Nước nhiễm asen được xem là một vấn đề phổ biến và khá nghiêm trọng trong tình hình hiện nay. Việc xử lý nước nhiễm asen từ lâu trở thành một mối quan tâm lớn của các doanh nghiệp lớn nhỏ. Ngay bây giờ, hãy cùng HANA tìm hiểu cụ thể hơn về sự nguy hiểm của asen cũng như các cách xử lý thật hiệu quả.
1/ Asen là gì?
Trước hết, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu xem nước nhiễm asen là gì mà lại khiến nhiều hệ thống xử lý phải để tâm đến. Nước bị nhiễm Asen, hay còn được gọi là Arsenic (thạch tín), là một hợp chất oxit của Asen hoá trị III (As2O3), và thường được tìm thấy tự nhiên trong nước, đá, đất, không khí, trong động vật và thực vật. Chất này có thể phát sinh trong quá trình sản xuất nông nghiệp và công nghiệp. Nó được coi là một chất độc cực mạnh, với khả năng gây hại gấp 4 lần thủy ngân, và chỉ cần hàm lượng siêu nhỏ cũng có thể gây tử vong.
Asen có thể tồn tại dưới dạng tinh khiết riêng biệt, nhưng phần lớn được phân thành hai loại: Asen hữu cơ và Asen vô cơ.
Asen hữu cơ có vi lượng Asen trong thực phẩm và rau quả, và có thể tìm thấy trong cơ thể người và động vật. Loại Asen này không gây nguy hiểm đến sức khỏe và thường nhanh chóng bị đào thải khỏi cơ thể.
Asen vô cơ là loại Asen cực độc, tích tụ trong đất đá và sau đó hòa tan vào nước, gây ô nhiễm kim loại nặng trong nước, dẫn đến các tác hại nghiêm trọng đến sức khỏe con người. Asen vô cơ thường được sử dụng để chế tạo các loại thuốc trừ sâu, diệt cỏ và các sản phẩm hóa chất khác.
2/ Tác động của Asen đối với sức khỏe con người và sinh vật
Asen là một kim loại có hại cho sức khỏe của con người và động vật khi tiếp xúc với nó trong lượng lớn. Sự tiếp xúc với Asen trong nước ngầm, nước sinh hoạt có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe, đặc biệt là ảnh hưởng đến hệ thống thần kinh, hệ thống miễn dịch và hệ thống tiêu hóa.
Ở con người, khi xử lý nước nhiễm Asen không đúng cách và đưa vào tiêu dùng có thể gây ra các vấn đề sức khỏe như đau đầu, mệt mỏi, khó thở, đau bụng, buồn nôn và nôn mửa. Ngoài ra, Asen còn có thể gây ung thư da, phổi, gan và thận. Các trẻ em và phụ nữ có thai là những nhóm người đặc biệt nhạy cảm với Asen và cần phải tránh tiếp xúc với nó.
Đối với động vật, Asen cũng có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe như tiêu chảy, nôn mửa, và đau bụng. Ngoài ra, nó còn có thể gây ra sự giảm trí nhớ, giảm chức năng gan và thận, và ảnh hưởng đến quá trình sinh sản của động vật.
3/ Nguyên nhân khiến nước bị ô nhiễm asen
Nguyên nhân chính làm cho nước nhiễm asen là hoạt động của con người, bao gồm các hoạt động khai thác khoáng sản, sản xuất công nghiệp, nông nghiệp và thải đổ rác. Trong đó, khai thác mỏ là một nguyên nhân chính, do quá trình khai thác và luyện kim để sản xuất các sản phẩm như đồng, sắt, kẽm và chì sử dụng các hóa chất chứa asen, dẫn đến sự phóng thải và rò rỉ asen vào môi trường.
Bên cạnh đó, trong sản xuất công nghiệp, asen được sử dụng như một chất tạo độ bền, chống cháy và chống mối mọt, và có thể bị rò rỉ vào nước trong quá trình sản xuất, xử lý hoặc lưu trữ.
Trong lĩnh vực nông nghiệp, asen được sử dụng như một phân bón, đặc biệt là ở các nước đang phát triển. Tuy nhiên, sử dụng phân bón chứa asen một cách không đúng cách có thể dẫn đến sự ô nhiễm nước ngầm.
Cuối cùng, thải đổ rác cũng góp phần vào sự ô nhiễm nước bằng cách thải các chất hóa học, chất thải công nghiệp và chất thải sinh hoạt chứa asen vào môi trường.
4/ Tác hại khi sử dụng nước bị ô nhiễm asen
Khi nước bị ô nhiễm asen, nó có thể gây ra nhiều tác hại cho sức khỏe con người và động vật. Asen là một chất độc tính mạnh có thể gây ra các vấn đề sức khỏe từ nhẹ đến nghiêm trọng, bao gồm:
Thiếu máu: Nước bị ô nhiễm asen có thể là nguyên nhân gây ra thiếu máu, do asen ảnh hưởng đến quá trình sản xuất hồng cầu trong cơ thể.
Rối loạn nội tiết: Asen có thể ảnh hưởng đến hệ thống nội tiết và dẫn đến các rối loạn, bao gồm bất thường về tuyến giáp, tuyến thượng thận, tuyến thượng thận và tuyến thượng vú.
Mất trí nhớ và suy giảm chức năng tâm thần: Asen có thể ảnh hưởng đến hoạt động của não và dẫn đến các vấn đề như mất trí nhớ và suy giảm chức năng tâm thần.
Rối loạn tiêu hóa: Asen có thể gây ra rối loạn tiêu hóa, bao gồm tiêu chảy, đau bụng, buồn nôn và nôn mửa.
Tác hại của nước bị ô nhiễm asen cũng không chỉ giới hạn trong sức khỏe con người mà còn ảnh hưởng đến môi trường và động vật. Nó có thể dẫn đến sự suy thoái môi trường, sự mất mát đa dạng sinh học và ảnh hưởng đến chất lượng của nông sản và động vật nuôi. Do đó, việc sử dụng nước bị ô nhiễm asen có thể gây ra những tác hại đáng kể đến sức khỏe con người, động vật và môi trường tự nhiên.
5/ Cách xử lý nước nhiễm Asen
Đã có khá nhiều cuộc nghiên cứu để có thể cho ra đời các phương pháp xử lý nước nhiễm Asen khác nhau. Tuy nhiên, phần lớn các phương pháp tập trung vào sử dụng các kỹ thuật hóa học, hóa lý và màng sinh học để xử lý nước thải này. Cụ thể như sau:
Phương pháp keo tụ – Kết tủa để xử lý nước nhiễm asen
Phương pháp keo tụ – kết tủa xử lý nước nhiễm Asen khá hiệu quả dựa trên sự kết hợp giữa các hợp chất keo và các chất kết tủa để loại bỏ Asen khỏi nước thải. Các hợp chất keo như sulfate nhôm (Al2(SO4)3) hoặc polyaluminum chloride (PAC) được cho vào nước nhằm tạo ra các kết tủa với Asen. Sau đó, các kết tủa được tách ra khỏi nước thải bằng cách sử dụng các phương pháp kết tủa như lọc hoặc lắng.
Phương pháp keo tụ – kết tủa không chỉ loại bỏ Asen khỏi nước thải mà còn có thể loại bỏ các chất độc hại khác như kim loại nặng và các chất hữu cơ. Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi chi phí đầu tư khá lớn và yêu cầu sự chuyên môn cao trong việc vận hành và bảo trì hệ thống.
Phương pháp keo tụ bằng hóa chất để xử lý nước nhiễm asen
Phương pháp keo tụ bằng hóa chất nhằm mục đích tạo ra các hợp chất có khả năng kết tụ Asen, giúp loại bỏ Asen ra khỏi nước.
Các hóa chất thường được sử dụng để keo tụ Asen trong nước bao gồm: Sulfat sắt (FeSO4), kim loại như nhôm, sắt và Hydroxit canxi (Ca(OH)2)
Để sử dụng phương pháp keo tụ, các hóa chất trên được thêm vào nước nhiễm Asen để Asen kết tụ thành các hợp chất kết tủa. Sau đó, chúng sẽ được loại bỏ ra khỏi nước và dần làm giảm nồng độ Asen xuống mức an toàn. Phương pháp này cần được thực hiện cẩn thận để tránh tình trạng quá liều hoặc dư thừa các hóa chất, gây ô nhiễm môi trường.
Phương pháp oxi hóa để xử lý nước nhiễm asen
Asen trong nước tồn tại dưới hai dạng chính là Asenat và Asenit. Các công nghệ loại bỏ asen thường có hiệu quả trong việc loại bỏ Asenat vì nó có tính kết tủa hoặc hấp thụ được trên bề mặt chất rắn. Tuy nhiên, để loại bỏ Asen, các hệ thống xử lý nước nhiễm Asen phải tiến hành bước oxy hóa để chuyển nó thành Asenat. Asenit có thể được oxy hóa bởi nhiều chất oxy hóa như Oxy (O2), hypochlorite (HClO), pemanganat (HMnO4) và hydroperoxit (H2O2).
Phương pháp xử lý nước nhiễm Asen thông thường bao gồm hai bước chính. Bước đầu tiên là lưu trữ nước trong một bể để trao đổi oxy với không khí và chuyển đổi Asenit thành Asenat. Bước thứ hai là chuyển nước từ bồn chảy vào tầng chứa nước nhiễm sắt và asen qua cùng một ống giếng, giúp hình thành lớp phủ hydroxit sắt trên các hạt cát xung quanh lưới lọc của giếng và loại bỏ hàm lượng asen và sắt đáng kể.
Tuy nhiên, hiệu quả của phương pháp này phụ thuộc vào thời gian lưu trữ nước và hàm lượng sắt kết tủa trong nước. Thời gian lưu trữ nước càng lâu cùng với hàm lượng sắt trong nước càng cao sẽ làm gia tăng hiệu quả loại bỏ Asen.
Phương pháp hấp phụ để xử lý nước nhiễm asen
Phương pháp hấp phụ được sử dụng để loại bỏ asen trong nước sẽ sử dụng các chất hấp phụ như quặng sắt oxy hóa, xi măng, hydroxit nhôm, hydroxit sắt, than hoạt tính và zeolite.
Khi nước chạy qua lớp chất này, asen sẽ được hấp phụ lại. Sau đó, nước được thu thập và chất hấp phụ được loại bỏ, đưa vào bể chứa rắn. Quá trình hấp phụ có thể được thực hiện theo hai cách: hấp phụ trực tiếp và hấp phụ gián tiếp.
Trong phương pháp hấp phụ trực tiếp, nước được chạy qua lớp chất hấp phụ để hấp phụ asen. Trong khi đó, trong phương pháp hấp phụ gián tiếp, một chất oxy hóa (ví dụ như clo) được sử dụng để chuyển asen từ dạng As(III) sang dạng As(V) trước khi nước chạy qua lớp chất hấp phụ.
Phương pháp hấp phụ có nhiều ưu điểm, bao gồm hiệu quả, tính linh hoạt và không tạo ra sản phẩm phụ độc hại. Tuy nhiên, nó cũng có một số hạn chế, bao gồm chi phí đầu tư ban đầu cao và chi phí vận hành liên quan đến việc thay thế chất hấp phụ. Ngoài ra, quá trình hấp phụ cũng có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như pH, nồng độ các ion và các chất hữu cơ trong nước.
Phương pháp trao đổi Ion để xử lý nước nhiễm asen
Phương pháp này là phức tạp nhất trong xử lý nước nhiễm Asen và yêu cầu công nghệ trao đổi ion giữa pha rắn và pha lỏng. Để loại bỏ Asen, có thể sử dụng nhựa tổng hợp có khả năng trao đổi ion, nhưng chỉ có thể loại bỏ Asenat. Vì vậy, cần kết hợp với quá trình oxy hóa để chuyển Asenit thành Asenat. Muối NaCl có thể được sử dụng để hoàn nguyên hạt trao đổi ion bão hoà.
Phương pháp trao đổi ion có nhiều ưu điểm như khả năng loại bỏ đối tượng một cách chọn lọc và triệt để, thời gian sử dụng lâu dài và tái sinh được nhiều lần với chi phí thấp và tiêu tốn năng lượng nhỏ. Đặc biệt, phương pháp này được đánh giá là khá thân thiện với môi trường.
Công nghệ lọc bằng hệ thống lọc nước
Để xử lý Asen trong nước, có hai phương pháp lọc cơ bản như sau:
Phương pháp lọc đầu tiên được thực hiện bằng cách sử dụng bộ lọc cát, trong đó kết tủa Fe (III) được lắng đọng trên bề mặt của các hạt cát. Sắt (II) trong nước tồn tại dưới dạng hòa tan và được oxy hoá thành sắt (III). Đồng thời, sắt (III) sẽ được hấp phụ trực tiếp trên bề mặt của lớp cát, khiến Asen trong nước bị hấp phụ vào lớp Fe (OH)3 và bị giữ lại trong lớp lọc. Sau khi nước thải qua bể lọc, hàm lượng Asen sẽ dễ dàng được loại bỏ.
Phương pháp lọc thứ hai là sử dụng màng bán thấm để tách và loại bỏ Asen hoặc bất kỳ chất rắn hòa tan nào trong nước. Các loại màng thường được sử dụng bao gồm màng vi lọc, thẩm thấu ngược, thẩm thấu điện, siêu lọc, lọc nano,… Khi nước chạy qua các lớp màng này, các chất rắn hòa tan sẽ bị giữ lại trên bề mặt của màng và nước sạch sẽ được thu thập ở phía bên kia.
Để tìm hiểu cụ thể hơn về phương pháp xử lý nước nhiễm asen hiệu quả và triệt để nhất, hãy tìm ngay đến HANA đến nhận được sự tư vấn và hỗ trợ thi công chuyên nghiệp. Liên hệ ngay:
Hotline: 0985.99.4949
Địa chỉ: 20/6 Nguyễn Văn Dung, P.6, Q. Gò Vấp, TP. HCM
Email: mail@moitruonghana.com
