Hội thảo “Các giải pháp bảo vệ Môi trường Công nghiệp ðô thị Việt Nam” KHẢO SÁT KHẢ NĂNG HẤP PHỤ Cu(II), Cd(II) CỦA HUMIN CHIẾT TỪ THAN BÙN U MINH Trần Thị Vui(1) Hồng ðơng Nam(2) (1) Trường ðại học Khoa học Tự nhiên TP.HCM (2) Trường ðại học Bách Khoa TP.HCM TÓM TẮT Khả hấp phụ Cu(II), Cd(II) humin chiết từ than bùn U Minh ñược khảo sát Khả hấp phụ Cu(II), Cd(II) phụ thuộc vào thời gian tiếp xúc, pH dung dịch Khả hấp phụ Cu(II) pH 5.0 52,2mg/g humin Khả hấp phụ Cd(II) pH 7,5 57,8mg/g humin Humin chiết từ than bùn U Minh vật liệu thích hợp để xử lý nước thải có chứa Cu(II), Cd(II) ABSTRACT The Cu(II), Cd(II) binding properties of humin extracted from the Vietnamese peat moss in U Minh Ha were investigated The kinetics, the sorption capacities, contacted time-dependence, pH dependence of sorption were determined The Cu(II) binding capacity at pH 5.0 was 52,2mg per gram of humin The Cd(II) binding capacity at pH 7.5 was 57.8mg per gram of humin The investigation proved that the humin extracted from the Vietnamese peat moss in U Minh Ha is suitable material for the studied heavy metal ion removal from solution and could be considered as potential material for purification of effluent polluted with Cu(II) and Cd(II) Keywords: peat moss, humin, cadmium(II) binding, copper(II) binding, removal solutions GIỚI THIỆU Humin phần khơng tan lại sau cho than bùn (đã cho vào acid HCl để hòa tan muối vô muối acid humic rửa nước cất lần) vào dung dịch kiềm mạnh (dư) Humin có khả hấp phụ ion Cu(II), Cd(II) tốt, nghiên cứu ứng dụng vào mục dích xử lý mơi trường 1.1 Phương pháp - Tách humin từ than bùn dung dòch Than bùn HCl 5% Rửa lần Than bùn NaOH pH= 13.5 kết tủa Muối acid humic, acid fulvic Humin - Aûnh hưởng thời gian tiếp xúc ñến khả hấp phụ Lần lượt cho vào béchère 30mg mẫu humin, cho tiếp vào 50 ml dung dịch Cu(II) Cd(II) có nồng độ Co (mg/l) Dùng máy khuấy từ khuấy liên tục mẫu vòng t phút (5, 15, 30, 45, 60 phút), ñồng thời dùng dung dịch HCl 0.1N dung dịch NaOH 0,1N ñể giữ giá trị pH = ổn ñịnh Sau thời gian t phút tiến hành lọc dung dịch Khoa Môi trường – Trường ðHBK – ðHQG TP.HCM -175- Hội thảo “Các giải pháp bảo vệ Môi trường Công nghiệp ðô thị Việt Nam” qua giấy locï Dùng máy quang phổ hấp thu nguyên tử ñể xác ñịnh nồng ñộ C0 Cs Cu(II) Cd(II) lại dung dịch - Aûnh hưởng pH ñối với khả hấp phụ Lần lượt cho vào béchère 30mg mẫu humin, cho tiếp vào 50 ml dung dịch Cu(II) Cd(II) có nồng độ Co , sau dùng dung dịch HCl 0.1N dung dịch NaOH 0,1N ñể ñưa giá trị pH khác Dùng máy khuấy từ khuấy liên tục vòng 60 phút tiếp xúc với Cu(II), làm tương tự 60 phút tiếp xúc với Cd(II), suốt thời gian khuấy phải giữ giá trị pH khơng đổi Tiến hành lọc dung dịch qua giấy lọc, dùng máy quang phổ hấp thu nguyên tử ñể xác ñịnh nồng ñộ Co Cs Cu(II) Cd(II) lại dung dịch 1.2 Kết thảo luận • Aûnh hưởng thời gian tiếp xúc ñến khả hấp phụ Cu(II) (hình 1); Cd(II) (hình 2) Khả hấp phụ(mg/g) Khả hấp phụ (mg/g) ðường hấp phụ ñẳng nhiệt humin 55 45 35 70 60 50 40 30 20 10 25 0 20 40 20 40 60 60 Thời gian t (phút) Thời gian tiếp xúc (phút) Hình Hình - Ban đầu tăng thời gian tiếp xúc khả hấp phụ tăng, sau tăng chậm dần đạt đền cân hấp phụ - ðặc biệt sau thời gian cân dung lượng hấp phụ lại tăng, có tượng tre,ã ñiều làm tăng dung lượng hấp phụ vật liệu cách ñáng kể so với dung lượng hấp phụ hoạt động ban đầu, kéo dài ñược tuổi thọ vật liệu hấp phụ ứng dụng thực tế Bảng Thời gian Humin ñạt cân hấp phụ Cu(II) Thời gian Humin ñạt cân hấp phụ Cd(II) Thời gian Humin hấp phụ Cu(II) tốt Thời gian Humin hấp phụ Cd(II) tốt 15 phút 30 phút 60 phút 60 phút • Aûnh hưởng pH ñến khả hấp phụ Cu(II) (hình 3); Cd(II) (hình 4) Khả hấp phụ(m g/g) Khả hấp phụ(mg/g) 65 60 50 40 30 20 10 60 55 50 45 40 pH Khoa Môi trường – Trường ðHBK – ðHQG TP.HCM -176- pH Hội thảo “Các giải pháp bảo vệ Môi trường Công nghiệp ðơ thị Việt Nam” Hình Hình - Dung lượng hấp phụ tăng dần theo tăng pH thành phần vật liệu hấp phụ có chứa nhóm chức có hidro linh động bị phân ly thành ion H+, nên tăng pH thúc ñẩy phân ly H+, tạo ñiều kiện cho ion tiếp xúc, xâm nhập phản ứng Nhưng giá trị pH ≥ xuất thủy phân tạo kết tủa Cu(OH)2 màu xanh, giá trị pH ≥ xuất thủy phân tạo kết tủa Cd(OH)2 - Giá trị pH tốt ñể Humin chiết từ than bùn hấp phụ Cu(II), Cd(II) ; 7,5 - So sánh kết với kết cơng trình nghiên cứu khác giới ñược báo cáo Hội Nghị Hằng Năm Lần Thứ Mười Về Nghiên Cứu Các Chất Thải ðộc Hại [6] Khả hấp phụ Cu(II) Humin chiết từ than bùn Canada 17,9mg/g, kết 52,17mg/g Humin chiết từ than bùn U Minh Hạ Như kết nghiên cứu cao nhiều so với kết số nhà nghiên cứu khác giới báo cáo , chất lượng than bùn U Minh Hạ nước ta tốt cho việc hấp phụ ion kim loại Hiện Việt Nam, Humin phần bị bỏ ñi sau ñiều chế, sản xuất acid humic từ than bùn, qua kết nghiên cứu cho thấy Humin có khả hấp phụ Cu(II), Cd(II) nước cao, lợi ích kinh tế ñáng kể sử dụng humin làm vật liệu hấp phụ để xử lý nước thải, góp phần hạn chế nhiễm mơi trường TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Võ Văn Tân (2001), Nghiên cứu khả hấp phụ kim lọai nặng than bùn ñể ứng dụng vào xử lý môi trường, Báo cáo tổng kết ñề tài khoa học cấp Bộ , mã số B2000-0955 [2] Võ Văn Tân (2000), Nghiên cứu xử lý chì dung dịch than bùn, Thông Báo Khoa Học Và Giáo Dục Trường ðại Học Sư Phạm Huế , tr 59-65 (3/2000) [3] Brahim Koukal, Celine Gueguen, Michel Pardos, Janusz Dominik (2003), Influence of humic substances on the toxic effects of Cadmium and Zinc to the green alga pseudokirchneriella subcapitata, www.elsevier.com/locate/chemosphere , Chemosphere 53 (2003) 953-961 [4] Craig Bingman, Humus, humic acid and natural chelating agents, (Sat, Jun 1996) [5] Jerzy Weber ,Properties of humic substances, The Agricultural University Of Wroclay Poland http://www.ar.wroc.pl/~weber/kwasy2.htm [6] J.L Gardea- Torresdey , L Tang and J.M Salvador, Department of Chemistry, The University of Texas at El Paso, El Paso , Copper adsorption by sphagnum peat moss and its different humic fractions, http://www.engg.ksu.edu/ HSRC/95Proceed/tang.pdf Proceedings of the 10th Annual Conference on Hazardous Waste Research Khoa Môi trường – Trường ðHBK – ðHQG TP.HCM -177- Hội thảo “Các giải pháp bảo vệ Môi trường Công nghiệp ðô thị Việt Nam” [7] Loit REINTAM, Juri KANN, Tiiu KAILAS, and Raja KAHRIK (2000), Elemental composition of humic and fulvic acids in the epipedon of some estonian soils, Proc Estonian Acad Sci Chem., 2000, 49, 3,131-144 [8] M.J Head, W.J Zhou (2000), Evaluation of NaOH leaching techniques to extract humic acids from palaeosols, www.elsevier.nl/locate/nimb,, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 172 (2000) 434-439 Khoa Môi trường – Trường ðHBK – ðHQG TP.HCM -178- ... cao, ñây lợi ích kinh tế đáng kể sử dụng humin làm vật liệu hấp phụ ñể xử lý nước thải, góp phần hạn chế nhiễm mơi trường TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Võ Văn Tân (2001), Nghiên cứu khả hấp phụ kim... ñây có tượng tre,ã điều làm tăng dung lượng hấp phụ vật liệu cách ñáng kể so với dung lượng hấp phụ hoạt động ban đầu, kéo dài tuổi thọ vật liệu hấp phụ ứng dụng thực tế Bảng Thời gian Humin ñạt... Cơng nghiệp ðơ thị Việt Nam” Hình Hình - Dung lượng hấp phụ tăng dần theo tăng pH thành phần vật liệu hấp phụ có chứa nhóm chức có hidro linh động bị phân ly thành ion H+, nên tăng pH thúc ñẩy