Nghiên cứu quá trình hấp phụ asen và ô nhiễm nước trên quặng laterit biến tính với La

• Tác giả: Nguyễn Thị Thanh Hải
• Người hướng dẫn: PGS. Đỗ Quang Trung
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Hóa Môi trường
• Đề tài: Nghiên cứu quá trình hấp phụ asen và một số chất gây ô nhiễm trong nước trên quặng Laterit biến tính với La
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Giới thiệu chung về Asen
• 1.2. Dạng tồn tại của Asen trong tự nhiên
• 1.3. Độc tính của Asen
• 1.4. Ô nhiễm Asen trong nước
• 1.5. Ô nhiễm photphat trong nước
• 1.6. Phương pháp xử lý asen và photphat trong nước
• 1.7. Phương pháp kết tủa và đồng kết tủa
• 1.8. Phương pháp hấp phụ và trao đổi ion
• 1.9. Phương pháp sinh học
• 1.10. Một số phương pháp khác
• 1.11. Ứng dụng Laterit trong xử lý hấp phụ asen và một số chất gây ô nhiễm nước
• 1.11.1. Ứng dụng của quặng Laterit tự nhiên
• 1.11.2. Ứng dụng của quặng Laterit biến tính
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
• 2.1. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu luận văn
• 2.1.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 2.1.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.2. Hóa chất, dụng cụ
• 2.2.1. Dụng cụ thiết bị
• 2.2.2. Hóa chất và vật liệu nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp phân tích sử dụng trong thực nghiệm
• 2.3.1. Xác định asen bằng phương pháp thủy ngân bromua
• 2.3.2. Xác định photphat bằng phương pháp trắc quang
• 2.3.3. Các phương pháp nghiên cứu đặc trưng cấu trúc của vật liệu
• 2.3.3.1. Phương pháp hiển vi điện tử SEM
• 2.3.3.2. Phương pháp tán xạ năng lượng EDX
• 2.3.3.3. Mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir và Frendlich
• 2.3.4. Xác định giá trị pH trung hòa điện của vật liệu
• 2.4. Khảo sát khả năng hấp phụ asen và photphat của laterit tự nhiên
• 2.4.1. Khả năng hấp phụ asen của laterit tự nhiên
• 2.4.2. Khả năng hấp phụ photphat của laterit tự nhiên
• 2.5. Khảo sát các điều kiện để chế tạo vật liệu hấp phụ As từ Laterit
• 2.5.1. Ảnh hưởng của nồng độ axit HCl
• 2.5.2. Ảnh hưởng của hàm lượng Lantan clorua
• 2.6. Đặc trưng cấu trúc của vật liệu
• 2.6.1. Bề mặt vật liệu biến tính qua kính hiển vi điện tử quét SEM
• 2.6.2. Kết quả xác định thành phần theo phương pháp EDX
• 2.6.3. Xác định pH trung hòa điện của vật liệu Laterit biến tính
• 2.7. Khảo sát khả năng hấp phụ As và photphat trên vật liệu biến tính
• 2.7.1. Khảo sát khả năng hấp phụ As trên vật liệu biến tính
• 2.7.2. Thời gian đạt cân bằng hấp phụ của vật liệu
• 2.7.3. Khảo sát khả năng hấp phụ photphat trên vật liệu biến tính
• 2.7.4. Khảo sát khả năng ứng dụng thực tế của vật liệu Laterit biến tính La(III)
• 2.7.5. Khả năng hấp phụ Asen và photphat bằng mô hình hấp phụ động
• 2.7.6. Khả năng tái sử dụng của vật liệu

I. Tổng quan về nghiên cứu hấp phụ asen và ô nhiễm nước

Nghiên cứu hấp phụ asen và ô nhiễm nước là một lĩnh vực quan trọng trong khoa học môi trường. Asen là một chất độc hại, có mặt trong nhiều nguồn nước, gây ra nhiều vấn đề sức khỏe nghiêm trọng. Việc tìm kiếm các phương pháp hiệu quả để loại bỏ asen khỏi nước là cần thiết. Quặng laterit biến tính đã được nghiên cứu như một giải pháp tiềm năng trong việc xử lý ô nhiễm nước.

1.1. Giới thiệu về asen và ô nhiễm nước

Asen là một nguyên tố hóa học độc hại, có thể gây ra nhiều bệnh tật cho con người. Nguồn nước ô nhiễm asen chủ yếu đến từ hoạt động khai thác mỏ và sử dụng thuốc trừ sâu. Việc hiểu rõ về nguồn gốc và tác động của asen là rất quan trọng trong nghiên cứu này.

1.2. Tình hình ô nhiễm nước tại Việt Nam

Tại Việt Nam, nhiều vùng, đặc biệt là miền Bắc, đang phải đối mặt với tình trạng ô nhiễm nước do asen. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng hàm lượng asen trong nước ngầm ở một số khu vực vượt quá tiêu chuẩn cho phép, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe cộng đồng.

II. Vấn đề và thách thức trong xử lý ô nhiễm asen

Xử lý ô nhiễm asen trong nước là một thách thức lớn. Các phương pháp hiện tại như kết tủa hóa học và trao đổi ion có nhiều hạn chế. Việc tìm kiếm các vật liệu hấp phụ hiệu quả, an toàn và kinh tế là rất cần thiết.

2.1. Hạn chế của các phương pháp xử lý hiện tại

Các phương pháp xử lý như kết tủa hóa học thường tốn kém và không hiệu quả trong việc loại bỏ hoàn toàn asen. Hơn nữa, một số phương pháp có thể tạo ra các chất thải độc hại khác, gây ô nhiễm môi trường.

2.2. Nhu cầu tìm kiếm vật liệu hấp phụ mới

Việc nghiên cứu và phát triển các vật liệu hấp phụ mới, như quặng laterit biến tính, có thể giúp cải thiện hiệu quả xử lý ô nhiễm asen. Các vật liệu này cần phải có khả năng hấp phụ cao và dễ dàng tái sử dụng.

III. Phương pháp nghiên cứu hấp phụ asen bằng quặng laterit biến tính

Nghiên cứu này sử dụng quặng laterit biến tính để hấp phụ asen trong nước. Quá trình biến tính giúp cải thiện khả năng hấp phụ của quặng, từ đó nâng cao hiệu quả xử lý.

3.1. Quy trình biến tính quặng laterit

Quá trình biến tính quặng laterit bao gồm các bước như xử lý hóa học và nhiệt độ cao. Những thay đổi này giúp tăng cường tính chất hấp phụ của quặng, làm cho nó trở thành một vật liệu lý tưởng cho việc xử lý ô nhiễm nước.

3.2. Mô hình hấp phụ và các yếu tố ảnh hưởng

Mô hình hấp phụ Langmuir và Freundlich được sử dụng để đánh giá khả năng hấp phụ của quặng laterit biến tính. Các yếu tố như pH, nồng độ asen và thời gian tiếp xúc cũng được khảo sát để tối ưu hóa quá trình hấp phụ.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy quặng laterit biến tính có khả năng hấp phụ asen cao, giúp giảm thiểu ô nhiễm nước. Những ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu này có thể mang lại lợi ích lớn cho cộng đồng.

4.1. Hiệu quả hấp phụ asen của quặng laterit biến tính

Kết quả thực nghiệm cho thấy quặng laterit biến tính có khả năng hấp phụ asen lên đến 90%, vượt trội hơn so với các vật liệu khác. Điều này chứng tỏ tiềm năng của quặng trong việc xử lý ô nhiễm nước.

4.2. Ứng dụng trong xử lý nước sinh hoạt

Quá trình xử lý nước sinh hoạt bằng quặng laterit biến tính có thể được áp dụng rộng rãi, đặc biệt ở những vùng có nguồn nước ô nhiễm. Việc sử dụng vật liệu này không chỉ hiệu quả mà còn tiết kiệm chi phí.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu hấp phụ asen bằng quặng laterit biến tính mở ra nhiều triển vọng cho việc xử lý ô nhiễm nước. Cần tiếp tục nghiên cứu để hoàn thiện quy trình và mở rộng ứng dụng của vật liệu này.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng quặng laterit biến tính là một vật liệu hấp phụ hiệu quả cho asen, giúp cải thiện chất lượng nước. Kết quả này có thể được áp dụng trong thực tiễn để giải quyết vấn đề ô nhiễm nước.

5.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình biến tính quặng và khảo sát khả năng hấp phụ của nó đối với các chất ô nhiễm khác. Việc phát triển các vật liệu mới và cải tiến quy trình xử lý sẽ góp phần bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng.