Nghiên cứu khả năng chuyển hóa và tích lũy asen từ quặng thải pyrit và asenopyrit

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ASEN VÀ SỰ CHUYỂN HÓA ASEN TRONG MÔI TRƯỜNG

1.1. Tổng quan về asen và độc tính của asen

1.1.1. Tổng quan về asen

1.1.2. Độc tính của asen

1.2. Quá trình phong hóa của các khoáng vật sunfua chứa asen trong tự nhiên

1.2.1. Một số loại khoáng sunfua chứa asen trong tự nhiên

1.2.2. Quá trình phong hóa quặng sunfua

1.3. Đặc điểm của bãi thải quặng sunfua và ảnh hưởng của bãi thải mỏ đến môi trường

1.3.1. Đặc điểm của bãi thải quặng sunfua

1.3.2. Ô nhiễm asen tại một số bãi thải khai thác mỏ sunfua ở Việt Nam

1.3.3. Tình hình ô nhiễm asen tại một số mỏ khai thác trên thế giới

1.4. Một số đặc điểm địa hóa của asen và các yếu tố ảnh hưởng đến hành vi địa hóa của asen trong môi trường

1.4.1. Một số đặc điểm địa hóa của asen

1.4.2. Một số yếu tố ảnh hưởng đến sự chuyển hóa asen trong môi trường

1.5. Một số nghiên cứu về hành vi của asen trong môi trường

1.5.1. Nghiên cứu trên thế giới

1.5.2. Nghiên cứu tại Việt Nam

2. CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tượng nghiên cứu

2.2. Phương pháp luận

2.3. Dụng cụ, hóa chất, thiết bị và chuẩn bị mẫu nghiên cứu

2.3.1. Dụng cụ, hóa chất

2.3.2. Chuẩn bị mẫu quặng và mẫu nước mưa nhân tạo

2.4. Thiết kế thí nghiệm nghiên cứu

2.4.1. Nghiên cứu quá trình phong hóa quặng thải asenopyrit và pyrit

2.4.2. Thiết kế thí nghiệm nghiên cứu sự chuyển hóa As(III) và As(V) sau phong hóa

2.4.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của vi khuẩn khử lưu huỳnh tới sự chuyển hóa asen

2.5. Các phương pháp phân tích mẫu

2.5.1. Phương pháp phân tích asen

2.5.2. Kỹ thuật tách As(III) và As(V)

2.5.3. Phương pháp phân tích các kim loại

3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Ảnh hưởng của một số yếu tố đến khả năng tách As(III) và As(V)

3.1.1. Khả năng tách As(III) và As(V) bằng nhựa Lewatite M500 trên cùng một mẫu

3.1.2. Ảnh hưởng của một số ion kim loại đến khả năng tách As(III) và As(V)

3.1.3. Kết quả khảo sát độ lặp lại của phương pháp, giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng của phương pháp (LOQ)

3.2. Sự giải phóng asen và các kim loại nặng từ quặng thải pyrit và asenopyrit

3.2.1. Sự giải phóng asen và các kim loại nặng từ quặng thải pyrit và asenopyrit trong điều kiện thấm (xung) nước

3.2.2. Sự giải phóng và chuyển hóa asen trong điều kiện ngập nước

3.2.3. So sánh kết quả nghiên cứu trong điều kiện ngập nước và xung nước

3.3. Sự chuyển hóa trong pha nước của asen và một số ion kim loại thường có mặt sau phong hóa

3.3.1. Sự chuyển hóa trong điều kiện DO < 2mg/l

3.3.2. Sự chuyển hóa trong điều kiện DO > 6 mg/l

3.4. Ảnh hưởng của pH tới chuyển hóa, vận chuyển asen

3.5. Ảnh hưởng của vi sinh vật khử lưu huỳnh tới sự chuyển hóa asen

3.6. Đánh giá khả năng vận chuyển và tích luỹ của asen trên mô hình bãi thải quặng đuôi pyrit và asenopyrit

3.6.1. Khả năng vận chuyển và tích luỹ của asen trong quá trình phong hóa quặng đuôi pyrit và asenopyrit

3.6.2. Khả năng vận chuyển và tích luỹ của asen sau phong hóa quặng đuôi pyrit và asenopyrit

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về khả năng chuyển hóa asen từ quặng thải pyrit và asenopyrit

Nghiên cứu khả năng chuyển hóa và tích lũy asen từ quặng thải pyrit và asenopyrit là một vấn đề quan trọng trong lĩnh vực môi trường. Asen là một nguyên tố độc hại, có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe cho con người và sinh vật. Quá trình khai thác khoáng sản thường tạo ra các bãi thải chứa nhiều khoáng vật sunfua, trong đó có pyrit và asenopyrit. Những khoáng vật này khi tiếp xúc với nước và không khí sẽ xảy ra quá trình phong hóa, dẫn đến sự giải phóng asen vào môi trường. Việc hiểu rõ về khả năng chuyển hóa asen trong các bãi thải này sẽ giúp đưa ra các biện pháp quản lý và xử lý hiệu quả.

1.1. Đặc điểm của asen và độc tính của nó trong môi trường

Asen (As) là một nguyên tố á kim thuộc nhóm V của bảng tuần hoàn, tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau trong môi trường. Độc tính của asen phụ thuộc vào trạng thái hóa học của nó, trong đó As(III) có độc tính cao hơn As(V). Việc hiểu rõ về độc tính của asen là cần thiết để đánh giá rủi ro cho sức khỏe con người và môi trường.

1.2. Quá trình phong hóa quặng thải và ảnh hưởng đến môi trường

Quá trình phong hóa quặng thải pyrit và asenopyrit diễn ra khi các khoáng vật này tiếp xúc với nước và không khí. Quá trình này tạo ra các dung dịch axit, hòa tan các kim loại nặng và asen, gây ô nhiễm môi trường. Nghiên cứu về quá trình này giúp xác định các yếu tố ảnh hưởng đến sự chuyển hóa và tích lũy asen trong môi trường.

II. Vấn đề ô nhiễm asen từ quặng thải pyrit và asenopyrit

Ô nhiễm asen từ quặng thải pyrit và asenopyrit đang trở thành một vấn đề nghiêm trọng tại nhiều khu vực khai thác khoáng sản. Các bãi thải này thường chứa hàm lượng asen cao, gây ra nguy cơ ô nhiễm nguồn nước và đất. Việc xác định mức độ ô nhiễm và các nguồn gốc gây ô nhiễm là rất quan trọng để có biện pháp xử lý kịp thời.

2.1. Tình hình ô nhiễm asen tại các bãi thải quặng

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng các bãi thải quặng pyrit và asenopyrit tại Việt Nam có hàm lượng asen vượt mức cho phép. Ô nhiễm asen không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe con người mà còn tác động xấu đến hệ sinh thái xung quanh.

2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến ô nhiễm asen

Các yếu tố như pH, độ ẩm, và sự hiện diện của vi sinh vật có thể ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa và tích lũy asen trong môi trường. Việc nghiên cứu các yếu tố này sẽ giúp hiểu rõ hơn về cơ chế ô nhiễm asen.

III. Phương pháp nghiên cứu khả năng chuyển hóa asen

Để nghiên cứu khả năng chuyển hóa asen từ quặng thải pyrit và asenopyrit, các phương pháp mô phỏng và phân tích hiện đại đã được áp dụng. Các thí nghiệm được thiết kế để đánh giá sự giải phóng asen và các kim loại nặng trong điều kiện khác nhau.

3.1. Thiết kế thí nghiệm mô phỏng quá trình phong hóa

Thiết kế thí nghiệm mô phỏng quá trình phong hóa quặng thải giúp đánh giá khả năng giải phóng asen trong điều kiện tự nhiên. Các yếu tố như độ ẩm, pH và sự hiện diện của vi sinh vật được kiểm soát để thu thập dữ liệu chính xác.

3.2. Phân tích các dạng asen trong pha nước

Phân tích các dạng asen trong pha nước sau phong hóa là bước quan trọng để xác định tỷ lệ As(III) và As(V). Các phương pháp phân tích hiện đại như quang phổ hấp thụ nguyên tử được sử dụng để đảm bảo độ chính xác cao trong kết quả.

IV. Kết quả nghiên cứu về khả năng tích lũy asen

Kết quả nghiên cứu cho thấy khả năng tích lũy asen từ quặng thải pyrit và asenopyrit phụ thuộc vào nhiều yếu tố như pH, độ ẩm và sự hiện diện của vi sinh vật. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng trong điều kiện ngập nước, khả năng tích lũy asen giảm đáng kể so với điều kiện lộ thiên.

4.1. Khả năng tích lũy asen trong điều kiện ngập nước

Trong điều kiện ngập nước, khả năng tích lũy asen từ quặng thải pyrit và asenopyrit giảm do sự hòa tan và di chuyển của asen vào pha nước. Điều này cho thấy tầm quan trọng của việc quản lý bãi thải trong điều kiện ngập nước.

4.2. So sánh khả năng tích lũy asen giữa các điều kiện khác nhau

So sánh khả năng tích lũy asen giữa các điều kiện khác nhau cho thấy rằng pH và độ ẩm là hai yếu tố quyết định đến sự chuyển hóa và tích lũy asen. Nghiên cứu này cung cấp thông tin quan trọng cho việc quản lý ô nhiễm asen.

V. Kết luận và hướng nghiên cứu tương lai về asen

Nghiên cứu khả năng chuyển hóa và tích lũy asen từ quặng thải pyrit và asenopyrit đã chỉ ra rằng việc quản lý bãi thải là rất cần thiết để giảm thiểu ô nhiễm asen. Các kết quả nghiên cứu mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo về hành vi địa hóa của asen trong môi trường.

5.1. Tầm quan trọng của việc quản lý bãi thải

Quản lý bãi thải quặng thải là một yếu tố quan trọng trong việc giảm thiểu ô nhiễm asen. Các biện pháp như ngập nước hoặc xử lý hóa học có thể giúp giảm thiểu sự giải phóng asen vào môi trường.

5.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo về asen

Hướng nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc phát triển các công nghệ xử lý hiệu quả hơn cho bãi thải quặng thải, cũng như nghiên cứu sâu hơn về hành vi địa hóa của asen trong các điều kiện khác nhau.

Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu mô phỏng khả năng chuyển hóa, vận chuyển và tích lũy asen từ quặng thải pyrit và asenopyrit