Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu diatomite và tro bay trong hấp thụ Cd và Pb

• Tác giả: Phạm Anh Hùng
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Xuân Hải
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Môi trường đất và nước
• Đề tài: Nghiên cứu sử dụng diatomite tự nhiên và tro bay để hấp phụ Cd và Pb trong đất và nước ô nhiễm
• Loại tài liệu: Luận án tiến sỹ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Tổng quan về kim loại nặng (KLN)
• 1.2. Khái niệm KLN
• 1.3. Tính độc hại của KLN
• 1.4. Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong đất
• 1.5. Nguồn KLN (Cd và Pb) trong đất
• 1.6. Sự cố định, biến đổi và khả năng chuyển hoá KLN trong đất
• 1.7. Ô nhiễm KLN (Cd và Pb) ở Việt Nam
• 1.8. Tổng quan các phương pháp xử lý KLN (Cd và Pb) trong đất, nước
• 1.9. Tổng quan các vật liệu diatomite và tro bay
• 1.10. Một số phương pháp nâng cao hoạt tính của vật liệu hấp phụ
• 1.10.1. Phương pháp nhiệt hóa
• 1.10.2. Xử lý axit/kiềm hóa
• 1.10.3. Hoạt hóa với các chất hoạt động bề mặt
• 1.10.4. Phương pháp phủ bọc
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu. Đất và nước dùng để thí nghiệm
• 2.2. Vật liệu sử dụng nghiên cứu
• 2.3. Nội dung nghiên cứu
• 2.4. Phương pháp nghiên cứu
• 2.4.1. Phương pháp tổng hợp, phân tích tài liệu, số liệu
• 2.4.2. Phương pháp điều tra thực địa
• 2.4.3. Phương pháp phân tích
• 2.4.4. Phương pháp bố trí thí nghiệm. Các phương pháp nghiên cứu vật liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Các tính chất cơ bản của vật liệu hấp phụ
• 3.2. Các tính chất cơ bản của diatomite Hòa Lộc tự nhiên (D-HL)
• 3.3. Các tính chất cơ bản của tro bay
• 3.4. Nghiên cứu tổng hợp vật liệu từ diatomite Hòa Lộc (D-HL)
• 3.4.1. Ảnh hưởng của lượng NaOH và Al(OH)3
• 3.4.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng
• 3.4.3. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng
• 3.4.4. D-HL biến tính và sự thay đổi các tính chất lý hóa học của D-HL
• 3.5. Nghiên cứu tổng hợp vật liệu từ tro bay Nhà máy Nhiệt điện Phả Lại (T-PL)
• 3.5.1. Ảnh hưởng của nồng độ kiềm
• 3.5.2. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng
• 3.5.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng
• 3.5.4. T-PL biến tính và những thay đổi về tính chất lý hóa học
• 3.6. Kết quả thử nghiệm vật liệu hấp phụ KLN Cd, Pb trong đất ô nhiễm
• 3.6.1. Các tính chất cơ bản của đất dùng để thí nghiệm
• 3.6.2. Hiệu suất hấp phụ Cd và Pb trong môi trường đất của vật liệu D-HL trước và sau biến tính
• 3.6.3. Hiệu suất hấp phụ Cd và Pb của vật liệu T-PL trước và sau biến tính
• 3.6.4. So sánh hiệu suất hấp phụ Cd và Pb của vật liệu D-HL và T-PL biến tính
• 3.7. Kết quả thử nghiệm vật liệu hấp phụ KLN Cd, Pb trong môi trường nước
• 3.7.1. Khả năng hấp phụ Cd và Pb trong nước của vật liệu D-HL trước và sau biến tính
• 3.7.2. Khả năng hấp phụ Cd và Pb trong nước của vật liệu T-PL trước và sau biến tính
• 3.7.3. So sánh động học hấp phụ của các vật liệu
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu diatomite và tro bay hấp phụ kim loại nặng

Nghiên cứu về việc sử dụng diatomite và tro bay để hấp phụ kim loại nặng trong đất và nước đang trở thành một chủ đề nóng trong lĩnh vực bảo vệ môi trường. Các kim loại nặng như Cadmium (Cd) và Chì (Pb) gây ra nhiều tác hại nghiêm trọng đến sức khỏe con người và hệ sinh thái. Việc tìm kiếm các phương pháp hiệu quả để xử lý ô nhiễm kim loại nặng là rất cần thiết. Diatomite và tro bay, với khả năng hấp phụ cao, có thể là giải pháp tiềm năng cho vấn đề này.

1.1. Diatomite và tro bay Đặc điểm và ứng dụng

Diatomite là một loại khoáng vật tự nhiên có cấu trúc xốp, giúp tăng cường khả năng hấp phụ. Tro bay, sản phẩm phụ từ quá trình đốt than, cũng có khả năng hấp phụ tốt. Cả hai vật liệu này đều có sẵn tại Việt Nam và có thể được sử dụng để xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong đất và nước.

1.2. Tác động của kim loại nặng đến môi trường

Kim loại nặng như Cd và Pb có thể xâm nhập vào chuỗi thức ăn, gây ra các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng cho con người và động thực vật. Việc hiểu rõ tác động của chúng là cần thiết để phát triển các biện pháp xử lý hiệu quả.

II. Vấn đề ô nhiễm kim loại nặng trong đất và nước

Ô nhiễm kim loại nặng trong đất và nước đang trở thành một thách thức lớn đối với môi trường. Nguồn gốc của ô nhiễm này chủ yếu đến từ hoạt động công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt. Việc xử lý ô nhiễm kim loại nặng là một nhiệm vụ cấp bách để bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường.

2.1. Nguồn gốc ô nhiễm kim loại nặng

Các nguồn ô nhiễm kim loại nặng bao gồm nước thải công nghiệp, phân bón hóa học, thuốc trừ sâu và khí thải từ các phương tiện giao thông. Những chất này có thể tích tụ trong đất và nước, gây ra ô nhiễm nghiêm trọng.

2.2. Hệ quả của ô nhiễm kim loại nặng

Ô nhiễm kim loại nặng có thể dẫn đến suy giảm chất lượng đất, nước và sức khỏe con người. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, sự tích tụ của kim loại nặng trong cơ thể có thể gây ra nhiều bệnh tật, từ bệnh về thần kinh đến ung thư.

III. Phương pháp nghiên cứu diatomite và tro bay trong hấp phụ

Nghiên cứu sử dụng diatomite và tro bay để hấp phụ kim loại nặng được thực hiện thông qua nhiều phương pháp khác nhau. Các phương pháp này bao gồm biến tính vật liệu, thử nghiệm hiệu suất hấp phụ và phân tích hóa học.

3.1. Biến tính diatomite và tro bay

Biến tính là quá trình cải thiện khả năng hấp phụ của diatomite và tro bay thông qua các phương pháp như xử lý nhiệt, hóa học. Việc này giúp tăng cường diện tích bề mặt và khả năng tương tác với kim loại nặng.

3.2. Thử nghiệm hiệu suất hấp phụ

Các thử nghiệm được thực hiện để đánh giá khả năng hấp phụ của diatomite và tro bay đối với Cd và Pb. Kết quả cho thấy, hiệu suất hấp phụ của các vật liệu này có thể đạt được mức cao khi được biến tính đúng cách.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy diatomite và tro bay có khả năng hấp phụ cao đối với kim loại nặng trong môi trường đất và nước. Việc ứng dụng các vật liệu này trong xử lý ô nhiễm có thể mang lại hiệu quả tích cực.

4.1. Hiệu suất hấp phụ trong môi trường đất

Nghiên cứu cho thấy, diatomite và tro bay có thể giảm đáng kể nồng độ Cd và Pb trong đất ô nhiễm. Kết quả này mở ra hướng đi mới cho việc xử lý ô nhiễm đất tại Việt Nam.

4.2. Hiệu suất hấp phụ trong môi trường nước

Trong môi trường nước, diatomite và tro bay cũng cho thấy khả năng hấp phụ tốt đối với kim loại nặng. Việc sử dụng các vật liệu này có thể giúp cải thiện chất lượng nước, bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

V. Kết luận và triển vọng tương lai

Nghiên cứu về việc sử dụng diatomite và tro bay để hấp phụ kim loại nặng trong đất và nước đã chỉ ra rằng đây là một giải pháp khả thi và hiệu quả. Tương lai của nghiên cứu này có thể mở ra nhiều cơ hội mới trong việc xử lý ô nhiễm môi trường.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu

Nghiên cứu này không chỉ giúp giải quyết vấn đề ô nhiễm mà còn góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường. Việc phát triển các vật liệu hấp phụ tự nhiên là cần thiết trong bối cảnh hiện nay.

5.2. Hướng đi tương lai cho nghiên cứu

Cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các phương pháp biến tính diatomite và tro bay để nâng cao hiệu suất hấp phụ. Đồng thời, việc áp dụng các công nghệ mới trong xử lý ô nhiễm cũng cần được xem xét.