Kim loại nặng là gì? Tại sao cần xử lý kim loại nặng trong nước?

Kim loại nặng là những nguyên tố có khối lượng riêng lớn hơn 5g/cm3. Các nguyên tố kim loại tồn tại trong cả ba môi trường: Đất, nước, không khí nhưng đa phần chúng tồn tại phần lớn ở trong đất. Trong nước có thể nhiễm kim loại nặng do 2 yếu tố tự nhiên và tác động của con người.

1 Kim loại nặng trong nước được hình thành như thế nào?

Sự có mặt của kim loại trong đất có thể là do cấu trúc địa tầng đất đá mẹ thuộc lớp vỏ của Trái Đất tạo nên. Mỗi một khu vực, mỗi một miền khác nhau thì sự tồn tại của mỗi nhóm kim loại sẽ khác nhau. Những Kim loại nặng này theo đất ngấm vào mạch nước ngầm là nguyên nhân khiến nước bị nhiễm kim loại nặng.

Tuy nhiên nồng độ nhiễm kim loại do tự nhiên là không đáng lo ngại. Thực tế, sự xuất hiện của kim loại nặng cho thấy sự ô nhiễm nghiêm trọng của nguồn nước do xung quanh những khu vực này có những nhà máy, khu chế xuất, khu sản xuất lắp ráp linh kiện điện tử như bảng mạch điện tử (Pb, Hg, Cd, Cr, polybrominated biphenyl, polybrominated diphenyl ete, đều là những kim loại và hợp phức chất gây ung thư cao có chứa trong các vi bó mạch).

Ngoài ra, các khu tái chế xuất pin, ắc quy hoạt động trái phép, sau khi công nhân bóc tách lấy đi những vật liệu có giá trị (Au, Ag) thì phần còn lại được vứt đi và không được xử lý theo đúng quy trình xử lý chất thải nguy hại vật liệu tái chế. Nước rửa từ những nhà máy này thường có hàm lượng kim loại nặng cao và thường được xả ra môi trường trực tiếp. Kim loại nặng có tính chất tồn tại lâu và dễ thẩm thấu khi chúng nhiễm vào đất và điều này làm nguồn nước ngầm không tránh khỏi nguy cơ ô nhiễm gây ra bởi các yếu tố độc hại này.

2 Ảnh hưởng của nước nhiễm kim loại nặng đói với con người

Kim loại nặng được chia thành 3 nhóm chính là nhóm độc hại (Hg, Cr, Pb, Zn, Cu, Ni, Cd, As…) và nhóm kim loại quý gồm (Pd, Pt, Au, Ag…) và còn lại là các kim loại thuộc tính phóng xạ. Những nguồn nước ngầm do người dân tự ý khai thác chứa hàm lượng các kim loại nặng độc cao, có thể dẫn đến những hậu quả về sức khỏe3 Nhứng khu vực người dân sử dụng nước nhiễm kim loại nặng để sinh hoạt ăn uống, tắm rửa thường bị mắc các bệnh về ung thư (ung thư cổ tử cung, vòm họng, dạ dày…), các bệnh về não và đặc biệt gây ra ảnh hưởng của quá trình phân chia DNA, dẫn đến thai chết, dị dạng, quái thai cho các thế hệ sau.

3 Giải pháp xử lý nguồn nước nhiễm kim loại nặng

Hiện nay, nguồn nước bị nhiễm kim loại nặng thường được xử lý bằng các hệ thống chứa vật liệu có khả năng hấp phụ kim loại. Tiêu biểu trong những vật liệu đó có than hoạt tính, vật liệu laterite (đá ong), các loại màng lọc nước, hóa chất keo tụ, hạt lọc nước…

3.1 Than hoạt tính

Than hoạt tính hoạt động với hai cơ chế là loại bỏ các hạt, tạp chất bẩn trong nước bằng các hấp thụ chúng qua các lỗ li ti rỗng trên bề mặt than.

Sự xuất hiện của các lỗ li ti rỗng trên bề mặt là do trong quá trình tạo nhiệt đã sử dụng nhiệt độ (từ 950 -1000o‑C) trong môi trường yếm khí. Cacbon của than được ra khỏi cấu trúc ban đầu nhờ quá trình nhiệt phân và có một phần dạng tinh thể vụn grafit cũng đồng thời được tách ra song song, sau đó chúng được chuyển về thành dạng bột than, vì vậy mới có sự có mặt của nhiều lỗ rỗng như vậy. Điều này khiến cấu trúc của than có dạng xốp như cấu trúc của miếng bọt biển và diện tích bề mặt của than là từ 500-2500 m2/g. Bản thân xung quanh những lỗ rỗng là những mạng tinh thể có lực hút mạnh, nhờ đó mà than mới có khả năng hấp thụ các chất độc, chất bẩn, hóa chất… Các kim loại nặng trong nước, cụ thể là các ion của kim loại nặng sẽ được rãnh rỗng lỗ than hấp thụ nhờ khả năng trao đổi cation.

3.2 Vật liệu lọc từ laterite (đá ong)

Đá ong là một khoáng chất phổ biến và thường được tìm thấy ở những vùng giáp ranh giữa vùng núi và đồng bằng – những nơi có sự phong hóa quặng chứa sắt và các dòng nước ngầm có oxy hòa tan. Trong đá ong có chứa nhiều nguyên tố như Fe, Al, Si, các kim loại kiềm và kiềm thổ.

Với cấu trúc đặc biệt như một tổ ong, đá ong rất dễ tạo thành những lớp có khả năng hấp phụ các hạt điện tích ion của kim loại nặng và có khả năng trao đổi các cation, tạo nên phản ứng hấp phụ. Nguyên lý hoạt động hấp phụ kim loại của đá ong là nguyên lý trao đổi ion kép.

3.3 Các loại màng lọc nước

Hiện nay trên thị trường đang có rất nhiều các loại màng lọc nước hiện đại, tinh vi và hiệu quả xử lý vô cùng cao có thể loại bỏ kim loại nặng trong nước như: Màng lọc nước RO, Màng vi lọc MF, Màng siêu lọc UF, Màng lọc nước Nano…

3.4 Hạt lọc nước

Tác dụng của hạt lọc nước chủ yếu khử Thủy ngân, Man gan, sắt vì trên bề mặt của hạt được phủ một lớp hợp chất oxy hóa cao hoạt động như chất xúc tác không tan để đẩy nhanh quá trình phản ứng oxy hóa các hợp chất kim loại nặng về dạng kết tủa và bám trên bề mặt hạt. Sau một thời gian lọc, lớp màng kết tủa này sẽ dày lên và ta có thể lấy hạt đem rửa bằng cách bơm lọc áp lực cao để đánh bật được các mảng bám ra, sau đó có thể tái sử dụng lại hạt được nhiều lần.

4.5 Hóa chất keo tụ kết hợp lọc

Đối với các doanh nghiệp với nhu cầu sử dụng nước lớn thì sử dụng hóa chất keo tụ như PAC, Polymer, phèn nhôm, phèn sắt…là giải pháp tối ưu và tiết kiệm chi phí nhất để loại bỏ kim loại nặng.

Cơ chế của chúng là khi cho vào nước, các hóa chất này sẽ tác dụng với các kim loại nặng trong nước tạo thành những kết tủa có kích thước lớn và lắng xuống đáy. Lượng nước trong bên trên là nước đã được khử kim loại nặng có thể sử dụng.

Trên đây là một số thông tin cơ bản chúng tôi muốn gửi đến bạn về nguy hại cũng như cách xử lý nước nhiễm kim loại nặng. Để đặt mua hóa chất xử lý nước nhiễm kim loại nặng, các bạn vui lòng liên hệ với Hóa chất Vũ Hoàng qua hotline 0945609898