nghiên cứu xử lý nước ngầm ô nhiễm asen bằng phương pháp oxi – quang hóa trong điều kiện thực tế ở các vùng nông thôn

Lời cảm ơn
Chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc với TS.
Lê Văn Chiều và ThS.Nguyễn Thị Liên đã tận tình
hướng dẫn chúng em trong suốt quá trình thực hiện đề
tài.
Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô
giáo trường THPT chuyên Nguyễn Huệ, cha mẹ, bạn
bè đã tạo điều kiện giúp đỡ và động viên chúng em
hoàn thành đề tài này.


 !"
1
Mục lục
MỞ ĐẦU 4
1. Lý do chọn đề tài 4
3. Lợi ích của đề tài 6
4. Nhiệm vụ của đề tài 6
Chương 1 TỔNG QUAN 7
1.3.4. Công nghệ NanoVAST (Tổ hợp vật liệu NC-MF và NC-F20 kết nối với các kỹ thuật khác) 11
1.3.5. Keo tụ - Kết tủa 12
1.3.6. Oxi hóa 13
1.4. Cơ sở lí thuyết của đề tài 13
Chương 2 THỰC NGHIỆM 15
2.1. Dụng cụ và hóa chất: 15
2.2. Thu mẫu nước: 16
2.3. Khảo sát hàm lượng Sắt và Asen trong mẫu nước ngầm 16
2.4. Các bước làm một thí nghiệm 16
2.5. Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ Asen 18
2.6. Ảnh hưởng của H2O2 đến khả năng oxi – hóa Asen(III) 18
2.7. Xử lí Asen trong nước có hàm lượng sắt ít 19

2.8. Kiểm tra E.Coli và Coliform trong nước sau xử lý 19
Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 19
3.1. Thu mẫu nước 19
3.2. Khảo sát hàm lượng Sắt và Asen trong các mẫu nước ngầm 20
2
3.3. Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ Asen 21
3.4. Ảnh hưởng của H2O2 đến khả năng oxi – hóa Asen(III) 23
3.5. Xử lý Asen trong nước có hàm lượng sắt ít 24
3.6. Kiểm tra E.Coli và Coliform trong nước sau xử lý 25
KẾT QUẢ 26
TÀI LIỆU THAM KHẢO 28
3
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
#!$%&'()*+(',-&.
/012&3$45%6712&$%/$8
9:;<'=$%9>7?@&=;.$6
AB@&C9D4>$%/7E(A)'(
FF712&G(&. 4&H >9IE+D
>$J6K77@&C9D,9IE+D$&$8
*>/ @5$J;.6D>,E@&KL5?5
2M;.9,12&&;=$%!
&9D($8-I>NON(P47!&9D 
4Q42(B4>;.$B*20E(A=*R9F
=STU6
VB;N$NN>2-&>W'>74X>B
'=&9D4>$%Y,;$%Z['D>\]1^
_[KL >
`
a($%,@&bIL55%

cd>4';D&'e4&f&>gdeh$N$NNi
WA
`
$8(%H
`
,Y:'j$%)N(%F
`
N8N-F'%0FkN,E5N4W6]l
E(AFFm>(9.(Y&PF
`
(n
$&$8Nb*5(9:;<44G;>75(4P
F
`
;.4?EN?(*)24>(2(o(*>4P6
4
p$NN$J;.$JN;<D>E
`
W
W['>7*+9q(&9D4>$%5E>&'*W'r
$FE2-'7EF&>;>(
`
(
`
9*>4PEF
*>6
1%>,NN/sN$J;.$89:;<
=$%97*RH*
`
NNN$

`

(%HE5IGr9&J&PW(I
sD- 5kr^
“Nghiên cứu xử lý nước ngầm ô nhiễm Asen bằng phương
pháp oxi – quang hóa trong điều kiện thực tế ở các vùng nông
thôn”.
4> sD9:;<E
`
 '2
9t;!E5$9B4J&$%>Yc;;k


e

h9qiW9:'j$%!C9D6
2. Tính sáng tạo của đề tài
g]i(%$%,&&A&) F;;k

e

u
c;<<( '2;!E5EF7hE58N(%9
B4JW'>7*+C9D4&E+$%/=JE:4$%6
&>A2W4 744GW$J;.N
;<6
g v,(%=$%N/9q(C9D&>/*b
9.>Y&c$

e


hRE>Y&
C9DcwwwhC9Dc1h6
gv,(%=$%N/9q)N^*b99q
c;9qih(%<?7>))NN<C9D6
5
3. Lợi ích của đề tài
gxNN/IE'>7*+&9D4>$%*R
N$  NN  >Y   -& &  4>    E
`
  $J  (%  H
 (.
`
'
`
9t(.
`
;<9
`
4J'
='$8>-4P>Y&(E:46
gxNN/ 4 W$J;.9,4>H(
FF=$%*kF!&9DWA'W['>7
*+&9D(E:4$%W,9>7*RN$NN
;!A
`
R*>(29IE+D>?P(F
`

=6

4. Nhiệm vụ của đề tài
gPWH=$%*kF!&9D0k&N$W
'A&rn$%W5?
`
6
g) n$%5E>&7H(C9D
Yk'$89q(C9D4>n6
g5?
`
(%IF
`
*b9;/R9>
9E'>7*+C9^
 "FF
`
*>6
 :;<9
`
4J6
 :;<9
`
4J(%'$8$%&E&
RP4&E
`
N,$>E'>7*+C96
 Kb9.>Y&c

e

h6

 Kb99qiR$J-4P)NN<C96
6
g) n$%9&?
`
DN.?E5-9q(
C9D6
gv=JEW4&$%9&Y:'jlEay6>'(]>'z>4
EF6
Chương 1 TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về Asen
1.1.1. Asen
C9DcC9h' ,Nb*5I4>(+4)I
4>$%*W(I4>W>$J6C9' ,&
rN.?14>*2,/>
VD;D'DDN6C9W=74>8N)(F>BH(%*,
I&4k'^gT{T({|64>$%AC9=7@ 5
0;78N)(F'&9D&SC9c1hU&9DSC9cwwwhU6C9c1h';7
=7@ 5@&C94>$%*B(C9cwwwh';7@ 5@&
C94>$%/6
1.1.2. Tác hại của Asen đối với sức khỏe
&9D'*2E;>9:;<$%,
I&&9D0=&>4>E>J&;cC9(
8N)@&'H)AE}22h6C9DN
(~(29Y)CpF-&(56•)N@&4P&Y?
4&9DI5N 4(&;D ;4>D&f&(*R74&(%
N,N&>*+N,N>4 '&&FY&(P5I5-4P
E:C€{'-&%'$8F)N@&W(b8N
7
Cp69@&ND4FY?4F3' W7>
;7FY >7&(9IFY&6]&2N4&>b)

 ;n%5XI4,'>7I&-&6]
2I*&>=9A& b;&9AP@&(5I
4;&$;& $Nb$o(*-&3
$W;n%>7:6bI 55%cdehGkI
%7@&&9D'[4>$%,6
1.2. Tìm hiểu về nước ngầm Việt Nam
1.2.1. Nước ngầm
$%/'i'>7$%R*;$%*B)4>
EF&4•@&)(4>EDI@&7>(
8
EF&4• 9A'F(%&6V(k>B
;7?<(o'2EF,E5$8r'/I&E
W)N'$8$%W9:;<$86•12&(2
E&   $%  /  ' Nb  *5    P  I^5 >5
E>&5E>& $%666v,(%Fk‚7
$=)N$%@ 5'$%/6
1.2.2. Thực trạng ô nhiễm Asen trong nước ngầm ở Việt Nam
1P04>E2 5E?c&&D4>*h/5&49D4>
$%/012&0;$%;7&49DDSC9cwwwhU8N)
&49DH?&>)6"5NYs(%EFE?& &
:>7c'4&(>'Dh&49DD*k>Y &&49D&DSC9c1hU?
6"(A*kF!C9D&>)'0=*R9F=(
=*R9F]:>6ƒK(ƒK]$8)7>*0N9&
%4>JE}>'>DD(p'D9>DD$%/0&(
/    B  ?  /  ,  &    '  I&    9q  c4>h
&&D9D(&>6"5-N.)>) =@&
9qW'5|„''4&['?c['hc4*P„['h4>
a$%/0Cx&(ƒ=N(>(…['
c4*PT['h4>a$%/0/(>
SU6A2;2@&9q4)-&4r4>(2'>74X>B

'=&49D4>$%/(P&49D&DE58N(%
†DcwwwhW†DC9e

 4=*k'>74&E+$%/EE5@&(%
†Dceh
T
6"(A=*R_=*&>=(i
N?&&$&'HE(A'$8C9D
&>6
9
Bản đồ
các khu vực nhiễm Asen trên toàn quốc
1.3. Các phương pháp xử lý asen trong nước ngầm
1. 3.1. Xử lý bằng công nghệ xử lý giàn mưa
$%=& $%5E>&$J=7;$%;7
†D
{
V
{
6x$&;<>Y > Wb†D
T{
 (
V
{
(9,.&?E:E$C9cwwwh3$8>Y
>'$8+6
1.3.2. Xử lý bằng bể lắng
v. 'N$NN9:'jC9D;.&$J9:;<
N$NN 3/,(%$&iE'$%$8
'q‡(;qB4J(>Y W'q('>7*+Asen6

10
1.3. 3. Xử lý bằng bể lọc
}D>E29:;<WY. ;A*WD>E?$%
E&6
KW'r$89:;<'%N(o'2'r$&>7?9+u
$%9ˆ)-&'%N&>7?;<)N<)
7'>7(9(o W(4>E>)E&
4>$%9&$%5N<)-&'%N('%N9+6
1.3.4. Công nghệ NanoVAST (Tổ hợp vật liệu NC-MF và NC-F20 kết
nối với các kỹ thuật khác)
4>F2&>1C2,Y:'jD>E‰o
F$J$8'qNB4$%2,)NN<62(<@&2
, '*G>l&>Y EFE?R'>742W†DVu(
-&,&=&9D()4q'':62-'
(2@&2, '4)-&4rR(,'*a
))NN<6 D>X=$%2, W$8
5E5E&6
Ưu điểm: b8N(o'2]gV†(]g†)NN<(%,
&(%;'$84)&>E.*R=&9D4>$%
+a>NONcNN*h612ON,2,Y:
'j(%2,'r&>4(o'2]g†(]gV†>NON
EO>;J&'(2;>=&9D/(>@&)NN<
]g†J&9,@&]gV†(]g†('
6
11
Nhược điểm: 12E5,&>1C(%2,Y:'jF
$Jc>Y &'q'rh(n94&B4qc4>*W'qh
I&=&>@&&9D(N?9ˆ';>,5*kc5*k
'q65*k'rF((o'2]wVuh6
1.3.5. Keo tụ - Kết tủa

]E5@&'q'r=J(%-4PY:'j9q([>B
&&9t4>$%/A6v. 'N$NNY:'j
)*R*$%/X5E>&9&'
>WFY &9q&&7> ;4>Y 9q(&&E5@&6
C9Dcwwwh$8>Y &=JC9c1hE)NN<
'*B@&*FED>< ;4>Y q& V&&7>(
'qY, *W& )NN<(*kH'7'*B74>*W
'r6I@&4."VvŠ"]c]yywCh4$J
v‹€(4.]VŠpK1c]yC€h4$Jv"
>) F2277 $%0
@ 5WY:'j9q(&&>NON'>7*+|…M
C9D4>$%/79.E(A6I/
. @&]yC€(12]F2VF4$J*&< ‡>
) ,(%&P9:;<5E>&'Œ
'$89q&>4>$%/FP'>$%/*R
N$&4*B*W'rc'rohNb*50&
P2& >NON'>7*+%…MC9D4>$%/
(%(2'>7*+9q(&&6HI 3Gi4R
'$8C9D4>$%9&EY:'j*RN$NN4N<
(>N/8N)E4>$%=(
12
4>&9,4$J8NEF>NON7=C9D)N;$%
a;>(o /5N<Y:'j*RN$NNE6
1.3.6. Oxi hóa
Oxi hóa bằng các chất oxi hóa mạnh^])>Y&$8
NON9:;<4>)N$%$]'>"e



e


ef>6
Oxi hóa điện hóa^]WY:'j$%I&C9D*RN$
NN;2A'8NE(N;<>9:;<$%
- F+6
Oxy- quang hóa: ]F2'>7*+C9DDcC9cwwwhh(
)l&&E$qp>9N>49'z4666E+$%*R
$&)>Y &())NN<-&&^c5&A?(>
$%4=9&'qh6])>Y &W'>Y E5>B9<
E?6]))NN<-&&W'†Dcwwh†Dcwwwh]&cwwh6]W9:
;<9B4J'=&A?6pIWY 4&
024>Nl(9)NEFl+5*k
NI7N6€>C9cwwwh*k>Y &C9c1h(%,4)oW
9:;<)>Y &7$]'



e

>Be
T
6p/'%
N?Y:'j?')>Y & 6
1.4. Cơ sở lí thuyết của đề tài
490 'jNI>Y&-&&(%=
'$8X9
`
4JE58NiN*R$%,
&N8N>-4P>Y&†Dcwwh†DcwwwhC9cwwwh
C9c1h'$JE)NN<C9c1h44>Y9q%

9;n5'E'>7*+C94>$%6 $%  /
13
E(X&') '$JI&9qcwwh(C9Dcwwwh6q04>
$%/9ˆ$89:;<W7>))NN<&9D6"Nq
>&PY 4&-4P9&^
†Dcwwh
 →
chanhhv,
†Dcwwwh;7†Dee

C9cwwwhc&9Dh
→
hv
C9c1hc&9D&h
q4>Y%9E)NN<&9D;7&9D&,
)6 C9c1h)NN<4*B@&E5@&†Dee('qY,
;$%6
1%(
`
9:;<)) 5>
`
F$8)N'7'
$JENY7?<
`
(&•14>
9
`
4J(>E,$%7>E
`
>NI-&&

;!4&4
`
W=J>NON;
`
Ea*>$%9&Y:'j
&>(
`
9r6
14
Chương 2 THỰC NGHIỆM
2.1. Dụng cụ và hóa chất:
g]&A&&(D'>7|'ŽT|'6
g€;ke
T
cY)YI^4\,h6
  g€;k

e

 TMc$%>YhW&02,
F$J6
g$%)'/&) F6
15
gv>7^4.N.?(kANa-,&12
]F2NANack&i^T !4G&‹.
h6
2.2. Thu mẫu nước:
$%/$8') 7Tk&W'YG=€$ 2
&e&ŽYGvF& 2>vIŽ-ovFcvh6
5'A2& 9&E$%$8') '6$%

$&DN.?$8N*>-4>@'7c
>
]h6
2.3. Khảo sát hàm lượng Sắt và Asen trong mẫu nước ngầm
) n$%/GrW>=†D(C9*&/
4>n$%74.N.?(kA
Na-,&12]F2NANa6"?2n$
9&^&e&cehŽvF&>vIcvhŽvFcvh6
Hình 2.1: Lấy nước ngầm ở Đông La,
Hoài Đức, Hà Nội
2.4. Các bước làm một thí nghiệm
V•    ? 29ˆ$8'D>
*$%9&^
  {]>'$% / (>  &  &(D '>7
|'  c&  G  $8 497*R;;k
&Y4'>G9&4*R$%)h6
16
{E2/E>9(>&c(?;<^$%,&
;;k

e

TM

666h6
{sE?'q74>E>T. W>Y&,&4>$%6
{pq4> X•65•6^&$8BR
&(,)'B4)) Fc'>7*rANah
L/^4JNq4>?. ,)''(>&m6
{&ENqB&‚I(W'q-&6

{x7'r-&'%N*F 5c'%N*FY,N; B4N!
A&h'>7*+N/B4=4s(>&T|'c3$84$
&|'h6
{Vn$%$8*>-4>@'7c
>
]h6
{$%9&EY:'j$8DYk'7=C9D(†D
74.N.?(kANa-,&12]F
2NANa6

17
Hình 2.1: Chuẩn bị các chai Lavie để làm thí nghiệm
2.5. Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ Asen
N$8i*R'$8$%,&>(>n
$%') 7vF&>vI65'?2(%
ncD><6h^
{"F>$%,&6cvh
{$%,&0I^|rcĐL2(5)hŽ…rcĐL2(8)hŽ
rcĐL2(10)h6
vDnG'A2Yk'7'$8C9(
†D6
2.6. Ảnh hưởng của H
2
O
2
đến khả năng oxi – hóa Asen(III)
?2(%$%/') 0&e&c'$8C9(
†D&>h<W'(%nc5?2D><
6h^
  {ni'(%$%,&c…rh{Nqcec…hh^

E2,)$8Yk0<6|6
 {n^$%,&c…rh{;;k

e

 TMcrh{
Nq6ceTh
vDnG'A2Yk'7'$8C9(
†D6
18
2.7. Xử lí Asen trong nước có hàm lượng sắt ít.
Vn$%') 0vF'$89q)N$8
'A2$9&cD><6h^
{n>$%,&c…rh{Nq6cvc…hh
{n>$%,&c…rh{|9qic4:&
97*<*ah{'q4>(Ns{Nq6cvTh
gvDnG'A2Yk'7'$8C9(
†D6
2.8. Kiểm tra E.Coli và Coliform trong nước sau xử lý
'7A2$nvc…heTvT9&DEW
4&y6]>'(]>'z>44>$%9&Y:'j6
Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Thu mẫu nước
$%/0TE(A&e&>vIvF
'HE(AE>&rGok4>$%/
19
C9D6"%') '$%/$&(W4>
EF  E?  E>   =  =  $%   W  ;/  9&    (6
 .';>4>$%%') '9q0;7†DcwwhE5NYs
(%EFE?†Dcwwh*k>Y&†Dcwwwh$% W9&

(6
\&9;$% @&5*kA$%&W;A>9*
$8$%@&5E>&& ?9q659q0
;$% @&5*kA$%$JB('?
9q6
qcwwwh4>Y%9c†Deeh'))NN<C9c1h,)
$%/') 'N$8Y:'j'F5W'.2-'>7
-C99ˆ*k6
3.2. Khảo sát hàm lượng Sắt và Asen trong các mẫu nước ngầm
$%/$8') 7Tk&W'YG=€$ 2
&e&cE?2ehŽYGvF& 2>vIcE?2vhŽ
-ovFcvh6
"5-E>9$9&^
STT Tên chỉ tiêu
Đơn vị
tính
Kết quả QCVN
02:
2009/BYT
Phương
pháp thử
e
v v

=C49D
cC9h
c
•
h
‘['

…• || „
 ]1
„„„^

=qc†Dh

c
•
h
['
…|„ | „•_
| CeC]
_•6•
Bảng 3.1: Kết quả đo nồng độ sắt và asen trong các mẫu nước
ngầm
20
]*&n$%'$8C9&>I>NON
cZ['hW. 59:;<'$%,E$&
-&Y:'j4>n$%0&e&'$8C9&>)6
1'$89q'$8@&Tn&>'/
9>(%=>NONc|['h&>)(n'$%') 0E(A
&e&6 9qEF. 7>W$E=9q
&>-I$(o 9ˆE5>$%(k&(o
(<4)E9:;<6
i'2=q[C9D0&e&vF>vI'/'$8
'_…[Ž••[ŽT[6=9q&>0&e&>vI9ˆ,>
-4P'>7*+C9D4&E+$%/6
3.3. Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ Asen
N$8i*R'$8$%,&>(>n
$%') 7vF&>vI65'?2(%

nD><6|6Vn$%EFY:'j*R&9&EN
q4>$(n$&5(6]nY:'j*R
&9&EN==4>E5@&4q'q0
;$%6
21
Hình 3.1:Các mẫu nước ở khu vực Đông La được phơi
nắng
"5-9&>'7=&9D(9q$9&^
ST
T
Tên chỉ tiêu
Đơn
vị
tính
Kết quả QCVN
02:
2009/BYT
Phương
pháp thử
ĐL2
ĐL2(5) ĐL2(8)
ĐL2(10
)

=C49D
cC9h
c
•
h
‘['

• T  …

]1
„„„^

=qc†Dh
c
•
h
['
|| T_|  |_
|
CeC]
_•6•
T
M'>7*+C9D M
 | …T •
Bảng 3.2: Kết quả đo nồng độ Asen và sắt sau khi khảo sát bằng
chanh
o) nvc…h>E5-,)'$8C97
I>NON'$8†D (nI>NON$
3GEWI+'$8$%,&>(>i
;X0E>…r59ˆ'7''$8&9D
(9q6"'$8&9qcwwwh4>Y*k&)
)NN<C9D;>'$8C9Dl'7&>=J'$89q
3'6
$%9&Y:'j*R&4)4>-&,'$8&
>(>?EF$05N@&$%c9&Y:'j
N’•h6$% G/$W9:;<$8'F6
22


Hình 3.1:Các mẫu nước ở khu vực Đông La sau khi phơi nắng
3.4. Ảnh hưởng của H
2
O
2
đến khả năng oxi – hóa Asen(III)
?2(%$%/') 0&e&c'$8C9(
†D&>hD><6„6
vDnG'?2Yk'7=C9(†D6
STT Tên chỉ tiêu
Đơn vị
tính
Kết quả QCVN 02:
2009/BYT
Phương pháp
thử
ec…h eT

=    C49D
cC9h
c
•
h
‘['
  
]1
„„„^

=q

c†Dh
c
•
h
['
T|  |
CeC]_•6•
T
M'>7*+C9D M
•• …„
Bảng 3.3: Kết quả đo nồng độ sắt và asen sau khi khảo sát bằng
H
2
O
2
.
X*E5-$8&) E;)>Y&'


e

E'>7*+C94&E+$%,6")NN<4
23
9qcwwwh4>Y@&C9c1h,C9cwwwhE=C9(†D&>
c>BEq?h*b9)>Y&c

e

hW-4P>Y
&C9cwwwhC9Dc1h$8,XE'>7*+C93

,6"Fi(o '$89q0n;

e

*&'/9>
(%i;&EFI+(29:;<)>Y&sN>
-4P'>7*+9q(&9D,6
3.5. Xử lý Asen trong nước có hàm lượng sắt ít.
Vn$%') 0vF'$89q)Nci'2
=9q[&9DvF'••[h$8'?2D><6•6
vDnG'?2Yk'7=C9(†D6
"5-$9&^
STT Tên chỉ tiêu
Đơn vị
tính
Kết quả QCVN 02:
2009/BYT
Phương pháp
thử
vc…h vT

=C49DcC9h
c
•
h
‘['
_ … 
]1
„„„^


=qc†Dh
c
•
h
['
„| •… |
CeC]_•6•
T
M'>7*+C9D M
• …|
Bảng 3.4: Kết quả đo nồng độ sắt và asen trong các mẫu nước
ngầm
"'$89q4>$%/EF&>9qcwwwh4>Y
%9EF$8'$8))NN<C9D*k6X
9,'2>$8&) 4)4Q EEF*bY9qi
'>7*+$8•MC9D$5*bY9qP2-
'E4Q…|MC9D4>$%/G*k'>7*+6
24
3.6. Kiểm tra E.Coli và Coliform trong nước sau xử lý
'7A2$nvc…heTvT9&D
EW4&y6]>'(]>'z>44>$%9&Y:'j6
"5-^

Bảng 3.5: Kết quả đo khuẩn e.coli và coliform trong nước sau xử lý.
]n$%9&Y:'j7a(B9r?
I>NON@&D6>'(>'z>464>E2EF
W9F$%W,4A5N6 $%9F'F
$8E 5>9:;<6
25
STT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính

Kết quả
QCVN 02:
2009/BYT
vc…
h
eT vT
 y6]>' 1Ea[
'
   
 ]>'z>4
b9,
1Ea[
'
 |  |