Quá trình giải phóng As từ trầm tích vào nước ngầm

5.4.2.1 Quá trình oxy hoá

Trong các thành tạp địa chất từ trước, cùng với quá trình hình thành, phát triển và biến đổi của trầm tích, As cũng được tích luỹ và tích trữ một các tự nhiên trong đất đá.

Các vật chất giàu quặng As bị phá huỷ, rửa trôi và lắng đọng cùng với các trầm tích. Điều kiện bảo tồn các quặng này càng tốt nếu đất đá ngập nước càng lâu và nước càng ít có điều kiện trao đổi, vận động. Lúc đó nước trong các trầm tích có hàm lượng As thấp vì các khoáng vật chứa As vẫn đang bền vững chưa bị rửa lũ, hoà tan. Khi mực nước ngầm vì lí do nào đó bị hạ thấp (quá trình khai thác nước, hoạt động kiến tạo trẻ, quá trình ngăn chặn nguồn cung cấp của tầng chứa nước,...) môi trường khoáng vật đang từ điều kiện khử trở thành môi trường oxy hoá. Oxy có điều kiện tiếp xúc với quặng chứa As và oxy hoá chúng tạo nên As ở dạng các ion dễ tan vào nước. Do vậy hàm lượng As trong nước ngầm sẽ tăng lên. Quá trình thường gặp ở những vùng khai thác khoáng sản có chứa các khoáng vật chứa As hoặc những nơi chịu ảnh hưởng của sự khai thác nước ngầm với quy mô lớn. Với những đặc điểm của sự nghiên cứu, đây không phải là quá trình khống chế của sự giải phóng As từ trầm tích vào nước ngầm hoặc nếu có thì vai trò của nó là không đáng kể.

5.4.2.2 Quá trình khử

Giả thuyết As bị oxy hoá tuy giải thích được sự tăng cao của As trong nước dưới đất ở môi trường bị oxy hoá. Song nó không giải thích được sự tăng cao của hàm lượng của As ở những nơi có mực nước ngầm không lớn nhưng thiếu oxy. Vì vậy, Rossa Nickson đã đưa ra ý kiến cho rằng sự tăng cao của hàm lượng As không phải do oxy từ không khí mà do phản ứng khử tự nhiên xảy ra ngay trong lớp trầm tích đặc biệt là những lớp trầm tích chứa các vật liệu hữu cơ [1, 6, 9, 12, 14, 15, 19]. Trong điều kiện khử, As bị hoà tan và giải phóng ra khỏi các keo sắt hoặc các vật liệu mà nó bị hấp phụ vào nước ngầm do sự phân huỷ các vật chất hữu cơ dưới tác động của nhóm vi sinh vật có sẵn trong đất đá. Đây là quá trình khống chế sự giải phóng và di chuyển As từ trầm tích vào nước ngầm.

5.4.2.3 Quá trình sinh hoá (vi khuẩn)

Theo McArthur [2001], các vi khuẩn nhóm Geospirillum barnesii sẽ kết hợp với As làm tăng sự di chuyển của As vào nước [6, 8, 9]. Trong các tầng chứa nước và cách nước, As thường có mặt với hàm lượng cao ở những khu vực có trầm tích sét bột, sét pha, cát

pha giàu vật chất hữu cơ. Ví dụ Asenopyrit bị rửa lũa, hoà tan dẫn đến một lượng lớn As được giải phóng vào trong môi trường nước theo phương trình:

4FeAs + 13O2 + 6H2O  4FeSO4 + 4 H3AsO4 (Asenat)

Asenat trong môi trường tự nhiên dễ dàng chuyển hoá thành dạng HAsO42- và HAsO32- di chuyển tốt trong nước [2, 3, 11]. Mặt khác, các vi khuẩn lên men phân huỷ vật chất hữu cơ cũng giải phóng ra một lượng lớn As vào trong môi trường nước theo cơ chế 2. Nếu môi trường càng có tính khử mạnh, càng thúc đẩy quá trình phân huỷ chất hữu cơ tạo ra As.

McArthur [2001] cho rằng hoạt động của vi khuẩn là động lực của quá trình khử hoà tan Hfo giải phóng As và tạo NH4+, CH4 , trong nước. Laverman và cộng sự [1995] đã thông báo rằng chủng vi khuẩn geospirillum barnesii có khả năng khử đồng thới cả Fe(III) và As(V) và như vậy nó có khả năng giữ As trong môi trường nước không cho nó hấp phụ trở lại lên Hfo.

• Tóm lại, trong quá trình giải phóng As từ trầm tích vào trong nước ngầm, ít hoặc nhiều đều có sự đóng góp của 3 quá trình trên. Song quá trình khử và quá trình sinh hóa là hai quá trình chính khống chế sự giải phóng As từ trầm tích vào nước ngầm của khu vực nghiên cứu.