Bảng 3.13: Sự biến thiên của pH và nồng độ As trong pha nước quá trình yếm khí (Phương pháp HgBr2) Hệ số pha loãng (HSPL) h (mm) C As (ppb) Ngày C As* HSPL pH*1000 5 11.8 196.57 3 982.86 6150 5 13.7 240.96 7 1204.82 6200 5 15.1 273.68 9 1368.38 6260 5 16 294.70 11 1473.52 6370 5 17.4 327.41 13 1637.07 6450 5 22.6 448.91 20 2244.54 6550 10 14 247.97 22 2479.74 6590 10 17.2 322.74 26 3227.41 6630 10 18.4 350.78 28 3507.78 6780 10 20.7 404.52 30 4045.16 6810 10 28.9 596.11 34 5961.05 6850 25 17.8 336.76 36 8418.98 6980 25 23.2 462.93 40 11573.19 7130 25 25.1 507.32 42 12683.00 7190
130
Hình 3.14: Sự biến thiên của pH và nồng độ As trong pha nước quá trình yếm khí
Dựa vào kết quả phân tích thì ngay ngày thứ 3 sau khi lắp đặt hệ thống yếm khí đã có As ở trong pha nước với nồng độ rất cao 983ppb, điều này chứng tỏ As trong xỉ pyrit dễ bị khử trong điều kiện yếm khí. Sau đó nồng độ As được tăng dần theo thời gian, và pH cũng tăng dần. Đến ngày 30 trở đi nồng độ As tăng vọt đến giá trị 12683.00ppb khi pH=7.19. Nồng độ đo được trong pha nước gấp 1268 lần chỉ tiêu cho phép trong nước ăn uống (10ppb).
Hàm lượng As ở pha nước trong điều kiện yếm khí vô cùng lớn vì thế sau các quá trình phòng hóa của tự nhiên, điều kiện nhiệt độ, thời tiết ... As có thể được giải phóng khỏi xỉ, phân tán vào đất, và cuối cùng đi vào nguồn nước ngầm.
Sau quá trình xử lý đốt quạng pyrtit để lấy SO2, thì As giải phóng khỏi
quặng chủ yếu dưới dạng As (V), As (V) tạo thành một phần tan vào trong nước lắng xuống tầng sâu hơn và cuốn trôi đi, một phần bị kết tủa. Còn một phần As (V)
Biến thiên nồng độ As, pH
0.002000.00 2000.00 4000.00 6000.00 8000.00 10000.00 12000.00 14000.00 0 10 20 30 40 50 Ngày A s (p p b ), p H C As* HSPL pH*1000
131
hấp phụ trên bề mặt các hạt ôxit như Fe2O3, MnO2… và còn lại đi vào kết tủa
FeAsO4, FeAsO3. Mà xỉ là của quặng Pyrit nên hàm lượng Fe là rất lớn.
Theo kết quả khảo sát và đánh giá của chúng tôi hàm lượng As ở pha nước trong điều kiện yếm khí rất cao nhưng cơ chế giải phóng nó vào nước ngầm cũng rất chặt chẽ. Sự giải phóng As từ đất vào nước ngầm hiện tại được lý giải theo nhiều cơ chế khác nhau:
Cơ chế 1: Liên quan đến sự oxi hóa các chất chứa As.
Cơ chế 2: Liên quan đến sự khử asenat về asenit hấp phụ lên trên bề mặt những hạt keo Fe, Mn trong điều kiện yếm khí.
Cơ chế 3: Đề cập đến sự trao đổi cạnh tranh của các anion với As hấp phụ lên trên bề mặt. Theo cơ chế này thì sắt hyđroxit hấp phụ As, sau một khoảng thời gian nhất định thì sẽ mất một phần As bám trên bề mặt khi tiếp xúc với nước ngầm.
Cơ chế 4: Tập trung vào sự hòa tan sắt oxit có chứa As bị hấp thu, chất hữu cơ là chất khử phổ biến nhất, nhưng nếu tại nơi có vật chất hữu cơ ít hoặc trơ , điều này đồng nghĩa với việc vật chất hữu cơ phải được phát tán từ nơi khác đến thông qua phát tán trong nước ngầm tới khu vực có oxi hyđroxit.
Do vậy mà hàm lượng As trong điều kiện nghiên cứu yếm khí (cơ chế 2) rất lớn và khả năng rửa trôi và ô nhiễm nghiêm trọng vào môi trường nước cũng có thể xảy nhanh chóng, hoặc có khả năng xảy ra ô nhiễm tới nước ngầm theo các cơ chế nêu trên thì chỉ còn vấn đề là thời gian. Hàm lượng As lớn như vậy thì nếu chưa xảy ra sự ô nhiễm trầm trọng trong nguồn nước nhưng nếu không được xử lý thì đến một thời điểm nào đó As bị rửa trôi xuống dưới các tầng đất sâu và tại đó các phản ứng sinh học, phản ứng hóa học đã tiêu hao oxi và tạo nên môi trường mang tính khử, hoặc môi trường khử yếm khí. Fe(III) dạng kết tủa FeOOH,
Fe(OH)3, Fe2O3 sẽ chuyển thành Fe(II) dạng dễ tan trong nước thì lúc đó As sẽ
được giải phóng ồ ạt vào môi trường nước ngầm. Mà chỉ cần một lượng nhỏ của As trong đất mà được giải phóng thì hàm lượng As trong nước ngầm sẽ rất lớn vì
132
chỉ tiêu của As trong nước rất thấp 10 ppb. Lúc đó hậu quả rất là nghiêm trọng. Có thể biểu diễn sự giải phóng của As vào nước ngầm như sau.
Hợp chất rắn chứa As (xỉ)