bài báo cáo thực tập về asen - Pdf 14

1. Nguồn gốc:
Trong tự nhiên asen có trong nhiều loại khoáng vật như Realgar As
4
S
4
, Orpoment As
2
S
3
,
Arsenolite As
2
O
3
, Arsenopyrite FeAsS (tới 368 dạng) Trong nước asen thường ở dạng arsenic
hoặc arsenate (AsO
3
3-
, AsO
4
3-
). Các hợp chất Asen methyl có trong môi trường do chuyển hóa
sinh học.
Asen 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 asen là do cấu tạo địa chất.
Trong công nghiệp, Asen có trong nghành luyện kim, xử lý quặng, sản xuất thuốc bảo vệ
thực vật, thuộc da. Asen thường có mặt trong thuốc trừ sâu, diệt nấm, diệt cỏ dại….
Ngoài ra, những khu vực dân tự động đào và lấp giếng không đúng tiêu chuẩn kỹ thuật khiến
chất bẩn, độc hại bị thẩm thấu xuống mạch nước. Cũng như việc khai thác nước ngầm quá lớn
làm cho mức nước trong các giếng hạ xuống khiến cho khí ôxy đi vào địa tấng và gây ra phản

2
O H
2
AsO
4
-
+ H
3
AsO
3
+ SO
4
2-
+ H
+
+ FeOOH
+ Ở dạng hoàn chỉnh:
FeAsS + O
2
+ H
2
O H
3
AsO
4

+ H
3
AsO
3

Khối lượng phân tử 74.9216 g/mol, không hòa tan trong nước.
Vỏ trái đất chỉ chứa một hàm lượng rất nhỏ thạch tín(~0,0001%); tuy nhiên, nó lại phân
bố rộng rãi trong tự nhiên. Trong tự nhiên, nguyên tố thạch tín tồn tại ở dạng nguyên chất với ba
dạng hình thù (dạng alpha có màu vàng, dạng beta có màu đen, dạng gamma có màu xám).
Nguyên tố thạch tín cũng tồn tại ở một số dạng ion khác. Dang vô cơ của thạch tín độc hơn so
với dạng hữu cơ của nó.
2.2.Tính chất hóa học:
Asen (As) tồn tại dưới dạng các hợp chất. (Chính các hợp chất của asen mới là những độc
chất cực mạnh ).
Trong nước Asen tồn tại ở 2 dạng hoá trị: hợp chất Asen hóa trị III và V.(Hợp chất Asen
hóa trị III có độc tính cao hơn dạng hóa trị V.)
Môi trường ôxy hóa là điều kiện thuận lợi để cho nhiều
hợp chất hóa trị V chuyển sang dạng Asen hóa trị III.
Trong môi trường sinh thái, các dạng hợp chất As hóa trị
(III) có độc tính cao hơn dạng hóa trị (V). Môi trường khử là điều
kiện thuận lợi để cho nhiều hợp chất As hóa trị V chuyển sang As
hóa trị III. Trong những hợp chất As thì H
3
AsO
3
độc hơn
H
3
AsO
4
. Dưới tác dụng của các yếu tố oxi hóa trong đất thì
H
3
AsO
3

2
O
3
Cấu trúc của Arsenic(tương tác và không tuơng tác)
As
2
O
3
+ O
2
= As
2
O
5
4As(s) + 5O
2
(g) → As
4
O
10
(s)
4As(s) + 3O
2
(g) → As
4
O
6
(s)
As tham gia phản ứng với tấc cả các halogen trong môi trường acid.
2As + 3CL

ảnh hưởng mạnh đến con người nhiều nhất là As (III).
2.3.1. Arsenic(III)florur(AsF
3
)
− Khối lượng phân tử: 131.92g/mol
− Trạng thái : lỏng
− Nhiệt sôi : 58-63
0
C
− Nhiệt đông đặc -6
0
C
− D =2700kg/m
3
Cấu trúc không gian của AsF
3
2.3.2. Arsenic(V)floride(AsF
5
)
− Khối lượng phân tử 169.914g/mol
− Trạng thái : khí
− Nhiệt sôi -52.8
0
C
− Nhiệt đông đặc -79.8
0
C
− D =7.456kg/m
3
Cấu trúc không gian của AsF

0
C
− Nhiệt đông đặc:31
0
C
− Trạng thái:tinh thể rắn
− Màu : trắng-vàng lợt
− D =3400-3660kg/m
3
2.3.6. Arsenic(III)Iodide(AsI
3
)
− Khối lượng phân tử:455.635
− Nhiệt sôi: 400-424
0
C
− Nhiệt đông đặc: 141
0
C
− Màu : đỏ
− Trạng thái: tinh thể rắn
− D = 4390-4730kg/m
3
Cấu trúc không gian của AsI
3
2.3.7. Arsenic(III)Hidide(AsH
3
)
− Khối lượng phân tử: 77.945g/mol
− Nhiệt sôi : -62.5

2.3.9. Arsenic(V)Oxide(As
2
O
5
)
− Khối lượng phân tử :229.84kg/mol
− Nhiệt nóng chảy: 315
0
C
− Trạng thái : rắn
− Màu trắng
− D = 4320kg/m
3
Cấu trúc không gian của As
2
O
5
2.3.10. Arsenic(III)sulphide(As
2
S
3
)
− Khối lượng phân tử :246.04kg/mol
− Nhiệt sôi :707
0
C
− Nhiệt nóng chảy: 310
0
C
− Trạng thái : tinh thể rắn

C
− Nhiệt nóng chảy: 320
0
C
− Trạng thái : tinh thể rắn
− Màu đỏ
− D = 3500kg/m
3
Cấu trúc không gian của As
4
S
4
2.3.13. Arsenic(III)selenide(As
2
Se
3
)
− Khối lượng phân tử : 386.723g/mol
− Nhiệt nóng chảy: 260
0
C
− Trạng thái : rắn
− Màu: hơi đen
− D = 4750kg/m
3
Cấu trúc không gian của As
2
Se
3
2.3.14. Arsenic(III)telluride(As

Asen được giải phóng vào môi trường nước do quá trình oxi hóa các khoáng sunfua hoặc
khử các khoáng oxi hidroxit giàu Asen. Về cơ chế xâm nhiễm các kim loại nặng, trong đó có
Asen vào nước ngầm cho đến nay đã có nhiều giả thiết khác nhau nhưng vẫn chưa thống nhất.
Thông qua các quá trình thủy địa hóa và sinh địa hóa, các điều kiện địa chất thủy văn mà
Asen có thể xâm nhập vào môi trường nước.
Hàm lượng Asen trong nước dưới đất phụ thuộc vào tính chất và trạng thái môi trường
địa hóa. Asen tồn tại trong nước dưới đất ở dạng H
3
AsO
4
1-
(trong môi trường pH axit đến gần
trung tính), HAsO
4
2-
(trong môi trường kiềm). Hợp chất H
3
AsO
3
được hình thành chủ yếu trong
môi trường oxi hóa-khử yếu. Các hợp chất của Asen với Na có tính hòa tan rất cao. Những muối
của Asen với Ca, Mg và các hợp chất Asen hữu cơ trong môi trường pH gần trung tính, nghèo Ca
thì độ hòa tan kém hơn các hợp chất hữu cơ, đặc biệt là Asen-axit fulvic thì rất bền vững, có xu
thế tăng theo độ pH và tỷ lệ Asen-axit fulvic. Các hợp chất của As
5+
hình thành theo phương thức
này. . Phức chất As như vậy có thể chiếm tới 80% các dạng hợp chất Arsen tồn tại trong nước
dưới đất.
Asen trong nước dưới đất thường tập trung cao trong kiểu nước bicarbonat như
bicarbonat Cl, Na, B, Si.

2
S_CH
2
_O_As + CH
2
_O_As CH
2
O
-
HS_CH S_CH
Asenit (CH
2
)
4
(CH
2
)
4
C=O C=O
Protein Protein
Dihidrolipoic axit-protein phức bị thụ động hóa của protein và asen
Do có sự tương tự về tính chất hóa học với phospho, asen can thiệp vào một số quá trình
hóa sinh làm rối loạn phospho. Có thể thấy được hiện tượng này khi nghiên cứu sự phát triển hóa
sinh của chất sinh năng lượng chủ yếu là ATP (ađennozin triphotphat). Một giai đoạn quan trọng
trong quá trình hình thành và phát triển của ATP là tổng hợp enzim của 1,3 – diphotphoglixerat
từ glixerandehit – 3 - photphat. Asen sẽ dẫn đến sự tạo thành 1 – aseno – 3 – phophoglixerat gây
cản trở giai đoạn này. Sự photpho hóa được thay bằng sự asen hóa, quá trình này kèm theo sự
thủy phân tự nhiên tạo thành 3 – photphoglixerat và asenit.
Asen (III) ở nồng độ cao làm đông tụ các protein là do sự tấn công liên kết của nhóm
sunfua bảo toàn các cấu trúc bậc 2 và bậc 3.

1 – asen -3 –photphoglixerat
Các chất chống độc As là các hóa chất có nhóm _SH hoạt động mạnh hơn ở enzim, có
khả năng tạo liên kết với asen (III). Ví dụ như chất 2,3 – dimercaptopropanol:
SH_CH
2
_CH_CH
2
_OH
SH
4.2.Tiêu chuẩn về asen:
Về tiêu chuẩn nước uống đối với Asen hiện nay còn nhiều điều phải bàn luận. Năm 1993
Tổ Chức Y Tế Thế Giới đã hạ tiêu chuẩn khuyến cáo tối đa với Asen trong nước từ 0,05mg/l
xuống 0,01 mg/l. Việc thay đổi tiêu chuẩn này được dựa trên bằng chứng dịch tế học về mối liên
quan giữa Asen và ung thư. Tuy nhiên tiêu chuẩn nước uống của nhiều nước trong đó có Việt
Nam trước năm 2002 vẫn là nhỏ hơn hoặc bằng 0,05mg/l. Năm 2002, Bộ Y Tế Việt Nam đã đưa
tiêu chuẩn Asen nhỏ hơn hoặc bằng 0,01mg/l vào áp dụng. Tại Hoa Kỳ, năm 2000 chính quyền
của Tổng thống B.Clinton đã sửa đổi tiêu chuẩn Asen trong nước uống xuống 0,01 mg/l nhưng
tháng 3 năm 2001 chính quyền của Tổng thống Bush lại phủ định sự sửa đổi đó và lại đưa tiêu
chuẩn này lên 0,05mg/l.
• Asen là một khoáng chất cần thiết cho cơ thể nhưng phải ở một mức độ nhất định.
• Bộ Y tế nước ta đã quy định giới hạn hàm lượng Asen trong nước ăn uống, sinh hoạt là
0,01mg/l .
• Tiêu chuẩn của Tổ chức Y tế thế giới (WHO) là 10 ppb.
4.3.Ảnh hưởng của Asen đối với sức khỏe con người:
Asen gây ung thư biểu mô da , phế quảng, phổi, các xoang …do Asen và các hợp chất
của Asen có tác dụng lên nhóm Sulphydryl (-SH) phá vỡ quá trình phophoryl hóa. Các Enzim
sản sinh năng lượng của tế bào trong chu trình axit xitric bị ảnh hưởng rất lớn. Enzym bị ức chế
do việc tạo phức với Asen(III) làm ngăn cản sự sản sinh phân tử ATP. Do Asen có tính chất hóa
học tương tự như Photpho, nên chất này có thể làm rối loạn photpho ở một số quá trình hóa sinh.
Hàm lượng Asen trong nước sinh hoạt phải < 0,01 mg/l mới là đạt yêu cầu. Theo tổ chức

Nếu bị nhiễm độc Asen ở mức độ thấp, mỗi ngày một ít với liều lượng dù nhỏ nhưng
trong thời gian dài sẽ gây: mệt mỏi, buồn nôn và nôn, hồng cầu và bạch cầu giảm, da sạm, rụng
tóc, sút cân, giảm trí nhớ, mạch máu bị tổn thương, rối loạn nhịp tim, đau mắt, đau tai, viêm dạ
dày và ruột, làm kiệt sức, ung thư
Người uống nước ô nhiễm Asen lâu ngày sẽ có các đốm sẫm màu trên thân thể hay đầu
các chi, niêm mạc lưỡi hoặc sừng hoá da, gây sạm và mất sắc tố, bệnh Bowen (biểu hiện đầu tiên
là một phần cơ thể đỏ ửng, sau đó bị chảy nước và lở loét).
Bệnh sừng hoá da thường xuất hiện ở tay, chân, lòng bàn tay, gan bàn chân - phần cơ thể
cọ xát nhiều hoặc tiếp xúc ánh sáng nhiều lâu ngày sẽ tạo thành các đinh cứng màu trắng gây đau
đớn.
Bệnh đen và rụng móng chân có thể dẫn đến hoại tử, rụng dần từng đốt ngón chân.
Ảnh hưởng độc hại đáng lo ngại nhất của asen tới sức khoẻ là khả năng gây đột biến gen,
ung thư, thiếu máu, các bệnh tim mạch (cao huyết áp, rối loạn tuần hoàn máu, viêm tắc mạch
ngoại vi, bệnh mạch vành, thiếu máu cục bộ cơ tim và não), các loại bệnh ngoài da (biến đổi sắc
tố, sạm da, sừng hoá, ung thư da ), tiểu đường, bệnh gan và các vấn đề liên quan tới hệ tiêu hoá,
các rối loạn ở hệ thần kinh - ngứa hoặc mất cảm giác ở chi và khó nghe. Sau 15 - 20 năm kể từ
khi phát hiện, người nhiễm độc Asen sẽ chuyển sang ung thư và chết.
5. Vai trò của Asen:
Như chúng ta đã biết, Asen là nguyên tố vi lượng, rất cần thiết cho sự sinh trưởng và phát
triển của con người và sinh vật. Asen có vai trò trong trao đổi chất nuclein, tổng hợp protit và
hemoglobin.
Asen là nguyên tố có mặt trong nhiều loại hóa chất sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp
khác nhau như: hóa chất, phân bón (lân - phốt phát, đạm- nitơ), thuốc bảo vệ thực vật, giấy, dệt
nhuộm
Nhiều ngành công nghiệp sử dụng nhiên liệu hóa thạch như công nghiệp xi măng, nhiệt
điện, Công nghệ đốt chất thải rắn cũng là nguồn gây ô nhiễm không khí, nước bởi Asen.
6. Tình hình phân bố asen:
6.1.trên thế giới:
Asen (thạch tín) trong nguồn nước sinh hoạt là vấn đề nguy hiểm của nhiều quốc gia và
vùng lãnh thổ trên thế giới như: Ấn Độ, Băng-la-đét, Trung Quốc, Mỹ, Ca-na-đa, Mê-hi-cô

nước đều vượt quá 0,05mg/l
Từ 1995 đến 2000, nhiều công trình nghiên cứu điều tra về nguồn gốc Asen có trong
nước ngầm, mức độ ô nhiễm, chu trình vận chuyển đã tìm thấy nồng độ Asen trong các mẫu
nước khảo sát ở khu vực thượng lưu sông Mã, Sơn La, Phú Thọ, Bắc Giang, Hưng Yên, Hà Nội,
Hà Nam, Nam Định, Thanh Hóa đều vượt Tiêu chuẩn cho phép đối với nước sinh hoạt của
Quốc tế và Việt Nam.
Trước tình hình đó, trong hơn 2 năm (2003-2005), Chính phủ Việt Nam và UNICEF đã
khảo sát về nồng độ Asen trong nước của 71.000 giếng khoan thuộc 17 tỉnh đồng bằng miền Bắc,
Trung, Nam. Kết quả phân tích cho thấy, nguồn nước giếng khoan của các tỉnh vùng lưu vực
sông Hồng: Hà Nam, Nam Định, Hà Tây, Hưng Yên, Hải Dương và các tỉnh An Giang, Đồng
Tháp thuộc lưu vực sông Mê Kông đều bị nhiễm Asen rất cao. Tỷ lệ các giếng có nồng độ Asen
từ 0,1mg/l đến > 0,5 mg/l (cao hơn Tiêu chuẩn cho phép của Việt Nam và Tổ chức Y tế thế giới
10-50 lần) của các xã dao động từ 59,6 - 80%.
Theo bản tin TTXVN phát đi ngày 12/11/2006, ở 4 huyện cù lao An Phú, Phú Tân, Tân
Châu và Chợ Mới (An Giang), đã phát hiện 544 trong số gần 2.700 giếng khoan có nguồn nước
bị nhiễm Asen. Trong số giếng bị nhiễm thạch tín có 100 giếng bị nhiễm với hàm lượng vượt
mức tiêu chuẩn nước sạch về ăn uống, 445 giếng bị nhiễm với hàm lượng vượt mức tiêu chuẩn
về nước sạch sinh hoạt.
Tại An Giang có tới 40% số giếng bị nhiễm Asen dưới 50ppb, 16% nhiễm trên 50ppb.
Tình trạng nhiễm Asen tập trung tại 4 huyện An Phú, Tân Châu, Phú Tân và Chợ Mới.
Arsenic in U.S.
groundwater
Tại Long An, trong tổng số 4.876 mẫu nước ngầm được khảo sát có 56% số mẫu nhiễm
Asen.
Tại Đồng Tháp, tình hình cũng đáng báo động, khi có trên 67% số mẫu trong tổng số
2.960 mẫu nước ngầm được khảo sát đã phát hiện nhiễm Asen. Trong đó, huyện Thanh Bình có
tỷ lệ nhiễm Asen cao với 85% số mẫu thử có hàm lượng trên 50ppb. Trên 51% số mẫu thử trong
tổng số hơn 3.000 mẫu được khảo sát phát hiện đã nhiễm Asen tại Kiên Giang. Có thể thấy tình
trạng ô nhiễm Asen trong nguồn nước của các giếng khoan tại các xã là rất nghiêm trọng. Tỷ lệ
các giếng có nồng độ Asen cao >0,1 mg/l (gấp hơn 10 lần tiêu chuẩn cho phép) ở hầu hết các xã

nhờ ánh nắng mặt trời. Sau đó tách asen (V) ra khỏi nước nhờ hấp phụ bằng các hạt
Fe (III). Phản ứng ôxy hóa quang hóa được tăng cường hiệu suất nhờ nhỏ thêm vài
giọt chanh hoặc nước vôi đặc, giúp cho quá trình tạo bông keo có hiệu quả cao hơn.
− Để xử lý loại bỏ Asen trong nước ngầm, người ta sử dụng nhiều phương pháp khác
nhau như keo tụ dùng các muối kim loại hư muối sắt, muối nhôm
7.2. Loại bỏ asen khỏi nước:
Theo Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, dùng phương pháp ôxy hóa thông thường
và ánh sáng mặt trời có thể loại trừ được các tạp chất, đặc biệt là Asen ra khỏi nước ngầm.
Các gia đình sử dụng nước giếng khoan nên xử lý bằng phương pháp sục khí, giàn mưa,
bồn lắng, lọc , vừa để khử sắt, vừa loại bỏ được Asen trong nước.
Các gia đình dùng bơm điện: Làm giàn mưa bằng ống nhựa, khoan 150-200 lỗ có đường
kính từ 1,5 đến 2 mm, tùy theo công suất máy bơm đang sử dụng. Dưới cùng bể lọc là lớp sỏi đỡ
dày khoảng 1 gang, trên lớp sỏi đỡ là lớp cát dày khoảng 2,5-3 gang.
Các gia đình dùng bơm tay: Cho nước từ vòi bơm rót vào máng mưa có nhiều lỗ nhỏ để
không khí dễ tan vào nước, phát huy hiệu quả ôxy hóa của không khí.
Bằng những biện pháp đơn giản, ít tốn kém và rất hiệu quả trên, Asen sẽ không còn là
“sát thủ vô hình” nữa.
7.3. Giải độc thạch tín:
Đại học Kalyani, Ấn Độ, đã tìm ra một phương pháp hiệu quả và rẻ tiền giải độc Asen
trong cơ thể của những người sử dụng nước ngầm ô nhiễm bằng thuốc giải độc có tên arsenicum
album. Tuy nhiên, loại thuốc này vẫn đang trong thời gian thử nghiệm.
Trong trường hợp đã bị nhiễm độc Asen, muốn giảm bớt các triệu chứng của bệnh do
Asen, người bệnh cần được đảm bảo chế độ ăn uống thật tốt, giảm protein, bổ sung các vitamin
để giúp cơ thể thải loại Asen nhanh hơn. Bên cạnh đó, bệnh nhân có thể dùng thuốc giúp gan thải
Asen ra khỏi cơ thể như thuốc DMPS và DMSA. Tuy nhiên phải có sự hướng dẫn của bác sĩ vì
đây là những loại thuốc có thể gây ra nhiều phản ứng phụ.
7.4. Dò nước ô nhiễm asen bằng vi khuẩn phát sáng:
Nhóm nghiên cứu thuộc Viện Khoa học và Công nghệ môi trường Thụy Sĩ đã lợi dụng
khả năng nhạy cảm với Asen của vi khuẩn Escherichia coli để biến đổi gen sao cho chúng phát
sáng khi dò thấy Asen trong nước.


Nhờ tải bản gốc

Tài liệu, ebook tham khảo khác

Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học © DMCA.com Protection Status