3.3. Đánh giá khả năng hấp phụ của Mg/Al LDH Zeolite
3.3.2. Khả năng hấp phụ của vật liệu theo tỷ lệ phối trộn
Nồng độ Cd dạng trao đổi trong CT1 là 21,34mg/kg (Bảng 3.3), và được giảm xuống đạt các giá trị 11,56; 8,32 và 8.567 mg / kg lần lượt ứng với các tỷ lệ vật liệu 1%, 3% và 5% (w / w) Mg/Al LDH Zeolite. Hầu hết dạng trao đổi (F1) của Cd trong xử lý đối chứng được chuyển thành dạng liên kết Fe-Mn oxit (F2) và lien kết cacbon (F3) sau khi ủ trong 30 ngày. Phần còn lại là dạng các chất hữu cơ (F4) và Crddư (F5). Dang et al. (2018) và Chen et al.
(2017) cũng báo cáo các xu hướng tương tự đối với việc ủ kim loại nặng trong đất bị ô nhiễm bằng than sinh học từ 1-5% (w / w).
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ trộn đến khả năng hấp phụ Cd của Mg/Al LDH zeolit
Công thức thí nghiệm
F1 F2 F3 F4 F5
Mg/kg
Cd CT1TL 21,34±0,41c 3,103±0,96a 0,43±0,05a 0,11±0,017a 0,573±0,05a CT2 TL 11,56±0,13b 4,66±0,16b 7,46±0,18b 1,85±0,12d 0,63±0,032a CT3 TL 7,32±0,433a 6,79±0,24c 8,71±0,32c 1,41±0,081c 0,56±0,032a CT4 TL 7,567±0,07a 6,97±0,59c 8,51±0,21c 0,98±0,09b 0,58±0,041a Pb CT1 TL 21,81±0,58d 0,36±0,02a 1,88±0,06a 0,6±0,02c 0,23±0,05a
CT2 TL 12,84±0,23c 2,14±0,12b 8,37±0,44b 0,4±0,06b 1,03±0,14c CT3 TL 9,11±0,64a 3,53±0,29c 10,12±0,64c 0.38±0,06ab 0,76±0,07b CT4 TL 10,16±0,36b 3,36±0,19c 9,79±0,19c 0,31±0,02a 0,63±0,1b
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
Đối với chì, sau 30 ngày ủ với các tỷ lệ zeolite khác nhau, nồng độ chì ở dạng trao đổi (F1) trong công thức đối chứng là 21,81mg/kg được giảm xuống đạt giá trị thấp nhất là 9,11mg/kg, tại nồng độ trộn 3% Mg/Al LDH Zeolite. Phần còn lại chì tập cung chủ yếu ở dạng liên kết cacbonat (F3), tiếp đến là dạng liên kết oxit Mn, Fe (F2), dạng liên kết hữu cơ (F4), và dạng cặn dư (F5)
Hình 3.4: Ảnh hưởng của tỷ lệ trộn đến khả năng hấp phụ Cd của Mg/Al LDH zeolite
Có thể thấy rằng Pb dạng trao đổi giảm đáng kể từ xử lý đối chứng sang xử lý sửa đổi với tỷ lệ hàm lượng Mg/Al LDH Zeolite và đất bị ô nhiễm từ 1% đến 5% (w / w). Ngược lại, các dạng liên kết cacbonat (F2) và các dạng lien kết Fe-Mn oxit (F3) tăng lên trong các nghiệm thức ủ với tỷ lệ từ 1% đến 5% trong 30 ngày. Có nghĩa là dạng Pb trao đổi được cố định do sự hiện diện của Mg/Al LDH Zeolite.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
Hình 3.5: Ảnh hưởng của tỷ lệ trộn đến khả năng hấp phụ Pb của Mg/Al LDH zeolite
Kết quả thu được cho thấy Cadimi và chì trao đổi giảm đáng kể trong tất cả các loại đất cải tạo so với CT1 đối chứng (đất ô nhiễm nhân tạo) Cd và Pb dạng trao đổi thấp nhất được tìm thấy trong công thức xử lý đất với 3%
Mg/Al LDH Zeolite. Hình 3.3 và 3.5 cũng chỉ ra tỷ lệ tương đối của các phân đoạn khác nhau (F1-F5) đối với các dạng kim loại nặng trong mỗi nghiệm thức sửa đổi. Không có sự khác biệt đáng kể về dạng Cr trao đổi giữa các nghiệm thức ủ 3% và 5% Mg/Al LDH Zeolite. Do đó, tỷ lệ trọng lượng phù hợp kinh tế của Mg/Al LDH Zeolite là 3% để xử lý đất ô nhiễm chì và cadimi dạng trao đổi.
Cadimi và chì dạng trao đổi được cố định bởi Mg/Al LDH Zeolite nhờ sự hấp phụ và kết tủa trên bề mặt của vật liệu hấp phụ. Nó là một chất hấp phụ hấp dẫn để cố định các chất gây ô nhiễm trong đất, đặc biệt là nó có kích thước và thể tích lỗ rỗng cao. Mg/Al LDH Zeolite được sử dụng cho nghiên cứu này làm giàu C và O, được biết đến với khả năng tạo phức bề mặt với kim loại nặng trao đổi và trở thành các dạng liên kết cacbonat (F3) và các chất
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
hữu cơ (F4). Cấu trúc hạt đồng nhất và xốp của Mg/Al LDH Zeolite có khả năng thu hút Cd và Pb trao đổi lên bề mặt. Cấu trúc xốp của chất hấp phụ có thể dẫn đến sự gia tăng sự cố định của kim loại nặng trong đất. Độ xốp của Mg/Al LDH Zeolite sẽ tăng lên dẫn đến các phản ứng oxy hóa trên nền cacbon. Do đó, nồng độ của các nhóm cacboxyl và cacbonyl có thể tăng lên và tương ứng với sự hấp thụ và cố định của kim loại nặng trao đổi thông qua trao đổi ion và kết tủa. Việc cố định kim loại nặng dựa trên ảnh hưởng của điều kiện bề mặt vật liệu hấp thụ cacbon cũng đã được đề cập trong các nghiên cứu trước đây. Chang và cộng sự. (2013) báo cáo rằng các sản phẩm phụ nông học và công nghiệp là chất hấp phụ hiệu quả để chuyển đổi kim loại nặng từ dạng trao đổi thành dạng oxit cacbonat hoặc Fe-Mn. Uchimiya và cộng sự. (2012) cũng chỉ ra rằng cacbonat của than sinh học thúc đẩy sự cố định của kim loại nặng trong quá trình cải tạo đất. Chất hữu cơ trong đất cũng có thể tạo phức với các kim loại nặng dẫn đến giảm dạng trao đổi.