Chỉ tiêu Nhôm trong nước

1.      Nhôm là gì?

Nhôm (hay Aluminium) là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố số hiệu nguyên tử bằng 13. Nhôm là kim loại phổ biến nhất và là nguyên tố phổ biến thứ ba trong lớp vỏ trái đất (chiếm khoảng 8% trong lớp vỏ trái đất) sau oxy và silic[1]. Nhìn bề ngoài, nhôm trông giống bạc, có màu trắng bạc, ánh kim.

Tính chất vật lý của Nhôm

Nhôm là kim loại màu trắng bạc, có cấu trúc tinh thể lập phương tâm diện. Nhôm có trọng lượng riêng thấp, độ dẫn điện, nhiệt cao. Nhôm rất dẻo, có thể dát được lá nhôm mỏng 0,01 mm dùng để gói thực phẩm.

Tính chất hóa học của Nhôm

Phản ứng với không khí:

Kim loại Nhôm không phản ứng với không khí vì bề mặt của nó được bao phủ bởi một lớp oxit mỏng giúp bảo vệ kim loại khỏi sự tấn công của không khí. Tuy nhiên, trong trường hợp lớp oxit bị hỏng và kim loại Nhôm bị lộ ra, nó sẽ phản ứng lại với oxy trong không khí tạo thành oxit lưỡng tính Al2O3. 

Phản ứng với Axit

Nhôm phản ứng dễ dàng với axit để tạo ra dung dịch chứa ion nhôm (III) hoà tan và giải phóng khí hydro (H2).

Phản ứng của Nhôm với Kiềm

Nhôm phản ứng với kiềm để tạo thành aluminat và giải phóng khí hydro.

2.      Ứng dụng của Nhôm

Nhôm tinh khiết khá mềm, dễ dát mỏng và kéo sợi. Lá nhôm mỏng được dùng làm tụ điện, lá nhôm rất mỏng (dày 0,005mm) dùng để gói bánh, kẹo và dược phẩm.

Nhờ dẫn điện tốt Nhôm còn được dùng làm thiết bị trao đổi nhiệt trong công nghiệp và làm dụng cụ nhà bếp.

Bề mặt của Nhôm rất trơn bóng, có khả năng phản chiếu ánh sáng và nhiệt, bởi vậy người ta thường dùng Nhôm để mạ gương dùng trong kính viển vọng phản chiếu.

Nhôm rất bền và rất dễ đúc, được dùng để sản xuất động cơ máy bay, động cơ tàu thủy.

Hợp chất của Nhôm có thể ứng dụng trong xử lý nước sinh hoạt và nước thải…

3.    Nhôm trong môi trường nước

Nhôm là một trong 03 nguyên tố phổ biến nhất trong tự nhiên và là kim loại phổ biến nhất trong lớp vỏ trái đất. Mặc dù vậy, nhôm rất hiếm tồn tại ở dạng kim loại mà chủ yếu tồn tại ở dạng hợp chất trong các mỏ quặng, khoáng vật trong môi trường.

Nhôm đi vào nguồn nước có thể do thôi nhiễm từ các quặng có chứa nhôm vào nước ngầm, do việc rửa trôi từ đất và đá chứa Nhôm hoặc chất thải công nghiệp, phân bón hoặc thuốc trừ sâu chứa Nhôm vào nước bề mặt.

Đối với nước sạch: Nhôm có thể có trong nước sạch (sau xử lý) do các quá trình xử lý nước có sử dụng hóa chất chứa Nhôm, chẳng hạn như việc sử dụng các loại phèn Nhôm để làm trong nước. Sự có mặt của Nhôm trong những nguồn nước này có thể gây ảnh hưởng sức khỏe con người.

Ngoài ra, Nhôm còn tồn tại trong môi trường không khí do hoạt động xả thải từ các làng nghề tái chế nhôm, hoặc từ các hoạt động khai thác mỏ quặng chứa Nhôm.

4.      Nhôm đi vào cơ thể con người như thế nào?

Hầu như trong nước, thực phẩm và không khí đều chứa một lượng Nhôm nhất định. Chính vì vậy, nhôm có thể đi vào cơ thể con người từ các hoạt động sinh hoạt hàng ngày qua ăn uống nguồn thực phẩm, nước sinh hoạt và các loại đồ uống khác, qua tiếp xúc với dụng cụ chứa thực phẩm có nhôm, v.v hoặc qua sử dụng các loại dược phẩm, như thuốc kháng axit có chứa nhôm.

Ngoài ra, Trong không khí, Nhôm có thể đi vào cơ thể con người qua đường không khí, khi hít phải bụi Nhôm tại những nơi không khí có nhiều bụi, đặc biệt khu vực khai thác hoặc nơi xử lý và chế biến kim loại Nhôm.

5.      Nhôm có ảnh hưởng tới sức khỏe con người không?

Nhôm khi đi vào cơ thể người (theo đường tiêu hóa, qua hô hấp, qua da và đi vào máu) có thể ảnh hưởng đến sức khỏe như các vấn đề về phổi, bệnh Alzheime [2].

Nhôm cũng có thể tích tụ trong xương, khiến xương trở nên giòn và mềm quá mức, dẫn đến chứng nhuyễn xương, chứng loạn dưỡng xương. Đặc biệt nếu phơi nhiễm Nhôm lâu dài sẽ gây ảnh hưởng đến sự phát triển về xương và thần kinh ở trẻ em… [2].

Nhôm có thể gây ra các bệnh về xương và thiếu máu ở bệnh nhân chạy thận nhân tạo, và Nhôm cũng được coi là nguyên nhân gây thiếu máu vi mô, giảm sắc tố ở bệnh nhân suy thận mãn tính.

Bệnh xơ cứng teo bên, bệnh Parkinson liên quan đến chứng mất trí nhớ là những căn bệnh tiếp theo mà nguyên nhân chủ yếu được coi là nhiễm độc Nhôm. Đặc điểm chung của các bệnh này là teo tế bào thần kinh, thoái hóa sợi thần kinh, giảm bạch cầu lympho và rối loạn chức năng tế bào lympho T. 

6.      Có những cách nào có thể nhận biết sự tồn tại của Nhôm trong môi trường nước?

Nhôm trong nước ở dạng hòa tan thì thường không màu, không mùi, không vị nên muốn biết trong nước có hàm lượng Nhôm không chúng ta có thể sử dụng hóa chất NaOH. Cho từ từ dung dịch NaOH đến dư vào mẫu nước, nếu thấy có kết tủa dạng keo xuất hiện rồi tan trong NaOH dư thì chứng tỏ có ion Al3+.

Tuy nhiên, phương pháp này không phù hợp với các hộ gia đình. Để xác định chính xác trong nước có chứa Al hay không, hàm lượng Al có an toàn để sử dụng cho ăn uống, sinh hoạt hay không, cách tốt nhất là xét nghiệm mẫu nước tại cơ sở xét nghiệm có uy tín. Việc xét nghiệm nước nên được thực hiện định kỳ  để đảm bảo nguồn nước sử dụng luôn được an toàn.

7.      Làm thế nào để loại bỏ nhôm ra khỏi nước?

a)      Phương pháp keo tụ

Sử dụng chất keo tụ gốc Nhôm (như các loại phèn nhôm: PAC, phèn nhôm sunphat, v.v)

Cơ chế:

Trong nước thường tồn tại các chất lơ lửng là những hạt keo, có kích thước rất nhỏ có điện tích âm. Khi chất keo tụ gốc Nhôm được thêm vào nước, các phản ứng hóa học xảy ra với các hạt keo tụ bằng sự phân hủy từ các chất keo tụ gốc Nhôm mang điện tích dương và trong phạm vi nhỏ của pH từ 6,8 – 7,2 nó sẽ tạo thành các bông cặn. Trong điều kiện axit, dùng quá liều cũng có thể làm tăng dư lượng Nhôm[3]

b)      Phương pháp trao đổi ion

Trao đổi ion và khử khoáng cũng là một số phương pháp tiềm năng để loại bỏ Nhôm khỏi nước. Mặc dù Nhôm dễ dàng được loại bỏ khỏi nước bằng nhựa trao đổi cation. Tuy nhiên cần sử dụng axit định kỳ để loại bỏ Nhôm tích lũy trong nhựa, vì vậy các hệ thống trao đổi cation tự phục hồi không thực tế cho mục đích sử dụng dân dụng mà sử dụng trong công nghiệp.

c)  Phương pháp màng lọc RO: màng lọc RO có thể loại bỏ đến 98% Al và phần lớn các kim loại ra khỏi nước. Đối với hộ gia đình, có thể lựa chọn các thiết bị xử lý nước có sử dụng màng lọc RO.

d) Hoặc sử dụng nguồn nước sạch khác an toàn hơn nếu hàm lượng Al trong nước cao hơn rất nhiều so với quy chuẩn.

8.      Đơn vị nào có thể xét nghiệm chỉ tiêu Nhôm trong nước?

Viện Sức khỏe nghề nghiệp và Môi trường - Bộ Y Tế là đơn vị hàng đầu về lĩnh vực Xét nghiệm nước.

Website: https://xetnghiemmoitruong.vn/

Zalo/hotline: 088.645.5757 – 098.415.8288

Fanpage: https://facebook.com/giamsatnuocquocgia                   

9.      Tài liệu tham khảo

1.       Shakhashiri, B. Z. March 17, 2008. “Chemical of the Week: Aluminum”

2.      Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR). 2008. Toxicological Profile for Aluminum. Atlanta, GA: U.S. Department of Health and Human Services, Public Health Service. CAS # 7429-90-5

3.      Health Canada, August 30, 2019, “Aluminum in Drinking Water” Guideline Technical Document for Public Consultation.

ThS. Trần Quỳnh Trâm (Trung tâm Giám sát chất lượng nước Quốc gia)