MỤC LỤC MỤC LỤC 1 3.1.1. Phong hóa đá mẹ 13 3.1.2. Hòa tan kim loại nặng từ khoáng vật đất 13 3.1.2.1. Ảnh hưởng của tính axit đến khả năng hòa tan của kim loại 14 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA MÔI TRƯỜNG ======= o O o ======= Môn học: Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT Tiểu luận: Ô NHIẾM ĐẤT BỞI ASEN VÀ XỬ LÝ ĐẤT Ô NHIỄM ASEN Giảng viên : PGS.TS. Lê Đức Học viên : Lương Thị Thúy Chinh Lớp : Cao học Môi trường-K18 3.1.2.2. Ảnh hưởng của thế oxi hóa - khử đến khả năng hòa tan của kim loại 15 Một số kim loại độc tiềm tàng tồn tại trong đất ở nhiều trạng thái oxi hóa, trong đó, quan trọng nhất là Fe, Mn, Cr, Cu, As, Ag, Hg và Pb. Cân bằng oxi hóa khử trong đất bị chi phối bởi pe (logarite âm của hoạt tính e thủy hóa tự do) trong dung dịch đất 15 Khi điều kiện oxi hóa đất thay đổi, tỷ lệ của các dạng oxi hóa / dạng khử cũng thay đổi. Ví dụ, khi có hai khoáng trong đất, chứa cùng một nguyên tố, nhưng khác nhau về trạng thái oxi hóa và đang bị khử trong đất (như thêm vào điện tử) thì khoáng oxi hóa sẽ bị hòa tan, và khoáng khử sẽ bị kết tủa. Nếu đất bị oxi hóa thì ngược lại. Kim loại nhìn chung ít tan khi tồn tại trong trạng thái oxi hóa cao. Fe và Mn là hai nguyên tố đất quan trọng nhất thường gặp có nhiều trạng thái oxi hóa. Khả năng của oxit Mn và trong một phạm vi thấp hơn là oxit Fe, trực tiếp oxi hóa các kim loại khác hoặc xúc tác cho các quá trình oxi hóa kim loại bởi oxi, có thể đóng vai trò quan trọng trong việc làm giảm độ hòa tan của nguyên tố vi lượng (Mc Bride, 1989). Co và Pb có thể bị oxi hóa theo cách này trên bề mặt của Oxit mangan. McBride cũng mô tả một số phản ứng oxi hóa khử liên quan đến các trạng thái oxi hóa khác nhau của Fe, như sự khử của oxit sắt với sự có mặt của các phân tử hữu cơ 16 Trong hầu hết các chuyển hóa oxi hóa khử khoáng, cả phản ứng oxi hóa khử và pH đóng vai trò quan trọng trong sự hòa tan của kim loại vết. Điều đó có nghĩa rằng cả e và p tham gia vào quá trình phản ứng. Điều này có thể được minh họa bằng trường hợp của Mn. Tính tan của Mn2+ trong đất bị chi phối bởi β-MnO2 trong điều kiện đất có pH+pe >16.62, bởi γ- MnOOH ở thế oxi hóa khử thấp hơn, và bởi MnCO3 cũng ở thế oxi hóa khử thấp hơn, phụ thuộc vào hàm lượng CO2 (Lindsay và Sadiq, 1983). 16 Những ảnh hưởng của thế oxi hóa khử có khả năng lớn hơn so với tính axit trong việc xác định hoạt tính của Mn hòa tan trong đất. Tuy nhiên, khi không ở trạng thái oxi hóa, việc giảm pH sẽ dẫn đến tăng độ hòa tan của Mn. Sự hòa tan/ phân ly của galena (PbS) trong đất cũng bị kiểm soát bởi pe + pH. Ví dụ, galena (PbS) không thể hình thành tại pe + pH > 4,59 trong đất axit, và dưới giá trị thế oxy hóa - khử này thì độ hòa tan của Pb2+ sẽ chịu sự kiểm soát của PbS mà không phải của SO42- hay bất kỳ dạng sulfur nào khác. 16 Thí nghiệm chứng minh đã chỉ ra rằng hoạt tính của Fe2+ trong dung dịch đất bị chi phối bởi FeCO3 dưới pH+pe =8.5 và trên giá trị này là bởi Fe3(OH)8 (Schwab và Lindsay, 1983). Ở pH thấp các tác giả này chỉ ra rằng γ-FeOOH và α-FeOOH là những dạng rắn chính kiểm soát sự hòa tan của Fe2+ 16 Các phân tử hữu cơ trong đất đóng vai trò quan trọng trong những phản ứng ôxy hóa - khử. Liên kết chặt với nhóm chức trong các phân tử hữu cơ có thể làm cân bằng trạng thái oxi hóa khử nhất định của kim loại, kiềm chế các phản ứng ôxy hóa - khử có thể xảy ra nhanh (McBride, 1989) 16 Nhiều chuyển hóa ôxy hóa - khử kim loại là quá trình vô cơ. Một vài phản ứng có thể diễn ra khi có mặt các sinh vật sống vì điều kiện cần của các phản ứng này là những cơ chất hữu cơ dễ bị ôxy hóa, mà các cơ chất này không nằm trong các quá trình sinh học của bản thân các sinh vật đó 16 Hai dạng chính của chuyển hóa hóa học có thể liên quan tới sự giảm độ linh động và sự sẵn có của các nguyên tố vết dưới điều kiện ngập nước và điều kiện khử trong đất: 17 (i) Sự hình thành sulfite không tan và 17 (ii) Sự hình thành của carbonate riêng biệt, oxit kim loại và hydroxit với độ tan thấp 17 Ở cây trồng trong đất ngập nước, người ta đã quan sát được sự thiếu hụt và giảm hấp thụ của một loạt các nguyên tố vết. Bingham và cộng sự (1976); Reddy và Patrick (1977) cũng được ghi nhận được sự giảm độ hòa tan và mức hấp thụ thấp của Cd trong đất 17 Những ảnh hưởng này đã được công bố đối với các loại cây trồng và trạng thái đất khác xa nhau, bao gồm loài cây Erica cineria và cây Erica tetralix trong đất đàm lầy chứa than bùn ở Anh (Jones và Etherington, 1970), cây lúa trên những cánh đồng (như Weeraratna, 1969; Benckiser và cộng sự, 1984) và ngô trong diều kiện đất bị ngập úng (Iu và cộng sự, 1982). 17 Việc tăng lượng hút thu Co của loài đậu và ngô ngọt trong điều kiện đất ngập nước cũng đã được công bố (Iu và cộng sự, 1982). Sự thiếu hụt của một loạt các kim loại vết và giảm hút thu kim loại đã được theo dõi trong quá trình sinh trưởng của cây trồng trong điều kiện đất ngập nước. 17 Khả năng hòa tan thấp và sự hút thu Cd (như Bingham và cộng sự, 1976; Reddy và Patrick, 1977), Hg (Kothny, 1973) và Zn (Forno và cộng sự, 1975) đã được theo dõi. Vấn đề lớn nhất lien quan tới sự thiếu hụt Zn trong quá trình sinh trưởng của cây lúa ở điều kiện bị ngập và giảm ở đất trồng lúa (như Gangwar và Mann, 1972; Forno và cộng sự, 1975; Mikkelsen và Brandon, 1975; IRRI, 1977; Sajwan và Lindsay, 1986). 17 Một vài ý kiến đã được đưa ra để giải thích nguyên nhân của sự thiếu hụt Zn trong điều kiện đất bị ngập, bao gồm việc hình thành Zn sunphit không tan (Kittick, 1976), ảnh hưởng của việc bổ sung photpho, đã giảm Zn hút thu qua việc hình thành phức khoáng (như Seatz và Jurinak, 1975; Stanton và Berger, 1970), hoặc là ảnh hưởng của việc giảm phức Fe và Mn với Zn để hình thành khoáng franklinite (Sajwan và Lindsay, 1986) 17 3.1.3. Trao đổi ion, hấp phụ và hóa hấp thụ 17 Để mô tả đầy đủ độ hòa tan của ion kim loại trong dung dịch đất, chúng ta phải hiểu được sự phân tách của ion kim loại giữa pha rắn và pha lỏng. Đến nay, ta đã biết rằng toàn bộ chuỗi các quá trình trao đổi liên quan tới thời gian và hoạt động hấp phụ trên bề mặt các hạt. Cơ chế chuyển rời các ion từ dung dịch bao gồm trao đổi ion ở bề mặt tích điện như các sét silicate và các phân tử hữu cơ hoặc hóa hấp thụ không trao đổi ở các bề mặt khoáng như oxit, hydoxit và Al - silicate vô định hình của Fe, Mn. Các vị trí tích điện vĩnh viễn của khoáng sét silicate và các vị trí tích điện phụ thuộc vào pH của các chất hữu cơ giữ các cation kim loại bởi lực hút tĩnh điện. Trong điều kiện pH thấp (có lợi cho sự thủy phân), vị trí hóa trị 2 và 3 và cation kim loại có thể trao đổi vào các tầng silicate 17 Các cation kim loại như Pb2+, Cu2+, hoặc Cd2+ phải cạnh tranh các vị trí trao đổi với các ion phổ biến hơn như Ca và Mg. Ít khi tồn tại lực hút tĩnh điện mạnh của ion kim loại dạng trao đổi. Thay vào đó, cần nhiều cơ chế hấp phụ riêng để giải thích sự cố định này, các nghiên cứu về tính linh động của kim loại trong đất cho thấy các ion kim loại ít hòa tan và khó chiết tách 18 Vì hầu hết các nghiên cứu về sự cố định kim loại nặng trong đất khoáng chỉ ra sự tạo phức không trao đổi, các quá trình cố định đặc biệt này thường được mô tả như hấp phụ, hóa hút thu hoặc, thông dụng hơn, các quá trình hút thu. McBride (1989) đưa ra ba dạng chính thể hiện sự hình thành liên kết bề mặt đặc trưng kim loại - khoáng: 18 (i)Ở mức độ cao, đặc trưng là oxit cho các kim loại riêng biệt (Kinniburgh và cộng sự, 1976) 18 (ii)Sự giải phóng của 2 ion H+ cho mỗi ion M2+ bị hấp phụ (Forbes và cộng sự, 1976) và 18 (iii)Sự thay đổi tính chất điện tích bề mặt của oxit như là kết quả của hấp phụ (Stumm và Morgan, 1981) 18 Kỹ thuật quang phổ, đặc biệt là ESR (cộng hưởng điện) và các thủ tục quan sát tia cực tím UV, cũng xác nhận sự hấp phụ đặc trưng của kim loại. Có bằng chứng về sự trao đổi và hấp phụ trong số lớn các dạng nguyên tố, gồm ba ion thủy hóa: Cu2+, Cd2+, Zn2+, nhưng chỉ ở các cặp ion hoặc các phức như CuCl+, CuOH+, ZnOH+ và ZnCl+, dạng thủy phân như Cu(OH)2 hoặc thậm chí các phức kim loại khác như NiNO3 (Mattigod et al, 1979, 1981; McBride, 1989). Cũng có bằng chứng cho một loạt bề mặt hấp phụ, gồm silica, Aluminosilicate vô định hình và Al hydroxit cũng như các bề mặt hấp phụ quan trọng nhất là các oxit Fe và Mn. Oxit vô định hình của Si, Al và Silicat lớp kém quan trọng hơn so với oxit Fe và Mn trong vai trò bề mặt hấp phụ kim loại. Jenne (1977) đã nêu giả thiết rằng vai trò cơ bản của silicat phân lớp là làm cơ chất cho oxit Fe và Mn vô định hình kết tủa. Robert và Terce (1989) cũng xác nhận rằng gel hoặc lớp phủ bên ngoài của hợp chất Fe, Al trên bề mặt sét có các tính chất hấp phụ cation kim loại quan trọng. Sự phức tạp của các quá trình hấp phụ kim loại trong đất là do số lượng lớn các dạng kim loại có thể có, bề mặt hấp phụ và cơ chế liên kết. McBride (1989) đưa ra tổng quan các nghiên cứu hiện tại về cơ chế hấp phụ khoáng - kim loại và Barrow (1989) cũng đề cập đến các vấn đề khi đơn giản hóa các quá trình hấp phụ 18 3.1.3.1. Thứ tự ái lực của kim loại trong quá trình hấp phụ 19 Một quan điểm được chấp nhận phổ biến là sự hấp phụ đặc trưng các kim loại của các khoáng có liên quan đến độ thủy phân của ion kim loại. Tăng hoạt tính của các kim loại để hình thành các phức chất hydroxy cũng làm tăng sự hấp phụ đặc trưng của kim loại. Brummer (1986) thống kê thứ tự tăng độ thủy phân kim loại: Cd < Ni < Co < Zn << Cu < Pb < Hg và các quá trình khác cũng có chung thứ tự gia tăng sự hấp phụ đặc trưng. Mối quan hệ chặt giữa độ thủy phân kim loại và sự hấp phụ đặc trưng đã được xây dựng riêng cho goethite và haematite, mặc dù hai khoáng này không có cùng một hành vi 19 Bảng 5. Chuỗi ái lực dự đoán của kim loại với các cation hóa trị hai, 19 dựa trên các tính chất của kim loại 19 3.1.3.2 Bản chất của hấp phụ kim loại 20 3.1.3.3. Sự giải hấp và tính không ổn định của kim loại 22 3.1.3.4. Yếu tố ảnh hưởng đến hấp phụ kim loại trong đất 22 3.1.3.5. Lượng hấp phụ kim loại trong đất 24 3.1.4. Chelate hóa và tạo phức với các hợp chất hữu cơ 25 3.1.5. Di động, rửa trôi và vận chuyển 27 I. TỔNG QUAN VỀ ASEN As là nguyên tố hình thành tự nhiên trong vỏ trái đất. As nguyên chất là kim loại màu xám, nhưng dạng này ít tồn tại trong thiên nhiên. Người ta thường tìm thấy As tồn tại dưới dạng hợp chất với một hay một số nguyên tố khác như oxy, clo và lưu huỳnh … As kết hợp với những nguyên tố trên tạo thành các hợp chất As vô cơ như các khoáng vật: đá thiên thạch, Reagal (As 4 S 4 ), Orpiment (As 2 S 3 ), Arsenolite (As 2 O 3 ), Arsenopyrite (FeAs 2 , FeAsS, AsSb) …. Hợp chất của As với carbon và hydro gọi là hợp chất As hữu cơ. Các hợp chất chứa As, cả vô cơ và hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên hay nhân tạo. Các dạng hợp chất hữu cơ của As thường ít độc hại so với các hợp chất As vô cơ. Asen và các hợp chất vô cơ của nó là những chất rất độc, chúng tồn tại phổ biến trong thiên nhiên và cũng có mặt trong sản xuất công nghiệp. Asen là một á kim màu xám trắng, mùi tỏi, tỷ trọng là 5,7 (tỷ trọng của nước bằng 1). Khi làm nóng asen chảy ra và thăng hoa ở nhiệt độ 613 0 C. Nó là thứ phẩm của công nghiệp luyện kim (như: Cu, Pb, Zn, Sn, Au … ) vì trong các quặng kim loại có chứa asen như một tạp chất. Các hợp chất vô cơ chính của asen được dùng trong công nghiệp, asen có hai dạng thù hình, một dạng màu vàng và một dạng màu đen. Asen có thể tạo thành ba oxit là trioxit asen, tetrioxit asen và pentoxitl asen. - Trioxit arsen (As 2 O 3 ) còn gọi là oxit arsenơ hay anhidrit arsenơ. Đó là dạng bột kết tinh hoặc dạng vô định hình. Bột trioxit asen thô thu được từ các quặng chứa asen dư làm thăng hoa, hàm lượng As 2 O 3 trong bột thô là 97%. Trioxit asen là nguyên liệu để chế tạo các hợp chất asen, được sử dụng trong kỹ nghệ thủy tinh, kỹ nghệ da, làm các hóa chất diệt côn trùng …. Trioxit asen phản ứng với nước tạo thành axit asenơ (H 3 AsO 4 ); từ axit này tạo thành các muối arsenit. - Pentoxit asen (As 2 O 5 ) hay anhidrit arsenic là dạng bột màu trắng được sử dụng trong kỹ nghệ thủy tinh, làm hóa chất trừ sâu hại …. Pentoxit asen phản ứng với nước tạo thành axit arsenic (H 3 AsO 4 ) và từ đó tạo thành các muối arsenat …. - Clorua asen (AsCl 3 ) là dung dịch dầu, màu vàng nhạt, được sử dụng trong kỹ nghệ gốm. Một số quặng asen cũng được sử dụng, ví dụ sunfua asen gồm sunfua đỏ (As 2 S 2 ) có tên là reanga (realgar) và sunfua vàng (As 2 S 3 ) có tên là opimen (orpiment) … Độc tính: Asen và nhiều hợp chất của nó có tính độc cao. Asen phá vỡ việc sản xuất ATP thông qua vài cơ chế. Ở cấp độ của chu trình axít citric, asen ức chế pyruvat dehydrogenaza và bằng cách cạnh tranh với phốtphat nó tháo bỏ phốtphorylat hóa ôxi hóa, vì thế ức chế quá trình khử NAD+ có liên quan tới năng lượng, hô hấp của ti thể và tổng hợp ATP. Sản sinh của perôxít hiđrô cũng tăng lên, điều này có thể tạo thành các dạng ôxy hoạt hóa và sức căng ôxi hóa. Các can thiệp trao đổi chất này dẫn tới cái chết từ hội chứng rối loạn chức năng đa cơ quan. Asen nguyên tố và các hợp chất của asen được phân loại là "độc" và "nguy hiểm cho môi trường" tại Liên minh châu Âu theo chỉ dẫn 67/548/EEC. IARC công nhận asen nguyên tố và các hợp chất của asen như là các chất gây ung thư nhóm 1, còn EU liệt kê triôxít asen, pentôxít asen và các muối asenat như là các chất gây ung thư loại 1. I. CÁC NGUỒN ĐƯA ASEN VÀO TRONG ĐẤT 2.1Nguồn tự nhiên Nguồn tự nhiên đưa As vào trong đất là do các quá trình hoạt động của núi lửa phun trào măc ma, địa nhiệt, do quá trình phong hóa và khoáng hóa đất. Nguồn As trong đất là phần chính từ trong khoáng vật của đá, đó là nơi bắt nguồn phát sinh As. As được kết tụ với MgSO 4 và quặng Fe. As trong đất có thể kết hợp các chất tiềm ẩn trong đất một cách chậm chạp nếu khoáng chất không được hòa lẫn hoặc không bị khuấy trộn bởi quá trình phong hóa, nước rửa trôi. Sự xuất hiện As trong môi trường tự nhiên thường là kết hợp với đá cuội do trầm lắng trong nước, hay lưu hóa đá theo thời tiết, nhiên liệu hóa thạch, lắng đọng khoáng chất. Trên 200 khoáng chất có chứa As đã được nhận dạng, với xấp xỉ là 60% là Asenate, 20% sulfide và muối sunfur, 20% còn lại gồm arsenide, arsenite, oxide và phân tử As. Các loại đá gốc khác nhau chứa hàm lượng As khác nhau. Hàm lượng As tự nhiên trong đá dao động từ 0.5-2.5ppm (mg/kg), thường xuất hiện ở đá trầm tích và do núi lửa tạp thành. Riêng đối với trầm tích sét, thì nồng độ As trong đá này có hàm lượng lớn nhất, trung bình từ 10-15mg/kg. Hàm lượng As cao thường do sự hiện diện của các khoáng chất cps sulfide như pyrite. Đá cặn, đá phiến sét nham thạch, đất lầy, đá bảng có hàm lượng cao hơn, có thể lên tới 900mg/kg, đá thạch và đá vôi trong khoảng 1- 200mg/kg. As có khả năng kết hợp mạnh mới S sinh ra các sulfur, tạo quặng As. Điều này làm tăng thêm hàm lượng As trong đất ở những khu vực được khoáng hóa. Trung bình trong 169 mẫu đất nguyên nhiễm (đất tự nhiên) hàm lượng As là 10mg/kg. Trong khu vực khoáng hóa và những khu vực xung quanh ở lớp đất mặt từ 0- 5cm là 424mg/kg và 29-51mg/kg. trong khi đó ở đá nguyên nhiễm chỉ có 29-51 mg/kg. (Theo……….) Hình 1: Nguồn chính và tỷ lệ của Arsenic trong đất và hệ sinh thái nước Hoạt động núi lửa/ Địa nhiệt Phong hóa đá và khoáng HCBVTV Bảo quản hạt Phân bón Bảo quản gỗ Sơn / Hóa chất Nông nghiệp Công nghiệp Thuộc da Mạ điện Asen Khai khoáng Hoạt động khác Luyện kim Cống thải Nguồn gốc sinh Vật Tự nhiên Nhân tạo Thực vật Động vật/ Vi sinh vật/ Sinh vật thủy sinh Bảng 1. Hàm lượng As và một số kim loại khác trong các loại đá chính Loại đá gốc As Sb Bi V Nb Ta Đá macma Đá siêu mafic (Dunites, peridotites, pyroxenites) 0.5 –1.0 0.1 0.001-0.02 40-100 1-15 0.02-1.0 Đá mafic (Basalts, gabbros) 0.6-2.0 0.2-1.0 0.01-0.15 200-250 10-20 0.5-1.0 Đá trung tính (Diorites, syenites) 1.0-2.5 0.x 0.01-0.10 30-100 20-35 0.7-2.1 Đá axit (Granites, gneisses) 1.0-2.6 0.2 0.01-0.12 40-90 15-25 2.0-4.0 Đá axit (hình thành do núi lửa) (Acid rocks (volcanic)) 1.5-2.5 0.2 0.01-0.12 70 20-60 3 Đá trầm tích Sét trầm tích 13 1.2-2.0 0.05-0.40 80-130 15-20 0.8-1.5 Đá phiến sét 5-13 0.8-1.5 0.05-0.50 100-130 15-20 1-2 Đá cát 1.0-1.2 0.05 0.10-0.20 10-60 0.05 0.05 Đá vôi 1.0-2.4 0.3 0.10-0.20 10-45 0.05 0.05 Dạng tồn tại của arsen trong đá và quặng gốc Arsen trong các mỏ quặng nhiệt dịch tồn tại dưới dạng các khoáng vật như: arsenopyrit (FeAsS), realgar (AsS), oripigmen (As2O3), scorodit (FeAsO4.2H2O), loellingit (FeAs2), grexdorfit (NiAsS), glaucodot (CuFeAsS), cobaltin (CoAsS), prustit (Ag3AsS), enargit (CuAsS4), tennantit (Cu12As4S13), nickelin (NiAs), rammensbergit (NiAs2), chloantit (NiAs3), , trong đó khoáng vật chứa arsen phổ biến nhất trong các mỏ khoáng sản là arsenopyrit. Đại đa số các trường hợp gặp arsen trong các vùng quặng sulfur đa kim, trong các mỏ vàng, antimon, thuỷ ngân, cobalt, molybden, đồng, thiếc. Bảng 2: Hàm lượng arsenopyrit và arsen trong một số vùng quặng ở Việt Nam. TT Kiểu quặng Khu vực, vùng Diện tích Arsenopyrit (%) Arsen (g/t hoặc %) 1 Thạch anh - arsenopyrit-cassiterit Quỳ Hợp 25 km 2 8-15% 2 Thạch anh - arsenopyrit-cassiterit Đa Lu, Play Non hạ 0,5-4,5% 2-12,4% 3 Thạch anh - arsenopyrit-cassiterit Phú Lâm, Tuyên Quang 11 km 2 0,52-9,79% 4 Thạch anh -arsenopyrit-vàng Làng Đầu 0,23- 29,81% 5 Thạch anh -arsenopyrit-vàng Vai Đào - Cao Răm 2-15% 6 Thạch anh -arsenopyrit-vàng Xuân Thu, Trà Bắc 0,8-19,12% 7 Antimonit-pyrit- arsenopyrit-vàng Làng Vài, Chiêm Hoá 29,25 km 2 0,1-24,16% 8 Antimonit-pyrit- arsenopyrit-vàng Lũng Cóc, Nà Ngần 1,26% 9 Pyrit-arsenopyrit- Chợ Điền, Tuyên 150 km 2 1,92-19,1% sphalerit-galenit Quang 10 Pyrit-arsenopyrit- sphalerit-galenit Ancroet, Sông Trao 2-25% 1-19,1% 11 Đồng porphyr Tà Lương - Cam Ranh 150 km 2 0,03% 12 Listvenit từ đá siêu mafic Hin Hụ - Bang Mon >4 km 2 ít -3% 72,4 g/t 2.2 Nguồn nhân tạo Asen tuy là một loại nguyên tố có tính độc, song các hợp chất của Asen lại có tính ứng dụng cao trong thực tế đối với cuộc sống con người. Nên vô hình chung, việc lạm dụng Asen đã là một nguyên nhân dẫn đến ô nhiễm Asen đối với môi trường sống, không chỉ có đất, nuớc và cả không khí. Các nguồn nhân tạo đưa asen vào trong đất cũng như môi trường sống khác bao gồm: • Các hoạt động nông nghiệp: Asen trong hợp chất Asenat hidro chì làm thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật . As có trong thành phần của một số loại thuốc bảo vệ thực vật. Khoảng 70% thuốc bảo vệ thực vật trong thành phần có chứa As nằm ở các dạng : (1) Monosodium methane arsenate (MSMA) – HAsO3CH3Na; (2) Disodium methane arsenate (DSMA) – Na2AsO3CH3; (3) Dimethylarsinic acid (cacodylic acid) – (CH3)2 AsO2H; (4) Arsenic acid – H3AsO4 Arsenic phức hợp được sử dụng rộng rãi làm chất diệt côn trùng trong hơn 100 năm qua, nhưng từ năm 1970-1980 đã giảm khoảng một nửa. As có tác dụng rất tốt trong việc diệt côn trùng, làm khô bông vải giúp thu hoạch dễ dàng hơn sau khi rụng lá. Tuy nhiên hậu quả là việc gia tăng As tồn dư trong đất và các cặn bã lắng xuống đáy ao, hồ sau khi sử dụng lượng lớn As hữu cơ. Theo ước lượng gần đây toàn thế giới có khoảng 8000 tấn As/năm được dùng làm thuốc diệt cỏ, khoảng 12000tấn As/năm dùng làm khô bong vải, 16000tấn As/năm được dùng để bảo quản gỗ. Tỷ lệ dùng thuốc sát trùng ở mức 2-4kg As/ha. Ngoài ra còn một lượng nhỏ phức chất As hữu cơ được dùng làm thức ăn thêm cho gia súc ở mức 10-50mg As/kg để thúc đẩy tăng trưởng. Trung bình trong phân bón có chứa 7,7mg As/kg, điều kiện bình thường của As cho đất trồng trọt trong phân khoảng 0,12mgAs/m2. Đây là hiện tượng làm tăng chất độc của đất tương đương với khoảng 0,05% (với đất ở độ sâu 20cm). • Trong Y học: Asen được sử dụng trong thuốc bắc với tác dụng trị suyễn hoặc dùng để chữa các bệnh ngoài da … • Các hoạt động công nghiệp thực phẩm: asenat đồng được sử dụng trong thế kỷ 19 như là một tác nhân tạo màu trong các loại bánh kẹo ngọt [...]...• Ngành công nghiệp gỗ: Asenat đồng crôm hóa (CCA) hay còn gọi là tanalith được sử dụng để xử lý gỗ, gỗ xẻ được xử lý bằng CCA đây được coi như một vật liệu kết cấu và xây dựng ngoài trời chống lại sự phá hủy của côn trùng Và khi các loại gỗ này được đốt, chúng là tác nhân đưa asen vào trong môi trường đất, nước, không khí • Trong công nghiệp mạ, điện tử, luyện kim…: Asenua gali là vật liệu... không cải thiện được dự báo đó Kim loại trong bùn có khuynh hướng tích luỹ vào lớp đất mặt (Parker và cộng sự, 1978), chúng rất hiếm khi di chuyển tới các tầng đất sâu và gần như không tới tầng nước ngầm theo các quá trình rửa trôi Mc Grath (1987) đã tóm tắt kết quả của 15 nghiên cứu trên đất trông cây có sử dụng bùn thải, đã thấy rằng 9 nghiên cứu không có kim loại nào rửa trôi xuống ô ... là nguyên nhân gây ô nhiễm As cho môi trường đất, nước, … Ở Việt Nam, Hiện nay, có trên 5000 mỏ và điểm khai thác đá vôi, đá granít, đá cẩm thạch, đôlômít, cát, sỏi, đất sét, đất chịu lửa và các sản phẩm mỏ khác dùng làm vật liệu xây dựng hoặc nguyên liệu để chế biến VLXD, 100% các mỏ này dùng phương pháp khai thác lộ thiên Các mỏ khoáng sản đá tập trung ở khu vực Đông Bắc Tây Bắc và Bắc trung Bộ với... hóa và đất thường thấy As tập trung ở phần trên, chủ yếu là tầng A-B và tầng B do As bị hấp thụ bởi vật liệu hữu cơ, keo hdroxit Fe và sét Trong môi trường khí hậu khô, các hợp chất As thường tồn tại ở dạng ít linh động Còn trong điều kiện khí hậu ẩm ướt, các hóa chất của arsen sulfua hòa tan và bị rửa trôi Lượng As trong đất chuyển vào nước khoảng 5-10% tổng hàm lượng trong đất Bảng 8: Các hợp chất asen. .. được xử lý bằng natri ar- senate (25 mg/kg ') không chứa asen ở ngày 0, nhưng ngày 10 khoảng 80% của tổng asen đã xuất hiện trong dung dich đất Việc tăng lượng asen trong dung dịch nước là kết quả từ việc chuyển đổi của As với khả năng oxi hóa khử trong vùng đất ngập nước bị suy thoái Masscheleyn et al 199 đã nghiên cứu ảnh hưởng đến độ pH và oxi hóa khử để thấy sự khác biệt và hòa tan trong đất bị ô nhiễm. .. Phản ứng hấp phụ Hấp phụ và lưu giữ As trong đất rất bền, tham gia phản ứng, linh động , chuyển hóa và ảnh hưởng sinh thái (độc tính) As tồn tại hầu hết ở dạng kim loại và phi kim, một trong những dạng phổ biến nhất được báo cáo và có lẽ là phản ứng đầu tiên xảy ra trong đất là dạng hấp phụ vào phân tử đất Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra xử lý As bề mặt để các chất không làm nhiễm bẩn đất Oxit sắt/ hydroxit... dịch đất, sự di động và vận chuyển của chúng được xác định bởi những quá trình tương tự, như chất tan khác trong đất, có tên là sự khuếch tán và khối lượng dòng chảy Các khía cạnh của việc rửa trôi kim loại trong đất: a, sự rửa trôi theo chiều sâu phẫu diện của kim loại, kết hợp với việc sử dụng bùn thải và ảnh hưởng của mưa axit b, khả năng ô nhiễm kim loại nặng của nước ngầm c, tiếp cận tới mô hình... nặng vào môi trường đất, trong đó điển hình là asen, có tính độc gây ung thư nhóm cấp 1 Ngoài ra, As còn được đưa vào đất từ các loại bùn thải cống rãnh của nước thải công nghiệp, ô thị Những nhà máy sản xuất KLN là nguồn thải As nhiều nhất, có thể thêm vào một lượng lớn trong phạm vi khoảng 0-188mg As/kg Trung bình khoảng 8mg/kg As trọng lượng khô đã được phát hiện từ cặn bùn rác đã được xử lý trên... biệt oxi hóa Fe và MnO bởi các chất hữu cơ của đất Lớp đất trên cùng bị nhiễm bẩn phải nước thải hoặc sự ô nhiễm kim loại trong không khí dẫn đến sự tích tụ các kim loại Nguy cơ rửa trôi kim loại vào nước ngầm là thấp Một trong những kỹ thuật chính được sử dụng rộng rãi để tách chiết kim loại khác nhau trong đất là tách chiết liên tục Sơ đồ các dãy tách chiết liên tục là yếu tố chủ đạo và dự báo các... Vaughan, 1993 Hợp chất As vô cơ: Trong số các loại As được tìm thấy trong môi trường đất, các hợp V chất của As và AsIII là những chất As vô cơ quan trọng nhất trong đất, bởi vì các hợp chất của chúng hòa tan trong nước (Vaughan, 1993) và có thể thay đổi hóa trị tùy thuộc vào độ pH (Masscheleyn et al, 1991) và điều kiện oxi hóa khử (Marin et al, 1993.) Việc cân bằng acid asen (AsV) và acid arsenous (AsIII) . học: Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT Tiểu luận: Ô NHIẾM ĐẤT BỞI ASEN VÀ XỬ LÝ ĐẤT Ô NHIỄM ASEN Giảng viên : PGS.TS. Lê Đức Học viên : Lương Thị Thúy Chinh Lớp : Cao học Môi trường-K18 3.1.2.2. Ảnh. dẫn đến ô nhiễm Asen đối với môi trường sống, không chỉ có đất, nuớc và cả không khí. Các nguồn nhân tạo đưa asen vào trong đất cũng như môi trường sống khác bao gồm: • Các hoạt động nông nghiệp:. nguyên tố và các hợp chất của asen như là các chất gây ung thư nhóm 1, còn EU liệt kê triôxít asen, pentôxít asen và các muối asenat như là các chất gây ung thư loại 1. I. CÁC NGUỒN ĐƯA ASEN VÀO