B GIÁO D C VÀ ÀO T O TR B NÔNG NGHI P VÀ PTNT NG I H C THU L I NGUY N XUÂN TU N NGHIÊN C U, CH T O VÀ NG D NG V T LI U BI N TÍNH PYROLUSIT X LÝ ASEN (As), NITRIT (NO -) TRONG N C TH I LU N V N TH C S Hà N i – 2015 B GIÁO D C VÀ ÀO T O TR B NÔNG NGHI P VÀ PTNT NG I H C THU L I NGUY N XUÂN TU N NGHIÊN C U, CH T O VÀ NG D NG V T LI U BI N TÍNH PYROLUSIT X LÝ ASEN (As), NITRIT (NO -) TRONG N C TH I Chuyên ngành: Khoa h c môi tr Mã s : 60440301 LU N V N TH C S Ng ih ng d n khoa h c: PGS.TS Bùi Qu c L p PGS.TS Nguy n Th Hu Hà N i – 2015 ng L IC M N L i đ u tiên, em xin bày t lòng bi t n đ n Ban Giám hi u tr Th y L i, Khoa Môi tr ng ih c ng giúp đ , t o m i u ki n cho em h c t p, nghiên c u hoàn thành lu n v n V i lòng bi t n sâu s c, em xin chân thành c m n PGS.TS Nguy n Th Hu - Vi n Công ngh Môi tr ng – Vi n Hàn Lâm Khoa h c Công ngh Vi t Nam, PGS.TS Bùi Qu c L p – Khoa Môi tr h ng d n, đ nh h ng – Tr ng i h c Thu L i, ng t o u ki n cho em hoàn thành lu n v n Xin chân thành c m n Nghiên c u viên, K thu t viên phòng Phân tích chât l ng môi tr ng – Vi n Công ngh Môi tr ng – Vi n Hàn Lâm Khoa h c Công ngh Vi t Nam giúp đ , t o u ki n cho em su t trình nghiên c u th c nghi m đ tài Em xin trân tr ng c m n Ban Giám hi u tr Ch nhi m Khoa Công ngh Sinh h c – Môi tr ng i h c Ph ng ông, Ban ng t o u ki n công tác thu n l i đ em tham gia khoá h c hoàn thành lu n v n Cho phép em đ c g i l i c m n sâu s c t i gia đình, b n bè, ng i thân, đ ng nghi p giúp đ , ng h đ ng viên em hoàn thành t t khóa h c Do u ki n th i gian ki n th c h n ch , nên b n thân lu n v n không tránh kh i nh ng thi u sót Tác gi r t mong nh n đ th y cô, đ ng nghi p chuyên gia đ lu n v n đ c s góp ý c a quý c hoàn thi n h n TÁC GI NGUY N XUÂN TU N L I CAM OAN Tên là: NGUY N XUÂN TU N Mã s h c viên: 138440301009 L p: 21KHMT11 Chuyên ngành: Khoa h c môi tr ng Mã s : 60440301 Khóa h c: 2013 - 2015 Tôi xin cam đoan quy n lu n v n đ c th c hi n d is h ng d n c a PGS.TS Bùi Qu c L p PGS.TS Nguy n Th Hu v i đ tài nghiên c u lu n v n “Nghiên c u, ch t o ng d ng v t li u bi n tính pyrolusit đ x lý asen (As), nitrit (NO -) n c th i” ây đ tài nghiên c u m i, không trùng l p v i đ tài lu n v n tr c đây, s chép c a b t kì lu n v n N i dung c a lu n v nđ c th hi n theo quy đ nh, ngu n tài li u, t li u nghiên c u s d ng lu n v n đ u đ c trích d n ngu n N u x y v n đ v i n i dung lu n v n này, xin ch u hoàn toàn trách nhi m theo quy đ nh./ NG I VI T CAM OAN NGUY N XUÂN TU N i M CL C Trang DANH M C B NG iv DANH M C HÌNH v M U .1 CH NG I: T NG QUAN V N NGHIÊN C U .4 1.1 Hi n tr ng ô nhi m asen (As), nitrit (NO -) n c th i th gi i Vi t Nam 1.1.1 Hi n tr ng ô nhi m asen (As) n c th i th gi i Vi t Nam 1.1.2 Hi n tr ng ô nhi m nitrit (NO -) n c th i th gi i Vi t Nam 1.2 Các ph ng pháp x lý asen (As), nitrit (NO -) th gi i Vi t Nam 1.2.1 Các ph ng pháp x lý nitrit .6 1.2.2 Các ph ng pháp x lý asen .7 1.3 V t li u h p ph c s ngu n g c qu ng t nhiên ng d ng 1.3.1 Khoáng sét 1.3.2 Khoáng Bentonit 10 1.3.3 Khoáng Laterit 11 1.3.4 Khoáng Pyrolusit .12 1.4 Ph ng pháp xác đ nh hàm l ng asen, nitrit 17 1.4.1 Ph ng pháp xác đ nh asen .17 1.4.2 Ph ng pháp xác đ nh nitrit 18 1.5 Các ph ng pháp xác đ nh tính ch t đ c tr ng c a v t li u 19 1.5.1 Mô hình h p ph Langmuir .19 1.5.2 Mô hình h p ph Freundlich 21 1.5.3 Ph ng pháp kính hi n vi n t quét (SEM) 22 1.5.4 Ph ng pháp nhi u x tia X – XRD 24 ii 1.5.5 Ph CH ng pháp Brunauer - Emmett – Teller ( BET ) 25 NG II: TH C NGHI M 28 2.1 it 2.2 Ph ng nghiên c u .28 ng pháp nghiên c u 28 2.2.1 Ph ng pháp thu th p tài li u 28 2.2.2 Ph ng pháp th ng kê k th a 28 2.2.3 Ph ng pháp tính toán x lý s li u 28 2.2.4 Ph ng pháp th c nghi m .29 2.3 Th c nghi m phòng thí nghi m 29 2.3.1 Kh o sát y u t nh h ng đ n kh n ng h p ph asen, nitrit c a v t li u pyrolusit ch a bi n tính .30 2.3.2 Kh o sát kh n ng x lý asen, nitrit c a v t li u pyrolusit bi n tính b ng ph ng pháp nhi t 32 2.3.3 Kh o sát y u t nh h ng đ n kh n ng h p ph asen, nitrit c a v t li u pyrolusit bi n tính b ng axit 33 2.2.4 Xác đ nh dung l ng h p ph c c đ i c a v t li u bi n tính b ng axit ng trình h p ph đ ng nhi t Langmuir .34 theo ph 2.2.5 Ph ng pháp xác đ nh hàm l 2.2.6 Ph ng pháp xác đ nh tính ch t đ c tr ng c a v t li u 35 ng asen nitrit .35 2.2.7 Kh o sát kh n ng x lý asen c a v t li u bi n tính m u th c 35 2.4 D ng c , thi t b phân tích hoá ch t ph c v trình nghiên c u: .36 CH NG III: K T QU VÀ TH O LU N 38 3.1 K t qu kh o sát y u t nh h ng đ n kh n ng h p ph asen, nitrit c a v t li u pyrolusit ch a bi n tính 38 3.1.1 nh h ng c a kích th c v t li u đ n kh n ng x lý As, NO - c a v t li u ch a bi n tính 38 3.1.2 Kh o sát nh h ng c a th i gian đ n kh n ng x lý asen nitrit c a v t li u ch a bi n tính 39 iii 3.1.3 Kh o sát nh h ng c a pH đ n kh n ng x lý asen nitrit c a v t li u ch a bi n tính 41 3.2 Kh o sát kh n ng x lý asen, nitrit c a v t li u pyrolusit bi n tính b ng ph ng pháp nhi t 43 3.3 Kh o sát y u t nh h ng đ n kh n ng h p ph asen, nitrit c a v t li u pyrolusit bi n tính b ng axit 45 3.3.1 Kh o sát nh h ng c a th i gian đ n kh n ng h p ph asen, nitrit c a v t li u pyrolusit bi n tính b ng axit 45 3.3.2 Kh o sát nh h ng c a pH đ n kh n ng h p ph asen, nitrit c a v t li u bi n tính b ng axit .48 3.4 Tính ch t đ c tr ng c a v t li u tr c sau bi n tính 51 3.4.1 Hình thái c a v t li u .51 3.4.2 Di n tích b m t c a v t li u 53 3.5 Xác đ nh dung l ph ng h p ph c c đ i c a v t li u bi n tính b ng axit theo ng trình h p ph đ ng nhi t Langmuir 53 3.6 ánh giá k t qu c a vi c nghiên c u y u t nh h ng đ n trình x lý asen, nitrit c a v t li u pyrolusit .58 3.7 Kh o sát kh n ng x lý asen c a v t li u bi n tính m u th c 58 K T LU N VÀ KI N NGH 61 TÀI LI U THAM KH O 63 iv DANH M C B NG Trang B ng 1.1: M t s ph ng pháp x lý nit n c th i B ng 2.1: Danh sách d ng c , thi t b phân tích 36 B ng 3.1 K t qu kh o sát kh n ng x lý As, NO - c a qu ng ch a bi n tính v i kích th c khác 38 B ng 3.2: K t qu h p ph asen nitrit c a v t li u ch a bi n tính kho ng th i gian khác 40 B ng 3.3 K t qu x lý As, NO - c a v t li u ch a bi n tính pH khác 42 B ng 3.4: K t qu kh o sát kh n ng h p ph As, NO - c a v t li u bi n tính b ng ph ng pháp nhi t nhi t đ khác 44 B ng 3.5: K t qu đánh giá kh n ng h p ph As c a v t li u pyrolusit theo th i gian sau bi n tính b ng axit .46 B ng 3.6: K t qu đánh giá kh n ng x lý NO - c a v t li u pyrolusit theo th i gian sau bi n tính b ng axit .47 B ng 3.7: K t qu kh o sát nh h ng c a pH đ n kh n ng h p ph asen c a v t li u bi n tính b ng axit 49 B ng 3.8: K t qu kh o sát nh h ng c a pH đ n kh n ng h p ph nitrit c a v t li u bi n tính b ng axit 50 B ng 3.9: nh h ng c a n ng đ đ n kh n ng h p ph asen .54 B ng 3.10: nh h ng c a n ng đ đ n kh n ng x lý nitrit 56 B ng 3.11 K t qu x lí Asen m u n c th i c a v t li u pyrolusit bi n tính b ng HNO 7% 59 v DANH M C HÌNH Trang Hình 1.1 Qu ng Pyrolusit .14 Hình 1.2 C u trúc tinh th Hình 1.3: Hình 1.4: Hình 1.5: -MnO 15 ng h p ph đ ng nhi t Langmuir .20 th xác đ nh h ng s ph ng trình Langmuir 20 ng h p ph đ ng nhi t Freundlich .22 Hình 1.6: S ph thu c c a logq logC 22 Hình 1.7: S đ kh i m t kính hi n vi n t quét SEM 24 Hình 1.8: S đ nguyên lý c u t o máy XRD 25 Hình 2.1: Quy trình th c nghi m phòng thí nghi m .29 HHình 2.2: Quy trình bi n tính v t li u b ng ph ng pháp nhi t 32 Hình 2.2 Quy trình bi n tính v t li u pyrolusit b ng axit 33 Hình 3.1 K t qu kh o sát kh n ng h p ph As c a qu ng ch a bi n tính v i kích th c khác 38 Hình 3.2 K t qu kh o sát kh n ng x lý NO - c a qu ng ch a bi n tính v i kích th c khác 39 Hình 3.3: Dung l ng h p ph asen c a v t li u ch a bi n tính kho ng th i gian khác 40 Hình 3.4: Dung l ng h p ph nitrit c a v t li u ch a bi n tính kho ng th i gian khác 41 Hình 3.5: Dung l ng h p ph asen c a v t li u ch a bi n tính theo pH 42 Hình 3.6: Dung l ng h p ph nitrit c a v t li u ch a bi n tính theo pH 43 Hình 3.7: nh h ng c a nhi t đ đ n kh n ng h p ph As c a v t li u pyrolusit bi n tính b ng ph ng pháp nhi t .44 Hình 3.8: nh h ng c a nhi t đ đ n kh n ng h p ph NO - c a v t li u pyrolusit bi n tính b ng ph ng pháp nhi t .45 vi Hình 3.9: nh h ng c a th i gian đ n kh n ng h p ph As c a v t li u pyrolusit bi n tính b ng axit .46 Hình 3.10: nh h ng c a th i gian đ n kh n ng h p ph NO - c a v t li u pyrolusit bi n tính b ng axit 48 Hình 3.11: nh h ng c a pH đ n dung l ng h p ph c a v t li u đ i v i As 49 Hình 3.12: nh h ng c a pH đ n dung l ng h p ph c a v t li u đ i v i ion NO - 51 Hình 3.13: nh SEM c a v t li u pyrolusit tr c sau bi n tính nhi t đ phân gi i 20000 l n 52 Hình 3.14: nh SEM c a v t li u pyrolusit tr c sau bi n tính b ng axit HNO 7% đ phân gi i 50000 l n .52 Hình 3.15: ng đ ng nhi t h p ph Langmuir đ i v i asen .54 Hình 3.16: S ph thu c c a C cb /q vào C cb 55 Hình 3.17: ng đ ng nhi t h p ph Langmuir đ i v i nitrit 56 Hình 3.18: S ph thu c c a C cb /q vào C cb 57 52 a V t li u pyrolusit ch a bi n b V t li u pyrolusite bi n tính c V t li u pyrolusite bi n tính tính 400oC 900oC Hình 3.13: nh SEM c a v t li u pyrolusit tr c sau bi n tính nhi t gi i 20000 l n So sánh nh ch p SEM c a v t li u tr c sau bi n tính b ng ph đ phân ng pháp nhi t cho th y, b m t c a v t li u có s thay đ i rõ r t so v i v t li u ch a bi n tính B m t c a v t li u g n nh đ ng nh t hoàn toàn, đ x p c a b m t cao, l tr ng có kích th ct ng đ i l n, phân b đ ng đ u kh p b m t c a v t li u b V t li u bi n tính b ng axit đ K t qu nh ch p SEM c a v t li u pyrolusit tr c trình bày d i hình 3.14: a V t li u pyrolusit ch a bi n tính c sau bi n tính b ng axit b V t li u pyrolusit bi n tính b ng axit Hình 3.14: nh SEM c a v t li u pyrolusit tr c sau bi n tính b ng axit HNO 7% đ phân gi i 50000 l n 53 So sánh nh SEM c a v t li u tr c sau bi n tính b ng axit, ta th y b m t c a v t li u có s thay đ i V t li u pyrolusit ch a bi n tính có c u trúc không đ ng nh t, s l ng mao qu n v i kích th Sau bi n tính axit, b m t v t li u t t ng lên v i kích th c to phân b không đ u ng đ i đ ng nh t, s l ng mao qu n c nh h n phân b đ u b m t v t li u Nh v y, k t qu nh ch p SEM c a v t li u cho th y s l nhi u đ ng nh t làm t ng kh n ng h p ph c a v t li u phù h p v i k t qu thu đ c ng mao qu n i u hoàn toàn m c 3.2 3.3 3.4.2 Di n tích b m t c a v t li u V t li u pyrolusit sau đ b ng thi t b đo BET, k t qu thu đ c bi n tính b ng axit HNO 7%, đem đo c nh sau: Di n tích b m t riêng c a v t li u pyrolusit ch a bi n tính 15,644 m2/g Sau bi n tính b ng axit di n tích b m t c a v t li u t ng lên 25,234 m2/g t c t ng 1,61 l n so v i di n tích b m t c a v t li u ch a bi n tính Nh v y trình bi n tính b ng axit làm di n tích b m t riêng t ng lên, t làm t ng kh n ng h p ph c a v t li u Có th th y r ng, di n tích b m t riêng c a v t li u l n kh n ng h p ph l n i u hoàn toàn phù h p v i k t qu th c nghi m t i m c 3.3 3.5 Xác đ nh dung l ph ng h p ph c c đ i c a v t li u bi n tính b ng axit theo ng trình h p ph đ ng nhi t Langmuir Sau kh o sát xác đ nh đ c giá tr pH th i gian h p ph thích h p nh t cho trình h p ph asen nitrit, ta kh o sát s nh h ng c a n ng đ ban đ u đ n kh n ng x lý asen, nitrit c a v t li u, tính toán xem xét m i quan h gi a dung l đ ng h p ph (q) n ng đ dung d ch (C cb ) có tuân theo ph ng h p ph đ ng nhi t Langmuir hay không, t xác đ nh dung l ng trình ng h p ph c c đ i c a v t li u a i v i v t li u h p ph asen K t qu xác đ nh dung l ng h p ph c c đ i c a v t li u bi n tính b ng axit 54 theo ph bày d ng trình h p ph đ ng nhi t Langmuir đ i v i h p ph asen, đ c trình i b ng 3.9 hình 3.15, hình 3.16 B ng 3.9: nh h ng c a n ng đ đ n kh n ng h p ph asen STT N ng đ tr c x lý (mg/l) [C ] N ng đ sau x lý (mg/l) [C cb ] Dung l ng h p ph (mg/g) [ q] C cb /q (g/l) 0,047 0,0026 0,0044 0,59 0,11 0,0073 0,0104 0,70 0,54 0,095 0,0441 2,15 0,98 0,19 0,0785 2,43 2,08 0,53 0,1544 3,46 5,16 1,37 0,3790 3,62 10,36 2,82 0,7538 3,74 20,85 10,53 1,0317 10,21 51,68 33,74 1,7937 18,81 10 101,44 83,17 1,8273 45,52 q (mg/g) ng đ ng nhi t h p ph Langmuir đ i v i Asen 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 10 20 30 40 50 60 70 80 Ccb (mg/l) Hình 3.15: ng đ ng nhi t h p ph Langmuir đ i v i asen 90 55 S ph thu c c a Ccb/q vào Ccb 50,0 y = 0,5197x + 2,2394 R² = 0,9922 Ccb/q (g/l) 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 20 40 60 80 100 Ccb (mg/l) Hình 3.16: S ph thu c c a C cb /q vào C cb Gi thi t trình h p ph Langmuir s d ng ph asen c a v t li u phù h p v i ph ng trình Langmuir đ xác đ nh dung l ng trình ng h p ph c c đ i c a v t li u Ta có: q max = ; x = tgα x Dung l ng h p ph c c đ i c a v t li u là: Dung l ng h p ph c c đ i c a v t li u tính theo mô hình Langmuir đ i v i asen là: qmax = = 1,9267 (mg/g) 0,519 H ng s Langmuir: = 2,239 ⇒ b = 0,23 b.qmax Các k t qu kh o sát cho th y trình h p ph Asen c a v t li u Pyrolusit phù h p v i mô hình đ ng nhi t Langmuir v i h s h i quy 99,2% giá tr dung l ng h p ph c c đ i q max 1,9267 mg/g Th c v y, mô hình đ ng nhi t Langmuir v i h s h i quy 99,2% ch ng minh đ c k t qu th c nghi m kh o sát y u t n ng h p ph asen c a v t li u phù h p ch p nh n đ c nh h ng t i kh 56 b i v i v t li u h p ph nitrit K t qu xác đ nh dung l theo ph ng h p ph c c đ i c a v t li u bi n tính b ng axit ng trình h p ph đ ng nhi t Langmuir, đ i v i h p ph nitrit đ c th hi n b ng 3.10, hình 3.17 hình 3.18 B ng 3.10: nh h ng c a n ng đ đ n kh n ng x lý nitrit STT N ng đ tr c x lý (mg/l) [C ] N ng đ sau x lí (mg/l) [C cb ] Dung l ng h p ph (mg/g) [q] C cb /q (g/l) 5,03 9,62 19,95 50,21 99,87 200,12 500,23 1000,35 0,05 1,45 8,9 36,5 84 168 455 950 0,498 0,817 1,105 1,371 1,587 3,212 4,523 5,035 0,1 1,76 8,05 26,62 52,93 52,3 100,6 188,68 ng đ ng nhi t h p ph Langmuir đ i v i Nitrit q (mg/g) 0 200 400 600 800 Ccb (mg/l) Hình 3.17: ng đ ng nhi t h p ph Langmuir đ i v i nitrit 1000 57 S ph thu c c a Ccb/q vào Ccb 200 y = 0,1883x + 13,781 R² = 0,964 Ccb/q (g/L) 160 120 80 40 0 200 400 600 Ccb (mg/l) 800 1000 Hình 3.18: S ph thu c c a C cb /q vào C cb T ph l ng trình đ ng đ ng nhi t h p ph Langmuir, ta xác đ nh đ c dung ng h p ph c c đ i c a v t li u Dung l ng h p ph c c đ i c a v t li u tính theo mô hình Langmuir đ i v i nitrit là: qmax = = 5,319 (mg/g) 0,188 H ng s Langmuir: = 13,78 ⇒ b = 0,0136 b.qmax K t qu đ ng đ ng nhi t h p ph Langmuir đ i v i nitrit cho th y kh n ng x lý NO - c a v t li u Pyrolusit đ c mô t t t b ng mô hình đ nhi t Langmuir v i h s h i quy 96,4% dung l ng đ ng ng h p ph c c đ i q max 5,319 mg/g Nh v y, b ng mô hình đ ng nhi t Langmuir v i h s h i quy 96,4% cho th y nh ng k t qu th c nghi m kh o sát y u t h p ph nitrit c a v t li u đáng tin c y nh h ng t i kh n ng 58 3.6 ánh giá k t qu c a vi c nghiên c u y u t nh h ng đ n trình x lý asen, nitrit c a v t li u pyrolusit i v t li u ch a bi n tính, có th b m t v t li u ch a đ l c ho t hoá, s ng mao qu n làm cho kh n ng h p ph asen nitrit không cao T k t qu kh o sát cho th y, v t li u bi n tính nhi t có hi u su t x lý th p, có th bi n tính l nhi t đ cao làm b m t v t li u b tr , d n đ n dung ng h p ph i v i v t li u bi n tính b ng axit, hi u su t x lý r t t t, sau bi n tính b ng axit, di n tích b m t riêng c a v t li u t ng 1,61 l n t 15,644 m2/g lên 25,234 m2/g, v y mà kh n ng h p ph v t li u t ng lên Qua k t qu kh o sát có th th y dung l ng h p ph t ng theo th i gian cho đ n đ t bão hoà Th i gian x lý t i u đ i v i As 360 phút đ t hi u su t 97.98% th i gian x lý NO - 120 phút đ t 100% đ i v i v t li u bi n tính b ng axit HNO 7% nh h ng c a pH đ n kh n ng x lý c a v t li u rõ ràng, đ i v i x lý As c a v t li u pH = cho hi u su t x lý t t nh t, kho ng pH có môi tr ng axit không cao, có th u ki n pH MnO v t li u ho t đ ng m nh Còn đ i v i kh n ng x lý NO - c a v t li u pH = cho hi u su t x lý cao nh t, có th gi i thích môi tr ng axit m nh làm t ng s ho t đ ng b m t c a v t li u 3.7 Kh o sát kh n ng x lý asen c a v t li u bi n tính m u th c K t qu kh o sát kh n ng x lý asen c a v t li u bi n tính m u th c đ c trình bày nh b ng 3.11 59 B ng 3.11 K t qu x lí Asen m u n c th i c a v t li u pyrolusit bi n tính b ng HNO 7% N ng đ As sau x lý (mg/l) Hi u su t h p ph As (%) Dung l ng h p ph As (mg/g) TT Tên m u N ng đ As n c th i (mg/l) M u T1 0,2 0,0218 89,16 0,0178 M u l p T1 0,201 0,0203 89,9 0,0181 M u T2 0,14 0,0094 93,3 0,0131 M u l p T2 0,139 0,0099 92,9 0,0129 QCVN 40:2011 C tB (mg/l) 0,1 T k t qu kh o sát kh n ng x lý asen m u n bi n tính c th i c a v t li u b ng 3.11 ta th y: V t li u pyrolusit sau bi n tính b ng axit HNO 7%, nh t, cho th y hi u su t h p ph asen n u ki n t t c th i t t, s chênh l ch so v i m u th không nhi u T i hai m u n c th i đ 0,2 mg/l; 0,14 mg/l v l n c kh o sát: T1 T2 có n ng đ Asen đ u vào t tiêu chu n m u T1, dung l c t B, QCVN 40:2011/BTNMT 1,4 ÷ ng h p ph cao nh t đ t đ h p ph 89,9% T i m u T2, dung l c 0,0181 mg/g, v i hi u su t ng h p ph t t nh t đ t 0.0131 mg/g hi u su t h p ph 93,3% Nh v y, n c th i sau c a Công ty c ph n Supe Ph t Phát hóa ch t Lâm Thao Công ty TNHH n c gi i khát Coca Cola Vi t Nam đ c x lý b ng v t li u pyrolusit bi n tính b ng axit HNO 7% đ t QCVN 40:2011/BTNMT (Quy chu n k thu t Qu c gia v n c th i công nghi p) V t li u pyrolusit bi n tính b ng axit HNO 7% có kh n ng h p ph As t t có th ng d ng th c ti n Do m u n c th i t i Công ty c ph n Supe Ph t Phát Hóa ch t Lâm 60 Thao Công ty TNHH n c gi i khát Coca Cola Vi t Nam có hàm l th p, nên tác gi ch a ti n hành th nghi m đ th c Nên đ tài m i ch d ng l i ng NO - r t c kh n ng x lý NO - m u áp d ng x lý As m u th c 61 K T LU N VÀ KI N NGH I K t lu n ã ti n hành kh o sát y u t pyrolusit b ng ph nh h ng đ n trình bi n tính v t li u ng pháp nhi t b ng axit HCl HNO ã l a ch n đ c u ki n thích h p nh t đ ch t o v t li u pyrolusit đ x lý asen nitrit: kích th c v t li u t 0,2-0,5mm, bi n tính b ng axit HNO 7%, môi tr ng pH = 5, th i gian h p ph 240 phút ã kh o sát y u t li u ch t o đ nh h ng đ n kh n ng h p ph As, NO - c a v t c K t qu cho th y: • V t li u bi n tính b ng ph ng pháp nhi t: t i nhi t đ 400oC, dung l ng h p ph c a v t li u đ i v i As 0,0534 mg/g, hi u su t h p ph đ t 55,27 %, dung l ng h p ph c a v t li u đ i v i NO - 0,147 mg/g hi u su t h p ph đ t 7,47 % Kh n ng x lý c a v t li u bi n tính b ng ph ng pháp nhi t ch a cao • Kh n ng h p ph As, NO - c a v t li u bi n tính b ng axit HNO 7% t ng đáng k so v i v t li u bi n tính ph ng pháp nhi t C th pH=5, th i gian h p ph 240 phút thì:  Dung l ng h p ph As 0,0969 mg/g , hi u su t x lý đ t 98,38%  Dung l ng h p ph NO - 1,965 mg/g, hi u su t x lý đ t 99,75%  Dung l ng h p ph c c đ i c a v t li u bi n tính b ng axit HNO 7% đ i v i As đ t 1,9267 mg/g, NO - đ t 5,319 mg/g Quá trình h p ph As, NO tuân theo đ ng đ ng nhi t Langmuir v i h s h i quy R2 = 0,992 R2 = 0,964 K t qu b ng ph nh ch p SEM d li u BET cho th y, v t li u tr ng pháp nhi t b ng axit có kích th c h t không đ ng nh t, l tr ng ít, di n tích b m t riêng nh V t li u bi n tính b ng ph b ng axit có kích th c bi n tính c h t đ u h n, có đ x p h n, có s l ng pháp nhi t ng mao qu n nhi u h n V t li u bi n tính b ng axit có di n tích b m t riêng t ng g p 1,61 l n so v i di n tích b m t riêng c a v t li u ch a bi n tính (t 15, 644 m2/g t ng lên 25,234 62 m2/g) ây m t nh ng lý làm cho v t li u có kh n ng h p ph t t ã áp d ng x lý As m u th c M u T1 (l y t i Công ty c ph n Supe Ph t Phát hóa ch t Lâm Thao - Th tr n Lâm Thao, Huy n Lâm Thao, T nh Phú Th ) có n ng đ Asen ban đ u 0,201 mg/l Sau x lý, n ng đ asen 0,0203mg/l; dung l ng h p ph đ t 0,0181 mg/g hi u su t h p ph 89,9% M u T2 (l y Công ty TNHH n c gi i khát Coca Cola Vi t Nam – Th ng Tín, Hà N i) có n ng đ Asen ban đ u 0,14 mg/l Sau x lý, n ng đ asen 0,0094 mg/l, dung l Các m u n ng h p ph đ t 0,0131 mg/g hi u su t h p ph 93,3% c th i sau x lý đ t QCVN 40:2011/BTNMT Nh v y, v t li u pyrolusit bi n tính b ng axit HNO 7% có kh n ng ng d ng th c ti n II Ki n ngh đ xu t Qua trình nghiên c u nh ng k t qu đ t đ m t s đ xu t đ k t qu lu n v n đ Nghiên c u s nh h c c a đ tài, tác gi có c hoàn thi n h n: ng c a ion c n tr đ n kh n ng x lý As, NO - c a v t li u Nghiên c u kh n ng gi i h p c a v t li u đ t ng hi u qu tái s d ng v t li u, ti t ki m chi phí x lý ng d ng v t li u pyrolusit bi n tính b ng axit HNO vào th c ti n x lý asen n c th i Nghiên c u tính toán hi u qu kinh t giá thành c a v t li u 63 TÀI LI U THAM KH O [1] Lê V n Cát (2002), H p ph trao đ i ion k thu t x lý n c n c th i, Nhà xu t b n Th ng Kê, Hà N i [2] Lê V n Cát (2007) X lý n c th i giàu h p ch t nit photpho, NXB Khoa h c t nhiên công ngh , Hà N i [3] Tr n H ng Côn, ng Kim Loan (2003), c h c Môi tr ng, Hà N i [4] Tr n H ng Côn, Nghiên c u công ngh ch t o thi t b x lý asen n cho quy mô h gia đình c m dân c , c tài S KHCN Hà N i, Mã s 01C- 09/11-2005-1 [5] P.T.H nh, P.V.Tình, K.Tùng (2010), pyroluzit cho x lý asen n i n phân MnO t qu ng t nhiên c gi ng khoan, T p chí Hóa h c, 48(4C) 290-294 [6] Tr n T Hi u (2000), Hóa h c phân tích, NXB i h c Qu c Gia Hà N i [7] Ph m V n Lâm (2011), “Hoàn thi n công ngh ch t o thi t b x lý n c nhi m asen s d ng v t li u h p ph hi u n ng cao NC-F20 cho vùng nông thôn Hà Nam”, Ch ng trình m c tiêu qu c gia v n c s ch v sinh môi tr ng nông thôn, Vi n Hoá h c – Vi n Hàn lâm Khoa h c & Công ngh Vi t Nam, Hà N i [8] Thân V n Liên c ng s (2006), Nghiên c u qui trình x lý, ho t hoá bentonit Vi t Nam đ s n xu t bentonit x p dùng cho x lý n c th i có ch a kim lo i n ng, Vi n C ng ngh x - hi m, Hà N i [9] Nguy n H u Phú, (1998), H p ph xúc tác b m t v t li u vô c mao qu n, NXB KHKT, Hà N i [10] Tr n Xuân Ph ng (2004), “Nghiên c u t ng h p bentonite h u c làm ch t t o c u trúc cho dung d ch khoan g c d u”, Lu n v n th c s , N i [11] H Vi t Quý (2009), Các ph đ i, NXB i h c S Ph m i h c qu c gia Hà ng pháp phân tích công c hoá h c hi n 64 [12] Nguy n Qu c Th ng (2009), Bi n tính đá ong đ tách lo i asen n m t s khu v c phía b c t nh Hà T nh c i h c Hà T nh [13] PGS.TS Nguy n T t Trâm, TS Nguy n V n Bình (2003), “Giáo trình tinh th khoáng v t h c”, Tr ng i h c M đ a ch t Hà N i [14] B.Trung c ng s (2007), Nghiên c u u ch Mangan dioxit ho t tính t qu ng Pyrolusit Vi t Nam, T p chí Khoa h c Công ngh , 45(2), 69-75 [15] Arsenic in ground water in six districs of best Bengal, Iidia – The biggest arsenic alamity in the world Analytical Chemistry, vol.120, March, 1975, p 643 [16] Asenic, Environment Health Criteria 18, Geneva 1981 [17] AA Taherpour, M Ramazani, S Mahdizadeh(2006), Determination of trace amounts of Nitrite ion by Kinetic - spectrophotometric method on the acidic media based on reduction of Cresyl violet, International journal of applied chemistry ISSN 0973 - 1792, vol.2, No.2, pp 115 - 124 [18] A.Maiti et al (2012), Comparison of treated laterite as arsenic adsorbent from different locations and performance of best filter under field conditions, J.Hazardous Materials [19] Barzegar M., Mousavi M.F, Nenati A.(2000), Kinetic spectrophotometric determination of trace amounts of nitrite by its reaction with molybdosillicic acid blue, Microchemical journal Vol.65, No.2, pp 159 - 163 [20] Danh Nguyen-Thanh and Bandosz T.J (2003), Effect of transition-metal cations on the adsorption of H2S in modified pillared clays, J Phys Chem, B, 107, 5812 - 5817 [21] Domínguez J.M, Botello-Pozos J.C, López-Ortega A, Ramíze M.T, SandovalFloros G, Rojas-Hernández (1998), Catalysis Today 43, 69 – 77 [22] D.Linden (1994), Handbook of Batteries, McGraw-Hill, NewYork [23] Ensafi A.A, Rezaii B (1994), kinetic-specphotometric determination of nitrite 65 by its catalytic effect on the oxidation of Brilliant Cresyl blue by bromate, Microchemical journal Vol.50, No.2, pp 169 – 177 [24] Fostr dee snell and leslie S Ettre(1972), Encyclopedia of industrial chemiscal analysis, interscinece publishers, vol.16 [25] Hamid Reza, Nazari Behzad(2004), Kinetic spectrophotometric determination of trace amounts of nitrite by catalytic reaction between methylthylmol blue and bromate, Journal of the Chinese chemical society ISSN 0009 - 4536,vol.51,No.6, pp.1353 – 1356 [26] Jin Sua, Synthesis, characterization and kinetic of a surfactant-modified bentonite used toremove As(III) and As(V) from aqueous solution, Journal of Hazardous Materials185 (2011) 63–70” [27] Konstantinou I.K et al (2000), Removal of herbicides from aqueous solutions by adsorption on Al-pillared clays, Fe–Al pillared clays and mesoporous alumina aluminum phosphates, Wat Res, 34(12) 3123 – 3136 [28] L.Jenn-Tsuen et al (1993), A new method for preparing microporous titanium pillared clays, Microporous Materials, 1, 287 – 290 [29] M.Mazloum Ardakani, M.R.Shishehbore, N Narrirzadeh, A.M hajishabani,M Tabatabaee(2006), Highly selective catalytic spectrophotometric method for the determination of nitrite, Canadian jounal of Analytical sciences and Spectroscopy,Vol.51,No.3 [30] Netherlands National Committee of the International Association of Hydrogeologists (2006), Arsenic in groundwater – a world problem, Seminar Utrect 29 November 2006, The Netherlans [31] Norwitz, P.N Keliher(1984), Spectrophotometric determination of nitrite with composite reagents containing sulphanilamide, sunphanilic acid or 4-nitroaniline as the diozotisable aromatic amine and N-(1-naphthyl) ethylene diamine as coupling agent, analyst, 109, pp 1281 - 1286 66 [32] Pyrolusite, 2001-2005, Mineral Data Publishing, version [33] S.Marten, J Harms, Wissenschaftliche Geratebau Dr Ing H Knauer GmbH, (2000), Determinetion of nitrit and nitrate in fruit juies by UV detection, ASI Advanced scientific instruments [34] S.K.Maji et al (2007), Adsorption Thermodynamics of Arsenic on Laterite Soil, J Surface Sci Technol., 22(3-4) 161-176 [35] S Chakravarty et al (2002), Removal of arsenic from groundwater using low cost ferruginous manganese ore, Water Research 36, 625-632 [36] Tomul F and Balci S (2009), Characterization of Al, Cr-pillared clays and CO oxidation, Applied Clay Science 43, 13 – 20 [37] Tokunaga S, et al (1997), Removal of arsenic(V) ion from aqueous solutions by lanthanum compounds, Water Science and Technology, 35(7) 71 – 78 [38] V Sivasankar et al (2010), Fluoride removal from water using activated and MnO -coated Tamarind Fruit (Tamarindus indica) shell: Batch and column studies, J.Hazardous Materials 177, 719-729 [39] Wu P et al (2009), Removal of Cd2+ from aqueous solution by adsorption using Fe-montmorillonite, J.Hazardous Materials, 169(1-3) 824 – 830 [40] Ximenes M.I.N, raths Reyesf.G.R (2000), Polarographic determination of nitrate in vegetables, Talanta ISSN 0039 - 9140, vol 51, No.1 pp 49 - 56 [41] Z.Xiu-qiong et al (2005), Adsorption of Direct Green B on mixed hydroxy-FeAl pillared montmorillonite with large basal spacing, J.Enivironmental Science, 17(1), 159 – 162