Nghiên cứu sử dụng diatomite tự nhiên và tro bay để hấp thụ cd và pb trong đất và nước ô nhiễm

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - PHẠM ANH HÙNG NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG DIATOMITE TỰ NHIÊN VÀ TRO BAY ĐỂ HẤP PHỤ Cd VÀ Pb TRONG ĐẤT VÀ NƯỚC Ô NHIỄM LUẬN ÁN TIẾN SỸ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI, NĂM 2017 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - PHẠM ANH HÙNG NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG DIATOMITE TỰ NHIÊN VÀ TRO BAY ĐỂ HẤP PHỤ Cd VÀ Pb TRONG ĐẤT VÀ NƯỚC Ô NHIỄM CHUYÊN NGÀNH: MÃ SỐ: MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ NƯỚC 62440303 LUẬN ÁN TIẾN SỸ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TSKH Nguyễn Xuân Hải TS Nguyễn Xuân Thành HÀ NỘI, NĂM 2017 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận án trung thực từ kết tham gia thực đề tài nghiên cứu luận án Để thực luận án trực tiếp tham gia vào đề tài nghiên cứu chủ trì đồng ý để phục vụ cho luận án kết đào tạo đề tài Một số kết công bố tạp chí khoa học chuyên ngành với đồng ý đồng tác giả phù hợp với quy định hành Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm lời cam đoan kết nghiên cứu trình bày luận án Tác giả luận án NCS Phạm Anh Hùng LỜI CẢM ƠN Hoàn thành luận án này, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TSKH Nguyễn Xuân Hải, người trực tiếp hướng dẫn bảo tận tình, cho tơi kiến thức bổ ích tạo điều kiện thuận lợi suốt q trình nghiên cứu luận án Tơi xin gửi lời cảm ơn TS Nguyễn Xuân Thành giúp đỡ hỗ trợ nhiều suốt q trình nghiên cứu Tơi nhận động viên giúp đỡ tận tình thầy cơ, anh chị bạn nhóm nghiên cứu Bộ môn Thổ nhưỡng Môi trường đất, Khoa Môi trường, xin chân thành cảm ơn giúp đỡ qúy báu Tơi xin gửi lời cảm ơn tới giúp đỡ, động viên gia đình bạn bè trình học tập thực luận án Hà Nội, ngày 27 tháng 02 năm 2017 Nghiên cứu sinh Phạm Anh Hùng MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 10 MỞ ĐẦU 11 Tính cấp thiết đề tài 11 Mục tiêu nghiên cứu 13 Ý nghĩa khoa học thực tiễn 13 Những đóng góp 14 Cấu trúc luận án 14 CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 15 1.1 Tổng quan kim loại nặng (KLN) 15 1.1.1 Khái niệm KLN 15 1.1.2 Tính độc hại KLN 15 1.1.3 Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng đất 17 1.1.4 Nguồn KLN (Cd Pb) đất 19 1.1.2 Sự cố định, biến đổi khả chuyển hoá KLN đất 21 1.1.3 Ô nhiễm KLN (Cd Pb) Việt Nam 25 1.2 Tổng quan phương pháp xử lý KLN (Cd Pb) đất, nước 29 1.3 Tổng quan vật liệu diatomite tro bay 34 1.3.1 Diatomite 34 1.3.2 Tro bay 39 1.4 Một số phương pháp nâng cao hoạt tính vật liệu hấp phụ 46 1.4.1 Phương pháp nhiệt hóa 46 1.4.2 Xử lý axit/kiềm hóa 46 1.4.3 Hoạt hóa với chất hoạt động bề mặt 47 1.4.4 Phương pháp phủ bọc 48 1.4.5 Zeolit hóa 48 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 53 2.1 Đối tượng nghiên cứu 53 2.1.1 Đất nước dùng để thí nghiệm 53 2.1.2 Vật liệu sử dụng nghiên cứu 53 2.2 Nội dung nghiên cứu 54 2.3 Phương pháp nghiên cứu 54 2.3.1 Phương pháp tổng hợp, phân tích tài liệu, số liệu 54 2.3.2 Phương pháp điều tra thực địa 54 2.3.3 Phương pháp phân tích 55 2.3.4 Phương pháp bố trí thí nghiệm 56 2.3.5 Các phương pháp nghiên cứu vật liệu 61 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 67 3.1 Các tính chất vật liệu hấp phụ 67 3.1.1 Các tính chất diatomite Hòa Lộc tự nhiên (D-HL) 67 3.1.2 Các tính chất tro bay 67 3.2 Nghiên cứu tổng hợp vật liệu từ diatomite Hòa Lộc (D-HL) 68 3.2.1 Ảnh hưởng lượng NaOH Al(OH)3 69 3.2.2 Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng 71 3.2.3 Ảnh hưởng thời gian phản ứng 72 3.2.4 D-HL biến tính thay đổi tính chất lý hóa học D-HL 76 3.3 Nghiên cứu tổng hợp vật liệu từ tro bay Nhà máy Nhiệt điện Phả Lại (T-PL) 81 3.3.1 Ảnh hưởng nồng độ kiềm 81 3.3.2 Ảnh hưởng thời gian phản ứng 83 3.3.3 Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng 85 3.3.4 T-PL biến tính thay đổi tính chất lý hóa học 87 3.4 Kết thử nghiệm vật liệu hấp phụ KLN Cd, Pb đất ô nhiễm 93 3.4.1 Các tính chất đất dùng để thí nghiệm 93 3.4.2 Hiệu suất hấp phụ Cd Pb môi trường đất vật liệu D-HL trước sau biến tính 93 3.4.3 Hiệu suất hấp phụ Cd Pb vật liệu T-PL trước sau biến tính 104 3.4.4 So sánh hiệu suất hấp phụ Cd Pb vật liệu D-HL T-PL biến tính 111 3.5 Kết thử nghiệm vật liệu hấp phụ KLN Cd, Pb môi trường nước 112 3.5.1 Khả hấp phụ Cd Pb nước vật liệu D-HL trước sau biến tính 112 3.5.2 Khả hấp phụ Cd Pb nước vật liệu T-PL trước sau biến tính 123 3.5.3 So sánh động học hấp phụ vật liệu 134 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 138 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 140 TÀI LIỆU THAM KHẢO 141 PHỤ LỤC 153 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Đề xuất hàm lượng tối đa cho phép (MAC) KLN xem độc thực vật đất nông nghiệp 18 Bảng 1.2: Quy chuẩn Việt Nam QCVN 03-MT:2015/BTNMT quy định hàm lượng KLN đất cho số mục đích sử dụng nơng nghiệp khác 18 Bảng 1.3: Hàm lượng KLN điển hình loại đá (g/g) 19 Bảng 1.4: Hàm lượng số kim loại nặng sản phẩm dùng làm phân bón nông nghiệp (ppm) 20 Bảng 1.5: Ảnh hưởng pH, Eh đất tới khả di động KLN đất 21 Bảng 1.6: Ái lực hấp phụ kim loại nặng hợp phần đất 22 Bảng 1.7: Hàm lượng Pb Cd loại phân bón bán thị trường vùng ĐBSCL 26 Bảng 1.8: Hàm lượng chì (Pb) số mẫu đất mẫu bùn ao Chỉ Đạo Văn Lâm - Hưng Yên 28 Bảng 1.9: Thành phần hóa học diatomite 34 Bảng 1.10: So sánh số tính chất khả hấp phụ T-PL biến tính với nguồn tro bay khác biến tính phương pháp khác 38 Bảng 1.11: Tro bay từ nhà máy nhiệt điện Việt Nam 40 Bảng 1.12: Lượng tro thải Nhà máy Nhiệt điện Phả Lại 40 Bảng 1.13: Thành phần hóa học tro bay nước khác 41 Bảng 1.14: So sánh số tính chất khả hấp phụ T-PL biến tính với nguồn tro bay khác biến tính phương pháp khác 45 Bảng 2.1: Tỷ lệ phối trộn đất vật liệu D-HL trước sau biến tính 59 Bảng 2.2: Tỷ lệ phối trộn đất vật liệu T-PL trước sau biến tính 60 Bảng 2.3: Các phương pháp phân tích tính chất lý hóa học diatomite 62 Bảng 2.4: Các phương pháp phân tích tính chất lý hóa học tro bay 63 Bảng 2.5: Mối tương quan RL dạng mơ hình 65 Bảng 3.1: Các tính chất lý hóa học D-HL 67 Bảng 3.2: Các tính chất lý hóa học T-PL 68 Bảng 3.3: Mối quan hệ nồng độ NaOH/Al(OH)3 với CEC D-HL 70 Bảng 3.4: Mối quan hệ nhiệt độ với CEC vật liệu D-HL 71 Bảng 3.5: Thời gian khuấy từ giá trị CEC vật liệu D-HL 73 Bảng 3.6: Thành phần khoáng vật D-HL trước biến tính 79 Bảng 3.7: Diện tích bề mặt vật liệu D-HL trước sau biến tính 80 Bảng 3.8: Tính chất vật liệu D-HL biến tính 81 Bảng 3.9: Mối quan hệ nồng độ NaOH với CEC T-PL biến tính 82 Bảng 3.10: Mối tương quan thời gian phản ứng với CEC T-PL biến tính 83 Bảng 3.11: Mối tương quan nhiệt độ khuấy từ CEC T-PL biến tính 85 Bảng 3.12: Thành phần khoáng vật T-PL trước sau biến tính 90 Bảng 3.13: Diện tích bề mặt T-PL trước sau biến tính 91 Bảng 3.14: Các tính chất vật liệu T-PL trước sau biến tính 92 Bảng 3.15: Tính chất hóa học đất nhiễm (tầng đất 0-30 cm) 93 Bảng 3.16: Hiệu suất hấp phụ Cd đất đưa D-HL trước biến tính vào đất 94 Bảng 3.17: Hiệu suất hấp phụ Pb đất đưa D-HL trước biến tính vào đất 96 Bảng 3.18: Hiệu suất hấp phụ Cd đất đưa D-HL biến tính vào đất 99 Bảng 3.19: Hiệu suất hấp phụ Pb đất đưa D-HL biến tính vào đất 102 Bảng 3.20: Hiệu suất hấp phụ Cd đất đưa T-PL trước biến tính vào đất 105 Bảng 3.21: Hiệu suất hấp phụ Pb đất đưa T-PL trước biến tính vào đất 106 Bảng 3.22: Hiệu suất hấp phụ Cd đất đưa T-PL biến tính vào đất 107 Bảng 3.23: Hiệu suất hấp phụ Pb đất đưa T-PL biến tính vào đất 109 Bảng 3.25: Nồng độ Cd2+ sau xử lý tính tốn số liệu thiết lập phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 113 Bảng 3.25: Nồng độ Cd2+ sau xử lý tính tốn số liệu thiết lập phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich 114 Bảng 3.26: Nồng độ Pb2+ sau xử lý tính tốn số liệu thiết lập phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 115 Bảng 3.27: Nồng độ Pb2+ sau xử lý tính tốn số liệu thiết lập phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich 117 Bảng 3.28: Nồng độ Cd2+ sau xử lý tính tốn số liệu thiết lập phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 118 Bảng 3.29: Nồng độ Cd2+ sau xử lý tính tốn số liệu thiết lập phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich 119 Bảng 3.30: Nồng độ Pb2+ sau xử lý tính tốn số liệu thiết lập phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 121 Bảng 3.31: Nồng độ Pb2+ sau xử lý tính tốn số liệu thiết lập phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich 122 Bảng 3.32: Nồng độ Cd2+ sau xử lý tính tốn số liệu thiết lập phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 124 Bảng 3.33: Nồng độ Cd2+ sau xử lý tính tốn số liệu thiết lập phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich 125 Bảng 3.34: Nồng độ Pb2+ sau xử lý tính tốn số liệu thiết lập phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 126 Bảng 3.35: Nồng độ Pb2+ sau xử lý tính tốn số liệu thiết lập phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich 128 Bảng 3.36: Nồng độ Cd2+ sau xử lý tính tốn số liệu thiết lập phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 129 Bảng 3.37: Nồng độ Cd2+ sau xử lý tính tốn số liệu thiết lập phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich 130 Bảng 3.38: Nồng độ Pb2+ sau xử lý tính tốn số liệu thiết lập phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 132 Bảng 3.39: Nồng độ Pb2+ sau xử lý tính tốn số liệu thiết lập phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich 133 Bảng 3.40: Các thông số động học hấp phụ Pb2+ Cd2+ T-PL D-HL biến tính 134 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ cơng nghệ phục hồi đất ô nhiễm Pb Cd 30 Hình 1.2: Ảnh chụp SEM diatomite Hòa Lộc (phải), Bảo Lộc (giữa) diatomite Tuy Dương (trái) 35 Hình 1.3: Ảnh chụp SEM Tro thơ đáy lò (trái) tro bay (phải) 40 Hình 1.4: Ảnh chụp tro bay Nhà máy Nhiệt điện Phả Lại kính hiển vi điện tử quét (SEM) 42 Hình 1.5: Q trình hòa tan, tái kết tinh zeolite 49 Hình 2.1: Đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 65 Hình 2.2: Đồ thị phụ thuộc Ce/Qe Ce 65 Hình 2.3: Đường hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich 66 Hình 2.4: Đồ thị phụ thuộc lnqe vào lnCe 66 Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn quan CEC vật liệu tổng hợp với nồng độ NaOH Al(OH)3 69 Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng tỷ lệ nồng độ NaOH/lượng Al(OH)3 đến CEC sản phẩm 70 Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nhiệt độ đến CEC vật liệu D-HL 72 Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng thời gian khuấy từ đến CEC vật liệu 73 Hình 3.5: Sơ đồ quy trình biến tính vật liệu D-HL 75 Hình 3.6: Kết chụp nhiễu xạ tia X (XRD) D-HL trước biến tính 77 Hình 3.7: Kết chụp nhiễu xạ tia X(XRD) D-HL sau biến tính 78 Hình 3.8: Hình thái D-HL ban đầu sau biến tính 79 Hình 3.9: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nồng độ NaOH đến CEC TPL biến tính 82 Hình 3.10: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng thời gian khuấy từ đến CEC vật liệu T-PL 84 Hình 3.11: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nhiệt độ khuấy từ đến CEC T-PL 85 Hình 3.12: Sơ đồ quy trình biến tính vật liệu T-PL 86 133 Wang Ying, Lu Yifeng, Chen Rongzhi, Ma Lan, Jiang Yong Wang Huan (2014), "Lead Ions Sorption from Waste Solution Using Aluminum Hydroxide Modified Diatomite", Journal of Environmental Protection 5, pp 509-516 134 Wang Zhuo (2011), Mineralogy of Soils Overlying the Two Main Geologic Provinces of the El Yunque National Forest, Puerto Rico, University of Pennsylvania 135 Wu J., Yang Y.S Lin J (2005), "Advanced tertiary treatment of municipal wastewater using raw and modified diatomite", J Hazard Mater 127, pp 196-203 136 Xiong W J Peng (2008), "Development and characterization of ferrihydrite-modified diatomite as a phosphorus adsorbent", Water Research 42, pp 4869 – 4877 137 Xiong W., Peng J Hu Y (2009), "Chemical analysis for optimal synthesis of ferrihydritemodified diatomite using soft X-Ray absorption near-edge structure spectroscopy", Phys Chem Minerals 36, pp 557-566 138 Y.S Ho C.C Wang (2004), "Pseudo-isotherms for the sorption of cadmium ion onto tree fern", Process Biochemistry 39, pp 759-763 139 Yadava K.P., B.S Tyagi, K.K Panday V.N Singh (1987), "Fly ash for the treatment of Cd (II) rich effluents", Environ Technol Lett 8, pp 225– 234 140 Yuan P., Wu D.Q., He H.P Lin Z.Y (1997), "The hydroxyl species and acid sites on diatomite surface: A combined IR and raman study", Applied Surface Sci 227, pp 30-39 141 Zhaolun W., Yuxiang Y., Xuping Q., Jianbo Z., Yaru C Linxi N (2005), "Decolouring mechanism of zhejiang diatomite application to printing and dyeing wastewater", Environ Chem Lett 33, pp 33-37 152 PHỤ LỤC Phụ lục 01: Sơ đồ vị trí lấy mẫu đất thơn Đơng Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên 153 Phụ lục 02: Một số hình ảnh thực luận án Ảnh 1: Lấy mẫu đất Thôn Đông Mai - Xã Chỉ Đạo - Huyện Văn Lâm - Tỉnh Hưng Yên Ảnh 2: Phân tích phòng thí nghiệm Bộ môn Khoa học đất Khoa Môi trường- ĐH Khoa học Tự nhiên 154 Ảnh 3: Sản phẩm D-HL D-BL ban đầu sau biến tính Ảnh 4: Sản phẩm T-PL ban đầu sau biến tính 155 Ảnh 5: Thí nghiệm khả hấp phụ KLN đất vật liệu biến tính Ảnh 6: Sản phẩm giới thiệu Triển lãm Hội nghị thương mại hóa sản phẩm khoa học – công nghệ tháng 11/2013 156 Phụ lục 03: Các số liệu phân tích q trình biến tính diatomite tro bay Mối quan hệ nồng độ NaOH/Al(OH)3 với CEC (Cmol+/kg) D-HL Mẫu Lần Lần Lần Trung bình Độ lệch chuẩn D-HL Nồng độ NaOH (N)/Al(OH)3 (N) 6/0,5 06/1 6/1,5 06/2 6/2,5 06/3 209 210 210 210 0,58 196 195 194 195 1,00 194 197 195 195 1,53 202 206 205 204 2,08 198 201 200 200 1,53 188 192 190 190 2,00 59 - Mối quan hệ nhiệt độ với CEC (Cmol+/kg) vật liệu D-HL Mẫu Nhiệt độ D-HL Lần Lần Lần Trung bình Độ lệch chuẩn 59 - 1000C 1500C 2000C 2500C 199 201 200 200 1,00 185 187 184 185 1,53 211 211 209 210 1,15 201 200 200 200 0,58 Mối quan hệ thời gian khuấy từ với CEC (Cmol+/kg) vật liệu D-HL Mẫu Lần Lần Lần Trung bình Độ lệch chuẩn D-HL (M0) 1h 59 - 198 201 200 200 1,53 6h Thời gian 12 h 24 h 48 h 72 h 199 200 200 200 0,58 190 192 187 190 2,52 209 211 210 210 1,00 209 210 210 210 0,58 157 214 214 216 215 1,15 Mối quan hệ nồng độ NaOH với CEC (Cmol+/kg) T-PL biến tính Mẫu T-PL 1N Nồng độ NaOH 2N 3N 4N 30 - 109 111 110 110 1,00 121 118 120 120 1,53 Lần Lần Lần Trung bình Độ lệch chuẩn 179 181 181 180 1,15 118 122 120 120 2,00 5N 6N 108 109 112 110 2,08 109 107 114 110 3,61 Mối tương quan thời gian phản ứng với CEC (Cmol+/kg) T-PL biến tính Mẫu T-PL Lần Lần Lần Trung bình Độ lệch chuẩn 30 - Thời gian (h) 34 36 34 35 1,15 78 79 82 80 2,08 12 114 115 115 115 0,58 24 182 179 180 180 1,53 48 83 86 86 85 1,73 Mối tương quan nhiệt độ khuấy từ CEC (Cmol+/kg) T-PL biến tính Mẫu Lần Lần Lần Trung bình Độ lệch chuẩn T-PL 30 - Nhiệt độ (0C) 1000C 1500C 2000C 2500C 167 172 170 170 2,52 162 160 159 160 1,53 158 159 162 160 2,08 122 120 118 120 2,00 158 Phụ lục 04: Các số liệu phân tích tính chất lý hóa học diatomite tro bay Số liệu phân tích tính chất lý hóa học diatomite TT Chỉ tiêu Đơn vị pHKCl Dung tích trao đổi (CEC) Cmol+/kg Thành phần giới: Cấp hạt cát (2-0,02 mm) % Cấp hạt limon ( 0,02 – 0,002 mm) % Cấp hạt sét (< 0,002 mm) % Thành phần hoá học: Lần Lần TB Độ lệch chuẩn 3,71 3,71 3,71 0,00 59 59 59 0,58 68,3 68,3 68,1 68,2 0,12 14,9 16,6 15,1 16,7 15,2 16,7 15,1 16,7 0,15 0,06 Lần 3,72 60 SiO2 % 62,3 62,5 62,4 62,4 0,10 Al2O3 % 17,1 17,2 17,1 17,1 0,06 Fe2O3 % 3,2 3,2 3,1 3,2 0,06 Số liệu phân tích tính chất lý hóa học tro bay TT Chỉ tiêu Đơn vị Lần Lần Lần pHKCl - 8,33 30 2,18 42,19 4,57 19,43 1,58 0,61 0,02 2,81 0,76 8,31 30 2,2 41,91 4,69 19,4 1,58 0,61 0,02 2,81 0,78 CEC Cmol /kg Tỷ trọng g/cm3 SiO2 % Fe2O3 % Al2O3 % CaO MgO SO3 % % % 10 K2 O % 11 Na2O % 8,3 29 2,19 41,9 4,55 19,32 1,57 0,59 0,02 2,79 0,76 12 P2O5 % 0,01 0,01 0,01 13 14 Pb Cu % % 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 + 159 Trung bình Độ lệch chuẩn 8,31 30 2,19 42,00 4,60 0,02 0,58 0,01 0,16 0,08 0,06 0,01 0,01 0,00 0,01 0,01 0,00 0,00 0,00 19,38 1,58 0,60 0,02 2,80 0,77 0,01 0,01 0,01 Phụ lục 05: Các số liệu thí nghiệm khả hấp phụ Cd Pb đất Khả hiệu suất hấp phụ Cd môi trường đất diatomite tự nhiên Công thức Mẫu đối chứng Hàm lượng Cd linh động bị cố định Hiệu suất hấp phụ vật liệu (%) thêm vật liệu (mg/kg) Trung Độ lệch Trung Độ lệch Lần Lần Lần Lần Lần Lần bình chuẩn bình chuẩn 0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Đất + 1% 0,51 0,54 0,54 0,53 0,02 17,89 18,95 18,95 18,60 0,61 Đất + 2% 0,59 0,62 0,65 0,62 0,03 20,70 21,75 22,81 21,75 1,05 Đất + 3% 0,7 0,71 0,72 0,71 0,01 24,56 24,91 25,26 24,91 0,35 Đất + 4% 0,71 0,74 0,74 0,73 0,02 24,91 25,96 25,96 25,61 0,61 Đất + 5% 0,72 0,74 0,73 0,73 0,01 25,26 25,96 25,61 25,61 0,35 Khả hiệu suất hấp phụ Cd mơi trường đất diatomite biến tính Hàm lượng Cd linh động bị cố định thêm vật liệu (mg/kg đất) Công thức Lần Lần Lần Hiệu suất hấp phụ vật liệu (%) Trung Độ lệch Lần bình chuẩn Lần 0 0,00 0,00 0,00 0,00 Đất + 1% 1,95 2,01 2,04 2,00 0,05 68,42 Đất + 2% 2,03 2,14 2,1 2,09 0,06 Đất + 3% 2,15 2,22 2,21 2,19 Đất + 4% 2,2 2,28 2,23 Đất + 5% 2,29 2,35 2,31 Mẫu đối chứng Lần 0,00 Trung Độ lệch bình chuẩn 0,00 0,00 70,53 71,58 70,18 1,61 71,23 75,09 73,68 73,33 1,95 0,04 75,44 77,89 77,54 76,96 1,33 2,24 0,04 77,19 80,00 78,25 78,48 1,42 2,32 0,03 80,35 82,46 81,05 81,29 1,07 Khả hiệu suất hấp phụ Pb môi trường đất diatomite tự nhiên Mẫu đối chứng Hàm lượng Pb bị cố định thêm vật Hiệu suất hấp phụ vật liệu (%) liệu (mg/kg) Trung Độ lệch Trung Độ lệch Lần Lần Lần Lần Lần Lần bình chuẩn bình chuẩn 0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Đất + 1% 27,84 28,6 29,97 28,80 1,08 23,43 24,07 25,23 24,24 0,91 Đất + 2% 38,98 40,62 39,94 39,85 0,82 32,81 34,19 33,62 33,54 0,69 Đất + 3% 44,42 44,91 44,85 44,73 0,27 37,39 37,80 37,75 37,65 0,22 Đất + 4% 44,43 45,14 45,8 45,12 0,69 37,40 37,99 38,55 37,98 0,58 Đất + 5% 44,48 45,18 45,82 45,16 0,67 37,44 38,03 38,57 38,01 0,56 Công thức 160 Khả hiệu suất hấp phụ Pb mơi trường đất diatomite biến tính Cơng thức Mẫu đối chứng Hàm lượng Pb linh động bị cố định Hiệu suất hấp phụ vật liệu (%) thêm vật liệu (mg/kg đất) Trung Độ lệch Trung Độ lệch Lần Lần Lần Lần Lần Lần bình chuẩn bình chuẩn 0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Đất + 1% 75,64 74,39 79,12 76,38 2,45 63,66 62,61 66,59 64,29 2,06 Đất + 2% 100,12 96,98 95,01 97,37 2,58 84,27 81,63 79,97 81,95 2,17 Đất + 3% 102,35 108,09 108,39 106,28 3,40 86,15 90,98 91,23 89,45 2,86 Đất + 4% 105,45 108,68 108,65 107,59 1,86 88,76 91,47 91,45 90,56 1,56 Đất + 5% 105,98 111,67 111,13 109,59 3,14 89,20 93,99 93,54 92,24 2,64 Khả hiệu suất hấp phụ Cd môi trường đất tro bay trước biến tính Hàm lượng Cd linh động bị cố định thêm vật liệu (mg/kg đất) Công thức Lần Lần Lần Mẫu đối chứng 0 Trung bình Hiệu suất hấp phụ vật liệu (%) Độ lệch Lần chuẩn 0,00 Lần Lần Trung Độ lệch bình chuẩn 0,000 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Đất + 1% 0,044 0,054 0,052 0,05 0,005 1,54 1,89 1,82 1,75 0,19 Đất + 2% 0,058 0,062 0,06 0,06 0,002 2,04 2,18 2,11 2,11 0,07 Đất + 3% 0,068 0,07 0,072 0,07 0,002 2,39 2,46 2,53 2,46 0,07 Đất + 4% 0,068 0,071 0,071 0,07 0,002 2,39 2,49 2,49 2,46 0,06 Đất + 5% 0,068 0,071 0,071 0,07 0,002 2,39 2,49 2,49 2,46 0,06 Khả hiệu suất hấp phụ Cd môi trường đất tro tính Cơng thức Mẫu đối chứng Hàm lượng Cd linh động bị cố định Hiệu suất hấp phụ vật liệu (%) thêm vật liệu (mg/kg đất) Trung Độ lệch Trung Độ lệch Lần Lần Lần Lần Lần Lần bình chuẩn bình chuẩn 0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Đất + 1% 1,9 1,96 1,9 1,92 0,03 66,67 68,77 66,67 67,37 1,22 Đất + 2% 1,98 2,08 2,03 2,03 0,05 69,47 72,98 71,23 71,23 1,75 Đất + 3% 2,02 2,07 2,15 2,08 0,07 70,88 72,63 75,44 72,98 2,30 Đất + 4% 2,14 2,19 2,3 2,21 0,08 75,09 76,84 80,70 77,54 2,87 Đất + 5% 2,2 2,21 2,31 2,24 0,06 77,19 77,54 81,05 78,60 2,13 161 Khả hiệu suất hấp phụ Pb môi trường đất tro bay trước biến tính Hàm lượng Pb linh động bị cố định thêm vật liệu (mg/kg đất) Công thức Lần Lần Lần Trung bình Hiệu suất hấp phụ vật liệu (%) Độ lệch Trung Lần Lần Lần chuẩn bình Độ lệch chuẩn 0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Đất + 1% 2,19 1,96 2,52 2,22 0,28 1,84 1,65 2,12 1,87 0,24 Đất + 2% 3,28 2,86 3,34 3,16 0,26 2,76 2,41 2,81 2,66 0,22 Đất + 3% 4,34 4,59 3,95 4,29 0,32 3,65 3,86 3,32 3,61 0,27 Đất + 4% 4,44 4,62 4,52 4,53 0,09 3,74 3,89 3,80 3,81 0,08 Đất + 5% 4,49 4,59 4,53 4,54 0,05 3,78 3,86 3,81 3,82 0,04 Mẫu đối chứng Khả hiệu suất hấp phụ Pb mơi trường đất tro tính Hàm lượng Pb linh động bị cố định thêm vật liệu (mg/kg đất) Công thức Lần Lần Lần Mẫu đối chứng 0 Hiệu suất hấp phụ vật liệu (%) Trung Độ lệch Trung Độ lệch Lần Lần Lần bình chuẩn bình chuẩn 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Đất + 1% 68,19 73,16 72,52 71,29 2,70 57,39 61,58 61,04 60,00 2,28 Đất + 2% 82,28 89,66 88,4 86,78 3,95 69,25 75,47 74,40 73,04 3,32 Đất + 3% 98,14 104,15 102,58 101,62 3,12 82,60 87,66 86,34 85,53 2,62 Đất + 4% 104,2 109,76 108,32 107,43 2,89 87,70 92,38 91,17 90,42 2,43 Đất + 5% 104,29 109,76 109,4 107,82 3,06 87,78 92,38 92,08 90,75 2,58 162 Phụ lục 04: Các số liệu thí nghiệm khả hấp phụ Cd Pb nước gây ô nhiễm nhân tạo Số liệu thí nghiệm khả hấp phụ Cd2+ nước diatomite tự nhiên Nồng độ Cd2+ ban đầu (mg/l) Nồng độ Cd2+ sau xử lý diatomite tự nhiên (mg/l) Trung Lần Lần Lần Độ lệch chuẩn bình 100 0 0,00 300 0 0,00 600 0 0,00 900 0 0,00 1200 215,14 221,32 224,84 220,43 4,91 1500 515,14 511,35 510,54 512,34 2,46 1800 777,04 785,67 781,04 781,25 4,32 2100 1.060,73 1.067,64 1.060,57 1.062,98 4,04 2400 1.357,81 1.349,34 1.358,52 1.355,22 5,11 2700 1.644,23 1.640,13 1.643,81 1.642,72 2,26 3000 1.944,84 1.940,77 1.940,84 1.942,15 2,33 3600 2.538,44 2.540,23 2.545,34 2.541,34 3,58 Số liệu thí nghiệm khả hấp phụ Cd2+ nước diatomite biến tính Nồng độ Cd2+ ban đầu (mg/l) Nồng độ Cd2+ sau xử lí diatomate biến tính (mg/l) Lần Lần Lần Trung bình Độ lệch chuẩn 300 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 600 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 900 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1200 13,45 16,48 16,75 15,56 1,83 1500 93,06 91,16 87,14 90,45 3,02 1800 188,23 195,21 193,64 192,36 3,66 2100 406,73 412,84 418,93 412,83 6,10 2400 677,86 665,46 682,29 675,20 8,72 2700 968,16 987,55 970,65 975,45 10,55 163 Số liệu thí nghiệm khả hấp phụ Pb2+ nước diatomite tự nhiên Nồng độ dung dịch Pb2+ ban đầu (mg/l) Nồng độ Pb2+ sau xử lý diatomite tự nhiên (mg/l) Lần Lần Lần Trung bình Độ lệch chuẩn 100 0 0,00 300 0 0,00 600 0 0,00 900 0 0,00 1200 163,23 160,22 158,24 160,56 2,51 1500 418,45 422,37 424,45 421,76 3,05 1800 709,93 709,26 715,82 711,67 3,61 2100 986,81 991,54 987,45 988,60 2,57 2400 1.239,11 1.244,21 1.244,32 1.242,55 2,98 2700 1.429,62 1.445,82 1.439,56 1.438,33 8,17 3000 1.677,34 1.665,78 1.658,32 1.667,15 9,58 3600 2.262,03 2.281,02 2.267,98 2.270,34 9,71 Số liệu thí nghiệm khả hấp phụ Pb2+ nước diatomite biến tính Nồng độ Pb2+ xử lý sau xử lý diatomite biến tính (mg/l) Nồng độ dung dịch Pb2+ ban đầu Lần Lần Lần Trung bình Độ lệch chuẩn 300 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 600 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 900 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1200 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1500 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1800 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 2100 18,45 22,34 21,23 20,67 2,00 2400 71,12 65,35 72,14 69,54 3,66 2700 207,84 198,74 210,11 205,56 6,02 3000 326,89 324,89 316,22 322,67 5,67 3300 539,28 555,67 553,67 549,54 8,94 3600 758,86 766,76 749,89 758,50 8,44 164 Số liệu thí nghiệm khả hấp phụ Cd2+ nước tro bay chưa biến tính Nồng độ Cd2+ ban đầu (mg/l) 100 Nồng độ Cd2+ sau xử lý tro bay chưa biến tính (mg/l) Lần Lần Lần Trung bình Độ lệch chuẩn 30,23 32,25 34,12 32,20 1,95 300 224,23 228,65 226,03 226,30 2,22 600 517,44 530,31 527,84 525,20 6,83 900 829,15 816,78 818,56 821,50 6,69 1200 1114,23 1125,03 1124,03 1121,10 5,97 1500 1430,04 1420,14 1412,23 1420,80 8,92 Số liệu thí nghiệm khả hấp phụ Cd2+ nước tro tính Nồng độ Cd2+ ban đầu (mg/l) 300 Nồng độ Cd2+ sau xử lí tro tính (mg/l) Lần Lần Lần Trung bình 0,00 Độ lệch chuẩn 0,00 600 0 0,00 0,00 900 0 0,00 0,00 1200 21,78 24,78 22,15 22,90 1,64 1500 117,33 114,34 115,43 115,70 1,51 1800 272,98 275,79 275,92 274,90 1,66 2100 535,34 525,73 531,34 530,80 4,83 2400 807,49 816,01 808,31 810,60 4,70 2700 1108,13 1110,13 1118,03 1,112,10 5,23 165 166 ... HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - PHẠM ANH HÙNG NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG DIATOMITE TỰ NHIÊN VÀ TRO BAY ĐỂ HẤP PHỤ Cd VÀ Pb TRONG ĐẤT VÀ NƯỚC Ô NHIỄM CHUYÊN NGÀNH: MÃ SỐ: MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ NƯỚC 62440303... diatomite tự nhiên tro bay để hấp phụ Cd Pb đất, nước bị ô nhiễm thực nhằm nghiên cứu quy trình biến tính để tạo vật liệu có khả hấp phụ cao từ nguồn Tro bay diatomite có sẵn Việt Nam Mục tiêu nghiên. .. nghiên cứu - Nghiên cứu sử dụng diatomite tự nhiên (Hòa Lộc-Phú Yên) Tro bay (Nhà máy nhiệt điện Phả Lại) để tạo vật liệu biến tính có khả hấp phụ cao để xử lý nhiễm KLN (Pb, Cd) môi trường đất nước