Khóa luận tốt nghiệp sử dụng axit humic xử lý kim loại nặng trong nước thải làng nghề

2.5.2 Phương pháp thực nghiệm 20 2.5.3 Phương pháp lấy mẫu 22 2.5.4 Phương pháp phân tích kim loại nặng nước 22 2.5.5 Phương pháp xử lý số liệu 23 2.5.6 Phương pháp đánh giá 23 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 24 3.1 Chiết rút bảo quản axit humic từ than bùn 24 3.1.1 Quy trình chiết rút axit humic từ than bùn 24 3.1.2 Xác định hàm lượng axit humic tách từ than bùn Việt Nam 25 3.1.3 Bảo quản axit humic 27 3.2 So sánh axit humic chiết rút từ nguồn than bùn khác 27 3.2.1 So sánh độ hấp thụ quang axit humic 27 3.2.2 So sánh khả xử lý kim loại nặng nước loại axit humic 28 3.3 Xác định thông số kỹ thuật để xử lý ion kim loại Zn2+, Pb2+, Cd2+ 32 3.3.1 Ảnh hưởng pH tới khả xử lý 32 3.3.2 Khảo sát khả hấp phụ ion Zn2+, Pb2+, Cd2+ axit humic 37 3.3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng sắt đến khả tách ion kim loại axit humic 39 3.4 Xử lý kim loại nặng nước thải axit humic 43 3.4.1 Thành phần kim loại nặng nước thải 43 3.4.2 Xử lý kim loại nặng nước thải axit humic 45 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49 Kết luận 49 Kiến nghị 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 PHỤ LỤC 54 iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Diễn giải BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trường CT Công thức M Nồng độ mol/lít NXB Nhà xuất QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam A Độ hấp thụ quang λ Bước sóng v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Kim loại nặng ảnh hưởng tới người động, thực vật Bảng 1.2 Thành phần nguyên tố axit humic 12 Bảng 3.1 Kết nhóm hạt thu rây qua rây có kích thước 2mm 1mm than bùn Việt Nam 26 Bảng 3.2 Kết hàm lượng axit humic thu từ than bùn Việt Nam 26 Bảng 3.3 Kết so sánh màu mẫu nước có chứa ion Zn2+ sau xử lý axit humic với loại nước theo QCVN 08 2008/BTNMT 36 Bảng 3.4 Kết so sánh màu mẫu nước có chứa ion Pb2+ sau xử lý axit humic với loại nước theo QCVN 08 2008/BTNMT 36 Bảng 3.5 Kết so sánh màu mẫu nước có chứa ion Cd2+ sau xử lý axit humic với loại nước theo QCVN 08 2008/BTNMT 37 Bảng 3.6 Kết xác định khoảng pH tối ưu xử lý nước chứa ion kim loại nặng axit humic 37 Bảng 3.7 Kết so sánh màu mẫu nước sau xử lý axit humic với loại nước theo QCVN 08 2008/ BTNMT 38 Bảng 3.8 Kết so màu mẫu nước sau xử lý axit humic với loại nước theo QCVN 08:2008/ BTNMT 42 Bảng 3.9 Nồng độ kim loại nặng mẫu nước trước xử lý xã Chỉ Đạo – huyện Văn Lâm – tỉnh Hưng Yên so với quy chuẩn QCVN 08 2008/ BTNMT 44 Bảng 3.10 Nồng độ kim loại nặng mẫu nước trước xử lý xã Xuân Tiến – huyện Xuân Trường – tỉnh Nam Định so với quy chuẩn QCVN 08 2008/ BTNMT 45 vi Bảng 3.11 Nồng độ kim loại nặng mẫu nước trước sau trình xử lý axit humic xã Chỉ Đạo – huyện Văn Lâm – tỉnh Hưng Yên 46 Bảng 3.12 Nồng độ kim loại nặng mẫu nước trước sau trình xử lý axit humic xã Xuân Tiến – huyện Xuân Trường – tỉnh Nam Định 47 Bảng 1.1 Kim loại nặng ảnh hưởng tới người động, thực vật 1.2.1.1 Phương pháp kết tủa 1.2.1.2 Phương pháp điện hóa 1.2.1.3 Phương pháp hấp phụ trao đổi ion 1.2.2.1 Phương pháp hấp thu sinh học 10 1.2.2.2 Phương pháp chuyển hóa sinh học 11 Bảng 1.2 Thành phần nguyên tố axit humic 12 Hình 1: Công thức phân tử axit humic 13 2.4 Nội dung nghiên cứu 19 Hình 2: Sơ đồ quy trình tách axit humic từ than bùn tự nhiên 25 Bảng 3.1 Kết nhóm hạt thu rây qua rây có kích thước 2mm 1mm than bùn Việt Nam 26 Bảng 3.2 Kết hàm lượng axit humic thu từ than bùn Việt Nam 26 Hình 3: Độ hấp thụ quang axit humic chiết rút từ than bùn Trung Quốc 27 Hình 4: Độ hấp thụ quang axit humic chiết rút từ than bùn Việt Nam 28 vii Hình 5: Xử lý ion Cu2+ axit humic chiết rút từ nguồn than bùn khác pH=8 29 Hình 6: Thang màu chuẩn thuốc thử dithizon kiểm tra vết đồng 30 Hình 7: Vết đồng mẫu nước sau xử lý 31 Hình 8: Thang màu chuẩn thuốc thử dithizon kiểm tra vết kẽm 33 Hình 9: Thang màu chuẩn thuốc thử dithizon kiểm tra vết chì 34 Hình 10: Thang màu chuẩn thuốc thử dithizon kiểm tra 35 vết cadimi 35 Bảng 3.3: Kết so sánh màu mẫu nước có chứa ion Zn2+ sau xử lý axit humic với loại nước theo QCVN 08 : 2008/BTNMT 36 Bảng 3.4: Kết so sánh màu mẫu nước có chứa ion Pb2+ sau xử lý axit humic với loại nước theo QCVN 08 : 2008/BTNMT 36 Bảng 3.5: Kết so sánh màu mẫu nước có chứa ion Cd2+ sau xử lý axit humic với loại nước theo QCVN 08 : 2008/BTNMT 37 Bảng 3.6: Kết xác định khoảng pH tối ưu xử lý nước chứa ion kim loại nặng axit humic 37 Bảng 3.7 Kết so sánh màu mẫu nước sau xử lý axit humic với loại nước theo QCVN 08 : 2008/ BTNMT 38 Hình 11: Xử lý nước chứa hỗn hợp ion Zn2+, Pb2+, Cd2+ axit humic cho thêm Fe2+ Cu2+ 39 Hình 12: Thang màu chuẩn thuốc thử K3Fe(CN)6 kiểm tra vết sắt 41 Bảng 3.8 Kết so màu mẫu nước sau xử lý axit humic với loại nước theo QCVN 08:2008/ BTNMT 42 viii Hình 13: Xử lý nước chứa kim loại nặng axit humic giá trị pH 5,5, 6, 43 Bảng 3.9 Nồng độ kim loại nặng mẫu nước trước xử lý xã Chỉ Đạo – huyện Văn Lâm – tỉnh Hưng Yên so với quy chuẩn QCVN 08 : 2008/ BTNMT 44 Qua cho thấy nước không đạt tiêu chuẩn hàm lượng Hg mức B2, mẫu nước có nồng độ kim loại nặng 17.10-7M vượt mức A1 Cu theo QCVN 08 : 2008/BTNMT (16.10-7M) 44 Bảng 3.10 Nồng độ kim loại nặng mẫu nước trước xử lý xã Xuân Tiến – huyện Xuân Trường – tỉnh Nam Định so với quy chuẩn QCVN 08 : 2008/ BTNMT 45 Qua cho thấy mẫu không đạt tiêu chuẩn hàm lượng Hg mức B2, Cu, As mức A1; mẫu nước có nồng độ kim loại nặng 36.10-7M vượt mức A2 Cu theo QCVN 08 : 2008/BTNMT (31.10-7M) 45 Bảng 3.11 Nồng độ kim loại nặng mẫu nước trước sau trình xử lý axit humic xã Chỉ Đạo – huyện Văn Lâm – tỉnh Hưng Yên 46 Bảng 3.12 Nồng độ kim loại nặng mẫu nước trước sau trình xử lý axit humic xã Xuân Tiến – huyện Xuân Trường – tỉnh Nam Định 47 PHỤ LỤC 1: 54 Phương pháp so màu mắt với thuốc thử diphenylthiokarbazon (dithizon) 54 QCVN 08: 2008/BTNMT 56 Bảng : Giá trị giới hạn thông số chất lượng nước mặt 56 ix DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Công thức phân tử axit humic 13 Hình Sơ đồ quy trình tách axit humic từ than bùn tự nhiên 25 Hình Độ hấp thụ quang axit humic chiết rút từ than bùn Trung Quốc 27 Hình Độ hấp thụ quang axit humic chiết rút từ than bùn Việt Nam 28 Hình Xử lý ion Cu2+ axit humic chiết rút từ nguồn than bùn khác pH=8 29 Hình Thang màu chuẩn thuốc thử dithizon kiểm tra vết đồng 30 Hình Vết đồng mẫu nước sau xử lý 31 Hình Thang màu chuẩn thuốc thử dithizon kiểm tra vết kẽm 33 Hình Thang màu chuẩn thuốc thử dithizon kiểm tra vết chì 34 Hình 10 Thang màu chuẩn thuốc thử dithizon kiểm tra vết cadimi 35 Hình 11 Xử lý nước chứa hỗn hợp ion Zn2+, Pb2+, Cd2+ axit humic cho thêm Fe2+ Cu2+ 39 Hình 12 Thang màu chuẩn thuốc thử K3Fe(CN)6 kiểm tra vết sắt 41 Hình 13 Xử lý nước chứa kim loại nặng axit humic giá trị pH 5,5, 6, 43 x MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Hiện nay, nước Việt Nam (cả nước mặt nước ngầm) bị ô nhiễm nghiêm trọng Đặc biệt ô nhiễm kim loại nặng như: đồng, chì, kẽm, cadimi, asen… hoạt động khai thác mỏ, công nghiệp mạ, luyện kim, giao thông vận tải, hoạt động sản xuất tái chế kim loại nặng làng nghề nước ta vấn đề xúc Cho đến có nhiều công trình nghiên cứu biện pháp xử lý kim loại nặng nước như: phương pháp bay hơi, phương pháp kỹ thuật màng, phương pháp điện hóa, phương pháp kết tủa hóa học, phương pháp trao đổi ion, phương pháp sử dụng vật liệu hấp phụ sinh học, phương pháp vi tảo… Nhưng để lựa chọn biện pháp xử lý thích hợp lại phụ thuộc vào tiêu chí tính kinh tế, tính khả thi, tính hiệu Hiện nay, xử lý nước ô nhiễm kim loại nặng vật liệu có nguồn gốc tự nhiên với giá thành rẻ an toàn với môi trường nhà nghiên cứu trọng Từ kết khảo sát địa chất cho thấy Việt Nam có lượng than bùn dồi dào, phân bố khắp tỉnh nước Axit humic tồn nhiều tự nhiên (có nhiều đất mùn, than bùn), với đặc điểm chứa nhiều nhóm chức -OH –COOH có khả tạo phức chất bền với ion kim loại nặng (từ làm giảm nồng độ kim loại nặng nước) nên axit humic ngày ý việc sử dụng để xử lý kim loại nặng nước Trong nước có công trình nghiên cứu khả hấp phụ kim loại nặng axit humic nhằm xử lý ô nhiễm môi trường, làm giàu tách kim loại phóng xạ kết tủa ion Th(IV) Pb(II) Phạm Văn Tình, Lưu Minh Đại (1997); khả tách ion Co2+, Mn2+ từ dung dịch nước Bùi Duy Cam, Phạm Văn Tình (1998)… Và nghiên cứu Trịnh Thị Yến (2015) khả kết tủa ion Cu2+ nước axit humic cho kết tốt Với phân tích nêu trên, tiến hành thực tiếp đề tài: “Sử dụng axit humic xử lý kim loại nặng nước thải làng nghề” Mục tiêu nghiên cứu đề tài • Nghiên cứu kết tủa ion kim loại nặng nước axit humic chiết rút từ than bùn Yêu cầu nghiên cứu • Tách axit humic từ nguồn khác xác định số đặc tính chúng • Xác định thông số kỹ thuật liên quan đến kết tủa kim loại nặng axit humic CHƯƠNG TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Kim loại nặng nước 1.1.1 Ô nhiễm nước kim loại nặng Ở Việt Nam, nguồn nước bị ô nhiễm gia tăng với phát triển hoạt động sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, ngư nghiệp, giao thông, dịch vụ sinh hoạt người Đặc biệt ô nhiễm kim loại nặng nước mối đe dọa nghiêm trọng sức khỏe người an toàn hệ sinh thái Kim loại nặng kim loại có khối lượng riêng lớn g/cm3 bao gồm số loại As, Cd, Cr, Cu, Pb, Hg, Zn Một số tồn nước dạng muối hòa tan có nhiều kim loại nặng lại tạo thành nước dạng khó hòa tan tham gia vào chuyển hóa sinh học: • Cadimi (Cd): có nước từ nguồn nước thải công nghiệp hóa chất, mạ, luyện kim, chất dẻo, khai thác mỏ, nhà máy phân bón phần hòa tan từ ống dẫn nước, mối nối kim loại Sự hấp thu Cd thể phụ thuộc vào tính tan loại hợp chất chứa Cd Chúng tích tụ thận có chu kỳ bán hủy thể người từ 10 – 35 năm Cd thuộc nhóm 2A, có độc tính cao thủy sinh vật, cá tính dễ hấp thụ tích lũy thể thủy sinh chúng Dựa xâm nhập: 10% theo đường nước uống • Crôm (Cr): dùng công nghiệp luyện kim, sản xuất vật liệu chịu nhiệt, thuốc nhuộm, công nghiệp thuộc da Cr tạo thành hợp chất có hóa trị 2+, 3+, 6+ Xét độ độc tính gây ung thư, Cr6+ thuộc nhóm Cr3+ thuộc nhóm 3, có khả gây viêm da, kích thích niêm mạc, Cr6+ gây đột biến vi sinh vật tế bào động vật có vú, làm biến đổi hình Hình 13: Xử lý nước chứa kim loại nặng axit humic giá trị pH 5,5, 6, Bằng cảm quan thấy, dung dịch xuất kết tủa, lượng cặn kết tủa mức độ sa lắng lại khác Các dung dịch có lượng cặn lớn, độ sa lắng nhanh dung dịch có pH 5,5 Sau giờ, mức độ sa lắng dung dịch có pH = 5,5 pH = Do vậy, giá trị pH tối ưu chọn cho qua trình xử lý nước chứa kim loại nặng dung dịch axit humic 5% pH = (đạt mức A1 theo QCVN 08 : 2008/BTNMT) 3.4 Xử lý kim loại nặng nước thải axit humic 3.4.1 Thành phần kim loại nặng nước thải Đối tượng nghiên cứu nước kênh nước thải xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên xã Xuân Tiến, huyện Xuân Trường, tỉnh Nam Định Hai vị trí lấy mẫu thuộc khu vực làng nghề có truyền thống tái chế acquy (Chỉ Đạo) đúc đồng (Xuân Tiến) lâu năm Nước thải 43 sở sản xuất thải trực tiếp kênh mương không qua xử lý Các mẫu nước thí nghiệm lấy vào ngày 27/03/2016, bảo quản mang phòng thí nghiệm để kiểm tra xử lý Kiểm tra sơ mẫu thuốc thử dithizon 5.10-5 M, theo cảm quan mắt thường, màu dung dịch dithizon chuyển từ xanh nhạt sang hồng Sự thay đổi màu phản ứng dithizon với ion kim loại có mẫu nước tạo thành phức chất có màu Do hai mẫu nước có chứa kim loại nặng Để chắn với kết kiểm tra thuốc thử trên, sử dụng phương pháp phân tích quang phổ phát xạ ICP – MS để phân tích lượng kim loại có mẫu nước lấy Kết thể bảng 3.9 3.10 sau: Bảng 3.9 Nồng độ kim loại nặng mẫu nước trước xử lý xã Chỉ Đạo – huyện Văn Lâm – tỉnh Hưng Yên so với quy chuẩn QCVN 08 : 2008/ BTNMT Chất phân tích STT Đồng (Cu) Crom (Cr) Sắt (Fe) Thủy ngân (Hg) Kẽm (Zn) Asen (As) Cadimi (Cd) Chì (Pb) Trước xử lý (mg/l) 0,06 0,0004 0,018 0,0667 0,003 0,006 0,0012 0,0049 Trước xử lý (M) 9.10-7 8.10-9 3.10-7 3.10-7 5.10-8 8.10-8 1.10-8 2.10-8 QCVN 08 : 2008/ BTNMT A1 A2 B1 B2 0,1 0,2 0,5 0,01 0,02 0,05 0,05 0,5 1,5 0,001 0,001 0,001 0,002 0,5 1,5 0,01 0,02 0,05 0,1 0,005 0,005 0,01 0,01 0,02 0,02 0,05 0,05 (Đo Bộ môn Hóa vật liệu – Khoa Hóa học – ĐH Khoa học Tự nhiên – ĐH Quốc gia Hà Nội) Qua cho thấy nước không đạt tiêu chuẩn hàm lượng Hg mức B2, mẫu nước có nồng độ kim loại nặng 17.10-7M vượt mức A1 Cu theo QCVN 08 : 2008/BTNMT (16.10-7M) 44 Bảng 3.10 Nồng độ kim loại nặng mẫu nước trước xử lý xã Xuân Tiến – huyện Xuân Trường – tỉnh Nam Định so với quy chuẩn QCVN 08 : 2008/ BTNMT Trước xử Trước xử STT Chất phân tích QCVN 08 : 2008/ BTNMT lý lý (mg/l) (M) A1 A2 B1 B2 Đồng (Cu) 0,121 19.10-7 0,1 0,2 0,5 Crom (Cr) 0,0015 3.10-8 0,01 0,02 0,05 0,05 Sắt (Fe) 0,038 7.10-7 0,5 1,5 Thủy ngân (Hg) 0,0433 2.10-7 0,001 0,001 Kẽm (Zn) 0,042 6.10-7 0,5 1,5 Asen (As) 0,012 2.10-7 0,01 0,02 0,05 0,1 Cadimi (Cd) 0,0005 5.10-9 0,005 0,005 0,01 0,01 Chì (Pb) 0,0009 4.10-9 0,02 0,02 0,05 0,05 0,001 0,002 (Đo Bộ môn Hóa vật liệu – Khoa Hóa học – ĐH Khoa học Tự nhiên – ĐH Quốc gia Hà Nội) Qua cho thấy mẫu không đạt tiêu chuẩn hàm lượng Hg mức B2, Cu, As mức A1; mẫu nước có nồng độ kim loại nặng 36.10-7M vượt mức A2 Cu theo QCVN 08 : 2008/BTNMT (31.10-7M) Kết dự đoán phương pháp so màu mắt với thuốc thử dithizon hoàn toàn Vì vậy, phương pháp áp dụng để kiểm tra nhanh có mặt kim loại nước 3.4.2 Xử lý kim loại nặng nước thải axit humic Xử lý mẫu nước thải dung dịch axit humic 5% Tiến hành thí nghiệm: Lấy 600 ml nước thải cho vào cốc thủy tinh dung tích lít, nhỏ giọt axit humic vào, khuấy trộn dung dịch thấy có kết tủa lượng dư axit humic dừng lại Lượng axit humic nhỏ vào 0,66ml Dùng dung dịch NaOH 0,1M điều chỉnh pH dung dịch Để lắng kết tủa lọc lấy 45 dịch mang kiểm tra nồng độ kim loại lại sau trình xử lý nước axit humic Tiếp tục kiểm tra dịch lọc sau xử lý phương pháp so màu mắt với thuốc thử dithizon 5.10-5M, nhận thấy màu thuốc thử lúc không bị thay đổi nhiều so với màu xanh nhạt ban đầu Như vậy, nồng độ kim loại có nước thải giảm sau trình xử lý Bằng phương pháp phân tích quang phổ phát xạ ICP - MS, có kết hàm lượng kim loại nặng lại sau trình xử lý bảng 3.11 3.12 sau: Bảng 3.11 Nồng độ kim loại nặng mẫu nước trước sau trình xử lý axit humic xã Chỉ Đạo – huyện Văn Lâm – tỉnh Hưng Yên QCVN 08 : 2008/ STT Chất phân tích Trước xử Sau xử lý lý BTNMT Đơn A1 B1 vị Đồng (Cu) 0,06 0,025 0,1 0,5 mg/l Crom (Cr) 0,0004 0,0001 0,01 0,05 mg/l Sắt (Fe) 0,018 0,013 0,5 1,5 mg/l Thủy ngân (Hg) 0,0667 0,0234 0,001 0,001 mg/l Kẽm (Zn) 0,003 0,0005 0,5 1,5 mg/l Asen (As) 0,006 0,001 0,01 0,05 mg/l Cadimi (Cd) 0,0012 0,0006 0,005 0,01 mg/l Chì (Pb) 0,0049 0,0007 0,02 0,05 mg/l (Đo Bộ môn Hóa vật liệu – Khoa Hóa học – ĐH Khoa học Tự nhiên – ĐH Quốc gia Hà Nội) 46 Bảng 3.12 Nồng độ kim loại nặng mẫu nước trước sau trình xử lý axit humic xã Xuân Tiến – huyện Xuân Trường – tỉnh Nam Định QCVN 08 : 2008/ STT Chất phân tích Trước xử Sau xử lý lý BTNMT Đơn A1 B1 vị Đồng (Cu) 0,121 0,059 0,1 0,5 mg/l Crom (Cr) 0,0015 0,0006 0,01 0,05 mg/l Sắt (Fe) 0,038 0,035 0,5 1,5 mg/l Thủy ngân (Hg) 0,0433 0,0169 0,001 0,001 mg/l Kẽm (Zn) 0,042 0,0005 0,5 1,5 mg/l Asen (As) 0,012 0,002 0,01 0,05 mg/l Cadimi (Cd) 0,0005 0,0004 0,005 0,01 mg/l Chì (Pb) 0,0009 0,0007 0,02 0,05 mg/l (Đo Bộ môn Hóa vật liệu – Khoa Hóa học – ĐH Khoa học Tự nhiên – ĐH Quốc gia Hà Nội) Nhận xét: Kết phân tích cho thấy, điều kiện nghiên cứu có môi trường pH = 6, hàm lượng kim loại nặng nước sau trình xử lý giảm nhiều so với mẫu nước trước trình xử lý Ví dụ, nồng độ đồng (mẫu xã Xuân Tiến) ban đầu 0,121 mg/l sau xử lý 0,059mg/l nồng độ chì (mẫu xã Chỉ Đạo) giảm lần so với nồng độ ban đầu Một kết mong muốn axit humic làm giảm hàm lượng Asen xuống lần so với nồng độ ban đầu (mẫu xã Chỉ Đạo từ 0,006 mg/l xuống 0,001 mg/l; mẫu xã Xuân Tiến từ 0,012 mg/l xuống 0,002 mg/l) Như vậy, axit humic xử lý thành công kim loại nặng nước Tuy axit humic không loại trừ hoàn toàn thủy ngân, lượng thủy ngân cao hon mức cho phép ngưỡng B1 Đây nước thủy ngân tồn 47 dạng ion Hg2+ Hg22+, mà có ion Hg2+ phản ứng với axit humic Điều rõ ràng phản ứng nước sau xử lý không phản ứng tạo màu với dithizon, chứng tỏ hàm lượng ion Hg2+ phản ứng xuống thấp Do đó, sử dụng phương pháp axit humic để xử lý kim loại nặng nước hướng tốt mang lại hiệu cao Với hy vọng, áp dụng vào thực tế nước sau trình xử lý dùng cho mục đích tưới tiêu thủy lợi mà phục vụ cho mục đích cấp nước sinh hoạt 48 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận • Axit humic chiết rút từ than bùn nước hoàn toàn sử dụng để ứng dụng xử lý nước chứa kim loại nặng • Axit humic có khả xử lý tốt ion kim loại Zn2+, Pb2+, Cd2+ Dùng 0,055ml dung dịch axit humic 5% xử lý 60 ml nước thải giả định chứa ion Zn2+ có nồng độ 20 mg/l, đạt hiệu tốt khoảng giá trị pH từ đến 8, nồng độ Zn2+ lại (trong khoảng 0,5 mg/l đến mg/l ) thỏa mãn QCVN 08 : 2008/ BTNMT Dùng 0,055ml dung dịch axit humic 5% xử lý 60 ml nước thải giả định chứa ion Pb2+ có nồng độ mg/l, đạt hiệu tốt khoảng giá trị pH từ đến 8, nồng độ Pb2+ lại (trong khoảng 0,002 mg/l đến 0,02 mg/l ) thỏa mãn QCVN 08 : 2008/ BTNMT Dùng 0,055ml dung dịch axit humic 5% xử lý 60 ml nước thải giả định chứa ion Cd2+ có nồng độ mg/l, đạt hiệu tốt khoảng giá trị pH từ đến 10, nồng độ Cd2+ lại (trong khoảng 0,0005 mg/l đến 0,001 mg/l ) thỏa mãn QCVN 08 : 2008/ BTNMT • Cho thêm Fe2+ nồng độ 45mg/l vào nước thải giả định chứa hỗn hợp ion Zn2+, Pb2+, Cd2+ giúp tăng hiệu xử lý axit humic, đạt hiệu tốt pH = • Mẫu nước xã Chỉ Đạo bị ô nhiễm kim loại nặng vượt mức A1, mẫu nước xã Xuân Tiến bị ô nhiễm kim loại nặng vượt mức A2 QCVN 08: 2008/BTNMT • Axit humic xử lý thành công kim loại nặng có hai mẫu nước thực tế 49 Kiến nghị Sử dụng loại than bùn Việt Nam khác khảo nghiệm tiếp khả xử lý kim loại nặng chúng Sử dụng axit humic để xử lý loại nước nhiễm kim loại nặng khác (nước thải khu công nghiệp, nước ngầm…) Hoàn thiện quy trình xử lý nước thải nhiễm kim loại nặng axit humic 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT Lê Huy Bá cộng (2008), Độc học môi trường bản, NXB Đại học Quốc gia, TP.HCM Bộ Khoa học Công nghệ (2005), Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5945: 2005 – Nước thải công nghiệp – Tiêu chuẩn thải Bộ Tài Nguyên Môi trường (2008), Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 08: 2008/ BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước mặt Bùi Duy Cam, Phạm Văn Tình (1998), Khả tách ion Co(II) ,Mn(II) U(VI) từ dung dịch nước axit humic, Tạp chí Khoa học, ĐH Quốc gia Hà Nội, T14, số 4: 8-13 Bùi Duy Cam, Phạm Văn Tình (2002), Tách giữ kim loại nặng chì, đồng, niken, crôm thôri từ dung dịch môi trường axit yếu cột axit humic, Tạp chí Khoa học, ĐH Quốc gia Hà Nội, T18, số Đặng Kim Chi (1999), Hóa học môi trường, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Trần Văn Chính cộng (2006), Giáo trình Thổ nhưỡng học, NXB Nông nghiệp, Hà Nội Hoàng Ngọc Hiền, Lê Hữu Thiềng (2008), Nghiên cứu khả hấp phụ Cu2+ Pb2+ vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã mía, Tạp chí Phân tích hóa, lý sinh học, Tập 13, số Phan Hoàng Minh Huy (2010), Nghiên cứu loại bỏ Ni2+, Cr3+, Zn2+ nước thải mạ điện vật liệu hấp phụ sinh học, Luận văn thạc sĩ, trường Đại học Đà Lạt 10 Võ Văn Huỳnh (2012), Nghiên cứu, thăm dò phương pháp xử lý kim loại nặng chất hấp phụ sinh học có nguồn gốc từ chất thải thủy sản 51 (chitosan), Luận văn tốt nghiệp, trường Đại học Nha Trang 11 Đỗ Thị Trà Hương (2008), Nghiên cứu khả hấp phụ ion Cu2+, Ni2+ than bùn Việt Yên – Bắc Giang, Tạp chí Khoa học công nghệ, số 71 12 Đặng Đình Kim cộng (2000), Nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải công nghiệp chứa kim loại nặng (Pb, Hg, Ni, Cr, Cu) phương pháp hóa học sinh học, Trung tâm thông tin – tư liệu, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam 13 Đặng Đình Kim (2003), Xử lý ô nhiễm số kim loại nặng nước thải công nghiệp phương pháp sinh học, Trung tâm thông tin – tư liệu, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam 14 Võ Đình Ngộ, Nguyễn Siêu Nhân, Trần Mạnh Trí (1997), Than bùn Việt Nam sử dụng than bùn nông nghiệp, NXB Nông nghiệp, TP.HCM 15 Nguyễn Quốc Thắng (2010), Nghiên cứu chế tạo axit humic khảo sát khả tạo phức với nguyên tố dinh dưỡng trồng ứng dụng phân bón, Luận văn tốt nghiệp, Đại học Cần Thơ 16 Phạm Văn Tình, Lưu Minh Đại (1997), Kết tủa ion Th(IV) Pb(II) axit humic, Tạp chí Hóa học, T35, số 2: 66-69 17 Ngô Thị Mai Việt, Phạm Tiến Đức, Phạm Luận, Trần Tứ Hiếu, Chu Đình Bính (2008), Đánh giá khả hấp phụ số ion kim loại nặng đá ong biến tính, Tạp chí Phân tích hóa, lý sinh học, Tập 13, số 18 Trịnh Thị Yến (2015), Sử dụng axit humic kết tủa ion Cu2+ nước, Khóa luận tốt nghiệp, Học viện Nông nghiệp Việt Nam TÀI LIỆU TIẾNG ANH 19 Afghan B.K., A.S.Y Chan (1989), Analysis of organic trace in the aquatic environment, C.R.S Press, Boca Raton, Flori 20 Aleksandrov I.V., G.I Kandelaki (1994), Zeolite-humic sorbents for 52 effluent purification, Khimiya Trerdogo Toplica Rossiiskaya Akademiya Nauk 21 Bulman Robert A et al (1997), Investigations of the uptake of transuranic radionuclides by humic and furic acids chemically immobilized on silicagel and their competitive release by comlexing agents, Waste management, Vol 17 22 Yates, Leland M III., Von Wandruszka, Ray (1999), Decontamination of polluted water by treatment with a crude humic acid blend, Environmental science and Technology, Volum 33, issue 12 TÀI LIỆU INTERNET 23 Nguyễn Mạnh Chinh Sử dụng axit humic cho trồng http://nongnghiep.vn/su-dung-axit-humic-cho-cay-trong-post76236.html Chủ nhật, 24/4/2016 24 Sitto Việt Nam Phân bón chứa thành phần humic acid Http://www.sittovietnam.com/trung-tam-kien-thuc/1546/humic-total.html/ Chủ nhật, 24/4/2016 53 PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1: Phương pháp so màu mắt với thuốc thử diphenylthiokarbazon (dithizon) Để đơn giản nhanh việc đánh giá hàm lượng ion kim loại nặng có nước xây dựng phương pháp so màu mắt xác định ion kim loại nặng với thuốc thử dithizon Dithizon thuốc thử hữu thuộc nhóm thion thiol Công thức phân tử: C13H12N4S Khối lượng phân tử: 256 đvC Công thức cấu tạo: Dạng thion N N C NH NH S Dạng thiol N N C N NH SH Năm 1925, E Fixe chứng minh khả phản ứng với kim loại nặng (Cu, Hg, Pb, Zn, ) tạo thành hợp chất nội phức, sử dụng rộng rãi phân tích trắc quang Dithizon bột tinh thể nhỏ có màu xanh đen, không tan nước, dễ tan dung môi hữu CCl4, CHCl3 Do đó, dithizon dùng dạng dung dịch CCl4 hay CHCl3 để tạo với ion kim loại thành đithizonat có màu đặc trưng Ion M2+ tạo phức chất với đithizon: 54 SH 2C6H5 N N + M2+ C Xanh N NH C6H5 SC6H5 N Đỏ N M2+ + H+ C N NH C6H5 Do vậy, dùng dung dịch đithizon hòa tan CCl4 để kiểm tra vết kim loại lại nước chứa ion M2+ sau trình xử lý axit humic 55 PHỤ LỤC 2: QCVN 08: 2008/BTNMT Bảng : Giá trị giới hạn thông số chất lượng nước mặt Giá trị giới hạn TT Thông số A B Đơn vị A1 A2 B1 Ph 6-8,5 6-8,5 5,5-9 Ôxy hoà tan (DO) mg/l ≥6 ≥5 ≥4 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 20 30 50 COD mg/l 10 15 30 BOD5 (20oC) mg/l 15 + Amoni (NH 4) (tính theo N) mg/l 0,1 0,2 0,5 Clorua (Cl-) mg/l 250 400 600 B2 5,5-9 ≥2 100 50 25 - Florua (F-) mg/l 1,5 1,5 10 11 12 Nitrit (NO-2) (tính theo N) Nitrat (NO-3) (tính theo N) Phosphat (PO43-)(tính theo mg/l mg/l mg/l mg/l 0,01 0,1 0,005 0,02 0,2 0,01 0,04 10 0,3 0,02 0,05 15 0,5 0,02 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Asen (As) Cadimi (Cd) Chì (Pb) Crom III (Cr3+) Crom VI (Cr6+) Đồng (Cu) Kẽm (Zn) Niken (Ni) Sắt (Fe) Thuỷ ngân (Hg) Chất hoạt động bề mặt Tổng dầu, mỡ (oils & grease) Phenol (tổng số) Hoá chất bảo vệ thực vật Clo hữu Aldrin+Dieldrin Endrin BHC DDT Endosunfan (Thiodan) Lindan Chlordane mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l 0,01 0,005 0,02 0,05 0,01 0,1 0,5 0,1 0,5 0,001 0,1 0,01 0,005 0,02 0,005 0,02 0,1 0,02 0,2 1,0 0,1 0,001 0,2 0,02 0,005 0,05 0,01 0,05 0,5 0,04 0,5 1,5 0,1 1,5 0,001 0,4 0,1 0,01 0,1 0,01 0,05 0,05 0,1 0,002 0,5 0,3 0,02 0,002 0,01 0,05 0,001 0,005 0,3 0,01 0,01 0,004 0,012 0,1 0,002 0,01 0,35 0,02 0,02 0,008 0,014 0,13 0,004 0,01 0,38 0,02 0,02 0,01 0,02 0,015 0,005 0,02 0,4 0,03 0,05 26 P) Xianua (CN-) µg/l 56 Giá trị giới hạn TT Thông số A Đơn vị A1 B A2 B1 B2 0,2 0,32 0,4 0,32 0,5 0,4 200 100 1200 0,1 1,0 50 450 160 1800 0,1 1,0 100 500 200 2000 0,1 1,0 200 5000 7500 10000 Heptachlor Hoá chất bảo vệ thực vật phospho µg/l hữu Paration 0,1 Malation 0,1 28 Hóa chất trừ cỏ µg/l 2,4D 100 2,4,5T 80 Paraquat 900 29 Tổng hoạt độ phóng xạ  Bq/l 0,1 30 Tổng hoạt độ phóng xạ  Bq/l 1,0 31 E Coli MPN/ 20 100ml 32 Coliform MPN/ 2500 100ml Ghi chú: Việc phân hạng nguồn nước mặt nhằm đánh giá 27 kiểm soát chất lượng nước, phục vụ cho mục đích sử dụng nước khác nhau: A1 - Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt mục đích khác loại A2, B1 B2 A2 - Dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt phải áp dụng công nghệ xử lý phù hợp; bảo tồn động thực vật thủy sinh, mục đích sử dụng loại B1 B2 B1 - Dùng cho mục đích tưới tiêu thủy lợi mục đích sử dụng khác có yêu cầu chất lượng nước tương tự mục đích sử dụng loại B2 B2 - Giao thông thủy mục đích khác với yêu cầu nước chất lượng thấp 57 ... nặng nước) nên axit humic ngày ý việc sử dụng để xử lý kim loại nặng nước Trong nước có công trình nghiên cứu khả hấp phụ kim loại nặng axit humic nhằm xử lý ô nhiễm môi trường, làm giàu tách kim. .. mẫu nước sau xử lý axit humic với loại nước theo QCVN 08:2008/ BTNMT 42 viii Hình 13: Xử lý nước chứa kim loại nặng axit humic giá trị pH 5,5, 6, 43 Bảng 3.9 Nồng độ kim loại. .. ưu xử lý nước chứa ion kim loại nặng axit humic 37 Bảng 3.7 Kết so sánh màu mẫu nước sau xử lý axit humic với loại nước theo QCVN 08 2008/ BTNMT 38 Bảng 3.8 Kết so màu mẫu nước sau xử