BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TNTN

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆU
QUẢ
XỬĐHLÝ
NƯỚC
Trung tâm
Học liệu
Cần ASEN
Thơ @ TàiTRONG
liệu học tập và
nghiên cứu
NGẦM BẰNG RỄ LỤC BÌNH VÀ
RỄ DƯƠNG XỈ
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

KS.Đỗ Thị Mỹ Phượng

Lê Thị Nhã
MSSV: 1040818
Ngành Kỹ Thuật Môi Trường – Khóa 30
Tháng 10/2008


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Họcthíliệu
ĐHNghiên
Cầncứu
Thơ
và và
nghiên
cứu
xỉ đã qua sơ chế, biến tính nhiệt…
6. Các nội dung chính và giới hạn của đề tài
Lập đường chuẩn Asen .
Loại bỏ Asen bằng phương pháp hấp phụ
Lập mô hình cột lọc với vật liệu chọn ra từ các thí nghiệm đảm bảo As trong nước
đầu ra sau lọc đạt tiêu chuẩn TCVN5944-1995
7. Các yêu cầu hỗ trợ

Máy Do Quang Phổ Jenway Spectrophotometer 6300.
Cân, máy đo độ dẫn điện ORION 105 : để xác định trọng lượng của hóa
chất, rễ lục bình, rễ dương xỉ, độ dẫn điện của nước trước sau khi quay
Jartester
Bộ Jartest: Dùng để khuấy hỗn hợp nước ngầm và vật liệu hấp phụ ( rễ lục
bình, rễ dương xỉ)
Tủ Sấy: dùng để sấy rễ lục bình, rễ dương xỉ đến độ ẩm thích hợp, bảo quản
trong thời gian dài, đồng thời tăng độ rỗng của rễ lục bình, rễ dương xỉ lên.
Tủ Trữ: Trữ mẫu nước ngầm


8. Kinh Phí dự trù cho việc thực hiện đề tài : 800.000 đồng
DUYỆT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN ĐỀ NGHỊ

cứu

Tuy đã có nhiều có nhiều cố gắng, song không thể tránh khỏi sai sót do thời
gian và kiến thức có hạn. Kính mong quý thầy cô đóng góp ý kiến để đề tài hoàn thiện
hơn.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn.
Cần Thơ,ngày 26 tháng 10 năm 2008
Sinh viên thực hiện
Lê Thị Nhã


TÓM TẮT ĐỀ TÀI
Với tình hình ô nhiễm môi trường ngày càng trầm trọng thì có nhiều tác động
xấu đến sức khỏe con người như là vấn đề xuất hiện nhiều bệnh tật hơn. Hội chứng nhiễm
độc Asen thực sự là một vấn đề toàn cầu không chỉ có ở Việt Nam mà còn ảnh hưởng đến
nhiều quốc gia như Tây Bengal và Bangladesh với qui mô rộng lớn. Phần lơn các hình thức
tiếp xúc của con người Với As có ham lượng cao chủ yếu thông qua việc sử dụng nguồn
nước.Ở Việt Nam, đặc biệt là vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long tình trạng nước ngầm

nhiễm Asen là một thực tế phải đối phó. Vấn đề hiện nay là phải cố tìm một phương
cách giải quyết để cứu nguy những người dân trước khi vấn nạn này biến thành nguy
cơ trầm trọng ảnh hưởng đến hàng triệu người dân.
Hiện nay có nhiều công nghệ xử lý Asen với nhiều phương pháp khác nhau
như: phương pháp lọc kết hợp kết tủa, thẫm thấu ngược nhưng những công nghệ này
giá thành cao không đi đến được với người dân nông thôn . Chính vì vậy tôi quyết
định chọn đề tài luận văn tốt nghiệp “ NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆU SUẤT XỬ
LÝ ASEN TRONG NƯỚC NGẦM BẰNG RỄ LỤC BÌNH VÀ RỄ DƯƠNG XỈ” với
mong muốn nghiên cứu thêm các phương pháp xử lý Asen đạt hiệu quả và giá thành

Trung phù

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu


MỤC LỤC
Phiếu đề nghị đề tài luận văn tốt nghiệp
Nhận xét của cán bộ hướng dẫn
Nhận xét của cán bộ phản biện
Lời cám ơn................................................................................................................ i
Tóm tắt đề tài.......................................................................................................... ii
Mục lục................................................................................................................... iv
Danh sách các hình ................................................................................................ vi
Danh sách các bảng ............................................................................................. viii
Danh sách phụ lục .................................................................................................. ix
CHƯƠNG I GIỚI THIỆU ....................................................................................... 1
CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ..................................................................... 3
II.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM ..................................................................... 3
II.1.1 Vai trò và tầm quan trọng của nước ngầm...................................................... 3
II.1.2 Thành phần, tính chất hóa học của nước ngầm .............................................. 4
II.1.3 Những vấn đề thường ảnh hưởng đến chất lượng nước ngầm........................ 5
II.2 ASEN TRONG NƯỚC NGẦM ........................................................................... 6
Trung II.2.1
tâmAsen
Học
liệu
ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên6 cứu
là gì?
.....................................................................................................
II.2.2. Nguồn gốc ..................................................................................................... 7
II.2.3. Tính chất hóa học.......................................................................................... 8
II.2.4.Tác hại của Asen đối với sức khỏe con ngườ ................................................ 10

IV.2.3. Hiệu quả xử lý Asen của rễ lục Bình sấy khô .............................................. 34
IV.2.4. Hiệu quả xử lý Asen của rễ lục Bình theo thời gian .................................... 37
gian 30
phútCần
....................................................................................
37 cứu
Thời liệu
Trung IV.2.4.1.
tâm Học
ĐH
Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên
IV.2.4.2. Thời gian 90 Phút.................................................................................... 39
IV.2.4.3. So Sánh thí nghiệm 30 phút , 60 phút và 90 phút ..................................... 41
IV.3. RỄ DƯƠNG XỈ.............................................................................................. 42
IV.3.1. Hiệu quả xử lý của rễ dương xỉ sấy khô...................................................... 42
IV.3.2. Hiệu suất xử lý của rễ dương xỉ theo thời gian. .......................................... 45
IV.3.2.1. Thời gian 30 phút ................................................................................... 45
IV.3.2.2. Thời gian 90 Phút.................................................................................... 47
IV.3.2.3. So sánh.................................................................................................... 48
IV.4 MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM CỘT LỌC ............................................................. 49
IV.5. ẢNH HƯỞNG CỦA RỄ LỤC BÌNH ĐẾN LƯỢNG KIM LOẠI TRONG NƯỚC
ĐẦU NGẦM ĐẦU RA ................................................................................................... 51
IV.5.1 Độ dẫn điện(s/cm) của nước ngầm sau chạy cột lọc ................................ 51
IV.5.2 Hàm lương Mangan và sắt trong mẫu nước ngầm trước và sau chạy cột lọc...
.............................................................................................................................. 52
CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.............................................................. 54
V.1 KẾT LUẬN ...................................................................................................... 54


V.2 KIẾN NGHỊ.................................................................................................... 55

và dung@
dịch
hấpliệu
thu Bạc
dietyl
dithiocacbamat
.............................................................................................................................. 25
Hình 3.8. Thí nghiệm quay Jartest của rễ lục bình sấy khô ................................... 28
Hình 3.9 Mô hình Quay Jartest của thí nghiệm rễ dương xỉ hấp phụ Asen ............. 29
Hình 3.10 Mô hình cột lọc Asen của rễ lục bình .................................................. 30
Hình 4.1. Dung dịch hấp thu của thí nghiệm Đường chuẩn Asen tổng ................... 30
Hình 4.2. Đường chuẩn asen tổng......................................................................... .31
Hình 4.3 Dung dịch hấp thu sau thí nghiệm kiểm tra đường chuẩn ........................ 32
Hình 4.4. Quan hệ giữa lượng rễ lục bình phơi khô và nồng độ Asen trong nước ngầm
sau xử lý ................................................................................................................ 33
Hình 4.5 Hiệu suất hấp phụ Asen của rễ lục bình phơi khô .................................... 34
Hình 4.6. Quan hệ giữa lượng rễ lục bình sấy khô và nồng độ Asen còn lại trong
nước ngầm sau xử lý .............................................................................................. 35
Hình 4.7. Hiệu suất loại bỏ Asen của rễ lục bình sấy khô....................................... 36
Hình 4.8. Dung dịch hấp thu của thí nghiệm hấp phụ Asen của rễ lục bình sấy khô từ
trái qua phải 1g, 2g, 3g, 4g, 5g, 6g ........................................................................ 37


Hình 4.9. Quan hệ lượng Asen còn lại trong nước ngầm và rễ lục bình sấy khô ở thí
nghiệm 30 phút ..................................................................................................... 38
Hình 4.10 Hiệu suất loại bỏ Asen của rễ lục bình sấy khô – thời gian 30 phút ..... 39
Hình 4.7. Hiệu suất loại bỏ Asen của rễ lục bình sấy khô....................................... 40
Hình 4.8. Dung dịch hấp thu của thí nghiệm hấp phụ Asen của rễ lục bình sấy khô từ
trái qua phải 1g, 2g, 3g, 4g, 5g, 6g ........................................................................ 41
Hình 4.9. Quan hệ lượng Asen còn lại trong nước ngầm và rễ lục bình sấy khô ở thí

Hình 4.19 So sánh hàm lượng Asen còn lại sau thí nghiêm hấp phụ của rễ dương xỉ ở
30 phút, 60 phút, 90 phút. ...................................................................................... 49
Hình 4. 20 Hàm lượng Asen còn lại sau thí nghiệm chạy cột lọc............................ 50
Hình 4.21. Dung dịch hấp thu của mẫu nước ngầm nhiễm Asen sau khi qua cột lọc51
Hình 4.22. Dung dịch hấp thu của mẫu nước ngầm chạy cột lọc sau 24h, 36h, 42h, 48h52


DANH SÁCH BẢNG
Bảng 2.1. Các vấn đề ảnh hưởng đến chất lượng nước ngầm................................... 6
Bảng 2.2.Tính chất nguyên tử, vật lý và một số thông tin khác của nguyên tử Asen 8
Bảng 2.3. Một số đặc điểm của các hidrua Asen ...................................................... 9
Bảng 2.4 Nguyên nhân gây ô nhiễm Asen trong nước ngầm .................................. 11
Bảng 2.5. Một số tỉnh nhiễm AnSen ở ĐBSCL........................................................ 12
Bảng 2.6. Số giếng khoan ở một số huyện của An Giang được phát hiện nhiễm Asen
.............................................................................................................................. 15
Bảng 3.1. Phương pháp và các phương tiện phân tích các chỉ tiêu ........................ 23
Bảng 3.2 Lượng hóa chất cần thiết để xây dựng đường chuẩn ............................. 25
Bảng 4.1. Độ chính xác của đường chuẩn.............................................................. 31
Bảng 4.2. Hàm lượng Asen còn lại của sau thí nghiệm hấp phụ rễ lục bình phơi khô
.............................................................................................................................. 32
Bảng 4.3. Lượng Asen bị loại bỏ sau khi cho hấp phụ bằng rễ lục bình phơi khô.. 32
Hiệu suất hấp phụ Asen ở những khối lượng rễ lục bình khác nhau ....... 33
Trung Bảng
tâm4.4Học
liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Bảng 4.5. Hàm lượng Asen còn lại sau thí nghiệm hấp phụ của rễ lục bình sấy khô ..

.............................................................................................................................. 34
Bảng 4.6. Khối lượng Asen bị loại bỏ sau khi cho hấp phụ bằng rễ lục bình sấy khô .
.............................................................................................................................. 34

Bảng 1. Phân tích ANOVA so sánh độ tương quan giữa hàm lượng Asen và
lương rễ lục bình sấy khô ............................................................................67
Bảng 2. Phân tích ANOVA so sánh độ tương quan giữa hàm lượng Asen và
lượng rễ lục bình Phơi khô..........................................................................68
Bảng 4. Phân tích ANOVA so sánh độ tương quan giữa hàm lượng Asen và
lương rễ lục bình sấy khô với thời gian thí nghiệm là 30 phút .....................70
Bảng 5. Phân tích ANOVA so sánh độ tương quan giữa hàm lượng Asen và
lương rễ lục bình sấy khô với thời gian thí nghiệm 90 phút .........................71
Bảng 6. Phân tích ANOVA so sánh sự khác biệt về hàm lượng Asen còn lại sau

Trung

hấp phụ bằng rễ lục bình trong nước ngầm theo thời gian ..........................72
Bảng 7. Phân tích ANOVA so sánh độ tương quan giữa hàm lượng Asen và
tâm lương
Họcdương
liệu xỉĐH
@ thí
Tài
liệu60học
và nghiên cứu
sấy Cần
khô vớiThơ
thời gian
nghiệm
phút tập
............................73
Bảng 8. Phân tích ANOVA so sánh độ tương quan giữa hàm lượng Asen và
lương dương xỉ sấy khô với thời gian thí nghiệm 30 phút ............................74
Bảng 9. Phân tích ANOVA so sánh độ tương quan giữa hàm lượng Asen và

thực vật thông thường 133%. Ngoài ra, lục bình còn có khả năng phân giải phenol và
cyanua. Mới đây, một báo cáo khoa học của TS Parvez Haris, thuộc VĐH Leicester,
Anh Quốc đã chứng minh việc dùng rễ cây lục bình (water hyacinth, tên khoa học là
Eichhornia Crassipe) đã xay nhuyễn có khả năng hấp thụ Asen trong một dung dịch có
nồng độ 200 phần tỷ trong vòng 60 phút.
Lục bình có sức sinh sản rất mạnh, 1 cây lục bình trong 2 tháng có thể đẻ ra một
đàn con cháu tới 1000 cá thể, chính vì khả năng này mà ảnh hưởng nhiều đến mỹ quan
sông rạch, giao thông thủy lợi, chiếm diện tích ao nuôi trồng.... Ở Việt Nam hiên nay,
có nhiều ngành nghề sử dụng lục bình làm nguyên vật liệu như nghề đan lát, chăn nuôi
heo, bò...; trong đó người dân dùng thân, lá lục bình bỏ đi rễ và nó trở thành phế thải,
ta có thể tận dụng nguồn phế thải này làm vật liệu hấp phụ


Dương xỉ có tên gọi khoa học là Pteris vittata (hay còn gọi là cây rau rán ở miền
Nam) có khả năng hấp thụ 755mg/Kg As trong vòng 2 tuần lễ, cây rau rán sống ở nơi
đất ẩm thấp như là ở những lạch nước trong miền Nam VN theo GS Phạm Hoàn Hộ
trong Cây Cỏ Miền Nam. Cây dương xỉ là loài thực vật sinh trưởng nhanh và chịu
được điều kiện khắc nghiệt của Việt Nam. Có một nghiên cứu của nhà khoa học Elless
thuộc Công ty Edenspace Systems ở Virginia và Andrew Meharg, chuyên gia nghiên
cứu thực vật hấp thụ asen tại ĐH Aberdeen (Anh), đã chứng minh rằng trong vòng 24
giờ, dương xỉ giảm mức Asen (200microgam) trong một lít nước xuống gần 100
lần.(www.khoa học.net)
Với những lý do trên, tôi quyết định lựa chọn đề tài “NGHIÊN CỨU, ĐÁNH
GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC NGẦM NHIỄM ASEN BẰNG RỄ LỤC BÌNH VÀ
RỄ DƯƠNG XỈ” Đây là đề tài dựa vào khả năng hấp phụ của rễ lục bình, dương xỉ đã
sơ chế, biến tính nhiệt để xử lý Asen trong nước ngầm đạt tiêu chuẩn TCVN 59441995 đảm bảo hàm lượng Asen trong nước dưới 50ppb.

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

CHƯƠNG II



b. Tầm quan trọng của nước ngầm
Ngày nay, trên thế giới, khoảng 60% nước ăn uống, 15% nước sinh hoạt dùng
trong các gia đình và 20% nước tưới lấy từ các nguồn nước ngầm. Tại hầu hết các
vùng khô cằn trên thế giới, trữ lượng nước ngầm là nguồn nước cấp chủ yếu. Ngoài
ra, nó còn cung cấp ít nhất 20% và nhiều khi hơn 30% tổng khối lượng nước sử dụng
ở các nước nông nghiệp. Hiện nay hàng năm người ta khai thác từ 600-700 tỷ mét khối
nước ngầm, nhiều hơn bất kỳ một khoáng sản nào khai thác từ lòng đất.
Trữ lượng nước ngầm của Việt Nam đã được thăm dò khoảng 3.3 tỉ m3 /năm,
phân bố không đều
II.1.2 Thành phần, tính chất hóa học của nước ngầm
a. Thành phần của nước ngầm
Không giống như nước mặt, nguồn nước ngầm ít chịu ảnh hưởng yếu tố tác
động của con người. Chất lượng nước ngầm thường tốt hơn chất lượng nước mặt.
Trong nước ngầm hầu như không có các hạt keo hay các hạt cặn lơ lửng, không chứa
rong tảo, các chỉ tiêu vi sinh trong nước ngầm cũng tốt hơn các chỉ tiêu vi sinh trong
nước bề mặt.
tâmThơ
trong @
nướcTài
ngầm
là các
chấttập
hòa và
tan do
ảnh hưởng
Trung tâm Thành
Học phần
liệuđáng

phần như nitơ, sắt, mangan, asen, vi sinh... đang báo động

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu


Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

II.1.3 Những vấn đề thường ảnh hưởng đến chất lượng nước ngầm


Bảng 2.1. Các vấn đề ảnh hưởng đến chất lượng nước ngầm
VẤN ĐỀ
Hệ thống vệ
sinh trong
nhà không
được nối với
cống rảnh
Sự sa lắng
của Acid
Các hóa chất
nông nghiệp
trong trồng
trọt
Độ mặn từ
tưới tiêu

NGUYÊN NHÂN

TÁC ĐỘNG


Tăng độ mặncủa
nước ngầm

cùng với nước thấm lậu xuống tầng nước
ngầm

mầm bệnh, hóa chất
có trong nước thải
thấm lậu

Việc chôn lấp rác, hình thức cách ly không
đúng sẽ gây ra hiện tượng rò rỉ làm ô nhiễm
nước ngầm.

Nước ngầm nhiễm
hóa chất độc hại,
kim loại nặng....

Sự rơi đổ do sai lầm trong vận hành, sự rò rĩ
do xói mòn hoặc lỗi trong kết cấu đường ống
hay bể chứa

Nước ngầm ô
nhiễm dạng điểm
hoặc mở rộng hơn.

Trung tâm
Học liệuCác
ĐH
Cần Thơ @ Tài liệu học tập

quặng chứa asen cao 10 - 1000 mg As/kg hoặc hơn
Asen tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau.

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Hình 2.1. Asen xám và Asen đen

Hình 2.2. Di Asen trioxit và Asen vàng
Asen được sử dụng nhiều trong công nghiệp và được sử dụng trong thuốc trừ
sâu, chất phụ gia trong thức ăn gia súc và trong các dược phẩm, nên Asen thường có
trong rau quả, thực phẩm, trong cơ thể động vật và người với nồng độ rất nhỏ (vi
lượng).
Ở mức độ bình thường:


- Nước tiểu chứa 0.005-0.04 mg As/L.
- Tóc chứa 0.08-0.25 mg As/kg.
- Móng tay, móng chân chứa 0.43-1.08 mg As/kg.
(Bàn về phương pháp xử lý asen [Lưu Trữ] - Diễn Đàn Công Nghệ Hóa
Học.htm)
II.2.2. Nguồn gốc
Asen có trong tất cả đá, đất, các trầm tích (sediment) được hình thành từ nhiều
ngàn năm trước, với các nồng độ khác nhau. Trong những điều kiện nhất định nó có
thể tan vào trong nước, điều này xảy ra ở các vùng châu thổ rộng lớn, ở chỗ trũng
trong nội địa, gần các mỏ, gần các nguồn địa nhiệt (geothermal sources);
- Nguồn gốc thiên nhiên: Asen phát tán vào môi trường thiên nhiên do các quá
trình phong hóa và phân rã các chất hữu cơ và vô cơ
- Nguồn gốc nhân tạo: Asen được phát tán thông qua các quá trình sản xuất
công nghiệp như:
o Lọc dầu, luyện kim, dược phẩm, hóa chất, ...
o Đốt nhiên liệu hóa thạch, đốt chất thải; ...

TÍNH CHẤT VẬT LÝ
THÔNG TIN KHÁC
NGUYÊN TỬ
Khối lượng
74,92160 Trạng thái
Bán kính
Độ âm
2.18 (thang
nguyên tử
(2) đ.v.
vật chất
cộng hoá trị
điện
Pauling)
Bán kính
Điểm
Bán kính
Nhiệt
328.88
115 (114)
J/(kg·K)
nguyên tử
pm
nóng chảy
van der
dung
(calc.)
Waals
riêng
Bán kính

tâm
Học
ĐH
Thơ
Tàitrúc
liệu học tập và nghiên cứu
e trên
mức liệu
2, 8,
18, Cần
5 Nhiệt
bay @ Cấu
năng lượng
hơi
tinh thể
[1]
Trạng thái
Nhiệt
(xám) 24.44
5, 3, 1 , ôxi hóa
nóng chảy
3 (axít
kJ/mol
(Ôxít)
nhẹ)
Cấu trúc tinh
Khối
Áp suất
100 k Pa tại
thể

+ 3I2

Oxit của As với số oxi hóa +3:
Ở trạng thái khí tồn tại dưới dạng phân tử kép As4O6.
Ở trạng thái rắn, các oxit của As (III) có màu trắng
Asen (III) oxit tan dễ dàng trong dung dịch kiềm tạo thành muối asenit và
hiddroxoasenit thể hiện tính khử khi tác dụng với O3, H2O2, FeCl3, K2Cr2O7, HNO3,
trong đó nó bị oxi hóa đến ion AsO433As4O6 +
14H2O
+
8HNO3
=
12 H3AsO4 + 8NO
As4O6 +
6H2O

4 H3AsO3
As4O6 +
4NaOH
+
6H2O =4Na[Sb(OH)4]
Hợp chất Hidrua của Asenic: AsH3 có mùi tỏi, rất độc
Mộtliệu
số đặcĐH
điểmCần
của các
hidrua
Trung Bảng
tâm2.3.
Học


Nhiệt độ tạo thành  , k J/mol

+67

AsH3 ( Asin) tương đối bền( phân hủy ở 3000C), là hợp chất thu nhiệt mạnh, dễ
phân hủy khi đun nóng tạo nên trên thành bình kết tủa màu đen lấp lánh như gương.
AsH3 là chất khử mạnh, chúng khử được các muối kim loại như Cu, Ag đến
kim loại