Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết nối
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN.......................................................................................2
1.1. Giới thiệu chung về Asen .................................................................................2
1.1.1. Dạng tồn tại của Asen trong tự nhiên.........................................................2
1.1.2. Độc tính của Asen ......................................................................................4
1.1.3. Ô nhiễm Asen trong nƣớc ..........................................................................7
1.2. Ô nhiễm photphat trong nƣớc.........................................................................12
1.3. Phƣơng pháp xử lý asen và photphat trong nƣớc ...........................................13
1.3.1. Phƣơng pháp kết tủa và đồng kết tủa .......................................................13
1.3.2. Phƣơng pháp hấp phụ và trao đổi ion.......................................................15
1.3.3. Phƣơng pháp sinh học ..............................................................................16
1.3.4. Một số phƣơng pháp khác ........................................................................18
1.4. Ứng dụng Laterit trong xử lý hấp phụ asen và một số chất gây ô nhiễm nƣớc18
1.4.1. Ứng dụng của quặng Laterit tự nhiên.......................................................18
1.4.2. Ứng dụng của quặng Laterit biến tính......................................................19
CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM ................................................................................20
2.1. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu luận văn.....................................................20
2.1.1. Mục tiêu nghiên cứu.................................................................................20
2.1.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................20
2.2. Hóa chất, công cụ ...........................................................................................20
2.2.1. công cụ thiết bị ........................................................................................20
2.2.2. Hóa chất và vật liệu nghiên cứu ...............................................................20
2.3. Phƣơng pháp phân tích sử dụng trong thực nghiệm.......................................21
2.3.1. Xác định asen bằng phƣơng pháp thủy ngân bromua ..............................21
2.3.2. Xác định photphat bằng phƣơng pháp trắc quang....................................23
2.4. Các phƣơng pháp nghiên cứu đặc trƣng cấu trúc của vật liệu........................25
2.4.1. Phƣơng pháp hiển vi điện tử SEM ...........................................................25
2.4.2. Phƣơng pháp tán xạ năng lƣợng EDX......................................................27
2.4.3. Mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir và Frendlich...............................28
2.4.4. Xác định giá trị pH trung hòa điện của vật liệu .......................................30
3.1. Khảo sát khả năng hấp phụ asen và phot phat của laterit tự nhiên.................32
3.1.1. Khả năng hấp phụ asen của laterit tự nhiên..............................................32
3.1.2. Khả năng hấp phụ photphat của laterit tự nhiên......................................35
3.2. Khảo sát các điều kiện để chế tạo vật liệu hấp phụ As từ Laterit...................38
3.2.1. Ảnh hƣởng của nồng độ axit HCl.............................................................38
3.2.2. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng Lantan clorua................................................39
3.3. Đặc trƣng cấu trúc của vật liệu .......................................................................40
3.3.1. Bề mặt vật liệu biến tính qua kính hiển vi điện tử quét SEM ..................40
3.3.2. Kết quả xác định thành phần theo phƣơng pháp EDX.............................40
3.3.3. Xác định pH trung hòa điện của vật liệu Laterit biến tính .......................42
3.4. Khảo sát khả năng hấp phụ As và photphat trên vật liệu biến tính ................43
3.4.1. Khảo sát khả năng hấp phụ As trên vật liệu biến tính..............................43
3.4.1.2. Thời gian đạt cân bằng hấp phụ của vật liệu.........................................44
3.4.2. Khảo sát khả năng hấp phụ photphat trên vật liệu biến tính ....................46
3.5. Khảo sát khả năng ứng dụng thực tế của vật liệu Laterit biến tính La(III) ....50
3.5.1. Khả năng hấp phụ Asenvà photphat bằng mô hình hấp phụ động...........50
3.5.2. Khả năng tái sử dụng của vật liệu ............................................................53
KẾT LUẬN...............................................................................................................57
TIẾNG VIỆT .........................................................................................................58
TIẾNG ANH..........................................................................................................58
LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay, tình hình ô nhiễm nguồn nƣớc nói chung và nguồn nƣớc sinh hoạt
nói riêng bởi asen và một số chất gây ô nhiễm là vấn đề toàn xã hội quan tâm khi
nhu cầu về chất lƣợng cuộc sống ngày càng cao. Theo các nghiên cứu gần đây,
ngƣời dân Hà Nội và một số tỉnh miền Bắc (thuộc đồng bằng sông Hồng), miền
Nam (thuộc đồng bằng sông Cửu Long) đang phải sử dụng nƣớc có hàm lƣợng asen
cao gấp từ 10 đến hàng trăm lần tiêu chuẩn nƣớc sạch. Điều này ảnh hƣởng nghiêm
trọng và trực tiếp tới sức khoẻ của con ngƣời, do sự độc hại của asen mang lại. Nó
gây ra rất nhiều loại bệnh nguy hiểm nhƣ ung thƣ da, phổi... Đây là vấn đề đáng báo
động với chúng ta.
Việc loại bỏ một số chất gây ô nhiễm nhƣ photphat, amoni, nitrat… trong
nƣớc thải của các đô thị, nhà máy hay xí nghiệp cũng nhƣ việc loại bỏ asen trong
nƣớc đặc biệt là nguồn nƣớc ngầm là vô cùng cần thiết và cấp bách. Hiện nay một
số phƣơng pháp xử lý các chất gây ô nhiễm nguồn nƣớc đem lại hiệu quả cao nhƣ:
hấp phụ, trao đổi ion, màng lọc, kết tủa hóa học…trong đó hấp phụ là một trong
những phƣơng pháp phổ biến nhất để xử lý asen trong nƣớc bởi giá thành thấp mà
hiệu quả lại cao. Có rất nhiều khoáng vật tự nhiên có thể dùng để hấp phụ asen tốt
nhƣ: Than hoạt tính, Pyroluzit, Laterit, Betonit…Quặng laterit ( hay còn gọi là đá
ong) từ lâu đã đƣợc sử dụng để làm sạch nƣớc nhƣng ứng dụng của nó trong xử lý
nƣớc mới chỉ dừng lại ở việc loại bỏ các hợp chất hữu cơ và một số các thành phần
không phân cực có hàm lƣợng nhỏ trong nƣớc. Một số nghiên cứu gần đây cho thấy
quặng laterit có gắn một số kim loại, oxit kim loại đã đem lại nhiều kết quả khả
quan trong việc hấp phụ các ion kim loại nặng trong nƣớc.
Với mục đích khai thác tiềm năng ứng dụng của quặng laterit trong việc xử
lý nƣớc sinh hoạt, đặc biệt là loại bỏ asen và một số chất gây ô nhiễm chúng tui đã
thực hiện nghiên cứu đề tài: “ Nghiên cứu quá trình hấp phụ asen và một số chất
gây ô nhiễm trong nước trên quặng Laterit biến tính với La” với mong muốn tìm
hiểu và tìm kiếm vật liệu mới để hấp phụ, loại bỏ asen và một số chất gây ô nhiễm,
làm giảm tình trạng ô nhiễm môi trƣờng đang đe dọa lên cuộc sống của con ngƣời. 1.1. Giới thiệu chung về Asen
1.1.1. Dạng tồn tại của Asen trong tự nhiên
Asen (số hiệu nguyên tử 33) là một nguyên tố rất phổ biến và xếp thứ 20
trong tự nhiên, chiếm khoảng 0.00005% trong vỏ trái đất, xếp thứ 14 trong nƣớc
biển và thứ 12 trong cơ thể ngƣời [17]. Nó có trong hầu hết các loại đá với hàm
lƣợng từ 0,5 đến 2,5 mg/Kg. Asen ở dạng tinh thể có màu xám bạc, ròn và có khối
lƣợng nguyên tử là 74,9; trọng lƣợng riêng là 5,73, tan chảy ở nhiệt độ 8170 C (dƣới
áp suất 28 atm), sôi ở 6130 C và áp suất hóa hơi 1mm Hg ở 3720 C. Kể từ khi nó
đƣợc tinh chế vào năm 1250 sau công nguyên bởi Albertus Magnus, nguyên tố này
liên tục là trung tâm của các cuộc tranh luận.
Asen di chuyển trong tự nhiên nhờ các hoạt động của thời tiết, của hệ sinh
vật, các hoạt động địa lý, các đợt phun trào núi lửa và các hoạt động của con ngƣời.
Mỗi năm sự sói mòn đất và thẩm thấu đƣa vào các đại dƣơng 612x108 và 2380x108
gam asen. Hầu hết các vấn đề asen trong môi trƣờng là kết quả của sự lƣu chuyển
asen dƣới các điều kiện tự nhiên. Tuy nhiên, các hoạt động khai thác mỏ, cùng với
khai thác nhiên liệu hóa thạch, sử dụng thuốc trừ sâu có asen, các thuốc diệt cỏ, các
chất làm khô nông sản, các phụ gia có asen trong thức ăn chăn nuôi cũng tạo ra
thêm những ảnh hƣởng.
Asen tồn tại với số oxi hóa -3, 0, +3 và +5. Các trạng thái tự nhiên bao gồm
các asenious axit (H3AsO3, H3AsO3, H3AsO32-,…), các asenic axit (H3AsO4,
H3AsO4-, H3AsO42-,…) các asenit, asenat, metyl-asenic axit, dimethylarsinic axit,
arsine,… Hai dạng thƣờng thấy trong tự nhiên của arsen là asenit (AsO33-) và asenat
(AsO43-), đƣợc xem nhƣ Asen (III) và Asen (V). Dạng As (V) hay các asenat gồm
AsO43-, HAsO42-, H2AsO4- dạng As (III) hay các asenit gồm H3AsO3, H2AsO3-,
HAsO32- và AsO33-. Các dạng tồn tại của Asen trong tự nhiên phụ thuộc nhiều vào
điều kiện môi trƣờng.
Một số dạng dạng tồn tại của As: As (III), As (V), chịu cân bằng axit-bazơ,
vì thế sự có mặt của các dạng tồn tại chính và các dạng phụ sẽ dựa vào các ảnh
hƣởng của pH [31].
As(OH)3 sẽ phân ly liên tiếp trong môi trƣờng nhƣ sau:
H3AsO3 ↔ H2AsO3- + H+ pK1 = 9,2
H2AsO3- ↔ HAsO32- +H+ pK2 = 12,1
A9q1M2t5D423YKU
