Nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và tính chất của vật liệu geothite ứng dụng xử lý kim loại nặng

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO

NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT
CỦA VẬT LIỆU GEOTHITE ỨNG DỤNG XỬ LÝ KIM LOẠI
NẶNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

THÁI NGUYÊN, NĂM 2017

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu ĐHTN

http://www. lrc.tnu.edu.vn/


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO

NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT
CỦA VẬT LIỆU GEOTHITE ỨNG DỤNG XỬ LÝ KIM LOẠI
NẶNG
Chuyên ngành: Hoá phân
tích
Mã số:
60.44.01.18

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Đình
Vinh

THÁI NGUYÊN, NĂM 2017
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu ĐHTN

http://www. lrc.tnu.edu.vn/


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên tôi xin được gửi tới TS. Nguyễn Đình Vinh lời biết ơn
chân thành và sâu sắc nhất. Người đã trực tiếp giao đề tài và tận tình chỉ
bảo, hướng dẫn, truyền đạt những kinh nghiệm quí báu, giúp đỡ tôi
trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô Trường Đại học Khoa học Tự
nhiên - ĐH Quốc Gia Hà Nội. Viện Vệ sinh Dịch tễ Trung ương. Viện Hóa
học -Viện hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Khoa Hóa họcTrường Đại học Sư phạm Hà Nội, Khoa Hoá học - Trường Đại học Khoa
học - Đại học Thái Nguyên đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành luận văn
này.
Và tôi cũng xin chân thành cảm ơn đơn vị cơ quan nơi tôi công
tác đã tạo điều kiện để tôi học tập, nghiên cứu hoàn thành tốt bản luận
văn. Cuối cùng tôi xin được cảm ơn những người thân trong gia đình, đã
luôn động viên, cổ vũ để tôi hoàn thành tốt luận văn của mình.
Thái Nguyên, ngày 16 tháng 5 năm
2017
Tác giả

Phạm Thị Phương

Thảo


Số hóa bởi
Trung tâm
Học liệu ĐHTN
a

http://ww
w.
lrc.tnu.ed
u.vn/


MỤC LỤC

LỜI

CẢM

ƠN

.............................................................................................................

a

MỤC
LỤC...............................................................................................................
....

b

DANH

MỤC

CÁC

HÌNH

........................................................................................... d DANH MỤC
CÁC

BẢNG...........................................................................................

f

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .................................................
d

MỞ

ĐẦU

....................................................................................................................
1
Chương
1.
TỔNG
......................................................................................... 3

1.1.
Tổng
quan
về
kim
................................................................................. 3

QUAN
loại

nặng

1.1.1.
Định
nghĩa
......................................................................................................... 3
1.1.2. Ảnh hưởng của một số kim loại nặng tới sinh vật và con người
...................... 3
1.1.3. Hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng trong nước ở Việt Nam
.............................. 5
1.1.4. Các phương pháp
............................................ 6

xử

lí

kim

loại

nặng

1.2.
Tổng
quan
về
vật
.......................................................................... 9

trong

liệu

nước

α-FeOOH

1.2.1.
Giới
thiệu
về
oxi-hiđroxit
............................................................................ 9
1.2.2.
Vật
liệu
goethite,
............................................................................ 11
1.3.

Cơ
chế
hấp
phụ
của
................................................................. 12

vật

sắt
α-FeOOH

liệu

FeOOH

1.3.1.
Cơ
sở
lí
................................................................................................. 12

thuyết

1.3.2.
Sự
hấp
phụ
của
..................................................................... 18

FeOOH

1.4.
Ứng
dụng
của
vi
sóng
................................................... 19
1.5.

Các

phương

pháp

xác

định

trong
đặc

vật
tổng
trưng

liệu

hợp
của

vật

liệu

vật

liệu


............................................. 20
1.5.1.
Phương
pháp
nhiễu
xạ
.................................................................. 20
1.5.2.
Phương
pháp
hiển
vi
....................................................... 21

điện

tia
tử

X

XRD

quét

(SEM)

1.5.3.
Phương
pháp
phân
nhiệt........................................................................... 21

tích

1.5.4.
Phổ
hồng
ngoại................................................................................................ 22
1.5.5.
Phương
pháp
đo
diện
.................................................. 22

tích

bề

mặt

Chương
2.
THỰC
.................................................................................. 23
2.1.
Hóa
chất
và
thiết
............................................................................................ 23

riêng

BET

NGHIỆM
bị

2.1.1.
Hóa
chất
.......................................................................................................... 23
2.1.2.
Thiết
bị
............................................................................................................ 23

Số hóa bởi
Trung tâm
Học liệu ĐHTN
b

http://ww
w.
lrc.tnu.ed
u.vn/


2.2. Nghiên cứu chế tạo vật liệu FeOOH
.................................................................. 24
2.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của giá trị pH
............................................................. 24
2.2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt dộ
............................................................... 24
2.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của vi
sóng................................................................. 24
2.3. Các phương pháp xác định đặc trưng của vật liệu
............................................. 24
2.3.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD)
................................................................ 24
2.3.2. Phương pháp hiển vi điện tử quét
................................................................... 24
2.3.3. Phương pháp phân tích
nhiệt........................................................................... 25
2.3.4. Phương pháp phổ hồng

ngoại.......................................................................... 25
2.3.5. Phương pháp đo diện tích bề mặt BET
........................................................... 25
2.4. Nghiên cứu khả năng hấp phụ kim loại nặng trên vật liệu
goethite................... 25
2.4.1. Thí nghiệm hấp phụ
........................................................................................ 25
2.4.2. Xác định hàm lượng KLN trong dung dịch bằng phương pháp F-AAS
......... 26
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
............................................................. 29
3.1. Chế tạo vật liệu α-FeOOH
................................................................................. 29
3.1.1. Ảnh hưởng của pH
.......................................................................................... 29
3.1.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ
.................................................................................. 30
3.1.3. Ảnh hưởng của vi sóng
................................................................................... 32
3.1.4. Một số đặc trưng của vật liệu
.......................................................................... 34
3.2. Kết quả nghiên cứu hấp phụ Pb và Cd
............................................................... 37
3.2.1. Hấp phụ ion riêng
rẽ........................................................................................ 37


3.2.2. Hấp phụ hỗn hợp ion
....................................................................................... 43
3.3. Kết quả nghiên cứu hấp phụ

Cr(VI)................................................................... 44
3.3.1. Ảnh hưởng của pH dung dịch
......................................................................... 44
3.3.2. Ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc và mô hình động học hấp phụ
.................. 45
3.4.3. Ảnh hưởng của nồng độ ban đầu và đường đẳng nhiệt hấp
phụ..................... 47
KẾT LUẬN
.............................................................................................................. 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC


Số hóa bởi
Trung tâm
Học liệu ĐHTN
c

http://ww
w.
lrc.tnu.ed
u.vn/


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

AAS (Atomic Absorption Spectroscopy) Phổ hấp thụ nguyên tử
DTA (Diferential Thermal Analysis)
FT-IR (Fourier Transform Infrared

Phân tích nhiệt vi sai
Phổ hồng ngoại

Spectroscopy)
SEM (Scanning Electron Microscopy)

Hiển vi điện tử quét

TEM (Transmission Electron
Microscopy)
TGA (Thermal Gravimetric Analysis)

Hiển vi điện tử truyền qua

XRD (X-Ray Difraction)

Nhiễu xạ tia X

d

Phân tích nhiệt trọng lượng


DANH MỤC CÁC HÌNH

Bảng 1.1. Các phương trình hấp phụ đẳng
nhiệt.................................................... 14
Bảng 2.1. Danh mục hóa chất sử dụng trong đề tài
............................................... 23
Bảng 2.2. Danh mục thiết bị sử dụng trong đề

tài.................................................. 23
Bảng 2.3. Các thống số kỹ thuật sử dụng xác định Cd, Cr và Pb trong
dung dịch ........ 26
Bảng 3.1. Kết quả BET của mẫu goehtie
............................................................... 37
Bảng 3.2.
Cd(II)

Các thông số động học của mô hình bậc hấp phụ Pb(II) và
trên goethite
........................................................................................... 40

Bảng 3.3. Các thông số của phường trình hấp phụ đẳng nhiệt
Langmuir và
Freunlich đối với sự hấp phụ Pb(II) và Cd(II) trên
goethite.................. 42
Bảng 3.4. Các thông số động học của mô hình bậc hấp phụ Cr(VI) trên
goethite ........ 46
Bảng 3.5. Các thông số của phường trình hấp phụ đẳng nhiệt
Langmuir và
Freunlich đối với sự hấp phụ Cr(VI) trên goethite
................................ 48

e


DANH MỤC CÁC BẢNG

Hình 1.1.
Cấu trúc tinh thể của goethite

[26]........................................................ 11
Hình 1.2.
Đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir dạng tuyến tính
......................... 15
Hình 1.3.
Đường đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich dạng tuyến
tính........................ 16
Hình 1.4.
Đồ thị dạng tuyến tính của mô hình động học bâc 1
............................ 18
Hình 1.5.
lan

Sơ đồ tia tới và tia phản xạ trên tinh thể chất rắn khi tia X
truyền trong chất rắn
............................................................................. 20

Hình 2.1.
Đường chuẩn Pb
.................................................................................... 27
Hình 2.2.
Đường chuẩn Cd
................................................................................... 28
Hình 2.3.
Đường chuẩn Cr
.................................................................................... 28
Hình 3.1.
Giản đồ XRD của mẫu hình thành ở các giá trị pH khác
nhau............. 29
Hình 3.2.

Giản đồ XRD của các mẫu hình thành ở các nhiệt độ khác
nhau......... 31
Hình 3.3.
Ảnh SEM của các mẫu hình thành ở các nhiệt độ khác nhau
............... 31
Hình 3.4.
Giản đồ XRD của các mẫu được tổng hợp với sự hỗ trợ của vi
sóng ........ 32
Hình 3.5.
Ảnh SEM của các mẫu hình thành dưới tác động của vi sóng
............. 33
Hình 3.6.
Giản đồ XRD của các mẫu được tổng hợp với sự hỗ trợ của vi
sóng ...... 34
Hình 3.7.
Ảnh SEM của vật liệu geothite
............................................................. 35
Hình 3.8.
Phổ hồng ngoại của vật liệu
.................................................................. 36
Hình 3.9.
........... 38

Ảnh hưởng của pH dung dịch đến sự hấp phụ Pb(II) và Cd(II)

f


Hình 3.10. Ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc đến sự hấp phụ Pb(II) và
Cd(II) ..... 39

Hình 3.11. Đường biểu diễn mô hình động học bậc 1 của sự hấp phụ
Pb(II)
và Cd(II)
................................................................................................
39
Hình 3.12. Đường biểu diễn mô hình động học bậc 2 của sự hấp phụ
Pb(II)
và Cd(II)
................................................................................................
40
Hình 3.13. Dung lượng hấp phụ Pb(II) và Cd(II) trên goethite với các
nồng
độ ion Pb(II) và Cd(II) ban đầu khác nhau
........................................... 41
Hình 3.15. Đường đẳng nhiệt Freundlich dạng tuyến tính
phụ
Pb(II) và Cd(II) trên goethite
................................................................ 42

f

cho sự hấp


Hình 3.16. Sự biến đổi của dung lượng hấp phụ ion kim loại trên
goethite ở
các nồng độ Cd(II) ban đầu khác nhau
................................................. 43
Hình 3.17. Độ hấp phụ Cr(VI) trên goethite ở các giá trị pH khác
nhau................ 44

Hình 3.18. Độ hấp phụ Cr(VI) trên goethite ở các khoảng thời gian khác
nhau .... 45
Hình 3.19. Đường biểu diễn mô hình động học bậc 1 của sự hấp phụ
Cr(VI) ....... 46
Hình 3.20. Đường biểu diễn mô hình động học bậc 2 của sự hấp phụ
Cr(VI) ....... 46
Hình 3.21. Sự phụ thuộc của độ hấp phụ và dung lượng hấp phụ Cr(VI)
vào
nồng độ Cr(VI) ban đầu
........................................................................ 47
Hình 3.22. Đường đẳng nhiệt Langmuir dạng tuyến tính
phụ

cho sự hấp

Cr(VI) trên
goethite............................................................................... 48
Hình 3.23. Đường đẳng nhiệt Freundlich dạng tuyến tính
phụ

cho sự hấp

Cr(VI) trên
goethite............................................................................... 48

g


MỞ ĐẦU
Ô nhiễm nước bởi các kim loại nặng và chất hoạt động bề mặt là

một vấn đề toàn cầu. Nó phá hủy hệ sinh thái và gây nguy hại đến sức
khỏe loài người do đó việc tìm ra các biện pháp khắc phục và các
phương pháp xử lý nước có vài trò rất quan trọng đối với sự phát triển
của mỗi quốc gia. Trong những năm gần đây, các nhà khoa học nghiên
cứu chế tạo các loại vật liệu khác nhau để ứng dụng trong sử lý nước,
trong đó vật liệu hấp phụ tỏ ra có khả năng ứng dụng rất lớn, đặc biệt là
các loại vật liệu có chứa sắt như các oxit sắt, các composit chứa sắt…
Các oxi-hydroxit sắt có nhiều ưu điểm như khả năng hấp phụ tốt
đối với các ion kim loại nặng và chất hoạt động bề mặt, hơn nữa chúng
có độ bền cao và đơn giản trong việc chế tạo nên đã được nhiều nhà
khoa học trên thế giới nghiên cứu và đưa vào ứng dụng một cách hiệu
quả trong xử lý nước.
Tuy nhiên, ở Việt Nam thì loại hợp chất này chưa được sử dụng
nhiều trong quy trình xử lý nước, do đó việc nghiên cứu tổng các oxihydroxit sắt cũng như việc xây dựng quy trình công nghệ để xử lý nước
bằng các loại vật liệu này có nhiều ý nghĩa cả về lý thuyết lẫn thực tiễn.
Bằng việc nghiên cứu các điều kiện thích hợp để tổng hợp vật liệu sẽ
góp phần vào sự phát triển lý thuyết về điều kiện hình thành, cấu trúc
cũng như các đặc tính của loại vật liệu này. Việc xây dựng quy trình ứng
dụng loại vật liệu này trong xử lý nước có ý nghĩa rất lớn về mặt thực
tiễn trong việc loại bỏ các chất ô nhiểm ra khỏi nước, hơn nữa nó
phù hợp với xu hướng nghiên cứu hiện nay của các nhà khoa học trong
và ngoài nước.
Do đó việc lựa chọn đề tài “Nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và
tính chất của vật liệu goethite ứng dụng xử lý kim loại nặng” có
nhiều ý nghĩa về khoa học và thực tiễn.
Mục tiêu và nội dung nghiên cứu của luận văn
1. Mục tiêu
- Chế tạo thành công vật liệu nano goethite

1

- Thử nghiệm khả năng hấp phụ các ion Pb(II), Cd(II), Cr(VI) trên vật
liệu

2


2. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu các yếu tố pH và nhiệt độ để tối ưu hóa điều kiện
tổng hợp goethite;
- Nghiên cứu ứng dụng vi sóng trong tổng hợp vật liệu để nâng cao
hiệu quả
của quá trình;
- Nghiên cứu ảnh hưởng của pH dung dịch, thời gian tiếp xúc,
nồng độ ban đầu của các ion Pb(II), Cd(II), Cr(VI) đến quá trình hấp
phụ các ion này trên vật liệu goethite.
- Nghiên cứu các mô hình động học và đường đẳng nhiệt của quá
trình hấp phụ.

3


Chương
1
TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan về kim loại nặng
1.1.1. Định nghĩa
Kim loại nặng là những kim loại có nguyên tử lượng lớn, thể hiện

tính kim loại ở nhiệt độ phòng. Nó bao gồm những nguyên tố kim loại
chuyển tiếp, các họ lantan và actini. Có nhiều định nghĩa khác nhau về
kim loại nặng dựa trên tỉ trọng, số khối, khối lượng nguyên tử. Kim loại
nặng thường độc đối với sự sống và cơ thể con người [1-3].
1.1.2. Ảnh hưởng của một số kim loại nặng tới sinh vật và con
người
Kim loại nặng có thể gây nguy hại đến cơ thể con người và sinh
vật khi nồng độ vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Mặc dù, khi nồng độ của
các kim loại nặng dưới tiêu chuẩn cho phép, chúng vẫn có thể gây độc
mãn tính do tính tích lũy trong hệ thống sinh học.
Ảnh hưởng của
chì
Vai trò tích cực của chì đối với cơ thể con người là rất ít, ngược lại,
nó là nguyên tố có độc tính cao đối với con người và động vật. Chì gây
độc cho hệ thần kinh trung ương và hệ thần kinh ngoại biên. Chì có tác
động lên hệ enzim,nhất là các enzim có nhóm hoạt động chứ hydro.
Người bị nhễm độc chì sẽ bị rối loạn một số bộ phận chức năng của cơ
thể, thường là rối loạn bộ phận tạo huyết. tùy theo mức độ nhiễm độc,
có thể gây những triệu chứng như đau bụng, đau khớp, viêm thận, cao
huyết áp vĩnh viễn, tai biến não. Nếu nhiễm độc chì nặng có thể dẫn
đến tử vong [1].
Chì có thể xâm nhập vào cơ thể theo đường nước uống, thức ăn,
hô hấp. Đặc tính của chì là nó ít bị đào thải, khi đi vào cơ thể sẽ tích tụ
lại theo thời gian đến một mức độ nào đó mới gây độc hại. Xương chính
là nơi tích lũy chì trong cơ thể. Nó kìm hãm quá trình chuyển hóa canxi
bằng cách trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua quá trình kìm hãm sự

4

chuyển hóa vitamin D. Nồng độ chì tối đa cho phép trong nước uống là
5mg/l [4,5].

5


Ảnh hưởng của cađimi
Cd là kim loại được sử dụng trong công nghiệp mạ, luyện kim, sơn,
chế tạo đồ nhựa, làm chất ổn định trong công nghiệp chất dẻo. Các hợp
chất của cadimia được sử dụng để sản xuất pin, chất bán dẫn. Do vậy,
nó có trong nước thải của các ngành công nghiệp này [1].
Cađimi và dung dịch các hợp chất của nó là những chất cực độc.
Thậm chí với nồng độ rất thấp, chúng sẽ tích lũy sinh học trong cơ thể.
Một trong những lí do giải thích độc tính của Cađimi là chúng can thiệp
vào phản ứng của các enzim chứa kẽm gây rối loạn trao đổi chất.
Cađimi có thể thay thế kẽm trong các tế bào thần kinh khi tích lũy
trong cơ thể, do đó gây ra sự suy giảm, mất trí nhớ. Cađimi mặc dù rất
giống kẽm về phương diện hóa học nhưng không thể thay thế kẽm trong
cơ thể của con người [6].
Nuốt phải một lượng nhỏ Cađimi có thể gây ngộ độc tức thì làm
tổn thương gan và rối loạn chức năng thận. Với nồng độ cao hen, thì gây
ra đau thận, thiếu máu và phá hủy xương. Các hợp chất Cađimi cũng là
chất gây ung thư. Ngoài ra, nhiễm độc Cađimi còn ảnh hưởng đến tim
mạch. Tiêu chuẩn theo WHO cho nước uống
0,003 mg/l [7,8].
Ảnh hưởng của thuỷ ngân
Tính độc phụ thuộc vào dạng hoá học của nó. Thuỷ ngân nguyên
tố tương đối trơ, không độc. Nếu nuốt phải thuỷ ngân kim loại thì sau đó
sẽ được thải ra mà không gây hậu quả nghiêm trọng. Nhưng thuỷ ngân
dễ bay hơi ở nhiệt độ thường nên nếu hít phải sẽ rất độc [9]. Thuỷ ngân

có khả năng phản ứng với axit amin chứa lưu huỳnh, các hemoglobin,
abumin; có khả năng liên kết màng tế bào, làm thay đổi hàm lượng kali,
thay đổi cân bằng axit bazơ của các mô, làm thiếu hụt năng lượng
cung cấp cho tế bào thần kinh. Trẻ em bị ngộ độc thuỷ ngân sẽ bị phân
liệt, co giật không chủ động. Trong nước, metyl thủy ngân là dạng độc
nhất, nó làm phân liệt nhiễm sắc thể và ngăn cản quá trình phân chia tế
bào [9,10].
Thuỷ ngân đưa vào môi trường từ các chất thải, bụi khói của các
nhà máy luyện kim, sản xuất đèn huỳnh quang, nhiệt kế, thuốc bảo vệ

6


thực vật, bột giấy… Nồng độ tối đa cho phép của WHO trong nước uống
là 1mg/l; nước nuôi thuỷ sản là 0,5mg/l.

7


Ảnh hưởng của asen
Là kim loại có thể tồn tại ở dạng tổng hợp chất vô cơ và hữu cơ.
Trong tự nhiên tồn tại trong các khoáng chất. Nồng độ thấp thì kích
thích sinh trưởng, nồng độ cao gây độc cho động thực vật [11].
Nguồn tự nhiên gây ô nhiễm asen là núi lửa, bụi đại dương. Nguồn
nhân tạo gây ô nhiễm asen là quá trình nung chảy đồng, chì, kẽm, luyện
thép, đốt rừng, sử dụng thuốc trừ sâu…
Asen có thể gây ra 19 căn bệnh khác nhau. Các ảnh hưởng chính
đối với sức khoẻ con người: làm keo tụ protein do tạo phức với asen III
và phá huỷ quá trình photpho hoá; gây ung thư tiểu mô da, phổi, phế
quản, xoang [11,12]…Tiêu chuẩn cho phép theo WHO nồng độ asen

trong nước uống là 50mg/l.
Ảnh hưởng của Crom
Nước thải từ công nghiệp mạ điện,khai thác mỏ, nung đốt các
nguyên liệu hóa thạch, …là nguồn gốc gây ô nhiễm crom, crom có thể
có mặt trong nước mặt và nước ngầm. Crom trong nước thải thường gặp
ở dạng Cr (III), Cr (VI),Cr(III) ít độc hơn nhiều so với Cr (VI). Với hàm
lượng nhỏ Cr(III) rất cần cho cơ thể, trong khi Cr(VI) lại rất độc và nguy
hiểm [7,13].
Crom xâm nhập vào cơ thể theo 3 con đường: hô hấp, tiêu hóa, và
da. Qua nghiên cứu thấy rằng, crom có vai trò quan trọng trong việc
chuyển hóa glucozo. Tuy nhiên với hàm lượng cao crom có thể làm kết
tủa protein, các axit nucleic, và ức chế hệ thống enzyme cơ bản. Nhiễm
độc crom cấp tính có thể gây xuất huyết, viêm da, u nhọt. Crom được
xếp vào chất độc nhóm 1 (có khả năng gây ung thư cho người và vật
nuôi) [2,7,13].
Crom chủ yếu gây ra các bệnh ngoài da như loét da, viêm da tiếp
xúc, loét thủng màng ngăn mũi, viêm gan, ung thư phổi [14,15]. Giới
hạn cho phép theo TCVN 5945 - 1995 của crom trong nước thải công
nghiệp là 0,05 mg/l đối với loại A, 0,1 đối với loại B, và 0,5 đối với loại C.
1.1.3. Hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng trong nước ở Việt Nam
Ô nhiễm môi trường bởi các kim loại nặng là một vấn đề lớn trong
nhiều ngành sản xuất công nghiệp ở Việt Nam. Nước thải của các ngành
công nghiệp khai khoáng, mạ điện, pin, ac qui chứa nhiều ion kim loại

8


nặng như chì, cacdimia, kẽm,

9

đồng… với nồng độ cao từ vài mg đến vài trăm mg/l. Bên cạnh đó, nước
thải từ các hoạt động tái chế kim loại ở các làng nghề cũng chứa nhiều
ion kim loại. Tuy nhiên, các dòng thải này hầu như dầu thải trực tiếp ra
môi trường mà không qua quy trình xử lí nào gây nguy hại cho môi
trường [16].
Kim loại nặng có thể tồn tại trong không khí, trong nước, trong đất
và trong cơ thể sinh vật. Các kim loại có thể cần thiết cho cơ thể sinh
vật ở một hàm lượng nhất định, có nhưng kim loại không cần thiết khi đi
vào cơ thể vật, dù chỉ ở dạng vết cũng có những tác động độc hại.
Các kim loại nặng trong môi trường không bị phân hủy sinh học
mà sẽ tích tụ trong sinh vật, tham gia vào quá trình chuyển hóa của sinh
vật tạo thành những hợp chất độc hại. Tuy nhiện, ảnh hưởng của chúng
thì tùy theo từng loại kim loại nặng [17].
Các khảo sát đặc trưng ô nhiễm nước thải ở một số cơ sở sản xuất
đặc trưng như cơ sở mạ điện, sản xuất ắc quy, cơ khí… cho thấy rằng:
hầu hết nước thải đều xuất hiện kim loại nặng như As, Pb, Cr, Cu… với
các nồng độ khác nhau tùy theo cơ sở. Sự gia tăng nước thải ở các khu
công nghiệp trong những năm gần đây là rất lớn, và rất đa dạng. Bên
cạnh đó, nồng độ các ion kim loại trong nước thải cũng có xu hướng
tăng lên theo thời gian. Điều này cũng phù hợp với xu thế phát triển của
một số ngành nghề đặc trưng. Sự phát triển của các ngành nghề này sẽ
dẫn theo sự gia tăng hàm lượng các ion kim loại nặng trong nước thải
dẫn đến sự ô nhiễm môi trường [16,18,19].
1.1.4. Các phương pháp xử lí kim loại nặng
trong nước
Hiện nay đã có nhiều phương pháp nghiên cứu và xử lí kim loại
nặng trong nước được nghiên cứu và áp dụng trong thực tế như phương
pháp kết tủa hóa học, phương pháp trao đổi ion, phương pháp hấp phụ,

phương pháp điện hóa, phương pháp sinh học. Mỗi phương pháp có ưu
nhược điểm và phạm vi ứng dụng riêng. Vì vậy, để có thể sử dụng
phương pháp áp dụng được trong thực tế, phù hợp với điều kiện sản
xuất cần lưu ý tới nhiều vấn đề như mức độ ô nhiễm, tiêu chuẩn cần đạt

10