Luận văn thạc sĩ
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU.........................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ..................................................................................2
1.1.

Laterit .........................................................................................................2

1.1.1. Giới thiệu về laterit..................................................................................2
1.1.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng laterit ...................................................4
1.2. Florua và các phương pháp xử lý florua ..........................................................5
1.2.1. Nguồn gốc và phân bố florua ..................................................................5
1.2.2. Tính chất vật lí và hóa học của florua .....................................................6
1.2.3. Độc tính của florua ..................................................................................6
1.2.4. Tình hình ô nhiễm florua hiện nay tại Việt Nam ....................................8
1.2.5. Các phương pháp xử lý florua ...............................................................11
1.3. Ô nhiễm photphat và các phương pháp xử lý. ...............................................20
1.3.1. Ô nhiễm photphat. .................................................................................20
1.3.2. Xử lý ô nhiễm photphat.........................................................................21
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM............................................................................25
2.1. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu của luận văn .............................................25
2.1.1. Mục tiêu nghiên cứu ..............................................................................25
2.1.2. Nội dung nghiên cứu .............................................................................25
Đánh giá khả năng hấp phụ florua và photphat của vật liệu. ................................25
2.2. Hóa chất, dụng cụ...........................................................................................25
2.2.1. Dụng cụ .................................................................................................25
2.2.2. Hóa chất và vật liệu ...............................................................................25
2.3. Các phương pháp phân tích sử dụng trong thực nghiệm ...............................27
2.3.1. Phương pháp xác định F- .......................................................................27
2.3.2. Phương pháp xác định PO43- ...................................................................28
2.4. Các phương pháp nghiên cứu đặc trưng cấu trúc của vật liệu .......................29

PO43- 54
3.6. Khảo sát ảnh hưởng của ion cạnh tranh đến quá trình hấp phụ florua và
photphat.................................................................................................................57
3.6.1. Ảnh hưởng của ion HCO3-.....................................................................57
3.6.2. Ảnh hưởng của ion SO42-.......................................................................58
3.6.3. Ảnh hưởng của ion F- đối với PO43-. .....................................................59
3.6.4. Ảnh hưởng của PO43- đối với F- ............................................................60
KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO

Đặng Thị Thu Hương

Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường


Luận văn thạc sĩ
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Kết quả tỉ lệ % mắc bệnh Fluorosis theo giới tính của ba huyện Tây Sơn
và An Nhơn, Vân Canh................................................................................................8
Bảng 1.2. Kết quả tỉ lệ % mắc bệnh Fluorosis theo độ tuổi của ba huyện Tây Sơn
và An Nhơn, Vân Canh................................................................................................9
Bảng 1.3. Tích số tan của một số hợp chất photphat với canxi, sắt, nhôm ở 25oC..22
Bảng2.1. Mối quan hệ giữa nồng độ florua và độ hấp phụ quang (Abs) theo phương
pháp SPADNS ...........................................................................................................27
Bảng 2.2. Mối quan hệ giữa nồng độ photphat và độ hấp phụ quang Abs...............28
Bảng 3.1. Thời gian cân bằng hấp phụ Florua bằng Laterit thô..............................39
Bảng 3.2. Kết quả khảo sát tải trọng hấp phụ F- của vật liệu laterit thô .................40
Bảng 3.4. Khảo sát tải trọng hấp phụ Photphat cực đại của Laterit thô..................43
Bảng 3.5. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ axit HCl biến tính tới khả năng
hấp phụ F- và PO43- ...................................................................................................45

Hình 2.6. Đồ thị dạng tuyến tính của phương trình Langmuir .................................35
Hình 2.7.Đường hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich.......................................................35
Hình 2.8.Đồ thị dạng tuyến tính của phương trình Freundlich.................................36
Hình 2.9. Đồ thị xác định pHpzc của vật liệu .............................................................38
Hình 3.1. Đồ thị biểu diễn thời gian cân bằng hấp phụ Florua .................................39
Hình 3.2. Đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir của Laterit thô...............................41
Hình 3.3. Đường hấp phụ Freundlich của vật liệu Laterit thô ..................................41
Hình 3.4. Khảo sát thời gian cân bằng hấp phụ PO43-...............................................42
Hình 3.5. Phương trình tuyến tính Langmuir mô tả quá trình ..................................43
hấp phụ PO43- của vật liệu Laterit thô. ......................................................................43
Hình 3.6. Phương trình tuyến tính Freundlich mô tả quá trình.................................44
Hình 3.7. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ axit HCl hoạt hóa tới ...........................45
Hình 3.8. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng Lantan đến khả năng .......................46
Hình 3.9. Hình ảnh bề mặt vật liệu Laterit sau biến tính qua ...................................47
Hình 3.10. Kết quả xác định thành phần theo phương pháp EDX............................48
Hình 3.11. Phổ EDX của laterit thô ..........................................................................48
Hình 3.12. Phổ EDX của laterit sau biến tính ...........................................................49
Hình 3.13. Đồ thị xác định pHpzc của vật liệu ...........................................................50
Hình 3.14. Khảo sát sự ảnh hưởng của pH đến sự hấp phụ của F- ...........................51
Hình 3.15. Khảo sát sự ảnh hưởng của pH đến sự hấp phụ của PO43- ......................52
Hình 3.16. Khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ của F- ......................................53
Hình 3.17. Khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ của PO43- ................................53

Đặng Thị Thu Hương

Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường


Luận văn thạc sĩ
Hình 3.18. Đường tuyến tính Langmuir của vật liệu đối với F- ................................54

Việc xử lý các nguồn nước thải có chứa Flo và Photphat đã đặt ra và thực
hiện từ lâu nhưng trên thực tế chưa được thực hiện triệt để đối với các cơ sở sản
xuất có nguồn nước thải Flo và Photphat cao.
Laterit từ lâu đã được sử dụng để làm sạch nước. Tuy nhiên, tải trọng hấp
phụ của laterit thô hấp phụ Flo và Photphat chưa cao như mong đợi, chúng tôi đã
thực hiện nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu biến tính quặng Laterit làm vật liệu
hấp phụ xử lý ion Florua và Photphat trong nước thải.” với mong muốn tìm
hiểu và tìm kiếm được vật liệu mới để hấp phụ, loại bỏ Flo và Photphat, làm giảm
tình trạng ô nhiễm môi trường đang đe dọa lên cuộc sống của con người

Đặng Thị Thu Hương

1

Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường


Luận văn thạc sĩ
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1.

Laterit

1.1.1. Giới thiệu về laterit
Laterit là loại đất giàu chất sắt và nhôm, hình thành ở vùng nhiệt đới nóng và ẩm
ướt. Laterit có màu đỏ là màu của ion sắt. Laterit được hình thành trong quá trình
rửa trôi các nguyên tố đá mẹ đặc biệt là các nguyên tố dễ bị hòa tan như Si, Na, K,
Ca, Mg,... sau đó có sự tích tụ tuyệt đối các ion Fe, Al, Mn trong các tầng đất, dưới
tác động của các điều kiện môi trường như sự phong hóa, dòng chảy, mạch nước
ngầm thay đổi, mất thảm phủ, xói mòn,... Các cation này có sẵn trong môi trường


Hình 1.1. Sơ đồ quá trình laterit hóa

Thành phần và đặc điểm của laterit
Trong đá ong thành phần chủ yếu là hydroxit oxit sắt ngậm nước hay không
ngậm nước hoặc mangan và một phần oxit nhôm. Sự hình thành đá ong chỉ khác với
quá trình laterit là ion Fe2+ thường tập trung ở các vùng tương đối thấp có khả năng
từng là một dòng nước thổ nhưỡng hoặc dòng nước mặn trong mùa mưa. Trong
tầng nước thổ nhưỡng gần mặt đất chứa nhiều ion Fe2+. Các ion Fe2+ dễ dàng bị oxi
hóa thành ion Fe3+ khi có điều kiện tiếp xúc với oxy, chúng sẽ bị oxy hóa. Các oxit
của chúng liên kết với các nhân là hạt keo sắt kaolinit để tạo thành mạng lưới dày
đặc, khi mất nước chúng liên kết ngày càng chặt hơn.
Tùy loại đá ong người ta chia ra:

Đặng Thị Thu Hương

3

Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường


Luận văn thạc sĩ
-

Đá ong tản kiểu buhanran.

-

Đá ong tản tổ ong, có nhiều lỗ, lỗ nhỏ như tổ ong


hơi thấm, vì vậy các lớp này có chức năng dẫn mạch nước ngầm ở các khu vực
nông thôn. Ở một số địa phương người ta sử dụng laterit có sẵn để loại bỏ photpho
và kim loại nặng để xử lí nước thải.
Laterit là một nguồn quặng: Quặng tồn tại chủ yếu trong các khoáng vật và
hidroxit, gibbsite, boehmite và diaspore, giống như các thành phần của bauxite. Ở
Bắc Ireland người ta từng coi laterit như một nguồn cung cấp chính quặng sắt và
nhôm. Quặng đá ong cũng là nguồn quan trọng đầu tiên cung cấp niken.

Đặng Thị Thu Hương

4

Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường


Luận văn thạc sĩ
1.2.

Florua và các phương pháp xử lý florua

1.2.1. Nguồn gốc và phân bố florua
Trong tự nhiên flo gặp chủ yếu ở dạng ion florua hóa trị một, là thành phần
của các khoáng như floapatit [(Ca10F2)PO4)6], criolit( Na3AlF6) flospa (CaF2). Nó là
một thành phần chung của đất, trung bình 200 mg/Lkg trên toàn thế giới. Florua
cũng có trong nước tự nhiên, trung bình khoảng 0,2 mg/L ( Châu Âu và Bắc Mỹ),
Trong nước biển nồng độ florua vào khoảng 1,2 mg/L. Tính chung flo là nguyên tố
có độ giàu thứ 13 trên trái đất, chiếm 0,03% vỏ trái đất.
Flo được thải vào môi trường từ nhiều nguồn khác nhau. Khí florua (phần
lớn là HF) được phát ra do hoạt động của núi lửa và bởi một số ngành công nghiệp
khác nhau. Flo ở dạng khí và dạng hạt là sản phẩm phụ của hoạt động đốt than (than

1.2.2. Tính chất vật lí và hóa học của florua
Ở điều kiện thường, flo là chất khí có màu lục nhạt, dung dịch của nó có màu
vàng nhạt. Flo tan trong HF lỏng, có mùi xốc khó chịu và rất độc, là chất không
phân cực. Flo tan tương đối ít trong nước. Khi làm lạnh dung dịch nước, flo tách ra
ở dạng tinh thể hidrat F2.8H2O. Lực tương tác giữa phân tử flo và nước bằng lực
Vandecvan. Flo tan nhiều trong các dung môi hữu cơ như C6H6, CS2,...
-

Một vài tính chất của flo [5, 9]

tosôi = -219,6oC

Độ dài liên kết X-X = 1,42 Ao

tonóng chảy = -187,0oC

Năng lượng hidrat hóa của X = 121 Kcal/ptg

Năng lượng liên kết = 37 Kcl/l Thế điện cực chuẩn = 2,87V
-

Năng lượng ion hóa rất cao của ion giải thích sự không tồn tại của ion flo

dương. Ở điều kiện thường flo là một chất khí không màu, nếu lớp dày thì có màu
lục nhạt. Flo là chất oxi hóa mạnh có thể tác dụng với tất cả các nguyên tố trừ N.
Khả năng khử không thể hiện ở flo.
Các hợp chất của flo với kim loại quan trọng là NaF, KF, CaF2, trong đó
CaF2 là một trong những muối quan trọng nhất của axit HF.
1.2.3. Độc tính của florua
Florua có ảnh hưởng bệnh lí học lên cả thực vật và động vật [3].

Sự ô nhiễm không khí có chứa florua có khả năng gây ra sự phá hủy rộng lớn
hơn đối với vật nuôi ở các nước công nghiệp phát triển so với bất kỳ các chất gây ô
nhiễm nào khác. Các triệu chứng ảnh hưởng thấy rõ là: Sự vôi hóa khác thường của
xương và răng, bộ dạng cứng nhắc, thân mảnh, lông xù, giảm cho sữa giảm cân.
Con người: Bệnh nhiễm flo nghề nghiệp đã được chuẩn đoán ở các công
nhân ở các xí nghiệp, đặc biệt là xí nghiệp luyện nhôm và phân bón photphat, mức
nhiễm flo xương đạt tới 2.000 mg/kg. Do lượng flo quá mức, men răng mất đi độ
bóng của răng. Florua được tích lũy chủ yếu ở dưới khớp cổ, đầu gối, xương chậu
và xương vai, gây khó khăn khi di chuyển hoặc đi bộ. Các triệu chứng của xương
nhiễm flo tương tự như cột sống dính khớp hoặc viêm khớp, xương sống bị dính lại
với nhau và cuối cùng nạn nhân có thể bị tê liệt. Nó thậm chí có thể dẫn đến ung thư
và cuối cùng là cột sống lớn, khớp lớn, cơ bắp và hệ thần kinh bị tổn hại. Bên cạnh
đó tiêu thụ quá nhiều florua có thể dẫn đến hàng loạt các tác hại như: Thoái hóa sợi
cơ, nồng độ hemoglobin thấp đi, dị dạng hồng cầu, nhức đầu, phát ban da, thần kinh
căng thẳng, trầm cảm, các vấn đề về đường tiêu hóa và tiết niệu, ngứa ran ở các
ngón tay và ngón chân, giảm khả năng miễn dịch, phá thai, phá hủy các enzim,..
Bằng chứng về ung thư ở cộng đồng nhiễm florua ở mức cao có sự tranh cãi.
Một số vượt quá mức bình thường bị ung thư đường hô hấp ở các mỏ flospar đã
được công bố ở Canada và một số nơi (Colorado).

Đặng Thị Thu Hương

7

Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường


Luận văn thạc sĩ
1.2.4. Tình hình ô nhiễm florua hiện nay tại Việt Nam
Tại một số địa phương thuộc huyện Tây Sơn và An Nhơn, Vân Canh, tỉnh

%
khám

Số
mắc

An Nhơn 9.582

612

6,4

4.745

301

6,3

4.837

311

Tỷ
lệ
%
6,4

Tây Sơn

6.807


730

9

1,2

9,6

8.878

845

9,5

8.991

862

9,6

Canh
Tổng

17.869 1.707

Đặng Thị Thu Hương

8


172

5,5

3.089

202

6,5

3.358

238

Tỷ
lệ
%
7,1

An

3.135

Tây Sơn

2.175

317

14,6


2,2

5.766

490

8,5

5.743

550

9,6

6.360

667

10,5

Nhơn

Canh
Tổng

Khảo sát ban đầu tại các cộng đồng có tỉ lệ trẻ em nhiễm florua răng tại ba
huyện nói trên cho thấy các nguồn nước ngầm dùng cho ăn uống và sinh hoạt có
hàm lượng flo cao vượt tiêu chuẩn cho phép (1,5 mg/l), có nơi lên đến 6,0 mg/l.
Nguyên nhân gây nên bệnh Fluorosis là do hấp thu một lượng lớn flo trong

răng và xương khớp.
- Tỉnh Khánh Hòa:
Tại huyện Ninh Hòa-Khánh Hòa, y tế địa phương đã phát hiện nhiều người
dân bị nhiễm flo răng. Tại Ninh Hòa bệnh “chết răng” đã được bệnh viện Ninh Hòa
phát hiện từ những năm 90. Báo cáo của đoàn địa chất Việt Tiệp cho biết nước
ngầm ở vùng Ninh Hòa có chứa nồng độ flo khá cao ( 2-13ppm). Ông Lê Văn
Hùng, Giám đốc trung tâm NS-VSMTNT Khánh Hòa cho biết: Không chỉ Ninh
Hòa có nguồn nước ngầm bị nhiễm nặng flo mà tại huyện Ninh Xuân còn có nhiều
xã khác như: Ninh Trung, Ninh Phụng, Ninh Thuận...nguồn nước ngầm cũng bị
nhiễm nặng flo. Hàm lượng flo trong nguồn nước giếng đào tại Ninh Xuân phổ
biến từ 3-14ppm [9].
- Tại huyện Ninh Phước tỉnh Ninh Thuận:
Mẫu nước được lấy theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 6000-1995) và ( ISO
5667-1992) và chúng được phân tích sắc ký ion sử dụng đầu dò độ dẫn. Nồng độ flo
lại hai xã Phước Hà và Nhị Hà vượt khoảng 6 lần so với mức cho phép (TCVN
5944-1995).
Nguyên nhân dẫn đễn ô nhiễm flo ở Ninh Hòa được nhiều nhà nghiên cứu
quan tâm [9]. Căn cứ vào tài liệu nghiên cứu địa chất thì vùng Ninh Hòa, cũng như
suốt các dải ven biển Nam Trung Bộ rất phát triển đá Macma thâm nhập và phun
trào có thành phần axit. Trong quá trình phong hóa các đá Macma axit một lượng
flo được giải phóng và phân tán vào môi trường nước. Các nguồn nước khoáng giàu

Đặng Thị Thu Hương

10

Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường


Luận văn thạc sĩ

Đặng Thị Thu Hương

11

Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường


Luận văn thạc sĩ
florua. Tuy nhiên một số nhược điểm của kỹ thuật này cũng đã được báo cáo của
vài nhà nghiên cứu, ví dụ như nồng độ nhôm cao còn lại ( 2-7mg/l) trong nước đã
xử lí cao hơn các tiêu chuẩn WHO: 0,2 mg/l.
- Trong số các phương pháp khác nhau loại bỏ florua từ nước uống, quá trình
hấp phụ được sử dụng rộng rãi và cho kết quả khả quan và là một phương pháp hiệu
quả hơn cho việc loại bỏ florua về chi phí, thiết kế và vận hành đơn giản. Chất hấp
phụ truyền thống và phi truyền thống khác nhau đã được đánh giá cho việc loại bỏ
florua dưới đây:
Kỹ thuật hấp phụ[4]
Mặc dù phương pháp màng xử lý F- một cách hiệu quả đến mức có thể chấp
nhận được, nhưng phương pháp hấp phụ vẫn có vị trí quan trọng trong nghiên cứu
loại bỏ florua do khả năng ứng dụng thực tế cao và chi phí thấp hơn. Bản chất của
chất hấp phụ florua dựa trên khoáng chất, đặc biệt là đất sét có chứa oxit sắt, oxit
nhôm và silic. Về lý thuyết, hấp phụ florua trên các hạt rắn phải gồm ba bước:
+ Khuếch tán và vận chuyển các ion F- một cách hiệu quả đến bề mặt ngoài
của vật liệu hấp phụ từ dung dịch trên bề mặt phân cách pha xung quanh các hạt vật
liệu hấp phụ, được gọi là chuyển khối ngoài.
+ Hấp phụ các ion F- trên bề mặt hạt.
+ Các ion F- có thể trao đổi với cấu trúc bên trong hạt vật liệu hấp phụ, phụ
thuộc vào thành phần hóa học của chất rắn, hoặc của các ion florua được hấp phụ
chuyển đến bề mặt của lỗ xốp (khuếch tán trong hạt).
Để đánh giá một chất hấp phụ cho mục đích ứng dụng thực tế, cần phải xem

hấp phụ thấp. Ở pH cố định (5-7,5) quá trình hấp phụ phù hợp với phương trình
Langmuir (tải trọng hấp phụ cực đại khoảng 19 mg/g). Để trở thành vật liệu hấp phụ
nhôm hiệu quả phải được biến tính bằng nhiệt. Vật liệu khi nhiệt phân thường là
gibbsite, Al(OH)3, hoặc vật liệu có chứa gibbsite, có thể nâng nhiệt độ từ từ hoặc
nhanh chóng bằng cách nung thành sản phẩm tinh thể ở nhiệt độ cao. Phân hủy
chậm thường đạt được bằng hơi nước trong khi sự phân hủy xảy ra nhanh chóng ở
trong lò 400-8000C và thời gian tiếp xúc trong 1 giây hoặc ít hơn. Nhôm được biến
tính nhanh chóng bằng cách chuyển gibbsite thành Al2O3 với 0,2-1 mol nước kết
tinh cho mỗi mol Al2O3. Khi nung chậm thì thành phần tinh thể gibbsite hoặc nhôm
ít hơn.
So sánh nhôm hidrat hóa chưa xử lý nhiệt (UHA) và nhôm hidrat hóa đã xử
lý nhiệt (THA) từ quá trình thủy phân nhôm sunfat trong nước. So sánh các thông
số thời gian tiếp xúc, lượng chất hấp phụ, nhiệt độ trước khi hấp phụ, nhiệt độ trước
và sau khi hấp phụ, hàm lượng F- và pH ban đầu. Hiệu quả loại bỏ F- tăng khi tăng
nhiệt độ xử lý trên 2000C, nhưng nếu tăng nhiệt độ lên cao thì hiệu quả loại bỏ F- lại

Đặng Thị Thu Hương

13

Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường


Luận văn thạc sĩ
giảm. pH tối ưu với hấp phụ F- đối với cả hai vật liệu UHA và THA đều là pH=4,09,0. Các dữ liệu hấp phụ ở pH trung tính cũng phù hợp với mô hình hấp phụ của
THA và UHA lần lượt là 23,4 mg/g và 7 mg/g.
Thứ tự các ion hấp phụ chọn lọc trên nhôm hoạt tính ở pH = 5,5-8,5 được
báo cáo: OH- > H2AsO4- > Si(OH)3O- > HSeO3- > F- > SO42-> CrO42-> HCO3- > Cl> NO3- > Br- > I-.
Vật liệu nhôm hoạt tính được tái sinh bằng cách rửa giải bằng dung dịch
NaOH 4% để chiếm chỗ F- trên bề mặt vật liệu. Sau đó rửa giải bằng dung dịch axit

MAAA loại bỏ F- từ nước uống hiệu quả hơn nhôm hoạt tính. Loại bỏ được > 95%
F- (10mg/L) trong 3 giờ trong môi trường trung tính, xuống 0,5 mg/L. Khả năng hấp
phụ F- của MAAA phụ thuộc vào pH và bị giảm ở pH cao hơn. Tải trọng hấp phụ
cực đại F- là 10,12 mg/g. Hầu hết các ion cùng tồn tại được tìm thấy trong nguồn
nước tự nhiên có ảnh hưởng không đáng kể đến quá trình hấp phụ F-. Tuy nhiên,
nồng độ bicacbonat và sufat cao làm giảm khả năng hấp phụ F- .
• Nhôm mang theo oxit sắt
Hỗn hợp hidroxit của nhôm và sắt được tạo thành khi Al(OH)3 và Fe(OH)3
đồng kết tủa từ hỗn hợp muối clorua bằng NH3. Sau khi ngưng kết và làm khô, chất
hấp phụ thu được có khả năng hấp phụ F- tốt hơn Al(OH)3 hoặc Fe(OH)3 riêng lẻ.
Điều này cho thấy các hidroxit được gắn kết và không hoạt động độc lập, và các
phép đo vật lí các vật liệu kết luận rằng có một hợp chất mới. Quang phổ hồng
ngoại Fourier (FTIR) cho thấy sự có mặt một liên kết Fe-O-Al. Kính hiển vi điện tử
quét (SEM) cho thấy một hình thái bề bặt hầu như bất thường với độ xốp cao, cho
thấy diện tích bề mặt cao. Dung lượng hấp phụ đơn lớp của hỗn hợp hidroxit, xuất
phát từ hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir, lớn hơn các hidroxit tinh khiết. Các ion được
khảo sát như chất bị hấp phụ là F-, Cl-, Br-. Tại pH = 4, F- được hấp phụ tốt nhất ở
mức 88 mg/gram chất hấp phụ. Tương tự với khảo sát hấp phụ As(III) và As (V),
Sujana et al. (2009a) đã chuẩn bị một loạt các oxit Fe bằng Al vô định hình với các
tỉ lệ mol khác nhau và nghiên cứu khả năng hấp phụ F- bằng cách thay đổi điều
kiện thí nghiệm.
Farrah và Pickering (1986) nghiên cứu sự tương tác của dung dịch florua pha
loãng với các oxit sắt ngậm nước. Tang et al (2009) đã báo cáo một nghiên cứu chi
tiết về sự hấp phụ F- bằng cách sử dụng hạt hidroxit sắt thương mại. Tổng số thí
nghiệm bao gồm pH, cường độ ion và anion khác nhau cùng tồn tại như photphat,
sunfat, cacbonat và clorua để nghiên cứu khả năng hấp phụ.
• Nhôm mang thêm các khoáng chất canxi
Kỹ thuật Nalgonda, được đặt tên sau khi ngôi làng ở Andhra Pradesh, Ấn Độ
xuất hiện phương pháp này, dựa trên khả năng hấp phụ florua trên khối hidroxit


trí, ảnh hưởng cơ xương, hệ thống hô hấp và tim mạch (Nayak, 2002).
+ Nhiều người sử dụng không thích mùi vị của nước đã qua xử lý.
+ Phân tích vật liệu và nước đã qua xử lí cần thiết để tính liều lượng hóa chất
thêm vào, do nước biến động theo thời gian và theo mùa.
+ Chi phí bảo trì cao. Trung bình như những năm gần đây, một nhà máy
công suất 10.000 lít/ngày yêu cầu RS 3000 mỗi tháng.
+ Quá trình này không tự động, cần nhân viên quản lí thường xuyên.

Đặng Thị Thu Hương

16

Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường


Luận văn thạc sĩ
+ Cần không gian lớn để làm bùn khô.
+ Bị silicat, nhiệt độ gây bất lợi đến quá trình loại F-.
• Bauxit
Das và cộng sự (2005) nghiên cứu hấp phụ F- trên bauxit giàu titan biến tính
nhiệt (TRB). Biến tính ở nhiệt độ vừa phải (300-4500C) tăng lên rất nhiều khả năng
hấp phụ của TRB. Hấp phụ nhanh chóng và đạt mức tối đa trong vòng 90 phút. Sự
hấp phụ F- tăng khi pH tăng, đạt tối đa ở pH 5,5 đến 6,5 và sau đó giảm. Sự có mặt
các ion thường có trong nước uống không ảnh hưởng đến sự hấp phụ F- từ dung
dịch nước.
• Đá ong
Laterite thường chứa một lượng sắt lớn và một lượng nhỏ nhôm, crom,
coban, niken, mangan. Do hàm lượng sắt cao ở dạng goethite, một số nghiên cứu đã
được khảo sát hấp phụ F-. Gần đây Sujana et al. (2009b) đã so sánh khả năng hấp
phụ F- của các goethite khác nhau có chứa các vật liệu gel của Ấn Độ. Ảnh hưởng

được nghiên cứu cho đến nay Nam Phi là ví dụ, Puka đã được thực hiện và báo cáo
một nghiên cứu lớn về mối liên hệ giữa các thành phần đất sét, tiền xử lí của đất sét,
và đặc tính hấp phụ F- của nó.
• Đất sét nung
Nhiều nhà nghiên cứu đã nghiên cứu loại bỏ F- sử dụng đất sét nung. Hauge
của nhóm nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ nung đến hấp phụ F- bởi gốm. Tốc độ
và dung lượng hấp phụ F- liên kết khác nhau trên gốm với nhiệt độ nung khác nhau.
Đất sét nung 6000C là hiệu quả nhất. Nhiệt độ trên 7000C gây ra một sự suy giảm
gắn kết F-, và gốm được nung ở 9000C và cao hơn dường như không thể loại bỏ
được F- từ nước. Chất nung ở 5000C hoặc ít hơn bị nứt vỡ trong nước.
• Tẩm Lantan lên nhôm hoạt tính
Gần đây, nghiên cứu rộng rãi được thực hiện bằng cách tẩm AA với phèn,
magan, magie, sắt, liti, và lanthan nhằm cải thiện hấp thụ F. Trong số những
phương pháp này, tẩm Lanthan(La) đã được chứng minh có triển vọng nhất bởi ái
lực riêng biệt đối với F. Wasay và các cộng sự lần đầu thêm La lên AA bằng cách
trộn hạt AA đường kính 1mm với dung dịch La ở pH 7,5 trong 48h. Kết quả là vật
liệu tăng dung lượng hấp thụ F từ 3,31 mg/g lên đến 6,23 mg/g . Trong khi đó, tăng
cường loại bỏ F đã được báo cáo bằng cách tẩm La lên các vật liệu hỗ trợ khác như
gelatin, nhựa amberlite và chitosan.
Tuy nhiên , quy trình tổng hợp AA được pha tạp La (LAA) không hoàn toàn
tối ưu. La tẩm vào AA đạt được trước đó là 3,3%, khả năng có thể tăng lên để cải
thiện hấp thụ F. Chế tạo AA với sự phân phối thống nhất La là cần thiết. Ngoài ra,
cơ chế hấp phụ F lên LAA chưa được hiểu đúng về mực độ phân tử. Sự thiếu kiến

Đặng Thị Thu Hương

18

Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường


lên sự phát triển của việc mang lanthan lên bề mặt chitosan và dung lượng loại bỏ

Đặng Thị Thu Hương

19

Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường


Luận văn thạc sĩ
flo. Đặc trưng của chất hấp phụ được nghiên cứu bằng XRD, SEM và FTIR. Điều
kiện tối ưu để tổng hợp lanthan lên bề mặt chitosan bao gồm hàm lượng lanthan 20
% về khối lượng, thời gian khuấy:6h, nhiệt độ sấy:75o, dung lượng hấp phụ cực đại
trong 2h là 1,27 mg/g . Mẫu XRD của lanthan trên bề mặt chitosan được so sánh với
chitosan ban đầu cho thấy cấu trúc chitosan vẫn còn sau khi tẩm lanthan. SEM biểu
diễn sự tồn tại của các hạt hình cầu phân tán lên mạng chitosan. Các số liệu thực
nghiệm phù hợp với đường đẳng nhiệt Freundlich và theo động học thứ hai và ảnh
hưởng bởi khuếch tán nội hạt và là một quy trình phức tạp. Ảnh hưởng của pH và
ảnh hưởng của ion cản đến sự hấp thụ flo đã được nghiên cứu. Hiệu suất của vật
liệu mang lanthan lên bề mặt chitosan được so sánh với nhiều vật liệu khác loại bỏ
flo. Khả năng tái sinh và tái sử dụng của vật liệu đã được khảo sát.
1.3.

Ô nhiễm photphat và các phương pháp xử lý.

1.3.1. Ô nhiễm photphat.
Trong môi trường nước, P tồn tại ở các dạng: H2PO4-, HPO42-, PO43-, dạng
polymetaphotphat như: Na(PO3)6 và photphat hữu cơ. Muối photphat vô cơ được sử
dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp bao gồm: sản phẩm làm sạch, kem đánh
răng, bật lửa, công nghiệp dệt may, xử lý nước và phân bón.