Chúng tôi tiến hành xử lý mẫu nước thực nhiễm asen bằng cách sử dụng chính vật liệu trên làm vật liệu hấp phụ. Trước tiên chúng tôi tiến hành khảo sát mẫu nước mặt xung quang khu vực bãi xỉ pyrit, kết quả khảo sát được thể hiện trên các biểu đồ sau:
Bảng 3.12: Bảng kết quả khảo sát hàm lượng As trong nước mặt xung quanh khu vực bãi xỉ
Địa điểm Đ1 Đ2 Đ3 Đ4 Đ5 Đ6 Đ7 C(ppb) 11.68 20.45 52.02 69.12 82.39 161.47 189.06
0 30 60 90 120 150 180 210 Đ1 Đ2 Đ3 Đ4 Đ5 Đ6 Đ7 Địa điểm N ồn g độ (p pb )
Hình 3.27: Biểu đồ khảo sát hàm lượng asen trong nước mặt xung quanh khu vực bãi xỉ.
Tiến hành xử lý mẫu nước Đ7 bị ô nhiễm asen trên bằng vật liệu hấp phụ. Lấy mẫu nước nhiễm asen, phân tích được ở nồng độ 186.06 ppb đem hấp phụ động bằng vật liệu trên chúng tôi thu được bảng kết quả sau:
Bảng 3.13: Sự phụ thuộc nồng độ asen theo thể tích dung dịch qua cột
V(ml) C(ppb) V(ml) C(ppb) V(ml) C(ppb) 100 0 1500 17.34 2800 70.45 200 0 1600 24.49 2900 92.11 300 0 1700 25.68 3000 97.34 400 0 1800 30.44 3100 130.24 500 0 1900 35.2 3200 140.56 600 3.25 2000 36.39 3300 155.32 700 4.54 2100 38.77 3400 165.45 800 5.63 2200 39.96 3500 170.22 900 6.82 2300 43.34 3600 180.64 1000 9.01 2400 44.73 3700 181.11 1100 9.89 2500 48.3 3800 184.21 1200 10.39 2600 51.86 3900 185.01 1300 11.39 2700 60.42 4000 186.42 1400 13.77
-50 0 50 100 150 200 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Thể tích đầu ra (ml) N ồng độ đầ u ra ( ppb )
Hình 3.28: Sự phụ thuộc asen đầu ra vào thể tích dung dịch qua cột
Như vậy, ta thấy sau 1100 ml đầu tiên nồng độ asen ở đầu ra đo được <10ppb (đạt tiêu chuẩn cho phép cho nước sinh hoạt < 10ppb). Nếu lấy 50ppb là tiêu chuẩn của nhiều nước thì với 10g vật liệu có thể xử lý được 2500ml nước nhiễm asen 186.06 ppb.
Tóm lại: Qua các kết quả thu được trình bày ở trên có thể thấy rằng, từ nguồn chất thải nguy hại nếu biết tận dụng và xử lý đúng cách chúng ta có thể tạo ra được một vật liệu có ích có khả năng xử lý các chất độc hại trong nước để có nguồn nước an toàn sử dụng trong ăn uống hàng ngày.
KẾT LUẬN
Để góp phần vào việc nghiên cứu qui trình tách loại các ion kim loại nặng ra khỏi các nguồn nước bị ô nhiễm, luận văn này tập trung nghiên cứu khả năng tách loại các ion kim loại nặng asen và mangan từ dung dịch nước bằng VLHP là xỉ thải pyrit của nhà máy Supe phơt phát và Hóa chất Lâm Thao. Các kết quả chính thu được trong quá trình nghiên cứu như sau:
1. Đã tiến hành khảo sát đánh giá mức độ ô nhiễm asen và mangan trong đất và trong nước xung quang khu vực bãi xỉ. Trong đất Mn không vượt quá giới hạn cho phép, asen lớn gấp 100 đến 200 lần giới hạn cho phép. Trong nước mặt cả asen và mangan đều vượt quá giới hạn cho phép.
2. Tiến hành xử lý xỉ để loại hoàn toàn asen và cố định mangan từ nguyên liệu ban đầu, chuyển các dạng của Fe sang dạng Fe2O3.
3. Nghiên cứu hoạt hóa nguyên liệu ban đầu thành VLHP mới, chuyển 1 phần thành phần chính trong xỉ là Fe2O3 sang dạng Fe(OH)3 có khả năng hấp phụ As tốt. Trong q trình hoạt hóa Mn được chuyển sang dạng MnO2, chính MnO2 là tác nhân xúc tác oxi hóa để xử lý Mn2+ trong nước tới giá trị an toàn. MnO2 + Mn2+ → [MnO2.Mn]2+
2[MnO2.Mn]2+ + O2 + 2H2O → 4MnO2 + 4H+
4. Khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ với As và Mn trên các VLHP chế tạo được, kết quả nhận thấy thời gian đạt cân hấp phụ là khá nhanh, đối với asen thời gian đạt cân bằng là 3h, đối với Mn thời gian đạt cân bằng là 60 phút.
5. Xác định tải trọng hấp phụ cực đại của VLHP đối với asen và mangan. Kết quả cho thấy khả năng hấp phụ của xỉ pyrit sau khi được hoạt hóa có khả năng hấp phụ asen và mangan tốt. Vật liệu có khả năng hấp phụ asen tốt hơn mangan với Cm = 16.05 mg/g.
6. Đánh giá khả năng sử lý vật liệu đối với nguồn nước bị ô nhiễm, nếu lấy 1 g vật liệu thì có thể sử lý được 250 ml nước nhiễm asen 186,06ppb.
Với một nguồn nguyên liệu sẵn có được ứng dụng để xử lý nguồn nước bị ô nhiễm kim loại nặng có ý nghĩa rất to lớn. Trong luận văn này bước đầu chúng tôi đã nghiên cứu xây dựng qui trình xử lý các kim loại nặng As và Mn trong nguồn nước bị ô nhiễm bằng VLHP đã được hoạt hóa từ xỉ pyrit góp phần vào việc nghiên cứu xử lý ô nhiễm môi trường theo mục tiêu “Bảo vệ môi trường và phát triển bền vững”.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Hồng Ngọc Cang (1963), Hóa vơ cơ, nhà xuất bản GD Hà Nội (78)
2. Trần Tứ Hiếu, Nguyễn Văn Nội. (2008), Giáo trình cơ sở hóa học mơi trường, pp. 119 - 121.
3. Phạm Luận (1999), Cơ sở lý thuyết của phương pháp phân tích phổ khối lượng nguyên tử - phép đo phổ ICP - MS. Đại học tổng hợp Hà Nội.
4. Phạm Luận (2006), Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia Hà Nội, Hà Nội.
5. Nguyễn Thị Phương Mai (2009), “Nghiên cứu phương pháp phân tích và đánh giá mức độ tích lũy asen trong tóc và móng tay của dân cư khu vực khai thác quặng đa kim núi pháo, Thái Nguyên”. Luận văn thạc sĩ khoa học. 6. Hồng Nhâm (1999), hóa học vô cơ, tập 2, Nhà XBKHKT - Hà Nội.
7. Sổ tay hóa học (1998). AT pilipenco sepchenco, Nhà xuất bản GD - Lê Chí Kiên dịch.
8. Safonxki (1968) - NXBKH. Hà Nội.
9. Nguyễn Thị Thanh Thủy (2009), “Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ vỏ trấu và ứng dụng để xử lý một số kim loại nặng trong nước”. Luận văn thạc sĩ khoa học.
10. Tổng cục tiêu chuẩn đo lường Việt Nam - TCVN 1942 - 1995.
11. Nguyễn Trọng Uyển (2003), Hóa học vơ cơ, NXB ĐH sư phạm Hà Nội. 12. Badal Kumar Mandal, Yasumitsu Ogra, Kazunori Anzai, and Kazuo T.Suzuki.
(2004), “Speciation of arsenic in biological samples” Toxicology and Applied Pharmacology, 198, pp. 307 - 318.
13. C Ralph Daniel III, Bianca Maria Piraccini, Antonella Tosti. (2004), The nail and hair in forensic science, J am acad dermatol, Vol. 50, No. 2, pp.
258 - 261.
14. Eid I.Brima, Parvez I. Haris, Richard O. Jenkins, Dave A. Polya, Andrew G.Gault, Chris F. Harrington. (2006), “Understanding arsenic metabolism through a comparative study of arsenic levels in the urine, hair and
fingernails of healthy volunteers from three unexposed ethnic groups in the United Kingdom”, Toxicology and Applied Pharmacology, 216, pp. 122 -
130.
15. Gautam Samanta, Ramesh Sharma, Tarit Roychowdhury, Dipankar Chakraborti. (2004), “Arsenic and other elements in hair, nails, and skin - scales of arsenic victims in West Bengal, India”, Science of the Total Environment, 326, pp. 33 - 47.
16. Gautam Samanta, TaritRoy Chowdhury, Badal K. Mandal, Bhajan K. Biswas, Uttam K. Chowdhury, Gautam K. Basu, Chitta R. Chanda, Dilip Lodh, and Dipankar Chakraborti. (1999), “Flow Injection Hydride Generation Atomic Absorption Spectrometry for Determination of Arsenic in Water and Biological Sample from Arsenic - Affected Districts of West Bengal, India, and Bangladesh”, Microchemical Journal, 62, pp. 174 - 191. 17. Jen – How Huang, GunterIlgen. Blank value, adsorption, speciation of
environmental water sample. Analytica chimica Acta 512 (2004), P. 1-10. 18. L.Rahman, W.T. Corns, D.W.Bryce, P.B. Stockwell. (2000), “Determination
of mercury, selennium, bismuth, arsenic and antimony in human hair by microwave digestion atomic fluorescence spectrometry”, Talanta, 52, pp.
833 - 843.
19. Margaret R. Karagas, Therese A. Stukel, Tor d. Tosteson. (2004), “Assessment of cancer risk and enviromental levels of arsenic in New Hampshire”, Int. J. Hyg. Environ. Health, 205, pp. 85 - 94.
20. Netherlands National Committee of the International Association of Hydrogeologists (2006), Arsenic in groundwater – a world problem,
Seminar Utrecht 29 November 2006, The Netherlans.
21. Standard methods for the examination of water and wastewater (20th Edition), American Public Health Association, Washington DC, 1995.
22. Tetsuro Agusa, Takashi Kunito, Junco Fujihara, Reiji Kubota, Tu Binh Minh, Phan Thi Kim Trang, Hisato Iwata, Annamalai Subramanian, Pham Hung Viet, Shinsuke Tanabe. (2006), “Contamination by arsenic and other trace elements in tube - well water and its risk assessment to humans in Hanoi, Vietnam”, Environmental Pollution, 39, pp. 95 - 106.
23. Virender K. Sharma, Mary Sohn (2009), “Aquatic arsenic: Toxicity, speciation, transformations, and remediation”, Environment International,