1MỞ ĐẦU

Trong đời sống kinh tế xã hội, nước là nguồn tài nguyên vô cùng quan trọng.
Nước dùng trong sinh hoạt cần sạch, không chứa các chất độc hại. Cùng với sự phát
triển của xã hội loài người thì sự ô nhiễm và cạn kiệt nguồn nước ngày càng trầm
trọng, nhất là đối với nước bề mặt. Chính vì vậy, nước ngầm trở thành nguồn nước
chủ yếu để khai thác phục vụ nhu cầu sử dụng của con người.
Đối với việc sử dụng nước ngầm cần chú ý ô nhiễm kim loại trong nước, đặc
biệt là asen. Asen (thạch tín) được biết đến là một chất kịch độc, một lượng cực nhỏ
asen (0,1 - 0,2 gam) có thể gây chết người khi bị nhiễm độc cấp tính và khi bị
nhiễm độc mãn tính có thể gây ra nhiều loại bệnh khác nhau như bệnh đen và rụng
móng chân, bệnh sừng hoá da, ung thư da, phổi… Vào những năm đầu thập kỷ 90
của thế kỷ XX, vấn đề ô nhiễm asen trong nước ngầm đã trở thành mối quan tâm đặc
biệt trên toàn thế giới khi xảy ra thảm hoạ nhiễm độc asen ở diện rộng ở Bangladesh
và Tây Bengan Ấn Độ. Ngày nay người ta đã phát hiện thấy ngoài Bangladesh và Tây
Bengan, nhiều nơi trên thế giới như Đài Loan, Alaska, Achentina, Canađa, Mỹ, Việt
Nam cũng có các nguồn nước ngầm bị nhiễm asen.
Ở Việt Nam, theo một số kết quả khảo sát gần đây phát hiện thấy nước ngầm
ở nhiều nơi thuộc châu thổ sông Hồng, đồng bằng sông Cửu Long bị nhiễm asen
nặng với nồng độ cao gấp nhiều lần so với giới hạn an toàn cho sức khỏe con người.
Mặc dù bị nhiễm asen nhưng nước ngầm vẫn được khai thác rộng rãi ở thủ đô Hà
Nội và nhiều tỉnh thành khác của Việt Nam để làm nước ăn uống. Vì các nhà máy
nước hiện nay chưa đáp ứng được nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt của người dân,
nên phần lớn dân số ở nông thôn đang sử dụng trực tiếp nước giếng khoan để làm
nước ăn uống mà không qua xử lý, hoặc chỉ qua xử lý rất đơn giản không hoặc ít
loại bỏ được asen. Tính đến nay, chỉ riêng vùng châu thổ sông Hồng, tổng số giếng


0, +3, +5. Dạng nguyên chất asen là kim loại màu xám, nhưng dạng này ít tồn tại
trong tự nhiên. Người ta thường tìm thấy asen dưới dạng các hợp chất với một hay
một số nguyên tố khác như ôxy, clo và lưu huỳnh. Asen trong thiên nhiên có thể tồn
tại trong các thành phần môi trường đất nước không khí, sinh học và có liên quan
chặt chẽ tới các quá trình địa chất, quá trình sinh địa hoá. Các quá trình này sẽ làm
cho asen có mặt trong một số thành tạo địa chất và sẽ phân tán hay tập trung là
nguyên nhân gây ra ô nhiễm môi trường sống.
Đối với các khoáng vật, asen tồn tại trong khoảng hơn 200 loại khoáng khác
nhau, chứa các dạng asen cơ bản là arsenite, arsenate sulphua, oxit. Quặng chứa
nhiều asen nhất là quặng Arsenopyrit, có hàm lượng tới vài chục gam trong một
kilogram quặng. Quặng sulphua, sulphate, quặng sắt, quặng sulphate luôn có hàm
lượng asen cao. Các loại quặng cacbonate, silicát, chứa asen với hàm lượng thấp
hơn, thường chỉ vài mg/kg hoặc không đáng kể. Sự tồn tại của asen trong tự nhiên
trong một số loại đá, khoáng vật và đặc biệt trong các quặng đa kim thông qua các
quá trình thuỷ địa hoá và sinh địa hoá, các điều kiện địa chất thuỷ văn mà asen đã
xâm nhập vào môi trường nước. Ngoài ra các ngành công nghiệp khai thác và chế
biến các loại quặng cũng đã tạo ra nguồn ô nhiễm asen. Việc khai thác ở các mỏ
nguyên sinh đã phơi lộ các quặng sunfua, làm gia tăng các quá trình phong hoá bào
mòn và tạo ra khối lượng lớn đất đá thải có lẫn asenopyrit ở lân cận khu mỏ. Tại các

4

nhà máy tuyển quặng, asenopyrit sau khi tách khỏi quặng sẽ thành chất thải và được
chất đống ngoài trời, asen trôi vào sông suối đi vào trong môi trường.
Các nhà khoa học đã đưa giả thiết giải thích nguyên nhân sự hoà tan asen tự
nhiên vào nước ngầm như sau:
- Do sự oxi hoá pyrit sắt bởi ôxi không khí: Một số nhà khoa học đã nghiên cứu
và đi đến khẳng định sự có mặt của asen trong các trầm tích chứa pyrit sắt. Việc
khai thác nước ngầm với quy mô ngày càng tăng làm cho mức nước ngầm giảm dần
đã tạo điều kiện để các trầm tích pyrit sắt tiếp xúc với không khí dẫn đến phản ứng

rằng các vi sinh vật đóng vai trò như chất xúc tác cung cấp oxi cho quá trình oxi hoá
các sunfua kim loại làm giải phóng axit sunfuric và kim loại. Sau đó axít sunfuric
hoà tan kim loại tạo thành muối sunfat và hoà tan asen vào nước.

5

Các dạng tồn tại của asen trong nước phụ thuộc vào pH và thế oxi hoá khử.
Asen(V) thường tồn tại trong nước ngầm có điều kiện oxi hoá ở dạng H
2
AsO
4
-

(trong môi trường pH axit đến gần trung tính), HAsO
4
2-
(trong môi trường kiềm).
Còn asen(III) tồn tại trong nước ngầm ở dạng trong H
3
AsO
3
được hình thành trong
môi trường khử và pH >7. Hình 1 là giản đồ pH với các dạng tồn tại asen (V).

Hình 1: Giản đồ pH của asen (V)
Trạng thái tồn tại của các dạng asen trong các điều kiện oxi hoá khử và pH
khác nhau cụ thể được chỉ ra ở bảng 1.
Bảng 1: Các trạng thái bền của asen trong các điều kiện oxi hoá khử và pH
Điều kiện khử Điều kiện oxi hoá
pH As(III) pH As(V)

3
3-
12-14 AsO
4
3-

Trong khi hầu hết các kim loại có xu hướng không tan hoặc ít ta trong vùng
pH trung tính thì asen có thể tan ở vung pH trung tính có nồng độ tương đối cao. Do
đó trong nước ngầm dễ bị nhiễm asen và các anion chứa oxi khác.
Asen có thể kết hợp với một số nguyên tố tạo thành các hợp chất asen vô cơ
như các khoáng vật: đá thiên thạch, reagal, orpiment, arsenolite, arsenopyrite hợp
chất của asen với carbon và hydrô gọi là hợp chất asen hữu cơ. Thường thì các dạng
hợp chất hữu cơ của asen ít độc hại hơn so với các hợp chất asen vô cơ.
1.2. Tính chất hoá lý của asen [2]
Asen tồn tại ở một vài dạng thù hình: dạng kim loại, dạng vàng, dạng xám và
dạng nâu. Asen kim loại và asen xám bền nhất ở điều kiện thường và ngay cả khi
đun nóng. Nhìn bề ngoài có thể thấy chúng giống như những chất có cấu tạo tinh
thể giòn và có ánh kim ở những vết vừa mới vỡ. Asen có nhiệt độ nóng chảy ở
817
0
c và gặp lạnh ngưng thành tinh thể, tỷ trọng của asen là 5,72 g/cm
3
. Asen phi
kim là chất rắn màu vàng, có mạng lưới phân tử mà ở các mắt của mạng lưới là
những phân tử As
4
. Nhưng As
4
không bền, ở nhiệt độ thường dưới tác dụng của ánh
sáng nó chuyển nhanh sang dạng kim loại. Có thể tạo ra As


7

các hợp chất asen thường có số oxi hoá -3; +3 và +5. Asen tự do cũng như các hợp
chất của nó đều rất độc.
1.3. Một số hợp chất quan trọng của asen[2]
a) Asen hydrua hay asin AsH
3

AsH
3
là chất khí không màu, rất độc, có mùi tỏi, có tính khử rất mạnh và ít
tan trong nước. Asin được tạo thành khi khử tất cả các hợp chất vô cơ của asen bằng
hydro mới sinh .
As
2
O
3
+ 6 Zn + 6H
2
SO
4
= 2 AsH
3
+ ZnSO
4
+ 3H
2
O
Asin tương đối kém bền khi đốt nóng nó dễ dàng phân huỷ thành hydro và

O
3

Chất này được tạo thành khi đốt cháy asen trong không khí hoặc nung các
quặng chứa asen. As(III) oxit màu trắng, thường gọi là asen trắng. Ở trạng thái khí,
oxit của asen III tồn tại dưới dạng phân tử kép As
4
O
6
. As(III) oxit ít tan trong nước,
ở 15
0
C trong dung dịch bão hoà có nồng độ 1,5 %, ở 25
0
C trong dung dịch bão hoà
có nồng độ 2 % . Khi tan trong nước asen (III) oxit tạo thành asen (III) hydroxit hay
còn gọi là axit asenơ, là một axit yếu.
As
4
O
6
+ 6H
2
O
↔
4H
3
AsO
3
.

, K
2
Cr
2
O
7
,
HNO
3
, trong đó nó bị ôxi hoá đến ion AsO
4
3-

3 As
4
O
6
+ 8 HNO
3
+ 14 H
2
O = 12H
3
AsO
4
+ 8NO
Asen (III) oxit rất độc, liều lượng gây chết người là 0,1g. nó được dùng để
chế thuốc trừ sâu trong nông nghiệp, chế thuỷ tinh trong suốt và chế chất màu.
c) Asen (V) oxit:
Asen (V) oxit là chất ở dạng khối vô định hình giống như thuỷ tinh. người ta

2
O = 2H
3
AsO
4

d) Axit orthoasenơ
H
3
AsO
3
là một axit yếu (pK~ 9), hợp chất này không điều chế được ở dạng
tự do mà chỉ tồn tại trong dung dịch nước, khi đó có cân bằng:
H
3
AsO
3
= H
2
O + HAsO
2

Cân bằng này thường chuyển dịch mạnh về phía bên phải tức là có xu hướng
hình thành axit metaasenơ (có hằng số phân li k = 6.10
-10
).
Dưới sự tác dụng của kiềm với As
2
O
3

4
3-
+ 2I
-
+ 2H
+

e) Axit asenic
Ở điều kiện thường, axit asenic (H
3
AsO
4
) ở trạng thái rắn, nó tan tốt trong
nước. Về độ axit, axit asenic là một axit mạnh tương đương với axit photphoric (pK
lần lượt là 2,24; 6,94; 11,5). Muối của axit này là asenat rất giống với muối
photphat tương ứng. Khi nung axit asenic ta thu được asen(V)oxit hay còn gọi là
anhyđritasenic ở dạng chất rắn màu trắng như thuỷ tinh, tính chất axit của hợp chất
này mạnh hơn axit asenơ. Khi cho tác dụng với kiềm nó có thể tạo thành ba loại
muối: Na
3
AsO
4
, Na
2
HAsO
4
, NaH
2
AsO
4


axit monometylasenit
(CH
3
)
3
As: trimetylasin
(CH
3
)
2
AsH: dimetylasin

(CH
3
)
2
AsO(OH)
axit dimetylasenit

10As(V) ở dạng H
2
AsO
4
-
có tính chất hoá học tương tự muối của axit
photphoric và có thể ảnh hưởng đến cơ chế chuyển hoá phot phat ức chế các enzim

+

2

R

'

S
H

R

As
S

R

'

S

R

'

E
n

z

S

H

S
H

A

s

O

+

2

O

H11

Protein
S
S
As
CH CHCl
+

asen trong cơ thể người khoảng 0,08 - 0,2 ppm, tổng lượng asen có trong người
trung bình khoảng 1,4 mg. Asen tập trung trong gan, thận, hồng cầu, hemoglobin
đặc biệt tập trung trong não, xương, da, phổi, tóc [11].
Đối với cơ thể con người asen có 3 tác dụng hoá sinh là: làm đông tụ protein,
tạo phức với coenzym và phá huỷ quá trình photpho hoá.
Asen đi vào cơ thể qua đường nước sinh hoạt nhưng phải sau 5 - 15 năm mới
bắt đầu gây tác động ảnh hưởng đến sức khoẻ.
Sự nhiễm độc asen được gọi là arsenicosis. Biểu hiện của bệnh là chứng sạm da
(melanosis), dầy biểu bì (keratosis) từ đó dẫn đến hoại thư hay ung thư da mà khởi
đầu là sự phá huỷ da ngoài, ngón tay, ngón chân, sau đó là các bộ phận nội tạng,

12

cuối cùng là ung thư, hoại thư…. Một biểu hiện đặc trưng khi bị nhiễm độc asen
dạng hợp chất vô cơ qua đường miệng là sự xuất hiện các vết màu đen và sáng trên
da, những hạt ngô nhỏ trong lòng bàn tay, lòng bàn chân và trên mình bệnh nhân.
Sau đó những hạt nhỏ này có thể sẽ biến chứng, gây ung thư da. Ngoài ra người ta
còn phát hiện thấy rằng nhiễm asen còn làm tăng nguy cơ gây ung thư trong cơ thể,
nhất là ở gan, thận, bàng quang và phổi. Nhiễm độc asen qua đường hô hấp thường
gặp ở những người làm việc tại các lò luyện quặng, gang, thép hoặc khu vực xung
quanh nồng độ asen cao trong không khí.
Con người có thể bị nhiễm độc As ở mọi lứa tuổi, từ trẻ em đến người già. Nếu
người dân sử dụng nguồn nước có nồng độ asen là 0,75mg asen/lit trong 1 năm thì
theo thống kê cho thấy tỷ lệ phát bệnh trong 2 năm là 28,8%; 3 năm là 35,52%; 4
năm là 42,2%; 5 năm là 62,9%. [18]
Thực vật khi bị nhiễm asen bị hạn chế quá trình quang hợp, bị rụng lá. Asen
ảnh hưởng tới thực vật làm giảm trao đổi chất, giảm năng suất cây trồng. Thực vật ở
môi trường nhiễm asen sẽ hấp thu một lượng đáng kể asen, con người và động vật
ăn phải thực vật nhiễm asen thì cũng có thể bị nhiễm độc.
Do những tác động có hại với con người và hệ sinh thái, hàm lượng asen có mặt

với đặc điểm địa lý, địa chất khác nhau, các nguyên nhân tìm được chưa hoàn toàn
thống nhất. Tuy nhiên, sự có mặt của asen trong nước ngầm đang là một thách thức
lớn với chính phủ và chính quyền địa phương trong việc bảo vệ sức khoẻ nhân dân.
Vấn đề ô nhiễm asen trong nước ngầm tại Bangladesh là một điển hình.
Bangladesh đã hình thành được một hệ thống cơ sở thông tin tư liệu tương đối hoàn
chỉnh, về cả quan trắc, thống kê, nghiên cứu khoa học, giải thích nguồn gốc ô nhiễm
asen trong nước ngầm và những thành công cũng như kinh nghiệm của Bangladesh
về xử lý asen trong nước ngầm. 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 asen với nồng độ lớn
hơn 50µg/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 điển hình khác nữa, đó là căn bệnh
nhiễm độc asen, đe doạ sức khoẻ 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 (10
µg/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

14

mẫu phân tích đều trên 100 µg/l. Nồng độ cao của asen có thể tìm thấy lên tới 1000
µg/l .
Sự nhiễm asen trong nước ngầm ở phía đông sông Hoogky, một nhánh của
sông Hằng phía Tây Bengal đã được báo cáo từ đầu năm 1978. Nhóm bệnh nhân
đầu tiên được phát hiện vào tháng 7/1983, từ đó phạm vi ảnh hưởng và số bệnh
nhân mới ngày càng tăng. Khu vực ảnh hưởng rộng 3.400 km
2
, số người sử dụng
nước nhiễm độc asen lên tới hơn 1 triệu người, trong đó hơn 200.000 người đã được
xác nhận là nhiễm độc asen. Đây là vụ nhiễm độc asen lớn nhất trong lịch sử [18].
Ở Trung Quốc, trường hợp bệnh nhân nhiễm độc asen đầu tiên được phát hiện

Nội mùa khô 12/2000 - 2/2001 [9]

Arsen Mangan Sắt Amoni
Chỉ tiêu phân tích vùng
nghiên cứu
Số mẫu
vượt */TS
%
Số mẫu
vượt */TS
%
Số mẫu
vượt */TS
%
Số mẫu
vượt */TS
%
Tầng chứa nước bên trên (qh)
Khu vực phía Bắc 4/66 6.1 44/66 66.7 27/66 36.4 2/66 3.0
Khu vực Đông Nam 8/20 40 19/20 95.0 12/20 60 3/20 15.0
Khu vực phía nam sông Hồng
+ Huyện Từ Liêm 8/55 14.5 46/55 83.6 72.7 72.7 10/55 18.2
+ Huyện Thanh Trì 43/72 59.7 59/72 81.9 91.7 91.7 56/72 77.8
+ Các quận nội thành 18/47 38.3 44/47 93.6 87.23 87.2 17/47 36.2
Tầng chứa nước bên dưới (qp)
Khu vực phía Bắc 4/46 8.7 33/46 71.7 71.7 71.7 3/46 6.5
Khu vực phía Đông Nam 13/72 13 67/72 70.8 70.8 70.8 21/72 29.2
Khu vực nam sông Hồng
+ Huyên Từ Liêm 9/25 36 22/25 100 25-25 100 9/25 36
+ Huyện Thanh Trì 13/24 54.2 22/24 95.8 23/24 95.8 18/24 75

3 Hà Tây 57 1368 728 307 230 60 41 2
4 Hải Dương 20 480 446 31 3 0 0 0
5 Hưng Yên 141 3384 2684 390 156 76 58 20
6 Nam Định 20 480 341 45 31 27 35 1
7 Hà Nam 111 5080 2415 879 795 463 504 24
8 Huế 10 240 234 5 1 0 0 0
9 Hồ Chí Minh 10 240 240 0 0 0 0 0
10 Long An 10 235 235 0 0 0 0 0
11 Đồng Tháp 10 212 124 5 6 27 41 9

17

Nồng độ asen (mg/l)
TT Tỉnh Số xã

Số
mẫu
0 - 0,01 0,01-0,05 0,05-0,1 0,1 - 0,2 0,2 - 0,5 >0,5
12 An Giang 10 240 179 51 8 1 1 0

Một số nghiên cứu khác cho thấy ở một số huyện của tỉnh Hà Nam (Lý Nhân,
Bình Lục) đã có các biểu hiện lâm sàng đáng chú ý của nhiễm độc mạn tính ở cộng
đồng do ăn uống nguồn nước bị ô nhiễm. Kết quả hội chẩn đã xác định được 8
trường hợp có biểu hiện tổn thương ngoài da do tác hại của asen cần được theo dõi.
86% số hộ của khu vực mới sử dụng nước giếng khoan được 6 năm (từ 1997), song
qua thống kê của Y tế xã từ tháng 1/2000 đến tháng 9/2003 và kết quả khám sức
khoẻ cho thấy: tỷ lệ bệnh ngoài da, biến đổi sắc tố da, sừng hoá, bệnh lý thai sản, tỷ
lệ ung thư nhìn chung khá cao và có xu hướng tăng theo thời gian [11].
Như vậy, ở Việt Nam không những đã phát hiện thấy các vùng nước ngầm ô
nhiễm asen mà còn có các biểu hiện lâm sàng ở cộng đồng do nhiễm độc asen. Do

khoảng hàng tuần. Quá trình oxy hoá As(III) bằng không khí có thể được xúc tác
bằng vi khuẩn, axit mạnh hoặc dung dịch kiềm, đồng, bột cacbon hoạt tính, và nhiệt
độ cao.
b. Oxy hoá asen bằng tác nhân hoá học:
As(III) có thể bị oxy hoá trực tiếp bởi nhiều hoá chất khác bao gồm clo,
hypochloride, ozon, permanganate, H
2
O
2
, và tác nhân Fenton (H
2
O
2
/Fe
2+
).
Clo và hypochloride là chất oxy hoá mạnh và có hiệu quả nhưng nó lại có thể
phản ứng với các hợp chất hữu cơ tạo ra hợp chất cơ clo độc hại (thí dụ
trihalometan). Lượng clo thêm vào phụ thuộc vào thành phần của nước. Cho vào
nước khoảng 0,8 - 2 mg/l clo để tạo ra 0,2 mg/l clo dư dùng cho mục đích khử trùng
sau khi xử lý.
Ozon là chất oxy hoá mạnh, khi sục ozon vào nước 1 phút (hàm lượng khoảng
2 mg/l) trước khi lọc sẽ có hiệu quả rất cao trong việc ôxy hoá sắt và mangan, loại
bỏ hiệu quả asen và các kim loại khác. Ozon cũng là chất sát khuẩn mạnh nhưng
không giống như clo, dư lượng của nó không tồn tại lâu trong nước đã xử lý [20].
Permanganate (KMnO
4
) có hiệu quả oxy hoá As(III), Fe(II) và Mn(II) cao .
KMnO
4

quả xử lý tới 99% ở các điều kiện tối ưu và nồng độ asen còn lại dưới 1µg/l. Tuy
nhiên, đối với các hệ xử lý thực tiễn ngoài hiện trường thì hiệu quả xử lý thấp hơn
khoảng từ 59- 90%[21].
Khi muối nhôm và sắt được thêm vào nước sẽ và hình thành dung dịch
hydroxide không hoà tan. Những hydroxide kim loại kết tủa kéo theo asen theo cơ
chế cộng kết - hấp phụ. Để trộn đều các chất tạo kết tủa, tăng cường hiệu quả xử lý
cần khuấy mạnh dung dịch. Nếu nước có độ pH thấp thì cần phải bổ sung thêm các
chất kiềm để tạo môi trường kết tủa. Cũng có thể cho các chất polymer để tăng
cường quá trình kết bông và lắng. Những nghiên cứu của Cheng và các cộng sự [21]

20

đã chỉ ra rằng khi thêm 2- 4 mg/l polymer cation cho phép giảm 2/3 hàm lượng
chất kết tủa mà không làm giảm hiệu quả xử lý asen. Vì vậy các polymer có thể
được sử dụng để làm tăng hiệu quả xử lý asen và giảm thể tích bùn thải ra.
b. Làm mềm nước bằng vôi
Độ cứng của nước gây ra bởi các hợp chất canxi và magiê trong nước. Quá
trình làm mềm bằng vôi sẽ loại bỏ các ion kim loại này do sự thay đổi trong cân
bằng carbonate. Khi thêm vôi vào nước sẽ làm tăng giá trị pH và làm cho
bicarbonate chuyển thành carbonate kết quả là canxi bị kết tủa dưới dạng canxi
carbonate. Quá trình làm mềm loại bỏ canxi thường ở khoảng pH 9 đến 9,5. Để loại
bỏ magiê, vôi được thêm vào tới điểm kết tủa magiê hydroxide ở giá trị pH lớn hơn
10,5. Quá trình làm mềm nước bằng vôi đồng thời cũng có hiệu quả trong việc loại
bỏ asen tương tự như quá trình kết tủa với muối kim loại. Như vậy, quá trình loại bỏ
As(III) và As(V) bằng cách làm mềm nước phụ thuộc vào giá trị pH. Nếu quá trình
oxy hoá As(III) thành As(V) diễn ra trước khi làm mềm nước sẽ làm tăng hiệu quả
xử lý asen.
Nhược điểm của quá trình làm mềm nước bằng vôi đối với việc xử lý asen là
hàm lượng vôi sử dụng khá lớn khoảng 800 - 1000 mg/l, điều này sẽ dẫn đến việc
hình thành một lượng bùn thải lớn và sau đó lại phải sử dụng axit để điều chỉnh pH

Hydroxyt sắt dạng hạt cũng được sử dụng trong hấp phụ [10]. Công nghệ này
kết hợp những ưu điểm của phương pháp keo tụ - lọc, có hiệu suất xử lý cao và
lượng cặn sinh ra ít. Hạt hydroxit sắt được sản xuất từ dung dịch FeCl
3
bằng cách
cho phản ứng với dung dịch NaOH. Kết tủa tạo thành được rửa sạch, tách nước
bằng quay ly tâm và tạo hạt dưới áp suất cao. Vật liệu này có khả năng hấp phụ cao.
Cột lọc hấp phụ hoạt động tương tự như lọc hấp phụ bằng cácbon hoạt tính dạng
hạt. Với nước có nồng độ asen 100 - 180 ppb, sau xử lý có thể đạt đến 10 ppb.
Tại Đài Loan, các nhà khoa học đã chế tạo vật liệu sắt nano để hấp phụ asen,
kết quả cho thấy vật liệu hấp phụ 43,62mgAs/g sắt ở pH=4, 42,73mgAs/g sắt ở
pH=7, 37,48mgAs/g sắt ở pH=9.[14]
c.2. Hấp phụ lên nhôm và các hợp chất của nhôm.
- Vật liệu có nguồn gốc từ nhôm: Công ty Project Earth Industries (PEI Inc.) đã
chế tạo ra vật liệu hấp phụ rẻ tiền, có nguồn gốc từ nhôm, có khả năng tách asen ở 2
dạng tồn tại phổ biến ở trong nước là As(III) và As(V). Vật liệu hấp phụ này có đặc
tính hoá học là diện tích bề mặt và độ rỗng cao, có khả năng hấp phụ cao hơn 10 lần
so với các vật liệu thông thường khi có mặt các ion cạnh tranh, tốc độ hấp phụ
nhanh, đạt hiệu suất cao.
Việc thử nghiệm đã được tiến hành ở Ấn Độ và Bangladesh (1998, 1999 cho
phép giảm asen từ giá trị trung bình ban đầu 340 ppb xuống dưới 50 ppb.

22

- Nhôm hoạt hoá: Nhôm hoạt hoá được sử dụng có hiệu quả để xử lý nước có
hàm lượng chất rắn hoà tan cao. Tuy nhiên, nếu trong nước có các hợp chất của
selen, florua, clorua, sulfat , chúng có thể cạnh tranh vị trí hấp phụ.
Phương pháp này tương đối thuận lợi, chỉ cần đổ nước giếng cần xử lý qua lớp
vật liệu nhôm. Nếu hàm lượng sắt trong nước nguồn càng cao thì hiệu suất khử
asen càng cao và chu kỳ làm việc trước khi hoàn nguyên càng tăng.


2MnOOH + H
3
AsO
3
+ 3H
+
= 2Mn
2+
+ H
2
AsO
4
-
+ 2H
2
O
Mặc dù cơ chế phản ứng của As(III) với MnO
2
đã rõ ràng nhưng có rất ít thông
tin về sự hình thành các hợp chất của As(V) sau quá trình oxi hoá As(III).
Sử dụng quặng mangan dioxit tự nhiên và diatomit tự nhiên cho hiệu quả hấp
phụ asen tương đối tốt[5]. Tại Viện Khoa học và công nghệ Việt Nam đã tổng hợp
MnO
2
kích thước nanomet và nghiên cứu sử dụng vào hấp phụ asen trong nước đạt
tải trọng 32,79mg asen/gam vật liệu.[4]
d. Trao đổi ion
Trao đổi ion có thể được xem là một là một dạng đặc biệt của phương pháp hấp
phụ. Đây là quá trình trao đổi giữa các ion trong pha rắn và pha lỏng. Nhựa trao đổi

trời, sau đó ngưng tụ lại trên bề mặt phía trong thiết bị thu nước dạng tấm và chảy
vào bể. Tuỳ thuộc vào lượng ánh sáng mặt trời, một tấm bề mặt thu nước kích thước
2x10 m có thể cung cấp nước uống cho 20 - 50 người sử dụng trong một ngày đêm
với tiêu chuẩn 4 l/ ng/ngày. Phương pháp này có thể áp dụng để cung cấp nước
uống cho các vùng sâu, vùng xa thiếu nguồn nước uống sạch. Ưu điểm của phương
pháp này là nước sau xử lý có chất lượng tốt, chi phí cho xử lý thấp, có thể sử dụng
các vật liệu địa phương để chế tạo. Thiết bị này không sử dụng điện, có thể xử lý
nước ngầm hoặc nước mặt bị nhiễm asen.
f. Các phương pháp lọc[18,24]
Một số kĩ thuật của phương pháp này như : thẩm thấu ngược, màng lọc nano,
điện thẩm tách có khả năng loại bỏ tất cả các dạng asen hoà tan ra khỏi nước. Các
chất hoà tan trong đó có asen được giữ lại trên màng bán thấm, màng chỉ cho nước
và một số chất tan đi qua.
* Vi lọc (MF)

24

Quá trình vi lọc là kỹ thuật loại bỏ asen phụ thuộc vào sự phân bố kích thước
của các phần tử mang asen trong nước nguồn. Mặc dù MF có thể loại bỏ các dạng
hạt của asen nhưng chỉ quá trình này sẽ kém hiệu quả trong việc xử lý nguồn nước.
Để tăng hiệu quả xử lý đối với nguồn nước, có thể kết hợp với quá trình kết tủa
và MF. Đối với những thiết bị chỉ sử dụng MF thì việc loại bỏ này phụ thuộc vào
nồng độ asen trong nước đầu vào và tỷ lệ dạng hạt theo cơ chế rây cơ học. Do đó
hiệu quả của quá trình xử lý asen bằng MF là hàm của kích thước lỗ.
* Siêu lọc (UF)
Nhìn chung quá trình siêu lọc có khả năng loại bỏ các chất keo và các phần tử
dạng hạt. Nếu hệ xử lý chỉ sử dụng UF thì cũng như MF nó không thể xử lý asen
trong nước ngầm đạt hiệu quả cao. Tuy nhiên UF có thể sử dụng để xử lý nước mặt
với hàm lượng chất keo cao và nồng độ asen cao.
* Lọc nano (NF)

lên hiệu quả loại bỏ của một số công nghệ và ưu điểm, nhược điểm của các công
nghệ đó.

Bảng 4. Hiệu quả xử lý asen của một số công nghệ
Công nghệ
xử lý
Nồng độ As ban
đầu
Nồng độ As còn lại Ưu điểm Nhược điểm
asenat 350
lg /
µ
6
lg /
µ

asenit 350
lg /
µ
140
lg /
µ

asenat 560
lg /
µ
10