Nghiên cứu khả năng xử lý asen trong nước ngầm của xương rồng bà trên các mẫu nước nhân tạo ứng dụng vào xử lý nguồn nước ngầm tự nhiên tại huyện hàm thuận bắc tỉnh bình thuận

ĐỒN THANH NIÊN CỘNG SẢN HỒ CHÍ MINH BAN CHẤP HÀNH TP HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH DỰ THI GIẢI THƯỞNG SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC EURÉKA LẦN THỨ XX NĂM 2018 TÊN CƠNG TRÌNH: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ ASEN TRONG NƯỚC NGẦM CỦA XƯƠNG RỒNG BÀ TRÊN CÁC MẪU NƯỚC NHÂN TẠO ỨNG DỤNG VÀO XỬ LÝ NGUỒN NƯỚC NGẦM TỰ NHIÊN TẠI HUYỆN HÀM THUẬN BẮC, TỈNH BÌNH THUẬN LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU: Tài Nguyên – Môi Trường CHUYÊN NGÀNH: Môi Trường Mã số cơng trình: …………………………… (Phần BTC Giải thưởng ghi) MỤC LỤC TÓM TẮT NỘI DUNG CƠNG TRÌNH ĐẶT VẤN ĐỀ 2.1 Mục tiêu chung 2.2 Mục tiêu cụ thể CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ XƯƠNG RỒNG BÀ (NOPAL CACTUS) 1.1.1 Nguồn gốc 1.1.2 Đặc điểm hình thái 1.1.3 Các thành phần xương rồng 1.1.4 Công dụng 11 1.1.5 Tình hình phân bố xương rồng Việt Nam 11 1.2 KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC CỦA CÂY XƯƠNG RỒNG BÀ 12 1.2.1 Các nghiên cứu nước 12 1.2.2 Nghiên cứu nước 15 1.3 NƯỚC CẤP VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC CẤP 16 1.3.1 Tầm quan trọng nguồn nước 16 1.3.2 Một số chứng bệnh liên quan đến thiếu nước 16 1.3.3 Các thông số đánh giá chất lượng nước ngầm tiêu chuẩn chất lượng sử dụng nước 17 1.3.4 Các phương pháp xử lý nước 24 1.4 TỔNG QUAN VỀ ASEN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ ASEN 31 1.4.1 Giới thiệu chung Asen 31 1.4.2 Nguồn gốc phân bố Asen tự nhiên 31 1.4.3 Cấu tạo tính chất Asen 32 1.4.4 Các dạng tồn Asen môi trường 35 1.4.5 Độc học Asen 36 1.4.6 Cơ chế ô nhiễm Asen tồn Asen nước 38 1.4.7 Ảnh hưởng Asen đến sức khỏe người 38 1.4.8 Ô nhiễm Asen nước ngầm giới Việt Nam 41 1.4.9 Các phương pháp xử lý Asen 46 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP VÀ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 52 2.1 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM THỰC HIỆN 52 2.2 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 52 2.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 53 2.3.1 Nghiên cứu khả loại bỏ Asen bột khô xương rồng bà mẫu nước gây nhiễm As(III) nhân tạo 53 2.3.2 Đánh giá khả loại bỏ Asen bột khô xương rồng mẫu nước ngầm tự nhiên 54 2.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 54 2.4.1 Phương pháp luận 54 2.4.2 Phương pháp cụ thể 57 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 64 3.1 CẤU TRÚC BỀ MẶT VẬT LIỆU 64 3.2 XÁC ĐỊNH CÁC GIÁ TRỊ TỐI ƯU TRÊN MẪU NƯỚC NHÂN TẠO 65 3.2.1 pH tối ưu 65 3.2.2 Liều lượng keo tụ tối ưu 68 3.2.3 Tốc độ khuấy tối ưu 70 3.2.4 Thời gian khuấy tối ưu 72 3.2.5 Đánh giá hiệu xử lý nồng độ khác 75 3.2.6 Đánh giá khả xử lý mẫu nước ngầm tự nhiên bột khô xương rồng bà 77 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu Ý nghĩa BGBL Brilliant Green Bile Salt – Dịch trích hỗn hợp BYT Bộ Ytế CE Combined extract (GE +NE) COD Chemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy hóa học DS Disolved solid – Chất rắn hòa tan EDX Energy-dispersive X-ray spectroscopy- Phổ tán xạ lượng tia X GDP Gross Domestic Product – Tổng sản phẩm nội địa GE Gelling extract – Dịch trích dạng keo LL Liều Lượng 10 NE Non-gelling extract – Dịch trích dạng khơng keo 11 NTU Nephelometric Turbidity Units – Đơn vị đo độ đục 12 OFI Opuntia ficus-indica – Xương rồng bà 13 PW Pepton Water –Dung dịch pepton 14 QCVN Quy Chuẩn Việt Nam 15 TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam 16 TĐK Tốc độ khuấy 17 TGK Thời gian khuấy 18 TP.HCM Thành Phố Hồ Chí Minh 19 TT 20 UNICRF United Nations Children’s Fun (Qũy Nhi Đồng Liên Hiệp Thông tư Quốc) 21 VS Volatile solide – Chất rắn bay 22 WB World Bank - Ngân hàng Thế giới 23 WHO World Health Organizzation (Tổ chức Y tế Thế giới) TĨM TẮT Ơ nhiễm mơi trường biến đổi khí hậu ảnh hưởng lớn đến nguồn nước sinh hoạt cho người dân, đặc biệt khu vực miền Trung Chính thế, việc nghiên cứu vật liệu xử lý nước sẵn có, rẻ tiền cần thiết Nghiên cứu tập trung vào mục tiêu: (1) xác định cấu trúc bột khô xương rồng bà, (2) xác định giá trị tối ưu: pH, liều lượng, tốc độ khuấy thời gian khuấy, (3) đánh giá khả loại bỏ Asen số mẫu nước tự nhiên Mẫu nước nhiễm Asen nhân tạo pha nồng độ 0,05 0,25 mg/L qua thí nghiệm Jartest cho kết tối ưu sau: pH khoảng – 8; liều lượng chất keo tụ tối ưu khoảng 30 – 40 mg/L; tốc độ khuấy 40 vòng/phút với thời gian khuấy 10 phút Các mẫu nước ngầm tự nhiên lấy huyện Hàm Thuận Bắc, tỉnh Bình Thuận nơng độ 0,01 – 0,025, hiệu giảm nồng độ Asen lên đến 60% Việc xử lý nước xương rồng bà phương pháp phù hợp tận dụng ngun liệu có sẵn an tồn ` NỘI DUNG CƠNG TRÌNH Nội dung 1: Tổng quan tài liệu Tìm hiểu nghiên cứu nước ngồi nước liên quan đến đề tài thực hiện, tìm hiểu phương pháp thực hiện, tiến hành nghiên cứu, nắm bắt vấn đề cần phải khắc phục kế thừa phát triển từ tảng nghiên cứu trước Tổng quan xương rồng bà Tổng quan phương pháp xử lý nước Tổng quan phương pháp xử lý Asen Nội dung 2: Xác định cấu trúc bề mặt vật liệu Tạo bột khô xương rồng phương pháp bảo quản điều kiện thích hợp tránh gây sai sót q trình nghiên cứu kết nghiên cứu Gửi mẫu chụp ảnh SEM, cấu trúc bề mặt vật liệu Phân tích, nhận xét ảnh chụp so sánh với nghiên cứu liên quan Nội dung 3: Xác định giá trị tối ưu mẫu nước nhiễm Asen nhân tạo khảo sát hiệu xử lý số mẫu nước ngầm tự nhiên - Tạo nguồn nước nhân tạo có nồng độ Asen khác từ 0,01 – 0,5 mg/L - Thực thí nghiệm 1: xác định pH tối ưu - Thực thí nghiệm 2: xác định liều lượng chất keo tụ tối ưu - Thực thí nghiệm 3: xác định tốc độ khuấy tối ưu - Thực thí nghiệm 4: xác định thời gian khuấy tối ưu - Thực thí nghiệm 5: thử nghiệm hiệu xử lý Asen điều kiện tối ưu với nồng độ ô nhiểm thực tế khác - Thực thí nghiệm 6: khảo sát, so sánh hiệu xử lý bột khô xương rồng bà phèn nhôm số mẫu nước ngầm tự nhiên ` ĐẶT VẤN ĐỀ Lý chọn đề tài Tại Việt Nam, mức độ ô nhiễm khan nguồn nước tình trạng báo động.Những hệ lụy thiếu nước ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống người dân.Khoảng 20% dân cư Việt Nam chưa tiếp cận nguồn nước Theo thống kê Viện Y học lao động Vệ sinh mơi trường, có khoảng 17.2 triệu người Việt Nam (tương đương 21.5% dân số) sử dụng nguồn nước sinh hoạt từ giếng khoan, chưa kiểm nghiệm hay qua xử lý [2] Thống kê Bộ Y tế Bộ Tài nguyên – Mơi trường, trung bình năm Việt Nam có khoảng 9,000 người tử vong nguồn nước điều kiện vệ sinh Hàng năm, có gần 200,000 người mắc bệnh ung thư phát hiện, mà ngun nhân bắt nguồn từ nhiễm mơi trường nước, 30% người dân chưa nhận thức tầm quan trọng nước [3] Thực trạng khan nước ý thức bảo vệ nguồn tài nguyên nước người dân Việt Nam chưa cao Đánh giá Tổng cục Môi trường, ngày nước khai thác hàng triệu m³ nước ngầm cung cấp cho 300 nhà máy nước khai thác thành nước sinh hoạt[4] Nhưng, đáng lo ngại nguồn nước ngầm đối mặt với vấn đề ô nhiễm, từ việc bị xâm nhập mặn diện rộng, ô nhiễm vi sinh, ô nhiễm kim loại nặng nghiêm trọng việc khai thác tràn lan, thiếu quy hoạch khơng có kế hoạch bảo vệ nguồn nước Hầu hết đô thị lớn bị ô nhiễm nước ngầm tốc độ thị hóa, đặc biệt Hà Nội TP.HCM Ngoài ra, khu vực miền Trung trạng khan nước xảy ngày hạn hán kéo dài Ở nông thôn người dân phần lớn chưa tiếp cận với nước sạch, nguồn nước sử dụng nước mưa tích trữ chum vại, nguồn nước ngầm (nước giếng) số sử dụng trực tiếp sau khai thác, số nhỏ cơng trình chứa nước nhỏ lắng sơ trước sử dụng Nhưng chất lượng nước không đảm bảo Hàm lượng chất ô nhiễm nước cịn cao điển hình nhiễm Asen nước mối đe dọa lớn sức khỏe người ` Nhiễm Asen gây bệnh nguy hiểm ung thư da, bàng quang, thận, phổi, nhiều bệnh khác Ngồi ra, Asen cịn đầu độc hệ tuần hồn Hiện nay, giới Việt Nam áp dụng nhiều phương pháp xử lý asen như: hấp phụ, trao đổi ion, kết tủa, lắng lọc, thẩm thấu ngược, điện thẩm tích, Nhưng sử dụng rộng rải vùng nơng thơn tính kinh tế phương pháp đòi hỏi người dân áp dụng phải có trình độ cao Một số nơi giới có biện pháp xử lý nước dùng cho ăn uống từ thực vật tự nhiên khơng độc hại hóa chất tránh ảnh hưởng đến sức khỏe khu vực nghèo, hạn chế khả tài khơng thể áp dụng công nghệ xử lý nước đại Theo chuyên gia Canada thuộc Trung tâm Công nghệ nước Môi trường giá rẻ, vùng nông thôn thiếu nước sạch, nơng dân sử dụng nhánh xương rồng để xử lý nước uống [5] Trên sở chất nhầy xương rồng bà (Nopal cactus) chất chống oxy hóa có khả loại bỏ chất hữu độ màu nước, bột khô xương rồng chứng minh có khả loại bỏ nồng độ kim loại nặng (Asen) tốt dạng chiết xuất dùng keo tụ xử lý nước Xương rồng có nguồn gốc châu Mỹ, nhập trồng khoảng kỷ thứ 17, trở thành hoang dại, thông thường đất cát hoang dọc bờ biển miền Trung nước ta, có sức sống mãnh liệt dễ tìm kiếm Với mong muốn tìm biện pháp xử lý nước dùng sinh hoạt cho người dân khu vực khơng có nước đảm bảo an tồn tốn chi phí dễ dàng thực hiện, đặt biệt mùa khô hạn việc làm cần thiết Vì vậy, sở kế thừa tiếp tục phát triển từ nghiên cứu “Nghiên cứu khả loại bỏ độ đục, độ màu COD số nguồn nước sử dụng bột khô xương rồng bà, Nopal cactus.” tác giả Nguyễn Thị Tiên Đề tài “Nghiên cứu khả xử lý Asen nước ngầm xương rồng bà mẫu nước nhân tạo Ứng dụng vào xử lý nguồn nước ngầm tự nhiên huyện Hàm Thuận Bắc, tỉnh Bình Thuận” thực Đề tài xem xét khả loại bỏ số chất nhiễm điển hình nước mặt làm tiền đề ` cho xây dựng giải pháp xử lý nước đơn giản, tiện lợi rẻ tiền tân dụng nguồn thực vật sẵn có địa phương đặc biệt khu vực miền Trung, Việt Nam Mục tiêu nghiên cứu 2.1 Mục tiêu chung Nghiên cứu khả loại bỏ Asen số nguồn nước sử dụng bột khô từ xương rồng bà, Nopal cactus 2.2 Mục tiêu cụ thể Xác định cấu trúc bề mặt vật liệu bột xương rồng khô Xác định giá trị tối ưu như: pH, liều lượng chất keo tụ, vận tốc khuấy, tốc độ khuấy thời gian khuấy mẫu nước gây nhiễm As (III) nhân tạo Đánh giá khả loại bỏ Asen số mẫu nước ngầm tự nhiên Đối tượng nghiên cứu Cơng trình chủ yếu nghiên cứu đối tượng sau: Vật liệu keo tụ tự nhiên, bột khô xương rồng bà Xương rồng bà (Nopal cactus) có tên tiếng anh Opuntia ficus indica gọi xương rồng tai thỏ thuộc họ Cactaceae thu từ bãi cát huyện Hàm Thuận Bắc, tỉnh Bình Thuận Mẫu nước ngầm: lấy từ huyện Hàm Thuận Bắc, tỉnh Bình Thuận Phạm vi nghiên cứu Như tên gọi đề tài giao nhiệm vụ “Nghiên cứu khả xử lý Asen nước ngầm xương rồng bà mẫu nước nhân tạo Ứng dụng vào xử lý nguồn nước ngầm tự nhiên huyện Hàm Thuận Bắc, tỉnh Bình Thuận” giới hạn mục tiêu, nhiệm vụ nêu trên.Thời gian kinh phí hạn chế nên việc nghiên cứu thực nguồn nước nhiễm Asen nhân tạo số mẫu nước ngầm tự nhiên thuộc huyện Hàm Thuận Bắc, tỉnh Bình ` 71 Nước mẫu (ml) 1000 1000 1000 1000 1000 Asen đầu vào (mg/L) 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 Điều chỉnh pH vài giọt NaOH 0.5N, HNO3 0.5N pH 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 Bột OFI (mg/l) 40 40 40 40 40 10 20 30 40 60 Vận tốc khuấy (vòng/phút) Khuấy 10 phút lắng 30 phút Asen đầu (mg/L) 0,025 0,025 0,01 0,01 0,025 Hiệu suất xử lý Asen (%) 50 50 80 80 50 H% V( vịng/ phút) ` 72 Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn khả xử lý Asen bột khô xương rồng bà tốc độ khuấy khác Hình 3.4 cho thấy: Đối với mẫu nước nhiễm Asen nhân tạo khác 0,05 0,25 mg/L sau q trình thí nghiệm với tốc độ khuấy thay đổi từ 10-60 vịng/phút hiệu loại bỏ Asen có xu hướng tăng tốc độ khuấy tăng từ 1040 vòng /phút tiếp tục gia tăng vận tốc khuấy lên đến 60 vòng /phút hiệu suất giảm việc khuấy nhanh gây tượng vỡ cặn, khuấy chậm thời gian phản ứng lâu làm lắng cặn Dựa vào xác định giá trị tối ưu cho trình keo tụ 40 vòng/phút Ở giá trị tốc độ khuấy tối ưu mẫu nước nhiễm Asen nhân tạo 0,25 với tốc độ khuấy tối ưu 40 vòng/phút hàm lượng xử lý khoảng 0,05 – 0,1 mg/L với hiệu suất xử lý từ 60 % Đặc biệt mẫu nước với nồng độ nhiễm Asen 0,05 mg/L có khả xử lý tốt, hàm lượng sau xử lý 0,01 – 0,025mg/L với hiệu suất lên đến 70 – 80 % So với tiêu chuẩn nồng độ Asen cho nước sinh hoạt chưa đảm bảo với khả xử lý nồng độ Asen đầu loại bỏ việc lọc lại qua lớp vật liệu lọc nước Thời gian khuấy tối ưu Bảng 3.7: Kết xử lý keo tụ nước nhiễm Asen nhân tạo nồng độ 0,25 (mg/L) bột xương rồng khô thời gian khuấy khác Cốc Nước mẫu (ml) 1000 1000 1000 1000 Asen đầu vào (mg/L) 0,25 0,25 0,25 0,25 pH 7,5 7,5 7,5 7,5 Bột OFI (mg/l) 40 40 40 40 Nội dung ` 73 Khuấy 40 vòng/Phút Thời gian khuấy (phút) 10 12 14 Lắng 30 phút Asen đầu (mg/L) 0,1 0,05 0,05 0,1 Hiệu suất xử lý Asen (%) 60 80 80 60 Bảng 3.8: Kết xử lý keo tụ nước nhiễm Asen nhân tạo nồng độ 0,05 (mg/L) bột xương rồng khô thời gian khuấy khác Cốc Nước mẫu (ml) 1000 1000 1000 1000 Asen đầu vào (mg/L) 0,05 0,05 0,05 0,05 pH 7,5 7,5 7,5 7,5 Bột OFI (mg/l) 40 40 40 40 10 12 14 Nội dung Khuấy 40 vòng/Phút Thời gian khuấy (phút) Lắng 30 phút ` Asen đầu (mg/L) 0,025 0,01 0,01 0,025 Hiệu suất xử lý Asen (%) 50 80 80 50 74 H% phút Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn khả xử lý Asen nồng độ (0,25 0,05mg/L) bột khô xương rồng bà thời gian khuấy khác Hình 3.5 cho thấy: Đối với mẫu nước nhiễm Asen nhân tạo khác từ 0,05 mg/L 0,25 mg/L sau q trình thí nghiệm với thời gian khuấy thay đổi từ 6-14 phút hiệu loại bỏ Asen tăng thời gian khuấy tăng từ – 12 phút sau giảm khuấy tiếp đến thời gian 14 phút tượng lý giải q trình tạo bơng cần thời gian cho hạt cặn chất keo tiếp xúc với tạo nên liên kết, không đủ thời gian liên kết khơng kịp hình thành làm hiệu suất xử lý thấp thời gian khuấy lâu cặn tạo thành đủ lớn với mật độ dày gây va chạm vỡ cặn Từ kết thấy thời gian khuấy tối ưu cho trình keo tụ dùng bột khô xương rồng bà 10 phút phù hợp với kết nghiên cứu trước Thái Văn Nam cộng Đối với mẫu nước nhiễm Asen nhân tạo 0,25 mg/L với thời gian khuấy tối ưu hàm lượng Asen sau xử lý lại khoảng 0,1mg/L với hiệu suất khoảng 60% Đặc biệt mẫu nước nhiễm Asen nhân tạo có nồng độ 0,05mg/L có hiệu suất xử lý tốt hàm lượng sau xử lý 0,01 – 0,025 mg/L tương ứng hiệu suất lên đến 70 – 80% So với tiêu chuẩn nồng độ Asen cho nước sinh hoạt chưa đảm bảo với ` 75 khả xử lý nồng độ Asen đầu loại bỏ việc lọc lại qua lớp vật liệu lọc nước Đánh giá hiệu xử lý nồng độ khác Trong thí nghiệm tiến hành làm thí nghiệm song song điều kiện tốt khác nhau: thí nghiệm đầu có sử dụng lượng bột khơ tốt 40mg/L, cịn thí nghiệm sau khơng dùng bột khô xương rồng bà để xét khả xử lý mẫu kết trình bày bảng 3.9: Bảng 3.9: Kết xử lý keo tụ nước nhiễm Asen nhân tạo (mg/L) bột xương rồng khô nồng độ khác Cốc 1000 1000 1000 1000 1000 0,01 0,025 0,05 0,1 0,25 Nội dung Nước mẫu (ml) Asen đầu vào (mg/L) Điều chỉnh pH vài giọt NaOH 0.5N, HNO3 0.5N pH 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 Bột OFI (mg/l) 40 40 40 40 40 Khấy 40 vòng/phút 10 phút lắng 30 phút Asen đầu 0,005 0,005 0,01 0,05 0,1 QCVN 01: 2009 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 Hiệu suất xử lý 50 80 80 50 60 (mg/L) As cho phép ` 76 Asen (%) Mẫu đối chứng Nước mẫu (ml) 1000 1000 1000 1000 1000 0,01 0,025 0,05 0,1 0,25 Asen đầu vào (mg/L) Điều chỉnh pH vài giọt NaOH 0.5N, HNO3 0.5N pH 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 Bột OFI (mg/l) 0 0 Khuấy 40 vòng/phút 10 phút lắng 30 phút Asen đầu (mg/L) 0,01 0,025 0,025 0,05 0,25 0 50 50 Hiệu suất xử lý Asen (%) ` 77 Hình 3.6: Đồ thị biểu diễn khả xử lý Asen bột khô xương rồng bà nồng độ khác Hình 3.6 cho thấy: Hiệu suất xử lý Asen khác nồng độ, Nồng độ Asen nhỏ 0,05mg/L cho hiệu suất xử lý tốt lên đến 80% So với tiêu chuẩn nồng độ Asen dùng sinh hoạt 0,01mg/L, nồng độ lớn 0,05mg/L chưa đảm bảo với khả xử lý Asen đầu loại bỏ việc lọc lại qua lớp vật liệu lọc, nước sử dụng Đánh giá khả xử lý mẫu nước ngầm tự nhiên bột khô xương rồng bà Các mẫu nước lấy xử lý cách, sử dụng giá trị tối ưu cho trình xử lý Thuộc thôn Phú Thái, huyện Hàm Thuận Bắc, tỉnh Bình Thuận Trong thí nghiệm tiến hành so sánh khả xử lý As(III) bột khô xương rồng bà điều kiện tốt khả xử lý phèn nhơm kết trình bày bảng 3.10 ` 78 Bảng 3.10: Kết xử lý keo tụ mẫu nước ngầm tự nhiên Mẫu 0,025 0,025 0,01 0,01 0,025 Nội dung Nồng độ Asen vào (mg/L) Điều chỉnh pH vài giọt NaOH 0.5N H2NO3 0.5N pH 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 Khuấy nhanh 100 vòng/phút phút giảm tốc độ 40 vòng/phút 10 phút lắng Mẫu keo tụ bột OFI Bột khô OFI (mg/l) 40 40 40 40 40 Nồng độ Asen (mg/L) 0,01 0,01 0,005 0,01 As cho phép 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 Hiệu suất xử lý Asen (%) 60 60 50 100 60 Mẫu keo tụ phèn nhôm Al2(SO4)3•18H2O Liều lượng phèn nhơm (mg/L) 40 40 40 40 40 Nồng độ Asen (mg/L) 0,01 0,01 0,005 0,01 60 60 50 100 60 0,01 0,01 0,025 Hiệu suất xử lý Asen (%) Mẫu đối chứng Nồng độ ` 0,025 0,025 79 Asen (mg/L) Hiệu suất xử lý Asen (%) 0 0 Hình 3.7: Đánh giá khả xử lý mẫu nước ngầm tự nhiên bột khơ xương rồng bà Hình 3.7 cho thấy: Thực trình xử lý với chất keo tụ khác bột khô xương rồng bà phèn nhôm kết loại bỏ Asen tương đương Từ hình 3.7 ta thấy nồng độ 0,01 mg/L cho hai hiệu suất xử lý khác Vậy khả loại bỏ Asen phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như: nồng độ sắt, mangan,… ` 80 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Sau thời gian thực đề tài Tốt nghiệp Đại học “Nghiên cứu khả xử lý Asen nước ngầm xương rồng bà mẫu nước nhân tạo Ứng dụng vào xử lý nguồn nước ngầm tự nhiên huyện Hàm Thuận Bắc, tỉnh Bình Thuận” đề tài thu kết sau: (1)Về cấu trúc vật liệu: Với vật liệu bột khô xương rồng bà xử lý dùng phương pháp chụp ảnh SEM cho thấy bề mặt vật liệu thô ráp, cấu trúc nhiều lớp gắn kết với tăng diện tích tiếp xúc với lỗ sâu hình dạng khơng xác định tăng khả khuếch tán hấp thụ cặn bẩn kích thước khác Từ sở thấy xương rồng bà vật liệu keo tụ tự nhiên, thân thiện mơi trường áp dụng khu vực miền Trung Việt Nam nhằm giải tình trạng thiếu nước (2) Về giá trị tối ưu: Xương rồng bà, qua thử nghiệm khu vực khác nhiều loại nước khác nhau, chứng tỏ chất keo tụ có hiệu để xử lý, đặt biệt nước cần làm có độ đục trung bình cao Trong nghiên cứu với mẫu nước nhiễm Asen nhân tạo 0,05 0,25mg/L xác định giá trị tối ưu vật liệu keo tụ pH = 7.5, tốc độ khuấy 40 vòng/ phút, thời gian khuấy 10 phút liều lượng chất keo tụ lại tăng theo mức nồng độ Asen từ 30 – 40mg/L (3) Về khả xử lý mẫu nước tự nhiên: Trên số mẫu nước tự nhiên nghiên cứu cho thấy hiệu giảm nồng độ Asen co thể đạt đến 70% Kết xử lý nước bột khô xương rồng cho thấy nồng độ Asen thấp 0,025mg/L hiếu xử lý tốt đạt QCVN 01: 2009 ỏ nồng độ cao chưa đạt để nâng cao chất lượng nước, ta cần thực qua công đoạn lọc để loại bỏ nồng độ Asen lại va giảm bớt tiêu khác QCVN ` 81 KIẾN NGHỊ Do điều kiện thời gian khả nên đề tài chưa sâu nghiên cứu số yếu tố khác mẫu nước cụ thể khu vực miền Trung Nên đề xuất vài ý kiến mở rộng đề tài đưa nghiên cứu áp dụng thực tế:  Khảo sát nồng độ sắt mangan nước ngầm ảnh hưởng đến q trình keo tụ – tạo bơng bột xương rồng bà, điều kiện khí hậu miền Trung khác so với điền kiện nơi thực thí nghịệm  Tiến hành nghiên cứu khả xử lý nước xương rồng bà phương pháp chiết khác nhau, So sánh tìm phương pháp chiết phù hợp cho điều kiện địa phương Hiện Việt Nam, đặt biệt khu vực Miền Trung, xương rồng bà loại phổ biến, chúng mọc hoang dại dọc theo bờ biển với số lượng vơ lớn, kết hợp khuyến khích việc sử dụng xương rồng bà để làm nước đồng thời với mục đích khác (bảo vệ bờ biển, làm thực phẩm) Điều góp phần làm giảm chi phí xử lý nước hóa chất keo tụ thơng thường cịn cao nhân dân Miền Trung lại không an tồn cho sức khỏe người Do đó, xử lý nước xương rồng bà với số chất keo tụ tự nhiên khác có nhiều hứa hẹn phương pháp phù hợp để cung cấp nguồn nước tương đối cho cộng đồng nhân dân nông thôn quốc gia pháp triển nói chung Việt Nam nói riêng Hướng tới mục tiêu nâng cao chất lượng sống phát triển kinh tế bền vững, việc có nguồn nước an tồn để sử dụng sinh hoạt ngày người dân trở nên đáng ` 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO (Liệt kê theo thứ tự xuất trích dẫn tài liệu) [1] Thái Văn Nam cộng (2017) Nghiên cứu khả loại bỏ độ đục, độ màu COD nguồn nước mặt bột khô xương rồng bà [2] Bộ Tài nguyên Môi trường Việt Nam Trung tâm quy hoạch điều tra tài nguyên nước quốc gia 2013 [3] Hội bảo vệ thiên nhiên môi trường Việt Nam Môi trường du lịch, nước số.03/2014 [4]Bộ Tài nguyên Môi trường Việt Nam Báo cáo môi trường nước mặt, chương 2012 [5] Sở Tài nguyên Môi trường Vĩnh phúc tin tức môi trường 02/2009 [6]Shlomo Trachtenberg, Alfred M Mayer (1981) Composition and properties of Opuntia ficus-indica mucilage, Phytochemistry Volume 20, Issue 12, 1981 Pages 2665-2668 [7] Lee EH1, Kim HJ, Song YS, Jin C, Lee KT, Cho J, Lee YS.(2003).Constituents of the stems and fruits of Opuntia ficus-indica var saboten, Arch Pharm Res 26(12):1018-23 [8] Hernández-Urbiola MI, Pérez-Torrero E, Rodríguez-García ME (2011).Chemical analysis of nutritional content of prickly pads (Opuntia ficus indica) at varied ages in an organic harvest Int J Environ Res Public Health.8: 1287-1295 [9] Rodríguez-García ME, De Lira C, Hernández-Becerra E, Cornejo-Villegas MA, Palacios-Fonseca AJ, et al (2007).Physicochemical characterization of prickly pads (Opuntia ficus indica) and dry vacuum prickly pads powders as a function of the maturation Plant Foods Hum Nut.r 62: 107–112 [10] Ginestra G, Parker ML, Bennett RN, Robertson J, Mandalari G, et al (2009).Anatomical, chemical, and biochemical characterization of cladodes from prickly pear [Opuntia ficus-indica(L.) Mill.] J Agric Food Chem 57: 10323-10330 ` 83 [11] Journal of Ethnopharmacology Số 76 (Jan 2001) [12] Lương Huỳnh Ngọc Diễm Đồ án tốt nghiệp, nghiên cứu hiết tách pectin từ xương rồng bàn chải (opuntina dillenii) khảo sát khả ứng dụng dịch chiết từ xương rồng làm màng bao bảo quản trái 2012 [13] ThS Võ Hồng Thi Kỹ thuật xử lý nước cấp Đại học cơng nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh [14] Amit Bhatnagar, A K Minocha.Conventional and non-conventional adsorbents for removal of pollutants from water – A review May 2006 [15] Franỗois Renault.Chitosan for coagulation/flocculation processes An ecofriendly approach 45(5):1337-1348 May 2009 [16] Vinod K Gupta.Adsorptive Removal of Dyes from Aqueous Solution onto Carbon Nanotubes: A Review, March 2013 [17] Mittal, A., Mittal, J., Malviya, A., Gupta, V.K., 2010 Removal and recovery of Chrysoidine Y from aqueous solutions by waste materials J Colloid Interface Sci 344, 497 - 507 [18] Saleh, T.A., Gupta, V.K., 2012 Column with CNT/magnesium oxide composite for lead(II) removal from water Env Sci Pollut Res 19, 1224 - 1228 [19] Srinivasan, A., Viraraghavan, T., 2010 Decolorization of dye wastewaters by biosorbents: a review J Environ Manage 91, 1915 - 1929 [20] Fu, F., Wang, Q., 2011 Removal of heavy metal ions from wastewaters: a review.J Environ Manage 92, 407 - 418 [21] Mittal, A., Kaur, D., Malviya, A., Mittal, J., Gupta, V.K., 2009 Adsorption studies on the removal of coloring agent phenol red from wastewater using waste materials as adsorbents J Colloid Interface Sci 337, 345 – 354 [22] Aygun, A., Yilmaz, T., 2010 Improvement of coagulation-flocculation process for treatment of detergent wastewaters using coagulant aids Int J Chem Environ Eng 1, 97 - 101 [23] Buttice, A.L., 2012 Aggregation of Sediment and Bacteria with Mucilage from the Opuntiaficus-indicaCactus Univ South Florida Sch, Commons ` 84 [24] Miller, S.M., Fugate, E.J., Craver, V.O., Smith, J.A., Zimmerman, J.B., 2008 Toward understanding the efficacy and mechanism of Opuntia spp as a natural coagulant for potential application in water treatment Environ Sci Technol 42, 4274 - 4279 [25] Theodoro, J.D.P., Lenz, G.F., Zara, R.F., Bergamasco, R., 2013 Coagulants and natural polymers: perspectives for the treatment of water Plast.Polym Technol 2, 55 – 62 [26] Bustillos, L.G.T., Carpinteyro-urban, S., Orozco, C., 2013 Production and characterization of Opuntiaficus-indicamucilage and its use as coagulantflocculant aid for industrial wastewaters Int J Biotechnol Res 1, 38 - 45 [27] Torres, L.G., Carpinteyro-Urban1, S.L., Vaca, M., 2012 Use of Prosopis laevigata seed gum andOpuntiaficus-indicamucilage for the treatment of municipal wastewaters by coagulation-flocculation.Nat Resour 03, 35 - 41 [28] Bouatay, F., Mhenni, F., 2014 Use of the Cactus cladodes mucilage (Opuntiaficusindica) as an eco-friendly flocculants: process development and optimization using stastical analysis Int J Environ Res 8, 1295 – 1308 [29] Jadhav, M.V., Mahajan, Y.S., 2014 Assessment of feasibility of natural coagulants in turbidity removal and modelling of coagulation process.Desalin Water Treat.52, 5812 - 5821 [30] Pichler, T., Young, K., Alcantar, N., 2012 Eliminating turbidity in drinking water using the mucilage of a common Cactus Water Sci Technol Water Supply 12, 179 - 186 [31] Kazi, T., Virupakshi, A., 2013 Treatment of tannery wastewater using natural coagulants Int J Innov Res Sci Eng Technol 2, 4061 - 4068 [32] Võ Hồng Thi, Hoàng Hưng Lương Minh Khánh, Nghiên cứu sử dụng hạt chùm ngây ( Moringa Oleifera) để làm nước Việt Nam, Tạp chí khoa học Huế, Đại học Huế, Tập 75A, Số 6, (2012), 153 – 164 [33] Bộ Tài nguyên môi trường Việt Nam (MONRE), Báo cáo môi trường quốc gia, 2006 ` 85 [34] Hanna S A., Cone S M and Roebuck G G., Measurement of floc strength by particle counting, J Am Wks Ass., Vol 59, (1967), 843 – 858 [35] Hadjittofi, L., Pashalidis, I., 2015 Uranium sorption from aqueous solutions by activated biocharfibres investigated by FTIR spectroscopy and batch experiments J Radioanal Nucl.Chem 304, 897 – 904 [36] Prodromou, M., Pashalidis, I., 2013a Copper(II) removal from aqueous solutions by adsorption on non-treated and chemically modified Cactusfibres Water Sci Technol 68, 2497 – 2504 [37] Wahab, M.A., Boubakri, H., Jellali, S., Jedidi, N., 2012 Characterization of ammonium retention processes onto Cactus leavesfibers using FTIR, EDX and SEM analysis.J Hazard.Mater 241e242, 101e109 [38] Kumar, R., Barakat, M.A., 2013 Decolourization of hazardous brilliant green from aqueous solution using binary oxidized Cactus fruit peel Chem Eng J 226, 377 - 383 [39] (https://vi.wikipedia.org/wiki/Asen) ` ... từ huyện Hàm Thuận Bắc, tỉnh Bình Thuận Phạm vi nghiên cứu Như tên gọi đề tài giao nhiệm vụ ? ?Nghiên cứu khả xử lý Asen nước ngầm xương rồng bà mẫu nước nhân tạo Ứng dụng vào xử lý nguồn nước ngầm. .. thuộc huyện Hàm Thuận Bắc, tỉnh Bình ` Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn 5.1 Ý nghĩa khoa học Việc thực đề tài ? ?Nghiên cứu khả xử lý Asen nước ngầm xương rồng bà mẫu nước nhân tạo Ứng dụng vào xử. .. nghiên cứu ? ?Nghiên cứu khả loại bỏ độ đục, độ màu COD số nguồn nước sử dụng bột khô xương rồng bà, Nopal cactus.” tác giả Nguyễn Thị Tiên Đề tài ? ?Nghiên cứu khả xử lý Asen nước ngầm xương rồng bà mẫu