Lõi lọc nước sinh hoạt loại bỏ ASEN và Kim loại nặng không dùng điện, không dùng hóa chất, không nước thải

Ở Việt Nam, theo các thông báo của Bộ Tài nguyên Môi trường: Các tỉnh đồng bằng Bắc bộ như Hà Nội, Hà Nam, Hưng Yên, Hà Tây, Vĩnh Phúc… đều có hiện tượng ô nhiễm asen. Không chỉ ở đồng bằng Bắc Bộ, khu vực miền Trung cũng có biểu hiện ô nhiễm với mức độ khác nhau. Khu vực đồng bằng sông Cửu Long mức độ ô nhiễm tương đối nặng nề, tại 4 tỉnh Long An, Đồng Tháp, An Giang, Kiên Giang đều nhiễm asen trong nước ngầm. Theo đánh giá của tổ chức y tế thế giới (WHO), nước ta có trên 10 triệu người có thể phải đối mặt với nguy cơ tiềm tàng về nhiễm độc asen [3]. 

Nhiễm độc Asen:
Liều có thể gây chết ở người lớn từ 120 đến 200mg, và ở trẻ em là 2mg/kg trọng lượng cơ thể.

Nhiễm độc cấp: Đường tiêu hóa; vỡ hồng
cầu; suy thận;  Nhiễm độc mãn: từ 2 đến 8 tuần sau khi tiếp xúc. 
Triệu chứng điển hình là biến đổi ở da; bàn tay bàn chân có cảm giác tê tê như kim châm, yếu cơ ở đầu các chi và liệt tay chân và viêm đường hô hấp, rụng lông, tóc. hoại tử ở các đầu chi (bệnh chân đen).

Nhiễm độc mạn: cũng có thể làm tăng nguy cơ ung thư da, phổi, xương sàng, gan, bàng quang, thận và đại tràng. 

Nhiễm độc Cadimi (Cd):

Nhiễm độc cấp: Nếu hít phải cadmi một lượng lớn, người nhiễm độc bị kích thích hô hấp nặng gồm có đau ngực, khó thở, xanh tím, sốt, rét run, tim đập nhanh, có thể viêm phổi hóa chất, chết do phù phổi. Nếu ăn phải một lượng lớn, người bệnh buồn nôn, nôn nhiều, đau bụng, tăng tiết nước dãi, rối loạn dạ dày, tá tràng, co cứng cơ bụng và ỉa chảy; Suy thận. Liều uống một lần gây chết từ 350 đến 8900mg
Nhiễm độc mãn: tổn thương thận nặng, phổi (khí thũng, tắc nghẽn phổi, xơ hóa kẽ lan tỏa, mất khứu giác), tổn thương xương (mềm xương, thưa xương, bị mất chất khoáng dễ gây gãy xương), đau loét niêm mạc mũi, răng vàng, phế nang bị dãn, thiếu máu.

Nhiễm độc Thủy ngân (Hg):

Nhiễm độc cấp: Hít thở hơi Hg ở nồng độ cao, thời gian ngắn, phế quản bị kích thích gây viêm phế quản, viêm phổi kẽ lan tỏa. Ăn phải muối thủy ngân vô cơ gây hoại tử đường tiêu hóa, trụy mạch, suy thận cấp với tình trạng đái ít hoặc vô niệu. Liều gây tử vong đối với Hg vô cơ từ 10 đến 42 mg/kg; Hg hữu cơ 10 đến 60 mg/kg. 

Nhiễm độc mãn:

Nếu tiếp xúc kéo dài, lâungày với hơi thủy ngân kim loại, người bị nhiễm độc có biểu hiện sớm như rối loạn tiêu hóa, ăn kém ngon, run từng cơn ở từng nhóm
cơ, rối loạn thần kinh thay đổi về cường độ. Biểu hiện muộn, tiêu hóa: viêm lợi, viêm miệng, loét niêm mạc, viêm họng; Thần kinh:
run cố ý, bệnh Parkinson.

1/ Giới thiệu về vật liệu hấp phụ asen chọn lọc NC-F20: 

Vật liệu hấp phụ asen NC –F20 là vật liệu nanocomposite – magnetite được các nhà Khoa học thuộc phòng  Hoá Vô cơ-Viện Hoá học-Viện KH&CN Việt Nam nghiên cứu sản xuất và phát triển. Đây là loại vật liệu lai tổ hợp giữa oxit sắt từ kích thước nano với carbon hoạt tính trên nền montmorillonite.

Vật liệu chế tạo được đã thể hiện những tính năng vượt trội về xử lý As trong nước:

Hiệu năng hấp phụ Asen cao: Vật liệu hấp phụ cả hai dạng As(III) và As(V) dung lượng hấp phụ tĩnh đạt Qmax = 30-35 g As/kg vật liệu.
Có khả năng hấp phụ hàng loạt các ion khác như Cu, Pb, Hg, Cr,  …
Rất thuận tiện trong sử dụng:

Thời gian sống cao khi làm việc liên tục
Dễ sử dụng, dễ loại bỏ khi vật liệu hết tác dụng
Rất thích hợp với các hệ thống nhỏ nhất là quy mô hộ gia đình
Chi phí hoạt động thấp và thân thiện với môi trường

Các thông số kỹ thuật của vật liệu:

Fe3O4 tổng hợp kích thước 10- 12 nm

Diện tích bề mặt riêng 135 -145 m2/g

Phân bố kích thước lỗ xốp 9- 12 nm
Đường kính trung bình của hạt 1-1,2mm
Khối lượng riêng đổ đống: 0.8 – 1 kg/lit

Ngoài khả năng hấp phụ asen, vật liệu còn có thể hấp phụ các loại độc tố khác như: Hg, Mn, Pb, Cd, …Theo các kết quả nghiên cứu của chúng tôi, đây là loại vật liệu tiền tiến trong nước, rất thích hợp để chế tạo thiết bị xử lý nước nhiễm asen hiện nay. 

2/ Giới thiệu về vật liệu xúc tác oxy hóa hấp phụ nanocomposite oxit phức hợp Mn-Fe (NC-MF):

Trong công nghệ loại bỏ asen, dạng As(III) là dạng phổ biến trong nước ngầm, chúng có độc tính cao và rất khó loại bỏ. Thông thường cần thiết phải oxy hóa As(III) thành As(V) bằng các tác nhân hóa học như O2, ozon, H2O2. KMnO4, Cl2 … Điều này dẫn đến phức tạp hóa hệ thống và chi phí cao cho hệ thống tiền oxy hóa. Việc chế tạo thành công vật liệu xúc tác oxy hóa hấp phụ đã giải quyết triệt để vướng mắc này. Chúng tôi đã hoàn thiện quy trình chế tạo vật liệu xúc tác oxy hóa hấp phụ NC-MF trên nền bentonite bằng phương pháp hóa học ướt trong năm 2009.

Các thông số kỹ thuật của vật liệu  xúc tác hấp phụ NC-MF

Oxit phức hợp Mn-Fe vô định hình > 80%
Diện tích bề mặt riêng 320- 345 m2/g
Phân bố kích thước lỗ xốp 12-15 nm
Đường kính trung bình của hạt 1-1,2 mm
Khối lượng riêng đổ đống: 0.9 – 1,1 kg/lit
Dung lượng hấp phụ tĩnh Qmax=120g As(III)/kg

Ưu thế của vật liệu:

- Hấp phụ cả hai loại As(III) và As(V)

- Dung lượng hấp phụ As(III) rất cao 120g As(III)/kg

- Hấp phụ các ion kim loại khác:Cu, Pb, Mn, Cr

- Tốc độ hấp phụ tương đối cao (30 phút tiếp xúc)

- Dễ thay thế, bảo trì, bảo quản, chôn lấp

- Rất thích hợp với quy mô gia đình, cụm dân cư

- Thân thiện với môi trường