1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài

Nguyên tố asen (thạch tín) được biết đến là chất gây ung thư
nhóm A, sự liên hệ giữa bệnh ung thư và nhiều bệnh khác như bệnh tim
mạch, bệnh tiểu đường, bệnh tăng huyết áp…với hàm lượng asen đã được
công bố trên nhiều bài báo.
Nguồn chính con người hấp thu asen là từ thức ăn và nước uống,
trong thực phẩm, chủ yếu asen ở dạng hữu cơ ít độc hại, nên vấn đề độc
tính của nguồn nước chứa asen là rất đáng quan tâm do chủ yếu chứa asen
vô cơ. Hiện tại theo quy định của tổ chức Y tế Thế giới (WHO) cũng như
quy chuẩn Việt Nam, nồng độ asen trong nước uống không được vượt quá
10 µg/l. Nhưng trong thực tế, ở Việt Nam cũng như trên thế giới, nguồn
nước người dân sử dụng cho ăn uống, sinh hoạt ở nhiều nơi nồng độ asen
vượt quá tiêu chuẩn cho phép rất nhiều.
Khi phân tích asen, các phương pháp quang phổ có độ chính xác cao
nhưng đòi hỏi kỹ thuật nghiêm ngặt, giá thành cao và phải có các trang
thiết bị đắt tiền mà không phải phòng thí nghiệm nào cũng có được, do vậy
phương pháp nhanh chóng, rẻ tiền để xác định asen vô cơ trong dung dịch
nước vẫn đang có nhu cầu cao.
Xử lí nguồn nước bị ô nhiễm asen phục vụ mục đích sinh hoạt được
coi là yếu tố cấp bách, quan trọng đảm bảo an toàn cho sức khỏe con
người. Chính vì vậy, chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu phân tích
hàm lượng asen trong một số nguồn nước bị ô nhiễm và xử lí bằng
phương pháp hấp phụ”.

2. Mục tiêu của đề tài
2.1. Xây dựng phương pháp mới: xác định hàm lượng asen trong nước
bằng phương pháp trắc quang với thuốc thử molipđat.

nổi bật so với phương pháp tiêu chuẩn vì phương pháp này phải thực hiện
trong dung môi hữu cơ.
- Bằng số liệu điều tra, phân tích chi tiết trong 2 năm (2013 - 2014), đã
đánh giá đầy đủ về thực trạng ô nhiễm asen tại 07 thôn thuộc xã Đông Lỗ,
huyện Ứng Hòa, TP Hà Nội. Kết quả cho thấy nồng độ asen trung bình
trong toàn xã rất cao (0,070 mg/l) trong đó có khoảng 50% số mẫu vượt
quá QCVN về nước sinh hoạt (0,050 mg/l).
- Sử dụng oxit sắt từ Trại Cau Thái nguyên làm tác nhân xử lí ô nhiễm
asen trong nguồn nước, bước đầu thu được kết quả tốt. Cụ thể là với 10
gam oxit sắt từ Thái Nguyên và 10 gam cát đã xử lí được 4 lít nước có
nồng độ asen ban đầu 0,2 mg/l đạt QCVN 09: 2008/BTNMT về nước
uống.
5. Bố cục của luận án
Luận án gồm 150 trang, với 67 bảng và 28 hình vẽ, được cấu trúc
gồm: Phần mở đầu 3 trang; Chương 1: Tổng quan 39 trang; Chương 2:
Thực nghiệm 31 trang; Chương 3: Kết quả và thảo luận 65 trang; Kết luận
2 trang; Danh mục các công trình của tác giả đã công bố có liên quan đến
luận án 1 trang; Tài liệu tham khảo 9 trang.

3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

1.2. TÌNH HÌNH Ô NHIỄM ASEN TRONG NƯỚC
Nguyên nhân gây ô nhiễm asen trong môi trường chủ yếu do các quá
trình tự nhiên (phun trào núi lửa, hoạt động macma, nhiệt dịch, phong
hóa,…) và một phần là do hoạt động của con người (đốt nhiên liệu hóa
thạch, đốt rác, nấu chảy quặng, luyện kim, khai thác và chế biến quặng,
nhất là quặng sunfua và asenua, sản xuất và sử dụng thuốc trừ sâu diệt cỏ,
phân hóa học, vũ khí hóa học,…) gây ra.
1.6. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ASEN


• Thực hiện phản ứng oxi hóa asin thành asenit
Asin có tính khử mạnh (phản ứng Gútaita)
AsH
3
+ 6AgNO
3
+ 3H
2
O → H
3
AsO
3
+ 6Ag
↓+
6HNO
3
(1.34)
• Tiếp tục oxi hóa asenit thành asenat
- Dùng H
2
O
2
trong môi trường kiềm:
AsO
3
3-
+ H
2
O

[As(Mo
2
O
7
)
6
]
↓
+10H
2
O (1.37)
Chú ý: asenit không có phản ứng với molipdatamoni.
- Sơ đồ phản ứng khử bằng axit ascobic thành hợp chất màu xanh
molipden:

4
(NH
4
)
3
H
4
[As(Mo
2
O
7
)
6
]↓+C
6

- Các dụng cụ thủy tinh: phễu, cốc, bình tam giác…
- Cân phân tích Moden GP 150 - 3P, Sartorius Đức, độ chính xác ± 0,1 mg.
- Cân phân tích KERN độ chính xác ± 10
-4
gam.
- Máy đo pH meter DDK HM-25R của hãng TOA Nhật Bản sản xuất.
- Máy quang phổ UV-Vis Biochrom Libra S60, do Mỹ sản xuất.
- Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) AA-6300.
- Máy cất nước 2 lần của hãng Bibby do Anh sản xuất.
- Bình chứa khí N
2
tinh khiết phân tích.
- Bộ dụng cụ chưng cất asin (Hình 2.1):

Hình 2.1. Sơ đồ bộ chưng cất asin và hấp thụ tạo hợp chất màu

5
2.1.2. Hóa chất
Đều sử dụng các loại PA của hãng Merck - Đức, nước cất 2 lần.
- Dung dịch As(V) gốc H
3
AsO
4
(1000 mg/l = 1000 ppm), sử dụng loại
chuẩn của Merck.
- Dung dịch axit clohiđric HCl 37%.
- Dung dịch axit sunfuric H
2
SO
4

- Dung dịch NaOH 0,1%.
- Dung dịch natri bohiđrua NaBH
4
1%.
- Dung dịch chì axetat Pb(CH
3
COO)
2
10%.
- Dung dịch AgNO
3
10%.
2.5.2. Vật liệu hấp phụ
Vật liệu hấp phụ được chọn để xử lí asen là nano ôxit sắt từ và ôxit sắt
từ Trại Cau Thái Nguyên.
2.5.2.1. Vật liệu nano ôxit sắt từ
Chúng tôi sử dụng vật liệu nano oxit sắt từ (Fe
3
O
4
), kích thước khoảng
15-20nm sẵn có do nhóm tổng hợp vật liệu nanocompozit ở phòng thí
nghiệm Hữu cơ - Khoa Hóa học - Trường Đại học Sư phạm Hà Nội.
2.5.2.2. Vật liệu ôxit sắt từ Trại Cau Thái Nguyên
Chuẩn bị vật liệu ôxit sắt từ Trại Cau, Thái Nguyên (sau đây gọi là
oxit sắt từ Thái Nguyên): Vật liệu oxit sắt từ (thô) được mua từ Trại Cau,
Thái Nguyên, màu đen, có thành phẩn chủ yếu là Fe
3
O
4


3.1. XÂY DỰNG ĐƯỜNG CHUẨN XÁC ĐỊNH ASEN BẰNG PHƯƠNG PHÁP
TRẮC QUANG VỚI THUỐC THỬ MOLIPĐAT
3.1.1. Khảo sát sự hình thành phổ hấp thụ của hệ màu
Kết quả khảo sát phổ hấp thụ của hệ màu được trình bày trên hình 3.1.

Hình 3.1. Phổ hấp thụ của hợp chất màu và thuốc thử
Kết quả trên hình 3.1 cho thấy :
- Đường số (1) màu xanh là phổ hấp thụ của DD
1
(thuốc thử TTKH), có
các giá trị độ hấp thụ quang A đều rất nhỏ và không xuất hiện cực đại hấp thụ;
- Đường số (2) màu đỏ là phổ hấp thụ của DD
2
(hợp chất màu xanh
molipđen), có các giá trị độ hấp thụ quang A đều khá cao, đặc biệt có xuất
hiện cực đại hấp thụ rất rõ ở trong khoảng bước sóng λ
max

~ 860 ÷ 880 nm.
Điều đó chứng tỏ có sự tạo thành hợp chất màu giữa asenat và thuốc

7
thử. Các giá trị mật độ quang của dung dịch thuốc thử đều rất nhỏ, nên ảnh
hưởng không đáng kể đến sự hấp thụ của hợp chất màu. Như vậy có thể
chọn dung dịch thuốc thử (
TTKH) làm dung dịch so sánh trong phép đo
quang theo phương pháp molipđat.
3.1.2. Khảo sát các điều kiện tối ưu cho phản ứng tạo hợp chất màu
xanh molipđen

3.1.4. Khảo sát các điều kiện tối ưu cho phản ứng asin hóa
Bảng 3.8. Tổng hợp các điều kiện tối ưu của phương pháp trắc quang
xác định asen với thuốc thử molipđat
Các điều kiện tối ưu Giá trị chọn

Điều kiện tối
ưu cho phản
ứng asin hóa

Khoảng pH tối ưu 0,65 ÷ 1,14 0,65 ÷ 1,14
Tỉ lệ thể tích V
HCl 2M
/V
NaBH4
9/15 ÷ 13/15

10/15
V
HCl
+ V
NaBH4
(ml) 22,5 ÷ 32,5 25
Thời gian sục khí N
2
(phút) 25 ÷ 40 30
Thể tích mẫu tối ưu (ml) 50 ÷ 750 50 ÷ 750
Điều kiện tối
ưu cho phản
ứng tạo hợp


1mgAs/l
(ml)

V
HCl
+
V
NaBH4
(ml)

V
bình cất
(ml)

Oxi hóa

Định mức
(ml)
C
As chuẩn
(mg/l)

Nền 0 25,0
AgNO
3

H


Hình 3.13. Đường chuẩn xác định hàm lượng asen
Xử lí các số liệu thu được với phần mềm Origin 8.5 thu được phương
trình hồi quy đầy đủ là:
Abs = (0,0201 ± 0,0036) + (0,3357 ± 0,0142)C
x
(3.2)
Với hệ số tương quan R
2
= 0,9981
3.1.6. Đánh giá độ tin cậy của đường chuẩn
3.1.6.1. Xác định giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ)
Bảng 3.11. Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang A vào nồng độ C
As
STT
C
As

(mg/l)
a
i
(y
i)
A
i
(Y
i
)
1 0,005 0,023 0,0217785
2 0,02 0,025 0,0268140

= 0,002 mg/l = 0,002 ppm = 2 ppb

LOQ = 10.S
0
/b = 10.
0,0002509
/
0,3357
=

0,007 mg/l = 0,007 ppm = 7 ppb10
3.1.6.2. Đánh giá độ tin cậy của đường chuẩn dựa vào thực nghiệm
Để đánh giá độ tin cậy của đường chuẩn, chúng tôi chuẩn bị 3 dung dịch
đã biết trước chính xác nồng độ là: 0,05; 0,15 và 0,25 mg/l. Tiến hành tạo
phản ứng màu và đo giá trị độ hấp thụ quang tại bước sóng 878 nm. Mỗi giá
trị nồng độ tiến hành đo 3 lần. Kết quả được trình bày trên bảng 3.12.
Bảng 3.12. Đánh giá độ tin cậy của đường chuẩn dựa vào thực nghiệm
Nồng độ thực (ppm) 0,05 0,15 0,25
Nồng độ
đo được
(ppm)
Lần 1
0,0495 0,1476 0,2529
Lần 2
0,0488 0,1503 0,2483
Lần 3
0,0496 0,1496 0,2489


8,09.10
-
4

1,44.10
-
4

Độ lệch chuẩn tương đối RSD (%)
0,8842 0,9393 1,0001
Hằng số student thực nghiệm t
TN

2,7815 1,0301 0,0231
Chuẩn student t (độ tin cậy 95%)
2,9200 2,9200 2,9200
Độ tin cậy của đường chuẩn được đánh giá qua giá trị độ lệch chuẩn S
và độ lệch chuẩn tương đối RSD (%). Kết quả thu được cho thấy RSD nhỏ
hơn 2% chứng tỏ đường chuẩn có độ chính xác cao giữa các lần phân tích.
Điều đó chứng tỏ phương pháp mà chúng tôi nghiên cứu có độ chính xác
cao, có thể áp dụng vào phân tích mẫu một cách chính xác.
3.1.6.3. Đánh giá độ lặp của phương pháp
Tiến hành phân tích ở 3 mức nồng độ (thấp, trung bình và cao). Ở
mỗi mức nồng độ tiến hành đo 3 lần, khảo sát độ lặp lại của giá trị độ
hấp thụ quang A. Đánh giá độ phân tán của số liệu dựa vào giá trị độ
lệch chuẩn S và độ lệch chuẩn tương đối RSD (%). Kết quả khảo sát
độ lặp được thể hiện trong bảng 3.13.
Bảng 3.13. Xác định độ lặp của phương pháp
Nồng độ thực (ppm) 0,015 0,150 0,350

8,09.10
-
4

9,95.10
-
4

Độ lệch chuẩn tương đối RSD (%)
1,0229
0,9393
0,4958
Hằng số student thực nghiệm t
TN

0,7559
1,0301
2,2433
Chuẩn student t (độ tin cậy 95%)

2,9200 2,9200 2,9200

11
3.1.6.4. Đánh giá độ đúng của phương pháp
Độ đúng của một phương pháp phân tích là mức độ gần sát của các giá
trị tìm thấy trong phân tích so với giá trị thực. Độ đúng của phương pháp
được xác định bằng phương pháp thêm chuẩn (thêm khoảng 20% mẫu
thử). Thêm vào mẫu thử một lượng chất chuẩn sao cho tổng nồng độ của
chúng vẫn nằm trong khoảng tuyến tính đã khảo sát. Tiến hành tạo màu
dung dịch chuẩn, dung dịch thử và dung dịch thêm chuẩn, dựa vào giá trị

3
8,82.10
-
4
1,53.10
-
3

Độ lệch chuẩn tương đối RSD (%)
3,489 1,280 0,948
Hằng số student thực nghiệm t
TN

0,2774 0,7559 0,6546
Chuẩn student t (độ tin cậy 95%)
2,9200 2,9200 2,9200
Kết quả trên bảng 3.14 cho thấy: độ lệch chuẩn tương đối của các
phép đo đều đảm bảo sai số RSD % < 5%. Như vậy phương pháp đã khảo
sát đạt độ đúng.
Từ kết quả trên các bảng 3.12; 3.13; 3.14, cho phép khẳng định:
phương pháp xây dựng được là tin cậy, có thể sử dụng phương trình đường
chuẩn 3.2 để xác định hàm lượng asen trong các mẫu môi trường theo
phương pháp trắc quang với thuốc thử molipđat.
3.4. XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG ASEN TRONG CÁC MẪU NƯỚC
Sau khi xây dựng quy trình phân tích asen trong mẫu nước, chúng
tôi tiến hành phân tích các mẫu giếng khoan và giếng khơi thực tế được
lấy ở các hộ gia đình thuộc 07 thôn của xã Đông Lỗ, huyện Ứng Hòa,
TP Hà Nội. Chúng tôi đã tiến hành phân tích mẫu nước của 97 gia đình
trong hai năm 2013 – 2014, cụ thể số gia đình được lấy mẫu để phân tích
được trình bày trên bảng 3.37.

2

Viên Đ
ình

10

T
ừ M
21

đ
ến M
30

3

Nhân Trai

10

T
ừ M
31

đ
ến M
40

4

6

M
ạnh Tân

10

T
ừ M
66

đ
ến M
75

7

Th
ống Nhất

22

T
ừ M
76

đ
ến M
97


1

gi
ếng khoan

0,016

0,016

0,0
17

0,016

2

M
2

nt

0,011

0,009

0,013

0,011

3


M
5

nt

0,004

0,002

0,005

0,004

6

M
6

nt

0,049

0,051

0,049

0,050

7


M
9

gi
ếng kh
ơi

kph

kph

kph

/

10

M
10

gi
ếng khoan

0,011

0,013

0,013


0,048

13

M
13

nt

0,043

0,045

0,049

0,046

14

M
14

nt

0,034

0,035

0,037


0,022

17

M
17

nt

0,065

0,067

0,071

0,068

18

M
18

nt

0,231

0,235

0,239


0,08213
Từ kết quả bảng 3.38 cho thấy các mẫu nước giếng khoan chưa qua xử lí
ở thôn Đào Xá có chứa asen với nồng độ từ 0,004 đến 0,235 mg/l, trung bình
0,043 mg/l, trong đó có 05 mẫu vượt quá QCVN chiếm 26,32% tổng số mẫu.
3.4.1.2. Xác định hàm lượng asen trong mẫu nước thôn Viên Đình
Bảng 3.39. Hàm lượng asen (mg/l) trong các mẫu nước giếng khoan và
giếng khơi chưa qua xử lí thôn Viên Đình
STT

Mẫu
nước
Đặc điểm
mẫu
Lần 1 Lần 2 Lần 3
Trung
bình
1 M
21
giếng khoan 0,006 0,008 0,005
0,006
2 M
22
nt 0,013 0,011 0,014
0,013
3 M
23
nt 0,050 0,049 0,054

Từ kết quả bảng 3.39 cho thấy các mẫu nước giếng khoan chưa qua xử lí ở
thôn Viên Đình có chứa asen với nồng độ từ 0,006 đến 0,123 mg/l, trung bình
0,041 mg/l, trong đó có 03 mẫu vượt quá QCVN chiếm 30% tổng số mẫu.
3.4.1.3. Xác định hàm lượng asen trong mẫu nước thôn Nhân Trai
Bảng 3.40. Hàm lượng asen (mg/l) trong các mẫu nước giếng khoan và
giếng khơi chưa qua xử lí thôn Nhân Trai
STT

Mẫu
nước
Đặc điểm
mẫu
Lần 1 Lần 2 Lần 3
Trung
bình
1 M
31
giếng khoan

0,013 0,015 0,011
0,013
2 M
32
nt 0,011 0,012 0,011
0,011
3 M
33
nt 0,117 0,115 0,121
0,118
4 M

thôn Nhân Trai có chứa asen với nồng độ từ 0,006 đến 0,128 mg/l, trung bình
0,059 mg/l, trong đó có 06 mẫu vượt quá QCVN chiếm 60,00% tổng số mẫu.
3.4.1.7. Xác định hàm lượng asen trong mẫu nước thôn Thống Nhất
Bảng 3.44. Hàm lượng asen (mg/l) trong các mẫu nước giếng khoan và
giếng khơi chưa qua xử lí thôn Thống Nhất
STT

Mẫu
nước
Đặc điểm
mẫu
Lần 1 Lần 2 Lần 3
Trung
bình
1 M
76
giếng khoan

0,045 0,040 0,047
0,043
2 M
77
nt 0,013 0,014 0,013
0,013
3 M
78
nt 0,065 0,066 0,063
0,065
4 M
79

nt 0,450 0,439 0,447
0,445
12 M
87
nt 0,330 0,327 0,329
0,329
13 M
88
nt 0,065 0,061 0,064
0,063
14 M
89
nt 0,162 0,160 0,163
0,162
15 M
90
nt 0,014 0,015 0,017
0,015
16 M
91
nt 0,017 0,017 0,019
0,018
17 M
92
nt 0,089 0,091 0,089
0,090
18 M
93
nt 0,012 0,009 0,013
0,011

Bảng 3.45. Đánh giá mức độ ô nhiễm As xã Đông Lỗ mùa khô năm 2013

STT

Thôn
Số
mẫu

Khoảng
nồng độ As
(mg/l)
Trung
bình
(mg/l)

Số mẫu
vượt quá
QCVN
Phần
trăm
1 Đào Xá 19 0,004 - 0,235

0,043 5 26,32%

2 Viên Đình 10 0,006 - 0,123 0,041 3 30,00%

3 Nhân Trai 10 0,006 - 0,128 0,059 6 60,00%

4 Ngọc Trục 10 0,023 - 0,130 0,073 7 70,00%


Số liệu phân tích được tiến hành hàng loạt mẫu ở tất cả 7 thôn thuộc
xã Đông Lỗ, sau đây là kết quả phân tích tại một số thôn.
3.4.2.2. Xác định hàm lượng asen trong mẫu nước thôn Viên Đình
Bảng 3.49. Hàm lượng asen (mg/l) trong các mẫu nước giếng khoan và
giếng khơi chưa qua xử lí thôn Viên Đình
STT

Mẫu
nước
Đặc điểm
mẫu
Lần 1 Lần 2 Lần 3
Trung
bình
1 M
21
giếng khoan 0,002 kph 0,003
0,002
2 M
22

nt
0,011 0,009 0,011
0,010
3 M
23

nt
0,041 0,043 0,043
0,042

9 M
29

nt
0,042 0,040 0,045
0,042
10 M
30

nt
0,120 0,119 0,123
0,121

Ơ
Kết quả trong bảng 3.49 cho thấy: các mẫu nước giếng khoan chưa
qua xử lí ở thôn Viên Đình có chứa asen với nồng độ từ 0,002 ÷ 0,121 mg/l,
trung bình 0,037 mg/l trong đó chỉ có 01 mẫu vượt quá QCVN chiếm 10%
tổng số mẫu.
3.4.2.4. Xác định hàm lượng asen trong mẫu nước thôn Ngọc Trục
Bảng 3.51. Hàm lượng asen (mg/l) trong các mẫu nước giếng khoan và
giếng khơi chưa qua xử lí thôn Ngọc Trục

STT

Mẫu
nước
Đặc điểm

0,071
5 M
45

nt
0,021 0,019 0,021
0,020
6 M
46

nt
0,086 0,087 0,087
0,087
7 M
47

nt
0,026 0,025 0,026
0,026
8 M
48

nt
0,083 0,084 0,083
0,083
9 M
49

nt
0,021 0,023 0,023

52

nt
0,011 0,013 0,013
0,012
3 M
53

nt
kph 0,003 0,003
0,002
4 M
54

nt
0,015 0,017 0,015
0,016
5 M
55

nt
0,125 0,124 0,127
0,125
6 M
56

nt
0,009 0,011 0,011
0,010
7 M

0,122
13 M
63

nt
0,043 0,046 0,044
0,044
14 M
64

nt
0,146 0,145 0,145
0,145
15 M
65
nt
0,121 0,119 0,122
0,121
Kết quả trong bảng 3.52. cho thấy: các mẫu nước giếng khoan chưa qua xử lí
ở thôn Cộng Hòa có chứa asen với nồng độ từ 0,002 ÷ 0,145 mg/l, trung bình
0,081 mg/l, trong đó có 08 mẫu vượt quá QCVN chiếm 57,14% tổng số mẫu.
3.4.2.6. Xác định hàm lượng asen trong mẫu nước thôn Mạnh Tân
Bảng 3.53. Hàm lượng asen (mg/l) trong các mẫu nước giếng khoan và
giếng khơi chưa qua xử lí thôn Mạnh Tân
STT

Mẫu
nước
Đặc điểm
mẫu

0,058
6 M
71

nt
0,117 0,119 0,121
0,119

18
7 M
72

nt
0,059 0,055 0,059
0,056
8 M
73

nt
0,029 0,031 0,029
0,030
9 M
74

nt
0,002 kph 0,003
0,002
10 M
75


0,011
3 M
78

nt
0,055 0,057 0,057
0,056
4 M
79

nt
0,252 0,251 0,253
0,252
5 M
80

nt
0,060 0,059 0,063
0,061
6 M
81

nt
0,043 0,047 0,044
0,045
7 M
82

nt
0,011 0,013 0,013

nt
0,061 0,059 0,061
0,060
14 M
89

nt
0,149 0,151 0,152
0,151
15 M
90

nt
0,012 0,009 0,013
0,011
16 M
91

nt
0,014 0,013 0,015
0,014
17 M
92

nt
0,082 0,083 0,083
0,083
18 M
93


xử lí ở thôn Thống Nhất có chứa asen với nồng độ từ 0,006 đến 0,360
mg/l, trung bình 0,107 mg/l trong đó có 11 mẫu vượt quá QCVN chiếm
52,38% tổng số mẫu.
3.4.2.8. Đánh giá mức độ ô nhiễm asen trong các mẫu nước mùa mưa năm
2014
Bảng 3.55. Đánh giá mức độ ô nhiễm asen xã Đông Lỗ mùa mưa năm 2014

STT

Thôn
Số
mẫu

Khoảng
nồng độ As
(mg/l)
Trung
bình
(mg/l)
Số mẫu
vượt quá
QCVN
Phần
trăm
1 Đào Xá 19 0,005 - 0,196

0,035 4 21,05%
2 Viên Đình 10 0,002 - 0,121 0,037 1 10,00%
3 Nhân Trai 10 0,003 - 0,108 0,053 5 50,00%
4 Ngọc Trục 10 0,020 - 0,122 0,069 7 70,00%

Bảng 3.57. Tổng hợp kết quả phân tích hàm lượng asen trong hai mùa
Mùa
Khoảng nồng
độ As (mg/l)
Trung bình
(mg/l)
Số mẫu vượt
quá QCVN
Mùa khô 0,002 - 0,445 0,074 48/94 - 51,06%
Mùa mưa 0,002 - 0,360 0,065 42/94 - 44,68%
Trung bình cả năm

0,002 - 0,403 0,070 45/94 - 47,87%
Từ kết quả tổng hợp trong bảng 3.57 về hàm lượng asen trong toàn xã
Đông Lỗ, chúng tôi nhận thấy:
- Nồng độ asen trung bình của toàn xã rất cao (0,070 mg/l), trong đó
có khoảng 50% số mẫu vượt quá QCVN (0,050 mg/l).
- Nồng độ asen trung bình trong các mẫu nước của mùa khô cao hơn
mùa mưa khoảng 13,85%, một số mẫu thay đổi không đáng kể nhưng một
số mẫu thay đổi nhiều hơn.
Kết luận: tình trạng ô nhiễm asen trong các giếng khoan chưa qua xử lí
của cả 07 thôn trong xã Đông Lỗ ở cả hai mùa là rất nghiêm trọng.
3.5. NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÍ ASEN BẰNG VẬT LIỆU NANO OXIT
SẮT TỪ
3.5.1. Khảo sát các điều kiện tối ưu
pH Lưu lượng nước

Thời gian
6,5 ÷ 9,0 1ml/phút 20 phút
3.5.2. Xác định dung lượng hấp phụ cực đại của vật liệu nano ôxit sắt

cột chứa vật liệu nano
ôxit sắt từ (mg/l)
200 0,005
500 0,006
1000 0,006
2000 0,008
3000 0,010
5000 0,040
7000 0,070
Kết quả trên bảng 3.66 cho thấy: Để đảm bảo nồng độ asen sử dụng
được cho sinh hoạt (C
As
< 0,01mg/l), với dung dịch nước đầu vào có nồng
độ As(V) 0,2mg/l, sử dụng 2 gam vật liệu thì xử lí được 3 lít dung dịch.
3.6. NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÍ ASEN BẰNG ÔXIT SẮT TỪ
TRẠI CAU THÁI NGUYÊN
3.6.1. Khảo sát các điều kiện tối ưu
Tương tự nano oxit sắt từ, với oxit sắt từ Thái Nguyên chúng tôi
cũng tiến hành khảo sát chọn các điều kiện tối ưu cho quá trình hấp phụ
của vật liệu này.
3.6.2. Xác định dung lượng hấp phụ của vật liệu ôxit sắt từ Thái Nguyên
Để xác định dung lượng hấp phụ của vật liệu oxit sắt từ Thái Nguyên
chúng tôi căn cứ vào các thí nghiệm thực tế: cho 3 gam vật liệu vào một
dung dịch As(V), sau khoảng thời gian tối ưu xác định nồng độ asen còn
lại. Dựa vào kết quả thí nghiệm trên, có thể tính được dung lượng hấp phụ.
Kết quả xác định nồng độ trung bình của 3 thí nghiệm cho thấy: với thời
gian xử lí 30 phút, 3 gam vật liệu đã hấp phụ được 0,398 mgAs.
Kết luận: Như vậy 3 gam vật liệu oxit sắt từ Thái Nguyên chỉ hấp phụ
tối đa được 0,398 mgAs, đó là trị số hấp phụ bão hòa. Từ đó tính được dung
lượng hấp phụ T của vật liệu là:

khi qua cột (mg/l)
100 0,007
500 0,007
1000 0,008
2000 0,010
3000 0,039
4000 0,042
5000 0,0653 Kết quả trong bảng 3.74 cho thấy: với dung dịch đầu vào có nồng độ
asen là 0,2 mg/l, dùng 10 gam vật liệu, xử lí được 2 lít nước đầu ra dùng
cho ăn uống sinh hoạt (đạt C
As
< 0,01 mg/l).
3.7. XỬ LÍ ASEN TRONG MẪU NƯỚC BẰNG ÔXIT SẮT TỪ THÁI
NGUYÊN
3.7.1 Xử lí một số mẫu thực tế
Sau khi xử lí asen trong dung dịch nước ở phòng thí nghiệm, chúng
tôi tiến hành xử lí ô nhiễm asen trong một số mẫu nước ngầm thực tế.

23
Từ kết quả phân tích nguồn nước giếng khoan ở xã Đông Lỗ, chúng tôi
tiến hành xử lí asen trong một số mẫu nước có nồng độ asen cao bằng
vật liệu oxit sắt từ Thái Nguyên kết hợp với lọc cát. Kết quả được trình
bày trên bảng 3.76.
Bảng 3.76. Bảng tổng hợp kết quả xử lí asen trong mẫu nước bằng của vật
liệu oxit sắt từ Thái Nguyên kết hợp với lọc cát
STT
Mẫu

8 M
50
Ngọc Trục 2013 0,129 0,002
9 M
51
Cộng Hòa 2013 0,126 0,005
10 M
57
Cộng Hòa 2013 0,125 0,004
11 M
66
Mạnh Tân 2014 0,078 0,005
12 M
71
Mạnh Tân 2014 0,117 0,003
13 M
75
Mạnh Tân 2014 0,059 0,004
14 M
79
Thống Nhất 2013 0,262 0,006
15 M
83
Thống Nhất 2014 0,357 0,008
16 M
85
Thống Nhất 2014 0,258 0,009
17 M
88
Thống Nhất 2014 0,061 0,005

- Dung lượng hấp phụ cực đại của vật liệu là từ 31,546 ÷ 34,247 g/kg.
- Thời gian đạt cân bằng hấp phụ là 20 phút.
- Hấp phụ asen hiệu quả nhất trong khoảng pH = 6,5 ÷ 9,0 điều đó rất có ý
nghĩa trong thực tế, cho phép xử lí mẫu nước trực tiếp.
4. Đã tiến hành xử lí ô nhiễm asen trong các mẫu nước bị ô nhiễm bằng vật
liệu nano oxit sắt từ, kết quả cho thấy:
- Khi xử lí trực tiếp: Với 2 gam nano oxit sắt từ đã xử lí được 3 lít nước có
nồng độ asen ban đầu 0,2 mg/l đạt QCVN 09: 2008/BTNMT về nước uống.
- Khi xử lí kết hợp với lọc cát: Với 2 gam nano oxit sắt từ và 10 gam cát đã
xử lí được 5 lít nước có nồng độ asen ban đầu 0,2mg/l; Fe
3+
0,1mg/l đạt QCVN
09: 2008/BTNMT về nước uống.
5. Đã nghiên cứu dùng vật liệu tự nhiên: oxit sắt từ Trại Cau, Thái Nguyên
xử lí ô nhiễm asen trong nguồn nước, bước đầu đạt kết quả tốt. Cụ thể:
- Khi xử lí trực tiếp: Với 10 gam oxit sắt từ Thái Nguyên đã xử lí được 2
lít nước có nồng độ asen ban đầu 0,2mg/l đạt QCVN 09: 2008/BTNMT về nước
uống.
- Khi xử lí kết hợp với lọc cát: Với 10 gam oxit sắt từ Thái Nguyên và 10
gam cát đã xử lí được 4 lít nước có nồng độ asen ban đầu 0,2mg/l; Fe
3+
0,1mg/l
đạt QCVN 09: 2008/BTNMT về nước uống.
6. Đã đưa ra quy trình xử lí nguồn nước sinh hoạt ô nhiễm asen đơn giản,
hiệu quả, dễ áp dụng cho các hộ gia đình nông thôn Việt Nam.