- Vật liệu hấp phụ Arsen trong nước ngầm từ tro trấu.
3.2. Thời gian nghiên cứu
- Thời gian nghiên cứu: 14/01/2013 đến ngày 24/04/2013.
3.3. Mục tiêu nghiên cứu
- Nghiên cứu tổng hợp vật liệu hấp phụ FK có hiệu quả cao đối với Arsen.
3.4. Nội dung nghiên cứu
Trong nghiên cứu này chúng tôi thực hiện 3 nội dung sau:
3.4.1. Thu mẫu nước ngầm nhiễm Arsen
- Mẫu nước được thu nhận từ giếng, bảo quản và phân tích hàm lượng Arsen theo điều kiện trong nghiên cứu trước đây (Vũ Thị Đan Thanh, 2011).
3.4.2. Tổng hợp vật liệu FK
- Cách lấy mẫu tro trấu tại các lò đốt và tổng hợp chất mang từ tro trấu bằng cách hoạt hóa tro trấu với H2SO4 đã được hướng dẫn trong nghiên cứu trước đây (Lê Ngọc Hăng, 2009).
- Gắn các gốc hoạt động bề mặt (HĐBM) có hoạt tính hấp phụ cao đối với Arsen lên bề mặt của tro trấu đã hoạt hóa bằng phương pháp nung.
3.4.3. Khảo sát khả năng hấp phụ của vật liệu FK đối với Arsen trong nước ngầm
- Ảnh hưởng của pH đến hiệu quả hấp phụ Arsen.
- Ảnh hưởng của hàm lượng chất HĐBM đến hiệu quả hấp phụ Arsen.
- Xác định tải lượng hấp phụ Arsen của vật liệu mới này.
3.5. Phương tiện và vật liệu nghiên cứu 3.5.1. Phương tiện nghiên cứu
- Địa điểm thực hiện: các thí nghiệm được thực hiện tại phòng thí nghiệm khoa Kỹ Thuật – Công Nghệ - Môi Trường.
- Các dụng cụ làm thí nghiệm (ống đong, bình định mức, ống nghiệm, erlen…)
- Các thiết bị phân tích và bảo quản mẫu (Máy ICP, cân phân tích, tủ sấy, máy khuấy, lò nung, bình hút ẩm,…)
3.5.2. Vật liệu nghiên cứu
- Hóa chất: H2SO4, nước cất, Ar, N2, Fe(NO3)3, dung dịch Arsen chuẩn, KOH, HCl …
- Tro trấu từ các lò đốt gạch của xã Nhơn Mỹ, huyện Chợ Mới, tỉnh An Giang.
3.6. Phương pháp nghiên cứu 3.6.1. Tổng hợp vật liệu FK
- Tro trấu được hoạt hóa theo nồng độ axit tối ưu (H2SO4 10%) và thời gian tối ưu (30 phút) theo như nghiên cứu trước đây (Lê Ngọc Hăng, 2009).
- Chất HĐBM được gắn lên bề mặt tro trấu đã được hoạt hóa bằng phương pháp tẩm và nung.
3.6.2. Phương pháp thu mẫu
Phương pháp thu mẫu nước (theo TCVN 5993 – 1995 và TCVN 6000 – 1995).
- Lấy mẫu:
Mẫu nước ngầm được thu tại số nhà 495, ấp Phú Vinh, thị trấn Chợ Vàm, huyện Phú Tân, tỉnh An Giang.
Cho máy bơm hoạt động khoảng 3 – 5 phút để hút hết lượng nước còn lưu lại trong hệ thống đường ống rồi mới tiến hành lấy mẫu. Tráng chai (sử dụng chai nhựa PE), thu mẫu nước tại hiện trường (mẫu được lấy đầy chai). Sau đó chúng ta cho thêm 3 ml HCl đậm đặc/1 lít nước ngầm nhằm làm ổn định lượng As, đậy nắp lại, bảo quản lạnh và đem về phòng thí nghiệm để phân tích.
- Bảo quản mẫu:
Đậy kín bình chứa mẫu và tránh cho mẫu tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng.
Nếu không, chất lượng mẫu có thể thay đổi nhanh chóng do trao đổi không khí, các phản ứng hoá học.Bảo quản mẫu ở nhiệt độ 50C.
Ngoài ra khi thu mẫu cần phải ghi rõ những thông tin sau nhằm giúp ích cho việc nhận dạng mẫu và giải trình kết quả thu được: ngày, giờ lấy mẫu; điều kiện tự nhiên, thời tiết khi lấy mẫu; vị trí lấy mẫu; tên người lấy mẫu.
3.6.3. Bố trí thí nghiệm
a. Tổng hợp vật liệu hấp phụ FK
- Vật liệu hấp phụ FK sẽ được tổng hợp bằng cách gắn các gốc hoạt động bề mặt (HĐBM) lên bề mặt của tro trấu đã được hoạt hóa với axit H2SO4 bằng phương pháp tẩm và nung.
- Tro trấu sẽ được hoạt hóa với axit H2SO4 đã được hướng dẫn trong nghiên cứu trước đây (Lê Ngọc Hăng, 2009).
- Sau đó tro trấu sẽ đóng vai trò là chất mang để gắn các gốc hoạt động bề mặt (HĐBM) có hoạt tính hấp phụ cao đối với Arsen lên bề mặt của tro trấu bằng phương pháp tẩm và nung với hàm lượng chất hoạt động bề mặt (HĐBM) khác nhau:
Bảng 3.1: Thành phần các chất tổng hợp vật liệu FK
Tên mẫu Khối lượng tro trấu (%) Khối lượng chất HĐBM (%)
Mẫu 1 100 0
Mẫu 2 95 5
Mẫu 3 90 10
Mẫu 4 85 15
Mẫu 5 80 20
b. Khảo sát khả năng hấp phụ của vật liệu FK đối với Arsen trong nước ngầm
- Ảnh hưởng của pH đến hiệu quả xử lý Arsen:
Mẫu có hàm lượng chất HĐBM tối ưu, khối lượng chất hấp phụ FK là 10 mg/ 50 ml nước ngầm nhiễm As, thời gian hấp phụ 15 phút (pH = 3-9).
- Ảnh hưởng của hàm lượng chất HĐBM đến hiệu quả xử lý Arsen:
Điều kiện thí nghiệm: pH= 7, khối lượng chất hấp phụ FK 10 mg/50 ml nước ngầm nhiễm As, thời gian hấp phụ 15 phút.
- Xác định tải lượng hấp phụ đối với As:
Mẫu có hàm lượng chất HĐBM và pH tối ưu, khối lượng chất hấp phụ FK là 5 mg/50 ml nước ngầm nhiễm As, thời gian hấp phụ 15 phút.
3.6.4. Phương pháp phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm
Chỉ tiêu pH: Đo trực tiếp bằng máy đo pH để bàn sensION+ PH3 (Phòng Thí nghiệm Khoa Kỹ thuật – Công nghệ - Môi trường).
Hàm lượng As: Phân tích bằng máy quang phổ phát xạ Plasma ICP/ iCAP
Sau khi cho vật liệu FK vào nước ngầm có nhiễm As (mẫu nước ngầm được phân tích có nhiễm As). Thời gian hấp phụ là 15 phút, để yên và tiến hành lọc. Sau đó đem mẫu đi đo và thu được kết quả.
Chương 4