Ghiên cứu khả năng hấp phụ Amoni, Mn(II) của đá ong biến tính và bước đầu thăm dò xử lí môi trường (LV thạc sĩ)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

HONGLATDA TAOCHANHXAY

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ AMONI, Mn(II)
CỦA ĐÁ ONG BIẾN TÍNH VÀ BƯỚC ĐẦU THĂM DÒ
XỬ LÍ MÔI TRƯỜNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

THÁI NGUYÊN – 2018


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

HONGLATDA TAOCHANHXAY

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ AMONI, Mn(II)
CỦA ĐÁ ONG BIẾN TÍNH VÀ BƯỚC ĐẦU THĂM DÒ
XỬ LÍ MÔI TRƯỜNG

Ngành: Hóa phân tích
Mã số: 8 44 01 18

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS Ngô Thị Mai Việt

THÁI NGUYÊN - 2018

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu do bản thân tôi thực hiện. Các
số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kì
công trình nào khác.
Thái Nguyên, tháng 6 năm 2018
Tác giả luận văn

Honglatda Taochanhxay

Xác nhận của khoa chuyên môn

Xác nhận của người hướng dẫn khoa học

PGS. TS Ngô Thị Mai Việt

i


LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo trong Bộ môn Hóa Phân tích
và trong Khoa Hóa học, các em sinh viên làm NCKH trong Phòng Thí nghiệm Hóa
Phân tích – Trường Đại học Sư Phạm – Đại học Thái Nguyên đã tạo điều kiện thuận
lợi và giúp đỡ em trong quá trình học tập và nghiên cứu.
Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn cô Ngô Thị Mai Việt, cô đã tận tình hướng dẫn
trong quá trình em làm thực nghiệm cho đến khi em hoàn thiện luận văn.
Mặc dù bản thân em đã rất cố gắng nhưng do nhiều nguyên nhân khách quan và
chủ quan nên luận văn của em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận
được sự góp ý và chỉ bảo của các thầy giáo, cô giáo và các bạn để luận văn của em

được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, tháng 6 năm 2018
Học viên

Honglatda Taochanhxay

ii


MỤC LỤC
Trang
Trang bìa phụ
Lời cam đoan ..................................................................................................................i
Lời cảm ơn .................................................................................................................... ii
Mục lục ........................................................................................................................ iii
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt ........................................................................iv
Danh mục bảng biểu ......................................................................................................v
Danh mục hình ..............................................................................................................vi
MỞ ĐẦU .......................................................................................................................1
Chương 1. TỔNG QUAN ............................................................................................ 2
1.1. Giới thiệu về amoni và mangan ..............................................................................2
1.1.1. Giới thiệu về amoni và tác dụng sinh hóa của amoni ..........................................2
1.1.2. Giới thiệu về mangan và tác dụng sinh hóa của mangan ....................................3
1.2.Tình trạng nguồn nước bị ô nhiễm amoni và kim loại nặng ...................................4
1.3. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia ..................................................................................5
1.3.1. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp......................................5
1.3.2. Quy chuẩn quốc gia về nồng độ amoni trong nước ăn uống và sinh hoạt ...........6
1.4. Giới thiệu một số phương pháp xử lý nguồn nước bị ô nhiễm amoni và kim
loại nặng .........................................................................................................................7

1.4.1. Một số phương pháp xử lý nguồn nước bị ô nhiễm amoni .................................7
1.4.2. Một số phương pháp xử lý nguồn nước bị ô nhiễm kim loại nặng .....................8
1.5. Giới thiệu về phương pháp hấp phụ .......................................................................9
1.5.1. Sự hấp phụ ...........................................................................................................9
1.5.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ các chất tan trong dung dịch
lên bề mặt chất hấp phụ ............................................................................................... 10
1.5.3. Xác định dung lượng hấp phụ cân bằng và hiệu suất hấp phụ .......................... 10
1.5.4. Các mô hình cơ bản của quá trình hấp phụ........................................................11
1.6. Phương pháp đường chuẩn ..................................................................................13
1.7. Giới thiệu về đá ong .............................................................................................. 14
1.8. Tổng quan tình hình nghiên cứu ...........................................................................14

iii


Chương 2. THỰC NGHIỆM ....................................................................................20
2.1. Thiết bị và hóa chất............................................................................................... 20
2.1.1. Thiết bị...............................................................................................................20
2.1.2. Hóa chất .............................................................................................................20
2.2. Chế tạo vật liệu hấp phụ (VLHP) từ đá ong .........................................................21
2.3. Nghiên cứu một số đặc trưng hóa lý của đá ong tự nhiên và đá ong biến tính ....21
2.4. Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ amoni và Mn(II) theo phương pháp
quang hấp thụ phân tử ..................................................................................................21
2.4.1. Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ amoni ..............................................22
2.4.2. Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ Mn(II) .............................................22
2.5. Khảo sát khả năng hấp phụ amoni, Mn(II) của đá ong tự nhiên và đá ong biến
tính ............................................................................................................................... 22
2.6. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ amoni và Mn(II) của đá
ong biến tính ................................................................................................................23
2.6.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ amoni ........................... 23

2.6.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ Mn(II) .......................... 25
2.7. Xử lí mẫu nước có chứa amoni và Mn(II) ............................................................ 27
2.7.1. Xử lí mẫu nước có chứa amoni ..........................................................................27
2.7.2. Xử lí mẫu nước có chứa Mn(II) .........................................................................28
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................ 29
3.1. Kết quả xác định một số đặc trưng hóa lý của đá ong tự nhiên và đá ong
biến tính .......................................................................................................................29
3.2. Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ amoni và Mn(II) theo phương pháp
quang hấp thụ phân tử ..................................................................................................31
3.2.1. Đường chuẩn xác định nồng độ amoni .............................................................. 31
3.2.2. Đường chuẩn xác định nồng độ mangan ........................................................... 32
3.3. Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ amoni, Mn(II) của đá ong tự nhiên và đá
ong biến tính ................................................................................................................34
3.4. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ amoni và Mn(II) của đá
ong biến tính ................................................................................................................34

iv


3.4.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ amoni ........................... 34
3.4.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ Mn(II) .......................... 41
3.5. Xử lí mẫu nước có chứa amoni và Mn(II) ............................................................ 48
3.5.1. Xử lí mẫu nước có chứa amoni ..........................................................................48
3.5.2. Xử lí mẫu nước có chứa Mn(II) .........................................................................49
KẾT LUẬN .................................................................................................................51
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................52

v

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Tên đầy đủ

STT

Chữ viết tắt

1

Coconut Shell-Activated Carbon

CSAC

2

Intrared Spectroscopy

IR

3

Part Per Million

ppm

4

Sodium Dodecyl Sulfate

SDS

5

Tiêu chuẩn Việt Nam

TCVN

6

Titanat NanoTube (TNT)

TNT

7

UltraViolet Visble

UV – Vis

8

Vật liệu hấp phụ

VLHP

9

X – ray Diffraction

XRD

iv


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Giá trị nồng độ của amoni và một số thông số ô nhiễm trong nước thải
công nghiệp ...................................................................................................6
Bảng 3.1. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào nồng độ dung dịch amoni............31
Bảng 3.2. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào nồng độ của dung dịch Mn(II) ....32
Bảng 3.3. Khả năng hấp phụ amoni, Mn(II) của đá ong tự nhiên và đá ong biến
tính ..............................................................................................................34
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ amoni .............................. 35
Bảng 3.5. Ảnh hưởng của tỉ lệ khối lượng trên thể tích dung dịch đến khả năng
hấp phụ amoni ............................................................................................. 36
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ amoni .......................................37
Bảng 3.7. Ảnh hưởng của nồng độ đầu đến khả năng hấp phụ amoni của vật
liệu...............................................................................................................38
Bảng 3.8. Ảnh hưởng của ion Ca(II), Mg(II) đến khả năng hấp phụ amoni ...............40
Bảng 3.9. Ảnh hưởng của tỉ lệ khối lượng vật liệu đến khả năng hấp phụ Mn(II) .....41
Bảng 3.10. Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ Mn(II) ........................... 43
Bảng 3.11. Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ Mn(II) ....................................44
Bảng 3.12. Ảnh hưởng của nồng độ đầu đến khả năng hấp phụ Mn(II) .....................45
Bảng 3.13. Ảnh hưởng của ion Pb(II), Zn(II), Cu II) đến khả năng hấp phụ
Mn(II) .........................................................................................................47
Bảng 3.14. Kết quả hấp phụ amoni trong mẫu nước giếng .........................................49
Bảng 3.15. Kết quả hấp phụ Mn(II) trong mẫu nước thải ...........................................49

v

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir ................................................. 13
Hình 1.2. Sự phụ thuộc Ccb/q vào Ccb ................................................................ 13
Hình 3.1. Phổ hồng ngoại của đá ong tự nhiên ................................................... 29
Hình 3.2. Phổ hồng ngoại của đá ong biến tính .................................................. 30
Hình 3.3. Giản đồ nhiễu xạ tia X của đá ong tự nhiên ....................................... 30
Hình 3.4. Giản đồ nhiễu xạ của đá ong biến tính ............................................... 31
Hình 3.5. Đường chuẩn xác định nồng độ amoni ............................................... 32
Hình 3.6. Đường chuẩn xác định nồng độ Mn(II) .............................................. 33
Hình 3.7. Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ amoni ..................... 35
Hình 3.8. Ảnh hưởng của tỉ lệ khối lượng VLHP đến khả năng hấp phụ amoni 36
Hình 3.9. Sự phụ thuộc của dung lượng hấp phụ amoni vào pH........................ 37
Hình 3.10. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của VLHP đối với amoni ..... 39
Hình 3.11. Sự phụ thuộc của Ccb/q vào Ccb của VLHP đối với amoni ............... 39
Hình 3.12. Ảnh hưởng của ion Ca(II), Mg(II) đến khả năng hấp phụ amoni..... 40
Hình 3.13. Ảnh hưởng của tỉ lệ khối lượng vật liệu đến khả năng hấp phụ Mn
(II) ..................................................................................................... 42
Hình 3.14. Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ Mn(II) .................. 43
Hình 3.15. Sự phụ thuộc của dung lượng hấp phụ Mn(II) vào pH môi trường.. 44
Hình 3.16. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của VLHP đối với Mn(II) .... 46
Hình 3.17. Sự phụ thuộc của Ccb/q vào Ccb của VLHP đối với Mn(II) .............. 46
Hình 3.18. Ảnh hưởng của các ion Pb(II), Zn(II), Cu(II) đến khả năng hấp phụ
Mn(II) ............................................................................................... 48

vi


MỞ ĐẦU
Hiện nay, môi trường sống của con người đã và đang bị ô nhiễm. Đây là một

vấn đề cấp bách của hầu hết các quốc gia trên thế giới, trong đó có Việt Nam. Tốc độ
công nghiệp hóa, đô thị hóa và sự gia tăng dân số đã gây áp lực nặng nề đối với tài
nguyên nước trong nhiều vùng lãnh thổ. Môi trường nước ở nhiều đô thị, khu công
nghiệp và làng nghề ngày càng bị ô nhiễm bởi nước thải. Các nguồn nước thải nhìn
chung đều chứa các ion kim loại nặng, amoni, các chất màu hữu cơ, các chất hoạt động
bề mặt…. Khi các chất này vượt quá tiêu chuẩn cho phép sẽ gây ảnh hưởng tiêu cực
đến sức khỏe của con người và sự sống của các sinh vật.
Nghiên cứu để giảm thiểu hàm lượng của các chất độc hại nói chung, amoni
và các ion kim loại nói riêng có trong các nguồn nước đã và đang thu hút được sự
quan tâm của nhiều nhà khoa học. Các phương pháp được sử dụng nhằm tách amoni
ra khỏi nguồn nước được áp dụng rất nhiều như phương pháp hóa lý (phương pháp
hấp phụ, phương pháp trao đổi ion), phương pháp sinh học, phương pháp hóa
học,…. Trong đó, hấp phụ là một trong những phương pháp có nhiều ưu điểm hơn
so với các phương pháp khác vì vật liệu sử dụng làm chất hấp phụ tương đối phong
phú do các vật liệu có thể có nguồn gốc tự nhiên như đá ong, cao lanh, quặng
apatit… hoặc có nguồn gốc từ phụ phẩm của ngành nông nghiệp như vỏ trấu, bẹ
ngô,...; chi phí thấp, quá trình xử lí đơn giản, thân thiện với môi trường.
Vì những lí do trên, chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu khả năng hấp phụ amoni,
Mn(II) của đá ong biến tính và bước đầu thăm dò xử lý môi trường”.
Trong đề tài này, chúng tôi tập trung nghiên cứu các nội dung sau:
1. Chế tạo (biến tính) đá ong tự nhiên thành vật liệu hấp phụ.
2. Nghiên cứu một số đặc trưng hóa lý của đá ong tự nhiên và đá ong biến tính.
3. Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ amoni, Mn(II) của
vật liệu thu được theo phương pháp hấp phụ tĩnh (thời gian, pH, khối lượng vật liệu,
nồng độ đầu, ion lạ).
4. Xử lý thử nghiệm mẫu nước chứa amoni, Mn(II) của vật liệu chế tạo được.

1

Chương 1. TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu về amoni và mangan
1.1.1. Giới thiệu về amoni và tác dụng sinh hóa của amoni
Ion amoni (NH4+) có cấu tạo hình tứ diện đều với bốn nguyên tử H ở đỉnh và
một nguyên tử N ở trung tâm. Ion amoni có bán kính là 1,43Ǻ [20].
Trong môi trường nước, amoni có thể tồn tại ở dạng phân tử (NH3) hoặc ion
(NH4+) tùy thuộc vào pH của nước.
Ở dạng phân tử, amoni thường gọi - amoniac là một chất khí không màu, mùi
khai và sốc, nhẹ hơn không khí. Amoniac tan khá tốt trong nước và độ tan phụ thuộc
rất mạnh vào nhiệt độ dung dịch [16].
Amoni được sử dụng chủ yếu để làm phân đạm. Nó là dạng nitơ vô cơ có giá trị
đối với cây trồng, có tác dụng kích thích sinh trưởng của cây và giúp cây phát triển
nhanh, cho nhiều hạt, củ hoặc quả.
Trong tự nhiên amoni tồn tại một lượng nhỏ trong khí quyển do các quá trình
phân hủy các vật liệu hữu cơ có nguồn gốc động thực vật. Hoạt động của núi lửa cũng
là nguồn sinh ra muối amoni (như amoni clorua và amoni sunfat). Nông nghiệp hiện
đại là nguồn gây ô nhiễm amoni nặng nề cho nước. Việc sử dụng phân bón hóa học
chứa nitơ với số lượng lớn, thành phần không hợp lý, sử dụng bừa bãi thuốc trừ sâu,
diệt cỏ,… thông qua quá trình rửa trôi, thấm, lọc lượng nitrat hóa, amoni trong nước
bề mặt và nước ngầm ngày càng lớn. Lượng amoni tự nhiên ở trong nước bề mặt và
nước ngầm thường thấp hơn 0,2mg/L. Các nguồn nước hiếm khi có thể có nồng độ
amoni lên đến 3,0mg/L.
Amoni không gây ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người, nhưng trong quá
trình khai thác, lưu trữ và xử lý, amoni được chuyển hóa thành nitrit (NO2-) và nitrat
(NO3-) là những chất có tính độc hại tới con người. Trong nước ngầm amoni không thể
chuyển hóa được do thiếu oxy. Khi khai thác lên vi sinh vật trong nước nhờ oxy trong
không khí chuyển amoni thành nitrit (NO2-) và nitrat (NO3-) tích tụ trong thức ăn. Khi
ăn uống nước có chứa nitrit thì cơ thể sẽ thiếu máu, xanh da, gây bệnh ở đường hô hấp,
gây ung thư. Nitrat tạo ra chứng thiếu vitamin và có thể kết hợp với các amin để tạo
nên nitrisamin là nguyên nhân gây ung thư ở người [20, 29].

2


1.1.2. Giới thiệu về mangan và tác dụng sinh hóa của mangan
Mangan chiếm khoảng 0,1% trong vỏ trái đất. Mangan có mặt chủ yếu trong
pyrolusit (MnO 2), psilomelan (Ba,H2O)2Mn5O10 và ít hơn trong rhodochrosit
(MnCO3).
Mangan thuộc nhóm VIIB trong bảng tuần hoàn, là kim loại màu trắng xám,
giống sắt. Nó là kim loại cứng và rất giòn, khó nóng chảy nhưng lại bị oxi hóa dễ dàng.
Trong tự nhiên, mangan bao gồm một đồng vị bền là:

55

Mn và 18 đồng vị phóng xạ

khác. Mangan được khai thác chủ yếu ở Nam Phi, Úc, Trung Quốc, Brasil, Gabon,
Ukraine, Ấn Độ, Ghana và Kazakhstan.
Mangan có vai trò quan trọng trong sản xuất thép (vì có tác dụng khử lưu huỳnh,
khử oxi và mang những đặc tính của hợp kim) và đặc biệt là thép chống gỉ. Nó còn
được thêm vào dầu hỏa để giảm tiếng nổ lọc xọc cho động cơ. Mangan đioxit được sử
dụng trong pin khô, hoặc làm chất xúc tác. Mangan được dùng để tẩy màu thủy tinh
(loại bỏ màu xanh lục do sắt tạo ra), hoặc tạo màu tím cho thủy tinh. Mangan oxit là
một chất nhuộm màu nâu, dùng để chế tạo sơn và là thành phần của màu nâu đen tự
nhiên. Kali pemanganat là chất ôxi hóa mạnh, dùng làm chất tẩy uế trong hóa học và y
khoa. Photphat hóa mangan là phương pháp chống rỉ và ăn mòn cho thép nó thường
hay được dùng để sản xuất tiền xu. Ngoài ra, mangan và các hợp chất của nó còn được
sử dụng rộng rãi trong sản xuất gốm, thủy tinh, sơn…[20].
Mangan là nguyên tố đóng vai trò thiết yếu trong tất cả các dạng sống. Nó có vai
trò quan trọng trong một số quá trình sinh lý như là thành phần của một số enzyme, chất

hoạt hóa enzyme khác. Ngoài ra, mangan còn có vai trò kích hoạt các enzyme trong quá
trình chuyển hóa cacbohyđrat, amino axit và cholesterol. Mangan là nguyên tố cần thiết
có liên quan tới sự sinh sản, sự phát triển của xương, cảm giác giữ thăng bằng, sự hoạt
động của não, sự tổng hợp của cholesterol, việc điều chỉnh nồng độ glucose trong máu,
sự đông máu (phối hợp với vitamin K),…. Thức ăn cho trẻ em nếu thiếu mangan thì hàm
lượng enzyme phophataza trong máu và xương sẽ bị giảm xuống nên ảnh hưởng đến cốt
hóa của xương, có thể gây biến dạng xương,…. Thiếu mangan có thể gây rối loạn về hệ
thần kinh như bại liệt, co giật,…. Nếu lượng mangan hấp thu vào cơ thể cao có thể gây
độc với phổi, hệ thần kinh, thận và tim mạch [28].

3


1.2.Tình trạng nguồn nước bị ô nhiễm amoni và kim loại nặng
Ô nhiễm nước là sự thay đổi theo chiều xấu các tính chất vật lý, hóa học, sinh
học của nước, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, rắn làm cho nguồn nước trở nên
độc hại với sinh vật.
Có nhiều nguyên nhân dẫn đến trình trạng nhiễm bẩn amoni trong nước ngầm
nhưng một trong những nguyên nhân chính là do việc sử dụng quá mức lượng phân
bón hữu cơ, thuốc trừ sâu đã gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến nguồn nước, hoặc do
quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ và các chất trên càng làm đẩy nhanh quá trình
nhiễm amoni trong nước ngầm. Ngoài ra mức độ ô nhiễm còn phụ thuộc vào loại hình
canh tác của từng khu vực.
Khu vực bị ô nhiễm amoni trong nước ngầm nặng nề nhất trong cả nước là khu
vực đồng bằng Bắc Bộ. Theo kết quả khảo sát của trung tâm nghiên cứu thuộc trung
tâm khoa học tự nhiên và công nghệ quốc gia và trường Đại Học Mỏ - Địa Chất thì
phần lớn nước ngầm khu vực đồng bằng Bắc Bộ gồm các tỉnh như: Hà Nam, Nam
Định, Ninh Bình, Hải Dương, Hưng Yên, Thái Bình và phía nam Hà Nội đều bị nhiễm
bẩn amoni rất nặng. Xác suất các nguồn nước ngầm nhiễm amoni có nồng độ cao hơn
tiêu chuẩn nước sinh hoạt khoảng 70 – 80% [17, 29].

Ô nhiễm amoni trong các nguồn nước mặt (ao, hồ, sông ...) cũng đang là vấn đề
cần được giải quyết. Kết quả công bố của Viện Nước và Công nghệ Môi trường cho thấy:
“Amoni trong nguồn nước sông Sài Gòn không hề có dấu hiệu giảm và biến động theo
từng khu vực. Có thời điểm nồng độ amoni vượt tiêu chuẩn hơn 20 lần. Theo nhóm nghiên
cứu, amoni tăng do nước từ sông rạch và từ các nguồn thải công nghiệp, chăn nuôi đưa
vào. Cụ thể nguồn thải từ trại heo Tân Trung (Củ Chi) với tải lượng ô nhiễm 1,25kg
amoni/ngày đêm. Từ rạch Bà Bếp cũng thải gần 16kg amoni/ngày đêm. Lâm Minh Triết
(2006) cũng có nhận xét: “Lượng amoni trong nước thải từ khu dân cư và từ các nhà máy
hoá chất, chế biến thực phẩm, sữa có thể lên tới 10 - 100mg/L” [16].
Tình trạng ô nhiễm amoni cao, chẳng những gây ô nhiễm môi trường không khí
và gây mất cảnh quan cho dân cư sống xung quanh sông Sài gòn, mà còn gây khó khăn,
tăng cao kinh phí cho việc xử lý nước mặt làm nguồn nước cấp cho sinh hoạt; thậm chí
có thể dẫn đến việc đóng cửa nhà máy nước Tân Hiệp, nơi cung cấp nước cho sạch cho
hàng triệu người dân tại các quận huyện: 6, 7, 8, Tân Bình, Tân Phú, Bình Tân, Gò

4


Vấp, Nhà Bè, Bình Chánh... (theo lời ông Bùi Thanh Giang, giám đốc Nhà máy nước
Tân Hiệp) [16, 27].
Như vậy so với QCVN 01:2009/BYT và quy định số 1329/2002/BYT về tiêu
chuẩn vệ sinh nước ăn uống của Bộ Y Tế cho hàm lượng N-amoni, các con số trên cho
thấy một thực tế chung là nhiều nguồn nước ở Việt nam đang ô nhiễm amoni một cách
nghiêm trọng.
Hầu hết các kim loại nặng tồn tại trong nước ở dạng ion. Chúng phát sinh từ
nhiều nguồn khác nhau, trong đó chủ yếu là từ các hoạt động công nghiệp. Khác với
các chất thải hữu cơ có thể phân hủy trong đa số trường hợp, các kim loại nặng khi đã
phóng thích vào môi trường thì sẽ tồn tại lâu dài. Chúng tích tụ vào các mô sống qua
chuỗi thức ăn mà ở đó con người là mắt xích cuối cùng. Kim loại nặng là các nguyên
tố vi lượng cần thiết cho cơ thể người nhưng khi chúng tồn tại ở dạng ion và với nồng

độ lớn, khi đi vào cơ thể người thì chúng lại có độc tính cao [7].
Cụ thể, ở tỉnh Thái Bình: Hàm lượng kim loại mangan (Mn) trong mẫu nước
biển ven bờ dao động trong khoảng 0,05 - 0,27mg/L, trung bình 0,13mg/L. Vào mùa
khô dao động trong khoảng 0,034 - 0,6mg/L, trung bình 0,2mg/L. Tại một số khu vực
quan trắc được cho thấy nồng độ mangan đã vượt ngưỡng cho phép theo tiêu chuẩn
Việt Nam (QCVN 10:2008/BTNMT) từ 1,1 - 2,7 lần [11].
Để hạn chế tình trạng ô nhiễm nguồn nước từ nước thải của các ngành công
nghiệp, Nhà nước đã ban hành Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải công nghiệp.
Theo đó, nước thải của các nhà máy và cơ sở sản xuất phải đạt giới hạn cho phép mới
được thải ra môi trường.
1.3. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia
1.3.1. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp
Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT)
do Ban soạn thảo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước biên soạn thay thế
QCVN 24:2009/BTNMT. Tổng cục Môi trường, Vụ khoa học và Công nghệ, Vụ pháp chế
trình duyệt và được ban hành theo thông tư số 47/2011/TT-BTNMT ngày 28 tháng 12
năm 2011 của Bộ trưởng bộ Tài nguyên và Môi trường [24].
Giá trị nồng độ của amoni, Mn(II) và một số thông số ô nhiễm khác trong nước
thải công nghiệp được trình bày trong bảng 1.1.

5


Bảng 1.1. Giá trị nồng độ của amoni và một số thông số ô nhiễm
trong nước thải công nghiệp
Giá trị nồng độ
TT

Thông số

Đơn vị
A

B

1

Amoni

mg/L

5,00

10,00

2

Magan

mg/L

0,50

1,00

3

Chì

mg/L

0,10

0,50

4

Cadimi

mg/L

0,05

0,10

5

Crom (VI)

mg/L

0,05

0,10

6

Crom (III)

mg/L

0,20

1,00

7

Đồng

mg/L

2,00

2,00

8

Kẽm

mg/L

3,00

3,00

9

Niken

mg/L

0,20

0,50

Trong đó:
- Cột A quy định giá trị nồng độ của các thông số ô nhiễm trong nước thải
công nghiệp khi xả vào các nguồn tiếp nhận là các nguồn nước được dùng cho mục
đích cấp nước sinh hoạt.
- Cột B quy định giá trị nồng độ của các thông số ô nhiễm trong nước thải
công nghiệp khi xả vào các nguồn tiếp nhận là các nguồn nước không dùng cho mục
đích cấp nước sinh hoạt.
1.3.2. Quy chuẩn quốc gia về nồng độ amoni trong nước ăn uống và sinh hoạt
Theo QCVN 02:2009/BYT do Cục Y tế dự phòng và Môi trường biên soạn và
được Bộ trưởng Bộ Y tế ban hành theo Thông tư số: 05/2009/TT – BYT ngày 17 tháng
06 năm 2009 quy định hàm lượng amoni trong nước sinh hoạt ở cả mức I và mức II
không vượt quá 3,0mg/L [23].
6


1.4. Giới thiệu một số phương pháp xử lý nguồn nước bị ô nhiễm amoni và kim
loại nặng
1.4.1. Một số phương pháp xử lý nguồn nước bị ô nhiễm amoni
Một số phương pháp thường được dùng để xử lý nguồn nước bị ô nhiễm amoni
là: nhóm các Phương pháp hóa lý, nhóm các Phương pháp hóa học và Phương pháp
sinh học.
1.4.1.1. Phương pháp hóa lý
 Phương pháp hấp phụ
Sử dụng các chất có khả năng hấp phụ như than hoạt tính, các vật liệu có nguồn
gốc tự nhiên (quặng apatit, đá ong, cao lanh,…) hoặc các vật liệu được chế tạo từ phụ

phẩm nông nghiệp (vỏ trấu, bẹ chuối, lõi ngô,…) để hấp phụ ion kim loại nặng và
amoni có trong nguồn nước bị ô nhiễm [29].
 Phương pháp trao đổi ion
Trao đổi ion là quá trình hóa lý sử dụng việc trao đổi ion trong nước để loại bỏ
các cation hoặc anion, đáp ứng yêu cầu của quá trình xử lý nước. Khi loại bỏ ion kim
loại nặng và amoni người ta sử dụng vật liệu trao đổi ion là vật liệu cationit. Trong đó,
zeolit tự nhiên và tổng hợp là một trong những vật liệu cationit tốt nhất để tách loại
amoni [29].
1.4.1.2. Phương pháp hóa học
Phương pháp Clo hóa
Hiện nay, trên thế giới đã nghiên cứu rất kỹ về biện pháp clo hóa để xử lý amoni
trong nước thải.
Phương trình phản ứng tổng hợp của phương pháp:
3Cl2 + 2NH4+ → N2 + 8H+ + 6Cl4Cl2 + NH4+ + 3H2O → NO3- + 10H+ + 8ClSau khi các quá trình xảy ra thì môi trường axit của dung dịch được trung hòa
bằng cách thêm vào một lượng kiềm .

7


 Phương pháp thổi khí cưỡng bức
Để xử lý amoni bằng phương pháp thổi khí cưỡng bức cần phải điều chỉnh pH
của môi trường lên cao để chuyển NH4+ về dạng NH3, sau đó thổi khí mạnh hoặc đưa
vào thiết bị cyclon để tách pha và loại NH3 ra khỏi dung dịch [29].
1.4.1.3. Phương pháp sinh học
Phương pháp Anammox
Anammox (Anaerobic ammonium oxidation) là quá trình oxi hóa amoni yếm
khí, trong đó amoni và nitrit được oxi hóa một cách trực tiếp thành khí N2 dưới điều
kiện yếm khí, với amoni là chất cho điện tử còn nitrit là chất nhận điện tử để tạo thành
khí N2. Sản phẩm chính của quá trình Anammox là N2, tuy nhiên khoảng 10% nitơ đưa
vào được chuyển thành nitrat [17].

1.4.2. Một số phương pháp xử lý nguồn nước bị ô nhiễm kim loại nặng
1.4.2.1. Phương pháp trao đổi ion
Trao đổi ion là một trong những phương pháp thường được dùng để tách kim
loại nặng từ nước thải. Nhựa trao đổi ion có thể tổng hợp từ hợp chất vô cơ hay hợp
chất hữu cơ có gắn các nhóm như: (-SO3H), (-COO-), amin. Các cation và anion được
hấp phụ trên bề mặt nhựa trao đổi ion. Khi nhựa trao đổi ion đã bão hòa, người ta khôi
phục lại cationit và anionit bằng dung dịch axit loãng hoặc dung dịch bazơ loãng. Về
mặt kĩ thuật thì hầu hết kim loại nặng đều có thể tách ra bằng phương pháp trao đổi
ion, nhưng phương pháp này thường tốn kém.
1.4.2.2. Phương pháp kết tủa
Phương pháp này thường dùng để thu hồi kim loại từ dung dịch dưới dạng
hiđroxit kim loại rất ít tan. Ngoài ra, còn có thể sử dụng các chất tạo kết tủa như xút,
vôi, cacbonat, sunfua,.... Tuy nhiên phương pháp này chỉ là quá trình xử lý sơ bộ, đòi
hỏi những quá trình xử lý tiếp theo.
1.4.2.3. Phương pháp hấp phụ
So với các phương pháp xử lí nước thải khác, phương pháp hấp phụ có các đặc
tính ưu việt hơn hẳn. Vật liệu hấp phụ được chế tạo từ các nguồn nguyên liệu tự nhiên
và các phế thải nông nghiệp sẵn có, dễ kiếm, quy trình xử lý đơn giản, công nghệ xử
lý không đòi hỏi thiết bị phức tạp, chi phí thấp, đặc biệt, các vật liệu hấp phụ này có độ
bền khá cao, có thể tái sử dụng nhiều lần nên giá thành thấp, hiệu quả cao.

8


1.5. Giới thiệu về phương pháp hấp phụ
1.5.1. Sự hấp phụ
Sự hấp phụ là quá trình tích lũy vật chất lên bề mặt phân cách pha (khí – lỏng,
khí – rắn, lỏng – rắn, lỏng – lỏng).
Chất hấp phụ là những chất có bề mặt tiếp xúc lớn mà trên đó xảy ra quá trình
hấp phụ. Chất hấp phụ là chất được tích lũy trên bề mặt chất hấp phụ. Khả năng hấp

phụ của mỗi chất tùy thuộc vào bản chất, diện tích bề mặt riêng của chất hấp phụ, nhiệt
độ, pH và bản chất của chất tan [3].
Tùy theo bản chất của lực tương tác giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ mà
người ta chia sự hấp phụ thành hấp phụ vật lí và hấp phụ hóa học.
- Hấp phụ vật lý gây ra bởi lực Van de van giữa các phân tử chất bị hấp phụ và
bề mặt chất hấp phụ. Liên kết này yếu, dễ bị phá vỡ.
Hấp phụ hóa học được coi là trung gian giữa hấp phụ vật lý và phản ứng hóa học.
Để phân biệt hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học, người ta đưa ra một số tiêu
chuẩn như sau:
- Hấp phụ vật lý có thể là đơn lớp hay đa lớp, còn hấp phụ hóa học chỉ là
đơn lớp.
- Nhiệt lượng hấp phụ: đối với hấp phụ vật lý lượng nhiệt tỏa ra là 2 ÷ 6 kcal/mol,
đối với hấp phụ hóa học thường lớn hơn 22kcal/mol.
- Nhiệt độ hấp phụ: hấp phụ vật lý thường xảy ra ở nhiệt độ thấp (gần nhiệt độ
sôi của chất bị hấp phụ), hấp phụ hóa học xảy ra ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ sôi.
- Tốc độ hấp phụ: hấp phụ vật lý không đòi hỏi sự hoạt hóa phân tử do đó xảy
ra nhanh, ngược lại hấp phụ hóa học xảy ra chậm hơn.
- Tính đặc thù: hấp phụ vật lý ít phụ thuộc vào bản chất hóa học bề mặt còn hấp
phụ hóa học đòi hỏi phải có ái lực hóa học, do đó phải mang tính đặc thù rõ rệt.
Tuy nhiên, trong thực tế, sự phân biệt giữa hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học
chỉ là tương đối vì ranh giới giữa chúng không rõ rệt. Một số trường hợp tồn tại cả quá
trình hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học. Ở vùng nhiệt độ thấp xảy ra quá trình hấp phụ
vật lý, khi tăng nhiệt độ khả năng hấp phụ vật lý giảm và khả năng hấp phụ hóa học
tăng lên.
Ngược lại với quá trình hấp phụ là quá trình giải hấp phụ, đó là quá trình giải
phóng chất bị hấp phụ khỏi bề mặt chất hấp phụ [21, 22].

9

1.5.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ các chất tan trong dung dịch
lên bề mặt chất hấp phụ
- Ảnh hưởng của dung môi: hấp phụ trong dung dịch là hấp phụ cạnh tranh,
nghĩa là chất tan hấp phụ càng mạnh thì dung môi hấp phụ càng yếu. Vì chất hoạt động
bề mặt là chất có sức căng bề mặt nhỏ, cho nên nếu dung môi có sức căng bề mặt càng
lớn (tức là càng khó hấp phụ) thì chất tan càng khó hấp phụ. Vì vậy đối với sự hấp phụ
chất tan từ dung dịch thì dung môi nước (có sức căng bề mặt lớn) sẽ tốt hơn so với
dung môi hữu cơ (có sức căng bề mặt bé).
- Ảnh hưởng của chất hấp phụ và chất bị hấp phụ: thông thường các chất phân
cực dễ hấp phụ trên bề mặt phân cực, còn chất không phân cực dễ hấp phụ trên bề mặt
không phân cực.
Khi giảm kích thước của mao quản trong chất hấp phụ thì sự hấp phụ từ dung
dịch thường tăng lên nhưng chỉ trong chừng mực kích thước mao quản không cản trở
sự đi vào của phân tử chất bị hấp phụ.
Dung lượng hấp phụ cũng phụ thuộc vào diện tích bề mặt của vật liệu hấp phụ.
Diện tích bề mặt của vật liệu hấp phụ càng lớn thì phần tiếp xúc giữa chất tan và chất
hấp phụ càng lớn, chất tan lưu lại trên bề mặt chất hấp phụ càng nhiều. Như vậy, độ
xốp và diện tích bề mặt của chất hấp phụ là các yếu tố vật lí quan trọng của quá trình
hấp phụ.
- Ảnh hưởng của nhiệt độ: khi tăng nhiệt độ, sự hấp phụ trong dung dịch giảm,
nhưng thường ở mức độ ít hơn so với sự hấp phụ khí. Tuy nhiên, đối với cấu tử hòa tan
hạn chế mà khi tăng nhiệt độ độ tan tăng lên, thì khả năng hấp phụ cũng có thể tăng
lên, vì nồng độ của nó trong dung dịch tăng lên.
1.5.3. Xác định dung lượng hấp phụ cân bằng và hiệu suất hấp phụ
1.5.3.1. Dung lượng hấp phụ cân bằng
Dung lượng hấp phụ cân bằng là khối lượng chất bị hấp phụ trên một đơn vị
khối lượng chất hấp phụ ở trạng thái cân bằng ở điều kiện xác định về nồng độ và nhiệt
độ. Dung lượng hấp phụ được tính theo công thức:
q

(Co  Ccb )
.V
m

(1.1)

10


Trong đó:
q

: là dung lượng hấp phụ cân bằng (mg/g)

V

: là thể tích dung dịch chất bị hấp phụ (L)

m

: là khối lượng chất hấp phụ (g)

Co : là nồng độ dung dịch ban đầu (mg/L)
Ccb : là nồng độ dung dịch khi đạt cân bằng hấp phụ (mg/L)
1.5.3.2. Hiệu suất hấp phụ
Hiệu suất hấp phụ là tỷ số giữa nồng độ của dung dịch bị hấp phụ ở thời điểm
cân bằng và nồng độ của dung dịch ban đầu.
Hiệu suất hấp phụ được tính theo công thức sau:

H

(Co  Ccb )
.100%
Co

(1.2)

Trong đó:
H

: là hiệu suất hấp phụ (%)

Co

: là nồng độ dung dịch ban đầu (mg/L)

Ccb : là nồng độ dung dịch khi đạt cân bằng hấp phụ (mg/L)
1.5.4. Các mô hình cơ bản của quá trình hấp phụ
Có thể mô tả quá trình hấp phụ dựa vào đường đẳng nhiệt hấp phụ. Đường đẳng
nhiệt hấp phụ biểu diễn sự phụ thuộc của dung dịch hấp phụ tại một thời điểm vào nồng
độ cân bằng của chất bị hấp phụ trong dung dịch tại thời điểm đó ở một nhiệt độ xác
định. Đường đẳng nhiệt hấp phụ được thiết lập bằng cách cho một lượng xác định chất
hấp phụ vào một lượng cho trước dung dịch có nồng độ đã biết của chất bị hấp phụ.
Với các chất hấp phụ là chất rắn, chất bị hấp phụ là chất lỏng thì đường đẳng nhiệt hấp
phụ được mô tả qua các đường đẳng nhiệt như : đường đẳng nhiệt hấp phụ Henry, đường
đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich, đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir [21].
*Mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Henry
Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Henry là phương trình đẳng nhiệt đơn giản mô
tả sự tương quan tuyến tính giữa lượng chất bị hấp phụ trên bề mặt pha rắn và nồng độ
(áp suất) của chất bị hấp phụ ở trạng thái cân bằng:

a = K.P

(1.3)

11


Trong đó:
K

: là hằng số hấp phụ Henry

a

: lượng chất bị hấp phụ (mol/g)

P

: áp suất (mmHg)

Từ số liệu thực nghiệm cho thấy vùng tuyến tính này nhỏ. Trong vùng đó, sự tương
tác giữa các phân tử chất bị hấp phụ trên bề mặt chất rắn là không đáng kể.
*Mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich
Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Fruendlich là phương trình thực nghiệm mô tả
sự hấp phụ xảy ra trong phạm vi một lớp. Phương trình này được biểu diễn bằng một
hàm số mũ:
q = k.Ccb1/n

(1.4)

Hoặc dạng phương trình đường thẳng:
lgq = lgk +

1
lgCcb
n

(1.5)

Trong đó:
q

: dung lượng hấp phụ tại thời điểm cân bằng (mg/g)

k

: hằng số phụ thuộc vào nhiệt độ, diện tích bề mặt và các yếu tố khác

n

: hằng số phụ thuộc vào nhiệt độ và luôn lớn hơn 1

Ccb : nồng độ dung dịch khi đạt cân bằng hấp phụ (mg/L)
Phương trình Freundlich phản ánh khá sát số liệu thực nghiệm cho vùng ban đầu
và vùng giữa của đường hấp phụ đẳng nhiệt, tức là ở vùng nồng độ thấp của chất bị
hấp phụ.
*Mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir
Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir có dạng:

q  q max .

b.Ccb
1  b.Ccb

(1.6)

Trong đó:
q

: dung lượng hấp phụ tại thời điểm cân bằng (mg/g).

qmax : dung lượng hấp phụ cực đại (mg/g).
b

: hằng số Langmuir.

Ccb : là nồng độ dung dịch khi đạt cân bằng hấp phụ (mg/L).

12


Khi tích số b.Ccb<< 1 thì q = qmax.b.Ccb : mô tả vùng hấp phụ tuyến tính.
Khi tích số b.Ccb >> 1 thì q = qmax : mô tả vùng hấp phụ bão hòa.
Phương trình Langmuir có thể biểu diễn dưới dạng phương trình đường thẳng:

Ccb
1
1

.Ccb 

q q max
q max .b

(1.7)

Thông qua đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc Ccb/q vào Ccb sẽ xác định các hằng số
b và qmax trong phương trình (hình 1.2).
Ccb/q

qmax

tan

N

Ccb

O

O

Ccb

Hình 1.1. Đường hấp phụ đẳng nhiệt

Hình 1.2. Sự phụ thuộc

Langmuir

Ccb/q vào Ccb

Ở đây : tan  

1

ON 

q max

1
q max .b

Phương trình Langmuir được đặc trưng bằng tham số RL

RL 

1
(1  b.Co )

Khi 0 < RL < 1 thì sự hấp phụ là thuận lợi, RL>1 thì sự hấp phụ là không thuận lợi
và RL = 1 thì sự hấp phụ là tuyến tính.
1.6. Phương pháp đường chuẩn
 Cơ sở của phương pháp:
Dựa trên sự phụ thuộc của cường độ vạch hấp thụ (hay độ hấp thụ phân tử) vào
nồng độ nhỏ của cấu tử cần xác định trong mẫu theo phương trình: Ax = K.Cb để có sự
phụ thuộc tuyến tính giữa A và C.
 Kĩ thuật thực nghiệm:

13

- Pha chế một dãy dung dịch chuẩn có hàm lượng chất phân tích tăng dần trong
cùng điều kiện về lượng thuốc thử, độ axit,…
- Đo độ hấp thụ phân tử (mật độ quang) của nguyên tố cần nghiên cứu trong dãy
dung dịch chuẩn.
- Xây dựng đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp phụ phân tử vào nồng độ
các nguyên tố cần nghiên cứu. Đồ thị này được gọi là đường chuẩn.
- Pha chế các dung dịch phân tích có điều kiện như dung dịch chuẩn và đem đo
độ hấp thụ phân tử. Dựa vào các giá trị đo độ hấp thụ phân tử này và đường chuẩn tìm
được nồng độ nguyên tố cần phân tích trong mẫu phân tích [12].
1.7. Giới thiệu về đá ong
Đá ong (laterit) là loại khoáng được hình thành do quá trình phong hóa và tích tụ
của sắt hydroxit/ oxohidroxit trong tự nhiên. Laterit thông thường được tạo bởi hai phần
chính trong cấu trúc đó là phần “xương cứng” là khung sắt hydoxit/oxit kết vón và phần
mềm xen kẽ chủ yếu là sắt hydroxit và sét. Laterit phân bố tại những vùng giáp ranh giữa
vùng đồi núi và đồng bằng có sự phong hóa quặng chứa sắt và các dòng nước ngầm có
oxi hoàn toàn. Ở nước ta, laterit có ở các tỉnh Bắc Bộ và Trung Bộ như Vĩnh Phúc, Bắc
Giang, Bắc Ninh, Thanh Hóa, Nghệ An, Ninh Bình [5, 6, 45].
1.8. Tổng quan tình hình nghiên cứu
Nghiên cứu khả năng hấp phụ amoni và Mn(II) trên các vật liệu khác nhau đã
được nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước quan tâm.
Tác giả Lê Mạnh Cường và cộng sự đã nghiên cứu sử dụng vật liệu lateri/ nano
MnO2 trên laterit làm chất hấp phụ để loại bỏ nhanh chóng ion amoni từ dung dịch
nước. Các thông số tối ưu cho quá trình hấp phụ như thời gian đạt cân bằng, pH, khối
lượng được xác định với các giá trị lần lượt là 6 giờ, pH = 7, m = 1g. Điểm đẳng điện
của vật liệu là 6. Sự hấp phụ amoni trên vật liệu tuân theo mô hình đẳng nhiệt Langmuir,
dung lượng hấp phụ cực đại là 22,72mg/g [5].
Ngoài vật liệu laterit/ nano MnO2 các tác giả còn nghiên cứu khả năng hấp phụ
NH4+ của vật liệu pyroluzit/ nano MnO2. Các thông số tối ưu cho quá trình hấp phụ như
thời gian đạt cân bằng của vật liệu, pH, khối lượng với các giá trị lần lượt là 6 giờ, pH = 6,

m = 1,5g. Điểm đẳng điện của vật liệu là 5,39. Sự hấp phụ amoni trên vật liệu tuân theo
mô hình đẳng nhiệt Langmuir, dung lượng hấp phụ cực đại là 18,18mg/g [4].
14


Tác giả Ngô Thị Mai Việt và cộng sự đã nghiên cứu sự hấp phụ amoni trên
quặng apatit Lào Cai hoạt hoá bằng axit HCl. Các thông số tối ưu cho quá trình hấp
phụ amoni trên vật liệu đã được nghiên cứu. Đó là khối lượng vật liệu là 0,1g; thời gian
cân bằng là 150 phút; độ pH là 6,0 - 7,0. Kết quả cho thấy một số ion như Mn (II),
Fe(III), Ca(II), Mg(II)… làm giảm khả năng hấp phụ của amoni trên vật liệu. Khả năng
hấp phụ tối đa amoni trên vật liệu là 13,73mg/g [32].
Tác giả Đỗ Trà Hương và công sự đã nghiên cứu hấp phụ amoni trên vật liệu
graphit hoạt hóa KOH. Các thông số tối ưu cho quá trình hấp phụ như thời gian đạt cân
bằng, pH, khối lượng đã được xác định với các giá trị lần lượt là: 150 phút, pH =8,
m=0,05g. Sự hấp phụ amoni trên vật liệu tuân theo mô hình đẳng nhiệt Langmuir, dung
lượng hấp phụ cực đại là 87,72mg/g [13].
Tác giả Phạm Thị Ngọc Lan đã nghiên cứu chế tạo than hoạt tính từ vỏ lạc và
thân cây sắn quy mô phòng thí nghiệm trong điều kiên tối ưu tìm được là: Hóa chất
biến tính ZnCl2 2M, than hóa ở nhiệt độ 3500C trong 60 phút, hoạt hóa vỏ lạc ở 4500C
trong 60 phút, than cây sắn ở 5000C trong 60 phút. Diện tích bề mặt riêng của than lớn,
có thể đạt tới 750m2/g đối với than vỏ lạc, mẫu than thân cây sắn có diện tích bề mặt
riêng lên tới 1215,56m2/g. Tác giả đã sử dụng mẫu than thân cây sắn để khảo sát khả
năng hấp phụ amoni trong nước kết quả cho thấy: Dung lượng hấp phụ cực đại đối với
amoni của mẫu than thân cây sắn đạt 6,9735mg/g cao hơn mẫu than tre (dung lượng
hấp phụ cực đại 5,9172mg/g) và có sự chênh lệch không đáng kể so với mẫu than gáo
dừa – than đối chứng trên thị trường (dung lượng hấp phụ cực đại 7,4394 mg/g) [18].
Tác giả Trần Việt Anh, Trường Đại Học Dân lập Hải Phòng đã khảo sát khả
năng hấp phụ amoni của vật liệu đá ong biến tính đã thu được một số kết quả sau: pH
tối ưu cho sự hấp phụ amoni là 6, thời gian đạt cân bằng hấp phụ là 60 phút, dung lượng
hấp phụ cực đại là 17,24mg/g, vật liệu có khả năng tái sinh cao: khả năng giải hấp tái

sinh của vật liệu với 50mL NaOH 1M có thể giải hấp được 96,4% lượng amoni hấp
phụ trên vật liệu [2].
Năm 2014, nhóm nghiên cứu Khoa Kỹ thuật Môi trường, Trường Đại học
Vanung (Đài Loan) đã công bố nghiên cứu về khả năng loại bỏ ion amoni khỏi nước
của vật liệu titanat nanotube (TNT). TNT được điều chế bằng cách xử lí bằng thủy

15