Cáu cặn ở bên trong ống hợp kim gang làm nước nhiễm độc

Nghiên cứu mới cho thấy cáu cặn bên trong ống dẫn nước làm bằng hợp kim gang có thể phản ứng với chất khử trùng để tạo ra Cr (VI).

Crôm kim loại (Cr) - được tìm thấy trong hợp kim gang - là vật liệu phổ biến nhất được sử dụng để sản xuất ống dẫn nước. Khi gang bị ăn mòn, cáu cặn bắt đầu tích tụ trên bề mặt bên trong của đường ống.

Trong một báo cáo mới trên tạp chí Công nghệ và Khoa học Môi trường của Hiệp hội Hóa học Mỹ (ACS), các nhà nghiên cứu cảnh báo lớp cáu cặn này có thể phản ứng với chất khử trùng trong nước và giải phóng một số hợp chất chứa crom hóa trị sáu, có ký hiệu là Cr (VI). Ở lượng liều lượng cao, Cr (VI) có thể gây ung thư phổi, tổn thương gan và một số vấn đề liên quan đến khả năng sinh sản và phát triển.

Năm 2014, California từng đặt ra tiêu chuẩn về Cr (VI) trong nước uống là dưới 10 microgram trên mỗi lít, nhưng quy định đã bị rút lại vì không có phương pháp xử lý khả thi nào về mặt kinh tế để loại bỏ nó khỏi nước máy.

Thay vì tìm cách khử Cr (VI), Phó giáo sư Haizhou Liu cùng hai cộng sự Cheng Tan, Sumant Avasarala từ Khoa Kỹ thuật Môi trường và Hóa học tại Đại học Washington của Mỹ đã tập trung tìm hiểu cách thức hóa chất độc hại này xâm nhập vào nước để ngăn chặn sự hình thành của nó.

Nhóm nghiên cứu đã thu thập hai đoạn ống gang từ hai hệ thống cấp nước sạch khác nhau ở Mỹ: đoạn thứ nhất lấy từ hệ thống sử dụng nước ngầm và đoạn còn lại lấy từ hệ thống sử dụng nước mặt. Sau đó, họ loại bỏ cáu cặn để phân tích thành phần của nó.

Cáu cặn ở bên trong ống hợp kim gang có thể phản ứng với chất khử trùng còn sót lại trong nước để giải phóng Cr (VI). Phỏng theo Khoa học & Công nghệ Môi trường 2020

Kết quả cho thấy trong hai đoạn ống, crôm đều tồn tại ở hai trạng thái oxy hóa là Cr (0) và Cr (III), tuy nhiên hàm lượng crom trong cáu cặn ở đường ống thứ nhất cao hơn gấp 18 lần so với đường ống thứ hai.

Khi cho chất khử trùng có chứa clo hoặc brom tiếp xúc với cáu cặn, nhóm nghiên cứu nhận thấy chúng nhanh chóng phản ứng với Cr (0), chứ không phải Cr (III) như suy nghĩ trước đây, để tạo ra Cr (VI).

Phát hiện này đề xuất một giải pháp mới để kiểm soát crôm độc hại trong nước sinh hoạt. Theo đó, việc lựa chọn các chất khử trùng ít phản ứng với Cr (0) hơn có thể hạn chế lượng Cr (VI) độc hại sản sinh từ cáu cặn.