Ngộ độc thạch tín

LÀ MỘT Á KIM GÂY NGỘ ĐỘC KHÉT TIẾNG NGOÀI RA NÓ CÒN ĐƯỢC BIẾT ĐẾN LÀ THÀNH PHẦN TỰ NHIÊN CỦA VỎ TRÁI ĐẤT ASEN VÀ CÁC HỢP CHẤT CỦA NÓ ĐƯỢC SỬ DỤNG NHƯ THUÔC TRỪ SÂU, THUỐC TRỪ CỎ VÀ THUỐC TRỪ DỊCH HẠI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GÒN

CHỦ ĐỀ 6 : THẠCH TÍN ( ARSEN) Giáo viên hướng dẫn : Trần Đình Nam

I TỔNG QUAN VỀ ASEN:

KÝ HIỆU: As

SỐ NGUYÊN TỬ: 33

KHỐI LƯỢNG NGUYÊN TỬ: 74,92

ASEN VÀ CÁC HỢP CHẤT CỦA NÓ ĐƯỢC SỬ DỤNG NHƯ THUÔC TRỪ SÂU, THUỐC TRỪ CỎ VÀ THUỐC TRỪ DỊCH HẠI

ĐẤT

2

2 TÍNH CHẤT

TÍNH CHẤT VẬT LÍ

Dạng vô cơ Độc hơn hữu cơ

Tồn tại dưới 3 dạng thù hình:

Anpha-vàng Beta- đen Gama- xám

Trong nước Không màu Không mùi Không vị Khó phân huỷ

Mang nhiều độc tính Tương tự như:

chì và thuỷ ngân

3

TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

Tồn tại dưới dạng các hợp chất Trong nước Asen tồn tại ở 2 dạng hoá trị: hợp chất Asen hóa trị III và V.

4

As hóa trị(III) có độc tính cao hơn dạng hóa trị (V) Trong những hợp chất As thì H3AsO3 độc hơn H3AsO4.

Asen có khả năng kết tủa cùng các ion sắt.

Trong điều kiện ẩm ướt :các hợp chất Asen sulfua dễ bị hòa tan, rửa trôi hoặc hoà tan để thâm nhập vào đất, vào nước và không khí.

II Lịch sử - nguồn gốc

1. Lịch sử

-. Từ arsen là vay mượn từ tiếng Ba Tư Arsen đã được biết đến và sử dụng tại Ba Tư và một vài nơi khác từ thời cổ đại

-. Do các triệu chứng ngộ độc arsen là hơi mập mờ, nên nó thường được sử dụng để giết người

-. Trong thời kỳ đồ đồng, arsen thường được đưa vào trong đồng thiếc để làm cho hợp kim trở thành cứng hơn (gọi là "đồng thiếc arsen")

-. Ở Anh, trong thời đại Victoria, 'arsen' ('arsen trắng' không màu, kết tinh, hòa tan) được trộn lẫn

với dấm và đá phấn và phụ nữ ăn nó để cải thiện nước da mặt của họ

-. Việc sử dụng ngẫu nhiên arsen trong làm giả thực phẩm đã dẫn tới ngộ độc kẹo Bradford năm 1858, gây ra cái chết của khoảng 20 người và làm khoảng 200 người khác bị bệnh do ngộ độc asen

2 Nguồn gốc :

Thạch tín có nguồn gốc thiên nhiên hay do chế biến mà thành

• Những nguyên liệu thiên nhiên của thạch tín là :

- Thân hoa có thành phần chủ yếu là As2O3 có thể coi là thạch tín thiên nhiên nhưng rất ít

- Độc sa có thành phần chủ yếu là hợp chất lẫn sắt, arsen và sunfua AsFeS

- Hùng hoàng có thành phần chủ yếu là arsen sunfua

• Từ khoáng chất sau phải chế biến mới có được thạch tín Thăng hoa thạch tín ta sẽ có được phê sương là thạch tín nguyên chất

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

III Những đặc điểm đáng chú ý :

• Arsen về tính chất hóa học rất giống với nguyên tố đứng trên nó là phốtpho Tương tự như phốtpho, nó tạo thành các ôxít kết tinh, không màu, không mùi như As2O3 và As2O5 là những chất hút ẩm và dễ dàng hòa tan trong nước để tạo thành các dung dịch có tính axít

• Arsen nguyên tố được tìm thấy ở nhiều dạng thù hình rắn: dạng màu vàng thì mềm, dẻo như sáp và không

ổn định, và nó làm cho các phân tử dạng tứ diện As4 tương tự như các phân tử của phốtpho trắng Các dạng màu đen, xám hay 'kim loại' hơi có cấu trúc kết tinh thành lớp với các liên kết trải rộng khắp tinh thể

• Chúng là các chất bán dẫn cứng với ánh kim Tỷ trọng riêng của dạng màu vàng là 1,97 g/cm³

IV Thành phần hóa học

Thạch tín thiên nhiên hay than hoa có các thành phần chủ yếu là As2O3 tan trong nước, trong kiềm, cacbonat

kiềm, axit, cồn etylic thường lẫn tạp chất bao gồm sắt, sunfua là cho thạch tín có màu hồng

Độc sa có chừng 34.3% Fe 46% arsen, 19.7% sunfua, thường còn lẫn côban, niken, stibi

Một số rất ít độc sa có lẫn vàng

Hợp chất và đồng vị

• Axít asenic (H3AsO4)

• Axít asenơ (H3AsO3)

• Triôxít asen (As2O3)

• Arsin (Trihiđrua asen AsH3)

• Asenua cadmi (Cd3As2)

• Asenua gali (GaAs)

• Asenat hiđrô chì (PbHAsO4)

• Asen cũng xuất hiện trong trạng thái ôxi hóa II, nhưng chỉ trong cation As24+, As (II) không tìm thấy ở dạng khác

V Tính phổ biến

• Năm 2005, Trung Quốc là nhà sản xuất arsen trắng hàng đầu, chiếm gần 50% sản lượng thế giới Sau đó

là Chile và Peru, theo báo cáo của Khảo sát Địa chất Vương quốc Anh

• Các hợp chất quan trọng nhất của arsen là ôxít arsen (III), As2O3, ('arsen trắng'), opiment sulfua vàng

(hay thư hoàng) (As2S3) và hùng hoàng đỏ (As4S4), lục Paris, asenat canxi, asenat hiđrô chì

• Ngoài các dạng vô cơ như nói trên, arsen cũng tồn tại trong nhiều dạng hữu cơ trong môi trường

• Hợp chất hữu cơ asenobetain tìm thấy trong một số hải sản như cá và tảo, cũng như trong nấm ăn với hàm lượng lớn Nhu cầu trung bình của người là khoảng 10-50 µg/ngày

Các ứng dụng khác :

• Nhiều loại thuốc trừ sâu, chất độc trong nông nghiệp

• Sử dụng trong nuôi dưỡng động vật, cụ thể là tại Hoa Kỳ như là phương pháp ngăn ngừa bệnh và kích thích phát triển

• Asenua gali là một vật liệu bán dẫn quan trong, sử dụng trong các mạch tích hợp (IC) Các mạch tích hợp này nhanh hơn (nhưng cũng đắt tiền hơn) so với các mạch dùng silic Không giống như silic, nó là khe hở năng lượng trực tiếp, và vì thế có thể sử dụng trong các điốt laze và LED để trực tiếp chuyển

hóa điện thành ánh sáng

• Cũng được sử dụng trong kỹ thuật mạ đồng và pháo hoa

• Đông y cho rằng thạch tín có vị cay, chua, tính nóng, rất độc,có tác dụng trừ đờm, chữa sốt rét, ăn hết những chỗ thịt thối nát, còn có tác dụng bổ máu, vàng da Liều dùng 1mg đến 10mg Dùng ngoài không kể liều lượng Thực tế cũng cần chú ý để tránh dùng nhiều quá để khỏi gây ngộ độc

VII Độc tính Arsen:

Arsen gây ra ngộ độc Arsen do sự hiện diện của nó trong nước uống,

♣Khả năng của arsen tham gia phản ứng ôxi hóa-khử để chuyển hóa giữa As (III) và As (V) làm cho khả năng nó có mặt trong môi trường là hoàn toàn có thể

♣ Phơi nhiễm arsen ở mức cao hơn trung bình có thể diễn ra ở một số nghề nghiệp Các ngành công nghiệp sử dụng arsen

vô cơ và các hợp chất của nó bao gồm bảo quản gỗ, sản xuất thủy tinh, các hợp kim phi sắt và sản xuất bán dẫn điện tử Arsen vô cơ cũng tìm thấy trong khói tỏa ra từ các lò cốc gắn liền với công nghiệp nấu kim loại

VIII TIÊU CHUẨN CHO PHÉP

Năm 1993 Tổ Chức Y Tế Thế Giới đã hạ tiêu chuẩn khuyến cáo tối đa với Arsen trong nước từ 0,05mg/l xuống 0,01 mg/l

♣ Năm 2002, Bộ Y Tế Việt Nam đã đưa tiêu chuẩn Arsen nhỏ hơn hoặc bằng 0,01mg/l

♣ Tại Hoa Kỳ, năm 2000 sửa đổi tiêu chuẩn Arsen trong nước uống xuống 0,01 mg/l

♣ Tháng 3 năm 2001 lại đưa tiêu chuẩn này lên 0,05mg/l

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

IX CƠ CHẾ GÂY ĐỘC

 Tấn công vào các nhóm sulfuahydric của enzyme làm cản trở các hoạt động của enzyme Arsen(III) ở nồng độ cao làm đông tụ các protein do Arsen (III) tấn công vào liên kết có nhóm sulfua, khi vào trong cơ thể đặt biệt là As (III) tấn công ngay lập tức vào các enzyme có chứa nhóm –SH và cản trở hoạt động của chúng

 As tự do cũng như hợp chất của nó rất độc Trong hợp chất thì hợp chất của As(III) là độc nhất

CÁC CON ĐƯỜNG XÂM NHẬP ARSEN VÀO CƠ THỂ CON NGƯỜI

X NHỮNG BIỂU HIỆN KHI NHIỄM ĐỘC

Nhiễm độc Arsen thường qua đường hô hấp và tiêu hoá dẫn đến các thương tổn da như tăng hay giảm màu của da, tăng sừng hoá, ung thư da và phổi, ung thư bàng quang, ung thư thận, ung thư ruột Ngoài ra, Arsen còn có thể gây các bệnh khác như: to chướng gan, bệnh đái đường, bệnh sơ gan Khi cơ thể bị nhiễm độc Arsen, tuỳ theo mức độ và thời gian tiếp xúc sẽ biểu hiện những triệu chứng với những tác hại khác nhau, chia ra làm hai loại sau:

 Nhiễm độc cấp tính:

• Qua đường tiêu hoá

• Qua đường hô hấp

 Nhiễm độc mãn tính:

Tổn thương da, tổn thương các niêm mạc, rối oạn dạ dày, ruột, rối loạn thần kinh, ung thư đa, rói loạn toàn thân người tiếp xúc

BIỂU HIỆN NGOÀI DA

XI GIẢI PHÁP XỬ LÍ

• Keo tụ- kết tủa

Phương pháp này kết tủa lắng lọc đồng thời với quá trfinh xử lý Sắt hoặc Mn có sẵn trong nước As( III) được oxi hoá thành As( V) hấp thụ lên bề mặt của các bông keo tụ hydrorate hay Mn tạo thành lắng xuống bể lọc hấp thụ và bị giữ lại trong bể lọc Phương pháp này có oại bỏ 80% As trong nước, do phụ thuộc nhiếu vàothafnh phần các hợp chất nước nguồn

• Keo tụ bằng hoá chất:

Sử dụng vôi sống hoặc vôi tôi để khử As, hiệu suất đạt 40-70% Keo tụ bằg vôi tôi đạt hiệu suất với pH trên 1,5, nồng độ

As ban đầu khoảng 50µg/l

Hạn chế: sử dụng vôi tôi tạo ra 1 lượng cặn lớn sau khi xử lý, ít được áp dụng rộng rãi, khó cho phép đạt được nồn đọ As trong nước sau xử xuống tới 10mg/l

MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG CHẤT HOÁ HỌC

Phương pháp oxy hoá:

Bằng các chất oxy hoá mạnh: Cl, KMnO4, H2O2 Ozon

Điện hoá: dùng điện cực là hợp kim được áp dụng cho các hộ sử dụng nước quy mô nhỏ

Oxy quang hoá: chiếu tia cực tím (có thể sử dụng ánh sang mặt trời) vào nước rồi sau đó lắng, các chất tạo ra có thể

là oxy tinh khiết hoặc sục khí Chất hấp thụ quang hoá có thể là Fe (II), Fe(III), Ca(II)

Trao đổi ion: loại As(V) trong nước bằng phương pháp trao đổi ionvới vật liệu trao đổi anion axit mạnh Sử dụng

công nghệ phức tạp nên ít được áp dụng cho từng hộ gia đình đơn lẻ

MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG TRONG THỰC TẾ

Giải pháp xử lý asen:

1 Loại bỏ asen khỏi nước

Theo Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, dùng phương pháp ôxy hóa thông thường và ánh sáng mặt trời có thể loại trừ được các tạp chất, đặc biệt là asen ra khỏi nước ngầm

- Các gia đình sử dụng nước giếng khoan nên xử lý bằng phương pháp sục khí, giàn mưa, bồn lắng, lọc , vừa để khử sắt, vừa loại bỏ được asen trong nước

- Các gia đình dùng bơm điện: Làm giàn mưa bằng ống nhựa, khoan 150-200 lỗ có đường kính từ 1,5 đến 2 mm, tùy theo công suất máy bơm đang sử dụng Dưới cùng bể lọc là lớp sỏi đỡ dày khoảng 1 gang, trên lớp sỏi đỡ là lớp cát dày khoảng 2,5-3 gang

- Các gia đình dùng bơm tay: Cho nước từ vòi bơm rót vào máng mưa có nhiều lỗ nhỏ để không khí dễ tan vào nước, phát huy hiệu quả ôxy hóa của không khí

Bằng những biện pháp đơn giản, ít tốn kém và rất hiệu quả trên, asen sẽ không còn là “sát thủ vô hình” nữa

gan thải arsen ra khỏi cơ thể như thuốc DMPS và DMSA Tuy nhiên phải có sự hướng dẫn của bác sĩ vì đây là những loại thuốc có thể gây ra nhiều phản ứng phụ

3 Dò nước ô nhiễm asen bằng vi khuẩn phát sáng

Nhóm nghiên cứu thuộc Viện Khoa học và Công nghệ môi trường Thụy Sĩ đã lợi dụng khả năng nhạy cảm với arsen của vi khuẩn Escherichia coli để biến đổi gen sao cho chúng phát sáng khi dò thấy arsen trong nước

Thành công trên có thể cứu sống nhiều người đang sử dụng nước ngầm bị ô nhiễm loại chất độc tự nhiên này E.coli hiện cũng đang được thử nghiệm tại Việt Nam, chi phí thấp mà không bị giải phóng các hoá chất độc hại vào môi trường

Bài thuyết trình đến đây là hết

Cám ơn thầy và các bạn chú ý theo dõi