỊ, HÓA CHẤT 2.1.1 Dụng cụ, thiết bị - Các loại bình định mức 5, 10, 25, 50, 100, 1000 (ml) - Pipet loại: 1, 2, 5, 10, 25 (ml) - Các dụng cụ thủy tinh: phễu, cốc, bình tam giác… - Cân phân tích Moden GP 150 - 3P, Sartorius Đức, độ xác ± 0,1 mg - Cân phân tích KERN độ xác ± 10-4 gam - Máy đo pH meter DDK HM-25R hãng TOA Nhật Bản sản xuất - Máy quang phổ UV-Vis Biochrom Libra S60, Mỹ sản xuất - Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) AA-6300 - Máy cất nước lần hãng Bibby Anh sản xuất - Bình chứa khí N2 tinh khiết phân tích - Bộ dụng cụ chưng cất asin (Hình 2.1): Hình 2.1 Sơ đồ chưng cất asin hấp thụ tạo hợp chất màu 2.1.2 Hóa chất Đều sử dụng loại PA hãng Merck - Đức, nước cất lần - Dung dịch As(V) gốc H3AsO4 (1000 mg/l = 1000 ppm), sử dụng loại chuẩn Merck - Dung dịch axit clohiđric HCl 37% - Dung dịch axit sunfuric H2SO4 96% - Dung dịch axit nitric HNO3 65% - Dung dịch HNO3 0,5% - Dung dịch Fe(NO3)3 1000 ppm - Dung dịch Pb(NO3)2 1000 ppm - Dung dịch Mn(NO3)2 1000 ppm - Dung dịch thuốc thử bạc đietylđithiocacbamat (C5H10AgNS2) 0,0117 M - Dung dịch axit HCl 2M - Dung dịch NaOH 0,1% - Dung dịch natri bohiđrua NaBH4 1% - Dung dịch chì axetat Pb(CH3COO)2 10% - Dung dịch AgNO3 10% 2.5.2 Vật liệu hấp phụ Vật liệu hấp phụ chọn để xử lí asen nano ơxit sắt từ ôxit sắt từ Trại Cau Thái Nguyên 2.5.2.1 Vật liệu nano ôxit sắt từ Chúng sử dụng vật liệu nano oxit sắt từ (Fe3O4), kích thước khoảng 15-20nm sẵn có nhóm tổng hợp vật liệu nanocompozit phịng thí nghiệm Hữu - Khoa Hóa học - Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2.5.2.2 Vật liệu ôxit sắt từ Trại Cau Thái Nguyên Chuẩn bị vật liệu ôxit sắt từ Trại Cau, Thái Nguyên (sau gọi oxit sắt từ Thái Nguyên): Vật liệu oxit sắt từ (thô) mua từ Trại Cau, Thái Nguyên, màu đen, có thành phẩn chủ yếu Fe3O4, với hàm lượng Fe khoảng 70% Bột oxit sắt từ thô trước nghiên cứu xử lý sau: bột thô nghiền nhỏ cối chuyên dụng, sau sàng qua rây đồng để thu bột mịn có kích thước < 0,1 mm Bột mịn rửa dung dịch NaOH 10% nóng để loại bỏ tạp chất dầu mỡ, sau rửa lại nước cất để loại phần kiềm dư sấy khơ nhiệt độ từ 90 ÷ 95oC đến khối lượng không đổi Bột mịn oxit sắt từ bảo quản bình hút ẩm 6 2.7 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÍ ASEN BẰNG OXIT SẮT TỪ THÁI NGUYÊN 2.7.1 Chuẩn bị dụng cụ hấp phụ Bộ dụng cụ hấp phụ gồm cột: - Cột 1: chứa mẫu nước cần xử lí - Cột (cột hấp phụ): chế tạo ống nhựa PVC có kích thước lỗ Φ34, dài 15cm, với dung tích khoảng 360cm3 Đáy cột nhồi lớp bơng thủy tinh (để giữ chất hấp phụ), nạp vào cột 10 gam bột ôxit sắt từ Thái Nguyên, lớp cát vàng (10 gam) Cột hấp phụ đặt theo phương thẳng đứng, phía nối với bình nước cần xử lý asen Giữa hai cột nối ống nhựa polietilen, có van để điều tiết tốc độ dòng chảy từ cột vào cột Nước sau khỏi cột hấp phụ phân tích xác định hàm lượng asen cịn lại Thí nghiệm tiến hành với mẫu tự tạo mẫu nước giếng hộ gia đình CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 XÂY DỰNG ĐƯỜNG CHUẨN XÁC ĐỊNH ASEN BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG VỚI THUỐC THỬ MOLIPĐAT 3.1.1 Khảo sát hình thành phổ hấp thụ hệ màu Kết khảo sát phổ hấp thụ hệ màu trình bày hình 3.1 Hình 3.1 Phổ hấp thụ hợp chất màu thuốc thử Kết hình 3.1 cho thấy : - Đường số (1) màu xanh phổ hấp thụ DD1 (thuốc thử TTKH), có giá trị độ hấp thụ quang A nhỏ không xuất cực đại hấp thụ; - Đường số (2) màu đỏ phổ hấp thụ DD2 (hợp chất màu xanh molipđen), có giá trị độ hấp thụ quang A cao, đặc biệt có xuất cực đại hấp thụ rõ khoảng bước sóng λmax ~ 860 ÷ 880 nm Điều chứng tỏ có tạo thành hợp chất màu asenat thuốc thử Các giá trị mật độ quang dung dịch thuốc thử nhỏ, nên ảnh hưởng không đáng kể đến hấp thụ hợp chất màu Như chọn dung dịch thuốc thử (TTKH) làm dung dịch so sánh phép đo quang theo phương pháp molipđat 3.1.2 Khảo sát điều kiện tối ưu cho phản ứng tạo hợp chất màu xanh molipđen 3.1.3 Phổ hấp thụ dung dịch màu xanh molipđen 3.1.3.1 Phổ hấp thụ dung dịch màu Kết đo phổ hấp thụ dung dịch màu tạo thành điều kiện tối ưu chọn trình bày hình 3.6 Hình 3.6 Phổ hấp thụ dung dịch màu xanh molipđen 3.1.3.2 Phổ hấp thụ loạt dung dịch màu nồng độ khác Hình 3.7 Phổ hấp thụ loạt dung dịch màu xanh molipđen nồng độ khác (CAs = 0,2 ÷ 0,8 mg/l) Kết hình3.6 3.7 cho thấy: - Các dung dịch asen có nồng độ khác có độ hấp thụ quang cực đại khác nhau, chiều cao pic tỉ lệ với nồng độ asen; - Phổ hấp thụ dung dịch màu nồng độ khác nhau, có bước sóng hấp thụ cực đại λmax = 878 nm 8 Điều cho phép chọn trị số bược sóng λmax = 878 nm = λtối ưu, để sử dụng cho nghiên cứu 3.1.4 Khảo sát điều kiện tối ưu cho phản ứng asin hóa Bảng 3.8 Tổng hợp điều kiện tối ưu phương pháp trắc quang xác định asen với thuốc thử molipđat Các điều kiện tối ưu Giá trị chọn Khoảng pH tối ưu 0,65 ÷ 1,14 0,65 ÷ 1,14 9/15 ÷ 13/15 10/15 Điều kiện tối Tỉ lệ thể tích VHCl 2M/VNaBH4 22,5 ÷ 32,5 25 ưu cho phản VHCl + VNaBH4 (ml) ứng asin hóa Thời gian sục khí N2 (phút) 25 ÷ 40 30 Thể tích mẫu tối ưu (ml) 50 ÷ 750 50 ÷ 750 0,6 ÷ 1,0 0,8 Điều kiện tối Khoảng pH tối ưu 3/5 ÷ 7/5 5/5 ưu cho phản VTTKH/VAs 15 ÷ 135 30 ứng tạo hợp Độ bền hợp chất màu (phút) chất màu Bước sóng tối ưu λmax (nm) 878,0 878,0 3.1.5 Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng asen phương pháp trắc quang với thuốc thử molipđat 3.1.5.2 Xây dựng đường chuẩn Từ kết thu khảo sát khoảng tuyến tính, chúng tơi xây dựng đường chuẩn khoảng nồng độ CAs = 0,005 ÷ 0,46 mg/l Kết chuẩn bị dung dịch trình bày bảng 3.10 đường chuẩn tự động thiết lập máy thể hình 3.13 Bảng 3.10 Chuẩn bị dung dịch để xây dựng đường chuẩn Dung dịch Nền Phản ứng asin hóa VAs chuẩn VHCl + Vbình cất 1mgAs/l VNaBH4 (ml) (ml) (ml) 25,0 0,25 25,0 75,0 1,00 25,0 75,0 3,00 25,0 75,0 7,00 25,0 75,0 11,00 25,0 75,0 15,00 25,0 75,0 19,00 25,0 75,0 23,00 25,0 75,0 Phản ứng tạo hợp chất màu Oxi hóa Định mức (ml) CAs chuẩn (mg/l) A AgNO3 H2O2 50 50 50 50 50 50 50 50 50 0,005 0,02 0,06 0,14 0,22 0,30 0,38 0,46 0,023 0,025 0,039 0,065 0,099 0,122 0,148 0,172 Các giá trị độ hấp thụ quang A đo bước sóng hấp thụ cực đại λmax = 878 nm đường chuẩn thiết lập tự động máy quang phổ UV-Vis Biochrom S60 thể hình 3.13 Hình 3.13 Đường chuẩn xác định hàm lượng asen Xử lí số liệu thu với phần mềm Origin 8.5 thu phương trình hồi quy đầy đủ là: (3.2) Abs = (0,0201 ± 0,0036) + (0,3357 ± 0,0142)Cx Với hệ số tương quan R = 0,9981 3.1.6 Đánh giá độ tin cậy đường chuẩn 3.1.6.1 Xác định giới hạn phát (LOD) giới hạn định lượng (LOQ) Bảng 3.11 Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang A vào nồng độ CAs CAs STT (yi) Ai (Yi) (mg/l) 0,005 0,023 0,0217785 0,02 0,025 0,0268140 0,06 0,039 0,0402420 0,14 0,065 0,0670980 0,22 0,099 0,0939540 0,30 0,122 0,1208100 0,38 0,148 0,1476660 0,46 0,172 0,1745220 Tính S0 theo công thức: S0 = Sy = ∑ ( yi − Yi ) /(n − 1) = 0,0002509 Suy ra: LOD = 3.S0 /b = 0,0002509/0,3357 = 0,002 mg/l = 0,002 ppm = ppb LOQ = 10.S0/b = 10 0,0002509/0,3357 = 0,007 mg/l = 0,007 ppm = ppb 10 3.1.6.2 Đánh giá độ tin cậy đường chuẩn dựa vào thực nghiệm Để đánh giá độ tin cậy đường chuẩn, chuẩn bị dung dịch biết trước xác nồng độ là: 0,05; 0,15 0,25 mg/l Tiến hành tạo phản ứng màu đo giá trị độ hấp thụ quang bước sóng 878 nm Mỗi giá trị nồng độ tiến hành đo lần Kết trình bày bảng 3.12 Bảng 3.12 Đánh giá độ tin cậy đường chuẩn dựa vào thực nghiệm Nồng độ đo (ppm) Nồng độ thực (ppm) Lần Lần Lần Trung bình Độ lệch chuẩn Độ lệch chuẩn giá trị trung bình Độ lệch chuẩn tương đối RSD (%) Hằng số student thực nghiệm tTN Chuẩn student t (độ tin cậy 95%) 0,05 0,0495 0,0488 0,0496 0,0493 4,36.10-4 2,52.10-4 0,8842 2,7815 2,9200 0,15 0,1476 0,1503 0,1496 0,1492 1,40 10-4 8,09.10-4 0,9393 1,0301 2,9200 0,25 0,2529 0,2483 0,2489 0,2500 2,50 10-4 1,44.10-4 1,0001 0,0231 2,9200 Nồng độ đo (ppm) Độ tin cậy đường chuẩn đánh giá qua giá trị độ lệch chuẩn S độ lệch chuẩn tương đối RSD (%) Kết thu cho thấy RSD nhỏ 2% chứng tỏ đường chuẩn có độ xác cao lần phân tích Điều chứng tỏ phương pháp mà chúng tơi nghiên cứu có độ xác cao, áp dụng vào phân tích mẫu cách xác 3.1.6.3 Đánh giá độ lặp phương pháp Tiến hành phân tích mức nồng độ (thấp, trung bình cao) Ở mức nồng độ tiến hành đo lần, khảo sát độ lặp lại giá trị độ hấp thụ quang A Đánh giá độ phân tán số liệu dựa vào giá trị độ lệch chuẩn S độ lệch chuẩn tương đối RSD (%) Kết khảo sát độ lặp thể bảng 3.13 Bảng 3.13 Xác định độ lặp phương pháp Nồng độ thực (ppm) 0,015 0,150 0,350 0,0149 0,1476 0,3459 Lần 0,0148 0,1503 0,3481 Lần 0,0151 0,1496 0,3493 Lần 0,0149 0,1492 0,3478 Trung bình -3 Độ lệch chuẩn 1,53.10-4 1,40.10 1,72.10-3 -4 Độ lệch chuẩn giá trị trung bình 8,82.10-5 8,09.10 9,95.10-4 0,9393 Độ lệch chuẩn tương đối RSD (%) 1,0229 0,4958 1,0301 Hằng số student thực nghiệm tTN 0,7559 2,2433 2,9200 2,9200 2,9200 Chuẩn student t (độ tin cậy 95%) 11 Nồng độ đo (ppm) 3.1.6.4 Đánh giá độ phương pháp Độ phương pháp phân tích mức độ gần sát giá trị tìm thấy phân tích so với giá trị thực Độ phương pháp xác định phương pháp thêm chuẩn (thêm khoảng 20% mẫu thử) Thêm vào mẫu thử lượng chất chuẩn cho tổng nồng độ chúng nằm khoảng tuyến tính khảo sát Tiến hành tạo màu dung dịch chuẩn, dung dịch thử dung dịch thêm chuẩn, dựa vào giá trị đo độ hấp thụ quang A dung dịch tính tỷ lệ thu hồi lượng chất chuẩn thêm vào Kết khảo sát độ trình bày bảng 3.14 Bảng 3.14 Khảo sát độ phương pháp Nồng độ thực (ppm) 0,06 0,12 0,28 0,062 0,118 0,281 Lần 0,059 0,119 0,280 Lần 0,058 0,121 0,276 Lần 0,060 0,119 0,279 Trung bình -3 -3 2,08.10 1,53.10 2,65.10-3 Độ lệch chuẩn 1,20.10-3 8,82.10-4 1,53.10-3 Độ lệch chuẩn giá trị trung bình 3,489 1,280 0,948 Độ lệch chuẩn tương đối RSD (%) 0,2774 0,7559 0,6546 Hằng số student thực nghiệm tTN 2,9200 2,9200 2,9200 Chuẩn student t (độ tin cậy 95%) Kết bảng 3.14 cho thấy: độ lệch chuẩn tương đối phép đo đảm bảo sai số RSD % < 5% Như phương pháp khảo sát đạt độ Từ kết bảng 3.12; 3.13; 3.14, cho phép khẳng định: phương pháp xây dựng tin cậy, sử dụng phương trình đường chuẩn 3.2 để xác định hàm lượng asen mẫu môi trường theo phương pháp trắc quang với thuốc thử molipđat 3.4 XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG ASEN TRONG CÁC MẪU NƯỚC Sau xây dựng quy trình phân tích asen mẫu nước, chúng tơi tiến hành phân tích mẫu giếng khoan giếng khơi thực tế lấy hộ gia đình thuộc 07 thơn xã Đơng Lỗ, huyện Ứng Hịa, TP Hà Nội Chúng tơi tiến hành phân tích mẫu nước 97 gia đình hai năm 2013 – 2014, cụ thể số gia đình lấy mẫu để phân tích trình bày bảng 3.37 12 Bảng 3.37 Số gia đình lấy mẫu nước để phân tích xã Đông Lỗ TT Thơn Đào Xá Viên Đình Nhân Trai Ngọc Trục Cộng Hịa Mạnh Tân Thống Nhất Số gia đình 20 10 10 10 15 10 22 Kí hiệu Từ M1 đến M20 Từ M21 đến M30 Từ M31 đến M40 Từ M41 đến M50 Từ M51 đến M65 Từ M66 đến M75 Từ M76 đến M97 Mẫu nước gia đình lấy lần để phân tích, lần vào mùa khô (từ tháng đến tháng 12 năm 2013) 03 lần vào mùa mưa (từ tháng đến tháng năm 2014) Một số mẫu phân tích đồng thời theo hai phương pháp để so sánh đánh giá độ tin cậy phương pháp 3.4.1 Xác định hàm lượng asen mẫu nước mùa khơ năm 2013 Số liệu phân tích tiến hành hàng loạt mẫu tất 07 thôn thuộc xã Đơng Lỗ, sau kết phân tích số thôn 3.4.1.1 Xác định hàm lượng asen mẫu nước thôn Đào Xá Bảng 3.38 Hàm lượng asen (mg/l) mẫu nước giếng khoan giếng khơi chưa qua xử lí thơn Đào Xá STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Mẫu nước M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11 M12 M13 M14 M15 M16 M17 M18 M19 M20 Đặc điểm mẫu giếng khoan nt nt nt nt nt nt nt giếng khơi giếng khoan nt nt nt nt nt nt nt nt nt nt Lần Lần Lần 0,016 0,011 0,036 0,009 0,004 0,049 0,053 0,011 kph 0,011 0,024 0,048 0,043 0,034 0,038 0,022 0,065 0,231 0,012 0,083 0,016 0,009 0,035 0,010 0,002 0,051 0,050 0,009 kph 0,013 0,021 0,047 0,045 0,035 0,039 0,021 0,067 0,235 0,009 0,079 0,017 0,013 0,039 0,009 0,005 0,049 0,053 0,011 kph 0,013 0,023 0,050 0,049 0,037 0,041 0,023 0,071 0,239 0,010 0,085 Trung bình 0,016 0,011 0,037 0,009 0,004 0,050 0,052 0,010 / 0,012 0,023 0,048 0,046 0,035 0,039 0,022 0,068 0,235 0,010 0,082 13 Từ kết bảng 3.38 cho thấy mẫu nước giếng khoan chưa qua xử lí thơn Đào Xá có chứa asen với nồng độ từ 0,004 đến 0,235 mg/l, trung bình 0,043 mg/l, có 05 mẫu vượt QCVN chiếm 26,32% tổng số mẫu 3.4.1.2 Xác định hàm lượng asen mẫu nước thơn Viên Đình Bảng 3.39 Hàm lượng asen (mg/l) mẫu nước giếng khoan giếng khơi chưa qua xử lí thơn Viên Đình Mẫu Đặc điểm Trung STT Lần Lần Lần nước mẫu bình M21 giếng khoan 0,006 0,008 0,005 0,006 M22 nt 0,013 0,011 0,014 0,013 M23 nt 0,050 0,049 0,054 0,051 M24 nt 0,047 0,049 0,046 0,047 M25 nt 0,040 0,043 0,045 0,043 M26 nt 0,021 0,021 0,023 0,022 M27 nt 0,002 0,005 0,003 0,003 M28 nt 0,036 0,035 0,039 0,037 M29 nt 0,062 0,059 0,062 0,061 10 M30 nt 0,122 0,125 0,123 0,123 Từ kết bảng 3.39 cho thấy mẫu nước giếng khoan chưa qua xử lí thơn Viên Đình có chứa asen với nồng độ từ 0,006 đến 0,123 mg/l, trung bình 0,041 mg/l, có 03 mẫu vượt QCVN chiếm 30% tổng số mẫu 3.4.1.3 Xác định hàm lượng asen mẫu nước thôn Nhân Trai Bảng 3.40 Hàm lượng asen (mg/l) mẫu nước giếng khoan giếng khơi chưa qua xử lí thơn Nhân Trai Mẫu Đặc điểm Trung STT Lần Lần Lần nước mẫu bình M31 giếng khoan 0,013 0,015 0,011 0,013 M32 nt 0,011 0,012 0,011 0,011 M33 nt 0,117 0,115 0,121 0,118 M34 nt 0,051 0,049 0,053 0,051 M35 nt 0,129 0,127 0,127 0,128 M36 nt 0,076 0,079 0,079 0,077 M37 nt 0,007 0,005 0,007 0,006 M38 nt 0,103 0,097 0,099 0,100 M39 nt 0,059 0,061 0,061 0,060 10 M40 nt 0,023 0,019 0,022 0,021 14 Kết bảng 3.40 cho thấy: mẫu nước giếng khoan chưa qua xử lí thơn Nhân Trai có chứa asen với nồng độ từ 0,006 đến 0,128 mg/l, trung bình 0,059 mg/l, có 06 mẫu vượt QCVN chiếm 60,00% tổng số mẫu 3.4.1.7 Xác định hàm lượng asen mẫu nước thôn Thống Nhất Bảng 3.44 Hàm lượng asen (mg/l) mẫu nước giếng khoan giếng khơi chưa qua xử lí thơn Thống Nhất STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Mẫu nước M76 M77 M78 M79 M80 M81 M82 M83 M84 M85 M86 M87 M88 M89 M90 M91 M92 M93 M94 M95 M96 M97 Đặc điểm mẫu giếng khoan nt nt nt nt nt nt nt giếng khơi giếng khoan nt nt nt nt nt nt nt nt nt nt nt nt Lần Lần Lần 0,045 0,013 0,065 0,262 0,062 0,049 0,013 0,381 kph 0,275 0,450 0,330 0,065 0,162 0,014 0,017 0,089 0,012 0,009 0,057 0,023 0,075 0,040 0,014 0,066 0,258 0,062 0,050 0,010 0,383 kph 0,277 0,439 0,327 0,061 0,160 0,015 0,017 0,091 0,009 0,008 0,049 0,025 0,077 0,047 0,013 0,063 0,262 0,061 0,051 0,013 0,383 kph 0,274 0,447 0,329 0,064 0,163 0,017 0,019 0,089 0,013 0,011 0,055 0,027 0,077 Trung bình 0,043 0,013 0,065 0,261 0,062 0,050 0,012 0,382 0,275 0,445 0,329 0,063 0,162 0,015 0,018 0,090 0,011 0,009 0,054 0,025 0,076 Kết bảng 3.44 cho thấy: mẫu nước giếng khoan chưa qua xử lí thơn Thống Nhất có chứa asen với nồng độ từ 0,009 đến 0,445 mg/l, trung bình 0,122 mg/l có 13 mẫu vượt QCVN chiếm 61,90% tổng số mẫu 15 3.4.1.8 Đánh giá mức độ ô nhiễm asen mẫu nước ngầm mùa khô năm 2013 Để đánh giá mức độ ô nhiễm asen (chỉ khảo sát mẫu giếng khoan chưa qua xử lí) thơn xã Đông Lỗ, so sánh giá trị sau: Khoảng nồng độ asen (mg/l), nồng độ asen trung bình (mg/l), số mẫu vượt tiêu chuẩn Việt Nam (> 0,05 mg/l) tỉ lệ % số mẫu vượt QCVN Kết thể qua bảng 3.45 Bảng 3.45 Đánh giá mức độ ô nhiễm As xã Đông Lỗ mùa khô năm 2013 STT Thơn Đào Xá Viên Đình Nhân Trai Ngọc Trục Cộng Hòa Mạnh Tân Thống Nhất Xã Đông Lỗ Số mẫu 19 10 10 10 14 10 21 94 Khoảng nồng độ As (mg/l) 0,004 - 0,235 0,006 - 0,123 0,006 - 0,128 0,023 - 0,130 0,002 - 0,151 0,008 - 0,130 0,009 - 0,445 0,002 - 0,445 Trung Số mẫu bình vượt (mg/l) QCVN 0,043 0,041 0,059 0,073 0,086 0,060 0,122 13 0,074 48 Phần trăm 26,32% 30,00% 60,00% 70,00% 57,14% 60,00% 61,90% 51,06% Các số liệu bảng 3.45, cho thấy: - Căn theo khoảng nồng độ asen, nhận thấy hàm lượng asen mẫu đem phân tích cao, cao mẫu lấy thôn Thống Nhất Hàm lượng asen dao động khoảng 0,009 - 0,445 mg/l - Nồng độ asen trung bình mẫu nước cao, có 5/7 thơn nồng độ asen trung bình vượt QCVN (0,050 mg/l) nồng độ asen trung bình tồn xã vượt q QCVN (0,074 mg/l) Hai thơn Cộng Hịa Thống Nhất có nồng độ asen trung bình cao nhất, cao QCVN (từ 1,5 đến 2,5 lần) - Trong thơn có số mẫu nước vượt QCVN, mẫu nước có nồng độ asen lớn thơn Thống Nhất có nồng độ asen vượt QCVN đến 10 lần thôn Thống Nhất có số mẫu nước có nồng độ asen vượt QCVN nhiều Trong toàn xã, số mẫu nước có nồng độ asen vượt QCVN chiếm 51,06% Như qua khảo sát số mẫu nước số hộ gia đình 07 thơn thuộc xã Đông Lỗ mùa khô năm 2013 nhận thấy tình trạng nhiễm asen nước giếng khoan chưa qua xử lí xã nghiêm trọng Điều ảnh hưởng nhiều đến sức khỏe sinh hoạt người dân địa phương 16 3.4.2 Xác định hàm lượng asen mẫu nước mùa mưa năm 2014 Số liệu phân tích tiến hành hàng loạt mẫu tất thôn thuộc xã Đơng Lỗ, sau kết phân tích số thôn 3.4.2.2 Xác định hàm lượng asen mẫu nước thơn Viên Đình Bảng 3.49 Hàm lượng asen (mg/l) mẫu nước giếng khoan giếng khơi chưa qua xử lí thơn Viên Đình STT 10 Mẫu nước M21 M22 M23 M24 M25 M26 M27 M28 M29 M30 Đặc điểm mẫu giếng khoan Lần Lần Lần 0,002 0,011 0,041 0,045 0,040 0,020 0,002 0,036 0,042 0,120 kph 0,009 0,043 0,045 0,039 0,023 0,005 0,037 0,040 0,119 0,003 0,011 0,043 0,047 0,043 0,021 0,003 0,037 0,045 0,123 Trung bình 0,002 0,010 0,042 0,046 0,041 0,021 0,003 0,037 0,042 0,121 nt nt nt nt nt nt nt nt nt Kết bảng 3.49 cho thấy: mẫu nước giếng khoan chưa qua xử lí thơn Viên Đình có chứa asen với nồng độ từ 0,002 ÷ 0,121 mg/l, trung bình 0,037 mg/l có 01 mẫu vượt QCVN chiếm 10% tổng số mẫu 3.4.2.4 Xác định hàm lượng asen mẫu nước thôn Ngọc Trục Ơ Bảng 3.51 Hàm lượng asen (mg/l) mẫu nước giếng khoan giếng khơi chưa qua xử lí thơn Ngọc Trục STT 10 Mẫu nước M41 M42 M43 M44 M45 M46 M47 M48 M49 M50 Đặc điểm mẫu giếng khoan nt nt nt nt nt nt nt nt nt Lần Lần Lần 0,049 0,123 0,079 0,071 0,021 0,086 0,026 0,083 0,021 0,117 0,051 0,119 0,081 0,069 0,019 0,087 0,025 0,084 0,023 0,115 0,050 0,124 0,079 0,073 0,021 0,087 0,026 0,083 0,023 0,117 Trung bình 0,050 0,122 0,080 0,071 0,020 0,087 0,026 0,083 0,022 0,116 17 Kết bảng 3.51 cho thấy: mẫu nước giếng khoan chưa qua xử lí thơn Ngọc Trục có chứa asen với nồng độ từ 0,020 đến 0,122 mg/l, trung bình 0,069 mg/l có 07 mẫu vượt QCVN chiếm 70% tổng số mẫu 3.4.2.5 Xác định hàm lượng asen mẫu nước thôn Cộng Hòa Bảng 3.52 Hàm lượng asen (mg/l) mẫu nước giếng khoan giếng khơi chưa qua xử lí thơn Cộng Hịa STT 10 11 12 13 14 15 Mẫu nước M51 M52 M53 M54 M55 M56 M57 M58 M59 M60 M61 M62 M63 M64 M65 Đặc điểm mẫu giếng khoan Mẫu nước M66 M67 M68 M69 M70 M71 Đặc điểm mẫu giếng khoan nt nt nt nt nt nt nt giếng khơi giếng khoan Lần Lần Lần 0,121 0,011 kph 0,015 0,125 0,009 0,121 0,008 kph 0,137 0,135 0,121 0,043 0,146 0,121 0,119 0,013 0,003 0,017 0,124 0,011 0,121 0,007 kph 0,139 0,137 0,121 0,046 0,145 0,119 0,124 0,013 0,003 0,015 0,127 0,011 0,123 0,009 kph 0,137 0,136 0,123 0,044 0,145 0,122 Lần Lần Lần 0,078 0,019 0,057 0,025 0,059 0,117 0,077 0,017 0,057 0,023 0,057 0,119 0,077 0,019 0,061 0,026 0,059 0,121 Trung bình 0,121 0,012 0,002 0,016 0,125 0,010 0,122 0,008 / 0,138 0,136 0,122 0,044 0,145 0,121 nt nt nt nt nt Kết bảng 3.52 cho thấy: mẫu nước giếng khoan chưa qua xử lí thơn Cộng Hịa có chứa asen với nồng độ từ 0,002 ÷ 0,145 mg/l, trung bình 0,081 mg/l, có 08 mẫu vượt QCVN chiếm 57,14% tổng số mẫu 3.4.2.6 Xác định hàm lượng asen mẫu nước thôn Mạnh Tân Bảng 3.53 Hàm lượng asen (mg/l) mẫu nước giếng khoan giếng khơi chưa qua xử lí thơn Mạnh Tân STT nt nt nt nt nt Trung bình 0,077 0,018 0,060 0,025 0,058 0,119 18 10 M72 M73 M74 M75 nt nt nt nt 0,059 0,029 0,002 0,059 0,055 0,031 kph 0,060 0,059 0,029 0,003 0,063 0,056 0,030 0,002 0,061 Kết bảng 3.53 cho thấy: mẫu nước giếng khoan chưa qua xử lí thơn Mạnh Tân có chứa asen với nồng độ từ 0,002 đến 0,119 mg/l, trung bình 0,051 mg/l có 06 mẫu vượt QCVN chiếm 60,00% tổng số mẫu 3.4.2.7 Xác định hàm lượng asen mẫu nước thôn Thống Nhất Bảng 3.54 Hàm lượng asen (mg/l) mẫu nước giếng khoan giếng khơi chưa qua xử lí thơn Thống Nhất STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Mẫu nước M76 M77 M78 M79 M80 M81 M82 M83 M84 M85 M86 M87 M88 M89 M90 M91 M92 M93 M94 M95 M96 M97 Đặc điểm mẫu giếng khoan nt nt nt nt nt nt nt giếng khơi giếng khoan nt nt nt nt nt nt nt nt nt nt nt nt Lần Lần Lần 0,042 0,011 0,055 0,252 0,060 0,043 0,011 0,357 kph 0,258 0,359 0,318 0,061 0,149 0,012 0,014 0,082 0,011 0,006 0,047 0,021 0,069 0,044 0,009 0,057 0,251 0,059 0,047 0,013 0,355 kph 0,257 0,361 0,321 0,059 0,151 0,009 0,013 0,083 0,013 0,004 0,049 0,022 0,071 0,044 0,012 0,057 0,253 0,063 0,044 0,013 0,357 kph 0,261 0,361 0,319 0,061 0,152 0,013 0,015 0,083 0,013 0,007 0,050 0,021 0,069 Trung bình 0,043 0,011 0,056 0,252 0,061 0,045 0,012 0,356 / 0,259 0,360 0,319 0,060 0,151 0,011 0,014 0,083 0,013 0,006 0,049 0,021 0,070 19 Kết bảng 3.54 cho thấy: mẫu nước giếng khoan chưa qua xử lí thơn Thống Nhất có chứa asen với nồng độ từ 0,006 đến 0,360 mg/l, trung bình 0,107 mg/l có 11 mẫu vượt q QCVN chiếm 52,38% tổng số mẫu 3.4.2.8 Đánh giá mức độ ô nhiễm asen mẫu nước mùa mưa năm 2014 Bảng 3.55 Đánh giá mức độ ô nhiễm asen xã Đông Lỗ mùa mưa năm 2014 STT Thôn Đào Xá Viên Đình Nhân Trai Ngọc Trục Cộng Hòa Mạnh Tân Thống Nhất Xã Đông Lỗ Số mẫu 19 10 10 10 14 10 21 94 Khoảng nồng độ As (mg/l) 0,005 - 0,196 0,002 - 0,121 0,003 - 0,108 0,020 - 0,122 0,002 - 0,145 0,002 - 0,119 0,006 - 0,360 0,002 - 0,360 Trung Số mẫu Phần bình vượt trăm (mg/l) QCVN 0,035 21,05% 0,037 10,00% 0,053 50,00% 0,069 70,00% 0,081 57,14% 0,051 60,00% 0,107 11 52,38% 0,065 42 44,68% Kết bảng 3.55, cho thấy: - Hàm lượng asen mẫu phân tích cao, cao mẫu thôn Thống Nhất Hàm lượng asen dao động khoảng 0,006 0,360 mg/l - Hàm lượng asen trung bình mẫu tương đối cao, có tới 5/7 thơn có hàm lượng asen trung bình vượt q QCVN (0,050 mg/l) Hàm lượng asen trung bình tồn xã vượt QCVN (0,065 mg/l) Hai thôn Cộng Hịa Thống Nhất có nồng độ asen trung bình cao nhất, cao QCVN (từ 1,5 ÷ 2,5 lần) - Trong thơn có số mẫu có hàm lượng asen vượt QCVN, riêng thôn Thống Nhất có hàm lượng asen cao (vượt QCVN đến 10 lần) thơn có số mẫu có nồng độ asen vượt QCVN nhiều Trong toàn xã, số mẫu nước có nồng độ asen vượt QCVN chiếm 44,68% 20 Tóm lại, kết khảo sát số mẫu nước số hộ gia đình 07 thôn, xã Đông Lỗ mùa mưa năm 2014 cho thấy: tình trạng nhiễm asen nước giếng khoan chưa qua xử lí xã nghiêm trọng Điều ảnh hưởng nhiều đến sức khỏe sinh hoạt người dân địa phương 3.4.3 Đánh giá chung nhiễm asen tồn xã Đơng Lỗ Căn vào kết q trình thí nghiệm ta đánh giá mức độ nhiễm asen tồn xã Đơng Lỗ hai mùa: mùa khô mùa mưa Bảng 3.57 Tổng hợp kết phân tích hàm lượng asen hai mùa Khoảng nồng Trung bình Số mẫu vượt Mùa độ As (mg/l) (mg/l) QCVN Mùa khô 0,002 - 0,445 0,074 48/94 - 51,06% Mùa mưa 0,002 - 0,360 0,065 42/94 - 44,68% Trung bình năm 0,002 - 0,403 0,070 45/94 - 47,87% Từ kết tổng hợp bảng 3.57 hàm lượng asen tồn xã Đơng Lỗ, chúng tơi nhận thấy: - Nồng độ asen trung bình tồn xã cao (0,070 mg/l), có khoảng 50% số mẫu vượt QCVN (0,050 mg/l) - Nồng độ asen trung bình mẫu nước mùa khô cao mùa mưa khoảng 13,85%, số mẫu thay đổi không đáng kể số mẫu thay đổi nhiều Kết luận: tình trạng nhiễm asen giếng khoan chưa qua xử lí 07 thôn xã Đông Lỗ hai mùa nghiêm trọng 3.5 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÍ ASEN BẰNG VẬT LIỆU NANO OXIT SẮT TỪ 3.5.1 Khảo sát điều kiện tối ưu pH Lưu lượng nước Thời gian 6,5 ÷ 9,0 1ml/phút 20 phút 3.5.2 Xác định dung lượng hấp phụ cực đại vật liệu nano ôxit sắt từ Bảng 3.65 Dung lượng hấp phụ cực đại vật liệu nano oxit sắt từ Hấp phụ Hấp phụ Dung lượng As(III) As(V) qmax (g/kg) 31,546 33,557 b 31,70 49,67 Từ số liệu bảng 3.65, cho thấy: - Vật liệu nano ôxit sắt hấp phụ tốt As(III) As(V), - Dung lượng hấp phụ cực đại vật liệu nano ôxit sắt As(V) cao As(III) 21 3.5.3 Xử lí asen nano oxit sắt từ Kết xử lí asen trường hợp vật liệu gồm lớp nano oxit sắt trường hợp vật liệu gồm lớp (nano oxit sắt từ cát) trình bày bảng 3.66 3.67 Bảng 3.66 Xử lí asen nano oxit sắt từ Thể tích dung dịch CAs lại sau qua asen As(V) 0,2mg/l cột chứa vật liệu nano (ml) ôxit sắt từ (mg/l) 200 0,005 500 0,006 1000 0,006 2000 0,008 3000 0,010 5000 0,040 7000 0,070 Kết bảng 3.66 cho thấy: Để đảm bảo nồng độ asen sử dụng cho sinh hoạt (CAs < 0,01mg/l), với dung dịch nước đầu vào có nồng độ As(V) 0,2mg/l, sử dụng gam vật liệu xử lí lít dung dịch 3.6 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÍ ASEN BẰNG ƠXIT SẮT TỪ TRẠI CAU THÁI NGUYÊN 3.6.1 Khảo sát điều kiện tối ưu Tương tự nano oxit sắt từ, với oxit sắt từ Thái Nguyên tiến hành khảo sát chọn điều kiện tối ưu cho trình hấp phụ vật liệu 3.6.2 Xác định dung lượng hấp phụ vật liệu ôxit sắt từ Thái Nguyên Để xác định dung lượng hấp phụ vật liệu oxit sắt từ Thái Nguyên vào thí nghiệm thực tế: cho gam vật liệu vào dung dịch As(V), sau khoảng thời gian tối ưu xác định nồng độ asen lại Dựa vào kết thí nghiệm trên, tính dung lượng hấp phụ Kết xác định nồng độ trung bình thí nghiệm cho thấy: với thời gian xử lí 30 phút, gam vật liệu hấp phụ 0,398 mgAs Kết luận: Như gam vật liệu oxit sắt từ Thái Nguyên hấp phụ tối đa 0,398 mgAs, trị số hấp phụ bão hịa Từ tính dung lượng hấp phụ T vật liệu là: 0,398.100 T= = 13, 27mgAs /100 g 22 Trong đó, dung lượng hấp phụ trung bình As(III) As(V) xác định nano oxit sắt từ 32,551g/kg (hay 32,551mg/g) Nếu quy số mg/100g ta có Tnano = 3255,1mgAs/100g Như dung lượng hấp phụ cực đại nano oxit sắt từ so với oxit sắt từ Thái Nguyên có giá trị gấp khoảng 245 lần (3255,1/13,27 = 245,30) 3.6.3 Xử lí asen oxit sắt từ Thái Nguyên Cách tiến hành sau: Chuẩn bị cột lọc với đường kính 3,4cm, thể tích 350cm3 Nhồi lớp thủy tinh đáy cột, sau nhồi 10 gam oxit sắt từ Thái Nguyên Cho dung dịch chứa As(V) 0,2 mg/l qua cột với lưu lượng 1ml/phút Mỗi dung dịch sau qua cột tạo phản ứng màu với thuốc thử molitđat, đo quang dung dịch màu từ xác định nồng độ asen dung dịch sau qua cột Kết trình bày bảng 3.74 Bảng 3.74 Hiệu xử lí asen vật liệu oxit sắt từ Thái Nguyên Thể tích dung dịch asen (ml) 100 500 1000 2000 3000 4000 5000 Nồng độ asen lại sau qua cột (mg/l) 0,007 0,007 0,008 0,010 0,039 0,042 0,0653 Kết bảng 3.74 cho thấy: với dung dịch đầu vào có nồng độ asen 0,2 mg/l, dùng 10 gam vật liệu, xử lí lít nước đầu dùng cho ăn uống sinh hoạt (đạt CAs < 0,01 mg/l) 3.7 XỬ LÍ ASEN TRONG MẪU NƯỚC BẰNG ÔXIT SẮT TỪ THÁI NGUYÊN 3.7.1 Xử lí số mẫu thực tế Sau xử lí asen dung dịch nước phịng thí nghiệm, chúng tơi tiến hành xử lí nhiễm asen số mẫu nước ngầm thực tế 23 Từ kết phân tích nguồn nước giếng khoan xã Đơng Lỗ, chúng tơi tiến hành xử lí asen số mẫu nước có nồng độ asen cao vật liệu oxit sắt từ Thái Nguyên kết hợp với lọc cát Kết trình bày bảng 3.76 Bảng 3.76 Bảng tổng hợp kết xử lí asen mẫu nước vật liệu oxit sắt từ Thái Nguyên kết hợp với lọc cát STT Mẫu nước Thôn Năm 10 11 12 13 14 15 16 17 18 M7 M18 M23 M29 M30 M42 M44 M50 M51 M57 M66 M71 M75 M79 M83 M85 M88 M92 Đào Xá Đào Xá Viên Đình Viên Đình Viên Đình Ngọc Trục Ngọc Trục Ngọc Trục Cộng Hòa Cộng Hòa Mạnh Tân Mạnh Tân Mạnh Tân Thống Nhất Thống Nhất Thống Nhất Thống Nhất Thống Nhất 2013 2013 2013 2013 2013 2014 2013 2013 2013 2013 2014 2014 2014 2013 2014 2014 2014 2014 Nồng độ asen trước lọc (mg/l) 0,053 0,231 0,050 0,062 0,122 0,123 0,076 0,129 0,126 0,125 0,078 0,117 0,059 0,262 0,357 0,258 0,061 0,082 Nồng độ asen sau lọc (mg/l) 0,002 0,002 0,002 0,007 0,005 0,002 0,009 0,002 0,005 0,004 0,005 0,003 0,004 0,006 0,008 0,009 0,005 0,008 Kết bảng 3.76 cho thấy dùng vật liệu oxit sắt từ Trại Cau Thái Nguyên kết hợp với lọc cát hiệu xử lí cao, hầu hết mẫu nước sau lọc hàm lượng asen thỏa mãn QCVN nước uống (khơng q 10 µg/l) 24 KẾT LUẬN Đã xây dựng phương pháp trắc quang xác định asen thuốc thử molipđat điều kiện tối ưu So sánh với hai phương pháp tiêu chuẩn phổ hấp thụ nguyên tử không lửa (GF – AAS) phương pháp trắc quang xác định asen thuốc thử bạc đietylđithiocacbamat cho thấy phương pháp trắc quang có độ nhạy độ xác cao (LOD = ppb), q trình phân tích thực dung môi nước thuốc thử không tốn Đã tiến hành thí nghiệm dùng phương pháp trắc quang xác định asen thuốc thử molipđat để đánh giá tổng thể mức độ ô nhiễm asen nguồn nước sinh hoạt hộ gia đình tồn xã Đơng Lỗ, huyện Ứng Hịa, TP Hà Nội hai mùa: mùa mưa mùa khô Kết cho thấy: - Nồng độ asen trung bình tồn xã cao (0,070 mg/l) có khoảng 50% số mẫu vượt QCVN nước sinh hoạt (0,050 mg/l) - Nồng độ asen trung bình mẫu nước mùa khô cao mùa mưa khoảng 13,85%, số mẫu thay đổi không đáng kể, số mẫu thay đổi nhiều Kết luận: tình trạng nhiễm asen giếng khoan chưa qua xử lí 07 thôn xã Đông Lỗ hai mùa nghiêm trọng Đã xác định thông số vật liệu nano oxit sắt từ dùng để xử lí asen nguồn nước: - Dung lượng hấp phụ cực đại vật liệu từ 31,546 ÷ 34,247 g/kg - Thời gian đạt cân hấp phụ 20 phút - Hấp phụ asen hiệu khoảng pH = 6,5 ÷ 9,0 điều có ý nghĩa thực tế, cho phép xử lí mẫu nước trực tiếp Đã tiến hành xử lí nhiễm asen mẫu nước bị ô nhiễm vật liệu nano oxit sắt từ, kết cho thấy: - Khi xử lí trực tiếp: Với gam nano oxit sắt từ xử lí lít nước có nồng độ asen ban đầu 0,2 mg/l đạt QCVN 09: 2008/BTNMT nước uống - Khi xử lí kết hợp với lọc cát: Với gam nano oxit sắt từ 10 gam cát xử lí lít nước có nồng độ asen ban đầu 0,2mg/l; Fe3+ 0,1mg/l đạt QCVN 09: 2008/BTNMT nước uống Đã nghiên cứu dùng vật liệu tự nhiên: oxit sắt từ Trại Cau, Thái Ngun xử lí nhiễm asen nguồn nước, bước đầu đạt kết tốt Cụ thể: - Khi xử lí trực tiếp: Với 10 gam oxit sắt từ Thái Nguyên xử lí lít nước có nồng độ asen ban đầu 0,2mg/l đạt QCVN 09: 2008/BTNMT nước uống - Khi xử lí kết hợp với lọc cát: Với 10 gam oxit sắt từ Thái Nguyên 10 gam cát xử lí lít nước có nồng độ asen ban đầu 0,2mg/l; Fe3+ 0,1mg/l đạt QCVN 09: 2008/BTNMT nước uống Đã đưa quy trình xử lí nguồn nước sinh hoạt ô nhiễm asen đơn giản, hiệu quả, dễ áp dụng cho hộ gia đình nơng thơn Việt Nam  ... dung nghiên cứu 3.1 Xây dựng đường chuẩn trắc quang xác định hàm lượng asen 3.2 Lấy mẫu phân tích hàm lượng asen nguồn nước bị nhiễm trước sau xử lí Đánh giá kết thực nghiệm 3.3 Nghiên cứu lựa... xử lí mẫu nước trực tiếp Đã tiến hành xử lí nhiễm asen mẫu nước bị ô nhiễm vật liệu nano oxit sắt từ, kết cho thấy: - Khi xử lí trực tiếp: Với gam nano oxit sắt từ xử lí lít nước có nồng độ asen. .. định hàm lượng asen mẫu nước mùa khơ năm 2013 Số liệu phân tích tiến hành hàng loạt mẫu tất 07 thôn thuộc xã Đơng Lỗ, sau kết phân tích số thôn 3.4.1.1 Xác định hàm lượng asen mẫu nước thôn Đào