Luận văn: Nghiên cứu xử lý các hợp chất asen và photphat trong nguồn nước ô nhiễm với than hoạt tính cố định Zr (IV)‖. pptx

91 441 0
Luận văn: Nghiên cứu xử lý các hợp chất asen và photphat trong nguồn nước ô nhiễm với than hoạt tính cố định Zr (IV)‖. pptx

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Luận văn Nghiên cứu xử các hợp chất asen photphat trong nguồn nước ô nhiễm với than hoạt tính cố định Zr (IV)‖. 1 MỤC LỤC LI M U 4 NG QUAN 5 1.1. Ô nhi 5 1.1.1 Dng tn ti ca Asen trong t nhiên 5 c tính ca Asen 8 1.1.3 Tình trng ô nhim Asen 10 1.1.4 Mt s công ngh x ô nhim asen 17 1.2 Ô nhim photphat  20 1.2.1 Ô nhim photphat 20 1.2.2 X ô nhim photphat 21 1.3 S dng Than hot tính Zirconi trong hp ph x Asen photphat 24 1.3.1 Than hot tính 24 1.3.2 C nh Zr trên ch loi b As Photphat 27 C NGHIM 35 2.1 Mc tiêu ni dung nghiên cu ca lu 35 2.1.1 Mc tiêu nghiên cu 35 2.1.2 Ni dung nghiên cu 35 2.2 Hóa cht, dng c 35 2 2.2.1 Dng c 35 2.2.2 Hóa cht vt liu 36  dng trong thc nghim 38 nh PO 4 3- 38 nh As by ngân bromua 39 nh Zr bi arsenazo (III) 41 2.4 C nh Zirconi trên than hot tính nha XAD-7 43 2.4.1 C nh Zr (IV) trên nha XAD-7 43 2.4.2 Ch to vt liu than hot tính c nh Zr(IV) 44 c tính ca vt liu hp ph 44 i trng hp ph ci 44 2.5.2 nh giá tr n ca vt liu 45 2.5.3 Nhiu x -ray diffactionXRD) 46 n t quét (SEM) 48 2.5.5 t trng (TGA) 50 T QU THO LUN 51 3.1 Nghiên cu ch to vt liu hp ph 51 3.1.1 Kho sát ng ca n axit trong quá trình ch to vt liu than hot tính c nh Zr (IV) 51 3.1.2 Kho sát ng ca thi gian trong quá trình ch to vt liu than hot tính c nh Zr (IV) 53 3 3.1.3 Khc tính ca mt s loi vt liu 54 3.2 Kho sát kh p ph asen phophat các vt liu 61 3.2.1 Kho sát ti trng hp ph photphat ca các vt liu 61 3.2.2 Kho sát ti trng hp ph As ca các vt liu 68  p ph photphat asen ca các vt liu 76 3.3 Nghiên cu kh ng dng x asen ca vt liu 79 3.3.1 Nghiên cu kh i hp tái s dng ca vt liu 79 3.3.2 Kho sát ng cn kh p ph As ca vt liu 80 3.3.3 Kho sát hp ph ng ca vt liu vi As 83 3.3.4 Kt qu x mu thc t 84 KT LUN 85 TÀI LIU THAM KHO 87 4 LỜI MỞ ĐẦU Hin nay, tình hình ô nhim nguc nói chung nguc sinh hot nói riêng bi asen là v toàn xã hi quan tâm khi nhu cu v chng cuc sng ngày càng cao. Theo các nghiên cu gi dân Hà Ni mt s tnh min bc (thung bng sông Hng), min nam (thung bng sông C phi s dng asen cao gp t 10 n n tiêu chun c sch. u này ng nghiêm trng trc tip ti sc kho ca con i, do s c hi ca asen mang li. Nó gây ra rt nhiu loi nguy hi i  ng vi chúng ta. Vic loi b   c thi c   , nhà máy hay xí nghic loi b c bit là nguc ngm là vô cùng cn thit cp bách. Than hot tính t c s d làm sc. Tuy nhiên, ng dng ca nó trong x c mi ch dng li  vic loi b các hp cht h mt s các thành phn không phân cng nh c. Vi mng dng ca than hot tính trong vic x c sinh hoc bit là loi b c hin nghiên c  tài: Nghiên cứu xử các hợp chất asen photphat trong nguồn nước ô nhiễm với than hoạt tính cố định Zr (IV). 5 Chương 1: TỔNG QUAN 1.1. Ô nhiễm Asen phương pháp xử 1.1.1 Dạng tồn tại của Asen trong tự nhiên Asen (s hiu nguyên t 33) là mt nguyên t rt ph bin xp th 20 trong t nhiên, chim khong 0.00005% trong v t, xp th c bin th  i [4]. Nó trong hu ht các loi hàm ng t 0,n 2,5 mg/Kg. Asen  dng tinh th màu xám bc, ròn khng nguyên t là 74,9; trng riêng là 5,73, tan chy  nhi 817 0 i áp sut 28 atm), sôi  613 0 C áp su 372 0 C. K t   c tinh ch       i Albertus Magnus, nguyên t này liên tc là trung tâm ca các cuc tranh lun. Asen di chuyn trong t nhiên nh các hong ca thi tit, ca h sinh vt, các ho    t phun trào núi la các ho ng ca con i. M t thm th 8 2380x10 8 gam asen. Hu ht các v ng là kt qu ca s n au kin t nhiên. Tuy nhiên, các hong khai thác m, cùng vi khai thác nhiên liu hóa thch, s dng thuc tr sâu asen, các thuc dit c, các cht làm khô nông sn, các ph gia asen trong th o ra thêm nhng nh hng. Arsen tn ti vi s oxi hóa -3, 0, +3 +5. Các trng thái t nhiên bao gm các asenious axit (H 3 AsO 3 , H 3 AsO 3 , H 3 AsO 3 2- ,), các asenic axit (H 3 AsO 4 , H 3 AsO 4 - , H 3 AsO 4 2- , các asenit, asenat, metyl-asenic axit, dimethylarsinic axit,   ng ng thy trong t nhiên ca arsen là asenit (AsO 3 3- ) asenat (AsO 4 3-     sen (III) Asen (V). Dng As (V) hay các asenat gm AsO 4 3- , HAsO 4 2- , H 2 AsO 4 - dng As (III) hay các asenit gm H 3 AsO 3 , 6 H 2 AsO 3 - , HAsO 3 2- AsO 3 3- . Các dng tn ti ca Asen trong t nhiên ph thuc nhiu king. 1.1.1.1 Ảnh hưởng của pH [5] Hình 1.1 Ảnh hưởng của pH đến dạng tồn tại của Asen Mt s dng dng tn ti ca As: As (III), As (V), chu cân bng axit-b, vì th s mt ca các dng tn ti chính các dng ph s da vào pH. As(OH) 3 s phân ly liên ti H 3 AsO 3  H 2 AsO 3 - + H + pK 1 = 9,2 H 2 AsO 3 -  HAsO 3 2- + H + pK 2 = 12,1 HAsO 3 2-  3 3- + H + pK 3 = 12,7 Hình 1.1 cho thy ti pH trung tính, H 3 AsO 3 chim t l chính trong khi H 2 AsO 3 - ch chim 1 t l rt nh (<1%) s mt ca HAsO 3 2- AsO 3 3- là  As (V) là mt axit 3 n: H 3 AsO 4  H 2 AsO 4 - + H + pK 1 = 2,3 H 2 AsO 4 -  4 2- + H + pK 2 = 6,8 HAsO 4 2-  4 3- + H + pK 3 = 11,6 7 Ti pH 7, cân bng ch yu tn ti dng H 2 AsO 4 - HAsO 4 2- .  pH < 5,   còn dng H 2 AsO 4 - , s mt ca các dng khác không . 1.1.1.2 Ảnh hưởng của pH-E h Th ôxi-hóa kh pH là các yu t quyn dng tn ti ca Asen trong.  u kin ôxi-hóa, pH thp (nh ng H 2 AsO 4 - chi, trong khi  pH cao HAsO 4 2- li chi (H 3 AsO 4 0 AsO 4 3- ch th tn tng axit u kin kh pH thp (nh n chi H 3 AsO 3 0 (Hình 1.2)[23] Hình 1.2 Đồ thị E h -pH các dạng tồn tại của As trong hệ gồm As-O 2 -H 2 O tại 25 o C áp suất 1 bar [23] Quá trình hp ph t yu t quyn các dng tn ti ca asen. Các phân t sc bit kh p ph tt As vì vy nó là yu t quyn s di chuyn cc ngng st 8 i ln mà nhiu vùng c ngm b ô nhi khi qua quá trình x st (lt tiêu chuc sch [7][22]. Hình 1.3 cho bit các dng tn ti ca As trong h As-Fe-H 2 O   n s hp ph asen trên FeOOH (Hfo).  th cho thy kh p ph tt asen (asenate)  vùng pH gu kin ôxi hóa kh yu.  u kin ôxi hóa, dng tn ti ca As trong dung d c 2 vùng pH, khi c gim.  u kin ôxi hóa mnh, các dng asenite chi  mt vùng pH rng, do liên kt ca nó vi Hfo không nh [20]. Hình 1.3 Đồ thị E h -pH của hệ As-Fe-H 2 O [20] 1.1.2 Độc tính của Asen i vi c thc vng vc chng minh là nhân t i vic ca i vi sc khe con i theo các m t tn d dày. c tính cnh ph thuc vào các dng tn ti ci v sng, bao gng vt khác, nhng dng Asen vô ng As h s LD 50 qua ming (ling gây 9 cht trung bỡnh 50% qun th nghiờn cui vng l 15- 293mg/kg v 11-150mg/kg th trng ca chung vt thớ nghim khỏc. Tip xỳc vi 70-80 mg As 2 O 3 nh l nguy him n tớnh mng i vi [5]. c tớnh ca cỏc hp chi vi sinh vp cht asen h bii sinh hc c i rt phc tp, tu theo tng hp cht. Hia cú bin phỏp hu hiu cha bnh nhim c asen. Asen vụ c. phỏ hu cỏc mụ trong h hụ hp, trong gan v thn. Nú ng lờn cỏc enzim hom bo cho quỏ trỡnh hụ hp. Cỏc nghiờn cu c chớnh ca asen l do s liờn kt ca nú vi cỏc nhúm sunfuahydryl SH, lm mt chng ca enzim. Asen(V) c ch ng cho t cỏc enzim sinh ra ATP lm chu trỡnh xitric b kỡm hóm. AsO 3 -3 SH SH As O - Enzym + + 2 OH - Enzym SH SH - C C H OPO 3 2- H OH O + PO 4 3- C C O OPO 3 2- H OH O PO 3 2- C C O OPO 3 2- H OH O AsO 3 3- ATP Phân huỷ thành sản phẩm đầu [...]... tốt Asen photphat từ than hoạt tính cố định Zr (IV), xác định thành phần, cấu trúc, giải thích được chế hấp phụ của vật liệu 34 Chương 2: THỰC NGHIỆM 2.1 Mục tiêu nội dung nghiên cứu của luận văn 2.1.1 Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu, chế tạo vật liệu hấp phụ tốt Asen photphat, trên sở than hoạt tính cố định Zr (IV), khảo sát tiềm năng ứng dụng trong xử nguồn nước ngâm ô nhiễm Asen. .. không cần quá trình đốt than Quá trình hậu hoạt hóa sẽ loại bỏ các thành phần thừa (có thể được tái sử dụng) [4] 1.3.2 Cố định Zr trên chất mang để loại bỏ As Photphat Nghiên cứu sử dụng Zr làm vật liệu hấp phụ Asen photphat đã được một số tác giả công bố, các kết quả nghiên cứu cho thấy khả năng ứng dùng Zr vào xử ô nhiễm Asen photphat rất triển vọng M Suzuki [9] đã nghiên cứu tổng hợp. .. thân thiện với môi trường, không đưa thêm vào môi trước các hóa chất xử nào khác 1.2 Ô nhiễm photphat các phương pháp xử 1.2.1 Ô nhiễm photphat Trong môi trường nước, P tồn tại các dạng: H2PO4-, HPO42-, PO43-, dạng polymetaphotphat như: (NaPO3)6 photpho hữu Muối photphat được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp bao gồm: sản phầm làm sạch, kem đánh răng, bật lửa, công nghiệp... bằng các axit mạnh hoặc alkaline [4] As được hấp phụ trên than hoạt tính được xử cùng với Cu Ag Sự kết hợp của than hoạt tính dạng bột than cuộn thép loại bỏ asen trong nước Khả năng hấp phụ của dạng cuộn thép là do các tương tác electron hóa học của các gốc As sắt Các loại than hoạt tính được sản xuất bằng cách cacbon hóa nền nhiệt tăng chậm hiếm khí dưới 6000 C Việc này loại bỏ các chất. .. Asen hữu Các hợp chất asen( V) (R-AsO3H2) ít ảnh hưởng đến hoạt tính của enzim nhưng trong những điều kiện thích hợp chúng thể khử về dạng asen( III) độc hơn Các hợp chất asen( III) bao gồm aseno asenoso Các hợp chất aseno (R-As=As-R) bị oxi hoá dễ dàng ngay cả khi vết oxi, tính hoạt động của chúng được cho là do sự chuyển hoá thành các dẫn xuất aseno tương ứng Các dẫn xuất này... nghiệm hiệu quả xử tới 99% các điều kiện tối ưu nồng độ asen còn lại dưới 1mg/L Còn đối với các hệ xử thực tiễn ngoài hiện trường thì hiệu quả xử thấp hơn khoảng từ 50 đến 90% Trong quá trình keo tụ lắng/lọc, asen được loại bỏ thông qua ba chế chính: o Kết tủa: Sự hình thành của các hợp chất ít tan nh Al(AsO4) hoặc Fe(AsO4) o Cộng kết: Kết hợp các dạng asen tan vào các pha hydroxit... cao trong xử asen vùng đồng bằng sông Cửu Long (Mekong) theo nghiên cứu mới đây của Kim Phuong Nguyen et al, 2009 [8] , trong báo cáo này các tác giả đã nghiên cứu sự mặt của Asen trong nước ngầm, tại 47 giếng khoan 12 vùng thuộc các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long Các kết quả nghiên cứu cho thấy: 38,3% các mẫu nghiên cứu nồng độ As vượt quá tiêu chuẩn cho phép của Bộ Y Tế ( . hin nghiên c  tài: Nghiên cứu xử lý các hợp chất asen và photphat trong nguồn nước ô nhiễm với than hoạt tính cố định Zr (IV). 5 Chương 1: TỔNG QUAN 1.1. Ô nhiễm Asen và phương. Luận văn Nghiên cứu xử lý các hợp chất asen và photphat trong nguồn nước ô nhiễm với than hoạt tính cố định Zr (IV)‖. 1 MỤC LỤC LI M U 4 NG QUAN 5 1.1. Ô nhi.  lý 20 1.2.1 Ô nhim photphat 20 1.2.2 X lý ô nhim photphat 21 1.3 S dng Than hot tính và Zirconi trong hp ph x lý Asen và photphat 24 1.3.1 Than hot tính 24 1.3.2 C nh Zr

Ngày đăng: 29/06/2014, 14:20

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan