Nghiên cứu khả năng loại bỏ độ đục, độ màu và cod trong một số nguồn nước sử dụng bột khô xương rồng bà, nopal cactus

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ ASEN TRONG NƯỚC NGẦM
CỦA XƯƠNG RỒNG BÀ TRÊN CÁC MẪU NƯỚC NHÂN TẠO.
ỨNG DỤNG VÀO XỬ LÝ NGUỒN NƯỚC NGẦM TỰ NHIÊN
TẠI HUYỆN HÀM THUẬN BẮC, TỈNH BÌNH THUẬN
VIỆN KHOA HỌC ỨNG DỤNG HUTECH
Ngành: Kỹ thuật môi trường
Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường
GVHD : PGS.TS Thái Văn Nam
SVTH : Phan Văn Trường
Lớp : 14DMT03
MSSV : 1411090461
TP. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2018

LỜI CAM ĐOAN
Tôi: Phan Văn Trƣờng xin cam đoan:
Đồ án tốt nghiệp là thành quả từ sự nghiên cứu hoàn toàn thực tế trên cơ sở các
số liệu liên quan và thực hiện theo hƣớng dẫn của giáo viên hƣớng dẫn.
- Đồ án đƣợc thực hiện hoàn toàn mới, là thành quả của riêng tôi, không sao
chép theo bất cứ đồ án tƣơng tự nào.
- Mọi sự tham khảo sử dụng trong đồ án điều đƣợc trích dẫn các nguồn tài liệu
trong báo cáo và danh mục tham khảo.
- Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế của nhà trƣờng, tôi xin hoàn toàn
chiu trách nhiệm.
TP. Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 07 năm 2018
Sinh viên
Phan Văn Trƣờng

LỜI CẢM ƠN
Trên thực tế, không có thành công nào mà không có sự giúp đỡ, hỗ trợ, dù ít
hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của ngƣời khác. Để hoàn thành đồ án tốt
nghiệp này, trƣớc tiên tôi xin gửi tới Ban giám hiệu trƣờng Đại học công nghệ TP.
Hồ Chí Minh, lãnh đạo và Ban chủ nhiệm Viện KHƢD HUTECH lời cảm ơn sâu
sắc, niềm tự hào vì đã đƣợc học tập tại Trƣờng trong những năm qua. Chân thành
cảm ơn đến những thầy cô giáo đã giảng dạy em trong bốn năm qua, những kiến
thức mà em nhận đƣợc trên giảng đƣờng đại học sẽ là hành trang giúp em vững
bƣớc trong tƣơng lai.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GVHD, PGS.TS Thái Văn Nam , Viện
KHƢD HUTECH, Đại học công nghệ TP. Hồ Chí Minh đã tận tâm, tận lực giúp đỡ,
hƣớng dẫn và chỉ bảo tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn ThS. Trịnh Trọng Nguyễn – cán bộ quản lý
Phòng thí nghiệm Trƣờng đại học công nghệ TP. Hồ Chí Minh đã hỗ trợ các thiết
bị, 1 phần hóa chất trong quá trình tôi thực hiện đề tài trong phòng thí nghiệm.
Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình, ngƣời thân và các bạn
bè tôi, đã quan tâm sâu sắc, chia sẻ khó khăn và động viên và giúp đỡ để tôi hoàn
thành đồ án này.
Sinh viên
Phan Văn Trƣờng

i
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC..................................................................................................................ii
DANH MỤC BẢNG.................................................................................................iv
DANH MỤC HÌNH ..................................................................................................v
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ..............................................................................vii
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU...................................................................7
1.1. GIỚI THIỆU SƠ LƢỢC VỀ XƢƠNG RỒNG BÀ (NOPAL CACTUS).......7
1.1.1 Nguồn gốc .................................................................................................7
1.1.2 Đặc điểm hình thái ....................................................................................8
1.1.3 Các thành phần chính trong xƣơng rồng...................................................9
1.1.4 Công dụng ...............................................................................................11
1.1.5 Tình hình phân bố cây xƣơng rồng ở Việt Nam .....................................11
1.2. KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƢỚC CỦA CÂY XƢƠNG RỒNG BÀ...................12
1.2.1 Các nghiên cứu ngoài nƣớc.....................................................................12
1.2.2 Nghiên cứu trong nƣớc............................................................................15
1.3. NƢỚC CẤP VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC CẤP...................16
1.3.1 Tầm quan trọng của nguồn nƣớc.............................................................16
1.3.2 Một số chứng bệnh liên quan đến thiếu nƣớc sạch .................................16
1.3.3 Các thông số đánh giá chất lƣợng nƣớc ngầm và tiêu chuẩn chất lƣợng
sử dụng nƣớc ....................................................................................................17

ii
1.3.4 Các phƣơng pháp xử lý nƣớc ..................................................................24
1.4. TỔNG QUAN VỀ ASEN VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ ASEN........31
1.4.1 Giới thiệu chung về Asen........................................................................31
1.4.2 Nguồn gốc và sự phân bố Asen trong tự nhiên.......................................31
1.4.3 Cấu tạo và tính chất của Asen .................................................................32
1.4.4 Các dạng tồn tại của Asen trong môi trƣờng...........................................35
1.4.5 Độc học của Asen....................................................................................36
1.4.6 Cơ chế ô nhiễm Asen và sự tồn tại của Asen trong nƣớc. ......................38
1.4.7 Ảnh hƣởng của Asen đến sức khỏe con ngƣời........................................38
1.4.8 Ô nhiễm Asen trong nƣớc ngầm trên thế giới và Việt Nam. ..................41
1.4.9 Các phƣơng pháp xử lý Asen ..................................................................46
CHƢƠNG 2. PHƢƠNG PHÁP VÀ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU .......................52
2.1. THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM THỰC HIỆN..................................................52
2.2. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU...........................................................................52
2.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU..........................................................................53
2.3.1 Nghiên cứu khả năng loại bỏ Asen bằng bột khô xƣơng rồng bà trên các
mẫu nƣớc gây nhiễm As(III) nhân tạo .............................................................53
2.3.2 Đánh giá khả năng loại bỏ Asen bằng bột khô xƣơng rồng trên các mẫu
nƣớc ngầm tự nhiên..........................................................................................54
2.4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................................54
2.4.1 Phƣơng pháp luận....................................................................................54
2.4.2 Phƣơng pháp cụ thể.................................................................................57
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN..............................64
3.1. CẤU TRÚC BỀ MẶT VẬT LIỆU................................................................64

iii
3.2. XÁC ĐỊNH CÁC GIÁ TRỊ TỐI ƢU TRÊN MẪU NƢỚC NHÂN TẠO ....65
3.2.1 pH tối ƣu..................................................................................................65
3.2.2 Liều lƣợng keo tụ tối ƣu..........................................................................68
3.2.3 Tốc độ khuấy tối ƣu.................................................................................70
3.2.4 Thời gian khuấy tối ƣu ............................................................................72
3.2.5 Đánh giá hiệu quả xử lý ở các nồng độ khác nhau..................................75
3.2.6 Đánh giá khả năng xử lý các mẫu nƣớc ngầm tự nhiên bằng bột khô
xƣơng rồng bà...................................................................................................77
KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ....................................................................................80
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................82

iv
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 : Giá trị giới hạn của các thông số chất lƣợng nƣớc dƣới đất....................22
Bảng 1.2 : Chất lƣợng nƣớc cấp cho sinh hoạt ăn uống ...........................................24
Bảng 1.3 : Nồng độ Asen trong nƣớc ở một số khu vực trên thế giới ......................43
Bảng 2.1: Các thiết bị chính dùng trong nghiên cứu ............................................5468
Bảng 3.1: Kết quả xử lý keo tụ nƣớc nhiễm Asen nhân tạo nồng độ 0,25(mg/L)
bằng bột xƣơng rồng khô ở các pH khác nhau. ...................................................6968
Bảng 3.2: Kết quả xử lý keo tụ nƣớc nhiễm Asen nhân tạo nồng độ 0,05(mg/L)
bằng bột xƣơng rồng khô ở các pH khác nhau .........................................................70
Bảng 3.3: Kết quả xử lý keo tụ nƣớc nhiễm Asen nhân tạo nồng độ 0,25 (mg/L)
bằng bột khô bà xƣơng rồng ở các liều lƣợng chất keo tụ khác nhau.......................72
bằng bột khô bà xƣơng rồng ở các liều lƣợng chất keo tụ khác nhau.......................73
bằng bột xƣơng rồng khô ở các tốc độ khuấy khác nhau..........................................74
bằng bột xƣơng rồng khô ở các tốc độ khuấy khác nhau..........................................75
bằng bột xƣơng rồng khô ở các thời gian khuấy khác nhau. ....................................77
bằng bột xƣơng rồng khô ở các thời gian khuấy khác nhau. ....................................73
Bảng 3.9: Kết quả xử lý keo tụ nƣớc nhiễm Asen nhân tạo (mg/L) bằng bột xƣơng
rồng khô ở các nồng độ khác nhau............................................................................80
Bảng 3.10: Kết quả xử lý keo tụ mẫu nƣớc ngầm tự nhiên . ....................................82

v
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Cây xƣơng rồng bà......................................................................................9
Hình 1.2: Các hợp chất quan trọng của xƣơng rồng .................................................11
Hình 1.3 : Sơ đồ xử lý nƣớc ngầm............................................................................31
Hình 1.4 :Mô hình cấu tạo nguyên tử Asen ..............................................................34
Hình 1.5: Các dạng tồn tại Asen trong tự nhiên........................................................35
Hình 1.6: Sự xăm nhập của Asen và các hợp chất của nó trong cơ thể....................38
Hình 1.7: Các con đƣờng thâm nhập As vào cơ thể con ngƣời ................................40
Hình 1.8: Ô nhiễm Asen ở Việt Nam........................................................................47
Hình 2.1: Sơ đồ nghiên cứu ......................................................................................59
Hình 2.2: Sơ đồ khối kính hiển vi điện tử quét.........................................................61
Hình 3.1: Ảnh bề mặt bột khô xƣơng rồng bà (SEM) ..............................................68
Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn khả năng xử lý Asen bằng bột khô xƣơng rồng bà ở các
pH khác nhau.............................................................................................................71
liều lƣợng khác nhau .................................................................................................74
tốc độ khuấy khác nhau.............................................................................................76
thời gian khuấy khác nhau ........................................................................................79
nồng độ khác nhau ....................................................................................................81
Hình 3.7: Đánh giá khả năng xử lý các mẫu nƣớc ngầm tự nhiên bằng bột khô
xƣơng rồng bà .........................................................................................................83

vi
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
STT Ký hiệu Ý nghĩa
1 BGBL Brilliant Green Bile Salt – Dịch trích hỗn hợp
2 BYT Bộ Ytế
3 CE Combined extract (GE +NE)
4 COD Chemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy hóa học
5 DS Disolved solid – Chất rắn hòa tan
6 EDX Energy-dispersive X-ray spectroscopy- Phổ tán xạ
năng lƣợng tia X
7 GDP Gross Domestic Product – Tổng sản phẩm nội địa
8 GE Gelling extract – Dịch trích dạng keo
9 LL Liều Lƣợng
10 NE Non-gelling extract – Dịch trích dạng không keo
11 NTU Nephelometric Turbidity Units – Đơn vị đo độ đục
12 OFI Opuntia ficus-indica – Xƣơng rồng bà
13 PW Pepton Water –Dung dịch pepton
14 QCVN Quy Chuẩn Việt Nam
15 TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
16 TĐK Tốc độ khuấy
17 TGK Thời gian khuấy
18 TP.HCM Thành Phố Hồ Chí Minh
19 TT Thông tƣ
20 UNICRF United Nations Children’s Fun (Qũy Nhi Đồng Liên Hiệp
Quốc)
21 VS Volatile solide – Chất rắn bay hơi
22 WB World Bank - Ngân hàng Thế giới
23 WHO World Health Organizzation (Tổ chức Y tế Thế giới)

SVTH: Phan Văn Trƣờng GVHD: PGS.TS Thái Văn Nam
1
MỞ ĐẦU
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Tại Việt Nam, mức độ ô nhiễm và khan hiếm nguồn nƣớc đang trong tình
trạng báo động.Những hệ lụy về thiếu nƣớc sạch đang ảnh hƣởng trực tiếp đến đời
sống ngƣời dân.Khoảng 20% dân cƣ tại Việt Nam chƣa đƣợc tiếp cận nguồn nƣớc
sạch. Theo thống kê của Viện Y học lao động và Vệ sinh môi trƣờng, hiện có
khoảng 17.2 triệu ngƣời Việt Nam (tƣơng đƣơng 21.5% dân số) đang sử dụng
nguồn nƣớc sinh hoạt từ giếng khoan, chƣa đƣợc kiểm nghiệm hay qua xử lý [2].
Thống kê của Bộ Y tế và Bộ Tài nguyên – Môi trƣờng, trung bình mỗi năm Việt
Nam có khoảng 9,000 ngƣời tử vong vì nguồn nƣớc và điều kiện vệ sinh kém. Hàng
năm, có gần 200,000 ngƣời mắc bệnh ung thƣ mới phát hiện, mà một trong những
nguyên nhân chính bắt nguồn từ ô nhiễm môi trƣờng nƣớc, 30% ngƣời dân chƣa
nhận thức đƣợc tầm quan trọng của nƣớc sạch [3]. Thực trạng khan hiếm nƣớc sạch
cũng nhƣ ý thức bảo vệ nguồn tài nguyên nƣớc của ngƣời dân Việt Nam chƣa cao.
Đánh giá của Tổng cục Môi trƣờng, mỗi ngày cả nƣớc khai thác hàng triệu
m³ nƣớc ngầm cung cấp cho hơn 300 nhà máy nƣớc khai thác thành nƣớc sinh
hoạt[4]. Nhƣng, đáng lo ngại là nguồn nƣớc ngầm đang đối mặt với vấn đề ô nhiễm,
từ việc bị xâm nhập mặn trên diện rộng, ô nhiễm vi sinh, cho tới ô nhiễm kim loại
nặng nghiêm trọng do việc khai thác tràn lan, thiếu quy hoạch và không có kế hoạch
bảo vệ nguồn nƣớc. Hầu hết đô thị lớn đều bị ô nhiễm nƣớc ngầm do tốc độ đô thị
hóa, đặc biệt là ở Hà Nội và TP.HCM. Ngoài ra, tại các khu vực miền Trung hiện
trạng khan hiếm nƣớc sạch xảy ra hằng ngày do hạn hán kéo dài. Ở nông thôn
ngƣời dân phần lớn chƣa đƣợc tiếp cận với nƣớc sạch, nguồn nƣớc sử dụng chính là
nƣớc mƣa tích trữ trong các chum vại, một là nguồn nƣớc ngầm (nƣớc giếng) một
số sử dụng trực tiếp sau khai thác, một số nhỏ các công trình chứa nƣớc nhỏ lắng sơ
bộ trƣớc khi sử dụng. Nhƣng chất lƣợng nƣớc cũng không đảm bảo. Hàm lƣợng
chất ô nhiễm trong nƣớc vẫn còn cao và điển hình là ô nhiễm Asen trong nƣớc là
một trong những mối đe dọa lớn đối với sức khỏe con ngƣời.

2
Nhiễm Asen có thể gây những căn bệnh nguy hiểm nhƣ ung thƣ da, bàng
quang, thận, phổi, và nhiều căn bệnh khác. Ngoài ra, Asen còn đầu độc hệ tuần hoàn
Hiện nay, trên thế giới và ở Việt Nam đã và đang áp dụng nhiều phƣơng
pháp xử lý asen nhƣ: hấp phụ, trao đổi ion, kết tủa, lắng lọc, thẩm thấu ngƣợc, điện
thẩm tích,... Nhƣng ít đƣợc sử dụng rộng rải ở các vùng nông thôn vì tính kinh tế
của các phƣơng pháp này và đòi hỏi ngƣời dân áp dụng phải có trình độ cao.
Một số nơi trên thế giới đã có các biện pháp xử lý nƣớc dùng cho ăn uống từ
các thực vật tự nhiên không độc hại nhƣ hóa chất tránh ảnh hƣởng đến sức khỏe
trong các khu vực nghèo, hạn chế về khả năng tài chính không thể áp dụng các công
nghệ xử lý nƣớc hiện đại. Theo các chuyên gia Canada thuộc Trung tâm Công nghệ
nƣớc và Môi trƣờng giá rẻ, ở các vùng nông thôn thiếu nƣớc sạch, nông dân có thể
sử dụng nhánh xƣơng rồng để xử lý nƣớc uống [5]. Trên cơ sở chất nhầy cây xƣơng
rồng bà (Nopal cactus) chất chống oxy hóa có khả năng loại bỏ chất hữu cơ cũng
nhƣ độ màu của nƣớc, bột khô xƣơng rồng đƣợc chứng minh về có khả năng loại bỏ
nồng độ kim loại nặng (Asen) tốt nhất trong các dạng chiết xuất dùng trong keo tụ
xử lý nƣớc. Xƣơng rồng có nguồn gốc ở châu Mỹ, đƣợc nhập trồng khoảng thế kỷ
thứ 17, nay trở thành hoang dại, rất thông thƣờng trên đất cát hoang dọc bờ biển
miền Trung nƣớc ta, có sức sống mãnh liệt dễ tìm kiếm.
Với mong muốn tìm một biện pháp xử lý nƣớc sạch dùng trong sinh hoạt cho
ngƣời dân khu vực không có nƣớc sạch đảm bảo an toàn nhƣng ít tốn chi phí và dễ
dàng thực hiện, đặt biệt về mùa khô hạn là việc làm hết sức cần thiết.
Vì vậy, trên cơ sở kế thừa và tiếp tục phát triển từ nghiên cứu “Nghiên cứu
khả năng loại bỏ độ đục, độ màu và COD trong một số nguồn nước sử dụng bột
khô xương rồng bà, Nopal cactus.” của tác giả Nguyễn Thị Tiên.
Đề tài “Nghiên cứu khả năng xử lý Asen trong nƣớc ngầm của xƣơng
rồng bà trên các mẫu nƣớc nhân tạo. Ứng dụng vào xử lý nguồn nƣớc ngầm tự
nhiên tại huyện Hàm Thuận Bắc, tỉnh Bình Thuận” đƣợc thực hiện. Đề tài sẽ
xem xét khả năng loại bỏ một số chất ô nhiễm điển hình trong nƣớc mặt làm tiền đề

3
cho xây dựng giải pháp xử lý nƣớc đơn giản, tiện lợi và rẻ tiền tân dụng các nguồn
thực vật sẵn có ở địa phƣơng đặc biệt là khu vực miền Trung, Việt Nam.
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
2.1.Mục tiêu chung
Nghiên cứu khả năng loại bỏ Asen trong một số nguồn nƣớc sử dụng bột khô
từ cây xƣơng rồng bà, Nopal cactus.
2.2. Mục tiêu cụ thể
1. Xác định cấu trúc bề mặt vật liệu bột xƣơng rồng khô.
2. Xác định các giá trị tối ƣu nhƣ: pH, liều lƣợng chất keo tụ, vận tốc khuấy,
tốc độ khuấy và thời gian khuấy trên mẫu nƣớc gây nhiễm As (III) nhân tạo.
3. Đánh giá khả năng loại bỏ Asen trên một số mẫu nƣớc ngầm tự nhiên
3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Nội dung 1: Tổng quan tài liệu
Tìm hiểu các nghiên cứu trong nƣớc và ngoài nƣớc liên quan đến đề tài thực
hiện, tìm hiểu các phƣơng pháp thực hiện, tiến hành nghiên cứu, nắm bắt các vấn đề
cần phải khắc phục hoặc kế thừa phát triển từ nền tảng các nghiên cứu trƣớc đó.
Tổng quan về xƣơng rồng bà.
Tổng quan các phƣơng pháp xử lý nƣớc.
Tổng quan các phƣơng pháp xử lý Asen
Nội dung 2: Xác định cấu trúc bề mặt vật liệu
Tạo bột khô cây xƣơng rồng đúng phƣơng pháp và bảo quản trong điều kiện
thích hợp tránh gây các sai sót trong quá trình nghiên cứu và kết quả nghiên cứu.
Gửi mẫu chụp ảnh SEM, cấu trúc bề mặt vật liệu.
Phân tích, nhận xét các ảnh chụp và so sánh với các nghiên cứu liên quan.
Nội dung 3: Xác định các giá trị tối ƣu trên mẫu nƣớc nhiễm Asen nhân tạo và
khảo sát hiệu quả xử lý trên một số mẫu nƣớc ngầm tự nhiên.

4
- Tạo nguồn nƣớc nhân tạo có nồng độ Asen khác nhau từ 0,01 – 0,5 mg/L.
- Thực hiện thí nghiệm 1: xác định pH tối ƣu.
- Thực hiện thí nghiệm 2: xác định liều lƣợng chất keo tụ tối ƣu.
- Thực hiện thí nghiệm 3: xác định tốc độ khuấy tối ƣu.
- Thực hiện thí nghiệm 4: xác định thời gian khuấy tối ƣu.
- Thực hiện thí nghiệm 5: thử nghiệm hiệu quả xử lý Asen ở các điều kiện tối
ƣu với các nồng độ ô nhiểm thực tế khác nhau.
- Thực hiện thí nghiệm 6: khảo sát, so sánh hiệu quả xử lý của bột khô xƣơng
rồng bà và phèn nhôm trên một số mẫu nƣớc ngầm tự nhiên.
4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Để thực hiện để tài nghiên cứu chúng tôi dùng các phƣơng pháp sau:
- Phƣơng pháp tạo vật liệu keo tụ.
- Phƣơng pháp xác định cấu trúc bề mặt.
- Phƣơng pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu.
- Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm.
- Phƣơng pháp xử lý số liệu thống kê.
Các phƣơng pháp thực hiện cụ thể sẽ đƣợc trình bày rõ ở Chƣơng 2.
5. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
5.1. Đối tƣợng nghiên cứu
Đồ án tốt nghiệp chủ yếu nghiên cứu về các đối tƣợng sau:
Vật liệu keo tụ tự nhiên, bột khô xƣơng rồng bà. Xƣơng rồng bà (Nopal
cactus) có tên tiếng anh là Opuntia ficus indica còn gọi là xƣơng rồng tai thỏ thuộc
họ Cactaceae đƣợc thu về từ những bãi cát tại huyện Hàm Thuận Bắc, tỉnh Bình
Thuận.
Mẫu nƣớc ngầm: đƣợc lấy từ huyện Hàm Thuận Bắc, tỉnh Bình Thuận
5.2. Phạm vi nghiên cứu

5
Nhƣ tên gọi của đề tài đƣợc giao nhiệm vụ là “Nghiên cứu khả năng
xử lý Asen trong nƣớc ngầm của xƣơng rồng bà trên các mẫu nƣớc nhân tạo.
Ứng dụng vào xử lý nguồn nƣớc ngầm tự nhiên tại huyện Hàm Thuận Bắc,
tỉnh Bình Thuận‖ đƣợc giới hạn trong mục tiêu, nhiệm vụ nêu trên.Thời gian và
kinh phí hạn chế nên việc nghiên cứu chỉ thực hiện trên nguồn nƣớc nhiễm Asen
nhân tạo và một số mẫu nƣớc ngầm tự nhiên thuộc huyện Hàm Thuận Bắc, tỉnh
Bình .
6. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN
6.1. Ý nghĩa khoa học
Việc thực hiện đề tài ―Nghiên cứu khả năng xử lý Asen trong nƣớc ngầm
của xƣơng rồng bà trên các mẫu nƣớc nhân tạo. Ứng dụng vào xử lý nguồn
nƣớc ngầm tự nhiên tại huyện Hàm Thuận Bắc, tỉnh Bình Thuận‖ tạo thêm một
mảnh ghép góp phần ngày càng hoàn thiện thêm công tác nghiên cứu tìm kiếm các
chất keo tụ tự nhiên phục vụ cho công tác xử lý nƣớc tiết kiệm, thân thiện với môi
trƣờng lại an toàn cho sức khỏe con ngƣời. Kết quả nghiên cứu có thể sẽ là nền
tảng, cung cấp các cơ sở dữ liệu cũng nhƣ là tài liệu tham khảo cho các công trình
nghiên cứu tiếp theo.
6.2. Ý nghĩa thực tiễn
Trong thực tiễn việc nghiên cứu của đề tài giúp giải quyết đƣợc một số vấn
đề cấp bách về nguồn nƣớc sạch ngƣời dân ở vùng nông thôn, đặt biệt là các vùng
khan hiếm nguồn nƣớc sạch và có trử lƣợng nƣớc ngầm lớn nhƣ miền Trung, có
một phƣơng pháp xử lý nƣớc mặt không tốn nhiều chi phí phù hợp cho hoàn cảnh
và điều kiện nơi đây. Việc áp dụng một cách thức xử lý ít tốn kém và tận dụng đƣợc
nguồn nguyên liệu có sẵn giải quyết các khó khăn trƣớc mắt của ngƣời dân khi
không thể tiếp cận đƣợc nguồn nƣớc sạch của nhà nƣớc. Bên cạnh đó sẽ tạo nền
tảng vững chắc trong phát triển kinh tế xã hội, mọi ngƣời dân có thể tự áp dụng
không cần có trình độ cao.

6
7. CẤU TRÚC ĐỒ ÁN
Đồ án tốt nghiệp đƣợc cấu trúc thành 3 phần với 3 chƣơng nội dung chính:
Phần mở đầu:
Đề cập đến đặt vấn đề cho đề tài và các mục tiêu nghiên cứu, nội dung và
phƣơng pháp nghiên cứu, đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu, ý nghĩa khoa học và ý
nghĩa thực tiễn khi thực hiện đề tài Tốt nghiệp.
Chƣơng 1:Tổng quan tài liệu
Giới thiệu về xƣơng rồng bà (Nopal cactus) nguồn gốc, thành phần chính
cũng nhƣ các công dụng của xƣơng rồng bà, tình hình phân bố ở Việt Nam hiện
nay, Tổng quan tài liệu các nghiên cứu về khả năng xử lý nƣớc của xƣơng rồng bà
tìm cơ sở khoa học cho nghiên cứu và sơ lƣợc các phƣơng pháp xử lý nƣớc, xử lý
Asen và tầm quan trọng của nƣớc đối với con ngƣời.
Chƣơng 2: Phƣơng pháp và vật liệu nghiên cứu
Trình bày các phƣơng pháp sử dụng để thực hiện đề tài, vật liệu dùng cho
nghiên cứu và địa điểm tiến hành thực hiện Đồ án Tốt nghiệp.
Chƣơng 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Trình bày các kết quả thu đƣợc, kết quả cấu trúc bề mặt vật liệu (bột khô
xƣơng rồng bà) trên ảnh SEM, các giá trị tối ƣu đƣợc xác định với mẫu nƣớc nhân
tạo, hiệu quả xử lý các mẫu nƣớc ngầm tự nhiên bằng bột khô xƣơng rồng bà và
thảo luận, giải thích và bình luận các kết quả trên so với các nghiên cứu trƣớc đó.
Kết luận và kiến nghị
Tổng kết các kết quả thu đƣợc từ đề tài, các vấn đề làm đƣợc và chƣa đƣợc.
Đƣa ra những kiến nghị cụ thể nhằm phát triển đề tài nghiên cứu có thể áp dụng cho
thực tiễn.

7
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. GIỚI THIỆU SƠ LƢỢC VỀ XƢƠNG RỒNG BÀ (NOPAL CACTUS)
1.1.1 Nguồn gốc
Xƣơng rồng Nopal cactus hay Opuntia ficus indica còn gọi là xƣơng rồng tai
thỏ, là loại xƣơng rồng ăn đƣợc, mọc tự nhiên rất nhiều ở khu vực đất khô cằn và
bán khô hạn Tây Bắc Mexico và Tây Nam Hoa Kỳ. Nhƣng cũng đƣợc tìm thấy ở
Châu Phi, Châu Úc, Nam Âu và Châu Á. Đã từ lâu đời, cƣ dân địa phƣơng dùng
xƣơng rồng Nopal để chăn nuôi, làm thực phẩm, thuốc chữa bệnh… vì thế cây
xƣơng rồng Nopal cũng là một nét biểu trƣng văn hoá, một logo của miền viễn Tây
châu Mỹ.
Giới (Kingdom) Thực vật
Ngành (Division) Thực vật có hoa
Lớp (Class) Thực vật hai lá mầm
Bộ (Ordo) Caryophyllales
Họ (Familia) Cactaceae
(Nguồn:http:// en.wikipedia.org/wiki/cactaceae).
Cây xƣơng rồng thƣờng là loại cây mọng nƣớc thuộc họ Cactaceae (có cây ra
hoa hai lá mầm). Họ Cactaceae có từ 24 đến 220 chi, tùy theo nguồn (90 chi phổ
biến nhất), trong đó có từ 1,500 đến 1,800 loài. Những cây xƣơng rồng đƣợc biết
đến nhƣ là có nguồn gốc từ Châu Mỹ, nhất là ở những vùng sa mạc. Cũng có một số
loại biểu sinh trong rừng nhiệt đới, những loại đó mọc trên những cành cây, vì ở đó
mƣa rơi xuống rất nhanh, cho nên ở đó thƣờng xuyên bị khô.
Hình 1.1: Cây xương rồng bà

8
1.1.2 Đặc điểm hình thái
Xƣơng rồng là một loài thực vật mọng nƣớc, ƣa ánh sáng, đặc biệt là ánh
sáng trực tiếp vào buổi sáng. Có nhiều dạng phát triển: thành cây lớn, thành bụi
hoặc phủ sát mặt đất. Đa số các loài xƣơng rồng đều mọc và phát triển từ đất, nhƣng
cũng có rất nhiều loài kí sinh trên các loài cây khác để phát triển. Trung bình, một
cây xƣơng rồng sống rất lâu, tới hơn 300 năm, và cũng có loài chỉ sống 25 năm.
Gai xƣơng rồngchính là lá của chúng bị biến đổi. Một số xƣơng rồng, gai và
lông đều mọc lên từ các cụm chân gai (areoles). Mục đích gai và lông là:
- Giảm thiểu tối đa sự thoát hơi nƣớc.
- Đón bắt lƣợng mƣa và sƣơng đêm ít ỏi của vùng hoang mạc.
Thân: Xƣơng rồng bà có thân hình tai thỏ hay còn gọi là bàn chải xếp chồng
lên nhau. Bên trong thân cây xƣơng rồng là các màng nhầy dạng gel. Chính códạng
này xƣơng rồng mới giữ đƣợc một lƣợng nƣớc lớn trong cơ thể để có thểchịu đựng
sự khô hạn trong một thời gian dài. Hầu nhƣ tất cả các loài xƣơng rồng có vị đắng,
thỉnh thoảng bên trong còn có nhựa đục.
Da cây xƣơng rồng thƣờng trơn láng, có độ dai dẻo nhất định, ít có tế khổng.
Mục đích là để hạn chế sự mất nƣớc và giảm ảnh hƣởng của bức xạ mặt trời.
Hoa: Cánh hoa phân bố đồng đều và đồng tâm, hoa đa phần là lƣỡng tính, nở
vào cả sáng và tối tuỳ theo loài. Hình dạng thay đổi từ dạng phễu qua dạng chuông
và tới dạng tròn phẳng, kích thƣớc trong khoảng từ 0,2 đến 15-30cm. Phần lớn có
đài hoa (từ 5 – 50 cái hoặc hơn), thay đổi dạng từ ngoài vào trong, từ lá bắc đến
cánh hoa. Số lƣợng nhị rất lớn, từ 50 đến 1.500 (hiếm khi ít hơn).
Trái xƣơng rồng có vị ngọt, nhiều hạt. Điều này kích thích các loạichim, dơi
đến ăn và sau đó mang các hạt đi phát tán nhiều nơi khác để có thế hệxƣơng rồng về
sau.Một trái chứa khoảng 3.000 hạt, mỗi hạt dài 0,4 - 12 mm.

9
Bộ rễ xƣơng rồng thƣờng bò lan theo chiều ngang hơn là chiều sâu. Lý do
chính là lƣợng nƣớc trong đất nơi nó sống thƣờng tập trung ở phần lớp đất mặt (do
lƣợng mƣa ít nên những vùng này nƣớc ngầm rất sâu hoặc không có nƣớc ngầm).
1.1.3 Các thành phần chính trong xƣơng rồng
Các thành phần chính của Nopal cactus (Opuntia Ficus cladodesindica) là
nƣớc (80-95%), tiếp theo là một lƣợng nhỏ carbohydrat (3-7%), chất xơ (1-2%), và
protein (0.5-1%); các hợp chất khác đƣợc chỉ đƣợc biết đến và chƣa đƣợc định
lƣợng. Một phần nữa gồm các thành phần nhầy chứa polyme, chẳng hạn nhƣ các
chuỗi (1-4) –liên kết β – D–galacturonic acid và R (1-2) –liên kết L–rhamnose dƣ
[6,7].
Vai trò sinh lý của chất nhầy thực vật là điều tiết lƣợng nƣớc trong đợt hạn
hán kéo dài và để điều tiết luồng canxi của thực vật [8,9]. Xƣơng rồng
Nopal cladodes cũng đại diện cho một nguồn phytochemicals, nhƣ phenol axit và
flavonoids (Hình 1.2) [10].

10
Hình 0.1: Các hợp chất quan trọng của xƣơng rồng
Nopal Cactus(Opuntia ficus indica)
Myricetin Aromadendren
e
Dihydroquercet
in
Orientin kaempferol
Quercetin Β-carotene
Betanin Betalain
Isorhamnetin
Betacyanin

11
1.1.4 Công dụng
Xƣơng rồng bà chứa rất nhiều các chất chống oxy hóa nên có công dụng nhƣ
là một phƣơng thuốc chữa bệnh.Cactus chất xơ bao gồm một số thành phần hóa
học có khả năng kháng các enzym tiêu hóa nhƣ ellulose, hemicelluloses, pectin,
lignin,... những lợi ích kết hợp với cấu nội dung đƣợc nổi tiếng, đặc biệt là trong
việc ngăn ngừa các bệnh nhƣ tiểu đƣờng, điều trị các rối loạn tiêu hóa, bệnh tật liên
quan với lƣợng chất xơ thấp, giảm glucose trong máu, chống hyperlipidemic và tác
dụng chống hypercholesterolemic. Trong suốt lịch sử, những lợi ích của tiêu thụ
chất xơ đã đƣợc công nhận. Xơ hòa tan, bao gồm pectin, nƣớu răng, và chất nhầy,
tăng độ nhớt của thứcăn trong ruột, làm chậm hoặc giảm bớt sự hấp thụ
đƣờng. Pectin và chất nhầy của Opuntia có lợi cho hệ tiêu hóa.Hoa đƣợc dùng để trị
tiêu chảy, đau bụng và các triệu chứng khó chịu đƣờng ruột.Khả năng chống ung
loét bao tử đã đƣợc nghiên cứu tại Messina –Ý [11]. Opuntia đã đƣợc nghiên cứu để
làm nguồn cung cấp chất sơ trong dinh dƣỡng.
Cũng là một loại thực phẩm khá phổ biến ở một số nơi, dùng cho ẩm thực, là
nguyên liệu cho một số ngành công nghiệp.
Bên cạnh đó Xƣơng rồng bà còn đƣợc phát hiện với một công dụng mới có
khả năng làm sạch môi trƣờng nƣớc.Trong thân xƣơng rồng có chứa chất nhầy
thành phần chính các cacbonhydrat chống oxy hóa thuộc nhóm flavonoid và
phenolic là các polymer chứa nhiều nhóm thế hydroxyl có khả năng keo tụ với các
hạt cặn lơ lửng làm giảm độ đục.
1.1.5 Tình hình phân bố cây xƣơng rồng ở Việt Nam
Ở Việt Nam, cũng có loại xƣơng rồng Nopal bản địa, mọc tự nhiên, nông dân
cũng có dùng cho gia súc nhƣng chƣa có thói quen dùng làm thực phẩm cho ngƣời.
Xƣơng rồng Nopal châu Mỹ đƣợc du nhập và nghiên cứu từ năm 2002 tại Trung
tâm sinh học thực nghiệm Hà Nội (Viện ứng dụng côngnghệ, Bộ khoa học và công
nghệ). Hiện nay, xƣơng rồng Nopal đã đƣợc nhân giống thành công bằng 2 phƣơng
pháp nuôi cấy mô và kỹ thuật phân nhánh.

12
Năm 2006 -2007, trung tâm đã đƣa trồng khảo nghiệm tại tỉnh Bình Phƣớc
và Bà Rịa – Vũng Tàu. Cây xƣơng rồng tiểu mộc cao đến 0.5-3m, thân có
nhữnglóng dẹp hình vợt, xanh dợt, mang nhiều nuốm có gai. Hoa vàng rồi đỏ to,
phiến hoa nhiều. Phì quả to 4- cm màu đỏ đậm. Hiện nay, xƣơng rồng Nopal đƣợc
trồng rải rác (làm hàng rào hoặc làm cảnh) ở vùng Duyên Hải từ Huế đến Bình
Thuận [12].
Xƣơng rồng Nopal sinh trƣởng rất nhanh và rất thích hợp với vùng đất khô
hạn, nghèo dinh dƣỡng của Việt Nam nhƣ vùng đất ven biển miền Trung, Tây
Nguyên và cả trên đảo Trƣờng Sa. Ngoài tính sinh trƣởng tốt trên đất xấu, đất bạc
màu, xƣơng rồng Nopal còn có ƣu điểm là có độ che phủ cao, chống đƣợc cát bay.
1.2. KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƢỚC CỦA CÂY XƢƠNG RỒNG BÀ
1.2.1 Các nghiên cứu ngoài nƣớc
Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp hóa và hiện đại
hóa đã dẫn tới tình trạng ô nhiễm ngày càng nghiêm trọng, đặc biệt là ô nhiễm
nguồn nƣớc. Cùng với đó là nhu cầu cấp nƣớc sạch/an toàn là một thách thức lớn
trong hầu hết các nƣớc bất chấp sự tồn tại của một số chiến lƣợc đƣợc sử dụng trong
xử lý nƣớc. Các biện pháp xử lý nƣớc thải hiện nay bao gồm keo tụ -tạo bông, hấp
phụ bằng than hoạt tính, sử dụng zeolit, lọc màng, thẩm thấu ngƣợc, kết tủa hóa
học, trao đổi ion, xử lý điện hóa, chiết dung môi và tuyển nổi để loại bỏ các chất ô
nhiễm vô cơ [16,17,18, 19]. Những công nghệ này phát sinh một loạt khó khăn nhƣ
tạo ra bùn độc hại, chi phí khá cao, hạn chế trong việc loại bỏ các chất ô nhiễm ở
nồng độ thấp, chi phí ban đầu cao, quá trình phức tạp, màng bẩn, tiêu thụ hóa học
cao, bảo dƣỡng và chi phí hoạt động khác [20, 21].
Gần đây phát triển công nghệ keo tụ sử dụng các polyme hữu cơ tự nhiên và
kết tủa đa điện phân/trợ keo tụ trong nƣớc sông và xử lý nƣớc thải [22, 23, 24, 25,
26], những ƣu điểm của các kết tủa polymer nhƣ: dễ xử lý, độ hòa tan cao trong
nƣớc, giảm khối lƣợng bùn, dễ dàng có sẵn và tự phân hủy. Xƣơng rồng Nopal
(OFI) là một trong những loại thực vật nhận đƣợc sự quan tâm nghiên cứu nhiều và

13
đã đƣợc nghiên cứu rộng rãi trong việc xử lý độ đục, độ màu cũng nhƣ COD của
một số nguồn nƣớc.
Keo tụ - tạo bông loại bỏ COD và độ đục sử dụng vật liệu xƣơng rồng bà.
Miller và cộng sự, (2008) [24] nghiên cứu sử dụng xƣơng rồng Opuntia cùng với lá
chùm ngây loại bỏ độ đục trong đất sét tổng hợp. Hầu hết các bộ phận của OFI đều
có khả năng keo tụ. Các chất keo tụ tự nhiên làm giảm độ đục trong khoảng 92 -
99%, pH khoảng 5 và 7 trong nƣớc cơ bản (pH 8 - 10). Kết quả cho thấy hiệu quả
giảm độ đục trong nƣớc thải là do sự hiện diện của axit galacturonic và các thành
phần bổ sung khác trong. Nó đã đƣợc phát hiện ra rằng axit galacturonic kết hợp với
arabinose, galactose và rhamnose chỉ đóng góp 50% hoạt động keo tụ.
Bustillos và cộng sự, (2013) [26] đã nghiên cứu hiệu quả xử lý của O. Ficus
indica về độ đục và COD từ nƣớc thải công nghiệp, vật liệu tạo ra theo 4 phƣơng
pháp, thứ nhất vật liệu thu đƣợc bằng cách đun sôi nhỏ miếng xƣơng rồng tƣơi nhƣ
báo cáo của Torres và cộng sự, (2012) [27], thứ 2 vật liệu đƣợc tạo ra ở trên đã
đƣợc sấy khô trong máy sấy tại đầu vào và đầu ra nhiệt độ quy định, phƣơng pháp
chiết xuất thứ ba là cắt xƣơng rồng tƣơi thành những dải lớn chất nhầy đƣợc ly tâm
và sấy khô và thứ tƣ làm khô toàn bộ xƣơng rồng ở 60°C trƣớc khi xay thành bột.
Khả năng loại bỏ COD và độ đục khỏi nƣớc thải phụ thuộc nhiều vào các phƣơng
pháp chiết xuất vật liệu và kết quả cho thấy hiệu quả cao nhất đã thu đƣợc với bột
khô toàn bộ nhánh xƣơng rồng.
Bouatay và Mhenni (2014)[28] sử dụng vật liệu bột khô O.ficus indica là
một chất keo tụ sinh thái thân thiện trong việc xử lý nƣớc thải dệt nhuộm thu đƣợc
từ Tunisia. Các thông số pH,liều lƣợng OFI, tốc độ và thời gian khuấy trộn xử lý độ
màu, COD và độ đục đã đƣợc khảo sát. Các điều kiện tối ƣu cho việc loại bỏ chất ô
nhiễm tối đa đã đƣợc tìm thấy là pH khoảng 7, liều lƣợng OFI 40 mg/L, tốc độ
khuấy trộn lên đến 30 rpm (vòng/phút) và thời gian trộn 10 phút. Dƣới những điều
kiện tối ƣu hiệu suất loại bỏ độ đục 99.84%.Nghiên cứu cho thấy bột O.ficus indica

14
có một hiệu suất keo tụ tốt hơn so với chất kết tủa thƣơng mại, EPENWATE
EXP31/1 và Polyacrylamide A100PWG.
Ở những nơi khác, quá trình sử dụng chất keo tụ tự nhiên trong việc loại bỏ
độ đục từ dung dịch nƣớc đƣợc mô hình hóa trong các thí nghiệm kiểm tra, sử dụng
bột xƣơng rồng bà (Jadhav và Mahajan, 2014)[29] so với chùm ngây và polymer
sinh học. Khi áp dụng cho nƣớc đục tổng hợp độ đục 314.4 NTU, liều lƣợng 40
mg/l xử lý còn 24.5 NTU, mà hiệu quả loại bỏ 92.2% thấp hơn một chút so với các
chùm ngây (94.8%) và polymer sinh học - chitosan (95.3%). Khả năng keo tụ cao
của bột xƣơng rồng và do các axit galacturonic đại phân tử đó là tham gia thông qua
sự hấp thụ và thu hẹp cơ chế đông tụ.
Trong một nghiên cứu tƣơng tự, Pichler và cộng sự,(2012)[30] đã nghiên cứu
khả năng loại bỏ độ đục trong nƣớc uống sử dụng các chiết xuất gel (GE), chiết xuất
không gel (NE) và kết hợp chiết xuất CE (GE +NE) từ OFI so với phèn, Al2 (SO4)3.
Thực hiện kiểm tra xilanh với 5 g/l bùn cao lanh trung lập tiếp xúc với 3 mg /l liều
lƣợng chất keo tụ cho thấy, GE xử lý 2.2cm/phút so với phèn nhôm (0.67cm/phút),
NE (0.7cm/phút) và CE (1.1cm/phút). Ảnh hƣởng của liều lƣợng chất keo tụ xử lý
độ đục tƣơng đƣơng trong hoạt động của phèn và GE ở liều 3 mg/l và 0,01 mg/l
tƣơng ứng. Việc kiểm tra đã chứng minh rằng GE là một chất keo tụ hiệu quả hơn
đối với phèn cả về tỷ lệ và chi phí.
Chất nhầy O.ficus indica đƣợc áp dụng cho việc xử lý nƣớc thải thành phố
thu đƣợc từ nhà máy xử lý nƣớc thải ở San Juan Ixhuatepec (Estado de Mexico),
khả năng xử lý đƣợc so sánh với FeCl3[27].Các chất nhầy đƣợc chiết xuất bằng
cách đun sôi các mảnh nhỏ cây xƣơng rồng trong 20-30 phút. Thí nghiệm Jartest
đƣợc tiến hành để xác định hiệu quả liều lƣợng chất keo tụ, độ pH và thiết lập lƣợng
bùn tạo ra trong quá trình keo tụ - tạo bông. Tỷ lệ xử lý COD cao nhất (65%) ở pH
= 10và liều lƣợng phèn 50 mg/l.Ở những nơi khác, bột xƣơng rồng đã đƣợc sử dụng
trong xử lý nƣớc thải thuộc da sau khi tối ƣu hóa liều lƣợng và độ pH trong một bộ
máy kiểm tra (Kazi và Virupakshi, 2013) [31]. Liều lƣợng và pH tối ƣu đã đƣợc tìm

15
thấy là 0.4 g/l và 5.5 mg/l tƣơng ứng.Việc loại bỏ độ đục và COD là khá cao.OFI
loại bỏ độ đục bằng 60% và cao hơn cho thấy tiềm năng của nó sẽ đƣợc áp dụng
trong nƣớc thuộc da.
Không chỉ xử lý đƣợc độ đục, độ màu và COD xƣơng rồng bà còn có khả
năng xử lý đƣợc kim loại nặng trong nƣớc đặc biệt là Asen. Kevin Andrew Young
thuộc Đại học Nam Florida (2006) đã nghiên cứu sử dụng Các chất nhầy của
O.ficus indica để giảm độ đục và ô nhiễm Asen trong nƣớc uống tại vùng nông thôn
Mexico. Kết quả từ nghiên cứu cho thấy khả năng loại bỏ kim loại nặng từ các hợp
chất có trong chất nhầy (GE, CE và NE) của OFI là chất kết tủa hiệu quả hơn so
với các hóa chất keo tụ khác (Al2(SO4)3, FeCl3,…). So với (Al2(SO4)3 thì khả năng
keo tụ của GE nhanh hơn gấp 3,3 lần khi cả hai đều đƣợc thử nghiệm với cùng liều
lƣợng 3 mg/l ứng với 5 g/l cao lanh bùn. Và với 5 mg/l GE có khả năng loại bỏ 33%
- 35% Asen ở nồng độ 0.08 – 0.09 mg/l trong nƣớc. Những thông tin và kêt quả
trong nghiên cứu này sẽ là một trong những cơ sở cho nghiên cứu của chúng tôi.
1.2.2 Nghiên cứu trong nƣớc
Tại Việt Nam có rất nhiều đề tài nghiên cứu về việc sử dụng trong keo tụ tự
nhiên trong xƣ lý nƣớc. Nhƣng chỉ mới có một đề tài đề cập đến việc sử dụng
xƣơng rồng bà trong xử lý nƣớc. Đề tài ―Nghiên cứu khả năng loại bỏ độ đục, độ
màu và COD trong một số nguồn nước sử dụng bột khô xương rồng bà, Nopal
cactus” của tác giả Nguyễn Thị Tiên. Hiệu quả làm trong nƣớc của bột khô xƣơng
rồng bà đƣợc khảo sát bằng một loạt thực nghiệm thực hiện bằng thiết bị Jartest trên
các mẫu nƣớc đục nhân tạo để xác định các giá trị tối ƣu, làm cơ sở để xác định khả
năng xử lý trên các mẫu nƣớc tự nhiên. Trong nghiên cứu sứ dụng các mẫu nƣớc
đục nhân tạo từ 100 NTU - 300 NTU xác định đƣợc giá trị tối ƣu của vật liệu keo tụ
pH = 7.25, tốc độ khuấy 30 vòng/ phút, thời gian khuấy 10 phút và liều lƣợng chất
keo tụ lại tăng theo mức độ đục từ 40 mg/l - 45 mg/l. Kết quả nghiên cứu cho thấy
thấy hiệu quả giảm độ đục, độ màu và COD có thể đạt tới 80% trong thời gian lắng
90 phút so với hạt chùm ngây hiệu quả giảm độ đục đạt 76%. Ngoài ra bột khô

16
xƣơng rồng bà còn có khả năng loại bỏ các vi sinh vật gây bệnh trong nƣớc điển
hình nhƣ Coliform và E.coli với hiệu suất lên đến trên 60%. Những kêt quả về các
giá trị tôi ƣu này sẽ đƣợc sử dụng nhƣ cơ sở khoa học trong nghiên cứu này.
1.3. NƢỚC CẤP VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC CẤP
1.3.1 Tầm quan trọng của nguồn nƣớc
Nƣớc là một nhu cầu thiết yếu cho mọi sinh vật, không có nƣớc cuộc sống
trên trái đất không tồn tại. Nhu cầu dùng nƣớc của con ngƣời là từ 100 đến 200
l/ngày.đêm cho các hoạt động bình thƣờng (Theo tiêu chuẩn 20 TCVN 33- 2006)
chƣa kể đến hoạt động sản xuất.
Trên trái đất, ¾ lãnh thổ là nƣớc, nƣớc trong các đại dƣơng, ở biển, sông
ngòi, ao hồ, nƣớc ở trong lòng đất.Tuy nhiên nguồn nƣớc sạch không phải dồi dào
nhƣ chúng ta vẫn nghĩ.Kinh tế phát triển kéo theo các hệ lụy không thể tránh khỏi
chính là ô nhiễm, tác động xấu đến môi trƣờng cũng nhƣ chất lƣợng nƣớc
1.3.2 Một số chứng bệnh liên quan đến thiếu nƣớc sạch
Theo báo cáo của Bộ Y tế, tại Việt Nam, mỗi năm có khoảng 250,000 ngƣời
bị mắc bệnh tiêu chảy cấp phải nhập viện. Tình trạng thiếu nƣớc sạch hằng năm ảnh
hƣởng tới ít nhất một triệu ngƣời Việt Nam và trong 4 năm qua, có tới 6 triệu
trƣờng hợp mắc bệnh liên quan tới thiếu nƣớc sạch, ƣớc tính chi phí cho y tế là
khoảng 20 triệu USD. Việt Nam đang đạt tỷ lệ 80% dân số đô thị đƣợc cung cấp
nƣớc sạch theo quy chuẩn của Bộ Y tế; tuy nhiên, ở nông thôn dù 85% dân số đƣợc
cấp nƣớc hợp vệ sinh nhƣng chỉ có 42% đạt quy chuẩn của Bộ Y tế [5].
 Một số chứng bệnh liên quan đến thiếu nƣớc sạch
Bệnh đƣờng tiêu hoávới các bệnh thƣờng gặp nhƣ:tả, lỵ, thƣơng hàn, tiêu
chảy, viêm gan A, bại liệt… Bệnh thƣờng xảy ra do ngƣời khoẻ ăn hoặc uống phải
những thực phẩm, nƣớc uống bị nhiễm vi khuẩn có trong phân ngƣời (do không rửa
tay với xà phòngsau khi đi vệ sinh hoặc sau khi vệ sinh cho trẻ nhỏ, sau đó cầm vào
thức ăn hoặc do ruồi, gián đậu lên thức ăn, nƣớc uống không đƣợc đậy kín...)

17
Bệnh giun sán: giun đũa, giun tóc, giun móc, giun kim thƣờng lây truyền do
trứng giun của ngƣời bệnh theo phân ra ngoài rồi lại vào hệ tiêu hoá của ngƣời khoẻ
qua thức ăn, nƣớc uống nhiễm bẩn hoặc chui qua da ngƣời vào cơ thể và gây bệnh.
Bệnh do muỗi truyền: những bệnh do muỗi truyền thƣờng thấy là bệnh sốt
rét, sốt xuất huyết, viêm não Nhật Bản… Các bệnh này dễ lây lan và có thể bùng
phát thành dịch lớn.
Các bệnh về mắt, ngoài da, bệnh phụ khoa: đa phần các bệnh về mắt, bệnh
ngoài da và bệnh phụ khoa có thể truyền từ ngƣời bệnh sang ngƣời lành qua nƣớc.
Bệnh do các vi yếu tố hóa học và các chất độc khác có trong nƣớc:
Bệnh do các yếu tố vi lƣợng hoặc các chất độc khác có trong nƣớc gây ra cho
ngƣời là do thừa hoặc thiếu chúng trong nƣớc. Trong nhóm này có thể kể đến các
bệnh nhƣ: bệnh bƣớu cổ, bệnh về răng do thiếu hoặc thừa flo, bệnh do Nitrit và
Nitrat cao trong nƣớc, bệnh do nhiễm độc bởi các chất độc hóa học gây ra nhƣ chì
(Pb), đồng (Cu), Asen (thạch tín)…
1.3.3 Các thông số đánh giá chất lƣợng nƣớc ngầm và tiêu chuẩn chất lƣợng sử
dụng nƣớc
1.3.3.1 Một số thông số đánh giá chất lượng nước ngầm
 pH
Giá trị pH là một trong những yếu tố quan trọng nhất để xác định nƣớc về
mặt hóa học. pH là chỉ tiêu quan trọng đối với mỗi giai đoạn trong môi trƣờng môi
trƣờng, là một chỉ tiêu cần phải kiểm tra đối với chất lƣợng nƣớc. pH là yếu tố môi
trƣờng ảnh hƣởng tới tốc độ phát triển và giới hạn sự sinh trƣởng của sinh vật trong
môi trƣờng nƣớc,sự thay đổi giá trị pH có thể dẫn tới sự thay đổi về thành phần các
chất trong nƣớc do quá trình hòa tan hoặc kết tủa, thúc đẩy hay ngăn chặn phản
ứng hóa học, sinh học xảy ra trong nƣớc. Và đƣợc định nghĩa bằng biểu thức:
pH = -lg [H+] ( Đặng Kim Chi, 2001)
 Khi pH =7 nƣớc có tính trung tính
 Khi pH <7 nƣớc có tính axit

18
 Khi pH >7 nƣớc có tính kiềm ( Trịnh Xuân Lai, 2003)
 Độ cứng
Độ cứng: Độ cứng là đại lƣợng biểu thị hàm lƣợng các các ion hóa trị 2 mà
chủ yếu là ion Ca2+
và Mg2+
. Độ cứng làm tiêu hao nhiều xà phồng khi giặc giũ,
đóng rắn trong các thành ống dẫn của nồi hơi làm giảm khả năng trao đổi nhiệt của
thiết bị, làm tăng tính ăn mòn do tăng nồng độ ion H+
. Độ cứng bao gồm 3 loại:
+ Độ cứng toàn phần biểu thị tổng hàm lƣợng ion Ca2+
và Mg2+
có trong
nƣớc.
+ Độ cứng tạm thời là hàm lƣợng các muối của ion HCO3
-
, CO3
2-
, với
Ca2+
và Mg2+
.
+ Độ cứng vĩnh cữu là hàm lƣợng các muối của ion Cl-
, SO4
2-
, HSO4
-
với
Ca2+
và Mg2+
.
 Clorua (Cl -
)
Cl-
là ion chính trong nƣớc thiên nhiên biểu thị độ mặn. Cl-
có nhiều nhất ở
nƣớc biển và các mỏ muối. Trong nƣớc ngọt và nƣớc ngầm hàm lƣợng Cl-
thƣờng
dao động từ 20 mg/L – 800 mg/L. Cl-
rất có ích cho cơ thể, nhƣng ở hàm lƣợng cao
lại có thể gây suy thận, góp phần tăng nguy cơ cao huyết áp…
 Hàm lƣợng đạm Nitrat ( N – NO3
-
)
Nitrat là dạng oxy hóa cao nhất trong chu trình nito và thƣờng đạt đên những
nồng độ đáng kể trong các giai đoạn cuối cùng của quá trình oxy hóa sinh học
(Nguyễn Khắc Cường, 2002 ). Ngoài ra nitrat tìm thấy trong các thủy vực là sản
phẩm của quá trình nitrat hóa hay do cung cấp từ nƣớc mƣa khi trời có sấm chớp.
Trong thủy vực có nhiều đạm ở dạng N-NO3
-
,chứng tỏ quá trình oxy hóa đã
kết thúc. Tuy vậy, các nitrat chỉ bền trong điều kiện hiếu khí. Trong điều kiện yếm
khí N-NO3
-
bị khử thành nito tự do tách ra khỏi nƣớc, loại trừ đƣợc sự phát triển của
tảo và các loại thực vật khác sống trong nƣớc. Nhƣng mặt khác khi hàm lƣợng nitrat
trong nƣớc khá cao có thể gây độc hại với ngƣời, vì khi vào điều kiện thích hợp, ở

19
hệ tiêu hoa chúng sẽ chuyển hóa thành nitrit kết hợp với hồng cầu tạo thành chất
không vận chuyển oxy, gây bệnh xanh xao thiếu máu ( Đặng Kim Chi,2001 ).
 Hàm lƣợng sunfat ( SO4
2-
)
Sunfat là một chỉ tiêu tiêu biểu của vùng nƣớc nhiễm phèn. Sunfat cao, nƣớc
sẽ có vị chát, gây bệnh tiêu chảy, và gây xâm thực mạnh trên các công trình xây
dựng. Ngoài ra, sunfat sẽ kết hợp với ion Ca2+
để tạo thành cặn cứng bám trên thành
các thiết bị trao đổi nhiệt.
 Sắt (Fe)
Sắt là kim loại phong phú tạo nên vỏ trái đất. Sắt hiện diện ở hầu hết các
nguồn nƣớc thiên nhiên:
Khi trong nƣớc có chứa các ion sắt sẽ gây đục và màu trong nƣớc do: Fe 2+
chuyển thành Fe 3+
(màu nâu đỏ).
Đồng thời ảnh hƣởng đến độ cứng, duy trì sự phát triển của một số vi khuẩn
gây thoái rửa trong hệ thống phân phối nƣớc. Hàm lƣợng sắt có thể xuất hiện trong
nƣớc là do nó hòa tan trong nƣớc ngầm (dƣới dạng Fe2+
), hay có trong nƣớc thải
công nghiệp.
Sắt thƣờng có trong nƣớc ngầm dƣới dạng muối tan hoặc phức chất do hòa tan từ
các lớp khoáng trong đá hoặc do ô nhiễm bề mặt nƣớc bởi nƣớc thải (Đặng Kim
Chi,1998). Nƣớc có hàm lƣợng sắt cao (lớn hơn 0.3 mg /l) gây trở ngại rất lớn cho
việc sử dụng trong sinh hoạt. Nƣớc đục do sắt có màu vàng nhiều cặn và thức ăn
của các loại vi khuẩn ƣa sắt.
 Mangan (Mn)
Mangan thƣờng tồn tại trong nƣớc cùng với sắt nhƣng với hàm lƣợng ít hơn.
Khi trong nƣớc có mangan thƣờng tạo lớp cặn màu đen đóng bám vào thành và đáy
bồn chứa

20
Mangan có độc tính rất thấp và không gây ung thƣ. Ở hàm lƣợng cao hơn
0,15 mg/l có thể tạo ra vị khó chịu, làm hoen ố quần áo. Tiêu chuẩn nƣớc uống và
nƣớc sạch đều quy định hàm lƣợng mangan nhỏ hơn 0,3 mg/l.
 Asen (As)
Do thấm qua nhiều tầng địa chất khác nhau, nƣớc ngầm thƣờng chứa asen
nhiều hơn nƣớc mặt. Ngoài ra asen có mặt trong nguồn nƣớc khi bị nhiễm nƣớc
thải
công nghiệp, thuốc trừ sâu.
Khi bị nhiễm asen, có khả năng gây ung thƣ da và phổi. Tiêu chuẩn nƣớc
sạch quy định asen nhỏ hơn 0,05 mg/L. Tiêu chuẩn nƣớc uống quy định asen nhỏ
hơn 0,01mg/L
 E. Coli
E.coli đƣợc xem là một chỉ tiêu đánh giá sự nhiễm bẩn của nguồn nƣớc và
đánh giá hiệu quả của việc khử trùng. Khi dùng nƣớc có nhiễm khuẩn E.coli, nó gây
cho ngƣời một số bệnh nhƣ: tả, lỵ, thƣơng hàn, tiêu chảy…,nặng có thể gây tử
vong. Những hạt chất lơ lững, gây ra độ đục trong nƣớc thƣờng có bề mặt hấp phụ
các kim loại độc, các vi sinh vật gây bệnh. Chính những hạt này cản trở quá trình
diệt trùng của chất diệt trùng khi cần sử lý nƣớc ăn.
1.3.3.2 Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng nước
QCVN 09:2015-MT/BTNMT do Tổ soạn thảo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia
về chất lượng nước dưới đất biên soạn, sửa đổi QCVN 09:2008/BTNMT; Tổng cục
Môi trƣờng, Vụ Khoa học và Công nghệ, Vụ Pháp chế trình duyệt và đƣợc ban
hành theo Thông tƣ số 66/2015/TT-BTNMT ngày 21 tháng 12 năm 2015 của Bộ
trƣởng Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng.

21
Bảng 0.1 :Giá trị giới hạn của các thông số chất lƣợng nƣớc dƣới đất
STT Thông số Đơn vị Giá trị giới hạn
1 Ph - 5,5 - 8,5
2 Chỉ số pemanganat mg/l 4
3 Tổng chất rắn hòa tan (TDS) mg/l 1500
4 Độ cứng tổng số (tính theo CaCO3) mg/l 500
5 Amôni (NH4
+
tính theo N) mg/l 1
6 Nitrit (NO-
2 tính theo N) mg/l 1
7 Nitrat (NO-
3 tính theo N) mg/l 15
8 Clorua (Cl-
) mg/l 250
9 Florua (F-
) mg/l 1
10 Sulfat (SO4
2-
) mg/l 400
11 Xyanua (CN-
) mg/l 0,01
12 Asen (As) mg/l 0,05
13 Cadimi (Cd) mg/l 0,005
14 Chì (Pb) mg/l 0,01
15 Crom VI (Cr6+
) mg/l 0,05
16 Đồng (Cu) mg/l 1
17 Kẽm (Zn) mg/l 3
18 Niken (Ni) mg/l 0,02
19 Mangan (Mn) mg/l 0,5

22
20 Thủy ngân (Hg) mg/l 0,001
21 Sắt (Fe) mg/l 5
22 Selen (Se) mg/l 0,01
23 Aldrin µg/I 0,1
24 Benzene hexachloride (BHC) µg/l 0,02
25 Dieldrin µg/l 0,1
26
Tổng Dichloro diphenyl
trichloroethane (DDTs)
µg/I 1
27 Heptachlor & Heptachlorepoxide µg/l 0,2
28 Tổng Phenol mg/l 0,001
29 Tổng hoạt độ phóng xạ α Bq/I 0,1
30 Tổng hoạt độ phóng xạ β Bq/I 1
31 Coliform
MPN hoặc
CFU/100 ml
3
32 E.Coli
MPN hoặc
CFU/100 ml
Không phát hiện
thấy
Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lƣợng nƣớc ăn uống QCVN
01:2009/BYT do Cục Y Tế dự phòng và Môi trƣờng biên soạn, đƣợc Bộ trƣởng Bộ
Y tế ban hành theo thông tƣ số: 04/2009/TT – BYT ngày 17/6/2009.
Bảng 0.2 :Chất lƣợng nƣớc cấp cho sinh hoạt ăn uống
STT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Giới hạn tối đa
1 Độ đục NTU 2
2 Độ màu TCU 15

23
3 Mùi vị Không có mùi, vi lạ
4 Độ pH 6.5 -8.5
5 Độ cứng mg/l 300
6 Độ Oxy hóa KMnO4 mg/l 2
7 Sunfua Hydro mg/l 0.05
8 Clorua mg/l 250
9 Nitrat mg/l 50
10 Nitrit mg/l 3
11 Sunfat mg/l 250
12 Antimon mg/l 0.005
13 Florua mg/l 1.5
14 Bari mg/l 0.7
15 Amoni mg/l 3
16 Natri mg/l 200
17 Sắt mg/l 0.3
18 Mangan mg/l 0.3
19 Đồng mg/l 1
20 Kẽm mg/l 3
21 Nhôm mg/l 0.2
22 Chì mg/l 0.01
23 Asen mg/l 0.01
24 Cadmi mg/l 0.003
25 Thủy ngân mg/l 0.001

24
26 Crom mg/l 0.05
27 Xianua mg/l 0.07
28 Borat và Axit boric mg/l 0.3
Ngoài ra, đối với nƣớc sinh hoạt có QCVN 02:2009/BYT – Quy chuẩn kỹ
thuật quốc gia về chất lƣợng nƣớc sinh hoạt.
Nƣớc dùng sinh hoạt của gia đình cần phải đạt các chỉ tiêu trong quy chuẩn
để đảm bảo sức khỏe. Khi xét nghiệm các chỉ tiêu mà vƣợt quá tiêu chuẩn quy định
bạn cần tìm rõ nguyên nhân và hƣớng giải pháp để xử lý. Một số thành phần kim
loại nặng nhƣ: Asen (As), Nitrit (NO2
-
), Mangan (Mn), Sắt (Fe)… Nếu thành phần
vƣợt quá sẽ dẫn tới rất nhiều căn bệnh nguy hiểm.
1.3.4 Các phƣơng pháp xử lý nƣớc
1.3.4.1 Nguyên tắc lựa chọn nguồn nước và phương pháp xử lý
 Lựa chọn nguồn nƣớc cho mục đích cấp nƣớc
Chất lƣợng nguồn nƣớc có ý nghĩa quan trọng trong xử lý nƣớc, quyết định
dây chuyền xử lý. Do vậy trong những điều kiện cho phép, cần chọn nguồn nƣớc có
chất lƣợng tốt nhất để có đƣợc hiệu quả cao trong quá trình xử lý.
 Lựa chọn phƣơng pháp xử lý
Xử lý nƣớc là quá trình làm thay đổi thành phần, tính chất nƣớc tự
nhiên.Theo yêu cầu của các đối tƣợng sử dụng phụ thuộc vào thành phần, tính chất
của nƣớc nguồn và yêu cầu chất lƣợng của nƣớc, của đối tƣợng sử dụng.
Cơ sở để lựa chọn công nghệ xử lý nƣớc dựa vào các yếu tố sau:
- Chất lƣợng của nƣớc nguồn (nƣớc thô) trƣớc khi xử lý.
- Chất lƣợng của nƣớc yêu cầu (sau xử lý) phụ thuộc mục đích của đối
tƣợng sử dụng.
- Công suất của nhà máy nƣớc.
- Điều kiện kinh tế kỹ thuật.
- Điều kiện của địa phƣơng.

25
1.3.4.2 Các phương pháp xử lý nước thiên nhiên
Trong kỹ thuật xử lý nƣớc ngƣời ta thƣờng hay dùng các phƣơng pháp sau:
Phƣơng pháp cơ học: Ứng dụng các công trình và thiết bị thích hợp để loại
bỏ các tạp chất thô trong nƣớc bằng trọng lực: lắng, lọc,... sử dụng quá trình làm
thoáng tự nhiên hoặc cƣỡng bức để để khử sắt trong nƣớc ngầm.
Phƣơng pháp hóa học và hóa lý: Sử dụng phèn để làm trong và khử màu
(quá trình keo tụ) các nguồn nƣớc có độ đục và độ màu cao; sử dụng các tác nhân
oxy hóa hóa học để khử sắt, mangan trong nƣớc ngầm, sử dụng clo và các hợp chất
của clo để khử trùng nƣớc. Một phƣơng pháp hóa lý khác hiện nay đang trở nên phổ
biến là sử dụng các loại nhựa trao đổi ion để làm mền nƣớc và khử các chất khoáng
trong nƣớc.
Phƣơng pháp vật lý: Điện phân NaCl để khử muối, dùng các tia tử ngoại để
khử trùng, sử dụng các màng lọc chuyên dụng để loại bỏ các ion trong nƣớc.
Đối với nƣớc mặt mục đích xử lý chủ yếu là giảm độ đục, độ màu và loại bỏ
các vi sinh vật gây bệnh trong nƣớc, do đó công nghệ xử lý nƣớc mặt thƣờng ứng
dụng quá trình keo tụ - tạo bông với việc sử dụng phèn nhôm hay phèn sắt để kết tụ
các hạt cặn lơ lửng trong nƣớc tạo nên các bông có kích thƣớc lớn hơn, sau đó lắng
lọc và khử trùng trƣớc khi phân phối vào mạng cấp nƣớc.
Đối với nƣớc ngầm mục đích chủ yếu là khử sắt và mangan công nghệ xử lý
thƣờng là làm thoáng tự nhiên (giàn mƣa) hoặc nhân tạo (quạt gió) để oxy hóa các
nguyên tố Fe2+
, Mn2+
ở dạng hòa tan trong nƣớc thành Fe3+
, Mn4+
ở dạng kết tủa sau
đó tách ra bằng quá trình lắng lọc và khử trùng.
a. Quá trình keo tụ
Trong nƣớc sông, hồ ao,... thƣờng có các hạt cặn có nguồn gốc thành phần và
kích thƣớc rất khác nhau. Đối với các loại cặn này dùng biện pháp xử lý cơ học
trong công nghệ xử lý nƣớc nhƣ lắng lọc có thể loại bỏ đƣợc cặn có kích thƣớc lớn
hơn 10-4mm. Còn các hạt có kích thƣớc nhỏ hơn 10 – 4mm không thể tự lắng đƣợc
mà luôn tồn tại ở trạng thái lơ lửng. Muốn loại bỏ các hạt cặn lơ lửng dùng biện
pháp lý cơ học kết hợp với biện pháp hóa học tức là cho vào nƣớc cần xử lý các

26
chất phản ứng để tạo ra các hạt keo có khả năng kết lại với nhau và dính kết các hạt
cặn lơ lửng có trong nƣớc, tạo thành các bông cặn lớn hơn có trọng lƣợng đáng kể.
Để thực hiện quá trình keo tụ ngƣời ta cho vào nƣớc các chất phản ứng thích
hợp nhƣ: phèn nhôm Al2(SO4)3; phèn sắt FeSO4 hoặc FeCl3. Các loại phèn này
đƣợc đƣa vào nƣớc dƣới dạng dung dịch hòa tan.
Trƣờng hợp độ kiềm tự nhiên của nƣớc thấp, không dùng để trung hòa ion
H+
thì cần phải kiềm hóa nƣớc. Chất dùng để kiềm hóa thông dụng nhất là CaO.
Một số trƣờng hợp khác có thể dùng Na2CO3 hoặc xút NaOH. Thông thƣờng phèn
nhôm đạt hiệu quả keo tụ cao nhất khi nƣớc có pH = 5.5 - 7.5
Một số nhân tố cũng ảnh hƣởng đến quá trình keo tụ nhƣ: các thành phần ion
có trong nƣớc, các hợp chất hữu cơ, liều lƣợng phèn, điều kiện khuấy trộn, môi
trƣờng phản ứng, nhiệt độ,...
Ngoài việc dùng hóa chất để đẩy nhanh quá trình lắng nƣớc có thể dùng thực
vật tự nhiên nhƣ:
- Hạt moriga sấy khô xay nhỏ (Châu phi - Ấn độ)
- Stychnos potatorum, vetiveria zizanoides (khus), carsamon (Ấn Độ
- Requet (Catus) (Haiti, Mỹ latinh)
- Vecia Fava (đậu khô), percica vulgaris (hạt đào) (Bolivia và các nƣớc
khác ở Nam Mỹ)
b. Quá trình lắng.
Lắng nƣớc là giai đoạn làm sạch nƣớc sơ bộ trƣớc khi đi vào bể lọc. Lắng là
quá trình tách khỏi nƣớc cặn lơ lửng hoặc bông cặn hình thành trong quá trình keo
tụ, tạo bông.
Trong công nghệ xử lý nƣớc cấp quá trình lắng đƣợc ứng dụng:
- Lắng cặn phù sa khi nƣớc mặt có hàm lƣợng cặn phù sa lớn.
- Lắng bông cặn phèn/polyme trong công nghệ khử đục, màu nƣớc mặt.
- Lắng bông cặn sắt – magie trong công nghệ khử cứng bằng hóa chất.
- Lắng bông cặn sắt và magan trong công nghệ khử sắt và mangan.

27
Hiệu quả lắng phụ thuộc rất nhiều vào kết quả làm việc của bể tạo bông cặn,
để bông cặn tạo ra những hạt cặn to, bền chắc và càng nặng thì hiệu quả lắng càng
cao.
Nhiệt độ nƣớc càng cao, độ nhớt của nƣớc càng nhỏ, sức cân của nƣớc đối
với hạt cặn của nƣớc càng giảm làm tăng hiệu quả các quá trình lắng nƣớc.
Thời gian lƣu nƣớc trong bể lắng là chỉ tiêu quan trọng ảnh hƣởng đến hiệu
quả của bể lắng. Để đảm bảo lắng tốt thời gian lƣu nƣớc trung bình của các phân tử
nƣớc trong bể lắng phải đạt từ 70-80% thời gian lƣu nƣớc trong bể theo tính toán,
nếu để cho bể lắng có vùng nƣớc chết, vùng chảy quá nhanh hiệu quả lắng sẽ giảm
đi nhiều.
c. Quá trình lọc nước
Quá trình lọc nƣớc là cho nƣớc đi qua lớp vật liệu lọc với một chiều dày nhất
định dùng để giữ lại trên bề mặt hoặc giữa các khe hở của lớp vật liệu lọc các hạt
cặn và vi trùng có trong nƣớc. Sau một thời gian làm việc, lớp vật liệu lọc bị bịt lại
làm giảm tốc độ lọc. Để khôi phục khả năng làm việc của bể lọc phải thổi rửa bể lọc
bằng nƣớc hoặc gió hoặc kết hợp cả nƣớc và gió để loại bỏ cặn bẩn khỏi lớp vật liệu
lọc.
Trong dây chuyền xử lý nƣớc ăn uống và sinh hoạt, lọc là giai đoạn cuối
cùng để làm sạch triệt để. Hàm lƣợng cặn còn lại trong nƣớc sau qua bể lọc phải đạt
tiêu chuẩn cho phép (nhỏ hơn hoăc bằng 3mg/l).
Vật liệu lọc là bộ phận cơ bản của bể lọc, nó mang lại hiệu quả làm việc và
tính kinh tế của quá trình lọc. Vật liệu lọc hiện nay đƣợc dùng phổ biến nhất là cát
thạch anh tự nhiên. Ngoài ra còn có thể sử dụng một số vật liệu khác nhƣ cát thạch
anh nghiền, đá hoa cƣơng nghiền, than antraxit, polymer,... các vật liệu lọc nƣớc
cần phải thỏa mãn các yêu cầu sau: có thành phần cấp khối thích hợp, đảm bảo đồng
chất, có độ bền cơ học cao, ổn định về hóa học.
Trong quá trình lọc ngƣời ta có thể dùng thêm than hoạt tính nhƣ là một hoặc
nhiều lớp vật liệu lọc để hấp thu chất mùi và màu của nƣớc. Các bột than hoạt tính

28
có bề mặt hoạt tính rất lớn chúng có khả năng hấp thụ các chất ở dạng lỏng hòa tan
trong nƣớc.
Bên cạnh đó lọc qua vải cũng đƣợc coi là một cách lọc nƣớc: điển hình là
khu vực Nam Á, ngƣời ta dùng một miếng vải sari gập lại 7 hay 8 lần dùng làm tấm
lọc. Tấm lọc bằng vải sari có thể giảm nguy cơ bị tả nhờ loại bỏ đƣợc các cặn rắn và
phiêu sinh vật chứa vi khuẩn tả.
d. Khử sắt và mangan
Trong nƣớc mặt sắt tồn tại ở dạng hợp chất Fe3+
, thƣờng là Fe(OH)3 không
tan ở dạng keo hoặc dạng huyền phù. Hàm lƣợng sắt trong nƣớc mặt thƣờng không
lớn và sẽ đƣợc khử trong quá trình làm trong nƣớc. Trong nƣớc ngầm, sắt tồn tại ở
dạng ion, sắt có hóa trị 2 (Fe2+
) là thành phần của các muối hòa tan nhƣ: bicabonat
Fe(HCO3)3 sunphat FeSO4. Hàm lƣợng sắt có trong nƣớc ngầm thƣờng cao.
Các phƣơng pháp khử sắt trong nƣớc ngầm:
- Khử sắt bằng phƣơng pháp làm thoáng.
- Khử sắt bằng phƣơng pháp khử sắt.
- Các phƣơng pháp khử sắt khác.
Mangan trong nƣớc ngầm thƣờng tồn tại ở dạng Mn2+
hòa tan hoặc có thể ở
dạng keo tụ không tan. Khi Mn2+
bị oxy hóa sẽ chuyển sang dạng Mn3+
và Mn4+
ở
dạng hydroxit kết tủa.
2Mn(HCO3)2 + O2 + H2O Error! Reference source not found.2Mn(OH)4 + 4H+
+
4HCO3
-
Trong thực tế việc khử sắt trong nƣớc ngầm thƣờng đƣợc tiến hành đồng thời
với khử mangan.
e. Làm mềm nước
Là khử độ cứng trong nƣớc (khử các muối Ca, Mg có trong nƣớc). Nƣớc cấp
cho một số lĩnh vực nhƣ công nghiệp dệt, sợi nhân tạo, hóa chất, chất dẻo, giấy,...
và nƣớc cấp cho các loại nồi hơi thì phải làm mềm nƣớc. Các phƣơng pháp làm
mềm nƣớc phổ biến nhƣ: phƣơng pháp nhiệt, phƣơng pháp hóa học, phƣơng pháp
trao đổi ion.

29
f. Khử trùng nước
Để đảm bảo an toàn về mặt vi sinh vật, nƣớc trƣớc khi cấp cho ngƣời tiêu
dùng phải đƣợc khử trùng. Nó là khâu bắt buộc trong quá trình xử lý nƣớc cho sinh
hoạt và ăn uống.
Có rất nhiều biện pháp khử trùng nƣớc hiệu quả nhƣ: khử trùng bằng các
chất oxy hóa mạnh, khử trùng bằng các tia vật lý, khử trùng bằng phƣơng pháp siêu
âm, khử trùng bằng phƣơng pháp nhiệt, khử trùng bằng phƣơng pháp ion kim loại
nặng,... Hiện nay ở Việt Nam sử dụng phổ biến nhất là phƣơng pháp khử trùng bằng
chất oxi hóa mạnh. Các chất đƣợc sử dụng phổ biến nhất là Clo và các hợp chất của
Clo vì giá thành thấp, dễ sử dụng, vận hành và bảo quản đơn giản. Quá trình khử
trùng của Clo phụ thuộc vào:
- Tính chất của nƣớc xử lý: số vi khuẩn, hàm lƣợng chất hữu cơ và chất
khử có trong nƣớc
- Nhiệt độ của nƣớc
- Liều lƣợng Clo

30
 Sơ đồ xử lý nước ngầm
Hình 0.2 :Sơ đồ xử lý nước ngầm
Nƣớc từ giếng khoan sẽ đƣợc bơm lên bể chứa đã qua giàn làm thoáng để oxi
hóa thông qua việc tiếp nhận O2 và loại bỏ bớt CO2, sau đó nƣớc đƣợc bơm qua bể
trộn.Tại bể trộn nƣớc đƣợc bổ sung hóa chất (vôi) phản ứng tạo các bông cặn. Tiếp
đến, nƣớc đƣợc chảy qua bể lắng để lắng các cặn đã đc xử lý trƣớc đó, phần bùn sẽ
đƣợc thải ra bể bùn và xử lý theo tiêu chuẩn, phần nƣớc đƣợc lọc ở bể bùn sẽ đƣợc
hoàn lƣu về bể điều hòa. Nƣớc tiếp theo sẽ qua bể lọc để giữ lại các tạp chất còn sót
lại sau đó chảy qua bể khử trùng để khử các vi sinh vật và các yếu tố gây bệnh trƣớc
khi vào bể chứa để cung cấp cho sinh hoạt.
Nƣớc ngầm
Bể chứa (làm thoáng)
Lắng tiếp xúc
Bể chứa nƣớc sạch
Lọc
Khử trùng
Lọc nhanh
Chú thích:
Đƣờng nƣớc
Đƣờng bùn
Hóa chất
Bể bùn
Trạm bơm II
Trộn
Hóa chất

31
1.4. TỔNG QUAN VỀ ASEN VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ ASEN
1.4.1 Giới thiệu chung về Asen
Asen có tên khoa học gọi là Arsenic. Đƣợc ký hiệu là As và Asen tồn tại ở
rất nhiều dạng khác nhau. Do cấu tạo địa chất, nhiều vùng ở nƣớc ta nƣớc ngầm bị
nhiễm Asen. Khoảng 13,5% dân số Việt Nam (10 – 15 triệu ngƣời ) đang sử dụng
nƣớc cho việc sinh hoạt ăn uống từ nƣớc giếng khoan rất dễ bị nhiễm Asen. Theo
thống kê chƣa đầy đủ, cả nƣớc hiện có khoảng hơn 1 triệu giếng khoan, trong đó
nhiều giếng có nồng độ Asen cao từ 20 – 50 lần nồng độ cho phép (0,01 mg/L), ảnh
hƣởng xấu đến sức khỏe, tính mạng cộng đồng. Điều nguy hiểm là Asen không gây
mùi khó chịu khi có mặt trong nƣớc, cả khi ở hàm lƣợng có thể gây chết ngƣời, nên
không thể phát hiện. Vì vậy, các nhà khoa học gọi Asen là ― sát thủ vô hình‖.
Nƣớc uống bị nhiễm bởi Asenic (As) đã trở thành mối đe dọa đối với sức
khỏe con ngƣời ở quy mô toàn cầu, theo ƣớc tính khoảng 140 triệu ngƣời ở ít nhất
70 quốc gia đang bị ảnh hƣởng bởi nguồn ô nhiễm này ( UNICEF, 2008 ). Nguồn
arsenic trong nƣớc dƣới đất (nƣớc ngầm) ở các khu vực đồng bằng là do các quá
trình tự nhiên ( oxy hóa khoáng vật sulfur, và khoáng vật chứa As trong trầm tích,
khử các hydroxyt sắt chứa As….) và do các hoạt động của con ngƣời.
1.4.2 Nguồn gốc và sự phân bố Asen trong tự nhiên
Asen trong thiên nhiên có thể tồn tại trong các thành phần môi trƣờng đất,
nƣớc, không khí, sinh học... và có liên quan chặt chẽ tới các quá trình địa chất, địa
hóa, sinh địa hóa. Các quá trình này sẽ làm cho Asen nguyên sinh có mặt trong một
số thành tạo địa chất (các phân vị địa tầng, mangan, các biến đổi nhiệt dịch và
quặng hóa sunphua chứa Asen) tiếp tục phân tán hay tập trung gây ô nhiễm môi
trƣờng sống.
Trên thế giới đã có nhiều nƣớc nghiên cứu và xác định đƣợc hàm lƣợng Asen
trong đá và quặng, trong đất và vỏ phong hóa, trong nƣớc, không khí... Ở Việt Nam,
một số nhà khoa học Địa chất và Địa chất thủy văn đã nghiên cứu về sự tồn tại của
Asen trong đá, quặng, đất và vỏ phong hóa cũng nhƣ trong trầm tích bở rời, trong

32
nƣớc biển, nƣớc mƣa, nƣớc dƣới đất... Nhờ công cụ và phƣơng pháp phân tích hiện
đại nhƣ thiết bị kích hoạt nơtron và máy quang phổ hấp thụ nguyên tử nên trong
khoảng 10 năm gần đây các nhà khoa học Việt Nam đã phân tích đƣợc hàm lƣợng
Asen trong các hợp phần môi trƣờng tự nhiên. Và trọng tâm là nghiên cứu, tìm hiểu
tình trạng ô nhiễm Asen trong nƣớc, mà chủ yếu là nƣớc dƣới đất.
1.4.3 Cấu tạo và tính chất của Asen
Asen (bắt nguồn từ từ tiếng Pháp arsenic), còn đƣợc viết là a-sen, arsen, là
một nguyên tố hóa học có ký hiệu As và số nguyên tử 33. Asen lần đầu tiên
đƣợc Albertus Magnus (Đức) viết về nó vào năm 1250. Khối lƣợng nguyên tử của
nó bằng 74,92. Asen là một á kim gây ngộ độc và có nhiều dạng thù hình: màu vàng
(phân tử phi kim) và một vài dạng màu đen và xám (á kim) chỉ là số ít mà ngƣời ta
có thể nhìn thấy. Ba dạng có tính kim loại của asen với cấu trúc tinh thể khác nhau
cũng đƣợc tìm thấy trong tự nhiên (các khoáng vật asen sensu stricto và hiếm hơn là
asenolamprit cùng parasenolamprit), nhƣng nói chung nó hay tồn tại dƣới dạng các
hợp chất asenua và asenat. Vài trăm loại khoáng vật nhƣ thế đã đƣợc biết tới. Asen
và các hợp chất của nó đƣợc sử dụng nhƣ là thuốc trừ dịch hại, thuốc trừ cỏ, thuốc
trừ sâu và trong một loạt các hợp kim.
1.4.3.1 Cấu tạo Asen
Bán kính nguyên tử: 1,33Å
Khối lƣợng nguyên tử: 13,1 cm3
/mol
Bán kính cộng hóa trị: 1,2Å
Cấu trúc tinh thể: Rhombohedral
Electron cấu hình: [Ar] 4s2
3d10
4p3
Các electron trên mỗi cấp năng lƣợng: 2, 8, 18, 5
Bán kính ion: 0,58Å
Quá trình oxy hóa: ± 3, 5

33
Hình 0.3: Mô hình cấu tạo nguyên tử Asen
1.4.3.2 Tính chất vật lý
Asen không gây mùi khó chịu trong nƣớc, (cả khi ở hàm lƣợng có thể gây
chết ngƣời ), khó phân hủy. Là nguyên tố phổ biến thứ 20 trong các nguyên tố có
trên bề mặt trái đất. Khối lƣợng phân tử 79,9216 g/mol, không hòa tan trong nƣớc.
Theo từ điển Bách khoa dƣợc học xuất bản năm 1999, thạch tín là tên gọi
thông dùng chỉ nguyên tố Asen, nhƣng cũng đồng thời dùng chỉ hợp chất ôxit của
Asen hóa trị III (As2O3). Ôxit này màu trắng, dạng bột, tan đƣợc trong nƣớc, rất
độc.
Trong tự nhiên, nguyên tố thạch tín tồn tại ở ba dạng hình thù (dạng alpha có
màu vàng, dạng beta có màu đen, dạng gamma có màu xám). Nguyên tố thạch tín
cũng tồn tại ở một số dạng ion khác. Dạng vô cơ của thạch tín độc hơn sovới dạng
hữu cơ của nó.

34
Hình 0.4: Các dạng tồn tại Asen trong tự nhiên
1.4.3.3 Tính chất hóa học.
Trạng thái oxi hóa phổ biến nhất của nó là: -3 (Asenua: thông thường trong
hợp chất liên kim loại tượng tự như hợp kim), +3 Asenat (III) hay Asenit và phần
lớn là các hợp chất asen hữu cơ, +5 Asenat (V) phần lớn là các hợp chất vô cơ
chứa oxy của Asen ổn định.
Trong nƣớc Asen tồn tại ở 2 dạng hoá trị: hợp chất Asen hóa trị (III) và (V).
Hợp chất Asen hóa trị III có độc tính cao hơn dạng hóa trị V.
Asen có khả năng kết tủa cùng các ion sắt.
Asen tạo thành hydrua dạng khí va không ổn định, đó là Asin (AsH3). Khi bị
nung nóng trong không khí, nó bị oxy hóa để tạo ra trioxit Asen, hơi của phản ứng
này có mùi nhƣ mùi tỏi.
As tham gia phản ứng với Oxy trở thành dạng As2O3 rồi sau đó là As2O5.
Nếu trong môi trƣờng yếm khí thì As(V) sẽ bị khử về trạng thái As(III).
As2O3: Là oxit màu trắng hay còn gọi là asen trắng, ít tan trong nƣớc (1,7g
trong 100g H2O) ở 150
C dung dịch bão hòa chứa khoảng 1,5% As2O3. Khi tan trong
nƣớc tạo thành Asenơ.
As2O3 + 3 H2O → 2 As(OH)3
As(OH)3 ≡ H3AsO3 là một chất lƣỡng tính nhƣng tính axit trội hơn.

35
As2O3 + 4 NaOH → 2 NaHAsO3 + H2O
Khi nung nóng As2O3 bị C, H2 khử dễ dàng sinh ra kim loại.
As2O3 + 6 H2 → + 2 As + 3 H2O
As2O3 ( As4O6 ) thể hiện tính khử khi tác dụng với O3, H2O2, FeCl3, K2Cr2O7,
HNO3,…
As4O6 + HNO3 + 14 H2O → 12 H3AsO4 + 8 NO ↑
As2O3 tác dụng với kim loại trong môi trƣờng axit
As2O3 + 6 Zn + 12 HCl → 6 ZnCl2 + 2 AsH3 + H2O
1.4.4 Các dạng tồn tại của Asen trong môi trƣờng
Các dạng tồn tại của Asen trong môi trƣờng là một vấn đề đán quan tâm.
Trong môi trƣờng As tồn tại chủ yếu ở các dạng: Asenite As(III), Asenate
As(V), Asenious acids (H3AsO3, H2AsO3
-
, HAsO3
2-
), Asenic acids (H3AsO4,
H2AsO4
-
, H2AsO4
2-
), dimethylarsinate (DMA), monomethylarsonate (MMA),
Aseno – betanie (AB) và asencholine (AC). Những dạng hợp chất này minh họa cho
sự đa dạng của trạng thái oxy hóa của As và kết quả là đƣa đến sự phức tạp về hóa
tính của nó trong môi trƣờng.
Các hợp chất Asien dẫn xuất asine và asenic xuất hiện ở điều kiện khử cao.
Bởi vì nó tạo thành dạng anion trong dung dịch nên As không kết hợp với các anion
đơn giản nhƣ Cl; SO4
3-
nhƣ các cation kim loại. Đúng hơn là các hợp chất anion As
cƣ xử nhƣ các gốc tự do trong nƣớc. As (III) phản ứng với nhóm sulphur và sul-
phydryl nhƣ cystine, organic dithiols, proteins, enzymes nhƣng không phản ứng với
amine.
Hàm lƣợng As trong nƣớc ngầm phụ thuộc rất nhiều vào tính chất và trạng
thái môi trƣờng địa hóa. Dạng As tồn tại chủ yếu trong nƣớc ngầm là H3AsO4
-1
(trong môi trƣờng pH acid đến gần trung tính), HAsO4
-2
(trong môi trƣờng kiềm).

36
Hợp chấtH3AsO3 đƣợc hình thành chủ yếu trong mỗi trƣờng oxy hóa-khử
yếu. các hợp chất của As với Na có tính hòa tan rất cao, còn những muối của As với
Ca,Mg và các hợp chất As hữu cơ trong mỗi trƣờng pH gần trung tính và nghèo ca
thì độ hòa tan kém hơn cá hợp chất asen hữu cơ, đặc biệt là asen-acid fulvic.các hợp
chất của As+5
đƣợc hình thành theo phƣơng thức này. As trong nƣớc ngầm thƣờng
tập trung cao trong kiểu nƣớc bicarbonat Cl, Na, B, Si. Nƣớc ngầm trong những
vùng trầm tích núi lửa, một số khu vực quặng hóa nguồn gốc nhiệt dịch, mỏ dầu-
khí, mỏ than...thƣờng giàu As. Thế oxy hóa khử,độ pH của môi trƣờng và lƣợng
kaloit giàu Fe3+
..., là những yếu tố tácđộng đến quá trình oxy hóa – khử các hợp
chất As trọng tự nhiên. Những yếu tố này có ý nghĩa làm tăng hay giảm sự độc hại
của các hợp chất As trong môi trƣờng sống.
1.4.5 Độc học của Asen
Sự nhiễm độc As còn gọi là Asenicosis xuất hiện nhƣ một tai họa môi trƣờng
đối với sức khỏe con ngƣời trên thế giới. Theo các nghiên cứu những ngƣời sống
trên khu vực có hàm lƣợng As trong nƣớc giếng khoang cao hơn 0,05mg/L cho thấy
tơi 20% dân cƣ bị xạm da, dầy biểu bì và có hiện tƣợng ung thƣ da. Hiện chƣa có
phƣơng pháp hữu hiệu chữa bệnh nhiễm độc As.
Asen là chất độc mạnh cỏ khả năng gây ung thƣ cao, liều LD50 đổi với con
ngƣời là 1 — 4 mg/kg trọng lƣợng cơ thể. Tuy nhiên, tùy thuộc vào các trạng thải
oxi hóa của asen mà asen thể hiện tính độc khác nhau. Cả As(III) và As(V) đèu là
những chất độc, các hợp chất asen vô cơ độc hơn so với asen hữu cơ.
Sự phơi nhiễm asen vô cơ xảy ra trong cơ thể thông qua đƣờng hít khí bụi
cổng nghiệp và quá trình chuyển hóa qua đƣờng thức ăn và nƣớc uổng. Sự phơi
nhiễm asen hữu cơ xảy ra chủ yếu thông qua chuỗi thức ăn. Nếu một ngày hít
lƣợng bụi asen tò 0,1 ÷ 4 µg/ngày và cơ thể hấp thụ một lƣợng thức ăn có hàm
lƣợng asen ở khoảng tìr 7 ÷ 330 µg/ngày thì sau khi đi vào cơ thể có khoảng 80 -ĩ-
100% lƣợng asen đƣợc hấp thụ qua dạ dày và lá phổi; 50 4- 70% asen đƣợc bài

37
tiết qua đƣờng nƣớc tiểu và một lƣợng nhỏ đƣợc hấp phụ qua đƣờng tóc, mỏng
tay, móng chân.
Sự xâm nhập, phân bố và lƣu trữ của Asenic cũng nhƣ các hợp chất của nó
trong cơ thể ngƣời có thể hình dung theo sơ đồ sau:
Hình 0.5 :Sự xăm nhập của Asen và các hợp chất của nó trong cơ thể
Về mặt sinh học, As là một chất độc có thể gây một số bệnh trong đó có ung
thƣ da và phổi. Mặt khác As có vai trò trong trao đổi nuclein, tổng họp protit và
hemoglobin. As ảnh hƣởng đến thực vật nhƣ một chất cản trao đổi chất, làm giảm
mạnh năng suất, đặc biệt trong môi trƣờng thiếu photpho. Trong môi trƣờng sinh
thái, các dạng họp chất As hóa trị (3) có độc tính cao hơn dạng hóa trị (5). Mồi
trƣờng khử là điều kiện thuận lợi để cho nhiều hợp chất As hóa trị 5 chuyển sang As
hóa trị 3. Trong các họp chất của As trong môi trƣờng thì asenite đáng đƣợc quan
tâm tới nhiều nhất bởi vì tính độc của nó cao hơn gấp 10 lần so với asenate và hơn
gẩp 70 lần so với các dạng methyl hoá của nó, trong khi đó DMA, MMA ít độc hơn
còn AB và AC lại gần nhƣ không độc.
Thông thƣờng Arsen đi vào cơ thể con ngƣời trong một ngày đêm thông qua
chuỗi thức ăn khoảng lmg và đƣợc hấp thụ vào cơ thể qua đƣờng dạ dày nhƣng
cũng dễ bị thải ra. Hàm lƣợng As trong cơ thể ngƣời khoảng 0.08-0.2 ppm tổng

38
lƣợng As có trong ngƣời bình thƣờng khoảng 1,4 mg. As tập trung trong gan thận
hồng cầu, homoglobin và đặc biệt tập trung trong não, xƣơng, da. phổi tóc. Hiên
nay ngƣời ta có thể dựa vào hàm lƣợng As trong cơ thể con ngƣời để tìm hiểu hoàn
cảnh và môi trƣờng sống, nhƣ hàm lƣợng As trong tóc nhóm dân cƣ khu vực nông
thôn trung bình là 0,4-1,7 ppm, khu vực thành phố công nghiệp 04-21 ppm cỏn khu
vực ô nhiễm nặng 0,6-4,9 ppm.
1.4.6 Cơ chế ô nhiễm Asen và sự tồn tại của Asen trong nƣớc.
Asen đƣợc giải phóng vào môi trƣờng nƣớc do quá trình oxi hóa các khoáng
sunfua hoặc khử các khoáng oxi hidroxit giàu Asen.
Về cơ chế xâm nhiễm các kim loại nặng, trong đó có Asen vào nƣớc ngâm
cho đến nay đã có nhiều giả thiết khác nhau nhƣng vẫn chƣa thống nhất.
Thông qua các quá trình thủy địa hóa và sinh địa hóa, các điều kiện địa chất
thủy văn mà Asen có thể xâm nhập vào môi trƣờng nƣớc. Hàm lƣợng Asen trong
nƣớc dƣới đất phụ thuộc vào tính chất và trạng thái môi trƣờng địa hóa. Asen tồn tại
trong nƣớc dƣới đất ở dạng H3AsO4
-
(trong môi trƣờng pH axit đến gần trung tính),
HASO4
2-
(trong môi trƣờng kiềm). Hợp chất H3AsO3 đƣợc hình thành chủ yếu trong
môi trƣờng oxi hóa-khử yếu. Các hợp chất của Asen với Na có tính hòa tan rất cao.
Những muối của Asen với Ca, Mg và các hợp chất Asen hữu cơ trong môi trƣờng
pH gần trung tính, nghèo Ca thì độ hòa tan kém hơn các hợp chất hữu cơ, đặc biệt là
Asen-axit fulvic thì rất bền vững, có xu thế tăng theo độ pH và tỳ lệ Asen-axit
fulvic. Các hợp chất của As5+ hình thành theo phƣơng thức này.
1.4.7 Ảnh hƣởng của Asen đến sức khỏe con ngƣời.
Asen xâm nhập vào con ngƣời qua con đƣờng nƣớc uống, không khí trong
vùng ô nhiễm, nhỉễm do da tiếp xúc nhiều liên tục với nguồn nƣớc không khi ô
nhiễm.

39
Hình 0.6: Các con đƣờng thâm nhập As vào cơ thể con ngƣời
Vào cơ thể con ngƣời Asen thƣờng tích tụ trong não, các mô da, móng tay,
tóc, răng, xƣong và trong các bộ phận nhiều biêu mô nhƣ niêm mạc, vòm miệng,
thực quản, dạ dày, ruột non. Gây nhiễm độc cấp tính cao. Nhƣng sự xâm nhập
Asen qua đƣờng nƣớc ăn uống mới là nguy hiểm nhất, dù ở mức độ nào đi nữa, vì
nó diễn ra hằng ngày, theo con đƣờng tiêu hóa, mà nƣớc trong cơ thể chiếm tỉ lệ
cao.
Về mặt sinh học As là một chất độc có thể gây nên 19 loại bệnh khác nhau
trong đỏ có ung thƣ da và ung thƣ phổi, As lại có vai trò quan trọng trong việc
trao đổi nuclein, tổng hợp protit và hemoglobin.
Nếu bị nhiễm độc Asen với liều lƣợng dù nhỏ nhƣng tích tụ trong thời gian
dài sau 5 hay 10 năm sẽ gây mệt mỏi, buồn nôn, hồng cầu và bạch cầu giảm. Hai
loại bệnh phổ biến nhất do Asen gây ra là ung thƣ da và phổi...
Nguồn nƣớc bị nhiễm Asen dù nhỏ cũng ảnh hƣởng đến sức khỏe các bà
mẹ. làm động thai ảnh hƣởng đến thai nhi va gây ra những bệnh phổi ác tính,

40
những tác động xấu lên sự phát triển lên thể chất và trí tuệ của trẻ con mới lớn.
Nik Van La renbeke, một giáo sƣ ngƣời Bỉ, đã cảnh báo trên tờ Het Laatste
Nieuws: Do ô nhiễm nên ngày càng có ít bé trai đƣợc sinh ra trên thế giới.
Sự nhiễm độc Asen đƣợc gọi là arsenicosis. Đó là một tai họa môi trƣờng
đối với sức khỏe con ngƣời. Những biểu hiện của bệnh nhiễm độc Asen là chứns
sạ da (melanosis), dày biểu bì (kerarosis), từ đó dẫn đến hoại thƣ hay ung, thƣ da,
viêm răng, khớp... Hiện tại trên thể giới chƣa có phƣong pháp hữu hiệu chữa bệnh
nhiễm độc Asen.
Liên quan đến việc xác định, đánh giá tác động của Asen đối với cơ thể,
trong một số năm gần đây đã có các nghiên cứu phân tích mẫu tóc, máu để xác
định hàm lƣợng Asen. Nghiên cứu phân tích hàm lƣợng Asen trong tóc cho thấy
có sự tƣơng đồng giữa các vùng ô nhiễm nƣớc ngầm bởi Asen. Số liệu phân tích
tại Thƣợng Cát (điểm đối chứng với nƣớc không bị nhiễm Asen, As < 10 pg/1) và
Vạn Phúc, Sơn Đồng (điểm nghiên cứu với nƣớc bị nhiễm Asen với hàm lƣợng
cao, As > 50 pg/1) cho thấy: giá trị Asen trong tóc ngƣời ở mẫu đối chứng chỉ là
0,27 mg/kg (trong khoảng 0,04 - 0,84 mg/kg), trong khi đó ở mẫu nghiên cứu bị
nhiễm Asen là 0,79 mg/kg (0,01 - 3,3mg/kg) và 1,61 mg/kg (0,16 -10,36mg/kg).
Tại Sơn Đồng, 70% số mâu có nông độ Asen trong tóc lớn hơn 1mg/kg, có những
mâu lên tới 10mg/kg. Kêt quả này có thể so sánh với nghiên cứu ở vùng Tây
Bengan An Độ, nơi bị nhiêm Asen nặng với hàm lƣợng Asen trong tóc ngƣời dân
khoảng 3-10mg/kg. Giá trị tiêu chuẩn của WHO là 0,02-0,2 mg/kg. Kết quả
nghiên cứu tại Hà Nam năm 2004 cũng cho thấy ở Hín Hụ và Bang Mon nằm trên
đới biến đổi nhiệt dịch có hàm lƣợng Asen cao, có biểu hiện nhiễm độc mãn tính,
làm tăng trội theo một sô bệnh nhƣ sôt rét, tiêu hóa, tâm thần, bệnh xƣơng khớp,
tim mạch, viêm phổi.

41
1.4.8 Ô nhiễm Asen trong nƣớc ngầm trên thế giới và Việt Nam.
1.4.8.1 Ô nhiễm Asen trên thế giới.
Hiện nay trên thế giới có hàng chục triệu ngƣời đã bị bệnh đen và rụng móng
chân, sừng hoá da, ung thƣ da… do sử dụng nguồn nƣớc sinh hoạt có nồng độ Asen
cao. Nhiều nƣớc đã phát hiện hàm lƣợng Asen rất cao trong nguồn nƣớc sinh hoạt.
Ô nhiễm As trong nƣớc ngầm đã đƣợc ghi nhận ở hơn 70 quốc gia, gây tác
động nghiêm trọng đối với sức khỏe cho khoảng 150 triệu ngƣời trên toàn thế giới.
Khoảng 110 triệu ngƣời trong số đó thuộc 10 quốc gia ở vùng Nam và Đông Nam Á
nhƣ: Bangladesh, Campuchia, Trung Quốc, Ấn Độ, Lào, Myanma, Nepal, Pakistan,
Đài Loan và Việt Nam
Bảng 0.3: Nồng độ Asen trong nƣớc ở một số khu vực trên thế giới
STT Địa điểm Nồng độ Asen trong nƣớc
(µg/L)
1 Pampa, Cordopa 100 – 3810
2 Cordopa >100
3 Băngladet <10 – > 1000
4 Carcuta ( Ân Độ ) <50 – 23.080
5 Phía Tây Bengal (Ấn Độ ) 3 – 3700
6 Chile 470 – 770
7 Fukuoka ( Nhật Bản ) 0,001 – 0,293
8 Hà Nội ( Việt Nam ) 1 – 3050
9 Hungary 1 – 174

42
10 Khu tự trị Nội Mông ( Trung Quốc ) 1 – 2400
11 Sơn Tây ( Trung Quốc ) 0,03 – 1,41
12 Tân Cƣơng ( Trung Quốc ) 0,005 – 850
13 Laguna ( Mexico ) 8 – 624
14 Khu vực sông Mêkông (Campuchia) 1 – 1340
15 Nakhon Si Thammarat ( Thái Lan ) 1,25 – 5114
16 Ropibol ( Thái Lan ) 1 – 5000
17 Nepal 8 – 2660
18 Peru 500
19 Rumani 1 – 176
20 Phía Tây Nam ( Phần Lan ) 17 – 980
21 Phía Tây ( Mỹ ) 1 – 48.000
1.4.8.2 Ô nhiễm Asen tại Việt Nam.
Ở ĐBSCL cũng phát hiện ra nhiều giếng khoan có hàm lƣợng Asen cao nằm
ở Đồng Tháp và An Giang. Sự ô nhiễm Asen ở miền Bắc hiện phổ biến và cao hơn
miền Nam. Qua điều tra cho thấy ¼ số hộ gia đình sử dụng trực tiếp nƣớc ngầm
không qua xử lý ở ngoại thành Hà Nội đã bị ô nhiễm Asen, tập trung nhiều ở phía
Nam thành phố (20,6%), huyện Thành Trì (41%) và Gia Lâm (18,5%). Điều nguy
hiểm là Asen không gây mùi khó chịu khi có mặt trong nƣớc ngay cả khi ở hàm
lƣợng gây chết ngƣời nên nếu không phân tích mẫu mà chỉ bằng cảm quan thì
không thể phát hiện đƣớc sự tồn tại của Asen.

Nghiên cứu khả năng loại bỏ độ đục, độ màu và cod trong một số nguồn nước sử dụng bột khô xương rồng bà, nopal cactus

Nghiên cứu khả năng loại bỏ độ đục, độ màu và cod trong một số nguồn nước sử dụng bột khô xương rồng bà, nopal cactus

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (18)

Similar to Nghiên cứu khả năng loại bỏ độ đục, độ màu và cod trong một số nguồn nước sử dụng bột khô xương rồng bà, nopal cactus

Similar to Nghiên cứu khả năng loại bỏ độ đục, độ màu và cod trong một số nguồn nước sử dụng bột khô xương rồng bà, nopal cactus (20)

More from https://www.facebook.com/garmentspace

More from https://www.facebook.com/garmentspace (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Nghiên cứu khả năng loại bỏ độ đục, độ màu và cod trong một số nguồn nước sử dụng bột khô xương rồng bà, nopal cactus