Luận án tiến sĩ nghiên cứu tổng hợp đặc trưng cấu trúc của hợp chất zriv cố định trên các chất mang và khả năng hấp phụ asen selen trong môi trường nước

Luận án tiến sĩ nghiên cứu cấu trúc hợp chất zriv trên chất mang và khả năng hấp phụ asen, selen trong nước, góp phần bảo vệ môi trường.

Trường đại học

Đại học Quốc gia Hà Nội

Chuyên ngành

Hóa môi trường

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

luận án tiến sĩ

2016

152
1
0

Phí lưu trữ

45 Point

Mục lục chi tiết

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. TÌNH HÌNH Ô NHIỄM ASEN, SELEN TRONG NƯỚC

1.2. Hiện trạng ô nhiễm asen, selen trong nước

1.3. Ảnh hưởng của asen, selen đến sức khỏe con người

1.4. Các dạng tồn tại của asen, selen trong nước

1.5. Các phương pháp xử lý asen, selen trong nước

1.6. Vật liệu hấp phụ asen, selen

1.7. VẬT LIỆU ZIRCONI

1.7.1. Zirconi hiđroxit

1.8. VẬT LIỆU MANG THAN HOẠT TÍNH

1.8.1. Tính chất của than hoạt tính

1.8.2. Ứng dụng của than hoạt tính

2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ

2.2. TỔNG HỢP VẬT LIỆU

2.2.1. Tổng hợp Zirconi hiđroxit

2.2.2. Tổng hợp vật liệu zirconi oxit

2.2.3. Tổng hợp vật liệu Zr(IV) cố định trên các vật liệu: nhựa Purolite C100, Muromac-B1, ống nano cacbon, than hoạt tính Trà Bắc

2.2.4. Tổng hợp vật liệu Zr(IV) cố định trên than hoạt tính Trà Bắc

2.3. NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ASEN CỦA VẬT LIỆU

2.3.1. Nghiên cứu khả năng hấp phụ asen của zirconi hiđroxit

2.3.2. Nghiên cứu khả năng hấp phụ asen của ZrO2

2.3.3. Nghiên cứu khả năng hấp phụ asen của các vật liệu Zr/PC-100, Zr/M-B1, Zr/CNT, Zr/AC

2.3.4. Nghiên cứu khả năng hấp phụ asen của các vật liệu Zr/AC, Zr/AC/H, Zr/AC/N

2.3.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của các ion cản đến khả năng hấp phụ Zr/AC/N

2.3.6. Nghiên cứu khả năng tái sinh của vật liệu Zr/AC/N

2.4. BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ SELEN CỦA VẬT LIỆU Zr/AC/N

2.5. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC VẬT LIỆU

2.5.1. Phương pháp phân tích nhiệt (TA)

2.5.2. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD)

2.5.3. Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM)

2.5.4. Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua (TEM)

2.5.5. Phân tích phổ hồng ngoại (IR)

2.5.6. Phương pháp quang điện tử tia X (XPS)

2.5.7. Phương pháp đẳng nhiệt hấp phụ – giải hấp phụ nitơ (BET)

2.5.8. Phương pháp xác định điểm đẳng điện của vật liệu (pHPZC)

2.5.9. Phương pháp nghiên cứu khả năng hấp phụ của vật liệu

2.5.10. Phương pháp xác định nồng độ asen, selen còn lại trong dung dịch

3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. TỔNG HỢP VẬT LIỆU ZIRCONI HIĐROXIT, ZIRCONI OXIT VÀ LỰA CHỌN VẬT LIỆU MANG

3.1.1. Tổng hợp vật liệu zirconi hiđroxit trong môi trường H2O2 và NH3

3.1.2. Tổng hợp vật liệu ZrO2 theo phương pháp kết tủa

3.1.3. Tổng hợp vật liệu ZrO2 theo phương pháp thủy nhiệt

3.2. CỐ ĐỊNH Zr(IV) TRÊN VẬT LIỆU MANG

3.2.1. Cố định Zr(IV) trên các chất mang và lựa chọn vật liệu mang thích hợp

3.2.2. Tổng hợp vật liệu Zr(IV) cố định trên than hoạt tính Trà Bắc theo phương pháp kết tủa (Zr/AC)

3.2.3. Tổng hợp vật liệu Zr(IV) cố định trên than hoạt tính theo phương pháp thủy nhiệt trong môi trường H2O2 (Zr/AC/H)

3.2.4. Tổng hợp vật liệu Zr(IV) cố định trên than hoạt tính theo phương pháp thủy nhiệt trong môi trường NH3 (Zr/AC/N)

3.3. KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ASEN VÀ TÁI SINH CỦA VẬT LIỆU

3.3.1. Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ asen của các vật liệu Zr4/AC, Zr4/AC/H4-180-72, Zr4/AC/N3-180-60

3.3.2. Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ asen, selen của các vật liệu Zr4/AC, Zr4/AC/H4-180-72, Zr4/AC/N3-180-60

3.3.3. Dung lượng hấp phụ asen cực đại của các vật liệu Zr4/AC, Zr4/AC/H4-180-72, Zr4/AC/N3-180-60

3.3.4. Ảnh hưởng của các ion cản đến khả năng hấp phụ asen của vật liệu Zr4/AC/N3-180-60

3.3.5. Khả năng tái sinh của vật liệu Zr4/AC/N3-180-60

3.4. BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ SELEN CỦA VẬT LIỆU

3.4.1. Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ selen của vật liệu Zr4/AC/N3-180-60

3.4.2. Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ selen của vật liệu Zr4/AC/N3-180-60

3.4.3. Dung lượng hấp phụ selen cực đại của vật liệu Zr4/AC/N3-180-60

3.4.4. Ảnh hưởng của các ion cản đến khả năng hấp phụ selen của vật liệu Zr4/AC/N3-180-60

3.5. ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC CỦA VẬT LIỆU

3.5.1. Kết quả phân tích nhiệt TGA

3.5.2. Kết quả phân tích XRD của các vật liệu Zr/AC-200, Zr4/AC/H4-180-72, Zr4/AC/N3-180-60

3.5.3. Kết quả chụp SEM

3.5.4. Kết quả chụp TEM

3.5.5. Kết quả đo BET

3.5.6. Kết quả phân tích ICP – MS

3.5.7. Kết quả phân tích IR

3.5.8. Kết quả phân tích XPS

NHỮNG CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về ô nhiễm asen selen trong nước

Ô nhiễm asen và selen trong nước là vấn đề nghiêm trọng, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và môi trường. Hợp chất ZrIV được nghiên cứu như một giải pháp tiềm năng để xử lý ô nhiễm này. Asen và selen tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau trong nước, và việc hiểu rõ các dạng này là cần thiết để phát triển các phương pháp xử lý hiệu quả. Các nghiên cứu cho thấy rằng hấp phụ asenhấp phụ selen có thể đạt hiệu quả cao khi sử dụng các vật liệu hấp phụ phù hợp, như oxit kim loại. Việc phát triển các vật liệu hấp phụ mới, đặc biệt là từ kim loại nặng, có thể giúp cải thiện khả năng xử lý ô nhiễm trong nước.

1.1. Hiện trạng ô nhiễm asen trong nước

Asen có mặt trong nhiều khoáng vật và có thể xâm nhập vào nguồn nước qua quá trình phong hóa. Tình trạng ô nhiễm asen trong nước đã được ghi nhận ở nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam. Nghiên cứu cho thấy nồng độ asen trong nước ở một số khu vực vượt quá giới hạn an toàn của WHO. Việc xử lý asen trong nước là cấp thiết, và phương pháp hấp phụ được coi là một trong những giải pháp hiệu quả nhất. Các vật liệu như zirconi oxit đã cho thấy khả năng hấp phụ tốt đối với asen, nhờ vào cấu trúc và tính chất hóa học của chúng.

1.2. Hiện trạng ô nhiễm selen trong nước

Selen, mặc dù là nguyên tố vi lượng, cũng gây ra nhiều vấn đề sức khỏe khi tồn tại trong nước. Nồng độ selen trong nước phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm hoạt động của con người và môi trường địa chất. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng selen có thể tích tụ trong các hệ sinh thái, gây ra tác động tiêu cực đến sức khỏe con người. Việc phát triển các vật liệu hấp phụ hiệu quả cho selen cũng là một phần quan trọng trong nghiên cứu này. Hợp chất ZrIV có thể là một lựa chọn khả thi cho việc hấp phụ selen, nhờ vào khả năng tương tác với các anion trong nước.

II. Nghiên cứu cấu trúc hợp chất ZrIV

Nghiên cứu cấu trúc của hợp chất ZrIV là một phần quan trọng trong việc phát triển vật liệu hấp phụ cho asen và selen. Các phương pháp như phân tích nhiệt (TGA), nhiễu xạ tia X (XRD), và hiển vi điện tử (SEM, TEM) đã được sử dụng để xác định cấu trúc và tính chất của vật liệu. Kết quả cho thấy rằng hợp chất ZrIV có khả năng tạo phức với các anion asen và selen, từ đó nâng cao khả năng hấp phụ. Việc tối ưu hóa các điều kiện tổng hợp như pH, nhiệt độ và thời gian cũng đã được thực hiện để cải thiện hiệu suất hấp phụ của vật liệu.

2.1. Tổng hợp vật liệu Zr IV cố định

Quá trình tổng hợp vật liệu Zr(IV) cố định trên các chất mang như than hoạt tính đã được thực hiện qua các phương pháp kết tủa và thủy nhiệt. Kết quả cho thấy rằng việc cố định Zr(IV) trên than hoạt tính không chỉ cải thiện khả năng hấp phụ mà còn giúp dễ dàng thu hồi vật liệu sau khi xử lý. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng hợp chất ZrIV có thể tương tác mạnh mẽ với các ion asen và selen, tạo ra các phức chất ổn định, từ đó nâng cao hiệu quả xử lý ô nhiễm trong nước.

2.2. Đánh giá khả năng hấp phụ

Khả năng hấp phụ của vật liệu Zr(IV) đã được đánh giá thông qua các thí nghiệm hấp phụ asen và selen. Kết quả cho thấy rằng vật liệu Zr(IV) cố định trên than hoạt tính có khả năng hấp phụ cao, đặc biệt là trong các điều kiện tối ưu về pH và thời gian. Việc nghiên cứu khả năng tái sinh của vật liệu cũng đã được thực hiện, cho thấy rằng vật liệu có thể được sử dụng nhiều lần mà không làm giảm hiệu suất hấp phụ. Điều này mở ra triển vọng cho việc ứng dụng vật liệu này trong xử lý ô nhiễm nước trong thực tế.

III. Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu

Nghiên cứu về hợp chất ZrIV và khả năng hấp phụ asen, selen trong nước không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn mang lại nhiều ứng dụng thực tiễn. Việc phát triển các vật liệu hấp phụ hiệu quả có thể giúp giải quyết vấn đề ô nhiễm nước, bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường. Các vật liệu này có thể được ứng dụng trong các hệ thống xử lý nước, từ quy mô nhỏ đến lớn, nhằm loại bỏ các chất độc hại ra khỏi nguồn nước. Hơn nữa, việc sử dụng các vật liệu thân thiện với môi trường như than hoạt tính kết hợp với hợp chất ZrIV sẽ góp phần vào sự phát triển bền vững trong lĩnh vực xử lý nước.

3.1. Tính khả thi trong ứng dụng

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng vật liệu Zr(IV) cố định trên than hoạt tính có thể thực hiện được trong các điều kiện thực tế. Vật liệu này không chỉ có khả năng hấp phụ cao mà còn dễ dàng thu hồi và tái sử dụng. Điều này làm cho nó trở thành một lựa chọn hấp dẫn cho các hệ thống xử lý nước hiện nay. Hơn nữa, việc phát triển các quy trình sản xuất vật liệu này có thể được thực hiện với chi phí hợp lý, tạo điều kiện cho việc áp dụng rộng rãi trong thực tế.

3.2. Đóng góp cho nghiên cứu khoa học

Nghiên cứu này không chỉ đóng góp vào việc hiểu biết sâu sắc hơn về cấu trúc và tính chất của hợp chất ZrIV, mà còn mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực xử lý ô nhiễm nước. Việc phát triển các vật liệu hấp phụ mới có thể dẫn đến những giải pháp hiệu quả hơn trong việc xử lý các chất ô nhiễm khác, từ đó nâng cao chất lượng nước và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

25/01/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Trong thời gian gần đây, vấn đề ô nhiễm asen, selen trong nƣớc đang đƣợc nhiều nhà khoa học quan tâm. Vì asen, selen ô nhiễm trong nƣớc có thể gây ra các bệnh về da, máu, tóc, phổi, thận và gây ung thƣ tiền liệt tuyến. Hiện nay, trên thế giới có khoảng 150 triệu ngƣời bị nhiễm độc asen. Vì thế, việc loại bỏ dạng vết của asen và selen trong nƣớc là cấp thiết.

Trong số các phƣơng pháp xử lý asen, selen nhƣ: cộng kết, kết tủa, hấp phụ, trao đổi ion., phƣơng pháp hấp phụ đƣợc cho là phƣơng pháp thực hiện đơn giản, phổ biến và hiệu quả kinh tế để xử lý asen, selen trong nƣớc. Hiện nay, việc tổng hợp và ứng dụng oxit kim loại để hấp phụ asen, selen đang đƣợc nghiên cứu rộng rãi, vì oxit kim loại có thể tƣơng tác với các oxo anion của asen, selen trên bề mặt để hình thành phức chất cầu nội, cầu ngoại (một răng, hai răng). Do đó, oxit kim loại trở thành vật liệu hấp phụ phù hợp để loại bỏ asen, selen ra khỏi nƣớc. Trong số các oxit kim loại đã đƣợc nghiên cứu, zirconi oxit đáng chú ý hơn cả vì có những tính chất đặc biệt nhƣ: t nh axit, t nh bazơ, t nh oxi hóa, t nh khử, không độc và thân thiện với môi trƣờng.

Hiện nay, trên thế giới đã có một số công trình nghiên cứu tổng hợp vật liệu zirconi oxit vô định hình và ứng dụng để xử lý asen, selen trong nƣớc, vì có độ xốp lớn thuận lợi cho sự xâm nhập của các anion vào sâu cấu trúc bên trong của vật liệu, có nhiều nhóm OH trên bề mặt có thể trao đổi phối tử với các oxo anion của asen, selen. Các nghiên cứu cho thấy zirconi oxit vô định hình có khả năng hấp phụ tốt asen và selen, đạt tiêu chuẩn cho phép của WHO. Hiện nay ở Việt Nam mới có một số ít công trình nghiên cứu tổng hợp zirconi oxit vô định hình và ứng dụng để xử lý asen, selen trong nƣớc. Do đó, việc nghiên cứu phát triển lĩnh vực này sẽ có nhiều đóng góp mới và đem lại tính ứng dụng cao cho loại vật liệu này.

Mặt khác vật liệu zirconi oxit có k ch thƣớc nhỏ, khó thu hồi nên cần phải đƣợc gắn lên chất mang có diện tích bề mặt lớn. Trong số các chất mang đã đƣợc nghiên cứu thì than hoạt tính có nhiều ƣu điểm hơn cả: có cấu trúc lỗ xốp, diện tích bề mặt cao, thể tích lỗ xốp lớn thuận lợi cho sự xâm nhập của các ion, bền trong 1 z nƣớc, giá thành thấp, dễ sản xuất và là nguồn nguyên liệu sẵn có ở Việt Nam nên than hoạt tính có khả năng ứng dụng cao trong thực tế. Vật liệu zirconi oxit cố định trên than hoạt tính chứa các nhóm chức cacboxylic trên bề mặt than hoạt tính và các nhóm chức hiđroxyl trên bề mặt zirconi oxit. Do đó, vật liệu này có khả năng hấp phụ asen, selen cao hơn so với than hoạt tính và zirconi oxit ban đầu.

Từ những thực tế trên chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp đặc trƣng cấu trúc của hợp chất Zr(IV) cố định trên các chất mang và khả năng hấp phụ asen, selen trong môi trƣờng nƣớc” * Mục tiêu của luận án Nghiên cứu chất mang thích hợp để cố định Zr(IV) theo phƣơng pháp kết tủa (Zr/AC), thủy nhiệt trong môi trƣờng H2O2 (Zr/AC/H) và môi trƣờng NH3 (Zr/AC/N). Nghiên cứu khả năng hấp phụ asen và bƣớc đầu nghiên cứu khả năng hấp phụ selen của vật liệu tổng hợp đƣợc. * Nội dung của luận án Tổng hợp zirconi hiđroxit, zirconi oxit, lựa chọn đƣợc chất mang thích hợp và cố đinh Zr(IV) trên than hoạt tính Trà Bắc theo phƣơng pháp kết tủa và thủy nhiệt. Nghiên cứu khả năng hấp phụ asen và bƣớc đầu nghiên cứu khả năng hấp phụ selen của vật liệu tổng hợp đƣợc.

Đánh giá đặc trƣng cấu trúc vật liệu bằng các phƣơng pháp phân t ch hiện đại nhƣ: TA, XRD, SEM, TEM, IR, XPS, BET và ICP-MS. 2 z CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1. TÌNH HÌNH Ô NHIỄM ASEN, SELEN TRONG NƢỚC 1. Hiện trạng ô nhiễm asen, selen trong nƣớc 1.

Hiện trạng ô nhiễm asen trong nước Asen có trong một số khoáng vật nhƣ arsenopyrite, gallery, sunfit, orpiment …Khi nƣớc chảy qua các vỉa quặng chứa asen đã bị phong hóa, asen sẽ di chuyển vào nguồn nƣớc làm cho nồng độ của asen trong nƣớc tăng lên. Quá trình đô thị hóa, hiện đại hóa trong công nghiệp, nông nghiệp phải sử dụng một lƣợng hóa chất tƣơng đối lớn, chất thải, nƣớc thải của các khu dân cƣ, khu công nghiệp chƣa qua xử lý thải ra môi trƣờng. Các nguồn chất thải ngấm qua lớp đất đá làm suy thoái nguồn nƣớc ngầm, làm cho asen dạng khó tan chuyển thành dễ tan và đi vào nƣớc. Từ đầu thế kỷ 20 cho đến nay, vấn đề ô nhiễm asen trong nƣớc là mối quan tâm đặc biệt trên toàn thế giới, khi thảm họa nhiễm độc asen đƣợc phát hiện trên diện rộng ở Bangladesh, Mỹ, Trung Quốc, Chi Lê, Đài Loan, Mehico, Achentina, Hà Lan, Canada, Hungari, Nhật Bản và Ấn Độ[35].

Ở Việt Nam, một số nghiên cứu đã phát hiện thấy nƣớc ở nhiều nơi thuộc châu thổ sông Hồng bị ô nhiễm asen với nồng độ cao hơn rất nhiều so với giới hạn an toàn cho sức khỏe con ngƣời[5]. Năm 2001, Tetsuro Agusa và các cộng sự[95] đã nghiên cứu các mẫu nƣớc ở khu vực huyện Gia Lâm và Thanh Trì thành phố Hà Nội. Kết quả nghiên cứu của các tác giả này cho thấy hàm lƣợng asen trong nƣớc khoảng 0,1 đến 330 µg/l, với 40% mẫu vƣợt quá tiêu chuẩn cho phép về nƣớc uống của WHO là 10 µg/l. Nghiên cứu của Nguyễn Vân Anh và các cộng sự nghiên cứu sự ô nhiễm asen tại ba làng Vĩnh Trù, Bồ Đề, Hoà Hậu của tỉnh Hà Nam, nồng độ asen trong nƣớc tại các khu vực này trung bình là 348, 211 và 325 µg/l vƣợt quá tiêu chuẩn cho phép (10 µg/l)[100].

Hiện trạng ô nhiễm selen trong nước Selen là một nguyên tố dạng vết có tính chất hóa học và vật lý của cả kim 3 z loại và phi kim[88]. Hàm lƣợng Se trong tự nhiên phụ thuộc hai yếu tố: môi trƣờng địa chất và hoạt động của con ngƣời. Trong quá trình tiến hóa của trái đất, hàm lƣợng Se tập trung nhiều trong vỏ thạch quyển do các hoạt động phun trào và nhiều nhất trong các thành tạo trầm t ch. Trong than đá, hàm lƣợng Se phổ biến trên 80 ppm.

Đặc biệt ở Việt Nam tại các vùng Thái Bình, Hải Phòng và Quảng Nam, hàm lƣợng selen trong đất tƣơng ứng là 2,15; 0,098 và 0,008 ppm. Hàm lƣợng Se trong đất, nƣớc thải công nghiệp, nƣớc thải sinh hoạt ở các khu vực rác thải thƣờng cao hơn so các vùng khác[16]. Hàm lƣợng Se trong nƣớc thƣờng biến động theo không gian và thời gian do sự bổ sung Se thƣờng xuyên từ không kh , nƣớc mƣa, nƣớc thải hoặc từ sông, suối. Kết quả kiểm tra cho thấy, các nhà máy xử lý chất thải và lọc dầu là nguồn chính gây ô nhiễm Se cho hệ thống cửa sông ở vịnh San Francisco – Mỹ[31].

Selen dễ dàng lan truyền từ các bãi thải ra môi trƣờng xung quanh, khiến cho hàm lƣợng của nó ở các khu vực lân cận có xu hƣớng ngày một tăng cao. Theo Bản kiểm kê việc thải chất độc của Hoa Kỳ (Toxic release inventory - TRI), riêng năm 2000 các ngành sản xuất và chế biến nƣớc này đã thải ra mặt đất khoảng 58,79 tấn Se kim loại và 2691,05 tấn hợp chất của Se. Kết quả điều tra của Cục Đăng ký Bệnh lý và Chất độc Hoa Kỳ đã xác định sự tăng cao hàm lƣợng Se xung quanh 508 bãi thải[72]. Theo Cơ quan Bảo vệ Môi sinh Hoa Kỳ – USEPA đã nêu mức độ an toàn của hàm lƣợng Se tối đa (LCM) là 0,01 mg Se/l.

Ảnh hƣởng của asen, selen đến sức khỏe con ngƣời 1. Ảnh hưởng của asen đến sức khỏe con người Asen xâm nhập vào cơ thể con ngƣời thông qua con đƣờng ăn, uống và tích lũy. Sử dụng nƣớc có hàm lƣợng asen cao trong thời gian dài sẽ gây tổn thƣơng gan, thận dẫn đến ung thƣ phổi, thận, bàng quang, da, rụng các ngón chân, ngón tay và gây tử vong. Asen(III) độc vì nó tấn công vào các nhóm hoạt động -SH của enzym, cản trở hoạt động của enzym làm đông tụ các protein.

Còn As(V) có tính chất tƣơng tự ion PO43- nên sẽ thay thế PO43- gây ức chế enzym, ngăn cản tạo ra ATP là chất sản sinh ra năng lƣợng. Ảnh hưởng của selen đến sức khỏe con người Selen là nguyên tố dinh dƣỡng cần thiết cho sự sống, tạo thành các enzym chống lại sự oxy hóa glutathion peroxidas bảo vệ các thành phần của tế bào không bị phá hủy bởi các chất oxi hóa[68]. Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) t nh toán hàm lƣợng selen trong máu ngƣời trung bình phải đạt trên 0,15 µg/ml thì mới đủ lƣợng chất cần thiết cho cơ thể. Những kết quả nghiên cứu của WHO khẳng định nguyên tố selen có vai trò sinh học rất lớn với sức khỏe con ngƣời.

Tuy vậy, việc sử dụng selen vƣợt quá giới hạn trên theo khuyến cáo là 400 µg/ngày có thể dẫn tới ngộ độc selen gây rối loạn tiêu hóa, rụng tóc, bong, tróc móng, mệt mỏi, tổn thƣơng thần kinh, sơ gan, phù phổi và tử vong. Selen có khả năng làm tăng độ hoạt động của các nhóm -OH tự do, dẫn đến các quá trình oxi hóa. Độc tính của selen ở trong cơ thể phụ thuộc vào hàm lƣợng và các dạng tồn tại của selen. Các dạng hóa học của selen ảnh hƣởng đến sự hấp phụ và hoạt tính sinh học của selen.

Các dạng tồn tại của asen, selen trong nƣớc 1. Các dạng tồn tại của asen trong nước Asen có các mức oxi hoá -3, 0, +3 và +5. Các dạng tồn tại của asen trong môi trƣờng nƣớc là axit asenơ (H3AsO3, H2AsO3-, HAsO32-), axit asenic (H3AsO4, H2AsO4-, HAsO42-), asenit (AsO33-), asenat (AsO43-), axit methylasenic, axit dimethylasenic, asin (AsH3)[35]. Trong môi trƣờng trung tính, asen tồn tại chủ yếu ở dạng H2AsO4-.

Trong môi trƣờng kiềm, asen tồn tại ở dạng HAsO42-. Trong môi trƣờng oxi hóa khử yếu, asen tồn tại ở dạng H 3 AsO 3. Asenit độc, tan tốt, linh động và khó xử lý hơn so với asenat. Axit H3AsO4, H3AsO3 có thể phân li theo các phƣơng trình[37]: H3AsO4 H+ + H2AsO4- pKa1 = 2,24 (1.1) H2AsO4- H+ + HAsO42- pKa2 = 6,96 (1.2) HAsO42- H+ + AsO43- pKa3 = 11,5 (1.3) 5 z H3AsO3 H+ + H2AsO3- pKa1 = 9,1 (1.4) H2AsO3- H+ + HAsO32- pKa2 = 12,1 (1.5) HAsO32- H+ + AsO33- pKa3 = 13,4 (1.6) Ảnh hƣởng pH đến các dạng tồn tại của asen trên Hình 1.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Luận án tiến sĩ mang tiêu đề "Nghiên cứu cấu trúc hợp chất ZrIV và khả năng hấp phụ asen, selen trong môi trường nước" của tác giả Đào Thị Phương Thảo, được thực hiện tại Đại học Quốc gia Hà Nội, tập trung vào việc nghiên cứu cấu trúc và đặc tính của hợp chất Zr(IV) trong việc hấp phụ các chất độc hại như asen và selen trong nước. Nghiên cứu này không chỉ cung cấp cái nhìn sâu sắc về cấu trúc hóa học của hợp chất Zr(IV) mà còn mở ra hướng đi mới trong việc xử lý ô nhiễm nước, góp phần bảo vệ môi trường và sức khỏe con người.

Để mở rộng thêm kiến thức về các vật liệu hấp phụ và ứng dụng của chúng trong xử lý nước, bạn có thể tham khảo thêm các tài liệu liên quan như "Nghiên cứu vật liệu khung hữu cơ kim loại UIO66 và khả năng hấp phụ asen trong môi trường nước", nơi nghiên cứu về khả năng hấp phụ asen của một loại vật liệu khác. Bên cạnh đó, "Luận án tiến sĩ về tổng hợp và ứng dụng vật liệu carbon hoạt tính" cũng sẽ cung cấp thêm thông tin về các vật liệu hấp phụ khác có thể được sử dụng trong xử lý nước. Cuối cùng, "Nghiên cứu vật liệu khung hữu cơ kim loại đồng II carboxylate và ứng dụng của nó" sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về các loại vật liệu khung hữu cơ và ứng dụng của chúng trong lĩnh vực môi trường. Những tài liệu này sẽ giúp bạn có cái nhìn toàn diện hơn về các nghiên cứu liên quan đến vật liệu hấp phụ trong xử lý ô nhiễm nước.