Luận văn thạc sĩ khoa học tổng hợp và đánh giá khả năng xử lí chất hữu cơ, amoni, asen của vật liệu mno2 kích thước nanomet mang trên silicagen, laterit, pyroluzit Luận văn thạc sĩ khoa học tổng hợp và đánh giá khả năng xử lí chất hữu cơ, amoni, asen của vật liệu mno2 kích thước nanomet mang trên silicagen, laterit, pyroluzit
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Lê Mạnh Cƣờng TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XỬ LÝ AMONI, ASEN, CHẤT HỮU CƠ CỦA VẬT LIỆU MnO2 KÍCH THƢỚC NANOMET MANG TRÊN SILICAGEN, LATERIT, PYROLUZIT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - Năm 2012 Lê Mạnh Cường K21 CHH Luận văn Thạc sĩ Khoa học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - LÊ MẠNH CƢỜNG TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XỬ LÝ AMONI, ASEN, CHẤT HỮU CƠ CỦA VẬT LIỆU MnO2 KÍCH THƢỚC NANOMET MANG TRÊN SILICAGEN, LATERIT, PYROLUZIT Chun ngành: Hóa vơ Mã số: 604425 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS NGUYỄN TRỌNG UYỂN Hà Nội - Năm 2012 Lê Mạnh Cường K21 CHH Luận văn Thạc sĩ Khoa học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG : TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung asen, amoni, chất hữu 1.1.1 Asen Error! Bookmark not defined 1.1.2 Amoni 1.1.3 Chât hữu 1.2 Các phƣơng pháp xử lí asen, amoni, chất hữu cơError! defined Bookmark not 1.2.1 Các phương pháp xử lý asen Error! Bookmark not defined 1.2.2 Các phương pháp xử lý amoni Error! Bookmark not defined 1.2.2.1 Phương pháp sinh học tách loại amoni 1.2.2.2 Các phương pháp hóa lý hóa học xử lý amoni Error! Bookmark not defined 1.2.3 Phương pháp xử lý hợp chất hữu thường gặp thực tế 1.3 Giới thiệu chung pyroluzit laterit 1.3.1 Pyroluzit 1.3.2 Laterit 1.4 Khả hấp phụ asen sắt hyđroxit/oxit khả ứng dụng làm vật liệu hấp phụ 1.5 Cơ chế hấp phụ asen mangan dioxit Lê Mạnh Cường K21 CHH Luận văn Thạc sĩ Khoa học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên 1.6 Công nghệ nano ứng dụng xử lý môi trƣờng CHƢƠNG PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Ý tƣởng phƣơng pháp tạo vật liệu 2.2 Các phƣơng pháp vật lý xác định đặc trƣng vật liệu 2.3 Phƣơng pháp hóa lý 2.3.1 Phương trình LANGMUIR 2.3.2 Phương trình FRENDLICH CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM 3.1 Hoá chất dụng cụ 3.2 Tổng hợp vật liệu MnO2 kích cỡ nanomet chất mang silicagen, laterit, pyroluzit 3.2.1 Chuẩn bị vật liệu 3.2.2 Tổng hợp hệ keo MnO2 3.2.3 Tổng hợp vật liệu M1, M2, M3 3.3 Khảo sát hình thái cấu trúc liệu 3.4 Phƣơng pháp phân tích chất 3.4.1 Phân tích asen phương pháp so màu HgBr2 (HgCl2) Error! Bookmark not defined 3.4.2 Lập đường chuẩn xác định asen phương pháp so màu giấy tẩm HgCl2 3.4.3 Xác định hàm lượng amoni phương pháp so màu với thuốc thử Nessler 3.4.4 Xác định hàm lượng xanh metylen phương pháp so màu 3.5 Khảo sát khả hấp thụ asen, amoni, xanh meylen vật liệu Lê Mạnh Cường K21 CHH Luận văn Thạc sĩ Khoa học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên 3.5.1 Hấp phụ asen 3.5.2 Hấp phụ amoni 3.5.3 Hấp phụ xanh metylen CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Nghiên cứu đặc tính cấu trúc vật liệu 4.1.1 Khảo sát kích thước hạt nano MnO2 4.1.2 Khảo sát cấu trúc bề mặt laterit pyroluzit trước phủ 4.1.3 Khảo sát cấu trúc mặt vật liệu M1 4.1.4 Khảo sát cấu trúc mặt vật liệu M2 4.2 Ảnh XRD vật liệu 4.3 Khảo sát khả hấp phụ vật liệu 4.3.1 Hấp phụ tĩnh 4.3.1.1 Đối với asen 4.3.1.2 Đối với xanh metylen 4.3.1.3 Đối với amoni 4.4 Nghiên cứu khả ứng dụng vật liệu 4.4.1 Hấp phụ động 4.4.2 Đề xuất chế hấp phụ asen, amoni, chất hữu giả định Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Mạnh Cường K21 CHH Luận văn Thạc sĩ Khoa học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên MỞ ĐẦU Hiện nay, vấn đề ô nhiễm môi trường trở nên ngày trầm trọng Kể nước phát triển, việc giải ô nhiễm môi trường thách thức lớn tất quốc gia Trên giới vấn đề cung cấp nước cho sinh hoạt vấn đề lớn mà xã hội quan tâm Trong nguồn nước bề mặt: sông, suối, ao, hồ ngày bị ô nhiễm nặng nước thải nhà máy, xí nghiệp, nước thải sinh hoạt việc sử dụng nước ngầm giải pháp hữu hiệu cho việc cung cấp nước Nước ngầm chịu ảnh hưởng tác động người gây Chất lượng nước ngầm thường tốt chất lượng nước bề mặt Trong nước ngầm, khơng có hạt keo hay cặn lơ lửng, tiêu vi sinh nước ngầm tốt Tuy nhiên, khai thác nguồn nước ngầm, phải đối mặt với vấn đề đáng lo ngại, việc nhiễm độc asen, amoni, chất hữu Nguồn asen, amoni, chất hữu có nước ngầm chủ yếu hòa tan hợp chất quặng có chứa asen, hợp chất chứa nitơ, chất hữu có đất, đá trình phong hóa, hoạt động núi lửa phần q trình sản xuất cơng, nơng nghiệp xảy Việc sử dụng nguồn nước bị nhiễm độc asen, amoni, chất hữu hàng ngày gây tác hại lớn tới sức khỏe người mà hậu để lại người chưa có cách chữa trị Do việc xử lý asen, amoni, chất hữu vấn đề cấp bách Nhằm đóng góp thêm vào cơng nghệ xử lý asen, amoni, chất hữu xin đề xuất đề tài: “Tổng hợp đánh giá khả xử lí chất hữu cơ, amoni, asen vật liệu MnO2 kích thước nanomet mang silicagen, laterit, pyroluzit ” Lê Mạnh Cường K21 CHH Luận văn Thạc sĩ Khoa học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên CHƢƠNG : TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung asen, amoni, chất hữu 1.1.1 Asen Asen nguyên tố tồn tự nhiên vỏ trái đất, nhiều loại khoáng vật, dạng nguyên chất asen kim loại màu xám, dạng khơng tồn tự nhiên Người ta thường tìm thấy asen dạng hợp chất với hay số nguyên tố khác oxy, clo lưu huỳnh Asen thiên nhiên cịn tồn thành phần mơi trường đất, nước, khơng khí, sinh học v.v… có liên quan chặt chẽ tới q trình địa chất, q trình sinh địa hố Các q trình làm cho asen có mặt số thành tạo địa chất phân tán hay tập trung nguyên nhân gây ô nhiễm mơi trường sống Asen giải phóng vào mơi trường nước q trình oxi hố khống sunfua khử khoáng oxi hidroxit giàu asen Nhưng tượng asen có mặt nước ngầm có nhiều giả thiết khác chưa có thống Giả thiết thơng qua q trình thuỷ địa hố sinh địa hoá, điều kiện địa chất thuỷ văn mà asen xâm nhập vào môi trường nước Hàm lượng asen nước đất phụ thuộc vào tính chất trạng thái mơi trường địa hố Asen tồn nước đất dạng H2AsO4-1 (trong môi trường pH axit đến gần trung tính), HAsO4-2 (trong mơi trường kiềm) Hợp chất H3AsO3 hình thành chủ yếu mơi trường khử yếu Các hợp chất asen với natri có tính hồ tan cao Những muối asen với Ca, Mg hợp chất asen hữu mơi trường pH gần trung tính, nghèo canxi độ hoà tan hợp chất hữu cơ, đặc biệt asen- axit fulvic bền vững có xu tăng theo độ pH tỷ lệ asenaxit fulvic Các hợp chất As5+ hình thành theo phương thức Lê Mạnh Cường K21 CHH Luận văn Thạc sĩ Khoa học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Asen nguyên tố vi lượng, cần thiết cho sinh trưởng phát triển người sinh vật Asen có vai trị trao đổi chất nuclein, tổng hợp protit hemoglobin Các ngành công nghiệp khai thác chế biến loại quặng tạo nguồn ô nhiễm Asen Việc khai thác mỏ nguyên sinh phơi lộ quặng sunfua, làm gia tăng q trình phong hố, bào mịn tạo khối lượng lớn đất đá thải có lẫn asenopyrit lân cận khu mỏ Tại nhà máy tuyển quặng, asenopyrit tách khỏi khoáng vật có ích vào mơi trường Asenopyrit bị rửa lũa, dẫn đến hậu lượng lớn asen đưa vào môi trường xung quanh, Asenopyrit sau tách khỏi quặng thành chất thải chất đống ngồi trời trơi vào sơng suối, gây nhiễm tràn lan Asen kết hợp với số nguyên tố tạo thành hợp chất asen vơ khống vật, đá thiên thạch, Reagal (AsS), Orpiment (As2S3), Arsenolit (As2O3), Arsenopyrit (FeAs2, FeAsS, AsSb), vv… Hợp chất asen với carbon hydro gọi hợp chất asen hữu Thường dạng hợp chất hữu asen độc hại so với hợp chất asen vô Các dạng tồn Asen(III) Asen(V) môi trường [10,14] Trong mơi trường oxi hố thống khí, dạng tồn chủ yếu asen nước đất asenat Asen bền với dãy oxyanion: H3AsO4, H2AsO4-, HAsO42- AsO43- Dưới điều kiện khử ngập nước ( 50 g/l) cho thấy giá trị asen tóc người mẫu đối chứng 0,27 mg/kg (trong khoảng 0,04 – 0,84 mg/kg), mẫu nghiên cứu bị nhiễm asen 0,79 mg/kg (0,01 – 3,3 mg/kg) 1,61 mg/kg (0,16 -10,36 mg/kg) Tại Sơn Đồng, 70% số mẫu có nồng độ asen tóc lớn mg/kg, có mẫu lên tới 10 mg/kg Kết so sánh với nghiên cứu vùng Tây Bengan ấn Độ, nơi bị nhiễm asen nặng với hàm lượng asen tóc người dân khoảng 3- 10mg/kg giá trị tiêu chuẩn WHO 0,002- 0,2 mg/kg Kết nghiên cứu Hà Nam năm 2004 cho thấy Hín Hụ Bang Mon nằm đới biến đổi nhiệt dịch có hàm lượng asen cao, có biểu nhiễm độc mãn tính, làm tăng trội theo số bệnh sốt rét, tiêu hoá, tâm thần, bệnh xương khớp, tim mạch, viêm phổi Nhiễm độc asen không phân biệt độ tuổi, từ trẻ em đến người già Nhưng qua số liệu nghiên cứu cho thấy, tỷ lệ bị nhiễm bệnh thuộc nữ nhiều nhiều lần so với nam giới Nếu người dân sử dụng nguồn nước có nồng độ asen 0,75mg asen/ lít năm theo thống kê cho thấy tỷ lệ phát bệnh 16,3%; năm 28,8%; năm 35,52%; năm 42,2%; năm 62,9% Khu vực có khí hậu khơ nóng tỷ lệ nhiễm cao hơn, dấu hiệu bệnh lại dễ nhận thấy vào mùa đông Vùng kinh tế phát triển bị nhiễm bệnh Lê Mạnh Cường K21 CHH Luận văn Thạc sĩ Khoa học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Tình trạng nhiễm asen [14] Ô nhiễm asen giới Hình 1.2 Sự phân bố khu vực nhiễm asen giới Hiện giới có hàng chục triệu người bị bệnh đen rụng móng chân, sừng hoá da, ung thư da v.v… sử dụng nguồn nước sinh hoạt có nồng độ asen cao Nhiều nước phát hàm lượng asen cao nguồn nước sinh hoạt Canada, Alaska, Chile, Arhentina, Trung Quốc, India, Thái Lan, Bangladesh v.v… Ở Trung Quốc, trường hợp bệnh nhân nhiễm độc asen phát từ năm 1953 Số liệu thống kê cho thấy 88% nhiễm qua thực phẩm, 5% từ khơng khí 7% từ nước uống Đến năm 1993 có 1.546 nạn nhân bệnh asenicosis (bệnh nhiễm độc asen) thời điểm phát 13.500 bệnh nhân số 558.000 người kiểm tra 462 làng thuộc 47 vùng bị liệt vào khu vực nhiễm asen cao Trên nước Trung Quốc có tới 13 - 14 triệu người sống vùng có nguồn gốc bị nhiễm asen cao, tập trung nhiều tỉnh An Huy, Sơn Tây, Nội Mông, Ninh Hạ, Tân Cương Tại Sơn Tây phát 105 làng bị ô nhiễm asen Lê Mạnh Cường K21 CHH Luận văn Thạc sĩ Khoa học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hàm lượng asen tối đa thu nước uống 4,43 mg/l gấp tới 443 lần giá trị Asen cho phép tổ chức y tế giới WHO (10μg/l) Khu vực bị ô nhiễm asen lớn vùng đồng châu thổ sông Ganges nằm Tây Bengal ấn Độ Bangladesh (Chowdhury cộng sự, 1999) Ở Tây Bengal, 40 triệu người có nguy nhiễm độc asen sống khu vực có nồng độ asen cao Tới có 0,2 triệu người bị nhiễm nồng độ asen tối đa nước cao gấp 370 lần nồng độ cho phép WHO Tại Bangladesh, trường hợp nhiễm asen phát vào năm 1993, có tới 3.000 người chết nhiễm độc asen năm 77 triệu người có nguy nhiễm asen Tổ chức y tế Thế giới phải coi "vụ nhiễm độc tập thể lớn lịch sử" Con số bệnh nhân nhiễm độc asen Archentina có tới 20.000 người Ngay nước phát triển mạnh Mỹ, Nhật Bản phải đối phó với thực trạng nhiễm asen Mỹ, theo nghiên cứu cho thấy triệu người dân Mỹ có nguy nhiễm độc asen, mức độ nhiễm asen nước uống dao động từ 0,045 – 0,092 mg/l Còn Nhật Bản, nạn nhân có triệu chứng nhiễm asen phát từ năm 1971, năm 1995 có 217 nạn nhân chết asen Lê Mạnh Cường K21 CHH Luận văn Thạc sĩ Khoa học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Ô nhiễm asen Việt Nam [15] Hình 1.3 Ơ nhiễm asen Việt Nam Do cấu tạo tự nhiên địa chất, nhiều vùng nước ta nước ngầm bị nhiễm asenic (thạch tín) Theo thống kê chưa đầy đủ, có khoảng triệu giếng khoan, nhiều giếng số có nồng độ asen cao từ 20-50 lần theo tiêu chuẩn Bộ Ytế 0,01mg/l, gây ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ, tính mạng cộng đồng Vùng nước bị nhiễm asen nước ta rộng nên việc cảnh báo nhiễm độc từ nước giếng khoan cho khoảng 10 triệu dân cần thiết Những nghiên cứu gần cho thấy vùng châu thổ sơng Hồng có nhiều giếng khoan có hàm lượng asen cao vượt tiêu chuẩn Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) vượt tiêu chuẩn Bộ Y tế Việt Nam (0,01mg/l) Những vùng bị ô nhiễm nghiêm trọng phía Nam Hà Nội, Hà Nam, Hà Tây, Hưng Yên, Nam Định, Ninh Bình, Thái Bình Hải Dương Lê Mạnh Cường K21 CHH Luận văn Thạc sĩ Khoa học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hình 1.4 Ơ nhiễm asen đồng châu thổ sông Hồng Ở đồng sông Cửu Long phát nhiều giếng khoan có hàm lượng asen cao nằm Đồng Tháp An Giang Sự ô nhiễm asen miền Bắc phổ biến cao miền Nam Qua điều tra cho thấy 1/4 số hộ gia đình sử dụng trực tiếp nước ngầm khơng xử lý ngoại thành Hà Nội bị ô nhiễm asen, tập trung nhiều phía Nam thành phố (20,6%), huyện Thanh Trì (41%) Gia Lâm (18.5%) Điều nguy hiểm asen khơng gây mùi khó chịu có mặt nước hàm lượng gây chết người nên khơng phân tích mẫu mà cảm quan khơng thể phát tồn asen Bởi nhà khoa học cịn gọi asen “sát thủ vơ hình’’ Hiện có khoảng 13,5% dân số Việt Nam (10-15 triệu người sử dụng nước ăn từ giếng khoan nên dễ bị nhiễm asen) Từ năm 1999, tổ chức UNICEF, số quan phủ Việt nam, viện nghiên cứu bắt đầu tập trung nghiên cứu cách nghiêm túc asen tìm hướng Lê Mạnh Cường K21 CHH Luận văn Thạc sĩ Khoa học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên giảm nhẹ Bộ tài nguyên Môi trường yêu cầu đến cuối năm 2006 phải lập đồ ô nhiễm asen phạm vi nước 1.1.2 Amoni Do thực trạng hệ thống cấp - nước, xử lí nước cấp nước thải, chất thải rắn chưa đồng bộ, cộng thêm phát triển ngành cơng - nông nghiệp ngày tăng thời gian gần đây, chưa kể đến trình diễn tự nhiên, điều kiện địa chất - thủy văn phức tạp vùng châu thổ sông Hồng gây cho nguồn cấp nước - nguồn nước ngầm, nguy nhiễm ngày cao, có ô nhiễm hợp chất chứa nitơ Theo khảo sát nhà khoa học, phần lớn nước ngầm vùng đồng Bắc Bộ Hà Nội, Hà Tây, Ninh Bình, Hải Dương bị nhiễm bẩn amoni ( NH 4 ) nặng, vượt tiêu chuẩn cho phép nhiều lần Tại Hà Nội, Hà Tây, Hà Nam, Nam Định, Ninh Bình, Hải Dương, Hưng Yên, Thái Bình, xác suất nguồn nước ngầm nhiễm amoni nồng độ cao tiêu chuẩn khoảng 70 - 80% Theo tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống, dựa Quyết định số 1329 Bộ Y tế, nước sinh hoạt đạt chuẩn mức hàm lượng amoni 1,5 mg/L Trên thực tế, kết phân tích mẫu nước vượt tiêu cho phép, nhiều nơi cao từ 20 đến 30 lần Tầng nước ngầm (cách mặt đất từ 25m đến 40m) - nơi người dân khai thác cách đào giếng khoan - nhiễm nặng nhiều nơi Điển hình xã Pháp Vân có hàm lượng amoni 31,6 mg/L, phường Tương Mai có hàm lượng amoni 13,5 mg/L, phường Trung Hòa, xã Tây Mỗ, xã Trung Văn có trạng tương tự Nguy hại hơn, mức ô nhiễm tăng dần theo thời gian Trong năm 2002, xã Yên Sở, hàm lượng amoni 37,2 mg/L, tăng lên 45,2 mg/L; phường Bách Khoa, mức nhiễm từ 9,4 mg/L, tăng lên 14,7 mg/L; có nơi chưa bị Lê Mạnh Cường K21 CHH Luận văn Thạc sĩ Khoa học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên nhiễm amoni, song vượt tiêu chuẩn cho phép Long Biên, Tây Mỗ, Đông Ngạc Hiện nay, đồ nguồn nước nhiễm bẩn lan rộng toàn thành phố Tầng nước ngầm (cách mặt đất từ 45m đến 60m) nguồn cung cấp cho nhà máy bị nhiễm bẩn Đề tài "Nghiên cứu xử lý nước ngầm nhiễm bẩn amoni" Sở Giao thơng Cơng Hà Nội nghiệm thu năm 2010 cho thấy: "Do cấu trúc địa chất, nước ngầm, nhà máy nước Pháp Vân, Hạ Đình, Tương Mai có hàm lượng sắt amoni ( NH 4 ) vượt tiêu chuẩn cho phép nhiều Tại nhà máy Tương Mai, hàm lượng NH 4 – 12 mg/L, có lên tới 18 mg/L; Hạ Đình, hàm lượng NH4+ 12 – 20 mg/L, có lên tới 25 mg/L; Pháp Vân, hàm lượng NH 4+ 15 – 30 mg/L, có lên tới 40 mg/L [5,12] Ngun nhân Ơ nhiễm nước hợp chất chứa nitơ trình thấm xuyên nước mặt xuống tầng phía qua cửa sổ địa chất thủy văn Các chất ô nhiễm hợp chất chứa nitơ từ nước mặt thấm xuống nước đất Đó ngun nhân gây nhiễm nước ngầm Như vậy, nguồn nước mặt bị nhiễm dẫn đến nguồn nước ngầm bị nhiễm Ngồi ra, trình lắng đọng giữ lại hàng loạt hợp chất chứa nitơ từ trình tự nhiên (aminoaxit, amit, hợp chất nitơ dị vòng…) nguyên nhân gây ô nhiễm nước hợp chất chứa nitơ Ở môi trường pH từ – 8, hợp chất chứa nitơ chủ yếu NH4+ Amoni xuất nước ngầm từ nước thải sinh hoạt, bãi chôn lấp phế thải, nghĩa trang… kết q trình amơn hóa – phân hủy hợp chất chứa nitơ đạm, nước tiểu axit nucleic… vi sinh vật hay việc sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu có chứa nitơ nơng nghiệp [5,12] Lê Mạnh Cường K21 CHH Luận văn Thạc sĩ Khoa học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Tác hại hợp chất chứa nitơ thể người Các hợp chất chứa nitơ tồn dạng hợp chất hữu cơ, chứa nitơ dạng vô như: nitrit, nitrat amoni Amoni thực không độc thể người Ở nước ngầm, amoni khơng thể chuyển hóa thiếu oxy Khi khai thác lên, vi sinh vật nước nhờ O2 khơng khí chuyển amoni thành nitrit (NO2-), nitrat (NO3-) Các hợp chất chứa nitơ nước gây nên số bệnh nguy hiểm cho người sử dụng nước Trong thập niên gần đây, mức NO3- nước uống tăng lên đáng kể Nguyên nhân sử dụng phân đạm vơ tăng, gây rị rỉ NO3- xuống nước ngầm Hàm lượng NO3- nước uống tăng gây nguy sức khoẻ cộng đồng Bản thân NO3- không gây rủi ro cho sức khỏe, NO3- chuyển thành NO2- gây độc NO2- ảnh hưởng đến sức khoẻ với khả sau: hội chứng máu Methaemoglobin ung thư tiềm tàng [5] Chứng máu Methaemo- globinaemia (hội chứng xanh xao trẻ em) Trẻ nhỏ khoảng tuổi dễ mẫn cảm với tồn lưu huyết cầu tế bào thai dày đủ độ chua để hạn chế chuyển hố NO3- thành NO2- NO2- hình thành dày, truyền qua đường máu, phản ứng với huyết sắc tố mang oxy, oxy hoá sắt để tạo thành huyết Methaemoglobin làm giảm khả mang oxy máu, có khả gây tử vong "ngột ngạt hóa chất" Những quốc gia có NO3- cao phải cấp nước chai có nồng độ NO3- thấp cho bà mẹ cho bú cho trẻ em ni sữa bình Ung thư tiềm tàng Đối với người lớn, nitrit kết hợp với axit amin thực phẩm làm thành họ chất nitrosamin Nitrosamin gây tổn thương di truyền tế bào - nguyên nhân gây bệnh ung thư Những thí nghiệm cho nitrit vào thức ăn, nước uống chuột, Lê Mạnh Cường K21 CHH Luận văn Thạc sĩ Khoa học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên thỏ với hàm lượng vượt ngưỡng cho phép sau thời gian thấy khối u sinh gan, phổi, vịm họng chúng Ngồi ra, amoni có mặt nước ngầm làm giảm hiệu khâu khử trùng clo, phản ứng với clo để tạo thành cloramin, có tác dụng sát khuẩn yếu nhiều so với clo (khoảng 1000 lần) Ngồi ra, cịn giảm khả xử lý sắt, mangan công nghệ truyền thống Amoni nguồn dinh dưỡng, tạo điều kiện cho vi sinh vật nước (kể tảo) phát triển nhanh, làm ảnh hưởng đến chất lượng nước thương phẩm, đặc biệt độ trong, mùi, vị, nhiễm khuẩn [4] * Các nguồn gây ô nhiễm amoni - Nguồn gốc gây ô nhiễm tự nhiên Nitơ từ đất, nước, khơng khí vào thể sinh vật qua nhiều dạng biến đổi sinh học, hoá học phức tạp lại quay trở đất, nước, khơng khí tạo thành vịng khép kín gọi chu trình nitơ Trong đất, nitơ chủ yếu tồn dạng hợp chất nitơ hữu Lượng tăng lên phân huỷ xác động, thực vật, chất thải động vật Hầu hết, thực vật trực tiếp sử dụng dạng nitơ hữu mà phải nhờ vi khuẩn đất chuyển hố chúng thành dạng vơ mà thực vật hấp thụ Khi rễ hấp thụ qua q trình biến đổi hóa học, chúng tạo thành enzim, protein, clorophin… Nhờ đó, thực vật lớn lên phát triển Con người động vật ăn thực vật, sau đó, thải cặn bã vào đất cung cấp trở lại nguồn nitơ cho thực vật Một số lồi thực vật có nốt sần như: họ đậu, cỏ ba lá, đinh lăng…có thể chuyển hố nitơ khí thành dạng nitơ sử dụng cho Lê Mạnh Cường K21 CHH Luận văn Thạc sĩ Khoa học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Nguồn gốc gây ô nhiễm người Ngồi q trình hình thành theo đường tự nhiên, lượng ion NO3-, NO2-, NH4+ chu trình cịn tăng lên chất thải nhà máy sản xuất phân đạm, chất thải khu thị có hàm lượng nitơ cao Nguồn ô nhiễm nitơ nước bề mặt từ nhiều nguồn khác nhau: hoạt động công nghiệp, hoạt động nông nghiệp, hoạt động sinh hoạt người… Các ngành công nghiệp sử dụng nitrat sản xuất nguồn chủ yếu gây ô nhiễm nguồn nước Nitrat thải qua nước thải rác thải Hệ thống ống khói nhà máy cịn chứa nhiều nitơ oxit; thải vào khí quyển, gặp mưa số trình biến đổi hoá học khác, chúng rơi xuống đất dạng HNO3 , HNO2 muối axit Do đó, hàm lượng ion nước tăng lên Nông nghiệp đại nguồn gây ô nhiễm lớn cho nước Việc sử dụng phân bón hố học chứa nitơ (thuốc trừ sâu, diệt cỏ,…) bừa bãi, không hợp lý thơng qua q trình rửa trơi, thấm, lọc làm cho lượng nitrat, amoni nước bề mặt nước ngầm ngày lớn Nước thải sinh hoạt có chứa hàm lượng nitơ định Việc nước thải sinh hoạt không xử lý chảy vào hệ thống sông thành phố nguồn gốc gây ô nhiễm nước [4] 1.1.3 Chất hữu Những nước sản xuất nông nghiệp lúa nước chủ yếu Việt Nam, lượng hóa chất bảo vệ thực vật chứa chất hữu độc sử dụng ngày tăng Theo số liệu thống kê, khoảng 20.000 thuốc trừ sâu thường sử dụng hàng năm, trung bình tăng khoảng -5 kg/ha.năm Khơng thể phủ nhận việc sử dụng thuốc trừ sâu, diệt cỏ mang lại lợi ích kinh tế cho người dân, nhiên thiếu kiến thức khoa học, loại thuốc trừ sâu, diệt cỏ người dân sử dụng tràn lan, không qui cách Hằng Lê Mạnh Cường K21 CHH Luận văn Thạc sĩ Khoa học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên năm, vựa lúa Đồng Sông Cửu Long "gánh" lượng lớn thuốc bảo vệ thực vật (BVTV), thuốc trừ sâu, diệt cỏ Theo Cục bảo vệ thực vật (Bộ NN&PTNT), tỉnh Đồng Sơng Cửu Long, bình qn vụ lúa phun lần thuốc trừ sâu, lần thuốc trừ bệnh, lần thuốc trừ cỏ đến lần thuốc dưỡng Bình qn nơng dân sử dụng 2,6 lít thuốc loại/ha/vụ Tuy nhiên, tỷ lệ hấp thụ qua trồng 20%, bốc 15-20%, lại thấm vào đất hòa vào nước Theo kết khảo sát Viện Nước tưới tiêu Môi trường (Bộ NN&PTNT), năm, nước sử dụng khoảng 200.000-250.000 thuốc BVTV, sản sinh khoảng 7.500 vỏ bao hầu hết chưa thu gom xử lý mà xả trực tiếp môi trường, gây ô nhiễm đồng ruộng, làm chết cua, cá Đa số nông dân chưa thấy hết hiểm họa từ thuốc BVTV cho cộng đồng thân họ nên việc bảo quản sử dụng thuốc BVTV yếu Trong 30 tỉnh khảo sát hai tỉnh có kế hoạch thu gom vỏ bao thuốc BVTV, thuốc thú y khơng thực thiếu kinh phí chưa tuyên truyền rộng Cũng theo thống kê Cục bảo vệ môi trường năm 2007 dựa kết khảo sát 28 tỉnh-thành, lượng thuốc trừ sâu hết hạn sử dụng kho chứa cũ cịn tồn lưu mơi trường ước tính lên tới khoảng 1203 tấn, diện tích đất bị nhiễm nhiều loại thuốc trừ sâu 75.000 m2 với độ sâu khác Một ví dụ điển hình gần Làng Ải, Tuyên Quang ước tính có 600 m3 thuốc bị chơn lấp Với điều kiện chơn lấp khơng an tồn khơng quy cách nhiều nơi nay, loại hóa chất bảo vệ thực vật bị phát tán môi trường nước, vào chuỗi thức ăn, gây tác hại tới sức khỏe cộng đồng [13] Ngoài ra, phải kể đến hoạt động sản xuất, pha chế nhà máy sản xuất nông dược, thuốc trừ sâu, bảo vệ thực vật nằm rải rác khu công nghiệp nước Cả nước có 98 sở sản xuất thuốc BVTV hầu hết gia cơng, sang chai, đóng gói Khơng có sở trực tiếp sản xuất nguyên liệu thuốc mà đa phần nhập khẩu, có 90% nhập từ Trung Quốc nên khó kiểm sốt thành phần Nhiều sở không đảm bảo vệ sinh kiểm sốt nhiễm mơi trường Tại Lê Mạnh Cường K21 CHH ... thêm vào cơng nghệ xử lý asen, amoni, chất hữu xin đề xuất đề tài: ? ?Tổng hợp đánh giá khả xử lí chất hữu cơ, amoni, asen vật liệu MnO2 kích thước nanomet mang silicagen, laterit, pyroluzit ” Lê Mạnh.. .Luận văn Thạc sĩ Khoa học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - LÊ MẠNH CƢỜNG TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XỬ LÝ AMONI, ASEN, CHẤT... AMONI, ASEN, CHẤT HỮU CƠ CỦA VẬT LIỆU MnO2 KÍCH THƢỚC NANOMET MANG TRÊN SILICAGEN, LATERIT, PYROLUZIT Chun ngành: Hóa vơ Mã số: 604425 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS NGUYỄN