Tất cả các loại sinh vật sống trên trái đất đều phụ thuộc vào nước để tồn tại, nước được coi là nguồn tài nguyên quý giá trên thế giới. Khoảng 2,2 triệu người chết mỗi năm do sử dụng nguồn nước ô nhiễm. Nước ngày càng trở nên khan hiếm và bị ô nhiễm là những vấn đề lớn mà con người phải đối mặt hàng ngày trong cuộc sống [138], [157].
đến một cuộc khủng hoảng liên quan đến khả năng tiếp cận nguồn nước sạch. Ô nhiễm nước sinh hoạt do các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, thương mại như ngành dệt may, khai thác mỏ, phân bón thuốc trừ sâu, sản xuất pin, giấy,… là mối quan tâm lớn đối với các nước đang phát triển. Việc xả thải không được kiểm soát trong các hoạt động trên gây ra hiện trạng ô nhiễm nghiêm trọng bởi các ion kim loại nặng, các hợp chất hữu cơ,…[168].
Kim loại nặng là thuật ngữ dùng để định nghĩa cho những kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5g/cm3 [65]. Khi vào cơ thể, một số kim loại nặng có độc tính cao như Pb2+
, Hg+, Cd2+, As3+ sẽ phản ứng với các phân tử sinh học trong cơ thể tạo thành các hợp chất độc, ổn định và khó đào thải, gây ra các bệnh về ung thư, dị thai, đột biến gen,… đe dọa lớn đến môi trường sinh thái và sức khỏe của con người. Do đó, xử lý các kim loại nặng trong nguồn nước luôn là cấp thiết và được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Trên cơ sở đó, Tổ chức Y tế thế giới (WHO) và nhiều quốc gia đã xây dựng tiêu chuẩn nghiêm ngặt quy định về kim loại nặng trong nước uống.
Bảng 1.2. Quy định nồng độ tối đa của các kim loại nặng trong nước uống ở các quốc gia khác nhau (μg/L) [101].
Kim loại nặng WHO EU Mỹ Canada Úc Nhật Bản Trung Quốc Việt Nam Pb 10 10 15 10 50 50 10 10 Hg 6 1 2 1 1 0,5 1 6 Cr 50 50 100 50 50 50 50 50 As 10 10 10 25 7 10 10 10 Cd 3 5 5 5 2 10 5 3
nhiều nhất về phương diện ô nhiễm môi trường vì tính đặc biệt độc hại của nó, gây ra các bệnh đặc biệt quan trọng như bệnh não, thiếu máu, hội chứng thận hư, viêm gan. Do đó, việc loại bỏ Pb2+ ra khỏi nguồn nước là vô cùng quan trọng [161]. Hiện nay, các phương pháp xử lý kim loại nặng nói chung cũng như Pb2+
nói riêng trong môi trường nước chủ yếu bao gồm: kết tủa hóa học, đông tụ, trao đổi ion, điện hóa, sinh học, màng lọc, hấp phụ và một số phương pháp khác [30], [34]. Các phương pháp trên đều nhằm loại bỏ các kim loại nặng ra khỏi nguồn nước ô nhiễm, trong đó phương pháp hấp phụ thu hút được nhiều sự chú ý do có nhiều ưu điểm như dễ sử dụng, giảm thiểu ô nhiễm thứ cấp, chi phí thấp, tiêu tốn ít năng lượng để loại bỏ nhanh chóng kim loại nặng ra nguồn nước [26], [101].