Phân tích dạng hóa học và nghiên cứu khả năng xử lý chì và kẽm trong đất ô nhiễm bằng than sinh học điều chế từ lõi ngô

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC - LUẬN VĂN THẠC SĨ PHÂN TÍCH DẠNG HOÁ HỌC VÀ NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ CHÌ VÀ KẼM TRONG ĐẤT Ơ NHIỄM BẰNG THAN SINH HỌC ĐIỀU CHẾ TỪ LÕI NGƠ Chun ngành: Hóa phân tích Mã số: 8.44.01.18 Họ tên học viên: Đào Hồng Cẩm Giáo viên hướng dẫn: TS Vương Trường Xuân Thái Nguyên – 2022 LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS Vương Trường Xuân tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi thực thành công luận văn Xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo trường Đại học Khoa Học – Đại học Thái Ngun, Khoa Hóa học thầy chia sẻ tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Nghiên cứu tài trợ Bộ Giáo Dục Đào Tạo đề tài mã số B2020 - TNA – 15 Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, người thân bạn bè ln động viên khích lệ ủng hộ tơi hồn thành luận văn Thái Ngun, ngày 20 tháng năm 2022 Học viên Đào Hồng Cẩm MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH iv DANH MỤC BẢNG BIỂU iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 1.1.1 Ô nhiễm kim loại nặng đất Kim loại nặng tác hại chúng 1.1.1.1 Chì 1.1.1.2 Kẽm 1.1.2 Tiêu chuẩn đánh giá đất ô nhiễm kim loại nặng 1.1.2.1 Tiêu chuẩn đánh giá đất ô nhiễm kim loại nặng giới 1.1.2.2 Tiêu chuẩn đánh giá đất ô nhiễm kim loại nặng Việt Nam 1.1.3 Tình hình ô nhiễm kim loại nặng hoạt động khai thác mỏ 1.1.3.1 Tình hình nhiễm kim loại nặng nước giới 1.1.3.2 Tình hình nhiễm kim loại nặng khai thác khoáng sản Việt Nam 1.1.3.3 Tình hình mỏ chì kẽm Làng Hích, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên 1.2 Dạng kim loại phương pháp chiết dạng kim loại nặng đất 1.2.1 Khái niệm phân tích dạng 1.2.2 Phương pháp chiết dạng kim loại nặng đất 10 1.3 Phương pháp phổ khối plasma cảm ứng (ICP – MS) xác định vết kim loại Chì (Pb), kẽm (Zn) 13 1.3.1 Nguyên tắc phương pháp 13 1.3.2 Ưu điểm, nhược điểm phương pháp 14 1.4 Than sinh học 14 1.4.1 Đặc tính than sinh học 15 i 1.4.2 Ứng dụng than sinh học xử lý đất 17 1.4.2.1 Than sinh học xử lý ô nhiễm kim loại nặng 17 1.4.2.2 Xử lý chất nhiễm hữu khó phân hủy 20 1.4.2.3 Than sinh học cải tạo đất nâng cao suất trồng 20 1.4.2.4 Than sinh học cố định cacbon đất giảm phát thải khí nhà kính 21 1.5 Tình hình nghiên cứu sử dụng than sinh học từ phụ phẩm nông nghiệp để xử lý kim loại nặng (Pb, Zn) đất ô nhiễm nước giới 22 1.5.1 Trên giới 22 1.5.2 Trong nước 24 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 2.1 Hóa chất, thiết bị sử dụng 27 2.1.1 Hóa chất, dụng cụ 27 2.1.2 Trang thiết bị 27 2.2 Thực nghiệm 28 2.2.1 Mẫu phân tích 28 2.2.2 Phân tích nồng độ kim loại Pb Zn 29 2.2.3 Xác định hàm lượng Pb Zn phương pháp ICP-MS 30 2.2.4 Xây dựng đường chuẩn 31 2.2.5 Đánh giá độ thu hồi phương pháp phân tích Pb Zn ICPMS 31 2.3 Đo pH đất 31 2.4 Đo cacbon hữu 31 2.5 Điều chế than sinh học phân tích đặc trưng cấu trúc than sinh học 32 2.5.1 Điều chế 32 2.5.2 SEM- EDS 32 2.5.3 X-ray 32 2.5.4 Đo diện tích bề mặt (BET) 32 2.5.5 FT-IR 32 ii 2.6 Thống kê xử lí số liệu thực nghiệm 32 2.6.1 Giá trị trung bình 32 2.6.2 LOD LOQ 33 2.6.3 Tương quan nồng độ đại lượng pH OC đất 33 2.6.4 Phân tích cấu tử (PCA) 34 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35 3.1 Xây dựng đường chuẩn, xác định LOD LOQ chì kẽm phép đo ICP-MS 35 3.1.1 Đường chuẩn đo xác định Pb Zn phương pháp ICP-MS 35 3.1.2 Xác định LOD LOQ Pb Zn phép đo ICP-MS 36 3.2 Đánh giá độ thu hồi phương pháp phân tích 36 3.3 Đặc điểm tính chất mẫu đất phân tích 37 3.4 Đặc trưng tính chất than sinh học điều chế từ lõi ngô 38 3.4.1 Nhiễu xạ tia X (X-ray) 38 3.4.2 Phổ hồng ngoại (FT-IR) 40 3.4.3 SEM-EDS 41 3.4.4 Diện tích bề mặt (BET) 42 3.5 Phần trăm dạng Pb Zn đất sau ủ than sinh học 42 3.6 Giá trị OC, EC, pH sau tháng ủ than sinh học 47 3.7 Tương quan F1_Pb F1_Zn với giá trị OC, EC, pH sau ủ than sinh học 49 KẾT LUẬN 51 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 iii DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Thiết bị ICP-MS Nexion 2000 hãng Perkin Elmer 28 Hình 3.1 Đường chuẩn xác định Zn (a) Pb (b) phương pháp ICP-MS 35 Hình 3.2 Giản đồ nhiễu xạ tia X lõi ngô (CC), than sinh học điều chế 400oC (CB400) 600oC (CB600) 39 Hình 3.3 Phổ FT-IR lõi ngô (CC), than sinh học điều chế từ lõi ngô 400oC 600oC 40 Hình 3.4 Hình ảnh SEM kết phân tích EDS CC, CB400 CB600 42 Hình 3.5 Phần trăm dạng liên kết Pb (A) Zn (B) sau 30 ngày ủ than sinh học 46 Hình 3.6 Tương quan dạng trao đổi Pb Zn với pH, EC, OC 50 iv DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Tiêu chuẩn quy định KLN đất nông nghiệp Bảng 1.2 Giới hạn tối đa cho phép hàm lượng tổng số Pb Zn đất (tầng đất mặt) Bảng 1.3 So sánh nồng độ kim loại mẫu đất khu mỏ Sidi với tiêu chuẩn ô nhiễm đất nước Ý Bảng 1.4 Nồng độ kim loại điểm khai thác mỏ tỉnh Thái Nguyên Bảng 1.5 Quy trình chiết Tessier (1979) 11 Bảng 1.6 Quy trình chiết BCR 12 Bảng 2.1 Thiết kế thí nghiệm ủ than sinh học đất 29 Bảng 2.2 Chế độ lị vi sóng phá mẫu Mars 29 Bảng 2.3 Quy trình chiết liên tục Tessier cải tiến 30 Bảng 2.4 Các điều kiện đo phổ ICP_MS Pb Zn 30 Bảng 2.5 Cách pha dung dịch Mn(II) để xây dựng đường chuẩn 31 Bảng 3.1 Kết phân tích mẫu trắng 36 Bảng 3.2 Độ thu hồi hàm lượng kẽm, chì so với mẫu chuẩn MESS_4 37 Bảng 3.3 Một số tính chất đặc trưng mẫu đất than sinh học 38 Bảng 3.4.Giá trị diện tích bề mặt CC, CB 400 CB600 42 Bảng 3.5 Phần trăm dạng hóa học chì kẽm đất sau 30 ngày ủ than sinh học 44 Bảng 3.6 Giá trị OC, EC, pH sau ủ than sinh học tháng 48 v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu viết tắt Tiếng Việt BET Diện tích bề mặt CEC (cation exchange capacity) Khả trao đổi ion CS Mẫu đất đối chứng EC (electric change) Độ dẫn điện KCN Khu công nghiệp KLN Kim loại nặng OC Hàm lượng Carbon hữu QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TSH Than sinh học ICP – MS (Inductively coupled plasma mass spectrometry) Phổ khối plasma cảm ứng LOD (Limit of detection) Giới hạn phát LOQ (Limit of quantification) Giới hạn định lượng SEM (Scanning Electron Microscopy) Hiển vi điện tử quét FTIR (Fourier-transform infrared Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier spectroscopy) vi MỞ ĐẦU Khống sản khống vật, khống chất có ích tích tụ tự nhiên tồn lòng đất, mặt đất mang lại hiệu kinh tế, đáp ứng nhu cầu nhiên liệu ban đầu cho ngành kinh tế mũi nhọn, phục vụ cho phát triển kinh tế, khoa học kỹ thuật, an ninh quốc phịng đất nước Chính vậy, hoạt động khai thác khống sản diễn với quy mơ ngày lớn nhằm tận dụng triệt để lợi ích từ nguồn khoáng sản tự nhiên đem lại Tuy nhiên bên cạnh lợi ích đạt được, hoạt động khai thác than, quặng, phi quặng, đổ thải, thoát nước mỏ…đã làm biến đổi môi trường xung quanh, phá vỡ cân sinh thái hình thành từ hàng chục triệu năm, gây ô nhiễm kim loại nặng môi trường đất Ô nhiễm kim loại nặng đất ngày nghiêm trọng, điều không làm suy giảm độ phì nhiêu đất, làm giảm suất chất lượng trồng, đe dọa sức khỏe người thơng qua chuỗi thức ăn [1], việc nghiên cứu phát triển kỹ thuật xử lý ô nhiễm kim loại nặng thân thiện với môi trường cấp bách Đã có nhiều cơng trình nghiên cứu chứng minh than sinh học thúc đẩy cố định chất ô nhiễm kim loại nặng mơi trường [2], có tiềm lớn việc cải tạo đất xử lý đất ô nhiễm Tuy nhiên, nhiệt độ nhiệt phân khác nhau, nguyên liệu thơ ban đầu khác ảnh hưởng đến hàm lượng tro, hàm lượng carbon, cấu trúc hoá học (vòng thơm) pH than sinh học, v.v Vì vậy, việc lựa chọn than sinh học chất phục hồi ô nhiễm đất hiệu quan trọng để xử lý đất ô nhiễm kim loại nặng [3] Nguồn vật liệu ban đầu sử dụng để điều chế than sinh học thường bao gồm gỗ, chất thải nông nghiệp, mô thực vật chất thải động vật Trong đó, lõi ngơ loại phụ phẩm nơng nghiệp rẻ tiền sử dụng làm nguồn nguyên liệu điều chế than sinh học Hiệu việc sử dụng than sinh học điều chế từ nguyên liệu khác việc xử lý kim loại khác nhau, loại đất khác đa dạng chưa nghiên cứu đầy đủ Vì vậy, để phân tích dạng hố học nghiên cứu khả xử lý chì (Pb) kẽm (Zn) mẫu đất bị ô nhiễm kim loại nặng khu vực khai thác quặng vật liệu than sinh học làm từ lõi ngô, chúng tơi chọn đề tài “Phân tích dạng hố học nghiên cứu khả xử lý chì kẽm đất ô nhiễm than sinh học điều chế từ lõi ngơ” Mục tiêu nghiên cứu - Phân tích dạng hố học chì kẽm đất khu vực mỏ Pb/Zn làng Hích, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên - Nghiên cứu khả xử lý chì (Pb) kẽm (Zn) mẫu đất khu vực mỏ Pb/Zn làng Hích, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên than sinh học điều chế từ lõi ngô Nội dung nghiên cứu: - Áp dụng quy trình sản xuất than sinh học từ lõi ngô nhiệt độ 400oC (CB400) 600OC (CB600) Khảo sát, phân tích cấu trúc bề mặt than sinh học điều chế (BET, SEM, TEM, FT-IR) - Lựa chọn điều kiện đo phổ ICP - MS Pb Zn phù hợp Xây dựng đường chuẩn, xác định LOD, LOQ để xác định hàm lượng tổng dạng Pb Zn phương pháp ICP-MS - Áp dụng quy trình phân tích hàm lượng tổng dạng liên kết phù hợp Khảo sát độ thu hồi quy trình phân tích hàm lượng tổng dạng liên kết mẫu chuẩn trầm tích MESS_4 - Áp dụng quy trình chiết liên tục Tessier, xác định hàm lượng dạng trao đổi (F1), dạng liên kết với cacbonat (F2), dạng liên kết với Fe-Mn oxit (F3), dạng liên kết với hữu (F4), dạng cặn dư (F5) Pb Zn mẫu đất khu mỏ Pb/Zn làng Hích, tỉnh Thái Nguyên sau ủ than sinh học đất với tỷ lệ 3%, 5% 10 % (về khối lượng) thời gian tháng có so sánh với mẫu đối chứng Đánh giá khả hấp phụ cố định dạng linh động kim loại Pb Zn đất khu mỏ Pb/Zn làng Hích Age and Sample Storage Effects on Maturity Indicators of Biosolids Compost,” J Environ Qual., vol 30, no 6, pp 2141–2148, 2001, doi: 10.2134/jeq2001.2141 [58] X Liu et al., “Effect of biochar amendment on soil‐silicon availability and rice uptake,” J Plant Nutr Soil Sci., vol 177, no 1, pp 91–96, 2014 [59] J S C Mbagwu and A Piccolo, “Effects of humic substances from oxidized coal on soil chemical properties and maize yield,” role humic Subst Ecosyst Environ Prot IHSS, Polish Soc Humic Subst Wroclaw, Pol., pp 921–925, 1997 [60] E Society, E Society, and E Monographs, “Effect of Charcoal on Certain Physical , Chemical , and Biological Properties of Forest Soils Author ( s ): E H Tryon Source : Ecological Monographs , Vol 18 , No ( Jan , 1948 ), pp 81-115 Published by : Ecological Society of America Stable U,” vol 18, no 1, pp 81–115, 2014 [61] V D Hoàng, N T Cảnh, N V Biên, and N T H Linh, “Ảnh hưởng biochar phân bón đến sinh trưởng suất cà chua trồng đất cát,” Tạp chí Khoa học Phát triển, vol 1, pp 603–613, 2013 [62] C H Cheng, J Lehmann, and M H Engelhard, “Natural oxidation of black carbon in soils: Changes in molecular form and surface charge along a climosequence,” Geochim Cosmochim Acta, vol 72, no 6, pp 1598–1610, 2008, doi: 10.1016/j.gca.2008.01.010 [63] J Lehmann, J Gaunt, and M Rondon, “Bio-char sequestration in terrestrial ecosystems - A review,” Mitig Adapt Strateg Glob Chang., vol 11, no 2, pp 403–427, 2006, doi: 10.1007/s11027-005-9006-5 [64] J L Gaunt and J Lehmann, “Energy balance and emissions associated with biochar sequestration and pyrolysis bioenergy production,” Environ Sci Technol., vol 42, no 11, pp 4152–4158, 2008, doi: 10.1021/es071361i [65] J Meng, M Tao, L Wang, X Liu, and J Xu, “Changes in heavy metal bioavailability and speciation from a Pb-Zn mining soil amended with biochars from co-pyrolysis of rice straw and swine manure,” Sci Total Environ., vol 58 633, pp 300–307, Aug 2018, doi: 10.1016/J.SCITOTENV.2018.03.199 [66] Z Shen et al., “Effect of production temperature on lead removal mechanisms by rice straw biochars,” Sci Total Environ., vol 655, pp 751–758, 2019, doi: 10.1016/j.scitotenv.2018.11.282 [67] M Awad et al., “Diminishing heavy metal hazards of contaminated soil via biochar supplementation,” Sustain., vol 13, no 22, pp 1–14, 2021, doi: 10.3390/su132212742 [68] C Zhang, B Shan, Y Zhu, and W Tang, “Remediation effectiveness of Phyllostachys pubescens biochar in reducing the bioavailability and bioaccumulation of metals in sediments,” Environ Pollut., vol 242, pp 1768– 1776, 2018, doi: 10.1016/j.envpol.2018.07.091 [69] X Chao et al., “Effect of biochar from peanut shell on speciation and availability of lead and zinc in an acidic paddy soil,” Ecotoxicol Environ Saf., vol 164, pp 554–561, 2018, doi: 10.1016/j.ecoenv.2018.08.057 [70] J Li et al., “Sorption of lead in soil amended with coconut fiber biochar: geochemical and spectroscopic investigations,” Geoderma, vol 350, pp 52– 60, 2019 [71] H Liu et al., “Effect of modified coconut shell biochar on availability of heavy metals and biochemical characteristics of soil in multiple heavy metals contaminated soil,” Sci Total Environ., vol 645, pp 702–709, 2018 [72] D Huang et al., “Remediation of lead-contaminated sediment by biocharsupported nano-chlorapatite: Accompanied with the change of available phosphorus and organic matters,” J Hazard Mater., vol 348, pp 109–116, Apr 2018, doi: 10.1016/J.JHAZMAT.2018.01.024 [73] A P Puga, Ca Abreu, L C A Melo, and L Beesley, “Biochar application to a contaminated soil reduces the availability and plant uptake of zinc, lead and cadmium,” J Environ Manage., vol 159, pp 86–93, 2015 [74] E S Penido, G C Martins, T B M Mendes, L C A Melo, I Rosário Guimarães, and L R G Guilherme, “Combining biochar and sewage sludge for immobilization of heavy metals in mining soils,” Ecotoxicol Environ Saf., 59 vol 172, pp 326–333, 2019 [75] M Ahmad et al., “Lead and copper immobilization in a shooting range soil using soybean stover- and pine needle-derived biochars: Chemical, microbial and spectroscopic assessments,” J Hazard Mater., vol 301, pp 179–186, 2016, doi: 10.1016/j.jhazmat.2015.08.029 [76] M Ahmad et al., “Impact of soybean stover-and pine needle-derived biochars on Pb and As mobility, microbial community, and carbon stability in a contaminated agricultural soil,” J Environ Manage., vol 166, pp 131–139, 2016 [77] P Kumarathilaka et al., “Influence of bioenergy waste biochar on proton-and ligand-promoted release of Pb and Cu in a shooting range soil,” Sci Total Environ., vol 625, pp 547–554, 2018 [78] B Dume, T Mosissa, and A Nebiyu, “Effect of biochar on soil properties and lead (Pb) availability in a military camp in South West Ethiopia,” African J Environ Sci Technol., vol 10, no 3, pp 77–85, 2016 [79] L Silvani et al., “Can biochar and designer biochar be used to remediate perand polyfluorinated alkyl substances (PFAS) and lead and antimony contaminated soils?,” Sci Total Environ., vol 694, p 133693, 2019 [80] S D V M S J H T V T L A M T M H D S W P M David Mitchell, “Immobilization of heavy metals in contaminated soil after mining activity by using biochar and other industrial by-products: the significant role of minerals on the biochar surfaces.,” Environ Technol., vol Just accep, pp 1–40, 2018 [81] V M Dang et al., “Evaluation of fly ash, apatite and rice straw derived-biochar in varying combinations for in situ remediation of soils contaminated with multiple heavy metals,” Soil Sci Plant Nutr., vol 66, no 2, pp 379–388, 2020 [82] A Rodriguez, D Lemos, Y T Trujillo, J G Amaya, and L D Ramos, “Effectiveness of biochar obtained from corncob for immobilization of lead in contaminated soil,” J Heal Pollut., vol 9, no 23, 2019 [83] Z Shen, J Zhang, D Hou, D C W Tsang, Y S Ok, and D S Alessi, “Synthesis of MgO-coated corncob biochar and its application in lead 60 stabilization in a soil washing residue,” Environ Int., vol 122, pp 357–362, 2019, doi: 10.1016/j.envint.2018.11.045 [84] T T A Duong and V H Cao, “Nghiên cứu phân bố kim loại nặng trầm tích thuộc lưu vực sông Cầu,” Tap chi phan tich Hoa, Ly va Sinh hoc, vol 20, no 4, pp 36–43, 2015 [85] D L Vu, T Van Nguyen, H Q Trinh, V T Dinh, and T T H Pham, “Phân tích dạng số kim loại nạng trầm tích hồ Trị An,” Tap chi phan tich Hoa, Ly va Sinh hoc, vol 20, no pp 161–172, 2015 [86] P T T Hà, “Nghiên cứu phân tích dạng số kim loại nặng cột trầm tích thuộc lưu vực sông Cầu địa bàn tỉnh Thái Nguyên,” 2016 [87] M for the determination of limit of detection and limit of quantitation of the analytical Methods, “LOD and LOQ,” Chronicles Young Sci., vol 2, no 1, pp 21–25, 2011 [88] X T Vuong et al., “Speciation and environmental risk assessment of heavy metals in soil from a lead/zinc mining site in Vietnam,” Int J Environ Sci Technol., pp 1–16, 2022 [89] V M Dang et al., “Immobilization of heavy metals in contaminated soil after mining activity by using biochar and other industrial by-products: the significant role of minerals on the biochar surfaces,” Environ Technol (United Kingdom), vol 40, no 24, pp 3200–3215, 2019, doi: 10.1080/09593330.2018.1468487 [90] M Picard, S Thakur, M Misra, D F Mielewski, and A K Mohanty, “Biocarbon from peanut hulls and their green composites with biobased poly(trimethylene terephthalate) (PTT),” Sci Rep., vol 10, no 1, pp 1–14, 2020, doi: 10.1038/s41598-020-59582-3 [91] I Major, J M Pin, E Behazin, A Rodriguez-Uribe, M Misra, and A Mohanty, “Graphitization of Miscanthus grass biocarbon enhanced by in situ generated FeCo nanoparticles,” Green Chem., vol 20, no 10, pp 2269–2278, 2018, doi: 10.1039/c7gc03457a [92] Y Liu et al., “Mechanical Properties and Microstructures of Commercial- 61 Purity Aluminum Processed by Rotational Accelerated Shot Peening Plus Cold Rolling,” Adv Eng Mater., vol 22, no 1, pp 1–8, 2020, doi: 10.1002/adem.201900478 [93] P Liu, C J Ptacek, D W Blowes, and R C Landis, “Mechanisms of mercury removal by biochars produced from different feedstocks determined using Xray absorption spectroscopy,” J Hazard Mater., vol 308, pp 233–242, 2016, doi: 10.1016/j.jhazmat.2016.01.007 [94] Z M Tun, Z M Myat, T T Win, and Y M Maung, “Characterization of activated carbons from coconut and peanut shells biomass,” J Myanmar Acad Arts Sci., vol XVIII, no 2, pp 65–74, 2020 [95] A Kali et al., “Characterization and adsorption capacity of four low-cost adsorbents based on coconut, almond, walnut, and peanut shells for copper removal,” Biomass Convers Biorefinery, no March, 2022, doi: 10.1007/s13399-022-02564-4 [96] W Tao, P Zhang, X Yang, H Li, Y Liu, and B Pan, “An integrated study on the pyrolysis mecanism of peanut shell based on the kinetic analysis and solid/gas characterization,” Bioresour Technol., vol 329, no December 2020, p 124860, 2021, doi: 10.1016/j.biortech.2021.124860 [97] A Y Elnour et al., “Effect of pyrolysis temperature on biochar microstructural evolution, physicochemical characteristics, and its influence on biochar/polypropylene composites,” Appl Sci., vol 9, no 6, pp 7–9, 2019, doi: 10.3390/app9061149 [98] M Tatzber et al., “FTIR-spectroscopic characterization of humic acids and humin fractions obtained by advanced NaOH, Na4P2O7, and Na 2CO3 extraction procedures,” Journal of Plant Nutrition and Soil Science, vol 170, no pp 522–529, 2007 doi: 10.1002/jpln.200622082 [99] E Behazin, E Ogunsona, A Rodriguez-Uribe, A K Mohanty, M Misra, and A O Anyia, “Mechanical, chemical, and physical properties of wood and perennial grass biochars for possible composite application,” BioResources, vol 11, no 1, pp 1334–1348, 2016, doi: 10.15376/biores.11.1.1334-1348 62 [100] G Liu et al., “Partitioning and geochemical fractions of heavy metals from geogenic and anthropogenic sources in various soil particle size fractions,” Geoderma, vol 312, pp 104–113, Feb 2018, doi: 10.1016/j.geoderma.2017.10.013 [101] G Liu, H Zheng, Z Jiang, and Z Wang, “Effects of biochar input on the properties of soil nanoparticles and dispersion/sedimentation of natural mineral nanoparticles in aqueous phase,” Science of the Total Environment, vol 634 pp 595–605, 2018 doi: 10.1016/j.scitotenv.2018.04.019 [102] H Huang et al., “Effect of pyrolysis temperature on chemical form, behavior and environmental risk of Zn, Pb and Cd in biochar produced from phytoremediation residue,” Bioresour Technol., vol 249, pp 487–493, 2017, doi: 10.1016/j.biortech.2017.10.020 [103] V M Dang et al., “Evaluation of fly ash, apatite and rice straw derived-biochar in varying combinations for in situ remediation of soils contaminated with multiple heavy metals,” Soil Sci Plant Nutr., vol 66, no 2, pp 379–388, 2020, doi: 10.1080/00380768.2020.1725913 [104] M Ahmad, A R A Usman, A S Al-Faraj, M Ahmad, A Sallam, and M I Al-Wabel, “Phosphorus-loaded biochar changes soil heavy metals availability and uptake potential of maize (Zea mays L.) plants,” Chemosphere, vol 194, pp 327–339, 2018, doi: 10.1016/j.chemosphere.2017.11.156 [105] H Li, S Liu, S Qiu, L Sun, X Yuan, and D Xia, “Catalytic ozonation oxidation of ketoprofen by peanut shell-based biochar: effects of the pyrolysis temperatures,” Environ Technol (United Kingdom), vol 43, no 6, pp 848– 860, 2022, doi: 10.1080/09593330.2020.1807610 [106] J Liang et al., “Changes in heavy metal mobility and availability from contaminated wetland soil remediated with combined biochar-compost,” Chemosphere, vol 181, pp 281–288, 2017, doi: 10.1016/j.chemosphere.2017.04.081 [107] A Karimi, A Moezzi, M Chorom, and N Enayatizamir, “Chemical Fractions and Availability of Zn in a Calcareous Soil in Response to Biochar 63 Amendments,” J Soil Sci Plant Nutr., vol 19, no 4, pp 851–864, 2019, doi: 10.1007/s42729-019-00084-1 [108] S Dai et al., “Effects of biochar amendments on speciation and bioavailability of heavy metals in coal-mine-contaminated soil,” Hum Ecol Risk Assess., pp 1–14, 2018, doi: 10.1080/10807039.2018.1429250 [109] A P Puga, L C A Melo, C A de Abreu, A R Coscione, and J Paz-Ferreiro, “Leaching and fractionation of heavy metals in mining soils amended with biochar,” Soil Tillage Res., vol 164, pp 25–33, Dec 2016, doi: 10.1016/j.still.2016.01.008 [110] R H Zhang et al., “Immobilization and bioavailability of heavy metals in greenhouse soils amended with rice straw-derived biochar,” Ecol Eng., vol 98, pp 183–188, 2017, doi: 10.1016/j.ecoleng.2016.10.057 [111] S Dai et al., “Effects of biochar amendments on speciation and bioavailability of heavy metals in coal-mine-contaminated soil,” Hum Ecol Risk Assess., vol 24, no 7, pp 1887–1900, 2018, doi: 10.1080/10807039.2018.1429250 [112] M Awad et al., “Fractionation of heavy metals in multi-contaminated soil treated with biochar using the sequential extraction procedure,” Biomolecules, vol 11, no 3, pp 1–13, 2021, doi: 10.3390/biom11030448 64 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC Độc lập - Tự - Hạnh phúc BẢN NHẬN XÉT LUẬN VĂN THẠC SĨ Tên đề tài: Phân tích dạng hố học nghiên cứu khả xử lý chì kẽm đất nhiễm than sinh học điều chế từ lõi ngô Thuộc chun ngành: Hố phân tích Mã số: 8.44.01.18 Họ tên học viên: Đào Hồng Cẩm Người hướng dẫn khoa học: TS Vương Trường Xuân Họ tên người nhận xét: TS Phạm Thị Thu Hà Đơn vị công tác: Trường Đại học Khoa học, Đại học Thái Nguyên NỘI DUNG NHẬN XÉT Tính cấp thiết, ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài: - Đề tài tập trung vào việc phân tích dạng hóa học Pb Zn đất khu vực mỏ Pb/Zn làng Hích - Đồng Hỷ - Thái Nguyên xử lý ô nhiễm than sinh học điều chế từ lõi ngô, vật liệu thân thiện với môi trường Đề tài có tính việc thực luận văn cần thiết, có ý nghĩa khoa học thực tiễn Sự hợp lý dộ tin cậy phương pháp nghiên cứu - Vật liệu than sinh học từ lõi ngô điều chế phân tích cấu trúc phương pháp đại, đáng tin cậy X-ray, BET, SEM, TEM, FT-IR - Phương pháp định lượng Pb Zn sử dụng ICP-MS, phương pháp đại coi tiêu chuẩn để phân tích kim loại nặng với độ nhạy, độ chọn lọc độ xác cao - Phương pháp chiết Tessier áp dụng để xác định dạng tồn kim loại nặng phương pháp sử dụng nhiều nghiên cứu giới, phù hợp để định dạng nhiều kim loại nặng mẫu đất, trầm tích Đánh giá kết đạt - Đã điều chế vật liệu than sinh học từ lõi ngô 400oC 600oC lị đốt đơn giản Tính chất đặc trưng vật liệu xác định thông qua phép đo SEM, EDS, XRD, FTIR BET - Đã nghiên cứu đánh giá phương pháp phân tích Pb Zn mẫu đất phương pháp ICP-MS kết hợp với xử lý mẫu phương pháp vơ hóa ướt lị vi sóng quy trình chiết dạng tuần tự, thông qua thông số đường chuẩn, giới hạn phát hiện, độ thu hồi Giá trị LOD Pb Zn 0,015 0,0013 ppb, đáp ứng yêu cầu phân tích lượng vết, siêu vết - Đã phân tích phát nồng độ tương đối cao Pb Zn đất ô nhiễm khu vực nghiên cứu Ý nghĩa thực tiễn đề tài thể rõ rệt áp dụng việc ủ trộn đất ô nhiễm với than sinh học, làm giảm phần tỉ lệ dạng trao đổi F1, tăng tỉ lệ dạng bền vững F2, F4 đặc biệt dạng cặn dư F5 Qua mở khả ứng dụng phương pháp nghiên cứu nhằm hạn chế vận chuyển kim loại nặng đất Những ưu điểm thiếu sót cần bổ sung, sữa chữa - Ưu điểm: Luận án có khối lượng lớn kết thực nghiệm tốt, đáng tin cậy Báo cáo trình bày khoa học, rõ ràng, cụ thể Phương pháp nghiên cứu đại, có độ tin cậy, xác cao - Một số góp ý: + Chỉnh sửa số lỗi tả, lỗi dấu cách (đã đánh dấu báo cáo) + Chương 2: Bảng 2.1 nên trình bày sau phần điều chế than sinh học logic Bỏ mẫu trộn AP + Bảng 2.3: Bỏ thời gian lắc, nhiệt độ phần cặn dư + Bảng 3.1 (tr 36): Kiểm tra lại cách tính giá trị LOD, LOQ Thí nghiệm mẫu trắng nên làm lặp lại 10 lần + Tiêu đề mục 3.4 (tr 38): “điều chế từ vỏ lạc” sửa lại thành “lõi ngô” (?) + Hình 3.4 Cần thích hình cụ thể (a, b, c mẫu nào) - Một số câu hỏi: Giải thích ủ than sinh học lại làm giảm đáng kể %F1? yếu tố (hay tính chất nào) vật liệu than sinh học định khả làm giảm %F1 đất? Phương pháp ICP – MS có khoảng tuyến tính (hay giới hạn tuyến tính) bao nhiêu? Có thể dựng đường chuẩn vùng nồng độ cao 100ppb không? Để xác định hàm lượng Pb Zn mẫu nghiên cứu cần phải pha lỗng lần? Kết luận chung Nội dung kết luận văn hoàn toàn đáp ứng yêu cầu luận văn thạc sĩ Đề nghị hội đồng thơng qua với kết tốt để học viên nhận học vị thạc sĩ Thái Nguyên, ngày tháng NGƯỜI NHẬN XÉT Phạm Thị Thu Hà năm 2022 CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN BÁO CÁO GIẢI TRÌNH THEO GĨP Ý CỦA HỘI ĐỒNG VỀ THẨM ĐỊNH NỘI DUNG CỦA LUẬN VĂN THẠC SỸ Kính gửi: Đại học Thái Nguyên Hiệu trưởng Trường Đại học Khoa học Sau tiếp thu ý kiến góp ý Hội đồng bảo vệ luận văn thạc sỹ Khóa 14, chuyên ngành Hóa phân tích theo định số 1463/QĐ-ĐHKH ngày 16/10/2022 Học viên cao học chỉnh sửa luận văn theo góp ý hội đồng sau: Đã chỉnh sửa giá trị LOD, LOQ bảng 3.1 Các lỗi tả luận văn mà phản biện đưa chỉnh sửa lại Đã sửa lại cách xử lý cặn dư bảng 2.3 Đã sửa bỏ mẫu trộn AP bảng 2.1 Kính mong Đại học Thái Nguyên Hiệu trưởng Trường Đại học Khoa học xem xét cho phép học viên hoàn thiện thủ tục xin cấp Thái Nguyên, ngày 26 tháng 10 năm 2022 Xác nhận chủ tịch Hội đồng (Theo ủy quyền công văn 1432/ĐHKH-ĐT, ngày 15/10/2021 Hiệu trưởng Trường ĐHKH) GVHD Học viên TS Bùi Minh Quý TS Vương Trường Xuân Đào Hồng Cẩm cQNc HoA xA ngr cHU NGHiA VrET NAM DQc lip - Tq - Hanh phtic DAI HQC THAI NGUYEN rRrIoNG_ p4l xQg xHgA HQC s6 /+3L /DHKH-Dr Thdi Nguy1n, ngdy/f thring 10 ndm 2021 V/v giao nhi6m vu ki xric nhdn bdn sria chta, b6 sung luAn vdn giii trinh thac si crha hoc vi6n cao hoc Kinh gti: Cric Khoa/ViQn c6 diro tao trinh d6 thac si Cdn cf viro Ditiu crla Quy dinh tam thdi ud nhigm vg, quydn han cria Dai hqc Th6i Nguy€n vd c6c don vi thdnh vi€n tuyiln sinh vir quin lf