CHƢƠNG 3 : ĐẶC ĐIỂM THỦY ĐỊA HÓA NƢỚC DƢỚI ĐẤT
4.2. Dạng tồn tại của As trong nƣớc dƣới đất
Trong mơi trƣờng, As có thể tồn tại ở các trạng thái oxi hóa khác nhau (-3, 0, +3 và +5), nhƣng trong nƣớc tự nhiên chủ yếu tìm thấy dạng asenit hóa trị ba [As(III)] và asenat hóa trị năm [As(V)]. Mặt khác, As(III) và As(V) luôn luôn chuyển trạng thái cho nhau tùy thuộc vào điều kiện môi trƣờng. Để xác định dạng tồn tại của As trong nƣớc có thể sử dụng phƣơng pháp phân tích quang phổ hấp thụ nguyên tử hydrua hóa (HVG-AAS) để định lƣợng trực tiếp các ion hoặc dựa vào mối quan hệ của As tổng với độ Eh và pH của môi trƣờng.
4.2.1. Kết quả phân tích
Kết quả phân tích 14 mẫu của chúng tơi tại Bộ mơn Hóa phân tích, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên cho thấy hàm lƣợng As(III) chiếm trên 70% so với trong As tổng (bảng 4.3).
Bảng 4.3. Kết quả phân tích hàm lƣợng As(III) và As(V) trong NDĐ
STT Số hiệu mẫu Hàm lƣợng As (ppb)
STT Số hiệu mẫu Hàm lƣợng As (ppb)
As(III) As(V) As(III) As(V)
1 HN.13.1a 3,870 0,610 8 HN.02a 13,760 <DL
2 HN.13.2a 15,590 <DL 9 HN.09a 25,750 1,700
3 HN.13.4a 0,450 <DL 10 HN.01a 0,430 <DL
STT Số hiệu mẫu Hàm lƣợng As (ppb)
STT Số hiệu mẫu Hàm lƣợng As (ppb)
As(III) As(V) As(III) As(V)
5 HN.58a 61,250 <DL 12 HN.23a 0,770 <DL
6 HN.54a 70,350 <DL 13 HN.22a <DL <DL
7 HN.03a 10,060 <DL 14 HN.39a <DL <DL
Bảng 4.4. Các đặc trƣng thống kê hàm lƣợng As(III) và As(V) trong NDĐ
Hàm lƣợng As (ppb) Min Max Av Me S V(%)
As(III) 0,36 95,55 24,85 11,91 32,52 131
As(V) 0,25 1,70 0,85 0,61 0,76 85
Qua bảng 4.4 ở trên cho thấy, hàm lƣợng As(III) dao động lớn từ 0,36 - 95,55ppb, trung bình 24,85ppm. Với hệ số biến phân 131%, hàm lƣợng As(III) phân bố trong khu vực khơng ổn định. Trong khi đó, hàm lƣợng As(V) dao động nhỏ từ 0,25 - 1,7ppb, trung bình 0,85ppm, nhƣng hệ số biến phân cũng tƣơng đối cao 85%, vì vậy hàm lƣợng As(V) phân bố trong khu vực cũng không đồng đều.
4.2.2. Quan hệ của As và Eh
Trong nƣớc dƣới đất khu vực phía tây Hà Nội, giá trị Eh thay đổi trong phạm vi từ -40mV đến +50mV song chủ yếu tập trung trong khoảng -20mV đến +20mV.
Eh trung bình đạt -5.2 mV. Trong khi đó hàm lƣợng As thay đổi từ 0,14 /l đến
392,42 g/l song chủ yếu tập trung trong khoảng từ 0,14 g/l đến 43,44g/l. Ngồi
khoảng giá trị này của Eh thì As phân bố rời rạc (hình 4.2).
Hình 4.2: Tƣơng quan giữa As và Eh
Về lý thuyết, As liên quan chặt chẽ với Eh nhƣng chúng tơi khơng tìm thấy phƣơng trình tƣơng quan nào có mức độ quan hệ chặt chẽ trên khu vực phía tây Hà
Nội. Theo các nghiên cứu trƣớc đây [20, 22, 23], mối liên hệ của As với Eh khá chặt chẽ, tuy nhiên các tác giả cũng chƣa đƣa ra phƣơng trình tƣơng quan giữa chúng với hệ số tƣơng quan chặt chẽ. Trong quá trình làm luận văn tác giả khơng có điều kiện lấy mẫu riêng cho từng loại As nên không lập đƣợc các quan hệ riêng rẽ của các loại As với các yếu tố khác. Tuy nhiên, mối quan hệ giữa As tổng với Eh thể hiện khá mật thiết ở hình 4.2. Giá trị Eh đo đƣợc cho chúng ta đánh giá đƣợc môi trƣờng nghiên cứu chứa các dạng tồn tại của As chủ yếu là môi trƣờng khử (do các giá trị Eh nhỏ, dao động trong khoảng hẹp từ -20 đến +20 mV).
4.2.3. Quan hệ giữa As với pH
Giá trị pH trong nƣớc trong khu vực nghiên cứu biến đổi trong một khoảng hẹp, dao động trong khoảng từ 6,4 đến 7,7, trung bình đạt 7.1. Hầu hết các mẫu nƣớc ngầm khu vực phía tây Hà Nội đều có giá trị pH xấp xỉ 7. Nƣớc thuộc loại trung tính, đơi nơi là axit yếu hoặc kiềm yếu. Trong khoảng pH này hàm lƣợng As
biến thiên trong khoảng từ 0,14 g/l đến 392,4 g/l. Điều này kết luận rằng, trong
phạm vi nghiên cứu thì As tồn tại ở điều kiện mơi trƣờng trung tính, axit yếu và kiềm yếu (hình 4.3).
Hình 4.3. Tƣơng quan giữa As và pH
Trong nƣớc dƣới đất, tùy thuộc vào tính chất và điều kiện mơi trƣờng địa hóa mà As tồn tại ở các dạng khác nhau. Trong mơi trƣờng có thế oxy hóa khử cao, As
thƣờng tồn tại ở dạng As(V) nhƣ: H3AsO4, H2AsO4-, HAsO42- và AsO43. Tuy nhiên, trong mơi trƣờng khử và thế oxy hóa thấp As(III) thƣờng chiếm ƣu thế, chủ yếu di
chuyển dƣới dạng H3AsO30 (hình 4.4). Các dạng As0 và As3- rất hiếm gặp trong môi
trƣờng nƣớc.
Hình 4.4: Ảnh hƣởng của Eh và pH tới dạng tồn tại của As trong NDĐ
“Nguồn: (Brookins, 1988; Yan et al., 2000, P.L. Smedley, D.G. Kinniburgh, 2002) ”
Khu vực phía tây Hà Nội, độ pH phổ biến trong khoảng từ 6,5 - 7; giá trị Eh từ 10 - 50mV. Từ giá trị pH, Eh trên ứng với hình 4.4 cho thấy dạng tồn tại của As
trong khu vực phía tây Hà Nội chủ yếu là As(III) di chuyển dƣới dạng H3AsO30.