Nghiên cứu sự biến đổi một số tính chất lý - hóa nước suối Tân Long dưới tác động của nước thải mỏ than Khánh Hòa - tỉnh Thái Nguyên

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN








Dƣơng Văn Hùng






NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI MỘT SỐ TÍNH CHẤT LÝ – HÓA
NƢỚC SUỐI TÂN LONG DƢỚI TÁC ĐỘNG CỦA NƢỚC THẢI MỎ
THAN KHÁNH HÒA – TỈNH THÁI NGUYÊN






LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2012
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN





Dƣơng Văn Hùng






NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI MỘT SỐ TÍNH CHẤT LÝ – HÓA
NƢỚC SUỐI TÂN LONG DƢỚI TÁC ĐỘNG CỦA NƢỚC THẢI MỎ
THAN KHÁNH HÒA – TỈNH THÁI NGUYÊN



Chuyên nghành: Khoa học môi trƣờng
Mã số: 60 85 02

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC



NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. Nguyễn Ngọc Minh









Hà Nội năm 2012

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

APHA
Hiệp hội Y tế công cộng Mỹ
BOD
Nhu cầu ôxy sinh hóa
BTNMT
Bộ Tài nguyên và Môi trường
CEC
Dung tích trao đổi cation
CHC
Chất hữu cơ
CLN

Chất lượng nước
COD
Nhu cầu oxy hóa học
KLN
Kim loại nặng
QCVN
Quy chuẩn Việt Nam
QTHTMT
Quan trắc hiện trạng môi trường
SMEWW
Các phương pháp chuẩn xét nghiệm
nước và nước thải
TNHH MTV
Trách nhiệm hữu hạn một thành viên
UBND
Ủy ban nhân dân









MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ 10
Chƣơng I: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 12
1.1. Giới thiệu chung về khu vực nghiên cứu 12
1.1.1. Vị trí địa lý, ranh giới hành chính 12

1.1.2. Điều kiện khí tượng, thuỷ văn khu vực mỏ than Khánh Hoà 12
1.1.3. Đặc điểm địa hình địa chất mỏ than Khánh Hoà 14
1.1.4. Hoạt động khai thác và đổ thải tại mỏ than Khánh Hòa 14
1.2. Hoạt động khai thác tại mỏ than Khánh Hòa và những vấn đề về ô nhiễm môi
trường 15
1.2.1. Thành phần chất thải và đặc điểm các bãi thải mỏ 15
1.2.2. Ảnh hưởng của nước thải mỏ đến môi trường nước ở các lưu vực xung
quanh 16
1.2.3. Nguy cơ tiềm ẩn tại các bãi đổ thải do đặc tính keo của sét trong thành
phần thải 17
1.2.3.1. Cơ chế hoạt động của keo sét và vấn đề ô nhiễm môi trường nước xung
quanh bãi thải mỏ 17
1.2.3.2. Cơ chế phân tán khoáng sét 18
1.2.3.3. Ảnh hưởng của một số tính chất lý - hóa đến đặc tính keo của sét 19
Chƣơng II: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21
2.1. Đối tượng nghiên cứu 21
2.2. Phương pháp nghiên cứu 21
2.2.1.Phương pháp nghiên cứu chất lượng nước 21
Các chỉ tiêu hóa lý cơ bản của mẫu nước được xác định theo các phương pháp
liệt kê trong bảng 2.1. 21
2.2.2. Phương pháp nghiên cứu mẫu trầm tích và mẫu đất 23


Chƣơng III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 26
3.1. Một số tính chất lý - hóa của nước thải mỏ 26
3.1.1. Tính chất lý học của nước thải mỏ 26
3.1.1.1. Độ đục 26
3.1.1.2. pH 27
3.1.1. 3. Chất rắn lơ lửng 28
3.1.1.4. Tính chất hóa học đặc trưng của nuớc thải mỏ. 29

3.2. Một số tính chất lý - hóa nước suối Tân Long dưới tác động của nước thải mỏ
than Khánh Hòa 31
3.2.1. Nhiệt độ 31
3.2.2. pH 32
3.2.3. Độ đục 33
3.2.4. Chất rắn lơ lửng 34
3.2.5. Chất hữu cơ ( BOD5 và COD) 36
3.2.6. Các kim loại nặng trong nước mặt suối Tân Long 37
3.2.7. Sunphat (SO42-) 38
3.3. Đặc điểm trầm tích suối và mối quan hệ đến độ đục nước suối 39
3.3.1. Một số đặc tính của trầm tích suối Tân Long 39
3.3.2. Ảnh hưởng của các yếu tố pH, cation và anion lên đặc tính keo của
khoáng sét trong trầm tích suối Tân Long 43
3.3.2.1. Ảnh hưởng của các cation 43
3.3.2.2. Ảnh hưởng của anion sunphat (SO42-) đến khả năng phân tán khoáng
sét trong mẫu trầm tích và độ đục của nước suối. 49
3.3.2.3. Ảnh hưởng của pH 51
3.4. Đặc tính keo của thành phần sét trong các bãi thải mỏ và nguy cơ tiềm ẩn đối
với chất lượng nước suối Tân Long 53
3.4.1. Thành phần cấp hạt sét trong mẫu đất thải mỏ 53
3.4.2. Thành phần khoáng sét trong đất nghiên cứu 53
3.4.3. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng lên đặc tính keo của khoáng sét 55
3.4.3.1. Ảnh hưởng của pH 56
3.4.3.2. Ảnh hưởng của các cation lên đặc tính keo của khoáng sét 57
3.4.3.3. Ảnh hưởng của các anion đến sự tụ keo của khoáng sét 61
3.4.4. Tác động của keo sét đến lưu vực suối Tân Long 64
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65
1. Kết luận 65
2. Kiến nghị 65
DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Thống kê lưu lượng các suối chính 13
Bảng 2.1. Các phương pháp phân tích nước 22
Bảng 3.1. Kết quả chất lượng nước thải của mỏ than Khánh Hòa 30
Bảng 3.2. Hàm lượng cấp hạt trong các mẫu trầm tích 39
Bảng 3.3. Một số đặc tính hóa lý cơ bản của mẫu trầm tích vùng nghiên
cứu 41
Bảng 3.4. Kết quả sự ảnh hưởng của các cation lên đặc tính keo của khoáng
sét trong mẫu trầm tích ( ký hiệu: BĐ - 1) 44
Bảng 3.5. Kết quả sự ảnh hưởng của các cation lên đặc tính keo của khoáng
sét trong mẫu trầm tích ( ký hiệu: BĐ - 2) 46
Bảng 3.6. Kết quả sự ảnh hưởng của các cation lên đặc tính keo của khoáng
sét trong mẫu trầm tích ( ký hiệu: BĐ - 3) 47
Bảng 3.7. Kết quả sự ảnh hưởng của các cation lên đặc tính keo của khoáng
sét trong mẫu trầm tích ( ký hiệu: BĐ – 4) 48
Bảng 3.8. Mức độ ảnh hưởng của anion sunphate đến phân tán khoáng
sét 49
Bảng 3.9. Ảnh hưởng của pH lên đặc tính keo của khoáng sét trong các
mẫu trầm tích 51
Bảng 3.10. Hàm lượng cấp hạt trong các mẫu đất nghiên cứu 53
Bảng 3.11. So sánh sự ảnh hưởng của pH lên đặc tính keo của khoáng sét
tách từ hai mẫu đất 56
Bảng 3.12. Ảnh hưởng của các cation lên đặc tính keo của khoáng sét trong
mẫu đất 1 58
Bảng 3.13. Ảnh hưởng của các cation lên đặc tính keo của khoáng sét trong
mẫu đất 2 60
Bảng 3.14. So sánh mức độ ảnh hưởng của các anion đến khả năng keo tụ
của dung dịch khoáng sét 62
DANH MỤC HÌNH

Hình 3.1: Diễn biến độ đục của nước thải theo mùa của từng năm 27
Hình 3.2: Diễn biến pH của nước thải theo thời gian 27
Hình 3.3: Biểu đồ diễn biến pH của nước thải theo thời gian 28
Hình 3.4: Diễn biến nồng độ SO
4
2-

của nước thải theo thời gian 30
Hình 3.5: Biến động nhiệt độ nước mặt theo thời gian và điểm quan trắc. 32
Hình 3.6: Diễn biến pH nước mặt suối Tân Long thay đổi theo không gian
và thời gian 33
Hình 3.7: Diễn biến Độ đục nước mặt suối Tân Long theo không gian và
thời 34
Hình 3.8: Diễn biến TSS nước mặt suối Tân Long qua các năm và các điểm
điểm 36
Hình 3.10: Diễn biến As và Pb nước suối Tân Long theo thời gian 38
Hình 3.11: Diễn biến Fe và Zn nước suối Tân Long theo thời gian và theo
điểm quan trắc 38
Hình 3.12: Diễn biến SO
4
2-
của nước suối theo thời gian và không gian 39
Hình 3.13: Nước thải mỏ than cuốn theo các chất lơ lửng đổ vào suối 40
Hình 3.14: Biểu đồ nhiễu xạ tia X của khoáng sét của mẫu trầm tích nghiên
cứu 42
Hình 3.15: Ảnh hưởng của các cation đến sự tụ keo của sét trong dung
dịch mẫu trầm tích 1 45
Hình 3.16: Ảnh hưởng của các cation đến sự tụ keo của sét trong dung
dịch mẫu trầm tích 2 46
Hình 3.17: Ảnh hưởng của các cation đến sự tụ keo của sét trong dung

dịch mẫu trầm tích 3 47
Hình 3.18: Ảnh hưởng của các cation đến sự tụ keo của sét trong dung
dịch mẫu trầm tích 4 48
Hình 3.20: Ảnh hưởng của pH đến trạng thái tụ keo và tán keo của khoáng
sét 52
Hình 3.21. Nhiễu xạ đồ tia X của mẫu khoáng sét tách từ mẫu đất 1(bãi thải
phía Nam mỏ than) với các phương pháp xử lý khác nhau 54
Hình 3.22. Nhiễu xạ đồ tia X của mẫu khoáng sét tách từ mẫu đất 2 (bãi
thải phía Tây mỏ than) với các phương pháp xử lý khác nhau 55
Hình 3.23: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của pH lên đặc tính keo của
khoáng sét tách từ hai mẫu đất 57
Hình 3.24. Ảnh hưởng của các cation lên đặc tính keo của khoáng sét mẫu
đất 1 58
Hình 3.25. Ảnh hưởng của các cation lên đặc tính keo của khoáng sét mẫu
đất 2 60
Hình 3.26. Ảnh hưởng của các anion lên đặc tính keo của khoáng sét mẫu
đất 1 62
Hình 3.27: Ảnh hưởng của các anion đến đặc tính keo của khoáng sét mẫu
đất 2 63

ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong thời kì hội nhập kinh tế toàn cầu, đất nước ta đang đẩy mạnh công
cuộc công nghiệp hóa - hiện đại hóa, phấn đấu cơ bản trở thành nước công nghiệp
vào năm 2020. Nền kinh tế đất nước tăng trưởng đáng kể, đạt được nhiều thành tựu.
Tuy nhiên, việc phát triển kinh tế cũng nảy sinh những vấn đề không nhỏ về môi
trường. Để phục vụ cho sản xuất, phát triển công nghiệp, một lượng tài nguyên
khoáng sản như than, đá bị khai thác, trong đó than là khoáng sản được khai thác
đã có lịch sử kéo dài và quy mô khai khác trên diện rộng khắp các tỉnh thành cả
nước. Tuy nhiên, vấn đề đặt ra là hiện nay việc khai thác than sử dụng công nghệ
còn quá lạc hậu và thường gây ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường.
Thái Nguyên là tỉnh có nguồn tài nguyên khoáng sản phong phú cả về chủng
loại và trữ lượng. Thêm vào đó, Thái Nguyên còn là trung tâm văn hoá - kinh tế - xã
hội của các tỉnh miền núi phía Đông Bắc, là cầu nối giao thông giữa các tỉnh phía
Đông Bắc với Hà Nội, Tây Bắc và các tỉnh vùng đồng bằng Bắc Bộ, rất thuận lợi
cho việc phát triển ngành công nghiệp.
Được đánh giá là tỉnh có trữ lượng than lớn thứ hai trong cả nước, với 15
triệu tấn than mỡ và khoảng 90 triệu tấn than đá, phân bố ở các mỏ lớn thuộc các
huyện trên địa bàn tỉnh như mỏ than Khánh Hòa, mỏ than Phấn Mễ, mỏ than Núi
Hồng…, ngành khai thác than đã và đang phục vụ đắc lực cho công nghiệp luyện
kim của tỉnh, điển hình là mỏ than Khánh Hòa với sản lượng khai thác hiện nay trên
700.000 tấn/năm, đóng góp rất lớn cho ngân sách của tỉnh mỗi năm.
Nhưng bên cạnh nguồn lợi to lớn mà ngành công nghiệp than đem lại thì vấn
đề môi trường liên quan đến hoạt động khai thác than cũng rất đáng quan tâm. Theo

số liệu tại mỏ than Khánh Hòa, để khai thác được 1 tấn than thì khối lượng đất đá
cần bóc đi từ 8 đến 10 m
3
đất phủ, thải ra 1 đến 3 m
3
nước thải. Quá trình khai thác
kéo dài nhiều năm dẫn đến các bãi thải của công trường khai thác ngày càng mở
rộng về số lượng và quy mô, và có những tác động đến hệ sinh thái và sức khỏe của
cộng đồng dân cư sống ở khu vực xung quanh. Tại các bãi thải mỏ, thành phần chủ
yếu của chất thải trên các bãi thải là đất đá do nổ mìn gồm: cát kết, bột kết, sét kết
và đất phủ. Trong các thành phần này, mức độ phong hoá của bột kết chậm hơn so
với các đá khác, đá được tạo bởi sét kết bị phong hoá nhanh, dễ nứt nẻ, vỡ vụn, khi
gặp nước thì chảy nhão nên dễ gây bồi lắng, lụt lội và trượt lở bãi thải.
Để xác định được những ảnh hưởng này, cần phải có những nghiên cứu cụ
thể. Được sự đồng ý của Ban giám hiệu nhà trường, dưới sự hướng dẫn trực tiếp của
giảng viên TS. Nguyễn Ngọc Minh, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu
sự biến đổi một số tính chất lý - hóa nước suối Tân Long dưới tác động của nước
thải mỏ than Khánh Hòa, tỉnh Thái Nguyên” được đặt ra với những mục tiêu và
nội dung nghiên cứu cụ thể như sau:
 Mục tiêu nghiên cứu
- Đánh giá những ảnh hưởng từ hoạt động khai thác than tại mỏ than Khánh
Hòa các bãi thải mỏ đến chất lượng nước suối Tân Long. Tác động của nước thải
mỏ và nước chảy tràn từ các bãi đổ thải là những nguồn tác động chủ yếu và sẽ
được tìm hiểu kỹ lưỡng trong nghiên cứu này.
- Dự báo và đề xuất giải pháp giảm thiểu các ảnh hưởng của hoạt động khai
thác than tại mỏ Khánh Hòa đến chất lượng nước suối Tân Long.
 Nội dung nghiên cứu
- Thu thập điều tra, tổng hợp đánh giá sơ bộ các hoạt động kinh tế xã hội
trong vùng tiến hành nghiên cứu.
- Hiện trạng điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội trong vùng nghiên cứu.

- Nghiên cứu sự rửa trôi khoáng sét tại các bãi thải mỏ.
- Đánh giá ảnh hưởng của một số thành phần chất thải đến chất lượng nước
mặt của suối Tân Long.
 Phƣơng pháp nghiên cứu
- Thu thập điều tra, tổng hợp hiện trạng điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội
trong vùng nghiên cứu. .
- Xác định các tính chất lý hóa cơ bản của nước suối Tân Long
- Xác định thành phần và tính chất của trầm tích suối Tân Long
- Nghiên cứu thành phần sét và nguy cơ rửa trôi khoáng sét tại các bãi thải mỏ.

Chƣơng I
TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Giới thiệu chung về khu vực nghiên cứu
1.1.1. Vị trí địa lý, ranh giới hành chính
Mỏ than Khánh Hòa nằm trên địa bàn xã Phúc Hà thuộc thành phố Thái
Nguyên, tỉnh Thái Nguyên, Việt Nam. Xã nằm ở phía Tây -Tây Bắc của khu vực
trung tâm thành phố. Toạ độ địa lý của mỏ như sau:
21
o
37’38’’ – 21
o
36’00’’ Vĩ độ Bắc.
105
o
44’38’’ – 105
o
47’21’’ Kinh độ Đông.
Tiếp giáp các phía của mỏ như sau:
- Phía Đông giáp cánh đồng lúa.

- Phía Tây giáp khu dân cư và phụ lưu suối Tân Long.
- Phía nam giáp khu dân cư và cánh đồng lúa.
- Phía Bắc giáp khu dân cư và lưu vực suối Tân Long.
Mỏ nằm ở phía Đông và phía Bắc xã Phúc Hà. Phía Đông Nam của mỏ là trụ
sở UBND xã Phúc Hà và trường tiểu học xã Phúc Hà. Xung quanh khu vực mỏ có
gần 100 hộ dân sinh sống, trong đó:
Khu vực khai trường cách hộ dân gần nhất là: 500m.
Khu vực bãi thải cách hộ dân gần nhất là: 50m.
Hệ thống sông suối quanh khu vực mỏ bao gồm suối Khánh Hoà (suối
Huyền), suối Nam Tiền, suối Sơn Cẩm, đây là các phụ lưu chính đổ vào suối Tân
Long trước khi tiếp nhận nước thải của mỏ than Khánh Hoà.
1.1.2. Điều kiện khí tƣợng, thuỷ văn khu vực mỏ than Khánh Hoà
a/ Điều kiện khí tượng:
Mỏ than Khánh hoà nằm tại địa phận xã Phúc Hà - thành phố Thái Nguyên,
do đó có các đặc điểm khí hậu của khu vực thành phố Thái Nguyên và mang những
nét đặc trưng khí hậu của vùng trung du miền núi Bắc bộ, được chia làm hai mùa rõ
rệt. Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10, mùa khố kéo dài từ tháng 11 đến
tháng 4 năm sau.
- Nhiệt độ trung bình năm đạt khoảng 36
0
C trong đó có nhiệt độ trung bình
cao nhất đạt 28,8
0
c và trung bình thấp nhất khoảng 17
0
C.
- Độ ẩm không khí của khu vực khá cao, trung bình đạt 82%, độ ẩm trung
bình lớn nhất 88%và trung bình thấp nhất đạt 77%.
- Tổng số giờ nắng trung bình tháng khoảng 113giờ/tháng.
- Lượng mưa trung bình tháng lớn nhất là tháng 7 và tháng nhỏ nhất là tháng 2.

- Hướng gió thịnh hành tại khu vực mỏ là Đông Bắc (mùa đông) và Đông
Nam (mua hè).
b/ Điều kiện thuỷ văn:
- Nước mặt: trong khu vực mỏ than chủ yếu là hệ thống suối Sơn Cẩm, suối
Khánh Hoà suối Huyền), suối Nam Tiền, đây là các phụ lưu chính đổ vào suối Tân
Long rồi đổ ra sông Cầu. Lưu lượng của các suối được thống kê trong bảng 1.1.
Bảng 1.1. Thống kê lưu lượng các suối chính
Tên suối
Suối
Sơn Cẩm
Suối
Khánh Hoà
(Suối Huyền)
Suối
NamTiền
Suối
Tân Long
Lưu lượng nhỏ nhất
(l/s)
0,08
128
0,02
390
Lưu lượng lớn nhất
(l/s)
241
5.221
244,5
19.967
- Nước dưới đất:

+ Nước trong lớp phủ đệ tứ: lớp phủ đệ tứ có thành phần cuội, sạn, cát, sét và
đất trồng, chiều dày từ vài mét đến 9 - 10m. Lớp này có đặc điểm về mùa mưa thì
gần như bão hoà nước, nhưng mùa khô thì gần như cạn kiệt nước. Nguồn bổ sung
và cung cấp nước là nước mưa, miền thoát nước là các tầng đá của tầng chứa than.
+ Nước trong địa tầng chứa than: tầng chứa nước trong địa tầng chứa than có
thành phần chủ yếu là đá vôi, sét và một số lớp cát, bột kết và bột kết vôi. Phần
nông trong các lớp đá vôi sét có hang cactơ.
1.1.3. Đặc điểm địa hình địa chất mỏ than Khánh Hoà
a/ Địa hình mỏ than Khánh Hoà:
Mỏ than Khánh Hoà nằm trong thung lũng kéo dài huớng Tây Bắc – Đông
Nam, với chiều dài khoảng 6km, chiều rộng 600-700m. Địa hình trong lòng thung
lũng dốc từ phía Tây Bắc (với độ cao trung bình khoảng 32m) xuống phía Đông
Nam (độ cao trung bình khoảng 28m). Phía Nam và Đông Nam thung lũng là các
dải đồi thấp với độ cao từ +30m đến +70m và có một số đỉnh đồi có độ cao +150m.
b/ Địa chất:
Địa tầng: Trầm tích chứa than của mỏ Khánh Hoà được xếp vào hệ trias,
thống lượng, bậc Nori-Rêti, điệp Bá Sơn (T
3
n-rbs Bá Sơn). Tầng trầm tích này phân
bố từ Cao Ngạn qua Quán Triều dọc theo thung lũng Nam Tiền làng Ngò An
Khánh-Bá Sơn với chiều dài trên 6km. Thành phần bao gồm:
Các lớp hạt thô: gồm sạn kết, bột kết chiếm tỉ lệ không lớn.
1.1.4. Hoạt động khai thác và đổ thải tại mỏ than Khánh Hòa
Tính từ năm 1954 đến 2006, mỏ than Khánh Hòa khai thác được gần
5.000.000 tấn. Tính riêng từ năm 1980 đến 2006, tổng sản lượng than nguyên khai
khai thác tại mỏ là 3.702.331 tấn. Quá trình khai thác lộ thiên đã làm thay đổi địa
hình nguyên thủy của khu vực [3]. Trong 5 năm gần đây sản lượng than khai thác
tăng đáng kể (trong năm 2011 đã bóc 7.5910.000 m
3
đất đá; khai thác được 705.000

tấn than nguyên khai; tiêu thụ 853.000 tấn than). Một trong những vấn đề môi
trường cấp bách cần được quan tâm đó là các bãi thải của mỏ than và nước thải
thoát ra từ mỏ. Để làm ra được 1 tấn than phải bốc xúc trên 10 tấn đất đá [5]. Như
vậy, các bãi thải của công trường khai thác lâu dần sẽ cao lên gây ảnh hưởng lớn
đến môi trường và cộng đồng dân cư khu vực xung quanh. Ngoài ra, do quy mô
khai thác ngày một tăng, diện tích moong càng ngày càng mở rộng, lượng nước thải
phát sinh do tháo khô mỏ lớn >3.000m
3
/ng.đ và không được thu gom xử lý triệt để
sẽ là tác nhân lớn làm ô nhiễm môi trường nước và làm thay đổi chất lượng nước
suối tiếp nhận.
1.2. Hoạt động khai thác tại mỏ than Khánh Hòa và những vấn đề về ô
nhiễm môi trƣờng
Do hiện nay hoạt động khai thác than với công suất lớn dẫn đến tình trạng
các bãi thải xung quanh mỏ than trở nên quá tải, đồng thời không được sự quản lý
chặt chẽ mà các bãi thải mỏ dần biến thành các núi thải với chiều cao đổ thải vượt
qua mức cho phép tới hàng vài chục mét có thể gây ra những sự cố sạt lở bãi thải
mỏ. Tác động của bãi thải đến môi trường xảy ra trên diện rộng và theo chiều sâu:
- Tác động đến địa hình, địa mạo.
- Thay đổi độ cao: phức tạp hoá địa hình, tăng độ tương phản, tăng độ chênh
cao tương đối giữa các dạng địa hình, giảm thế năng địa hình.
- Thay đổi độ dốc tự nhiên của địa hình khu vực sẵn có.
- Thay đổi cấu trúc cảnh quan tự nhiên về độ phủ xanh, địa hình tự nhiên…
- Biến đổi lưu vực, các bồn thu nước và dòng chảy: hình thành các bồn trũng
mới rất sâu, làm thay đổi hướng của những dòng chảy mặt, phân tán nguồn nước
mặt. Hình thành các vỉa nước ngầm mới trong các lớp đất đá ở bãi thải…
- Bị sụt lún nên hình thành những vùng trũng, nếp lõm, đứt gãy hoặc tổng
hợp các dạng trên tại các bề mặt tương ứng với từng mức độ, từng dạng sụt lún.
- Tác động đến lớp thổ nhưỡng: thay đổi thành phần, đặc tính và cấu trúc thổ
nhưỡng ảnh hưởng đến quá trình thành tạo đất do làm lộ đá gốc.

- Quá trình đổ thải làm thay đổi đáng kể các đặc tính vật lý, hoá học của cả
hệ thống tự nhiên [15].
1.2.1. Thành phần chất thải và đặc điểm các bãi thải mỏ
Sau quá trình khai thác và sàng lọc để thu lấy than sẽ thải ra lượng lớn đất đá
và một phần là lưu huỳnh còn lẫn trong đất đá. Hiện công ty than Khánh Hòa có 2
bãi đổ thải (bãi thải Nam và bãi thải Tây) nằm trên địa bàn xã Phúc Hà. Bãi thải
Nam có 6 tầng đổ thải, đỉnh cao nhất là +160m, khoảng cách từ chân bãi thải đến
đỉnh cao nhất là 300m; bãi thải Tây có 3 tầng đổ thải, đỉnh cao nhất là +80m.
Nhưng cho đến thời điểm hiện tại đỉnh cao nhất của bãi thải Nam đã lên tới gần
+190m trong khi theo thiết kế chỉ được cao tới +150m. Trong khoảng cách 200m
tính từ chân bãi thải có 288 hộ sinh sống và một số công trình trụ sở hành chính của
địa phương gồm trụ sở Đảng ủy - UBND xã, trường mầm non, trạm y tế… Trong
đó có 112 hộ nằm trong phạm vi từ 0m - 12m; 85 hộ nằm trong phạm vi 50m -
100m; 91 hộ nằm trong phạm vi 100m - 200m tính từ chân bãi thải [3].
1.2.2. Ảnh hƣởng của nƣớc thải mỏ đến môi trƣờng nƣớc ở các lƣu vực
xung quanh
Ảnh hưởng từ nước thải mỏ đã làm cho chất lượng nước mặt tại các điểm
sông, suối, ao, hồ khu vực lân cận mỏ than bị suy giảm. Trong đó, chất lượng nước
mặt tại lưu vực bao quanh mỏ có dấu hiệu ô nhiễm nặng về chất rắn lơ lửng, độ đục.
Trong nước thải mỏ có nguyên tố lưu huỳnh là kết quả quá trình hoạt động của vi
sinh vật. Than để lâu ngày, lưu huỳnh sunphat sinh ra thay thế dần lưu huỳnh pyrit.
Sunphat nằm ở dạng muối sắt và axit sunfuric là những chất tan trong nước, đây
cũng là nguyên nhân làm cho hàm lượng các ion SO
4
2-
cao trong nước thải mỏ cũng
như các lưu vực bao quanh mỏ.
Hoạt động khai thác than lộ thiên còn làm hạ thấp tầng chứa nước ngầm, làm
suy giảm trữ lượng nước và có nguy cơ bị axit hóa cao.
Lưu lượng nước thải trung bình mỗi ngày xả ra ngoài môi trường do các hoạt

động khai thác hầm lò theo định mức khoảng 3 - 10 m
3
/ tấn than khai thác; mỏ lộ
thiên 2 m
3
/tấn than khai thác; tuyển than 0,5 m
3
/ tấn than sạch.
Lượng nước thải phát sinh từ các loại hình khai thác than gồm:
* Nước thải hầm lò
Trong hầm than, nước tích lũy từ nước ngầm hay do hiện tượng rò rỉ từ nước
bề mặt. Nước này phải được làm khô hoặc phải bơm đi. Vì vậy, ở cả mỏ than lộ
thiên và mỏ than hầm lò đều có nguồn nước thải.
Khối lượng nước phụ thuộc chính vào đặc điểm địa chất của vùng, có vùng
cứ 1 tấn than được bóc, tách phải bơm 1 m
3
nước ngầm. Trong các mỏ than lộ thiên,
lượng nước ngầm là 7,75 m
3
/tấn than được bóc tách. Mặt khác, trong các mỏ than
có lớp phủ thì lượng nước ngầm là 0,96 m
3
/tấn than bóc tách [3]. Nước trong hầm
mỏ có độ pH thấp, chứa hàm lượng lớn chất rắn lơ lửng, sunphat và hàm lượng các
kim loại nặng (Fe, Mn, )
* Nước thải từ moong khai thác
Nguồn thải này chỉ có ở mỏ khai thác lộ thiên. Nước thải từ các moong khai
thác mỏ chủ yếu là nước mưa chảy tràn trên khai trường khai thác, bãi thải, các
tuyến đường… Vào mùa mưa, lượng nước mưa này chảy qua bề mặt khai trường
khai thác mang theo bùn sét và đất đá, bụi than, và xăng dầu do các phương tiện

giao thông, máy móc hoạt động trên công trường. Vào mùa khô, lượng nước
moong là không đáng kể.
1.2.3. Nguy cơ tiềm ẩn tại các bãi đổ thải do đặc tính keo của sét trong
thành phần thải
Trên thế giới đã xảy ra rất nhiều tai biến sạt lợ tại các vùng xung yếu về nền
địa chất cũng như tại các bãi đổ thải mà nguyên nhân là do “hoạt động” của thành
phần sét trong đất. Khoáng sét có khả năng hút giữ nước, trương nở và “di động”
trong môi trường lỏng khi tồn tại ở trạng thái tán keo. Do vậy, việc xác định khả
năng “di động” của khoáng sét là hết sức cần thiết đối với việc quản lý và ngăn
ngừa các thảm họa sạt lở tại các bãi đổ thải.
1.2.3.1. Cơ chế hoạt động của keo sét và vấn đề ô nhiễm môi trƣờng nƣớc
xung quanh bãi thải mỏ
Các keo sét thuộc loại keo vô cơ, là các khoáng vật thứ sinh alumin silicat,
được hình thành do sự biến đổi từ các khoáng vật nguyên sinh trong quá trình
phong hoá hình thành đất, phân bố rộng rãi trong các loại đất. Các khoáng vật này là
thành phần chủ yếu của cấp hạt sét vì vậy chúng được gọi là các khoáng vật sét.
Chúng được phân biệt với nhau bởi mức độ phân tán cao, không tan trong nước.
Trong đất có nhiều loại keo sét, nhưng trong chúng có vai trò quan trọng nhất
là các keo sét nhóm kaolinit, montmorilonit và hydromica.
Ðặc điểm chung của các keo sét là chúng có cấu tạo lớp giống như mica và
sự thay thế đồng hình.
+ Cấu tạo lớp của keo sét được tạo thành do sự liên kết của phiến khối tứ diện
ôxit silic và phiến khối bát diện gipxit.
+ Hiện tượng thay thế đồng hình
- Ở một số khoáng vật, trong đó có các khoáng sét có hiện tượng một số
nguyên tố trong mạng lưới tinh thể của chúng có thể bị các nguyên tố khác ở bên
ngoài vào thay thế. Sự thay thế này không làm thay đổi hình dạng của khoáng vật
mà chỉ thay đổi tính chất. Vì thế gọi là hiện tượng thay thế đồng hình[1].
1.2.3.2. Cơ chế phân tán khoáng sét
Khoáng sét có những đặc trưng riêng về hình thái cấu tạo tinh thể và có sự

thay thế các ion trong cấu trúc (ví dụ Al thay cho Si, Mg thay cho Al) nên xét về
tổng thể khoáng sét mang điện tích âm. Điện tích âm bề mặt duy trì là một phần
nguyên nhân giúp cho các khoáng sét có khả năng phân tán và tồn tại một thời gian
dài trong dung dịch. Quá trình tái tụ keo sẽ lại diễn ra khi khi động năng các hạt sét
giảm (do không có các ngoại lực tác động thêm), hay do sự tăng lên nồng độ các cation
trong dung dịch. Nhìn chung sự có mặt của các cation sẽ làm giảm độ dày của lớp điện
kép của khoáng sét. Khi lớp điện kép bị mỏng đi tính bền vững của hệ keo cũng bị suy
giảm. Các hạt sét sẽ có khả năng liên kết với nhau và dẫn đến sự tụ keo. Các cation hóa
trị càng cao càng có khả năng trung hòa điện tích bề mặt. Al
3+
có khả năng “bù triệt để”
điện tích âm trên bề mặt khoáng sét ở nồng độ rất thấp [16].
Sự thay thế hoặc trao đổi cation dễ hay khó phụ thuộc vào một vài nhân tố,
đầu tiên là hóa trị của cation. Các cation có hóa trị cao hơn sẽ dễ dàng thay thế các
cation hóa trị thấp hơn. Với các ion có cùng hóa trị, kích thước của các ion thủy hóa
sẽ đóng vai trò quan trọng, khả năng trao đổi càng lớn nếu kích thước này lớn. Sự
phức tạp hơn là của Kali, cho dù có hóa trị I lại vừa vặn trong lỗ sáu cạnh của lớp
silicat, làm cho nó liên kết rất chặt chẽ với bề mặt các hạt sét và có năng lực thay
thế lớn hơn natri (một nguyên tố cũng có hóa trị I). Các cation liệt kê dưới đây theo
khả năng thay thế. Khả năng cụ thể phụ thuộc vào loại hạt sét, loại ion bị thay thế và
nồng độ các ion khác nhau có mặt trong nước. Thứ tự tăng dần khả năng thay thế
ion như sau [23]:
Li
+
< Na
+
< H
+
< K
+

< NH
4
+
< Mg
2+
< Ca
2+
< Al
3+

Các anion được nhìn nhận là một trong những nguyên nhân thúc đẩy sự tán
keo. Sự có mặt của các anion này làm biến đổi một lớp điện kép thông qua hai cơ
chế: làm tăng điện tích âm trên bề mặt hoặc cạnh tranh hấp phụ vào các vị trí mang
điện tích dương trên “ bề mặt rìa”. Các anion hữu cơ là keo âm, do đó khi bị hấp
phụ trong cấu trúc khoáng sét sẽ làm điện tích âm tổng thể của khoáng sét tăng
thêm. Kết quả là các anion hữu cơ có mặt càng nhiều thì sự tán keo càng được tăng
cường. Nghiên cứu trong những chất giàu hữu cơ đều cho thấy khoáng sét bị rửa
trôi với tốc độ nhanh hơn. Hiện tượng này là do sự tán keo của khoáng sét trong
dung dịch đất dưới ảnh hưởng của chất hữu cơ đất. Trong môi trường có phản ứng
axit, các anion vô cơ thường bị hấp phụ trên “bề mặt rìa” – nơi các vị trí mang điện
tích dương tồn tại. Liên kết anion - “bề mặt rìa” sẽ cạnh tranh và làm giảm các liên
kết “bề mặt lớn” - “bề mặt rìa” (card house - được biết đến như một nguyên nhân
gây tụ keo), và do đó xúc tác cho sự tán keo. Các anion hóa trị càng cao thì khả
năng hấp phụ vào “bề mặt rìa” càng lớn, và do đó thúc đẩy sự tán keo nhiều hơn.
Khả năng xúc tác cho quá trình tán keo tuân theo thứ tự sau: PO
4
3-
> SO
4
2-

> Cl
-

1.2.3.3. Ảnh hƣởng của một số tính chất lý - hóa đến đặc tính keo của sét
Sự tồn tại của các cation và khoáng sét trong đất phụ thuộc rất lớn vào các
yếu tố lý hóa trong đất. Sự kết hợp các tính chất đất sẽ đặc trưng cho nguồn gốc
phát sinh và khả năng giữ các chất dinh dưỡng cũng như các chất ô nhiễm trong
đất, trong đó có các cation và anion hữu cơ hòa tan. Chúng tồn tại dưới dạng dung
dịch các muối và có mặt trong các cấu trúc tinh thể khoáng.
Các cation có khả năng tác động đến sự phân tán của sét thông qua cơ chế
trung hòa điện tích bề mặt và làm giảm lớp điện kép của các hạt sét. Sự có mặt của
các cation hóa trị cao hơn trong dung dịch thường làm cho sét bị keo tụ nhanh hơn.
Nguyễn Ngọc Minh và nnk (2009) đã chứng mình rằng các cation tác động đến
tốc độ keo lắng của mẫu khoáng sét (chứa chủ yếu illit) theo thứ tự cation hóa trị
III > hóa trị II > hóa trị I. Ảnh hưởng của các anion hữu cơ đến sự phân tán
khoáng sét cũng đã được đề cập trong nhiều nghiên cứu (Shanmuganathan và
Oades, 1983; Penner và Lagaly, 2001; Frenkel và nnk, 1992). Tejada và
Gonzalez (2007) đã chứng minh các anion hữu cơ làm giảm tính ổn định của cấu
trúc đất. Đối với khoáng sét, pH ảnh hưởng đến sự chuyển hóa từ khoáng sét này
sang dạng khoáng sét khác, cho nên pH là nguyên nhân quan trọng trong sự tạo
thành khoáng sét của đất cùng với sự kết hợp của các yếu tố khác như khí hậu, địa
hình, nhiệt độ…Dưới tác động của điều kiện tự nhiên khí hậu nóng ẩm, mưa
nhiều, địa hình cao, dốc, đá mẹ dễ phong hóa, đặc biệt các loại đá trung tính (vôi),
kiềm (mắc ma bazơ), trầm tích sét… bị phá hủy triệt để; các cation kiềm (K, Na) và
kiềm thổ (Ca, ) cùng axit silicic bị rửa trôi mạnh (pH chua) thì sự tạo thành khoáng
sét chủ yếu là kaolinit. Ảnh hưởng của độ ẩm lên khoáng sét thể hiện rõ nhất khi
trong đất tồn tại khoáng trương nở 2:1(montmorillonit). Cấu trúc đất khi đủ ẩm
rất tốt, do các khoáng này kết hợp với mùn dạng humatcanxi nên cũng khá bền
vững. Nếu đất quá khô montmorillonit sẽ co lại mạnh làm đất nứt nẻ, khô cứng,
độ ẩm cây héo lớn… làm ảnh hưởng đến sự sống của thực vật. Còn nếu đất quá ướt

và thời gian quá lâu thì sự trương nở sẽ phá vỡ cấu trúc đất, gây bí và thiếu oxy.
Ngoài ra sự có mặt của các ion trong đất cũng làm ảnh hưởng tới khả năng
hấp phụ của khoáng sét. Khoáng sét hấp phụ cation hay anion tùy thuộc vào bản chất
mang điện. Nếu lượng ion để hấp phụ quá lớn thì bản thân khoáng sét có sự chọn lọc
các yếu tố mang điện tích phù hợp và đẩy những ion mang điện không phù hợp.
Như vậy giữa các tính chất lý – hóa học đất và khoáng sét trong đất có mối
quan hệ hết sức mật thiết. Tương tác qua lại giữa sét và các thành phần khác
trong đất và cùng với những tác động đến đặc tính keo của cấp hạt sét sẽ được tìm
hiểu kỹ lưỡng trong nghiên cứu này.
Chƣơng II
ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tƣợng nghiên cứu
Mẫu nước mặt được lấy dọc trên suối Tân Long đoạn trước và sau khi chảy
qua khu vực mỏ than Khánh Hòa, nằm trên địa phận: xã Sơn Cẩm, huyện Phú
Lương, tỉnh Thái Nguyên; xã Phúc Hà và phường Tân Long, thành phố Thái
Nguyên, tỉnh Thái Nguyên. Cụ thể vị trí lấy mẫu như sau:
- Mẫu nước mặt 1 kí hiệu (NM -1): lấy trên suối Tân Long, trước điểm tiếp
nhận nước thải của mỏ than Khánh hòa khoảng 500m về phía thượng lưu. Tọa độ:
21
0
36’805” Độ Vĩ Bắc; 105
0
46’759” Độ Kinh Đông.
- Mẫu nước mặt 2, 3, 4 kí hiệu (NM - 2, 3, 4): lấy trên suối Tân Long, sau
điểm tiếp nhận nước thải của mỏ than Khánh hòa ở các khoảng cách 500; 1500,
2500m về phía hạ lưu; (Tọa độ: 21
0
36’680” - 21
0

36’943” - 21
0
37’013” Độ Vĩ Bắc;
105
0
47’510” - 105
0
47’810” - 105
0
48’347” Độ Kinh Đông).
Mẫu trầm tích cũng được lấy cùng tọa độ tại các vị trí lấy mẫu nước mặt trên
suối Tân Long, có kí hiệu lần lượt là: BĐ - 1, 2, 3, 4.
- Trầm tích được lấy dưới lòng suối ở độ sâu từ 0,1- 0,3m.
Mẫu đất được lấy tại khu vực bãi đất thải của mỏ than Khanh Hòa nằm trên
địa bàn xã Phúc Hà thuộc thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên. (Tọa độ:
21
o
37’38’’ – 21
o
36’00’’ Độ Vĩ Bắc; 105
o
44’38’’ – 105
o
47’21’’Độ Kinh Đông )
Hai mẫu đất nghiên cứu:
Mẫu 1: lấy tại chân bãi đất thải phía Nam mỏ than
Mẫu 2: lấy chân bãi đất thải phía Tây mỏ than
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.2.1.Phƣơng pháp nghiên cứu chất lƣợng nƣớc
Các chỉ tiêu hóa lý cơ bản của mẫu nước được xác định theo các phương

pháp liệt kê trong bảng 2.1.
Bảng 2.1. Các phương pháp phân tích nước
STT
Thông Số
Phƣơng Pháp
(*)

Mô tả
1
Nhiệt độ
Nhiệt kế
-
2
pH
Máy đo pH
Đo điện thế dùng điện cực thuỷ tinh
3
Độ đục
Máy đo độ đục
Dựa trên sự so sánh của cường độ phân
tán ánh sáng bởi một chất lơ lửng trong
những điều kiện xác định và cường độ
phân tán ánh sáng của mẫu ở cùng điều
kiện.
4
Chất rắn lơ lửng
(SS)
Khối lượng
(SMEWW-2540 D)
Mẫu được lọc qua giấy lọc 0,45 µm,

sấy ở 103 - 105°C trong thời gian 4 - 6
giờ. Cân giấy lọc đã sấy ngay sau khi
nguội.
5
BOD
5

(SMEWW-5210 C)
Cho nước cần phân tích vào đầy bình
300ml, cung cấp cho mẫu một lượng
ôxy bão hòa, đậy kín và ủ ở 20
o
C. Đo
DO trước và sau khi ủ 5 ngày bằng
máy đo DO.
6
COD
(SMEWW-5220 D)
Oxy hóa các hợp chất hữu cơ bằng hỗn
hợp bicromat và axit sunfuric trong
cuvet đậy kín ở 150
o
C trong 2 giờ; đo
độ hấp thụ quang ở 420 nm.
7
Sunphat (SO
4
2-
)
Trọng lượng và đo

quang
Dựa vào kết tủa Ion Sunphat bằng bari
clorid trong môi trường axit, lọc dung
dịch qua giấy lọc không tro đem nung
ở nhiệt độ 800
0
C, để nguội trong bình
hút ẩm và cân.
• Đối với đất: dựa vào khả năng kết tủa
của ion SO
4
2-
có trong dịch lọc kết hợp
với Ba
2+
để tạo ra kết tủa BaSO
4
màu
trắng. Đem so độ đục ở bước sóng 600
nm.
8
Kim loại nặng
(Cu, Pb, Zn,
Cd)
Von-ampe hòa tan
xung vi phân
(DP-ASV) trên điện
cực giọt thủy ngân
treo (HMDE)
• Phân hủy mẫu: đun sôi mẫu nước với

hỗn hợp axit để phân hủy các chất hữu
cơ trước khi phân tích. Mẫu trầm tích
được phân hủy bằng hỗn hợp axit và
lọc để phân tích.
• Quy trình phân tích Cu
II
, Pb
II
, Zn
II
,
Cd
II
bằng DP- ASV dùng HMDE:
+ Các kim loại được tập trung lên
HMDE bằng cách điện phân ở thế -
1000 mV (so với Ag/AgCl) trong 120s
trong môi trường đệm axetat (pH =
4,5). Dung dịch phân tích được khuấy
đều bằng thanh khuấy từ bọc nhựa
teflon. Sau giai đoạn điện phân làm
giàu, ngừng khuấy 30 s.
+ Giai đoạn hòa tan được tiến hành
bằng cách quét thế theo chiều dương từ
-1000 mV đến -100 mV. Đường von-
ampe hòa tan được ghi bằng kỹ thuật
xung vi phân.
- Nồng độ kim loại được xác định
bằng phương pháp đường chuẩn.
(*)SMEWW - Standard Methods for Examination of Water and Wastewater

2.2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu mẫu trầm tích và mẫu đất
- Quy trình tách cấp hạt sét:
Cấp hạt sét (< 2 µm) được tách ra khỏi các cấp hạt có kích thước lớn hơn
trong mẫu đất, trầm tích thải theo phương pháp phân tán và gạn trong cột lắng. Cấp
hạt sét tách ra từ cột lắng được pha trong nước cất 2 lần để tạo dung dịch huyền phù
có hàm lượng sét ~ 5mg.mL
-1
để phục vụ cho các thí nghiệm tán keo. Quy trình
thực hiện cụ thể như sau:
50g mẫu trầm tích được hòa vào 1L nước cất và lắc trên máy lắc trong
23h. Sau đó huyền phù được chuyển vào cột lắng có độ cao 40 cm. Sau 22h11’
phần dung dịch ở phía trên (0-30cm) chứa duy nhất cấp hạt sét được hút ra qua
ống hút. Quá trình này được lặp lại 4 lần để đạt được hiệu suất tách sét lớn
nhất. Huyền phù chứa cấp hạt sét pha loãng với nước cất 2 lần để có đuợc dung
dịch làm việc với hàm lượng 5mg.mL
-1
(*). Dung dịch (*) sẽ được sử dụng để
nghiên cứu các thị nghiệm tụ keo và tán keo.
- Xác định thành phần khoáng sét bằng nhiễu xạ tia X:
Phương pháp nhiễu xạ định hướng (Oriented-mount) được sử dụng để xác
định thành phần khoáng sét trong mẫu đất và trầm tích. Thiết bị được sử dụng trong
phương pháp là các chùm tia X song song chiếu vào lớp mỏng mẫu bột phân tán
trên một mặt phẳng (thường là mặt lam kính). Các chùm tia X bị phân tách bởi
một detector mà mỗi nhiễu xạ hình chóp được phân biệt trên một cung tròn riêng
rẽ. Do vậy mà một loạt các giải nhiễu xạ được ghi lại thành một đường liên tục.
Cường độ nhiễu xạ hoặc được ghi lại trên giấy hoặc được ghi lại trên đĩa. Quy trình
được thực hiện như sau:
Mẫu sét được bão hòa với các cation K
+
và Mg

2+
và được nhỏ lên trên bề mặt
lam kính. Giữ yên, sau khi mẫu khô đem đi phân tích nhiễu xạ trên máy Siemens
D5005. Xử lý ethylenglycol với mẫu sét bão hòa Mg
2+
và xử lý nhiệt ở 550
o
C với
mẫu bão hòa K
+
rồi đi phân tích nhiễu xạ tia X để nhằm xác định rõ thêm sự có mặt
của nhóm khoáng sét.
- Thí nghiệm tụ keo và tán keo của sét ở các điều kiện môi trường khác nhau:
Ảnh hưởng của các cation đối với sự phân tán của cấp hạt sét trong dung
dịch được xác định theo phương pháp Lagaly cải biên với quy trình như sau:
Hút 2 mL dung dịch sét nồng độ 5mg.mL
-1
cho vào ống nghiệm, thêm vào
ống nghiệm dung dịch chứa các cation với nồng độ xác định để làm sao sau khi
thêm nước cất đến 10ml ta được nồng độ các cation trong ống nghiệm lần lượt là
(Na
+
: 10 - 100 mmol.L
-1
; Ca
2+
: 1-10 mmol.L
-1
và Al
3+

: 0,1 - 1 mmol.L
-1
).
Mẫu được phân tán bằng rung siêu âm (Elma S30h) trong thời gian 30s, giữ
yên trong 2h, sau đó hút 2ml dung dịch ở phần trên cùng của ống nghiệm chuyển
vào cuvet. Độ truyền qua (T%) của dung dịch được xác định tại bước sóng 600
nm. Độ truyền qua lớn biểu thị cho dung dịch không bị vẩn đục và các hạt sét tồn
tại ở trạng thái gel (tụ keo). Ngược lại độ truyền qua nhỏ chứng tỏ dung dịch
vẩn đục và các hạt sét tồn tại ở trạng thái sol (tán keo).
Ảnh hưởng của pH đến sự keo tụ của sét được xác định trong các môi trường
có giá trị pH 1 – 10: Hút 2 mL dung dịch làm việc (*) cho vào ống nghiệm, dung
dịch HCl và NaOH được sử dụng để điều chỉnh pH về giá trị định sẵn và tổng thể
tích trong ống nghiệm là 10 mL. Sau đó, mẫu được xử lý rung siêu âm và tiến hành
xác định độ truyền qua của dung dịch tương tự như thí nghiệm về ảnh hưởng của
các cation.