Blog Archives

NƯỚC

1. Cấu trúc phân tử của nước và sự hyđrat hoá.

Nước bao phủ bề mặt đất dưới dạng các đại dương. 1/4 mặt đất còn lại có nhiều nước dưới dạng sông, suối, đầm, hồ, túi nước ngầm,…thường là nguồn nước ngọt.

Phân tử nước là phân tử góc

Với góc HOH bằng 105o

và độ dài liên kết O-H bằng 0.99

Cấu hình electron của phân tử H2O là : (ss)2(sz)2(sx)2(py)2

H2O là phân tử có cực, độ dài lưỡng cực là 0.39 và cực tính lớn (m = 1.84D).

2. Tính chất lý học

Nước là một chất lỏng trong suốt, không màu, không mùi, không vị. Lớp nước dày có màu xanh lam nhạt.

Khối lượng của 1 ml nước ở 4oC được lấy làm đơn vị của khối lượng gọi là gam.

Khối lượng riêng của nước ở 277.15K là 1g/cm3, cũng là khối lượng riêng lớn nhất; dưới và trên nhiệt độ này khối lượng riêng của nước nhỏ hơn. Nguyên nhân gây ra hiện tượng này là các phân tử nước có khuynh hướng kết hợp lại với nhau thành các tập hợp phân tử lớn, có công thức chung (H2O)x. Tập hợp phân tử này giống như nước đá có khối lượng riêng bé hơn nước.

Nhiệt độ (0C) 0 4 10 15 20
Khối lượng riêng, g/cm3 0.999866 1000000 0.999727 0.999127 0.998230

Nhiệt độ nóng chảy của nước quy định bằng 0oC và nhiệt độ sôi của nước quy định bằng 100oC ở áp suất thường.

Nước nguyên chất có thể làm lạnh xuống dưới 273.15K mà vẫn không hoá rắn; khi đun nước nguyên chất thận trọng và trong các dụng cụ thật sạch, người ta cũng có thể đưa lên quá nhiệt độ sôi, vượt quá 373.15K mà vẫn không sôi. Hiện tượng đun quá điểm sôi này rất nguy hiểm, vì ở nhiệt độ này khi bắt đầu sôi có sự giải phóng đột ngột một lượng hơi rất lớn làm tung toé chất lỏng nóng ra ngoài, đôi khi phá vỡ các dụng cụ đun. Thực tế trong phòng thí nghiệm khi đun nước hoặc chất lỏng người ta bỏ vào cốc đun vài viên thuỷ tinh hay miếng sứ nhỏ để tránh quá trình sôi đột ngột trên.

3. Tính chất hoá học của

nước

Nước là hợp chất rất có khả năng phản ứng. Nó kết hợp với nhiều oxit của các nguyên tố và với các muối, tương tác được với nhiều nguyên tố. Chính quá trình nước hoà tan các chất, như đã biết quá trình hiđrát hoá các chất đó. Hiđrat hoá là một phản ứng quan trọng đặc biệt trong các loại phản ứng hoá học. Đối với những hợp chất điện li, quá trình hiđrat hoá xảy ra là nhờ tương tác tĩnh điện giữa ion với phân tử H2O có cặp electron tự do ở nguyên tử oxi. Đối với những hợp chất không điện li và kém điện li mà trong phân tử có nhóm OH như các axit yếu, các hợp chất hữu cơ như rượu, đường, quá trình hiđrat hoá xảy ra được là nhờ liên kết hiđro giữa nhóm OH với phân tử H2O.

Ở trong nước, oxi có số oxi hoá -2 có khả năng nhường electron để chuyển lên các số oxi hoá cao hơn và hiđro có số oxi hoá +1 có khả năng nhận thêm electron cho nên nước vừa có tính oxi hoá, vừa có tính khử. Những chất oxi hoá mạnh và những chất khử mạnh không tồn tại trong nước mà tác dụng với nước giải phóng oxi hoặc hiđro. Những chất oxi hoá trung bình và chất khử trung bình phản ứng với nước ở nhiệt độ cao trong một cân bằng thuận nghịch phụ thuộc vào nhiệt độ.

Trong các chất oxi hoá dạng đơn giản chỉ có flo phản ứng với nước hoàn toàn ở nhiệt độ thường.

F2 + H2O 2HF + 1/2O2

Các halogen khác cho phản ứng thuận nghịch

Cl2 + H2O ⇌ HCl + HClO

Tuy nhiên clo cũng có thể phản ứng với nước giải phóng oxi

Cl2 + H2O → 2HCl + O

Trong các chất khử P, C, Si và Bo cho phản ứng không hoàn toàn khi đun nóng. Những kim loại kiềm, kiềm thổ phản ứng mạnh với nước ở nhiệt độ thường hoặc nhiệt độ thấp. Bột magiê và bột nhôm đang cháy sẽ tiếp tục cháy trong hơi nước ở 100oC. Những kim loại Fe, Zn, Co, Mn, Cr cho phản ứng thuận nghịch ở nhiệt độ vào khoảng 500oC. Thiếc và chì thực tế không phản ứng, thuỷ ngân và các kim loại quý không tác dụng với nước ở bất kỳ nhiệt độ nào.

Ngoài ra nước còn là chất xúc tác cho một số khá lớn phản ứng. Nước có khả năng phân huỷ nhiều muối, phản ứng phân huỷ đó gọi là phản ứng thuỷ phân. Thực chất của phản ứng thuỷ phân là tương tác giữa các ion của muối với ion H+ và OH là chuyển dịch cân bằng phân li của nước.

2H2O ⇌ H3O+ + OH

Liên kết giữa hiđro của nước và oxi của nước rất bền, muốn phá vỡ liên kết này người ta phải dùng một năng lượng khá lớn. Năng lượng có thể là nhiệt năng, điện năng hoặc hoá năng.

4. Trạng thái tự nhiên và vai trò của nước

Nước có thể điều chế hoàn toàn tinh khiết bằng phản ứng hoá học :

2H2 + O2 → 2H2O

Nước có entanpi hình thành chuẩn ∆Ho(h) = – 242.8 kJ/mol hay ∆H(l) = – 287.2 kJ/mol

Hỗn hợp hiđro và oxi theo tỉ lệ 2:1 là hỗn hợp nổ mạnh, tuy nhiên có phương pháp có thể đốt cháy êm như ở quá trình hàn hơi.

Vì nước có quá nhiều trong thiên nhiên nên người ta không phải điều chế bằng phương pháp hoá học mà chỉ tinh chế nước tự nhiên để dùng. Tuỳ theo mục đích sử dụng xuất hiện các phương pháp tinh chế nước khác nhau.

Nước dùng trong sinh hoạt và trong công nghiệp thực phẩm cần phải trong suốt, không màu, không mùi, có vị dễ chịu, không chứa các tạp chất hữu cơ, nhất là các vi khuẩn và lượng các muối vô cơ, thường có ở trong nước không vượt quá 0.5g trên 1 lít. Để làm nước sinh hoạt, người ta loại các tạp chất không tan lơ lửng trong nước sông bằng cách dùng Al2(SO4)3.24H2O đánh trong nước rồi lọc nước qua lớp cát dầy. Sau đó lọc nước được khử trùng bằng O3, Cl2 hoặc tia tử ngoại.

Nước dùng trong công nghiệp với mục đích rửa sạch hay làm sạch có thể lấy trực tiếp từ sông mà không cần xử lý. Nhưng nước dùng cho các nồi hơi hoặc các kĩ thuật phải là nước mềm.

Nước dùng cho mục đích hoá học, phải tinh khiết hoàn toàn, trong nước không còn các tiểu phân huyền phù và các chất tan. Muốn đạt được mục đích này cần phải tiến hành cất nước. Thông thường nước được cất trong các bộ cất bằng thạch anh. Để đảm bảo chất lượng tốt hơn nước được cất trong các dụng cụ bằng bạc hay bằng platin. Trong hoá học phân tích nước được cất hai lần gọi là nước cất hai lần. Đối với những nghiên cứu quan trọng nước còn được tinh chế để loại trừ các khí tan như khí CO2.

  • http://www.dthu.edu.vn/bgdt/BG/Bui%20Van%20Thang/Chuong%203/Chuong3_nuoc.html
Advertisements

Nước nặng D2O

Hợp chất quan trọng của đơteri là nước nặng, có khối lượng phân tử M = 20. Nước nặng chiếm 0,014% nước bình thường, vì vậy khi điều chế hiđro bằng phương pháp phân huỷ nước luôn luôn có một lượng nhỏ đơteri. Khi điện phân nước, quá trình khử điện tích ion hiđro nhẹ dễ dàng hơn khử điện tích ion đơteri. Bởi vậy hiđro được giải phóng có thành phần phần trăm hiđro nhẹ nhiều hơn so với nước, trong khi đó trong bình điện phân tập trung nhiều nước nặng. Bằng cách này lần đầu tiên vào năm 1933 (Lewic) đã điều chế được nước nặng với 20 lít nước đem điện phân cho đến khi còn lại 0,3 cm3.

Trong công nghiệp để điều chế một lượng lớn nước nặng người ta sử dụng phần chất lỏng còn lại của bể điện phân nước đã sử dụng trong một thời gian dài, vì khi đó trong để sẽ tích tụ một lượng lớn nước nặng.

Việc tích luỹ làm giàu đơteri cũng được tiến hành bằng nhiều phương pháp khác nhau, qua đó có thể điều chế được nước nặng từ các nguyên tố tương ứng.

Ngoài nước nặng D2O trong nước còn có HDO, do cân bằng

H2O + D2O 2HDO

Hằng số cân bằng của phản ứng K = 3,87 ở 373K.

Khi cất thành bể hơi, HDO thường bị phân huỷ thành H2O và D2O. Ngoài các đồng vị của hidro, oxi cũng có các đồng vị bền:

nên trong nước tồn tại các phân tử:

Như vậy, trong nước bình thường tồn tại chín loại phân tử khác nhau, có độ bền gần như nhau.

Nước nặng rất cần trong các lò phản ứng hạt nhân; nó có vai trò làm chất hãm tốc độ các nơtron nhanh xuống bằng tốc độ chuyển động nhiệt của các chất khí. Nơtron nhiệt mới có tác dụng tạo ra các phản ứng hạt nhân để điều chế các đồng vị phóng xạ.

Theo chemvn.net

Nước là chất xúc tác trong các vụ nổ

Cập nhật lúc 16h46′ ngày 25/03/2009

Vật liệu có nhiều nhất trên Trái Đất thể hiện một số tính chất lạ thường khi được đặt trong điều kiện khắc nghiệt.

Các nhà khoa học thuộc phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore cho biết nước, trong môi trường đặc nóng, đóng vai trò xúc tác những phản ứng nổ phức tạp. Chất xúc tác là hợp chất đẩy nhanh phản ứng hóa học mà không hề bị tiêu thụ. Bạch kim và enzim là những chất xúc tác thường thấy. Nhưng nước rất hiếm khi, nếu có, đóng vai trò chất xúc tác dưới điều kiện bình thường.

Những vụ nổ lớn được hình thành từ oxy và hydro tạo ra nước ở nhiệt độ hàng nghìn độ K và lên đến áp suất 100.000 Atmofe, tương tự điều kiện bên trong những hành tinh khổng lồ.

Trong khi thuộc tính của nước tinh khiết ở áp suất và nhiệt độ cao đã được nghiên cứu trong nhiều năm, thì nước “cực độ” trong môi trường phản ứng chưa hề được đả động đến.

Sử dụng mô phỏng nguyên tử của một vụ nổ PETN (pentaerythritol tetranitrate), nhóm nghiên cứu phát hiện rằng trong nước, khi ion hydro đóng vai trò chất làm giảm, và ion hydroxit (OH) đóng vai trò chất ôxy hóa, thì các ion có tác dụng như một nhóm động lực di chuyển oxy giữa các trung tâm phản ứng.

Tác giả chính Christine Wu, cho biết: “Điều này hoàn toàn mới đối với chúng tôi. Nó cho thấy nước có thể kích thích phản ứng trong các vụ nổ và bên trong các hành tinh”.

Phát hiện này đi ngược lại cách nhìn hiện tại rằng nước đơn giản là một sản phẩm ổn định.

Wu cho biết: “Dưới điều kiện cực độ, nước trở nên khác thường vì sự phân tích liên tục. Khi bạn đưa nó vào điều kiện như bên trong một hành tinh, hydro của một phân tử nước bắt đầu di chuyển rất nhanh”.

Mô phỏng của ngòi nổ trong một vụ nổ lớn cho thấy “nước cực độ” (phân tử với nguyên tử hydro màu đỏ và hai nguyên tử oxy màu trắng) có thể đóng vai trò chất xúc tác đưa oxy qua lại giữa những vị trí phản ứng. (Ảnh: Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore)

Trong mô phỏng phân tử sử dụng siêu máy tính BlueGene L, Wu và các đồng nghiệp Larry Fried, Lin Yang, Nir Goldman và Sorin Bastea phát hiện rằng các ion hydro (H) và hydroxit (OH) trong nước chuyên chở oxy từ nitơ đến cácbon dưới điều kiện nổ PETN (nhiệt độ từ 3.000 độ K đến 4.200 độ K). Dưois cả hai điều kiện nhiệt độ, “nước cực độ” đóng vai trò sản phẩm cuối cùng và chất xúc tác chính.

Đối với một vụ nổ hình thành từ cácbon, nitơ, oxy và hydro, ví dụ như PETN, 3 sản phẩm khí chính là nước, cácbon đioxit và phân tử nitơ.

Nhưng cho đến ngày nay, quá trình hóa học dẫn đến những hợp chất ổn định này chưa được hiểu rõ.

Nhóm nghiên cứu phát hiện rằng nitơ mất oxy của nó cho hydro, chứ không phải cácbon, kể cả sau khi nồng độ nước đạt đến điểm cân bằng. Họ cũng phát hiện rằng nguyên tử cácbon nhận oxy chủ yếu từ hydroxit, chứ không phải trực tiếp từ nitơ monoxit (NO) hoặc nitơ đioxit (NO2). Trong khi đó nước phân tách và tái kết hợp với hydro và hydroxit một cách thường xuyên.

Wu cho biết: “Nước được hình thành là một phần của cơ chế giải phóng năng lượng. Cơ chế xúc tác hoàn toàn khác với cơ chế phân hủy của PETN hoặc các phản ứng nổ tương tự, trong đó nước chỉ là sản phẩm cuối cùng. Phát hiện mới này có ý nghĩa quan trọng cho các nhà khoa học đang nghiên cứu phấn bên trong của Thiên vương tinh và Hải vương tinh”.

Nghiên cứu được công bố trên số đặc biệt (tháng 4 năm 2009) của tạp chí Nature Chemistry.

Tham khảo:
Christine J. Wu, Laurence E. Fried, Lin H. Yang, Nir Goldman & Sorin Bastea. Catalytic behaviour of dense hot water. Nature Chemistry, 2009; 1 (1): 57 DOI: 10.1038/nchem.130

G2V Star (Theo ScienceDaily)

Dùng hạt chà là để giảm thiểu ô nhiễm không khí và nước

3/2/2009

Nghiên cứu mới của hoàng tử Abdulrahman Bandar Al-Saud cho thấy hàng triệu hạt chà là sẵn có ở Saudi Arabia được sử dụng mỗi năm để giảm thiểu ô nhiễm không khí và nước.
Nghiên cứu của HRH Abdulrahman Bandar Al-Saud – cháu trai của nhà vua – dựa trên giả thuyết hạt chà là có thể sử dụng để phát triển carbon hoạt hoá với lực hút bám cao.

Carbon hoạt hoá là một dạng nguyên tố đã được xử lý để làm cho nó xốp giúp bề mặt rộng lớn có thể bám hút được*.

Sau đó nó có thể được sử dụng để loại bỏ các chất ô nhiễm – một lĩnh vực có ý nghĩa quan trọng của Saudi Arabia khi quản lý tài nguyên nước.

Giá của carbon hoạt tính cao có nghĩa các nhà nghiên cứu cần xem xét kỹ các phương pháp tạo ra nguyên tố từ các sản phẩm rác thải.

Hạt chà là có thuộc tính hút bám, có thể phù hợp và mọi người hi vọng kết quả nghiên cứu của hoàng tử sẽ hiệu quả như những sản phẩm carbon hoạt tính có giá đắt hơn.

Abdulrahman Bandar Al-Saud giải thích: “Mục đích của nghiên cứu là loại bỏ kim loại nặng từ các khu công nghiệp thải ra và nhiều ô nhiễm khác như màu sắc”.

“Khai thác carbon sẽ được kiểm tra qua một loạt hệ thống trước khi được thử nghiệm trong một dự án thí điểm và cuối cùng ứng dụng cho toàn bộ ngành công nghiệp. Kết quả sẽ được làm mẫu chính xác để có thể dự đoán hiệu quả của quá trình xử lý”, hoàng tử 34 tuổi nói.

Abdulrahman Bandar Al-Saud được các nhà nghiên cứu hàng đầu thế giới tới từ Đại học Queen’s Belfast mời tham dự tại Saudi Arabia tuần này, một thành viên của Nhóm Russell trong 20 đại học nghiên cứu chuyên sâu hàng đầu của Vương quốc Anh.

Với lời mời của hoàng tử, thành viên của Đại học Queen’s có cuộc họp với các nhà tư bản công nghiệp có thế lực và các trường đại học hàng đầu để tìm hiểu vể việc trao đổi học tập của nhân viên, liên kết đào tạo sinh viên sau đại học và đào tạo nhân viên tới từ các trường đại học Saudi thành chuyên gia nghiên cứu.

Giáo sư Robbie Burch, Hiệu trưởng Đại học Hoá học&Kỹ thuật Ứng dụng Hoá học, nói: “Kết quả nghiên cứu gần đây được thực hiện tại các trường đại học của Vương quốc Anh đã đưa Đại học Queen’s- về Hoá học&Kỹ thuật Ứng dụng Hóa học vào 20 trường hàng đầu của Anh Quốc. Đây là cơ hội kịp thời để gặp gỡ cán bộ cấp cao của ba trường đại học hàng đầu của Saudi Arabia, mở rộng các chương trình nghiên cứu quốc tế của chúng tôi”.

“Mối quan hệ hiện tại với hoàng tử Abdulrahman đem lại cho chúng tôi sự tin cậy tại Saudi Arabia và dễ dàng tổ chức các cuộc họp để thảo luận nghiên cứu các lĩnh vực quan tâm trong suốt chuyến viếng thăm. Mục tiêu dài hạn là phát triển hợp tác với Saudi Arabia, so sánh với quan hệ chúng ta hiện có với các quốc gia như Malaysia”, ông nói thêm.

HRH Abdulrahman Bandar Al-Saud là một trong nhiều sinh viên Saudi Arabia học tập tại Đại học Queen’s Belfast- Đại học về Hoá học&Kỹ thuật Ứng dụng Hoá học Vương quốc Anh. Hiện trường dành 259 triệu bảng Anh phục vụ tiện nghi cho cán bộ, sinh viên và nghiên cứu, chương trình giảng dạy.

Hoàng tử quyết định tới Đại học Queen’s để thực hiện nghiên cứu của ông vì mục đích nghiên cứu của trường rất tốt.

Ông nói: “Tôi chọn Đại học Queen’s Belfast vì danh tiếng xuất sắc của trường về kỹ thuật ứng dụng và thành tích về nghiên cứu kỹ thuật ứng dụng hoá học. Bắc Ireland là khu vực thường bị bỏ qua, có nhiều cơ hội cho các sinh viên tới từ Saudi Arabia.

Hiệu trưởng của Trường Giáo sư Robbie Burch – Giáo sư Chris Hardacre, Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu CenTACat (Trung tâm Học thuyết&Ứng dụng Sự xúc tác), và người giám sát của hoàng tử, tiến sĩ Mohammad Ahmed – sẽ gặp gỡ các cán bộ cấp cao và các bộ trưởng tại Đại học King Saud, King Abdul Aziz và Đại học Fahd về Dầu mỏ&Khoáng sản.

…………………………………………..

*Chú ý: Không được nhầm lẫn với sự hấp thụ, sự bám hút là một quá trình xảy ra khi một chất khí hay chất lỏng tích luỹ trên bề mặt của chất rắn hay chất lỏng (hút bám), tạo thành một mảng phân tử hay nguyên tử (chất hút bám). Nó khác với sự hấp thụ, trong đó một chất được khuếch tán trong chất lỏng hoặc chất rắn dạng hoà tan.

Vietbao.vn

Thí điểm xử lý nước thải bệnh viện bằng lau sậy

Dựa vào đặc tính hút nước và khử khuẩn của rễ cây lau sậy, Bệnh viện Nhân Ái, tỉnh Bình Phước, sẽ là nhà thương đầu tiên tại phía Nam áp dụng mô hình xử lý chất thải bằng loại cây này.

Đây là bệnh viện chuyên điều trị bệnh nhân mắc bệnh HIV.

Dự án sẽ được khởi động từ đầu tháng 6 và dự kiến hoàn tất trong vòng 12 tháng.

Ảnh: Corbis.com.

Theo đó, nước bẩn sinh hoạt và y tế sẽ được bơm vào ô đất trồng lau sậy cho thấm qua rễ, tiếp tục thấm qua các lớp vật liệu lọc, rồi chảy xuống những ống thoát nằm phía dưới và thải ra tự nhiên.

Phó giám đốc Sở Y tế TP HCM Lê Trường Giang cho biết, dự án được UBND TP HCM phê duyệt từ cuối năm trước nhằm mục đích giải quyết bài toán xử lý nước thải tại các bệnh viện, trung tâm chuyên điều trị cho bệnh nhân mắc bệnh có thể lây nhiễm qua đường máu, đặc biệt là bệnh nhân HIV.

Trước mắt, trong giai đoạn 1, dự án tập trung xử lý chất thải cho khu chữa bệnh có quy mô 150 giường của Bệnh viện Nhân Ái. Nếu thử nghiệm thành công, ở giai đoạn 2, dự án sẽ tiếp tục áp dụng cho tất cả hơn 800 giường bệnh của bệnh viện này và một số bệnh viện khác.

Hiện tại Bệnh viện Nhân Ái phải điều trị cho khoảng 200 bệnh nhân mỗi ngày với lượng nước thải ra tương đương với 100 m3 một ngày. Nước thải hiện được xử lý bằng một nhà máy có công suất nhỏ.

Cũng theo ông Giang, nếu thành công, dự án thí điểm xử lý nước thải bằng lau sậy sẽ mang lại hiệu quả kinh tế hơn nhiều lần so với việc xử lý và vận hành bằng hóa chất.

Đại diện Sở Khoa học công nghệ TP HCM cho biết, lau sậy là loài cây có thể sống trong những điều kiện thời tiết khắc nghiệt và rất phù hợp với khí hậu Việt Nam. Hệ sinh vật quanh rễ loại cây này có thể phân hủy chất hữu cơ và hấp thụ kim loại nặng trong nước thải y tế. Tuy nhiên do nước ta chưa thí điểm thực tiễn tại bệnh viện nên công trình vẫn chỉ được xem như một dự án thử nghiệm.

Phương pháp dùng lau sậy xử lý nước thải được một giáo sư người Đức phát hiện từ những năm 60 của thế kỷ trước. Nghiên cứu cho thấy, cây cối có khả năng phân hủy các chất hữu cơ do tác dụng đồng thời giữa rễ, cây và các vi sinh vật tập trung quanh rễ. Trong đó, loại cây có nhiều ưu điểm nhất là lau sậy.

Phương Nghi

ASEN SÁT THỦ VÔ HÌNH

Tại Bangladesh, Ấn Độ, Việt Nam và Chile, thạch tín (asen) là mối đe dọa lớn đối với sức khoẻ người dân.

Hiểm họa bệnh tật

Asen là một chất rất độc. Có thể chết ngay nếu uống một lượng bằng nửa hạt ngô (bắp).

Nếu bị ngộ độc cấp tính bởi asen sẽ có biểu hiện: khát nước dữ dội, đau bụng, nôn mửa, tiêu chảy, mạch đập yếu, mặt nhợt nhạt rồi thâm tím, bí tiểu và tử vong nhanh.

Nếu bị nhiễm độc asen ở mức độ thấp, mỗi ngày một ít với liều lượng dù nhỏ nhưng trong thời gian dài sẽ gây: mệt mỏi, buồn nôn và nôn, hồng cầu và bạch cầu giảm, da sạm, rụng tóc, sút cân, giảm trí nhớ, mạch máu bị tổn thương, rối loạn nhịp tim, đau mắt, đau tai, viêm dạ dày và ruột, làm kiệt sức, ung thư…

Người uống nước ô nhiễm asen lâu ngày sẽ có các đốm sẫm màu trên thân thể hay đầu các chi, niêm mạc lưỡi hoặc sừng hoá da, gây sạm và mất sắc tố, bệnh Bowen (biểu hiện đầu tiên là một phần cơ thể đỏ ửng, sau đó bị chảy nước và lở loét).

Bệnh sừng hoá da thường xuất hiện ở tay, chân, lòng bàn tay, gan bàn chân – phần cơ thể cọ xát nhiều hoặc tiếp xúc ánh sáng nhiều lâu ngày sẽ tạo thành các đinh cứng màu trắng gây đau đớn. Bệnh đen và rụng móng chân có thể dẫn đến hoại tử, rụng dần từng đốt ngón chân.

Tình trạng nhiễm độc asen lâu ngày còn có thể gây ung thư (gan, phổi, bàng quang và thận) hoặc viêm răng, khớp, gây bệnh tim mạch, cao huyết áp.

Hàm lượng asen trong nước sinh hoạt phải < 0,01 mg/l mới là đạt yêu cầu.
Theo Tổ chức Y tế thế giới WHO cứ 10.000 người thì có 6 người bị ung thư do sử dụng nước ăn có nồng độ asen > 0,01 mg/l nước.

Ảnh hưởng độc hại đáng lo ngại nhất của asen tới sức khoẻ là khả năng gây đột biến gen, ung thư, thiếu máu, các bệnh tim mạch (cao huyết áp, rối loạn tuần hoàn máu, viêm tắc mạch ngoại vi, bệnh mạch vành, thiếu máu cục bộ cơ tim và não), các loại bệnh ngoài da (biến đổi sắc tố, sạm da, sừng hoá, ung thư da…), tiểu đường, bệnh gan và các vấn đề liên quan tới hệ tiêu hoá, các rối loạn ở hệ thần kinh – ngứa hoặc mất cảm giác ở chi và khó nghe. Sau 15 – 20 năm kể từ khi phát hiện, người nhiễm độc thạch tín sẽ chuyển sang ung thư và chết.

Asen có ở đâu?

Asen là một nguyên tố không chỉ có trong nước mà còn có trong không khí, đất, thực phẩm và có thể xâm nhập vào cơ thể con người. Điều tra sơ bộ đã có thể khẳng định nguyên nhân chủ yếu khiến nước ngầm ở nhiều vùng thuộc nước ta nhiễm asen là do cấu tạo địa chất.

Tuy nhiên, cũng không loại trừ ô nhiễm là do tác động của con người như gần các nhà máy hoá chất, những khu vực dân tự động đào và lấp giếng không đúng tiêu chuẩn kỹ thuật khiến chất bẩn, độc hại bị thẩm thấu xuống mạch nước.

Asen được sử dụng nhiều trong công nghiệp và được sử dụng hạn chế trong thuốc trừ sâu, chất phụ gia trong thức ăn gia súc và trong các dược phẩm.

Có thầy lang còn cho cả “thần sa”, “chu sa”, “thạch tín” (các chất chứa các kim loại nặng như chì, thuỷ ngân, asen) vào thuốc tễ, gây nên rối loạn nội tiết, rối loạn trao đổi chất, hạn chế khả năng sinh sản, gây suy thận, ung thư gan… Theo kết quả điều tra mới đây, thuỷ ngân và asen có trong nhiều vị thuốc đang lưu hành với hàm lượng cao gấp 300 – 500 lần tiêu chuẩn cho phép của Bộ Y tế.

Theo điều tra của UNICEF, asen có trong tất cả đất, đá, các trầm tích được hình thành từ nghìn năm trước tại Việt Nam, với nồng độ khác nhau. Thạch tín từ đá tan vào các mạch nước ngầm. Vì vậy, mọi nơi trên lãnh thổ Việt Nam đều có nguy cơ nhiễm asen.

Nguy cơ nhiễm asen trên cả nước

Do cấu tạo địa chất, nhiều vùng ở nước ta nước ngầm bị nhiễm asen. Khoảng 13,5% dân số Việt Nam (10-15 triệu người) đang sử dụng nước ăn từ nước giếng khoan, rất dễ bị nhiễm asen.

Theo thống kê chưa đầy đủ, cả nước hiện có khoảng hơn 1 triệu giếng khoan, trong đó nhiều giếng có nồng độ asen cao hơn từ 20-50 lần nồng độ cho phép (0.01mg/l), ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ, tính mạng của cộng đồng.

Tại châu thổ sông Hồng, những vùng bị nhiễm nghiêm trọng nhất là phía Nam Hà Nội, Hà Nam, Hà Tây, Hưng Yên, Nam Định, Ninh Bình, Thái Bình và Hải Dương. Ở Đồng bằng sông Cửu Long, cũng phát hiện nhiều giếng khoan có nồng độ asen cao nằm ở Đồng Tháp và An Giang.

Sự ô nhiễm asen ở miền Bắc phổ biến hơn và cao hơn miền Nam. 1/4 số hộ gia đình sử dụng trực tiếp nước ngầm không xử lý ở ngoại thành Hà Nội đã bị ô nhiễm asen, tập trung nhiều ở phía Nam thành phố, Thanh Trì và Gia Lâm (18,5%).

Điều nguy hiểm là asen không gây mùi khó chịu khi có mặt trong nước, cả khi ở hàm lượng có thể gây chết người, nên không thể phát hiện. Vì vậy, các nhà khoa học còn gọi asen là “sát thủ vô hình”.

Sự xuất hiện carbonat trong nước

Nước tự nhiên bao gồm nước biển, sông ngòi, ao hồ, nước ngầm tiếp xúc với ba quyển của quả đất là khí quyển, địa quyển và sinh quyển. Đặc biệt các đại dương với diện tích và thể tích rất lớn là một bể chứa và vận chuyển rất nhiều loại hoá chất đi đến khắp nơi.

Thành phần của nước tự nhiên được quyết định bởi các quá trình địa hóa và sinh học gồm nhiều loại acid và baz chủ yếu tạo bởi các nguyên tố có trong cơ thể sống mà quan trọng nhất là carbon dưới dạng CO2 , HCO3-, CO32- .

Hệ carbonat phải được tính đến trong toàn bộ môi trường bao gồm khí quyển ,địa quyển, sinh quyển và thủy quyển. Các quá trình quang tổng hợp và hô hấp của các loài động vật tạo nên một chu trình toàn cầu trong đó carbon trao đổi chậm giữa địa quyển và khí quyển và nhanh hơn giữa khí quyển và các đại dương.

Nguồn phân bố carbon trong quả đất bao gồm: nguồn trầm tích, đất bề mặt, đại dương và khí quyển.


Sự xuất hiện các dạng carbonat trong nước tự nhiên do nhiều nguyên nhân như: sự hoà tan khí CO2 từ khí quyển vào nước, nước tự nhiên chảy qua các vùng trầm tích, vùng đất bề mặt có chứa carbon hữu cơ hoặc sự hòa tan các muối carbonat, …

Khí CO2 tồn tại trong khí quyển với lượng tương đối nhỏ, chiếm khoảng 0,032% về thể tích, tương ứng với áp suất riêng phần của CO2 là PCO2 =10-3,5 atm, có nguồn gốc từ các hoạt động công nghiệp như đốt cháy nhiên liệu hoá thạch, than đá, dầu …Đặc biệt, việc phá hủy các khu rừng nhiệt đới đã làm gia tăng nghiêm trọng hàm lượng CO2 trong khí quyển. Có khoảng 30-50% CO2 sinh ra do quá trình công nghiệp hoá lưu lại trong khí quyển ,số còn lại luân chuyển vào thủy quyển và sinh quyển. Bản thân các đại dương là môi trường kiềm yếu nên có khả năng hấp thu khí CO2 để chuyển thành HCO3- và vì vậy, các đại dương chiếm một lượng carbon vô cơ lớn gấp 60 lần so với lượng carbon vô cơ trong khí quyển .
Hằng năm có khoảng 54.1014 mol CO2 được cây xanh sử dụng cho quá trình quang tổng hợp và 0.05% trong số này được hoàn trả lại do sự hô hấp vào ban đêm và sự oxi hoá các chất hữu cơ.
Các đá vôi thuộc thời tiền địa chất có lẽ được hình thành bởi phản ứng của silicat và khí carbonic :
CaSiO3 + CO2 —-> CaCO3 +SiO2.

Nguồn trầm tích chứa hàm lượng carbonat rất cao khoảng 28500 lần so với nguồn CO2 từ khí quyển. Carbonat chiếm phần lớn trong nước tự nhiên do trầm tích là nguồn cung cấp chủ yếu thành phần carbon dưới dạng CO2 hoà tan , HCO3-, CO32-.

Sự hòa tan các muối carbonat cũng góp phần không nhỏ hình thành các dạng carbonat trong nước tự nhiên .
CaCO3 + H2O + CO2 = Ca 2+ + 2 HCO3 –
NaAlSiO8 + 11/2 H2O + CO2 = Na+ + HCO3- + 1/2Al2Si2O5(OH)4

Bảng 1:Sự phân bố carbon trong quả đất.

Nguồn
Mol C.1018
So với khí quyển
Trầm tích
Carbonat 1530

Carbon hữu cơ 572

28500

10600

Đất bề mặt
Carbon hữu cơ 0,065
1,12
Đại dương
CO2+H2CO3 0,018

HCO3- 2,6

CO32- 0,33

Động thực vật chết 0,23

Động thực vật sống 0 0,0007

0,3

48,7

6,0

4,4

0,01

Khí quyển
CO2 0 0,05351
1,0

Chính hệ carbonat này là nguồn tạo khả năng đệm lớn nhất cho các đại dương.

Bảng 2: Các hệ đệm trong nước tự nhiên (M)

Baz
Nước ngọt
Nước bề mặt
Dưới lòng Đại Tây Dương
Dưới lòng Thái Bình Dương
Carbonat
970
2100
2300
2500
Silicat
220
30
150
Ammoniat
1-10
<500
<500
<500
Phosphat
0,7
<0,2
1,7
2,5
Borat
1
0,4
0,4
0,4