5. Khảo sát khả năng hấp phụ của đá ong biến tính bằng MnO2
5.3.2. Xác định thời gian đạt cân bằng hấp phụ As(III) của vật liệu
Tiến hành đối với từng dung dịch asen (III) :
- Cho vào 10 bình tam giác 250 ml, mỗi bình 100 ml dung dịch As(III) có nồng độ ban đầu là 500 (µg/L) .
- Điều chỉnh pH = 7.
- Cho vào mỗi bình 2 gam vật liệu đá ong có phủ MnO2.
- Lắc trong các khoảng thời gian khác nhau: 30; 60; 90; 120; 150; 180; 210; 240; 270; 300 phút.
- Lọc lấy dung dịch xác định nồng độ asen còn lại
Kết quả nghiên cứu xác định thời gian đạt cân bằng hấp phụ As(III) của vật liệu đƣơc trình bày trong bảng 3.17 và hình 3.15:
Bảng 3.17: Khả năng hấp phụ As(III) của vật liệu phụ thuộc vào thời gian
Thời gian(phút)
30 60 90 120 150 180 210 240 270 300
Nồng độ As(III) còn lại (µg/L)
98,5 80,2 71,3 51,3 50,1 48,3 47,3 47,1 46,9 45
Hình 3.15. Đồ thị biểu diễn khả năng hấp phụ As(III) của vật liệu phụ thuộc vào thời gian.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
+ Nhận xét : kết quả khảo sát cho thấy nồng độ asen trong dung dịch giảm khá nhanh từ những giờ đầu tiên. từ sau 2 h nồng độ asen giảm dần và hầu nhƣ không thay đổi, nhƣ thế có thể xem 2h là thời gian cân bằng hấp phụ của vật liệu.vậy khi sử dụng vật
liệu để hấp phụ ta chỉ cần tiến hành trong khoảng thời gian cần thiết là 2 giờ.
5.3.3. Khảo sát tải trọng hấp phụ As(III) của vật liệu theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir
Tiến hành đối với từng dung dịch asen (III) :
- Cho vào 8 bình tam giác 250 ml, mỗi bình 100 ml dung dịch As(III) có nồng độ ban đầu là: 10 mg/L; 40mg/L; 80mg/L; 100mg/L; 200mg/L; 300mg/L; 400mg/L; 500mg/L.
- Điều chỉnh pH = 7
- Cho vào mỗi bình 2 gam vật liệu - Lắc trong 2 giờ
- Lọc lấy dung dịch xác định nồng độ asen còn lại.
Từ các kết quả khảo sát ảnh hƣởng của pH, thời gian đạt cân bằng hấp phụ As(III) của vật liệu, chúng tôi chọn điều kiện pH=7 và thời gian đạt cân bằng hấp phụ là 2h để tiến hành khảo sát tải trọng hấp phụ As(III) của vật liệu theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir. Các kết quả đƣợc trình bày trong bảng 3.18, hình 3.16 và 3.17:
Bảng 3.18. Kết quả khảo sát tải trọng hấp phụ As(III) của vật liệu.
Nồng độ As(III) ban đầu Co (mg/L) Nồng độ As(III) cân bằng Ce (mg/L) Tải trọng hấp phụ q (mg/g) Ce/q 10 3,56 3,22 1,11 40 18,87 10,57 1,79 80 46,27 16,87 2,74 100 60 20 3 200 149,88 25,06 5,98 300 242,98 28,51 8,52 400 335,45 32,28 10,39 500 424,37 37,82 11,22
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 3.16. Đồ thị sự phụ thuộc tải trọng hấp phụ q vào nồng độ cân bằng của As(III) khi hấp phụ bởi vật liệu.
Hình 3.17. Đồ thị sự phụ thuộc Ce / q vào nồng độ cân bằng Ce của As(III) khi hấp phụ bởi vật liệu.
+ Nhận xét: phƣơng trình hấp phụ đẳng nhiệt langmuir mô tả tốt quá trình hấp phụ asen của vật liệu. Từ đồ thị ta có tải trọng hấp phụ cực đại của vật liệu với As(III) là qmax = 40 (mg/g).
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
KẾT LUẬN
Với đề tài “Phân tích asen và bƣớc đầu nghiên cứu phƣơng pháp xử lý bằng vật liệu đá ong biến tính “, sau một thời gian nghiên cứu, luận văn đã thu đƣợc những kết quả sau:
1. Đã khảo sát nghiên cứu các điều kiện ảnh hƣởng tới độ hấp phụ quang của hợp chất màu của asen nhƣ : Bƣớc song tối ƣu, pH tối ƣu, thời gian tối ƣu cho phức màu ổn định, nồng độ thuốc thử...Xây dựng đƣợc đƣờng chuẩn xác định hàm lƣợng asen trong nƣớc ngầm một cách chính xác và ổn định.
- Qua khảo sát cho ta kết quả, độ hấp phụ quang của phức màu tốt nhất tại bƣớc sóng là 515 nm, pH tối ƣu là pH=1, với thời gian tạo phức là 25 phút, thời gian ổn định màu là 5 phút, thể tích thuốc thử bạc đietylđithiocacbamat là 4 ml, lƣợng chất khử Zn là 3gam, thể tích mẫu là 50 ml, phƣơng trình đƣờng chuẩn là :
y= 0,006x+ 0,033 với hệ số tƣơng quan lớn R2 = 0,993.
2. Đã khảo sát phƣơng pháp và tính toán đƣợc độ thu hồi hàm lƣợng asen, ngoài ra còn tìm đƣợc giới hạn phát hiện của phƣơng pháp đạt 3,7 µg/L .
3. Khi sử dụng vật liệu hấp phụ là đá ong chúng tôi cũng thu đƣợc các kết quả nhƣ sau : - Đá ong tự nhiên có hàm lƣợng sắt khá lớn và có khả năng hấp phụ asen trong nƣớc. - Khả năng hấp phụ asen của đá ong tự nhiên giảm dần khi nung ở nhiệt độ cao so với đá ong tự nhiên không nung.
4. Đá ong đƣợc biến tính bằng FeCl2 có khả năng hấp phụ asen trong nƣớc tốt hơn so với đá ong tự nhiên. Hiệu suất xử lý tăng từ 66,95 % đến 91,94 %
5. Nồng độ FeCl2 dùng để biến tính đá ong tự nhiên thành đá ong biến tính là 0,1 M với thời gian hấp phụ của đá ong biến tính là 2h.
6. Đá ong có phủ MnO2 có khả năng hấp phụ asen ở nhiệt độ không nung là cao nhất và hiệu suất xử lý đạt từ 61,97 % đến 88,94 %.
7. Kết quả khảo sát sự hấp phụ tĩnh As(III) đối với vật liệu đá ong có phủ MnO2 : Thời gian đạt cân bằng hấp phụ là 2 giờ, ở pH = 7 và tải trong hấp phụ cực đại 40 mg/g. 8. Dung lƣợng hấp phụ cực đại của vật liệu đá ong biến tính bằng FeCl2 với Asen (III) là 0,25 (mg/g)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Bộ y tế (10/2005), Báo cáo tổng kết “Nghiên cứu mở rộng để xác định các trường hợp nhiễm độc As mãn tính do sử dụng nguồn nước ngầm bị ô nhiễm”, viện y hoc lao động và vệ sinh môi trƣờng.
2. Trần Hồng Côn,Nguyễn Thị Chuyên, Phạm Hùng Việt. Bƣớc đầu đánh giá hàm lƣợng Asen trong nƣớc ngầm, nƣớc cấp khu vực Hà Nội, Hội thảo quốc tế về Asen, Hà Nội 12-2000.
3. Phạm Thị Thu Hà (2006), Nghiên cứu xác định Cd và Pb trong thảo dược và sản phẩm của nó bằng phép đo phổ hấp thụ nguyên tử, Luận văn thạc sỹ khoa học, ĐHKHTN, ĐH Quốc Gia Hà Nội.
4. Trịnh Bích Hà (2008), “Nghiên cứu, phân tích, đánh giá mức độ ô nhiễm Asen trong nguồn nước sinh hoạt tại khu vực quân Hoàng Mai – Hà Nội”. Luận văn thạc sĩ khoa học, Đại Học Sƣ Phạm Hà Nội.
5. Nguyễn Khắc Hải, Nguyễn Duy Bảo (2009), Nghiên cứu ảnh hưởng của ô nhiễm asen trong nguồn nước ăn uống, sinh hoạt tới sức khỏe, bệnh tật của cộng đồng dân cư vùng đồng bằng sông Hồng và biện pháp khắc phục, Bộ khoa học và công nghệ, Viện y học lao động và vệ sinh môi trƣờng.
6. Trần Tứ Hiếu (2000), Hóa học môi trường, NXB Giáo Dục
7. Trần Tứ Hiếu (2000), Hóa học phân tích, NXB Đại học Quốc Gia.
8. Trần Tứ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Nguyễn Văn Ri, Nguyễn Xuân Trung (2007),
Hóa họcphân tích phần II: Các phương pháp phân tích công cụ, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.
9. Trần Tứ Hiếu, phương pháp phân tích quang phổ vùng UV-VIS, Đại học Quốc Gia Hà Nội.
10. Phạm Thị Thanh Hồng(2009), “Nghiên cứu xác định tổng số tổng dạng asen trong một số hải sản bằng phương pháp trắc quang”. Luận văn thạc sĩ khoa học, Đại Học Thái Nguyên.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
11. Phạm Thị Mai Hƣơng(2008),” Điều chế và khảo sát khả năng ứng dụng của một số vật liệu tách asen trong nước ngầm”. Luận văn thạc sĩ khoa học , Đại học khoa học tự nhiên,Đại học quốc gia hà nội.
12.Phạm Luận (2003), Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia Hà Nội.
13.Hoàng Nhâm (2000), Hóa học vô cơ2, 3, Nhà xuất bản Giáo Dục.
14.Mai Trọng Nhuận, Đỗ Văn Ái, Nguyễn Khắc Vinh (2000), Một số đặc điểm phân bố asen trong tự nhiên và vấn đề ô nhiễm asen trong môi trường ở Việt Nam, Báo cáo hội thảo quốc tế ô nhiễm asen, Hà Nội.
15.Trần Hiếu Nhuệ, Nguyễn Việt Anh, Nguyễn Văn Tín, Đỗ Hải (2000), Một số công nghệ xử lý asen trong nước ngầm, phục vụ cho cấp nước sinh hoạt, Báo cáo hội thảo quốc tế ô nhiễm asen, Hà Nội.
16.Hồ Viết Quý (1999), Các phương pháp phân tích quang học trong hóa học, Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia Hà Nội.
17.Hồ Viết Quý (2007), Các phương pháp phân tích công cụ trong hóa học hiện đại, Nhà xuất bản Đại Học Sƣ Phạm Hà Nội.
18.QCVN 09 : 2008/BTNMT : Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về chất lƣợng nƣớc ngầm. 19.Đặng Xuân Tập (2002), Nghiên cứu khả năng hấp phụ một số khoáng tự
nhiên, tổng hợp và ứng dụng của chúng, Luận văn thạc sĩ khoa học, ĐH Bách Khoa Hà Nội
20.Tạp chí khoa học và công nghệ, Đại học Đà Nẵng –số 4(33)2009,Xây dựng phương pháp xác định tổng asen trong một số nguồn nươc bề mặt ở thành phố Đà Nẵng bằng phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS .
21.TCVN 5992 : 1995 (ISO 5667-2 : 1991): Chất lƣợng nƣớc, lấy mẫu, hƣớng dẫn kĩ thuật mẫu.
22.TCVN 6000: 1995 (ISO 5667-11: 1992): chất lƣợng nƣớc, lấy mẫu, hƣớng dẫn lấy mẫu nƣớc ngầm.
23. TCVN 5993 : 1995 (ISO 5667 - 3 : 1985): Chất lƣợng nƣớc, lấy mẫu, hƣớng dẫn bảo quản và xử lí mẫu
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
24.TCVN 6626: 2000: Xác định arsen bằng phƣơng pháp đo phổ hấp thụ nguyên tử. 25. Tiêu chuẩn Việt Nam (1996), Xác định asen tổng- phƣơng pháp quang phổ
dùng bạc đietylđithiocacbamat, TCVN 6182: 1996- Hà Nội (1996).
26.Ngô Thị Mai Việt (2010), Ứng dụng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử để nghiên cứu tính chất hấp phụ các kim loại nặng của đá tổ ong và khả năng ứng dụng trong phân tích, Luận án tiến sĩ, ĐHKHTN, ĐH Quốc Gia Hà Nội.
Tiếng Anh
27. A. Basu et al.(2002), “Enhanced frequency of micronuclei in individuals exposed to arsenic through drinking water in West Bengal, India”, Mutation Research. 516.pp.29-40.
28. Badal Kumar Mandal, Kazuo T. Suzuki (2002), “Arsenic round the world”, Talanta, 58, pp.201-235.
29. Bitner MJ, Chwirka JD (1994), Arsenic removal treatment technologies for drinking water supplies, proceeding of 39th New Mexico water conference, Albuquerque.
30. Chen, S.L., Yeh, S.J., Yang, M.H’., Lin, T.H., 1995, Trace element concentration and arsenic speciation in the well water of a Taiwan area with endemic Blackfoot disease. Biol. Trace Elem. Res. 48, 263-274.
31. Chatterjee A, Das D, 1995, Arsenic in ground water in six districts of West Belgan, India, Analyst, 120: 643-650.
32. Deoraj Caussy (2003), “Case studies of the impact of understanding bioavailability: arsenic”, Ecotoxicology and Environmental Safety, pp. 1-10. 33. David B. Vance (2001), Arsenic-chemical behavior and treatment, the
enviromental technology.
34. E. Erdem, N. Karapinar, R. Donat (2004), “ the removal of heavy metal cation by natural zeolites ”, Journal of Colloid and Interface Science 280.
35. Frederick partey, David Norman, Samuel Ndur, Robert Nartey (2008), “Arsenic sorption onto laterite iron concretions: Temperature effect ”, Journal of Colloid and Interface Science, 10.1016/Jcis.2008.02.034.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
36. Greenwood N.N, Earnshaw A.(1997), Chemistry of the elements (2nd edition), Elservier, Great Britain.
37. Kenneth G.Brown and Gilbert L. Ross (2002), “ Arsenic, drinking water and health: A postion paper of the American council on scien and health ”,
Regulatory Toxicology and Pharmacology, 36,pp.162-174.
38. Pierce ML, Moore CB (1982), Adsortion of arsenite and arsenate on amorphours iron hydroxide, water res.
39. Janos Dombovari and Iajos Papp (1998), “ Comparison of sample preparation methods for elemental analysis of human hair “, Microchemical Journal, 59, pp. 187-193.
40. James W.Moore,S. Ramamoorthy (1984), Heavy metal in natural waters, springer-Verlag New York Inc, New York.
41. Jack C.Ng, Jianping Wang, Amijad Shraim (2003), “A global health problem caused by arsenic from natural sources”, Chemosphere, 52, pp. 1353-1359. 42. Sm Maity et al (2004), “ Evaluation and standardisation of a simple HG- AAS
method for rapid speciation of As(III) and As (V) in some contaminated groundwater samples of West Bengai, India”, Chemosphere, 54, pp.1199 - 1206.
43. World Health Organization (1981), Environmental Health Criteria 18: Arsenic, WHO, Geneva.
44. <URL:
http://cwrpi.gov.vn/index.php?option=com_content&view=article&id=1 576%3Ahien-trang-o-nhiem-asen-trong-nuoc-ngam-tai-ha-