Nghiên cứu ứng dụng sắt nano trong xử lý nước ô nhiễm crom và chì

Nghiên cứu ứng dụng sắt nano trong xử lý
nước ô nhiễm crom và chì

Phạm Thị Thùy Dương

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
Luận văn Thạc sĩ ngành: Khoa học môi trường; Mã số: 60.85.02
Người hướng dẫn: PGS.TS Lê Đức
Năm bảo vệ: 2012

Abstract: Nghiên cứu quá trình chế tạo sắt nano và nano lưỡng kim. Nghiên cứu một
số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý nước thải ô nhiễm crôm và chì bằng sắt nano
và nano lưỡng kim. Ứng dụng sắt nano và nano lưỡng kim vào xử lý nước thải Khu
công nghiệp Phố Nối A. Trình bày kết quả điều chế sắt nano và nano lưỡng kim; khảo
sát các yếu tố ảnh hưởng tới quá ]trình xử lý nước ô nhiễm Cr(VI) và Pb bằng săt nano
lưỡng kim; hiện trạng ô nhiễm tại khu công nghiệp Phố Nối A của tỉnh Hưng Yên;
đánh giá hiệu quả xử lý nước ô nhiễm Cr và Pb của vật liệu sắt nano và nano lưỡng
kim.

Keywords: Khoa học môi trường; Sắt nano; Xử lý ô nhiễm; Ô nhiễm crôm; Ô nhiễm
chì; Ô nhiễm nước

Content
MỞ ĐẦU
Kinh tế Việt Nam hiện nay so với nhiều năm trước đã có nhiều chuyển biến, đời sống
của người dân đã được nâng lên đáng kể.Theo Viện Kiến trúc Quy hoạch (Bộ Xây dựng), tính
đến thời điểm tháng 2/2011, Việt Nam hiện có 256 khu công nghiệp và 20 khu kinh tế đã
được thành lập. Bên cạnh việc phát triển kinh tế, con người đã quan tâm hơn tới vấn đề bảo vệ
môi trường. Tuy nhiên, hoạt động này chỉ dừng lại ở một mức độ nhất định, đặc biệt vấn đề
xử lý chất thải ở các khu công nghiệp. Nguyên nhân chủ yếu là do lượng khu công nghiệp lớn
và thường xuyên xả chất thải không qua xử lý hoặc xử lý chưa triệt để ra môi trường. Lượng

chất thải này bao gồm nhiều thành phần như vô cơ, hữu cơvà đặc biệt là kim loại nặng. Một
phần kim loại nặng này nằm trong nước thải, chúng xâm nhập và gây ô nhiễm môi trường
nước. Phần còn lại tích lũy trong đất, đi vào chuỗi thức ăn và gây ảnh hưởng tới sức khỏe con
người và sinh vật sống.
Việt Nam là một trong 5 nước sẽ chịu ảnh hưởng nghiêm trọng của biến đổi khí hậu
và nước biển dâng. Theo tính toán của các chuyên gia nghiên cứu biến đối khí hậu, đến năm
2100, nhiệt độ trung bình ở Việt Nam có thể tăng lên 30
º
C và mực nước biển có thể dâng cao
1m. Theo đó, khoảng 40 nghìn km
2
đồng bằng ven biển Việt Nam sẽ bị ngập. Nước biển dâng
cao hơn sẽ làm cho nhiều vùng đồng bằng nước ngọt hiện nay trở thành vùng nước lợ, hàng
triệu người sẽ có nguy cơ bị mất chỗ ở, từ đó làm gia tăng sức ép lên sự phát triển của các
vùng lân cận, làm thay đổi chế độ thủy văn dòng chảy và gây áp lực đến 90% diện tích ngập
nước. Vì vậy, tiết kiệm nguồn nước ngọt đang là vấn đề cần thiết được đặt ra vào thời điểm
này.

2
Được nghiên cứu lần đầu tiên trên thế giới vào năm 1959 bởi nhà vật lý học người Mỹ
Richard Feynman, song chỉ bắt đầu thu được thành quả trong vòng 2 thập kỷ trở lại đây, công
nghệ nano đã tạo ra một cuộc cách mạng đối với khoa học nhân loại. Với rất nhiều triển vọng
ứng dụng, những hạt phân tử nano với kích thước bé nhỏ 1nm=10
-9
m đã mở đường cho một
xu hướng phát triển mới của tương lai.
Công nghệ nano hứa hẹn sẽ mang lại cho y học một bước tiến vượt bậc. Đó là sự ra
đời của những rôbốt siêu nhỏ có thể đi sâu vào trong cơ thể, đến từng tế bào để hàn gắn, chữa
bệnh cho các mô xương bị gãy và thậm chí là tiêu diệt những virut gây bệnh đang ở trong cơ
thể. Công nghệ nano cũng được ứng dụng trong điều trị ung thư và trong các xét nghiệm

chuẩn đoán bệnh.
Các nhà khoa học Mỹ đã đưa ra ý tưởng về việc ứng dụng công nghệ nano làm thay
đổi vật liệu bằng cách tác động vào nồng độ nguyên tử của chúng. Cách làm này giúp các nhà
khoa học tạo ra các pin mặt trời với hiệu quả khai thác năng lượng lớn gấp 5 lần so với loại
pin mặt trời truyền thống làm từ silicon hiện nay. Ngoài ra công nghệ nano còn được ứng
dụng trong làm sạch môi trường. Một trong những ứng dụng của công nghệ nano đó là dùng
để chế tạo các thiết bị, chẳng hạn như các lưới lọc nước nano với cấu tạo đủ rộng để cho các
phân tử nước đi qua, song cũng đủ hẹp để ngăn chặn các phân tử chất bẩn gây ô nhiễm. Đặc
biệt, công nghệ này cũng được đánh giá là sạch (ít gây ô nhiễm) và hiệu quả hơn trong các
công nghệ hiện tại.
Trên cơ sở đó, chúng tôi đã tiến hành xây dựng luận văn với đề tài: “Nghiên cứu ứng
dụng công nghệ sắt nano để xử lý nước ô nhiễm crôm và chì”.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài bao gồm các nội dung sau:
- Nghiên cứu quá trình chế tạo sắt nano và nano lưỡng kim.
- Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý nước thải ô nhiễm
crôm và chì bằng sắt nano và nano lưỡng kim.
- Ứng dụng sắt nano và nano lưỡng kim vào xử lý nước thải Khu công nghiệp
Phố Nối A.
Luận văn được thực hiện bằng phương pháp thực nghiệm tại Phòng phân tích môi
trường, Bộ môn Thổ nhưỡng và Môi trường đất, Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học
Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội.
CHƢƠNG 1:TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tổng quan về crom và chì
1.1.1. Nguồn gốc, tính chất hóa lý, các dạng tồn tại của crom và chì
1.1.1.1. Crom
1.1.1.2. Chì
1.1.2. Nguyên nhân gây ô nhiễm crom và chì ở trong nước
1.1.3. Ảnh hưởng độc hại của Cr và Pb đối với con người và sinh vật
1.1.3.1. Ảnh hưởng của Cr

3
1.1.3.2. Ảnh hưởng của Pb
1.2. Một số phƣơng pháp xử lý nƣớc thải ô nhiễm kim loại nặng.
1.2.1. Phương pháp xử lý lý học
1.2.2. Phương pháp xử lý hóa học và hóa lý
1.2.3. Phương pháp sinh học.
1.3. Khái quát về nano
1.3.1. Công nghệ nano
1.3.2. Vật liệu nano
1.3.2.1. Khái niệm
1.3.2.2. Tính chất của vật liệu nano
1.3.2.3. Các phương pháp chế tạo vật liệu nano
1.3.2.4. Một số ứng dụng của vật liệu nano
1.3.3. Giới thiệu về vật liệu chứa sắt nano và nano lưỡng kim
1.3.3.1. Tính chất của hạt sắt nano
1.3.3.2. Tính chất của hạt nano lưỡng kim
1.4. Tổng quan về khu công nghiệp Phố Nối A
1.4.1. Giới thiệu chung
1.4.2. Hiện trạng môi trường nước thải khu công nghiệp Phố Nối A
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu
- Vật liệu sắt nano và nano lưỡng kim được điều chế trong phòng thí nghiệm, bộ môn Thổ
nhưỡng và môi trường đất – Khoa Môi trường – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên –
Đại học Quốc gia Hà Nội.
- Mẫu nước ô nhiễm chứa Cr và Pb với các nồng độ khác nhau được pha chế trong phòng
thí nghiệm.
- Mẫu nước ô nhiễm trước và sau khi xử lý tại khu công nghiệp Phố Nối A.
2.2. Nội dung nghiên cứu
- Điều chế vật liệu sắt nano, nano lưỡng kim và phân tích các đặc điểm của vật liệu điều chế
được.

- Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý nước ô nhiễm Cr và Pb.

4
- Hiện trạng ô nhiễm nước tại khu công nghiệp Phố Nối A của tỉnh Hưng Yên: Đánh giá
hiện trạng ô nhiễm bằng cách lấy mẫu nước trước khi xử lý của khu công nghiệp, tiến
hàng phân tích và so sánh với quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải QCVN
40:2011/BTNMT.
- Đánh giá hiệu quả xử lý nước ô nhiễm Cr và Pb của vật liệu sắt nano và nano lưỡng kim.
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.3.1. Hóa chất và thiết bị
2.3.1.1. Hoá chất
2.3.1.2. Thiết bị sử dụng
2.3.2. Phương pháp xác định nước ô nhiễm Cr và Pb
2.3.3. Chuẩn bị vật liệu sắt nano, nano lưỡng kim
2.3.3.1. Điều chế sắt nano
2.3.3.2. Điều chế nano lưỡng kim (Fe - Cu)
2.3.4. Phân tích các đặc tính của vật liệu
2.3.5. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý nước ô nhiễm Cr và
Pb bằng sắt nano, nano lưỡng kim (với mẫu nước tự tạo trong phòng thí nghiệm)
2.3.5.1. Đối với Cr(VI)
Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của pH đến hiệu quả xử lý nước ô nhiễm Cr(VI)
bằng sắt nano và nano lưỡng kim.
Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến hiệu quả xử lý nước ô nhiễm
Cr(VI) bằng sắt nano và nano lưỡng kim.
Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất ô nhiễm đến hiệu quả xử lý
nước ô nhiễm Cr(VI) bằng sắt nano và nano lưỡng kim.
Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng vật liệu đến hiệu quả xử lý nước ô
nhiễm Cr(VI) bằng sắt nano và nano lưỡng kim.
2.3.5.2. Đối với Chì
Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của pH đến hiệu quả xử lý nước ô nhiễm Pb bằng

sắt nano và nano lưỡng kim.
Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến hiệu quả xử lý nước ô nhiễm Pb
bằng sắt nano và nano lưỡng kim.
Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất ô nhiễm đến hiệu quả xử lý
nước ô nhiễm Pb bằng sắt nano và nano lưỡng kim.

5
Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng vật liệu đến hiệu quả xử lý nước ô
nhiễm Pb bằng sắt nano và nano lưỡng kim.
2.3.6. Đánh giá hiệu quả xử lý nước ô nhiễm Cr và Pb của vật liệu sắt nano và nano
lưỡng kim.



CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Kết quả điều chế sắt nano và nano lƣỡng kim
3.1.1. Sắt nano
3.1.1.1. Phổ nhiễu xạ tia X của sắt nano

Hình 11: Phổ nhiễu xạ tia X của sắt nano
Ảnh nhiễu xạ tia X cho biết thành phần chính của mẫu sắt nano, pic đặc trưng của Fe
0

xuất hiện trong khoảng 2θ và 44,72°(tương ứng với vạch màu đỏ) với cường độ lớn. Trong
khoảng 2θ từ 20 - 70° không xuất hiện các pic phụ khác. Trong hình cũng không thấy xuất
hiện đỉnh FeO hay đỉnh Fe(OH)
3
. Điều đó cho thấy được mẫu sắt nano này ít bị oxy hóa.
So sánh với kết quả chụp nhiễu xạ tia X mẫu sắt nano thu được từ nghiên cứu của Yu-
Hoon Hwang, Do-Gun Kim, Hang-Sik Shin (2011)[57].

Mẫu chụp cho thấy phân tử sắt nano chứa cả Fe
0
và FeO nhưng cũng không quan sát
thấy Fe (III) và FeO hình thành do sự oxy hóa Fe
0
. Các tác giả đã phân tích tỷ lệ Fe
0
và FeO
của mẫu sau 3 tuần, trong đó Fe
0
chiếm 44%, FeO chiếm 56% , lớp vỏ phân tử sắt nano chứa
chủ yếu là FeO còn lớp lõi là Fe
0
. Trong môi trường nước thì lớp vỏ chứa chủ yếu là FeOOH.
Sự hình thành lớp vỏ oxit bao quanh phân tử sắt.

6

Hình 12. Ảnh nhiễu xạ tia X mẫu sắt nano được điều chế bởi Yuan-Pang Sun,
Xiao-Qin Li, Jiasheng Cao, Wei-xian Zhang, H. Paul Wang (2006) [56]
3.1.1.2. Ảnh chụp SEM của sắt nano
Khi không sử dụng chất phân tán thì kết quả thu được sau phản ứng tạo thành 2 lớp: 1
lớp ở trên và 1 lớp ở dưới tách biệt Lớp ở dưới nếu quan sắt bằng mắt thường thì sẽ thấy có
màu đen, hạt này bám chặt vào que khuấy từ và có kích thước lớn hơn so với lớp ở trên.
Chúng tôi đã tiến hành chụp SEM mẫu ở dưới và thu được kết quả:

Hình 13.Ảnh SEM lớp ở dưới, không sử dụng chất phân tán.
Theo kết quả trên ta thấy hạt có hình cầu hoặc hình dẹt và kích thước khoảng từ 50-
200nm. Tuy nhiên giữa các hạt không có sự phân biệt rõ ràng và kích thước phân bố không
đều.

Lớp ở trên nếu quan sắt bằng mắt thường thấy có màu xanh đen,so với lớp ở dưới thì
kích thước hạt có vẻ mịn hơn. Khi chúng tôi chụp SEM mẫu này thì thu được kết quả:

7

Hình 14.Ảnh SEM lớp ở trên, không sử dụng chất phân tán.
Qua những kết quả trên chúng tôi thấy rằng cần phải có thêm chất phân tán trong quá
trình điều chế để các hạt có sự tách biệt nhau, làm tăng kích thước bề mặt.
3.1.1.3. Ảnh chụp TEM của sắt nano
Qua hình ta thấy: kích thước hạt trong khoảng từ 60-100nm, sau khi đã cho chất phân
tán vào thì giữa các hạt đã có sự phân biệt rõ ràng và không có sự kết búi lại với nhau. Kết
quả này cho thấy vai trò to lớn của chất phân tán, nó giúp hạt có kích thước nhỏ hơn đồng thời
tránh quá trình kết búi lại với nhau tạo nên những hạt riêng biệt làm cho diện tích bề mặt càng
lớn.

Hình 16: Mẫu sắt nano điều chế

8

Hình 15. Ảnh TEM phân tử sắt nano điều chế bởi một số nhà khoa học khác
Trong đó:
(a): Điều chế bởi Yang-Hsin Shih, Chung-Yu Hsu, Yuh-Fan Su [55]
(b): Điều chế bởi Yunfei Xi, Megharaj Mallavarapu, Ravendra Naidu [58]

3.1.2. Nano lưỡng kim
Pic đặc trưng của Fe
0
xuất hiện trong khoảng 2θ và 44,72°(tương ứng với vạch màu
xanh) với cường độ lớn và Cu
0

ở 43,16°(tương ứng với vạch màu đỏ) với cường độ lớn.
Trong khoảng 2θ từ 20 - 70° không xuất hiện các pic phụ khác. Trong hình cũng không thấy
xuất hiện đỉnh FeO hay đỉnh Fe(OH)
3
hay CuO hoặc Cu
2
O.
3.1.2.1. Phổ nhiễu xạ tia X của nano lưỡng kim
Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Mau Cu-Fe
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
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
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
Lin (Cps)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
2-Theta - Scale
20 30 40 50 60 70
d=2.086
d=2.027
d=1.812

Hình 17: Phổ nhiễu xạ tia X của nano lưỡng kim

9

Hình 18: Ảnh nhiễu xạ tia X của nano lưỡng kim Fe – Cu được chế tạo bởi Chien-
Li Lee & Chih-Ju G Jou.
3.1.2.2. Ảnh chụp TEM của nano lưỡng kim Fe-Cu
Kích thước của hạt nano lưỡng kim thu được cũng gần tương đương với mẫu sắt nano
đã điều chế, kích thước hạt nano lưỡng kim trong khoảng từ 60- 80nm. Khi so sánh kích
thước hạt nano lưỡng kim Fe-Cu thu được với kết quả nghiên cứu về nano lưỡng kim (Fe-Ni)
của Zhanqiang Fang, Xinhong Qiu (2010) là từ 20-50nm thì ta có thể thấy là hạt nano lưỡng
kim (Fe-Cu) điều chế được là khá thô và to hơn.

(a) Sắt nano trước khi cho dung dịch đồng và (b) nano lưỡng kim sau khi điều chế
Hình 19.Ảnh chụp TEM của phân tử nano lƣỡng kim đã điều chế

10

Hình 20. Ảnh chụp TEM về nano lưỡng kim Fe-Ni của Zhanqiang Fang, Xinhong
Qiu, Jinhong Chen, Xiuqi Qiu (2011)
(a): Ảnh chụp TEM của sắt nano; (b): Ảnh chụp TEM của nano lưỡng kim Fe-Ni
3.2. Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng tới quá trình xử lý nƣớc ô nhiễm Cr(VI) và
Pb bằng sắt nano và nano lƣỡng kim
3.2.1. Đối với Cr(VI)

Hình 21: Cơ chế khử Cr(VI) của sắt nano
Theo Zhanqiang Fang (2011) [58], Fe
0
nano xử lý Cr(VI) theo 3 bước:
- Bước 1: Cr(VI) tiếp xúc với môi trường phản ứng của Fe
0
nano và phản ứng khử xảy ra ở

bề mặt rắn – lỏng. Ở đó Cr
6+
bị khử xuống Cr
3+
và Fe
0
bị oxi hoá thành Fe
2+
:
Cr
2
O
7
2-
+ 3Fe
0
+ 14H
+
 3Fe
2+
+ 2Cr
3+
+ 7H
2
O (1)
- Bước 2: Fe
0
phản ứng với H
+
trong dung dịch tạo ra Fe

2+
, Fe
2+
này lại tham gia vào phản
ứng khử. Sau đó Cr(VI) bị khử xuống Cr
3+
, Fe
2+
bị oxi hoá thành Fe
3+
như sau:

11
Cr
2
O
7
2-
+ 6Fe
2+
+ 14H
+
 6Fe
3+
+ 2Cr
3+
+ 7H
2
O (2)
- Bước 3: Các sản phẩm Cr

3+
và Fe
3+
đều chuyển hoá thành (oxy) hydroxit Cr – Fe kết tủa
và cố định ở trên bề mặt, thể hiện qua phương trình:
(1-x)Fe
3+
+ xCr
3+
+ 3H
2
O  (Cr
x
Fe
1-x
)(OH)
3
↓ + 3H
+
(3)
(1-x)Fe
2+
+ xCr
3+
+ 3H
2
O  Cr
x
Fe
1-x

OOH ↓ + 3H
+
(4)
Theo Kunwar P. Singh và cộng sự (2011) [39], động học quá trình khử Cr(VI) phụ thuộc
vào một số quá trình biến như: thời gian tiếp xúc; pH dung dịch; nồng độ Cr(VI); diện tích bề
mặt hay liều lượng vật liệu khử.
Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của pH dung dịch đến hiệu quả xử lý Cr(VI) bằng
sắt nano và nano lưỡng kim.
Bảng 8: Ảnh hưởng của pH dung dịch đến hiệu quả xử lý Cr(VI)


pH dung
dịch


Thời gian
phản ứng
(phút)


Hàm
lượng
nano (g)

Nồng độ
Cr(VI)
ban đầu
(mg/l)

Sắt nano

Nano lưỡng kim
Fe – Cu
Nồng độ
Cr(VI)
sau phản
ứng
(mg/l)

Hiệu suất
(%)
Nồng độ
Cr(VI)
sau phản
ứng
(mg/l)

Hiệu suất
(%)
2
10
0,025
30
26,982
10,06
28,776
4,08
4
10
0,025
30

13,857
53,81
27,495
8,35
6
10
0,025
30
8,625
71,25
25,239
15,87
8
10
0,025
30
11,772
60,76
25,605
14,65



12
Biểu đồ 1: Ảnh hưởng của pH dung dịch đến hiệu quả xử lý Cr(VI)
Kết quả nghiên cứu cho thấy ở pH
dd
=2 sắt nano xử lý được 10,06% và tăng mạnh khi
pH
dd

=4 (hiệu suất đạt 53,81%) và pH
dd
=6(hiệu suất đạt 71,25%); nhưng đến pH
dd
=8 hiệu suất
giảm xuống 60,76%. Với nano lưỡng kim Fe – Cu, hiệu quả xử lý kém hơn hẳn so với sắt
nano. Ở pH
dd
=2 hiệu quả xử lý đạt 4,08%, và hiệu quả đạt cao nhất ở pH = 6 với hiệu suất
15,87%.
Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu quả xử lý Cr(VI)
bằng sắt nano và nano lưỡng kim.
Bảng 9: Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu quả xử lý Cr(VI)


Thời gian
phản ứng
(phút)


pH dung
dịch


Hàm
lượng
nano (g)


Nồng độ

Cr(VI)
ban đầu
(mg/l)

Sắt nano
Nano lưỡng kim
Fe – Cu
Nồng độ
Cr(VI)
sau phản
ứng
(mg/l)
Hiệu suất
(%)
Nồng độ
Cr(VI)
sau phản
ứng
(mg/l)
Hiệu suất
(%)
10
6
0,025
30
8,625
71,25
25,239
15,87
30

6
0,025
30
8,145
72,85
25,314
15,62
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


Biểu đồ 2: Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu quả xử lý Cr(VI)
Hiệu quả xử lý Cr(VI) của sắt nano qua các khoảng thời gian khác nhau không cao trong
10 phút, hiệu suất 71,25%; sau 4 giờ, hiệu suất là 82,23% (tăng 10,98%).
Với nano lưỡng kim cũng vậy, sự gia tăng là không lớn: thời gian phản ứng 10 phút, đạt
hiệu quả 15,87%; sau 4 giờ phản ứng, hiệu suất đạt 20,36% (tăng 4,49%).

Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Cr(VI) ban đầu đến hiệu quả xử lý
Cr(VI) bằng sắt nano và nano lưỡng kim.

13
Bảng 10: Ảnh hưởng của nồng độ Cr(VI) ban đầu đến hiệu quả xử lý Cr(VI)

Nồng độ
Cr(VI)
ban đầu
(mg/l)

pH dung
dịch

Hàm
lượng
nano cho
vào
(g)

Thời gian
phản ứng
(giờ)
Sắt nano
Nano lưỡng kim
Nồng độ
Cr(VI)
sau phản
ứng
(mg/l)

Hiệu suất
(%)
Nồng độ
Cr(VI)
sau phản
ứng
(mg/l)
Hiệu suất
(%)
10
6
0,025
4
1,251
87,49
6,792
32,08
30
6
0,025
4
5,331
82,23
23,892
20,36
50
6
0,025
4
25,915

48,17
45,115
9,77
70
6
0,025
4
55,468
20,76
64,379
8,03


Biểu đồ 3: Ảnh hưởng của nồng độ Cr(VI) ban đầu đến hiệu quả xử lý Cr(VI)
- Nồng độ ban đầu của Cr(VI) càng nhỏ ở mức 10mg/l, hiệu quả xử lý của sắt nano càng
cao và đạt 87,49%. Tăng nồng độ lên 30mg/l, hiệu quả xử lý giảm còn 82,23%. Khi nồng
độ đạt 70mg/l, hiệu quả còn 20,76%.
- Hiệu quả xử lý của nano lưỡng kim vẫn tỏ ra kém hơn so với sắt nano và đạt cao nhất
32,08% khi nồng độ ban đầu của Cr(VI) là 10mg/l.
Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng nano đến hiệu quả xử lý Cr(VI)
bằng sắt nano và nano lưỡng kim.
Bảng 11: Ảnh hưởng của hàm lượng nano đến hiệu quả xử lý Cr(VI)

Hàm
lượng


pH dung

Nồng độ

Cr(VI)

Thời gian
phản ứng
Sắt nano
Nano lưỡng kim
Nồng độ
Cr(VI)

Hiệu suất
Nồng độ
Cr(VI)

Hiệu suất

14
nano cho
vào
(g)
dịch
ban đầu
(mg/l)
(giờ)
sau phản
ứng
(mg/l)
(%)
sau phản
ứng
(mg/l)

(%)
0,025
6
10
4
1,251
87,49
6,972
32,08
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


Biểu đồ 4: Ảnh hưởng của hàm lượng nano đến hiệu quả xử lý Cr(VI)
Với pH thích hợp, thời gian và nồng độ tốt nhất, hàm lượng sắt nano cho vào xử lý
tăng thì hiệu quả cũng tăng theo và đạt mức cao nhất 95,8% với hàm lượng nano là 0,1g.

Nano lưỡng kim luôn tỏ ra là một vật liệu khó tính trong việc xử lý nước ô nhiễm Cr(VI), với
hàm lượng là 0,1g thì hiệu quả xử lý đạt tối đa là 37,65%.
3.2.2. Đối với chì
Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của pH dung dịch đến hiệu quả xử lý nước ô
nhiễm chì bằng sắt nano và nano lưỡng kim.
Bảng 12: Ảnh hưởng của pH dung dịch đến hiệu quả xử lý chì

pH dung
dịch
Thời gian
phản ứng
(phút)

Hàm
lượng
nano cho
vào
(g)
Nồng độ
chì ban
đầu
(mg/l)
Sắt nano
Nano lưỡng kim
Nồng độ
chì sau
phản ứng
(mg/l)

Hiệu suất

(%)
Nồng độ
chì sau
phản ứng
(mg/l)

Hiệu suất
(%)
2
10
0,025
100
0,5
99,5
62,61
37,39
3
10
0,025
100
2,69
97,31
78,88
21,12

15
4
10
0,025
100

11,58
88,42
80,17
19,83
5
10
0,025
100
14,15
85,85
84,10
15,9

Biểu đồ 5: Ảnh hưởng của pH dung dịch đến hiệu quả xử lý chì
Với sắt nano, hiệu quả xử lý đạt cao nhất khi pH=2 và khi tăng pH, hiệu quả xử lý giảm
khi pH tăng dần và đạt 85,85 khi pH=5. Tuy nghiên ở pH>5, những dung dịch có hàm lượng
Pb
2+
cao, dễ kết tủa Pb(OH)
2
ngay trước khi tương tác với nano sắt, như vậy sẽ ảnh hưởng đến
hiệu quả xử lý. Trong môi trường axit, Pb có khả năng hoà tan hoặc tạo phức với một số axit.
Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu quả xử lý nước ô
nhiễm chì bằng sắt nano và nano lưỡng kim.
Bảng 13: Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu quả xử lý chì
Thời gian
phản ứng
(phút)

pH dung
dịch
Hàm
lượng
nano cho
vào
(g)
Nồng độ
chì ban
đầu
(mg/l)
Sắt nano
Nano lưỡng kim
Nồng độ
chì sau
phản ứng
(mg/l)

Hiệu suất
(%)
Nồng độ
chì sau
phản ứng
(mg/l)

Hiệu suất
(%)
10
2
0,025

100
0,5
99,5
62,61
37,39
30
2
0,025
100
0,17
99,83
60,20
39,80
60
2
0,025
100
0,04
99,96
54,28
45,72
240
2
0,025
100
0,02
99,98
45,62
54,38

16

Biểu đồ 6: Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu quả xử lý chì
Với sắt nano, thời gian phản ứng 10 phút, hiệu quả đạt 99,5%; sau khoảng thời gian 30
phút, 1 giờ hay 4 giờ thì hiệu quả tăng lên không đáng kể. Thành phần của nano lưỡng kim
phức tạp hơn của sắt nano, cần phải theo dõi qua thời gian lâu; sau 10 phút ban đầu, hiệu quả
chỉ đạt 37,39%; sau 4 giờ hiệu quả đã tăng lên đáng kể và ở mức 54,38%.
Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chì ban đầu đến hiệu quả xử lý nước
ô nhiễm chì bằng sắt nano và nano lưỡng kim.
Bảng 14: Ảnh hưởng của nồng độ chì ban đầu đến hiệu quả xử lý chì
Nồng
độ chì
ban đầu
(mg/l)
pH
dung
dịch
Hàm
lượng
sắt cho
vào (g)
Sắt nano
Nano lưỡng kim
Thời
gian p/ư
(giờ)
Nồng
độ chì
sau p/ư

(mg/l)
Hiệu
suất (%)
Thời
gian p/ư
(giờ)
Nồng
độ chì
sau p/ư
(mg/l)
Hiệu
suất (%)
50
2
0,025
1
0,005
99,99
4
20,555
58,89
100
2
0,025
1
0,04
99,96
4
45,62
54,38

200
2
0,025
1
32,88
83,56
4
139,39
30,3
300
2
0,025
1
89,64
70,12
4
233,7
22,1


17

Biểu đồ 7: Ảnh hưởng của nồng độ chì ban đầu đến hiệu quả xử lý chì
Sắt nano có thời gian phản ứng là 1 giờ, nano lưỡng kim phản ứng trong 4 giờ. Ở nồng độ
Pb 50mg/l, hiệu suất xử lý hoàn toàn 99,99% (xử lý được 49,995mg Pb); nồng độ Pb 100mg/l,
hiệu suất đạt 99,96%(xử lý được 99,96mg Pb). Khi nồng độ Pb cao hơn, ở những mốc
200mg/l hay 300mg/l thì hiệu quả xử lý có giảm đi. Nano lưỡng kim có hiệu quả xử lý cao
nhất ở nồng độ 50mg/l và đạt 58,89%.
Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng nano đến hiệu quả xử lý nước ô
nhiễm chì bằng sắt nano và nano lưỡng kim.

Bảng 15: Ảnh hưởng của hàm lượng nano đến hiệu quả xử lý chì
Hàm
lượng
nano
cho
vào (g)

pH
dung
dịch
Sắt nano
Nano lưỡng kim
Thời
gian
phản
ứng
(giờ)
Nồng
độ Pb
ban
đầu
(mg/l)
Nồng
độ Pb
sau p/ư
(mg/l)

Hiệu
suất
(%)

Thời
gian
phản
ứng
(giờ)
Nồng
độ Pb
ban
đầu
(mg/l)
Nồng
độ Pb
sau p/ư
(mg/l)

Hiệu
suất
(%)
0,025
2
1
100
0,04
99,96
4
50
20,555
58,89
0,05
2

1
100
0,02
99,98
4
50
14,98
70,04
0,1
2
1
100
0,01
99,99
4
50
9,37
81,26


18

Biểu đồ 8: Ảnh hưởng của hàm lượng nano đến hiệu quả xử lý chì
0,025g sắt nano xử lý hoàn toàn khi nồng độ Pb ban đầu là 100mg/l, ở các hàm lượng
khác của sắt cũng vậy. Chứng tỏ chỉ cần 0,025g sắt nano là đủ để xử lý mẫu nước có nồng độ
Pb là 100mg. Nano lưỡng kim hiệu quả xử lý kém hơn sắt nano; hàm lượng nano là 0,025g,
hiệu suất đạt 58,89%; hiệu suất tăng lên 81,26% khi hàm lượng là 0,1g.
3.3. Hiện trạng ô nhiễm nƣớc tại khu công nghiệp Phố Nối A của tỉnh Hƣng Yên
Mẫu nước được đưa đi phân tích hàm lượng các kim loại nặng bằng máy SMEWW
3125:2005 tại Viện Công nghệ Môi trường với các chỉ tiêu và kết quả như sau:

Bảng 16. Kết quả phân tích mẫu nước thải KCN Phố Nối A
(mẫu nước trước khi đưa và vào xử lý)
STT
Chỉ tiêu phân
tích
Kết quả (mg/l)
QCVN 40:2011/BTNMT

Cột A
Cột B
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
6
Mn
0,552
0,5
1
7
Pb
0,43
0,1
0,5
8
Zn
0,148
3
3
3.4. Đánh giá hiệu quả xử lý nƣớc ô nhiễm Cr và Pb của vật liệu sắt nano và nano
lƣỡng kim.

19
3.4.1. Thử nghiệm trong xử lý crom
Với nồng độ Cr trong mẫu nước thải là 0,14mg/l nên bổ xung Cr vào mẫu để được dung dịch
có nồng độ Cr ban đầu là 10mg/l, thêm 0,025g sắt nano, thời gian xử lý là 4h.
Với sắt nano
Lượng sắt
nano cho vào

(g)

pH dung dịch
Thời gian phản
ứng (phút)
Nồng độ
Crôm(VI) ban
đầu (mg/l)
Nồng độ Crôm(VI)
sau phản ứng (mg/l)
Hiệu suất xử
lý (%)
0,1
6
240
10
0,02
99,8
Với nano lưỡng kim
Lượng sắt
nano cho
vào (g)

pH dung dịch
Thời gian phản
ứng (phút)
Nồng độ
Crôm(VI) ban
đầu (mg/l)
Nồng độ Crôm(VI)

sau phản ứng (mg/l)
Hiệu suất xử
lý (%)
0,1
6
240
10
0,05
99,5
Do hiệu suất xử lý của nano lưỡng kim thấp hơn nên tăng hàm lượng nano lưỡng kim gấp đôi
so với sắt nano. Kết quả hiệu suất xử lý Cr đạt trên 99%, nồng độ Cr sau xử lý là 0.02mg/l và
0,05mg/l; đạt QCVN 40:2011/BTNMT ở cả cột A và cột B.
3.4.2. Thử nghiệm trong xử lý chì
Với nồng độ chì trong mẫu nước thải là 0,43mg/l nên bổ xung chì vào mẫu để được
dung dịch có nồng độ chì ban đầu là 50mg/l, thêm 0,025g sắt nano, thời gian xử lý là 1h. Kết
quả thể hiện như sau:
Với sắt nano:
Bảng:Xử lý Chì trong mẫu thực tế bằng sắt nano
Lượng sắt
nano cho
vào (g)

pH dung dịch

Thời gian phản
ứng (phút)
Nồng độ chì ban
đầu (mg/l)
Nồng độ chì sau phản
ứng (mg/l)

Hiệu suất
xử lý (%)
0,025
2
60
50
0,03
99,94
Với nano lưỡng kim
Bảng:Xử lý Chì trong mẫu thực tế bằng nano lưỡng kim
Lượng
nano
lưỡng
kim cho
vào (g)

pH dung dịch

Thời gian phản
ứng (phút)
Nồng độ chì ban
đầu (mg/l)
Nồng độ chì sau phản
ứng (mg/l)
Hiệu suất xử
lý (%)
0,025
2
60
50

0,15
99,7
Do hiệu suất xử lý của nano lưỡng kim thấp hơn nên tăng hàm lượng nano lưỡng kim gấ đôi
so với sắt nano. Kết quả hiệu suất xử lý Pb đạt trên 99%, nồng độ Pb sau xử lý là 0.03mg/l và
0,15mg/l; đạt QCVN 40:2011/BTNMT ở cả cột A và cột B.


20
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận
Tổng hợp được vật liệu sắt nano với pic đặc trưng của Fe
0
trong khoảng 2θ và 44,72° với
cường độ lớn. Kích thước phân tử từ 60 - 100nm và ít bị oxy hóa. Tổng hợp được vật liệu
nano lưỡng kim với pic đặc trưng trong khoảng 2θ của Fe
0
44,72° và của Cu
0
ở 43,16°với
cường độ lớn. Kích thước hạt nano lưỡng kim trong khoảng từ 60- 80nm.
Sắt nano và nano lưỡng kim xử lý nước ô nhiễm Cr(VI) ở pH thích hợp là 6; thời gian
phản ứng 4 giờ; nồng độ Cr(VI) ban đầu là 10mg/l và hàm lượng nano cho vào là 0,1g. Sắt
nano và nano lưỡng kim xử lý nước ô nhiễm Pb ở pH thích hợp là 2; thời gian phản ứng sắt
nano 1 giờ và nano lưỡng kim là 4 giờ; nồng độ Pb ban đầu là 50mg/l; hàm lượng sắt nano
cho vào là 0,025g và hàm lượng nano lưỡng kim cho vào 0,1g.
Nước ô nhiễm tại khu công nghiệp Phố Nối A của tỉnh Hưng Yên sau khi phân tích xác
định được nồng độ Cr(VI) là 0,14mg/l và Pb là 0,43mg/l, đều vượt quá giới hạn cho phép so
với quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải QCVN 40:2011/BTNMT.
Kết quả hiệu suất xử lý Cr(VI) của nước ô nhiễm thực tế đạt trên 99% đối với cả sắt nano
và nano lưỡng kim, nồng độ Cr sau xử lý là 0.02mg/l và 0,05mg/l; đạt QCVN

40:2011/BTNMT ở cả cột A và cột B. Kết quả hiệu suất xử lý Pb của nước ô nhiễm thực tế
đạt trên 99% đối với cả sắt nano và nano lưỡng kim, nồng độ Pb sau xử lý là 0.03mg/l và
0,15mg/l; đạt QCVN 40:2011/BTNMT ở cả cột A và cột B.
Kiến nghị
Trong nước thải công nghiệp có chứa nhiều thành phần khác nhau như các chất hữu
cơ, vô cơ, các kim loại nặng khác nhau. Cần có những nghiên cứu và đánh giá sâu hơn nữa về
khả năng ứng dụng sắt nano trong xử lý nước thải chứa các thành phần nói trên không chỉ giới
hạn trong xử lý kim loại Cr và Pb.
Cần có những nghiên cứu thêm về hàm lượng vật liệu xử lý (sắt nano và nano lưỡng
kim) cho vào và nồng độ chất ô nhiễm để đạt hiệu suất xử lý cao nhất.
Cần nghiên cứu về quá trình điều chế sắt nano lưỡng kim với các kim loại khác không
giới hạn ở lưỡng kim Fe-Cu. Nano lưỡng kim Fe-Cu được đánh giá là hiệu quả xử lý chưa
cao, cần nghiên cứu nano lưỡng kim với một số kim loại thích hợp khác./.

References
1. Tiếng Việt
[1] Lê Huy Bá (2008), Độc học môi trường cơ bản, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia
Hà Nội.

21
[2] Phạm Thị Thùy Dương (2010), “Nghiên cứu chế tạo Fe
0
nano và thử nghiệm hiệu
quả xử lý DDT tồn lưu trong đất”, Khóa luận tốt nghiệp Khoa Môi trường, ĐH Khoa Học Tự
Nhiên – ĐH Quốc Gia Hà Nội.
[3] Lê Đức, (2000), Ảnh hưởng của nghề nấu tái chế chì (Pb) thủ công đến sức khoẻ
cộng đồng và môi trường tại thôn Đông Mai - xã Chỉ Đạo - huyện Mỹ Văn - tỉnh Hưng Yên.
Tuyển tập các công trình nghiên cứu khoa học. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, trang
89.
[4] Lê Đức, Trần Khắc Hiệp, Nguyễn Xuân Cự, Phạm Văn Khang, Nguyễn Ngọc

Minh (2004), “Một số phương pháp phân tích môi trường”. Nhà xuất bản Quốc Gia Hà Nội.
[5] Lê Đức và nnk (2011), Nghiên cứu chế tạo vật liệu Fe nano bằng phương pháp
dùng bohiđrua (NaBH
4
) khử muối sắt II (FeSO
4
.7H
2
O), Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa
học Tự nhiên và Công nghệ 27.
[6] Nguyễn Hoàng Hải, Khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học
Quốc gia Hà Nội, “Chế tạo hạt nanô ô xít sắt từ tính”, (2006).
[7] Phạm Ngọc Hồ, 2004. Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng bản đồ hiện trạng môi
trường thành phần và ứng dụng để xây dựng bản đồ hiện trạng môi trường đất, nước tỉnh
Hòa Bình. Hà Nội.
[8]
[9] Nguyễn Xuân Huân, Lê Đức (2011), Nghiên cứu xử lý Asen trong nước bằng Fe
0

nano, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27.
[10] Lê Văn Khoa, Nguyễn Xuân Cự, Bùi Thị Ngọc Dung, Lê Đức, Trần Khắc Hiệp,
Cái Văn Tranh (2000), “Phương pháp phân tích đất nước phân bón cây trồng”, Nhà xuất
bản Giáo dục, Hà Nội.
[11] Nguyễn Văn Niệm, (2006). “Đặc điểm địa hóa môi trường nước ngầm dải ven
biển vùng Quảng Nam-Đà Nẵng”. Luận văn ThS., Đại học QG Hà Nội.
[12] Nguyễn Văn Niệm, Mai Trọng Tú, Bũi Hữu Việt, Nguyễn Anhh Tuấn (2006),
Đặc điểm địa hoá và tác hại của nguyên tố chì (Pb) trong môi trường ở Việt Nam, Cục Địa
chất và Khoáng sản Việt Nam, 6 Phạm Ngũ lão, Hà Nội.

22

[13] Nguyễn Thị Nhung, Nguyễn Thị Kim Thường (2008), Nghiên cứu khả năng tách
loại Pb
2+
trong nước bằng nano sắt kim loại, Viện Địa chất, Viện Khoa học và Công nghệ
Việt Nam.
[14] Trịnh Thị Thanh (2003), “Độc học môi trường và sức khỏe con người”, Nhà xuất
bản Quốc Gia, Hà Nội.
[15] Phạm Văn Thanh, (2006), Nghiên cứu đánh giá hiện trạng nhiễm mặn, nhiễm bẩn
và khả năng cung cấp nước sinh hoạt ở dải ven biển miền trung từ tỉnh Quảng Bình đến tỉnh
Quảng Ngãi. Lưu trữ ĐC. Hà Nội.
[16]
2. Tiếng 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.
[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 zero-valent metals. Chemosphere, 41, 1263-1270. />6535(99)00530-5
[24] Chien-Li Lee & Chih-Ju 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

23
[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
starch-stabilized bimetallic nanoparticles for degradation of chlorinated hydrocarbons in
water,” Environmental Science and Technology, Vol. 39, No. 9, pp. 3314–3320, 2005.
[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 zero-valent bimetallic nanoparticles using the response surface modeling

approach”, Desalination 270 (2011) 275–284

24
[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, 97-105.
[41] Li X., Daniel W.E., and Zhang W. (2006), “Zero-valent 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, 102-110.

[43] Lin, C. J., Lo, S. L., & Liou, Y. H. (2004). Dechlorination of trichloroethylene in
aqueous solution by noble metal-modified iron. Journal of Hazardous Materials, B116, 219-
228.
[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: 323-332,
[48] Palmer, C.D. and Puls, R.W., 1994, Natural attenuation of hexavalent chromium
in groundwater and soils, Ground Water, EPA/540/S-94/505.
[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] Xiao-qin Li, Daniel W.Elliot, and Wei-xian (2006), “Zero-Valent Iron
Nanoparticles for Abatement of Environment Pollutants: Materials and Engineering
Aspects”. Solid State and Materials Sciences 31, 111-122.

25
[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.
[55] Yang-hsin Shih, Chung-yu Hsu, Yuh-fan Su (2011), “Reduction of
haxachlorobenzene by nanoscale zero-valent iron: Kinetics, pH effect, and degradation
mechanism”. Separation and Purification Technology 76, 268-274.
[56] Yuan-Pang Sun, Xiao-lin Li, Jiasheng Cao, Wei-xian Zhang, H.Paul Wang
(2006), “Characterization of zero-valent iron nanoparticles”. Advandes in Colloid and
Interface Science 120, 47-56.
[57] Yu-Hoon Hwang, Do-Gun Kim, Hang-Sik 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 Pb
2+
in aqueous solution by nano-zero-valent iron-A SEM, TEM and XPS
study”. Materials Research Bulletin 45, 1361-1367.
[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.