STT Tên gọi Công thức
1 Asin AsH3
2 Asenit AsO33-
3 Asenat AsO43-
4 Axit dimetylasenic, DMAA Me2AsO2H
5 Axit metylasonic, MMAA MeAsO3H2
6 Trimetylasin Me3As
7 Oxit trimetylasin, TMAO Me3As+-O-
8 Ion tetrametylasoni Me4As+
9 Trimetylasoniaxetat Me3As+CH2COO-
10 Asenocholin (2-trimetylasonietanol) Me3As+CH2CH2OH
Các dạng chủ yếu của As trong môi trƣờng nƣớc – đối tƣợng đƣợc quan tâm
nhất trong phân tích mơi trƣờng là bốn dạng As(III), As(V), DMA và MMA, trong đó
hai dạng vơ cơ có độc tính cao hơn.
Asen thƣờng di chuyển trong đất, trong trầm tích, trong động thực vật và trong các vùng có hoạt động sinh học trong đại dƣơng.
Từ các mỏ tập trung, asen bị phong hóa cùng các kim loại khác và sau đó đƣợc vận chuyển đi phân tán trong mơi trƣờng. Một phần lớn asenat đƣợc kết tủa trở lại hoặc hấp phụ trên các hạt kiểu phù sa và đƣợc các dịng sơng, suối mang từ trên núi xuống bồi đắp các đồng bằng châu thổ của các con sông. Cùng với nhôm, sắt, các kim loại khác và khoảng 6% các vật chất hữu cơ trong trầm tích chứa một lƣợng đáng kể asen. Trong điều kiện yếm khí (trong lịng đất), các vi sinh vật phân hủy các chất hữu
cơ nói trên, tạo ra mơi trƣờng khử CO2. Tiếp đó là q tình khử, hịa tan sắt và giải phóng asen đã bị hấp phụ trên đó. Đồng thời với q trình giải phóng asen là q trình khử As(V) vềAs(III) và chúng đi vào nƣớc ngầm.
As phân bố rộng rãi trong môi trƣờng dƣới nhiều trạng thái khác nhau và đi vào các môi trƣờng sống theo nhiều cách thức và tốc độ khác nhau:
- Trong địa quyển: As tích lũy trong khống vật và quặng phong hóa với lƣợng lớn và đƣợc bổ sung vào đất từ q trìnhtích lũy của nƣớc, xâm nhập từ khơng khí và rác thải cơng nghiệp. Lƣợng As trong đất di chuyển do các q trình địa chất, địa hóa và sinh địa hóa khác nhau. Trong đất, các dạng As vơ cơ tham gia q trình oxi hóa và metyl hóa nhờ các vi sinh vật [34].
- Trong thủy quyển: Sự phân tán và di chuyển của As trong môi trƣờng nƣớc đặc biệt quan trọng vì phần lớn các q trình ơ nhiễm đều do ô nhiễm nƣớc. As từ đất đƣợc giải phóng vào mơi trƣờng nƣớc do q trình oxy hóa các khống sunfua hoặc khử các khoáng oxy hidroxit giàu As hay q trình rửa trơi và khuếch tán tự nhiên. Về cơ chế xâm nhiễm các kim loại nặng trong đó có As vào nƣớc ngầm cho đến nay đã có nhiều giả thiết khác nhau nhƣng vẫn chƣa thống nhất. Thơng qua các q trình thủy địa hóa và sinh địa hóa, các điều kiện địa chất thủy văn mà As có thể xâm nhập vào mơi trƣờng nƣớc. Hàm lƣợng As trong nƣớc ngầm phụ thuộc vào tính chất và trạng
thái môi trƣờng địa hóa. Nƣớc ngầm trong những vùng trầm tích núi lửa, khu vực quặng hóa nguồn gốc nhiệt dịch, mỏ dầu khí, mỏ than, ... thƣờng giàu As [52].
Ngồi q trình di chuyển từ đất vào nƣớc, ơ nhiễm As trong nƣớc cịn do q trình đào thải cơng nghiệp. Lƣợng lớn As trong công nghiệp và khai thác mỏ đƣợc đƣa nhanh vào nguồn nƣớc do thải trực tiếp hoặc q trình rửa trơi gây ơ nhiễm nghiêm trọng môi trƣờng nƣớc trên diện rộng do khả năng hòa tan cao của các hợp chất As [36].
- Trong khí quyển: Lƣợng As đi vào khơng khí chủ yếu do hai nguồn là khí thải
cơng nghiệp hay khí núi lửa và dovi sinh vật chuyển vào.
- Trong sinh vật quyển: As đi vào cơ thể thực vật qua nƣớc hoặc đất là chủ yếu,
sau đó chuyển vào cơ thể động vật và bị hấp thụ, chuyển hóa và tích lũy một phần. As xâm nhập vào cơ thể sinh vật, đặc biệt là cơ thể ngƣời theo nhiều con đƣờng, trong đó phổ biến là qua đƣờng tiếp xúc và qua tiêu hóa. Phần lớn lƣợng As đi vào cơ thể động vật bị chuyển hóa nhanh chóng và đào thải ra môi trƣờng, tiếp tục chu trình vận chuyển của nó trong tự nhiên [43].
Đặc điểm phân bố asen trong các hợp phần môi trƣờng tự nhiên đƣợc tóm tắt cụ
thểnhƣ sau:
1.2.3.1. Asen trong khơng khí và nƣớc
Hàm lƣợng As trong khơng khí (mg/m3) của thế giới khoảng 0,007 - 2,3 (trung
bình 0,5), vùng ô nhiễm là 1,5 - 190 (trung bình 15); Châu Phi 0,6 - 1,2; Nam Mỹ 0,9 -
1,6; Châu Âu, Bắc Mỹ 2,4; Nhật Bản 0,3 - 150; Liên Bang Đức 1,5 - 5,3. Theo Phạm Ngọc Hồ và cộng sự (2000), hàm lƣợng asen trong khơng khí ở khu vực xung quanh Ngã Tƣ Sở là 0,036 - 0,071 (trung bình 0,044) [3][8].
Hàm lƣợng asen ở trong nƣớc mƣa (µg/l) ở Thái Bình Dƣơng là 0,6; ở Nhật 1,6; ở Thụy Điển 2,5; vùng không bị nhiễm ở Bắc Âu là 0,005 - 0,018 (trung bình 0,08),
vùng ơ nhiễm ở Bắc Âu là 3,6 - 8,4 (trung bình 12,3) [8].
Hàm lƣợng asen trong (µg/l) nƣớc biển thế giới khoảng 3,7; nƣớc sơng thế giới 4; nƣớc sông ở Mỹ 1,5; Nhật 1,7; Liên Bang Đức 3,6; Thuỵ Điển 0,2-10; Anh 15.
Hàm lƣợng asen trong nƣớc dƣới đất (µg/l) ở Na Uy 0,002 - 11; Ireland 0,2 -
1.2.3.2. Asen trong đá và quặng
Asen tồn tại hơn 200 khoáng vật khác nhau, bao gồm các loại asen cơ bản là arsenite, arsenate sulphide, oxit. Trong cấu trúc của các loại khoáng vật này, asen thƣờng đi kèm với một số nguyên tố khác nhƣ Fe, Ni, Co, Cu, S, Ca, Mg. Asen thƣờng xuất hiện trong mạch nƣớc địa nhiệt, núi lửa, suối nƣớc nóng,....Khống vật phổ biến nhất là Arsenopyrite (loại quặng chứa nhiều asen nhất) tiếp đến là các khoáng asenua (27 loại), sunfua (13 loại), muối sunfua (65 loại) và các sản phẩm ôxy hố của chúng (2 dạng ơxit, 11 dạng asenit, 116 dạng asenat và 7 dạng silicat) [5][33].