(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu sử dụng vật liệu nano SiO2 để xử lý nước thải ở làng nghề tái chế chì thôn Đông Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên

(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu sử dụng vật liệu nano SiO2 để xử lý nước thải ở làng nghề tái chế chì thôn Đông Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu sử dụng vật liệu nano SiO2 để xử lý nước thải ở làng nghề tái chế chì thôn Đông Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu sử dụng vật liệu nano SiO2 để xử lý nước thải ở làng nghề tái chế chì thôn Đông Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu sử dụng vật liệu nano SiO2 để xử lý nước thải ở làng nghề tái chế chì thôn Đông Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu sử dụng vật liệu nano SiO2 để xử lý nước thải ở làng nghề tái chế chì thôn Đông Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu sử dụng vật liệu nano SiO2 để xử lý nước thải ở làng nghề tái chế chì thôn Đông Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu sử dụng vật liệu nano SiO2 để xử lý nước thải ở làng nghề tái chế chì thôn Đông Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu sử dụng vật liệu nano SiO2 để xử lý nước thải ở làng nghề tái chế chì thôn Đông Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu sử dụng vật liệu nano SiO2 để xử lý nước thải ở làng nghề tái chế chì thôn Đông Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu sử dụng vật liệu nano SiO2 để xử lý nước thải ở làng nghề tái chế chì thôn Đông Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu sử dụng vật liệu nano SiO2 để xử lý nước thải ở làng nghề tái chế chì thôn Đông Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu sử dụng vật liệu nano SiO2 để xử lý nước thải ở làng nghề tái chế chì thôn Đông Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu sử dụng vật liệu nano SiO2 để xử lý nước thải ở làng nghề tái chế chì thôn Đông Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu sử dụng vật liệu nano SiO2 để xử lý nước thải ở làng nghề tái chế chì thôn Đông Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu sử dụng vật liệu nano SiO2 để xử lý nước thải ở làng nghề tái chế chì thôn Đông Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu sử dụng vật liệu nano SiO2 để xử lý nước thải ở làng nghề tái chế chì thôn Đông Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu sử dụng vật liệu nano SiO2 để xử lý nước thải ở làng nghề tái chế chì thôn Đông Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu sử dụng vật liệu nano SiO2 để xử lý nước thải ở làng nghề tái chế chì thôn Đông Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu sử dụng vật liệu nano SiO2 để xử lý nước thải ở làng nghề tái chế chì thôn Đông Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu sử dụng vật liệu nano SiO2 để xử lý nước thải ở làng nghề tái chế chì thôn Đông Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu sử dụng vật liệu nano SiO2 để xử lý nước thải ở làng nghề tái chế chì thôn Đông Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu sử dụng vật liệu nano SiO2 để xử lý nước thải ở làng nghề tái chế chì thôn Đông Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu sử dụng vật liệu nano SiO2 để xử lý nước thải ở làng nghề tái chế chì thôn Đông Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu sử dụng vật liệu nano SiO2 để xử lý nước thải ở làng nghề tái chế chì thôn Đông Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên

L I CAM OAN Tên tôi là: V TH KIM OANH Mã s h c viên: 1482440301005

L p: 22KHMT21

Chuyên ngành: Khoa h c môi tr ng Mã s : 60-52-03-20

Khóa h c: 22, đ t 2 n m 2014

Tôi xin cam đoan quy n lu n v n đ c chính tôi th c hi n, d i s h ng d n c a

PGS.TS ng Th Thanh Lê và PGS.TS Nguy n Th Minh H ng v i đ tài: “Nghiên

c u s d ng v t li u nano SiO 2 đ x lý n c th i làng ngh tái ch chì thôn ông

Mai, xã Ch o, huy n V n Lâm, t nh H ng Yên”

ây là đ tài nghiên c u m i, không trùng l p v i các đ tài lu n v n nào tr c đây,

do đó không có s sao chép c a b t kì lu n v n nào N i dung c a lu n v n đ c th

hi n theo đúng quy đ nh, các ngu n tài li u, t li u nghiên c u và s d ng trong lu n

L I C M N

Tr c tiên, tôi xin chân thành c m n Ban giám hi u tr ng i h c Th y L i, Khoa

Môi tr ng đã giúp đ , t o m i đi u ki n cho tôi h c t p, nghiên c u và hoàn thành

lu n v n này

c bi t, tôi xin bày t s c m n sâu s c đ n PGS.TS ng Th Thanh Lê và PGS.TS Nguy n Th Minh H ng, đã tr c ti p t n tình h ng d n và giúp đ tôi hoàn thành

lu n v n

Xin chân thành c m n các anh, ch t i Phòng phân tích Trung tâm K thu t Môi

tr ng và An toàn Hóa ch t, đã t o đi u ki n giúp đ tôi trong quá trình nghiên c u

th c nghi m

Xin chân thành c m n Tr ng thôn ông Mai, Ban qu n lý CLN, đã giúp đ t o đi u

ki n cung c p nh ng thông tin c n thi t đ tôi hoàn thành lu n v n

Qua đây, tôi xin c m n b n bè, gia đình đã đ ng viên, khích l , giúp đ tôi trong quá trình h c t p và hoàn thành lu n v n

M c dù, tôi đã r t c g ng hoàn thi n lu n v n b ng t t c s nhi t huy t và n ng l c

c a mình, song v i ki n th c còn h n ch và trong gi i h n th i gian quy đ nh, lu n

v n có th còn thi u sót Tác gi r t mong nh n đ c nh ng đóng góp quý báu c a quý

th y cô và các chuyên gia đ nghiên c u m t cách sâu h n, toàn di n h n trong th i gian t i

Xin trân tr ng c m n!

Tác gi lu n v n

V TH KIM OANH

M C L C

M U 1

1 Tính c p thi t c a đ tài 1

2 M c tiêu nghiên c u 2

3 i t ng và ph m vi nghiên c u 2

4 Ph ng pháp nghiên c u 3

CH NG 1: T NG QUAN 4

1.1 Gi i thi u v v t li u nano SiO2 4

1.1.1 C u trúc v t li u nano SiO2 4

1.1.2 Tính ch t và ng d ng c a v t li u nano SiO2 6

1.2 Gi i thi u chung v c quy 9

1.2.1 nh ngh a và công d ng 9

1.2.2 C u t o và nguyên lý ho t đ ng c a c quy chì 11

1.2.3 Th c tr ng tái ch c quy th i Vi t Nam 13

1.2.4 V n đ ô nhi m môi tr ng t i các làng ngh tái ch chì Vi t Nam 14

1.2.5 nh h ng c a chì đ n s c kh e con ng i 17

1.3 Các bi n pháp x lý kim lo i n ng trong môi tr ng n c 17

1.3.1 Ph ng pháp hóa lý 18

1.3.2 Ph ng pháp sinh h c 22

1.4 Gi i thi u v làng ngh tái ch chì thôn ông Mai, xã Ch o, huy n V n Lâm, tnh H ng Yên 24

1.4.1 i u ki n t nhiên và đ c đi m kinh t - xã h i 24

1.4.2 Ho t đ ng tái ch t i làng ngh thôn ông Mai 28

CH NG 2: NGHIÊN C U TH C NGHI M 31

2.1 Hóa ch t và d ng c , thi t b 31

2.1.1 Hóa ch t và v t li u 31

Hóa ch t 31

V t li u 31

2.1.2 D ng c và thi t b 32

2.2 i t ng nghiên c u 32

2.3 L y m u n c 33

2.3.1 Quy trình l y m u: 34

2.3.2 L a ch n thông s phân tích 35

2.4 Phân tích m u n c 36

2.5 Nghiên c u s d ng v t li u nano SiO2 đ x lý n c th i làng ngh tái ch chì thôn ông Mai trong phòng thí nghi m 36

2.5.1 Xác đ nh th i gian đ t cân b ng h p ph c a v t li u nano SiO2 36

2.5.2 Kh o sát nh h ng c a l ng ch t h p ph SiO2 37

2.5.3 Thi t l p mô hình x lý n c th i t i CLN b ng v t li u nano SiO2 trong phòng thí nghi m 38

CH NG 3: K T QU VÀ TH O LU N 40

3.1 K t qu kh o sát hi n tr ng C m làng ngh thôn ông Mai, làng ngh tái ch chì thôn ông Mai 40

3.1.1 Hi n tr ng tái ch chì t i C m làng ngh thôn ông Mai 40

3.1.2 Th c tr ng h th ng x lý n c th i t i làng ngh 45

3.2 ánh giá m c đ ô nhi m n c th i làng ngh tái ch chì thôn ông Mai 50

3.1.1 K t qu phân tích n c th i CLN 50

3.1.2 K t qu phân tích thông s ch t l ng n c m t t i khu v c CLN 52

3.3 K t qu nghiên c u kh n ng x lý n c th i làng ngh tái ch chì thôn ông Mai b ng v t li u nano SiO2 trong phòng thí nghi m 57

3.3.1 K t qu nghiên c u xác đ nh th i gian đ t cân b ng h p ph c a v t li u nano SiO2 57 3.3.2 K t qu nghiên c u nh h ng l ng ch t h p ph SiO2 59

3.3.3 K t qu x lý n c th i làng ngh tái ch chì thôn ông Mai b ng v t li u nano SiO2 trong phòng thí nghi m 61

3.4 xu t mô hình x lý n c th i làng ngh tái ch chì thôn ông mai s d ng v t li u nano SiO2 62

3.4.1 C s đ xu t mô hình 62

3.4.2 xu t mô hình x lý n c th i làng ngh tái ch chì thôn ông Mai 64

3.4.3 Tính toán s b chi phí l p đ t, chi phí v n hành và b o d ng h th ng 71

K T LU N VÀ KI N NGH 73

TÀI LI U THAM KH O 75

DANH M C HÌNH NH

Hình 1.1 Ba d ng tinh th c a silic đioxit 4

Hình 1.2 Mô hình c u trúc t di n c a SiO2 5

Hình 1.3 C u trúc tinh th c a silica 5

Hình 1.4 Phân lo i c quy chì 10

Hình 1.5 C u t o c quy chì – axit 12

Hình 1.6 Hình nh tái ch chì t i các làng ngh 14

Hình 1.7 M t s hình nh v ô nhi m làng ngh tái ch chì 15

Hình 1.8 B n đ xã Ch o, huy n V n Lâm, t nh H ng Yên 25

Hình 1.9 Khu v c xây d ng CCN thôn ông Mai 30

Hình 2.1 Hình nh v t li u nano SiO2 s d ng trong nghiên c u th c nghi m 31

Hình 2.2 Hình nh kh o sát và l y m u n c ngoài hi n tr ng 33

Hình 2.3 S đ v trí l y m u 35

Hình 2.4 Hình nh trong quá trình thí nghi m 39

Hình 3.1 S đ phân b khu tái ch chì t i thôn ông Mai 40

Hình 3.2 S đ công ngh tái ch chì t i các x ng s n xu t thôn ông Mai 41

Hình 3.3 Ho t đ ng phá d c quy t i x ng tái ch chì thôn ông Mai 43

Hình 3.4 Hình nh tái ch nh a t i CLN 45

Hình 3.5 S đ thu gom và x lý n c th i t i CLN 45

Hình 3.6 S đ h th ng công trình x lý n c th i CLN 47

Hình 3.7 Hình nh công trình h th ng x lý n c th i c a CLN 49

Hình 3.8 S đ mô hình x lý n c th i CLN đ xu t 66

Hình 3.9 B l ng đ xu t 68

Hình 3.10 Hình nh máy khu y chìm d ki n s d ng 69

DANH M C B NG BI U

B ng 1.1 Thông s hóa h c c a SiO2 7

B ng 1.2 Thông s v t lý c a h t nano SiO2 7

B ng 1.3 D báo s l ng c quy s n xu t đ n n m 2020 10

B ng 1.4 u nh c đi m c a ph ng pháp k t t a hóa h c 19

B ng 1.5 u nh c đi m c a ph ng pháp h p ph 22

B ng 1.6 u nh c đi m c a ph ng pháp sinh h c 23

B ng 1.7 S ng i đi h c n m 2015 28

B ng 3.1 M t s công trình x lý trong h th ng x lý n c th i t i CLN 48

B ng 3.2 K t qu phân tích m t s thông s ch t l ng n c th i t i CLN 52

B ng 3.3 K t qu phân tích ch t l ng n c m t ………54

B ng 3.4 K t qu phân tích n c th i c a CLN –tháng 6/2016 55

B ng 3.5 K t qu phân tích ch t l ng n c m t t i khu v c CLN – tháng 6/2016 56

B ng 3.6 K t qu xác đ nh th i gian đ t cân b ng h p ph c a v t li u – thông s Pb 58

B ng 3.7 K t qu xác đ nh th i gian đ t cân b ng h p ph c a v t li u – thông s Fe 58 B ng 3.8 K t qu phân tích v i th i gian khu y dung d ch là 30 phút 59

B ng 3.9 K t qu kh o sát nh h ng l ng ch t h p ph SiO2 – thông s Pb…… 61

B ng 3.10 K t qu kh o sát nh h ng l ng ch t h p ph SiO2 – thông s Fe 60

B ng 3.11 K t qu phân tích hàm l ng Pb, Fe trong n c sau khi s d ng v t li u SiO2 62

B ng 3.12 Thông s thi t k b l ng đ xu t 68

B ng 3.13 Thông s c b n các công trình trong h th ng x lý n c th i c a CLN sau c i t o 70

B ng 3.14 Chi phí xây d ng b l ng Error! Bookmark not defined

M U

1 Tính c p thi t c a đ tài

Ngày nay, s phát tri n m nh m c a nhi u ngành công nghi p nh d t nhu m, hóa

ch t, nh a, công nghi p gi y, thu c da, luy n kim, m đi n, ch ph m màu đã và đang làm cho môi tr ng n c ngày càng b ô nhi m

Vi t Nam, ngoài các nhà máy, c s s n xu t l n thì các làng ngh c ng đang phát tri n r t nhi u Ph n l n các c s s n xu t t i các làng ngh có quy mô nh , c s s n

xu t đ t ngay t i các h gia đình và trong các khu dân c đông ng i C s h t ng

c a các đ a ph ng làng ngh m c th p, không có các h th ng thu gom x lý ch t

th i ho c không đáp ng đ c yêu c u

Làng ngh tái ch chì, thôn ông Mai, xã Ch o, huy n V n Lâm, t nh H ng Yên đang là đi m “đen” v ô nhi m môi tr ng Ngh tái ch chì thôn ông Mai có cách đây h n 30 n m, ban đ u ch m t s h thu mua c-quy h ng, phá d , n u chì b ng

ph ng pháp th công Sau đó, ngh này phát tri n lan ra c thôn, th i đi m cao nh t

có t i g n 200 h làm ngh Tr c n m 2016, công vi c phá d bình c-quy h u nh

t i nhà, các hóa ch t, chì, axít trong bình ch y ra ng m vào đ t, theo h th ng tiêu thoát n c ch y vào h th ng kênh, m ng trong thôn xã; vi c n u chì ngoài cánh

đ ng tuôn ra khói, b i chì… T t c nh ng ch t th i đó đã làm môi tr ng b ô nhi m

nghiêm tr ng, nh h ng n ng n , lâu dài đ n đ i s ng và s c kh e c a nhân dân T

n m 2016 đ n nay, khi làng ngh đ c quy ho ch s n xu t t i khu tái ch t p trung, môi tr ng t i làng ngh đã đ c c i thi n (đ c bi t là môi tr ng không khí), các ch t

th i trong quá trình s n xu t đã đ c thu gom và x lý t p trung tr c khi th i ra môi

tr ng Tuy nhiên, hàm l ng m t s kim lo i n ng trong n c v n cao h n quy chu n cho phép nhi u l n

Vi c x lý các thành ph n ô nhi m trong ngu n n c th i t i hàm l ng cho phép đang là v n đ th i s đ c các c p qu n lý và ng i dân đ c bi t quan tâm M t khác,

do nhu c u th tr ng và s phát tri n c a làng ngh , m t s lo i hình s n xu t khác

đ c phát tri n trong làng ngh i u này d n đ n vi c ki m soát ngu n ô nhi m môi

Nano SiO2 là v t li u vô c quan tr ng, b i vì có kích th c h t nh , di n tích b m t

l n, đ tinh khi t hóa h c cao, tính ch t phân tán t t Nano SiO2 có ng d ng trong nhi u ngành và l nh v c v i tính n ng đ c đáo Nano SiO2 ng d ng trong cao su,

nh a, g m s , y sinh h c, quang h c, v t li u và nhi u l nh v c khác G n đây, v t li u SiO2 d ng siêu m n đ c bi t đ c quan tâm nghiên c u cho các ng d ng nh dùng làm ch t h p ph : h p ph khí, h p ph ion kim lo i n ng, h p ph ch t h u c

T nh ng phân tích trên, h c viên ch n đ tài nghiên c u cho lu n v n là: “Nghiên

c u s d ng v t li u nano SiO 2 đ x lý n c th i làng ngh tái ch chì thôn ông Mai, xã Ch o, huy n V n Lâm, t nh H ng Yên”

+ Phân tích và đánh giá thành ph n n c th i C m làng ngh thôn ông Mai, làng ngh tái ch chì thôn ông Mai, xã Ch o, huy n V n Lâm, t nh H ng Yên – khu tái ch t p trung g m 26 c s tái ch

+ Phân tích và đánh giá ch t l ng n c m t khu v c C m làng ngh thôn ông Mai

+ S d ng v t li u nano SiO2 đ x lý n c th i C m làng ngh thôn ông Mai, trong phòng thí nghi m

+ xu t mô hình x lý n c th i C m làng ngh thôn ông Mai, s d ng v t li u nano SiO2

4 Ph ng pháp nghiên c u

hoàn thành đ c các m c tiêu và n i dung nghiên c u đ t ra trong quá trình th c

hi n đ tài lu n v n, h c viên ti n hành nh ng ph ng pháp nghiên c u sau đây:

- Ph ng pháp t ng h p, th ng kê tài li u: Thu th p, t ng h p và phân tích các tài li u liên quan nh m đ nh h ng quy trình th c nghi m c a đ tài

- Ph ng pháp đi u tra, kh o sát th c đ a: đi u tra kh o sát ho t đ ng s n xu t tái ch chì C m làng ngh thôn ông Mai, làng ngh tái ch chì thôn ông Mai, xã Ch

o, huy n V n Lâm, t nh H ng Yên

d ng mu i silicat Trong t nhiên, có th tìm th y silica hai d ng t n t i là cát và

th ch anh v i hai d ng c u trúc là tinh th và vô đ nh hình [17], [20]

Silica c u trúc tinh th :

C u trúc tinh th là d ng t n t i ch y u c a Silica trong t nhiên V i đi u ki n áp

su t th ng, SiO2 t n t i ch y u d ng tinh th ho c vi tinh th nh th ch anh, triddimit, cristobalit (hình 1.1) M t s silica có c u trúc tinh th đ c t o ra nhi t đ

và áp su t cao nh coesit và stidhovit M i lo i có hình thái b n nh ng kho ng nhi t

đ khác nhau, d ng b n c a -quartz là 573-8670

c, tridymit 1470c, 171300c là pha b n

c a cristobalit

Hình 1.1 Ba d ng tinh th c a silic đioxit

Nh ng tinh th này đ c c u t o nên t nhóm các t di n SiO4 n i v i nhau qua

nh ng nguyên t O chung Trong đó, nguyên t Si n m tâm c a t di n liên k t c ng hóa tr v i b n nguyên t O n m các đ nh c a t di n M i m t d ng tinh th có

nh ng cách s p x p khác nhau c a các t di n SiO4 Mô hình c u trúc t di n c a SiO2 và các ki n trúc tinh th c a m t s d ng đa hình c a silic đioxit đ c trình bày hình 1.2 và hình 1.3

Hình 1.2 Mô hình c u trúc t di n c a SiO2

a) Th ch anh b) Triđimit c) Cristobalit

Hình 1.3 C u trúc tinh th c a silica

Silica c u trúc vô đ nh hình:

SiO2 d ng vô đ nh hình có c u trúc tinh th không xác đ nh Trong t nhiên chúng có

m t trong đ t đá, tr m tích (d ng đá opan) và các s n ph m c a các quá trình t ng h p

ph c v cho công nghi p SiO2 vô đ nh hình t ng h p có hai lo i d a trên ph ng pháp t ng h p là siliac quá trình t và silica c a quá trình s c nhi t, g m các s n

ph m nh silica sol, silica gel, silica b t, silica k t t a, th y tinh khan:

- Silica sol là d ng huy n phù b n c a nh ng h t silica vô đ nh hình riêng r , chúng

g m các chu i liên k t ngang dây chuy n v i s l ng l n các l ch a không khí

Nh ng l x p c a SiO2 d ng keo r t nh , trung bình t 10nm – 100nm, ph thu c vào

đ tinh khi t và ph ng pháp ch t o Do SiO2 d ng keo có đ x p cao nên đ c coi

là v t li u nh nh t hi n nay, kh i l ng riêng kho ng 3 kg/m3 b n c a silica sol

ph thu c vào nhi u y u t nh nhi t đ , pH, n ng đ mu i hay s có m t c a ch t

ho t đ ng b m t

- Silica gel có c u trúc là m ng l i 3 chi u liên t c, c ng nh c và ch c ch n c a các

h t hình c u C u trúc gel ch a c liên k t Si-O-Si và Si-O-H Các l r ng trong m ng

Nó c ng có th đ c t o thành t pha h i đ hình thành d ng “pyrogenic silica” ho c

t quá trình k t t a trong dung d ch Silica k t t a có c u trúc m h n v i th tích l

mao qu n l n h n Tính ch t v t lý và hóa h c c a silica k t t a có th thay đ i tùy theo quá trình s n xu t

- SiO2 d ng kh i là m t s n ph m t ng h p t silic dioxit đ c phân tán cao d ng

m n, SiO2 đ c phân nhóm theo các quá trình ch t o chúng: s n ph m t nhiên, bán

t ng h p và s n ph m t ng h p Các s n ph m có s khác bi t rõ r t v tính ch t c a silica S n ph m t nhiên nh b t quart ho c th ch anh, bán t ng h p g m fused silica, silaca fume, ho c tro t th c v t và quá trình luy n kim là nh ng s n ph m d ng tinh

G m hai thành ph n là Si (46,83%), O (53,33%) Các thông s hóa h c c a SiO2 đ c trình bày t i b ng 1.1

B ng 1.1 Thông s hóa h c c a SiO2 [21]

Silicon 14 Oxygen 16

Silicon [Ne] 3s2 3p2Oxygen [He] 2s2 2p4

Nh ng ng d ng c a v t li u nano SiO2 đ c d a trên c s tính ch t và các d ng t n

t i c a v t li u Trên th gi i, chúng đ c bi t đ n v i nhi u ng d ng khác nhau nh làm v t li u xúc tác; v t li u đi n môi; ch t h p ph khí, h p ph ion kim lo i n ng;

ch t mang vô c ; ng d ng trong l nh v c v t li u xây d ng nh s n xu t g ch bê tông

nh không nung, s n xu t bê tông hi n đ i, làm ph gia s n xu t xi m ng…; l c n c cho tr ng cây; vvv C th :

- S d ng trong s n xu t s n: thêm SiO2 nanopowder vào n c s n latex s t o thành

t 0,3-1 % t ng tr ng l ng Qua đó, hi u su t n đ nh đình ch , xúc tác bi n c a l p

ph , đ k t h p gi a ch t n n và l p ph và m c đ hoàn thành đã đ c c i thi n Ngoài ra, th i gian s y đ c rút ng n đáng k , th i gian th nghi m đ t ng t c lão hóa nhân t o UV đ c nh n, các kháng chà t ng đ n m i ngàn l n và m c kháng c

v t s n c ng đ c c i thi n đáng k

- S d ng trong s n xu t nh a: h t nano SiO2 có kh n ng phân tán hoàn toàn trong polypropylene (PP) và polyvinyl clorua (PVC) trong quá trình s n xu t nh a, t ng tính d o dai, ch u mài nòn và kh n ng ch ng lão hóa c a nh a Ví d , nano đ i PP, hi u qu c a nó

trong s h p th n c, đi n tr cách đi n, bi n d ng d nén, đ b n u n và các ch s khác

đ u đáp ng ho c v t quá nylon nh a k thu t, và th i ti t c a nó là h n g p đôi trong m t

s l nh v c, và nó có th đ c m t thay th cho nylon 6 t i m t s khu v c

- S d ng trong s n xu t cao su màu: v t li u nano SiO2 là m t tác nhân gia c và

ch ng lão hóa đ i lý, t ng s d o dai, kéo dài, u n và ch ng lão hóa hi u su t c a các

s n ph m cao su màu Các nghiên c u còn ch ra r ng, khi gia c ng 5% theo kh i

l ng các h t nano SiO2 có kích th c h t 15 nm-50 nm v i di n tích b m t riêng

200 ± 20 m2/kg vào cao su thiên nhiên s t ng c ng các tính ch t c – lý c a cao su

- S d ng trong gia c ng tính ch t c a g nhân t o, làm ch t mang xúc tác

- V t li u nano SiO2 đ c s d ng r ng rãi trong ngành công ngh s i quang h c, thi t

b phát quang và trong ngành luy n kim, đi n t do có kh n ng giãn n nhi t th p

- V t li u nano SiO2 đ c s d ng nh m t ch t mang nh có kh n ng h p ph t t: m t

s nghiên c u đã ch ra r ng, v t li u nano SiO2 có kh n ng h p ph các ch t h u c ,

PO43-, metylen, trong n c th i [2], [8], x lý aldehyt trong môi tr ng không khí

- M t s nghiên c u c ng đã ch ra, v t li u nano SiO2 có tính ch t phù h p trong nh n

bi t phân t sinh h c, phát hi n ra b nh ung th

M t s nghiên c u v v t li u nano SiO 2 đã đ c th c hi n

K t qu nghiên c u c a ng Th Thanh Lê và c ng s v kh n ng h p ph xanh metylen trong n c c a v t li u nano SiO2 cho th y, v t li u SiO2 có ái l c h p ph

v t lý m nh đ i v i xanh metylen: dung l ng h p ph trên b m t v t li u l n nh t là 20,41 mg/g và hi u su t h p ph l n h n 90 % khi n ng đ đ u c a xanh metylen là

40 mg/l [8]

Theo nghiên c u c a Ph m Minh Tân v ng d ng c a v t li u nano SiO2 trong vi c

nh n bi t các phân t sinh h c, vi c s d ng các ph c h SiO2RB@KT, SiO2RB@HER2, SiO2FITC@HER2 có th nh n bi t đ c hi u t bào vi khu n E coli O157:H7 và t bào ung th vú KPL4 và BT-474 b ng ph ng pháp mi n d ch hu nh quang [28]

C ng theo k t qu nghiên c u c a tác gi Nguy n Th Kim Chi và c ng s , v t li u

nano SiO2 đ c đi u ch t tro tr u có ng d ng cao khi s n xu t v t li u xây d ng,

đ c bi t là g ch bê tông nh không nung do chúng có tính ch t x p và di n tích b m t

riêng l n Nh ng h t nano SiO2 đi u ch có hình thái d ng h t và kích th c trung bình ~ 15 nm, đ c k t t l i thành nh ng đám h t có kích th c l n h n và có d ng

x p [5]

Ngoài ra, trên th gi i, có nhi u nghiên c u v ng d ng v t li u nano SiO2 trong s n

xu t công nghi p, xây d ng,….vv

1.2 Gi i thi u chung v c quy

1.2.1 nh ngh a và công d ng

a nh ngh a

c quy chì là m t thi t b đi n hóa, dùng đ bi n đ i n ng l ng d i d ng đi n n ng thành hóa n ng (khi n p) và ng c l i bi n hóa n ng thành đi n n ng (khi phóng) c quy axit chì đ c phân lo i nh sau:

Hình 1.4 Phân lo i c quy chì [10]

b Công d ng

c quy chì là m t b ph n cung c p đi n n ng trong các đ ng c nh motor, ôtô,…

và đ c s d ng đ cung c p n ng l ng đi n cho các ph t i khi đ ng c không làm vi c

S phát tri n nhanh v khoa h c công ngh và nhu c u s d ng các lo i máy móc,

đ ng c , ph ng ti n giao thông ngày càng t ng; c ng nh nhu c u s d ng các thi t

b chi u sáng, l u kho t i các vùng cao hi n nay t i Vi t Nam đã kéo theo t l t ng

tr ng s n xu t c quy chì n c ta hàng n m không ng ng t ng lên Tính t ng

tr ng theo Quy ho ch phát tri n ngành Hóa ch t Vi t Nam giai đo n đ n n m 2010

Nh v y có th th y, c quy đ c ng d ng khá r ng rãi và ph bi n trong cu c s ng

V bình c quy đ c ch t o b ng v t li u c ng có tính ch u axit, nhi t nh nh a c ng

ho c ebonite Phía trong v có các vách ng n đ t o tành các ng n đ n D i đáy bình

là hai y m đ b n c c, m c đích là đ các b n c c t lên đó, tránh b ng n m ch khi trong đáy bình có l ng đ ng các c n b n

B n c c đ c làm t h p kim chì và antimony, trên b n c c có g n các x ng d c và

x ng ngang đ t ng đ c ng và t o ra các ô cho ch t ho t tính bám trên b n c c Ch t

ho t tính ph trên khung ô b n c c d ng là PbO2, trên b n c c âm ho t tính đ c s

d ng là Pb x p, gi a các b n c c là dung dich axit H2SO4 loãng đ c pha ch theo

t l nh t đ nh v i n c c t

Khi c quy ho t đ ng, ch t ho t tính tham gia đ ng th i vào các ph n ng hóa h c càng nghi u càng t t Do đó, đ t ng b m t ti p xúc c a các ch t ho t tính v i dung

dch đi n phân, ng i ta ch t o ch t ho t tính có đ x p; đ ng th i đem ghép nh ng

t m c c cùng tên song song t o thành m t chùm c c trong m i ng n c quy đ n

Chùm b n c c d ng và âm đ c l ng xen k nhau, gi a hai b n c c khác tên đ c

đ t thêm m t t m lá cách đ c ch t o t ch t cách đi n đ cách đi n gi a hai b n c c

nh nh a x p, th y tinh ho c g

Ph n n p c a c quy có tác d ng che kín nh ng b ph n bên trong bình, ng n ng a b i

và các v t khác t bên ngoài r i vào, đ ng th i gi cho dung d ch đi n phân không b

tràn ra ngoài Trên n p bình có các l đ đ và ki m tra dung d ch đi n phân, các l này đ c nút kín b ng các bút có l thông h i nh đ m b o đ kín c a bình, xung quanh mép c a n p c quy và các l c c đ u ra th ng đ c chát nh a chuyên d ng

Hình 1.5 C u t o c quy chì – axit [10]

b Nguyên lý ho t đ ng

Nguyên lý n p và phóng đi n M i c quy n p và phóng n ng l ng đi n qua ph n

ng hóa h c v i dung dch đi n phân

Quá trình phóng đi n di n ra n u nh gi a hai c c c quy có m t thi t b tiêu th đi n, khi đó x y ra ph n ng hóa h c sau:

1.2.3 Th c tr ng tái ch c quy th i Vi t Nam

Trong cu c s ng c ng nh các ngành công nghi p, c quy đ c s d ng khá ph bi n

Tuy nhiên, chúng l i có tu i th th p (lo i có tu i th cao nh t là 5 n m) Do v y, hàng

n m s có m t l ng r t l n bình c quy th i b Theo báo cáo t T ng c c Môi

tr ng, trong n m 2010 đã có kho ng 40.000 t n c quy chì đã đ c th i ra môi

tr ng, đ n n m 2015 con s này là g n 70.000 t n và s còn ti p t c t ng trong nh ng

n m ti p

M t khác, Pb trong m t bình c quy chì chi m kho ng 70% tr ng l ng c a bình,

l ng chì th i b này có kh n ng tái ch , tái s d ng cho ngành công nghi p hóa ch t

V bình chi m kho ng 5-7% tr ng l ng c a c quy, đ c làm t các v t li u nh

polyetylen, polypropylen, ho c ebonite Lá cách đ c làm t v t li u PVC và s i th y tinh và đi n d ch chi m kho ng 18% tr ng l ng c a c quy

Do đó, công tác thu gom và tái ch c quy th i luôn là v n đ đ c quan tâm c a các doanh nghi p c ng nh nhà n c Tuy nhiên, v n đ này đã và đang v t qua s ki m soát c a các c quan có trách nhi m

Trong nh ng n m c a th p k tr c, c quy chì ph th i đ u đ c các doanh nghi p

s n xu t pin và c quy l n c a Vi t Nam nh Công ty CP Pin c quy mi n Nam ho c Công ty C ph n Pin c quy Tia Sáng thu mua, tái ch và tái s d ng chì cho quá trình

s n xu t Nh ng hi n nay, các công ty này không th thu mua đ c do không c nh tranh đ c v m t giá c thu mua c a các làng ngh

Nh ng n m g n đây, tái ch c quy ph th i đ l y chì ch y u t p trung các làng

ngh , đi n hình là làng ngh ông Mai (huy n V n Lâm, t nh H ng Yên) v i trên 200 lao đ ng tham gia ho t đ ng tái ch T i đây, chì đ c tái sinh theo ph ng pháp th công Do làm theo ph ng pháp th công, công ngh s n xu t đ n gi n và ch tính đ n

l i nhu n nên không có s quan tâm đ n các bi n pháp b o v môi tr ng, các ch t

th i đ c x th ng ra môi tr ng K t qu là gây ra tình tr ng ô nhi m chì tr m tr ng

t i làng ngh

Hình 1.6 Hình nh tái ch chì t i các làng ngh

T i các nhà máy s n xu t c quy hi n nay, n i có đi u ki n t ch c s n xu t công nghi p

v i các ph ng pháp x lý t ng đ i tiên ti n, cho hi u su t thu h i cao h n và gi m thi u t i đa ô nhi m môi tr ng xung quanh đã có ch tr ng thu gom c quy c và tái

ch theo ph ng pháp và ph ng ti n hi n có nh ng hi u qu không l n và chi m t l r t

th p so v i t nhân; do đó không gi i quy t đ c v n đ thu mua c quy c

Ngoài ra, do nhu c u th tr ng, s t n d ng tri t đ ngu n nguyên v t li u trong s n

xu t và theo s phát tri n làng ngh , h u h t các làng ngh đ u s n xu t theo mô hình

đa ngành M t s làng ngh tái ch chì đã và đang phát tri n thêm các lo i hình s n

xu t khác nh tái ch nh a Ngu n nguyên li u đ c t n d ng t i ch và thu gom thêm ngoài th tr ng

Có th th y, hi n nay v n đ tái ch m i ch đ n thu n là m t ho t đ ng kinh t Khi các doanh nghi p t nhân và nhà n c ti p c n v n đ này d i góc đ kinh t - xã h i – môi tr ng (phát tri n b n v ng) thì m i có th gi i quy t các v n đ đã nêu trên

gi i quy t không th d a vào m t vài cá nhân hay t p th nh và ph i có s t p trung trí tu t p th , t p trung ngu n nhân l c và dành m t kho n kinh phí x ng đáng cho

v n đ này

1.2.4 V n đ ô nhi m môi tr ng t i các làng ngh tái ch chì Vi t Nam

Ô nhi m môi tr ng các làng ngh nói chung và các làng ngh tái ch chì nói riêng

t i Vi t Nam đã và đang là v n đ quan tâm hàng đ u c a các c quan qu n lý, các nhà khoa h c c ng nh toàn c ng đ ng Ch t th i t quá trình s n xu t c a các làng ngh tái ch chì đã làm gia t ng đáng k hàm l ng kim lo i trong môi tr ng đ t, n c,

c ng nh tích t trong sinh kh i th c v t

Theo nghiên c u c a Ph m V n Khang và c ng s (2004), hàm l ng chì trong đ t nông nghi p t i khu v c tái ch thôn ông Mai, huy n V n Lâm, t nh H ng Yên: 14,29% s m u nghiên c u có hàm l ng chì là 100 - 200 mg/kg; 9,25% s m u đ t có

hàm l ng chì t 200 – 300 mg/kg; 18,5% s m u đ t có hàm l ng Pb t 300 - 400

mg/kg; 9,25% s m u có hàm l ng Pb t 400 - 500 mg/kg; 9,25% s m u có hàm

l ng Pb t 500 – 600 mg/kg; 18,05% s m u có hàm l ng Pb t 600 - 700 mg/kg; 4,76% có hàm l ng chì t 900 - 1000 mg/kg và 4,76% s m u có hàm l ng Pb l n

h n 1000 mg/kg (trong t ng s 21 m u phân tích) Nh v y, 100% s m u phân tích

có hàm l ng Pb v t quá tiêu chu n cho phép [16]

C ng theo nghiên c u c a ng Th An và c ng s (2008) t i xã Ch o thu đ c k t

qu v hàm l ng Pb t ng s trong đ t các ru ng lúa là t 964 ppm đ n 7070 ppm,

v t xa h n 100 l n so v i TCVN 7209:2002 (70 ppm) Ch tính riêng l ng Pb d tiêu trong đ t thì c ng đã v t TCVN (Pb d tiêu t 103 đ n 757 ppm) Còn t i các

ru ng rau mu ng thì hàm l ng Pb t ng s trong đ t t 700 ppm đ n 3500 ppm Do

đ t b ô nhi m Pb quá n ng nên hàm l ng Pb đ c cây h p th c ng r t cao Theo tác

gi thì Pb trong g o t 1,9 ppm đ n 4,2 ppm, so v i tiêu chu n c a H i đ ng Châu Âu (EC, 2001) đ i v i ng c c là 0,2 ppm thì g o thí nghi m đ u v t xa ng ng an toàn

Theo tính toán, n u n g o thu đ c t nh ng ru ng trên thì ch qua g o thôi m t

ng i đã tiêu th l ng Pb cao h n m c an toàn 7 l n/ngày Và n u n rau mu ng hay

dùng rau mu ng đ nuôi l n thì nguy c b ng đ c Pb và các b nh do Pb gây ra s càng gia t ng [1]

Hình 1.7 M t s hình nh v ô nhi m làng ngh tái ch chì

K t qu kh o sát c a Trung tâm Môi tr ng và Phát tri n c ng đ ng (CECoD) ph i

h p v i Vi n Blacksmith (M ) (tháng 9/3013) đã ch ra: hàm l ng chì t i các đi m

đo dao đ ng t 400 ppm - 5.000 ppm, t i các đi m g n các x ng n u chì, phá d bình

c quy, hàm l ng chì m c trên 5.000 ppm và có đi m trên 20.000 ppm [18]

K t qu nghiên c u c a Lê c và c ng s (2003) v môi tr ng đ t vùng đ ng b ng

sông H ng, khu v c nhà máy Pin V n i n hàm l ng Pb trong các ngu n n c th i

là 0,012 mg/lít, trong đ t là 30,737 mg/kg so v i đ i ch ng là 818,240 mg/kg ; khu

v c Hanel, Pb trong n c th i là 0,560 mg/lít, trong đ t là 23,070 mg/kg so v i đ i

ch ng là 13,650 mg/kg; khu v c nhà máy Ph L i, Pb trong n c th i là 0,013 mg/lít, trong đ t là 2,320 mg/kg và đ i ch ng là 2 mg/kg c bi t t i làng ngh thì hàm

l ng chì trong n c th i và đ t t ng cao và m c ô nhi m (TCVN, 2002): làng ngh Phùng Xá, Pb trong n c th i là 5,2 mg/lít, trong đ t là 304,59 mg/kg còn đ i ch ng là 30,76 mg/kg; làng ngh xã Ch o, Pb trong n c là 3,278 mg/lít, trong đ t là 273,63 mg/kg so v i đ i ch ng là 35,11 mg/kg [6]

K t qu nghiên c u hàm l ng chì t i làng ngh khai thác và ch bi n k m – chì làng Hích – Tân Phong – Thái Nguyên cho th y, hàm l ng Pb trong bãi th i cao nh t (5,3.103 - 9,2.103 ppm), ti p đ n là bãi li n k (164 - 904 ppm), đ t v n nhà dân (27,9 - 35,8 ppm), bãi th i c (1,1.103 - 13.103 ppm), đ t ru ng lúa cách bãi th i c (1271 - 3953 ppm), v n nhà dân g n bãi th i c (230 - 360 ppm) [1] Khi đ i chi u

v i TCVN 7209:2002 (>70 ppm) thì h u h t các đi m đã b ô nhi m Pb, riêng khu v c

v n nhà dân g n bãi th i m i ch a b ô nhi m Tuy nhiên c ng c n có gi i pháp x lý

k p th i

Nghiên c u c a H Th Lam Trà (2005) cho th y: hàm l ng Pb t ng s trong đ t

ph c v nông nghi p ch u nh h ng c a các làng ngh đúc đ ng và tái ch k m t i xã

i ng, huy n V n Lâm, t nh H ng Yên r t cao, dao đ ng t 51,2 - 313,0 mg/kg, trong đó có nhi u m u >200 mg/kg [29]

Theo tác gi Nguy n Th Lan H ng (2006) khi nghiên c u v hàm l ng kim lo i

n ng các khu công nghi p ngo i thành Hà N i v i 15 m u đ t nghiên c u có hàm

l ng chì trong đ t dao đ ng t 8,36 đ n 93,39 mg/kg Trong đó có 6 m u b ô nhi m

Pb v i hàm l ng Pb trong đ t là 75,39; 75,73; 78,03; 79,74; 88,02; 93,39, đó là 3 m u

đ t l y g n đ ng cao t c Th ng Long - N i Bài và đ ng cao t c s 5; 2 m u l y t i

bãi rác Kiêu K - Gia Lâm và bãi rác Nam S n - Sóc S n; 1 m u l y t i Tiên D ng - ông Anh n i có nhà máy s n xu t pin và phân sinh h c Nguyên nhân d n đ n tích t

Pb trong đ t t i các đi m trên chính là do ho t đ ng giao thông, do quá trình chôn l p

rác lâu dài và do trong ch t th i có hàm l ng Pb l n nên đã d n đ n tích đ ng hàm

l ng chì trong đ t [15]

Nh v y, có th th y tình tr ng ô nhi m môi tr ng t i các làng ngh tái ch chì đang

m c báo đ ng, đ c bi t là ô nhi m chì Hàm l ng chì và m t s kim lo i n ng trong môi tr ng n c, đ t và không khí và sinh kh i c a sinh v t t i môi tr ng đó r t cao

Khi v n đ này không đ c gi i quy t m t cách tri t đ s gây nh h ng t i s c kh e con ng i trong th i gian hi n t i và trong t ng lai

1.2.5 nh h ng c a chì đ n s c kh e con ng i

Nh đã phân tích t i m c 1.2 và m c 1.3, Pb là y u t chính gây ô nhi m môi tr ng

và nh h ng tr c ti p t i s c kh e ng i dân t i các làng ngh tái ch chì Do đó,

lu n v n đi sâu vào phân tích nh h ng c a chì t i s c kh e con ng i

Chì là kim lo i n ng ph bi n trong môi tr ng s ng c a con ng i, nh ng c ng là

kim lo i có tính đ c m nh Khi xâm nh p vào c th , chì tác đ ng lên toàn b các h

c quan đ c bi t trong h t o máu, tim m ch, h tiêu hóa và h th n kinh

Trong c th con ng i, x ng đ c xem là n i tích t Pb, chi m kho ng 95% t ng

l ng chì trong c th ng i l n, 73% t ng l ng chì trong c th tr em [7] Sau đó, chì có th t ng tác v i ph t phát trong x ng và th hi n tính đ c khi truy n vào các

mô m m trong c th

1.3 Các bi n pháp x lý kim lo i n ng trong môi tr ng n c

Trên th gi i c ng nh Vi t Nam, đã có r t nhi u nghiên c u v các bi n pháp lo i b

kim lo i n ng nói chung và chì nói riêng trong n c th i Các ph ng pháp ch y u

đ c ng d ng trong th c t nh ph ng pháp hóa-lý (k t t a hóa h c, oxy hóa-kh , trao đ i ion, x lý đi n hóa) và sinh h c (h p ph và h p th b ng th c v t th y sinh,

v t li u sinh h c; chuy n hóa sinh h c b ng s n ph m trao đ i ch t c a vi sinh v t)

Tùy thu c vào m c đ ô nhi m kim lo i n ng trong n c, đ l a ch n ph ng pháp x

lý phù h p

1.3.1 Ph ng pháp hóa lý

B n ch t c a ph ng pháp là đ a các ch t ph n ng vào n c th i đ gây tác đ ng v i các t p ch t b n, ch t bi n đ i hóa h c, t o thành các ch t khác d i d ng c n ho c

ch t hòa tan nh ng không đ c h i hay gây ô nhi m môi tr ng

Các ph ng pháp hóa lý th ng đ c s d ng khi x lý kim lo i n ng trong môi

tr ng n c nh ph ng pháp bay h i, ph ng pháp k t t a hóa h c, ph ng pháp trao đ i ion, ph ng pháp h p ph , k thu t màng và ph ng pháp đi n hóa

M i m t ph ng pháp đ u có nh ng u nh c đi m và đi u ki n ng d ng khác nhau

C n c vào đi u ki n đ a ph ng và yêu c u v sinh mà ph ng pháp hóa lý là gi i pháp cu i cùng ho c là gi i pháp x lý s b trong h th ng x lý n c th i

V i các ngu n n c th i có n ng đ kim lo i n ng cao và pH c c đoan, l ng n c th i không l n thì vi c áp d ng ph ng pháp hóa lý có tính kh quan, hi u qu x lý cao Tuy

nhiên, trong m t s đi u ki n nh t đ nh, ph ng pháp không có tính hi u qu cao và chi phí cho ph ng pháp đ t (n ng đ kim lo i n ng trong n c kho ng 10-100 mg/l) [4]

a Ph ng pháp hóa h c

Ph ng pháp này d a trên ph n ng hóa h c c a ch t đ a vào n c th i v i kim lo i

n ng c n tách, đi u ki n ph n ng thích h p (pH, dung môi) s n ph m c a ph n ng

là ch t k t t a và đ c tách kh i n c b ng ph ng pháp l ng, l c ho c các ch t hòa tan không gây đ c cho môi tr ng M t s ph ng pháp hóa h c th ng đ c s d ng khi tách b kim lo i n ng trong n c nh ph ng pháp oxy hóa – kh , ph ng pháp

Ph ng pháp k t t a hóa h c:

C ch c a ph ng pháp d a trên ph n ng hóa h c gi a ch t đ a vào v i các kim

lo i c n tách, đi u ki n ph n ng thích h p s t o thành h p ch t k t t a và đ c tách ra kh i n c nh ph ng pháp l ng

Ph ng pháp th ng đ c s d ng hi n nay là k t t a kim lo i n ng d i d ng hydroxit b ng cách trung hòa đ n gi n các ch t th i axit i u ki n pH k t t a c c đ i

ph thu c vào t ng kim lo i khác nhau Ph ng trình t o k t t a nh sau:

th i ch a kim lo i l ng tính Zn

b Ph ng pháp trao đ i ion

ây là ph ng pháp quan tr ng đ thu h i các kim lo i n ng trong n c C ch c a

ph ng pháp nh sau:

Ph ng pháp d a trên nguyên t c c a ph ng pháp trao đ i ion dùng ionit là nh a h u

c t ng h p, các ch t cao phân t có g c hydrocacbon và các nhóm trao đ i ion Quá trình trao đ i ion đ c ti n hành trong hai c t Cationit và Anionit

C ch c a ph n ng là:

AmB + mC = mAC + B (1.3)

Ngày nay, ph ng pháp này đang đ c s d ng r ng rãi nh m thu h i các kim lo i trong

n c do ph ng pháp đ m b o các yêu c u khi ng d ng m t công ngh x lý nh :

Ph ng pháp đ n gi n, d áp d ng; Hi u qu x lý kim lo i cao; Không gian x lý

nh ; Có kh n ng thu h i kim lo i có giá tr , không t o ra ch t th i th c p Tuy nhiên, chi phí x lý c a ph ng pháp cao, do đó không phù h p v i các h th ng x lý có quy mô l n [2], [4]

c Ph ng pháp dùng ch t h p ph

Ph ng pháp s d ng các v t li u h p ph có di n tích b m t riêng l n, trên đó các trung tâm ho t đ ng, có kh n ng l u gi các ion kim lo i n ng trên b m t v t li u

v y thu n l i cho quá trình gi i h p ph và thu h i kim lo i quý

+ H p ph hóa h c: Là quá trình x y ra các ph n ng t o liên k t hóa h c gi a ion kim

lo i n ng và các nhóm ch c c a tâm h p ph , th ng là các ion kim lo i n ng ph n

ng t o ph c đ i v i các nhóm ch c trong ch t h p ph M i liên k t này th ng r t

Hi n nay đã có nhi u nghiên c u v kh n ng h p ph kim lo i n ng b ng các lo i v t

li u Các k t qu nghiên c u đ u ch ng minh đ c tính ng d ng cao c a v t li u

Theo k t qu nghiên c u c a Nguy n Th Nhung và c ng s v kh n ng h p ph v t li u nano s t kim lo i cho th y, vi c tách b chì trong n c b ng nano s t x y ra nhanh, t o ít

c n nên có tính ng d ng cao trong th c ti n K t qu đã ch ra, hi u su t tách lo i Pb2+

c a nano s t là 325g Pb2+/1kg nano s t khi hàm l ng Pb2+

ban đ u ≤ 50mg/l và nano s t

là 0,1g/l; pH môi tr ng t 4,5- 7,5; th i gian là 10 phút, so v i b t s t th ng m i, hi u

qu lo i b chì trong n c b ng v t li u nghiên c u cao g p 3 l n [12]

C ng theo k t qu nghiên c u lo i b Cu2+ trong n c th i b ng v t li u ch t o t

sinh kh i c a t o SARGASSUM MCCLUREI trình bày t i báo cáo [27] cho th y, hi u

K thu t x lý ô nhi m b ng ph ng pháp sinh h c thích h p v i môi tr ng n c có

n ng đ ch t ô nhi m th p, ph m vi r ng Trên th c t , k thu t này đ c xem là khâu

cu i trong h th ng x lý n c th i

C ch h p th kim lo i n ng vi khu n nh sau:

Giai đo n 1: Tích t các kim lo i n ng và sinh kh i, làm gi m n ng đ các kim lo i này trong n c

Giai đo n 2: Sau quá trình phát tri n m c t i đa sinh kh i, vi sinh v t th ng l ng

xu ng đáy bùn ho c k t thành m ng n i trên b m t và c n ph i l c ho c thu sinh kh i

ra kh i môi tr ng n c

C ch h p th kim lo i n ng th c v t nh sau:

+ Tích t các kim lo i n ng vào sinh kh i c a th c v t, làm gi m n ng đ các kim lo i này trong n c Các b ph n tích t kim lo i c a th c v t ch y u thân và lá

Nh ng lo i th c v t có đ c đi m thân x p có kh n ng x lý kim lo i n ng t t

+ Tích t các kim lo i n ng vào sinh kh i c a vi khu n, vi sinh v t c trú t i r c a

th c v t, làm gi m n ng đ kim lo i n ng trong n c M i m t lo i th c v t có h vi sinh v t h r khác nhau, do đó hi u qu lo i b kim lo i n ng trong n c c a m i

lo i th c v t c ng ph thu c vào kh n ng c a h vi sinh v t đó

m t s loài th c v t s ng trong môi tr ng ô nhi m kim lo i n ng có kh n ng h p th

và tách các kim lo i n ng đ c h i nh : C Vertiver, c i xoong, cây d ng x , cây th m

i, cây bèo sen EICHHORNIA CRASSIPES v.v Th c v t có nhi u ph n ng khác nhau đ i v i s có m t c a các ion kim lo i trong môi tr ng

Các nghiên c u đã ch ng minh đ c hi u qu x lý kim lo i n ng trong n c c a các

lo i th c v t th y sinh, vi sinh v t trong n c K t qu nghiên c u Ki u Th Qu nh Hoa và công s cho th y, hi u qu lo i b chì c a h n h p ch ng DM10 t i 99-100%

v i t l COD/SO42- là 2 và 3 M t khác, h n h p ch ng DM10 có s c ch ng ch u chì

cao và sinh tr ng t t trong môi tr ng n c th i, do v y nghiên c u có tính ng d ng cao trong th c ti n [13]

K t qu nghiên c u c a nhóm tác gi t i báo cáo [11] c ng đã ch ra n m men

Saccharomyces cerevisiae có kh n ng h p th kim lo i n ng t ng đ i t t Hi u su t

h p th đ t 95 % (Pb2+); 25 % (Cu2+)và 21% (Zn2+) khi nghiên c u v i n ng đ đ u vào 50mg/l và th i gian x lý là 48 gi

1.4 Gi i thi u v làng ngh tái ch chì thôn ông Mai, xã Ch o, huy n V n Lâm, t nh H ng Yên

1.4.1 i u ki n t nhiên và đ c đi m kinh t - xã h i

1.4.1.1 i u ki n t nhiên

a V trí đ a lý

Làng ngh tái ch thôn ông Mai, n m phía ông c a xã Ch o, huy n V n Lâm,

t nh H ng Yên Di n tích t nhiên c a thôn là 85,3 ha, chi m 14,3 % di n tích toàn xã

Xã Ch o có v trí ti p giáp nh sau:

- Phía B c giáp t nh B c Ninh

- Phía Nam giáp xã Minh H i, huy n V n Lâm

- Phía ông giáp xã i ng, huy n V n Lâm

- Phía Tây giáp xã L c H ng, huy n V n Lâm

V trí c a thôn ông Mai trong xã nh sau:

- Phía ông B c giáp xã i ng

- Phía Tây giáp thôn Tr nh Xá

- Phía Nam giáp thôn Ng a L

- Phía B c giáp thôn V n (Cát L )

B n đ xã Ch o, huy n V n Lâm, t nh H ng Yên đ c th hi n t i hình 1.8

Hình 1.8 B n đ xã Ch o, huy n V n Lâm, t nh H ng Yên [3]

b c đi m t nhiên

- a hình: Làng ngh tái ch thôn ông Mai có đ a hình cao h n so v i các n i khác trong tnh và t ng đ i b ng ph ng, có xu h ng nghiêng d n theo h ng ông, ông Nam

- Khí h u, th y v n:

Thôn ông Mai, xã Ch o n m trong khu v c đ ng b ng B c B , nên ch u nh

h ng c a khí h u nhi t đ i gió mùa, nóng m Hàng n m có b n mùa xuân, h , thu, đông, nhi t đ trung bình hàng n m đ t 200C-250C Mùa ông b t đ u t tháng 11 đ n tháng 3 n m sau, khí h u khô và l nh; mùa hè nóng m

L ng m a trung bình trong mùa m a là 1650 mm, mùa khô là 450 mm M a nhi u

nh t t tháng 5 đ n tháng 10, chi m 70% t ng l ng m a c a c n m, có nh ng tr n

m a lên t i 200-300mm T trung tu n tháng th 4 đ n tháng 6 có m a ti u mãn,

l ng m a kho ng 60-100 mm/tháng, đ m không khí trung bình n m trong kho ng 79%-92% Hai h ng gió ch đ o t i xã là ông – Nam và ông – B c Gió ông – Nam t tháng 5 đ n tháng 10, gió th i t ngoài bi n vào mang theo nhi u h i n c và

gây m a T tháng 11 đ n tháng 2 n m sau, h ng gió chính là ông – B c có tính

ch t l nh và khô, t tháng 2 đ n tháng 4, có gió ông gây m a phùn cho khu v c

Mùa bão c a khu v c là t tháng 5 đ n tháng 10, hàng n m có t 1-3 c n bão nh

h ng tr c ti p đ n khí h u, th y v n khu v c nghiên c u

Thông th ng l ng b c h i có liên quan đ n nhi t đ , n ng, m a, đ m và gió

L ng b c h i trung bình nhi u n m là 752 mm/n m

- Sông ngòi: H th ng sông ngòi c a tnh H ng Yên t ng đ i dày đ c v i hai h

th ng sông l n là sông H ng, sông Lu c cùng v i h n 20 con sông l n nh khác nhau

Hai h th ng sông l n này là ngu n n c m t l n, giàu phù sa v i l ng n c ch y qua t ng ng là 80-90 t m3/n m và 11-12 t m3/n m, trong đó xã Ch o có sông

H ng ch y qua nên thu n l i cho phát tri n nông nghi p

- Th nh ng: t c a khu v c nghiên c u thu c nhóm đ t phù sa đ c b i đ p hàng

n m b i h th ng sông H ng Lo i đ t này có đ c đi m: đ t có ph n ng trung tính do tính ch t phù sa hóa và quá trình thâm canh lúa n c; đ t có hàm l ng mùn cao; đ t

nh p ch y u c a ng i dân t ho t đ ng tái ch chì Ng i dân ch y u tham gia ho t

đ ng tái ch chì ho c làm vi c t i các đ a ph ng khác

a C c u kinh t c a thôn ông Mai

- S n xu t nông nghi p chi m 20,5%

- Ti u th công nghi p chi m 62,5%

- D ch v th ng m i chi m 17%

K t h p v i tr ng tr t, nhi u h gia đình trong thôn gia t ng ch n nuôi Các h nông dân v n d ng k thu t vào th c t , ch đ ng đ nh k tiêm các lo i vacxin phòng ch ng

d ch b nh cho v t nuôi, vi c m các l p t p hu n v ch n nuôi và phòng tr d ch b nh

c ng đ c c quan chính quy n t i xã cùng các ban ngành nh H i Nông dân, H i

Ph n , H p tác xã d ch v , đ y m nh th c hi n Theo th ng kê đ n 30/12/2015 trên

đ a bàn thôn, s v t nuôi trong xã nh sau: l n có 534 con; gia súc, gia c m có 5000 con và trâu bò có 32 con [3]

b Xây d ng và môi tr ng

C s h t ng trong xã Ch o nói chung và thôn ông Mai nói riêng, đã t ng b c

đ c nâng c p: đ ng làng, ngõ xóm đã đ c bê tông hóa và lát g ch 100%, tr ng

h c, c s y t trang trang, đ y đ N m 2015, xã đã ti n hành tu s a, c i t o 08 phòng

h c và nhà hi u b Tr ng trung h c c s Ch o v i t ng kinh phí trên 2,1 t đ ng

Xã th ng xuyên tuyên truy n, v n đ ng nhân dân và các công ty ho t đ ng trên đ a bàn xã th c hi n t t các công tác v sinh môi tr ng, v sinh trong khu dân c và các

tr c đ ng giao thông Các thôn đ u có t thu gom rác th i ho t đ ng th ng xuyên

đ m b o v sinh môi tr ng Nhìn chung công tác v sinh môi tr ng hi n nay t i xã

đã khá h n so v i nh ng n m tr c [3]

c Ti u th công nghi p, d ch v giao thông v n t i

Trong n m 2015, ngh ti u th công nghi p và d ch v trong xã đã kh c ph c m i khó

kh n duy trì nh p đ phát tri n, toàn xã có 185 h tái ch kim lo i màu, tái ch chì, tái

ch nh a, d ch v c khí, n u ng, gi i khát, t p hóa, xay xát,… Trong đó nghành tái

ch kim lo i, tái ch chì t p trung ch y u t i thôn ông Mai

Bình quân m i h làm ngh thu nh p t 5-6 tri u đ ng/tháng Cá bi t m t s h có thu

nh p bình quân trên 10 tri u đ ng/tháng Toàn xã có trên 300 lao đ ng tr làm vi c trong các doanh nghi p v i thu nh p bình quân 3-4 tri u đ ng/tháng [3]

d V n hóa – xã h i

Giáo d c: Xã có m t tr ng m m non, m t tr ng ti u h c và m t tr ng trung h c

c s khang trang, s ch đ p t o đi u ki n t t cho các em h c t p

B ng 1.7 S ng i đi h c n m 2015 [3]

Trong mùa tuy n sinh n m 2015 đã có 32 em đ vào các tr ng đ i h c, trong đó có

23 em đ t 18 đi m tr lên đ c huy n khen th ng đ ng viên

Ho t đ ng v n hóa thông tin: Xã đã t ch c thành công đ i h i th d c th thao c p

xã, đ c huy n đánh giá cao, nhân dân trong xã tích c c h ng ng Tích c c tuyên truy n v lu t quân s , quy n và ngh a v c a công dân đ i v i s nghi p b o v t

qu c, tuyên truy n làm cho công dân hi u h n v quy n s d ng đ t theo quy đ nh c a

Lu t đ t đai,…

ài truy n thanh xã luôn phát huy tác d ng phát các tin th ng ngày c a xã, phát l i

nh ng k t qu h i ngh , n i dung thông báo, ch đ o c a xã ng th i k t n i v i đài phát thanh huy n ch n l c các tin bài đ nâng cao hi u qu c a thông tin v i n i dung

c th , d hi u

Y t : Xã có m t tr m y t v i 6 ng i, trong đó có 1 tr ng tr m, 2 y tá, 1 n h sinh,

1 bác s đông y và 1 d c s Tr m có đ y đ gi ng b nh cho b nh nhân và trang thi t

b ph c v cho khám ch a b nh Tr m đã làm t t công tác ch m sóc khám ch a b nh cho nhân dân, công tác tuyên truy n v sinh an toàn th c ph m và v sinh môi tr ng cho nhân dân trong xã cùng ch đ ng ng n ng a d ch b nh, đ m b o s c kh e

1.4.2 Ho t đ ng tái ch t i làng ngh thôn ông Mai

Ngh tái ch chì b t đ u xu t hi n t i thôn ông Mai t nh ng n m 1970, sau khi ngh đúc đ ng truy n th ng b m t th tr ng và phát tri n m nh vào nh ng n m 1990 Theo th ng kê, t nh ng n m 2000 đ n cu i n m 2014, làng ngh có trên 100 h ,

x ng tái ch chì ho t đ ng trong khu dân c , trung bình m i tháng cho ra s n ph m

g n 300 nghìn t n chì thành ph m Tuy nhiên, g n đây do th tr ng v nhu c u chì thay đ i nên t c đ s n xu t chì gi m nhi u

Ngoài ra, do nh n th c v ô nhi m môi tr ng và nh h ng t i s c kh e, nhi u h gia đình đã b ngh Tính trong n m 2015, trong thôn còn 13 h ho t đ ng tái ch và 2 khu s n xu t t p trung là Công ty Hi p h i làng ngh (C m làng ngh thôn ông Mai)

và Công ty Ng c Thiên N m 2016, 13 h s n xu t trong khu dân c đã di d i đ n

C m làng ngh thôn ông Mai ho t đ ng

T n m 2015 tr v tr c, các công đo n c a quá trình tái ch chì đ c th c hi n trong khuôn viên các h gia đình, s n xu t v i quy mô nh l , vi c tái ch đ c th c

hi n hoàn toàn b ng ph ng pháp th công Do đó, đã phát sinh m t l ng l n khói và

b i chì, gây ô nhi m môi tr ng không khí, đ t, n c ng th i, n c axit phát sinh trong quá trình phá d bình c quy không đ c thu gom mà th i tr c ti p ra n n nhà,

c ng rãnh chung c a làng, sau đó ch y ra kênh m ng, ao h , ru ng lúa, gây ô nhi m

nghiêm tr ng ngu n n c m t, n c ng m và làm cho m t s lo i th c ph m b nhi m chì nh rau mu ng, bèo, cá,…

K t qu kh o sát c a các c quan ch c n ng cho th y, hi n hàm l ng chì trong môi

tr ng đ t, n c ng m và n c m t t i xã Ch o đ u v t tiêu chu n c a Vi t Nam,

nh : hàm l ng chì trong n c ng m v t g p 4 l n, trong đ t g p 9 l n, đ c bi t trong n c m t g p t 50 đ n 600 l n m c cho phép

Do b m t n c b ô nhi m, m t s th c v t c ng b nh h ng x u Trong đó, bèo tích l y chì t i 430,35 mg/kg; rau mu ng t 168,15 - 430,35 mg/kg Trong đ t, hàm

l ng chì trung bình là 398,72 mg/kg Trong không khí, hàm l ng chì t 26,332 mg/m3 - 46,414 mg/m3, g p 4.600 l n so v i tiêu chu n cho phép [18]

N m 2010, UBND t nh H ng Yên ban hành Quy t đ nh s 491/Q -UB ngày 27/2/2010 v vi c xây d ng “C m công nghi p xã Ch o” nh m m c đích t p trung các ho t đ ng tái ch chì và di d i các h s n xu t ra kh i làng ông Mai ây là khu

v c thu c cánh đ ng lúa c a xã Ch o, cách xa khu dân c , có t ng di n tích kho ng 21,8 ha Phía Tây B c là thôn ông Mai cách 2 km; phía ông - B c là thôn i T ,

xã i ng, cách kho ng 3 km, Phía ông - Nam là làng Ch ng, xã Phan ình

Phùng, huy n M Hào, cách dân c kho ng 4 km Phía Tây - Nam là làng Khê, làng Chùa cách 4 km

Hình 1.9 Khu v c xây d ng CCN thôn ông Mai

Th c hi n Quy t đ nh này, ph n l n các h tái ch chì đã chuy n vào C m công

nghi p (CCN), gi m thi u ngu n ô nhi m chì trong làng Tuy nhiên, tính đ n cu i

n m 2015 v n còn m t s c s t nhân đang th c hi n các ho t đ ng phá d bình và

n u luy n chì ngay trong khu v c dân c (13 h ), gây ô nhi m môi tr ng và nh

h ng l n đ n s c kh e và đ i s ng c a ng i dân đ a ph ng n n m 2016, t t c các h s n xu t riêng l trong thôn ông Mai đã đ c di chuy n vào Hi p h i làng ngh ông Mai, khi công ty này b t đ u đi vào ho t đ ng

T nh ng v n đ t ng quan đã phân tích, h c viên l a ch n và nghiên c u th c

nghi m v i nh ng đ i t ng nghiên c u là n c th i và n c m t t i C m làng ngh thôn ông Mai, làng ngh tái ch chì thôn ông Mai, xã Ch o, huy n V n Lâm,

t nh H ng Yên N i dung nghiên c u th c nghi m đ c trình bày chi ti t t i ch ng 2

V t li u nano SiO2 s d ng nghiên c u đ c đi u ch t tro tr u V t li u đ c mua

t i Trung tâm Hóa H c và ng d ng , tr ng i h c Th y L i Hà N i Hình nh c a

v t li u nano SiO2 đ c trình bày t i hình 2.1:

Hình 2.1 Hình nh v t li u nano SiO2s d ng trong nghiên c u th c nghi m

(d = 4,64); 22,82o (d = 3,94); 24,92 (d = 3,59) Bên c nh pha tinh th m u SiO2 còn

l n m t ít pha SiO2 vô đ nh hình

- V t li u g m các h t có kích th c nh , kho ng 15nm, k t t l i v i nhau t o nên các

kh i SiO2 có c u trúc x p ây là đ c đi m quan tr ng giúp cho v t li u SiO2 tách t tro tr u có đ c tính h p ph t t Di n tích b m t riêng c a v t li u SiO2 khá l n, kho ng 258,3 m2/gam [8]

- Máy khu y t ra nhi t Relp (Italia), máy khu y đ a c a Velp (Ý)

- Cân đi n t 3 s (Trung Qu c)

- Máy phân tích Hach DR5000 (M )

- Hàm l ng chì, s t trong n c th i t i C m làng ngh thôn ông Mai,

- V t li u h p ph nano SiO2 đ c đi u ch t tro tr u