Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu quá trình nhiễm asen và mangan trong nước và ứng dụng xử lý

• Tác giả: Nguyễn Thị Kim Dung
• Người hướng dẫn: PGS. Trần Hồng Côn
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Hóa Môi Trường
• Đề tài: Nghiên cứu quá trình nhiễm asen và mangan trong nước dưới tác động của điều kiện oxy hóa- khử và ứng dụng để xử lý chúng tại nguồn.
• Loại tài liệu: Luận án Tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Hà Nội

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Các dạng tồn tại của asen và Mangan trong tự nhiên
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Phương pháp luận
• 2.3. Thiết kế thiết bị nghiên cứu
• 2.4. Hệ thống nghiên cứu quá trình cố định asen và mangan
• 2.5. Các phương pháp nghiên cứu
• 2.6. Lấy mẫu và phân tích mẫu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Quá trình oxy hóa asen(III) thành asen(V) trong dung dịch nước
• 3.2. Ảnh hưởng của Fe đến hiệu suất chuyển hóa As(III) thành As(V)
• 3.3. Quá trình chuyển hóa As(III) và Mn (II) trong môi trường nước có thành phần tương tự nước mưa ngấm qua đất
• 3.4. Quá trình kết tủa, cộng kết, hấp phụ của asen, sắt và mangan
• 3.5. Nghiên cứu khả năng giải phóng asen, mangan và sắt vào môi trường nước từ quặng asenopyrit
• 3.6. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phong hóa giải phóng asen, sắt và mangan ra môi trường nước từ quặng asenopyrit
• 3.7. Nghiên cứu sự chuyển hóa của As, Mn và Fe trong điều kiện yếm khí
• 3.8. Sự biến thiên nồng độ As(III), As(V) trong môi trường yếm khí
• 3.9. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự chuyển hóa asen, sắt và mangan trong điều kiện yếm khí
• 3.10. Tác động của oxy vào môi trường yếm khí
• 3.11. Nghiên cứu khả năng cố định Fe2+, As(III) và Mn2+ khi có tác động của oxi
• 3.12. Đề xuất phương án cố định asen, sắt và mangan ngay trong tầng ngậm nước khi khai thác nước ngầm
• KẾT LUẬN
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu xử lý asen và mangan trong nước

Nghiên cứu xử lý asen và mangan trong nước là một vấn đề cấp bách trong bối cảnh ô nhiễm nguồn nước ngày càng gia tăng. Asen và mangan là hai kim loại nặng có thể gây hại cho sức khỏe con người và môi trường. Việc hiểu rõ về các dạng tồn tại của chúng trong tự nhiên và các phương pháp xử lý hiệu quả là rất cần thiết.

1.1. Các dạng tồn tại của asen và mangan trong tự nhiên

Asen và mangan tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau trong tự nhiên, bao gồm các hợp chất vô cơ và hữu cơ. Asen thường xuất hiện dưới dạng asenua, asenit, và asenat, trong khi mangan chủ yếu tồn tại dưới dạng mangan(II) và mangan(IV).

1.2. Tác động của asen và mangan đến sức khỏe con người

Asen và mangan có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe nghiêm trọng, bao gồm ung thư, rối loạn thần kinh và các bệnh về hô hấp. Việc tiếp xúc lâu dài với các kim loại này có thể dẫn đến các triệu chứng mãn tính.

II. Vấn đề ô nhiễm asen và mangan trong nước

Ô nhiễm asen và mangan trong nước là một thách thức lớn đối với nhiều quốc gia, đặc biệt là ở các khu vực có nguồn nước ngầm. Nguồn ô nhiễm chủ yếu đến từ hoạt động khai thác khoáng sản và các chất thải công nghiệp.

2.1. Nguyên nhân gây ô nhiễm asen trong nước

Nguyên nhân chính gây ô nhiễm asen trong nước bao gồm quá trình phong hóa các quặng chứa asen và sự thải bỏ chất thải công nghiệp. Các hoạt động này làm tăng nồng độ asen trong nguồn nước ngầm và nước mặt.

2.2. Nguyên nhân gây ô nhiễm mangan trong nước

Mangan thường xâm nhập vào nguồn nước từ các hoạt động công nghiệp và nông nghiệp. Sự khử mangan(IV) trong điều kiện yếm khí cũng góp phần làm tăng nồng độ mangan trong nước.

III. Phương pháp xử lý asen và mangan trong nước

Có nhiều phương pháp khác nhau để xử lý asen và mangan trong nước, bao gồm các phương pháp hóa học, vật lý và sinh học. Mỗi phương pháp có ưu điểm và nhược điểm riêng.

3.1. Phương pháp oxy hóa khử trong xử lý asen

Phương pháp oxy hóa khử là một trong những cách hiệu quả để chuyển hóa asen(III) thành asen(V), giúp loại bỏ asen khỏi nước. Quá trình này thường sử dụng các chất oxy hóa như sắt(III) hoặc clo.

3.2. Phương pháp lắng lọc để xử lý mangan

Lắng lọc là phương pháp phổ biến để loại bỏ mangan khỏi nước. Quá trình này dựa trên sự kết tủa mangan dưới dạng mangan(IV) oxit, sau đó được loại bỏ bằng cách lắng.

IV. Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu xử lý asen và mangan

Nghiên cứu về xử lý asen và mangan không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn trong việc cải thiện chất lượng nước. Các giải pháp được đề xuất có thể được áp dụng tại các khu vực bị ô nhiễm.

4.1. Ứng dụng công nghệ xử lý nước sạch

Công nghệ xử lý nước sạch có thể được áp dụng để loại bỏ asen và mangan, đảm bảo nguồn nước an toàn cho sinh hoạt và tiêu dùng. Các hệ thống lọc nước hiện đại đang được phát triển để đáp ứng nhu cầu này.

4.2. Kết quả nghiên cứu và triển khai thực tế

Kết quả nghiên cứu cho thấy các phương pháp xử lý asen và mangan có thể đạt hiệu suất cao trong điều kiện thực tế. Việc triển khai các giải pháp này sẽ giúp cải thiện chất lượng nước tại nhiều khu vực.

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

Nghiên cứu về xử lý asen và mangan trong nước cần tiếp tục được mở rộng để tìm ra các giải pháp hiệu quả hơn. Tương lai của nghiên cứu này sẽ phụ thuộc vào sự phát triển của công nghệ và các chính sách bảo vệ môi trường.

5.1. Tương lai của công nghệ xử lý nước

Công nghệ xử lý nước sẽ tiếp tục phát triển với sự ra đời của các phương pháp mới, giúp nâng cao hiệu quả trong việc loại bỏ asen và mangan.

5.2. Định hướng nghiên cứu tiếp theo

Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc tối ưu hóa các phương pháp xử lý hiện có và phát triển các công nghệ mới, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về nước sạch.