Theo kết quả nghiên cứu của Đỗ Văn Ái và cộng sự (2000)[1], Việt Nam hiện có 3 vùng ơ nhiễm asen:
- Vùng núi với các đá biến đổi nhiệt dịch, quặng vàng, đa kim, sunfua và
vỏ phong hoá cũng như đất phát triển trên chúng (Bản Phúng, Đồi Bù, Khâu Âu, Chợ Đồn). Nguồn ơ nhiễm là do các q trình tự nhiên (quá trình nhiệt dịch, tạo quặng sunfua, đa kim, vàng, hoạt động núi lửa, phong hoá…).
- Một số nơi ở đồng bằng có hàm lượng asen vượt quá quy định về tiêu
chuẩn nước sinh hoạt TCVN-1995. Nguồn ô nhiễm asen là các quá trình tự nhiên (ơxy hoá khoáng vật sunfua và khoáng vật chứa asen trong trầm tích, khử các hydroxit sắt chứa asen…) và hoạt động nhân sinh.
- Đới duyên hải (trầm tích biển ven bờ một số vùng ở Quảng Ngãi, Phú
Yên). Nguồn ô nhiễm chủ yếu là hoạt động nhân sinh, đặc biệt là do sử dụng thuốc trừ sâu, diệt cỏ, vũ khí hố học…).
Hình 1.3. Bản đồ ơ nhiễm Asen
MỨC ĐỘ Ơ NHIỄM ĐƯỢC PHÂN THEO MÀU SẮC
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Ở vùng đồng bằng sông Hồng, các địa phương bị ô nhiễm asen nghiêm trọng nhất là Hà Nam, nam Hà Nội và Hà Tây cũ, một phần của tỉnh Hưng Yên, Nam Định, Ninh Bình, Thái Bình và Hải Dương, tập trung chủ yếu ở phía Tây Nam sơng Hồng. Trong thời gian từ 2005 đến 2007, Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ Môi trường và Phát triển Bền vững (CETASD), trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội kết hợp với các chuyên gia thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Nước (Eawag), Liên bang Thuỵ Sĩ đã tiến hành khảo sát ngẫu nhiên trên toàn khu vực đồng bằng sông Hồng với tổng số 461 mẫu nước giếng khoan. Nồng độ asen dao động từ 1 g/l đến 400 g/l. Trong đó, số mẫu vượt quá tiêu chuẩn cho phép lên tới 11%. Nghiêm trọng hơn, các mẫu có hàm lượng
asen cao lại tập trung ở những khu vực người dân sử dụng nguồn nước này
làm nước ăn uống sinh hoạt hàng ngày (UNICEF, 2004) [21].
Hiện nay, những số liệu thu thập được cho thấy sự ô nhiễm asen ở miền Bắc cao hơn miền Nam. Đáng chú ý là cả vùng đồng bằng sơng Hồng đều nằm trong tình trạng đáng lo ngại về mức độ ô nhiễm asen. Tiến sĩ Trần Hữu
Hoan - Viện Hóa học cơng nghiệp cho biết: Việt Nam đã được đánh dấu trên
bản đồ ô nhiễm asen của thế giới (Trần Hữu Hoan, no date) [6].
Bảng 1.2. Tổng hợp những kết quả xét nghiệm asen do UNICEF hỗ trợ năm 2004 [21] TT Địa điểm Tổng số giếng Tổng số mẫu Nồng độ asen (mg/l) và tỷ lệ % >0,01 % >0,05 % 1 An Giang 1.453 240 61 25,4 10 4,2 2 Bình Phước - 52 0 0 0 0 3 Đồng Tháp 7.780 212 88 41,5 83 39,2 4 TP Hồ Chí Minh - 240 0 0 0 0 5 Long An 2.272 235 0 0 0 0 6 Tây Ninh - 603 0 0 0 0
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Số liệu nghiên cứu của các tác giả Nguyễn Văn Đản và Tống Ngọc Thanh (bảng 2.3) cho thấy cả hai tầng chứa nước bên trên (qh) và bên dưới (qp) ở nhiều nơi khu vực Hà Nội đều bị nhiễm asen. Đặc biệt, ở Huyện Thanh Trì có tới 59,7% (43/72 mẫu) số mẫu phân tích ở tầng chứa nước bên trên và 54,2% (13/24 mẫu) số mẫu ở tầng chứa nước bên dưới vượt quá giá trị 0,05 mg/l. Nếu so sánh với tiêu chuẩn asen cho phép của bộ Y tế (0,01 mg/l) thì tỉ lệ này cịn cao hơn nhiều (Nguyễn Văn Đản, Tống Ngọc Thanh, 2001) [4].
Bảng 1.3.Tổng hợp một số chỉ tiêu phân tích mẫu nước ngầm Thành phố Hà Nội mùa khô 12/2000 - 2/2001 [4]
Chỉ tiêu phân tích vùng nghiên cứu
Asen Mangan Sắt Amoni
Số mẫu vượt TC* /TS % Số mẫu vượt TC/TS % Số mẫu vượt TC/TS % Số mẫu vượt TC/TS %
Tầng chứa nƣớc bên trên (qh)
Khu vực phía Bắc 4/66 6.1 44/66 66.7 27/66 36.4 2/66 3.0
Khu vực Đông Nam 8/20 40 19/20 95.0 12/20 60 3/20 15.0
Khu vực phía nam sơng Hồng + Huyện Từ Liêm 8/55 14.5 46/55 83.6 72.7 72.7 10/55 18.2 + Huyện Thanh Trì 43/72 59.7 59/72 81.9 91.7 91.7 56/72 77.8 + Các quận nội thành 18/47 38.3 44/47 93.6 87.23 87.2 3 17/47 36.2
Tầng chứa nƣớc bên dƣới (qp)
Khu vực phía Bắc 4/46 8.7 33/46 71.7 71.7 71.7 3/46 6.5
Khu vực phía Đơng
Nam 13/72 13 67/72 70.8 70.8 70.8 21/72 29.2
Khu vực nam sông Hồng + Huyên Từ Liêm 9/25 36 22/25 100 25-25 100 9/25 36 + Huyện Thanh Trì 13/24 54.2 22/24 95.8 23/24 95.8 18/24 75 + Các quận nội thành 17/43 39.5 40/43 97.7 42/43 97.7 12/43 27.9 * TCVN 5501-1991
Một số nghiên cứu khác cho thấy ở một số huyện của tỉnh Hà Nam (Lý Nhân, Bồ Đề và Bình Lục) đã có các biểu hiện lâm sàng đáng chú ý của nhiễm độc mạn tính ở cộng đồng do ăn uống nguồn nước bị ô nhiễm. Kết quả hội chẩn với UNICEF đã xác định được 8 trường hợp có biểu hiện tổn thương
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
ngoài da do tác hại của asen cần được theo dõi. 86% số hộ mới sử dụng nước giếng khoan được 6 năm (từ 1997), song qua thống kê của Y tế xã từ tháng 1/2000 đến tháng 9/2003 và kết quả khám sức khoẻ cho thấy: tỷ lệ bệnh ngoài da, biến đổi sắc tố da, sừng hoá, bệnh lý thai sản, tỷ lệ ung thư chung khá cao và có xu hướng tăng theo thời gian (Đặng Minh Ngọc và cộng sự, 2004) [13].
Như vậy, ở Việt Nam không những đã phát hiện ra các vùng nước ngầm ô nhiễm asen mà cịn có các biểu hiện lâm sàng ở cộng đồng do nhiễm độc asen. Do vậy, nếu khơng có biện pháp khắc phục, tiếp tục sử dụng các nguồn nước ô nhiễm asen kéo dài sẽ dẫn đến tình trạng nhiễm độc nặng nề như đã gặp ở Bangladesh, Ấn Độ, Trung Quốc….
1.5. NGUYÊN NHÂN DẪN ĐẾN SỰ Ô NHIỄM ASEN TRONG
NƢỚC NGẦM
Asen tồn tại trong tự nhiên trong một số loại đá, khoáng vật và đặc biệt trong các quặng đa kim. Đây là một trong những nguyên nhân chính gây ra sự có mặt của asen trong nước ngầm. Cho đến nay các nhà khoa học đã giả thiết đưa ra một số ngun nhân chính có thể gây nhiễm asen vào nước ngầm như sau (UNICEF, 2002) [20]:
- Do q trình oxi hố các khống vật pyrit sắt chứa asen bởi ơxi khơng
khí: Một số nhà khoa học đã nghiên cứu và đi đến khẳng định sự có mặt của asen trong các trầm tích chứa pyrit sắt. Việc khai thác nước ngầm với quy mô ngày càng tăng làm cho mức nước ngầm giảm dần đã tạo điều kiện để các trầm tích pyrit sắt tiếp xúc với khơng khí dẫn đến phản ứng oxy hố pyrit sắt
thành FeSO4, Fe2(SO4)3 và axit sunfuric. Q trình này giải phóng cả asen và
nó bị oxy hố thành asenit (AsO2-
) và asenat (AsO3-) mà cả hai đều tan trong
nước ngầm.
- Phản ứng khử các oxyhydroxyt sắt chứa asen: Giả thuyết về quá trình
oxi hố nêu trên khơng thể giải thích được vì sao lại có một hàm lượng lớn asen ở các giếng sâu và ở điều kiện yếm khí. Một số cơng trình nghiên cứu về lĩnh vực này đã chỉ ra rằng trong các giếng sâu, asen bị giải phóng do các oxyhydroxyt sắt chứa asen bị khử ở mơi trường yếm khí. Đây là ngun nhân chính làm cho hàm lượng asen cao trong nước ngầm ở lưu vực sơng Gange, Bangladesh.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Asen vốn tự nhiên đã có sẵn trong đất, chúng được gắn kết lên bề mặt của các hydroxit sắt theo cơ chế hấp phụ. Trong mơi trường khử, sắt chuyển hố từ dạng oxy hố, hoá trị 3+ khơng tan, thành dạng khử, hố trị 2+ dễ tan
trong nước. Hiện tượng này sẽ làm cho asen bám trên bề mặt các hạt hydroxit
sắt được giải phóng và hồ tan vào trong nước ngầm. Phương trình phản ứng được biểu diễn như sau (Đào Mạnh Phú, 2010) [16]:
4FeOOH(As(V)) + CH2O + 7H2CO3 4Fe2+ + 8HCO3- + 6H2O + As(III)
- Do các vi sinh vật: Khi phân tích nước bề mặt ở một vùng gần
Montpellier (Pháp), một vùng có trữ lượng kim loại nặng lớn, người ta nhận được kết quả pH từ 2,5 - 3,5 và hàm lượng asen từ 0,1 - 0,3 mg/l đồng thời cũng thấy sự có mặt thường xuyên của một nhóm vi sinh vật. Các kết quả thực nghiệm nhận được đã chứng tỏ đó chính là ngun nhân gây nên hàm lượng asen cao trong nước. Có thể giải thích rằng các vi sinh vật đóng vai trị như chất xúc tác cung cấp oxi cho q trình oxi hố các sunfua kim loại làm giải phóng axit sunfuric và kim loại. Sau đó axít sunfuric hồ tan kim loại tạo thành muối sunfat và hoà tan asen vào nước (Đào Bích Thuỷ, 2005) [19].
- Theo Trần Hữu Hoan (no date)[6], nước bị nhiễm asen là do nước chảy
qua các vỉa quặng chứa asen đã bị phong hoá; do suy thoái nguồn nước ngầm làm cho các tầng khoáng chứa asen bị phong hoá, asen từ dạng khó tan chuyển sang dạng có thể tan được trong nước.
Ngồi những nguyên nhân trên, ơ nhiễm asen trong nguồn nước cịn do con người gây ra từ thuốc phun hoa quả, khi sản xuất vải vóc, vũ khí, trong thuốc trừ sâu, chất phụ gia trong thức ăn gia súc và trong các dược phẩm, từ các nguồn nước nhiễm bẩn khác của các nhà máy hoá chất dẫn vào các mạch nước ngầm. Việt Nam sử dụng lượng rất lớn thuốc bảo vệ thực vật, phân bón chứa asen làm phát tán asen vào trong nguồn nước. Trong chiến tranh rất nhiều chất độc hại chứa asen đã được thả xuống lãnh thổ và vùng nước của Việt Nam. Vì vậy, mọi nơi trên lãnh thổ Việt Nam đều có nguy cơ nhiễm asen bất cứ lúc nào [22].
Vi sinh vật
Đại diện cho vật chất hữu cơ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
1.6. TIÊU CHUẨN VỀ HÀM LƢỢNG ASEN TRONG NƢỚC
UỐNG
Do những tác động có hại với con người và hệ sinh thái, hàm lượng
asen có mặt trong mơi trường thường được các tổ chức quốc tế về môi
trường quy định ở mức rất thấp.
EPA quy định nồng độ giới hạn cho phép của Asen trong nước uống
là 50 g/l. Cơ quan về an toàn định cư và sức khoẻ của Mỹ (OSHA) quy
định nồng độ giới hạn cho phép của asen trong khơng khí ở trong các
phân xưởng là 10 g/m3
đối với asen vô cơ và 500 g/m3
đối với asen hữu cơ (Trần Hiếu Nhuệ và cộng sự, 2000) [15]. Tổ chức Y tế Thế giới WHO khuyến cáo nồng độ asen cho phép trong nước uống là 0,01 mg/l.
Theo Qui chuẩn Việt Nam 01:2009/BYT - Qui chuẩn kỹ thuật quốc
gia về chất lượng nước ăn uống, nồng độ Asen trong nước dùng để ăn uống phải nhỏ hơn 0,01 mg/l. Theo Qui chuẩn Việt Nam 02:2009/BYT - Qui chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt, nồng độ Asen trong nước sử dụng cho mục đích sinh hoạt thơng thường khơng sử dụng để ăn uống trực tiếp phải nhỏ hơn 0,01 mg/l đối với các cơ sở cung cấp nước và phải nhỏ hơn 0,05 mg/l đối với hình thức khai thác nước của cá nhân, hộ gia đình.
1.7. CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ ASEN