7. Ý nghĩa Khoa học và thực tiễn
1.2.CÁC DẠNG TỒN TẠI CỦA ASEN TRONG MÔI TRƯỜNG
Các dạng tồn tại của As trong môi trường là vấn đề đáng quan tâm.
Trong môi trường As tồn tại chủ yếu ở các dạng: Asenite As(III), asenate As(V), asenious acids (H3 AsO3 , H2AsO3 –, HAsO32–) asenic acids (H3AsO4, H2AsO4–, HAsO42–), dimethylarsinate (DMA), monomethylarsonate(MMA), aseno- betaine(AB) và asenocholine (AC).
Những dạng hợp chất này minh hoạ cho sự đa dạng của các trạng thái oxy hoá của As và kết quả là đưa đến sự phức tạp về hoá tính của nó trong môi trường.
Trong pha nước với môi trường thoáng khí acid, Asenic chiếm ưu thế ở pH cực kỳ thấp (pH < 2), trong khoảng pH từ 2 – 11 chúng được thay thế bởi H2AsO4– và HAsO42–.
Asenious acid xuất hiện trong điều kiện pH thấp và có sự khử nhẹ tuy nhiên khi pH gia tăng nó sẽ được thay thế bởi H2AsO3– và khi pH vượt quá 12 sẽ làm xuất hiện HAsO32– . Với môi trường pH thấp và có mặt sunfua có thể tạo thành HAsS2.
Các hợp chất Asine, dẫn xuất asine và asenic xuất hiện ở điều kiện khử cao. Bởi vì nó tạo thành dạng anion trong dung dịch nên As không kết hợp với các anion đơn giản như Cl-; SO43- như các cation kim loại. Đúng hơn là các hợp chất anion As cư xử như các gốc tự do trong nước. As (III) phản ứng với nhóm sulphur và sul- phydryl như cystine, organic dithiols, proteins, enzymes nhưng không phản ứng với amine.
Hình 1.3a: Sự phụ thuộc của dạng tồn tại hợp chất asen vào pH[5]
Tuy nhiên As(V) lại phản ứng với nhóm nitrogen khử như amine nhưng lại không phản ứng với nhóm sulphydryl.
Hàm lượng As trong nước ngầm phụ thuộc rất nhiều vào tính chất và trạng thái môi trường địa hóa. Dạng As tồn tại chủ yếu trong nước ngầm là H3AsO4-1 (trong môi trường pH acid đến gần trung tính), HAsO4-2 (trong môi trường kiềm).
Hình 1.3b: Sự phụ thuộc dạng tồn tại của asen vào m ôi trường địa hóa[5]
Hợp chất H3AsO3 được hình thành chủ yếu trong môi trường oxy hóa-khử yếu. Các hợp chất của As với Na có tính hòa tan rất cao, còn những muối của As với Ca, Mg và các hợp chất As hữu cơ trong môi trường pH gần trung tính và nghèo Ca thì độ hòa tan kém hơn các hợp chất asen hữu cơ, đặc biệt là asen-acid fulvic. Các hợp chất của As+5 được hình thành theo phương thức này. As trong nước ngầm thường tập trung cao trong kiểu nước bicarbonat như bicarbonat Cl, Na, B, Si. Nước ngầm trong những vùng trầm tích núi lửa, một số khu vực quặng hóa nguồn gốc nhiệt dịch, mỏ dầu-khí, mỏ than, …thường giàu As. Thế oxy hóa khử, độ pH của môi trường và lượng kaloit giàu Fe3+ …, là những yếu tố quan trọng tác động đến quá trình oxy hóa - khử các hợp chất As trong tự nhiên. Những yếu tố này có ý nghĩa làm tăng hay giảm sự độc hại của các hợp chất As trong môi trường sống. [5]