3. Ý nghĩa của đề tài
1.4.1. Nguồn gốc sự ô nhiễm arsen
Arsen xâm nhập vào nước từ các công đoạn hoà tan các chất và quặng mỏ, từ nước thải công nghiệp và từ sự lắng đọng không khí, đôi khi còn do sự ăn mòn các khoáng vật thiên nhiên. [25], [30], [52]
* Nguồn gốc tự nhiên
Nguồn ô nhiễm arsen chủ yếu là do các quá trình tự nhiên như phun trào núi lửa, nhiệt dịch, phong hoá... Theo điều tra của UNICEF, arsen có trong các đất đá, các trầm tích được hình thành từ nghìn năm trước tại Việt Nam, arsen từ đất đá tan vào các mạch nước gây ô nhiễm nguồn nước. Các quá trình tự nhiên như địa chất, địa hóa, sinh địa hóa... đã làm cho As nguyên sinh có mặt trong một số thành tạo địa chất tiếp tục phân tán hay tập trung gây ô nhiễm môi trường sống. Vấn đề arsen bắt nguồn từ địa chất trong các trầm tích cách đây khoảng 20 - 80 nghìn năm đã ảnh hưởng tới 50% lãnh thổ Bangladesh. [23], [29]
Trong tự nhiên arsen có trong nhiều loại khoáng vật như Realgar (As4S4), Orpoment (As2S3), Arsenolite (As2O3), Arsenopyrite (FeAsS)... Trong nước arsen thường gặp ở dạng arsen hoặc arsenate. Các hợp chất arsen methyl có trong môi trường do chuyển hóa sinh học (Liang, 2009) [46]. Có hai tầng đất có khả năng tạo ra arsen trong nước ngầm, đó là tầng Holocen ở độ sâu từ 20 - 120 m, có thể tới 250 m, đây là lớp giàu arsen và chịu ảnh hưởng lớn bởi thời tiết và dòng chảy ngầm; tầng Pleistocene nằm dưới lớp Holecen và giàu vật chất hữu cơ, độ pH thấp, nhiều phèn và pyrit sẽ là điều kiện thuận lợi để giải phóng arsen từ các trầm tích trong tầng Holecen. Các tầng nước ngầm có nồng độ arsen cao thường ở độ sâu từ 20 - 120m. Ở 20 m, cấu trúc địa chất chứa nhiều đất sét pha cát trộn lẫn với kankar. Xuống đến độ sâu 120m, đất cát mịn pha sét có thể có chứa nồng độ arsen lên tới 550μg/l (Nguyen, 2008) [50].
Arsen là một nguyên tố không chỉ có trong nước mà còn có trong không khí, đất, thực phẩm và có thể xâm nhập vào cơ thể con người, nguyên nhân chủ yếu khiến nước ngầm ở nhiều vùng thuộc nước ta nhiễm arsen là do cấu tạo địa chất.[52]
* Hoạt động nhân sinh
Một phần nước bị ô nhiễm bởi arsen là do tác động của con người: Đốt nhiên liệu, đốt rác, sản xuất kính, chất nhuộm, nấu chảy quặng, luyện kim, khai thác và chế biến các loại quặng sulfuar arsenua, sản xuất và sử dụng TBVTV, phân hoá học, thuốc trừ sâu, diệt cỏ, vũ khí hoá học.... [23],[25]
Các ngành công nghiệp khai thác và chế biến các loại quặng, nhất là quặng sunfua, luyện kim tạo ra nguồn ô nhiễm arsen do việc khai đào ở các mỏ nguyên sinh đã phơi lộ các quặng sunfua, làm gia tăng quá trình phong hóa, bào mòn và tạo ra khối lượng lớn đất đá thải có lẫn arsenopyrit ở lân cận khu mỏ. Tại các nhà máy tuyển quặng, arsenopyrit bị rửa trôi, dẫn đến hậu quả là một lượng lớn As được đưa vào môi trường xung quanh. Arsenopyrit sau khi tách khỏi quặng sẽ thành chất thải và được chất đống ngoài trời và trôi vào sông suối, gây ô nhiễm tràn lan. [29]
Việc khoan giếng nước không hợp lý hoặc thăm dò khai thác mỏ có thể làm cho arsen tích tụ trong đất hòa tan vào nước ngầm. [30], [39]
Phế thải công nghiệp, phế thải sinh hoạt, hoá chất nông nghiệp tồn dư đi vào trong nước, vào không khí rồi tích tụ trong đất làm thoái hoá, làm giảm chất lượng sản phẩm, đặc biệt là các loại cây trồng trên khu vực đất bị ô nhiễm có thể trở thành độc hại cho người sử dụng. [29], [37]
Là một nước nông nghiệp, Việt Nam cũng sử dụng lượng lớn thuốc trừ sâu, diệt cỏ, phân hoá học, thuốc BVTV có chứa arsen làm tăng sự phân tán arsen vào môi trường nước và trầm tích. Một nguyên nhân vô cùng quan trong đó là hậu quả của chiến tranh chống Mỹ để lại. Hoa Kỳ đã ra lệnh rải một khối lượng lớn chất diệt cỏ vào Miền Nam Việt Nam, hành động đó đã để lại
hậu quả không chỉ làm huỷ diệt môi trường mà còn còn có ảnh hưởng vô cùng lớn với các thế hệ người Việt Nam sau này. [29], [52]
1.4.2. Hiện trạng ô nhiễm arsen trên thế giới
Tình trạng ô nhiễm arsen trên thế giới đang có chiều hướng gia tăng rất nhanh. Nhiều nơi có hàm lượng arsen trong đất, nước, không khí vượt cao hơn so với giới hạn quy định của các tổ chức sức khoẻ thế giới. Các điều tra khảo sát sự ô nhiễm arsen trong nước ngầm đã được thực hiện ở nhiều nước như Mỹ, Ấn Độ, Đài Loan, Slovakia, Argentina, Thái Lan, Mehico, Chilê, Trung Quốc, Bangladesh, Mông Cổ. Các kết quả khảo sát cho thấy nhiều vùng sử dụng nước ngầm bị nhiễm arsen một cách nghiêm trọng như: Ấn Độ, Bangladesh, Đài Loan, Alaska, Argentina, Canada, Mỹ. [1], [25], [38]. Những nguồn nước ngầm giàu arsen này phần lớn đều nằm gần các mỏ khai khoáng hoặc có liên quan đến hoạt động khai thác [6], [23].
Vấn đề ô nhiễm arsen trong nước ngầm tại Bangladesh là một điển hình, thử nghiệm 8000 giếng khoan ở 60 trong 64 tỉnh có tới 51% số mẫu nước có hàm lượng arsen vượt quá 0,05 mg/l. Hơn 95% tổng dân số của Bangladesh hiện nay đang sử dụng nước ngầm cho mục đích sinh hoạt và ăn uống, khoảng từ 30 - 35 triệu người dân Bangladesh đang sử dụng nước uống có chứa arsen với nồng độ lớn hơn 50 µg/l. Hàng triệu người dân mắc các chứng bệnh như ung thư da, chân đen, sừng hoá lòng bàn tay, bàn chân và nhiều bệnh khác do nhiễm độc arsen, đe dọa sức khoẻ của hàng triệu người dân Bangladesh. Qua phân tích cho thấy nồng độ ở một số giếng đã vượt quá giới hạn cho phép của WHO (10µg/l). Ở Manikganj, Harirampar, Faridpur, Gopalganj có 14 trong 19 mẫu phân tích vượt quá tiêu chuẩn cho phép của Bangladesh (50 µg/l), riêng vùng Harirampar cả 4 mẫu phân tích đều trên 100 µg/l [40], [43]. Nồng độ cao của asen có thể tìm thấy lên tới 1000 µg/l [43], [51]. Hiện tượng ô nhiễm nguồn nước ngầm cung cấp cho nước uống của hơn 1 triệu giếng ở Bangladesh và Tây Bengal (Ấn Độ) với nồng độ arsen vượt
quá giới hạn 50 µg/l gây nguy hiểm cho hơn 20 triệu người sử dụng nguồn nước đó [48].
Ở phía Tây Nam Đài Loan nồng độ arsen trung bình 147.671 µg/l và người dân sử dụng nước ở đây đã bị bệnh đen chân [41]. Hai khu vực bắc Achentina: San Antonio delos Codres và Taco Pozo có nồng độ asen khoảng 200 µg/l (Ioannis, 2002) [44], [46].
Sự nhiễm arsen trong nước ngầm ở phía đông sông Hoogky, một nhánh của sông Hằng phía Tây Bengal đã được báo cáo từ đầu năm 1978. [40]
Trong nước dưới đất ở vùng Ronphiboon (Thái Lan), hàm lượng arsen trung bình trong đất từ 15 - 300 ppm, trong đó lớp đất tầng A từ 50 - 5.000 ppm. Nước ở những lỗ khoan tầng nông và các giếng đào thì hàm lượng arsen tới 1,62 mg/l (dao động từ 0,08 - 9 mg/l). [1]
Hiện nay có ít nhất 130 triệu người trên toàn cầu đã và đang phải sử dụng hoặc tiếp xúc trực tiếp nguồn nước có nồng độ arsen vượt ngưỡng cho phép của WHO (0,01mg/l) [42], [52]. Vấn đề arsen đã không chỉ gây ảnh hưởng tới chất lượng môi trường mà nó còn là mối đe doạ với sức khoẻ của con người trên toàn thế giới.