(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu khả năng hấp phụ ion kẽm trên tảo Spirulina platensis cố định trên khối bọt polyurethane (PUF)

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ION KẼM TRÊN TẢO
SPIRULINA PLATENSIS CỐ ĐỊNH TRÊN KHỐI BỌT
POLYURETHANE (PUF)

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

TRẦN KIỀU MAI

HÀ NỘI, NĂM 2019


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ION KẼM TRÊN TẢO
SPIRULINA PLATENSIS CỐ ĐỊNH TRÊN KHỐI BỌT
POLYURETHANE (PUF)

TRẦN KIỀU MAI
CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
MÃ SỐ: 8440301

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. NGUYỄN THU HUYỀN

HÀ NỘI, NĂM 2019

i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan các nội dung, số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung
thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Trần Kiều Mai


ii
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này tôi đã nhận được nhiều sự giúp đỡ của
các thầy cô khoa Môi trường – trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội
cũng như bạn bè gia đình và người thân.
Lời đầu tiên tôi xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Thu Huyền đã hướng dẫn,
tạo điều kiện và giúp đỡ em hoàn thành tốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp.
Đồng thời, em xin cảm ơn sự giúp đỡ, hỗ trợ của nhóm sinh viên nghiên cứu khoa
học đại diện là ThS. Đoàn Thị Oanh và các thầy cô, anh chị phụ trách phòng phân
tích khoa Môi trường đã tạo điều kiện, giúp đỡ và có những góp ý bổ ích cho em
hoàn thành tốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp.
Tôi cũng xin cảm ơn các đồng nghiệp, bạn bè và người thân đã giúp đỡ, động
viên và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành khoá học và thực hiện thành công luận văn
này.
Luận văn tốt nghiệp không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong nhận được
những ý kiến đóng góp quý báu từ phía hội đồng báo cáo, giáo viên phản biện và
các thầy cô trong khoa để luận văn được hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 18 tháng 04 năm 2019
Học viên

Trần Kiều Mai


iii
TÓM TẮT LUẬN VĂN
Sinh khối khô tảo Spirulina platensis sử dụng để nghiên cứu loại bỏ ion kẽm
trong nước thải. Quá trình nghiên cứu loại bỏ ion kẽm trong nước thải bằng tảo
Spirulina platensis được thực hiện ở chế độ tĩnh và chế độ cột. Thông qua kết quả
nghiên cứu, đánh giá đã khẳng định sinh khối khô tảo Spirulina platensis có khả
năng loại bỏ ion kẽm trong nước thải.
Ở chế độ tĩnh: Kết quả thu được cho thấy hiệu suất loại bỏ Zn2+ của vật liệu rất
cao đạt tới 96,37%. Khả năng xử lý cao nhất đạt được ở pH 5, 0,05 g/l BioM - SP8,
nhiệt độ 35 °C, nồng độ kẽm ban đầu là 100 mg/l trong thời gian tiếp xúc là 90
phút. Mô hình đẳng nhiệt Langmuir được sử dụng để nhiệt mô tả đường hấp phụ
đẳng các ion kẽm của Spirulina platensis SP8. Kết quả cho thấy rằng Spirulina
platensis là một chất hấp phụ tiềm năng trong loại bỏ Zn2+, với khả năng hấp phụ
Zn2+ tối đa đạt đến 454,54 mg/g.
Ở chế độ cột: Theo các kết quả phân tích cho thấy khả năng loại bỏ ion kẽm
của vật liệu hấp phụ cao nhất đạt được ở pH tối ưu là 5, chiều cao cột hấp phụ là 25
cm, lưu lượng nước đầu vào là 3 ml/phút và nồng độ tối ưu là 100 mg/l. BioM –
SP8 - PUF hấp phụ Zn2+ đạt dung lượng hấp phụ cực đại là 134,31 mg/g vật liệu.
Kết quả cho thấy rằng Spirulina platensis là một chất hấp phụ tiềm năng trong
loại bỏ Zn2+.

Các từ khóa: Spirulina platensis, kẽm, chất hấp phụ sinh học.

iv
SUMMARY

Spirulina platens is dry biomass is used to study the removal of zinc ions in
wastewater. Research on the removal of zinc ions in wastewater by Spirulina
platensis was carried out in static and column mode. Through research results,
assessments confirmed Spirulina platensis dry biomass capable of removing zinc
ions in wastewater.
In static mode: The very high percentage of removal reached up to 96,37% for
Zn2+ was obtained. The highest removing level was achieved at pH 5, 0,05 g of
BioM – SP8, temperature of 35 °C, 100 mg/l of zinc concentration after 90 minutes
of exposure time for Zn2+. Langmuir isothermal model is used to describe the
adsorption isotherm of metal ions of Spirulina platensis SP8. The results showed
that Spirulina platensis is a good candidate for the elimination, with the maximum
adsorption capacity was treated to 454,54 mg / g for Zn2+.
In column mode: According to the results of the analysis showed that the
ability to remove zinc ions of the adsorbent highest achieved at pH 5, the adsorption
column height is 25 cm, the water flow in 3 ml / min and the optimal concentration
is 100 mg/l. BioM - SP8 - PUF adsorbed Zn2+ with maximum adsorption capacity
of 134,31 mg/g material.
Results showed that Spirulina platensis was a potential adsorbent in the
removal of Zn2+.
Keywords: Spirulina Platensis, zinc, biosorbent.


v
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................. ii
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN........................................................................... 3
1.1. Tổng quan về kim loại kẽm ........................................................................ 3
1.1.1. Nguồn gốc và tính chất kim loại kẽm ..................................................... 3
1.1.2 Ảnh hưởng của kẽm đến môi trường và sức khỏe con người .................. 4
1.1.3 Thực trạng ô nhiễm kẽm .......................................................................... 5
1.2. Các phương pháp xử lý kim loại nặng trong nước .................................... 5
1.2.1. Phương pháp kết tủa hóa học .................................................................. 9
1.2.2. Phương pháp trao đổi ion ........................................................................ 9
1.2.3. Phương pháp điện hóa ........................................................................... 10
1.2.4. Phương pháp oxy hóa khử .................................................................... 11
1.2.5. Phương pháp tạo Pherit ......................................................................... 12
1.2.6. Phương pháp sinh học ........................................................................... 12
1.2.7. Phương pháp hấp phụ ............................................................................ 13
1.2.8. Phương pháp hấp phụ sinh học ............................................................. 19
1.3. Nghiên cứu sử dụng tảo làm VLHPSH trong xử lý kim loại nặng .......... 21
1.4. Nghiên cứu sử dụng Spirulina platensis như VLHPSH trong xử lý
kim loại nặng .................................................................................................. 23
1.5. Tổng quan khối bọt Polyurethane (PUF) .......................................................... 24

CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........ 26
2.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................... 26
2.1.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ......................................................... 26
2.1.2. Thiết bị, dụng cụ, hóa chất .................................................................... 26
2.2. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 27
2.2.1. Xác định tốc độ sinh trưởng .................................................................. 28


vi
2.2.2. Chế tạo vật liệu hấp phụ ........................................................................ 29
2.2.3. Phương pháp thực nghiệm khảo sát hấp phụ ........................................ 30

CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .................................................... 36
3.1. Nghiên cứu tuyển chọn chủng Spirulina platensis để sản xuất sinh khối
làm vật liệu hấp phụ sinh học .......................................................................... 36
3.2. Nghiên cứu khả năng hấp phụ kim loại Zn2+ trên VLHP Spirulina
platensis SP8 (BioM SP8) trên chế độ tĩnh ..................................................... 37
3.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của khối lượng tảo lên khả năng hấp phụ kim
loại Zn2+ của vật liệu BioM SP8 ..................................................................... 37
3.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc lên khả năng hấp phụ kim
loại Zn2+ của VLHP Spirulina platensis .......................................................... 39
3.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lên khả năng hấp phụ kim loại Zn2+
của BioM SP8.................................................................................................. 41
3.2.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của pH lên khả năng hấp phụ kim loại Zn2+ của
BioM - SP8 ...................................................................................................... 43
3.2.5. Hấp phụ đẳng nhiệt theo mô hình Langmuir ........................................ 45
3.2.6. Nhận xét và bình luận ........................................................................... 47
3.3. Nghiên cứu khả năng hấp phụ kim loại Zn2+ trên VLHP BioM – SP8 ở chế độ
cột ............................................................................................................................. 45

3.3.1. Vật liệu hấp phụ sinh học BioM – SP8 – PUF .................................... 50
3.3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của chiều cao cột lên khả năng hấp phụ kim loại
Zn2+ của BioM - SP8- PUF ............................................................................. 51
3.3.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ kẽm đầu vào lên khả năng hấp phụ
kim loại Zn2+ của BioM - SP8 – PUF ............................................................. 63
3.3.5. Nhận xét và bình luận ........................................................................... 68
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 71
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 72


vii
THÔNG TIN LUẬN VĂN

+ Họ và tên học viên: Trần Kiều Mai
+ Lớp: CH2B.MT

Khoá: 2016 - 2018

+ Cán bộ hướng dẫn: - TS. Nguyễn Thu Huyền
+ Tên đề tài: ―Nghiên cứu khả năng hấp phụ ion kẽm trên tảo Spirulina
platensis cố định trên khối bọt polyurethane (PUF)”

+ Tóm tắt:
 Nội dung nghiên cứu:
1. Nghiên cứu tổng quan về các phương pháp xử lý kẽm trong nước thải.
2. Nghiên cứu tuyển chọn chủng Spirulina platensis để sản xuất sinh
khối làm vật liệu hấp phụ sinh học.
3. Nghiên cứu khả năng hấp phụ kim loại Zn2+ trên VLHP Spirulina
platensis SP8 (BioM SP8) trên chế độ tĩnh.
4. Nghiên cứu khả năng hấp phụ kim loại Zn2+ trên VLHP Spirulina
platensis SP8 (BioM SP8) trên chế cột.
 Kết quả nghiên cứu:
1.Sinh khối khô tảo Spirulina platensis sử dụng để nghiên cứu loại bỏ ion kẽm
trong nước thải. Quá trình nghiên cứu loại bỏ ion kẽm trong nước thải bằng tảo
Spirulina platensis được thực hiện ở chế độ tĩnh và chế độ cột. Thông qua kết quả
nghiên cứu, đánh giá đã khẳng định sinh khối khô tảo Spirulina platensis có khả
năng loại bỏ ion kẽm trong nước thải.
2.Ở chế độ tĩnh: Kết quả thu được cho thấy hiệu suất loại bỏ Zn2+ của vật liệu
rất cao đạt tới 96,37%. Khả năng xử lý cao nhất đạt được ở pH 5, 0,05 g/l BioM SP8, nhiệt độ 35 °C, nồng độ kẽm ban đầu là 100 mg/l trong thời gian tiếp xúc là 90
phút. Mô hình đẳng nhiệt Langmuir được sử dụng để nhiệt mô tả đường hấp phụ
đẳng các ion kẽm của Spirulina platensis SP8. Kết quả cho thấy rằng Spirulina

viii
platensis là một chất hấp phụ tiềm năng trong loại bỏ Zn2+, với khả năng hấp phụ
Zn2+ tối đa đạt đến 454,54 mg/g.
3.Ở chế độ cột: Theo các kết quả phân tích cho thấy khả năng loại bỏ ion kẽm
của vật liệu hấp phụ cao nhất đạt được ở pH tối ưu là 5, chiều cao cột hấp phụ là 25
cm, lưu lượng nước đầu vào là 3 ml/phút và nồng độ tối ưu là 100 mg/l. BioM –
SP8 - PUF hấp phụ Zn2+ đạt dung lượng hấp phụ cực đại là 134,31 mg/g vật liệu.
4.Kết quả cho thấy rằng Spirulina platensis là một chất hấp phụ tiềm năng
trong loại bỏ Zn2+.


ix
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
VLHP

Vật liệu hấp phụ

VLHPSH

Vật liệu hấp phụ sinh học

KLN

Kim loại nặng

Kẽm

Zn

FTIR

Phương pháp phổ hồng ngoại

SEM

Phương pháp kính hiển vi điện tử quét

AAS

Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử


x
DANH MỤC BẢNG

Bảng 3. 1 Các thông số sinh trường của 07 Spirulina platensis có sục 5% khí
CO2 .................................................................................................................. 36
Bảng 3. 2 Ảnh hưởng của khối lượng BioM SP8 lên khả năng xử lý kim
loại Zn 2+ ............................................................................................. 38
Bảng 3. 3 Ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc lên khả năng xử lý kim loại Zn 2+
của BioM SP8.................................................................................................. 40
Bảng 3. 4 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên khả năng xử lý kim loại Zn2+ của BioM
SP8 ................................................................................................................... 42
Bảng 3. 5 Ảnh hưởng của pH lên khả năng xử lý kim loại Zn2+ của BioM SP8................................................................................................................... 44
Bảng 3.6. Bảng thống kê hằng số hấp phụ KL và hằng số cân bằng RL đối với
nồng độ dung dịch ........................................................................................... 46
Bảng 3.7. So sánh khả năng hấp phụ sinh học Zn +2 của BioM – SP8 với vật
liệu hấp phụ sinh học khác ở chế độ tĩnh ........................................................ 47
Bảng 3. 8 Nghiên cứu khả năng xử lý kim loại Zn2+ của BioM - SP8 – PUF

với chiều cao vật liệu 15 cm............................................................................ 52
Bảng 3. 9 Nghiên cứu khả năng xử lý kim loại Zn2+ của BioM - SP8 – PUF
với chiều cao vật liệu 20 cm............................................................................ 53
Bảng 3. 10 Nghiên cứu khả năng xử lý kim loại Zn2+ của BioM - SP8 – PUF
với chiều cao vật liệu 25 cm............................................................................ 54
Bảng 3. 11 Nghiên cứu khả năng xử lý kim loại Zn2+ của BioM - SP8 – PUF
với chiều cao vật liệu 30 cm............................................................................ 55
Bảng 3. 12 So sánh khả năng xử lý xử lý kim loại Zn2+ của BioM - SP8 – PUF
với các chiều cao cột khác nhau ...................................................................... 56
Bảng 3. 13 Nghiên cứu khả năng xử lý kim loại Zn2+ của BioM - SP8 – PUF
với tốc độ 3 ml/phút ........................................................................................ 58


xi
Bảng 3.14 Nghiên cứu khả năng xử lý kim loại Zn2+ của BioM - SP8 – PUF
với tốc độ 5 ml/phút ........................................................................................ 59
Bảng 3.15 Nghiên cứu khả năng xử lý kim loại Zn2+ của BioM - SP8 – PUF
với tốc độ 10 ml/phút ...................................................................................... 60
Bảng 3.16 Nghiên cứu khả năng xử lý kim loại Zn2+ của BioM - SP8 – PUF
với tốc độ 15 ml/phút ...................................................................................... 61
Bảng 3. 17 So sánh khả năng xử lý kim loại Zn2+ của BioM - SP8 – PUF với
các lưu lượng nước khác nhau ........................................................................ 62
Bảng 3.18 Nghiên cứu khả năng xử lý kim loại Zn2+ của BioM - SP8 – PUF
với nồng độ Zn2+đầu vào 100 mg/l ................................................................. 64
Bảng 3. 19 Nghiên cứu khả năng xử lý kim loại Zn2+ của BioM - SP8 – PUF
với nồng độ Zn2+đầu vào 150 mg/l ................................................................. 65
Bảng 3. 20 Nghiên cứu khả năng xử lý kim loại Zn2+ của BioM - SP8 – PUF
với nồng độ Zn2+đầu vào 200 mg/l ................................................................. 66
Bảng 3.21 Nghiên cứu khả năng xử lý kim loại Zn2+ của BioM - SP8 – PUF
với nồng độ Zn2+đầu vào 300 mg/l ................................................................. 67

Bảng 3. 22 So sánh khả năng xử lý kim loại Zn2+ của BioM - SP8 – PUF với
nồng độ kẽm đầu vào khác nhau ..................................................................... 67
Bảng 3.23 So sánh khả năng hấp phụ sinh học Zn +2 của BioM – SP8 với vật
liệu hấp phụ sinh học khác ở chế độ tĩnh ........................................................ 69


xii
DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir ............................................. 17
Hình 1.2. Sự phụ thuộc của Cf /q vào Cf ......................................................... 17
Hình 1.3. Đường hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich............................................ 18
Hình 1.4. Sự phụ thuộc lgq vào lgC ................................................................ 18
Hình 2. 1. Quy trình thực nghiệm khảo sát hấp phụ ....................................... 31
Hình 2.2. Mô hình thí nghiệm ở chế độ cột .................................................... 34
Hình 3. 1. Ảnh hưởng của khối lượng BioM SP8 đến hiệu suất hấp phụ
Zn2+ ........................................................................................................... 39
Hình 3. 2. Ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc tới hiệu suất hấp phụ của vật liệu
BioM SP8 ........................................................................................................ 41
Hình 3. 3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất hấp phụ ............................. 42
Hình 3. 4. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất hấp phụ của vật liệu ................. 45
Hình 3. 5. Sự phụ thuộc Ce/qe vào Ce đối với mô hình Langmuir ................ 46
Hình 3.6. FTIR của S. platensis trước (a) và sau khi hấp phụ (b) .................. 48
Hình 3.7. Ảnh SEM của PUF ban đầu ............................................................ 50
Hình 3.8. Ảnh SEM của BioM – SP8 – PUF .................................................. 50
Hình 3.9. Ảnh SEM của BioM – SP8 – PUF sau khi hấp phụ Zn2+ ............... 50
Hình 3.10. Ảnh hưởng của chiều cao cột đến khả năng hấp phụ Zn2+ của
BioM - SP8 – PUF .......................................................................................... 57
Hình 3.11. Ảnh hưởng của tốc độ dòng chảy đến khả năng hấp phụ Zn2+ của
BioM - SP8 - PUF ........................................................................................... 62

Hình 3.12. Ảnh hưởng của nồng độ kẽm đầu vào đến khả năng hấp phụ Zn2+
của BioM - SP8 – PUF .................................................................................... 68


1
MỞ ĐẦU
Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của kinh tế, xã hội thì các vấn đề
về môi trường cũng được quan tâm rất nhiều. Bảo vệ môi trường là một chiến lược
có tầm quan trọng đặc biệt, là bộ phận cấu thành không thể tách rời của chiến lược
phát triển kinh tế - xã hội, là cơ sở quan trọng bảo đảm phát triển bền vững của từng
quốc gia, địa phương và khu vực. Phát triển kinh tế phải kết hợp chặt chẽ, hài hòa
với phát triển xã hội và bảo vệ môi trường.
Song song với sự phát triển mạnh mẽ của các khu công nghiệp là sự gia tăng
nhanh hàm lượng kim loại nặng trong các nguồn nước thải nếu như không được xử
lý trước khi xả ra môi trường sẽ làm ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe con
người và hệ sinh thái khu vực. Vấn đề xử lý kim loại nặng có trong nước thải công
nghiệp đã trở thành vấn đề quan trọng đối với các cấp ngành có liên quan để duy trì
chất lượng nước, bảo vệ môi trường sống của sinh vật thủy sinh cũng như con
người. Hiện nay, có nhiều phương pháp được áp dụng nhằm loại bỏ kim loại nặng
ra khỏi môi trường nước như: Phương pháp hóa học, phương pháp sinh học, phương
pháp lý hóa (phương pháp hấp phụ, phương pháp trao đổi ion),... Tuy nhiên, các
phương pháp này đều có những nhược điểm lớn đó là chi phí đầu tư, vận hành cao,
quá trình vận hành đòi hỏi nhân viên phải có chuyên môn sâu để kiểm soát các quá
trình xử lý.
Hiện nay, các nhà khoa học đang nghiên cứu hướng đến việc sử dụng vật liệu
hấp phụ sinh học để xử lý kim loại nặng trong nước. Các nghiên cứu bước đầu đã
cho thấy sử dụng vật liệu hấp phụ sinh học có thể tách được đồng thời nhiều kim
loại nặng có trong nước, có khả năng tái sử dụng vật liệu hấp phụ và có thể thu hồi
được kim loại. Đặc biệt, phương pháp này sử dụng nguyên liệu dễ kiếm, chi phí
thấp và còn có thể tái sinh, sử dụng lại. Bên cạnh đó, việc sử dụng kết hợp giữa vi

tảo với vật liệu mang với mục đích nhằm giảm đến mức thấp nhất các tác động của
môi trường như nhiệt độ, ánh sáng, áp suất,... tăng hiệu quả xử lý cũng được nghiên
cứu thử nghiệm để áp dụng ra thực tế.


2
Với mục tiêu làm sạch nguồn nước bảo vệ môi trường, góp phần phát triển bền
vững kinh tế - xã hội. Việc tìm ra công nghệ xử lý nước thải ô nhiễm kim loại nặng
đạt hiệu quả cao và thân thiện với môi trường, giảm chi phí đầu tư, chi phí vận hành
là một vấn đề cấp thiết hiện nay. Chính vì vậy, tôi đã lựa chọn đề tài: ―Nghiên cứu
khả năng hấp phụ ion kẽm trên tảo Spirulina platensis cố định trên khối bọt
polyurethane (PUF)‖ để nghiên cứu.
1. Mục tiêu nghiên cứu
- Nghiên cứu một cách có hệ thống, chế tạo VLHP ion Zn2+ bằng tảo Spirulina
platensis cố định trên khối bọt polyurethane (PUF).
- Đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố (khối lượng tảo, nồng độ Zn2+ đầu vào,
thời gian tiếp xúc, nhiệt độ, pH) lên khả năng hấp phụ ion Zn2+ đối với tảo Spirulina
platensis cố định trên khối bọt polyurethane (PUF) trên mô hình tĩnh và mô hình
động. Qua đó, tìm ra được các điều kiện tối ưu vận hành mô hình.
2. Nội dung nghiên cứu
Nội dung 1: Nghiên cứu tổng quan về các phương pháp xử lý kẽm trong nước
thải.
Nội dung 2: Nghiên cứu tuyển chọn chủng Spirulina platensis để sản xuất sinh
khối làm vật liệu hấp phụ sinh học.
Nội dung 3: Nghiên cứu khả năng hấp phụ kim loại Zn2+ trên VLHP Spirulina
platensis SP8 (BioM SP8) trên chế độ tĩnh.
Nội dung 4: Nghiên cứu khả năng hấp phụ kim loại Zn2+ trên VLHP Spirulina
platensis SP8 (BioM SP8) trên chế cột.

3
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về kim loại kẽm
1.1.1. Nguồn gốc và tính chất kim loại kẽm
a) Nguồn gốc
Kẽm là một nguyên tố kim loại, kí hiệu là Zn và số hiệu hóa học là 30 - là
nguyên tố đầu tiên trong nhóm 12 của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Kẽm
là nguyên tố cần thiết để duy trì sự sống của con người và động vật. Sự thiếu hụt
kẽm để lại những hiệu ứng rõ nét trong việc tăng trọng của động vật. Kẽm tìm thấy
trong insulin, các protein chứa kẽm và các enzym như superoxit dismutas Kẽm, trên
một số phương diện, có tính chất hóa học giống với magiê, vì ion của chúng có bán
kính giống nhau và có trạng thái ôxy hóa duy nhất ở điều kiện bình thường là +2.
Kẽm là nguyên tố phổ biến thứ 24 trong lớp vỏ Trái Đất và có 5 đồng vị bền (64Zn,
66

Zn,

67

Zn,

68

Zn và

70

Zn). Trong đó đồng vị 64 là phổ biến nhất (48,6% trong tự

nhiên). Quặng kẽm phổ biến nhất là quặng sphalerit, một loại kẽm sulfua.

Kẽm chiếm khoảng 75 ppm (0,0075%) trong vỏ Trái Đất, là nguyên tố phổ
biến thứ 24. Đất chứa 5 - 770 ppm kẽm với giá trị trung bình 64 ppm. Nước biển chỉ
chứa 30 ppb kẽm và trong khí quyển chứa 0,1 - 4 µg/m3. Nguyên tố này thường đi
cùng với các nguyên tố kim loại thông thường khác như đồng và chì ở dạng quặng.
Kẽm là một nguyên tố ưa tạo quặng (chalcophile), nghĩa là nguyên tố có ái lực thấp
với oxy và thường liên kết với lưu huỳnh để tạo ra các sulfua. Các nguyên tố ưa tạo
quặng hình thành ở dạng lớp vỏ hóa cứng trong các điều kiện khử của khí quyển
Trái Đất. Sphalerit là một dạng kẽm sulfua, và là loại quặng chứa nhiều kẽm nhất
với hàm lượng kẽm lên đến 60–62%[1].
b) Tính chất
+ Tính chất vật lý
Kẽm là kim loại có màu lam nhạt, giòn ở nhiệt độ phòng, dẻo ở nhiệt độ 100 150oC, giòn trở lại ở nhiệt độ trên 200oC. Zn có khối lượng riêng bằng 7,13 g/cm3,
nóng chảy ở 419,5oC, sôi ở 906oC. Kẽm có thế điện cực chuẩn: Zn đứng sau Mn và
trước Cr trong dãy hoạt động hoá học của kim loại.


4
+ Tính chất hóa học
Kẽm có cấu hình electron là [Ar]3d104s2, có phân lớp 3d bền vững với 10e. Vì
vậy, ta thấy Zn có cấu hình tương tự như các nguyên tố nhóm IIA nên Zn cũng dễ
dàng cho 2e để tạo ion Zn2+. Zn là kim loại có độ hoạt động trung bình và là chất
oxi hóa mạnh. Tính chất hóa học của kẽm đặc trưng bởi trạng thái oxi hóa +2.
Zn là kim loại hoạt động mạnh, có tính khử mạnh. Zn tác dụng được với nhiều
phi kim và các dung dịch axit, kiềm, muối. Tuy nhiên, Zn không bị oxi hóa trong
không khí, trong nước vì trên bề mặt Zn có một lớp màng mỏng oxit hoăc cacbonat
bazơ bảo vệ.
1.1.2 Ảnh hƣởng của kẽm đến môi trƣờng và sức khỏe con ngƣời
a) Đối với môi trường
Một cuộc thăm dò được tiến hành hằng năm ở Anh và xứ Wales về chất thải
có chứa kim loại nặng từ phân gia súc cho thấy, mức độ kim loại nặng cao nhất thải

ra từ đất nông nghiệp là Kẽm (lên đến 3,3 kg/ha) tại khu vực chăn nuôi lợn vùng
Tây Anglia và Humberside. Lượng kẽm thải ra từ phân vật nuôi gây ô nhiễm môi
trường chiếm đến 35% so với các yếu tố gây ô nhiễm kim loại nặng khác. Sự dư
thừa kẽm khi kẽm tích tụ quá cao trong đất gây độc đối với cây trồng, gây ra bệnh
mất diệp lục. Sự tích tụ kẽm trong cây quá nhiều cũng liên quan đến mức thừa
lượng kẽm trong cơ thể người và góp phần tăng sự tích tụ kẽm trong môi trường.
Quá trình sản xuất từ quặng kẽm sulfua thải ra một lượng lớn lưu huỳnh đioxit và
hơi cadmi. Xỉ nóng chảy và các chất cặn khác trong quá trình sản xuất cũng chứa
một lượng kim loại nặng đang kể.
Đất ô nhiễm kẽm từ hoạt động khai thác quặng chứa kẽm, tuyển, hoặc nơi sử
dụng bùn chứa kẽm để làm phân, có thể chứa hàm lượng kẽm ở mức vài gam
kẽm/kg đất khô. Hàm lượng kẽm trong đất cao hơn 500 ppm ảnh hưởng tới khả
năng hấp thụ các kim loại cần thiết khác của thực vật, như sắt và mangan.
b) Đối với con người
Kẽm được đưa vào cơ thể chủ yếu qua đường tiêu hóa và được hấp phụ phần
lớn ở ruột non. Khi vào cơ thể, phần lớn kẽm tập trung trong tế bào, chỉ một lượng


5
nhỏ trong huyết tương. Sau khi vào cơ thể nó được thải ra ngoài với một lượng lớn
qua dịch ruột, dịch tụy (2 - 5 mg), qua nước tiểu (0,5 - 0,8 mg) và mồ hôi (0,5
mg)[1]. Kẽm kim loại không bị coi là độc, nhưng có những tình huống gọi là sự run
kẽm hay ớn lạnh kẽm sinh ra do hít phải các dạng bột oxit kẽm nguyên chất, hít
phải khói kẽm clorua sẽ bị tổn thương phổi, niêm mạc hô hấp và nếu tiếp xúc lâu có
thể gây lở loét các ngón tay, bàn tay. Các muối kẽm gây ói mửa. Nếu bị ngộ độc
kẽm sẽ thấy trong miệng có vị kim loại, mạch chậm, co giật[2].
Hiệp hội Kẽm quốc tế cho rằng nồng độ kẽm cao cũng có thể làm giảm hiệu
quả của thuốc kháng sinh và các loại thuốc khác. Ngộ độc do kẽm cũng là ngộ độc
do cấp tính, do ăn nhầm phải một lượng lớn kẽm (5 - 10 g ZnSO4 hoặc 3-5 g ZnCl2)
có thể gây chết người với triệu chứng như có vị kim loại khó chịu và dai dẳng trong

miệng, nôn, tiêu chảy, mồ hôi lạnh, mạch đập khẽ, chết sau 10 đến 48 giây.
Thận có khả năng lọc tối đa khoảng 2 g Zn/ngày. Nếu thừa lượng kẽm lớn có
thể gây ung thư, gây ngộ độc hệ thần kinh, ảnh hưởng lên tính nhạy cảm, sinh sản,
gây độc hệ miễn dịch. Sự thiếu hụt Zn trong cơ thể có thể gây liệt dương, teo tinh
hoàn, mù màu, viêm da, bệnh về gan và một số triệu chứng khác. Các viện y tế quốc
gia tư vấn không quá 40 mg kẽm mỗi ngày.
Theo ―Báo cáo về kim loại nặng và ảnh hưởng của nó đến con người‖ thì
lượng kẽm tiếp nhận tối đa hằng ngày có thể chịu đựng là 1 mg/kg thể trọng. Để
bảo đảm được giới hạn an toàn, chắc chắn giữa nồng độ kẽm có trong khẩu phần ăn
hằng ngày với liều lượng kẽm có thể gây ngộ độc do tích lũy trong cơ thể, các nhà
nghiên cứu về dinh dưỡng đã đưa ra quy định về giới hạn hàm lượng kẽm trong
khẩu phần thức ăn hàng ngày là 5 - 10 ppm. Theo QCVN 40-2011/BTNMT về tiêu
chuẩn kẽm trong nước thải công nghiệp là 3 mg/l.
1.1.3 Thực trạng ô nhiễm kẽm trong môi trƣờng nƣớc
Trong những năm gần đây của nước ta, do phát triển kinh tế và gia tăng dân số
nên môi trường nước ngày càng bị ô nhiễm bởi kim loại nặng mà nguồn gốc chủ
yếu từ nông nhiệp, công nghiệp. Các kim loại nặng nói chung lại rất khó loại bỏ
bằng các biện pháp xử lý nước thải thông thường và nếu chúng xâm nhập vào các


6
nguồn nước sinh hoạt ở mức cao hơn mức cho phép sẽ là nguồn gốc của nhiều bệnh
hiểm nghèo, đe dọa sức khỏe và tính mạng của con người. Vì vậy, việc nghiên cứu
và bảo vệ môi trường nói chung và môi trường nước nói riêng trở thành mối quan
tâm hàng đầu của nhiều quốc gia và tổ chức trên Thế Giới[3].
+ Ô nhiễm do kim loại nặng trong nông nghiệp gây ra
Theo Nguyễn Xuân Kỳ (2009), ở Việt Nam hiện nay, tổng khối lượng chất thải
chăn nuôi bình quân khoảng 73 triệu tấn/năm, trong đó chất thải chăn nuôi lợn chiếm
khoảng 24,38 triệu tấn/năm tương đương 33,4%. Đồng (Cu) và kẽm (Zn) tồn dư
trong chất thải chăn nuôi là hai trong nhiều yếu tố gây ô nhiễm kim loại nặng đối với

đất. Việc bổ sung oxit kẽm (ZnO) với hàm lượng quá cao trong thức ăn cho lợn so
với quy định để phòng ngừa tiêu chảy là nguyên nhân cơ bản dẫn đến tình trạng này.
Theo ông Huỳnh Thanh Hùng (Khoa Nông học - ĐH Nông Lâm TP. HCM):
―Phần lớn người trồng rau đều sử dụng phân chuồng (lợn, gà), trong khi các vật
nuôi này được nuôi bằng thức ăn tổng hợp. Thức ăn dạng này có nhiều khoáng đa
lượng, vi lượng. Hàm lượng kim loại nặng trong phân của vật nuôi sẽ xâm nhập vào
đất trồng rau và tồn lưu trong các nông sản, đặc biệt là đối với các loại rau ăn lá như
cải ngọt, cải xanh, xà lách‖.
Một cuộc khảo sát nhằm đánh giá ô nhiễm kim loại nặng gây ra bởi phân gia
súc tại Anh Quốc cho thấy lượng kẽm thải ra từ phân vật nuôi gây ô nhiễm môi
trường chiếm đến 35% so với các yếu tố gây ô nhiễm kim loại nặng khác.
Ngoài ra, sử dụng các phân bón hóa học với hàm lượng lớn Zn trong một số
phân P; thuốc bảo vệ thực vật Cu, Mn và Zn trong thuốc trừ nấm,…cũng gây ra
các vấn đề ô nhiễm KLN. Do đó, kim loại kẽm được phát thải vào môi trường
đất lâu ngày sẽ bị rửa trôi hoặc ngấm xuống nước dưới đất thông qua nước mưa
hoặc các hoạt động canh tác nông nghiệp sẽ gây ra ô nhiễm môi trường đất và
môi trường nước.
+ Một số hoạt động công nghiệp phát thải ra nhiều kim loại kẽm
Hoạt động trong lĩnh vực công nghiệp mạ: đây là hoạt động chủ yếu gây ra ô
nhiễm kẽm trong thực tế. Nước thải ngành xi mạ có hàm lượng cao các muối vô cơ


7
và kim loại nặng. Tùy theo kim loại của lớp mạ mà nguồn ô nhiễm chính có thể là
đồng, kẽm, crom hoặc niken cà cũng tùy thuộc vào muối kim loại sử dụng mà nước
thải có chứa các độc tố khác như xianua, muối sunfat, cromat,…Nước thải ngành
mạ điện có khoảng pH thay đổi rất rộng từ rất axit (pH 2 - 3) đến rất kiềm (pH 10 11), do vậy xử lý nước thải mạ điện không phải là vấn đề đơn giản. Theo Thomas
(1986) các nguyên tố kim loại nặng như Cu, Zn, Cd, Hg,…thường có trong các nhà
máy kim loại màu sản xuất ô tô. Cũng theo Thomas khi nước thải chứa 13 mg Cu/l,
10 mg Pb/l, 1mg Zn/l sẽ gây ô nhiễm rất nghiêm trọng.

Kết quả nghiên cứu gần đây về hiện trạng môi trường ở nước ta cho thấy hầu
hết các nhà máy cơ sở xi mạ ở nước ta có quy mô vừa và nhỏ, áp dụng công nghệ
cũ và lạc hậu tập trung chủ yếu ở các thành phố lớn như Hà Nội, Hải Phòng, Tp Hồ
Chí Minh,…Phần lớn nước thải sản xuất tại các cơ sở này được thải trực tiếp vào
các cống thoát nước chung của thành phố mà không qua xử lý triệt để đã gây ô
nhiễm cục bộ trầm trọng nguồn nước. Tại Tp Hồ Chí Minh, Bình Dương và Đồng
Nai kết quả phân tích chất lượng nước thải của các nhà máy cơ sở xi mạ điển hình
của cả 3 địa phương này cho thấy hầu hết các cơ sở đều không đạt tiêu chuẩn nước
thải cho phép: hàm lượng chất hữu cơ cao, COD dao động trong khoảng 320 - 885
mg/l do thành phần nước thải có chứa cặn sơn, dầu nhớt,…
+ Hoạt động khai khoáng công nghiệp: bùn và đất đá chứa nhiều hóa chất độc
hại khó xử lý, các ion kẽm tồn tại trong đó với hàm lượng lớn không được xử lý thải
bỏ trực tiếp ra môi trường gây ô nhiễm nặng nề. Kết quả nghiên cứu của Lindsay
(1979), Kabata và cộng sự (1992) cho thấy rằng ở trong đất hàm lượng các nguyên
tố KLN thường dao động mạnh hơn so với trong đá mẹ. Chênh lệch về hàm lượng
cao nhất và thấp nhất có khi lên đến cả trăm lần. Trong đất hàm lượng của kẽm (Zn)
dao động từ 10 - 300 mg/kg, hay chì (Pb) dao động từ 2 - 2000 mg/kg. Ngoài ra
nghiên cứu cũng chỉ ra rằng trong đá axit và đá vôi hàm lượng các KLN nhỏ hơn so
với các loại đá khác của đá trầm tích và macma. Tuy nhiên nguồn phát thải các
KLN vào đất chủ yếu lại xuất phát từ các hoạt động công nghiệp, khai mỏ cũng như
quá trình sản xuất nông nghiệp.


8
Tại Thái Nguyên, ở 4 vùng khai thác mỏ đặc trưng: mỏ than Núi Hồng, mỏ sắt
Trại Cau, mỏ chì - kẽm ở làng Hích (xã Tân Long, huyện Đồng Hỷ) và mỏ thiếc ở
núi Pháo (xã Hà Thượng, huyện Đại Từ) đang là những điểm nóng về môi trường,
bởi ở đây không chỉ có thiếc, chì, kẽm mà còn có Asen và Cadimi là hai kim loại
nặng có ảnh hưởng rất lớn đối với sức khỏe của con người. Trong đó mẫu đất tại xã
Tân Long có chứa hàm lượng cao các nguyên tố Pb, Zn, và Cd; mẫu đất tại xã Hà

Thượng tập trung nhiều As. Nhìn chung, hàm lượng các kim loại Pb, Zn, As, Cd
trong đất cao gấp nhiều lần mức cho phép. Tại Hà Thượng, huyện Đại Từ, tỉnh Thái
Nguyên hàm lượng As trong một số mẫu đất cao hơn quy chuẩn cho phép là 1.262
và 467 lần, tương ứng.
Bên cạnh đó, nước thải trong các quá trình khai khoáng công nghiệp khi chưa
được xử lý cũng chứa lượng lớn kẽm tồn tại ở dạng hợp chất khó phân hủy thải trực
tiếp ra môi trường gây ô nhiễm kim loại nặng.
+ Hoạt động ở các lò nung và chế biến hợp kim: trong quá trình sản xuất chế
biến kim loại kẽm, môi trường bị ảnh hưởng nặng bởi các chất thải như sunfuadioxit, nito oxit, khói độc,…
1.2. Các phƣơng pháp xử lý kim loại nặng trong nƣớc
Kim loại nặng là những kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5 g/cm3. Chúng
có thể tồn tại trong khí quyển (dạng hơi), thủy quyển (các muối hòa tan), địa quyển
(dạng rắn không tan, khoáng, quặng,…) và sinh quyển (trong cơ thể con người,
động thực vật). Các kim loại quan trọng trong việc xử lý nước là: Zn, Cu, Pb, Cd,
Hg, Ni, Cr, As,… Ở hàm lượng nhất định, một vài kim loại như Fe, Zn, Cu,… có
thể cần thiết cho cơ thể sống, còn ở hàm lượng lớn hơn nó sẽ trở nên độc hại và
không có ích lợi nào cho cơ thể sống.
Có rất nhiều phương pháp để xử lý kim loại nặng trong nước như phương
pháp hóa học, hóa lý hay sinh học. Tại các nhà máy nước thải có chứa hàm lượng
kim loại nặng vượt quá tiêu chuẩn cho phép rất cần phải xử lý trước khi thải ra môi
trường. Các phương pháp xử lý kim loại nặng có thể được sử dụng như sau:


9
1.2.1. Phƣơng pháp kết tủa hóa học
Phương pháp này dựa trên phản ứng hoá học giữa chất đưa vào nước thải với
kim loại cần tách, ở độ pH thích hợp sẽ tạo thành hợp chất kết tủa và được tách khỏi
nước thải bằng phương pháp lắng[20].
Phương pháp thường được dùng là kết tủa kim loại dưới dạng hydroxit bằng
cách trung hoà đơn giản các chất thải axit. Độ pH kết tủa cực đại của tất cả các kim

loại không trùng nhau, ta tìm một vùng pH tối ưu, giá trị từ 7 - 10,5 tuỳ theo giá trị
cực tiểu cần tìm để loại bỏ kim loại mà không gây độc hại. Phương trình tạo kết tủa:
Mn+ + Am- = MmAn ↓

(1.1)

[M]m.[A]n ≥ T(MmAn)

(1.2)

Trong đó:
Mn+: ion kim loại;
Am- : tác nhân gây kết tủa;
T: tích số tan;
Nếu trong nước thải có nhiều kim loại nặng thì càng thuận tiện cho quá trình
kết tủa vì ở giá trị pH nhất định độ hoà tan của kim loại trong dung dịch có mặt các
kim loại khác sẽ giảm, cơ sở có thể do một hay đồng thời cả 3 nguyên nhân sau:
 Tạo thành chất cùng kết tủa;
 Hấp thụ các hydroxit khó kết tủa vào bề mặt của các bông hydroxit dễ kết tủa;
 Tạo thành hệ nghèo năng lượng trong mạng hydroxit do chúng bị phá huỷ
mạnh bằng các ion kim loại.
Như vậy, đối với phương pháp kết tủa kim loại thì pH đóng vai trò rất quan
trọng. Khi xử lý cần chọn tác nhân trung hoà và điều chỉnh pH phù hợp. Phương
pháp kết tủa hóa học rẻ tiền ứng dụng rộng nhưng hiệu quả không cao, phụ thuộc
nhiều yếu tố( t°, pH, bản chất kim loại).
1.2.2. Phƣơng pháp trao đổi ion
Dựa trên nguyên tắc của phương pháp trao đổi ion dung ionit là nhựa hữu cơ
tổng hợp, các chất cao phân tử có gốc hydrocacbon và các nhóm chức trao đổi ion.
Quá trình trao đổi ion được tiến hành trong cột Cationit và Anionit. Các vật liệu

10
nhựa này có thể thay thế được mà không làm thay đổi tính chất vật lý của các chất
trong dung dịch và cũng không làm biến mất hoặc hoà tan. Các ion dương hay âm
cố định trên các gốc này đẩy ion cùng dấu có trong dung dịch thay đổi số lượng tải
toàn bộ có trong chất lỏng trước khi trao đổi.[20] Đối với xử lý kim loại hoà tan
trong nước thường dùng cơ chế phản ứng thuận nghịch:
RmB + mA = mRA + B

(1.3)

Phản ứng xảy ra cho tới khi cân bằng được thiết lập. Quá trình gồm các giai
đoạn sau:
 Di chuyển ion A từ nhân của dòng chất lỏng tơi bề mặt ngoài của lưới biên
màng chất lỏng bao quanh hạt trao đổi ion;
 Khuyếch tán các ion qua lớp ngoài;
 Chuyển ion đã khuyếch tán qua biên giới phân pha vào hạt nhựa trao đổi;
 Khuyếch tán ion A bên trong hạt nhựa trao đổi tới các nhóm chức năng trao
đổi ion;
 Phản ứng hoá học trao đổi ion A và B;
 Khuyếch tán các ion B bên trong hạt trao đổi tới biên giới phân pha;
 Chuyển các ion B qua biên giới phân pha ở bề mặt trong của màng chất lỏng;
 Khuyếch tán các ion B qua màng;
 Khuyếch tán các ion B vào nhân dòng chất lỏng.
Đặc tính của trao đổi ion:
 Sản phẩm không hoà tan trong điều kiện bình thường;
 Sản phẩm được gia công hợp cách;
 Sự thay đổi trạng thái của trao đổi ion không làm phân huỷ cấu trúc vật liệu.
Phương pháp trao đổi ion có ưu điểm là tiến hành ở qui mô lớn và với nhiều
loại kim loại khác nhau. Tuy vậy lại tốn nhiều thời gian, tiến hành khá phức tạp do

phải hoàn nguyên vật liệu trao đổi, hiệu quả cũng không cao.
1.2.3. Phƣơng pháp điện hóa
Tách kim loại bằng cách nhúng các điện cực trong nước thải có chứa kim loại
nặng cho dòng điện 1 chiều chạy qua. Ứng dụng sự chênh lệch điện thế giữa hai điện


11
cực kéo dài vào bình điện phân để tạo ra một điện trường định hướng, các ion chuyển
động trong điện trường này. Các cation chuyển dịch về catot, các anion về anot. Khi
điện áp đủ lớn, phản ứng sẽ xảy ra ở mặt phân cách chất dung dịch điện cực:
Ở Catot: oxy hóa phát ra các electron: A' —» A+ e'
Ở Anot: Khử với việc thu các electron: c+ + e' —» c
Hệ thức Nemst:
Eo =E0°+

ln(A0x/Ared)

(1.4)

Trong đó:
 Eo : Thế cân bằng điện lực;
 E0°: Thế cân bằng điện cực trong điều kiện chuẩn;
 R : Hằng số mol của khí lý tưởng
 F: Hằng số Faraday ;
 T: Nhiệt độ (K°);
 n : Số electron dùng trong quá trình điện hoá;
 Aox : Hoạt tính của chất oxy hoá;
 Ared: Hoạt tính của chất khử.
Ưu điểm của phương pháp này là đơn giản, nhanh tiện lợi hiệu quả xử lý cao,
ít độc nhưng lại quá tốn kém về điện năng.

1.2.4. Phƣơng pháp oxy hóa khử
Đây là một phương pháp thông dụng để xử lý nước thải có chứa kim loại nặng
khi mà phương pháp vi sinh không thể xử lý được. Nguyên tắc của phương pháp là
dựa trên sự chuyển từ dạng này sang dạng khác bằng sự có thêm electron khử hoặc
mất electron(oxy hoá) một cặp được tạo bởi một sự cho nhận electron được gọi là
hệ thống oxy hoá - khử.
Khử <=> Oxy hoán+ + ne'

(1.5)

Khả năng tương tác được đặc trưng bằng thế oxy hoá khử (thế điện cực), phụ
thuộc vào hoạt tính của hai dạng bị oxy hoá và bị khử.