PHƯƠNG PHÁP LOẠI BỎ MANGAN TRONG QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC
- thietbixulynuocnet
- May 26, 2018
- 6 min read
PHƯƠNG PHÁP LOẠI BỎ MANGAN TRONG QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC
Thực tế Mn tồn tại trong tự nhiên rất nhiều và có thể nói, dạng tồn tại trong nước của chúng là ít gây hậu quả nhất. Tuy nhiên sử dụng nguồn nước chứa mangan lâu ngày cũng gây ra nhiều hậu quả không tốt cho sức khỏe con người.
MANGAN TRONG NƯỚC – TÁC HẠI VÀ CÁCH XỬ LÝ
Mangan là một trong những nguyên tố vi lượng cơ bản của sự sống, giữ nhiều vai trò quan trọng trong cơ thể như: tác động đến sự hô hấp tế bào, sự phát triển xương, chuyển hóa gluxit và hoạt động của não. Mn có hàm lượng cao trong ty lạp thể làm chất xúc tác cùng các enzym, tham gia vào một số quá trình như: tổng hợp axít béo và chlesterol, sản xuất hooc môn giới tính, tác động đến sự chuyển hóa của tuyến giáp. Mn kết hợp với vitamin K tham gia vào quá tình tổng hợp prothrombin gây ảnh hưởng đến quá trình đông máu. Mn tham gia tổng hợp protein, cholesterol và tương tác với acid nucleic. Mn làm giảm glucose huyết nhưng lại tham gia phản ứng tạo ra glucose từ các phân tử khác.
Ở động vật thí nghiệm, thiếu mangan dẫn đến chậm tăng trưởng, bất thường xương, gây sai sót trong quá trình chuyển hóa cacbohydrat và chất béo. Mangan cũng đóng vai trò quan trọng trong tổng hợp lignin, chuyển hóa axít thephenolic và trong quá trình quang hợp ở thực vật.
Mặc dù không gây ra các tác động trực tiếp đến sức khỏe con người, nhưng nếu tiếp xúc, ăn uống, sử dụng nguồn nước có nhiễm Mangan trong thời gian dài cũng để lại những hậu quả xấu, đặc biệt là đối với hệ thần kinh.
Nhận biết nguồn nước bị nhiễm Mangan:
Nguồn nước bị nhiễm Mangan có các biểu hiện rất rõ ràng, dễ dàng nhận biết bằng cảm quan:
Nước có màu đục
Mùi tanh khó chịu
Lớp cặn có màu đen, thường bám vào đáy và thành bồn chứa
Ô nhiễm mangan trong nước ngầm và không khí
Mangan có mặt trong hơn 100 loại khoáng khác nhau. Thông qua quá trình rửa trôi, phong hóa của đất đá và các hoạt động của con người mangan sẽ được tích tụ trong các nguồn nước khác nhau như ao, hồ sông, suối, biển… gọi chung là nước bề mặt rồi từ nước bề mặt mangan sẽ được ngấm vào những mạch nước trong lòng đất mà ta gọi là nước ngầm. Đó là lí do vì sao mangan nói riêng và nhiều nguyên tố kim loại nặng nói chung hiện nay đã có mặt trong nguồn nước ngầm của nhiều quốc gia trên thế giới.
Hàm lượng mangan trong nước tự nhiên trung bình là 0,58mg/l, hàm lượng này phụ thuộc vào 3 yếu tố chính: địa hóa của khoáng vật, điều kiện hóa học của nước và hoạt động của các vi sinh vật. Ở hàm lượng cao hơn 0,15mg/l có thể tạo ra vị khó chịu, làm hoen ố quần áo. Ngay cả khi nồng độ mangan < 0,02mg/l thì nó có thể tạo ra lớp cặn màu đen đóng bám vào thành và đáy bồn chứa.
Ở Việt Nam, rất nhiều nghiên cứu gần đây đã cho thấy sự nồng độ của mangan trong nước ngầm hoặc nước giếng khoan của khu vực đồng bằng sông Mê Kông và đồng bằng châu thổ sông Hồng (bao gồm Tp. Hồ Chí Minh và Tp.Hà Nội – 2 thành phố đông dân nhất cả nước) cao hơn mức cho phép nhiều lần.
Ngoài ra, còn có ô nhiễm mangan trong không khí do sự phát thải của các khu công nghiệp, do đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, hoặc từ phát thải của các động cơ sử dụng xăng dầu
Tác hại của Mangan trong nước tới sức khỏe và sinh hoạt:
Đối với sinh hoạt:
Mangan khi tiếp xúc với oxi sẽ bị oxy hóa tạo thành mangan dioxit (MnO2) làm cho nước có màu nâu đen và có mùi tanh của kim loại, gây mất cảm quan.
Mangan thường gây ra cặn ố bẩn trên các thiết bị, vì vậy, sử dụng nước hằng ngày để lau rửa, giặt giũ sẽ gây ảnh hưởng đến độ bền của đồ dùng. Đặc biệt, giặt quần áo bằng nước nhiễm Mn sẽ hình thành những vết ố bẩn màu nâu, đen trên quần áo do quá trình oxy hóa gây ra.
Mangan trong nước gặp clo sẽ tạo kết tủa cặn bám dioxit mangan và có thể gây tắc đường ống.
Đối với sức khỏe:
Mangan có mặt trong nước ở dạng ion hòa tan (Mn2+). Nếu ở hàm lượng nhỏ dưới 0,1mg/lít thì mangan có lợi cho sức khỏe. Tuy nhiên nếu hàm lượng mangan cao từ 1-5mg/lít sẽ gây ra không ít ảnh hưởng đến một số cơ quan nội tạng của cơ thể.
Mn không có khả năng gây đột biến cũng như hình thành các bệnh nguy hiểm như ung thư, cũng không ảnh hưởng đến sinh sản…nhưng nó có liên quan mật thiết đến hệ thần kinh, gây ra các độc tố hình thành hội chứng manganism với các triệu chứng gần như tương tự bệnh Parkinson. Nếu lượng Mn hấp thu vào cơ thể cao có thể gây độc với phổi, hệ thần kinh, thận và tim mạch. Khi hít phải Mangan với lượng lớn có thể gây hội chứng nhiễm độc ở động vật, gây tổn thương thần kinh.
Mn đặc biệt có hại cho trẻ bởi cơ thể trẻ em dễ dàng hấp thụ được rất nhiều Mg trong khi tiết thải ra ngoài thì rất ít. Điều đó dẫn đến sự tích tụ Mn trong cơ thể trẻ, gây ra các hậu quả nghiêm trọng. Vì vậy, các chuyên gia y tế khuyến cáo phụ nữ đang mang thai và trẻ em tuyệt đối tránh tiếp xúc và sử dụng nguồn nước nhiễm Mn.
Sử dụng nguồn nước bị nhiễm Mangan trong thời gian dài, nhiễm độc mangan từ nước uống làm giảm khả năng ngôn ngữ, giảm trí nhớ, giảm khả năng vận động liên quan đến tay và chuyển động của mắt, nếu nhiễm độc mangan lâu ngày có thể dẫn đến triệu chứng thần kinh không bình thường như dáng đi và ngôn ngữ bất thường. Với khả năng không gây ung thư ở người nhưng Mangan vẫn có tác động xấu tới cơ thể con người chúng ta.
Tiêu chuẩn cho phép đối với Mangan
Sự có mặt của mangan ở nồng độ thấp trong các nguồn nước tự nhiên là cần thiết cho sức khỏe của con người. Tuy nhiên, ở nồng độ cao, mangan lại gây ra nhiều tác động tiêu cưc. Dựa trên những số liệu về nguy cơ ảnh hưởng tới sức khỏe của mangan, các tổ chức và quốc gia đã đưa ra các tiêu chuẩn về mangan trong nước ăn uống khác nhau.
Lượng Mn cho phép đưa vào cơ thể trong các nguồn thực phẩm, nước uống và không khí tính theo ngày là
Nồng độ trung bình
(mg/kg)
Khoảng giới hạn
(mg/kg)
Thức ăn
3,0
2 – 7
Nước uống
0,05
0 – 1
Không khí
0,02
0 – 0,029
(Nguồn: Canada Health, Manganese, Updated November 1987)
Theo WHO nồng độ tiêu chuẩn tối đa cho phép của Mn trong nước là 0,4mg/l.
Ở Việt Nam theo QCVN 01: 2009/BYT thì nồng độ tiêu chuẩn tối đa cho phép của Mn trong nước là 0,3mg/l.
Phương pháp xử lý, loại bỏ Mangan trong nước
Tùy thuộc mục đích và mức độ ô nhiễm của nguồn nước mà ta lựa chọn phương pháp xử lý khác nhau. Nồng độ của Mn trong nước ≤ 0,05 mg/l là nồng độ tới hạn vì rất khó để loại trừ Mn ra khỏi nước xuống dưới nồng độ này. Thông thường việc thải loại Mn thường đi kèm với việc thải loại Fe ra khỏi nguồn nước cần xử lý.
Một số phương pháp xử lý Mn như sau:
- Phương pháp làm thoáng: nguyên lý là làm giàu oxi cho nước để chuyển Mn2+ thành Mn4+ kết tủa.
Phương pháp này bao gồm nhiều biện pháp khác nhau như: sử dụng giàn mưa hay quạt gió, làm thoáng đơn giản bề mặt lọc, làm thoáng bằng giàn mưa tự nhiên hoặc cưỡng bức (giàn mưa có quạt gió và có áp lực đẩy nước), pH tối ưu cho phản ứng oxy hóa khử mangan là từ 8,5 – 9,5.
- Khử Mn bằng hóa chất: đối với nguồn nước tồn tại nhiều chất như H2S, NH3 hoặc tạp chất hữu cơ thì lượng oxi thu được nhờ làm thoáng không đủ để oxy hóa hết Mn thì ta phải dùng hóa chất. Hóa chất thường dùng là Clo, KMnO4, H2O2, vôi
- Phương pháp điện phân
- Dùng vi sinh vật
- Một số phương pháp không phổ biến: điện keo tụ, tuyển nổi,
- Sử dụng vật liệu lọc: cát đen, cát xanh mangan khử sắt và mangan, vật liệu đa năng ODM – 2F, than hoạt tính, v.v.
- Sử dụng máy lọc nước chuyên dụng cho gia đình.
Kết luận
Thực tế Mn tồn tại trong tự nhiên rất nhiều và có thể nói, dạng tồn tại trong nước của chúng là ít gây hậu quả nhất. Tuy nhiên sử dụng nguồn nước chứa mangan lâu ngày cũng gây ra nhiều hậu quả không tốt cho sức khỏe con người. Vì vậy, nếu có thể, con người nên lựa chọn cho mình giải pháp để có thể sử dụng nguồn nước sạch và an toàn, để bảo vệ sức khỏe của bạn và gia đình thay vì vẫn sử dụng nguồn nước lẫn nhiều tạp chất như hiện nay.
Комментарии