CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
II.4. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ ASEN HIỆN NAY
Asen trong nước tồn tại ở 2 dạng hoá trị : As(III) và As(V); trong nước ngầm As(III) trội hơn. Asen hiện diện trong nước ngầm (trạng thái yếm khí) (anaerobic) dưới dạng As(III) (arsenite) trung tính (neutral). Khi tiếp xúc với không khí (nước mặt) một phần lớn As(III) sẽ hoán chuyển thành As(V) (arsenate) và cho ra ion âm (negative charge). Chính dạng sau cùng này là mầm móng của các hội chứng nhiễm độc arsenic. Do đó mọi phương pháp xử lý đều tập trung vào việc khử arsenate.
Asen xuất hiện trong nguồn nước ngầm bằng những con đường khác nhau, song nó tồn tại ở hai loại hợp chất:
As (III): H3AsO3, H2AsO3-, HAsO32-,AsO33-
As (V): H3AsO4, HAsO42-, AsO43-.
Tính chất hấp phụ hoặc khả năng tạo thành các hợp chất ít tan của As(V) cao hơn As(III), bắt buộc trong công nghệ khi xử lý thông thường, người ta phải chuyển trạng thái hóa trị As(III) về As(V).
II.4.1 Phương pháp tạo kết tủa, lắng
Đây là phương pháp đơn giản nhất bằng cách dùng hóa chất kết tủa nhờ các phản ứng hóa học với các ion tan trong dung dịch. Trong nước ngầm, Sắt thường tồn tại ở dạng hydrocacbonat hòa tan, khi gặp oxi sẽ được oxi hóa và tạo thành chất kết tủa. Lắng trong thời gian dài sẽ làm cho asen có trong nước kết hợp và lắng xuống đáy
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
cùng với sắt. Hiệu xuất khử asen có thể đạt khoảng 50%. Điều kiện pH = 7 cho kết tủa asen là tối ưu
II.4.2 Keo tụ bằng hóa chất
Phương pháp keo tụ gồm các phản ứng hóa học, quá trình hình thành các bông keo tụ, phá vỡ độ bền vững hợp thể của các hạt chất bẩn, sự dính kết và tăng kích thước của các hạt bẩn trong nước cần xử lý…phương pháp này thường được sử dụng để tách các hợp chất thể keo (kích thước 0,001- 100μm) và các hạt tán sắt lơ lửng ở trong nước.
Phương pháp keo tụ chuyển asen từ dạng tan sang dạng không tan nhờ phản ứng hóa học, sau đó tách chúng ra khỏi nước nhờ lắng hoặc lọc. Công nghệ thường sử dụng là: bổ sung thêm chất keo tụ như các muối của sắt hoặc nhôm, có thể oxi hóa sơ bộ hoặc sau đó điều chỉnh pH. Trong công nghệ này, xử lý cặn thải chứa asen từ quá trình keo tụ cũng là một vấn đề cần quan tâm
II.4.3 Lắng
Tách pha rắn và pha lỏng nhờ tác dụng của trọng lực. phương pháp này thường được sử dụng kết hợp với tạo tủa và lắng
II.4.4 Lọc
Phương pháp lọc thông thường được sử dụng để tách các chất rắn ra khỏi nước bằng cách cho nước đi qua khối vật liệu lọc bằng cát, than antraxit, than hoạt tính, vải lọc giấy lọc. Những vật liệu này có tác dụng cho nước đi qua và giữ các chất bẩn trên bề mặt của chúng. Thông thường phương pháp này có thể tách các chất bẩn dạng hạt như bùn, sét, các hạt thể keo, các hạt nhỏ từ chất hữu cơ trong tự nhiên, các hợp chất kết tủa của sắt và mangan, các bông keo tụ , vi khuẩn…
II.4.5 Oxy hóa
Oxy hóa là phương pháp tương đối đơn giản, đưa oxi tác dụng và chiếm lấy phân tử trong nguyên tử của chất phản ứng. Làm thoáng bằng cách sục không khí vào nước, có thể oxi hóa asen và sắt trong nước, tạo kết tủa FeAsO4. Phản ứng oxi hóa quang hóa là phản ứng xảy ra trong hệ thống hóa học nhờ năng lượng bức xạ .
Oxy hóa As(III) thành As(V) có thể sử dụng các hóa chất thích hợp như dung dịch javen, hydroperoxit hoặc oxy hòa tan. Với nguồn nước có clo dư (clo hoạt động) khoản 1mg/l trong vùng pH = 6-10 có thể oxi hóa asen trong thời gian rất ngắn.
II.4.6 Sử dụng thực vật lọc Asen
Asen phổ biến trong đất và được cây trồng hút vào rồi tích tụ dần với số lượng ngày một tăng thêm. Các nhà khoa học của ĐH Copenhagen, Đan Mạch và ĐH
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Gothenburg, Thụy Điển đã phân lập được những protein cho phép sự đi vào của Asen, một trong những dạng thường gặp nhất của Asen trong môi trường, rồi đi vào tế bào cây. Nodulin26-like intrinsic protein (NIPs) là một họ protein, chúng đóng vai trò transporters giống như các xe búyt chuyên chở khách “arsenite” xuyên quan màng tế bào. NIPs có quan hệ với “aquaglyceroporins” đựoc tìm thấy trong vi khuẩn và tế bào động vật hữu nhũ. Các nhà nghiên cứu tìm thấy NIPs không chuyên chở arsenite theo một chiều nhất định, mà còn đóng vai trò làm sạch tế bào đối với hợp chất gây độc này .
II.4.7 Phương pháp Hấp phụ
Trong quá trình hấp phụ, năng lượng tự do bề mặt của hệ G giảm, nghĩa là <
0. Đồng thời độ hỗn độn của hệ giảm (do các tiểu phân của các chất bị hấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ được sắp xếp một cách có trật tự) S nghĩa là < 0. Do đó từ phương trình năng lượng của công thức GIBBS (Thế đẳng áp đẳng tích).
SH – T.G = < 0.
Từ đó suy ra: H < 0.
Nghĩa là quá trình hấp phụ là quá trình tỏa nhiệt. Điều này hoàn toàn phù hợp với thực nghiệm. Hiệu ứng nhiệt của quá trình hấp phụ được gọi là nhiệt hấp phụ.
Phương pháp hấp phụ được áp dụng rộng rãi để làm sạch triệt để nước khỏi chất hữu cơ hòa tan sau xử lý hóa sinh, nếu nồng độ các chất này không cao và chúng không bị phân hủy bởi vi sinh vật hoặc chúng rất độc.
Asen có thể hấp phụ lên bề mặt của các vật liệu dạng hạt, hạt sét hay vật liệu gốc xenlulozo như than hoạt tính; than hoạt tính đã được xử lý bằng một số hợp chất kim loại: các hợp chất oxit sắt, oxit titan, oxit silic; sét khoáng (cao lanh, bentonit, …);
boxit, hemantit; nhựa tổng hợp trao đổi ion; than xương; cát phủ một lớp oxit sắt; vật liệu xenlulozo (mùn cưa, bột giấy).
Phương pháp hấp phụ bằng rễ lục bình và dương xỉ
Hiện nay phương pháp hấp phụ Asen bằng rễ lục bình, dương xỉ còn mới lạ ở Viêt nam, có một số nghiên cứu khoa học về vật liệu rễ lục bình sấy khô nhưng chưa áp dụng vào thực tế ở Việt Nam.
Đối với dương xỉ (Pteris vittata L.) chỉ dùng để “hút” các nguyên tố kim loại nặng trong đất như thạch tín, đồng, kẽm …(nghiên cứu viên Chen Tong Bin (Trần Đồng Bân) của Viện nghiên cứu Tài nguyên và khoa học địa lý, thuộc Viện Khoa học
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Trung Quốc) không có nghiên cứu nào về dùng rễ dưỡng xỉ đã sấy khô để hấp phụ Asen công bố trên báo chí
Rễ lục bình: trong một báo cáo khoa học của TS Parvez Haris, thuộc VĐH Leicester, Anh Quốc đã chứng minh việc dùng rễ cây lục bình (water hyacinth, tên khoa học là Eichhornia Crassipe) để khử arsenic. Rễ cây khô được xay nhuyễn có khả năng hấp thụ As trong một dung dịch có nồng độ 200 phần tỷ trong vòng 60 phút. Và phương pháp nầy đang dudợc áp dụng ở BanglaDesh.
(Theo Trần Hiếu Nhuệ, Nguyễn Việt Anh, Nguyễn văn Tín, Đỗ Hải, Một số Công trình xử lý Asen trong nước ngầm, Phục vụ cho cấp nước sinh hoạt đô thị và nông thôn, hội thảo quốc tế nhiễm asen : hiện trạng tác động đến sức khỏe con người và các giải pháp phòng ngừa, trang107-112.)
(http://www.biomedcentral.com/imedia/1121076562174829_article.pdf?random
=759933).