2.5. Phương pháp xử lý số liệu
Lượng KLN được hấp phụ bởi vật liệu hấp phụ được xác định bởi phương trình sau:
Trong đó 𝐶𝑠 là lượng KLN được hấp phụ bởi vật liệu, 𝐶𝑜 là hàm lượng KLN trong nước đầu vào, C là hàm lượng KLN trong nước sau thí nghiệm, 𝑚𝑠 là khối lượng vật liệu sử dụng.
Lượng KLN được loại bỏ bởi cột hấp phụ sau 30 ngày thí nghiệm được xác định theo phương trình sau:
𝐶𝑟(𝑚𝑔) = (𝐶𝑖(𝑚𝑔 𝑙)⁄ − 𝐶𝑗(𝑚𝑔 𝑙)⁄ × 30(𝑛𝑔à𝑦) × 100 (𝑙 𝑛𝑔à𝑦)⁄ (2)
Trong đó 𝐶𝑟 là lượng KLN được loại bỏ bởi cột vật liệu, 𝐶𝑖 là hàm lượng KLN trong nước trước khi vào cột vật liệu, 𝐶𝑗 là hàm lượng KLN trong nước sau khi ra khỏi cột vật liệu. (Hàm lượng nước đầu vào của hệ hấp phụ là 100 l/ngày)
Tổng lượng KLN tích lũy trong cây Sậy sau 30 ngày thí nghiệm được xác định theo phương trình sau:
𝐶𝑎(𝑚𝑔) = (𝐶′(𝑚𝑔/𝑘𝑔) − 𝐶𝑜′(𝑚𝑔/𝑘𝑔) × 𝑚𝑏(𝑘𝑔/𝑚2) × 𝑠(𝑚2) (3)
Trong đó 𝐶𝑎 là lượng KLN tích lũy trong cây Sậy, 𝐶𝑜′ là hàm lượng KLN trong cây Sậy trước khi tiến hành thí nghiệm, 𝐶′ là hàm lượng KLN trong cây Sậy sau thí nghiệm, mb là sinh khối ước tính của cây Sậy sử dụng trong thí nghiệm, s là diện tích bề mặt của bãi lọc trồng cây.
Tổng lượng KLN được loại bỏ bởi bãi lọc trồng cây được xác định theo phương trình sau:
𝐶𝑟′(𝑚𝑔) = (𝐶𝑖′(𝑚𝑔 𝑙)⁄ − 𝐶𝑗′(𝑚𝑔 𝑙)⁄ × 30(𝑑𝑎𝑦𝑠) × 50 (𝑙 𝑑𝑎𝑦)⁄ (4)
Trong đó 𝐶𝑟′ là lượng KLN được loại bỏ bởi bãi lọc trồng cây, 𝐶𝑖′ là hàm lượng KLN trong nước trước khi vào hệ thống bãi lọc trồng cây (sau khi qua hệ hấp phụ), 𝐶𝑗′ là hàm lượng KLN trong nước sau khi ra khỏi hệ thống bãi lọc trồng cây. (Hàm lượng nước đầu vào của mỗi bãi lọc trồng cây là 50 l/ngày).
Hệ số tích luỹ kim loại được tính trong mơi trường đất, nước, trầm tích và được tính theo cơng thức (Takarina và Pin, 2015):
BCF = 𝐻à𝑚 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑡𝑟𝑜𝑛𝑔 𝑐â𝑦 (𝑚𝑔/𝑘𝑔)
𝐻à𝑚 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑡𝑟𝑜𝑛𝑔 𝑚ơ𝑖 𝑡𝑟ườ𝑛𝑔 (𝑚𝑔/𝑘𝑔)
Hệ số tích luỹ trong nước (bioconcentration factor for water – BCFw) được hiểu là tỷ số giữa hàm lượng kim loại của thực vật với hàm lượng kim loại ở trong nước.
Hệ số vận chuyển (translocation factor – TF)
Hệ số vận chuyển được tính là tỷ lệ hàm lượng các kim loại từ thân hoặc lá cây đến rễ cây và được tính bằng cơng thức (Takarina và Pin, 2015):
TF = 𝐻à𝑚 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑛𝑔𝑢𝑦ê𝑛 𝑡ố 𝑡𝑟𝑜𝑛𝑔 𝑡ℎâ𝑛, 𝑙á (𝑚𝑔/𝑘𝑔)
𝐻à𝑚 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑛𝑔𝑢𝑦ê𝑛 𝑡ố 𝑡𝑟𝑜𝑛𝑔 𝑟ễ (𝑚𝑔/𝑘𝑔)
Các kết quả đều được được tính tốn dựa trên phần mềm chun dụng trong Microsoft Excel và Sigma Plot.
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Đặc tính vật liệu hấp phụ 3.1. Đặc tính vật liệu hấp phụ
Các kết quả về đặc tính vật liệu được tổng hợp từ nhiều nghiên cứu trước đó về hạt vật liệu biến tính từ bùn thải khu chế biến sắt Bản Cuôn (Chinh và nnk, 2016; Bien và nnk, 2016; Đặng Ngọc Thăng, 2017).
3.1.1. Thành phần khoáng vật
Bảng 5. Thành phần khoáng vật của mẫu vật liệu
Mẫu SBC2-BR SBC2-400-10S Thành phần khoáng vật (%) Thạch anh 39 43 Kaolinit 11 12 Muscovit 10 13 Illinit 7 13 Talc 4 7 Gơtit 20 4 Hematit 3 7 Magnetit 2 1 Gibbsit 3 - Pyrit 1 - Tổng 100 100 Nguồn: Đặng Ngọc Thăng, 2017
Kết quả phân tích XRD cho thấy các vật liệu SBC2-400-10S có chứa các thành phần khống vật thạch anh, gơtit, kaolinit, muscovit lần lượt là 43, 4, 12 và 13%. Như vậy, vật liệu SBC2-400-10S cũng chứa các thành phần khống vật có khả năng hấp phụ (thạch anh, gơtit, kaolinit, muscovite) (Bảng 5, Hình 24). Thành phần khoáng vật trong mẫu vật liệu biến tính có sự khác biệt với mẫu vật liệu nguyên khai (SBC2-BR) (Bảng 5). Sự thay đổi rõ nhất là các khoáng vật hematite, gơtit lần
lượt là 3, 20% đối với mẫu vật liệu nguyên khai và 7, 4% với vật liệu biến tính SBC2-400-10S. Nguyên nhân sự sai khác trong thành phần khoáng vật này là do vật liệu SBC2-400-10S được trộn thêm thủy tinh lỏng và nung ở nhiệt độ 400°C trong quá trình chế tạo vật liệu. Trong q trình nung các khống vật gơtit FeO(OH) bị phá hủy và dần chuyển sang dạng oxit – Fe2O3 (hematit).