Luận án tiến sĩ: Biến tính quặng laterit bằng La2O3 và CeO2 để xử lý asen và photphat trong môi trường nước

• Tác giả: Đỗ Quang Trung
• Trường học: Trường Cao đẳng Thủy lợi Bắc Bộ
• Chuyên ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước
• Đề tài: Nghiên cứu biến tính quặng laterit bằng La2O3 và CeO2 để xử lý asen và photphat trong nước
• Loại tài liệu: luận án
• Địa điểm: Hà Nam

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• ỤC ỤC
• MỞ ĐẦU
• 2. CHƢƠNG 2: CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, THỰC NGHIỆM
• 3. CHƢƠNG 3: TỔNG HỢP VẬT LIỆU
• MỤC HÌNH
• MỤC BẢNG
• 1. MỞ ĐẦU
• 1.1. Ô nhiễm asen và photphat trong nước ngầm
• 3. CHƢƠNG 1. Ô nhiễm asen và photphat trong nƣớc ngầm
• 1.1. Các dạng tồn tại của asen trong môi trường nước
• 1.2. Ô nhiễm asen trong nước ngầm Việt Nam
• 1.3. Sự gia tăng nồng độ photphat trong nước ngầm
• 1.3.1. Các dạng tồn tại của photphat trong nước
• 1.3.2. Sự gia tăng nồng độ photphat trong nước ngầm

I. Ô nhiễm asen và photphat trong nước ngầm

Ô nhiễm asen và photphat trong nước ngầm là vấn đề nghiêm trọng ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Nguồn nước ngầm ở Việt Nam đang bị ô nhiễm bởi nhiều thành phần độc hại, trong đó có asen và photphat. Theo các nghiên cứu, nồng độ asen trong nước ngầm ở nhiều tỉnh thành như Hà Nội, Vĩnh Phúc, và Hà Nam vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Đặc biệt, nồng độ photphat cũng đang gia tăng do tác động từ hoạt động nông nghiệp và nước thải sinh hoạt. Việc xử lý asen và photphat trong nước ngầm là cần thiết để bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

1.1. Các dạng tồn tại của asen trong môi trường nước

Trong tự nhiên, asen tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau như axit asenơ và axit asenic. Sự tồn tại của asen trong nước phụ thuộc vào pH và điều kiện oxi hóa khử. Nghiên cứu cho thấy, asen có thể tồn tại ở dạng H3AsO4 trong môi trường nước có pH thấp, và ở dạng AsO43- khi pH cao. Sự biến đổi này ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ và xử lý asen trong nước ngầm.

1.2. Ô nhiễm asen trong nước ngầm Việt Nam

Ô nhiễm asen trong nước ngầm tại Việt Nam đã được nhiều nghiên cứu chỉ ra. Các tỉnh như Hà Nam và Hà Nội có nồng độ asen vượt quá mức cho phép, gây ra nhiều vấn đề sức khỏe nghiêm trọng. Nghiên cứu của Michael Berg cho thấy nồng độ asen trong nước ngầm có thể lên đến 0,305 mg/L, cao gấp nhiều lần so với tiêu chuẩn an toàn. Điều này cho thấy sự cần thiết phải có các biện pháp xử lý hiệu quả để giảm thiểu ô nhiễm.

II. Nghiên cứu biến tính quặng laterit bằng La2O3 và CeO2

Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng La2O3 và CeO2 để biến tính quặng laterit nhằm xử lý asen và photphat trong nước. Quá trình biến tính giúp cải thiện khả năng hấp phụ của vật liệu, từ đó nâng cao hiệu quả xử lý ô nhiễm. Việc sử dụng vật liệu nano từ La2O3 và CeO2 trên chất mang laterit không chỉ mang lại hiệu quả cao mà còn thân thiện với môi trường.

2.1. Phương pháp tổng hợp vật liệu nano

Phương pháp sol-gel được sử dụng để tổng hợp vật liệu nano La2O3 và CeO2. Quá trình này cho phép tạo ra các hạt nano với kích thước nhỏ và diện tích bề mặt lớn, từ đó tăng cường khả năng hấp phụ asen và photphat. Nghiên cứu cho thấy rằng việc biến tính laterit bằng La2O3 và CeO2 giúp cải thiện đáng kể hiệu suất xử lý ô nhiễm trong nước.

2.2. Khả năng hấp phụ asen và photphat

Khả năng hấp phụ của vật liệu nano La2O3-CeO2 được khảo sát thông qua các thí nghiệm thực nghiệm. Kết quả cho thấy, vật liệu này có khả năng hấp phụ asen và photphat hiệu quả, với dung lượng hấp phụ cao. Việc sử dụng vật liệu nano này trên chất mang laterit không chỉ giúp xử lý ô nhiễm mà còn tiết kiệm chi phí và tài nguyên.

III. Ứng dụng thực tiễn và giá trị của nghiên cứu

Nghiên cứu này không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn mang lại ứng dụng thực tiễn trong việc xử lý ô nhiễm nước. Việc sử dụng La2O3 và CeO2 trên laterit mở ra hướng đi mới trong công nghệ xử lý nước, giúp giảm thiểu ô nhiễm asen và photphat. Các kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng trong các mô hình xử lý nước ngầm tại nhiều địa phương, góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

3.1. Tính khả thi trong ứng dụng

Việc áp dụng vật liệu nano La2O3-CeO2/laterit trong xử lý nước ngầm cho thấy tính khả thi cao. Các thí nghiệm thực tế tại Phủ Lý - Hà Nam đã chứng minh hiệu quả của phương pháp này trong việc giảm nồng độ asen và photphat trong nước. Điều này mở ra cơ hội cho việc triển khai rộng rãi công nghệ này trong thực tiễn.

3.2. Đóng góp cho nghiên cứu môi trường

Nghiên cứu này đóng góp quan trọng vào lĩnh vực xử lý ô nhiễm môi trường, đặc biệt là trong việc ứng dụng các vật liệu mới. Việc sử dụng La2O3 và CeO2 không chỉ giúp cải thiện hiệu quả xử lý mà còn thúc đẩy nghiên cứu về các vật liệu thân thiện với môi trường, góp phần bảo vệ nguồn nước và sức khỏe con người.