LỜI CẢM ƠN
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sự tri ân sâu sắc đối với các
thầy cô của trƣờng Đại học Lâm Nghiệp, đặc biệt là các thầy cơ Bộ mơn
Hóa của trƣờng đã tạo điều kiện cho em thực hành ở bộ mơn để có nhiều
thời gian cho luận văn này
Và em cũng xin chân thành cảm ơn thầy Lê Khánh Tồn và cơ Đặng Thị
Thúy Hạt đã nhiệt tình hƣớng dẫn hƣớng dẫn em hồn thành tốt luận văn.
Trong q trình học tập và hồn thành luận văn, cũng nhƣ là trong quá trình làm
bài báo cáo luận văn, khó tránh khỏi sai sót, rất mong các thầy, cơ bỏ qua. Đồng
thời do trình độ lý luận cũng nhƣ kinh nghiệm thực tiễn còn hạn chế nên bài báo
cáo không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận đƣợc ý kiến đóng
góp thầy, cơ để bài luận văn của em đƣợc hồn thiện hơn
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày…. tháng... năm 2017
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Minh Thi

i


TĨM TẮT KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
1. Tên khóa luận:
“Nghiên cứu khả năng xử lý nitrat và chất màu hữu cơ trong nước
bằng vật liệu đá ong”
2. Sinh viên thực hiện

: Nguyễn Thị Minh Thi

3. Giáo viên hƣớng dẫn : ThS. Lê Khánh Toàn
: ThS. Đặng Thị Thúy Hạt

4. Mục tiêu nghiên cứu:
- Mục tiêu chung : Sử dụng các loại vật liệu rẻ tiền, dễ kiếm để làm sạch
nƣớc.
- Mục tiêu cụ thể : Khảo sát khả năng xử lý nitrat và chất màu hữu cơ
trong nƣớc bằng đá ong và vật liệu biến tính từ đá ong.
5. Nội dung nghiên cứu
- Khảo sát khả năng hấp phụ xử lý nitrat trong nƣớc của đá ong
- Biến tính đá ong thành vật liệu có hoạt tính xúc tác cao dùng để xử lý
chất hữu cơ trong nƣớc bằng phƣơng pháp Fenton dị thể ( Oxy hóa - Khử ).
6. Các kết quả đạt đƣợc
- Đá ong thực nghiệm sau khi đƣợc nghiền nhỏ và xử lý nhiệt có khả
năng hấp phụ cao, xử lý nitrat trong nƣớc đạt hiệu suất cao nhất là 93%.
- Tiến hành xử lý đá ong tự nhiên bằng các dung môi HCl, NaOH, Trilon
B thu đƣợc các vật liệu có khả năng hấp phụ Nitrat thay đổi so với ban đầu . Vật
liệu đƣợc xử lý bằng dung dịch NaOH 5M có khả năng hấp phụ Nitrat trong
nƣớc đạt hiệu suất cao nhất là 95%.
- Đá ong thực nghiệm hầu nhƣ khơng có hoạt tính xúc tác. Khi biến tính
bằng muối Mohir ở nhiệt độ 500°C thu đƣợc vật liệu có hoạt tính xúc tác cao, xử
lý chất màu hữu cơ bẳng phƣơng pháp Fenton dị thể đạt hiệu suất cao nhất là 97%.

ii


MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ........................................................................................ i
TÓM TẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ........................................... .ii
MỤC LỤC ......................................................................................................... ..iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................. ...vi

DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................ ...vii
DANH MỤC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ ............................................................ ..viii
ĐẶT VẤN ĐỀ ....................................................................................................... 1
C ƢƠN 1: TỔN QU N VỀ C C VẤN ĐỀ N

N C U ....................... 3

1.1. Ô nhiễm nƣớc ................................................................................................. 3
1.1.1. Khái niệm về ô nhiễm nƣớc ........................................................................ 3
1.1.2. Các tác nhân gây ô nhiễm nguồn nƣớc mặt ................................................ 3
1.1.3. Một số chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng nƣớc ................................................... 4
1.1.4. Một số phƣơng pháp xử lý nƣớc ô nhiễm ................................................... 6
1.2. Giới thiệu chung về nitrat và chất màu hữu cơ .............................................. 9
1.2.1. Nitrat và độc tính của nó ............................................................................. 9
1.2.2. Chất màu hữu cơ và độc tính của nó ......................................................... 10
1.3. Giới thiệu về đá ong ..................................................................................... 11
1.3.1. Nguồn gốc ................................................................................................ 11
1.3.2. Thành phần và tính chất của đá ong .......................................................... 11
1.3.3. Một số ứng dụng của đá ong ..................................................................... 12
C ƢƠN 2: MỤC TIÊU, NỘ DUN , ĐỐ TƢỢN , P ƢƠN P

P

NGHIÊN C U .................................................................................................... 14
2.1. Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................... 14
2.2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ................................................................ 14
2.2.1.Đối tƣợng.................................................................................................... 14
2.3. Nội dung nghiên cứu .................................................................................... 14
2.3.1. Khảo sát khả năng xử lý chất hữu cơ trong nƣớc bằng phƣơng pháp
Fenton với xúc tác là vật liệu đá ong biến tính ................................................... 14

iii


2.3.2. Khảo sát khả năng hấp phụ xử lý nitrat trong nƣớc của đá ong ............... 14
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu .............................................................................. 15
2.4.1. Phƣơng pháp kế thừa tài liệu..................................................................... 15
2.4.2. Phƣơng pháp thực nghiệm ........................................................................ 15
2.4.3. Phƣơng pháp xử lý số liệu......................................................................... 21
C ƢƠN 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................... 23
3.1. Xác định nồng độ nitrat, chất tạo màu trong nƣớc....................................... 23
3.1.1. Xây dựng đƣờng chuẩn nitrat.................................................................... 23
3.1.2. Xây dựng đƣờng chuẩn chất tạo màu........................................................ 24
3.2. Xử lý nitrat trong nƣớc bằng phƣơng pháp hấp phụ .................................... 25
3.2.1. Khảo sát khả năng hấp phụ nitrat trong nƣớc của các lọai vật liệu đá ong.......25
3.2.2. Khảo sát ảnh hƣởng của khối lƣợng vật liệu hấp phụ đến hiệu suất xử lý...... 26
3.2.3. Ảnh hƣởng của thời gian hấp phụ đến hiệu suất hấp phụ nitrat bằng vật
liệu đá ng chƣa biến tính D1 và vật liệu đá ong biến tính bằng NAOH .............. 28
3.3. Xử lý chất tạo màu hữu cơ (phẩm màu vàng) trong nƣớc bằng phƣơng pháp
Fenton .................................................................................................................. 30
3.3.1. Khảo sát khả năng hấp phụ phẩm màu vàng bằng đá ong chƣa xử lý ..... 30
3.3.2. Khảo sát ảnh hƣởng của khối lƣợng vật liệu biến tính(D2 ) đến hiệu suất
của q trình oxi hóa phẩm màu ......................................................................... 31
3.3.3. Khảo sát sự ảnh hƣởng của thời gian đến hiệu suất của q trình oxi hóa
phẩm màu với vật liệu biến tính D2..................................................................... 32
3.3.4. Khảo sát sự ảnh hƣởng của nồng độ ban đầu đến hiệu suất của quá trình
oxi hóa phẩm màu ............................................................................................... 33
C ƢƠN 4: KẾT LUẬN - TỒN TẠI - KIẾN NGHỊ ....................................... 35
4.1. Kết Luận ....................................................................................................... 35
4.2. Tồn Tại ......................................................................................................... 36
4.3. Kiến Nghị ..................................................................................................... 36

TÀI LIỆU THAM KHẢO

iv


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Abs

Absorbance – độ hấp thụ quang

BOD

Biochemical oxygen Demand- nhu cầu oxy sinh hoá

BVTV

Bảo vệ thực vật

COD

Chemical Oxygen Demand - nhu cầu oxy hóa học

DO

Lƣợng oxi hòa tan trong nƣớc

TDS

Total Dissolved Solids – tổng chất rắn hòa tan


UV-vis

Ultraviolet-visible spectroscopy - Phổ tử ngoại khả kiến

v


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 3.1. Kết quả đo độ hấp thụ quang xây dựng đƣờng chuẩn nitrat............... 23
Bảng 3.2. Kết quả đo độ hấp thụ quang xây dựng đƣờng chuẩn chất tạo màu .. 24
Bảng 3.3. Khảo sát khả năng hấp phụ nitrat trong nƣớc của các loại vật liệu đá
ong ....................................................................................................................... 25
Bảng 3.4. Khảo sát ảnh hƣởng của khối lƣợng D1 đến hiệu suất hấp phụ .......... 26
Bảng 3.5. Khảo sát ảnh hƣởng của khối lƣợng DNaOH đến hiệu suất hấp phụ .... 27
Bảng 3.6. Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian hấp phụ tới hiệu suất hấp phụ nitrat
của vật liệu đá ong chƣa biến tính ....................................................................... 28
Bảng 3.7. Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian hấp phụ tới hiệu suất hấp phụ nitrat
của vật liệu đá ong biến tính bằng NaOH ........................................................... 29
Bảng 3.8. Khả năng hấp phụ phẩm màu vàng của đá ong chƣa qua xử lý ......... 30
Bảng 3.9. Ảnh hƣởng của khối lƣợng vật liệu D2 đến hiệu suất oxi hóa phẩm
màu ...................................................................................................................... 31
Bảng 3.10. Ảnh hƣởng của thời gian đến hiệu suất oxi hóa phẩm màu với vật
liệu biến tính D2................................................................................................... 32
Bảng 3.11. Ảnh hƣởng của nồng độ ban đầu của phẩm màu đến hiệu suất oxi
hóa phẩm màu ..................................................................................................... 33

vi


DANH MỤC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ

Hình 2.1 Phẩm màu vàng .................................................................................... 17
Hình 2.2. Khảo sát ảnh hƣởng của vật liệu đá ong đến khả năng hấp phụ nitrat 19
Biểu đồ 3.1. Biểu đồ đƣờng chuẩn Nitrat ........................................................... 23
Biểu đồ 3.2. Tƣơng quan giữa độ hấp thụ quang và nồng độ phẩm màu vàng ............ 24
Biểu đồ 3.3. Khảo sát khả năng hấp phụ nitrat trong nƣớc của các loại vật liệu đá
ong ....................................................................................................................... 25
Biểu đồ 3.4. Khảo sát ảnh hƣởng của khối lƣợng D1 đến hiệu suất hấp phụ .... 26
Biểu đồ 3.5. Khảo sát ảnh hƣởng của khối lƣợng DNaO đến hiệu suất hấp phụ ..... 27
Biểu đồ 3.6. Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian hấp phụ tới hiệu suất hấp phụ
nitrat của vật liệu đá ong chƣa biến tính ............................................................. 28
Biểu đồ 3.7. Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian hấp phụ tới hiệu suất hấp phụ
nitrat của vật liệu đá ong biến tính bằng NaOH .................................................. 29
Biểu đồ 3.8. Ảnh hƣởng của khối lƣợng vật liệu D2 đến hiệu suất oxi hóa phẩm
màu ...................................................................................................................... 31
Biểu đồ 3.9. Ảnh hƣởng của thời gian đến hiệu suất oxi hóa phẩm màu với vật
liệu biến tính D2 .................................................................................................. 33
Biểu đồ 3.10. Ảnh hƣởng của nồng độ ban đầu của phẩm màu đến hiệu suất oxi
hóa phẩm màu ..................................................................................................... 34

vii


ĐẶT VẤN ĐỀ
Cuộc sống trên Trái Đất bắt nguồn từ nƣớc. Tất cả các sự sống trên Trái
Đất đều phụ thuộc vào nƣớc và vịng tuần hồn nƣớc. Nƣớc là thành phần quan
trọng của các tế bào sinh học và là mơi trƣờng của các q trình sinh hóa cơ bản
nhƣ quang hợp. Hiện nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của sản xuất công
nghiệp và nông nghiệp, đời sống ngƣời dân ngày càng đƣợc nâng cao. Đi kèm
với đó là sự ơ nhiễm mơi trƣờng nghiêm trọng, đặc biệt là môi trƣờng nƣớc với
các chất nhƣ kim loại nặng hay nitrat…

Nitrat là một trong những chỉ số để đánh giá chất lƣợng nƣớc. Nguồn
phát sinh nitrat chủ yếu từ việc môi trƣờng ô nhiễm lâu ngày hoặc qua việc sử
dụng dƣ thừa các loại phân bón NPK trong nông nghiệp rồi ngấm dần vào nguồn
nƣớc ngầm.Việc dƣ thừa hàm lƣợng Nitrat trong nƣớc uống gây ra các hậu quả
về mặt sức khỏe ảnh hƣởng trực tiếp tới ngƣời sử dụng. Khi nitrat xâm nhập vào
trong cơ thể với hàm lƣợng cao dƣới tác động của enzim trong cơ thể nitrat sẽ
đƣợc chuyển hóa thành nitrit ngăn cản các quá trình hình thành và trao đổi oxy
của Hemoglobin trong máu dẫn đến việc thiếu hụt oxy trong máu đƣợc gọi là
hội chứng ngộ độc Nitrat. Thông thƣờng nồng độ nitrat cho phép trong nƣớc mặt
dùng cho mục đích sinh hoạt theo (QCVN 08:2008/BTNMT) là không vƣợt quá
2 (mg/l) [8] . Nếu sử dụng nguồn nƣớc thừa Nitrat trong thời gian dài sẽ dẫn
đến các bệnh do việc thiếu hụt oxy và các bệnh khác do nitrat kết hợp với các
enzim trong đƣờng ruột dẫn đến việc hấp thu thức ăn kém. Điển hình của bệnh
này là các hiện tƣợng da xanh, ung thƣ…Tác hại của nitrat tới sức khỏe con
ngƣời là hết sức nguy hiểm, vì thế cần có các biện pháp để giảm thiểu nitrat
trong nƣớc.
Đá ong, một loại đá tự nhiên có rất nhiều ở vùng Xuân Mai, Hòa Lạc và
các vùng trung du khác trên mọi miền Tổ quốc. Nƣớc giếng đá ong từng đƣợc
biết đến là có vị ngọt, trong, mát. Khơng những làm vật liệu xây dựng, đá ong
cịn có các tính chất đặc biệt của vật liệu hấp phụ giá thành rẻ, thân thiện với
môi trƣờng: độ xốp khá cao, bề mặt riêng lớn…nhƣng hầu nhƣ việc nghiên cứu,
chuyển hóa và ứng dụng đá ong làm vật liệu hấp phụ vẫn chƣa đƣợc thực hiện
1


nhiều. Vì vậy tơi đã chọn đề tài khóa luận “Nghiên cứu khả năng xử lý nitrat
và chất màu hữu cơ trong nước bằng vật liệu đá ong” nhằm xác định khả năng
và các điều kiện tối ƣu để chuyển hóa đá ong thành vật liệu hấp phụ, xử lý nitrat
trong nƣớc mặt và chất màu hữu cơ trong nƣớc để phục vụ nhu cầu sinh hoạt,
đảm bảo sức khỏe con ngƣời và mang lại hiệu quả kinh tế.


2


Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Ô nhiễm nƣớc
1.1.1. Khái niệm về ô nhiễm nước [4]
Ô nhiễm nƣớc là sự thay đổi thành phần và chất lƣợng nƣớc khơng đáp
ứng cho các mục đích sử dụng khác nhau, vƣợt quá tiêu chuẩn cho phép và có
ảnh hƣởng xấu đến đời sống con ngƣời và sinh vật.
1.1.2. Các tác nhân gây ô nhiễm nguồn nước mặt
Chất lƣợng nƣớc mặt thƣờng đƣợc đánh giá thông qua các chỉ tiêu:
- Vật lý: Các chỉ tiêu vật lý bao gồm nhiệt độ, độ trong, màu sắc, mùi vị
của nƣớc...
- Hoá học: Các thơng số hố học là các giá trị pH, DO, BOD, COD, các
muối dinh dƣỡng, các kim loại nặng, các khí hồ tan ...
Các chất hịa tan trong nƣớc ảnh hƣởng trực tiếp hoặc gián tiếp lên
sinh vật.
Lân (P) thƣờng là nhân tố hạn chế hàng đầu trong môi trƣờng nƣớc ngọt.
Nguồn gốc cuả P do sự rửa trôi và nguồn nhân tạo (nông nghiệp và sinh hoạt).
Nitơ (N) dƣới dạng NO3- đƣợc sử dụng bởi thủy sinh vật. NH3 dồi dào
khi nƣớc thiếu O2 hoặc quá nhiều chất thải chứa N. NO2- tỏ ra độc đối với
thủy sinh vật.
Lƣu huỳnh (S) dƣới dạng SO42- có thể đáp ứng nhu cầu của thực vật. H2S
là chất độc đối với cá và một số thủy sinh động vật.
- Ô nhiễm do các chất hữu cơ tổng hợp
+ Chất tẩy rửa: là các chất hữu cơ có cực (polar) và khơng có cực
(nonpolar).
+ Hố chất bảo vệ thực vật (BVTV): hiện đại đa số là các chất hữu cơ
tổng hợp, gồm: thuốc sát trùng (insecticides), thuốc diệt nấm (fongicides), thuốc

diệt cỏ (herbicides), thuốc diệt chuột (diệt gặm nhấm - rodenticides), thuốc diệt
tuyến trùng (nematocides). Ngun nhân gây ơ nhiễm hố chất BVTV là do các
nhà máy thải các chất cặn bã ra sơng, do q trình sử dụng các hố chất BVTV
trong nông nghiệp, gây ô nhiễm nƣớc mặt, nƣớc ngầm và các vùng cửa sông, bờ
3


biển. Sử dụng hoá chất BVTV mang lại nhiều hiệu quả trong nông nghiệp,
nhƣng cũng gây ra nhiều hậu quả xấu cho môi trƣờng và đời sống sinh vật.
1.1.3. Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước
- Nhiệt độ: nhiệt độ của nƣớc có vai trị quan trọng đối với các q trình
sinh hố diễn ra trong thuỷ vực. Các nƣớc thải từ nhà máy nhiệt điện và lò hơi
của một số ngành cơng nghiệp có nhiệt độ rất cao. Khi thải ra mơi trƣờng, nó
làm tăng nhiệt độ của các thủy vực ảnh hƣởng đến một số thủy sinh vật và làm
suy giảm oxy hòa tan trong nguồn nƣớc (do khả năng bão hịa oxy trong nƣớc
nóng thấp hơn và vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ sẽ hoạt động mạnh hơn).
- Độ đục, màu sắc, mùi vị: các chất rắn không tan khi đƣợc thải vào nƣớc
làm tăng lƣợng chất lơ lửng, làm tăng độ đục của nƣớc. Các chất này có thể là
gốc vơ cơ hay hữu cơ, có thể đƣợc vi khuẩn phân huỷ. Sự phát triển của vi
khuẩn và các vi sinh vật khác lại càng làm tăng độ đục của nƣớc và làm giảm độ
xuyên của ánh sáng. Nhiều chất thải công nghiệp có chứa các chất có màu, hầu
hết là màu hữu cơ, làm giảm giá trị sử dụng của nƣớc cũng nhƣ thẩm mỹ. Các
nƣớc thải từ nhà máy dệt, giấy, thuộc da, lị mổ... có độ màu rất cao, làm cản trở
khả năng khuếch tán của ánh sáng vào nguồn nƣớc, gây ảnh hƣởng đến khả
năng quang hợp của hệ thủy sinh thực vật.
Màu sắc, mùi vị ... cũng là những chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng nƣớc.
Nƣớc sạch là nƣớc không màu, không mùi, không vị. Khi trong nƣớc có quá
nhiều các chất hữu cơ bị phân huỷ, gây ơ nhiễm thì nó sẽ có những màu sắc, mùi
vị khác lạ. Trong các chất thải cơng nghiệp cịn chứa nhiều hợp chất hoá học
nhƣ muối sắt, mangan, clo tự do, hydro sulfur, phenol ... làm cho nƣớc có vị khó

chịu, tảo làm nƣớc có mùi bùn.
- Độ cứng: là đại lƣợng đo nồng độ các khoáng trong nƣớc thƣờng là do
ion Ca2+, Mg2+ gây ra. Nƣớc rất cứng khi độ cứng > 200 (mg/l)
- Tổng chất rắn hoà tan (TDS): là thơng số quan trọng để đo sự hồ tan
của các khoáng trong nƣớc.

4


- pH của nƣớc đặc trƣng cho độ axit hay độ kiềm của nƣớc. Khi pH là 7
đƣợc gọi là trung tính. Nếu p < 7 nƣớc là mơi trƣờng axit, p > 7 nƣớc là bazo
hay môi trƣờng kiềm. Đời sống các lồi cá thƣờng thích hợp với pH từ 6.5 –8.5.
- DO (Oxi hòa tan ) DO là yếu tố quyết định các quá trình phân huỷ
sinh học các chất ô nhiễm trong nƣớc diễn ra trong điều kiện yếm khí hay
háo khí.
- BOD, COD: giá trị BOD, COD biểu thị lƣợng oxy cần thiết để oxy hoá
các chất hữu cơ trong thuỷ vực theo con đƣờng hoá học hoặc sinh học. Giá trị
BOD, COD càng cao có nghĩa là thuỷ vực càng bẩn.
- Một số kim loại nặng:
+Thủy ngân: dƣới dạng hợp chất rất độc đối với sinh vật và ngƣời.
+ Asen: là kim loại nặng độc hại, nó gây độc khi vào cơ thể qua con
đƣờng ăn uống, hô hấp và tiếp xúc qua da.
-

mmoni: đƣợc hình thành từ nitơ trong các hợp chất vơ cơ và hữu cơ

và đây là nguồn dinh dƣỡng quan trọng đối với thực vật thuỷ sinh và tảo. Trong
nƣớc bề mặt tự nhiên vùng không ô nhiễm.
- Nitrite – Nitrate: là các hợp chất có nguồn gốc từ nitơ, đây là nguồn
dinh dƣỡng quan trọng cho thực vật và tảo. Nếu nồng độ nitrat > 10 mg/l sẽ rất

thích hợp cho sự phát triển của tảo và quá trình phân huỷ (ảnh hƣởng đến hệ
sinh thái thuỷ sinh do làm giảm oxy hoà tan trong nƣớc). Nitrat cao trong nƣớc
cấp gây ra bệnh xanh da Methehemoglobin ở trẻ em “Blue Baby” (đặc biệt với
trẻ dƣới 6 tháng tuổi).
- Photpho : là nguồn dinh dƣỡng quan trọng cho thực vật và tảo. Trong
nƣớc các hợp chất photpho tồn tại ở 4 dạng: hợp chất vô cơ không tan, hợp chất
hữu cơ không tan, hợp chất hữu cơ tan và hợp chất hữu cơ không tan. Nồng độ
cao của photpho trong nƣớc gây ra sự phát triển mạnh của tảo, khi tảo chết đi
q trình phân huỷ kỵ khí làm giảm lƣợng oxy hoà tan trong nƣớc và điều này
gây ảnh hƣởng độc hại với đời sống thuỷ sinh.
Nitơ và photpho là hai nguyên tố cơ bản của sự sống, nó có mặt ở hầu
hết mọi hoạt động liên quan đến sự sống và trong rât nhiều nghành công nghiệp,
5


nông nghiệp Khi thải 1 kg nitơ dƣới dạng hợp chất hố học vào mơi trƣờng nƣớc
sẽ sinh ra 20 kg COD. Trong các nguồn nƣớc nếu hàm lƣợng N> 30-60 mg/l, P
>4-8 mg/l sẽ xảy ra hiện tƣợng phú dƣỡng.
1.1.4. Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm
a/ Phương pháp hấp phụ [2]
Phƣơng pháp hấp phụ đƣợc dùng rộng rãi để làm sạch triệt để nƣớc thải
khỏi các chất hữu cơ hoà tan sau khi xử lý sinh học cũng nhƣ xử lý cục bộ khi
trong nƣớc thải có chứa một hàm lƣợng rất nhỏ các chất đó. Những chất này
không phân huỷ bằng con đƣờng sinh học và thƣờng có độc tính cao. Nếu các
chất cần khử bị hấp phụ tốt và khi chi phí riêng lƣợng chất hấp phụ khơng lớn
thì việc áp dụng phƣơng pháp này là hợp lý hơn cả.
Trong trƣờng hợp tổng quát, quá trình hấp phụ gồm 3 giai đoạn:
+ Di chuyển các chất cần hấp phụ từ nƣớc thải tới bề mặt hạt hấp phụ.
+ Thực hiện quá trình hấp phụ;
+ Di chuyển chất ô nhiễm vào bên trong hạt hấp phụ (vùng khuếch tán

trong). Ngƣời ta thƣờng dùng than hoạt tính, các chất tổng hợp hoặc một số chất
thải của sản xuất nhƣ xỉ tro, xỉ, mạt sắt và các chất hấp phụ bằng khoáng sản
nhƣ đất sét, silicagen…Để loại những chất ô nhiễm nhƣ: chất hoạt động bề mặt,
chất màu tổng hợp, dung mơi clo hố, dẫn xuất phenol và hydroxyl…
ng dụng của phƣơng pháp hấp phụ bằng vật liệu:
+ Tách các chất hữu cơ nhƣ phenol, alkylbenzen-sulphonic acid, thuốc
nhuộm, các hợp chất thơm từ nƣớc thải bằng than hoạt tính;
+ Có thể dùng than hoạt tính khử thuỷ ngân;
+ Có thể dùng để tách các chất nhuộm khó phân huỷ;
b/ Phương pháp oxi hóa nâng cao ( Fenton) [5 ]
- Quá trình Fenton và các quá trình kiểu Fenton (Fenton – like processes)
đƣợc cho là giải pháp có hiệu quả cao và tính ứng dụng lớn trong xử lý các
phẩm mẫu hữu cơ bền, khó phân hủy bằng phƣơng pháp khác. Cơng trình
nghiên cứu này đƣợc J.H. Fenton cơng bố vào năm 1894 trong tạp chí hội hóa
học ở Mỹ. Quá trình này dùng tác nhân là tổ hợp H2O2 và muối sắt Fe2+ làm tác
6


nhân oxy hóa, thực tế đã chứng minh hiệu quả xử lý và kinh tế của phƣơng
pháp này khá cao. Nhƣợc điểm của của nó là phải duy trì đƣợc mơi trƣờng pH
thấp, tốn hóa chất, sản phẩm sau khi xử lý có thể bị khống hóa hồn tồn,
khơng tận dụng đƣợc nguyên liệu cho quá trình xử lý sinh hóa tiếp theo. Vì vậy,
trong các trƣờng hợp chỉ nên áp dụng quá trình Fenton để phân hủy từng phần,
chuyển các chất khó phân hủy sinh học thành có khả năng phân hủy sinh học rồi
tiếp tục dùng các quá trình xử lý sinh học tiếp sau.
- Cơ chế quá trình Fenton có 4 giai đoạn
- Điều chỉnh pH thích hợp: q trình Fenton thƣờng diễn ra có hiệu quả
cao trong khoảng pH thấp: pH = 2 – 4, cao nhất trong khoảng p = 2.8. Do đó,
trong điều kiện xử lý nƣớc thƣờng gặp (pH = 5 – 9 ), q trình xảy ra khơng
hiệu quả. Vì vậy, cần hạ pH của nƣớc xuống để đạt hiệu quả xử lý tối đa.

- Phản ứng Oxi hóa diễn ra: trong q trình Oxi hóa, ion sắt hóa trị 2 sẽ
tác dụng với Hydrogen peoxit H2O2sinh ra gốc tự do Hydroxyl OH gọi là phản
ứng Fenton.
Fe2+ + H2O2  Fe3++ HO + OH–
Gốc OH sau khi hình thành sẽ tham gia vào q trình oxi hóa các hợp
chất hữu cơ trong nƣớc thải và chuyển hóa các hợp chất hữu cơ có khối lƣợng
phân tử cao thành các hợp chất có khối lƣợng phân tử nhỏ dễ phân hủy.
CHC (cao phân tử) + HO  CHC (thấp phân tử)+ CO2 + H2O+ OH–
- Trung hòa và keo tụ: sau khi xảy ra q trình oxi hóa cần thực hiện
nâng pH của quá trình > 7 để tiến hành kết tủa Fe3+ mới hình thành.
Fe3+ + 3OH– Fe(OH)3
Kết tủa Fe(OH)3 mới hình thành sẽ thực hiện các cơ chế keo tụ, đông tụ,
hấp phụ một phần các hợp chất hữu cơ, chủ yếu là các hợp chất hữu cơ có khối
lƣợng phân tử cao.
-

ng dụng:

Các ứng dụng khác trong lĩnh vực môi trường của H2O2 đã được thế giới
áp dụng gồm có :

7


- Khử mùi : oxy hóa H 2S, mercaptan, amine và aldehyde. H 2O2 có
thể đƣa trực tiếp vào nƣớc thải có mùi hoặc đƣa vào tháp phun ƣớt để khử
mùi từ dịng khí.
- Kiểm sốt sự ăn mịn : phân hủy dƣ lƣợng chlorine và hợp chất lƣu
huỳnh (thiosulfates, sulfites và sulfides) tạo ra các axit ăn mòn khi ngƣng tụ
trong thiết bị và bị oxy hóa bởi khơng khí.

- Khử BOD, COD : oxy hóa các chất ơ nhiễm gây ra BOD, COD, đối với
những chất khó phân hủy có thể cần xúc tác.
- Oxy hóa chất vơ cơ : oxy hóa cyanide, NOx, SOx, nitrites, hydrazine,
carbonyl sulfide, và các hợp chất lƣu huỳnh (phần khử mùi).
- Oxy hóa chất hữu cơ : thủy phân formaldehyde, cacbon disulfide (CS2),
carbohydrat, photpho hữu cơ, các hợp chất nitơ, phenol, thuốc bảo vệ thực vật…
- Oxy hóa kim loại : oxy hóa sắt

, mangan, arsenic, selenium…để

cải thiện khả năng hấp phụ , lọc hay kết tủa từ các quá trình xử lý nƣớc và
nƣớc thải.
- Khử độc, cải thiện khả năng phân hủy sinh học : với xúc tác H2O2 phân
hủy các chất hữu cơ phức tạp thành đơn giản hơn, ít độc hơn, dễ phân hủy sinh
học hơn.
- Khử trùng.
- Giải phóng các bọt khí nhỏ phân tán, nâng cao hiệu quả khử loại các
váng dầu mỡ trong hệ thống tuyển nổi.
- Cung cấp nguồn DO bổ sung tại chỗ cho quá trình xử lý sinh học, cải
thiện hiệu quả đốt cháy và làm giảm nhiệt độ vận hành trong lò đốt...
Một số nghiên cứu của các tác giả trong nƣớc ứng dụng hệ oxy hóa Fenton để
xử lý một số chất hữu cơ độc hại nhƣ các dẫn xuất của phenol, dẫn xuất của
bezen... cũng đã đƣợc thực hiện.
- Qúa trình lắng: sau khi thực hiện kết tủa Fe(OH)3tạo ra một lƣợng bùn
kết tủa chứa rất nhiều sắt. Bùn cặn này đƣợc lắng và loại bỏ ra ngoài. Việc loại
bỏ lƣợng bùn này làm giảm đáng kể lƣợng COD và độ màu trong nƣớc thải.

8



Nƣớc thải sau khi qua q trình Fenton cịn lại chủ yếu là các hợp chất hữu cơ
dễ phân hủy sẽ đƣợc xử lý bổ sung bằng các cơng trình phía sau.
1.2. Giới thiệu chung về nitrat và chất màu hữu cơ
1.2.1. Nitrat và độc tính của nó
a/ Tính chất vật lí, hóa học [1]
- Trong muối nitrat, ion NO3- có cấu tạo hình đa giác đều với góc ONO
bằng 120º và độ dài liên kết N-O bằng 1,218

º . Trong đó nguyên tử nitơ ở

trạng thái lai hóa sp2 , ba obitan lai hóa tạo thành ba liên kết σ với ba nguyên tử
oxi. Obitan 2p còn lại ở nguyên tử nitơ tạo nên một liên kết π không định chỗ
với nguyên tử oxi.
- Muối nitrat khan của kim loại kiềm khá bền với nhiệt (chúng có thể
thăng hoa trong chân khơng ở 380 – 500 ºC). Cịn các nitrat của kim loại khác dễ
phân hủy khi đun nóng. Nitrat là muối của axit kém bền HNO3. HNO3 bị thủy
phân dƣới tác dụng của ánh sáng, dung dịch có màu vàng. Trong nƣớc, HNO3 là
axit mạnh nên phân li hoàn toàn.
- Tất cả các muối nitrat đều tan trong nƣớc và là chất điện li mạnh.
Trong dung dịch, chúng phân li hồn tồn thành các ion. Ion NO3- khơng có
màu, nên màu của một số muối nitrat là do màu của cation kim loại trong muối
tạo nên. Một số muối nitrat nhƣ NaNO3 , NH4 NO3, ... hấp thụ hơi nƣớc trong
khơng khí nên dễ bị chảy rữa. Các muối nitrat dễ bị phân hủy. Độ bền nhiệt của
muối nitrat phụ thuộc vào bản chất của cation tạo muối. Muối nitrat của các kim
loại hoạt động mạnh (kali, natri,...) bị phân hủy thành muối nitrit và oxi. Muối
nitrat của magie, kẽm, sắt, chì, đồng,... bị phân hủy thành oxit kim loại tƣơng
ứng, NO2 và O2. Muối nitrat của bạc, vàng, thủy ngân,... bị phân hủy thành kim
loại tƣơng ứng, khí NO2 và O2.
2 NaNO3 →2 NaNO2 + O2
2 Pb(NO3)2 → 2 PbO +4 NO2 + O2

Hg(NO3)2 → Hg +2NO2 + O2
- Ở nhiệt độ cao, muối nitrat phân hủy ra oxi nên chúng là các chất oxi
hóa mạnh. Khi cho than nóng đỏ vào muối kali nitrat nóng chảy, than bùng
9


cháy. Ion NO3- trong mơi trƣờng axit có khả năng oxi hố nhƣ axit nitri. Trong
mơi trƣờng trung tính muối nitrat hầu nhƣ khơng có khả năng ơxi hóa, nhƣng
trong mơi trƣờng kiềm có thể bị Al, Zn khử đến NH3.
4 Zn + NO3- + 7 OH-→ 4 ZnO2- + NH3 + 2 H2O
- Do tính chất oxi hóa trong mơi trƣờng axit, nitrat cịn có khả năng tham
gia nitro hóa với một số chất hữu cơ nhƣ: axit sulfosalicilic, diphenylamin,
antipyrin. Khi chuyển về môi trƣờng kiềm sản phẩm của q trình nitro hóa sẽ
có màu. Đây là cơ sở cho phản ứng định lƣợng nitrat bằng phƣơng pháp trắc.
b/ Độc tính của nitrat [4]
- Nitrat và nitrit là những tác nhân gây ảnh hƣởng tới sức khỏe cộng
đồng và là một trong những nguyên nhân gây ra hai loại bệnh:
methaemoglobinemia: hội chứng da xanh ở trẻ sơ sinh và ung thƣ dạ dày ở
ngƣời lớn. Khi đi vào cơ thể, nitrat tham gia phản ứng khử ở dạ dày và đƣờng
ruột do tác dụng của các men tiêu hoá sinh ra nitrit. Nitrit sinh ra phản ứng với
Hemoglobin tạo thành methaemoglobinemia làm mất khả năng vận chuyển oxi
của Hemoglobin.
- Thơng thƣờng Hemoglobin chứa Fe2+ , ion này có khả năng liên kết với
oxi. Khi có mặt NO2- nó sẽ chuyển hố thành Fe3+ làm cho hồng cầu khơng làm
đƣợc nhiệm vụ chuyển tải oxi. Nếu duy trì lâu sẽ dẫn tới tử vong.
4HbFe2+ (O2 ) +4NO2- + 2H2O → 2HbFe3+ + OH- +4NO3- +O2
- Sự tạo thành methaemoglobinemia đặc biệt thấy rõ ở trẻ em. Trẻ em
mắc chứng bệnh này thƣờng xanh xao và dễ bị đe doạ đến cuộc sống đặc bệt là
trẻ dƣới 6 tháng tuổi. Ngoài ra, NO2 trong cơ thể dễ tác dụng với các axit amin
tạo thành nitrosamine một hợp chất gây ung thƣ [3] Các hợp chất nitroso đƣợc

tạo thành từ các amin bậc hai và các axit nitrơ ( NO2 ) có thể trở nên bền vững
hơn nhờ tách lại proton để trở thành nitrosamine.
1.2.2. Chất màu hữu cơ và độc tính của nó
- Các loại chất màu hữu cơ (phẩm nhuộm) tổng hợp có chứa các hợp
chất azo đã có từ lâu đời và ngày càng đƣợc sử dụng phổ biến trong các ngành
công nghiệp dệt may, giấy, cao su, nhựa, da, mỹ phẩm, dƣợc phẩm và các ngành
10


cơng nghiệp thực phẩm do có đặc điểm là dễ sử dụng, giá thành rẻ, ổn định và
đa dạng về màu sắc so với màu sắc tự nhiên. Tuy nhiên việc sử dụng rộng rãi
thuốc nhuộm và các sản phẩm của chúng gây ra ô nhiễm nguồn nƣớc ảnh hƣởng
tới sức khỏe của con ngƣời và môi trƣờng sống.
- Khi đi vào nguồn nƣớc tự nhiên nhƣ sông, hồ… với một lƣợng rất nhỏ
của thuốc nhuộm đã cho cảm giác về màu sắc. Màu đậm của nƣớc thải cản trở
sự hấp thụ oxy và ánh sáng mặt trời gây tác hại cho sự hơ hấp, sinh trƣởng của
các lồi thủy sinh, làm tác động xấu đến khả năng phân giải của vi sinh đối với
các chất hữu cơ trong nƣớc thải. Đối với cá và các loài thủy sinh, các kết quả thử
nghiệm trên cá của hơn 3000 loại thuốc nhuộm nằm trong tất cả các nhóm từ
khơng độc, độc vừa, rất độc đến cực độc cho thấy có khoảng 37 % loại thuốc
nhuộm gây độc cho cá và thủy sinh, khoảng 2 % thuộc loại rất độc và cực độc,
các nghiên cứu cho thấy khả năng phân giải trực tiếp thuốc nhuộm hoạt tính
bằng vi sinh rất thấp do đó thời gian tồn lƣu dài trong mơi trƣờng
1.3. Giới thiệu về đá ong
1.3.1. Nguồn gốc
Đá ong hình thành ở vùng có độ dốc ko cao lắm, có điều kiện tích tụ Fe,
Al, Mn. Nhất là các tỉnh đồi núi trung du các tỉnh: Vĩnh Phú, Đồng Nai, Sông
Bé, Tây Ninh, Bà Rịa – Vũng Tàu, Tây Nguyên,…Nơi mà môi trƣờng sinh thái
đang bị phá hủy mạnh mẽ, khả năng bốc hơi lớn, mạch nƣớc ngầm lên xuống rất
cao trong mùa mƣa và mùa khô. Mực nƣớc ngầm không quá sâu. Đá ong thƣờng

xuất hiện ở chân đồi vì nƣớc ngầm nông hơn. Đá mẹ, phù sa cổ, thạch sét, một ít
bazan tấng mỏng hay xuất hiện đá ong (miền Đơng Nam bộ, Tây Ngun). Trên
đá vơi hình thành nên đá ong hạt đậu, kết quả của sự tích tụ tuyệt đối Mn6+,
Mn4+, Fe3+, Al3+.
1.3.2. Thành phần và tính chất của đá ong
a/ Thành phần
Trong đá ong thành phần chủ yếu là hydroxit sắt ngậm nƣớc hay không
ngậm nƣớc, mangan và phần rất ít oxit nhơm. Trong tầng nƣớc thổ nhƣỡng gần
mặt đất có chứa nhiều Fe2+, các Fe2+ dễ dàng bị oxi hóa thành Fe3+ khi có điều
11


kiện tiếp xúc với oxy. Các oxit của chúng liên kết với các nhân là hạt keo là sắt
kailinit để tạo thành mạng lƣới dày đặc. Khi mất nƣớc chúng càng liên kết chặt
hơn tạo nên một khối vững chắc. Kết quả nghiên cứu thành phần mẫu quặng Đá
ong ở Tây Nguyên cho kết quả:

àm lƣợng sắt trung binh là 29.91%, Al2O3

19.86%, SiO2 20.71%. Ngƣời ta phân loại đá ong thành
+ Đá ong tản kiểu buhanran
+ Đá ong tản tổ ong, có nhiều lỗ, lỗ nhỏ nhƣ tổ ong
+ Đá ong hạt đậu
b/ Tính chất của đá ong
+ Nếu loại gạch thông thƣờng sau khi làm đất, xẻ khuôn, phơi nắng thì
phải qua một khâu quan trọng, mất thời gian và tốn kém là nung thì gạch làm từ
đá ong sau khi phơi nắng, cứ thế đƣa vào xây dựng. Ngƣời xƣa thƣờng dùng vữa
hoặc hỗn hợp bùn, trấu để gắn kết các viên gạch đá ong lại với nhau.
+ Đá ong cịn có một đặc điểm nổi trội khác là hấp thụ nhiệt kém, tỏa
nhiệt nhanh. Thế nên, công trình sử dụng vật liệu đá ong mát về mùa hè, ấm áp

vào mùa đơng.
+ Chính bởi nguồn vật liệu sẵn có, rẻ, tiện ích, phù hợp với điều kiện vi
khí hậu địa phƣơng nên ngƣời xứ Đồi sử dụng đá ong rất nhiều, từ những cơng
trình lớn, hồnh tráng nhƣ đình làng, nhà thờ họ đến những cơng trình bình dị,
gần gũi hơn nhƣ nhà ở, tƣờng rào…
+ Trong những năm gần đây, các cơng trình nghiên cứu khoa học đã cho
thấy đá ong có nhiều đặc tính tốt nhƣ: diện tích bề mặt riêng lớn, định hình ổn
định, rỗng, xốp, có nhiều lỗ trống, thốt nƣớc tốt. Chính vì vậy mà đá ong đƣợc
sử dụng làm vật liệu xử lí ion độc, có hại cho mơi trƣờng.
1.3.3. Một số ứng dụng của đá ong
- Đá ong hiện đang là vật liệu đƣợc sử dụng rất nhiều để trang trí khơng
gian trong nhà, ngồi trời, trang trí sân vƣờn, tiểu cảnh hay xây dựng các cơng
trình tƣờ ng bao, trụ cổng, nhà cổ,....
- Làm vật liệu lọc nƣớc mang lại hiệu quả tốt các kim loại nặng bị loại
bỏ, cịn các khống chất có lợi vẫn giữ ngun.
12


- Hiệu suất lọc của loại vật liệu này đạt đƣợc rất lớn: sắt từ 28.3mg/l còn
0.07mg/l; mangan từ 0.455mg/l xuống còn 0.017mg/l, asen từ 0.342mg/l còn
0.012mg/l; đặc biệt amoni (NH4+) giảm từ 11.38 xuống 0.775mg/l.
-

ng dụng của đá ong trong xử lí mơi trƣờng.

Trong lịch sử, đá ong đƣợc cắt dạng viên gạch, đƣợc sử dụng trong xây
dựng đền đài, đền thờ. Kể từ năm 1970, đá ong đƣợc sử dụng thay cho đá. Lớp
đá ong hình thành trong tự nhiên dày xốp và hơi thấm nƣớc, vì vậy các lớp này
có chức năng dẫn mạch nƣớc ngầm ở khu vực nông thôn. Ở một số địa phƣơng,
ngƣời ta cịn sử dụng đá ong có sẵn để loại bỏ photphat và kim loại nặng. Đá

ong là nguồn quặng nhôm: quặng chủ yếu tồn tại dạng khoáng vật và hidroxit
gibbsite, diaspore giống nhƣ thành phần của boxit. Ở Bắc reland, ngƣời ta sử
dụng đá ong nhƣ nguồn cung cấp chính quặng sắt, nhôm. Đá ong cũng là nguồn
cung cấp niken.
Trong những năm gần đây, các cơng trình nghiên cứu khoa học đã cho
thấy đá ong có nhiều đặc tính tốt nhƣ: diện tích bề mặt riêng lớn, định hình ổn
định, rỗng, xốp, có nhiều lỗ trống, thốt nƣớc tốt. Chính vì vậy mà đá ong đƣợc
sử dụng làm vật liệu xử lí ion độc, có hại cho mơi trƣờng. Đá ong đã đƣợc ứng
dụng trong xử lí ơ nhiễm Flo,

sen,… Chúng ta đã nghiên cứu và phát triền để

phát huy đƣợc hết các đặc tính quý của đá ong trong xử lí mơi trƣờng. Để nâng
cao khả năng hấp phụ của đá ong, các nhà khoa học đã nghiên cứu và biến tính
đá ong bằng các vật liệu khác nhau.

13


Chƣơng 2: MỤC TIÊU, NỘI DUNG, ĐỐI TƢỢNG, PHƢƠNG
PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
- Mục tiêu chung: Sử dụng các loại vật liệu rẻ tiền, dễ kiếm để làm sạch
nƣớc.
- Mục tiêu cụ thể: Khảo sát khả năng xử lý nitrat và chất màu hữu cơ
trong nƣớc bằng đá ong và vật liệu biến tính từ đá ong.
2.2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
2.2.1.Đối tượng
- Vật liệu hấp phụ và vật liệu xúc tác có nguồn gốc từ đá ong.
- Nitrat và chất màu hữu cơ trong nƣớc.

2.2.2. Phạm vi nghiên cứu
- Nghiên cứu bằng các mẫu giả là các dung dịch nitrat và phẩm màu tự
pha theo nồng độ xác địnhtrong quy mơ phịng thí nghiệm.
2.3. Nội dung nghiên cứu
2.3.1. Khảo sát khả năng xử lý chất hữu cơ trong nước bằng phương pháp
Fenton với xúc tác là vật liệu đá ong biến tính
- Khảo sát khả năng hấp phụ phẩm màu của đá ong đồng thời nghiên
cứu biến tính đá ong để tăng khả năng hấp phụ của chúng.
- Khảo sát các điều kiện tối ƣu cho q trình oxi hóa phẩm màu hữu cơ
trong nƣớc với chất xúc tác là đá ong biến tính :
+ Khảo sát ảnh hƣởng của khối lƣợng vật liệu và thời gian đến q trình
oxi hóa.
+ Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ ban đầu của phẩm màu hữu cơ (phẩm
màu vàng) đến q trình oxi hóa.
2.3.2. Khảo sát khả năng hấp phụ xử lý nitrat trong nước của đá ong
- Khảo sát sự ảnh hƣởng của các loại vật liệu đá ong, khối lƣợng của các
loại vật liệu, thời gian xử lý đến quá trình hấp phụ nitrat trong nƣớc :

14


+ Khảo sát sự ảnh hƣởng của các loại vật liệu đá ong khác nhau đến khả
năng xử lý nitrat trong nƣớc.
+ Khảo sát ảnh hƣởng khối lƣợng vật liệu đến khả năng hấp phụ nitrat.
+ Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian đến khả năng hấp phụ nitrat.
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.4.1. Phương pháp kế thừa tài liệu
Tìm kiếm, thu thập thông tin liên quan đến nội dung của đề tài thông qua
sách vở, các báo cáo khoa học, các nghiên cứu, các phƣơng tiện thông tin khác
(internet, truyền hình, báo chí…..). Tìm hiểu các vấn đề:

- Hiện trạng ô nhiễm nƣớc tại Việt Nam và tác hại của việc ô nhiễm
nitrat.
- Các phƣơng pháp xử lý nitrat trong nƣớc đã đƣợc tiến hành ở Việt
Nam.
- Phƣơng pháp hấp phụ sử dụng đá ong.
- Phƣơng pháp biến tính đá ong để nâng cao khả năng hấp phụ.
2.4.2. Phương pháp thực nghiệm
2.4.2.1. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị thí nghiệm
a/ Hóa chất, nguyên liệu
- Vật liệu hấp phụ: Đá ong đƣợc nghiền lấy cỡ hạt 0.5 – 1.0 mm đem
rửa sạch nhiều lần bằng nƣớc cất. Sau đó sấy khô ở nhiệt độ 110 ºC trong 3 giờ
thu đƣợc vật liệu hấp phụ đá ong - D1
- Phẩm màu vàng chuẩn nồng độ 200 mg/l: hòa tan 0.2 g phẩm màu
trong 1l nƣớc cất
- Dung dịch nitrat chuẩn - nồng độ 20mg/l: cho 0.36 g muối KNO3
vào bình định mức 50 ml rồi định mức đến vạch bằng nƣớc cất. Lấy 20 ml
dung dich vừa pha đƣợc cho vào bình định mức 1000 ml, định mức đến
vạch bằng nƣớc cất.
- Muối Morh (FeSO4 (NH4)2 SO4.6H20 )
- Trilon B (C10H14N2Na2O8) 0.02M
- Hydro peroxid (H2O2) 20%
15


- Axit disunfophenic (C6H3(HSO3)2OH)
- xit clohidric đặc (HCl) (1:1)
- Natri hidroxit (NaOH) 5M
- Axit sunfuric 0.2N
b/ Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm
- Máy đo quang phổ UV-VIS DR3900

- Cân phân tích Pioneer PA
- Máy đo p
- Tủ sấy
- Bếp điện
- Bình định mức 1000ml
- Cốc thủy tinh 250ml
- Bình tam giác 250ml
- Đũa thủy tinh
- Pipet 1ml, 2ml, 5ml, 10ml
- Phễu lọc
- Giấy lọc
- Quả bóp
- Nƣớc cất
- Ống đong 100ml
- Bình định mức 50ml
- Nhãn dán
- Giấy quỳ
2.4.2.2. Xác định nồng độ Nitrat, chất tạo màu hữu cơ(phẩm màu vàng) trong
nước
a/ Xây dựng đường chuẩn Nitrat
- Nguyên tắc: nitrat phản ứng với axit disunfophenic trong thu đƣợc
dung dịch trinitrophenol có màu vàng, hấp thụ cực đại ở bƣớc sóng 405nm , đo
độ hấp thụ quang của dung dịch.
- Cách thực hiện:
16


+ B1: Lấy lần lƣợt 0, 1, 3, 5, 7, 10 ml dung dịch NO3- chuẩn 20 mg/l vào
chén sứ, thêm nƣớc cất đến 20ml.
+ B2: Các bƣớc lên màu: Cô cạn các dung dịch trên, cho thêm 1 – 2ml

nƣớc cất khuấy đều, thêm 2ml dung dịch axit disunfophenic. Thêm tiếp 6 – 7 ml
dung dịch NH3 đặc, định mức đến 50ml bằng nƣớc cất.
+ B3: Thu đƣợc dãy dung dịch chuẩn có nồng độ: 0; 0.4; 1.2; 2.0;
2.8; 4.0 mg/l
+ B4: :Tiến hành đo độ hấp thụ quang của dãy dung dịch chuẩn tại bƣớc
sóng  max = 405nm
b/ Xây dựng đường chuẩn chất tạo màu hữu cơ
- Cách thực hiện:
+ B1: Dung dịch phẩm màu vàng chuẩn nồng độ 200 mg/l: hịa tan 0.2g
phẩm màu vàng (hình 2.1) trong 1l nƣớc cất

Hình 2.1 Phẩm màu vàng
+ B2: Lấy lần lượt 0; 1.5 ; 3.2 ; 6.25 ; 12.5 ; 25 (ml) dung dịch phẩm
màu vàng chuẩn nồng độ 200(mg/l) vào bình định mức 100(ml) sau đó định
mức bằng nước cất đến vạch. Sau bước này ta thu được dãy dung dịch có nồng
độ tương ứng là 0; 3; 6 ; 12 ; 25; 50 (mg/l)
+ B3: Tiến hành đo độ hấp thụ quang của dãy dung dịch chuẩn tại bƣớc
sóng  max = 421nm

17


2.4.2.3. Xử lý nitrat trong nước bằng phương pháp hấp phụ
a/ Chế tạo vật liệu đá ong biến tính
Nhằm khảo sát và nâng cao khả năng hấp phụ nitrat của đá ong, đề tài
tiến hành biến tính đá ong bằng muối , NaO , Cl, Trilon B và xác định độ hấp
phụ của đá ong biến tính, đá ong chƣa qua biến tính.
- Biến tính đá ong bằng HCl:
+ Cho vào cốc thủy tinh 10g đá ong D1 , thêm 100ml dung dịch Cl đặc.
+ Khuấy dung dịch trong khoảng 30 phút trên bếp điện đến khi cạn mang

đi nung trong lò nung ở nhiệt độ 500oC trong 4h, lấy ra thu đƣợc vật liệu biến
tính DHCl
- Biến tính đá ong bằng NaOH:
+ Cho vào cốc thủy tinh 10g đá ong D 1 , thêm 100ml dung dịch
NaO

đặc.
+ Khuấy dung dịch trong khoảng 30 phút trên bếp điện đến khi cạn

mang đi nung trong lò nung ở nhiệt độ 500oC trong 4h, lấy ra thu đƣợc vật
liệu biến tính DNaOH
+ Biến tính đá ong bằng Trilon B:
+ Cho vào cốc thủy tinh 10g đá ong D1 , thêm 20ml dung dịch Trilon B.
+ Khuấy dung dịch trong khoảng 30 phút trên bếp điện đến khi cạn
mang đi nung trong lò nung ở nhiệt độ 500oC trong 4h, lấy ra thu đƣợc vật liệu
biến tính DTri
b/ Khảo sát ảnh hưởng của vật liệu đá ong đến khả năng hấp phụ nitrat
- Lấy 0,5 g các vật liệu đá ong biến tính DNaOH, D Tri, D HCL và 0.3 g
đá ong D1, thêm 100ml

dung dịch nitrat 20 mg/l chuẩn, khuấy trong 90

phút để lắng rồi lọc.
- Sau khi lọc xong lấy 20ml dung dịch mỗi mẫu trên, cô cạn, lên màu
- Đo độ hấp thụ quang ở bƣớc sóng 405nm.

18