Asen ảnh hưởng gì đến sức khỏe con người – Cách loại bỏ asen khỏi nước
Asen là hóa chất độc hại gây ra các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng như bệnh tim, tiểu đường thậm chí cả ung thư. Trong bài viết này, chúng ta cùng tìm hiểu asen là gì, nguồn phơi nhiễm asen, asen tác động đến sức khỏe như thế nào và các phương pháp loại bỏ asen trong nước.
Asen là gì
Asen là một nguyên tố hóa học ký hiệu là As, kết tinh màu trắng bạc và là bán kim loại với trọng lượng nguyên tử 74,922 g/mol. Asen không mùi và không vị, nó xâm nhập vào nước uống từ các hồ chứa tự nhiên hoặc từ các hoạt động nông nghiệp và công nghiệp.
Asen tác động đến con người làm da dày lên và đổi màu, đau dạ dày, buồn nôn, tiêu chảy, tê ở tay và chân, tê liệt một phần và mù lòa. Asen có liên quan đến ung thư bàng quang, phổi, da, thận, mũi, gan và tuyến tiền liệt.
Nguồn phơi nhiễm asen
Asen có mặt trong không khí, nước và đất. Ở dạng vô cơ nó là một nguyên tố rất độc hại, nếu tiếp xúc với asen ở trạng thái vô cơ có thể gây ra nhiều bệnh nhiễm trùng da hoặc ung thư da. Nguồn phơi nhiễm asen phổ biến nhất là trong nước và thực phẩm, trong quy trình công nghiệp và thuốc lá
Asen trong nước và thực phẩm: Asen vô cơ thường hiện diện ở mức cao trong nước ngầm. Các nguồn phơi nhiễm chính là nước dùng cho ăn uống, nước tưới cây và thực phẩm được chế biến bằng nước.
Động vật có vỏ, cá, thịt gia cầm, thịt bò, các sản phẩm từ sữa và ngũ cốc cũng có thể là nguồn chứa asen, mức phơi nhiễm trong những thực phẩm này thấp hơn nhiều so với mức phơi nhiễm trong nước bị ô nhiễm. Trong động vật có vỏ, asen thường ở dạng hữu cơ ít độc hơn.
Quy trình công nghiệp: Trong công nghiệp, asen được sử dụng làm tác nhân tạo hợp kim và chế biến thủy tinh, bộ màu, dệt may, giấy, chấ kết dính kim loại. Asen cũng được sử dụng trong thuộc da, sản xuất thuốc trừ sâu và dược phẩm
Thuốc lá: Thuốc lá tự nhiên có chứa asen vô cơ
Ảnh hưởng của asen đến sức khỏe con người
Asen tồn tại ở dạng hữu cơ hoặc vô cơ trong đó dạng vô cơ là độc hại nhất, dạng hữu cơ có trong cá và động vật có vỏ ít gây hại cho sức khỏe.
Asen gây ra các triệu chứng ngộ độc cấp tính như nôn mửa, đau bụng và tiêu chảy. Tác động khác có thể có như tê, ngứa ran ở tây và chân hoặc chuột rút, trong trường hợp nghiêm trọng nhất là tử vong. Tiếp xúc với asen trong thời gian dài có thể gây ra các triệu chứng như thay đổi sắc tố da, tổn thương da, xuất hiện vết chai ở lòng bàn tay, lòng bàn chân. Những tác động này xảy ra sau khi tiếp xúc khoảng 5 năm và có thể là dấu hiệu báo trước của ung thư da. Ngoài ra asen có thể gây ung thư bàng quang và phổi. Trung tâm Nghiên cứu ung thư Quốc tế (IARC) đã xác định các hợp chất asen và asen là chất gây ung thư con người và được đưa vào danh mục các chất gây ung thư.
Ngoài ra asen còn gây ra các vấn đề liên quan đến phát triển, nhiễm độc thần kinh, tiểu đường, bệnh phổi và thậm chí có liên quan đến các vấn đề hoại tử.
Asen trong nước gây ảnh hưởng gì đến sức khỏe
Asen vô cơ (Asen III) trong nước uống có độc tính cấp tính cao hơn nhiều so với Asen hữu cơ (Asen V). Liều gây chết người tối thiểu cấp tính của nguyên tố này ở người trưởng thành được ước tính là 70 – 200mg hoặc 1mg/kg/ngày. Asen trong nước gây ra các triệu chứng ngộ độc cấp tính như đau bụng, tiêu chảy, nôn mửa, nước tiểu sẫm màu, mất nước, chóng mặt, mê sảng, sốc và tử vong. Về lâu dài ngộ độc Asen có thể gây ra bệnh tim và ung thư.
Tổ chức Y tế Thế giới khuyến nghị mức giới hạn đối với asen trong nước uống là 0,01mg/l ( 10 ppb).
Các phương pháp loại bỏ asen khỏi nước
Phương pháp loại bỏ asen khỏi nước bao gồm: Keo tụ và lọc, nhôm hoạt hóa, trao đổi ion, thẩm thấu ngược, điện phân
Keo tụ và lọc: Quá trình keo tụ bao gồm việc thêm chất keo tụ gốc kim loại, chẳng hạn như sắt clorua vào nước bị nhiễm asen. FeCl3 thủy phan trong nước tạo thành hydroxit sắt tích điện dương Fe(OH)3. Để có thể loại bỏ hiệu quả, asen phải ở dạng asen V. Do đó nếu có mặt asen III thì có thể cần phải oxy hóa nó thành asen V bằng clo. Asen V là một anion tích điện âm và hấp thụ các hạt hoặc khối Fe(OH)3 tích điện dương. Quá trình lắng và lọc sau đó sẽ loại bỏ các hạt asen.
Sử dụng nhôm hoạt hóa: Quá trình hấp phụ bằng nhôm hoạt tính rất nhạy cảm với độ PH của nước, hiệu quả cao nhất đạt được ở PH từ 5,5 – 6. Vì vậy cần điều chỉnh độ PH của nước cần xử lý đến giá trị trong phạm vi ở trên. Mặt khác các chất gây ô nhiễm như silic, flo, selen và sunfat ở nồng độ cao sẽ chặn các vị trí hấp phụ hoạt động và gây ra sự bão hòa nhanh chóng của nhôm hoạt hóa, làm giảm hiệu quả loại bỏ asen. Nước sau xử lý có độ PH <6,5 nên được được điều chỉnh về PH phù hợp. Trong quá trình tái sinh nhôm hoạt hóa, asen bị hấp phụ chỉ được thu hồi từ 50 – 70% nên dung lượng của môi trường hấp phụ giảm từ 5 – 10% trong mỗi chu kỳ hoạt động. Sau một thời gian sử dụng cần phải thay mới hoàn toàn.
Trao đổi ion: Nhựa trao đổi ion có thể loại bỏ asen, sunfat, nitrat.. với chi phí vận hành và bảo trì tương đối thấp.
Thẩm thấu ngược: Hệ thống thẩm thấu ngược RO có thể giữ lại tới 99% tổng chất rắn hòa tan TDS bao gồm cả asen.
Điện phân: Phương pháp này có thể loại bỏ các ion gây ô nhiễm tích điện lên tới 0,0001 µm sử dụng màng xốp hoặc tấm nhựa trao đổi ion có độ thấm tương đối thấp đối với nước.
