Nghiên cứu khả năng hấp thu kim loại nặng trong nước thải của xơ dừa hoạt hóa

Chia sẻ: Leon Leon | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

179
lượt xem 50
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Xơ dừa là một loại vật liệu giá rẻ có một khả năng cao để hấp thụ kim loại nặng. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng trong đĩa đơn - môi trường ô nhiễm mà các kim loại như Pb, Cu, Zn, Cd và As có nội dung 5 mg / lít cho mỗi và một số lượng kích hoạt xơ dừa đưa vào xử lý nước thải được 5g/litre, các hoạt xơ dừa có thể hấp thụ rất tốt Pb, Cu, Zn và Cd. Cụ thể, xơ dừa có thể hấp thụ 99,46% Pb; 80,06% Cu; 77,82% của Cd và 61,22% Zn,...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu khả năng hấp thu kim loại nặng trong nước thải của xơ dừa hoạt hóa

NGHIÊN C U KH NĂNG H P THU KIM LO I N NG TRONG NƯ C TH I C A XƠ D A HO T HÓA Đ Thu Hà, Hà M nh Th ng, Nguy n Thanh Hòa, Phan H u Thành, Nguy n Th Thơm SUMMARY Reseach ability to Adsorb of heavy metal on modified coir fibres Coir is a cheap material has a high ability to absorb heavy metals. The research results showed that in the single - pollutant environment where metals like Pb, Cu, Zn, Cd and As have the content of 5 mg/litre per each and an amount of activation coir put into to treat waste water is 5g/litre,the activated coir could absorb very well Pb, Cu, Zn and Cd. Specifically, the coir could absorb 99.46% of Pb; 80.06% of Cu; 77.82% of Cd and 61.22% of Zn; however, it absorbs very small amount of As (11.40%). At the same time, the pH of the sewage environment also increases by nearly 3 units. When increasing pollution concentration to 50 mg/litre, the Coir’s efficiency of absorbing Pb, Cu, Zn and Cd is extremely reduced. The pH of the environment experiences very little change. In the assuming environment where pollutant mixture was 100 times higher than the allowed level in the Vietnamese standard (QCVN 24:2009), the coir could hardly absorb heavy metals, and the environment’s pH would be changed very little, except for Cd (the pollutant concentration which is 100 times higher than the allowed level in the Vietnamese standard is just 1 mg/litre, so a replacement of Na in the coir structure occurs). Keywords: heavy metal, absorb, pollution, coir... 1. §ÆT VÊN §Ò polyme t nhiên ư c làm t các ơn v glucose v i các nhóm hydroxyl sơ c p và Nư c th i c a các ngành công nghi p th c p ph bi n. Xơ d a cũng ch a thu c da, công nghi p i n t , công ngh 45,84% hàm lư ng lignin, lo i này có m ng d t nhu m, khai thác m ... ch a nhi u các lư i c u trúc là methoxy và các nhóm kim lo i c h i nh hư ng n s c kh e hydroxyt t do. C hai h p ch t này u có con ngư i và h sinh thái. Qua th i gian kh năng h p th các ion kim lo i n ng. tích t tr c ti p ho c gián ti p mà nó ư c tích t vào cơ th ngư i và gây ra các b nh Cơ ch h p thu các ion kim lo i loét da, viêm ư ng hô h p, ung thư... Vi c tăng h p thu các ion kim lo i Nhi u phương pháp x lý ô nhi m kim lo i trong trư ng h p c a xơ d a ho t hóa, ư c n ng trong nư c th i ã ư c nghiên c u. tác gi S.R. Shukla, Roshan S. Pai, Amit D. Trong ó vi c s d ng các ph phNm nông Shendarkar (4) gi i thích là do s hình nghi p trong vi c x lý nư c th i ư c thành c a nhóm axit cacboxylic nh có x nghiên c u nhi u vì chúng có các ưu i m lý ôxy hóa. Quá trình ho t hóa s d ng là giá thành r , là v t li u có th tái t o NaOH 0,1 M ư c ti n hành môi trư ng ư c và thành ph n chính c a chúng ch a ki m (pH =10,5) và do ó các nhóm các polymer d bi n tính và có tính ch t h p carboxyl s ph n ng v i Na t o ra d ng thu ho c trao i ion cao. mu i natri c a chúng. Khi ưa xơ d a ã Xơ d a ch a m t hàm lư ng áng k ho t hóa vào, các ion kim lo i s th ch Na cenllulose (43,44%), ây là m t lo i và các ion kim lo i ư c gi l i b i các xơ
d a ã ư c ho t hóa, d a trên cơ ch trao 2. Phương pháp nghiên c u i ion ư c th hi n như sau: * Phương pháp xác nh kh năng h p thu + 2 (xơ d a - COONa) + M2 → (xơ d a kim lo i n ng trong nư c th i c a v t li u: - COO) 2M + 2Na+ - Phân tích các ch tiêu: pH, Cu, Pb, Zn, Cd, As trong xơ d a; trong m u nư c th i ô nhi m kim lo i n ng trư c và sau khi thí II. VËT LIÖU Vµ PH¦¥NG PH¸P NGHI£N CøU nghi m (b ng máy quang ph h p thu 1. V t li u nghiên c u nguyên t ). - V t li u h p thu: Xơ d a ư c thu mua - S li u phân tích ư c x lý b ng t i c a hàng bán d a, khu ch hoa qu chương trình th ng kê thông d ng Excell. ư ng Láng. Ngâm xơ d a trong NaOH 1M * ánh giá kh năng h p thu kim lo i trong 24 gi , r a s ch b ng nư c c t n khi n ng c a t ng v t li u trên hi u su t h p nư c trong, pH kho ng t 6 - 7, s y 105oC, thu và lư ng h p thu. trong 2 - 3 gi , nghi n m n qua lư i 0,5 mm - Lư ng Cu 2+ h p thu trong v t li u - Dung d ch nư c th i nhân t o g m các ư c tính theo công th c: kim lo i n ng (Cu, Pb, Zn, Cd, As) n ng (Ci - Cf )V 5 và 50 mg/lít d ng ơn l và n ng qa = m gi nh ô nhi m g p 100 l n QCVN cho phép (QCVN 24:2009) i v i m i kim lo i Trong ó: qa là lư ng Cu 2+ h p thu d ng ơn l và h n h p ư c pha t dung trong 1 ơn v kh i lư ng v t li u (mg/kg); d ch chuNn có n ng 1000 ppm c a m i Ci là n ng ban u ưa vào (mg/l) c a ion kim lo i ư c cung c p b i hãng Merck. dung d ch mu i Cu 2+trư c khi thí nghi m; Cf là n ng tr ng thái cân b ng trao i (Lí do ch n 2 m c n ng 5 mg/kg và (mg/l) c a Cu 2+ trong dung d ch sau khi thí 50 mg/kg là: m c n ng 5 mg/kg i nghi m; V là th tích dung d ch mu i Cu 2+ v i t t c các kim lo i n ng thì ó là m c (ml); và m là kh i lư ng v t li u (g) s trong nư c th i t nhiên Cu và Zn ch m b d ng trong thí nghi m. ô nhi m theo QCVN 24:2009, v i các nguyên t Pb, As, Cd thì ó là ngư ng ô - Hi u su t h p thu (% h p thu) Cu2+ nhi m g p 10 l n, 50 l n, 500 l n... Sau khi trong v t li u ư c tính theo công th c: tăng n ng ô nhi m lên 50 mg/kg thì kh (Ci - Cf ) năng h p thu gi a các nguyên t s thay qa = ×100 m i? So sánh kh năng h p thu các kim lo i Trong ó: Ci là hàm lư ng Cu 2+ có n ng các m c ô nhi m khác nhau và gi a trong dung d ch ban u (trư c khi h p thu) các kim lo i cùng ngư ng ô nhi m). (mg/l); Cf là lư ng Cu 2+ có trong dung d ch N ghiên c u kh năng h p thu kim lo i sau h p thu (mg/l) n ng trong nư c th i b ng v t li u xơ d a Cách tính tương t i v i các kim lo i ho t hóa v i t l 5g xơ d a/1 lít nư c th i Pb, Zn, Cd, As khác nhân t o, l c 24 gi t n tr ng thái cân b ng v m t trao i, sau ó l c và xác nh III. KÕT QU¶ Vµ TH¶O LUËN các kim lo i Cu, Pb, Zn, Cd, As trong d ch 1. M t s tính ch t lý hóa h c c a xơ b ng máy quang ph h p thu nguyên t . d a nghiên c u
B ng 1. M t s tính ch t hóa h c c a xơ K t qu phân tích v t li u cho th y: V t d a ho t hóa li u có ph n ng trung tính. Các kim lo i pH Cu Pb Zn Cd As n ng u tìm th y n ng th p trong v t KCl mg/lít li u nghiên c u và không tìm th y As trong 6,580 9,20 2,62 69,33 0,04
h p thu trên xơ d a ho t hóa tăng tương nhi m h n h p các kim lo i g p 100 l n ng là 4 mg/lít lên 10,56 mg/lít; v i Pb QCVN 24:2009 cho phép i v i thông s lư ng h p thu t 4,97 mg/lít n 23,50 ô nhi m trong nư c th i công nghi p v i mg/lít, còn i v i Zn và Cd lư ng h p thu lư ng xơ d a cho vào là 5 g/lít thì h u như trên xơ d a g n như là bão hòa n ng xơ d a không th h p thu ư c các kim 5 mg/lít. Trong môi trư ng gi nh ô lo i n ng (K t qu b ng 2). 2.2. S thay đ i pH trong các môi trư ng nư c th i B ng 3. pH trong dung d ch trư c và sau khi x lý b ng v t li u Cu Pb Zn Cd As Stt KHM 5 mg/lít 1 Nư c th i nhân t o trư c x lý 2,18 2,69 2,71 2,70 2,53 2 Nư c th i nhân t o sau x lý xơ d a 5,97 5,74 5,29 5,71 5,71 50 mg/lít 1 Nư c th i nhân t o trư c x lý 1,76 1,59 1,75 1,77 1,70 2 Nư c th i nhân t o sau x lý xơ d a 1,79 1,81 1,82 1,79 1,79 B ng 4. pH trong dung d ch (gi nh ô nhi m g p 100 l n theo QCV 24:2009) trư c và sau khi x lý b ng v t li u pH Dung d ch Stt KHM Cu Pb Zn Cd As 200 ppm 50 ppm 300 ppm 1,0 ppm 10 ppm Đơn L 1 Nư c th i nhân t o trư c x lý 1,19 1,59 1,02 3,39 2,39 2 Nư c th i nhân t o sau x lý xơ d a 1,20 1,81 1,04 6,95 3,01 H nH p 1 Nư c th i nhân t o trư c x lý 0,74 2 Nư c th i nhân t o sau x lý xơ d a 0,73
T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam Các môi trư ng nư c th i nhân t o trư c x lý b ng xơ d a n ng 5 mg/lít và 50 mg/lít v i t t c các kim lo i u có ph n ng r t chua. Khi ưa v t li u xơ d a vào v i lư ng 5g xơ d a ho t hóa (pH = 6,58)/ 1 lít nư c th i thì n ng 5 mg/lít c a các kim lo i, do s th ch c a các ion Na trên xơ d a v i các ion kim lo i (Cu, Pb, Zn, Cd, As) mà th i i m cân b ng, pH c a môi trư ng ã tăng lên g n 3 ơn v , còn n ng 50 mg/lít (tăng ô nhi m g p 10 l n) i v i t ng kim lo i ơn l thì pH c a môi trư ng nư c th i ít có s thay i. (b ng 3). Do ó i v i các kim lo i như Cu, Zn khi tăng n ng lên 200 và 300 mg/lít (gi nh ô nhi m g p 100 l n QCVN 24:2009 cho phép v i các thông s trong nư c th i) pH môi trư ng nư c th i trư c và sau x lý b ng xơ d a ít có s thay i (b ng 4). i v i Cd, n ng ô nhi m g p 100 l n QCVN 24:2009 là 1 mg/lít, do s th ch c a các ion Na trên xơ d a v i ion Cd2+ ã làm thay i pH môi trư ng nư c th i t 3,39 lên 6,95. Còn môi trư ng nư c th i ô nhi m As (g p 100 l n QCVN 24:2009) trư c và sau x lý xơ d a có s thay i pH không nhi u t 2,39 n 3,01. Trong môi trư ng gi nh ô nhi m h n h p các kim lo i n ng (g p 100 l n QCVN 24:2009) thì h u như không có s thay i v pH môi trư ng. IV. KÕT LUËN Vµ §Ò NGHÞ 1. K t lu n - Trong môi trư ng ô nhi m ơn l các kim lo i Pb, Cu, Zn, Cd và As n ng 5 mg/lít và lư ng xơ d a ho t hóa ưa vào x lý là 5g/lít nư c th i, thì xơ d a ho t hóa có kh năng h p thu khá t t Pb, Cu, Zn và Cd. Kh năng h p thu c a xơ d a t 99,46% i v i Pb; 80,06% lư ng Cu; 77,82% i v i Cd và 61,22% i v i Zn, xơ d a h p thu kém As (11,40%). ng th i pH môi trư ng nư c th i tăng g n 3 ơn v . - Tăng n ng ô nhi m lên 50 mg/lít hi u su t h p thu Pb, Cu, Zn và Cd c a xơ d a gi m m nh. pH môi trư ng ít có s thay i. - Trong môi trư ng gi nh ô nhi m h n h p g p 100 l n QCVN cho phép (QCVN 24:2009), xơ d a h u như không có kh năng h p thu các kim lo i n ng ng th i pH môi trư ng ít có s thay i, tr Cd (n ng ô nhi m g p 100 l n QCVN cho phép ch là 1 mg/lít nên có s th ch c a Na trong c u trúc c a xơ d a) 2. Đ ngh C n nghiên c u thêm v kh năng h p thu c a xơ d a ho t hóa trong các môi trư ng h n h p các kim lo i khác nhau, các n ng khác nhau áp d ng trong môi trư ng ô nhi m th c t các kim lo i n ng. TÀI LI U THAM KH O 1. Lê Thành Hưng và NNK (2008), ghiên c u kh năng h p thu và trao i ion c a xơ d a và v tr u bi n tính, T p chí Phát tri n khoa h c và Công ngh , t p 11, s 08 - 2008. 2. Nhan H ng Quang (2009), X lý nư c th i m i n chromium b ng v t li u biomas, T p chí Khoa h c và Công ngh , i h c à N ng - S 3(32).2009 5
T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam 3. K. Kadirvelu, K. Thamaraiselvi and C. Namasivayam, Adsorption of nickel(II) from aqueous solution onto activated carbon prepared from coirpith, Separation and Purification Technology, Volume 70, Issue 3, 12 January 2010, Pages 329 - 337. 4. S.R. Shukla, Roshan S. Pai, Amit D. Shendarkar, Adsorption of i(II), Zn(II) and Fe(II) on modified coir fibres, Separation and Purification Technology 47 (2006) 141 - 147. Ngư i ph n bi n PGS. TS. Nguy n Văn Tu t 6