LỜI CẢM ƠN
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới PGS.TS Trần Hồng Côn, người 
đã rất tận tình hướng dẫn giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô trong Khoa Hóa học ­ Đại học Khoa học 
Tự nhiên đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu.
Tôi xin trân trọng cảm  ơn chủ  nhiệm Đề  tài   KC.08.26/11­15, Bộ  Khoa học và 
công nghệ: “Nghiên cứu và  ứng dụng công nghệ tiến tiến, phù hợp xử  lý suy thoái  
môi trường nhằm sử dụng bền vững tài nguyên cho các vùng nuôi tôm các tỉnh ven  
biển Bắc bộ  và vùng nuôi cá Tra  ở  Đồng Bằng Sông Cửu Long”  đã tạo điều kiện 
cho tôi tham gia đề tài và sử dụng số liệu của đề tài vào luận văn nghiên cứu của tôi.
Đồng thời tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã động  
viên và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành tốt luận văn.
Hà Nội, ngày 5 tháng 12 năm 2014
HỌC VIÊN

Trương Thanh Ka


MỞ ĐẦU
Với đặc điểm địa lý trải dài theo bờ biển, Việt Nam là một trong những nước có 
thế  mạnh đặc biệt trong nuôi trồng thủy sản và phát triển theo hướng hàng hóa tập  
trung. Theo Tổng cục thống kê, năm 2013, sản lượng thủy sản ước tính đạt gần 6 triệu  
tấn. Trong đó cá đạt đạt 4,4 triệu tấn, tôm đạt 704 ngàn tấn. Năm 2013 diện tích nuôi  
tôm đạt hơn 65 ngàn ha, gần gấp 2 lần so với năm 2012, sản lượng tăng 56,5%, đạt 230 
ngàn tấn.
Trong những năm qua phong trào chuyển sử dụng đất từ trồng lúa sang nuôi tôm 
đã xuất hiện tại nhiều địa phương. Trong bốn vấn đề của hoạt động nuôi tôm bao gồm:  
thức ăn, giống, kỹ thuật sản xuất và môi trường, vấn đề  môi trường đang nổi cộm do  
hoạt động này chưa thực sự  được quan tâm. Thực tế  cho thấy trong nghề  nuôi trồng 
thủy sản đã xuất hiện nhiều bất cập liên quan đến môi trường cần phải giải quyết như 
dịch bệnh, tồn dư về thuốc kháng sinh, vi sinh vật gây bệnh, ô nhiễm hữu cơ.

tiến hành:“Nghiên cứu khả  năng  ức chế  quá trình sinh khí amoni và hydrosunfua  
bằng một số khoáng chất tự nhiên”.

3


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1.

TỔNG QUAN VỀ AMONI (NH4) VÀ HYDROSUNPHUA (H2S).

1.1.1. Nghiên cứu về amoni (NH4) và hydrosunphua (H2S):
1.1.1.1.  Amoni (NH4)
a.  Tính chất hóa học
Amoni sinh ra trong môi trường nước do sự  phân hủy các hợp chất hữucơ  có  
chứa   Nitơ.   Trong   môi   trường   nước   nó   tồn   tại   ở   hai   dạng:   ammonia   (NH 3)   và   ion 
ammonium NH4+
Ammoniac (NH3) là một chất lỏng không màu tồn tại dưới áp suất không khí, 
nhẹ  hơn không khí và có mùi mạnh. Amoniac có thể  bị  hóa lỏng dưới áp suất khoảng  
10atm. Trong công nghiệp để vận chuyển ammoniac người ta thường sử dụng phương  
pháp hóa lỏng.
Amoniac hòa tan tốt trong nước hình thành dạng ion amoni:
NH3 + H2O ↔ NH4+ + OH­
Sự  hòa tan của ammoniac trong nước bị   ảnh hưởng của các yếu tố: áp suất 
không khí, nhiệt độ  hay các chất hòa tan hoặc lơ lửng. Amoniac hòa tan dễ  dàng trong  
nước và tồn tại chủ yếu  ở dạng ion tại pH trong môi trường tự nhiên của hầu hết các  
hệ  sinh thái.  Ở nồng độ  thấp, nồng độ  mol tổng của ammoniac hòa tan được tính như 
sau:
[NH3] + [NH4+] = H[NH3(gas)] + KbH[NH3(gas)],
Trong đó [NH3(gas)] là nồng độ mol của ammoniac pha phí.

­Ammonium acetate [CH3COONH4] dễ bị  phân hủy mất đi NH3 khi tồn tại 
trong dung dịch dưới áp suất khí quyển, đặc biệt trong môi trường kiềm.
­Ammonium   cacbonate   [(NH4)2CO3]   và   ammonium   bi­cacbonate 
[NH4HCO3]. Ammonium bicacbonate dễ  hình thành hơn và bền hơn, phân hủy 
dưới 350C tạo thành NH3, CO2  và H2O. Ammonium cacbonate bị  phân hủy khi 
tiếp xúc với không khí tạo thành NH3  và CO2, thành dạng bột trắng và chuyển 
hóa thành ammonium bicacbonate.
Lượng Ammoni tự nhiên ở  trong nước bề mặt và nước ngầm thường thấp hơn 
0,2mg/lít. Các nguồn nước hiếm khí có thể  có nồng độ  Ammoni lên đến 3mg/lít. Tuy  
nhiên trong các thủy vực ô nhiễm nồng độ của ammoni tăng rất cao, có thể lên đến hàng  
trăm mg/lít.
Trong nước, amoni tồn tại dưới 2 dạng: không ion hóa (NH3) và ion amoni (NH4+), 
tùy thuộc vào trạng thái cân bằng có NH4+ 

 NH3 + H+. Trạng thái cân bằng giữa amoni 

và amonia không ion hóa phụ thuộc vào pH, nhiệt độ và độ muối.[1]
Nó có nhiều điểm giống các muối kiềm nhưng lại dễ bị phân hủy.

5


Các hợp chất thường gặp của ion NH 4+ là: các muối clorua, sunphat, nitrat, oxalat,  
molypdat và NH4OH.
+  Tính axit – bazo: NH3  hòa vào nước thành amoni hydroxyt NH4OH hay gọi là 
dung dịch amoniac. Trong dung dịch NH4OH ta có cân bằng:
NH3 + H2O 

 NH4OH 


6


15

N­NH4 vào nước ngập (triều lên) của khu đầm lầy nước ngọt rộng 3477m2 và lần theo 

dấu vết của quá trình chuyển hóa amoni và thời gian lưu của amoni trong bốn chu trình  
thủy triều tiếp theo. Nghiên cứu này đưa ra kết quả các thành phần trong pha nước của  
hệ thống đầm lầy và so sánh chúng với những thí nghiệm tương tự được tiến hành vào  
mùa xuân/đầu hè (tháng 5). Những thay đổi về  nồng độ  và sự  tăng đồng vị  của NO 3, 
NO2, N2O, N2, NH4 và các hạt nitơ lơ lửng (SPN) được phân tích cùng với việc sử dụng 
nghiên cứu về cân bằng khối.
Cân bằng khối N cho thấy rằng một nửa lượng NH 4 bổ  sung vào được chuyển 
hóa hoặc sử dụng bởi sinh khối của khu đầm lầy, trong khi một nửa còn lại được báo  
cáo là  ở dạng amoni trong suốt thời gian của thủy triều đầu tiên. Nitrat hóa là một quá  
trình chuyển hóa quan trọng nhất đối với N, chiếm 17% quá trình chuyển hóa N. N2, N20 
và SPN chiếm lần lượt là 2,4; 0,02 và 1,4%.
Quá trình chuyển hóa N cả  về không gian và thời gian trong pha nước rất giống  
với những gì thu được vào tháng 5, chứng minh khả  năng tái lặp tốt của phương pháp 
đánh dấu cho toàn hệ  sinh thái, nhưng tốc độ  tuyệt đối chuyển hóa amoni vào tháng 5 
cao gấp 3 lần. Trong khi bề mặt đầm lầy trong tháng 5 rất thuận lợi cho quá trình nitrat  
hóa thì nó lại giảm vào tháng 9. Mặt khác, khử nitơ lại là quá trình quan trọng hơn vào 
tháng 9. Những phát hiện trong nghiên cứu này cho thấy rằng amoni trong nước ngập là 
yếu tố quan trọng cho quá trình loại bỏ amoni trong hệ sinh thái đầm lầy nước ngọt.
c. Nguồn điểm của ô nhiễm ammonia vào môi trường nước
Các nguồn nhân tạo chủ  yếu của ammonia trong nước mặt bao gồm các chất 
thải từ  nông nghiệp, quá trình sản xuất phân bón cho cây trồng, luyện gang thép, lọc  
dầu, thuộc da, sản xuất hóa chất vô cơ, các ngành phi kim, hợp kim,chế  biến thực 
phẩm. Lượng ammoniac trong nước thay đổi thường xuyên theo sự thay đổi lưu lượng  

a. Đặc tính vật lý, hóa học

Sunfua hydrô H2S ở trạng thái hòa tan trong nước. Nguồn gốc của nó là do 
sự  phân huỷ  vật chất hữu cơ trong môi trường khử. H2S gặp trong nước ngầm, 
nước tự lưu và các nguồn nước khoáng.
 Phân tử H2S có cấu tạo tương tự như phân tử nước

                        Góc liên kết : HS H là 92, 2o
                        Độ dài liên kết: S – H là 1, 33AO
                        Mô men lưỡng cực : m = 1, 02D

8

             

 Nhiệt độ sôi           ­60, 750C

             

 Nhiệt độ nóng chảy : ­85, 60C


 Lưu huỳnh có độ âm điện kém hơn oxi nên độ  phân cực của phân tử  H 2S 
kém hơn của H2O, do đó khả năng tạo thành liên kết hiđro giữa các phân tử  H2S 
yếu hơn so với các phân tử nước. Bởi vậy, ở điều kiện thường đihiđro sunfua là  
một chất khí, khí đihiđro sunfua không màu, có mùi trứng thối. Chỉ  0,1% khí 
đihiđro   sunfua   trong   không   khí   đã   gây   nhiễm   độc   nặng.   Khi  hít   phải   đihiđro  
sunfua có nồng độ cao hơn, có thể bị ngất hoặc chết vì tắc thở.
Tích số ion của đihiđro sunfualà:
                            T  = [H3S +]. [HS­]               = 3. 10 ­ 33

Với halogen, kali pemanganat, kali đicromat, đihiđro sunfua bị  oxi hoá dễ 
dàng ở nhiệt độ thường , giải phóng lưu huỳnh tự do.
2KMnO4 +   5H2S +   3H2SO4   =    2MnSO4   + 5S­   + K2SO4   + 8 H2O
                           I2     +    H2S      =     S­  +     H2O
Phản ứng trên dùng để định lượng khí đihiđro sunfua trong hỗn hợp với các  
khí khác.
Đihidro sunfua xuất hiện trong quá trình sử dụng các nhiên liệu hữu cơ có 
chứa lưu huỳnh, các quá trình tinh chế dầu mỏ, các quá trình tái sinh sợi hoặc ở 
khu vực chế biến thực phẩm, rác thải của đô thị  do các chất hữu cơ bị  thối rữa  
dưới tác dụng của vi khuẩn. Đihiđro sunfua còn sinh ra  ở  các vết nứt núi lửa,  
hầm lò khai thác than, cống rãnh, ao tù, nơi có các động thực vật bị thối rữa. 
b. Ảnh hưởng của đihiđro sunfua đối với con người và thực vật.
       Trong không khí chứa hàm lượng khí đihiđro sunfua 0,1% đã gây nhiễm 
độc,   ở   nồng   độ   thấp   khoảng   5ppm   đihiđro   sunfua   gây   nhức   đầu   khó 
chịu. Ở nồng độ  lớn hơn 150ppm đihiđro sunfua có thể  gây tổn thương màng 
nhầy của cơ  quan hô hấp. Ở nồng độ  cao khoảng 500ppm gây  ỉa chảy, viêm 
phổi, và khi đạt tới nồng độ  khoảng 700 – 900 ppm đihiđro sunfua nhanh chóng 
xuyên qua màng túi phổi và thâm nhập vào mạch máu có thể gây tử vong.
         Đối với thực vật đihiđro sunfua làm tổn thương lá cây, rụng lá và  
giảm khả năng sinh trưỏng.
 Xâm nhập vào cơ thể qua phổi, H2S bị oxy hoá => sunfat, các hợp chất 
có độc tính thấp. Không tích lũy trong cơ thể. Khoảng 6% lượng khí hấp thụ 
sẽ  được thải ra ngoài qua khí thở  ra, phần còn lại sau khi chuyển hóa được 
bài tiết qua nước tiểu.
Ở nồng độ thấp, H2S có kích thích lên mắt và đường hô hấp.
Hít thở  lượng lớn hỗn hợp khí H2S, mercaptan, ammoniac… gây thiếu 
oxy đột ngột, có thể dẫn đến tử vong do ngạt.

10


̉ ươc. Theo chi
́
 
cuc bao vê môi tr
̣
̉
̣
ương thanh phô Hô Chi Minh (TP Hô Chi Minh), kêt qua quan
̀
̀
́ ̀ ́
̀ ́
́
̉
 
trăc n
́ ươc ngâm tâng nông gân đây cho thây l
́
̀
̀
̀
́ ượng nước ngâm 
̀ ở  khu vực ngoaị  
thanh đang diên biên ngay cang xâu đi. Cu thê n
̀
̃
́
̀ ̀
́
̣

́ ư Linh Trung, Trương Tho (Thu Đ
̀
̣
̉ ưc), Tân Tao (Binh Chanh)…cung
́
̣
̀
́
̃  
kha cao (11,76 đên 27,83 mg/l) v
́
́
ượt tiêu chuân cho phep gân 50 lân . Ngoai ra con
̉
́ ̀
̀
̀
̀ 
co môt sô khu v
́ ̣ ́
ực khac cung bi ô nhiêm amoni trong n
́ ̃
̣
̃
ươc ng
́ ầm nhưng khu vực  
bi ô nhiêm amoni trong n
̣
̃
ươc ngâm năng nê nhât trong c

̀
ịnh hàm lượng cać  
chât Nit
́ ơ trong nươc la rât nghiêm ngoăt song n
́ ̀ ́
̣
ươc ngâm Ha Nôi đang bi ô nhiêm
́
̀
̀ ̣
̣
̃  
nghiêm trong, đăc biêt la khu v
̣
̣
̣ ̀
ực phia nam thanh phô.
́
̀
́
Trong lĩnh vực thủy sản, nitrogen là thành phần quan trọng đối với cơ  thể  sống  
của sinh vật, nó cấu tạo nên protein, các enzyme, axit nucleic… Nitrogen được thực vật 

11


hấp phụ ở dạng vô cơ hòa tan là NH4+ và nitrat, đặc biệt quan trọng trong các thủy vực 
do nó quyết định năng suất sơ cấp thủy vực. Do ảnh hưởng của các điều kiện khác của 
thủy vực như hàm lượng oxy hòa tan ở mức trung bình đến thấp, thế oxy hóa khử thấp 
(nhất là đối với tầng nước sát đáy bùn, nơi tôm sú có xu hướng tập trung một khoảng 



NH4+ lại là một chất không độc. Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng độc tính của thông số 
NH3 phụ thuộc chặt chẽ vào nhiệt độ, pH và độ mặn của môi trường nuôi. 
Bảng . Tỉ lệ phần trăm của NH3/TAN theo pH và nhiệt độ

1.1.2.2.

Hiện trạng ô nhiễm H2S  trong nước
H2S là một chất khí tích tụ dưới nền đáy các thủy vực chủ yếu do quá trình phân  

hủy các hợp chất hữu cơ  chứa lưu huỳnh hay quá trình phản sunphát hóa với sự  tham  
gia của các vi khuẩn yếm khí. Trường hợp thứ nhất thường gặp ở tất cả các loại thủy  
vực tự nhiên hay nhân tạo, xảy ra mạnh mẽ trong lớp bùn đáy các ao nuôi, các hồ  đầm 
tự nhiên có độ sâu lớn. Trường hợp thứ hai xảy ra nhiều nhất ở các thủy vực nước lợ,  
nước mặn như cửa sông, biển, đại dương và một số ao nuôi thủy sản nước mặn, nơi có  
nhiều ion SO42– trong nước. H2S tồn tại trong một cân bằng động giữa các dạng sunphít 
của nước như S2–, HS– và H2S. Cân bằng này chịu  ảnh hưởng của tổng lượng sunphít,  
nhiệt độ, pH và một số yếu tố khác.
Vấn đề  chính liên quan đến lưu huỳnh trong nuôi trồng thủy sản là thường  
xuyên có nồng độ độc hydrogen sulfide. Sulfide có thể xuất hiện trong nước bởi vì nó là  

13


chất chuyển hóa của Desulfovibrio(vi khuẩn khử sulfate) và vài loài vi khuẩn khác được 
tìm thấy ở các vùng kỵ khí – thường là ở đất trầm tích.
Các loài vi khuẩn này sử  dụng oxy từ  sulfate như  một sự  thay thế oxy phân tử 
trong quá trình hô hấp. Có ba dạng của sulfide (H2S, HS­ và S2­) và chúng tồn tại  ở  một 
mức cân bằng tùy thuộc nhiệt độ và pH. Ảnh hưởng của pH lên sự phân bố của ba dạng  


Các biện pháp xử lý ô nhiễm amoni (NH4) trong nước
Trong vấn đề  xử  lý nước ngầm, hiện nay có nhiều phương pháp xử  lý Amoni  

trong nước đã được ứng dụng như: Làm thoáng để khử NH 3 ở môi trường pH cao (pH = 
10  11);   clo   hóa   với   nồng   độ   cao   hơn   điểm   đột   biến,   hấp   thụ   clo   trong   nước,   tạo  
cloramin;   Trao   đổi   ion   NH4+  và   NO3­  bằng   các   vật   liệu   trao   đổi   cation/Anion,   như 
Klynoptilolyle hay Sepiolite; Nitrat hóa bằng phương pháp sinh học; Nitrat hóa kết hợp  
với Khử  nitrat; Nitrit hóa một phần Amoni, sau đó Amoni còn lại là chất trao điện tử, 
Nitrit tạo thành là chất nhận điện tử, được chuyển hóa thành khí nitơ nhờ các vi khuẩn  
kỵ khí; Phương pháp điện hóa, điện thẩm tách, điện thẩm tách đảo chiều; vv…Do quá  
trình Nitrat hóa tiêu thụ ion HCO3­, nếu độ kiềm trong nước nguồn không đảm bảo, cần 
bổ  sung thêm kiềm. Với nguồn nước lấy cho thí nghiệm thì liều lượng kiềm tối thiểu  
cần bổsung là 50 mg NaHCO3/l. Tuy nhiên, nếu hàm lượng kiềm bổ sung nhiều, pH cao, 
lại không có lợi cho quá trình xử lý, do NH 4+ chuyển thành dạng NH3 tự do là chất kìm 
hãm quá trình phát triển của vi sinh vật. Lượng bùn dư nhiều ảnh hưởng đến hiệu quả 
xử lý. Việc xử lý nước ngầm nhiễm Amoni khá phức tạp và tốn kém cả đầu tư và trong 
quá trình vận hành.TS. Đặng Xuân Hiển và KS. Cao Xuân Mai (Viện KH&CN Môi 
trường – Trường ĐH Bách khoa Hà Nội) thực hiện nghiên cứu xử lý amoni trong nước 
ngầm ứng dụng kỹ thuật trao đổi ion trên vật liệu trao đổi ion là nhựa cationit; các yếu 
tố   ảnh hưởng đến quá trình trao đổi amoni là nồng độ  amoni trong nước đầu vào, tốc  
độ dòng chảy, độ cứng của nước và thời gian hoàn nguyên…
Kết quả cho thấy trong điều kiện trao đổi tĩnh, thời gian để hệ đạt cân bằng nằm  
trong khoảng 60 phút. Tuy nhiên ở thời điểm 30 phút đầu nhựa đã hấp thu được 84­90% 
ion amoni so với thời điểm hệ đạt cân bằng. Đẳng nhiệt trao đổi ion của nhựa C100 với  
ion amoni trong mẫu không có độ  cứng và với mẫu có độ  cứng đều tuân theo đường 
thẳng nhiệt Freundlich, không tuân theo đường đẳng nhiệt Langmuir  ở  nồng độ  khảo 
sát 10 mg NH4+/l đến 50 mg NH4+/l.
Trong ao nuôi, tảo có khả  năng hấp thu Amoniac rất mạnh vì vậy nó là nguyên  
nhân chính làm giảm Amoniac trong các ao nuôi, nếu mật độ  tảo thấp có thể bón thêm 

thành lưu huỳnh hoặc sunfat. Qúa trình này cũng bị ảnh hưởng bởi môi trường. Ở vùng 
pH cao sẽ  có xu hướng tạo thành sunfat, còn trong vùng pH thấp thì khả  năng chuyển 
thành lưu huỳnh cao hơn.

Phương pháp kết tủa dựa trên việc tạo những hợp chất sunfua khó tan của 
các ion Ag+, Hg2+, Cd2+ , Zn2+...
Mức độ  kết tủa Ag2S mạnh hay yếu phụ  thuộc vào pH của môi trường. 
Thông thường khi chuẩn độ  người ta tiến hành trong môi trường đã được kiềm 
hoá. Cho mét lượng dư chính xác muối bạc vào dung dịch sunfua, 

17


        Dùng các chất oxi hoá mạnh như  H2O2 để  oxi hoá hoàn toàn S2­ thành 
SO42­Sau đó kết tủa bằng dung dịch BaCl2 trong môi trường axít.
Trong ao nuôi thủy sản, như đã đề cập  ở  trên, các dòng nước do sục khí tạo ra  
có thể  làm xáo trộn trầm tích, tạo thuận lợi để  trộn hydrogen sulfide vào trong nước,  
nhưng các lợi ích tích cực của việc đưa thêm oxy bằng cách sục khí có tác dụng hơn  
nhiều. Tuy nhiên, các thiết bị  sục khí nên được lắp đặt theo cách giảm thiểu xáo trộn 
đất trầm tích.
Các phương pháp giảm thiểu nguy cơ  độc tính của hydrogen sulfide là cho ăn  
thận trọng để tránh thức ăn bị lãng phí ở đáy ao, sục khí nhiều để tránh mức oxy hòa tan 
thấp và tạo một dòng nước chảy có thêm oxy ngang qua bề mặt phân giới giữa đất và 
nước, bón vôi để  ngăn chặn chất lắng đọng và nước có tính axit.Nên phơi kỹ  đáy ao 
giữa các vụ. Đất trầm tích, bùn đáy  ở  những chỗ  quá sâu để  có thể  khô hoàn toàn nên 
rút bỏ khỏi ao và đáy ao có tính axit nên được rải vôi.
Một số sản phẩm đôi khi được sử  dụng cho ao vì chúng có khả  năng làm giảm 
hydrogen sulfide. Các sản phẩm này như  là dùng kali permanganate  ở nồng độ  cao hơn  
nồng độ  hydrogen sulfide sáu đến tám lần – permanganat có thể  oxy hóa sulfide. Các  
hợp chất sắt như  oxit sắt đã được sử  dụng cho đất trầm tích theo tỷ  lệ  1 kg/m 2 hoặc 

trúc thứ  cấp SBU . Đó là các vòng đơn gồm 4; 6; 8 ; 10 và 12 tứ  diện hoặc hình thành 
các vòng kép 4 nhân 2 và 6 nhân 2 tứ  diện….và theo nguyên tắc Lowenstein xác định 
rằng cấu trúc Zeolit không thể tồn tại liên kết Al­O­Al, mà chỉ tồn tại các liên kết –Si­
O­Si­ và –Si­O­Al­, (Nguyễn Hữu Phú, 1998 [9])
Sự thay thế Si4+ bằng Al3+ làm xuất hiện một điện tích âm trong mạng lưới tinh  
thể, và được bù trừ  bởi  một cation hoá trị  1 ­ cation bù trừ, cation đối. Các cation này  
chủ yếu là Na+, K+, Mg2+, Ca2+. Những cation này được liên kết bằng lực hấp phụ lỏng  
trên bề  mặt khối tứ  diện và được bao quanh là những phân tử  nước. Công thức tổng  
quát cảu Zeolit được biểu diễn như sau:
(Me++,Me2+)x . (AlO2)x . (SiO2)y . zH2O,
Trong đó:  x, y, z là các hệ  số tương  ứng; Me + thông thường là K+, Na+; Me++ có thể  là 
Ca++, Mg++ hay Fe++. Hiếm khi có Li, Sr hay Ba đóng vai trò là cation đối.
Đặc trưng cơ bản nhất của Zeolit là các kiểu cấu trúc tinh thể, cấu tạo hình học ( cách  
sắp xếp các tứ diện; thể  tích lỗ  xốp; kích cỡ các kênh (từ  3­10A 0 , rãnh, các hốc lỗ) tỷ 
số  Si/Al ( hoặc SiO2/ Al2O3) và các cation bù trừ  (Na+, K+...). Các cation bù trừ  có khả 
năng trao đổi với một nhóm các cation KLN nhất định trong dung dịch (như: Pb, Cd, Zn,  
Mn…(Breck 1974) [14].
Về  sự  hình thành Zeolite tự nhiên (Bramlette và Posniak , 1933 [13]), đoán nhận 
sự  có mặt của những zeolite như  những sản phẩm thay  đổi của tro bụi vitric trong  
những đá trầm tích có hạt nhỏ. Coombs (1954) [12],  đã xác định khoáng zeolite có xuất 
hiện trong đá macma phun trào (đá phún xuất) tại Southland, New Zealand. Ngày nay các 
dạng khoáng zeolite tự nhiên này đã được xác định ở  nhiều nước như: Nhật Bản, Nga,  
Ý, Hy Lạp, Thổ Nhĩ Kì, Mexico, Mỹ, Kenya và Australia.

19


Bản chất hấp phụ  của khoáng Zeolite là trao đổi cation bằng khả  năng cạnh  
tranh ái lực trên bề mặt khoáng. Do vậy khoáng Zeolite thường được sử dụng để xử lý  
ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường nước và đất. Trong khi đó cation NH 4+ khi xét 


20


tử nên chúng có khả năng tách chọn lọc một chất nào đó phụ thuộc vào kích thước phân  
tử ­ tức là khả năng “sàng lọc”, vì vậy zeolit còn có tên là vật liệu rây phân tử.
1.2.2. Khoáng Laterit (đá ong )
Laterite là loại khoáng được hình thành do quá trình phong hóa và tích tụ của sắt 
hydroxit/oxohydroxit trong tự nhiên. Laterite thông thường được tạo bởi hai phần chính 
trong cấu trúc đó là phần “xương cứng” là khung sắt hydroxit/oxit kết von và phần mềm 
xen kẽ  chủ yếu là sắt hydroxit và sét. Laterite phân bố  nhiều tại những vùng giáp ranh 
giữa vùng đồi núi và đồng bằng có sự  phong hóa quặng chứa sắt và các dòng nước  
ngầm có oxi hòa tan.  Ở  miền Bắc nước ta, đặc trưng là tại vùng đồng bằng Bắc Bộ 
như  Hà Tây, Vĩnh Phúc, Bắc Giang, Bắc Ninh... Ngoài ra còn tại các tỉnh như  Thanh  
Hoá, Nghệ An, Ninh Bình...sự tồn tại của laterit cũng rất đáng kể.
Đã có rất nhiều tài liệu nói về đá ong, các tác giả đưa ra nhiều ý kiến khác nhau  
về nguồn gốc hình thành. Song có nhiều tác giả đã đồng tình với quan điểm cho rằng sự 
hình thành đá ong là do các quá trình di chuyển của ôxit sắt từ nơi khác đến, đặc biệt khi  
xét đến vai trò của nước ngầm trong việc hình thành đá ong, các tác giả đã nhấn mạnh ý  
nghĩa của các dòng nước mạch ngầm mang sắt từ tầng đất trên đưa xuống tầng dưới.  
Tại đây nhờ các quá trình ôxi hoá và đất bị khô đi mà Fe bị kết von lại và tham gia vào 
quá trình tạo thành đá ong.

a. Laterite trong tự nhiên 

  b. Cấu trúc mặt cắt của khối Laterit

Hình .  Laterit (đá ong) trong tự nhiên

­ Khoáng laterite có thành phần chủ yếu là Fe2O3 và Al2O3 được nghiên cứu và 

.           Sự hấp phụ vật lí luôn luôn thuận nghịch, nhiệt hấp phụ không lớn và ít phụ 
thuộc vào nhiệt độ.

1.3.2.2. Hấp phụ hóa học (Hấp phụ hoạt hóa): Có bản chất là một phản  
ứng
hóa học. Nó hình thành các liên kết hóa học bền và tạo thành hợp chất.
Là kết quả của sự tương tác giữa chất rắn và chất bị hấp phụ
Nhiệt phát trong hấp phụ hóa học thường lớn cỡ nhiệt phản ứng
Quá trình thường là không thuận nghịch
Hấp phụ hóa học liên quan đến hang rào hoạt hóa còn được gọi là hấp
phụ hoạt hóa.
1.3.2.3. Hấp phụ trao đổi:
Có đặc tính hút bằng tĩnh điện
Là quá trình trao đổi ion
Ion tích điện cao bị hút lơn hơn ion hóa trị thấp hơn
Ion kích thước nhỏ bị hút nhiều hơn

22


1.3.3. Cơ chế
Quá trình hấp phụ được thực hiện bằng cách cho tiếp xúc hai pha không hòa tan pha 
rắn (chất hấp phụ) với pha khí hoặc pha lỏng. Chất bị  hấp phụ  sẽ  đi từ  pha khí, pha  
lỏng đến pha rắn cho đến khi nồng độ  của dung chất phân bố  giữa hai pha đạt cân  
bằng[2].
1.3.4. Chất hấp phụ
Vật liệu dùng làm chất hấp phụ là các vật liệu xốp với bề mặt riêng lớn, được 
tạo thành do tổng hợp nhân tạo hoặc do tự nhiên.
Vật liệu hấp phụ có độ rỗng lớn do nhiều mao quản li ti nằm bên trong khối vật  
liệu.

là hàm số của nồng độ. Ở nồng độ thấp α = 1, khi đó ta sẽ có:
q = βC (2)
Còn ở nồng độ cao hơn thì α = 0, khi đó ta sẽ có:
q = β (3)
Để tính các hằng số trong phương trình Frendlich, người ta cũng dùng phương pháp đồ
thị. Phương trình Freundlich có thể viết dưới dạng:
lg q = lgβ + αlgC

24


Hình . Đồ thị để tìm ra các hằng số trong phương trình Frendlich
Như vậy lgq tỉ lệ bậc nhất với lgC. Đường biểu diễn trong hệ tọa độ lgq − lgC sẽ cắt
trục tung tại N.
Ta có: ON = lgβ
tgγ= α
Từ hai phương trình này sẽ xác định được các hằng số αvà β.
1.3.5.2.Phương trình Lăngmua (Langmuir)[1]
Là phương trình có chứng minh lí thuyết dựa vào việc nghiên cứu động học của sự 
hấp phụ. Phương trình có dạng:
q = qmax(4)
q là lượng chất bị hấp phụ bởi một gam chất hấp phụ (mol/g).
C là nồng độ chất bị hấp phụ lúc cân bằng hấp phụ (mol/l).
qmax : tải trọng hấp phụ cực đại theo lý thuyết (mg/g)
b là hằng số.
Trong một số trường hợp. giới hạn phương trình Langmuir có dạng:
­

Khi bC