Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu tính chất hấp phụ As trên quặng pyrolusit biến tính

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:84

Thêm vào BST

Báo xấu

16
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu của luận văn là phát triển các vật liệu có khả năng xử lý nguồn nước bị nhiễm asen một cách tối ưu và kinh tế nhất để nghiên cứu tính chất hấp phụ As trên quặng pyrolusit biến tính. Để hiểu rõ hơn, mời các bạn tham khảo chi tiết nội dung luận văn này.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu tính chất hấp phụ As trên quặng pyrolusit biến tính

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Đức Hải NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT HẤP PHỤ As TRÊN QUẶNG PYROLUSIT BIẾN TÍNH LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội - 2014
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Đức Hải NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT HẤP PHỤ As TRÊN QUẶNG PYROLUSIT BIẾN TÍNH Chuyên ngành: Hóa môi trường Mã số: 60440120 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Chu Xuân Quang PGS.TS. Đỗ Quang Trung Hà Nội - 2014
LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới thầy PGS.TS. Đỗ Quang Trung, người đã tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian qua để tôi hoàn thành luận văn này. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Hóa môi trường, Khoa Hóa học, trường ĐHKHTN Hà Nội nơi em đã thực hiện công việc nghiên cứu của mình. Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến của các anh chị, các bạn sinh viên để tôi hoàn thiện luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn! Học viên Nguyễn Đức Hải
MỤC LỤC MỞ ĐẦU .......................................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ............................................................................................ 2 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ASEN ......................................................................... 2 1.1.1 Sự tồn tại của asen trong tự nhiên .................................................................... 2 1.1.2. Độc tính của asen ............................................................................................ 5 1.1.3. Tình trạng ô nhiễm asen .................................................................................. 7 1.1.4. Một số công nghệ xử lý asen ......................................................................... 13 1.2. SỬ DỤNG QUẶNG PYROLUSIT VÀ ZIRCONI TRONG HẤP PHỤ XỬ LÝ ASEN .......................................................................................................................... 15 1.2.1. Ứng dụng quặng pyrolusit trong xử lý nước ................................................. 15 1.2.2. Ứng dụng của Zirconi trong xử lý asen ......................................................... 19 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM ..................................................................................... 21 2.1. MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU..................................................... 21 2.1.1. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................. 21 2.1.2. Nội dung nghiên cứu ..................................................................................... 21 2.2. HÓA CHẤT VÀ DỤNG CỤ ............................................................................... 21 2.2.1. Dụng cụ ......................................................................................................... 21 2.2.2. Hóa chất ......................................................................................................... 21 2.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ÁP DỤNG TRONG THỰC NGHIỆM ... 23
2.3.1. Xác định asen bằng phương pháp thủy ngân bromua ................................... 23 2.3.2. Xác định mangan và sắt bằng phương pháp trắc quang ................................ 25 2.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐẶC TÍNH CỦA VẬT LIỆU HẤP PHỤ 28 2.4.1. Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM)...................................................... 28 2.4.2. Nhiễu xạ Rơnghen X (X-ray diffactionXRD) ............................................... 29 2.4.3. Phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) ......................................... 30 2.5. CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP PHỤ ASEN TỪ QUẶNG PYROLUSIT. ............. 31 2.5.1. Quặng pyrolusit tự nhiên ............................................................................... 31 2.5.2. Quặng pyrolusit tự nhiên biến tính bằng nhiệt .............................................. 31 2.5.3. Quặng pyrolusit biến tính bằng phương pháp hóa học ................................. 31 2.5.4. Phương pháp đánh giá khả năng hấp phụ As của vật liệu. ............................ 31 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................. 35 3.1. NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP PHỤ ASEN TỪ QUẶNG PYROLUSIT .............................................................................................................. 35 3.1.1. Quặng pyrolusit tự nhiên ............................................................................... 35 3.1.2. Quặng pyrolusit được biến tính bằng nhiệt ................................................... 40 3.1.3. Quặng pyrolusit được biến tính bằng phương pháp hóa học ........................ 43 3.2. KHẢO SÁT KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ASEN CỦA CÁC VẬT LIỆU ............... 49 3.2.1. Khảo sát khả năng hấp phụ As của quặng pyrolusit tự nhiên ....................... 49 3.2.2. Khảo sát khả năng hấp phụ asen của quặng pyrolusit biến tính bằng phương pháp nhiệt. ............................................................................................................... 55
3.2.3. Khảo sát khả năng hấp phụ As của quặng pyrolusit khi biến tính bằng phương pháp hóa học .............................................................................................. 60 KẾT LUẬN .................................................................................................................... 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 70
DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Mẫu chứa asen trong tự nhiên .......................................................................... 2 Hình 1.2. Giản đồ pH của As ........................................................................................... 5 Hình 1.3. Bản đồ phân bố khu vực ô nhiễm asen trên thế giới....................................... 9 Hình 1.4. Bản đồ các khu vực nhiễm asen trên toàn quốc ............................................ 11 Hình 1.5. Các khu vực bị nhiễm asen tại miền bắc Việt Nam ...................................... 13 Hình 2.1. Đường chuẩn asen từ 10-90 ppb .................................................................... 24 Hình 2.2. Đường chuẩn asen từ 100 - 900 ppb ............................................................. 25 Hình 2.3. Đường chuẩn của Mn bằng phương pháp trắc quang .................................... 26 Hình 2.4. Đường chuẩn của Fe bằng phương pháp trắc quang ...................................... 27 Hình 2.5. Sơ đồ nguyên lý của kính hiển vi điện tử quét ............................................... 28 Hình 2.6. Tia tới và tia phản xạ trên tinh thể................................................................. 29 Hình 2.7. Đường hấp phụ đẳng nhiệt langmuir ............................................................ 33 Hình 2.8. Đồ thị để xác định các hằng số trong phương trình langmuir....................... 34 Hình 3.1. Phổ nhiễu xạ tia X của vật liệu M-1............................................................... 36 Hình 3.2. Phổ nhiễu xạ tia X của vật liệu M-2.............................................................. 37 Hình 3.3. Phổ nhiễu xạ tia X của vật liệu M-3.............................................................. 38
Hình 3.4. Ảnh SEM của vật liệu M-1 ............................................................................ 39 Hình 3.5. Ảnh SEM của vật liệu M-2 ............................................................................ 40 Hình 3.6. Ảnh SEM của vật liệu M-3 ............................................................................ 40 Hình 3.7. Phổ nhiễu xạ tia X của vật liệu M-1/500/5 ................................................... 41 Hình 3.8. Giản đồ phân tích nhiệt của mẫu M-1/500/5.................................................. 42 Hình 3.9. Ảnh SEM của vật liệu M-1/500/5 .................................................................. 43 Hình 3.10. Kết quả chụp BET của vật liệu M-1/Zr........................................................ 44 Hình 3.11. Kết quả chụp BET của vật liệu M-1/500/5/Zr ............................................. 45 Hình 3.12. Kết quả chụp BET của vật liệu M-1/500/5/HCl/Zr ..................................... 46 Hình 3.13. Ảnh SEM của vật liệu M-1/Zr ..................................................................... 47 Hình 3.14. Ảnh SEM của vật liệu M-1/500/5/Zr ........................................................... 48 Hình 3.15. Ảnh SEM của vật liệu M-1/500/5/HCl/Zr ................................................... 48 Hình 3.16. Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ asen của vật liệu M-2 ............... 51 Hình 3.17. Đồ thị sự phụ thuộc của dung lượng hấp phụ vào thời gian ........................ 52 Hình 3.18. Đường hấp phụ đẳng nhiệt của vật liệu M-2................................................ 54 Hình 3.19. Đường thẳng xác định các hệ số của phương trình Langmuir ..................... 54 Hình 3.20. Khả năng hấp phụ asen của vật liệu M-1 sau khi biến tính bằng nhiệt........ 55 Hình 3.21. Đồ thị sự phụ thuộc của tải trọng hấp phụ vào thời gian ............................. 57 Hình 3.22. Đường hấp phụ cân bằng của vật liệu M-1/500/5 ........................................ 59
Hình 3.23. Đường thẳng xác định các hệ số của phương trình Langmuir ..................... 59 Hình 3.24. Khả năng hấp phụ asen của vật liệu M-1/500/5 sau khi đã biến tính bằng các loại axit khác nhau ......................................................................................................... 61 Hình 3.25. Đồ thị biểu diễn thời gian cân bằng hấp phụ asen của vật liệu M- 1/500/5/HCl/Zr ............................................................................................................... 63 Hình 3.26. Đường hấp phụ đẳng nhiệt asen của vật liệu M-1/500/5/HCl/Zr ................ 65 Hình 3.27. Đường thẳng xác định các hệ số của phương trình langmuir. ..................... 65 Hình 3.28. Khả năng hấp phụ Asen của các vật liệu ..................................................... 66 Hình 3.29. Cơ chế hấp phụ As trên vật liệu ................................................................... 68
DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Các trạng thái bền của As trong dung dịch nước ở các điều kiện khác nhau .. 4 Bảng 1.2. Hàm lượng asen ở các vùng khác nhau trên thế giới...................................... 8 Bảng 2.1. Kết quả xác định dung dịch chuẩn asen từ 10 – 90ppb. ................................ 24 Bảng 2.2. Kết quả xác định dung dịch chuẩn asen từ 100 – 900 ppb. ........................... 24 Bảng 2.3. Kết quả xác định dung dịch chuẩn Mn .......................................................... 26 Bảng 2.4. Kết quả xác định dung dịch chuẩn Fe........................................................... 27 Bảng 3.1. Thành phần Mn và Fe trong quặng pyrolusit (Cao Bằng – Việt Nam) ......... 35 Bảng 3.2. Kết quả chụp BET của các vật liệu................................................................ 46 Bảng 3.3. Khảo sát khả năng hấp phụ asen của quặng pyrolusit tự nhiên. .................... 49 Bảng 3.4. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ asen của vật liệu M-2 ... 50 Bảng 3.5. Khảo sát thời gian cân bằng hấp phụ As của vật liệu M-2 ........................... 52 Bảng 3.6. Tải trọng hấp phụ của vật liệu M-2 ............................................................... 53 Bảng 3.7. Khảo sát khả năng hấp phụ asen của vật liệu M-1 sau khi biến tính bằng nhiệt ................................................................................................................................ 55 Bảng 3.8. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ nung đến khả năng hấp phụ asen của vật liệu M-1 ................................................................................................................................. 56 Bảng 3.9. Khảo sát thời gian hấp phụ cân bằng của vật liệu M-1/500/5 ....................... 57 Bảng 3.10. Khảo sát tải trọng hấp phụ của vật liệu M-1/500/5 .................................... 58
Bảng 3.11. Khảo sát khả năng hấp phụ asen của vật liệu M-1/500/5 sau khi đã biến tính bằng các loại axit khác nhau .......................................................................................... 60 Bảng 3.12. Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ asen của các vật liệu được biến tính bằng Zr(IV) .................................................................................................................... 62 Bảng 3.13. Kết quả khảo sát thời gian cân bằng hấp phụ asen của vật liệu .................. 63 M-1/500/5/HCl/Zr. ......................................................................................................... 63 Bảng 3.14. Kết quả khảo sát tải trọng hấp phụ của vật liệu M-1/500/5/HCl/Zr ............ 64 Bảng 3.15. Tải trọng hấp phụ của các vật liệu ............................................................... 66
DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT M-1 Quặng pyrolusit tự nhiên mẫu 1 M-2 Quặng pyrolusit tự nhiên mẫu 2 M-3 Quặng pyrolusit tự nhiên mẫu 3 Quặng pyrolusit tự nhiên mẫu 1 biến tính bằng nhiệt ở 500oC, tốc M-1/500/5 độ gia nhiệt 5oC/phút Quặng pyrolusit tự nhiên mẫu 1 biến tính bằng nhiệt ở 500oC, tốc M-1/500/5/HCl độ gia nhiệt 5oC/phút, biến tính tiếp bằng HCl 2M. M-1/Zr Quặng pyrolusit tự nhiên mẫu 1 biến tính bằng Zr Quặng pyrolusit tự nhiên mẫu 1 biến tính bằng nhiệt ở 500oC, tốc M-1/500/5/Zr độ gia nhiệt 5oC/phút, biến tính tiếp bằng Zr Quặng pyrolusit tự nhiên mẫu 1 biến tính bằng nhiệt ở 500oC, tốc M-1/500/5/HCl/Zr độ gia nhiệt 5oC/phút, biến tính tiếp bằng HCl 2M và Zr
MỞ ĐẦU Ô nhiễm môi trường nói chung, ô nhiễm môi trường nước nói riêng đã trở thành vấn đề rất cấp bách, liên quan trực tiếp đến đời sống sinh hoạt của con người. Các nguồn gây ô nhiễm nước rất đa dạng, các kim loại nặng trong đó có asen là nguyên tố gây tác hại rất lớn. Asen ở nồng độ thấp trong nước uống cũng gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe, các công nghệ loại bỏ asen ngày càng trở nên quan trọng. Các quy định hiện hành về tiêu chuẩn nước uống được trở nên nghiêm ngặt hơn và đòi hỏi hàm lượng arsen được giảm xuống thấp nhất. Hiện nay có các phương pháp xử lí asen mang lại hiệu quả cao là: trao đổi ion, xử lí bằng màng, hấp phụ, hoặc kết tủa hóa học... Chi phí xử lý, hoạt động công nghệ phức tạp, kỹ năng cần thiết để vận hành công nghệ và xử lý lượng asen còn lại sau quá trình xử lý là những yếu tố cần thiết trước khi lựa chọn phương pháp xử lý. Hấp phụ là một trong những phương pháp phổ biến nhất để xử lý Asen trong nước bởi giá thành thấp mà hiệu quả xử lý lại cao. Hiện nay có rất nhiều vật liệu có thẻ dùng để hấp phụ asen tốt như: than hoạt tính, pyrolusite, latarite, betonite… Nhằm mục đích đóng góp một phần nhỏ trong việc phát triển các vật liệu có khả năng xử lý nguồn nước bị nhiễm asen một cách tối ưu và kinh tế nhất, chúng tôi đã chọn nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu tính chất hấp phụ As trên quặng pyrolusit biến tính” 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ASEN 1.1.1 Sự tồn tại của asen trong tự nhiên Asen có số hiệu nguyên tử 33, là một nguyên tố rất phổ biến và xếp thứ 20 trong tự nhiên, chiếm khoảng 0,00005% trong vỏ trái đất, xếp thứ 14 trong nước biển và thứ 12 trong cơ thể người [22]. Asen lần đầu tiên được Albertus Magnus (Đức) viết vào năm 1250, khối lượng nguyên tử của nó bằng 74,92, asen là một á kim gây ngộ độc khét tiếng 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 người ta có thể nhìn thấy. Ba dạng có tính kim loại của asen với cấu trúc tinh thể khác nhau cũng được tìm thấy trong tự nhiên (các khoáng vật asen sensu stricto và hiếm hơn là asenolamprit cùng parasenolamprit), nhưng nói chung nó hay tồn tại dưới dạng các hợp chất asenua và asenat. Asen và các hợp chất của nó được sử dụng như là thuốc trừ dịch hại, thuốc trừ cỏ, thuốc trừ sâu và trong một loạt các hợp kim. Hình 1.1. Mẫu chứa asen trong tự nhiên Asen có thể tồn tại ở các trạng thái oxi hóa là -3, +3, +5, asen cũng dễ tự liên kết với chính nó, chẳng hạn tạo thành các cặp As-As trong sulfua đỏ hùng hoàng (α-As4S4) và các ion As43- vuông trong khoáng coban asenua có tên skutterudit. Ở trạng thái ôxi 2
hóa +3, tính chất hóa học lập thể của asen chịu ảnh hưởng bởi sự có mặt của cặp electron không liên kết [7,9]. Tính chất hóa học của asen rất giống với nguyên tố đứng trên nó là phốtpho. Tương tự như phốtpho, nó tạo thành các ôxít kết tinh, không màu, không mùi như As2O3 và As2O5 là những chất hút ẩm và dễ dàng hòa tan trong nước để tạo thành các dung dịch có tính axít. Axít asenic (V), tương tự như axít phốtphoric, là một axít yếu. Tương tự như phốt pho, asen tạo thành hiđrua dạng khí và không ổn định, đó là arsin (AsH3). Sự tương tự lớn đến mức asen sẽ thay thế phần nào cho phốtpho trong các phản ứng hóa sinh học và vì thế nó gây ra ngộ độc. Tuy nhiên, ở các liều thấp hơn mức gây ngộ độc thì các hợp chất asen hòa tan lại đóng vai trò của các chất kích thích và đã từng phổ biến với các liều nhỏ như là các loại thuốc chữa bệnh cho con người vào giữa thế kỷ 18. Nguyên tố asen được tìm thấy ở nhiều dạng thù hình rắn: dạng màu vàng thì mềm, dẻo như sáp và không ổn định, và nó làm cho các phân tử dạng tứ diện As4 tương tự như các phân tử của phốtpho trắng. Các dạng màu đen, xám hay 'kim loại' hơi có cấu trúc kết tinh thành lớp với các liên kết trải rộng khắp tinh thể. Chúng là các chất bán dẫn cứng với ánh kim. Tỷ trọng riêng của dạng màu vàng là 1,97 g/cm³, dạng asen xám hình hộp mặt thoi nặng hơn nhiều với tỷ trọng riêng 5,73 g/cm³, các dạng á kim khác có tỷ trọng tương tự. Asen hiếm khi được tìm thấy ở trạng thái tự do trong tự nhiên mà phần lớn nó ở trạng thái kết hợp với lưu huỳnh, oxi và sắt. Trong nước ngầm nó tồn tại trong trạng thái kết hợp với oxy chủ yếu ở hóa trị III và hóa trị V. Không giống như các ion kim loại nặng và các anion có chứa oxy khác, asen có thể di động trong một khoảng rộng trong các điều kiện oxy hóa khử ở các giá trị pH phổ biến trong nước ngầm (pH=6.5- 8.5). Vì thế mà trong khi các cation và anion có chứa oxy khác chỉ có hàm lượng cỡ ppb thì hàm lượng của asen có thể lên tới cỡ ppm. 3
Hai yếu tố quan trọng cơ bản ảnh hưởng đến các dạng tồn tại của asen và cả tính tan trong dung dịch nước là pH và thế oxy hóa khử. Trong điều kiện oxy hóa và ở pH nhỏ hơn 6.9, dạng H2AsO4- chiếm ưu thế hơn cả còn HAsO42- chủ yếu tồn tại ở pH cao hơn. Trong điều kiện khử và ở giá trị pH thấp hơn 9.2 dạng H3AsO3 chiếm ưu thế. Ở pH ngược lại sự phụ thuộc của As(III) và As(V) được phát hiện là gần như vào pH và sự có mặt của các anion hấp phụ đặc biệt khác. Thông thường As(III) thường được tìm thấy nhiều hơn trong nước ngầm ở điều kiện khử so với As(V) còn trong điều kiện oxy hóa thì ngược lại. Bảng 1.1. Các trạng thái bền của As trong dung dịch nước ở các điều kiện khác nhau Điều kiện khử Điều kiện oxy hóa pH As(III) pH As(V) 0-9 H3AsO3 0-2 H3AsO4 10-12 H2AsO3- 3-6 H2AsO4- 13 HAsO32- 7-11 AsO42- 14 AsO33- 12-14 AsO43- 4
Hình 1.2. Giản đồ pH của As Trong khi hầu hết các kim loại có xu hướng không tan trong khoảng pH trung tính thì asen có thể tan ở vùng pH gần trung tính với nồng độ tương đối cao. Điều này giải thích tại sao nước ngầm dễ bị nhiễm asen và các anion chứa oxy khác [13,14]. 1.1.2. Độc tính của asen Mức độ gây độc của asen tùy thuộc vào dạng asen hữu cơ hay asen vô cơ và trạng thái oxi hóa của chúng. Nhìn chung asen vô cơ độc hơn asen hữu cơ và As(III) độc hơn so với As(V). Một số cơ quan trong cơ thể động vật bị ảnh hưởng bởi asen như: da, hệ hô hấp, hệ thần kinh, hệ tuần hoàn, hệ miễn dịch, cơ quan sinh sản, dạ dày, ruột. Chỉ số LD50 qua miệng (liều lượng gây chết trung bình 50% quần thể nghiên cứu) đối với asen vô cơ tương ứng là 15-293mg/kg và 11-150mg/kg thể trọng của chuột và các động vật thí nghiệm khác. Tiếp xúc với 70-80mg As2O3 qua đường ăn uống là nguy hiểm đến tính mạng đối với con người [15]. 5
Asenit (As III) thường độc hơn là Asenat (As V). Độc tính của các hợp chất asen đối với sinh vật dưới nước tăng theo dãy : asin>asenit>asenat>hợp chất asen hữu cơ. Cơ chế biến đổi sinh học của asen trong cơ thể người rất phức tạp, tùy theo hợp chất. Hiện nay chưa có biện pháp hữu hiệu chữa bệnh nhiễm độc asen. + Asen Vô Cơ Asen vô cơ có thể phá huỷ các mô trong hệ hô hấp, trong gan và thận. Nó tác động lên các enzim hoạt động đảm bảo cho quá trình hô hấp. Các nghiên cứu đã chỉ ra cơ chế gây độc chính của asen là do sự liên kết của nó với các nhóm sunfuahydryl SH, làm mất chức năng hoạt động của các enzim. SH SH - Enzym + AsO3-3 Enzym As - O- + 2 OH SH SH Asen(V) ức chế các enzim sinh năng lượng cho tế bào như các enzim sinh ra ATP làm chu trình xitric bị kìm hãm. OPO32- OPO32- + PO43- H C OH H C OH ATP C O C O H O PO32- OPO32- H C OH Ph©n huû thµnh s¶n phÈm ®Çu C O O AsO33- + Asen Hữu Cơ 6
Các hợp chất asen(V) (R-AsO3H2) ít ảnh hưởng đến hoạt tính của enzim nhưng trong những điều kiện thích hợp chúng có thể khử về dạng asen(III) độc hơn. Các hợp chất asen(III) bao gồm aseno và asenoso. Các hợp chất aseno (R- As=As-R) bị oxi hoá dễ dàng ngay cả khi có vết oxi, tính hoạt động của chúng được cho là do sự chuyển hoá thành các dẫn xuất aseno tương ứng. Các dẫn xuất này có thể đợc chia thành các hợp chất thế một lần và các hợp chất thế hai lần theo phản ứng của chúng với nhóm sunfuahydryl. Những hợp chất thế một lần, ví dụ R-As=O, phản ứng với enzim chứa nhóm -SH. SR' R-As O + 2R'SH R-As SR' Một số enzim chứa hai nhóm thiol có thể phản ứng với hợp chất asen thế một lần, bằng cách đó tạo ra cấu trúc vòng 5 cạnh. Phản ứng này thuận nghịch với đithiol. Axit liponic, cần thiết cho giai đoạn đầu trong sự oxi hoá của piruvate, bị ức chế bằng cách này bởi liuzit (sử dụng làm khí độc) [10]. S S CH2 SH protein AsCH CHCl + BAL protein + ClCH CHAsH2 S SH S CH CH2OH 1.1.3. Tình trạng ô nhiễm asen Hiện nay do sự bùng nổ dân số, vấn đề cung cấp nước sạch cho sinh hoạt đang là một vấn đề lớn mà xã hội quan tâm. Trong khi đó nguồn nước bề mặt ngày càng bị ô nhiễm bởi nguồn nước thải sinh hoạt, nước thải từ các nhà máy, xí nghiệp, ….thì việc sử dụng nguồn nước ngầm là một giải pháp hữu hiệu cho việc cung cấp nước sạch. Nước ngầm ít chịu ảnh hưởng của con người, hầu như không có các hạt keo hay cặn lơ lửng, các chỉ tiêu vi sinh vật tốt hơn nước bề mặt. Tuy nhiên khi khai thác nguồn nước 7
ngầm chúng ta phải đối mặt với một vấn đề rất đáng lo ngại, đó là sự nhiễm kim loại nặng, đặc biệt là asen. Nguồn asen có trong nước ngầm chủ yếu là do sự hòa tan các hợp chất có chứa asen trong đất, hoạt động núi lửa, sản xuất công nông nghiệp. 1.1.3.1. Nhiễm độc asen trên thế giới Hiện nay trên thế giới có hang chục triệu người đã bị bệnh rụng móng chân, sừng hóa da, ung thư da… do sử dụng nguồn nước sinh hoạt có nồng độ asen cao. Nhiều nước đã phát hiện hàm lượng asen rất cao trong nguồn nước sinh hoạt như Canada, Alaska, Chile, Trung Quốc, Thái Lan, Bangladesh … Sự có mặt của asen ở các vùng khác nhau trên thế giới được tổng hợp trong bảng 1.2 và hình 1.3. [16]. Bảng 1.2. Hàm lượng asen ở các vùng khác nhau trên thế giới 8