ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Dƣơng Văn Hùng
NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI MỘT SỐ TÍNH CHẤT LÝ – HÓA
NƢỚC SUỐI TÂN LONG DƢỚI TÁC ĐỘNG CỦA NƢỚC THẢI MỎ
THAN KHÁNH HÒA – TỈNH THÁI NGUYÊN
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC


LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. Nguyễn Ngọc Minh
Hà Nội năm 2012

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

APHA
Hiệp hội Y tế công cộng Mỹ
BOD
Nhu cầu ôxy sinh hóa
BTNMT
Bộ Tài nguyên và Môi trường
CEC
Dung tích trao đổi cation
CHC
Chất hữu cơ
CLN

1.1.2. Điều kiện khí tượng, thuỷ văn khu vực mỏ than Khánh Hoà 12
1.1.3. Đặc điểm địa hình địa chất mỏ than Khánh Hoà 14
1.1.4. Hoạt động khai thác và đổ thải tại mỏ than Khánh Hòa 14
1.2. Hoạt động khai thác tại mỏ than Khánh Hòa và những vấn đề về ô nhiễm môi
trường 15
1.2.1. Thành phần chất thải và đặc điểm các bãi thải mỏ 15
1.2.2. Ảnh hưởng của nước thải mỏ đến môi trường nước ở các lưu vực xung
quanh 16
1.2.3. Nguy cơ tiềm ẩn tại các bãi đổ thải do đặc tính keo của sét trong thành
phần thải 17
1.2.3.1. Cơ chế hoạt động của keo sét và vấn đề ô nhiễm môi trường nước xung
quanh bãi thải mỏ 17
1.2.3.2. Cơ chế phân tán khoáng sét 18
1.2.3.3. Ảnh hưởng của một số tính chất lý - hóa đến đặc tính keo của sét 19
Chƣơng II: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21
2.1. Đối tượng nghiên cứu 21
2.2. Phương pháp nghiên cứu 21
2.2.1.Phương pháp nghiên cứu chất lượng nước 21
Các chỉ tiêu hóa lý cơ bản của mẫu nước được xác định theo các phương pháp
liệt kê trong bảng 2.1. 21
2.2.2. Phương pháp nghiên cứu mẫu trầm tích và mẫu đất 23 Chƣơng III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 26
3.1. Một số tính chất lý - hóa của nước thải mỏ 26
3.1.1. Tính chất lý học của nước thải mỏ 26
3.1.1.1. Độ đục 26
3.1.1.2. pH 27
3.1.1. 3. Chất rắn lơ lửng 28
3.1.1.4. Tính chất hóa học đặc trưng của nuớc thải mỏ. 29


Bảng 1.1. Thống kê lưu lượng các suối chính 13
Bảng 2.1. Các phương pháp phân tích nước 22
Bảng 3.1. Kết quả chất lượng nước thải của mỏ than Khánh Hòa 30
Bảng 3.2. Hàm lượng cấp hạt trong các mẫu trầm tích 39
Bảng 3.3. Một số đặc tính hóa lý cơ bản của mẫu trầm tích vùng nghiên
cứu 41
Bảng 3.4. Kết quả sự ảnh hưởng của các cation lên đặc tính keo của khoáng
sét trong mẫu trầm tích ( ký hiệu: BĐ - 1) 44
Bảng 3.5. Kết quả sự ảnh hưởng của các cation lên đặc tính keo của khoáng
sét trong mẫu trầm tích ( ký hiệu: BĐ - 2) 46
Bảng 3.6. Kết quả sự ảnh hưởng của các cation lên đặc tính keo của khoáng
sét trong mẫu trầm tích ( ký hiệu: BĐ - 3) 47
Bảng 3.7. Kết quả sự ảnh hưởng của các cation lên đặc tính keo của khoáng
sét trong mẫu trầm tích ( ký hiệu: BĐ – 4) 48
Bảng 3.8. Mức độ ảnh hưởng của anion sunphate đến phân tán khoáng
sét 49
Bảng 3.9. Ảnh hưởng của pH lên đặc tính keo của khoáng sét trong các
mẫu trầm tích 51
Bảng 3.10. Hàm lượng cấp hạt trong các mẫu đất nghiên cứu 53
Bảng 3.11. So sánh sự ảnh hưởng của pH lên đặc tính keo của khoáng sét
tách từ hai mẫu đất 56
Bảng 3.12. Ảnh hưởng của các cation lên đặc tính keo của khoáng sét trong
mẫu đất 1 58
Bảng 3.13. Ảnh hưởng của các cation lên đặc tính keo của khoáng sét trong
mẫu đất 2 60
Bảng 3.14. So sánh mức độ ảnh hưởng của các anion đến khả năng keo tụ
của dung dịch khoáng sét 62
DANH MỤC HÌNH


dịch mẫu trầm tích 3 47
Hình 3.18: Ảnh hưởng của các cation đến sự tụ keo của sét trong dung
dịch mẫu trầm tích 4 48
Hình 3.20: Ảnh hưởng của pH đến trạng thái tụ keo và tán keo của khoáng
sét 52
Hình 3.21. Nhiễu xạ đồ tia X của mẫu khoáng sét tách từ mẫu đất 1(bãi thải
phía Nam mỏ than) với các phương pháp xử lý khác nhau 54
Hình 3.22. Nhiễu xạ đồ tia X của mẫu khoáng sét tách từ mẫu đất 2 (bãi
thải phía Tây mỏ than) với các phương pháp xử lý khác nhau 55
Hình 3.23: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của pH lên đặc tính keo của
khoáng sét tách từ hai mẫu đất 57
Hình 3.24. Ảnh hưởng của các cation lên đặc tính keo của khoáng sét mẫu
đất 1 58
Hình 3.25. Ảnh hưởng của các cation lên đặc tính keo của khoáng sét mẫu
đất 2 60
Hình 3.26. Ảnh hưởng của các anion lên đặc tính keo của khoáng sét mẫu
đất 1 62
Hình 3.27: Ảnh hưởng của các anion đến đặc tính keo của khoáng sét mẫu
đất 2 63
số liệu tại mỏ than Khánh Hòa, để khai thác được 1 tấn than thì khối lượng đất đá
cần bóc đi từ 8 đến 10 m
3
đất phủ, thải ra 1 đến 3 m
3
nước thải. Quá trình khai thác
kéo dài nhiều năm dẫn đến các bãi thải của công trường khai thác ngày càng mở
rộng về số lượng và quy mô, và có những tác động đến hệ sinh thái và sức khỏe của
cộng đồng dân cư sống ở khu vực xung quanh. Tại các bãi thải mỏ, thành phần chủ
yếu của chất thải trên các bãi thải là đất đá do nổ mìn gồm: cát kết, bột kết, sét kết
và đất phủ. Trong các thành phần này, mức độ phong hoá của bột kết chậm hơn so
với các đá khác, đá được tạo bởi sét kết bị phong hoá nhanh, dễ nứt nẻ, vỡ vụn, khi
gặp nước thì chảy nhão nên dễ gây bồi lắng, lụt lội và trượt lở bãi thải.
Để xác định được những ảnh hưởng này, cần phải có những nghiên cứu cụ
thể. Được sự đồng ý của Ban giám hiệu nhà trường, dưới sự hướng dẫn trực tiếp của
giảng viên TS. Nguyễn Ngọc Minh, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu
sự biến đổi một số tính chất lý - hóa nước suối Tân Long dưới tác động của nước
thải mỏ than Khánh Hòa, tỉnh Thái Nguyên” được đặt ra với những mục tiêu và
nội dung nghiên cứu cụ thể như sau:
 Mục tiêu nghiên cứu
- Đánh giá những ảnh hưởng từ hoạt động khai thác than tại mỏ than Khánh
Hòa các bãi thải mỏ đến chất lượng nước suối Tân Long. Tác động của nước thải
mỏ và nước chảy tràn từ các bãi đổ thải là những nguồn tác động chủ yếu và sẽ
được tìm hiểu kỹ lưỡng trong nghiên cứu này.
- Dự báo và đề xuất giải pháp giảm thiểu các ảnh hưởng của hoạt động khai
thác than tại mỏ Khánh Hòa đến chất lượng nước suối Tân Long.
 Nội dung nghiên cứu
- Thu thập điều tra, tổng hợp đánh giá sơ bộ các hoạt động kinh tế xã hội
trong vùng tiến hành nghiên cứu.
- Hiện trạng điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội trong vùng nghiên cứu.

- Phía Tây giáp khu dân cư và phụ lưu suối Tân Long.
- Phía nam giáp khu dân cư và cánh đồng lúa.
- Phía Bắc giáp khu dân cư và lưu vực suối Tân Long.
Mỏ nằm ở phía Đông và phía Bắc xã Phúc Hà. Phía Đông Nam của mỏ là trụ
sở UBND xã Phúc Hà và trường tiểu học xã Phúc Hà. Xung quanh khu vực mỏ có
gần 100 hộ dân sinh sống, trong đó:
Khu vực khai trường cách hộ dân gần nhất là: 500m.
Khu vực bãi thải cách hộ dân gần nhất là: 50m.
Hệ thống sông suối quanh khu vực mỏ bao gồm suối Khánh Hoà (suối
Huyền), suối Nam Tiền, suối Sơn Cẩm, đây là các phụ lưu chính đổ vào suối Tân
Long trước khi tiếp nhận nước thải của mỏ than Khánh Hoà.
1.1.2. Điều kiện khí tƣợng, thuỷ văn khu vực mỏ than Khánh Hoà
a/ Điều kiện khí tượng:
Mỏ than Khánh hoà nằm tại địa phận xã Phúc Hà - thành phố Thái Nguyên,
do đó có các đặc điểm khí hậu của khu vực thành phố Thái Nguyên và mang những
nét đặc trưng khí hậu của vùng trung du miền núi Bắc bộ, được chia làm hai mùa rõ
rệt. Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10, mùa khố kéo dài từ tháng 11 đến
tháng 4 năm sau.
- Nhiệt độ trung bình năm đạt khoảng 36
0
C trong đó có nhiệt độ trung bình
cao nhất đạt 28,8
0
c và trung bình thấp nhất khoảng 17
0
C.
- Độ ẩm không khí của khu vực khá cao, trung bình đạt 82%, độ ẩm trung
bình lớn nhất 88%và trung bình thấp nhất đạt 77%.
- Tổng số giờ nắng trung bình tháng khoảng 113giờ/tháng.
- Lượng mưa trung bình tháng lớn nhất là tháng 7 và tháng nhỏ nhất là tháng 2.

+ Nước trong lớp phủ đệ tứ: lớp phủ đệ tứ có thành phần cuội, sạn, cát, sét và
đất trồng, chiều dày từ vài mét đến 9 - 10m. Lớp này có đặc điểm về mùa mưa thì
gần như bão hoà nước, nhưng mùa khô thì gần như cạn kiệt nước. Nguồn bổ sung
và cung cấp nước là nước mưa, miền thoát nước là các tầng đá của tầng chứa than.
+ Nước trong địa tầng chứa than: tầng chứa nước trong địa tầng chứa than có
thành phần chủ yếu là đá vôi, sét và một số lớp cát, bột kết và bột kết vôi. Phần
nông trong các lớp đá vôi sét có hang cactơ.
1.1.3. Đặc điểm địa hình địa chất mỏ than Khánh Hoà
a/ Địa hình mỏ than Khánh Hoà:
Mỏ than Khánh Hoà nằm trong thung lũng kéo dài huớng Tây Bắc – Đông
Nam, với chiều dài khoảng 6km, chiều rộng 600-700m. Địa hình trong lòng thung
lũng dốc từ phía Tây Bắc (với độ cao trung bình khoảng 32m) xuống phía Đông
Nam (độ cao trung bình khoảng 28m). Phía Nam và Đông Nam thung lũng là các
dải đồi thấp với độ cao từ +30m đến +70m và có một số đỉnh đồi có độ cao +150m.
b/ Địa chất:
Địa tầng: Trầm tích chứa than của mỏ Khánh Hoà được xếp vào hệ trias,
thống lượng, bậc Nori-Rêti, điệp Bá Sơn (T
3
n-rbs Bá Sơn). Tầng trầm tích này phân
bố từ Cao Ngạn qua Quán Triều dọc theo thung lũng Nam Tiền làng Ngò An
Khánh-Bá Sơn với chiều dài trên 6km. Thành phần bao gồm:
Các lớp hạt thô: gồm sạn kết, bột kết chiếm tỉ lệ không lớn.
1.1.4. Hoạt động khai thác và đổ thải tại mỏ than Khánh Hòa
Tính từ năm 1954 đến 2006, mỏ than Khánh Hòa khai thác được gần
5.000.000 tấn. Tính riêng từ năm 1980 đến 2006, tổng sản lượng than nguyên khai
khai thác tại mỏ là 3.702.331 tấn. Quá trình khai thác lộ thiên đã làm thay đổi địa
hình nguyên thủy của khu vực [3]. Trong 5 năm gần đây sản lượng than khai thác
tăng đáng kể (trong năm 2011 đã bóc 7.5910.000 m
3
đất đá; khai thác được 705.000

- Quá trình đổ thải làm thay đổi đáng kể các đặc tính vật lý, hoá học của cả
hệ thống tự nhiên [15].
1.2.1. Thành phần chất thải và đặc điểm các bãi thải mỏ
Sau quá trình khai thác và sàng lọc để thu lấy than sẽ thải ra lượng lớn đất đá
và một phần là lưu huỳnh còn lẫn trong đất đá. Hiện công ty than Khánh Hòa có 2
bãi đổ thải (bãi thải Nam và bãi thải Tây) nằm trên địa bàn xã Phúc Hà. Bãi thải
Nam có 6 tầng đổ thải, đỉnh cao nhất là +160m, khoảng cách từ chân bãi thải đến
đỉnh cao nhất là 300m; bãi thải Tây có 3 tầng đổ thải, đỉnh cao nhất là +80m.
Nhưng cho đến thời điểm hiện tại đỉnh cao nhất của bãi thải Nam đã lên tới gần
+190m trong khi theo thiết kế chỉ được cao tới +150m. Trong khoảng cách 200m
tính từ chân bãi thải có 288 hộ sinh sống và một số công trình trụ sở hành chính của
địa phương gồm trụ sở Đảng ủy - UBND xã, trường mầm non, trạm y tế… Trong
đó có 112 hộ nằm trong phạm vi từ 0m - 12m; 85 hộ nằm trong phạm vi 50m -
100m; 91 hộ nằm trong phạm vi 100m - 200m tính từ chân bãi thải [3].
1.2.2. Ảnh hƣởng của nƣớc thải mỏ đến môi trƣờng nƣớc ở các lƣu vực
xung quanh
Ảnh hưởng từ nước thải mỏ đã làm cho chất lượng nước mặt tại các điểm
sông, suối, ao, hồ khu vực lân cận mỏ than bị suy giảm. Trong đó, chất lượng nước
mặt tại lưu vực bao quanh mỏ có dấu hiệu ô nhiễm nặng về chất rắn lơ lửng, độ đục.
Trong nước thải mỏ có nguyên tố lưu huỳnh là kết quả quá trình hoạt động của vi
sinh vật. Than để lâu ngày, lưu huỳnh sunphat sinh ra thay thế dần lưu huỳnh pyrit.
Sunphat nằm ở dạng muối sắt và axit sunfuric là những chất tan trong nước, đây
cũng là nguyên nhân làm cho hàm lượng các ion SO
4
2-
cao trong nước thải mỏ cũng
như các lưu vực bao quanh mỏ.
Hoạt động khai thác than lộ thiên còn làm hạ thấp tầng chứa nước ngầm, làm
suy giảm trữ lượng nước và có nguy cơ bị axit hóa cao.
Lưu lượng nước thải trung bình mỗi ngày xả ra ngoài môi trường do các hoạt

giao thông, máy móc hoạt động trên công trường. Vào mùa khô, lượng nước
moong là không đáng kể.
1.2.3. Nguy cơ tiềm ẩn tại các bãi đổ thải do đặc tính keo của sét trong
thành phần thải
Trên thế giới đã xảy ra rất nhiều tai biến sạt lợ tại các vùng xung yếu về nền
địa chất cũng như tại các bãi đổ thải mà nguyên nhân là do “hoạt động” của thành
phần sét trong đất. Khoáng sét có khả năng hút giữ nước, trương nở và “di động”
trong môi trường lỏng khi tồn tại ở trạng thái tán keo. Do vậy, việc xác định khả
năng “di động” của khoáng sét là hết sức cần thiết đối với việc quản lý và ngăn
ngừa các thảm họa sạt lở tại các bãi đổ thải.
1.2.3.1. Cơ chế hoạt động của keo sét và vấn đề ô nhiễm môi trƣờng nƣớc
xung quanh bãi thải mỏ
Các keo sét thuộc loại keo vô cơ, là các khoáng vật thứ sinh alumin silicat,
được hình thành do sự biến đổi từ các khoáng vật nguyên sinh trong quá trình
phong hoá hình thành đất, phân bố rộng rãi trong các loại đất. Các khoáng vật này là
thành phần chủ yếu của cấp hạt sét vì vậy chúng được gọi là các khoáng vật sét.
Chúng được phân biệt với nhau bởi mức độ phân tán cao, không tan trong nước.
Trong đất có nhiều loại keo sét, nhưng trong chúng có vai trò quan trọng nhất
là các keo sét nhóm kaolinit, montmorilonit và hydromica.
Ðặc điểm chung của các keo sét là chúng có cấu tạo lớp giống như mica và
sự thay thế đồng hình.
+ Cấu tạo lớp của keo sét được tạo thành do sự liên kết của phiến khối tứ diện
ôxit silic và phiến khối bát diện gipxit.
+ Hiện tượng thay thế đồng hình
- Ở một số khoáng vật, trong đó có các khoáng sét có hiện tượng một số
nguyên tố trong mạng lưới tinh thể của chúng có thể bị các nguyên tố khác ở bên
ngoài vào thay thế. Sự thay thế này không làm thay đổi hình dạng của khoáng vật
mà chỉ thay đổi tính chất. Vì thế gọi là hiện tượng thay thế đồng hình[1].
1.2.3.2. Cơ chế phân tán khoáng sét
Khoáng sét có những đặc trưng riêng về hình thái cấu tạo tinh thể và có sự

< NH
4
+
< Mg
2+
< Ca
2+
< Al
3+

Các anion được nhìn nhận là một trong những nguyên nhân thúc đẩy sự tán
keo. Sự có mặt của các anion này làm biến đổi một lớp điện kép thông qua hai cơ
chế: làm tăng điện tích âm trên bề mặt hoặc cạnh tranh hấp phụ vào các vị trí mang
điện tích dương trên “ bề mặt rìa”. Các anion hữu cơ là keo âm, do đó khi bị hấp
phụ trong cấu trúc khoáng sét sẽ làm điện tích âm tổng thể của khoáng sét tăng
thêm. Kết quả là các anion hữu cơ có mặt càng nhiều thì sự tán keo càng được tăng
cường. Nghiên cứu trong những chất giàu hữu cơ đều cho thấy khoáng sét bị rửa
trôi với tốc độ nhanh hơn. Hiện tượng này là do sự tán keo của khoáng sét trong
dung dịch đất dưới ảnh hưởng của chất hữu cơ đất. Trong môi trường có phản ứng
axit, các anion vô cơ thường bị hấp phụ trên “bề mặt rìa” – nơi các vị trí mang điện
tích dương tồn tại. Liên kết anion - “bề mặt rìa” sẽ cạnh tranh và làm giảm các liên
kết “bề mặt lớn” - “bề mặt rìa” (card house - được biết đến như một nguyên nhân
gây tụ keo), và do đó xúc tác cho sự tán keo. Các anion hóa trị càng cao thì khả
năng hấp phụ vào “bề mặt rìa” càng lớn, và do đó thúc đẩy sự tán keo nhiều hơn.
Khả năng xúc tác cho quá trình tán keo tuân theo thứ tự sau: PO
4
3-
> SO
4
2-

và thời gian quá lâu thì sự trương nở sẽ phá vỡ cấu trúc đất, gây bí và thiếu oxy.
Ngoài ra sự có mặt của các ion trong đất cũng làm ảnh hưởng tới khả năng
hấp phụ của khoáng sét. Khoáng sét hấp phụ cation hay anion tùy thuộc vào bản chất
mang điện. Nếu lượng ion để hấp phụ quá lớn thì bản thân khoáng sét có sự chọn lọc
các yếu tố mang điện tích phù hợp và đẩy những ion mang điện không phù hợp.
Như vậy giữa các tính chất lý – hóa học đất và khoáng sét trong đất có mối
quan hệ hết sức mật thiết. Tương tác qua lại giữa sét và các thành phần khác
trong đất và cùng với những tác động đến đặc tính keo của cấp hạt sét sẽ được tìm
hiểu kỹ lưỡng trong nghiên cứu này.
Chƣơng II
ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tƣợng nghiên cứu
Mẫu nước mặt được lấy dọc trên suối Tân Long đoạn trước và sau khi chảy
qua khu vực mỏ than Khánh Hòa, nằm trên địa phận: xã Sơn Cẩm, huyện Phú
Lương, tỉnh Thái Nguyên; xã Phúc Hà và phường Tân Long, thành phố Thái
Nguyên, tỉnh Thái Nguyên. Cụ thể vị trí lấy mẫu như sau:
- Mẫu nước mặt 1 kí hiệu (NM -1): lấy trên suối Tân Long, trước điểm tiếp
nhận nước thải của mỏ than Khánh hòa khoảng 500m về phía thượng lưu. Tọa độ:
21
0
36’805” Độ Vĩ Bắc; 105
0
46’759” Độ Kinh Đông.
- Mẫu nước mặt 2, 3, 4 kí hiệu (NM - 2, 3, 4): lấy trên suối Tân Long, sau
điểm tiếp nhận nước thải của mỏ than Khánh hòa ở các khoảng cách 500; 1500,
2500m về phía hạ lưu; (Tọa độ: 21
0
36’680” - 21
0

pháp liệt kê trong bảng 2.1.
Bảng 2.1. Các phương pháp phân tích nước
STT
Thông Số
Phƣơng Pháp
(*)

Mô tả
1
Nhiệt độ
Nhiệt kế
-
2
pH
Máy đo pH
Đo điện thế dùng điện cực thuỷ tinh
3
Độ đục
Máy đo độ đục
Dựa trên sự so sánh của cường độ phân
tán ánh sáng bởi một chất lơ lửng trong
những điều kiện xác định và cường độ
phân tán ánh sáng của mẫu ở cùng điều
kiện.
4
Chất rắn lơ lửng
(SS)
Khối lượng
(SMEWW-2540 D)
Mẫu được lọc qua giấy lọc 0,45 µm,

quang
Dựa vào kết tủa Ion Sunphat bằng bari
clorid trong môi trường axit, lọc dung
dịch qua giấy lọc không tro đem nung
ở nhiệt độ 800
0
C, để nguội trong bình
hút ẩm và cân.
• Đối với đất: dựa vào khả năng kết tủa
của ion SO
4
2-
có trong dịch lọc kết hợp
với Ba
2+
để tạo ra kết tủa BaSO
4
màu
trắng. Đem so độ đục ở bước sóng 600
nm.
8
Kim loại nặng
(Cu, Pb, Zn,
Cd)
Von-ampe hòa tan
xung vi phân
(DP-ASV) trên điện
cực giọt thủy ngân
treo (HMDE)
• Phân hủy mẫu: đun sôi mẫu nước với

2.2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu mẫu trầm tích và mẫu đất
- Quy trình tách cấp hạt sét:
Cấp hạt sét (< 2 µm) được tách ra khỏi các cấp hạt có kích thước lớn hơn
trong mẫu đất, trầm tích thải theo phương pháp phân tán và gạn trong cột lắng. Cấp
hạt sét tách ra từ cột lắng được pha trong nước cất 2 lần để tạo dung dịch huyền phù
có hàm lượng sét ~ 5mg.mL
-1
để phục vụ cho các thí nghiệm tán keo. Quy trình
thực hiện cụ thể như sau:
50g mẫu trầm tích được hòa vào 1L nước cất và lắc trên máy lắc trong
23h. Sau đó huyền phù được chuyển vào cột lắng có độ cao 40 cm. Sau 22h11’
phần dung dịch ở phía trên (0-30cm) chứa duy nhất cấp hạt sét được hút ra qua
ống hút. Quá trình này được lặp lại 4 lần để đạt được hiệu suất tách sét lớn
nhất. Huyền phù chứa cấp hạt sét pha loãng với nước cất 2 lần để có đuợc dung
dịch làm việc với hàm lượng 5mg.mL
-1
(*). Dung dịch (*) sẽ được sử dụng để
nghiên cứu các thị nghiệm tụ keo và tán keo.
- Xác định thành phần khoáng sét bằng nhiễu xạ tia X:
Phương pháp nhiễu xạ định hướng (Oriented-mount) được sử dụng để xác
định thành phần khoáng sét trong mẫu đất và trầm tích. Thiết bị được sử dụng trong
phương pháp là các chùm tia X song song chiếu vào lớp mỏng mẫu bột phân tán
trên một mặt phẳng (thường là mặt lam kính). Các chùm tia X bị phân tách bởi
một detector mà mỗi nhiễu xạ hình chóp được phân biệt trên một cung tròn riêng
rẽ. Do vậy mà một loạt các giải nhiễu xạ được ghi lại thành một đường liên tục.
Cường độ nhiễu xạ hoặc được ghi lại trên giấy hoặc được ghi lại trên đĩa. Quy trình
được thực hiện như sau:
Mẫu sét được bão hòa với các cation K
+
và Mg

: 0,1 - 1 mmol.L
-1
).
Mẫu được phân tán bằng rung siêu âm (Elma S30h) trong thời gian 30s, giữ
yên trong 2h, sau đó hút 2ml dung dịch ở phần trên cùng của ống nghiệm chuyển
vào cuvet. Độ truyền qua (T%) của dung dịch được xác định tại bước sóng 600
nm. Độ truyền qua lớn biểu thị cho dung dịch không bị vẩn đục và các hạt sét tồn
tại ở trạng thái gel (tụ keo). Ngược lại độ truyền qua nhỏ chứng tỏ dung dịch
vẩn đục và các hạt sét tồn tại ở trạng thái sol (tán keo).
Ảnh hưởng của pH đến sự keo tụ của sét được xác định trong các môi trường
có giá trị pH 1 – 10: Hút 2 mL dung dịch làm việc (*) cho vào ống nghiệm, dung
dịch HCl và NaOH được sử dụng để điều chỉnh pH về giá trị định sẵn và tổng thể
tích trong ống nghiệm là 10 mL. Sau đó, mẫu được xử lý rung siêu âm và tiến hành
xác định độ truyền qua của dung dịch tương tự như thí nghiệm về ảnh hưởng của
các cation.