LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC-NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ CỦA ASEN TRÊN CÁC HẠT TRẦM TÍCH
Số trang: 17
Loại file: pdf
Dung lượng: 307.84 KB
Lượt xem: 1
Lượt tải: 0
Xem trước 2 trang đầu tiên của tài liệu này:
Thông tin tài liệu:
Sự có mặt của asen (As) ngay cả ở nồng độ thấp trong nước uống là một mốinguy hại cho sức khỏe con người do nguyên tố này có độc tính cao.Đã có nhiều nghiên cứu về hiện trạng, mức độ ô nhiễm As trong nước ngầmtrên thế giới và tại Việt Nam [7], [20], [24]. Tuy nhiên các nghiên cứu về sự phânbố và độ linh động của As trong pha cát tại các tầng chứa nước vẫn còn khá hạnchế. Việc làm rõ được sự phân bố của As trên các thành phần của khoáng trầm tíchsẽ giúp...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC-NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ CỦA ASEN TRÊN CÁC HẠT TRẦM TÍCH ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ----------------------- Hoàng Thị TươiNGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ CỦA ASEN TRÊN CÁC HẠT TRẦM TÍCH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2011 1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ----------------------- Hoàng Thị TươiNGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ CỦA ASEN TRÊN CÁC HẠT TRẦM TÍCH Chuyên ngành: Khoa học Môi trường Mã số: 60 85 02 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS. Phạm Thị Kim Trang Hà Nội - 2011 2 MỞ ĐẦU Sự có mặt của asen (As) ngay cả ở nồng độ thấp trong nước uống là một mốinguy hại cho sức khỏe con người do nguyên tố này có độc tính cao. Đã có nhiều nghiên cứu về hiện trạng, mức độ ô nhiễm As trong nước ngầmtrên thế giới và tại Việt Nam [7], [20], [24]. Tuy nhiên các nghiên cứu về sự phânbố và độ linh động của As trong pha cát tại các tầng chứa nước vẫn còn khá hạnchế. Việc làm rõ được sự phân bố của As trên các thành phần của khoáng trầm tíchsẽ giúp cho chúng ta hiểu thêm về khả năng hòa tan, vận chuyển của As từ trầm tíchra nước ngầm. Phương pháp chiết chọn lọc sử dụng các dung dịch chiết có lực ion,lực ôxy hóa khử khác nhau được áp dụng để đánh giá mức độ phân bố của kim loạinặng nói chung và As nói riêng trên các pha khoáng. Các thông tin thu được sẽ gópphần minh họa bản chất của cơ chế hình thành As trong nước ngầm. Xuất phát từnhững đề cập trên đây, luận văn được thực hiện với tiêu đề “NGHIÊN CỨU SỰPHÂN BỐ CỦA ASEN TRÊN CÁC HẠT TRẦM TÍCH”. Luận văn được thực hiệntrong khuôn khổ của dự án hợp tác với Viện Địa chất và Khoáng sản Đan Mạch vàGreenland, trường Đại học Mỏ Địa chất. Các kết quả của luận văn đã được trìnhbày poster tại Hội nghị Quốc tế về Asen trong nước ngầm khu vực Nam Á tháng11/2011 tổ chức tại Hà Nội. Luận văn được thực hiện với các nội dung sau: 1. Nghiên cứu sự phân bố của As trong một số pha khoáng oxit sắt tại khu vực ô nhiễm và không ô nhiễm As. 2. Nghiên cứu mối liên quan giữa As, Fe trong trầm tích và trong nước ngầm tại khu vực ô nhiễm và không ô nhiễm As. Các kết quả thu đuợc sẽ góp phần vào việc hiểu rõ thêm cơ chế hình thành Astrong nước ngầm, cung cấp những thông tin bổ ích cho việc quản lý, khai thác nướcngầm an toàn và bền vững. Chương 1 - TỔNG QUAN1.1. As phân bố trong khoáng và trầm tích Asen kí hiệu hóa học là As, là nguyên tố hiếm, chiếm khoảng 0,0005% hàmlượng các nguyên tố trong vỏ trái đất. As có mặt trong khoảng hơn 200 khoángkhác nhau thuộc các loại như khoáng sunfua, khoáng oxit, khoáng silicat, khoángcacbonat, khoáng sunfat... (bảng 1.1) Bảng 1.1: Hàm lượng As trong các khoáng [24] Khoảng nồng độ Khoảng nồng độ Khoáng Khoáng (mg/kg) (mg/kg) Khoáng sunfua Khoáng Silicat Pyrite 100–77000 Quartz 0,4–1,3 Pyrrhotite 5–100 Feldspar Sphalerite 5–17000 Olivine 0,08–0,17Chalcopyrite 10–5000 Pyroxene 0,05–0,8Khoáng oxit Khoáng cacbonatHematite lên tới 160 Calcite 1–8Fe oxit lên tới 2000 Dolomite lọc là phương pháp phổ biến để hiểu được tương tác của kim loại nặng với pha rắnhoặc để đánh giá độ linh động của kim loại nặng.1.3. Các giả thiết về sự rửa trôi As từ trầm tích ra nước ngầm Xét đến sự hình thành As có nồng độ cao trong nước ngầm, cần có hai yếutố: Một là phải có điều kiện về địa hóa thuận lợi cho giải phóng As từ pha rắn củatầng ngậm nước vào nước ngầm. Hai là As được giải phóng phải được duy trì trongnước ngầm và ít bị rửa trôi đi. Ở hầu hết các tầng ngậm nước có chứa As, thì tácnhân quan trọng nhất là sự khử hòa tan của As từ các khoáng oxit, đặc biệt là oxitFe.Quá trình khử hòa tan và giải hấp phụ [20] [21] [24] Tại các lớp trầm tích trẻ có nhiều vật liệu hữu cơ, hoạt động sống của vi sinhvật diễn ra rất mãnh liệt, đặc biệt là các vi sinh vật kỵ khí. Các quá trình chuyển hóavi sinh đó đã tiêu thụ hết oxy hòa tan và kích hoạt các phản ứng oxy hóa khử khácxảy ra. Kết quả là môi trường trầm tích và nước ngầm thường mang tính khử. Nóđược thể hiện ở giá trị thế ôxy hóa khử (Eh) thấp, hàm lượng cao của các chất dạngkhử như Fe2+, Mn2+, NH4+, CH4, hàm lượng thấp các chất dạng oxy hóa như SO4 2+,NO3 -, Fe3+. Quá trình oxy hóa các chất hữu cơ được cho là xảy ra theo chuỗi phảnứng ôxi hoá khử như sau (hình 1.2)[5]: 1. CH2O + O2 = CO2 + H2O 2. 5CH2O + 4NO3- = 2N2 + 4HCO3- + CO2 + H2O 3. CH2O + 2MnO2 + 3CO2 + H2O = 2Mn2+ + 4HCO3- 4. CH2O + 8H+ + 4Fe(OH)3 = 4Fe2+ + 8HCO3- + 3H2O 5. 2CH2O + SO42- + H+ = H2S + 2HCO3- 6. 2CH2O = CH4 + CO2 7. 3CH2O + 3H2O + 2N2 + 4H+ = 4NH4 + +3CO2 ( CH2O là công thức biểu diễn cho vật chất hữu cơ) Như vậy, As vốn tự nhiên đã có sẵn trong đất, chúng được gắn kết lên bề mặtcủa các hydroxit sắt theo cơ chế hấp phụ . Như đã trình bày ở trên, môi trường khửđã chuyển sắt từ dạng oxy hóa, hóa trị 3+ không tan thành dạng khử, hóa trị 2+ dễtan trong nước. Đồng thời nó làm cho As bám trên bề mặt các hạt hydroxit sắt đượcgiải phó ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC-NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ CỦA ASEN TRÊN CÁC HẠT TRẦM TÍCH ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ----------------------- Hoàng Thị TươiNGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ CỦA ASEN TRÊN CÁC HẠT TRẦM TÍCH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2011 1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ----------------------- Hoàng Thị TươiNGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ CỦA ASEN TRÊN CÁC HẠT TRẦM TÍCH Chuyên ngành: Khoa học Môi trường Mã số: 60 85 02 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS. Phạm Thị Kim Trang Hà Nội - 2011 2 MỞ ĐẦU Sự có mặt của asen (As) ngay cả ở nồng độ thấp trong nước uống là một mốinguy hại cho sức khỏe con người do nguyên tố này có độc tính cao. Đã có nhiều nghiên cứu về hiện trạng, mức độ ô nhiễm As trong nước ngầmtrên thế giới và tại Việt Nam [7], [20], [24]. Tuy nhiên các nghiên cứu về sự phânbố và độ linh động của As trong pha cát tại các tầng chứa nước vẫn còn khá hạnchế. Việc làm rõ được sự phân bố của As trên các thành phần của khoáng trầm tíchsẽ giúp cho chúng ta hiểu thêm về khả năng hòa tan, vận chuyển của As từ trầm tíchra nước ngầm. Phương pháp chiết chọn lọc sử dụng các dung dịch chiết có lực ion,lực ôxy hóa khử khác nhau được áp dụng để đánh giá mức độ phân bố của kim loạinặng nói chung và As nói riêng trên các pha khoáng. Các thông tin thu được sẽ gópphần minh họa bản chất của cơ chế hình thành As trong nước ngầm. Xuất phát từnhững đề cập trên đây, luận văn được thực hiện với tiêu đề “NGHIÊN CỨU SỰPHÂN BỐ CỦA ASEN TRÊN CÁC HẠT TRẦM TÍCH”. Luận văn được thực hiệntrong khuôn khổ của dự án hợp tác với Viện Địa chất và Khoáng sản Đan Mạch vàGreenland, trường Đại học Mỏ Địa chất. Các kết quả của luận văn đã được trìnhbày poster tại Hội nghị Quốc tế về Asen trong nước ngầm khu vực Nam Á tháng11/2011 tổ chức tại Hà Nội. Luận văn được thực hiện với các nội dung sau: 1. Nghiên cứu sự phân bố của As trong một số pha khoáng oxit sắt tại khu vực ô nhiễm và không ô nhiễm As. 2. Nghiên cứu mối liên quan giữa As, Fe trong trầm tích và trong nước ngầm tại khu vực ô nhiễm và không ô nhiễm As. Các kết quả thu đuợc sẽ góp phần vào việc hiểu rõ thêm cơ chế hình thành Astrong nước ngầm, cung cấp những thông tin bổ ích cho việc quản lý, khai thác nướcngầm an toàn và bền vững. Chương 1 - TỔNG QUAN1.1. As phân bố trong khoáng và trầm tích Asen kí hiệu hóa học là As, là nguyên tố hiếm, chiếm khoảng 0,0005% hàmlượng các nguyên tố trong vỏ trái đất. As có mặt trong khoảng hơn 200 khoángkhác nhau thuộc các loại như khoáng sunfua, khoáng oxit, khoáng silicat, khoángcacbonat, khoáng sunfat... (bảng 1.1) Bảng 1.1: Hàm lượng As trong các khoáng [24] Khoảng nồng độ Khoảng nồng độ Khoáng Khoáng (mg/kg) (mg/kg) Khoáng sunfua Khoáng Silicat Pyrite 100–77000 Quartz 0,4–1,3 Pyrrhotite 5–100 Feldspar Sphalerite 5–17000 Olivine 0,08–0,17Chalcopyrite 10–5000 Pyroxene 0,05–0,8Khoáng oxit Khoáng cacbonatHematite lên tới 160 Calcite 1–8Fe oxit lên tới 2000 Dolomite lọc là phương pháp phổ biến để hiểu được tương tác của kim loại nặng với pha rắnhoặc để đánh giá độ linh động của kim loại nặng.1.3. Các giả thiết về sự rửa trôi As từ trầm tích ra nước ngầm Xét đến sự hình thành As có nồng độ cao trong nước ngầm, cần có hai yếutố: Một là phải có điều kiện về địa hóa thuận lợi cho giải phóng As từ pha rắn củatầng ngậm nước vào nước ngầm. Hai là As được giải phóng phải được duy trì trongnước ngầm và ít bị rửa trôi đi. Ở hầu hết các tầng ngậm nước có chứa As, thì tácnhân quan trọng nhất là sự khử hòa tan của As từ các khoáng oxit, đặc biệt là oxitFe.Quá trình khử hòa tan và giải hấp phụ [20] [21] [24] Tại các lớp trầm tích trẻ có nhiều vật liệu hữu cơ, hoạt động sống của vi sinhvật diễn ra rất mãnh liệt, đặc biệt là các vi sinh vật kỵ khí. Các quá trình chuyển hóavi sinh đó đã tiêu thụ hết oxy hòa tan và kích hoạt các phản ứng oxy hóa khử khácxảy ra. Kết quả là môi trường trầm tích và nước ngầm thường mang tính khử. Nóđược thể hiện ở giá trị thế ôxy hóa khử (Eh) thấp, hàm lượng cao của các chất dạngkhử như Fe2+, Mn2+, NH4+, CH4, hàm lượng thấp các chất dạng oxy hóa như SO4 2+,NO3 -, Fe3+. Quá trình oxy hóa các chất hữu cơ được cho là xảy ra theo chuỗi phảnứng ôxi hoá khử như sau (hình 1.2)[5]: 1. CH2O + O2 = CO2 + H2O 2. 5CH2O + 4NO3- = 2N2 + 4HCO3- + CO2 + H2O 3. CH2O + 2MnO2 + 3CO2 + H2O = 2Mn2+ + 4HCO3- 4. CH2O + 8H+ + 4Fe(OH)3 = 4Fe2+ + 8HCO3- + 3H2O 5. 2CH2O + SO42- + H+ = H2S + 2HCO3- 6. 2CH2O = CH4 + CO2 7. 3CH2O + 3H2O + 2N2 + 4H+ = 4NH4 + +3CO2 ( CH2O là công thức biểu diễn cho vật chất hữu cơ) Như vậy, As vốn tự nhiên đã có sẵn trong đất, chúng được gắn kết lên bề mặtcủa các hydroxit sắt theo cơ chế hấp phụ . Như đã trình bày ở trên, môi trường khửđã chuyển sắt từ dạng oxy hóa, hóa trị 3+ không tan thành dạng khử, hóa trị 2+ dễtan trong nước. Đồng thời nó làm cho As bám trên bề mặt các hạt hydroxit sắt đượcgiải phó ...
Tìm kiếm theo từ khóa liên quan:
luận văn thạc sĩ kinh tế chính trị học học thuyết kinh tế hướng dẫn làm luận văn giáo trình kinh tếTài liệu liên quan:
-
Luận văn Thạc sĩ Kinh tế: Quản trị chất lượng dịch vụ khách sạn Mường Thanh Xa La
136 trang 368 5 0 -
97 trang 335 0 0
-
Hỏi - đáp về Lịch sử các học thuyết kinh tế: Phần 1
64 trang 322 1 0 -
97 trang 321 0 0
-
Luận văn Thạc sĩ Khoa học máy tính: Tìm hiểu xây dựng thuật toán giấu tin mật và ứng dụng
76 trang 305 0 0 -
155 trang 294 0 0
-
64 trang 270 0 0
-
115 trang 270 0 0
-
26 trang 268 0 0
-
Nghiên cứu lý thuyết kinh tế: Phần 1
81 trang 228 0 0