Các phương pháp xử lý nước nhiễm Asen trong nước ngầm hiệu quả

Nước nhiễm asen là mối nguy hại tiềm ẩn đối với sức khỏe và môi trường. Với đặc tính độc hại, không màu, không mùi, asen khó phát hiện bằng mắt thường và cần được loại bỏ bằng những phương pháp xử lý khoa học. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ bản chất asen, nguyên nhân gây ô nhiễm và các công nghệ xử lý nước nhiễm asen đang được áp dụng phổ biến hiện nay.

Asen là gì?

Asen (còn gọi là thạch tín) là một nguyên tố hóa học có mặt tự nhiên trong đất, đá, nước, không khí, thực vật và động vật. Chất này tồn tại ở hai dạng chính: asen hữu cơ và asen vô cơ, trong đó asen vô cơ có độc tính cao hơn nhiều lần. Trong nước ngầm, asen thường xuất hiện dưới dạng hợp chất vô cơ hòa tan, kết hợp với các ion như sắt, mangan hoặc sulfat, và chính những hợp chất này là nguyên nhân gây nên các vấn đề ô nhiễm nghiêm trọng nếu không được xử lý đúng cách.

Nguyên nhân khiến nước bị nhiễm Asen

Hiện tượng nước ngầm chứa asen xuất phát từ cả nguồn gốc tự nhiên lẫn tác động của con người.

Nguyên nhân tự nhiên: Asen tồn tại trong các lớp trầm tích, khoáng sản và tầng địa chất. Quá trình phong hóa, phân hủy khoáng vật hoặc sự di chuyển của nước ngầm qua các lớp đất đá giàu asen có thể giải phóng hợp chất này vào nguồn nước.

Nguyên nhân nhân tạo: 

• Các hoạt động khai thác khoáng sản, luyện kim, sản xuất công nghiệp và nông nghiệp đều có nguy cơ đưa asen vào môi trường.
• Trong nông nghiệp, việc sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu chứa asen hoặc xử lý chất thải không đúng cách có thể làm ô nhiễm nguồn nước ngầm.
• Ngoài ra, một số ngành công nghiệp còn dùng asen như chất tạo độ bền, chống cháy, chống mối mọt, khiến nguy cơ rò rỉ ra môi trường càng cao

Xem thêm: Cách khử mùi Clo trong nước máy đơn giản và hiệu quả

Tác hại của Asen đối với sức khỏe và đời sống

Asen là chất độc nguy hiểm, do đó tiếp xúc lâu dài với nước nhiễm asen gây hại nghiêm trọng cho sức khỏe người và môi trường.

Đối với sức khỏe con người

Khi đi vào cơ thể, asen vô cơ có khả năng tích tụ và gây ra nhiều bệnh lý nguy hiểm. Tổ chức nghiên cứu ung thư quốc tế (IARC) đã xếp asen vào nhóm chất gây ung thư hàng đầu. Người sử dụng nước chứa asen lâu dài có nguy cơ mắc các loại ung thư da, phổi, gan và bàng quang. Ngoài ra, asen còn ảnh hưởng đến hệ tim mạch, thần kinh, gây rối loạn dẫn truyền thần kinh, tăng nguy cơ bệnh tim, cũng như gây tổn thương da, tóc và móng.

Đối với sinh hoạt và môi trường

Asen không chỉ tác động đến sức khỏe mà còn ảnh hưởng lâu dài đến môi trường. Nguồn nước bị nhiễm asen có thể làm suy giảm chất lượng đất canh tác, ảnh hưởng đến năng suất cây trồng. Đồng thời, tình trạng ô nhiễm kéo dài còn dẫn tới suy thoái nguồn nước ngầm, gây khó khăn trong việc khai thác và sử dụng cho sinh hoạt và sản xuất.

Xem thêm: Than hoạt tính lọc nước là gì? Công dụng và cách sử dụng

Dấu hiệu nhận biết nước nhiễm Asen

Nước nhiễm asen không thể phát hiện bằng giác quan do đặc tính không màu, không mùi, không vị. Đây chính là mối nguy hiểm lớn nhất khiến người dân khó nhận biết qua quan sát thông thường.

Để xác định chính xác, cần phân tích mẫu nước tại phòng thí nghiệm bằng thiết bị chuyên dụng để đo hàm lượng asen theo quy chuẩn. Các bộ kit kiểm tra nhanh có thể sơ bộ phát hiện asen trong nước ngầm, nhưng xét nghiệm chuyên sâu vẫn là phương pháp đáng tin cậy nhất.

Các phương pháp xử lý nước nhiễm Asen phổ biến

Hiện có nhiều giải pháp loại bỏ asen trong nước, tùy theo quy mô và điều kiện thực tế mà doanh nghiệp có thể lựa chọn phương pháp phù hợp:

Phương pháp keo tụ – kết tủa (dùng phèn nhôm, sắt, vôi)

Đây là phương pháp truyền thống và được áp dụng rộng rãi, sử dụng các hóa chất như phèn nhôm (Al₂(SO₄)₃), clorua sắt (FeCl₃) hoặc vôi để tạo bông cặn. Các bông này có khả năng hấp phụ asen và các chất ô nhiễm khác, sau đó loại bỏ thông qua quá trình lắng và lọc.

Cách thức hoạt động:

• Khi cho hóa chất vào nước, các ion sắt hoặc nhôm thủy phân tạo thành hydroxyt có bề mặt tích điện dương.
• Asen, chủ yếu ở dạng ion arsenat (AsO₄³⁻) hoặc arsenit (AsO₃³⁻), sẽ bị hút và bám vào các bông hydroxyt này.
• Trong trường hợp có mặt mangan hoặc sắt tự nhiên, chúng cũng được oxy hóa thành hydroxyt, vừa tạo bông cặn vừa thúc đẩy chuyển hóa As(III) thành As(V).
• Quá trình kết thúc bằng lắng và lọc, asen được giữ lại trong bùn cặn, nước đầu ra giảm đáng kể hàm lượng asen/

Phương pháp oxy hóa (dùng Clo, Ozone, KMnO₄)

Asen tồn tại trong nước ở hai dạng chính: As(III) (dễ hòa tan, khó xử lý) và As(V) (dễ loại bỏ hơn). Phương pháp oxy hóa sử dụng các chất oxy hóa mạnh để chuyển As(III) thành As(V) dạng kết tủa, sau đó có thể áp dụng lắng, lọc hoặc hấp phụ.

Cách thức hoạt động:

• Hóa chất thường dùng gồm clo, ozone, KMnO₄, H₂O₂. Khi tiếp xúc với nước, chúng giải phóng gốc oxy mạnh, tấn công và biến đổi As(III) → As(V).
• As(V) ở dạng anion (AsO₄³⁻) dễ bị giữ lại bởi hydroxyt sắt, nhôm hoặc các vật liệu lọc khác.
• Một số hệ thống còn áp dụng oxy hóa điện hóa, dùng điện cực hợp kim để giải phóng ion kim loại kết hợp với quá trình oxy hóa. Ngoài ra, oxy hóa quang hóa kết hợp tia UV và chất xúc tác như Fe(II), Fe(III) cho hiệu suất cao, có thể dùng ánh sáng mặt trời để tiết kiệm chi phí

Phương pháp trao đổi ion

Trao đổi ion là kỹ thuật dùng nhựa trao đổi ion để loại bỏ các ion asenat (As(V)) trong nước. Đây là công nghệ hóa lý hiện đại, thường dùng cho hệ thống xử lý tập trung.

Cách thức hoạt động:

• Nước đi qua cột chứa hạt nhựa trao đổi anion.
• Các ion asenat trong nước được giữ lại trên bề mặt nhựa, đồng thời giải phóng các ion khác (thường là Cl⁻) ra ngoài.
• Khi hạt nhựa bão hòa, cần hoàn nguyên bằng dung dịch muối (NaCl) để khôi phục khả năng trao đổi.
• Phương pháp này có thể giảm asen xuống dưới 2 ppb, thấp hơn nhiều so với quy chuẩn an toàn, nhưng chi phí và kỹ thuật vận hành khá cao

Xem thêm: Cách lọc nước giếng khoan nhiễm phèn hiệu quả tại nhà

Phương pháp lọc màng

Phương pháp lọc màng sử dụng màng bán thấm như RO (Reverse Osmosis) hoặc Nano filtration để loại bỏ asen cùng nhiều tạp chất khác.

Cách thức hoạt động:

• Dưới áp lực cao, nước đi qua màng có lỗ lọc siêu nhỏ (0,0001 micron đối với RO).
• Asen, cùng với các ion kim loại nặng, vi sinh vật và khoáng chất độc hại, bị giữ lại và xả ra ngoài theo dòng nước thải.
• Nước sau lọc đảm bảo độ tinh khiết cao, có thể dùng trực tiếp cho ăn uống. Tuy nhiên, công nghệ này tiêu tốn năng lượng và chi phí thay lõi định kỳ

Hệ thống lọc chuyên dụng xử lý Asen (lọc tổng, máy lọc nước chuyên biệt)

Trên thị trường hiện nay có nhiều máy lọc nước và hệ thống lọc tổng thiết kế chuyên biệt để xử lý asen. Các hệ thống này thường kết hợp nhiều công nghệ trong cùng một quy trình.

Cách thức hoạt động:

• Thường gồm nhiều tầng lọc: cát – than hoạt tính – vật liệu hấp phụ – màng lọc RO/Nano.
• Một số thiết bị còn tích hợp đèn UV hoặc vật liệu đặc thù để diệt khuẩn và tăng hiệu quả xử lý.
• Kết quả là asen được loại bỏ gần như hoàn toàn, đồng thời cải thiện mùi vị và chất lượng nước đầu ra, đáp ứng tiêu chuẩn dùng cho sinh hoạt.

Xử lý nước nhiễm asen là giải pháp cấp thiết để bảo vệ sức khỏe và đảm bảo nguồn nước sinh hoạt an toàn. Tùy vào đặc điểm nguồn nước có thể lựa chọn các phương pháp loại bỏ asen phù hợp. Để được tư vấn và triển khai hệ thống xử lý tối ưu hãy liên hệ với Môi Trường Hồng Thái, đơn vị uy tín trong lĩnh vực môi trường luôn sẵn sàng mang đến cho bạn nguồn nước sạch đạt chuẩn cho gia đình và doanh nghiệp.