Ứng dụng Sắt Nano: Nghiên cứu xử lý nước ô nhiễm Crôm và Chì (Luận văn Thạc sĩ)

Ạ Ọ

Ộ Ố Đ I H C QU C GIA HÀ N I

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ƯỜ

Ọ Ự

Ạ Ọ

NG Đ I H C KHOA H C T NHIÊN

ươ

ạ

ị

Ph m Th Thùy D ng

Ứ Ứ

Ử

Ụ

Ắ

ƯỚ

NGHIÊN C U NG D NG S T NANO X LÝ N

C

Ễ

Ô NHI M CRÔM VÀ CHÌ

Ọ

Ậ

Ạ LU N VĂN TH C SĨ KHOA H C

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 1

ộ Hà N i 2012

Ạ Ọ

Ộ Ố Đ I H C QU C GIA HÀ N I

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ƯỜ

Ọ Ự

Ạ Ọ

NG Đ I H C KHOA H C T NHIÊN

ươ

ạ

ị

Ph m Th Thùy D ng

Ứ Ứ

Ử

Ụ

Ắ

ƯỚ

NGHIÊN C U NG D NG S T NANO X LÝ N

Ễ

Ô NHI M CRÔM VÀ CHÌ

ọ

ườ

Chuyên ngành: Khoa h c Môi Tr

ố

Mã s : 60 85 02

Ọ

Ậ

Ạ LU N VĂN TH C SĨ KHOA H C

Ứ

Ẫ

ƯỜ ƯỚ I H

Ọ NG D N KHOA H C: PGS. TS. LÊ Đ C

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 2

ộ Hà N i 2012

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả, số liệu

phân tích, các nhận định đưa ra trong luận văn này hoàn toàn trung thực và chưa từng

được ai công bố trong bất kỳ một công trình khoa học nào khác.

Tác giả

Phạm Thị Thùy Dương

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 3

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

Ả Ơ LỜI C M N

Tôi xin chân thành bày tỏ lòng c mả ơn sâu sắc của mình tới PGS.TS Lê Đức, thầy

đã tận tình hướng dẫn, động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và

thực hiện luận văn này.

Tôi xin chân thành cám ơn các thầy cô, các anh chị em Bộ môn Thổ nhưỡng và

Môi trường đất, Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội, Đại

học Quốc gia Hà Nội đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi để tôi thực hiện nghiên

cứu đề tài luận văn tốt nghiệp này.

Tôi cũng xin chân thành cám ơn toàn thể các thầy cô giáo Khoa Môi trường,

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội, Đại học Quốc gia Hà Nội đã động viên

và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập tại khoa và trong quá trình hoàn thành luận

văn này.

Tôi xin chân thành cám ơn!

Hà Nội, tháng 12 năm 2012

Tác giả

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 4

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

Phạm Thị Thùy Dương

Ụ

M C L C

Ả

Ụ DANH M C B NG

Ụ DANH M C HÌNH

Ể

Ồ

Ụ DANH M C BI U Đ

Ữ Ế

Ụ

Ắ

DANH M C CH VI T T T

M Đ UỞ Ầ

ễ ạ

ẫ ắ

Ả

ượ

ề

Hình 12. nh nhi u x tia X m u s t nano đ

ế ở c đi u ch b i

YuanPang Sun, XiaoQin Li, Jiasheng Cao, Weixian Zhang, H.

10 Paul Wang (2006)………………………………55 .........................

Ả

ử ắ

ế ở ộ ố

ề

Hình 16. nh TEM phân t

s t nano đi u ch b i m t s nhà

ọ

10 khoa h c khác…..…….58 ................................................................

Ả

ủ

ử

ưỡ

ụ Hình 19. nh ch p TEM c a phân t

nano l

ề ng kim đã đi u

ế 11 ch …………………….61 ...............................................................

Ả

ề

ưỡ

ụ Hình 20. nh ch p TEM v nano l

ủ ng kim FeNi c a Zhanqiang

Fang, Xinhong Qiu, Jinhong Chen, Xiuqi Qiu (2011)

11 ………………………………………………………... 61 ................

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 5

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

Ữ Ế

Ụ

Ắ

DANH M C CH VI T T T

13 .......................................................

ƯƠ

Ổ

Ệ

17 NG 1:T NG QUAN TÀI LI U .........................................

ả ượ ươ ướ ử ạ

1.2.Một số phương pháp xử lý nước thải ô nhiễm kim loại nặng. 41 ...................... 41 .................... c chia thành các lo i sau: c th i đ

ng pháp x lý n Các ph

ươ ọ 1.2.3.Ph 43 ng pháp sinh h c. ..............................................................................

ươ ừ ố a.Ph ng pháp t 47 trên xu ng .............................................................................

ươ b.Ph ng pháp t ừ ướ d 48 i lên ................................................................................

ƯƠ

Ố ƯỢ

Ộ

ƯƠ

NG 2: Đ I T

NG, N I DUNG VÀ PH

NG PHÁP

NGHIÊN C UỨ 64 ..................................................................................

ủ ậ ệ ặ 67 2.3.4.Phân tích các đ c tính c a v t li u ...........................................................

ƯƠ

Ứ

Ả

Ậ

Ế

NG 3: K T QU NGHIÊN C U VÀ TH O LU N

73 ......

ễ ạ ủ ắ ổ 3.1.1.1.Ph nhi u x tia X c a s t nano 73 ............................................................

ủ ắ Ả ụ 3.1.1.2. nh ch p SEM c a s t nano[2] 75 ............................................................

Ả

ử ắ

ế ở ộ ố

ề

Hình 16. nh TEM phân t

s t nano đi u ch b i m t s nhà

ọ 78 khoa h c khác ...................................................................................

ủ ổ ưỡ ễ ạ 3.1.2.1. Ph nhi u x tia X c a nano l ng kim 79 ...............................................

Ả ụ ủ ưỡ 3.1.2.2. nh ch p TEM c a nano l ng kim FeCu 80 ...........................................

Ả

ụ

ủ

ử

ưỡ

ề

ế

Hình 19. nh ch p TEM c a phân t

nano l

ng kim đã đi u ch

82 ............................................................................................................

Ả

ề

ưỡ

ụ Hình 20. nh ch p TEM v nano l

ủ ng kim FeNi c a Zhanqiang

Fang, Xinhong Qiu, Jinhong Chen, Xiuqi Qiu (2011)

82 ...................

3.3.Hiện trạng ô nhiễm nước tại khu công nghiệp Phố Nối A của tỉnh Hưng Yên 97 .................................................................................................................................

Ậ

Ế

Sau khi thực nghiệm với mẫu nước tự tạo hàm lượng hai kim loại Cr và Pb, chúng tôi đã tiến hành thí nghiệm trong xử lý đối với mẫu nước thải thực tế của Khu công nghiệp Phố Nối A nhằm đánh giá hiệu suất xử lý của vật liệu nano. 98 ........................................................................................................................ Ị Ế 100 ....................................................... K T LU N VÀ KI N NGH

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 6

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

Kết luận

100 .................................................................................................................

Ả

101 Kiến nghị ............................................................................................................... Ệ 102 TÀI LI U THAM KH O .............................................................

Ụ Ụ 109 PH L C .......................................................................................

Ả Ụ DANH M C B NG

ả ượ ể ừ ồ ự ườ ả : L ng th i Crom vào khí quy n t nhiên và do con ng các ngu n t

i năm B ng 1 1983………………………………………………………………………………………11

ả ượ ồ : Hàm l ng Cr ấ vào đ t ừ t ngu n nông B ng 2

ệ nghi p………………………………….14

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 7

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ả ị ố ố : Tr s ố trung bình Cr trong bùn, c ng rãnh thành ph ……………. B ng 3

…………….14

: Hàm ượ l ng Cr trong bùn ả th i toàn ả B ng 4

ầ c u ............................................................... 15

ả ữ ượ ủ ườ : Tr l ng c a Pb trong môi tr ng…………..…………………………...…… B ng 5

ả ượ ấ ạ ỉ : Hàm l ng Pb trong bùn và trong đ t t ư ạ i xã Ch Đ o ( H ng B ng 6

Yên)....................19

0 nano……………….

ả ể ử ằ ấ ợ B ng 7 ấ : Các ch t và h p ch t có th x lý b ng Fe

…………….38

ả Ả ưở ả ử ủ ế ệ : nh h ng c a pH đ n hi u qu x lý Cr(VI)………………………….. B ng 8

……..63

ả Ả ưở ả ứ ả ử ủ ệ ờ : nh h ế ng c a th i gian ph n ng đ n hi u qu x lý Cr(VI)……. B ng 9

………….65

Ả : nh ưở h ng ủ c a ồ n ng ộ đ Cr(VI) ban ả B ng 10

ầ đ u……………………………………...66

ả Ả ưở ủ ượ ệ ế : nh h ng c a hàm l ả ử ng nano đ n hi u qu x lý Cr(VI)…………... B ng 11

……..68

ả Ả ưở ả ử ủ ế ệ ị : nh h ng c a pH dung d ch đ n hi u qu x lý chì………………..……… B ng 12

ả Ả ưở ả ứ ả ử ủ ệ ế ờ : nh h ng c a th i gian ph n ng đ n hi u qu x lý chì…………….. B ng 13

……71

ả Ả ưở ủ ồ ầ ộ : nh h ng c a n ng đ chì ban đ u………………………………………… B ng 14

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 8

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ả Ả ưở ủ ượ ả ử ế ệ : nh h ng c a hàm l ng nano đ n hi u qu x lý chì……………………. B ng 15

ả ế ả ẫ ướ ố ố ả : K t qu phân tích m u n c th i KCN Ph N i A ………………………… B ng 16

Ụ DANH M C HÌNH

ễ ầ ườ ng………………..…………… ủ Hình 1. Vòng tu n hoàn c a Cr trong ô nhi m môi tr

Vòng ầ tu n hoàn ủ c a Pb, 10 t/năm Hình 2.

……………………………………………..18

ế Hình 3. Viêm da ti p xúc do Cr……………………………………………………...….22

ơ ồ ể ườ ủ ậ ơ ng và thâm nh p c a Pb vào c th ể Hình 4. S đ chu chuy n trong môi tr

ng iườ .....24

ệ ươ ướ ầ ầ ướ ng n c trong d u và d u trong n c…………... Hình 5. H nhũ t

………………….33

ơ ế ủ ạ ộ ươ ươ ho t đ ng c a ph ng pháp vi nhũ t ng……... Hình 6. C ch

……………………....34

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 9

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ơ ế ạ ể hình thành và phát tri n h t nano trong dung Hình 7. C ch

ị d ch……………………. 35

Ứ ng ụ d ng ủ c a ắ s t nano trong môi Hình 8.

ườ tr ng………………………………………. 37

ấ ạ ạ ắ ả ứ ử ả ề ặ ủ ạ Hình 9. Mô hình c u t o h t s t nano và các ph n ng kh x y ra trên b m t c a h t

Fe0

nano………………………………………………………………………………………40

ệ ạ ặ ằ ơ ồ ố ị ố Hình 10. S đ m t b ng v trí quy ho ch khu công nghi p Ph N i

A………………..44

ổ Ph ễ nhi u ạ x tia X ủ c a ắ s t Hình 11.

nano……………………………………………….54

ẫ ắ Ả ễ ượ ế ở ề c đi u ch b i YuanPang Sun, Xiao ạ Hình 12. nh nhi u x tia X m u s t nano đ

Qin Li, Jiasheng Cao, Weixian Zhang, H. Paul Wang (2006)

………………………………55

Ả ở ướ ử ụ nh SEM ớ l p d i, không s ấ d ng ch t phân Hình 13.

tán………………………….56

ớ ở Ả ử ụ ấ trên, không s d ng ch t phân tán…………………………. Hình 14. nh SEM l p

ế ề ẫ ắ Hình 15. M u s t nano đi u ch …………………………………………………..….

….58

Ả ử ắ ộ ố ế ở ề ọ s t nano đi u ch b i m t s nhà khoa h c khác….. Hình 16. nh TEM phân t

…….58

ổ ạ Ph ễ nhi u x tia X ủ c a nano l ưỡ ng Hình 17.

kim……………………………………….59

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 10

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

Ả ủ ễ ạ ưỡ ượ ế ạ ng kim Fe – Cu đ ở c ch t o b i ChienLi Hình 18. nh nhi u x tia X c a nano l

Lee & ChihJu G

Jou…………………………………………………………………………60

ụ ủ ử ưỡ ề Ả nh ch p TEM c a phân t nano l ng kim đã đi u ch ế Hình 19.

…………………….61

Ả ề ưỡ ủ ng kim FeNi c a Zhanqiang Fang, Xinhong Qiu, ụ Hình 20. nh ch p TEM v nano l

Jinhong Chen, Xiuqi Qiu (2011)………………………………………………………... 61

ơ ế ử ch kh Cr(VI) ủ c a ắ s t Hình 21. C

nano……………………………………………….62

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 11

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

Ể Ồ Ụ DANH M C BI U Đ

ể ưở ủ ử ệ ả ị Ả ồ : nh h ế ng c a pH dung d ch đ n hi u qu x lý Cr(VI) Bi u đ 1

…………………...63

ể ưở ả ứ ả ử ủ ế ệ ờ Ả ồ : nh h ng c a th i gian ph n ng đ n hi u qu x lý Cr(VI)…………. Bi u đ 2

….65

Ả ưở ủ ồ ầ ộ ể ồ : nh h ng c a n ng đ Cr(VI) ban đ u……………..………………...…… Bi u đ 3

Ả ể ưở ủ ượ ả ử ệ ế ồ : nh h ng c a hàm l ng nano đ n hi u qu x lý Cr(VI)….. Bi u đ 4

…………... 68

ồ ể Ả ưở ủ ệ ế ả : nh h ị ng c a pH dung d ch đ n hi u qu ử x lý Bi u đ 5

chì………………………70

ể ưở ủ ử ệ ế ả ả ờ Ả ồ : nh h ứ ng c a th i gian ph n ng đ n hi u qu x lý Bi u đ 6

chì………………… 71

ề ưở ủ ồ ộ Ả ồ : nh h ng c a n ng đ chì…………………………………………..…. Bi u đ 7

…..73

ể ưở ủ ượ ả ử ế ệ Ả ồ : nh h ng c a hàm l ng nano đ n hi u qu x lý chì…………... Bi u đ 8

………..74

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 12

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

Ữ Ế

Ụ

Ắ

DANH M C CH VI T T T

ươ ổ ấ ụ ử AAS Ph ng pháp ph h p th nguyên t

ầ BOD Nhu c u oxy sinh hóa

ầ COD ọ Nhu c u oxy hóa h c

ượ DO L ng oxy hòa tan trong n ướ c

ơ IARC ứ C quan nghiên c u ung th qu c t ư ố ế

Ủ ố ế ề JECFA y ban Chuyên gia Qu c t ụ v Ph gia

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 13

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ự ẩ Th c ph m

ề LD50 ế Li u gây ch t trung bình

ộ pH Đ chua c a n ủ ướ c

ẩ ệ QCVN Quy chu n Vi t Nam

ệ ử ể SEM Kính hi n vi đi n t quét

ệ ử ể TEM Kính hi n vi đi n t ề truy n qua

ấ ắ ơ ử ổ TSS T ng ch t r n l l ng

Ở Ầ M Đ U

ế ệ ề ệ ớ ướ ề ể Kinh t Vi t Nam hi n nay so v i nhi u năm tr ế c đã có nhi u chuy n bi n,

ủ ườ ượ ệ ờ ố đ i s ng c a ng i dân đã đ c nâng lên đáng k . ạ ể Theo Vi n Ki n trúc Quy ho ch ế

ể ế ờ ộ ệ ệ (B Xây d ng ự ), tính đ n th i đi m tháng 2/2011, Vi t Nam hi n có 256 khu công

ệ ế ượ ể ạ ế nghi p và 20 khu kinh t đã đ c thành l p. ệ ậ Bên c nh vi c phát tri n kinh t , con

ườ ơ ớ ấ ề ả ệ ườ ạ ộ ng i đã quan tâm h n t i v n đ b o v môi tr ng. Tuy nhiên, ho t đ ng này ch ỉ

ạ ở ộ ấ ị ứ ặ ộ ệ ấ ề ử ả ở ấ ừ d ng l m t m c đ nh t đ nh, đ c bi i t v n đ x lý ch t th i các khu công

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 14

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ủ ế ệ ượ ệ ớ ườ nghi p. Nguyên nhân ch y u là do l ng khu công nghi p l n và th ng xuyên x ả

ặ ử ư ả ấ ệ ể ườ ượ ấ ả ử ch t th i không qua x lý ho c x lý ch a tri t đ ra môi tr ng. L ng ch t th i này

ơ ữ ơ ư ề ặ ầ ồ ệ ạ ặ ộ bao g m nhi u thành ph n nh vô c , h u c và đ c bi ầ t là kim lo i n ng. M t ph n

ạ ặ ằ ướ ễ ả ậ kim lo i n ng này n m trong n c th i, chúng xâm nh p và gây ô nhi m môi tr ườ ng

ướ ạ ứ ấ ả ỗ ưở n ầ c. Ph n còn l i tích lũy trong đ t, đi vào chu i th c ăn và gây nh h ng t ớ ứ i s c

ỏ ườ ậ ố kh e con ng i và sinh v t s ng.

ệ ướ ẽ ị ả ưở ủ ế ọ Vi ộ t Nam là m t trong 5 n c s ch u nh h ổ ng nghiêm tr ng c a bi n đ i

ướ ủ ứ ể ế ố ậ khí h u và n c bi n dâng. Theo tính toán c a các chuyên gia nghiên c u bi n đ i khí

ºC và m c n

ế ệ ộ ở ệ ậ h u, đ n năm 2100, nhi t đ trung bình Vi ể t Nam có th tăng lên 30 ự ướ c

2 đ ng b ng ven bi n Vi

ể ể ả ể ằ ồ bi n có th dâng cao 1m. Theo đó, kho ng 40 nghìn km ệ t

ẽ ị ướ ể ẽ ề ằ ậ ồ ơ Nam s b ng p. N c bi n dâng cao h n s làm cho nhi u vùng đ ng b ng n ướ c

ệ ở ọ ệ ườ ẽ ơ ị ấ ng t hi n nay tr thành vùng n ướ ợ c l , hàng tri u ng i s có nguy c b m t ch ỗ ở ,

ứ ự ậ ổ ừ t ể ủ đó làm gia tăng s c ép lên s phát tri n c a các vùng lân c n, làm thay đ i ch đ ế ộ

ủ ự ế ệ ậ ả ướ ậ ế th y văn dòng ch y và gây áp l c đ n 90% di n tích ng p n c. Vì v y, ti ệ t ki m

ồ ướ ề ầ ấ ọ ế ượ ặ ể ờ ngu n n c ng t đang là v n đ c n thi c đ t ra vào th i đi m này. t đ

ứ ầ ế ớ ượ ầ ậ Đ c nghiên c u l n đ u tiên trên th gi ọ ở i vào năm 1959 b i nhà v t lý h c

ườ ỉ ắ ầ ỹ ượ ả ng i M Richard Feynman, song ch b t đ u thu đ ậ c thành qu trong vòng 2 th p

ố ớ ệ ạ ạ ộ ộ ọ ỷ ở ạ k tr l i đây, công ngh nano đã t o ra m t cu c cách m ng đ i v i khoa h c nhân

ớ ấ ứ ụ ữ ề ể ạ ạ ọ ử ướ lo i. V i r t nhi u tri n v ng ng d ng, nh ng h t phân t ớ nano v i kích th c bé

9m đã m đ

ỏ ở ườ ộ ướ ớ ủ ươ nh 1nm=10 ng cho m t xu h ể ng phát tri n m i c a t ng lai.

ứ ẹ ẽ ệ ạ ộ ướ ượ ậ Công ngh nano h a h n s mang l ọ i cho y h c m t b ế c ti n v t b c. Đó là

ơ ể ế ừ ờ ủ ữ ể ố ỏ ế ự s ra đ i c a nh ng rôb t siêu nh có th đi sâu vào trong c th , đ n t ng t bào đ ể

ữ ệ ắ ươ ị ệ ữ hàn g n, ch a b nh cho các mô x ậ ng b gãy và th m chí là tiêu di t nh ng virut gây

ở ệ ượ ứ ụ ề ị ệ b nh đang trong c th . ơ ể Công ngh nano cũng đ c ng d ng trong đi u tr ung th ư

ệ ẩ ệ và trong các xét nghi m chu n đoán b nh.

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 15

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ư ọ ỹ ưở ề ệ ứ ụ ệ Các nhà khoa h c M đã đ a ra ý t ng v vi c ng d ng công ngh nano làm

ổ ậ ệ ằ ộ ồ ộ ử ủ thay đ i v t li u b ng cách tác đ ng vào n ng đ nguyên t c a chúng. Cách làm này

ặ ờ ớ ọ ạ ệ ả ượ giúp các nhà khoa h c t o ra các pin m t tr i v i hi u qu khai thác năng l ớ ng l n

ặ ờ ề ầ ạ ớ ố ừ ệ ấ g p 5 l n so v i lo i pin m t tr i truy n th ng làm t silicon hi n nay . Ngoài ra công

ệ ượ ứ ụ ạ ữ ứ ộ ngh nano còn đ c ng d ng trong làm s ch môi tr ụ ườ . M t trong nh ng ng d ng ng

ế ạ ệ ể ế ị ư ẳ ủ c a công ngh nano đó là dùng đ ch t o các thi ạ t b , ch ng h n nh các l ướ ọ i l c

ướ ớ ấ ạ ể ủ ẹ n ủ ộ c nano v i c u t o đ r ng đ cho các phân t ử ướ n c đi qua, song cũng đ h p đ ể

ặ ử ấ ẩ ễ ặ ệ ngăn ch n các phân t ch t b n gây ô nhi m. Đ c bi ệ t, công ngh này cũng đ ượ c

ệ ệ ạ ả ơ ễ ạ ệ đánh giá là s ch (ít gây ô nhi m) và hi u qu h n trong các công ngh hi n t i.

ớ ề ơ ở ự ế ậ Trên c s đó, chúng tôi đã ti n hành xây d ng lu n văn v i đ tài: “Nghiên

ể ử ệ ắ ụ ướ ễ ứ ứ c u ng d ng công ngh s t nano đ x lý n c ô nhi m crôm và chì”.

ứ ủ ề ụ ồ ộ M c tiêu nghiên c u c a đ tài bao g m các n i dung sau:

ế ạ ắ ứ ưỡ Nghiên c u quá trình ch t o s t nano và nano l ng kim.

ộ ố ế ố ả ứ ưở ả ử ế ệ ướ Nghiên c u m t s y u t nh h ng đ n hi u qu x lý n ả c th i ô

ễ ắ ưỡ ằ nhi m crôm và chì b ng s t nano và nano l ng kim.

Ứ ụ ắ ưỡ ử ướ ả ng d ng s t nano và nano l ng kim vào x lý n c th i Khu công

ố ố ệ nghi p Ph N i A.

ậ ượ ự ằ ươ ệ ạ Lu n văn đ ệ c th c hi n b ng ph ự ng pháp th c nghi m t i Phòng phân tích

ườ ộ ổ ưỡ ườ ấ ườ ườ môi tr ng, B môn Th nh ng và Môi tr ng đ t, Khoa Môi tr ng, Tr ạ ng Đ i

ạ ọ ự ọ ố ộ ọ h c Khoa h c T nhiên, Đ i h c Qu c gia Hà N i.

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 16

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

Ổ

Ệ

NGƯƠ 1:T NG QUAN TÀI LI U

1.1.

CH ổ

ề T ng quan v crom và chì

ồ ố ồ ạ ủ ạ ấ

1.1.1. Ngu n g c, tính ch t hóa lý, các d ng t n t

i c a crom và chì

1.1.1.1. Crom

ấ ậ Tính ch t v t lý

52Cr, 53Cr và

ố ự ồ ự ợ ị ổ ủ ồ ị Crom ngu n g c t nhiên là s h p thành c a 3 đ ng v n đ nh;

54Cr v i ớ 52Cr là ph bi n nh t (83,789%). Là kim lo i c ng, màu xám thép v i đ bóng

ổ ế ớ ộ ạ ứ ấ

ễ ấ ị ệ ộ ả cao. Là ch t không mùi, không v và d rèn. Cr có nhi t đ nóng ch y là 1875ºC; nhi ệ t

ộ đ sôi là 2197ºC.

ọ ấ Tính ch t hóa h c

ố ượ ộ ử Crom thu c chu kì 4, nhóm VIB. Kh i l ng phân t là 51,9661 đvC, là nguyên

ố ứ ự ệ ố ầ ả ố ọ ố t có s th t 24 trong b ng h th ng tu n hoàn các nguyên t ạ hóa h c. Các tr ng

ổ ế ủ ấ ổ ị thái oxi hóa ph bi n c a Cr là +2, +3 và +6 trong đó Cr(+3) là n đ nh nh t. Ngoài ra

ư ế ấ ợ ố trong các h p ch t crom còn có các s oxi hóa là +1; +4 và +5 nh ng khá hi m. Các

ở ạ ữ ấ ạ ấ ủ ợ h p ch t c a Cr tr ng thái oxi hóa +6 là nh ng ch t có tính oxi hóa m nh.

ượ ộ ớ ụ ộ ạ ỏ Trong không khí, Cr đ ả c oxy th đ ng hóa, t o thành m t l p m ng oxit b o

ề ặ ả ứ ế ả ặ ự ệ v trên b m t, ngăn ch n quá trình oxi hóa x y ra ti p. Crom không ph n ng tr c

2O do có l p oxit b o v .

ớ ơ ế ệ Ở ề ệ ả ớ ườ ả ứ ớ ti p v i h i H đi u ki n th ng không ph n ng v i O

2O3.

ư ạ ố Ở ệ ộ ả ứ nh ng khi đ t cháy trong không khí t o thành Cr ớ t đ cao, Cr ph n ng v i nhi

3 đ c ngu i, H

ụ ộ ặ ộ ặ các halogen. Crom th đ ng trong axit HNO ộ 2SO4 đ c ngu i. Crom tan

ụ ữ ề ế ạ ẩ ớ ị ố ủ trong dung d ch ki m, tác d ng v i mu i c a nh ng kim lo i có th tiêu chu n cao

ố ơ ạ h n t o thành mu i Cr(II).

ủ ợ ọ ấ Các h p ch t quan tr ng c a Crom

ợ ấ H p ch t Cr(III )

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 17

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

3+, Cr(OH)2+ và Cr(OH)4

─.

ứ ướ ể ở ạ ệ ố Trong h th ng ch a n c, Cr(III) có th d ng Cr

ế ủ ạ ế ở Ngoài ra, trong giai đo n k t t a Cr(OH) ế ư 3 chi m u th pH t ừ 12 [49]. Trong 6

ư ộ ỗ ể ế ủ ề ệ ề ẹ ợ đi u ki n axit và ki m nh , có Fe(II), Cr(III) có th k t t a nh m t h n h p hydroxit

x Fe1 x─ (OH)3 [28].

ị vô đ nh hình Cr

3.3H2O hay Cr2O3 trong

ể ế ư ị Cr(OH)3 vô đ nh hình có th k t tinh nh Cr(OH)

ề ệ ườ ử ườ ợ các đi u ki n khác nhau [47]. Trong môi tr ng kh và trong tr ng h p không có Fe,

3. Trong môi tr

ế ủ ễ ạ ườ ươ ố Cr(III) k t t a d dàng t o thành Cr(OH) ng Eh t ấ ng đ i th p, dung

3+, Cr(OH)2

+, Cr(OH)3 và Cr(OH)4

─ [49]

ủ ế ở ạ ứ ị d ch ch a Cr(III) ch y u d ng Cr

3+ ph bi n ổ

3+ b thu phân thành

ạ ế ở ỷ ị D ng Cr pH<4, khi pH tăng Cr

+ (th

ườ ướ ạ ạ Cr(OH)2 ng trong n ầ c ng m t i pH t ừ 8, nh ng cũng có t ư 6 ộ ố i m t s vùng

0 và Cr(OH)4─(ch y u trong n

ướ ủ ế ướ ề ầ n c có tính axit), Cr(OH) c ng m có tính ki m)[49].

2(OH)2

4+, Cr3(OH)4

5+ và Cr4(OH)6

6+ không có vai trò trong

ế ợ ữ ư ạ Nh ng d ng k t h p nh Cr

ự t nhiên.

ự ấ ố ị ụ ở ị S h p ph Cr(III) b i axit humic làm cho nó không b hòa tan, c đ nh và

ả ứ ả ấ ạ ừ ế ệ không ph n ng, quá trình này hi u qu nh t trong ph m vi pH t 2,7 đ n 4,5 [35].

ứ ạ ấ ớ ợ Ng ượ ạ c l ể i, axit fulvic và axit citric t o v i Cr(III) thành h p ch t ph c hoà tan, ki m

ủ ấ ế soát quá trình oxi hóa c a nó đ n Cr(VI) trong đ t [17] [18].

4),

ộ ố ễ ạ ố ử ứ ớ ư Cr(III) d t o ph c v i m t s ph i t nh : hydroxyl, sulfat, amoni(NH

ở ứ ố ử ữ ơ ự ấ ơ xyanua và sunfocyanua, florua, clorua( m c th p h n) và các ph i t h u c t nhiên

2O3 là có kh năng oxy hoá, vì v y oxy

ộ ợ ấ ợ ổ ỉ ả ậ và t ng h p [50]. Ch có m t h p ch t Cr(III) Cr

ử ướ ầ ở ồ là trung tâm trong quá trình oxy hoá – kh Cr [36]. Trong n c ng m pH >4, n ng đ ộ

ị ạ ế ả ấ ả ộ Cr(III) b h n ch và làm gi m kh năng hoà tan. Cr(III) có đ tan th p khi ở ể ắ th r n

nh Crư 2O3 và Cr(OH)3 [33].

ạ ườ ế ỏ ổ ồ  Đó là lý do t i sao Cr(III) th ng chi m t ỷ ệ l % nh trong t ng n ng đ ộ

ự ặ ướ ễ ị ướ ầ ổ ị Cr trong t nhiên ho c n c b ô nhi m. Cr(III) có xu h ế ng n đ nh trong h u h t

ướ ấ ầ n c ng m vì chúng có tính hoà tan th p.

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 18

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ợ ấ H p ch t Cr(VI)

ồ ạ ộ ố ợ ầ ủ ặ ấ Cr(VI) t n t i trong thành ph n c a m t s h p ch t. Cr(VI) có m t trong dung

2CrO4

0, HCrO4

─(bicromat), CrO4

2─(cromat), CrO3(Cr(VI) oxit) ho cặ

ở ị d ch ạ các d ng H

2─(dicromat) [47].

Cr2O7

─ ho cặ

ề ệ ị ở ạ Trong đi u ki n oxy hoá dung d ch Cr, Cr(VI) d ng anion HCrO

2 ─ 4

2─, ph thu c vào pH (CrO

ụ ộ ở ề ệ ơ ườ CrO4 pH cao h n). Trong đi u ki n pH bình th ủ ng c a

2─, HCrO4 4

─ ho c Cr ặ

2O7

2─ là ch y u.

ướ ủ ế Ở ồ n c (t ạ ừ 8) d ng ion CrO 6 n ng đ t ộ ươ ng

2O7

2─ chi m u th ế ư

ủ ế ở ườ ố đ i cao c a Cr(VI), ion Cr môi tr ng axit [50].

ồ ạ ườ ư ộ ự Cr(VI) không t n t i trong môi tr ng nh m t cation t do, mà th c t ự ế ấ ả t t c

─) chứ

ề ở ạ ư ộ ạ các d ng Cr(VI) đ u ạ ộ d ng oxi hoá, chúng ho t đ ng nh m t anion 2(ion 2

ả ạ không ph i d ng cation Cr(VI) [36].

ượ ươ ố ủ ụ ạ ồ ộ ộ ổ Hàm l ng t ng đ i c a các d ng Cr(VI) ph thu c và pH và t ng n ng đ Cr(VI)

[47]

Ví d :ụ

2CrO4

0 ch có trong đi u ki n pH =1; ề

ượ ể ủ ệ ỉ Hàm l ng đáng k c a H

2─ chi m u th [23];

ế ư ế pH ≥ 6 CrO4

─ là ch y u khi hàm l

ủ ế ượ ươ ấ pH < 6 HCrO4 ng Cr(VI) t ố ng đ i th p;

2O7

2─ chi m ch y u [47].

ượ ủ ế ế Hàm l ng Cr(VI) tăng thì Cr

ữ ữ ấ ạ ạ ợ ạ Nh ng d ng này t o thành nh ng h p ch t Cr(VI), chúng có tính hoà tan m nh

ườ ả ộ và do đó di đ ng trong môi tr ng [37]. Chúng có kh năng hoà tan khác nhau và có xu

ướ ượ ấ ặ ậ ệ ầ ụ ở ấ ậ ướ h ng đ c h p ph b i đ t ho c v t li u t ng ng m n c [21].

ủ ả ướ ế ầ Kh năng hoà tan c a Cr(VI) trong n ạ c ng m là không h n ch . Ion cromat

2─và ion dicromat Cr2O7

2─ hoà tan trong n

ộ CrO4 ướ ở ấ ả t t c các đ pH. Tuy nhiên, c

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 19

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ể ồ ạ ư ộ ủ ạ ố ộ ị cromat có th t n t i nh m t mu i không hoà tan c a m t lo i cation hoá tr 2 nh ư

Ba2+, Sr2+, Pb2+, Zn2+.

ế ủ ả ứ ộ ủ ữ ố ữ T c đ c a ph n ng k t t a/hoà tan gi a cromat, ion dicromat và nh ng

ộ ấ ả ứ ụ ề ầ ộ ộ cation khác ph thu c r t nhi u vào đ pH. Các ph n ng hoà tan là m t ph n quan

ệ ộ ọ ườ ủ ườ tr ng trong vi c đánh giá tác đ ng môi tr ở ng c a Cr b i vì Cr(VI) th ng đi vào môi

4) [49].

ườ ấ ằ ụ ố tr ng đ t b ng cách hoà tan mu i cromat (Ví d SrCrO

ụ ủ ấ H p ph c a Cr(III) và Cr(VI ) :

2─ 4

ề ặ ẽ ấ ụ ở B m t oxit Fe và Al s h p ph các ion cromat CrO pH có tính axit và

ấ ướ ậ ệ ầ ầ ằ ụ ủ trung tính. H p ph c a Cr(VI) trong n ậ c ng m b ng v t li u phù sa t ng ng m

ướ ự ấ ủ ạ n c là do các oxit Fe và hydroxit ph lên các h t phù sa [25]. Tuy nhiên, s h p ph ụ

ượ ả ấ ậ ằ ướ ễ ầ Cr(VI) đ c gi i h p b ng cách thâm nh p vào n ề ị c ng m không b ô nhi m, đi u

3ˉ

ấ ự ấ ệ ủ ự ệ ụ ặ ệ ủ này cho th y s h p ph không đ c hi u c a Cr(VI). S hi n di n c a clorua và NO

ả ưở ế ự ấ ụ ướ nh h ng đ n s h p ph Cr(VI), trong khi sulphat và photphat có xu h ứ ng c ch ế

ể ượ ấ ụ ở ụ ị ự ấ s h p ph . Cromat có th đ c h p ph b i Fe, Al oxit, nhôm vô đ nh hình, hydroxit,

ứ ữ ơ ể ả ữ ệ ầ ầ ỏ ph c h u c và các thành ph n khác, nh ng thành ph n này có th b o v Cr(VI) kh i

quá trình khử [19].

ậ ệ ể ượ ấ ụ ầ Ngoài ra, v t li u Cr(III) có th đ c h p ph vào các thành ph n silicat. Trong

ị ướ ủ ấ ượ ụ ở ấ ỷ ị dung d ch n c c a đ t, Cr(III) không đ ắ c h p ph b i pha r n mà b thu phân

ế ủ ế ủ ẽ ộ ơ ả thành hydroxit và k t t a. Cromat ít có kh năng k t t a và s di đ ng h n. Trong

ườ ế ủ ắ ả ứ ả ứ ử ợ tr ầ ặ ớ ng h p này, ph n ng k t t a g n ch t v i ph n ng oxy hoá – kh . Trong tr m

3 có th đ

ể ả ỵ tích k khí, quá trình oxy hoá không th x y ra và hydroxit crom Cr(OH) ể ượ c

ầ ổ ầ ị ố ị c đ nh khi các tr m tích có thành ph n n đ nh [29].

ồ ạ ủ ự ạ Các d ng t n t i c a Crom trong t nhiên

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 20

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ự ệ ượ ấ ả ứ ậ ạ Trong t nhiên đã phát hi n đ c t t c 30 lo i khoáng v t ch a Cr, trong đó

ứ ệ ạ ị ỉ ch có vài lo i trong nhóm cromspinelit là có giá tr trong công nghi p. Công th c chung

2O4 ch a 1862% Cr

ứ ị ự ủ c a cromspinelit: (Mg, Fe)(Al, Cr) ễ 2O3, trong đó có giá tr th c ti n

2O3, và alumocromit (Fe, Mg)(Cr, Al)2O4.

ấ ạ ớ l n nh t là 3 d ng: magnhecromit (Fe, Mg) Cr

2O3;

ấ ự ố ợ ủ Trong s các h p ch t t nhiên khác c a Cr, đáng chú ý là: crocoit PbCr

3(Cr4)2O; uvarovit Ca3Cr2(SiO4); kemererit (Mg, Fe)5 (Al, Cr)(AlSi3O10)

ơ f nicocroit Pb

(OH)8

1.1.1.2. Chì

ấ ậ Tính ch t v t lý

ố ố ứ ự ộ ỳ ệ ộ Nguyên t chì có s th t 82, thu c nhóm IVA, chu k VI. Nhi ả t đ nóng ch y

206Pb (chi m 24,1%); ế

ệ ộ ấ ủ ị ổ ồ ị 327,4ºC. Nhi t đ sôi 1740ºC.Các đ ng v n đ nh nh t c a chì:

207Pb (chi m 22,1%); ế

208Pb (chi m 52,4%). Ngoài ra còn có

205Pb t ng h p nhân t o, có ợ

ế ạ ổ

204Pb chi m 1,4% có th i gian bán phân h y là ờ

ờ ủ ế ủ th i gian bán phân h y là 1,53.107năm;

ề ặ ạ ặ ề 1,4.107năm. Chì là kim lo i n ng có ánh kim, có màu xanh xám, m m, b m t chì

ườ ờ ụ ị th ng m đ c do b ôxi hóa.

ọ ấ Tính ch t hóa h c

ạ ươ ề ặ ạ ộ ọ Ở ề ệ ố ườ Chì là kim lo i t ng đ i ho t đ ng v m t hoá h c. đi u ki n th ng, Pb

ặ ả ệ ạ ớ ọ ị b oxi hoá t o thành l p oxit màu xám xanh bao b c bên trên m t b o v cho Pb không

ặ ướ ướ ẽ ầ ọ ư ị b oxi hoá. Nh ng khi g p n c, n ế c s tách d n màng oxit bao b c ngoài và Pb ti p

ụ ươ ề ớ ố ụ ị t c b tác d ng. Chì t ng tác v i halogen và nhi u nguyên t phi kim khác.

ế ệ ự ề ắ ượ Chì có th đi n c c âm nên v nguyên t c nó tan đ ư c trong các axit. Nh ng

ự ế ỉ ươ ở ề ặ ớ ị th c t Pb ch t ng tác trên b m t v i dung d ch axit clohiđric loãng và axit

2 và PbSO4). V i dung d ch

ướ ọ ở ớ ố ị ớ ị sunfuric d i 80% vì b bao b c b i l p mu i khó tan (PbCl

ặ ơ ủ ủ ớ ể ệ ả ố ể ậ đ m đ c h n c a các axit đó, Pb có th tan vì mu i khó tan c a l p b o v đã chuy n

ấ ợ thành h p ch t tan:

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 21

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

PbCl2 + 2HCl = H2PbCl4

PbSO4 + H2SO4 = Pb(HSO4)2

ớ ở ấ ỳ ồ ộ ươ ạ V i axit nitric b t k n ng đ nào, Pb t ư ộ ng tác nh m t kim lo i:

3Pb + 8HNO3loãng = 3Pb(NO3)2 + 2NO + 4H2O

ể ươ ặ ớ ướ Khi có m t oxi, Pb có th t ng tác v i n c:

2Pb + 2H2O + O2 = 2Pb(OH)2

ữ ơ ể Có th tan trong axit axetic và các axit h u c khác:

2Pb + 4CH3COOH + O2 = 2Pb(CH3COO)2 + 2H2O

ề ớ ị ươ ả V i dung d ch ki m, Pb có t ng tác khi đun nóng, gi i phóng hiđro:

Pb + 2KOH + 2H2O = K2[Pb(OH)4] + H2

ồ ạ ủ ự ạ Các d ng t n t i c a chì trong t nhiên

2 và 2 oxit h n h p là chì metaplombat

ả ạ ợ ỗ ơ Chì t o thành 2 oxit đ n gi n là PbO, PbO

Pb2O3 (hay PbO.PbO2), chì orthoplombat Pb3O4 (hay 2PbO.PbO2).

ấ ắ ạ ỏ Monooxit PbO là ch t r n, có hai d ng: PbO có màu đ và PbO có màu vàng.

ướ ể ươ ớ ướ ặ PbO tan ít trong n c nên chì có th t ng tác v i n c khi có m t oxi. PbO tan trong

ề ạ axit và tan trong ki m m nh.

ấ ắ ưỡ Chì đioxit PbO2 là ch t r n màu nâu đen, có tính l ư ng tính nh ng tan trong

2 m t d n oxi bi n thành các oxit, trong

ề ễ ơ ấ ầ ế ki m d dàng h n trong axit. Khi đun nóng PbO

ấ ố ơ đó Pb có s oxi hoá th p h n:

290 320oC 390 420oC 530 550oC

PbO2 Pb2O3 Pb3O4 PbO

ỏ ỏ (nâu đen) (vàng đ ) (đ ) (vàng)

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 22

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ấ ủ ợ ọ Chì orthoplombat (Pb3O4) hay còn g i là minium là h p ch t c a Pb có các s ố

ượ ủ ế ồ ứ ể ả ấ ỷ oxi hoá +2, +4. Nó đ c dùng ch y u là đ s n xu t thu tinh pha lê, men đ s và

ệ ả ạ ấ ơ ơ ơ ị ỉ ồ ắ đ s t, làm ch t màu cho s n (s n trang trí và s n b o v cho kim lo i không b r ).

ấ ế ủ ễ ấ ướ ắ Pb(OH)2 là ch t k t t a màu tr ng. Khi đun nóng, chúng d m t n ế c bi n

ấ ưỡ ạ thành oxit PbO.Pb(OH)2 cũng là ch t l ố ng tính. Khi tan trong axit, nó t o thành mu i

2+:

ủ c a cation Pb

Pb(OH)2 + 2HCl = PbCl2 + 2H2O

ề ạ ạ ố ị Khi tan trong dung d ch ki m m nh, nó t o thành mu i hiđroxoplombit:

Pb(OH)2 + 2KOH = K2[Pb(OH)4]

ượ ướ ể ướ Hàm l ng Pb trung bình trong n c bi n là 2,7 µg/l; trong n ắ ể c bi n B c

ườ ướ ể ườ ướ Tr ng Sa: 5,31 µg/l; trong n c bi n Tây Tr ng Sa: 4,05 µg/l; trong n ể c bi n

, PbCl2, PbCO3. Hàm l

ườ ủ ế ạ ượ Tr ng Sa: 4,73 µg/l. D ng hoà tan ch y u là PbCl ng Pb

ướ ờ ạ ử ể ử ồ trong n c bi n ven b t i c a sông Thái Bình là 2,22,3 µg/l; c a sông H ng: 5,58,1

ử ề ướ ố µg/l; c a sông Ti n: 6,0 µg/l; trong n c sông: 0,01 µg/l. Chì là nguyên t ờ có th i gian

5 và 1,3.105 năm).

ữ ướ ể ư l u gi trong n c bi n khá dài (1,6.10

ạ ặ ả ộ ưở ề ớ Chì là m t trong các kim lo i n ng có nh h ng nhi u t ễ i ô nhi m môi tr ườ ng

ơ ể ộ ớ ễ ả ườ ộ vì nó có kh năng tích lũy lâu dài trong c th và gây nhi m đ c t i ng ậ i, đ ng v t

ả ứ ử ủ ủ ự ề ẩ th y sinh qua dây truy n th c ph m. Ph n ng oxy hóa kh c a Pb trong môi tr ườ ng

ư nh sau:

(cid:0) Pb2+ + 2H2O PbO2 + 4H+ + 2e

ươ ể ế ỗ ố ề ự ạ ạ Pb2+ t ng đ i b n, có ái l c m nh nên có th th ch các kim lo i khác trong

+2 (PbS, PbCO3, PbSO4,

ơ ủ ủ ầ ố ớ ấ c u trúc c a enzym. Ph n l n các mu i vô c c a chì Pb

ượ ướ ươ ố ấ Pb(OH)2) là ch t ít tan nên hàm l ng Pb trong n ầ c ng m t ng đ i ít. Chúng có th ể

ủ ứ ể ạ t o nên các ph c hydro, cacbonat, sunfat và cacboxyl trong th y quy n. Hydroxyt chì là

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 23

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ưỡ ư ể ộ ồ hydroxyt l ng tính nên đ hòa tan có th tăng khi tăng pH cũng nh khi tăng n ng đ ộ

CO2 trong pha l ng:ỏ

ˉ Pb(OH)3

Pb(OH)2 + OHˉ (cid:0)

3 và PbSO4.

ữ ặ ọ ự Nh ng qu ng Pb quan tr ng trong t nhiên là PbS, PbCO

ễ ở

1.1.2. Nguyên nhân gây ô nhi m crom và chì

trong n ướ c

ố ớ ự ậ ệ ộ ộ ớ ị S t p trung công nghi p và đô th hoá cao đ gây tác đ ng l n đ i v i môi

ườ ườ ướ ả ướ ễ ả tr ng, trong đó có môi tr ng n c. Các dòng x n c th i gây ô nhi m môi tr ườ ng

ướ ướ ấ ầ n ặ c m t, n ễ c ng m, gây ô nhi m đ t. Trong đó:

ị ả ộ ượ ạ ươ ố ớ ả ượ ướ Sinh ho t đô th th i ra m t l ng t ng đ i l n, kho ng 80% l ng n ấ c c p.

ượ ướ ấ ỳ ộ ả ự ế ế ậ ả ồ L ng n ệ c th i này x tr c ti p ra ngu n ti p nh n mà không có b t k m t bi n

ủ ế ướ ử ứ ễ ạ ấ ả ữ ơ pháp x lý nào. N c th i sinh ho t ch y u ch a các ch t ô nhi m h u c .

ả ừ ướ ơ ở ủ ư ử ệ ệ ề ặ N c th i t các c s công nghi p, th công nghi p, đ u ch a qua x lý ho c ch ỉ

ơ ộ ễ ấ ướ ệ ấ ả ạ ả ử x lý s b . Các ch t ô nhi m trong n ấ c th i công nghi p r t đa d ng, có c ch t

ạ ặ ề ỡ ồ ổ ộ ữ ơ ầ h u c , d u m , kim lo i n ng,... N ng đ COD, BOD, DO, t ng coliform đ u không

ố ớ ướ ả ẩ ả ả ồ ả đ m b o tiêu chu n cho phép đ i v i n c th i x ra ngu n.

ướ ư ặ ệ ướ ợ ầ ạ ở ư ả ả N c m a ch y tràn, đ c bi t là n ướ c m a đ t đ u. N c th i sinh ho t các

ễ ạ ộ ố ướ ề ấ thành ph là m t nguyên nhân chính gây nên tình tr ng ô nhi m n c và v n đ này có

ướ ướ ả ướ ư ấ ướ xu h ấ ng càng ngày càng x u đi. N c th i và n c m a, nh t là n ư ợ ầ c m a đ t đ u,

ượ ử ề đ u không đ c x lý.

ệ ố ư ố ị ướ Trong các đô th , do dân s tăng nhanh, nh ng h th ng thoát n c không đ ượ ả c c i

ự ờ ị ướ ả ự ế ả ượ ạ t o xây d ng k p th i, nên n c th i tr c ti p ch y vào các sông mà không đ ể c ki m

ả ắ ự ử ẽ ề ả ấ ấ ặ ấ ấ ả soát ch t ch . V n đ càng x u đi do s qu n lý ch t th i r n và x lý các ch t th i

ủ ở ệ ầ ố ớ ệ ị công nghi p không đ y đ các thành ph l n, th xã và khu công nghi p, nên tình

ễ ẽ ề ạ ấ ố ướ ấ ọ tr ng ô nhi m v n đã x u, s có chi u h ơ ng nghiêm tr ng h n, kéo theo là v n đ ề

ư ấ ượ ẻ ộ ồ ờ ố ẽ ấ ứ s c kho c ng đ ng, cũng nh ch t l ng đ i s ng s x u đi.

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 24

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ễ ạ ướ ấ ở ố ồ ộ Tình tr ng ô nhi m n c rõ ràng nh t là Hà N i và thành ph H Chí Minh,

ế ạ ả ẵ ớ ố ị ị ả ươ H i Phòng, Đà N ng, Hu , Nam Đ nh, H i D ng và các thành ph , th xã l n. T i Hà

ư ệ ề ạ ầ ả ấ ộ ượ ử N i, h u nh các ch t th i sinh ho t và công nghi p đ u không đ c x lý.

ệ ệ ả ạ ố ớ ỉ Trong s 82 khu công nghi p m i, ch kho ng 20 khu công nghi p có tr m x ử

ướ ả ậ ử ạ ướ ả ạ ệ lý n c th i t p trung. Đó là các tr m x lý n c th i t ắ i Khu Công nghi p B c

ệ ộ ở ệ ộ Thăng Long, Khu Công nghi p N i Bài Hà N i; Khu Công nghi p Nomura ở ả H i

ệ ệ ở ươ Phòng, Khu Công nghi p Vi t Nam Singapo ệ ố Bình D ng,... S khu công nghi p

ạ ẫ ư ử ạ ướ ả ậ còn l i v n ch a có tr m x lý n c th i t p trung.

1.1.2.1. Crom

ủ ễ ầ ườ Hình 1: Vòng tu n hoàn c a Crom trong ô nhi m môi tr ng

ự ắ ọ ừ ể S l ng đ ng t khí quy n:

ổ ượ ấ ượ ể ả ướ ạ ạ T ng l ớ ng Cr l n nh t đ ầ c th i vào b u khí quy n d i d ng các h t nh ỏ

ư ừ ệ ệ ệ ằ ồ ệ do ngành công nghi p luy n kim, nh t ộ lò luy n kim b ng h quang đi n. Trong m t

ề ự ả ứ ắ ỹ ả ủ ể ấ ầ ọ ả b ng ki m kê v s th i không khí c a M , s n xu t Cr ch a s t là ph n quan tr ng

ấ ủ ọ ướ ấ nh t c a các ngành quan tr ng này, c tính 12.360 t n/năm [1].

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 25

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ữ ủ ấ ạ ể ả ồ ọ ộ ị ử M t ngu n quan tr ng n a c a Cr trong khí quy n là s n xu t g ch ch u l a,

ự ủ ả ấ ả ả ấ ấ ắ th i 1.630 t n/năm, sau đó là s cháy c a than đá th i ra 1.564 t n/năm. S n xu t s t

ứ ế ằ ầ ậ ả ấ ộ thép th i ra 20 t n/ năm. Tuy nhiên, m t nghiên c u g n đây k t lu n r ng: công

ệ ắ ồ ườ ấ ả ầ ớ nghi p s t và thép là ngu n Cr do con ng i th i ra l n nh t trên toàn c u [1].

ả ượ ể ừ ả ồ ự B ng 1: L ng th i Crom vào khí quy n t các ngu n t nhiên và do con ng ườ i

vào năm 1983

ồ ả Ngu n phát th i % Crom

ạ ộ ủ ồ ườ Ngu n do các ho t đ ng c a con ng i:

ố Đ t than đá 2,92 – 19,63

ố ầ Đ t d u 0,45 – 2,37

ệ ệ ắ Các ngành công nghi p luy n kim và s t thép. 28,4

ệ ố Vi c đ t rác thành tro:

Thành thị 0,098 – 0,98

ướ Rác, n ả c th i 0,15 – 0,45

ả ấ S n xu t xi măng 0,89 – 1,78

ồ Ngu n thiên nhiên:

ể ẩ ấ Th v n trong đ t 50

Núi l aử 3,9

(Ngu n: ồ Nriagu và Pacyna, 1986; Schmidt và Andren, 1987)

ạ ộ ệ Ho t đ ng công nghi p:

ể ệ ườ ả ố Trong ngành luy n kim, Cr dùng đ tăng c ng kh năng ch ng ăn mòn và đánh

ầ ủ ợ ề ặ ư ẳ ạ ộ ỉ bóng b m t: nh là m t thành ph n c a h p kim, ch ng h n trong ộ thép không g (m t

ứ ố ắ ợ ể ể ạ d ng h p kim s t ch a t i thi u 10,5% crom) đ làm dao, kéo.

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 26

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ộ ơ ố ấ Làm thu c nhu m và s n:Ôxit Crôm (III) ạ ọ (Cr2O3) là ch t đánh bóng kim lo i g i

ấ ụ ủ ố ộ là ph n l c. Các mu i Cr nhu m màu cho th y tinh thành màu xanh l c c a ọ ụ ụ ủ ng c l c

ầ ạ ế ồ ượ ử ụ ả b o. Crom là thành ph n t o ra màu đ c a ọ ỏ ủ h ng ng c, vì th nó đ c s d ng trong

2(SO4)3) đ

ấ ồ ọ ổ ợ ượ ử ụ ư ả s n xu t h ng ng c t ng h p. Crom sulfat (III) (Cr ấ c s d ng nh là ch t

ạ ơ ụ ộ ứ ự ố nhu m màu xanh l c trong các lo i s n, đ ồ g m s , vecni và m c.

ượ ừ ạ ộ ữ ệ ậ  Crom đ ả c th i ra t nh ng ho t đ ng công nghi p này xâm nh p và gây ô

ễ ườ ướ ủ ấ ườ ấ nhi m môi tr ấ ng đ t và n c, chúng r t khó phân h y trong môi tr ữ ng đ t, nh ng

ấ ủ ữ ư ạ ấ ặ ợ h p ch t c a Cr nh natri cromat, cromit hay sulphat crom t o thành nh ng ch t c n

ề ữ ấ ướ ắ l ng b n v ng và tích lũy trong đ t, n c.

ạ ỏ Khai thác m kim lo i:

Trên th gi ế ớ : i

ượ ướ ạ ộ ử ầ Crom đ c khai thác d i d ng qu ng ặ ặ cromit (FeCr2O4). G n m t n a qu ng

ế ớ ượ ạ cromit trên th gi i đ c khai thác t ạ Nam Phi, bên c nh đó i Kazakhstan, nẤ

ự ả ệ ấ ể ả ấ ổ Độ và Th Nhĩ K ặ ỳ cũng là khu v c s n xu t đáng k . Kho ng 15 tri u t n qu ng

ướ ạ ể ư ị ườ ượ ả ấ cromit d i d ng có th đ a ra th tr ng đ c s n xu t vào năm 2000 và đ ượ c

ắ ớ ị ườ ể ả ị ả ệ ấ chuy n hóa thành kho ng 4 tri u t n crom – s t v i giá tr th tr ng kho ng trên 2,5

ỹ ỷ t đô la M vào năm này.

(Theo Papp, John F. “Commodity Summary 2009: Chromium”)

ặ ầ ự ư ế ấ M c dù các tr m tích Cr t ộ nhiên (crom nguyên ch t) là khá hi m, nh ng m t

ạ ự ỏ ượ ệ ấ vài m Cr kim lo i t nhiên đã đ ỏ c phát hi n. M Udachnaya t ả ạ Nga s n xu t các i

ạ ự ủ ẫ ứ ạ ỏ ố m u c a Crkim lo i t nhiên. M này là các m ch ng ch a đá kimberlit giàu kim

ươ ườ ử ệ ề ầ ạ ế ể ả ả c ng, và môi tr ng kh đã t o đi u ki n c n thi ạ t đ s n sinh ra c Cr kim lo i

ươ ẫ l n kim c ng.

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 27

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ệ ạ T i Vi t Nam

ế ả ở ệ ỉ ớ ệ Cho đ n nay, khoáng s n Cr Vi t Nam ch m i phát hi n đ ượ ở ỉ c t nh Thanh

ổ ị ể ặ ỏ ồ ố ỏ Hoá g m hai m sa khoáng (C Đ nh và Bãi Áng) và hai đi m qu ng g c. M cromit

ố ở ư ệ ệ ộ ố ơ Bãi Áng phân b rìa tây nam Núi N a, thu c các huy n Nông C ng, Tri u S n, Nh ư

ỏ ồ ể ậ ỉ ặ Xuân t nh Thanh Hoá. M g m hai thung lũng Bái Áng và M u Lâm. Các đi m qu ng

ư ồ ố ồ ố ớ ề cromit g c g m Núi N a và Làng Mun đ u có ngu n g c magma và liên quan v i

ứ ư ệ ể ặ ậ ố ỏ ph c h xâm nh p siêu mafic Núi N a. Các đi m qu ng g c có quy mô nh , hàm

ệ ậ ặ ị ượ l ng nghèo, không có giá tr công nghi p. Khoáng v t qu ng là cromit, đi kèm còn có

2O3 trong các m t

ượ ượ ỏ ừ ớ Ni, Co v i hàm l ể ng đáng k . Hàm l ng Cr ế trung bình đ n

ậ ợ ế ệ ấ ượ ặ ố ề giàu(>3% đ n 41,52%), đi u ki n khai thác thu n l i, ch t l ng tinh qu ng t t, tuy

ỡ ạ ư ệ ặ ồ ỏ ồ nhiên, t ỷ ệ l ả thu h i qu ng ch a cao do c h t cromit nh , vi c thu h i các khoáng s n

đi kèm Co, Ni khó khăn.

ọ ủ ạ ộ ộ ớ ồ ướ ự Tác đ ng hoá h c c a ho t đ ng khai thác Cr t i ngu n n ỡ ấ c là s phá v c u

ổ ẽ ủ ứ ế ẩ ấ ớ trúc c a đ t đá ch a Cr khi ti n hành đào b i và khoan n s thúc đ y các quá trình

ử ứ ặ ấ ầ hoà tan, r a lũa các thành ph n ch a trong qu ng và đ t đá, quá trình tháo khô m , đ ỏ ổ

ấ ả ồ ướ ả ắ ụ ả ấ ượ ử ả các ch t th i vào ngu n n c, ch t th i r n, b i th i không đ ặ c qu n lý, x lý ch t

ẽ ầ ướ ướ ả ấ ồ ch , tham gia vào thành ph n n ư c m a, n c ch y tràn cung c p cho ngu n n ướ ự c t

ấ ậ ữ ầ ộ ọ ổ nhiên,… là nh ng tác đ ng hoá h c làm thay đ i tính ch t v t lý và thành ph n hoá

ồ ướ ọ ủ h c c a ngu n n ỏ c xung quanh các khu m .

ấ ệ Công nghi p hóa ch t.

ọ ượ ử ụ Kaki dicromat (K2Cr2O7)là m tộ thu c thố ử hóa h c, đ c s d ng trong quá trình

ệ ế ị ằ ủ ư ệ làm v sinh các thi t b b ng th y tinh trong phòng thí nghi m cũng nh trong vai trò

ẩ ộ ộ ấ ủ c a m t ch t chu n đ .

Phân bón nông nghi p:ệ

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 28

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ườ ử ụ ứ ấ ấ Con ng ụ ộ i s d ng phân bón có ch a Cr, khi bón vào đ t, cây h p th m t

ầ ầ ấ ượ ử ồ ướ ph n và ph n còn l ạ ượ i đ c tích t ụ ở trong đ t, sau đó đ c r a trôi vào ngu n n c.

ả ượ ấ ừ ồ ệ B ng 2: Hàm l ng Cr vào đ t t ngu n nông nghi p

ượ ấ ừ ệ ồ Hàm l ng Cr vào đ t t ngu n nông nghi p µg/g

ướ ả N c th i bùn 8 – 40.600

Phân ủ 1,8 – 410

Phân photphat 66 – 245

Phân nitrat 3,2 – 19

Vôi 10 15

(Ngu n: ồ Data reviewed from a range of sources by Alloway (1990a) and Fergusson

(1990))

ồ ầ ố Tr m tích ao h , sông su i

ồ ứ ủ ế ầ Các tr m tích ao h ch a Cr ch y u là do các quá trình phong hóa, xói mòn t ừ

ượ ạ ộ ấ ủ ả ặ ồ ườ ầ th ng ngu n ho c do ho t đ ng s n xu t c a con ng ấ ố i trong đ t d c g n đó,

ủ ế ư ệ ả ượ ử nh ng ch y u là t ừ ướ n c th i công nghi p không đ c x lý tri ệ ể t đ .

ệ ượ ử ượ  Do đó có hi n t ng keo t ụ ự t nhiên vùng c a sông nên hàm l ng Cr trong

ườ bùn đáy các vùng này th ng cao.

ế ệ ướ ử ả ả ả ấ ấ Quá trình x lý ch t th i trong đ t: N c th i, bùn th i, ph li u.

ị ố ố ả ố B ng 3: Tr s trung bình Cr trong bùn, c ng rãnh thành ph

ị ố ố ố Tr s trung bình Cr trong bùn, c ng rãnh thành ph (ppm)

ố ố Bùn c ng rãnh thành ph 104

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 29

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

249 Bùn nhà máy d tệ

ế ế ỗ 117 Bùn nhà máy ch bi n g

ầ ừ ệ ắ ụ ủ Trong tr m tích bùn đáy t vi c l ng t ấ c a ch t th i t ả ừ 30 – 450

ạ ộ ệ ệ ạ ho t đ ng công nghi p, giao thông, nông nghi p và sinh ho t

(Ngu n: ồ Tan et, al, 1971; Wild, 1993)

ả ượ ả ầ B ng 4: Hàm l ng Cr trong bùn th i toàn c u

ọ ượ (mg/kg tr ng l ng khô)

ố ẫ ị Giá tr trung ạ Ph m vi S m u thí

ị ể

nghi mệ 17 Đ a đi m Ontario (Canada) bình 530 100 – 9.740

42 Anh và Wales 250 40 – 8.800

58 Anh và Wales 335

16 Mỹ 1.290 169 – 14.000

59 Mỹ 890

(Ngu n: ồ Nriagu và Pacyan, (1984))

ướ ứ ế ầ ả ố ả ắ ạ N c th i và tr m tích bùn đáy kênh r ch thành ph có ch a Cr là k t qu l ng

ừ ạ ộ ạ ủ ệ ệ ườ ụ t Cr t ho t đ ng công nghi p, nông nghi p và sinh ho t c a con ng i.

3 t n Cr đ

ằ ấ Nriagu và Pacyan (1984) đã ướ ượ c l ả ng r ng, kho ng 1,4 – 11.10 ượ c

ế ệ ả ầ ấ ỗ ố ả ủ cho thêm vào đ t m i năm là k t qu c a vi c th i bùn c ng trên toàn c u.

ượ ự ỳ ớ ậ ừ Hàm l ế ng Cr c c k l n n u chúng nh n bùn t ị các vùng đô th .

1.1.2.2. Chì

ướ ơ ở ả ả ủ ệ ấ ắ Chì có trong n ầ c th i c a các c s s n xu t pin, c quy, luy n kim, hóa d u.

ượ ư ườ ễ ồ Chì còn đ c đ a vào môi tr ng n ướ ừ c t ả ị ngu n không khí b ô nhi m do khí th i

ơ ể ế ế ầ ả ộ giao thông. Chì có kh năng tích lũy trong c th , gây đ c th n kinh, gây ch t n u b ị

ấ ộ ủ ễ ậ ấ ặ ộ ợ ữ ố ớ ộ nhi m đ c n ng. Chì cũng r t đ c đ i v i đ ng v t th y sinh. Các h p ch t Pb h u

ơ ố ớ ạ ả ầ ấ ớ ơ ộ c đ c g p 10 – 100 l n so v i Pb vô c đ i v i các lo i cá. B ng 1 trình bày tr ữ

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 30

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ủ ườ ủ ấ ỏ ị ượ l ng c a Pb trong môi tr ng. Giá tr trung bình c a Pb trong v trái đ t là 16mg/kg

ị ự ạ ở ớ ấ ở ễ ấ ớ v i giá tr c c đ i là 80mg/kg l p đ t sét, 200mg/kg vùng đ t ô nhi m và t ớ i

ở 3000mg/kg trong bùn.

Trong khí quy n:ể

ể ậ ả ấ ổ ượ ạ ủ ấ ợ Có th nh n th y kho ng 95% t ng l ng phát x c a các h p ch t Pb đi vào

ạ ộ ạ ộ ủ ụ ử ể ể ạ khí quy n là do ho t đ ng nhân t o. Còn các ho t đ ng c a núi l a, b i bi n và các

ạ ộ ượ ự ậ ỉ th c v t ch phát x m t l ể ng Pb không đáng k .

ạ ộ ạ ượ Do ho t đ ng nhân t o mà hàm l ng Pb trung bình trong khí quy n t ể ừ ờ th i

3 đã lên t

3. Trong khí quy n đô th , n ng đ c a Pb còn t

ề ử ớ ộ ủ ị ồ ể ti n s là 0,6ng/m i 3,7 ng/m ớ i

3. Nguyên nhân c a hi n ệ

ế ở ữ ớ ủ 0,5đ n 10μg/m nh ng nút giao thông còn lên t i 30μg/m

ử ụ ơ ủ ộ ươ ệ ượ t ng này là do s d ng xăng pha Pb trong các đ ng c c a ph ng ti n giao thong.

ả ủ ộ ộ ố ợ ơ ủ ấ ơ ố M t s h p ch t vô c c a Pb sinh ra trong khí th i c a đ ng c ôtô đ t xăng

2 (10,4%), Pb(OH)Cl (7,7%),

ư pha Pb nh PbBrCl (32%), PbBrCl.2PbO (31%), PbCl

PbBr2 (5,5%), PbCl2.2PbO (5,2%).

ủ ợ ư ấ ờ ơ Th i gian l u trung bình c a h p ch t vô c Pb trong không khí là 14 ngày. Do

ụ ấ ắ ọ ợ ượ ữ ạ ở ề ặ ấ quá trình tích t và l ng đ ng, các h p ch t này đ c gi ặ b m t Trái Đ t ho c l i

ạ ươ đi vào đ i d ng.

ữ ượ ả ủ ườ B ng 5: Tr l ng c a Pb trong môi tr ng [12]

3 t n Pb)

ố ượ ấ ng (10

ể ị Kh i l 0,4.1012 Ngu nồ Đ a quy n

4,8.106 Đ tấ

140.103 ầ ướ Tr m tích n ọ c ng t

ể ầ Tr m tích bi n sâu

ủ ể 48.109 30.103 Th y quy n

27.103 ạ ươ Đ i d ng

900 ướ ọ N c ng t

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 31

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ầ N c ng m

82 18 47000 ướ Khí quy nể Sinh quy nể

83 ậ ố ạ Sinh v t s ng trên c n

0,8 ướ ậ ố Sinh v t s ng d ể i bi n

2100 ậ ố ạ ộ Đ ng v t s ng trên c n

2500 ậ ố ộ ướ Đ ng v t s ng d ể i bi n

ể ủ Trong th y quy n:

+2 đ

ồ ạ ấ ợ ượ ả ứ ợ T n t i các h p ch t Pb ấ c hydrat hóa, các ph n ng hòa tan, các h p ch t

ở ạ ề ượ ủ ướ ự ướ ấ Pb d ng huy n phù… Hàm l ng Pb c a n c t nhiên hay n ạ c c p cho sinh ho t

ượ ị đ c xác đ nh qua m t s y u t ộ ố ế ố ư nh :

ự ạ ố ử ơ ứ ớ S t o ph c v i các ph i t ữ ơ vô c hay h u c ;

ặ ế ủ ủ ợ ự ấ S hòa tan ho c k t t a c a h p ch t Pb;

ạ ụ ự ấ ụ ợ ặ ạ ấ ữ ơ S h p ph h p ch t Pb lên các h t b i có tính keo, ho c các h t keo h u c ;

ự ế ổ ủ ậ ố S bi n đ i c a các sinh v t s ng;

ự ạ ụ ặ S t o bông ho c keo t …

ổ ứ ụ ế ế ớ ộ ố ẩ ủ Ví d , tiêu chu n c a T ch c Y t Th gi ồ i cho phép n ng đ Pb t i đa trong

ướ ố ướ ể n c u ng là 0,05 mg/lít, n ờ ồ c bi n ven b , h là 0,1mg/lít…

ướ ứ ầ ơ ướ ứ ể N c ng m ch a ít Pb h n (0,01mg/lít), n c bi n ch a 0,03μg/lít.Trong n ướ c

ả ườ ể ấ ượ ằ ẫ ố ướ ấ c p ch y qua các đ ng ng d n b ng Pb có th th y l ng Pb trong n c lên t ớ i

ấ ợ ở ạ ề ẽ ả 100μg/lít. Các h p ch t Pb ể d ng hòa tan hay huy n phù s theo dòng ch y ra bi n.

ơ ể ố ể ợ ự ề ẩ ầ ấ ộ ặ M t ph n đáng k h p ch t Pb đi vào c th s ng theo dây chuy n th c ph m ho c

ượ ủ ế ở ạ ướ ứ ầ ọ đ c gi ữ ạ ở ớ i l p tr m tích. N c ng t ch a Pb ch y u ứ d ng ph c cacbonat, l

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 32

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ướ ủ ế ở ạ ứ ứ ể ấ ợ n c bi n ch a h p ch t Pb ch y u d ng ph c clorua, trong khi trong n ướ ủ c c a

ạ ở ạ ứ ủ ặ ấ đ t, Pb l d ng ph c c a các axit humic ho c fulvic. i

ụ ể ủ ủ ề ầ ậ ộ Vì v y, vòng tu n hoàn c a Pb là m t ví d đi n hình v vai trò c a con ng ườ i

ế ế ớ ự ề ắ ặ ộ ể tác đ ng lên chúng, vì quá trình gia công ch bi n qu ng Pb g n li n v i s phát tri n

ạ ướ ụ ề ệ ể ủ ề c a n n văn minh nhân lo i. Các n c có n n công nghi p phát tri n tiêu th Pb trên

ườ ườ ở ớ ở ề ớ ướ ậ ầ đ u ng i (4kg Pb/ng i/năm ơ Italia), l n h n nhi u so v i các n c ch m phát

ự ụ ể ả ở ướ ể tri n. S tiêu th Pb và phát th i Pb các n ệ c trong quá trình phát tri n công nghi p

ượ ấ ằ ướ ắ ầ ủ ể ả ọ đ c đánh d u b ng hai b ạ c nh y v t: đó là giai đo n b t đ u phát tri n c a k ỹ

ệ ậ ở ữ ệ ử ụ ể ủ ế ỉ ự ệ ả thu t luy n Pb ữ gi a th k 18 và s phát tri n c a vi c s d ng c nguyên li u h u

ữ ả ơ ứ c ch a Pb vào kho ng nh ng năm 1940.

3 t/năm

ủ ầ ự Hình 2: Vòng tu n hoàn c a Pb trong t nhiên, 10

ứ ộ ộ ễ Đánh giá m c đ nhi m đ c Chì ở ệ Vi t Nam

ộ ố ế ỷ ữ ủ ả ề ị ứ Nh ng năm 90 c a th k 20 m t s tác gi đã nghiên c u v đ a hoá môi

ườ ưở ư ồ ươ ế ậ ồ tr ả ng nh h ng đ n v t nuôi cây tr ng (trong đó có Pb) nh H V ng Bính,

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 33

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ể ễ ộ ị ị Nguy n Xuân Khi n (vùng Hà N i, năm 2005); Lê Huy Bá, Tr nh Th Thanh [1]; Lê

ạ ọ ứ ứ ễ ố ộ ở ề Đ c và nnk (Đ i h c Qu c gia Hà N i) đã nghiên c u ô nhi m Pb làng ngh Đông

ộ ố ề ở ư ứ ị Mai (H ng Yên); Lê Th Lài và nnk. Nghiên c u m t s làng ngh Vân Chàng (Nam

ộ ố ế ứ ở ướ ả ị ư ề Đ nh). D i đây là m t s k t qu nghiên c u làng ngh Đông Mai (H ng Yên) [ 3].

ộ ấ ả ớ ộ ừ ơ Làng Đông Mai (v i kho ng 400 h dân) có hàng trăm h n u Pb t ườ h n m i

ề ậ ớ ệ ạ ẻ ậ ơ ỹ năm nay vì ngh này đem l ạ ợ i l i nhu n l n, nguyên li u l ả i r và k thu t đ n gi n.

ề ự ỗ ộ ề ấ ộ ạ ề ề ạ Do ngh t phát, nên m i h đ u có m t lò n u ngay t i nhà li n k khu sinh ho t.

ể ấ ư ướ ữ ấ ả ắ ạ Khi phá bình c quy đ n u Pb, nh ng ch t th i nh n ẽ c axit, m t Chì, K m

ự ấ ấ ố ướ ữ ằ ấ ở đã “t do” ng m xu ng đ t, hoà vào n c. H ng ngày, nh ng lò n u Pb ả đây còn th i

ấ ụ ủ ướ ặ ồ vào không khí hàng t n b i Pb. Trong làng, n ng n c mùi tanh c a n ả c axit th i, bình

ắ ứ ế ề ỏ ỗ ườ ể ả ườ ỏ c quy h ng v t lăn lóc. V bình nhi u đ n n i, ng i ta ph i dùng đ lát đ ng, lát

ườ ụ ả ả ườ ườ sân, xây t ng và c công trình ph ,... Có kho ng 350 400 ng i th ế ng xuyên ti p

ớ xúc v i Pb.

ế ấ ả ả ượ ạ ặ ộ ố K t qu kh o sát cho th y hàm l ng Pb và m t s kim lo i n ng khác trong

ướ ặ ở ề ượ ứ ừ ế ầ n c m t làng Đông Mai đ u v t quá m c cho phép t 7,7 đ n 15,4 l n. Hàm

ướ ủ ể ừ ế ấ ượ l ng Pb trong n c ti u c a dân trung bình t ầ 0,24 đ n 0,54mg/l, cao g p 24 l n

ứ Ở ớ ắ ệ ườ ườ m c cho phép. đây có t i 80% dân m c b nh đ ộ ng ru t, 42 ng ơ ạ i teo c , b i não,

ệ li ư t, ung th , v.v...

ả ượ ấ ạ ỉ ạ ư B ng 6: H àm l ng Pb trong bùn và trong đ t t i xã Ch Đ o ( H ng Yên)

ứ ẫ ượ M u nghiên c u Hàm l ng Chì

(ppm)

ứ ướ ẫ ả M u bùn trong ao ch a n ắ c th i phá c 2166

quy

ơ ấ ẫ ấ ầ M u đ t lúa g n n i n u Chì 387,6

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 34

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ẫ ấ ồ ữ M u đ t gi a cánh đ ng 125,4

ẫ ấ ầ M u đ t g n làng 2911,4

ồ ườ (Ngu n: Lê Văn Khoa . Sinh thái và môi tr ấ ng đ t.)

ứ ể ọ ở ệ Tình hình nghiên c u đánh giá tri n v ng và tr ữ ượ l ng Pb Vi t Nam đã c ơ

ố ớ ứ ạ ủ ẻ ộ ư ệ ồ ả b n hoàn thành, nh ng vi c đánh giá tác h i c a Pb đ i v i s c kho c ng đ ng xung

ỏ ẫ ư ượ ụ ể ữ ế quanh khu m v n ch a đ c ti n hành c th . Tuy nhiên nh ng đánh giá c th v ụ ể ề

ứ ượ ượ ấ ả ả ườ ạ ị m c hàm l ng khai thác, l ng ch t th i th i ra môi tr ặ ng, lo i qu ng, đ nh h ướ ng

ươ ơ ở ứ ẽ ể ặ ị khai thác trong t ng lai, v.v. s là c s cho nghiên c u đ c đi m đ a hoá môi tr ườ ng

ố ớ ứ ạ ủ ự ồ ẻ ộ và tác h i c a Pb đ i v i s c kho c ng đ ng trong khu v c khai thác.

ề ướ ừ ự ứ ế ướ ấ ề T năm 2000 đ n nay, nhi u d án nghiên c u v n ặ c (m t, d i đ t) cũng

ố ư ế ề ầ ấ ượ ế quan tâm đ n nguyên t ự Pb, nh ng h u h t các d án đ u cho th y hàm l ề ng Pb đ u

ướ ưỡ ễ ẳ ạ ọ ồ ị ượ d i ng ng ô nhi m. Ph m Ng c H và nnk [7] đã kh ng đ nh hàm l ng Pb trong

ướ ặ ở ỉ ứ ề ườ ướ n c m t t nh Hòa Bình <0,05 ppm (TCVN). Đ tài nghiên c u môi tr ng n c 6

ề ả ả ấ ượ ỉ t nh mi n trung (Qu ng Bình, Qu ng Ngãi) [ 15] cũng cho th y hàm l ng Pb trong

ướ ể ả ẵ ạ ẩ ơ n c đ t tiêu chu n cho phép. Vùng Qu ng Nam Đà N ng là n i phát tri n công

ệ ấ ư ạ ượ ỉ ạ ấ nghi p r t m nh, nh ng hàm l ầ ư ng Pb cao nh t vào mùa m a ch đ t 0,022 ppm (t ng

ướ ướ ấ ả ẵ Pleistocen). Đáng quan tâm là Pb trong n c d i đ t vùng Qu ng Nam Đà N ng tuy

PbMn = 0,74) và s t (rắ

PbFe = 0,75), trong

ư ấ ạ ẽ ớ ệ th p nh ng l ặ i quan h khá ch t ch v i Mn (r

ượ ươ ủ ố ượ ủ ế ẳ ị khi hàm l ng t ng đ i cao c a Mn và Fe đã đ c kh ng đ nh [11] ch y u là do

ườ ự môi tr ng t nhiên.

1.1.3.

1.1.3.1.

Ả ưở ộ ạ ủ ố ớ ườ nh h ng đ c h i c a Cr và Pb đ i v i con ng ậ i và sinh v t

Ả ưở ủ nh h ng c a crom

ớ ậ V i sinh v t

ứ ụ ệ ệ ỗ ự ậ Crom đi vào chu i th c ăn thông qua vi c tiêu th nguyên li u th c v t.

ả ậ ộ ồ ưở ộ ố ỉ ố ế ấ ự Khi n ng đ Cr trong th c v t tăng, nó gây nh h ng x u đ n m t s ch s sinh

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 35

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ế ạ ả ứ ủ ứ ệ ễ ệ ặ ầ ộ ồ ọ h c. Tri u ch ng c a vi c nhi m đ c Cr bao g m: c ch h t n y m m ho c cây

ể ớ ủ ễ ự ể ả ả ố gi ng phát tri n s m, gi m s phát tri n c a r cây, làm úa lá và làm suy gi m sinh

ạ ử ở ự ậ ố kh i, làm ho i t th c v t.

ượ ạ ộ ủ ả ộ Crom cũng đ c cho là tác nhân làm gi m ho t đ ng c a n i bào, gây

ự ấ ế ế ộ ự ộ đ t bi n gen, tác đ ng tr c ti p lên AND. Tôm r n ằ Penaeus semisulcatus đ c h p thu

ấ ở ơ ế ế ấ ượ ụ Cr(VI) cao h n con cái, cao nh t mang, k đ n là gan t y và ít nh t đ ấ c tìm th y

50 96h c a Cr(VI) trên cá lóc là 41,75 ppm [8].

ủ trong c . LCơ

ạ ủ ộ ộ ự ố ủ ử ệ ằ Th nghi m đ đ c h i c a Cr lên s s ng c a cá chép b ng cách ngâm

ụ ứ ướ ứ ộ ồ ừ tr ng cá sau khi đã th tinh vào n c có ch a Cr(VI). Khi n ng đ Cr t 3,9 –

ả ớ ưở ở ư 9,6mmol/l v i pH = 8, Crom không nh h ng đ n t ế ỷ ệ ứ l ồ tr ng n nh ng sau khi n ng

ạ ế ở ỉ ệ ề ệ ắ ử ộ đ Cr đ t đ n 9,6 mmol/l pH = 6,3 t l các m c b nh khác nhau v da và t vong

ứ ế ồ ộ ở ị tăng. N u ngâm tr ng vào dung d ch Cr(VI) có n ng đ 3,9 mmol/l pH = 6,3 thì t ỷ ệ l

ủ ố ị ạ ệ ả ắ ơ ơ cá m c b nh t y s ng tăng lên, mang và vây khô h n, kh năng ch u l nh kém h n.

ưở ị ờ ờ ơ ộ ổ ế ị ả Khi b nh h ng Cr(VI), cá b l đ , không b i l ị ế i do b bi n đ i t ủ bào mô c a

ậ mang, th n và gan.

ầ ườ ổ ế ấ ổ ấ ằ ậ G n đây, ng i ta nh n th y r ng ch t b sung ăn kiêng ph bi n là

ấ ủ ứ ổ ươ ể ở ễ ắ ế ph c ch t c a picolinat crom sinh ra các t n th ng nhi m s c th các t ủ bào c a

ộ ồ ọ chu t đ ng (phân h Cricetinae).

ứ ượ ướ ể ả ạ ớ N c th i sinh ho t có th ch a l ng Cr t i 0,7µg/ml mà ch y u ủ ế ở

ề ậ ộ ớ ộ ạ d ng Cr(VI) có đ c tính cao v i nhi u đ ng v t có vú.

ớ ườ V i con ng i

ộ ề ượ ỉ ớ ứ ế ấ ả Các k t qu nghiên c u cho th y Cr ch v i m t li u l ỏ ng nh cũng là

ủ ề ệ ấ ạ ộ ầ nguyên nhân chính gây các tác h i ngh nghi p. Đ c tính c a Cr(VI) cao g p 100 l n

ớ ố ượ ổ so v i Cr(III). Cr(III) là nguyên t vi l ấ ủ ng, đóng góp cho quá trình trao đ i ch t c a

ườ ơ ể ườ ụ ụ ự ế ế ệ ể đ ng trong c th ng i và s thi u h t nó có th sinh ra b nh là thi u h t Cr.

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 36

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ấ ộ ạ ế ế ả ộ Ng ượ ạ c l i crom(VI) r t đ c h i và gây đ t bi n gen khi hít ph i, gây viêm da ti p xúc

ị ứ d ng.

ố ế ư ơ ấ ứ C quan nghiên c u ung th qu c t ọ (IARC) đã phân các ch t hóa h c

ư ả theo 4 nhóm có kh năng gây ung th .

ấ • Nhóm 1: Tác nhân là ch t gây ung th ư ở ườ ng i

ể • Nhóm 2A: Tác nhân có th gây ung th ư ở ườ ng i

ẽ • Nhóm 2B: Tác nhân có l gây ung th ư ở ườ ng i

ể ạ • Nhóm 3: Tác nhân không th phân lo i

ẽ • Nhóm 4: Tác nhân có l không gây ung th ư ở ườ i ng

ư ở ườ ế ấ IARC x p Cr(VI) vào nhóm 1 (tác nhân là ch t gây ung th ng i) và Cr(III)

ạ ự ể vào nhóm 3 (tác nhân không th phân lo i d a trên tính gây ung th ư ở ườ ng i)

ướ ồ ạ ủ ế ở ạ Trong n c, Cr t n t i ch y u 2 d ng Cr(III) và Cr(VI). Nhìn chung,

ơ ể ụ ủ ườ ủ ạ ộ ự ấ s h p th c a Cr vào c th con ng i tùy thu c vào tr ng thái oxi hóa c a nó.

ộ ấ ụ ụ ứ ấ ạ ộ ơ ườ ề Cr(VI) h p th qua d dày, ru t nhi u h n Cr(III) (m c đ h p th qua đ ộ ng ru t

ể ấ ụ ạ ấ ợ ộ ế ẽ ấ ph thu c vào d ng h p ch t mà nó s h p thu) và còn có th th m qua màng t bào.

ế ượ ấ ớ ỷ ệ ấ ỉ ấ N u Cr(III) ch h p thu 1% thì l ủ ng h p thu c a Cr(VI) lên t i 50%. T l h p thu

ổ ị ượ ộ ượ ặ ể ọ ạ qua ph i không xác đ nh đ c, m c dù m t l ng đáng k đ ng l ổ ổ i trong ph i và ph i

ơ ể ữ ứ ề ấ ậ ậ ộ ộ là m t trong nh ng b ph n ch a nhi u crom nh t. Crom xâm nh p vào c th theo ba

ườ ự ế ấ con đ ế ng: hô h p, tiêu hóa và ti p xúc tr c ti p qua da.

ậ ườ ễ ẫ ớ ệ ế ầ ấ + Khi Cr xâm nh p theo đ ng hô h p d d n t i b nh viêm y t h u, viêm ph ế

ắ ơ ứ ả ạ ả ả ị qu n, viêm thanh qu n do nêm m c b kích thích (sinh ng a mũi, h t h i, ch y n ướ c

ở ạ ệ ố ấ ơ ỏ ọ mũi). Khi d ng CrO ấ 3 h i hóa ch t này gây b ng nghiêm tr ng cho h th ng hô h p

ườ ị ấ ễ ủ c a ng i b th m nhi m.

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 37

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ơ ể ễ ứ ế ộ ế ạ + Cr(VI) đi vào c th d gây bi n ch ng, tác đ ng lên t bào, lên mô t o ra s ự

ể ế ư ớ ượ ẽ phát tri n t bào không nhân, gây ung th , tuy nhiên v i hàm l ế ng cao Cr s làm k t

ế ệ ố ơ ả ứ ủ t a các protein, các axit nucleic và c ch h th ng men c b n.

ễ ị ổ ỗ ế ự ế ế ồ ị + Khi da ti p xúc tr c ti p vào dung d ch Cr(VI), ch ti p xúc d b n i ph ng

ể ị ế ươ ơ ể ậ và loét sâu, có th b loét đ n x ế ng. Khi Cr(VI) xâm nh p vào c th qua da, nó k t

ả ứ ệ ượ ể ạ ớ ợ h p v i protein t o thành ph n ng kháng nguyên. Kháng th gây hi n t ị ứ ng d ng,

ở ạ ế ẽ ế ể ế ệ ượ ệ b nh tái phát khi ti p xúc tr l i, b nh s ti n tri n n u không đ c cách ly và s ẽ

thành tràm hóa.

ế Hình 3: Viêm da ti p xúc do Cr

ấ ậ ườ ượ ơ ể Dù xâm nh p vào c th theo b t kì con đ ng nào Cr cũng đ c hòa tan

ở ồ ể ầ ộ ồ vào trong máu n ng đ 0,001mg/l, sau đó chúng chuy n vào h ng c u và hòa tan

ầ ồ ừ ồ ể ầ ổ ứ ủ ạ ượ nhanh trong h ng c u, t h ng c u Cr chuy n vào các t ch c ph t ng, đ c gi ữ ạ l i

ở ươ ậ ầ ạ ướ ừ ể ơ ổ ph i, x ng, th n, gan, ph n còn l ể i chuy n qua n c ti u. T các c quan ph ủ

ả ầ ồ ướ ể ừ ạ t ng Cr hòa tan d n vào máu, r i đào th i qua n c ti u t ế vài tháng đ n vài năm.

ể ị ư ư ễ ộ ế ổ Nhi m đ c Cr có th b ung th ph i, ung th gan, loét da, viêm da ti p

ụ ư ữ ủ ệ ấ ơ ổ xúc, xu t hi n m n c m, viêm gan, th ng vách ngăn gi a hai lá mía, ung th ph i,

ệ ầ ậ ộ viêm th n, đau răng, tiêu hóa kém, gây đ c cho h th n kinh và tim, …

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 38

1.1.3.2.

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

Ả ưở nh h ủ ng c a Pb

ơ ể ậ ườ ấ Nguyên nhân làm cho Pb xâm nh p vào c th con ng i là do Pb ng m vào

ự ứ ẩ ướ ạ ể ự th c ph m qua bát, đĩa, s tráng men có pha Pb d ứ i d ng hòa tan dùng đ đ ng th c

ộ ượ ụ ụ ế ặ ứ ế ể ấ ăn ho c làm các d ng c nhà b p. M t l ụ ng Pb có th ng m vào th c ăn n u d ng

ứ ế ế ặ ằ ớ ố ỏ ỉ ụ ự c đ ng th c ăn làm b ng thi c có pha Pb ho c có l p thi c m ng ch ng g tráng ở

ẫ ồ ướ ượ ặ ả ngoài có l n Pb hay trong ngu n n ứ c có ch a hàm l ữ ng Pb cao ho c ăn ph i nh ng

ự ẩ ừ ộ ự ậ ự ề ễ ẩ th c ph m t đ ng th c v t có nhi m Pb qua dây chuy n th c ph m.

ố ớ ộ ườ ự ễ ậ ộ Chì có tính đ c cao đ i v i con ng i và đ ng v t. S thâm nhi m Pb vào c ơ

ể ườ ừ ấ ớ ừ ầ ứ ủ ễ ố th con ng r t s m t i t ế tu n th 20 c a thai kì và ti p di n su t kì mang thai. Tr ẻ

ứ ấ ụ ầ ấ ườ ớ ẻ ừ ổ ở ố em có m c h p th Pb cao g p 34 l n ng i l n. Tr em t 6 tu i tr xu ng và ph ụ

ố ượ ữ ữ ả ẫ ả ưở ạ ủ ữ n có thai là nh ng đ i t ớ ng m n c m v i nh ng nh h ng nguy h i c a Pb.

ả ở ự ế ể ằ Chì cũng c n tr ế chuy n hóa canxi b ng cách tr c ti p hay gián ti p

ộ ả ơ ự ể ầ thông qua kìm hãm s chuy n hóa vitamin D. Chì gây đ c c c quan th n kinh trung

ươ ẫ ạ ầ ng l n th n kinh ngo i biên.

ệ ặ ộ ệ ể ậ Chì tác đ ng lên h enzym, đ c bi t là enzym v n chuy n hiđro. Khi b ị

ễ ộ ườ ệ ị ộ ố ố ơ ể ủ ế ạ ạ ố nhi m đ c, ng i b nh b m t s r i lo n c th , trong đó ch y u là r i lo n b ộ

ế ủ ươ ậ ạ ứ ộ ữ ễ ể ph n t o huy t (t y x ế ộ ng). Tùy theo m c đ nhi m đ c có th gây ra nh ng tai bi n

ư ườ ề ế ậ ớ ụ nh đau b ng Pb, đ ng vi n đen Burton ở ợ l i, đau kh p, viêm th n, cao huy t áp

ễ ệ ể ế ế ặ ử ủ ụ vĩnh vi n, li t, tai bi n não n u n ng có th gây t vong. Tác d ng hóa sinh c a Pb

ủ ế ả ưở ế ổ ỡ ồ ứ ầ ợ ch y u gây nh h ng đ n t ng h p máu, phá v h ng c u. Chì c ch m t s ế ộ ố

ấ ọ ổ ọ ợ ợ enzym quan tr ng trong quá trình t ng h p máu do tích đ ng các h p ch t trung gian

ử ụ ấ ổ ể ả ủ c a quá trình trao đ i ch t. Chì kìm hãm quá trình s d ng O ấ 2 và glucozo đ s n xu t

ượ ự ể ấ ậ ố ộ ồ năng l ng cho quá trình s ng. S kìm hãm này có th nh n th y khi n ng đ Pb trong

ể ả ồ ộ ơ ớ ệ máu kho ng 0,3mg/l. Khi n ng đ Pb trong máu l n h n 0,8mg/l có th gây ra hi n

ế ế ế ượ ả ượ t ng thi u máu do thi u hemoglobin. N u hàm l ng Pb trong máu kho ng 0,5

ủ ứ ẽ ậ ạ ố ế ậ ủ 0,8mg/l s gây r i lo n ch c năng c a th n và phá h y não. JECFA đã thi t l p giá tri

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 39

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ượ ơ ể ự ư ể ị ượ ố ớ ẻ ơ ờ ạ t m th i cho l ng Pb đ a vào c th có th ch u đ ng đ c đ i v i tr s sinh và

ể ọ ế thi u nhi là 25mg/kg th tr ng [14].

ơ ồ ể ườ ậ ủ Hình 4: S đ chu chuy n trong môi tr ng và thâm nh p c a Pb vào c ơ

ể ườ th ng i [12]

ơ ượ ồ ạ ạ ầ ấ ớ ồ H n 90% l ng Pb trong máu t n t i trong h ng c u. D ng l n nh t và

ậ ộ ươ ủ ề ạ ố t c đ ch m là trong khung x ơ ng, chu kì bán h y là 20năm, d ng không b n h n

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 40

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ờ ủ ể ừ ề ổ ố ố ằ n m trong mô m m. T ng s tích lũy su t đ i c a Pb có th t 200mg – 500mg. Chì

ệ ầ ươ ướ ạ ế trong h th n kinh trung ng có xu h ng tích lũy trong đ i não và nhân t bào. [14]

ộ ộ ử Ở ứ ụ ệ ồ Tri u ch ng ng đ c Pb g m: đau b ng trên, táo bón, nôn m a. trên

ướ ấ ậ ộ ườ ọ ạ ợ ủ ệ l i c a b nh nhân, ng i ta nh n th y m t đ ng xanh đen do chì sufua đ ng l i.

ứ ư ế ấ ạ ứ ế ọ Ch ng viêm não tuy r t hi m nh ng l i là bi n ch ng nghiêm tr ng ở

ườ ườ ộ ợ ườ ợ ườ ặ ở ẻ ng i trong tr ễ ng h p nhi m đ c Pb, tr ng h p cũng th ng hay g p tr em.

ế ệ ả ườ ễ ộ ợ ế B nh thi u máu: thi u máu x y ra trong tr ng h p nhi m đ c Pb vô c ơ

ườ ư ễ ả ạ ố ộ ườ và th ng x y ra trong giai đo n cu i, nh ng ngay khi nhi m đ c Pb, ng i ta đã phát

ệ ố ạ ổ ợ ổ ợ ế ố ệ ế hi n r i lo n t ự h p máu. S kìm hãm t h p máu là y u t gây ra b nh thi u máu do

ự ế ư ữ ế ầ ạ ộ ồ Pb nh ng Pb cũng t o ra nh ng tác đ ng tr c ti p đ n h ng c u.

ơ ể ộ ổ ứ ủ ể ạ ộ ộ M c đ nguy hi m tùy thu c vào đ tu i và tình tr ng c a c th và

ộ ạ ớ ệ ầ ạ ả ể ẻ ế ầ ớ nguy hi m chính là đ c h i t ặ i h th n kinh. H u h t nh y c m v i Pb là tr em, đ c

ệ ớ ậ ẻ ơ ẻ ơ ẻ ẻ ướ ổ bi t là tr em m i t p đi, tr s sinh và bào thai. Tr s sinh, tr em d i 16 tu i và

ụ ữ ố ượ ấ ớ ộ ố ả ạ ộ ph n có thai là đ i t ng nh y c m nh t v i đ c t Pb, tác đ ng mãn tính đ n s ế ự

ụ ữ ệ ủ ữ ẻ ể ớ ườ ớ phát tri n trí tu c a tr em. V i nh ng ph n có thai th ế ng xuyên ti p xúc v i Pb

ớ ẻ ệ ầ ấ ớ ế ả ả ặ kh năng x y thai ho c thai nhi ch t sau khi sinh là r t l n. V i tr em, h th n kinh

ể ấ ễ ả ạ ị ở ồ ộ ấ ệ ố đang phát tri n r t nh y c m khi b nhi m Pb dù n ng đ th p, h s thông minh

ố ớ ả ệ ườ ố (IQ) gi m xu ng. Đ i v i ng ườ ưở i tr ng thành, công vi c th ớ ế ng xuyên ti p xúc v i

ặ ự ố ể ị ứ ệ ễ ặ ạ ầ ặ ầ Pb quá m c ho c do g p s c có th b nhi m b nh th n kinh ngo i vi ho c th n

ạ ở ườ ớ ả ưở ế ấ ầ kinh m n tính. Tuy nhiên ng i l n các nh h ả ng c p tính hay h u h t các nh

ưở ủ ể ễ ế ệ ả ạ ộ h ng nh y c m c a Pb có th là b nh tăng huy t áp. Ngoài ra khi nhi m đ c Pb còn

ưở ộ ố ơ ơ ể ư ạ ế ộ ể ả có th nh h ng d n m t s c quan khác trong c th nh d dày, ru t non, c ơ

quan sinh s n.ả

ễ ng pháp x lý n

ộ ố ươ ươ ử ướ ử 1.2. M t s ph Các ph ạ ặ ướ ả c th i ô nhi m kim lo i n ng. ạ ả ượ c chia thành các lo i sau: c th i đ ng pháp x lý n

ươ ọ Ph ử ng pháp x lý lý h c;

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 41

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ươ ử ọ Ph ng pháp x lý hóa h c và hóa lý;

ươ ử ọ Ph ng pháp x lý sinh h c.

1.2.1. Ph

ươ ọ ử ng pháp x lý lý h c

ướ ườ ứ ấ ở ạ ơ ử Trong n ả c th i th ng ch a các ch t không tan d ng l ể l ng. Đ tách các

ỏ ướ ấ ườ ử ụ ươ ơ ọ ư ọ ch t này ra kh i n ả c th i. Th ng s d ng các ph ng pháp c h c nh l c qua

ặ ướ ắ ắ ắ ướ ặ ự ụ ủ ọ song ch n rác ho c l i ch n rác, l ng d ự i tác d ng c a tr ng l c ho c l c li tâm và

ướ ấ ơ ử ư ượ ấ ồ ộ ướ ọ l c.Tùy theo kích th c, tính ch t lý hóa, n ng đ ch t l l ng, l u l ng n ả c th i

ứ ộ ầ ệ ử ự ạ ọ ợ và m c đ c n làm s ch mà l a ch n công ngh x lý thích h p.

1.2.2. Ph

ươ ử ọ ng pháp x lý hóa h c và hóa lý

a. Trung hòa

ướ ứ ề ặ ầ ả ơ ượ ư ề N c th i ch a axit vô c ho c ki m c n đ ả c trung hòa đ a pH v kho ng

ướ ặ ử ụ ệ ử ế ậ ả ồ 6,5 – 8,5 tr c khi th i vào ngu n nh n ho c s d ng cho công ngh x lý ti p theo.

ướ ể ự ề ằ ả Trung hòa n ệ c th i có th th c hi n b ng nhi u cách:

ộ ẫ ướ ả ướ ề ả Tr n l n n c th i axit và n c th i ki m;

ổ ọ B sung các tác nhân hóa h c;

ọ ướ ậ ệ ụ L c n c axit qua v t li u có tác d ng trung hòa;

ụ ằ ấ ướ ề ặ ấ ằ H p th khí axit b ng n ụ c ki m ho c h p th ammoniac b ng n ướ c

axit.

ụ ạ b. Keo t – t o bông

ồ ướ ạ ộ ườ Trong ngu n n ầ c, m t ph n các h t th ng t n t ồ ạ ở ạ i ị ạ d ng các h t keo m n

ướ ạ ườ ộ ừ ạ phân tán, kích th c các h t th ng dao đ ng t ổ 0,1 – 10µm. Các h t này không n i

ươ ạ ố ướ ạ ắ cũng không l ng, và do đó t ng đ i khó tách lo i. Vì kích th c h t nh , t ỏ ỷ ố ệ s di n

ề ặ ấ ớ ệ ượ ể ề ặ ở ọ ủ tích b m t và th tích c a chúng r t l n nên hi n t ấ ng hóa h c b m t tr nên r t

ạ ắ ọ ỏ ướ ướ ụ quan tr ng. Theo nguyên t c, các h t nh trong n c có khuynh h ng keo t ự do l c

ế ự ế ể ẫ ữ ự ữ ạ ạ hút Vander Waals gi a các h t. L c này có th d n đ n s k t dính gi a các h t ngay

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 42

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ủ ữ ự ạ ả ạ ả ỏ ờ ờ ể khi kho ng cách gi a chúng đ nh nh va ch m. S va ch m x y ra nh chuy n

ộ ộ ườ ợ ủ ự ộ đ ng Brown và do tác đ ng c a s xáo tr n. Tuy nhiên trong tr ng h p phân tán cao,

ờ ự ẩ ề ặ ệ ạ ạ ạ các h t duy trì tr ng thái phân tán nh l c đ y tĩnh đi n vì b m t các h t mang tích

ể ệ ệ ệ ặ ươ ờ ự ấ ọ ọ ụ đi n, có th là đi n tích âm ho c đi n tích d ng nh s h p th có ch n l c các ion

ặ ự ạ ạ ị ơ ử ủ ạ trong dung d ch ho c s ion hóa các nhóm ho t hóa. Tr ng thái l l ng c a các h t keo

ượ ề ề ủ ạ ờ ự ẩ ệ ầ đ ể c b n hóa nh l c đ y tĩnh đi n. Do đó, đ phá tính b n c a h t keo c n trung hòa

ề ặ ủ ệ ượ ọ ụ đi n tích b m t c a chúng, quá trình này đ c g i là quá trình keo t ạ . Các h t keo đã

ế ớ ể ệ ặ ạ ạ ị b trung hòa đi n tích có th liên k t v i các h t keo khác t o thành bông c n có kích

ướ ớ ặ ơ ơ ố ượ ọ ạ th ắ c l n h n, n ng h n và l ng xu ng, quá trình này đ c g i là quá trình t o bông.

c. Khử

ử ể ự ệ ạ ướ ả ứ Đây là quá trình th c hi n ph n ng oxi hoá kh đ làm s ch n ỏ ả c th i kh i

ấ ữ ố ớ ấ ủ ứ ợ ơ ợ ấ các h p ch t c a Hg, Cr, As. Đ i v i Hg và các h p ch t h u c ch a Hg, các ch t

2S.

ử ườ ộ ộ kh th ng dung là: FeS, NaHS, b t Fe, b t Al, H

ổ d. Trao đ i ion.

ươ ủ ấ ổ ớ ị Là quá trình t ớ ắ ng tác c a dung d ch v i pha r n có tính ch t trao đ i ion v i

ị Ứ ạ ặ ỏ ướ ụ ấ ợ ion trong dung d ch. ng d ng: Tách kim lo i n ng, h p ch t As…ra kh i n ả c th i.

ạ ậ ệ ắ ạ ấ ầ ổ ộ ỳ ử Các lo i v t li u r n có tính trao đ i ion r t đa d ng. Tu thu c vào yêu c u x lý

ườ ữ ấ ọ ổ khác nhau, ng i ta ch n nh ng ch t trao đ i ion khác nhau.

1.2.3. Ph

ươ ọ . ng pháp sinh h c

ọ ố ớ ạ ặ ự ấ ụ a. S h p th sinh h c đ i v i kim lo i n ng.

ệ ử ụ ậ ệ ự ố ọ ồ Vi c s d ng các v t li u t ể ạ nhiên có ngu n g c sinh h c (biosorbents) đ lo i

ủ ậ ệ ạ ặ ự ữ ặ ồ ộ ọ ỏ b ho c thu h i các kim lo i n ng d a trên nh ng thu c tính c a v t li u này g i là

ạ ượ ụ ụ ấ ọ ọ ự ấ s h p th sinh h c. Các kim lo i đ ư c h p ph vào các polymer sinh h c nh :

ư ụ ứ ể ớ protein, polysacarit, axitnucleic, mà c th là v i các nhóm ch c nh carboxyl,

ế ạ ắ ế ư ố photphat, sulphat,…chính các nhóm g n k t này đã t o cho t bào gi ng nh là các

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 43

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ế ớ ễ ạ anion nên d dàng liên k t v i các cation kim lo i.

ự ấ ụ ậ ấ ầ ọ ờ ế ố b. S h p ph sinh h c nh sinh kh i các vi sinh v t nuôi c y thu n khi t.

ố ớ ự ấ ụ ạ ậ ọ ờ ố S h p ph sinh h c đ i v i kim lo i nh sinh kh i các vi sinh v t nuôi cây

ế ượ ế ế ệ ử ụ ầ ờ ố ầ thu n khi t đã đ c bi t đ n trong th i gian g n đây. Đó là vi c s d ng sinh kh i vi

ấ ấ ạ ấ ấ ẩ ọ ụ ọ ọ ả t o, vi n m, vi khu n làm ch t h p ph ch n l c các kim lo i hoà tan r t quan tr ng

ấ ủ ế ệ ấ ạ ộ ụ ạ ổ ớ trong vi c h p ph kim lo i. Ho t đ ng trao đ i ch t c a t ế ộ bào có tác đ ng l n đ n

ứ ụ ấ ạ ch c năng h p ph kim lo i.

ệ ả ạ ả ộ ượ ử ụ Trong các nguyên li u trên thì t o là m t lo i có kh năng đ c s d ng làm

ấ ấ ụ ố ườ ượ ử ụ ạ ặ ồ ch t h p ph t t.tuy nhiên nó th ng đ ộ c s d ng khi n ng đ kim lo i n ng trong

ướ ặ ệ ố ả ả ơ ướ ọ ả ể n c không cao. Đ c bi t sinh kh i t o (t o đ n bào n c ng t, t o bi n) có th ể

ượ ử ụ ạ ấ ế đ c tái sinh và s d ng l i nên r t có ý nghĩa kinh t .

ấ ỗ ự ấ ụ ợ ọ ằ c. S h p ph sinh h c b ng nuôi c y h n h p.

ươ ườ ấ ẵ ử ụ ạ ỗ ớ V i ph ng pháp này ng ợ i ta s d ng bùn ho t tính có nuôi c y s n h n h p

ạ ặ ả ư ụ ạ ả ậ ấ các vi sinh v t có kh n ng h p ph kim lo i n ng. Bùn ho t tính có kh năng lo i b ạ ỏ

ặ ụ ạ ặ ể ử ả ậ ướ ứ ả ho c tích t kim lo i n ng t ừ ướ n ệ c th i, thu n ti n đ x lý n c th i có ch a Cd,

ơ ế ấ ơ ế ấ ạ ặ ụ ụ ạ ọ ủ Cu, Cr… C ch h p ph kim lo i n ng c a bùn ho t tính là c ch h p ph sinh h c

ị ộ ạ ả ụ ạ ặ ể ả “b đ ng”. Bùn ho t tính có kh năng tích t kim lo i n ng, tuy nhiên có th x y ra s ự

ộ ạ ệ ố ữ ể ạ ấ ạ tác đ ng qua l ả i gi a bùn ho t tính và kim lo i và h th ng này r t khó đ tái s n

ử ụ ấ xu t và tái s d ng.

ề 1.3. Khái quát v nano

ệ 1.3.1. Công ngh nano

ệ ế ệ Công ngh nano (nanotechnology) là ngành công nghệ liên quan đ n vi c thi ế t

ế ạ ụ ấ ế ị ệ ố ệ ằ ứ ế k , phân tích, ch t o và ng d ng các c u trúc, thi ề t b và h th ng b ng vi c đi u

ể ướ ớ khi n hình dáng, kích th c trên quy mô nanômét (nm, 1 nm = 109 m). Ranh gi ữ i gi a

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 44

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ề ệ công ngh nano và ọ khoa h c nano đôi khi không rõ ràng, tuy nhiên chúng đ u có chung

ố ượ đ i t ng là ậ ệ v t li u nano .

ậ ệ 1.3.2. V t li u nano

1.3.2.1. Khái ni mệ

ậ ệ ề ộ ướ V t li u nano là ấ ậ ệ trong đó ít nh t m t chi u có kích th v t li u c nano mét. V ề

ậ ệ ạ ườ ạ ủ tr ng thái c a v t li u, ng i ta phân chia thành ba tr ng thái, r nắ , l ngỏ và khí.V tậ

ệ ượ ậ ậ ệ ắ ứ ệ li u nano đ ớ ế ủ ế c t p trung nghiên c u hi n nay, ch y u là v t li u r n, sau đó m i đ n

ậ ệ ấ ỏ ề ườ ạ ch t l ng và khí. V hình dáng v t li u, ng i ta phân ra thành các lo i sau:

(cid:0) ậ ệ ề ề ả ướ V t li u nano không chi u ề : c ba chi u đ u có kích th c nano, không

ề ự ạ còn chi u t do nào cho đi n tệ ử, ví d , ụ đám nano, h t nano ...

(cid:0) ệ ệ ề ậ ậ ộ V t li u nano m t chi u ề là v t li u trong đó hai chi u có kích th ướ c

ề ề ầ ộ nano, đi n t ệ ử ượ ự đ c t do trên m t chi u (hai chi u c m tù), ví d , ụ dây nano, ngố

nano,...

(cid:0) ệ ề ệ ậ ậ ộ V t li u nano hai chi u ề là v t li u trong đó m t chi u có kích th ướ c

ề ự nano, hai chi u t do, ví d , ụ màng m ngỏ ,...

(cid:0) ấ ậ ệ Ngoài ra còn có v t li u có c u trúc nano hay nanocomposite trong đó chỉ

ủ ệ ầ ậ ộ ướ ủ ặ ấ có m t ph n c a v t li u có kích th c nm, ho c c u trúc c a nó có nano không

1.3.2.2.

ề ề ề ẫ ộ chi u, m t chi u, hai chi u đan xen l n nhau.

ấ ủ ậ ệ Tính ch t c a v t li u nano

ủ ậ ệ ộ ặ ể ướ ỉ ở ấ ọ M t đ c đi m vô cùng quan tr ng c a v t li u nano là kích th c ch c p đ ộ

ậ ổ ố ử ề ặ ậ ệ ố nano mét (nm). Chính vì v y mà t ng s nguyên t phân b trên b m t v t li u nano

ề ặ ủ ề ặ ủ ậ ệ ớ ơ ấ ệ ề ổ ớ ậ ệ và t ng di n tích b m t c a b m t c a v t li u l n h n r t nhi u so v i v t li u

ườ ệ ở ậ ệ ị ườ ề ề ấ ặ thông th ng. Đi u này đã làm xu t hi n v t li u nano nhi u đ c tính d th ng,

ệ ụ ấ ả ớ ướ ỏ ở ấ ặ đ c bi t là kh năng xúc tác h p ph . V i kích th c nh ộ c p đ phân t ử ậ ệ , v t li u

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 45

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ệ ứ ệ ấ ượ ử ệ ứ ệ ứ nano xu t hi n ba hi u ng chính : hi u ng l ng t ệ ứ ề ặ , hi u ng b m t và hi u ng

kích th c.ướ

ượ ử ệ ứ a. Hi u ng l ng t [16]

ố ớ ậ ệ ệ ứ ấ ồ ượ Đ i v i v t li u vĩ mô g m r t nhi u ề nguyên tử, các hi u ng l ng t ử đ cượ

12 nguyên t ) và có th b ử

ề ả ớ ấ trung bình hóa v i r t nhi u nguyên t ử µm3 có kho ng 10 (1 ể ỏ

ữ ệ ủ ừ ẫ ử ỉ qua nh ng khác bi t ng u nhiên c a t ng nguyên t ủ ị mà ch xét giá tr trung bình c a

ố ớ ậ ệ ư ấ ướ ủ ậ ệ chúng. Nh ng đ i v i v t li u có c u trúc nano, do kích th ỏ ệ c c a v t li u nh , h có

ề ử ấ ượ ể ệ ơ ấ r t nhi u nguyên t thì các tính ch t l ng t ử th hi n rõ ràng h n và không th b ể ỏ

ấ ượ ể ượ ử qua. Ví d m t ụ ộ ch m l ng t ử có th đ ư ộ ạ c coi nh m t đ i nguyên t ứ , nó có các m c

ượ ố ử năng l ư ộ ng gi ng nh m t nguyên t .

ề ặ ệ ứ

b. Hi u ng b m t [16]

ậ ệ ướ ỷ ố ử ằ Khi v t li u có kích th c nm, t s các nguyên t ổ ề ặ n m trên b m t trên t ng

ử ủ ậ ệ ẽ ỉ ệ ớ ậ ệ ề ế ơ ố s các nguyên t c a v t li u s chi m t l ạ ớ l n h n nhi u so v i các v t li u d ng

ề ặ ệ ứ ư ế ả ấ ậ ố kh i. Chính vì v y các hi u ng có liên quan đ n b m t nh : kh năng h p ph , đ ụ ộ

ủ ậ ệ ạ ộ ề ặ ữ ề ề ơ ở ứ ẽ ớ ho t đ ng b m t…..c a v t li u nano s l n h n nhi u. Đi u đó m ra nh ng ng

ệ ứ ự ụ ề ấ ớ ọ ụ d ng m i trong lĩnh v c xúc tác, h p ph và nhi u hi u ng khác mà các nhà khoa h c

đang quan tâm, nghiên c u.ứ

ệ ứ ướ

c. Hi u ng kích th

c [16]

ậ ệ ề ố ườ ượ ặ ộ ố ạ ượ ư ở Các v t li u truy n th ng th ng đ c đ c tr ng b i m t s các đ i l ậ ng v t

ệ ủ ạ ổ ọ ệ ộ ả ệ ộ ư ộ ẫ lý, hóa h c không đ i nh đ d n đi n c a kim lo i, nhi t đ nóng ch y, nhi t đ sôi,

ạ ượ ỉ ấ ế ế ậ ọ tính axit….Tuy nhiên, các đ i l ng v t lý và hóa h c này ch b t bi n n u kích th ướ c

ậ ệ ủ ớ ườ ả ớ ơ ướ ủ ủ c a v t li u đ l n (th ng là l n h n 100nm). Khi gi m kích th ậ ệ c c a v t li u

ỏ ơ ạ ượ ấ ộ ố ở xu ng c p đ nano mét (nh h n 100nm) thì các đ i l ng lý, hóa trên không còn là

ữ ế ệ ượ ẽ ổ ệ ứ ọ ấ b t bi n n a, ng ượ ạ c l i chúng s thay đ i. Hi n t ng này g i là hi u ng kích

ướ ướ ở ậ ệ ắ ầ ấ ượ ổ th c. Kích th c mà ự đó v t li u b t đ u có s thay đ i các tính ch t đ ọ c g i là

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 46

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ướ ớ ạ ở ủ ạ ở ụ ư ệ ộ ướ kích th i h n. Ví d nh : Đi n tr c a m t kim lo i c t kích th c vĩ mô mà ta

ẽ ế ậ ả ấ ằ ị ướ ủ th y h ng ngày s tuân theo đ nh lu t Ohm. N u ta gi m kích th ệ ậ c c a v t li u

ố ườ ự ệ ử ủ ạ ườ ỏ ơ xu ng nh h n quãng đ ng t do trung bình c a đi n t trong kim lo i (th ng là

ữ ế ẽ ệ ậ ị vài nm đ n vài trăm nm) thì đ nh lu t Ohm s không còn đúng n a. Lúc đó đi n tr ở

ướ ắ ượ ẽ ử ủ ậ ệ c a v t li u có kích th c nano s tuân theo quy t c l ng t .

ứ ệ ấ ừ ủ ấ Các nghiên c u cho th y các tính ch t đi n, t ậ ọ , quang, hóa h c….c a các v t

ệ ề ướ ớ ạ ả ừ ế ở ậ ệ li u đ u có kích th i h n trong kho ng t c t 1nm đ n 100nm, nên v t li u nano

1.3.2.3.

ề ể ệ ấ ườ ớ ậ ệ ề ố các tính ch t này đ u có bi u hi n khác th ng so v i v t li u truy n th ng.

ươ Các ph ế ạ ậ ệ ng pháp ch t o v t li u nano[6]

ậ ệ ượ ế ạ ươ ươ ừ V t li u nano đ ằ c ch t o b ng hai ph ng pháp: ph ng pháp t ố trên xu ng

ươ ươ ừ ố (topdown) và ph ng pháp t ừ ướ d i lên ( bottomup). Ph ng pháp t trên xu ng là

ươ ạ ạ ướ ừ ạ ướ ớ ươ ph ng pháp t o h t kích th c nano t các h t có kích th ơ c l n h n; ph ng pháp

ươ ạ ừ ử ừ ướ t d i lên là ph ng pháp hình thành h t nano t các nguyên t .

a. Ph

ươ ừ ố ng pháp t trên xu ng

ể ế ế ể ỹ Nguyên lý: dùng k thu t ậ nghi nề và bi n d ng ậ ệ ạ đ bi n v t li u th kh i v i t ố ớ ổ

ứ ạ ỡ ạ ướ ươ ả ơ ch c h t thô thành c h t kích th c nano. Đây là các ph ẻ ề ng pháp đ n gi n, r ti n

ạ ậ ệ ể ế ư ệ ề ấ ả ớ ướ nh ng r t hi u qu , có th ti n hành cho nhi u lo i v t li u v i kích th ớ c khá l n

ậ ệ ế ấ ụ ươ ở ạ ứ ( ng d ng làm v t li u k t c u). Trong ph ng pháp nghi n, ậ ệ ề v t li u ộ d ng b t

ượ ộ ẫ ữ ớ ượ ừ ậ ệ ấ ứ ặ đ c tr n l n v i nh ng viên bi đ c làm t ộ các v t li u r t c ng và đ t trong m t

ề ắ ể ề ề ặ ọ cái c i. ố Máy nghi nề có th là nghi n l c, nghi n rung ho c nghi n quay (còn g i là

ỡ ộ ế ứ ề ể ạ nghi n ki u hành tinh). Các viên bi c ng va ch m vào nhau và phá v b t đ n kích

ướ ả ượ ậ ệ ề ạ th ế c nano. K t qu thu đ c là v t li u nano không chi u (các h t nano). Ph ươ ng

ạ ượ ử ụ ậ ặ ớ ỹ ệ ự ế ằ ạ ạ ế pháp bi n d ng đ c s d ng v i các k thu t đ c bi t nh m t o ra s bi n d ng c ự

ỷ ậ ệ ể ươ l nớ (có th >10) mà không làm phá hu v t li u, đó là các ph ể ng pháp SPD đi n

ể ượ ừ ề ộ ỉ ườ ụ ể ợ hình. Nhi t đệ ộ có th đ c đi u ch nh tùy thu c vào t ng tr ế ng h p c th . N u

ệ ộ ớ ơ ệ ộ ế ạ ượ ế nhi t đ gia công l n h n nhi t đ k t tinh l i thì đ ọ c g i là ạ bi n d ng nóng , còn

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 47

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ượ ọ ế ế ả ượ ng ượ ạ c l i thì đ c g i là ạ bi n d ng ngu i ộ . K t qu thu đ ộ ậ ệ c là các v t li u nano m t

ề ề ề ệ ặ ớ ườ chi u (dây nano) ho c hai chi u (l p có chi u dày nm). Ngoài ra, hi n nay ng i ta

ườ ươ ể ạ ấ th ng dùng các ph ng pháp quang kh cắ đ t o ra các c u trúc nano.

ộ ố ươ ừ ố ườ M t s ph ng pháp t trên xu ng th ặ : ng g p

ươ Ph ng pháp ăn mòn laser

ươ ừ ậ ệ ộ ấ ạ ượ ầ ố Đây là ph ng pháp t trên xu ng. V t li u ban đ u là m t t m b c đ ặ c đ t

ề ặ ứ ấ ộ ộ ộ ị ạ trong m t dung d ch có ch a m t ch t ho t hóa b m t. M t chùm Laser xung có b ướ c

ầ ố ộ ộ ượ ỗ sóng 532nm, đ r ng xung là 10ns, t n s 10Hz, năng l ng m i xung là 90mJ, đ ườ ng

ạ ị ụ ừ ướ ụ kính vùng kim lo i b tác d ng t ạ ủ 13mm. D i tác d ng c a chùm laser xung, các h t

ướ ả ượ ượ ủ ở ấ ạ nano có kích th c kho ng 10nm đ c hình thành và đ c bao ph b i ch t ho t hóa

nH2n+1SO4Na v i n = 8, 10, 12, 14 v i n ng đ t

ớ ồ ộ ừ ớ ế ề ặ b m t C 0,001 đ n 0,1M. Ph ươ ng

ế ạ ượ ậ ệ ố ượ ư ề ể ả ơ pháp nghi n có u đi m là đ n gi n và ch t o đ c v t li u kh i l ớ ng l n. Nh ượ c

ủ ể ươ ấ ủ ạ ồ đi m c a ph ng pháp này là tính đ ng nh t c a các h t nano không cao vì khó có th ể

ế ạ ố kh ng ch quá trình hình thành h t.

b. Ph

ươ ng pháp t ừ ướ d i lên

ậ ệ ừ ử ặ ươ Nguyên lý: hình thành v t li u nano t các nguyên t ho c ion. Ph ng pháp t ừ

ướ ượ ể ấ ấ ượ ẽ ạ ộ ủ ả d i lên đ c phát tri n r t m nh m vì tính linh đ ng và ch t l ẩ ng c a s n ph m

ậ ệ ầ ớ ệ ố ượ cu i cùng. Ph n l n các v t li u nano mà chúng ta dùng hi n nay đ c ch t o t ế ạ ừ

ươ ươ ể ươ ph ng pháp này. Ph ng pháp t ừ ướ d i lên có th là ph ng pháp v t lýậ , hóa h cọ

ặ ế ợ ả ươ ho c k t h p c hai ph ng pháp hóalý.

(cid:0) ươ ươ ậ ệ ạ ừ Ph ậ ng pháp v t lý: là ph ng pháp t o v t li u nano t nguyên t ử ặ ho c

ử ể ậ ệ ượ ạ ừ ươ ể chuy n pha . Nguyên t đ hình thành v t li u nano đ c t o ra t ph ậ ng pháp v t

ố ồ ươ ậ lý: b c bay nhi ệ (đ tố , ph óng t xạ ệ , phóng đi n h quang . Ph ng pháp v t lý th ườ ng

ượ ể ạ ạ đ c dùng đ t o các h t nano, màng nano như ổ ứ máy tính. c ng

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 48

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

(cid:0) ươ ọ ươ ệ ạ ừ Ph ng pháp hóa h c: là ph ậ ng pháp t o v t li u nano t các ion.

ươ ậ ệ ụ ể ể ấ ặ ọ ộ Ph ạ ng pháp hóa h c có đ c đi m là r t đa d ng vì tùy thu c vào v t li u c th mà

ườ ổ ỹ ế ạ ả ợ ươ ể ạ ng ậ i ta ph i thay đ i k thu t ch t o cho phù h p. Ph ng pháp này có th t o các

ố ộ ạ h t nano, dây nano, ng nano, màng nano, b t nano,...

(cid:0) ươ ươ ậ ệ ự ạ Ph ế ợ ng pháp k t h p: là ph ng pháp t o v t li u nano d a trên các

ắ ậ ọ ươ nguyên t c v t lý và hóa h c nh : ệ ư đi n phân ư , ng ng t ụ t ừ pha khí,... Ph ng pháp này

ể ạ ạ ộ ố có th t o các h t nano, dây nano, ng nano, màng nano, b t nano,...

ộ ố ươ ườ M t s ph ng pháp t ừ ướ d i lên th ặ : ng g p

ươ Ph ọ ử ng pháp kh hóa h c

ươ ử ử ể ọ ọ Ph ạ ng pháp kh hóa h c là dùng các tác nhân hóa h c đ kh ion kim lo i

ườ ọ ở ạ ỏ ị ạ thành kim lo i. Thông th ng các tác nhân hóa h c ọ d ng dung d ch l ng nên còn g i

ươ ướ ươ ầ ị là ph ng pháp hóa t. Đây là ph ng pháp t ừ ướ d ứ i lên. Dung d ch ban đ u có ch a

ố ủ ư ạ ử các mu i c a các kim lo i nh HAuCl ạ 4, H2PtCl6, AgNO3. Tác nhân kh ion kim lo i

ở ư ấ ọ Ag+, Au+ thành Ag0, Au0 đây là các ch t hóa h c nh Citric axit, vitamin C, Sodium

ồ ươ ử ụ Borohydride NaBH4, Ethanol (c n), Ethylene Glycol, (ph ng pháp s d ng các nhóm

ư ế ứ ộ ươ ể ượ r u đa ch c nh th này còn có m t cái tên khác là ph ạ ng pháp polyol). Đ các h t

ố ị ế ụ ườ phân tán t t trong dung môi mà không b k t t thành đám, ng ử ụ i ta s d ng ph ươ ng

ề ặ ể ệ ệ ạ ẩ ặ pháp tĩnh đi n đ làm cho b m t các h t nano có cùng đi n tích và đ y nhau ho c

ươ ề ặ ạ ấ ọ ươ ệ ơ dùng ph ng pháp bao b c ch t ho t hóa b m t. Ph ả ng pháp tĩnh đi n đ n gi n

ị ớ ạ ư ử ấ ở ươ ứ ạ ư ủ nh ng b gi ộ ố i h n b i m t s ch t kh . Ph ạ ng pháp bao ph ph c t p nh ng v n

ữ ơ ơ ươ ề ặ ạ ể năng h n, h n n a ph ấ ng pháp này có th làm cho b m t h t nano có các tính ch t

ế ụ ứ ạ ớ ầ c n thi t cho các ng d ng. Các h t nano Ag, Au, Pt, Pd, Rh v i kích th ướ ừ c t ế 10 đ n

ể ượ ế ạ ừ ươ 100nm có th đ c ch t o t ph ng pháp này.

ươ ệ Ph ng pháp đi n hóa

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 49

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ứ ắ ậ ệ ể ổ ứ ấ ầ ợ Các nghiên c u g n đây cho th y các v t li u nano ch a s t có th t ng h p

ươ ử ụ ệ ắ ằ ằ b ng ph ơ ể ề ng pháp đi n hóa b ng cách s d ng anote s t và catote titan tr đ đi u

4)Fe(SO4)2, 20g/l mu i trinatri axit

ế ắ ạ ứ ệ ố ị ch s t h t nano. Dung d ch đi n ly ch a 50g/l (NH

0K. Dòng

ệ ộ ủ ả ứ ể citric, 10g/l axit citric và 40g/l axit boric. Nhi t đ c a b ph n ng là 303

ớ ộ ộ ắ ượ ử ụ ể ề ệ ỉ ướ ạ ả đi n v i đ r ng xung ng n đ c s d ng đ đi u ch nh kích th ế c h t. K t qu cho

ế ạ ạ ấ ướ ộ ổ ệ ớ th y h t nano ch t o có kích th c trung bình là 19nm và đ n nhi t lên t i 550

ươ ươ Ph ng pháp vi nhũ t ng (RM)

ươ ộ ươ ượ Vi nhũ t ng (microemulsion) cũng là m t ph ng pháp đ c dùng khá ph ổ

ể ạ ế ạ ớ ươ ướ ầ ọ ị bi n đ t o h t nano. V i nhũ t ng “n c – trong d u”, các gi t dung d ch n ướ ị c b

ở ử ị ở ạ ầ ộ ẫ b y b i các phân t CHHBM trong d u (các mixen). Đây là m t dung d ch tr ng thái

ệ ộ ẳ ố ướ ự ớ ạ ủ ề ằ cân b ng nhi t đ ng trong su t, đ ng h ng. Do s gi i h n v không gian c a các

ử ị ạ ự ể ế ạ ạ phân t ạ CHHBM, s hình thành, phát tri n các h t nano b h n ch và t o nên các h t

ấ ồ ấ ướ ể ừ ạ ớ ộ ả nano r t đ ng nh t. Kích th c h t có th t 412nm v i đ sai khác kho ng 0,2

ụ ắ ượ ươ 0,3nm [32]. Ví d , dodecyl sulfate s t, Fe(DS)2, đ c dùng trong ph ng pháp vi nhũ

ể ạ ạ ừ ướ ể ượ ề ể ằ ồ ươ t ng đ t o h t nanô t ớ tính v i kích th c có th đ c đi u khi n b ng n ng đ ộ

ề ặ ạ ấ ệ ộ ch t ho t hóa b m t (CHHBM) là AOT và nhi t đ [42].

ệ ươ ướ ầ ầ ướ Hình 5. H nhũ t ng n c trong d u và d u trong n c

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 50

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ươ ươ ộ ươ ế ạ ạ Ph ng pháp vi nhũ t ng cũng là m t ph ng pháp ch t o h t nano đã đ ượ c

ế ớ ứ ụ ừ ề ể ả ướ ạ ễ ủ th gi i ng d ng t lâu do kh năng đi u khi n kích th c h t d dàng c a nó. C ơ

ế ụ ể ủ ả ứ ệ ả ươ ả ứ ư ch c th c a ph n ng x y ra trong h vi nhũ t ng nh sau (hình 4): Ph n ng hóa

ố ẽ ả ệ ấ ộ ươ ọ ạ h c t o các ch t mong mu n s x y ra khi ta hòa tr n các h vi nhũ t ng này l ạ ớ i v i

ể ử ấ ả ứ ặ nhau. Có 2 cách đ các phân t ch t ph n ng g p nhau.

ứ ấ ử ấ ả ứ ấ ấ ạ ớ Cách th nh t: Các phân t ch t ph n ng th m qua l p màng ch t ho t hóa b ề

ự ế ư ặ ặ ỷ ệ ả ạ ẩ m t ra ngoài và g p nhau. Nh ng th c t thì t s n ph m t o thành theo cách này là l

ỏ ể ấ r t nh , không đáng k .

ứ ạ ươ ủ ế ặ ấ Cách th hai: Khi các h t vi nhũ t ả ứ ng c a các ch t ph n ng g p nhau, n u có

ộ ạ ớ ể ạ ạ ỏ ộ ơ ấ ủ ự đ l c tác đ ng thì 2 h t nh (A,B) có th t o thành m t h t l n h n (C). Các ch t

ạ ớ ả ứ ả ứ ỏ ẽ ả ạ ộ ả ph n ng trong 2 h t nh s hòa tr n, ph n ng x y ra trong lòng h t l n và s n

ẩ ố ượ ạ ạ ph m mong mu n đ c t o thành (là các h t magnetite Fe ạ 3O4). Các h t manhetite

ề ặ ẽ ị ủ ả ạ ạ ấ Fe3O4 sau khi t o thành s b ch t ho t hóa b m t bao ph và ngăn c n không cho

ề ể ướ phát tri n thêm v kích th c.

ủ ươ ươ ơ ế ạ ộ Hình 6. C ch ho t đ ng c a ph ng pháp vi nhũ t ng.

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 51

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ươ ườ ế ạ ể ắ ằ Cũng b ng ph ng pháp này, ng ủ ở ạ i ta có th ch t o h t oxit s t bao ph b i

ộ ớ ể ươ ọ Ở ợ ườ m t l p vàng đ tránh ôxi hóa và tăng tính t ng h p sinh h c. đây ng i ta dùng

ề ặ ấ ạ ầ cetyl trimethyl amonium bromide (CTAB) là ch t ho t hóa b m t và octane là pha d u

ả ứ ở ị ướ dung d ch ph n ng trong pha n c [21].

ươ Ph ế ủ ồ ng pháp đ ng k t t a

ươ ế ủ ữ ồ ộ ươ ườ ượ Ph ng pháp đ ng k t t a là m t trong nh ng ph ng pháp th ng đ c dùng

ắ ằ ể ạ ắ ạ ươ ể ạ đ t o các h t ôxít s t. Có hai cách đ t o oxit s t b ng ph ng pháp này đó là

ắ ị ấ ằ ầ ộ ỗ ợ ộ hydroxit s t b ôxi hóa m t ph n b ng m t ch t ôxi hóa nào đó và già hóa h n h p

+2 và Fe+3 trong dung môi n

ứ ầ ợ ị ỉ ướ ươ dung d ch có t ph n h p th c Fe c. Ph ứ ấ ng pháp th nh t

ượ ạ ươ ứ ể có th thu đ c h t nanô có kích th ướ ừ c t 30nm – 100nm [52]. Ph ng pháp th hai có

ể ạ ạ ằ ộ ổ ồ th t o h t nano có kích th ướ ừ c t 2nm – 15nm. B ng cách thay đ i pH và n ng đ ion

ị ườ ể ượ ướ ạ ư ố ồ trong dung d ch mà ng i ta có th có đ c kích th ờ c h t nh mong mu n đ ng th i

ề ặ ủ ệ ạ ổ ượ làm thay đ i đi n tích b m t c a các h t đã đ c hình thành.

ơ ế ể ạ ị Hình 7. C ch hình thành và phát tri n h t nanô trong dung d ch.

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 52

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

3O4 nh sau: v i t ph n mol h p lí Fe

3+/Fe2+ = 2

ế ổ ạ ơ ớ ỉ ư ầ ợ ợ C ch t ng h p h t nanô Fe

ườ ế ề ệ ề trong môi tr ng ki m có pH = 9 – 14 và trong đi u ki n thi u oxy [38]

3x (thông qua quá trình m t proton)

ấ Fe3+ + H2O >Fe(OH)x

2y (thông qua quá trình m t proton)

ấ Fe2+ + H2O >Fe(OH)y

3x + Fe(OH)y

2y > Fe3O4 (thông qua quá trình oxi hóa và dehydrit hóa, pH

Fe(OH)x

ệ ộ > 9, nhi t đ 60°).

ả ứ ợ ổ ươ T ng h p các ph n ng trên chúng ta có ph ng trình sau:

Fe2+ + 2Fe3+ + 8OH = Fe3O4 + 4H2O

ả ứ ế ị N u có oxi thì magnetite b oxi hóa thành hdroxit theo ph n ng:

Fe3O4 + 0,25 O2 + 4,5 H2O > 3Fe(OH)3

ử Kh pha khí

ộ ươ ườ ượ ế ế ọ ớ ạ ắ M t lo i s t nano th ẩ ng ph m th ng đ c bi t đ n v i tên g i RNIP( hay

ượ ả ấ ừ ươ ử ằ ặ ở ệ ộ FeH2) đ c s n xu t t ph ng pháp kh hematit ho c geolit b ng H nhi t đ cao

ạ ắ ể ướ ướ ạ ộ ớ (3506000). Sau khi làm l nh và chuy n h t s t vào n ạ i d ng khí, m t l p v b ỏ ị c d

ề ặ ợ ế ế ư ộ ậ ệ oxy hoá hình thành trên b m t. RNIP đu c bi ồ t đ n nh m t v t li u hai pha g m

ợ ướ ệ ậ ệ ổ Fe3O4 và £FeO. V t li u t ng h p có kích th c trung bình 50300nm và di n tích b ề

2/g. Hàm l

ặ ượ ườ ỏ ơ m t riêng 755m ng Fe thông th ố ng không nh h n 65%(theo kh i

ượ l ng).

ủ ậ ệ ộ ố ứ ụ 1.3.2.4. M t s ng d ng c a v t li u nano

ớ ạ ướ ạ ắ ả ứ ộ ơ ớ So v i h t có kích th ố c micro, h t s t nano có t c đ ph n ng l n h n do

ề ặ ề ặ ạ ộ ế ữ ệ ệ ớ ơ ơ di n tích b m t riêng và di n tích b m t ho t đ ng l n h n. H n th n a, do có kh ả

ơ ử ấ ị ể ễ ầ ắ năng t n t ồ ạ ở ạ i d ng l l ng, s t nano có th đi vào trong đ t b ô nhi m, tr m tích và

ậ ướ ự ế ồ ạ ủ ạ ấ ầ t ng ng m n c. Tuy nhiên, do s k t đám c a các h t nano, chúng r t khó t n t i lâu

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 53

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ở ạ ơ ử ự ạ ằ ồ ộ dài d ng l ứ l ng. Schrick và các c ng s đã ch ng minh r ng ngu n cacbon h n ch ế

ể ự ế ụ ạ ắ ự ậ ể đáng k s k t t và tăng s v n chuy n h t s t nano.

ườ ấ ằ ả ứ ả ớ ể ề ệ ắ ộ Ng ạ i ta th y r ng s t nano có th ph n ng m t cách hi u qu v i nhi u lo i

ễ ườ ấ ữ ơ ứ ợ ồ ấ đ t ô nhi m khác nhau trong môi tr ng, bao g m các h p ch t h u c ch a clo, kim

ạ ặ ấ ơ lo i n ng và các ch t vô c khác.

Ứ ụ ườ ủ ắ Hình 8. ng d ng c a s t nano trong môi tr ng.

ấ ữ ơ ứ ủ ợ ự S phân h y các h p ch t h u c ch a clo

ấ ữ ử ầ ứ ế ể ắ ợ ợ ơ ấ S t nano có th kh h u h t các h p ch t h u c ch a clo thành các h p ch t

ư ộ ướ không đ c nh hydrocacbon, clo và n c.

ả ạ ỏ ủ ệ ị Lowry đã đánh giá hi u qu lo i b clo c a PCBs hòa tan trong dung d ch n ướ c

ằ ắ ướ metanol b ng s t có kích th ớ ậ ệ ắ c mico và nano. V i v t li u s t micro ngoài th tr ị ườ ng

ấ ỳ ự ạ ỏ ệ ấ không quan sát th y b t k s lo i b clo nào sau 180 ngày, còn thí nghi m sau 45

ớ ắ ử ủ ả ấ ắ ỗ ợ ngày v i s t nano cho th y s t nano có kh năng kh clo c a PCBs trong h n h p

ướ ở ề ệ ườ n c –metanol đi u ki n th ng.

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 54

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ạ ặ ạ ỏ a. Lo i b các ion kim lo i n ng

(cid:0) ạ ỏ Lo i b Asen

ệ ở ự ế ộ ượ ắ Kanel và các c ng s đã ti n hành thí nghi m các hàm l ng s t nano khác

ụ ể ấ ả ở nhau (0,5; 2,5; 5; 7,5; 10g/l) đ đánh giá kh năng h p ph As(III) (1mg/l pH =7) trên

ế ả ượ ộ ơ ề ặ ậ ệ b m t v t li u. K t qu thu đ ấ c cho th y ngo i tr ạ ừ ở ồ n ng đ 0,5g/l, h n 80%

ị ấ ị ấ ụ ụ ượ l ầ ng Asen b h p ph trong 7 phút và g n 99% b h p ph sau 60 phút. Dung l ượ ng

0C.

ụ ự ạ ắ ậ ị ở ấ h p ph c c đ i tính theo đ nh lu t Freundlich là 3,5mg Asen/g s t nano 25

(cid:0) ạ ỏ Lo i b Pb và Cr

ắ ượ ổ ị ữ ừ ị S t nano đã đ c n đ nh tách và gi Cr(VI) và Pb(II) t ơ dung d ch nhanh h n,

ử ự ắ ồ kh Cr(VI) Cr(III) và Pb(II)Pb(0), đ ng th i oxy hóa s t thành geolit. D a trên ờ

ữ ệ ặ ắ ớ ị nh ng thí nghi m v i 0,5g s t nano và 100ml ho c 50mmol dung d ch trong 8 ngày, 1g

ạ ỏ ắ s t nano lo i b 12mmol Cr(VI) và 0,18mmol Pb(II).

ự ạ ỏ ễ ấ ơ b. S lo i b các ch t ô nhi m vô c

(cid:0) ạ ỏ Lo i b Selen

ậ ệ ắ ạ ỏ ứ ự ằ ộ Mondal và các c ng s đã nghiên c u lo i b Selen b ng v t li u s t nano và

ầ ợ ổ ị ạ ỏ ở ậ ệ ệ ợ h p kim FeNi t ng h p. Trong 5h thí nghi m, g n 100% Selen b lo i b b i v t li u

ớ ượ ậ ệ ạ Fe0 nano. V i hàm l ự ạ ỏ ủ ắ ng v t li u là 0,1g/l, s lo i b c a s t nano đ t 155mg/g. Ở

ủ ắ ả ử ữ ệ ộ ồ ị ượ nh ng n ng đ xác đ nh, hi u qu x lý Selen c a s t nano tăng khi tăng l ậ ng v t

ệ ử ụ li u s d ng.

(cid:0) ạ ỏ Lo i b nitrat

ả ứ ự ử ằ ắ ộ ọ ộ Xem xét đ ng h c ph n ng kh nitrat b ng s t nano, Choe và c ng s cho

ử ể ằ ấ ỉ ị th y có th kh hoàn toàn nitrat trong dung d ch ch sau vài phút b ng cách cho dung

ớ ộ ắ ế ở ề ệ ườ ự ể ị d ch đó ti p xúc v i b t s t nano đi u ki n th ng, không có s ki m soát pH.

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 55

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ắ Theo Xiaoqin Li, Daniel W.Elliott, và Weixian Zhang [17], s t nano có kh ả

ấ ữ ơ ử ấ ợ ơ ướ năng x lý các h p ch t h u c và các ch t vô c có tên d i đây :

0 nano

ể ử ợ ấ ả ấ ằ B ng 7. Các ch t và h p ch t có th x lý b ng Fe

1.1.

TT ấ ợ ấ ợ ấ Tên nhóm các ch t và h p ch t ấ Tên các ch t và h p ch t

1 Cacbontetraclorua (CCl4)

1.2.

1.3. Diclorometan (CH2Cl2)

1.4.

1 ợ ấ Các h p ch t Clo metan Cloroform (CHCl3)

Clorometan (CH3Cl)

2 2.1. Bromoform (CHBr3)

2 ấ ợ Các h p ch t Trihalo metan 2.2. Dibromoclorometan (CHBr2Cl)

2.3. Diclorobromometan (CHBrCl2)

3 3.1. Hexanclorobenzen (C6Cl6)

3.2. Pentaclorobenzen (C6HCl5)

ợ 3 ấ Các h p ch t clo benzen 3.3. Tetraclorobenzen (C6H2Cl4)

3.4. Triclorobenzen (C6H3Cl3)

3.5. Diclorobenzen (C6H4Cl2)

3.6. Clorobenzen (C6H5Cl)

4 4.1. Tetracloroeten (C2Cl4)

4.2. Tricloroeten (C2HCl3)

4.3. CisDicloroeten (C2H2Cl2)

ợ 4.4. TransDicloroeten (C2H2Cl2) 4 ấ Các h p ch t clo eten

4.5. 1,1 Dicloroeten (C2H2Cl2)

4.6. Vinylclorua (C2H3Cl)

5.1. DDT (C4H9Cl5) 5

5 ố ả 5.2. Lindan (C6H6Cl6) ệ ự ậ Thu c b o v th c v t

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 56

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ợ ấ 6.1. Các h p ch t hydrocacbon

6.2. PCBs 6

6 ấ ợ Các h p ch t polycloro khác 6.3. Pentaclorophenol

2+)

7 ỷ 7.1. Thu ngân (Hg

7.2. Niken (Ni2+)

ạ ặ 7 Các kim lo i n ng 7.3. Cadimi (Cd2+)

7.4. Chì (Pb2+)

7.5. Crôm (Cr6+)

)

8 8.1. Perclorat (ClO4

) 8.2.Nitrat (NO3

Các anion vô cơ

ớ ệ ề ậ ệ ứ ắ ưỡ

1.3.3. Gi

1.3.3.1.

i thi u v v t li u ch a s t nano và nano l ng kim

ấ ủ ạ ắ Tính ch t c a h t s t nano

ấ ắ ạ ị Các h t nano (< 100nm) là s t hóa tr 0 (zerovalent iron ZVI) có c u trúc nh ư

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 57

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ấ ạ ạ ắ ả ứ ử ả ề ặ Hình 9. Mô hình c u t o h t S t nano và các ph n ng kh x y ra trên b m t

0 nano.

ủ ạ c a h t Fe

a. C u trúc s t nano [6]

ấ ắ

ạ ắ ỏ ấ ể ấ ộ ủ C u trúc lõi – v , c u trúc đi n hình c a h t S t nano đóng m t vai trò quan

ệ ử ọ ườ ủ ế ắ ạ ồ ị tr ng trong vi c x lý môi tr ng. Lõi bao g m ch y u là s t kim lo i hóa tr 0, trong

ợ ỗ ỏ ượ ạ ả ủ ư ế ị khi v là h n h p hóa tr [Fe(II) và Fe(III)] oxit, đ c t o thành nh là k t qu c a quá

ắ ạ trình oxy hóa s t kim lo i.

b. Di n tích b m t riêng [6]

ề ặ ệ

ướ ỏ ế ấ ậ ệ ệ ấ ớ Cùng v i kích th ề ặ c v t li u, c u trúc lõi v , k t c u và di n tích b m t

ộ ế ố ả ưở ấ ậ ữ ế riêng cũng là m t y u t ọ quan tr ng nh h ọ ng đ n nh ng tính ch t v t lý và hóa h c

ề ặ ủ ậ ệ ự ệ ộ ủ ậ ệ c a v t li u nano. Zhang và các c ng s đã so sánh di n tích b m t c a v t li u nano

ạ ớ ữ ạ ướ ị ườ ậ ệ kim lo i v i nh ng v t li u kim lo i có kích th c micro trên th tr ậ ế ng và k t lu n

ề ặ ủ ậ ệ ớ ậ ệ ệ ậ ơ ệ ớ ằ r ng di n tích b m t c a v t li u nano l n h n 12 b c so v i v t li u micro. Di n

ề ặ ớ ả ứ ư ậ ả ở ề ể ộ tích b m t l n nh v y cho phép ph n ng x y ra nhi u đi m, đây là m t trong s ố

ạ ắ ả ứ ễ ở ố ộ ữ ể ấ ớ ơ nh ng lý do làm cho h t s t nano có th ph n ng v i ch t ô nhi m t c đ cao h n.

c. T tính c a h t nano [6]

ủ ạ ừ

ủ ậ ệ ừ ự ề ọ ư ấ T tính c a v t li u nano đóng vai trò quan tr ng trong nhi u lĩnh v c nh ch t

ừ ứ ữ ụ ấ ỏ l ng t ứ , các ng d ng trong sinh y và ch t xúc tác. Tuy nhiên nh ng nhà nghiên c u

ự ứ ụ ườ ạ ướ ặ trong lĩnh v c ng d ng môi tr ng l i có xu h ệ ng tránh đ c tính này. Do có di n

ề ặ ớ ưỡ ự ừ ự ưỡ ự ừ tích b m t l n và tĩnh l ng c c t l c hút l ậ ệ ng c c, v t li u nano t tính có xu

ướ ợ ớ ữ ế ề ả ạ h ơ ng k t đám, hình thành nh ng s i l n h n nhi u và làm gi m ho t tính cũng nh ư

ủ ể ạ ạ ữ ể ễ ậ ị ự ậ s v n chuy n c a h t nano t ậ ệ i nh ng đi m b ô nhi m. Vì v y, phân tán v t li u

ừ ộ ế ố ượ ư ả ứ ả ủ ệ ể nano t tính là m t y u t c u tiên đ tăng hi u qu c a ph n ng này. He và đ

ộ ể ổ ậ ệ ậ ệ ử ụ ị ị Zhao đã s d ng dung d ch tinh b t đ n đ nh v t li u Fe – Pd nano. V t li u nano đã

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 58

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ượ ả ủ ị ế ữ ẽ ề ế ạ ộ ọ ơ đ c b c tinh b t là nh ng h t riêng r và ít b k t dính h n nhi u.K t qu c a h ọ

ậ ệ ạ ạ ấ ộ ơ cho th y v t li u nano tinh b t có ho t tính m nh h n.

ữ ơ ả ẫ ử ắ ấ ấ S t nano x lý c d n xu t halogen hóa các dung môi h u c [54] và các ch t ô

ư ạ ễ ả ẩ ơ ồ ố nhi m vô c nh th ch tín, crom, đ ng. Các s n ph m cu i cùng là hydrocacbon,

ề ả ụ ắ ẩ clorua, oxit s t và nhi u s n ph m ph khác[42][43].

ử ể ề ẩ ấ ạ ắ ơ ớ S t nano có th kh tiêu chu n E= 0.44 V, th p h n nhi u so v i kim lo i nh ư

ư ề ợ Pb(E= 0,13), Cd(E= 0,4), Ni(E= 0,25), Cr3+(E= 0,42) cũng nh nhi u h p ch t h u ấ ữ

0 nano. Nh ngữ

ử ở ạ ễ ị ư ấ ợ ơ c nh Clo Hydrocacbon. Các h p ch t này do đó d b kh b i h t Fe

ứ ạ ắ ự ử ư ề ễ ấ ự s khác nhau v hình th c h t S t nano có ích cho s kh các ch t ô nhi m nh dung

ữ ơ ợ ữ ơ ữ ơ ừ ấ ố ố ộ môi h u c clo, thu c tr sâu clo h u c , PCBs, thu c nhu m h u c , h p ch t vô c ơ

ủ ạ khác nhau c a các kim lo i As(III), Pb(II), Cu(II), Ni(II), Cr(VI)…

ưỡ 1.3.3.2. ấ ủ ạ Tính ch t c a h t nano l ng kim

ướ ạ ắ ề ặ ệ ỏ ớ Do kích th c siêu nh và di n tích b m t riêng l n, h t S t nano r t d b ấ ễ ị

ủ ộ ớ ứ ề ậ ỏ oxy hóa trong không khí. Chính vì v y mà nhi u nhà nghiên c u đã ph m t l p m ng

ề ặ ậ ệ ặ ớ ứ ự ể ắ ạ ỏ ch a oxit ho c l p v kim lo i quý lên b m t v t li u đ tránh s oxy hóa s t.

ả ứ ả ủ ử ữ ể ệ ả ớ ộ ả Đ nâng cao hi u qu c a ph n ng oxihóa kh , gi m b t nh ng tác đ ng nh

ưở ả ổ ộ ượ ế ế ứ ư ạ ỏ h ng đ n k t qu , b xung m t l ng nh kim lo i xúc tác th 2 nh Pd, Pt, Ag, Cu,

0 nano. Kim lo i hóa tr 2 ph trên b m t s t ề ặ ắ ị

ố ộ ử ủ ề ặ ể ủ ạ Ni vào b m t đ tăng t c đ kh c a Fe

ư ộ ớ ề ặ ờ ạ ệ ể ấ ả ố ố ồ gi ng nh m t l p b o v đ ch ng ăn mòn b m t, đ ng th i t o ch t xúc tác kim

ở ố ộ ả ứ ả ơ ử ệ ễ ấ ạ ơ lo i đôi, có hi u qu h n trong x lý ch t ô nhi m b i t c đ ph n ng nhanh h n so

ử ụ ắ ưỡ Ư ể ớ v i 1 mình S t nano. u đi m khi s d ng nano l ng kim:

ượ ễ ạ ấ ố ộ ả + Làm gi m năng l ả ứ ng kích ho t các ch t ô nhi m, tăng t c đ ph n ng

ự ụ ả ẩ ả dechlorination và làm gi m s hình thành các s n ph m ph [42];

ề ặ ạ ắ ề ả ấ + Gi m các v n đ hình thành các oxit trên b m t h t s t;

0 nano kim lo i [23].

ả ạ + Nhanh chóng gi i phóng electron t ừ 0 c a Feủ Fe

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 59

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ộ ể ổ ậ ệ ử ụ ị ị He và Zhao [30] đã s d ng dung d ch tinh b t đ n đ nh v t li u nano l ưỡ ng

ậ ệ ượ ữ ẽ ạ ộ ọ kim (Fe – Pb). V t li u nano đã đ ị ế c b c tinh b t là nh ng h t riêng r và ít b k t

ả ủ ọ ậ ệ ế ề ấ ạ ơ ọ ộ dính h n nhi u. K t qu c a h cũng cho th y v t li u nano b c tinh b t có ho t tính

ạ ơ m nh h n.

ự ề ế ộ Theo Zhanqiang Fang và c ng s (2010) [59] đã đi u ch thành công nano l ưỡ ng

ử ệ ế ọ ớ kim FeNi có kích th ướ ừ c t 2050nm. Cùng v i đó, h cũng ti n hành th nghi m đ ể

ộ ề ự ổ ự ủ ể ạ ỉ ị ưỡ ử ki m tra s n đ nh, đ b n và s rò r Ni c a các h t nano l ng kim FeNi khi x lý.

4). Pha

ưỡ ượ ử ụ ế ạ ư Nano l ng kim (FeNi) đ c ch t o nh sau: s d ng Natri Borohydrit (NaBH

ồ ướ ổ 0.1M FeSO4.7H2O pha trong 100mL c n/n c (t ỷ ệ l 30:70). B sung thêm PVP

ớ ạ ỷ ị (polyvinyl pyrrolidone) v i h t nano t lê 1:1 vào dung d ch FeSO4.7H2O. Cho 0,3M

4.7H2O và khu y t

ị ấ ừ ừ ờ ạ NaBH4 vào dung d ch FeSO trong th i gian 5 phút và d ng l i khi

ể ị ượ ử ầ ắ dung d ch chuy n màu đen. Dùng nam châm thu đ ớ c các s t nano và r a 3 l n v i

ả ứ ượ ả ư ồ c n 99%. Ph n ng này đ c mô t nh sau:

0 +BO2− +4H− +2H2 (1)

2Fe2+ +2H20 + BH4− 2Fe→

ủ ộ ớ ạ ạ ứ ể ằ ồ ị ị Đ nh m c dung d ch này b ng c n lên 50ml. Đ ph m t l p kim lo i t o nano

2.6H2O trong dung d ch v a t o

ộ ượ ừ ạ ở ị ưỡ l ng kim, thêm m t l ố ng mu i NiCl (1), đem

ễ ấ ờ khu y trong th i gian 30 phút. Quá trình này di n ra:

Fe(s) + Ni2+ Fe→ 2+ +Ni(s) (2)

ử ạ ưỡ ư ố ớ ắ ạ ố Tách và r a h t nano l ng kim nh đ i v i s t nano. Cu i cùng h t nano

0C tr

ượ ấ ườ ở ệ ộ ưỡ l ng kim đ c s y khô trong môi tr ng chân không qua đêm nhi t đ 50 cướ

ử ụ ế ả ượ ượ ể ặ ằ ấ khi s d ng. K t qu thu đ c cũng đ ụ c phân tích tính ch t và đ c đi m b ng ch p

ượ ủ ạ XRay, TEM, BET (Brunnaer–Emmett–Teller). Hàm l ng kim lo i Fe và Ni c a các

ưỡ ượ ổ ấ ụ ằ ị ử ạ h t nano l ng kim đ c xác đ nh b ng máy quang ph h p th nguyên t (TAS986,

Pgeneral, Trung Qu c) [ố 53].

ự ề ọ ố ứ ạ ở Trong đ tài này, chúng tôi l a ch n Cu làm nguyên t kim lo i th hai b i:

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 60

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

Đ ng có tính kh nh h n Fe, khi đ ng đi vào b m t h t Fe

0, s khác nhau này

ề ặ ạ ỏ ơ ử ồ ồ ự

ủ ự ả ữ ạ ệ ử ể ự gi a hai kim lo i là nguyên nhân c a s gi i phóng đi n t đ làm tăng s ăn mòn

0 nano.

ủ ạ ả ả ứ và kh năng ph n ng c a h t Fe

L ng đ ng c a Cu trên b m t s t s t o ra nhi u t

ề ặ ắ ẽ ạ ề ế ủ ắ ọ ệ ẩ ố bào đi n g c, thúc đ y ăn

ắ ể ạ ề ệ ả ệ ử ậ ợ mòn s t đ t o đi u ki n gi i phóng các đi n t [43] [40] và thu n l ệ i cho vi c

0 = +0,784 V)

ả ứ ệ ộ ph n ng nhi ự ọ t đ ng l c h c (∆E

Theo Alowitz và c ng s [46], đ ng h c c a quá trình kh ph thu c vào m t s

ọ ủ ự ử ụ ộ ộ ộ ộ ố

ề ặ ư ồ ễ ệ ấ ộ ị ượ ế ố y u t nh n ng đ ch t ô nhi m, pH dung d ch, di n tích b m t (hàm l ng Fe

ế ễ ấ ờ ớ cho vào), th i gian ti p xúc v i ch t ô nhi m.

ố ố ổ ệ ề 1.4. T ng quan v khu công nghi p Ph N i A

ớ ệ 1.4.1. Gi i thi u chung

ố ộ ử ủ ư ộ Là c a ngõ phía Đông c a Hà N i, H ng Yên có 23 km qu c l 5A và trên 20

ế ườ ố ộ ạ ắ ả ộ km tuy n đ ng s t Hà N i – H i Phòng ch y qua. Ngoài ra có qu c l ố 39A, 38 n i

ố ộ ế ị ố ộ ệ ầ ừ ố ộ t qu c l 5 qua th xã đ n qu c l 1A qua c u Yên L nh và qu c l ề ầ 10 qua c u Tri u

ươ ụ ắ ọ ố ộ ỉ D ng, là tr c giao thông quan tr ng n i các t nh Tây Nam B c b (Hà Nam, Ninh

ả ươ ả ả ớ ị Bình, Nam Đ nh, Thanh Hóa…) v i H i D ng, H i Phòng, Qu ng Ninh.

ố ế ộ ư ể ả ầ ả H ng Yên g n các c ng bi n H i Phòng, Cái Lân và sân bay qu c t N i Bài,

ắ ớ ố ộ ỉ ả giáp ranh v i các t nh và thành ph là Hà N i, B c Ninh, Hà Nam, Thái Bình và H i

ươ D ng.

ệ ổ ố ố ệ ề ộ ợ ồ ạ Khu công nghi p Ph N i A là m t khu công nghi p t ng h p, g m nhi u lo i

ạ ộ ả ấ ừ ệ hình s n xu t khác nhau, đi vào ho t đ ng t ổ năm 2003. Toàn khu công nghi p có t ng

ủ ư ệ ạ ắ ộ ồ ị di n tích 390 ha thu c đ a bàn c a các xã Đình Dù, L c H ng, Tr ng Tr c và Minh

ả ủ ỹ ỉ ư ệ ệ ạ ủ H i c a huy n Văn Lâm và xã Giai Ph m c a huy n Yên M , t nh H ng Yên. Công ty

ớ ư ự ể ầ ổ ị ủ ầ ư ự C ph n xây d ng và phát tri n đô th Hòa Phát v i t cách là ch đ u t ệ , th c hi n

ư ụ ề ạ ườ ệ ố ệ ố ế ệ ướ các h ng m c nh san n n đ ng, h th ng đi n chi u sáng, h th ng thoát n c và

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 61

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ướ ồ ố ả ử x lý n c th i, cây xanh, hàng rào,… thu h i v n thông qua thu phí cho thuê l ạ ấ i đ t

ụ ử ụ ạ ầ ệ ị và các d ch v s d ng h t ng khác trong khu công nghi p.

ơ ồ ặ ằ ị ạ Hình 10: S đ m t b ng v trí quy ho ch

ố ố ệ khu công nghi p Ph N i A.

ố ố ệ Khu công nghi p Ph N i A là khu công

ệ ổ ề ả ạ ợ ồ ấ nghi p t ng h p, g m nhi u lo i hình s n xu t

ạ ộ ủ ế ự ớ khác nhau v i lĩnh v c ho t đ ng ch y u là

ấ ắ ệ ử ệ ả s n xu t l p ráp đi n, đi n t ệ ạ , đi n l nh c ơ

ấ ả ả khí, ô tô, xe máy; s n xu t thép và các s n

ừ ạ ơ ả ấ ẩ ph m t ộ ả thép; s n xu t các lo i s n và b t b ;

ả ấ ạ ố ấ ả s n xu t các lo i bao bì, ng PVC, s n xu t

ế ế ự ẩ ấ ả gi y, ch bi n nông s n, th c ph m;… Khu

ề ệ ấ công nghi p đã và đang thu hút r t nhi u các

ầ ư ế ế ậ ự d án đ u t , cho đ n nay đã ti p nh n 114 d ự

ướ án trong và ngoài n ề ự c, trong đó có nhi u d án

ầ ư ừ ậ ả ủ c a các nhà đ u t t ố Nh t B n, Hàn Qu c,

M ,…ỹ

ệ ạ ườ ướ ố ố ệ ả 1.4.2. Hi n tr ng môi tr ng n c th i khu công nghi p Ph N i A

ệ ố ử ướ ả ậ ủ ệ ượ ự H th ng x lý n c th i t p trung c a khu công nghi p này đ c xây d ng t ừ

3/ngày đêm, trong khi đó theo quy t đ nh 744 c a B

ấ ế ị ủ năm 2008, có công su t 3.000 m ộ

3/ngày

ườ ệ ố ử ướ ả ả ấ Tài Nguyên&Môi tr ng h th ng x lý n c th i ph i có công su t 10.200m

ứ ầ ớ đêm m i đáp ng nhu c u th c t ự ế .

ệ ườ ư ạ ư ấ ụ ả Theo Chi c c b o v môi tr ẩ ng H ng Yên, do công su t ch a đ t tiêu chu n

ố ố ạ ầ ư ệ ả nên Công ty qu n lý khai thác h t ng khu công nghi p Ph N i A ch a hoàn thành

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 62

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ủ ụ ấ ả ướ ả ườ ả ướ ệ các th t c c p phép x n c th i ra môi tr ng. Theo đó, vi c x n ả c th i nh ư

ệ ệ ạ ưở ệ ệ hi n nay là trái phép. T i đây hi n còn 29 doanh nghi p xây nhà x ng trên di n tích

ố ệ ố ư ấ ướ ả ớ ậ 110ha ch a đ u n i h th ng n ử c th i v i nhà máy x lý t p trung, mà đ ượ ử c x lý

ồ ự ế ả ườ ự ể riêng r i tr c ti p x ra môi tr ng và không có s ki m soát.

ố ố ệ ả ạ ầ Ngoài ra, Công ty qu n lý khai thác h t ng khu công nghi p Ph N i A còn

ề ể ư ủ ễ ấ ầ ườ ỳ ị ị ch a ch p hành đ y đ các qui đ nh v ki m soát ô nhi m môi tr ệ ng đ nh k , vi c

ả ắ ư ệ ạ ả ấ ả ạ ấ ị qu n lý ch t th i r n sinh ho t, ch t th i công nghi p và nguy h i ch a đúng qui đ nh.

ộ ố ơ ư ữ ễ ạ ị ệ ấ ố M t s đ n v nh Công ty trách nhi m h u h n Taeyang Vi ả t Nam đ t ch t th i

ệ ạ ớ ư ấ ngay trong khuôn viên nhà máy. Không ít doanh nghi p m i ho t đông cũng ch a đ u

ệ ố ử ư ấ ả ố ướ n i n c th i vào h th ng x lý nh Công ty Alphanam, Công ty gi y Pulppy Corelex

3/ngày đêm đã x tr c ti p ra môi

ệ ớ ượ ướ ả ả ự ế Vi t Nam v i l ng n c th i phát sinh trên 5.000m

tr ngườ

ướ ả ừ ố ố ễ ệ ặ ồ Ngu n n c th i t khu công nghi p Ph N i A đang gây ô nhi m n ng các

ị ả ưở ư ề ắ ầ ấ ả dòng sông, ch u nh h ng nhi u nh t là sông B n và sông B c H ng H i. Theo đánh

ủ ộ ườ ồ ướ giá c a B tài nguyên và Môi tr ng, ngu n n ạ c trên hai dòng sông này không đ t

ể ẩ ủ ợ ỉ ố ượ tiêu chu n B1 đ dung cho n ướ ướ c t i tiêu th y l i vì các ch s BOD, COD v t quá

ẩ ướ ả ậ ặ ượ ấ ộ ạ ạ quy chu n n c m t QCVN. H u qu đã làm cho l ng hóa ch t đ c h i t i các

ướ ủ ư ượ ẩ ừ ệ ố ươ ầ ồ ngu n n c c a khu dân c v t tiêu chu n t 2 – 6 l n.H th ng kênh m ng, sông

ễ ả ặ ị ướ ệ ồ h đã b ô nhi m n ng và không còn kh năng t i tiêu cho nông nghi p.

ụ ế ướ ế ố ươ Hàng ch c con kênh m ng đã bi n thành dòng n c ch t, b c mùi hôi tanh

ế ổ ế ướ ế ả ồ ị ị khó ch u. N c ch y đ n đâu, cá tôm ch t n i đ n đó, cây tr ng cũng héo rũ. Trên đ a

ệ ố ủ ợ ỹ ể ướ ễ ị bàn Văn Lâm, M Hào do h th ng th y l i sông ngòi b ô nhi m không th t i tiêu

ụ ụ ả ả ỏ ể ấ ụ ấ ấ ồ ph c v s n xu t, hàng ch c hecta đ t canh tác ph i b hoang, không th c y tr ng vì

ồ ướ ặ ngu n n ễ c ô nhi m n ng.

ồ ạ ở ồ ướ ả ả ả ẩ ữ Chính nh ng t n t i trên, ngu n n c th i không đ m b o tiêu chu n đã và đang

ườ ẫ ệ ệ ả ngày đêm x ra môi tr ồ ng là ngu n d n n ướ ướ c t i tiêu nông nghi p cho 2 huy n Văn

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 63

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ồ ướ ướ ỹ ế ễ ệ ị Lâm và Yên M . Ngu n n c t i tiêu cho nông nghi p b ô nhi m này đã khi n hàng

ả ỏ ụ ấ ỡ ủ ệ ố trăm hecta đ t canh tác màu m ph i b hoang. Trên các sông tr c chính c a h th ng

ủ ợ ộ ồ ả ứ ư ầ ả ọ th y l ắ i n i đ ng d c các sông B n, sông B c H ng H i, sông Bún do ph i h ng n ướ c

ả ự ế ừ ị ế ữ ạ th i tr c ti p t các nhà máy, các dòng sông, kênh này b bi n d ng thành nh ng dòng

ướ n ế c ch t.

ƯƠ

Ố ƯỢ

ƯƠ

NG 2: Đ I T

NG PHÁP

Ộ NG, N I DUNG VÀ PH NGHIÊN C UỨ

ố ượ ứ 2.1. Đ i t ng nghiên c u

V t li u s t nano và nano l

ậ ệ ắ ưỡ ượ ề ệ ế ng kim đ c đi u ch trong phòng thí nghi m, b ộ

ổ ưỡ ườ ấ ườ ườ môn Th nh ng và môi tr ng đ t – Khoa Môi tr ng – Tr ạ ọ ng Đ i h c Khoa

ự ố ộ ạ ọ ọ h c T nhiên – Đ i h c Qu c gia Hà N i.

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 64

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ướ ứ ễ ồ ộ ượ ế ẫ M u n ớ c ô nhi m ch a Cr và Pb v i các n ng đ khác nhau đ c pha ch trong

phòng thí nghi m.ệ

M u n

ẫ ướ ễ ướ ử ạ ố ố c ô nhi m tr c và sau khi x lý t ệ i khu công nghi p Ph N i A.

2.2. N i dung nghiên c u

ứ ộ

ề ưỡ ể ặ ế ậ ệ ắ Đi u ch v t li u s t nano, nano l ủ ậ ệ ng kim và phân tích các đ c đi m c a v t li u

ế ượ ề đi u ch đ c.

Nghiên c u m t s y u t

ộ ố ế ố ả ứ ưở ử ế ướ ễ nh h ng đ n quá trình x lý n c ô nhi m Cr và Pb.

Hi n tr ng ô nhi m n

ễ ệ ạ ố ố ủ ỉ ư ệ ướ ạ c t i khu công nghi p Ph N i A c a t nh H ng Yên:

ệ ằ ẫ ấ ạ ướ ướ ử ủ ễ Đánh giá hi n tr ng ô nhi m b ng cách l y m u n c tr c khi x lý c a khu

ế ệ ậ ẩ ố ớ ỹ công nghi p, ti n hàng phân tích và so sánh v i quy chu n k thu t qu c gia v ề

ướ n c th i ả QCVN 40:2011/BTNMT.

ả ử ướ ậ ệ ủ ễ ắ ệ Đánh giá hi u qu x lý n c ô nhi m Cr và Pb c a v t li u s t nano và nano

ưỡ l ng kim.

ươ ứ 2.3. Ph ng pháp nghiên c u

ấ 2.3.1. Hóa ch t và thi ế ị t b

2.3.1.1. Hoá ch tấ

Borohidrit NaBH4;

ố ắ Mu i s t (II): FeSO4.7H2O;

Tinh th PAA;

ể

ồ C n 95%;

4.5H2O;

Mu i Kố

2Cr2O7;

ố Mu i CuSO

3COO)2.

ố Mu i Pb(CH

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 65

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ế ị ử ụ 2.3.1.2. Thi t b s d ng

Máy rung siêu âm;

ấ ừ Máy khu y t ;

Máy đo pH;

Máy l c;ắ

Máy ly tâm;

ụ Máy ch p X – ray;

ệ ử ể Kính hi n vi đi n t quét (SEM);

ệ ử ề ể Kính hi n vi đi n t truy n qua (TEM).

2.3.2. Ph

ươ ị ướ ễ ng pháp xác đ nh n c ô nhi m Cr và Pb

ướ ễ ượ ớ ồ ệ ế ẫ M u n c ô nhi m Cr và Pb đ c pha ch trong phòng thí nghi m v i n ng đ ộ

thích h p.ợ

ướ ự ế ạ ệ ượ ẫ M u n ễ c ô nhi m th c t t i khu công nghi p đ ằ c phân tích b ng máy ACP

ạ ấ ượ ườ ệ ệ ườ MS t i phòng Phân tích ch t l ng môi tr ng, Vi n Công ngh Môi tr ệ ng, Vi n

ệ ọ ệ Khoa h c và Công ngh Vi t Nam.

2.3.3. Chu n b v t li u s t nano, nano l

ẩ ị ậ ệ ắ ưỡ ng kim

ế ắ ề 2.3.3.1. Đi u ch s t nano

ữ ứ ướ ề ấ ả ươ Theo nh ng nghiên c u tr c, có r t nhi u tác gi dùng ph ử ằ ng pháp kh b ng

ở ữ ươ ạ ắ ề NaBH4. Tuy nhiên, nh ng ph ng pháp này h t s t nano sau khi đi u ch đ ế ượ ả c b o

ả ườ ơ ư ứ ạ ấ ố qu n trong môi tr ng khí tr nh Argon hay khí N 2 r t ph c t p và t n kém. Chính vì

ụ ệ ươ ử ủ ử ậ v y chúng tôi đã th nghi m áp d ng ph ệ ng pháp kh c a Choi, Hee chul trong vi c

ề ế ắ ươ ử đi u ch ra s t nano ằ b ng ph ng pháp kh FeSO ở 4.7H2O b i NaBH ể ả 4 và có th b o

ệ ả ườ ọ ả ả ứ ư ề qu n trong đi u ki n bình th ng. Ph n ng hóa h c x y ra nh sau:

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 66

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

Fe2+ + BH4 + 3H2O Fe0 + H2BO3 + 4H+ + 2H2

ư ổ ợ : Quy trình t ng h p nh sau

Hòa tan 4g FeSO4 trong 50ml n

ướ ấ ằ ạ c b ng cách khu y trong 510 phút t i 200

vòng/phút  dung d ch Aị .

ượ ướ ộ ượ ấ 0,4g NaBH4 đã đ ằ c hòa tan b ng 10ml n c c t, thêm vào đó m t l ng dung

 dung d ch B.

ị ị d ch PAA 0,01%

ỏ ừ ừ ớ ố ộ ị ị Nh t t dung d ch B vào dung d ch A v i t c đ 37ml/phút.

Sau khi NaBH4 ph n ng xong, c c đ

ả ứ ố ượ ặ ể ệ c đ t trên thanh nam châm đ tách bi t các

ừ ượ ổ ợ ạ h t nano v a đ c t ng h p.

R a các h t k t t a b ng c n 95% ba l n.

ạ ế ủ ằ ử ầ ồ

ả ẩ ượ ượ ẩ ơ S n ph m đ c đem đi ly tâm và đ c tách ra ph i trong bình hút m.

ế ưỡ ề 2.3.3.2. Đi u ch nano l ng kim (Fe Cu)

ế ụ ế ề ế ề ắ ưỡ Sau khi đi u ch xong s t nano, ti p t c đi u ch nano l ằ ng kim b ng cách:

ử ằ ướ ấ ộ ượ ầ ị ạ ắ R a các h t s t nano b ng n c c t ba l n, thêm m t l ng dung d ch PAA 0,01%

 dung d ch C.

ị ị ứ ế và đ nh m c đ n 50ml

ượ ị 0,5g CuSO4.5H2O đ ằ c hòa tan b ng 10ml n ướ ấ  dung d ch D. c c t

ỏ ừ ừ ớ ố ộ ị ị Nh t t dung d ch D vào dung d ch C v i t c đ 37ml/phút.

ố ượ ể ặ ệ ả ứ Sau khi ph n ng xong, c c đ c đ t trên thanh nam châm đ tách bi ạ t các h t

ưỡ ừ ượ ổ ợ nano l ng kim (Fe – Cu) v a đ c t ng h p.

S n ph m đ

ả ẩ ượ ượ ẩ ơ c đem ly tâm và đ c tách ra ph i trong bình hút m.

ủ ậ ệ ặ 2.3.4. Phân tích các đ c tính c a v t li u

ủ ậ ệ ế ằ ặ Ti n hành phân tích các đ c tính c a v t li u b ng:

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 67

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

Ch p nhi u x tia X đ bi

ể ế ụ ễ ạ ầ ủ ắ ưỡ ạ t thành ph n c a s t nano và nano l ng kim t i khoa

ậ ườ ạ ọ ự ọ V t lý – Tr ng Đ i h c Khoa h c T nhiên – ĐHQGHN.

ề ặ ậ ệ ử ể ằ ạ ệ Phân tích b m t v t li u b ng kính hi n vi đi n t quét (SEM) i phòng thí

ọ ậ ệ ủ ệ ệ ệ ệ ọ ệ nghi m c a Vi n Khoa h c v t li u, Vi n Khoa h c và Công ngh Vi t Nam

ướ ệ ử ệ ể ạ ậ ị Xác đ nh kích th ằ c, hình d ng v t li u b ng kính hi n vi đi n t ề truy n qua

ạ ệ ễ ệ ị Ươ (TEM) t i Vi n V sinh D ch T Trung ng.

Ti n hành s d ng ph

ử ụ ế ươ ổ ấ ụ ử ị ng pháp ph h p th nguyên t (AAS) xác đ nh hàm

ẫ ướ ử ạ ượ l ng kim lo i Cr và Pb trong m u n c x lý.

2.3.5. Kh o sát m t s

ả ưở ả ử ế ệ ướ ộ ố ế ố ả y u t nh h ng đ n hi u qu x lý n c ô

ễ ắ ưỡ ớ ẫ ướ ự ạ ằ nhi m Cr và Pb b ng s t nano, nano l ng kim (v i m u n c t t o trong phòng

thí nghi m)ệ

ố ớ 2.3.5.1. Đ i v i Cr(VI)

6+ v i các n ng đ khác nhau đ

2Cr2O7

ồ ớ ộ ượ ừ ị Dung d ch Cr c pha t ố mu i K

ệ ả ả ưở ả ử ủ ế ệ ướ Kh o sát nh h ng c a pH đ n hi u qu x lý n ễ c ô nhi m Thí nghi m 1:

ằ ưỡ ắ Cr(VI) b ng s t nano và nano l ng kim.

6+ n ng đ 30mg/l. Đi u ch nh pH ban đ u c a các dung d ch

ẩ ị ầ ủ ề ồ ộ ỉ ị ị Chu n b dung d ch Cr

3 0,01M và NaOH 0,01M

ệ ế ằ ố ị trong ng nghi m đ n 2, 4, 6, 8 b ng dung d ch HNO

ệ ấ ố ị ị Hút l y 10 ml dung d ch có các giá tr pH khác nhau vào 4 ng nghi m, sau đó thêm

ớ ố ỗ ố ề ệ ắ ắ ằ ắ ộ vào m i ng nghi m 0,025g s t nano l c đ u b ng máy l c v i t c đ 200

ả ứ ế ẫ ị vòng/phút trong vòng 10 phút. K t thúc ph n ng, ly tâm m u và xác đ nh hàm

6+ còn l

ạ ị ượ l ng Cr i trong dung d ch.

ươ ự ố ớ ưỡ Làm t ng t đ i v i nano l ng kim.

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 68

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ệ ả ả ưở ả ử ủ ệ ờ ướ Kh o sát nh h ế ng c a th i gian đ n hi u qu x lý n c ô Thí nghi m 2:

ễ ắ ằ ưỡ nhi m Cr(VI) b ng s t nano và nano l ng kim.

6+ n ng đ 30mg/l. Đi u ch nh pH

ẩ ị ề ồ ộ ỉ ở ứ ố ư ị Chu n b dung d ch Cr m c t i u (theo thí

ỗ ố ệ ệ ẩ ố ị ị nghi m 1). Hút dung d ch đã chu n b ra 4 ng nghi m, m i ng 10ml.

ớ ố ỗ ố ệ ề ắ ằ ắ ắ Thêm vào m i ng nghi m đó 0,025g s t nano. L c đ u b ng máy l c v i t c đ ộ

ế ả ờ ả 200 vòng/phút trong các kho ng th i gian 10 phút, 30 phút, 1h, 4h. K t thúc ph n

6+ còn l

ứ ẫ ị ượ ạ ị ng, ly tâm m u và xác đ nh hàm l ng Cr i trong dung d ch.

ươ ự ố ớ ưỡ Làm t ng t đ i v i nano l ng kim.

ệ ả ả ưở ủ ễ ế ệ ấ ồ ộ Kh o sát nh h ng c a n ng đ ch t ô nhi m đ n hi u qu ả Thí nghi m 3:

ướ ễ ằ ắ ưỡ ử x lý n c ô nhi m Cr(VI) b ng s t nano và nano l ng kim.

6+theo các n ng đ khác nhau 10mg/l, 30mg/l, 50mg/l và

ẩ ị ồ ộ ị Chu n b dung d ch Cr

ỉ ấ ề 70mg/l. Đi u ch nh pH ở ứ ố m c t ệ t nh t (theo thí nghi m 1). Sau đó l y t ấ ừ ỗ m i

2+cho vào 4 ng nghi m. ố

ộ ị ệ ồ n ng đ 10ml dung d ch Pb

Thêm vào m i ng nghi m đó 0,025g s t nano, l c đ u b ng máy l c v i t c đ

ớ ố ỗ ố ệ ề ắ ắ ằ ắ ộ

ờ ố ả ứ ệ ấ 200 vòng/phút trong th i gian t ẫ t nh t (theo thí nghi m 2). Sau ph n ng đem m u

6+ còn l

ị ượ ạ ị đi ly tâm và xác đ nh l ng Cr i trong dung d ch.

ươ ự ố ớ ưỡ Làm t ng t đ i v i nano l ng kim.

ệ ả ả ưở ủ ượ ậ ệ ệ Kh o sát nh h ng c a hàm l ế ng v t li u đ n hi u qu x ả ử Thí nghi m 4:

ướ ễ ằ ắ ưỡ lý n c ô nhi m Cr(VI) b ng s t nano và nano l ng kim.

6+ n ng đ t

ẩ ị ộ ố ồ ề ấ ỉ ị Chu n b dung d ch Cr ệ t nh t (theo thí nghi m 3), đi u ch nh pH ở ứ m c

ệ ệ ẩ ấ ợ ố ị ị ỗ thích h p nh t (theo thí nghi m 1). Hút dung d ch đã chu n b ra 3 ng nghi m, m i

ố ng 10ml

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 69

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ầ ượ ệ ề ắ ắ ỗ ố Thêm vào m i ng nghi m l n l ằ t 0,025g; 0,05g và 0,1g s t nano; l c đ u b ng

ắ ớ ố ộ ờ ố ệ ấ máy l c v i t c đ 200 vòng/phút trong trong th i gian t t nh t (theo thí nghi m 2).

6+ còn l

ả ứ ể ẫ ấ ị ượ ạ ị Sau ph n ng l y m u đi ly tâm và đ xác đ nh l ng Cr i trong dung d ch.

ươ ự ố ớ ưỡ Làm t ng t đ i v i nano l ng kim.

2.3.5.2. Đ i v i chì

ố ớ

ệ ả ả ưở ả ử ủ ế ệ ướ Kh o sát nh h ng c a pH đ n hi u qu x lý n ễ c ô nhi m Thí nghi m 1:

ằ ắ ưỡ Pb b ng s t nano và nano l ng kim.

2+ n ng đ 100 mg/l. Đi u ch nh pH ban đ u c a các dung ỉ

ẩ ị ủ ề ầ ồ ộ ị Chu n b dung d ch Pb

3 0,01M và NaOH 0,01M

ệ ế ằ ố ị ị d ch trong ng nghi m đ n 2, 3, 4, 5 b ng dung d ch HNO

ệ ấ ố ị ị Hút l y 10 ml dung d ch có các giá tr pH khác nhau vào 4 ng nghi m, sau đó thêm

ớ ố ỗ ố ệ ề ắ ằ ắ ắ ộ vào m i ng nghi m 0,025g s t nano l c đ u b ng máy l c v i t c đ 200

ả ứ ế ẫ ẫ ị vòng/phút trong vòng 10 phút. K t thúc ph n ng, l y m u đi ly tâm và xác đ nh

2+ còn l

ượ ạ ị hàm l ng Pb i trong dung d ch.

ươ ự ố ớ ưỡ Làm t ng t đ i v i nano l ng kim.

ệ ả ả ưở ả ử ủ ệ ờ ướ Kh o sát nh h ế ng c a th i gian đ n hi u qu x lý n c ô Thí nghi m 2:

ễ ằ ưỡ ắ nhi m Pb b ng s t nano và nano l ng kim.

2+ n ng đ 100mg/l. Đi u ch nh pH

ẩ ị ề ồ ộ ỉ ấ ị Chu n b dung d ch Pb ở ứ ố m c t t nh t (theo thí

ỗ ố ệ ệ ẩ ố ị ị nghi m 1). Hút dung d ch đã chu n b ra 4 ng nghi m, m i ng 10ml.

ớ ố ỗ ố ệ ề ắ ắ ằ ắ Thêm vào m i ng nghi m đó 0,025g s t nano. L c đ u b ng máy l c v i t c đ ộ

ế ả ờ ả 200 vòng/phút trong các kho ng th i gian 10 phút, 30 phút, 1h, 4h. K t thúc ph n

2+ còn l

ứ ấ ẫ ị ượ ạ ị ng, l y m u đi ly tâm và xác đ nh hàm l ng Pb i trong dung d ch.

ươ ự ố ớ ưỡ Làm t ng t đ i v i nano l ng kim.

ệ ả ả ưở ủ ễ ế ệ ấ ồ ộ Kh o sát nh h ng c a n ng đ ch t ô nhi m đ n hi u qu ả Thí nghi m 3:

ướ ễ ằ ắ ưỡ ử x lý n c ô nhi m Pb b ng s t nano và nano l ng kim.

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 70

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

2+ theo các n ng đ khác nhau 50mg/l, 100mg/l, 200mg/l,

ẩ ị ồ ộ ị Chu n b dung d ch Pb

ỉ ấ ề 300mg/l. Đi u ch nh pH ở ứ ố m c t ệ t nh t (theo thí nghi m 1). Sau đó l y t ấ ừ ỗ m i

2+cho vào 4 ng nghi m. ố

ộ ị ệ ồ n ng đ 10ml dung d ch Pb

Thêm vào m i ng nghi m đó 0,025g s t nano, l c đ u b ng máy l c v i t c đ

ớ ố ỗ ố ệ ề ắ ắ ắ ằ ộ

ờ ố ả ứ ệ ấ 200 vòng/phút trong th i gian t t nh t (theo thí nghi m 2). Sau ph n ng đem ly

2+ còn l

ẫ ị ượ tâm m u và phân tích xác đ nh l ng Pb i.ạ

ươ ự ố ớ ưỡ Làm t ng t đ i v i nano l ng kim.

ệ ả ả ưở ủ ượ ậ ệ ệ Kh o sát nh h ng c a hàm l ế ng v t li u đ n hi u qu x ả ử Thí nghi m 4:

ướ ễ ằ ắ ưỡ lý n c ô nhi m Pb b ng s t nano và nano l ng kim.

2+ n ng đ t

ẩ ị ộ ố ồ ả ứ ề ấ ỉ ị Chu n b dung d ch Pb t nh t (theo ph n ng 3). Đi u ch nh pH ở ứ m c

ệ ệ ẩ ấ ố ị ị ố t ỗ ố t nh t (theo thí nghi m 1). Hút dung d ch đã chu n b ra 3 ng nghi m, m i ng

10ml

ầ ượ ệ ề ắ ắ ỗ ố Thêm vào m i ng nghi m l n l ằ t 0,025g; 0,05g và 0,1g s t nano; l c đ u b ng

ớ ố ắ ộ ờ ố ệ ấ máy l c v i t c đ 200 vòng/phút trong th i gian t t nh t (theo thí nghi m 2). Sau

2+ còn l

ả ứ ẫ ị ượ ph n ng đem m u đi ly tâm và xác đ nh l ng Pb i.ạ

ươ ự ố ớ ưỡ Làm t ng t đ i v i nano l ng kim.

ả ử ệ ướ ễ 2.3.6. Đánh giá hi u qu x lý n ủ ậ ệ ắ c ô nhi m Cr và Pb c a v t li u s t

ưỡ nano và nano l ng kim.

ạ ặ ẫ ỉ ướ ả ạ Phân tích các ch tiêu kim lo i n ng có trong m u n c th i t ệ i khu công nghi p

ố ố ư ẫ ỉ ướ ả ẫ ướ ượ ấ ướ Ph N i A, t nh H ng Yên. M u n c th i là m u n c l y tr c đ ư c khi đ a vào

ạ ử ướ ả ậ ế ấ ử x lý t i Nhà máy x lý n ả c th i t p trung. K t qu phân tích cho th y hàm l ượ ng

ề ạ ượ ả ử ầ ớ ủ c a hai kim lo i này đ u v t so v i QCVN cho phép. Do đó, c n ph i x lý hai kim

ề ứ ạ ợ ớ lo i này v m c phù h p v i QCVN.

ử ệ ẫ ớ ọ ượ ệ ố Th nghi m v i m u n ướ ự ạ c t t o, chúng tôi đã ch n đ ề c các đi u ki n t ấ t nh t

ờ ượ ậ ệ ưỡ ề v pH, th i gian, hàm l ắ ng v t li u s t nano/nano l ử ng kim trong quá trình x lý

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 71

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ướ ể ử ụ ứ ễ ẫ ướ n c ô nhi m Cr và Pb. Sau đó chúng tôi ng d ng đ x lý m u n ự ễ c ô nhi m th c

.ế t

ẫ ướ ự ế ấ ủ ừ ề ề ợ ỉ ủ Đo pH c a m u n c th c t và đi u ch nh v pH thích h p nh t c a t ng kim

ấ ượ ạ ắ ưỡ ẫ ợ ướ lo i, l y l ng s t nano/nano l ng kim phù h p vào 10ml m u n ố c trong ng

ệ ả ắ ờ ố ấ ủ ẫ ạ ỗ nghi m. Đem l c trong kho ng th i gian t t nh t c a m i kim lo i đó. Vì m u n ướ c

ự ế ứ ồ ạ ặ ộ ố ả ấ ờ th c t có ch a đ ng th i m t s kim lo i n ng khác có tính ch t khác nhau, kh năng

ưỡ ụ ấ ờ ậ ệ ắ v t li u s t nano/nano l ử ng kim h p ph cũng khác nhau. Do đó, sau th i gian x lý

ẫ ượ ủ ệ ạ ằ ầ ư c n đ a m u đi phân tích hàm l ng c a các kim lo i này nh m đánh giá hi u qu x ả ử

lý.

ế ầ ả ạ ủ ắ ử ả Sau khi có k t qu phân tích, c n đánh giá l i kh năng x lý c a s t nano và nano

ẫ ướ ừ ữ ề ả ỉ ưỡ l ố ớ ng kim đ i v i m u n ợ c th i này. T đó có nh ng đi u ch nh sao cho phù h p

ự ế ả ử ệ ả ả ẫ ế ệ ớ ợ ườ ớ v i th c t mà v n đ m b o hi u qu x lý, ti t ki m và phù h p v i môi tr ng.

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 72

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ƯƠ

Ứ

Ả

Ậ

NG 3: K T QU NGHIÊN C U VÀ TH O LU N

ế ắ ế ưỡ

Ế ả ề

3.1. K t qu đi u ch s t nano và nano l ng kim

ắ 3.1.1. S t nano

ủ ắ ổ ễ ạ 3.1.1.1. Ph nhi u x tia X c a s t nano

ủ ắ ổ ễ ạ Hình 11: Ph nhi u x tia X c a s t nano

Ả ễ ế ẫ ắ ủ ầ ặ ạ nh nhi u x tia X cho bi ư t thành ph n chính c a m u s t nano, pic đ c tr ng

0 xu t hi n trong kho ng 2 và 44,72°(t

θ ệ ấ ả ươ ớ ạ ứ ủ c a Fe ng ng v i v ch màu đ ) v i c ỏ ớ ườ ng

θ ả ừ ụ ệ ấ ộ ớ đ l n. Trong kho ng 2 t 20 70° không xu t hi n các pic ph khác. Trong hình

3. Đi u đó cho th y đ

ệ ấ ấ ỉ ỉ ề ấ ượ cũng không th y xu t hi n đ nh FeO hay đ nh Fe(OH) ẫ c m u

0 và m u đ

ẫ ắ ị ượ ủ ế ẫ ượ ắ s t nano này ít b oxy hóa. M u s t nano thu đ c ch y u là Fe ơ c ph i

ả ả ẩ khô và b o qu n trong bình hút m.

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 73

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ả ụ ẫ ắ ớ ế ạ ễ So sánh v i k t qu ch p nhi u x tia X m u s t nano thu đ ượ ừ c t ứ nghiên c u

c a ủ YuHoon Hwang, DoGun Kim, HangSik Shin (2011)[57].

ễ ạ ẫ ắ Ả ượ ế ở ề Hình 12. nh nhi u x tia X m u s t nano đ c đi u ch b i YuanPang

Sun, XiaoQin Li, Jiasheng Cao, Weixian Zhang, H. Paul Wang (2006) [56]

0 và FeO nh ng cũng không

ụ ẫ ấ ử ắ ứ ả ư M u ch p cho th y phân t s t nano ch a c Fe

0. Các tác gi

ự ấ ả quan sát th y Fe (III) và FeO hình thành do s oxy hóa Fe đã phân tích t ỷ

0 và FeO c a m u sau 3 tu n, trong đó Fe

0 chi m 44%, FeO chi m 56% , l p v

ủ ầ ẫ ế ế ớ Feệ l ỏ

0. Trong môi tr

ử ắ ủ ế ứ ớ ườ ướ phân t s t nano ch a ch y u là FeO còn l p lõi là Fe ng n c thì

ủ ế ứ ự ỏ ỏ ớ ớ l p v ch a ch y u là FeOOH. S hình thành l p v oxit bao quanh phân t ử ắ s t

2+ trên b m t:

ự ạ ầ ề ặ nano : Đ u tiên là s t o thành Fe

- 2Fe0 + O2 + H2O  2Fe2+ + 4OH

- Fe0 + 2H2O  Fe2+ + H2 + 2OH

ế ụ ị Fe2+ ti p t c b oxy hóa thành Fe

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 74

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

4Fe2+ + 4H+ +O2 4Fe3+ + 2H2O

2O t o ra các hydroxit và oxyhydroxit

-  Fe(OH)3

- ạ Fe3+ ph n ng v i ả ứ ho c Hặ ớ OH

Fe3+ + 3OH

Fe3+ + 2H2O  FeOOH + 3H+

ể ị Fe(OH)3 có th b dehydrat thành FeOOH

Fe(OH)3 + 3H+ FeOOH + H2O

Ở ớ ắ ủ ế ả ậ ấ pH th p (≤ 8) l p s t oxit có kh năng là v t mang và hút thu ch y u là các

ư ư ở ạ ớ ề ặ ể ệ ẳ anion nh photpho, sunfat, nh ng khi pH đ t t i đi m đ ng đi n, b m t oxit không

ề ặ ớ ụ ữ ứ ể ậ là v t mang và nó có th hình thành ph c gi a b m t v i cation (ví d các ion kim

lo i).ạ

ủ ắ Ả ụ 3.1.1.2. nh ch p SEM c a s t nano [2]

ử ụ ấ Không s d ng ch t phân tán

ử ụ ế ả ấ ượ ả ứ ạ Khi không s d ng ch t phân tán thì k t qu thu đ c sau ph n ng t o thành 2

ớ ở ệ ớ l p: 1 l p trên và 1 l p ớ ở ướ d i tách bi t

ắ ằ ắ ườ ẽ ấ ạ L p ớ ở ướ ế d i n u quan s t b ng m t th ng thì s th y có màu đen, h t này bám

ấ ừ ặ ướ ớ ớ ớ ở ơ ch t vào que khu y t và có kích th c l n h n so v i l p ế trên. Chúng tôi đã ti n

ụ ượ ế hành ch p SEM m u ẫ ở ướ d i và thu đ ả c k t qu :

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 75

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

Ả ử ụ ấ Hình 13. nh SEM l p ớ ở ướ d i, không s d ng ch t phân tán.

ẹ ế ầ ặ ạ ấ ả ướ Theo k t qu trên ta th y h t có hình c u ho c hình d t và kích th ả c kho ng

ữ ự ạ ệ ướ ừ t 50200nm. Tuy nhiên gi a các h t không có s phân bi t rõ ràng và kích th c phân

ề ố b không đ u.

ớ ở ắ ằ ế ắ ườ ấ L p trên n u quan s t b ng m t th ng th y có màu xanh đen,so v i l p ớ ớ ở

ướ ướ ạ ẻ ị ụ ẫ ơ d i thì kích th c h t có v m n h n. Khi chúng tôi ch p SEM m u này thì thu đ ượ c

ả ế k t qu :

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 76

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ớ ở Ả ử ụ ấ Hình 14. nh SEM l p trên, không s d ng ch t phân tán.

ữ ế ả ấ ầ ả ấ ằ Qua nh ng k t qu trên chúng tôi th y r ng c n ph i có thêm ch t phân tán

ự ề ạ ệ ướ ề ặ ế ể trong quá trình đi u ch đ các h t có s tách bi t nhau, làm tăng kích th c b m t.

Ả ủ ắ ụ 3.1.1.3. nh ch p TEM c a s t nano

ấ ướ ạ ả ừ Qua hình ta th y: kích th c h t trong kho ng t ấ 60100nm, sau khi đã cho ch t

ự ữ ạ ệ ự ế phân tán vào thì gi a các h t đã có s phân bi t rõ ràng và không có s k t búi l ạ ớ i v i

ế ấ ạ ả ấ ớ ủ nhau. K t qu này cho th y vai trò to l n c a ch t phân tán, nó giúp h t có kích th ướ c

ỏ ơ ế ồ ờ ạ ớ ữ ạ ạ nh h n đ ng th i tránh quá trình k t búi l i v i nhau t o nên nh ng h t riêng bi ệ t

ề ặ ệ ớ làm cho di n tích b m t càng l n.

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 77

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ẫ ắ ề ế Hình 15: M u s t nano đi u ch

Ả ử ắ ế ở ộ ố ề Hình 16. nh TEM phân t ọ s t nano đi u ch b i m t s nhà khoa h c

khác

Trong đó:

ế ở ề (a): Đi u ch b i YangHsin Shih, ChungYu Hsu, YuhFan Su [55]

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 78

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ế ở ề (b): Đi u ch b i Yunfei Xi, Megharaj Mallavarapu, Ravendra Naidu [58]

ớ ướ ắ ạ ứ ủ So v i kích th c các h t nano s t thu đ ượ ừ c t nghiên c u c a Zhang và Liên là

ủ 10 – 100nm, c a YangHsin Shih, ChungYu Hsu, YuhFan Su [ 55] là 5080nm thì kích

ướ ủ ạ ượ ớ ướ ủ ạ ỏ th c c a h t nano thu đ c là không quá l n. Kích th c c a h t càng nh thì kh ả

ề ặ ả ứ ả ứ ủ ệ ạ năng ph n ng c a h t nano càng cao do tăng di n tích b m t riêng ph n ng. So

ả ướ ạ ộ ố ề ế ọ ụ sánh nh ch p TEM kích th ớ c h t nano đã đi u ch so v i m t s nhà khoa h c khác

ươ ắ ạ ồ ướ ạ là cũng khá t ng đ ng. Các h t nano s t cũng có xu h ng t o thành đám

ưỡ 3.1.2. Nano l ng kim

Ả ễ ế ủ ầ ẫ ưỡ ạ nh nhi u x tia X cho bi t thành ph n chính c a m u nano l ặ ng kim, pic đ c

0 xu t hi n trong kho ng 2 và 44,72°(t

θ ư ủ ệ ấ ả ươ ứ ớ ạ tr ng c a Fe ớ ng ng v i v ch màu xanh) v i

ườ ộ ớ ở ươ ỏ ớ ườ ớ ạ ứ ộ ớ c ng đ l n và Cu 43,16°(t ng ng v i v ch màu đ ) v i c ng đ l n. Trong

θ ả ừ ệ ấ kho ng 2 t ấ ụ 20 70° không xu t hi n các pic ph khác. Trong hình cũng không th y

3 hay CuO ho c Cu

2O. Đi u đó cho th y đ

ệ ấ ỉ ỉ ặ ề ấ xu t hi n đ nh FeO hay đ nh Fe(OH) ượ c

ẫ ưỡ ở ượ ị ộ ớ ở m u nano l ng kim này không b oxy hóa b i đ c bao m t l p Cu bên ngoài Fe

ẫ ưỡ ượ ả ẩ ơ M u nano l ng kim đ ả c ph i khô và b o qu n trong bình hút m.

Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Mau Cu-Fe

800

700

600

6 8 0 2 = d

7 2 0 2 = d

500

2 1 8 1 = d

) s p C

(

400

n L

300

200

100

2-Theta - Scale File: Quynh MT mau 1.raw - Type: Locked Coupled - Start: 20.000 ° - End: 70.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 1. s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 1 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.00 00-004-0836 (*) - Copper, syn - Cu - Y: 99.54 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Cubic - a 3.61500 - b 3.61500 - c 3.61500 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Face-centered - Fm-3m (225) - 4 - 47.241 03-065-4899 (C) - Iron - alpha-Fe - Y: 96.88 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Cubic - a 2.86700 - b 2.86700 - c 2.86700 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Body-centered - Im-3m (229) - 2 - 23.5659

ủ ổ ưỡ ễ ạ 3.1.2.1. Ph nhi u x tia X c a nano l ng kim

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 79

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ủ ổ ưỡ ễ ạ Hình 17: Ph nhi u x tia X c a nano l ng kim

ưỡ ượ ế ạ ở ớ So sánh v i nano l ng kim Fe – Cu đ c ch t o b i ChienLi Lee & ChihJu

ế ả ươ ấ G Jou [23], chúng tôi th y k t qu hoàn toàn t ồ ng đ ng.

Ả ủ ưỡ ượ ễ ạ Hình 18: nh nhi u x tia X c a nano l ng kim Fe – Cu đ ế ạ ở c ch t o b i

ChienLi Lee & ChihJu G Jou.

Ả ụ ủ ưỡ 3.1.2.2. nh ch p TEM c a nano l ng kim FeCu

ướ ủ ạ ưỡ ượ ầ ươ ươ Kích th c c a h t nano l ng kim thu đ c cũng g n t ng đ ẫ ớ ng v i m u

ế ướ ạ ưỡ ả ừ ề ắ s t nano đã đi u ch , kích th c h t nano l ng kim trong kho ng t 60 80nm. Khi

ướ ạ ưỡ ượ ớ ế ứ so sánh kích th c h t nano l ng kim FeCu thu đ ả c v i k t qu nghiên c u v ề

ưỡ nano l ng kim (FeNi) c a ủ Zhanqiang Fang, Xinhong Qiu, Jinhong Chen, Xiuqi Qiu

ừ ể ấ ạ ưỡ ề (2010) là t 2050nm thì ta có th th y là h t nano l ng kim (FeCu) đi u ch đ ế ượ c

là khá thô và to h n. ơ

ấ ủ ự ể ế ợ S khác nhau này có th do tính ch t c a Cu và Ni khác nhau nên khi k t h p

ướ ủ ạ ở ớ v i Fe đã làm cho kích th ụ c c a h t nano tr nên khác nhau. Khi so sánh hình ch p

ể ấ ụ ế ả ọ ớ ươ TEM v i các nhà khoa h c trên thì ta có th th y là k t qu hình ch p khá t ồ ng đ ng

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 80

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ướ ớ ạ ắ ế ợ ứ ạ ừ t quá trình tr c và sau khi cho thêm kim lo i th hai k t h p v i h t s t nano. Hình

ướ ả ụ ủ ế ọ d i đây là k t qu ch p TEM c a các nhà khoa h c trên.

ắ ướ ồ ị ưỡ c khi cho dung d ch đ ng và ề ng kim sau khi đi u (a) S t nano tr (b) nano l

chế

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 81

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

Ả ủ ử ưỡ ề ế ụ Hình 19. nh ch p TEM c a phân t nano l ng kim đã đi u ch

Ả ề ưỡ ủ ụ Hình 20. nh ch p TEM v nano l ng kim FeNi c a Zhanqiang Fang,

Xinhong Qiu, Jinhong Chen, Xiuqi Qiu (2011)

ủ ắ Ả Ả ủ ụ ụ ưỡ (a): nh ch p TEM c a s t nano; (b): nh ch p TEM c a nano l ng kim Fe

ế ố ả ế ả ưở ớ ử ướ ả 3.2. K t qu kh o sát các y u t nh h ng t i quá trình x lý n ễ c ô nhi m

ằ ắ ưỡ Cr(VI) và Pb b ng s t nano và nano l ng kim

ố ớ 3.2.1. Đ i v i Cr(VI)

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 82

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ơ ế ử ủ ắ Hình 21: C ch kh Cr(VI) c a s t nano

ử ướ Theo Zhanqiang Fang (2011) [58], Fe0 nano x lý Cr(VI) theo 3 b c:

B c 1: Cr(VI) ti p xúc v i môi tr

0 nano và ph n ng kh

ướ ế ớ ườ ả ứ ủ ả ứ ng ph n ng c a Fe ử

6+ b kh xu ng Cr

3+ và Fe0 b oxi hoá thành

ở ề ặ ắ ỏ Ở ử ố ị ị ả x y ra b m t r n – l ng. đó Cr

Fe2+:

2 + 3Fe0 + 14H+  3Fe2+ + 2Cr3+ + 7H2O (1)

Cr2O7

0 ph n ng v i H

+ trong dung d ch t o ra Fe ị

2+, Fe2+ này l

ả ứ ớ ạ ạ ướ B c 2: Fe i tham gia vào

3+, Fe2+ b oxi hoá thành Fe

3+ nh sau: ư

ị ử ố ả ứ ử ị ph n ng kh . Sau đó Cr(VI) b kh xu ng Cr

2 + 6Fe2+ + 14H+  6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O (2)

Cr2O7

B c 3: Các s n ph m Cr

3+ và Fe3+ đ u chuy n hoá thành (oxy) hydroxit Cr – Fe

ướ ẩ ả ề ể

ố ị ở ề ặ ể ệ ươ ế ủ k t t a và c đ nh trên b m t, th hi n qua ph ng trình:

+ (3)

↓ (1x)Fe3+ + xCr3+ + 3H2O  (CrxFe1x)(OH)3 + 3H

+ (4)

↓ (1x)Fe2+ + xCr3+ + 3H2O  CrxFe1xOOH + 3H

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 83

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ử ự ộ ộ ọ Theo Kunwar P. Singh và c ng s (2011) [39], đ ng h c quá trình kh Cr(VI) ph ụ

ộ ố ư ế ế ộ ờ ồ ị thu c vào m t s quá trình bi n nh : th i gian ti p xúc; pH dung d ch; n ng đ ộ

ề ặ ề ượ ệ Cr(VI); di n tích b m t hay li u l ử ậ ệ ng v t li u kh .

ệ ả ả ưở ủ ế ệ ị Kh o sát nh h ả ử ng c a pH dung d ch đ n hi u qu x lý Thí nghi m 1:

ằ ưỡ ắ Cr(VI) b ng s t nano và nano l ng kim.

Ả ả ưở ả ử ủ ệ ị B ng 8: nh h ế ng c a pH dung d ch đ n hi u qu x lý Cr(VI)

ưỡ Nano l ng kim

ắ ộ S t nano Fe – Cu

ộ ộ

pH dung d chị ồ N ng đ Cr(VI) ban đ uầ (mg/l) Hàm ngượ l nano (g) Hi uệ ấ su t (%) Hi uệ ấ su t (%)

ồ N ng đ Cr(VI) sau ph nả ngứ (mg/l) ồ N ng đ Cr(VI) sau ph nả ngứ (mg/l) Th iờ gian ph nả ngứ (phút)

0,025 30 26,982 10,06 28,776 4,08 10 2

0,025 30 13,857 53,81 27,495 8,35 10 4

0,025 30 8,625 71,25 25,239 15,87 10 6

0,025 30 11,772 60,76 25,605 14,65 10 8

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 84

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ưở ả ử ủ ệ ị ể ồ Ả Bi u đ 1: nh h ế ng c a pH dung d ch đ n hi u qu x lý Cr(VI)

dd=2 s t nano x lý đ

ấ ở ứ ế ả ử ắ ượ K t qu nghiên c u cho th y pH c 10,06% và tăng

dd=4 (hi u su t đ t 53,81%) và pH

ạ ấ ạ ệ ấ ạ ư ệ m nh khi pH ế dd=6(hi u su t đ t 71,25%); nh ng đ n

ể ả ề ệ ả ấ ố pHdd=8 hi u su t gi m xu ng 60,76%. Đi u này có th gi i thích:

ả ứ ử ạ ắ ị pHỞ dd=2 khi ta cho s t nano vào dung d ch, bên c nh ph n ng kh Cr(VI) theo

0 nano d dàng cho electron đ t o thành Fe

ể ạ ễ ơ ế ở c ch trên, Fe

Fe0 Fe2+ + 2e

+ nhi u nên Fe

2+ đ

ượ ề ượ ể ị Do l ng H c sinh ra có th b oxy hóa thành Fe

4Fe2+ + 4H+ +O2 4Fe3+ + H2O

ả ả ả ắ C hai quá trình này cùng x y ra nên làm gi m Fe

dd=4 hay pHdd=6 l

0 trong dung d ch s t nano, do ị 0 ít

+ ít h n nên l ơ

ố ớ ệ ả ượ ượ ả ử đó gi m hi u qu x lý. Đ i v i pH ng Fe ng H

ả ử ệ ơ ị ử ơ  hi u qu x lý cao h n. b kh h n

ớ ưỡ ớ ắ ả ử ệ ẳ ơ V i nano l ng kim Fe – Cu, hi u qu x lý kém h n h n so v i s t nano. Ở

ả ử ả ạ ấ ở ệ ệ ạ ệ pHdd=2 hi u qu x lý đ t 4,08%, và hi u qu đ t cao nh t ấ ớ pH = 6 v i hi u su t

15,87%.

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 85

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ế ề ưỡ ả ả Trong quá trình đi u ch nano l ng kim x y ra 2 kh năng:

2+ : Fe0 2e  Fe2+

+ Fe0 b kh thành Fe ị ử

0 : Cu2+ + 2e Cu0

ề ị Cu2+ b oxi hoá v Cu

0 nano và thay vào đó m t l

ả ứ ộ ượ ả ả  Khi ph n ng này x y ra làm gi m m t l ng Fe ộ ượ ng

0 v i Cr(VI) d n đ n hi u ệ

ế ự ế ạ ắ ủ ạ ế ẫ ớ Cu0 bám lên h t s t nano, h n ch s ti p xúc c a h t Fe ạ

ấ ả su t gi m.

+ Fe0 + H+  Fe2+ + 2H và

H0 + Cu  Cu0 + H+

+ trong dung d ch, cũng làm gi m hi u qu x lý.

ượ ả ử ệ ả ị Quá trình này làm tăng l ng H

ư ậ ưỡ ả ố ử ệ ạ ấ ở  Nh v y, s t nano và nano l ắ ng kim x lý đ t hi u qu t t nh t pH=6.

ệ ả ả ưở ủ ệ ế ờ Kh o sát nh h ả ứ ng c a th i gian ph n ng đ n hi u qu x ả ử Thí nghi m 2:

ằ ưỡ ắ lý Cr(VI) b ng s t nano và nano l ng kim.

Ả ả ưở ả ứ ả ử ủ ờ ế ệ B ng 9: nh h ng c a th i gian ph n ng đ n hi u qu x lý Cr(VI)

ưỡ Nano l ng kim

ắ S t nano Fe – Cu

ộ ộ ộ

Hi uệ ấ su t (%) Hi uệ ấ su t (%) pH dung d chị

Hàm ngượ l nano (g)

ồ N ng đ Cr(VI) ban đ uầ (mg/l)

ồ N ng đ Cr(VI) sau ph nả ngứ (mg/l) ồ N ng đ Cr(VI) sau ph nả ngứ (mg/l) Th iờ gian ph nả ngứ (phút)

6 0,025 30 8,625 71,25 25,239 15,87 10

6 0,025 30 8,145 72,85 25,314 15,62 30

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 86

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

60 6 0,025 30 7,509 74,97 24,981 16,73

240 6 0,025 30 5,331 82,23 23,892 20,36

ưở ả ứ ả ử ủ ờ ế ệ ể ồ Ả Bi u đ 2: nh h ng c a th i gian ph n ng đ n hi u qu x lý Cr(VI)

ủ ắ ả ứ ả ử ệ ả ờ Hi u qu x lý Cr(VI) c a s t nano qua các kho ng th i gian ph n ng khác nhau

ả ứ ự ể ệ ờ ấ ạ là không cao và s gia tăng không đáng k : th i gian ph n ng 10 phút, hi u su t đ t

ờ ả ứ ệ ấ 71,25%; sau 4 gi ph n ng, hi u su t là 82,23% (tăng 10,98%).

ớ ưỡ ả ứ ự ậ ớ ờ V i nano l ng kim cũng v y, s gia tăng là không l n: th i gian ph n ng 10

ệ ạ ờ ấ ạ ả ứ ệ ả phút, đ t hi u qu 15,87%; sau 4 gi ph n ng, hi u su t đ t 20,36% (tăng 4,49%).

 Nhìn chung s t nano x lý Cr(VI) t

ử ắ ố ơ ớ ưỡ ệ t h n so v i nano l ng kim. Hi u qu x ả ử

ủ ả ậ ệ ụ ờ ờ ộ ả ứ lý c a c hai v t li u ít ph thu c vào th i gian. Tuy nhiên, th i gian ph n ng

ờ ữ ả ấ ợ ưở 4 gi là thích h p nh t khi xét nh ng nh h ế ng ti p theo.

ệ ả ả ưở ủ ồ ế ệ ầ ộ Kh o sát nh h ng c a n ng đ Cr(VI) ban đ u đ n hi u qu ả Thí nghi m 3:

ằ ắ ưỡ ử x lý Cr(VI) b ng s t nano và nano l ng kim.

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 87

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

Ả ả ưở ủ ộ ồ ệ ế ầ B ng 10: nh h ả ử ng c a n ng đ Cr(VI) ban đ u đ n hi u qu x lý

Cr(VI)

ắ ưỡ S t nano Nano l ng kim

ồ ồ N ng đ ộ Hi uệ N ng đ ộ Hi uệ ồ N ng đ ộ pH dung Hàm Th iờ

ấ ấ Cr(VI) su t (%) Cr(VI) su t (%) Cr(VI) d chị ngượ l gian

sau ph nả sau ph nả ban đ uầ nano cho ph nả

ngứ ngứ (mg/l) ngứ vào

(mg/l) (mg/l) (gi )ờ (g)

10 6 4 0,025 1,251 87,49 6,792 32,08

30 6 4 0,025 5,331 82,23 23,892 20,36

50 6 4 0,025 25,915 48,17 45,115 9,77

70 6 4 0,025 55,468 20,76 64,379 8,03

ưở ủ ồ ầ ế ộ ệ ể ồ Ả Bi u đ 3: nh h ả ử ng c a n ng đ Cr(VI) ban đ u đ n hi u qu x lý

Cr(VI)

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 88

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ủ ứ ế ầ ấ ả ộ ồ K t qu nghiên c u cho th y, n ng đ ban đ u c a Cr(VI) càng nh ỏ ở ứ m c

ủ ắ ả ử ệ ạ ồ 10mg/l, hi u qu x lý c a s t nano càng cao và đ t 87,49%. Và khi tăng n ng đ ộ

ả ử ộ ạ ệ ệ ả ồ lên 30mg/l, hi u qu x lý gi m còn 82,23%. Khi n ng đ đ t 70mg/l, hi u qu ả

còn 20,76%.

ủ ệ ưỡ ẫ ỏ ạ ơ ả ử Hi u qu x lý c a nano l ng kim v n t ớ ắ ra kém h n so v i s t nano và đ t cao

ầ ủ ấ ồ ộ nh t 32,08% khi n ng đ ban đ u c a Cr(VI) là 10mg/l.

ả ộ ồ ưở ấ ớ ớ ệ ầ ủ  N ng đ ban đ u c a Cr(VI) có nh h ng r t l n t ủ ắ ả ử i hi u qu x lý c a s t

ưỡ ả ử ứ ệ ấ nano và nano l ng kim. Qua nghiên c u, chúng tôi th y hi u qu x lý t ố t

ậ ệ ấ ủ ở ồ ộ nh t c a hai v t li u này là n ng đ 10mg/l Cr(VI)

ệ ả ả ưở ủ ượ ệ ế Kh o sát nh h ng c a hàm l ả ử ng nano đ n hi u qu x lý Thí nghi m 4:

ằ ưỡ ắ Cr(VI) b ng s t nano và nano l ng kim.

Ả ả ưở ủ ượ ả ử ệ ế B ng 11: nh h ng c a hàm l ng nano đ n hi u qu x lý Cr(VI)

ắ ưỡ S t nano Nano l ng kim

Hi uệ ấ su t (%) Hi uệ ấ su t (%) pH dung d chị ộ ồ N ng đ Cr(VI) ban đ uầ (mg/l) Hàm ngượ l nano cho vào

ộ ồ N ng đ Cr(VI) sau ph nả ngứ (mg/l) ộ ồ N ng đ Cr(VI) sau ph nả ngứ (mg/l) Th iờ gian ph nả ngứ (gi )ờ (g)

6 4 1,251 87,49 6,972 32,08 10 0,025

ậ ạ ọ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 89

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

0,05 6 10 4 0,649 93,51 6,483 35,17

0,1 6 10 4 0,412 95,88 6,235 37,65

ưở ủ ượ ả ử ệ ế ể ồ Ả Bi u đ 4: nh h ng c a hàm l ng nano đ n hi u qu x lý Cr(VI)

ộ ố ợ ớ ồ ấ ượ ắ ờ V i pH thích h p, th i gian và n ng đ t t nh t, hàm l ng s t nano cho vào

ứ ệ ạ ấ ả ớ ượ ử x lý tăng thì hi u qu cũng tăng theo và đ t m c cao nh t 95,8% v i hàm l ng nano

ưỡ ỏ ộ ậ ệ ử ệ ướ là 0,1g. Nano l ng kim luôn t ra là m t v t li u khó tính trong vi c x lý n c ô

ễ ớ ượ ả ử ạ ố ế nhi m Cr(VI), v i hàm l ệ ng là 0,1g thì hi u qu x lý đ t t i đa là 37,65%. K t qu ả

ử ư ễ ấ ả ấ ườ này không cao nh ng nó cũng cho th y kh năng x lý ch t ô nhi m trong môi tr ng.

Tóm l i:ạ

ệ ả ưở ả ứ ủ ồ ị Qua 4 thí nghi m đánh giá nh h ờ ng c a pH dung d ch, th i gian ph n ng, n ng đ ộ

ễ ấ ầ ượ ượ ế ả ch t ô nhi m ban đ u và hàm l ng nano cho vào, chúng tôi thu đ c k t qu nh ư

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 90

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ả ứ ợ ờ ị ờ ồ ộ sau: pH dung d ch thích h p là 6, trong th i gian ph n ng 4 gi , n ng đ Cr(VI) ban

ượ ầ đ u là 10mg/l và hàm l ng nano cho vào là 0,1g.

ố ớ 3.2.2. Đ i v i chì

ệ ả ả ưở ủ ệ ế ị Kh o sát nh h ả ử ng c a pH dung d ch đ n hi u qu x lý Thí nghi m 1:

ướ ễ ằ ắ ưỡ n c ô nhi m chì b ng s t nano và nano l ng kim.

Ả ả ưở ả ử ủ ệ ị B ng 12: nh h ế ng c a pH dung d ch đ n hi u qu x lý chì

ồ ắ ưỡ Hàm N ng đ ộ S t nano Nano l ng kim Th iờ

ồ ồ N ng đ ộ N ng đ ộ ngượ l chì ban gian pH dung

chì sau chì sau ph nả nano cho đ uầ Hi uệ Hi uệ d chị

ph nả ph nả vào (mg/l) ngứ ấ ấ su t (%) su t (%)

ngứ ngứ (phút) (g)

(mg/l) (mg/l)

0,025 100 0,5 99,5 62,61 37,39 10 2

0,025 100 2,69 97,31 78,88 21,12 10 3

0,025 100 11,58 88,42 80,17 19,83 10 4

0,025 100 14,15 85,85 84,10 15,9 10 5

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 91

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ưở ả ử ủ ệ ị ể ồ Ả Bi u đ 5: nh h ế ng c a pH dung d ch đ n hi u qu x lý chì

ớ ắ ả ử ệ ệ ạ ả ử ấ V i s t nano, hi u qu x lý đ t cao nh t khi pH=2 và khi tăng pH, hi u qu x lý

ả ạ ầ ở ữ ị gi m khi pH tăng d n và đ t 85,85 khi pH=5. Tuy nghiên pH>5, nh ng dung d ch có

2+ cao, d k t t a Pb(OH) ễ ế ủ

2 ngay tr

ượ ướ ươ ắ ớ hàm l ng Pb c khi t ng tác v i nano s t, nh ư

ưở ế ệ ườ ả ậ ẽ ả v y s nh h ả ử ng đ n hi u qu x lý. Trong môi tr ng axit, Pb có kh năng hoà tan

ử ủ ắ ứ ớ ặ ạ ộ ố ự ả ộ ồ ớ ho c t o ph c v i m t s axit. Cùng v i đó là s kh c a s t, làm gi m n ng đ Pb

ị trong dung d ch.

ệ ưỡ ử ứ ấ ở ả Hi u qu nano l ng kim x lý Pb là không cao, m c cao nh t 37,39% pH=2 và

ả ố gi m xu ng còn 15,9% khi pH=5.

ấ ợ  pH=2 là thích h p nh t.

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 92

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ệ ả ả ưở ủ ế ệ ờ Kh o sát nh h ả ứ ng c a th i gian ph n ng đ n hi u qu x ả ử Thí nghi m 2:

ướ ễ ằ ắ ưỡ lý n c ô nhi m chì b ng s t nano và nano l ng kim.

Ả ả ưở ả ứ ả ử ủ ờ ế ệ B ng 13: nh h ng c a th i gian ph n ng đ n hi u qu x lý chì

ồ ắ ưỡ Hàm N ng đ ộ S t nano Nano l ng kim Th iờ

ồ ồ N ng đ ộ N ng đ ộ ngượ l chì ban gian pH dung

chì sau chì sau nano cho đ uầ ph nả Hi uệ Hi uệ d chị

ph nả ph nả vào (mg/l) ngứ ấ ấ su t (%) su t (%)

ngứ ngứ (phút) (g)

(mg/l) (mg/l)

0,025 100 0,5 99,5 62,61 37,39 2 10

0,025 100 0,17 99,83 60,20 39,80 2 30

0,025 100 0,04 99,96 54,28 45,72 2 60

0,025 100 0,02 99,98 45,62 54,38 2 240

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 93

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ưở ả ứ ả ử ủ ờ ế ệ ể ồ Ả Bi u đ 6: nh h ng c a th i gian ph n ng đ n hi u qu x lý chì

ớ ắ ả ứ ệ ả ạ ờ ỉ V i s t nano, ch trong th i gian ph n ng 10 phút, hi u qu đã đ t 99,5%; sau

ả ờ ờ ờ ệ ể ả kho ng th i gian 30 phút, 1 gi hay 4 gi ứ thì hi u qu tăng lên không đáng k , ch ng

ắ ủ ắ ử ệ ả ộ ờ ỏ t ả kh năng x lý Pb trong m t th i gian ng n c a s t nano là hi u qu .

ưỡ ơ ủ ắ ứ ạ ạ ố ầ ủ Thành ph n c a nano l ệ ng kim ph c t p h n c a s t nano, do đó mu n đ t hi u

ệ ầ ả ả ầ ả ờ ỉ ạ qu cao, c n ph i theo dõi qua th i gian lâu; sau 10 phút ban đ u, hi u qu ch đ t

ờ ệ ể ả ở ứ 37,39%; sau 4 gi hi u qu đã tăng lên đáng k và m c 54,38%.

ấ ớ ắ ờ ợ ờ ưỡ ờ  Th i gian thích h p nh t v i s t nano là 1 gi ớ , còn v i nano l ng kim là 4 gi .

ệ ả ả ưở ủ ồ ế ệ ầ ộ Kh o sát nh h ng c a n ng đ chì ban đ u đ n hi u qu x ả ử Thí nghi m 3:

ướ ễ ằ ắ ưỡ lý n c ô nhi m chì b ng s t nano và nano l ng kim.

Ả ả ưở ủ ồ ầ ế ả ử ộ ệ B ng 14: nh h ng c a n ng đ chì ban đ u đ n hi u qu x lý chì

N ngồ pH Hàm Nano l ng kim

ắ S t nano N ngồ Th iờ Hi uệ Th iờ ưỡ N ngồ Hi uệ đ chìộ dung ngượ l

gian đ chìộ su tấ gian đ chìộ su tấ d chị ắ s t cho ban

ph nả sau (%) ph nả sau (%) vào (g) đ uầ

ngứ ph nả ngứ ph nả (mg/l)

(gi )ờ ngứ (gi )ờ ngứ

1 1 1 1 (mg/l) 0,005 0,04 32,88 89,64 99,99 99,96 83,56 70,12 4 4 4 4 (mg/l) 20,555 45,62 139,39 233,7 58,89 54,38 30,3 22,1 2 2 2 2 0,025 0,025 0,025 0,025 50 100 200 300

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 94

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ưở ủ ồ ầ ế ả ử ộ ệ ể ồ Ả Bi u đ 7: nh h ng c a n ng đ chì ban đ u đ n hi u qu x lý chì

ả ứ ệ ắ ờ ờ ưỡ Trong thí nghi m này, s t nano có th i gian ph n ng là 1 gi , còn nano l ng kim

ả ứ ờ ờ ợ ờ ph n ng trong 4 gi ấ ả ứ . Tuy không cùng th i gian ph n ng (xét th i gian thích h p nh t

ậ ệ ừ ư ắ ỏ ử ả ố ơ ớ ưỡ cho t ng v t li u) nh ng s t nano t ra có kh năng x lý t t h n so v i nano l ng

ả ề ờ ượ Ở ồ ấ ử ầ ộ kim, c v th i gian và hàm l ng. ư ệ n ng đ Pb 50mg/l, hi u su t x lý g n nh

ử ượ ệ ạ ấ ộ ồ hoàn toàn 99,99%(x lý đ c 49,995mg Pb); n ng đ Pb 100mg/l, hi u su t cũng đ t

ử ượ ơ ở ữ ố ộ 99,96%(x lý đ ồ c 99,96mg Pb). Khi n ng đ Pb cao h n, nh ng m c 200mg/l hay

ả ử ệ ả 300mg/l thì hi u qu x lý có gi m đi.

ưỡ ả ử ấ ở ồ ệ ạ ộ Nano l ng kim có hi u qu x lý cao nh t ệ n ng đ 50mg/l và đ t 58,89%; hi u

ầ ả ầ ả ồ ộ qu này gi m d n khi tăng n ng đ Pb ban đ u.

ử ắ ố ở ồ ầ ộ S t nano x lý t t n ng đ Pb ban đ u là 100mg/l, trong khi đó nano l ưỡ ng

ố ở ố ồ ộ ử kim x lý t m c n ng đ 50mg/l. t

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 95

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ệ ả ả ưở ủ ượ ệ ế Kh o sát nh h ng c a hàm l ả ử ng nano đ n hi u qu x lý Thí nghi m 4:

ướ ễ ằ ắ ưỡ n c ô nhi m chì b ng s t nano và nano l ng kim.

Ả ả ưở ủ ượ ả ử ế B ng 15: nh h ng c a hàm l ệ ng nano đ n hi u qu x lý chì

ưỡ Hàm S t nano

ắ N ngồ N ngồ Th iờ Nano l N ngồ ng kim N ngồ Th iờ ngượ l pH

gian đ Pbộ đ Pbộ Hi uệ gian đ Pbộ đ Pbộ Hi uệ nano dung

ph nả ban sau su tấ ph nả ban sau su tấ d chị cho

ngứ đ uầ ph nả (%) ngứ đ uầ ph nả (%) vào

(gi )ờ (mg/l) ngứ (gi )ờ (mg/l) ngứ (g)

2 2 2 1 1 1 100 100 100 (mg/l) 0,04 0,02 0,01 99,96 99,98 99,99 4 4 4 (mg/l) 20,555 14,98 9,37 58,89 70,04 81,26 50 50 50 0,025 0,05 0,1

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 96

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ưở ủ ượ ả ử ế ể ồ Ả Bi u đ 8: nh h ng c a hàm l ệ ng nano đ n hi u qu x lý chì

ử ư ầ ắ ầ ồ ộ ở 0,025g s t nano x lý g n nh hoàn toàn khi n ng đ Pb ban đ u là 100mg/l, các

ượ ủ ắ ứ ậ ỏ ỉ ầ ủ ể ử ắ hàm l ng khác c a s t cũng v y. Ch ng t ch c n 0,025g s t nano là đ đ x lý

ẫ ướ ồ m u n ộ c có n ng đ Pb là 100mg.

ưỡ ơ ắ ả ử ệ ượ Nano l ng kim hi u qu x lý kém h n s t nano; hàm l ệ ng nano là 0,025g, hi u

ấ ạ ệ ượ ấ su t đ t 58,89%; hi u su t tăng lên 81,26% khi hàm l ng là 0,1g.

Tóm l i:ạ

ớ ắ ử ở ả ứ ấ ợ ờ ị V i s t nano: x lý pH dung d ch thích h p nh t là 2, trong th i gian ph n ng 1

ờ ồ ộ ượ gi ầ , n ng đ Pb ban đ u 100mg/l và hàm l ng nano là 0,025g.

ưỡ ấ ờ ị ớ V i nano l ợ ng kim: pH dung d ch thích h p nh t là 2, trong th i gian 4 gi ờ ồ , n ng

ầ ượ ộ đ Pb ban đ u 50mg/l và hàm l ng nano là 0,1g.

ệ ễ ủ ỉ ư ệ ạ 3.3.Hi n tr ng ô nhi m n ướ ạ c t ố ố i khu công nghi p Ph N i A c a t nh H ng Yên

ẫ ẫ ướ ự ế ướ ự ủ ớ Khác v i m u n ướ ự ạ c t t o, m u n c th c t ẫ là m u n ề ạ c có s đa d ng c a nhi u

ạ ẫ ướ ượ ư ượ kim lo i khác nhau. M u n c đ c đ a đi phân tích hàm l ạ ặ ng các kim lo i n ng

ạ ệ ệ ườ ệ ọ ằ b ng máy SMEWW 3125:2005 t i Vi n Công ngh Môi tr ng, Vi n Khoa h c và

ệ ệ ả ư ế ớ ỉ Công ngh Vi t Nam v i các ch tiêu và k t qu nh sau:

ẫ ướ ế ả ố ố ả ả B ng 16. K t qu phân tích m u n c th i KCN Ph N i A

ẫ ướ ướ ư ử (m u n c tr c khi đ a và vào x lý)

ế ỉ ả K t qu (mg/l) QCVN 40:2011/BTNMT STT

Ch tiêu phân tích

C t Aộ C t Bộ

1 Cd 0,26 0,05 0,1

2 Cr (IV) 0,14 0,05 0,1

3 Cu 2,314 2 2

4 Fe 4,44 1 5

5 Ni 0,35 0,2 0,5

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 97

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

6 Mn 0,552 0,5 1

7 Pb 0,43 0,1 0,5

8 Zn 0,148 3 3

ả ử ệ ướ ủ ậ ệ ắ ễ 3.4. Đánh giá hi u qu x lý n c ô nhi m Cr và Pb c a v t li u s t nano và

ưỡ nano l ng kim.

ự ệ ẫ ớ ượ ạ Sau khi th c nghi m v i m u n ướ ự ạ c t t o hàm l ng hai kim lo i C r và Pb,

ố ớ ử ế ẫ ướ ự ế ủ ả ệ chúng tôi đã ti n hành thí nghi m trong x lý đ i v i m u n c th i th c t c a Khu

ủ ậ ệ ấ ử ố ố ệ ệ ằ công nghi p Ph N i A nh m đánh giá hi u su t x lý c a v t li u nano.

ử ử ệ 3.4.1. Th nghi m trong x lý Cr

ớ ồ ẫ ộ ướ ả ẫ V i n ng đ Cr trong m u n ổ c th i là 0,14mg/l nên b xung Cr vào m u đ đ ể ượ c

ử ắ ầ ồ ộ ờ ị dung d ch có n ng đ Cr ban đ u là 10mg/l, thêm 0,025g s t nano, th i gian x lý là

ư ế ả ể ệ 4h. K t qu th hi n nh sau

ớ ắ V i s t nano

ượ ồ

ả gian ứ ng ộ Crôm(VI) ứ ng pH dung d chị ấ ệ Hi u su t ử x lý (%) ắ L ng s t nano cho vào (g) ờ Th i ả ph n (phút) ộ ồ N ng đ Crôm(VI) ban ầ đ u (mg/l) N ng đ sau ph n (mg/l)

0,1 6 240 10 0,02 99,8

ớ ưỡ V i nano l ng kim

ồ gian ứ ng pH dung d chị ả ộ Crôm(VI) ứ ng ờ Th i ả ph n (phút) ấ ệ Hi u su t ử x lý (%) ộ ồ đ N ng Crôm(VI) ban ầ đ u (mg/l) N ng đ sau ph n (mg/l) L ngượ ắ s t nano cho vào (g)

0,1 6 240 10 0,05 99,5

ấ ử ủ ệ ưỡ ấ ơ ượ Do hi u su t x lý c a nano l ng kim th p h n nên tăng hàm l ng nano

ấ ử ớ ắ ệ ế ạ ấ ồ ưỡ l ả ng kim g p đôi so v i s t nano. K t qu hi u su t x lý Cr đ t trên 99%, n ng đ ộ

ử ạ ở ả ộ ộ Cr sau x lý là 0.02mg/l và 0,05mg/l; đ t QCVN 40:2011/BTNMT c c t A và c t B.

ố ớ ứ ử ệ ệ ấ ấ ơ ớ M c hi u su t này th p h n so v i th nghi m đ i v i m u n ẫ ướ ự ạ ở c t ề t o ( cùng đi u

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 98

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ư ề ệ ả ề ệ ằ ờ ị ki n nh nhau). Đi u này gi ỉ i thích b ng vi c đã đi u ch nh th i gian, pH dung d ch

ượ ử ử ạ ợ ộ ồ và hàm l ng nano cho vào x lý hoàn toàn phù h p. N ng đ Cr sau x lý đ t QCVN

ử ạ ợ ướ ả cho phép nên hoàn toàn phù h p khi x lý kim lo i này trong n c th i khu công

ố ố ệ nghi p Ph N i A.

ử ử ệ 3.4.2. Th nghi m trong x lý chì

ớ ồ ẫ ộ ướ ả ẫ ổ V i n ng đ chì trong m u n c th i là 0,43mg/l nên b xung chì vào m u đ ể

ượ ắ ầ ộ ồ ờ ị đ c dung d ch có n ng đ chì ban đ u là 50mg/l, thêm 0,025g s t nano, th i gian x ử

ả ể ệ ư ế lý là 1h. K t qu th hi n nh sau:

ớ ắ V i s t nano:

ự ế ằ ử ả ẫ B ng:X lý Chì trong m u th c t ắ b ng s t nano

ồ ộ pH dung d chị ử ồ ả ứ N ng đ chì ầ ban đ u (mg/l) ộ N ng đ chì sau ph n ng (mg/l) gian ứ ng Hi uệ su t xấ lý (%) L ngượ ắ s t nano cho vào (g) ờ Th i ả ph n (phút)

0,025 2 60 50 0,03 99,94

ớ ưỡ V i nano l ng kim

ự ế ằ ử ả ẫ ưỡ B ng:X lý Chì trong m u th c t b ng nano l ng kim

pH dung d chị ồ ộ ấ ử gian ứ ng ồ ả ứ N ng đ chì ầ ban đ u (mg/l) ộ N ng đ chì sau ph n ng (mg/l) ệ Hi u su t x lý (%) ờ Th i ả ph n (phút) L ngượ nano ngưỡ l kim cho vào (g)

0,025 2 60 50 0,15 99,7

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 99

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ấ ử ủ ệ ưỡ ấ ơ ượ Do hi u su t x lý c a nano l ng kim th p h n nên tăng hàm l ng nano

ấ ử ớ ắ ế ệ ả ạ ấ ồ ưỡ l ng kim g đôi so v i s t nano. K t qu hi u su t x lý Pb đ t trên 99%, n ng đ ộ

ử ạ ở ả ộ ộ Pb sau x lý là 0.03mg/l và 0,15mg/l; đ t QCVN 40:2011/BTNMT c c t A và c t B.

ố ớ ứ ử ệ ệ ấ ấ ơ ớ M c hi u su t này th p h n so v i th nghi m đ i v i m u n ẫ ướ ự ạ ở c t ề t o ( cùng đi u

ư ệ ề ả ệ ề ằ ờ ị ki n nh nhau). Đi u này gi ỉ i thích b ng vi c đã đi u ch nh th i gian, pH dung d ch

ượ ử ử ạ ồ ộ và hàm l ợ ng nano cho vào x lý hoàn toàn phù h p. N ng đ Pb sau x lý đ t QCVN

ử ạ ợ ướ ả cho phép nên hoàn toàn phù h p khi x lý kim lo i này trong n c th i khu công

ố ố ệ nghi p Ph N i A.

Ậ

Ế

Ị K T LU N VÀ KI N NGH

K t lu n

ợ ượ ậ ệ ư ủ ặ ắ ấ

ậ ế ổ Đã t ng h p đ

0 xu t hi n trong ệ

ớ c v t li u s t nano v i pic đ c tr ng c a Fe

θ ớ ườ ả ử ế ắ kho ng 2 và 44,72° v i c ng đ l n. ộ ớ Các phân t ề nano s t đã đi u ch có kích

ướ ị th c phân t ử ừ t 60 100nm và ít b oxy hóa.

ợ ượ ậ ệ ổ ưỡ ư ệ ặ ấ ớ T ng h p đ c v t li u nano l ả ng kim v i pic đ c tr ng xu t hi n trong kho ng

0 44,72° và c a Cu

ủ ở ớ ườ ộ ớ ệ ấ θ ủ 2 c a Fe 43,16°v i c ng đ l n, không xu t hi n các pic ph ụ

ưỡ ở ượ ị ộ ớ ở ẫ khác. M u nano l ng kim này không b oxy hóa b i đ c bao m t l p Cu bên

ướ ủ ưỡ ượ ầ ươ ươ ngoài Fe0. Kích th ạ c c a h t nano l ng kim thu đ c cũng g n t ng đ ớ ng v i

ẫ ắ ề ế ướ ạ ưỡ ả ừ m u s t nano đã đi u ch , kích th c h t nano l ng kim trong kho ng t 60 80nm.

ắ ưỡ ử ướ ễ ở S t nano và nano l ng kim x lý n c ô nhi m Cr(VI) ợ ị pH dung d ch thích h p

ấ ạ ệ ớ ưỡ ớ ắ là 6 (hi u su t đ t 71,25% v i s t nano và 15,87% v i nano l ờ ng kim), trong th i

ờ ệ ầ ấ ộ ả ứ gian ph n ng 4 gi ồ (hi u su t 82,23% và 20,36%), n ng đ Cr(VI) ban đ u là 10mg/l

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 100

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ệ ấ ượ ệ ấ (hi u su t 87,49% và 32,08%) và hàm l ng nano cho vào là 0,1g (hi u su t 95,8% và

37,65%).

ắ ưỡ ử ướ ở ợ ị S t nano và nano l ng kim x lý n ễ c ô nhi m Pb pH dung d ch thích h p là 2

ấ ạ ớ ắ ệ ớ ưỡ ờ (hi u su t đ t 99,5% v i s t nano và 37,39% v i nano l ng kim), trong th i gian

ả ứ ờ ệ ấ ưỡ ờ ệ ắ ph n ng s t nano 1 gi (hi u su t 99,96%) và nano l ng kim là 4 gi ấ (hi u su t

ệ ấ ầ ồ ộ 54,38%), n ng đ Pb ban đ u là 50mg/l (hi u su t 99,99% và 58,89%) và hàm l ượ ng

ệ ấ ượ ưỡ ắ s t nano cho vào là 0,025g (hi u su t 99,96%) và hàm l ng nano l ng kim cho vào

ệ ấ 0,1g (hi u su t 81,26%).

ướ ễ ạ ố ố ư ệ N c ô nhi m t ủ ỉ i khu công nghi p Ph N i A c a t nh H ng Yên sau khi phân tích

ượ ề ồ ộ ượ ị xác đ nh đ c n ng đ Cr(VI) là 0,14mg/l và Pb là 0,43mg/l, đ u v t quá gi ớ ạ i h n

ề ướ ậ ớ ố ỹ ẩ cho phép so v i quy chu n k thu t qu c gia v n c th i ả QCVN 40:2011/BTNMT.

ủ ướ ế ệ ả ự ế ạ ấ ử K t qu hi u su t x lý Cr(VI) c a n ễ c ô nhi m th c t đ t trên 99% đ i v i c ố ớ ả

ưỡ ử ạ ồ ộ ắ s t nano và nano l ng kim, n ng đ Cr sau x lý là 0.02mg/l và 0,05mg/l; đ t QCVN

ở ả ộ ộ 40:2011/BTNMT c c t A và c t B.

ấ ử ủ ướ ế ệ ả ự ế ạ K t qu hi u su t x lý Pb c a n ễ c ô nhi m th c t ố ớ ả ắ đ t trên 99% đ i v i c s t

ưỡ ử ạ ồ ộ nano và nano l ng kim, n ng đ Pb sau x lý là 0.03mg/l và 0,15mg/l; đ t QCVN

ở ả ộ ộ 40:2011/BTNMT c c t A và c t B.

ế

Ki n ngh

ướ ứ ư ề ệ ầ ả

ị Trong n

ấ c th i công nghi p có ch a nhi u thành ph n khác nhau nh các ch t

ạ ặ ữ ứ ầ ơ ữ ơ h u c , vô c , các kim lo i n ng khác nhau. C n có nh ng nghiên c u và đánh giá sâu

ứ ụ ữ ử ề ắ ả ướ ứ ả ơ h n n a v kh năng ng d ng s t nano trong x lý n ầ c th i ch a các thành ph n

ỉ ớ ạ ử ạ nói trên không ch gi i h n trong x lý kim lo i Cr và Pb.

ổ ủ ứ ệ ạ ậ ồ ộ ớ Trong khuôn kh c a lu n văn, vi c gia tăng n ng đ kim lo i m i lên m c cao

ự ế ề ệ ấ ượ nh t là 300 mg/l. Tuy nhiên, trong đi u ki n th c t , hàm l ơ ấ ể ng này có th cao h n r t

ữ ứ ề ề ầ ượ ậ ệ ử ắ nhi u. C n có nh ng nghiên c u thêm v hàm l ng v t li u x lý (s t nano và nano

ộ ấ ấ ử ể ạ ễ ệ ấ ồ ưỡ l ng kim) cho vào và n ng đ ch t ô nhi m đ đ t hi u su t x lý cao nh t.

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 101

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ứ ề ế ắ ề ầ ưỡ ạ ớ C n nghiên c u v quá trình đi u ch s t nano l ng kim v i các kim lo i khác

ớ ạ ở ưỡ ưỡ ượ ệ không gi i h n l ng kim FeCu. Nano l ng kim FeCu đ c đánh giá là hi u qu ả

ứ ư ầ ưỡ ộ ố ạ ợ ớ ử x lý ch a cao, c n nghiên c u nano l ng kim v i m t s kim lo i thích h p khác

ư ễ ấ ắ ưỡ ể ử ệ ể ệ ả cũng nh các ch t ô nhi m mà s t nano l ng kim có th x lý tri t đ , hi u qu , chi

ệ ớ ợ ườ phí h p lý và thân thi n v i môi tr ng./.

Ả

Ệ

TÀI LI U THAM KH O

ệ ế 1. Ti ng Vi t

ọ ộ ườ ấ ả ng c b n [1] Lê Huy Bá (2008), Đ c h c môi tr ạ ọ ơ ả , Nhà xu t b n Đ i h c

ộ ố Qu c gia Hà N i.

0 nano và thử

ươ ứ ế ạ ạ ị [2] Ph m Th Thùy D ng (2010), “Nghiên c u ch t o Fe

ồ ư ả ử ậ ố ệ ệ ấ ệ nghi m hi u qu x lý DDT t n l u trong đ t”, Khóa lu n t t nghi p Khoa Môi

ườ ự ọ ố ộ tr ng, ĐH Khoa H c T Nhiên – ĐH Qu c Gia Hà N i.

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 102

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

Ả ưở ề ấ ủ ủ ế ế ng c a ngh n u tái ch chì (Pb) th công đ n [3] Lê Đ cứ , (2000), nh h

ẻ ộ ồ ườ ạ ỉ ạ ệ ỹ ứ s c kho c ng đ ng và môi tr ng t i thôn Đông Mai xã Ch Đ o huy n M Văn

ể ậ ấ ả ọ ư ỉ t nh H ng Yên. ạ ọ ứ Tuy n t p các công trình nghiên c u khoa h c. Nhà xu t b n Đ i h c

ộ ố Qu c gia Hà N i, trang 89.

ứ ự ệ ễ ạ ắ ầ ễ [4] Lê Đ c, Tr n Kh c Hi p, Nguy n Xuân C , Ph m Văn Khang, Nguy n

ọ ươ ườ ộ ố “M t s ph ng pháp phân tích môi tr ng” Ng c Minh (2004), ố ấ ả . Nhà xu t b n Qu c

Gia Hà N i.ộ

ứ ậ ệ ế ạ ứ ằ Nghiên c u ch t o v t li u Fe nano b ng ph ươ ng [5] Lê Đ c và nnk (2011),

ố ắ ử ạ pháp dùng bohiđrua (NaBH4) kh mu i s t II (FeSO ọ 4.7H2O), T p chí Khoa h c

ệ ọ ự ĐHQGHN, Khoa h c T nhiên và Công ngh 27.

ễ ậ ả ườ ạ ọ ự ọ [6] Nguy n Hoàng H i, Khoa V t lý, Tr ạ ng Đ i h c Khoa h c T nhiên, Đ i

ế ạ ắ ừ ố ạ ộ “Ch t o h t nanô ô xít s t t tính” ọ h c Qu c gia Hà N i, , (2006).

ạ ồ ơ ở ự ứ ả ọ [7] Ph m Ng c H , 2004 ồ ệ ọ . Nghiên c u c s khoa h c xây d ng b n đ hi n

ạ ườ ồ ệ ụ ự ứ ể ạ ả ầ tr ng môi tr ng thành ph n và ng d ng đ xây d ng b n đ hi n tr ng môi tr ườ ng

ướ ỉ ấ đ t, n c t nh Hòa Bình . Hà N i.ộ

[8] http://uvvietnam.com.vn/NewsDetail.aspx?newsId=1554

ứ ễ ứ ử Nghiên c u x lý Asen trong n ướ ằ c b ng [9] Nguy n Xuân Huân, Lê Đ c (2011),

ự ệ ạ ọ ọ Fe0 nano, T p chí Khoa h c ĐHQGHN, Khoa h c T nhiên và Công ngh 27.

ứ ự ễ ầ ọ ị ắ [10] Lê Văn Khoa, Nguy n Xuân C , Bùi Th Ng c Dung, Lê Đ c, Tr n Kh c

ệ ươ ấ ướ ồ “Ph ng pháp phân tích đ t n c phân bón cây tr ng” Hi p, Cái Văn Tranh (2000), ,

ấ ả ụ ộ Nhà xu t b n Giáo d c, Hà N i.

ệ ễ ể ặ ị ườ ướ ng n ả ầ c ng m d i [11] Nguy n Văn Ni m, (2006) . “Đ c đi m đ a hóa môi tr

ể ẵ ậ ạ ọ ả ven bi n vùng Qu ng NamĐà N ng”. Lu n văn ThS., ộ . Đ i h c QG Hà N i

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 103

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ữ ễ ệ ọ ệ ễ [12] Nguy n Văn Ni m, Mai Tr ng Tú, Bũi H u Vi ấ t, Nguy n Anhh Tu n

ạ ủ ể ặ ị ố ườ chì (Pb) trong môi tr ng ở ệ Vi t (2006), Đ c đi m đ a hoá và tác h i c a nguyên t

ụ ả ị ệ ạ ộ ấ Nam, C c Đ a ch t và Khoáng s n Vi t Nam, 6 Ph m Ngũ lão, Hà N i.

ễ ễ ị ị ườ ứ Nghiên c u kh ả ng (2008), [13] Nguy n Th Nhung, Nguy n Th Kim Th

2+ trong n

ạ ướ ệ ệ ằ ắ ấ ị năng tách lo i Pb c b ng nano s t kim lo i, ạ Vi n Đ a ch t, Vi n Khoa

ệ ệ ọ h c và Công ngh Vi t Nam.

ị ộ ườ ứ ỏ ọ “Đ c h c môi tr ng và s c kh e con ng ị [14] Tr nh Th Thanh (2003), ườ , i”

ấ ả ố ộ Nhà xu t b n Qu c Gia, Hà N i.

ạ ứ ệ ễ ạ [15] Ph m Văn Thanh, (2006), ặ Nghiên c u đánh giá hi n tr ng nhi m m n,

ễ ẩ ấ ướ ạ ở ả ể ề ừ ỉ ả nhi m b n và kh năng cung c p n c sinh ho t d i ven bi n mi n trung t t nh

ả ả ư ữ ộ ế ỉ Qu ng Bình đ n t nh Qu ng Ngãi . L u tr ĐC. Hà N i.

ệ [16] http://vi.wikipedia.org/wiki/Công_ngh _nano

ế 2. Ti ng Anh

[17] Bard, A. J., Parsons, R., and Jordan, J. (1985). Standard Potentials in

Aqueous Solutions (Marcel Dekker, New York)

[18] Bartlett, R.J. and Kimble, J.M., 1976a. Behavior of chromium in soils: I.

Trivalent forms. J. Environ. Qual., 5: 373 – 383.

[19] Bartlett, R.J. and Kimble, J.M., 1976a. Behavior of chromium in soils: II.

Hexavalent forms. J. Environ. Qual., 5: 383 – 386.

[20] Bartlett R.J. and James, B. R., 1988. Mobility and bioavailability of

chromium in soils. In : J.O. Nraigu and E. Nieborer (Editors), Chromium in the Natural

and Human Environments. Wiley, New York, pp. 267 – 303.

[21] Boutonnet M., Kizling J. and Stenius P. (1982) Colloids Surf. A 5 209.

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 104

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

[22] Calder, L.M., 1988, Chromium contamination of groundwater, in Chromium

in the Natural and Human Environments, Nriagu, J.O. and Nieboer, E., Eds., John Wiley

and Sons, New York, pp. 215 – 231.

[23] Cheng, S. F., & Wu, S. C. (2000). The enhancement methods for the

degradation of TCE by zerovalent metals. Chemosphere, 41, 12631270.

http://dx.doi.org/10.1016/S00456535(99)005305

[24] ChienLi Lee & ChihJu G Jou (2012), “Integrating Suspended Copper/Iron

Bimetal Nanoparticles and Microwave Irradiation for Treating Chlorobenzene in

Aqueous Solution” Environment and Pollution; Vol. 1, No. 2; 2012

[25] Davis, A. and Olsen, R.L., 1995, The Geochemistry of chromium migration

and remediation in the subsurface, Ground Water, vol. 33, pp. 759 – 768.

[26] Davis, J.A. and Leckie, J.O., 1980, Surface ionization and complexation at

the oxide/water interface : III. Adsorption of anions, J. Colloid Interface Sci., vol. 74, pp.

32 – 43.

[27] D. Kim et. al., Nanotechnology 17 (2006) 4019

[28] Eary, L.E. and Rai, D., 1987. Kinetics of chrome(III) oxidation to

chromium(VI) by reaction with manganese dioxide. Environ. Sci. Technol., 21: 1187 –

1193.

[29] Eary, L.E. and Rai, D., 1988. Chromate removal from aqueous wastes by

reduction with ferrous ion. Environ. Sci. Technol., 22: 972 – 977.

[30] Eary, L.E. and Rai, D., 1989, Kinetics of chromate reduction by ferrous ions

derived from hematice and biotile at 25°C. Am. J. Sci., 289 : 180 – 213.

[31] F. He and D. Y. Zhao, “Preparation and characterization of a new class of

starchstabilized bimetallic nanoparticles for degradation of chlorinated hydrocarbons

in water,” Environmental Science and Technology, Vol. 39, No. 9, pp. 3314–3320, 2005.

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 105

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

[32] F. Mafune et. al., J. Phys. Chem. 14 (2000) 8333.

[33] Feltin N. and Pileni M. P. (1997) Langmuir 13 3927.

[34] Hem, J.D., 1977, Reactions of metal ions at surfaces of hydrous iron oxide,

Geochim. Cosmoschim. Acta, vol. 41, pp. 527 – 538.

[35] James, B.R., 1996, The challenge of remediation chromium contaminated

soil, Environ. Sci. Technol., vol. 30, pp. 248 – 251.

[36] Kimbrough, D.E., Cohen, Y., Winer, A.M., Creelman, L., and Mabuni, C.,

1999, A critical assessment of chromium in the environment, in Critical Reviews,

Environmental Science and Technology, vol. 29, pp. 1 – 46.

[37] Kotas, J. and Stasicka, Z., 2000, Chromium occurrence in the environmental

and methods of its speciation, Environ. Poll. Vol. 107, pp. 263 – 283.

[38] Kumar A., Mona G. (2005) Biomaterials 26 3995–4021.

[39] Kunwar P. Singh, Arun K. Singh, Shikha Gupta, Sarita Sinha, “Optimization

of Cr(VI) reduction by zerovalent bimetallic nanoparticles using the response surface

modeling approach”, Desalination 270 (2011) 275–284

[40] Lien, H. L., & Zhang, W. X. (2001). Nanoscale iron particles for complete

reduction of chlorinated ethenes. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and

Engineering Aspects, 191, 97105. http://dx.doi.org/10.1016/S09277757(01)007671

[41] Li X., Daniel W.E., and Zhang W. (2006), “Zerovalent iron nanoparticles

for Abatement of Environmental Pollutants: Materials and Engineering Aspects”,

Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences, 31:111–122, 2006.

[42] Liou, Y. H., Lo, S. L., Lin, C. J., Kuan, W. H., & Weng, S. C. (2005).

Chemical reduction of an unbuffered nitrate solution using catalyzed and uncatalyzed

nanoscale iron particles. Journal of Hazardous Materials B, 127, 102110.

http://dx.doi.org/10.1016/j.jhazmat.2005.06.029

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 106

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

[43] Lin, C. J., Lo, S. L., & Liou, Y. H. (2004). Dechlorination of

trichloroethylene in aqueous solution by noble metalmodified iron. Journal of

Hazardous Materials, B116, 219228. http://dx.doi.org/10.1016/j.jhazmat.2004.09.005

[44] Lopez Q. M. and Rivas J. (1993) J. Colloid Interface Sci. 158 446.

[45] Massart R. and Cabuil V. (1987) J. Chem. Phys. 84 967.

[46] M.J. Alowitz,M.M. Scherer, Kinetics of nitrate, nitrite, and Cr(VI) reduction

by iron metal, Environ. Sci. Technol. 36 (2002) 299–306.

[47] Nanoparticle Research 5: 323332, wez3@lehigh.edu.

[48] Palmer, C.D. and Puls, R.W., 1994, Natural attenuation of hexavalent

chromium in groundwater and soils, Ground Water, EPA/540/S94/505.

[49] Rai, D., Sass, B.M. and Moore, D.A., (1987). Chromium(III) hydrolysis

constants and solubility of chromium(III) hydroxide. Inorg. Chem., 26: 345 349

[50] Richard, F.C. and Bourg, A.C.M., 1991, Aqueous geochemistry of chromium:

a review, Wat. Res., vol. 25, pp. 807 – 816.

[51] Schaumburg, IL 60173, (2005), “RNIP Reactive Nanoscale Iron Particles for

rapid remediation of contaiminated groundwater and soil”, Toda America Inc,

www.todaamerica.com.

[52]Sugimoto T. and Matijevic E. (1980) J. Colloid Interface Sci. 74 227.

[53] Xiaoqin Li, Daniel W.Elliot, and Weixian (2006), “ZeroValent Iron

Nanoparticles for Abatement of Environment Pollutants: Materials and Engineering

Aspects”. Solid State and Materials Sciences 31, 111122.

[54] Xu, J., Dozier, A., and Bhattacharyya, D. (2005a). Synthesis of nanoscale

bimetallic particles in polyelectrolyte membrane matrix for reductive transformation of

halogenated organic compounds. J. Nanopart. Res. 7, 449 – 461.

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 107

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

[55] Yanghsin Shih, Chungyu Hsu, Yuhfan Su (2011), “Reduction of

haxachlorobenzene by nanoscale zerovalent iron: Kinetics, pH effect, and degradation

mechanism”. Separation and Purification Technology 76, 268274.

[56] YuanPang Sun, Xiaolin Li, Jiasheng Cao, Weixian Zhang, H.Paul Wang

(2006), “Characterization of zerovalent iron nanoparticles”. Advandes in Colloid and

Interface Science 120, 4756.

[57] YuHoon Hwang, DoGun Kim, HangSik Shin (2011), “Mechanism study of

nitrate reduction by nano zero valent iron”. Journal of Hazardous Materials 185, 1513

1521.

[58] Yunfei Xi, Magharaj Mallavarapu, Ravendra Naidu (2010), “Reduction and

adsorption of Pb2+ in aqueous solution by nanozerovalent ironA SEM, TEM and XPS

study”. Materials Research Bulletin 45, 13611367.

[59] Zhanqiang Fang, Xinhong Qiu, Jinhong Chen, Xiuqi Qiu (2011), “Removal

of chromium in electroplating wastewater by nanoscale zero – valent metal with

synergistic effect of reduction and immobilization”, Journal of Hazardous Materials 280

(2011) 224–231.

[60] Zhanqiang Fang, Xinhong Qiu, Jinhong Chen, Xiuqi Qiu (2011),

“Debromination of polybrominated diphenyl ethers by Ni/Fe bimetallic nanoparticles:

Influencing factors, kinetics, and mechanism”. Journal of Hazardous Materials 185

(2011) 958–969.

[61] Zhang W., (2003), “Nanoscale iron could help cleanse the environment”,

Journal of Sugimoto T. and Matijevic E. (1980) J. Colloid Interface Sci. 74 227.

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 108

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

Ụ Ụ PH L C

ồ ạ ủ ự ụ ụ Ph l c 1: ạ Các d ng t n t i c a Crom trong t nhiên

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 109

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

Crôm (III) Clorit CrCl3 Crôm (VI) oxit CrO3

Natri Cromat Na2CrO4 Crocoite PbCrO4

ỏ ủ ồ ầ ạ ọ Crôm là thành ph n t o ra màu đ c a h ng ng c.

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 110

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ậ ệ Ph l c 2 ụ ụ : V t li u nano

ủ ấ ố ọ C u trúc c a ng nanô cácbon

Minh h a cho các phân t ị ằ ố ộ thích thu c khi b tác đ ng b ng b c x đi n t ử nano phóng ứ ạ ệ ừ .

ộ ố ụ ụ ự ủ ệ ả Ph l c 3. M t s hình nh c a quá trình th c nghi m

ỏ Quá trình nh NaBH Máy khu y tấ ừ

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 111

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ậ ệ ắ ờ ậ ệ ắ ở ố V t li u l ng xu ng nh thanh nam V t li u l ng ố đáy c c

châm

ậ ệ ượ ạ ậ ệ ượ ả ả V t li u đ c t o thành c b o qu n trong bình hút

V t li u đ mẩ

ệ ố ử ướ ố ố ả ậ ệ ụ ụ Ph l c 4: H th ng x lý n c th i t p trung Khu công nghi p Ph N i A

ướ ọ L i l c rác Ngăn tách cát

ọ ạ ậ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 112

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

B đi u hòa ể ề ể ả ứ B ph n ng

ể ắ ể ử ố B l ng cu i B kh trùng

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 113

ứ ứ ử ắ ướ ễ ụ Nghiên c u ng d ng s t nano x lý n c ô nhi m crom và chì

ả ố ứ ơ C ng x ra sông Bún ả N i ch a bùn th i

ọ ậ ạ Lu n văn Th c sĩ khoa h c 114

Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu ứng dụng sắt nano xử lý nước ô nhiễm crôm và chì

Chủ đề:

ƯỜ

Ọ Ự

Ạ Ọ

ươ

ạ

ị

Ứ Ứ

Ử

Ụ

Ắ

ƯỚ

NGHIÊN C U NG D NG S T NANO X LÝ N

C

Ễ

Ô NHI M CRÔM VÀ CHÌ

Ọ

Ậ

Ạ LU N VĂN TH C SĨ KHOA H C

ƯỜ

Ọ Ự

Ạ Ọ

ươ

ạ

ị

Ứ Ứ

Ử

Ụ

Ắ

ƯỚ

Ễ

Ọ

Ậ

Ạ LU N VĂN TH C SĨ KHOA H C

Ụ

Ụ

ễ ạ

ẫ ắ

Ả

ượ

ề

ế ở c đi u ch b i

Ả

ử ắ

ế ở ộ ố

ề

ọ

Ả

ủ

ử

ưỡ

ụ Hình 19. nh ch p TEM c a phân t

ề ng kim đã đi u

ế 11 ch …………………….61 ...............................................................

Ả

ề

ưỡ

ụ Hình 20. nh ch p TEM v nano l

ủ ng kim Fe­Ni c a Zhanqiang

Ữ Ế

Ụ

Ắ

ƯƠ

Ổ

Ệ

1.2.Một số phương pháp xử lý nước thải ô nhiễm kim loại nặng. 41 ...................... 41 .................... c chia thành các lo i sau: c th i đ

ƯƠ

Ố ƯỢ

Ộ

ƯƠ

ƯƠ

Ứ

Ả

Ả

Ậ

Ế

Ả

ử ắ

ế ở ộ ố

ủ ng kim FeNi c a Zhanqiang

ủ ng kim FeNi c a Zhanqiang