luận án tiến sĩ sinh học nghiên cứu sự rửa trôi asen trong nước ngầm tại đồng bằng sông hồng

Nội dung luận án Để đạt được mục tiêu đề ra, luận án tập trung vào 2 nhóm nội dung chính sau: Về phương pháp: 1 Tối ưu quy trình chiết phân đoạn As trên các pha khoáng trong trầm tích:

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của luận án

Ô nhiễm Asen (As) trong nước ngầm xảy ở nhiều nơi trên thế giới, đặc biệt là ở khu vực Nam và Đông Nam Á Theo các nghiên cứu ở khu vực này cho thấy, ô nhiễm As thường xảy ra trong tầng ngậm nước trẻ Holocene ở các đồng bằng châu thổ được bồi đắp phù sa bởi các con sông lớn bắt nguồn từ dãy núi Himalaya Cơ chế giải thích cho sự xuất hiện của As được chấp nhận rộng rãi là cơ chế khử hòa tan khoáng sắt oxit giàu As Trong khi đó, tầng chứa nước Pleistocene cổ hơn, nằm sâu hơn so với tầng Holocene ít bị ô nhiễm As hơn Nguyên nhân là do tầng này chịu sự rửa trôi lâu hơn của các dòng nước ngầm qua các thời kì băng hà và băng tan hoặc do các trầm tích Pleistocene có tính oxi hóa nên có khả năng lưu giữ hấp phụ As chặt hơn

Cùng với sự phát triển kinh tế và xã hội là nhu cầu sử dụng và khai thác nước ngầm ngày một tăng Các hoạt động khai thác nước ngầm của người dân chủ yếu diễn ra ở tầng nông Holocene với độ sâu <50m và phân bố rộng trên toàn đồng bằng Sông Hồng Trong khi đó, hoạt động khai thác nước ngầm với công suất lớn của các nhà máy nước diễn ra chủ yếu ở phía khu vực phía Nam Hà Nội – nơi có Sông Hồng chảy qua Theo báo cáo của liên đoàn địa chất Việt Nam: tổng công suất khai thác nước ngầm trên toàn thành phố là 1.100.000m3/ngày đêm, trong đó chỉ riêng khu vực phía Nam là 700.000m3/ngày đêm Các nhà máy nước ở khu vực này tiến hành khai thác nước ngầm ở tầng Pleistocene ở độ sâu 50-100m và kết hợp với kĩ thuật lọc thấm bờ Lọc thấm bờ là quá trình nước mặt thấm qua đáy sông, hồ, các lớp trầm tích và đi vào tầng ngậm nước gần kề một cách tự nhiên Và nếu chúng ta xây dựng một hệ thống bơm gần các sông hồ, sẽ tạo ra quá trình thấm cưỡng bức do sự thăng giáng về thủy lực giữa nước ngầm và nước sông Hệ lọc tự nhiên là tốt

vì có thể hạn chế quá trình xử lý thứ cấp nhưng nếu các tầng ngậm nước phía trên chứa các chất ô nhiễm khó lọc bằng mặt cơ học thì sẽ xảy ra nguy cơ lan truyền ô nhiễm trong toàn bộ tầng chứa nước ngầm bên dưới

Ô nhiễm As trong nước ngầm ở đồng bằng Sông Hồng được phát

hành Hầu hết các kết quả nghiên cứu đều cho thấy hàm lượng As trong nước ngầm đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép của tổ chức y tế giới WHO 10µg/L và chủ yếu xảy ở tầng nước ngầm nông Holocene Tuy nhiên, gần đây các nghiên cứu ở khu vực phía Nam Hà Nội có những phát hiện mới đi ngoài xu hướng trên đó là tại những khu vực này As xuất hiện với nồng độ cao trong cả tầng nông Holocene và tầng sâu Pleistocene Các nghiên cứu cho rằng chính việc bơm khai thác nước đã khiến cho

As lan truyền từ tầng Holocene xuống tầng Pleitocene Tuy nhiên các nghiên cứu này chỉ dừng lại ở việc phát hiện chứ chưa có các bằng chứng địa hóa cụ thể để chứng minh

Nhằm góp phần cung cấp các bằng chứng về mặt địa hóa cho sự rửa trôi As dưới tác động của việc bơm khai thác nước, tác giả đã lựa

chọn đề tài: “Nghiên cứu sự rửa trôi Asen trong nước ngầm tại đồng bằng Sông Hồng”

Mục tiêu nghiên cứu: Tìm hiểu về con đường giải phóng As từ

trầm tích vào nước ngầm trong tầng Holocene và nghiên cứu sự vận động của As từ tầng Holocene xuống tầng Pleistocene dưới tác động của bơm khai thác nước Từ đó đánh giá ảnh hưởng của việc khai thác nước đến nguy cơ lan truyền As từ tầng Holocene xuống tầng Pleistocene tại khu vực Nam Dư – Hoàng Mai – Hà Nội

2 Nội dung luận án

Để đạt được mục tiêu đề ra, luận án tập trung vào 2 nhóm nội dung

chính sau: Về phương pháp:

(1) Tối ưu quy trình chiết phân đoạn As trên các pha khoáng trong trầm tích: lựa chọn tác nhân chiết, thời gian chiết và điều kiện tiến hành chiết (2) Lựa chọn điều kiện tiến hành thí nghiệm hấp phụ, giải hấp phụ As trên trầm tích tự nhiên trong điều kiện yếm khí nghiêm ngặt: khảo sát điều kiện yếm khí, dung dịch nền, thời gian hấp phụ đạt cân bằng

Ứng dụng vào nghiên cứu các quá trình dịch chuyển As trong các tầng chứa nước Holocene và Pleistocene:

(1) Nghiên cứu sự phân bố của As trên các pha khoáng trong trầm tích nhằm tìm ra nguồn giải phóng As từ trầm tích vào nước ngầm

(2) Định lượng quá trình hấp phụ, giải hấp phụ As(III), As(V) lên trầm tích (3) Nghiên cứu các bằng chứng về sự rửa trôi As từ trầm tích

ra nước ngầm trong tầng Holocene dựa vào mối tương quan giữa As trong trầm tích và nước ngầm; mối tương quan giữa As và các thành phần hóa học trong nước ngầm

(4) Nghiên cứu các bằng chứng về sự dịch chuyển As từ tầng Holocene xuống tầng Pleistocene dưới tác động của khai thác nước ngầm: so sánh thành phần hóa học trong nước sông, nước ngầm Holocene, nước ngầm Pleistocene ở khu vực khai thác

3 Những điểm mới về khoa học của luận án

Luận án đã tối ưu được quy trình chiết phân đoạn As trong trầm tích Lựa chọn được 5 tác nhân chiết: NaHCO3 0,5M, pH 8,5; HCOOH 0,5M, pH 3; Axit ascobic 0,1M, pH 3; hỗn hợp NH4 – oxalat 0,2M và axit ascobic 0,1M; HNO3 65% tương ứng với 5 pha liên kết chính của

As trong trầm tích: pha hấp phụ; pha khoáng dễ hòa tan; pha khoáng sắt hoạt động; pha khoáng sắt tinh thể và pha khoáng sắt pyrit Bốn pha chiết đầu tiên được thực hiện trong điều kiện yếm khí, thời gian chiết tối ưu là 6 giờ Quy trình này có độ lặp tốt với độ lệch chuẩn tương đối nhỏ hơn 10%

Luận án đã lựa chọn được các điều kiện tiến hành thí nghiệm hấp phụ và giải hấp phụ của As trên trầm tích tự nhiên trong điều kiện yếm khí nghiêm ngặt: sử dụng dung dịch nền NaHCO310mM với thời gian hấp phụ đạt cân bằng là 3 ngày, điều kiện yếm khí trong glove box được tạo ra bằng hỗn hợp khí N2:H2 (97%:3%), qua xúc tác Pd và dung dịch Fe(II)

Luận án đã tìm được trong trầm tích tại khu vực Nam Dư (0,9m đến -40m), As tồn tại chủ yếu trên pha khoáng sắt tinh thể Đây là pha khoáng chính chứa As, là nguồn chủ yếu giải phóng As từ trầm tích vào

nước ngầm trong môi trường khử Đồng thời khả năng hấp phụ của

As(V) trong trầm tích tại khu vực Nam Dư cao hơn so với As(III) từ

7-10 lần Quá trình hấp phụ và giải hấp phụ của As(III) là thuận nghịch, trong đó đối với As(V) thì kém thuận nghịch hơn Kết qua này góp phần chứng tỏ As(III) linh động hơn so với As(V) và làm rõ hơn cơ chế dịch

Tìm được các bằng chứng về sự rửa trôi của As từ trầm tích vào nước

ngầm trong tầng chứa nước Holocene và đặc biệt là sự di chuyển của

As từ tầng Holocene xuống tầng Pleistocene dưới tác động của khai thác nước ở khu vực Nam Dư – Hoàng Mai – Hà Nội Nghiên cứu đã góp phần giải thích sự ô nhiễm As trong các tầng chứa nước ở khu vực phía Nam Hà Nội

4 Bố cục luận án

Luận án gồm có 128 trang với 25 hình vẽ và đồ thị, 9 bảng số liệu,

82 tài liệu tham khảo Luận án được cấu tạo gồm: 5 trang mở đầu, 36 trang tổng quan tài liệu, 23 trang nội dung và phương pháp nghiên cứu,

50 trang kết quả nghiên cứu và thảo luận, 4 trang kết luận, 2 trang công trình có liên quan đến luận án đã công bố và 8 trang tài liệu tham khảo

NỘI DUNG LUẬN ÁN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

Chương này tổng hợp lý thuyết về sự hình thành, phân bố của As trong trầm tích ở đồng bằng Sông Hồng, các đồng bằng châu thổ khu vực Đông Nam Á và phương pháp chiết phân đoạn kim loại nói chung

và As nói riêng trong trầm tích Sau đó, luận án tổng hợp về hiện trạng

ô nhiễm và sự phân bố của As trong nước ngầm ở các tầng chứa nước Holocene và Pleistocene ở khu vực đồng bằng Sông Hồng cũng như các đồng bằng châu thổ khu vực Đông Nam Á và các cơ chế hiện có giải thích cho sự phân bố, dịch chuyển của As trong các tầng chứa nước

CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Địa điểm, đối tượng nghiên cứu

2.1.1 Địa điểm nghiên cứu

Hai khu vực Nam Dư – Hoàng Mai – Hà Nội (có khai thác nước ngầm) và khu vực Vạn Phúc (không khai thác nước) được lựa chọn

Cả hai khu vực này đều nằm bên bờ sông Hồng và cách nhau khoảng 10km

Hình 2.2 Bản đồ khu vực Nam Dư và Vạn Phúc

2.1.2 Đối tượng nghiên cứu

• Mẫu tối ưu phương pháp chiết phân

đoạn: các mẫu trầm tích được lấy tại khu vực

nước ngầm ô nhiễm As (xã Vân Cốc, Đan

Phượng, Hà Nội) Mẫu để nghiên cứu sự

phân bố của As và Fe trong trầm tích tầng

Holocene tại khu vực Nam Dư: 10 mẫu trầm tích (0,9m đến -36,7m)

• Mẫu nghiên cứu sự hấp phụ, giải hấp phụ của As được tiến hành với các mẫu trầm tích có độ sâu -5,6 đến -6,3m, tại khu vực Nam Dư

• 17 mẫu nước tại Nam Dư và 13 mẫu nước tại Vạn Phúc được phân tích các chỉ tiêu: As(T), As(III) và các thành phần hóa học khác

Ở từng khu vực đều bao gồm các mẫu: nước sông, nước Holocene và Pleistocene

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp lấy mẫu trầm tích, nước ngầm

Sử dụng phương pháp piston để lấy các mẫu trầm tích nguyên dạng Mẫu trầm tích sau khi lấy được bảo quản trong tủ lạnh sâu -200C

Sử dụng máy bơm để hút nước từ các giếng, mẫu nước ngầm được dẫn qua bộ dẫn dòng chảy (flow cell) mà trên đó được lắp các điện cực

đo các thông số pH, Ec, DO Các dụng cụ lấy mẫu được sục khí N2 để loại bỏ sự ảnh hưởng của oxi trong không khí xâm nhập làm biến đổi thành phần hóa học của nước ngầm Mẫu nước được lấy vào các lọ đựng mẫu phù hợp vào bảo quản

2.2.2 Phương pháp chiết phân đoạn As trong trầm tích

Sử dụng các tác nhân có lực chiết tăng dần trong đó tác nhân sau

có lực chiết bao trùm tác nhân trước nhằm bóc tách các pha liên kết của

As trên 5 pha khoáng chính sau: pha hấp phụ, pha khoáng dễ hòa tan, pha khoáng Fe hoạt động và pha khoáng sắt tinh thể và pha khoáng sắt pyrit

Các bước chiết được tiến hành song song, trong đó hàm lượng As

Phương pháp chiết phân đoạn được tối ưu các thông số: tác nhân chiết, thời gian chiết tối ưu và điều kiện chiết

2.2.3 Phương pháp nghiên cứu sự hấp phụ và giải hấp phụ của As trên trầm tích

Các thí nghiệm hấp phụ và giải hấp phụ của As trên trầm tích được thực hiện theo các bước sau:

Bước 1(tạo mẫu trầm tích không chứa As): Rửa trầm tích để có mẫu

trầm tích sạch không chứa As

Bước 2 (hấp phụ): Thêm một lượng As(III)/ As(V) chuẩn với thể tích

chính xác, lắc lộn ngược, sau một thời gian nhất định, li tâm, dùng xylanh hút 5ml dịch trong và phân tích hàm lượng As(III), As(T)

As (hấp phụ trên trầm tích) = tổng lượng As (thêm vào) – lượng As (pha lỏng) Tiếp tục thêm một lượng As chuẩn như trên và làm tương tự cho đến khi kết thúc thí nghiệm hấp phụ

Bước 3(giải hấp phụ): Kết thúc thí nghiệm hấp phụ ở bước 2, li tâm loại

bỏ dịch chiết để thu được mẫu trầm tích hấp phụ As Thêm dung dịch nền không chứa As vào, lắc lộn ngược trong khoảng thời gian nhất định,

li tâm, hút bỏ toàn bộ dịch chiết để phân tích hàm lượng As Bước này được lặp đi nhiều lần

Các điều kiện tiến hành thí nghiệm này như: dung dịch nền, điều kiện tạo yếm khí nghiêm ngặt, và thời gian hấp phụ đạt cân bằng được khảo sát

2.2.4 Phương pháp phân tích thành phần hóa học của nước ngầm

và dịch chiết

Mẫu nước ngầm: Hàm lượng As (III), As tổng, Fe2+, Fe tổng, PO43-,

CH4,NH4+, DOC, NO3-, Mn2+, Na+, Ca2+, HCO3-, Cl-… trong các mẫu được xác định bằng các phương pháp phân tích hiện đại: AAS, UVVis,

IC, GC

Dịch chiết trầm tích: hàm lượng As (III), As tổng, Fe2+, Fe tổng xác định bằng sử dụng các phương pháp: AAS, UV-Vis,

2.2.5 Phương pháp xử lí số liệu

Luận án sử dụng phần mềm PHREEQC để tính toán các kết quả về cân bằng ion, sự hình thành các kết tủa và phần mềm AquaChem để biểu diễn các số liệu nước ngầm dưới dạng biểu đồ như piper, stiff

2.3 Thiết bị, dụng cụ và hóa chất

- Máy hấp thụ nguyên tử AA-6800; máy sắc ký ion HIC-20A super,

Shimadzu; máy quang phổ hấp thụ phân tử UV/Vis-3101 PC, Shimadzu; máy sắc ký khí GC-2014, cột nhồi porapak – T, Shimadzu; Máy quang phổ hấp thụ phân tử UV/Vis, HACH; Máy đo các chỉ tiêu hiện trường

và các điện cực đo pH, ôxi hòa tan, độ dẫn

- Các dụng cụ chuyên biệt: glovebox (buồng kín, bên trong chứa khí trơ, nhằm tạo điều kiện yếm khí); Bộ dẫn dòng chảy kín (Flow cell, dùng để lấy mẫu nước ngầm); Catrige tách As(III)/As(V)

- Các dung dịch chuẩn gốc As(III) 1000 mg/L, Fe (III) 1000 mg/L;

Dung dịch chuẩn kiểm chứng đa nguyên tố dùng cho ICP , Merck -

Khí metan chuẩn (metan 1% trong nitơ), MIKROLAB GAS

- Các hóa chất sử dụng đều là hóa chất tinh khiết, Merck hoặc Fluca

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1 Nghiên cứu tối ưu quy trình chiết phân đoạn As trên các pha khoáng trong trầm tích và các điều kiện nghiên cứu sự hấp phụ và giải hấp phụ As trên trầm tích tự nhiên

3.1.1 Nghiên cứu tối ưu quy trình chiết phân đoạn As trên các pha khoáng trong trầm tích

3.1.1.1.Nghiên cứu lựa chọn tác nhân chiết

Kết quả hình 3.1 cho thấy đường động học biểu thị hàm lượng As(III) chiết ra khi sử dụng các tác nhân chiết khác nhau tương ứng với bốn pha chiết đầu

Hình 3.1 Kết quả khảo sát tác nhân chiết cho pha chiết I, II, III, IV

Đối với pha chiết I - pha As hấp phụ trên bề mặt trầm tích, hai tác nhân NaHCO3 và NH4H2PO4 đều có năng lực chiết tối đa tương đương nhau Tuy nhiên, hàm lượng As chiết được theo thời gian khi sử dụng NaHCO3 ổn định hơn so với NH4H2PO4 Nguyên nhân có thể là do trong quá trình chiết NH4H2PO4 đã xảy ra tương tác với trầm tích, tạo kết tủa làm ảnh hưởng đến lượng As chiết ra Do năng lực chiết ổn định, nên NaHCO3 được lựa chọn làm tác nhân chiết cho pha As ở dạng hấp phụ Kết quả ở pha II - pha As phân bố trên các khoáng dễ hòa tan như siderite (FeCO3), vivianite (Fe3(PO4)2.8H2O), calcite (CaCO3) cho thấy hai tác nhân chiết HCOOH và HCl có năng lực chiết là tương đương nhau Tuy nhiên, với dịch chiết HCl 0,001M, pH tăng lên trong quá trình chiết vì bản thân HCl vốn là một axit dễ bay hơi và không có khả năng đệm như HCOOH Điều này dẫn đến việc khi sử dụng HCl như một tác nhân chiết cần phải điều chỉnh pH liên tục, do vậy thao tác thí nghiệm

trở nên phức tạp hơn Trong khi đó, dịch chiết HCOOH 0,5M (pH = 2), được điều chỉnh đến pH = 3 bằng dung dịch NaOH tạo ra một hệ đệm

ổn định Vì vậy HCOOH 0,5M được lựa chọn là tác nhân chiết cho pha

II

Axit ascobic 0,1M được lựa chọn cho pha III- As trên các pha khoáng sắt (III) hoạt động như ferihydrite Fe(OH)3, lepidocrocite γ – FeOOH Đây là các khoáng ở dạng vô định hình do đó dễ dàng bị khử

về Fe(II) Theo tác giả Dieke Postma, 2010 cho thấy axit ascorbic chỉ

có thể khử được khoáng sắt (III) hoạt động mà không khử được các khoáng sắt ở dạng tinh thể bền vững như hematite hoặc goethite Kết quả cho thấy hàm lượng As chiết ra với tác nhân này khá ổn định theo thời gian do vậy tác nhân Axit ascobic 0,1M được lựa chọn cho pha chiết III

Với pha IV – pha As phân bố trong khoáng sắt tinh thể (hematite, goethtite), hỗn hợp NH4 – oxalate + axit ascorbic đã được nhiều tác giả

sử dụng nhằm chiết các dang As liên kết chặt với khoáng sắt(III) tinh thể Hiệu quả của hỗn hợp chiết này được giải thích là do sự kết hợp giữa tính khử của axit ascorbic và khả năng tạo phức của oxalate Do

đó hỗn hợp oxalate và axit ascorbic rất hiệu quả đối với pha khoáng sắt (III) tinh thể Kết quả khảo sát trong hình 3.2 cho thấy khả năng chiết của hỗn hợp NH4 – oxalate + axit ascorbic đạt giá trị cực đại ngay trong giờ đầu và sau đó ổn định theo thời gian Với ưu điểm có khả năng chiết hiệu quả và ổn định, hỗn hợp NH4 – oxalate + axit ascorbic được lựa chọn là tác nhân chiết As phân bố trên các pha khoáng sắt tinh thể Đối với pha V – As liên kết

trên pha khoáng bền vững, tác

nhân HNO3 chiết được các kim

loại trên khoáng pyrit, sunfua,

trong khi đó nếu sử dụng kết hợp

HNO3 với chất oxi hóa như H2O2

thì chiết thêm được kim loại trên

khoáng silicat Kết quả khảo sát

cho thấy, hàm lượng As chiết ra

không có sự khác biệt giữa hai Hình 3.2 Kết quả khảo sát tác tác nhân

HNO3 và HNO3+H2O2 nhân chi ết cho pha V

(sự sai khác nhỏ hơn 10%) (hình 3.2)

Điều này có nghĩa là As ở

pha khoáng bền vững trong trầm tích ở khu vực nghiên cứu chủ yếu là trên khoáng pyrit, sunfua Do vậy, sử dụng tác nhân chiết HNO3 hay hỗn hợp HNO3+H2O2 đều thu được kết quả tương đương Trong khi đó, thao tác thí nghiệm với HNO3 đơn giản hơn so với hỗn hợp HNO3+H2O2 Do vậy HNO3 được lựa chọn là tác nhân chiết cho pha khoáng bền vững

Kết quả trên hình 3.1 cho thấy hàm lượng As chiết ra đều tăng dần theo thời gian và ổn định sau 6 giờ Do đó, 6 giờ là thời gian chiết tối

ưu được lựa chọn cho bốn bước chiết đầu

3.1.2 Lựa chọn điều kiện chiết

Kết quả trong bảng 3.1 cho thấy hàm lượng As chiết ra và pH ở hai

hệ : hệ hở và hệ kín Kết quả cho thấy, hàm lượng As chiết ra ở hệ hở trong tất cả các bước chiết đều lớn hơn so với hệ kín (sự sai khác nhỏ hơn 15%) Nguyên nhân lý giải cho điều này là do hệ hở được giữ pH

ổn định trong suốt thời gian thí nghiệm Trong khi đó hệ kín lại không

có sự điều chỉnh pH khiến pH tăng lên trong quá trình chiết, kéo theo sự kết tủa của sắt hidroxit và sự hấp phụ As lên pha kết tủa

Bằng chứng rõ ràng là giá trị pH đo được khi lấy mẫu ở hệ kín cao hơn

so với hệ hở (bảng 3.1)

Tuy nhiên ưu điểm của hệ chiết kín là thao tác thí nghiệm đơn giản

và cho phép tiến hành chiết nhiều mẫu trong cùng một khoảng thời gian, không cần sục khí N2 và điều chỉnh pH trong suốt quá trình làm thí nghiệm Do vậy hệ kín phù hợp khi áp dụng với cỡ mẫu lớn và được chúng tôi lựa chọn

Bảng 3.1 Hàm lƣợng As chiết ra và giá trị pH trong hệ hở và hệ kín

đều nhỏ hơn 10% Điều này chứng tỏ quy trình chiết có tính ổn định tốt

và có thể ứng dụng vào chiết mẫu trầm tích

Như vậy, lựa chọn được 5 tác nhân chiết: NaHCO3; HCOOH; Axit ascorbic; hỗn hợp NH4 – oxalate + axit ascorbic; HNO3 tương ứng với

5 pha phân bố của As: pha hấp phụ trên bề mặt trầm tích; pha khoáng dễ hòa tan; pha khoáng sắt (III) hoạt động; pha khoáng sắt tinh thể; pha khoáng sắt pyrit Với 4 bước chiết đầu, thời gian chiết tối ưu là 6 giờ và thực hiện với hệ kín Quy trình này có độ lặp tốt với độ lệch chuẩn tương đối nhỏ hơn 10% (hình 3.4 và hình 3.5)

Hình 3.4 Quy trình chiết áp dụng cho pha chiết I, II, III, IV

Hình 3.5 Quy trình chiết cho pha chiết V

3.1.2 Kết quả khảo sát điều kiện thực hiện thí nghiệm hấp phụ và giải hấp phụ của As trong điều kiện yếm khí

Luận án đã tiến hành khảo sát các yếu tố để tiến hành thí nghiệm hấp phụ và giải hấp phụ As như: điều kiện yếm khí nghiêm ngặt, dung dịch nền và thời gian hấp phụ đạt cân bằng Và sau đây các kết quả thu được

3.1.2.1.Khảo sát điều kiện yếm khí trong glove box

Để tạo ra điều kiện yếm

khí, toàn bộ thí nghiệm được

thực hiện trong glove box

Điều kiện hiếm khí trong glove

box được tạo ra bởi hai hệ: Hệ

1: N2: H2 =97:3, xúc tác Pd;

Hệ 2: N2: H2 =97:3, xúc tác Pd,

Fe(II) Kết quả trong hình 3.6

cho thấy, sự hấp phụ của

As(III) trong hệ 1 cao hơn so

với hệ 2, đồng Hình 3.6 Sự

hấp phụ, giải hấp

thời quá trình giải hấp phụ

của As(III) ở hệ 1 là kém phụ của As(III) ở hai hệ tạo thuận nghịch so với hệ 2 yếm khí

Điều này chứng tỏ, điều kiện yếm khí tạo ra ở hệ 1 chưa nghiêm ngặt, vẫn còn tồn tại một lượng nhỏ oxi, dẫn đến sự hấp phụ của As(III) trong hệ 1 cao hơn so với ở hệ 2 và sự giải hấp phụ của As(III) ở hệ 1 là kém thuận nghịch hơn so với hệ 2 như chúng ta quan sát được Do vậy luận án lựa chọn hệ 2 để điều kiện tạo yếm khí trong glove box

10mM không hình thành kết tủa FeCO3 Do vậy luận án sử dụng dung dịch nền NaHCO3 cho các thí nghiệm về sau

trong hai dung dịch nền NaHCO3 10mM và PIPES 10mM 3.1.2.3 Khảo sát thời gian hấp phụ cân bằng

Kết quả bảng 3.3 cho thấy thời gian đạt As cân bằng trên pha rắn

và pha lỏng phụ thuộc vào nồng độ của As: khi nồng độ As càng cao thì thời gian để đạt cân bằng cần dài hơn Như vậy để đảm bảo đủ thời gian

để cân bằng As trên pha rắn và pha lỏng đạt được chúng tôi lựa chọn thời gian là 3 ngày

Bảng 3.3 Khảo sát thời gian đạt cân bằng

Qua các kết quả khảo sát trình bày ở trên, tác giả đã lựa chọn các điều kiện tiến hành nghiên cứu hấp phụ và giải hấp phụ của As trên trầm tích như sau: thí nghiệm được thực hiện trong điều kiện yếm khí nghiêm ngặt: toàn bộ thí nghiệm thực hiện trong glove box, sử dụng hỗn hợp khí

Hình 3 7 So sán h s ự h ấ p ph ụ và gi ả i h ấ p ph ụ c ủ a As(III) và As(V)