Ứng dụng đá ong biến tính để xử lý asen trong nước ngầm tại một số khu vực phía Bắc Hà Tĩnh

Vỏ phong hoá Laterit đá ong ở Việt Nam

Vỏ phong hoá laterit đợc hình thành trên các loại đá mẹ khác nhau: bazan, andezit, cát cuội kết, đá phiến kết tinh, nhng không gặp trên đá macma axit. Thành phần khoáng vật: Đá ong thực thụ thờng có cấu tạo gồm mạng khung xơng cứng có màu nâu đến đen, xen giữa chúng có các lỗ hổng chứa các vật chất sét màu xám, vàng nâu. Trong khung xơng chủ yếu là gơtit, hidrogơtit, hematit, ngoài ra còn có thạch anh và caolinit, tiếp đến là hidrogơtit, hidromica, clorit, thạch anh có rất ít.

Kết quả so sánh thành phần hoá học của đá ong laterit với thành phần của đá mẹ tạo vỏ phong hoá, tính toán khối lợng tuyệt đối các nguyên tố trong từng đới phong hoá và hệ số di chuyển của nguyên tố cho thấy điều kiện tiên quyết để tạo ra đá ong là đá mẹ phải là loại giàu Fe, hàm lợng Fe phải vợt quá một ngởng nhất định (Fe3+ >5%, Fe3+ + Fe2+ > 7%) thì khả năng thành tạo đá ong mới trở thành hiện thực. Tuy cùng một kiểu phong hoá laterit nhng sản phẩm laterit bauxit và laterit đá. Các hợp phần khác CaO, MgO, Na2O, K2O..trong laterit đá ong chiếm tỷ lệ hàm lợng không đáng kể.

Si tồn tại ở cả 3 dạng: liên kết trong silicat, thạch anh tinh thể và silic vô định hình. Sự dao động mực nớc ngầm theo mùa làm thay đổi chế độ oxi hoá khử của môi trờng và dạng tồn tại của Fe, từ Fe2+ di chuyển tốt sang Fe3+ di chuyển kém và lắng đọng lại. Còn Mg, Na, Ca, K là những nguyên tố linh động di chuyển phần lớn ra khỏi vỏ phong hoá ngay trong giai đoạn đầu.

Riêng K một phần đợc giữ lại để tạo thành hidromica và bị hấp thụ bởi các keo sÐt.

Phơng pháp phân tích nhiệt.[8]

Hầu hết mọi biến hoá (vật lý, hoá học) xảy ra trong hệ đều kèm theo hiệu ứng nhiệt. Phân tích nhiệt cho phép xác định nhiệt độ mà tại đó bắt đầu xảy ra biến hoá và thời gian kéo dài của quá trình biến hoá đó. - Lò điện: Lò điện đợc đốt nóng bằng dây điện trở, tuỳ thuộc vào nhiệt.

- Pin nhiệt điện vi phân: Pin nhiệt điện vi phân gồm hai pin nhiệt điện. Chất so sánh là chất không có sự biến đổi trong suốt quá trình nghiên cứu, có tỷ nhiệt gần với tỷ nhiệt của chất nghiên cứu (chất so sánh thờng dùng là Al2O3 hoặc MgO). Trong quá trình đốt nóng hoặc làm nguội, nếu không có sự biến hoá thì nhiệt độ hai đầu mũi T1và T2 bằng nhau, sức điện.

Trong trờng hợp có sự biến hoá nhiệt (toả nhiệt hoặc thu nhiệt) thì kim của điện kế sẽ quay theo chiều này hoặc chiều kia, khi kết thúc quá trình biến hoá, nhiệt độ ở mẫu nghiên cứu nhanh chóng cân bằng với nhiệt độ của lò (bằng nhiệt độ chất so sánh) và đờng biểu diễn lại quay về vị trí 0. Ngoài đờng DTA và đờng T, phơng pháp phân tích nhiệt còn cho phép xác định sự biến thiên trọng lợng mẫu, sự biến thiên này đợc biểu diễn bằng. Ngoài ra trong phân tích nhiệt, ngời ta còn sử dụng đờng DTG- vi phân giảm trọng lợng - đờng này cho biết tốc độ giảm trong lợng của mẫu ph©n tÝch.

Mẫu phân tích đợc đặt trong một chén trơ thích hợp, đợc chế tạo từ alumin, platin hay xeramit. Sensor (phân tử. nhạy, đầu dò) để đo nhiệt độ thờng dùng nhất là cặp nhịêt thích hợp cho khoảng nhiệt độ nghiên cứu. Đây là loại cân điện nhạy đợc đặt đủ xa cách lò nung để tránh tất cả các hiệu ứng nhiệt và bất cứ chất khí gây mòn từ mẫu và có khả năng ghi đợc sự thay đổi nhỏ ở 1àg và khối lợng mẫu khoảng 10 – 100 mg.

Phơng pháp Test kit

Phơng pháp test kit có các u điểm: Thực hiện nhanh, thuận tiện cho việc điều tra độc lập trên một diện rộng, mất ít thời gian và điều tra định tính một cách chính xác.

Các nhóm phơng pháp loại bỏ arsen trong nớc. [11]

Mỗi loại vật liệu có những đặc tính và yêu cầu chi phí khác nhau. Hiệu suất xử lý của từng loại vật liệu còn phụ thuộc vào việc sử dụng các chất oxi hoá hỗ trợ quá trình hÊp phô As. Tạo kết tủa (dụng phơng pháp tạo kết tủa Fe hoặc Mn có sẵn trong nớc ngầm).

Đá ong là một vật liệu rất phổ biến ở các vùng trung du miền núi rất dễ lấy, đặc biệt là ở các tỉnh miền Trung nh: Nghệ An, Hà Tĩnh, Thanh Hoá..giá thành rẻ, sử dụng đợc nguyên vật liệu địa phơng, chắc chắn sẽ đợc cộng đồng chấp nhận. Theo kết quả của nhiều công trình nghiên cứu cho thấy, khi trong nớc có chứa một hàm lợng sắt lớn lại có theo một hàm lợng nhỏ asen kể cả n- ớc mặt và nớc ngầm. Theo kinh nghiệm của dân gian, các giếng đào ở các vùng nông thôn khi sử dụng nớc giếng đào qua tầng đá ong thì chất lợng nớc rất tốt, trong, ngọt, ít bị ô nhiễm.

Từ các u điểm trên, chúng tôi đã sử dụng đá ong hoạt hoá để loại bỏ As trong nớc vì đá ong sau khi hoạt hoá khả năng hấp phụ tăng lên gấp 10 lÇn so víi ban ®Çu.

Lấy mẫu đá ong

- Mẫu đợc phân tích ở nhiệt độ 1000oc thực hiện trên máy phân tích nhiệt SETARAM Labsys TG của trờng đại học KHTN – Đại học Quốc gia Hà Nội. Kết quả cho thấy ở nhiệt độ khoảng 600oc cấu trúc phân tử của mẫu bắt đầu ổn định, sự thay đổi về khối lợng không đáng kể. Theo giản đồ phân tích nhiệt của mẫu đá ong, chúng tôi thấy ở 6000C mẫu ổn định, vì vậy chúng tôi chọn nhiệt độ này làm nhiệt độ nung mẫu.

Sau khi phân tích nhiệt, chúng tôi chụp phổ X-ray đợc kết quả nh sau (Hình 2).