Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.4.4. Sự biến thiờn của nụ̀ng độ hydrocacbonat và photphat
Quỏ trỡnh nghiờn cứu sự biến thiờn nồng độ của hydrocacbonat và phốt phỏt cũng đúng gúp một phần trong việc giải thớch cơ chế tương tỏc của cỏc ion xảy ra trong mụi trường nước ở điều kiện yếm khớ. Để thực hiện điều này sau khi lấy mẫu phõn tớch cỏc ion nghiờn cứu ở phần trờn như asen,mangan, sắt, sunfat, sunfua, nitrat, amoni …. tiến hành phõn tớch đồng thời nồng độ cỏc ion hydrocacbonat và photphat. Mẫu lấy được phõn tớch ngay trong ngày.
Cựng với cỏc quỏ trỡnh chuyển húa phức tạp của cỏc phần tử khỏc, nồng độ HCO3-
tăng liờn tục trong suốt thời gian từ ngày thứ 2 cho đến ngày thứ 36 của quỏ trỡnh nghiờn cứu như trờn hỡnh 3.22 và bảng 3.24. Sự hiện diện của ion hydrocacbonat đó giỳp cho Fe(II) cũng như Mn(II) hũa tan trong mụi trường nước một cỏch dễ dàng.
Bảng 3. 24. Biờ́n thiờn nụ̀ng đụ ̣ củ a hydrocacbonat
Ngày 2 7 10 15 20 25 30 35 40
HCO3-
(mg/l)
121 0 20 40 60 80 100 120 0 10 20 30 40
Thời gian (ngày)
N ụ̀n g đụ̣ h y d ro c a c b o n a t (mg /l )
Cũn đối với phốt phỏt, với nồng độ đầu vào là 6,0.10-6M tương đương khoảng 0,5mg/l, trong suốt quỏ trỡnh khảo sỏt, nồng độ phốt phat chỉ giảm đụi chỳt so với ban đầu, và hầu như khụng biến đổi. Lý giải cho trường hợp này do phốt phỏt đưa vào nhỏ và bị tiờu hao một phần cho quỏ trỡnh sinh húa trong hệ thống. Điều này được làm rừ hơn trong nghiờn cứu ảnh hưởng của nồng độ photphat tới cỏc quỏ trỡnh chuyển húa của cỏc nguyờn tố trong cột trỡnh bày ở phần sau.
Cỏc kết quả nghiờn cứu quỏ trỡnh chuyển húa của một số yếu tố cơ bản trờn thiết bị mụ phỏng mụi trường yếm khớ tự nhiờn đó cho thấy một cỏi nhỡn rừ ràng về sự xuất hiện, tồn tại của một số thành phần chớnh trong pha nước. Yếu tố cần thiết đầu tiờn là sự cú mặt của thành phần cacbonhydrat với cỏc vi sinh vật yếm khớ, chỳng lấy oxi hũa tan và oxi từ cỏc gốc axit hay cỏc hợp chất chứa oxi khỏc nhau tạo ra mụi trường khử giàu hydrocacbonat. Đõy là nguyờn nhõn và tiền đề cho sự giải phúng Fe2+, Mn2+ và H3AsO3 tan vào pha nước từ cỏc hợp chất ớt tan ban đầu là FeOOH, MnO2 và cỏc kết tủa asenat của cỏc kim loại khỏc nhau. Cỏc quỏ trỡnh sinh húa tiếp theo sẽ chuyển húa cỏc chất ớt tan trong pha rắn thành cỏc chất tan đi vào pha nước.
122
Trong cỏc thành phần nghiờn cứu ở thớ nghiệm này, Mn2+ xuất hiện trước tiờn trong pha nước do MnO2 được khử đầu tiờn khi mụi trường bắt đầu cú tớnh khử. Trong quỏ trỡnh khử Fe(III) về Fe(II) và As(V) về As(III) cú sự oxi húa chuyển húa ngược lại khi MnO2 và FeOOH cũn tồn tại đỏng kể trong mụi trường. Ở điều kiện mụi trường cú tớnh khử sõu hơn, khi hỡnh thành ion sunphua và asenua, thỡ cỏc hợp chất Fe(II) sẽ tạo kết tủa với hai ion này. Quỏ trỡnh này đó làm giảm đỏng kể nồng độ của sắt và asen trong pha nước. Trong điều kiện yờ́m khí As chủ yếu tồn tại ở dạng As(III) chiếm 70 - 98,5%.
Trong thớ nghiệm trờn, cacbonhydrat đưa vào là glucose hoàn toàn tan trong nước và được bổ sung liờn tục đảm bảo nồng độ trong khoảng 1,2.10-3 M, lớn hơn nhiều so với thực tế nờn mụi trường khử được tạo ra rất nhanh đó rỳt ngắn được thời gian chuyển húa của cỏc quỏ trỡnh núi trờn (trong vũng 2 thỏng). Trong thực tế, khi cỏc chất hữu cơ ở cỏc tầng phự sa bồi tớch chủ yếu nằm trong cỏc vật chất hữu cơ khú phõn hủy cũn lại từ xỏc cỏc động thực vật với khối lượng khụng đỏng kể do đú cỏc quỏ trỡnh chuyển húa xảy ra rất chậm, cú thể kộo dài hàng trăm năm hoặc lõu hơn. Bờn cạnh đú sự phức tạp của mụi trường thực khiến cỏc quỏ trỡnh đan xen lẫn nhau. Bằng hệ thống mụ phỏng và cụ lập trong một hệ thống khộp kớn, một số quỏ trỡnh chuyển húa cơ bản mới được làm rừ.
3.4.5. Cỏc yếu tố ảnh hưởng đến sự chuyển húa As, Mn và Fe trong điều kiện yếm khớ.