bảo đảm an toàn nguồn nước sinh hoạt phường Định Công

trình bày về bảo đảm an toàn nguồn nước sinh hoạt phường Định Công

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 CETASD- trường ĐHKHTN-

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 As- 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 μg/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 μg/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 μg/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:

• Khảo sát thực trạng ô nhiễm Asen nguồn nước ngầm và nguồn nước sử dụng cho sinh hoạt của phường Định Công

• Nghiên cứu khả năng hấp phụ Asen của các vật liệu như trấu đốt, cát và

CHƯƠNG I TổNG QUAN Về NGHIÊN CứU ASEN 1.1.tổng quan về asen

1.1.1 Nguồn gốc Asen

Orpoment As2S3, Arsenolite As2O3, Arsenopyrite FeAsS (có tới 368 dạng)… Trong nước Asen thường ở dạng asenit hoặc asenat (AsO3-3, AsO3-4) 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 sinh- địa- 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

Các tầng nước ngầm có nồng độ Asen cao thường ở độ sâu từ 20m đến 120m ở 20m, cấu trúc địa chất chứa nhiều đất sét pha cát trộn lẫn với kankar Xuống đến độ sâu 120m, đất mịn pha sét có thể chứa nồng độ Asen lên đến 550 mg/L [1]

ở dưới tầng đất ngầm, Asen thường xuất hiện nhiều trong các hỗn hợp khoáng tạo đá (VD: o-xit sắt, đất sét, hoặc các hỗn hợp khoáng sulphide) Rất nhiều Asen bị kết dính trong các hỗn hợp khoáng pyrite ở lưu vực phù sa Đáng chú ý là trong quá trình bơm nước lên từ những khu vực giếng sâu làm hạ thấp mực nước ngầm, oxy theo đó sẽ xâm nhập vào thúc đẩy quá trình oxy hóa khoáng pyrite Quy trình phản ứng ôxy-hóa khoáng pyrite cũng đồng nghĩa với việc giải phóng nguyên tố asen vào môi trường nước [1]

Càng xuống sâu dưới các tầng địa chất của một số địa vực đã nêu, nồng độ Asen cao hơn ở trong những tầng địa chất này, phản ứng oxy hóa đối với khoáng chất sunfua diễn ra càng mạnh Vì thế, giải phóng một lượng Asen lớn hơn ở môi trường có độ ẩm càng cao, các hỗn hợp khoáng sunfua tham gia vào quá trình phong hóa càng nhanh hơn Khoáng pyrite là một trong những điển hình của hỗn hợp khoáng kém ổn định nhất trong quá trình

Quy trình các phản ứng oxy hóa diễn ra:

+ ở dạng ion:

FeAsS + O2 + H2O → H2AsO4- + H3AsO3 + SO42- + H+ +FeOOH

+ ở dạng hoàn chỉnh:

FeAsS + O2 + H2O → H3AsO4 + H3AsO3 + H2SO4 + FeOOH

1.1.2 tính chất hóa lý của Asen

Theo từ điển Bách khoa dược học xuất bản năm 1999, thạch tín là tên gọi phổ thông dùng chỉ nguyên tố Asen hóa trị III (As2O3) Ôxit này màu trắng, dạng bột tan được trong nước, rất độc

ở vị trí 33 trong HTTH, cấu trúc electron là: [Ar].3d10.4s2.4p3, nó được xem như một dạng phi kim hay được gọi là á kim Nó mang nhiều độc tính tương tự một số kim loại nặng như chì và thủy ngân

Khối lượng phân tử 74.9216 g/mol, không hòa tan trong nước

Vỏ Trái đất chỉ chứa một hàm lượng rất nhỏ Asen (~0,0001%), tuy nhiên

nó lại phân bố rộng rãi trong tự nhiên Trong tự nhiên, Asen tồn tại ở dạng nguyên chất với ba dạng hình thù (dạng alpha có màu vàng, dạng beta có màu

đen, dạng gamma có màu xám)

Asen cũng tồn tại ở một số dạng ion khác

H3AsO3 độc hơn H3AsO4 Dưới tác dụng của các yếu tố oxi hóa trong đất thì

trường và lượng kaloit Fe3+… là những yếu tố quan trọng tác động đến quá trình oxy hóa- khử các hợp chất Asen trong tự nhiên

Asen có khả năng kết tủa cùng với ion sắt

Trong môi trường khí hậu khô: hợp chất Asen thường tồn tại ở dạng ít linh động Trong điều kiện ẩm ướt: các hợp chất Asen sulfua dễ bị hòa tan, rửa trôi hoặc hòa tan để thâm nhập vào đất, vào nước và không khí [1]

Asen tham gia phản ứng với oxy trở thành dạng As2O3 rồi sau đó là As2O5 nếu trong môi trường yếm khí thì Asen (V) sẽ bị khử về trạng thái Asen (III)

1.1.3.Các hợp chất của Asen:

ở trạng thái tự nhiên Asen tồn tại nhiều dạng hợp chất khác nhau nhưng dạng gây ngộ độc và ảnh hưởng mạnh đến con người nhất là Asen (III)

1.1.3.1 Asen (III) florua (2AsF 3)

1.1.3.3 Asen(III) chlorua (AsCl 3 )

1.1.3.7 Asen(III) Hidua (AsH 3 )

1.1.3.10 Asen(III) sulphua (As 2 S 3 )

1.1.3.13 Asen(III) selenua (As 2 Se 3 )

1.1.4- ứng dụng của Asen

Như chúng ta đã biết, Asen là nguyên tố vi lượng, rất cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của con người và sinh vật, Asen có vai trò trong trao đổi chất nuclein, tổng hợp protit và hemoglobin (GS.TS Trần Hiếu Nhuệ, viện kĩ thuật nước và công nghệ môi trường, hội bảo vệ tài nguyên và môi trường Việt Nam) Asen là nguyên tố có mặt trong nhiều loại hóa chất sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau như: hóa chất, phân bón (lân- phốt phát, đạm-nito), thuốc bảo vệ thực vật, giấy, dệt nhuộm,

Nhiều ngành công nghiệp sử dụng nhiên liệu hóa thạch như công nghiệp xi măng, nhiệt điện,… công nghệ đốt chất thải rắn cũng như nguồn gây ô nhiễm không khí, nước bởi Asen

1.1.5 ảnh hưởng của Asen đến sức khỏe con người

ảnh hưởng của asen tới sức khỏe con người:

Asen gây ung thư biểu mô da, phế quản, phổi, các xoang…do Asen và các hợp chất của Asen có tác dụng lên nhóm Sulphydryl (-SH) phá vỡ quá trình photphoryl hóa Các enzim sản sinh năng lượng của tế bào trong chu trình axit xitric bị ảnh hưởng rất lớn Enzim bị ức chế do việc tạo phức với Asen(III) làm ngăn cản sự sản sinh phân tử ATP Do Asen có tính chất hóa học tương tự như photpho, nên chất này có thể làm rối loạn photpho ở một số quá trình hóa sinh [8]

Hàm lượng Asen trong nước sinh hoạt phải <0.01mg/l mới là đạt yêu cầu Theo tổ chức y tế thế giới WHO cứ 10.000 người thì có 6 người bị ung thư do sử dụng nước ăn có nồng độ Asen >0.01 mg/l

Asen là nguyên tố khi được ăn vào rất khó hấp phụ và phần lớn được triệt tiêu ở nguyên dạng Các hợp chất Asen hòa tan trong nước được hấp thụ nhanh chóng từ ống tiêu hóa, Asen(V) và Asen hữu cơ được đào thải qua thận rất nhanh

và hầu như toàn bộ Asen vô cơ có thể được tích lũy ở da, xương và cơ bắp, chu

kỳ bán hủy của nó trong cơ thể người trong vòng 20 đến 40 ngày

Nhiễm độc Asen cấp của con người chủ yếu phụ thuộc vào nhịp độ đào thải khỏi cơ thể của các hợp chất Asin được coi là dạng độc nhất sau đó đến Asenit (Asen(III)), Asenat (Asen (V)) và hợp chất Asen hữu cơ

Hiện tại vẫn chưa có một bản liệt kê đầy đủ nào về các loại bệnh do Asen, Asen vô cơ được coi là chất gây ung thư đồng thời nó cũng gây nhiều tác động khác nữa… Đôi khi các triệu chứng khó thở gây ra bởi Asen bị nhầm lẫn với triệu chứng của các bệnh khác Asen có thể gây bệnh cấp tính hay mãn tính, tuy nhiên dưới góc độ Asen trong nước uống thường chỉ có các bệnh mãn tính (do dùng nước uống chứa nồng độ Asen quá từ năm lần mức cho phép sẽ gây ra các bệnh ung thư, bao gồm ung thư da, ung thư bàng quang, thận, phổi, gan, các bệnh tiểu đường) do Asen gây ra

Trong nước uống, Asen không trông thấy được, không mùi vị, nên không thể phát hiện Sự phát hiện người nhiễm Asen rất khó do những triệu chứng của bệnh phải từ 5 đến 15 năm sau mới xuất hiện Bởi vậy, các nhà hóa học còn gọi Asen là “sát thủ vô hình” Và một điều đáng lưu ý là Asen độc gấp 4 lần so với thủy ngân

Ngộ độc Asen là các bệnh kinh niên do sử dụng nước uống có chứa Asen ở nồng độ cao trong một khoảng thời gian dài Các hiệu ứng bao gồm sự thay đổi màu da, sự hình thành của các vết cứng trên da, ung thư da, ung thư phổi,ung thư thận và bàng quang cũng như có thể dẫn tới hoại tử

Asen là một chất rất độc Có thể chết ngay nên uống một lượng bằng nửa hạt ngô (bắp)

Nếu bị ngộ độc cấp tính bởi Asen sẽ có biểu hiện: khát nước dữ dội, đau bụng, nôn mửa, tiêu chảy, mạch đập yếu, mặt nhợt nhạt rồi thâm tím, bí tiểu và

tử vong nhanh

Nếu bị nhiễm độc Asen ở mức thấp, mỗi ngày một ít với liều lượng dù nhỏ nhưng trong thời gian dài sẽ gây: mệt mỏi, buồn nôn và nôn, hồng cầu và bạch cầu giảm, da sạm, rụng tóc, sút cân, giảm trí nhớ, mạch máu bị tổn thương, rối loạn nhịp tim, đau mắt, đau tai, viêm dạ dày và ruột, làm kiệt sức, ung thư… Người uống nước ô nhiễm Asen lâu ngày sẽ có các đốm sẫm màu trên thân thể hay đầu các chi, niêm mạc lưỡi hoặc sừng hóa da, gây sạm và mất sắc tố, bệnh Bowen (biểu hiện đầu tiên là một phần cơ thể đỏ ửng, sau đó bị chảy nước

và lở loét)

Bệnh sừng hóa da thường xuất hiện ở tay, chân, lòng bàn tay, gan bàn chân- phần cơ thể cọ xát nhiều hoặc tiếp xúc ánh sáng nhiều lâu ngày sẽ tạo thành các

đinh cứng màu trắng gây đau đớn

Bệnh đen và rụng móng chân có thể dẫn tới hoại tử, rụng dần từng đốt ngón chân

ảnh hưởng độc hại đáng lo ngại nhất của Asen tới sức khỏe là khả năng gây đột biến gen, ung thư, thiếu máu, các bệnh tim mạch (cao huyết áp, rối loạn tuần hoàn máu, viêm tắc mạch ngoại vi, bệnh mạch vành, thiếu máu cục bộ cơ tim và não), các loại bệnh ngoài da (biến đổi sắc tố, sạm da,sừng da, ung thư da,…), tiểu đường, bệnh gan và các vấn đề liên quan tới hệ tiêu hóa, các rối loạn

ở hệ thần kinh- ngứa hoặc mất cảm giác ở chi và khó nghe Sau 15-20 năm kể từ khi phát hiện, người nhiễm Asen sẽ chuyển sang ung thư và chết

1.2 tổng quan về hiện trạng ô nhiễm asen trong nước

1.2.1 Hiện trạng ô nhiễm Asen trong nước trên thế giới

giếng khoan được coi là không bị ô nhiễm các vi sinh vật gây bệnh và các chất thải hữu cơ, đã được đưa vào sử dụng, cung cấp nước sinh hoạt cho cộng đồng dân cư, thay thế dần việc sử dụng nước bề mặt Song ở một số vùng, nguồn nước này lại chứa các kim loại nặng như: chì, mangan, đặc biệt là Asen với nồng độ cao đáng lo ngại

Nhiễm độc Asen mãn tính thường xảy ra do người dân sử dụng nguồn nước sinh hoạt bị nhiễm Asen với nồng độ cao quá mức cho phép Theo số liệu của Tổ chức Y tế thế giới về ô nhiễm Asen trong nguồn nước, nồng độ Asen trong nước giếng khoan ở khu vực Nam Iowa và Tây Missouri của Mỹ dao động từ 0,034-0,490 mg/l; ở Hungary dao động từ 0,001- 0,174 mg/l, trung bình là 0,068 mg/l;

ở khu vực Tây-Nam Phần Lan khoảng 0,017- 0,98 mg/l; Mexico: từ 0,008- 0,624 mg/l, có tới 50% số mẫu có nồng độ Asen >0,050 mg/l [9]

Mức độ ô nhiễm Asen trong nước ngầm ở các nước châu á trầm trọng hơn, nồng độ Asen trung bình trong nguồn nước ngầm ở Tây Nam Đài Loan là 0,671 mg/l ở Tây Bengal ấn Độ nồng độ Asen trung bình trong nước giếng khoan của các quận dao động từ 0,193 đến 0,737 mg/l, có mẫu lên tới 3,700 mg/l

Bệnh nhiễm độc Asen mãn tính do sử dụng nguồn nước bị ô nhiễm Asen arsenicosis xảy ra ở nhiều nước trên thế giới và mang tính dịch tễ địa phương rõ rệt Số bệnh nhân được phát hiện ngày càng nhiều ở các nước như: Chile, Argentina, Mexico, Mỹ, Canada, Nga, Hungari, Bungari, Phần Lan, Newdilan…

Và gần đây, ở hàng loạt các nước châu á như: Mông Cổ, Hàn Quốc, Nhật Bản, Thái Lan, Philippine, Lào, Campuchia, nghiêm trọng hơn cả là ở ấn Độ, Bangladesh, Trung Quốc Ước tính tại châu lục này có trên 200 triệu người sử dụng nước ngầm bị nhiễm Asen có nguy cơ mắc bệnh Riêng tại Bangladesh khoảng 30-36 triệu người bị bệnh Vùng Tây Bengal, ấn Độ có tới trên 6 triệu người bệnh

Biểu hiện bệnh gây ấn tượng mạnh nhất là hình ảnh Bàn chân đen tìm thấy

đầu tiên ở Đài Loan năm 1920 Nguyên nhân gây bệnh là do dân cư sử dụng nguồn nước bị nhiễm Asen cao 0,35-1,10mg/l từ các giếng khoan để sinh hoạt

Tỷ lệ mắc bệnh này tăng dần vào cuối những năm 1950 và đến năm 1960 trở thành đại dịch Bàn chân đen

Ngoài ra, Asen còn có thể làm tổn thương thần kinh, ảnh hưởng đến việc sinh sản ở phụ nữ và tăng nguy cơ mắc bệnh xơ gan, thiếu máu, rối loạn chuyển hóa protein và đường Điều đáng lo ngại nhất là Asen còn có thể gây ung thư da, phổi, bàng quang, thận Nguy cơ mắc bệnh ung thư tăng theo thời gian tiếp xúc Theo thống kê của Trung tâm Ung thư quốc gia ở Đài Loan, tỷ lệ mắc bệnh ung thư bàng quang tại 4 khu vực bệnh Bàn chân đen năm 1993 là 23,5.10-5 so với tỷ

lệ của toàn quốc là 2,29.10-5 Tỷ lệ ung thư da và chết do ung thư da từ 14,01.10-5-

32, 41.10-5

Một số nghiên cứu về các biến đổi sinh học của Asen trong cơ thể và phương pháp điều trị cho thấy khả năng tích lũy của Asen trong cơ thể rất lớn,

đặc biệt là khi tiếp xúc lâu dài với liều lượng nhỏ Các phương pháp điều trị chủ yếu hiện nay chỉ là điều trị triệu chứng và sử dụng bổ sung thêm các thuốc tăng thải và các loại Vitamin để tăng khả năng tự đào thải Asen của cơ thể

Hình 1.2.Vị trí các nước nhiễm asen trên thế giới (21/9/2005)

Hàm lượng Asen trong nước mưa (μg/l) ở Thái Bình Dương là 0,6; Nhật 1,6; Thụy Điển 2,5; vùng không bị nhiễm ở Bắc Âu là 0,005-0,018 (trung bình là 0,08); vùng ô nhiễm ở Bắc Âu là 3,6-84 (trung bình là 12,3)

Hàm lượng Asen ở thế giới trong nước biển 3,7; ở nước sông là 4; trong nước sông ở Mỹ là1,5; Nhật 1,7; Liên Bang Đức 3,6; Thụy Điển 0,2-10; Anh là

15

Hàm lượng Asen trong nước dưới đất (μg/l) ở Na Uy là 0,002-11 (trung bình là 0,02); ở Ireland 0,2-0,4; Liên Xô 0,3-3,4; Mỹ 1-6; Thụy Điển 0,08-22

1.2.2 Hiện trạng ô nhiễm Asen trong nước ở Việt Nam

ở Việt Nam vào đầu những năm 1990, vấn đề ô nhiễm Asen được biết đến qua các nghiên cứu của Viện Địa chất và các Liên đoàn địa chất về đặc điểm địa chất thủy văn và đặc điểm phân bố Asen trong tự nhiên, các dị thường Asen Theo nghiên cứu khảo sát phân tích nước bề mặt và các nguồn nước đổ ra sông Mã ở khu vực Đông-Nam bản Phúng, hàm lượng Asen trong các mẫu nước đều vượt quá 0,05mg/l Kết hợp với điều tra của trường Đại học Y Hà Nội cho thấy,

sự ô nhiễm này có ảnh hưởng tới sức khỏe dân cư sống ở khu vực đó Từ 1995

đến 2000, nhiều công trình nghiên cứu điều tra về nguồn gốc Asen có trong nước ngầm, mức độ ô nhiễm, chu trình vận chuyển đã tìm thấy nồng độ Asen trong các mẫu nước khảo sát ở khu vực thượng lưu sông Mã, Sơn La, Phú Thọ, Bắc Giang, Hưng Yên, Hà Nội, Hà Nam, Nam Định, Thanh Hóa đều vượt Tiêu chuẩn cho phép đối với nước sinh hoạt của Quốc tế và Việt Nam [1]

Trước tình hình đó, trong hơn 2 năm 2003-2005, Chính phủ Việt Nam và UNICEF đã khảo sát về nồng độ Asen trong nước của 71.000 giếng khoan thuộc

17 tỉnh đồng bằng miền Bắc, Trung, Nam Kết quả phân tích cho thấy, nguồn nước giếng khoan của các tỉnh vùng lưu vực sông Hồng: Hà Nam, Nam Định, Hà Tây, Hưng Yên, Hải Dương và các tỉnh An Giang, Đồng Tháp thuộc lưu vực sông Mê Kông đều bị nhiễm Asen rất cao Tỷ lệ các giếng có nồng độ Asen từ 0,1mg/l đến > 0,5 mg/l cao hơn Tiêu chuẩn cho phép của Việt Nam và Tổ chức

Y tế thế giới 10-50 lần của các xã dao động từ 59,6 - 80%

a đồng bằng Bắc Bộ:

ở khu vực Hà Nội, nước dưới đất bị nhiễm độc Asen đã được các nhà địa chất thủy văn phát hiện từ năm 1996 Các kết quả phân tích cho thấy hàm lượng Asen trong nước dưới đất tầng chứa nước Holocen dao động từ 0,0002 đến 0,132 mg/l, trung bình là 0,0339 mg/l

Năm 1997, các nhà địa hoá và địa chất thuỷ văn đã lấy mẫu nước ngầm phân tích và kết quả cho thấy có 29% số mẫu nước lấy từ tầng Holocen có hàm lượng Asen vượt giới hạn cho phép và có 6% số mẫu nước lấy từ tầng Pleistocen

có hàm lượng Asen vượt quá tiêu chuẩn cho phép (Theo TCVN, hàm lượng Asen cho phép là 0,05mg/l) [2]

Theo kết quả phân tích của Văn phòng đại diện UNICEF tại Hà Nội và Trung tâm nước sinh hoạt và vệ sinh môi trường nông thôn trung ương 6 tháng

đầu năm 1999 cho thấy, mẫu nước của 351 trong số tổng số 519 giếng khoan ở Quỳnh Lôi (Hai Bà Trưng - Hà Nội) được phân tích thì có 25% số mẫu có hàm lượng Asen vượt tiêu chuẩn cho phép của Việt Nam và nếu theo tiêu chuẩn của

Tổ chức y tế thế giới (WHO là 0,01 mg/l) thì có tới 68% vượt tiêu chuẩn cho phép Điển hình có một giếng khoan ở phường Quỳnh Lôi có hàm lượng Asen

đạt 0,6 mg/l, vượt TCVN 11 lần và vượt tiêu chuẩn WHO tới 60 lần Trong thời gian này, UNICEF phối hợp với Trung tâm nước sinh hoạt và vệ sinh môi trường nông thôn đã tiến hành kiểm tra Asen trong nước của 1227 giếng khoan nông tại

6 tỉnh Phú Thọ, Thanh Hóa, Quảng Ninh, Hà Tây, Hải Phòng và Thái Bình [6] Tại tỉnh Thanh Hóa đã tiến hành phân tích Asen trong nước của 201 lỗ khoan nông tại các huyện Hoằng Hóa, Nông Cống, Thiệu Hóa Đa số các lỗ khoan có hàm lượng Asen nhỏ hơn 0,05 mg/l Chỉ có 11 giếng khoan ở Thiệu Nguyên, huyện Thiệu Hóa có Asen lớn hơn 0,05 mg/l, cao nhất đạt 0,1mg/l (4 giếng khoan)

Tại tỉnh Quảng Ninh đã phân tích Asen trong nước của 175 giếng khoan nông tại các huyện Đông Triều, thành phố Hạ Long, thị xã Uông Bí, huyện Hưng Yên Tất cả 175 mẫu đều có hàm lượng Asen nhỏ hơn 0,05 mg/l, chất lượng nước ở đây nhìn chung là tốt

Tại thành phố Hải Phòng, đã phân tích Asen trong nước của 49 lỗ khoan nông tại huyện An Hải, thị xã Đồ Sơn, quận Ngô Quyền, chỉ có 01 mẫu nước lỗ khoan có hàm lượng Asen vượt tiêu chuẩn cho phép Việt Nam 3 lần

Tại tỉnh Thái Bình, qua phân tích trong nước ngầm của 195 lỗ khoan nông tại các huyện Đông Hưng, Hưng Hà, Kiến Xương, Quỳnh Phụ, Tiền Hải, Vũ Thư

và thị xã Thái Bình, kết quả tất cả 195 mẫu đều có hàm lượng Asen nhỏ hơn 0,05 mg/l

Tại tỉnh Hà Tây chỉ có 01 kết quả phân tích Asen trong nước lỗ khoan nông

Hình 1.3.Sơ đồ phân vùng ô nhiễm tầng chứa nước qh

Hình 1.4.Sơ đồ phân vùng ô nhiễm tầng chứa nước qp

Tại Hà Nội, đã phân tích 526 mẫu nước ngầm tại các huyện Đông Anh, Từ Liêm, Thanh Trì, Gia Lâm, quận Hai Bà Trưng và quận Thanh Xuân Trong đó quận Hai Bà Trưng đã phân tích 519 mẫu, chủ yếu tại phường Quỳnh Lôi Kết quả cho thấy có 128/519 mẫu có Asen lớn hơn 0,05 mg/l (vượt TCVN), tức là xấp xỉ 25% số mẫu phân tích có hàm lượng Asen vượt TCVN Nếu so sánh với tiêu chuẩn cho phép của WHO thì có tới 351/519 mẫu có hàm lượng Asen lớn hơn 0,01 mg/l (tức là 67,63%) [6]

Nước ngầm trong một số lỗ khoan nông ở Tam Hiệp, Thanh Trì và Mễ Trì huyện Từ Liêm, Hà Nội cũng có hàm lượng Asen lớn hơn tiêu chuẩn cho phép của Việt Nam

Theo đánh giá của một số nhà nghiên cứu, nước dưới đất ở các vùng Hà Nội

và Việt Trì - Lâm Thao có chứa Asen với hàm lượng cao hơn các vùng khác Nếu lấy tiêu chuẩn cho phép Asen không vượt quá 0,05 mg/l đối với nước uống thì ở

Hà Nội có gần 28% số mẫu (ở tầng qh) vượt, còn ở Việt Trì - Lâm Thao có 12%

số mẫu vượt giới hạn trên ở các vùng khác đều thấp hoặc nếu vượt thì không quá 5% (như ở Hải Phòng) Hàm lượng Asen trong nước xét theo tính phổ biến thì về mùa khô cao hơn mùa mưa

Nước ở hai tầng nông (qh) và sâu (qp) đều có chứa hàm lượng Asen với mức độ khác nhau, trong đó tầng qh có chứa hàm lượng Asen lớn hơn Diện phân bố Asen trong nước với hàm lượng cao hơn giới hạn 0,05 mg/l nằm chủ yếu

ở phía nam nội thành (quận Hai Bà Trưng) Hà Nội và ở phía Đông huyện Thanh Trì, Hà Nội Đáng chú ý là hàm lượng Asen trong nước tại khu vực Hà Nội hiện nay có xu hướng lớn hơn so với khoảng thời gian 5-6 năm về trước

b- Đồng bằng Nam Bộ

Theo bản tin TTXVN phát đi ngày 12/11/2006, ở 4 huyện cù lao An Phú, Phú Tân, Tân Châu và Chợ Mới (An Giang), đã phát hiện 544 trong số gần 2.700 giếng khoan có nguồn nước bị nhiễm Asen Trong số giếng bị nhiễm Asen có

100 giếng bị nhiễm với hàm lượng vượt tiêu chuẩn nước sạch về ăn uống, 445 giếng bị nhiễm với hàm lượng vượt mức tiêu chuẩn về nước sạch sinh hoạt

Tại An Giang có tới 40% số giếng bị nhiễm Asen dưới 50 ppb, 16% nhiễm trên 50 ppb

Tại Long An, trong tổng số 4.876 mẫu nước ngầm được khảo sát có 56% số mẫu nhiễm Asen

Tại Đồng Tháp, tình hình cũng đáng báo động, khi có trên 67% số mẫu trong tổng số 2.960 mẫu nước ngầm được khảo sát đã phát hiện Asen Trong đó, huyện Thanh Bình có tỷ lệ nhiễm Asen cao với 85% số mẫu thử có hàm lượng trên 50 ppb Trên 51% số mẫu thử trong tổng số hơn 3.000 mẫu được khảo sát phát hiện đã nhiễm Asen tại Kiên Giang

Tại thành phố Hồ Chí Minh, có nơi như quận Phú Nhuận mật độ giếng khoan tới 900 giếng/km² Việc khoan giếng và khai thác nước dưới đất không có

kế hoạch sẽ làm tăng khả năng ô nhiễm và suy thoái chất lượng nước dưới đất Mức độ ô nhiễm Asen trong nước ngầm, nước đóng chai, nước cấp nông thôn, trong đất ở TP.Hồ Chí Minh là không đáng kể, có thế xem là chưa bị nhiễm bẩn Asen

Mặc dù người dân Việt Nam thường sử dụng nước giếng khoan sau khi qua

bể lọc sắt, song hiệu quả loại bỏ Asen của nhiều bể do dân tự xây lắp chất lượng chưa cao, nên tỷ lệ các bể có khả năng loại bỏ Asen tới giới hạn cho phép chỉ là 41,1% Ngoài ra, nhiều hộ gia đình dùng nước giếng khoan trực tiếp không qua

bể lọc

1.3 Thực trạng ô nhiễm Asen trong nước của khu vực nghiên cứu

Phường Định Công hiện là một trong những vùng trọng điểm về ô nhiễm Asen của quận Hoàng Mai trên địa bàn Hà Nội Đây là một vùng có địa bàn rất phức tạp, số lượng dân cư đông đúc Phường Định Công có hơn 14.966 nhân khẩu Nguồn nước cung cấp cho khu vực chủ yếu là nguồn nước giếng khoan

1.4 các phương pháp phân tích Asen trong phòng thí nghiệm

1.4.1 Phương pháp quang phổ sử dụng phức bạc dietyldithiocacbamat

Phương pháp quang phổ sử dụng phức bạc dietyldithiocacbamat (SDDC) là một trong những phương pháp cổ điển để xác định Asen trong các mẫu nước với

nồng độ Asen nằm trong khoảng 0,002-2 mg/l Asenat bị khử thành asin (AsH3)

do tác dụng của dòng hidro sinh ra Khí Asin tạo thành được phản ứng với dung dịch bạc dietyldithiocacbamat trong pyridin tạo thành hợp chất có màu đỏ Phức màu này được đo sự hấp thụ quang ở bước sóng 560 nm (kính lọc xanh) hoặc

546 nm (đèn hơi thủy ngân) [3]

1.4.2 Phương pháp Von-Ampe hòa tan

Phương pháp này được sử dụng trong phân tích lượng vết các kim loại trong nước Mẫu nước cần phân tích được cho vào bình điện phân Cực đo thường là cực thủy ngân và có cả một điện cực so sánh Người ta thổi khí nitơ hay agon qua bình để loại bỏ oxy trong dung dịch màu Điện phân là giàu chất cần phân tích trên bề mặt điện cực, sau đó hòa tan kết tủa làm giàu và tín hiệu hòa tan

được ghi dưới dạng pic để định lượng Theo chiều sâu của pic người ta tìm được nồng độ của ion kim loại trong dung dịch và theo thế của pic sẽ biết được bản chất của kim loại [3]

1.4.3 Phương pháp phát xạ nguyên tử cảm ứng cộng hưởng plasma (ICP-AES)

Đây là phương pháp xác định đồng thời được nhiều nguyên tố và áp dụng

đối với nhiều loại nền mẫu khác nhau

Nguyên tắc hoạt động của phương pháp: Dung dịch mẫu phun ở dạng sol khí tới vùng plasma agon có nhiệt độ 6000K-8000K, có bức xạ cảm ứng plasma, tại đó Asen được nguyên tử hóa và phát xạ bước sóng đặc trưng Nồng độ Asen trong mẫu được xác định dựa trên cường độ các vạch phát xạ [3]

1.4.4 Phương pháp khối phổ cảm ứng cộng hưởng plasma (ICP-MS)

Đây là phương pháp có độ nhạy cao trong phân tích đồng thời các nguyên

tố lượng vết Dung dịch mẫu phân tích ở dạng sol khí được đưa vào vùng plasma agon có bức xạ nhiệt độ cao khoảng 10000K Plasma nhiệt độ cao hóa hơi và ion hóa mẫu sau đó chuyển các ion vào thiết bị phổ khối để phát hiện các nguyên tố dựa vào tỉ lệ khối lượng/điện tích

1.4.5 Phương pháp quang phổ hấp phụ nguyên tử (AAS)

Phương pháp này có độ nhạy và độ chọn lọc cao Gần 60 nguyên tố hóa học

có thể xác định bằng phương pháp này với độ nhạy từ 1.10-4 đến 1.10-5 % Vì vậy

được sử dụng để xác định lượng lượng vết kim loại như Asen và một số kim loại vết khác

Nguyên tắc đo: toàn bộ Asen vô cơ hòa tan trong dung dịch mẫu được

chuyển về dạng Asen(III) nhờ tác nhân khử là NaI hoặc KI trước khí hydrua hóa

Asen(III) phản ứng với hydro mới sinh ra và tạo ra asin (asin- AsH3) Khí này

được dẫn vào bộ phận nguyên tử hóa mẫu để tạo ra các đám hơi nguyên tử tự do

Các nguyên tử này hấp thụ tia sáng có bước sóng đặc trưng và cho kết quả độ hấp thụ

1.5 phương pháp xử lý nước ô nhiễm asen

Có thể phân loại 7 nhóm phương pháp chủ yếu sau:

1.5.1 Tạo kết tủa:

Dùng hóa chất, tạo các chất kết tủa nhờ các phản ứng hóa học với các ion

tan trong dung dịnh Sắt thường tồn tại trong nước ngầm ở dạng hydrocacbonat

hòa tan, khi gặp oxy, sẽ được oxy hóa và tạo thành kết tủa, lắng trong thời gian

dài sẽ làm cho Asen có trong nước kết hợp và lắng xuống đáy cùng với sắt Hiệu

xuất khử Asen có thể đạt khoảng 50%

1.5.2 Keo tụ:

Phương pháp keo tụ bao gồm các phản ứng hóa học, quá trình hình thành

các bong keo tụ, phá vỡ độ bền vững hợp thể của các hạt chất bẩn, sự dính kết và

tăng kích thước của các hạt chất bẩn trong nước cần xử lý… Phương pháp này

thường được sử dụng để tách các hợp chất thể keo (kích thước 0.001-100 μm) và