Tài liệu tham khảo 18 Kha nang hap phu

Hội thảo “Các giải pháp bảo vệ Mơi trường Cơng nghiệp và ðơ thị tại Việt Nam”

KHẢO SÁT KHẢ NĂNG HẤP PHỤ Cu(II), Cd(II) CỦA HUMIN
CHIẾT TỪ THAN BÙN U MINH
Trần Thị Vui(1) và Hồng ðơng Nam(2)
(1)

Trường ðại học Khoa học Tự nhiên TP.HCM
(2)
Trường ðại học Bách Khoa TP.HCM

TĨM TẮT
Khả năng hấp phụ Cu(II), Cd(II) của humin chiết từ than bùn U Minh được khảo sát. Khả
năng hấp phụ Cu(II), Cd(II) phụ thuộc vào thời gian tiếp xúc, pH dung dịch. Khả năng hấp
phụ Cu(II) ở pH 5.0 là 52,2mg/g humin. Khả năng hấp phụ Cd(II) ở pH 7,5 là 57,8mg/g
humin. Humin chiết từ than bùn U Minh là vật liệu thích hợp để xử lý nước thải có chứa
Cu(II), Cd(II).

ABSTRACT
The Cu(II), Cd(II) binding properties of humin extracted from the Vietnamese peat moss in U
Minh Ha were investigated. The kinetics, the sorption capacities, contacted time-dependence,
pH dependence of sorption were determined. The Cu(II) binding capacity at pH 5.0 was
52,2mg per gram of humin. The Cd(II) binding capacity at pH 7.5 was 57.8mg per gram of
humin. The investigation proved that the humin extracted from the Vietnamese peat moss in U
Minh Ha is suitable material for the studied heavy metal ion removal from solution and could
be considered as potential material for purification of effluent polluted with Cu(II) and Cd(II).
Keywords: peat moss, humin, cadmium(II) binding, copper(II) binding, removal solutions.

1. GIỚI THIỆU
Humin là phần khơng tan còn lại sau khi cho than bùn (đã cho vào acid HCl để hòa tan
các muối vơ cơ và các muối của acid humic rồi rửa bằng nước cất 2 lần) vào dung dịch

kiềm mạnh (dư). Humin có khả năng hấp phụ ion Cu(II), Cd(II) rất tốt, có thể được
nghiên cứu ứng dụng vào mục dích xử lý mơi trường.
1.1 Phương pháp
- Tách humin từ than bùn
dung dòch
Than bùn

HCl 5%
Rửa 2 lần

Than bùn

NaOH
pH= 13.5
kết tủa

Muối của acid
humic, acid fulvic

Humin

- nh hưởng của thời gian tiếp xúc đến khả năng hấp phụ
Lần lượt cho vào từng béchère 30mg mẫu humin, cho tiếp vào 50 ml dung dịch Cu(II)
hoặc Cd(II) có nồng độ Co (mg/l). Dùng máy khuấy từ khuấy liên tục mỗi mẫu trong
vòng t phút (5, 15, 30, 45, 60 phút), đồng thời dùng dung dịch HCl 0.1N và dung dịch
NaOH 0,1N để giữ giá trị pH = 5 ổn định. Sau thời gian t phút tiến hành lọc dung dịch

Khoa Mơi trường – Trường ðHBK – ðHQG TP.HCM
-175-

Hội thảo “Các giải pháp bảo vệ Môi trường Công nghiệp và ðô thị tại Việt Nam”

qua giấy locï. Dùng máy quang phổ hấp thu nguyên tử ñể xác ñịnh nồng ñộ C0 và Cs
của Cu(II) hoặc Cd(II) còn lại trong dung dịch.
- Aûnh hưởng của pH ñối với khả năng hấp phụ
Lần lượt cho vào từng béchère 30mg mẫu humin, cho tiếp vào 50 ml dung dịch Cu(II)
hoặc Cd(II) có nồng ñộ Co , sau ñó dùng dung dịch HCl 0.1N và dung dịch NaOH
0,1N ñể lần lượt ñưa về các giá trị pH khác nhau. Dùng máy khuấy từ khuấy liên tục
trong vòng 60 phút khi tiếp xúc với Cu(II), và làm tương tự 60 phút khi tiếp xúc với
Cd(II), trong suốt thời gian khuấy phải giữ giá trị pH không ñổi. Tiến hành lọc dung
dịch qua giấy lọc, dùng máy quang phổ hấp thu nguyên tử ñể xác ñịnh nồng ñộ Co và
Cs của Cu(II) hoặc Cd(II) còn lại trong dung dịch.
1.2 Kết quả và thảo luận
• Aûnh hưởng của thời gian tiếp xúc ñến khả năng hấp phụ Cu(II) (hình 1); Cd(II)
(hình 2)
Khả năng hấp
phụ(mg/g).

Khả năng hấp phụ
(mg/g).

ðường hấp phụ ñẳng nhiệt của humin.
55
45
35

70
60
50

40
30
20
10

25

0
0

20

40

20

40

60

60

Thời gian t (phút).
Thời gian tiếp xúc (phút).

Hình 1

Hình 2

- Ban ñầu khi tăng thời gian tiếp xúc thì khả năng hấp phụ tăng, sau ñó tăng chậm dần

rồi ñạt ñền cân bằng hấp phụ.
- ðặc biệt sau thời gian cân bằng dung lượng hấp phụ lại tăng, ñây có hiện tượng tre,ã
ñiều này làm tăng dung lượng hấp phụ của vật liệu một cách ñáng kể so với dung
lượng hấp phụ hoạt ñộng ban ñầu, vì thế có thể kéo dài ñược tuổi thọ của vật liệu hấp
phụ trong ứng dụng thực tế.
Bảng 1

Thời gian Humin ñạt cân bằng hấp phụ Cu(II)
Thời gian Humin ñạt cân bằng hấp phụ Cd(II)
Thời gian Humin hấp phụ Cu(II) tốt nhất
Thời gian Humin hấp phụ Cd(II) tốt nhất

15 phút
30 phút
60 phút
60 phút

• Aûnh hưởng của pH ñến khả năng hấp phụ Cu(II) (hình 3); Cd(II) (hình 4)
Khả năng hấp
phụ(m g/g)

Khả năng hấp
phụ(mg/g).

65
60
50
40
30
20

10
0

60
55
50
45
40

1

3

5

7

4

5

6

pH

Khoa Môi trường – Trường ðHBK – ðHQG TP.HCM
-176-

7
pH

8

9


Hội thảo “Các giải pháp bảo vệ Môi trường Công nghiệp và ðô thị tại Việt Nam”

Hình 3

Hình 4

- Dung lượng hấp phụ tăng dần theo sự tăng của pH vì trong thành phần của vật liệu
hấp phụ có chứa những nhóm chức có hidro linh ñộng có thể bị phân ly thành ion H+,
nên khi tăng pH thúc ñẩy sự phân ly H+, tạo ñiều kiện cho các ion tiếp xúc, xâm nhập
và phản ứng. Nhưng nếu giá trị pH ≥ 6 thì sẽ xuất hiện sự thủy phân tạo kết tủa
Cu(OH)2 màu xanh, và nếu giá trị pH ≥ 8 thì sẽ xuất hiện sự thủy phân tạo kết tủa
Cd(OH)2 .
- Giá trị pH tốt nhất ñể Humin chiết từ than bùn hấp phụ Cu(II), Cd(II) lần lượt là 5 ;
7,5.
- So sánh kết quả của chúng tôi với kết quả của công trình nghiên cứu khác trên thế
giới ñược báo cáo ở Hội Nghị Hằng Năm Lần Thứ Mười Về Nghiên Cứu Các Chất
Thải ðộc Hại [6]. Khả năng hấp phụ Cu(II) của Humin chiết từ than bùn ở Canada là
17,9mg/g, còn kết quả của chúng tôi là 52,17mg/g Humin chiết từ than bùn ở U Minh
Hạ.
Như thế kết quả nghiên cứu của chúng tôi cao hơn rất nhiều so với kết quả của một số
nhà nghiên cứu khác trên thế giới ñã ñược báo cáo , có thể do chất lượng than bùn U
Minh Hạ ở nước ta rất tốt cho việc hấp phụ các ion kim loại.
Hiện nay ở Việt Nam, Humin là phần bị bỏ ñi sau khi ñiều chế, sản xuất acid humic từ
than bùn, nhưng qua kết quả nghiên cứu của chúng tôi cho thấy Humin có khả năng

hấp phụ Cu(II), Cd(II) trong nước rất cao, ñây là một lợi ích kinh tế ñáng kể khi sử
dụng humin làm vật liệu hấp phụ ñể xử lý nước thải, góp phần hạn chế ñược sự ô
nhiễm môi trường.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Võ Văn Tân (2001), Nghiên cứu khả năng hấp phụ kim lọai nặng trên than bùn ñể ứng
dụng vào xử lý môi trường, Báo cáo tổng kết ñề tài khoa học cấp Bộ , mã số B2000-0955.
[2]. Võ Văn Tân (2000), Nghiên cứu xử lý chì trong dung dịch bằng than bùn, Thông Báo
Khoa Học Và Giáo Dục Trường ðại Học Sư Phạm Huế , tr. 59-65 (3/2000).
[3]. Brahim Koukal, Celine Gueguen, Michel Pardos, Janusz Dominik (2003), Influence of
humic substances on the toxic effects of Cadmium and Zinc to the green alga
pseudokirchneriella subcapitata, www.elsevier.com/locate/chemosphere , Chemosphere
53 (2003) 953-961.
[4]. Craig Bingman, Humus, humic acid and natural chelating agents, <cbingman-atnetcom.com>. (Sat, 1 Jun 1996).
[5]. Jerzy Weber ,Properties of humic substances, The Agricultural University Of Wroclay
Poland. />[6]. J.L. Gardea- Torresdey , L. Tang and J.M. Salvador, Department of Chemistry, The
University of Texas at El Paso, El Paso , Copper adsorption by sphagnum peat moss and
its different humic fractions, HSRC/95Proceed/tang.pdf
Proceedings of the 10th Annual Conference on Hazardous Waste Research.
Khoa Môi trường – Trường ðHBK – ðHQG TP.HCM
-177-


Hội thảo “Các giải pháp bảo vệ Môi trường Công nghiệp và ðô thị tại Việt Nam”

[7]. Loit REINTAM, Juri KANN, Tiiu KAILAS, and Raja KAHRIK (2000), Elemental
composition of humic and fulvic acids in the epipedon of some estonian soils, Proc.
Estonian Acad. Sci. Chem., 2000, 49, 3,131-144.
[8]. M.J. Head, W.J. Zhou (2000), Evaluation of NaOH leaching techniques to extract humic
acids from palaeosols, www.elsevier.nl/locate/nimb,, Nuclear Instruments and Methods
in Physics Research B 172 (2000) 434-439.

Khoa Môi trường – Trường ðHBK – ðHQG TP.HCM
-178-