Selenium trong nước uống
Selenium là một nguyên tố tự nhiên phân bố không đều trong vỏ trái đất. Selenium thường được tìm thấy với hàm lượng cao nhất trong các mỏ quặng có chứa các nguyên tố khác. Trong công nghiệp, nó được sử dụng rộng rãi nhất trong các linh kiện điện tử và máy photocopy, ngoài ra còn có trong các vật liệu khác như thủy tinh, cao su và kim loại. Việc giải phóng ô nhiễm selen ra môi trường thường liên quan đến các hoạt động luyện đồng.
Selenium có thể xâm nhập vào nguồn cung cấp nước thông qua tiếp xúc với các khoáng chất chứa selen hoặc thông qua tiếp xúc với đất hoặc nước bị ô nhiễm.
Selenium và sức khỏe con người
“Mặc dù selen cần thiết với số lượng nhỏ, nhưng hàm lượng selen cao hơn sẽ gây độc.”
Selenium là một chất dinh dưỡng khoáng chất thiết yếu mà con người cần với số lượng vi lượng. Hầu hết lượng selen mà con người ăn vào là từ thực phẩm. Sự thiếu hụt khoáng chất này có thể dẫn đến xơ cứng động mạch, và nó có thể làm tăng khả năng mắc các bệnh mãn tính.
Mặc dù selen cần thiết với số lượng nhỏ, nhưng hàm lượng selen cao hơn sẽ gây độc. Selenium độc hại ở mức 0,7 đến 7 miligam (mg) mỗi ngày. Tác dụng ngắn hạn bao gồm những thay đổi trên tóc và móng tay, tổn thương hệ thần kinh, mệt mỏi và khó chịu.
Tiếp xúc lâu dài với lượng selen quá mức có thể dẫn đến rụng tóc và móng tay, viêm da, tổn thương thận và gan cũng như các vấn đề về hệ thần kinh và tuần hoàn.
Sự thật thú vị: Thực phẩm bổ sung selen có thể gây hại cho những người đã nạp đủ selen.
Đối với nước uống, Cục bảo vệ môi sinh Hoa Kỳ (EPA) đã đặt mức gây ô nhiễm tối đa (MCL) và mục tiêu mức gây ô nhiễm tối đa (MCLG) đối với selen là 0,05 miligam trên lít (mg/L hoặc phần triệu) trong nguồn cung cấp nước của thành phố. MCL là nồng độ selen tối đa được phép sử dụng hợp pháp trong các hệ thống nước uống công cộng theo Đạo luật Nước uống An toàn. MCLG là mức selen trong nước uống mà tại đó không có khả năng xảy ra rủi ro bất lợi cho sức khỏe, với biên độ an toàn phù hợp. May mắn thay, nồng độ selen trong nước uống được không phổ biến cao hơn MCL 0,05 miligam trên lít.
Phát hiện selen trong nước cần thử nghiệm hóa học.
Cách loại bỏ Selenium khỏi nước uống
“Hiệu quả của một số phương pháp loại bỏ selen khỏi nước phụ thuộc vào dạng hóa học của nó.”
Về mặt hóa học, selen xảy ra trong nước ở hai dạng. Selenium (VI), dạng selen bị oxy hóa, là dạng selen chiếm ưu thế trong điều kiện oxy hóa và selen (IV) chiếm ưu thế trong điều kiện khử. Hiệu quả của một số phương pháp loại bỏ selen khỏi nước phụ thuộc vào dạng hóa học của nó.
Selenium có thể được loại bỏ khỏi nước uống bằng một trong nhiều phương pháp khác nhau, bao gồm sử dụng hệ thống lọc nước RO, chưng cất, lọc trao đổi anion bazơ mạnh và hấp phụ alumina hoạt hóa.
Hệ thống lọc nước RO hoạt động bằng cách ép nước qua màng cho phép các phân tử nước đi qua và chặn các ion lớn hơn, chẳng hạn như các ion liên quan đến sắt, chì và selen. Trong môi trường gia đình, hệ thống thẩm thấu ngược thường là hệ thống điểm sử dụng nhỏ nằm gần bồn rửa nhà bếp. Các hệ thống thẩm thấu ngược có hiệu quả về chi phí, nhưng chúng bị giới hạn chỉ tạo ra một vài gallon (1gallon = 3.785l) nước được xử lý mỗi ngày.
Hệ thống chưng cất hoạt động bằng cách loại bỏ các chất rắn hòa tan khỏi nước bằng quá trình chưng cất. Hiện có các hệ thống chưng cất nhỏ có thể đặt trên quầy bếp, nhưng các hệ thống này chỉ sản xuất được một lượng nước tương đối nhỏ mỗi ngày. Ngoài ra, chi phí sử dụng của chúng cao hơn so với hệ thống thẩm thấu ngược vì chúng sử dụng điện để đun sôi nước.
Bộ lọc trao đổi anion bazơ mạnh hoạt động bằng cách loại bỏ các ion selenate (một loại selen hòa tan (VI)) bằng cách hấp phụ chúng lên nhựa trao đổi anion. Bởi vì các loại nhựa này hấp thụ ưu tiên các ion selenate, nên chúng có thể loại bỏ selen ngay cả khi nhựa trở nên bão hòa với các ion khác như sunfat. Nếu có mặt selen (IV), nó phải được chuyển thành selen (VI) thông qua quá trình oxy hóa bằng clo tự do (hoặc oxy ở pH cao). Việc loại bỏ selen diễn ra trong các hộp lọc có thể là một phần của hệ thống điểm sử dụng (gần bồn rửa nhà bếp) hoặc hệ thống điểm đầu vào xử lý tất cả nước vào nhà.
Các bộ lọc hấp phụ alumina được kích hoạt có hiệu quả trong việc loại bỏ selen (IV), nhưng chúng không hiệu quả trong việc loại bỏ selen (VI). Các bộ lọc này loại bỏ selen bằng cách hấp phụ chúng lên các hạt khoáng chất. Hộp lọc có thể là một phần của hệ thống điểm sử dụng (POU) hoặc hệ thống điểm vào (POE).
Các bộ lọc trong hệ thống lọc cần được thay thế hoặc tái tạo định kỳ để duy trì hiệu quả của chúng theo thời gian.
