Khả năng hấp phụ và trao đổi ion của vật liệu lignocellulose biến tính với các kim loại nặng

Luận văn Thạc sĩ

MỤC LỤC
Danh mục bảng biểu ................................................................................................ 5
Danh mục hình ........................................................................................................ 6
Danh mục từ viết tắt ................................................................................................ 7
Đặt vấn đề .............................................................................................................. 8
Chương 1. Tổng quan ........................................................................................... 10
1.1 Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước .................................................... 11
1.1.1 Tình hình nghiên cứu ở nước ngồi ......................................................... 11
1.1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước ........................................................... 14
1.2 Vật liệu lignocellulose ................................................................................. 15
1.2.1 Thành phần lignocellulose...................................................................... 15
1.2.1.1 Cellulose ........................................................................................ 16
1.2.1.2 Lignin ............................................................................................ 17
1.2.1.3 Hemicellulose ................................................................................. 19
1.2.2 Cellulose vi khuNn ................................................................................. 20
1.3 Acid citric .................................................................................................. 22
1.4 Các kim loại nặng (KLN) trong nước thải ..................................................... 23
1.4.1 Tác hại của KLN trong nước thải ............................................................ 23
1.4.2 Hàm lượng KLN trong nước thải các KCN, KCX Tp. HCM .......................... 27
1.5 Vật liệu trao đổi ion .................................................................................... 30
1.5.1 Các loại vật liệu trao đổi ion ................................................................... 30
1.5.1.1 Vật liệu tự nhiên ............................................................................... 31
1.5.1.2 Vật liệu tổng hợp .............................................................................. 32
1.5.1.3 Vật liệu composite ............................................................................ 33
-1-


Luận văn Thạc sĩ
1.5.1.4 Màng trao đổi ion ............................................................................. 34

1.5.2 Các giai đoạn trong quá trình trao đổi ion .................................................. 35
1.5.3 Nguyên tắc trao đổi ion............................................................................ 35
1.5.4 Một số nhựa trao đổi ion thơng dụng ......................................................... 36
1.6 Quy trình thí nghiệm tổng qt ...................................................................... 45
Chương 2. Tính tốn và thực nghiệm .................................................................... 48
2.1 Tính tốn các khả năng nhiệt phân của acid citric ............................................. 48
2.1.1 Tính tốn................................................................................................. 48
2.1.2 Khả năng dehydrat hóa và decarboxyl hóa của acid citric.......................... ..48
2.1.3 Khả năng dehydrat hóa tiếp của sản phNm alhydric .................................. ..49
2.2 Thực nghiệm ................................................................................................. 50
2.2.1 Xử lý vật liệu lignocellulose ..................................................................... 50
2.2.1.1 Quy trình xử lý vật liệu lignocellulose .............................................. 50
2.2.1.2 Quy trình xác định hệ số Kappa ........................................................ 51
2.2.2 Biến tính vật liệu lignocellulose................................................................ 53
2.2.3 Đánh giá khả năng hấp phụ và trao đổi ion ................................................ 55
2.2.3.1 Đánh giá dung lượng và hiệu suất xử lý ............................................... 55
2.2.3.2 Khảo sát trên cột mơ hình ................................................................... 56
2.2.4 Xử lý nước thải ngành rửa bo mạch điện tử ................................................ 57
Chương 3. Kết quả, nhận xét và bàn luận ................................................................ 58
3.1 Tính tốn các khả năng nhiệt phân của acid citric ................................................ 58
3.1.1 Khả năng dehydrat hóa và decarboxyl hóa của acid citric ........................... ..58
3.1.2 Khả năng dehydrat hóa tiếp của sản phNm alhydric ................................... ..60
3.1.3 Phổ DTA và TG của acid citric ............................................................... ..62
3.1.4 Phổ MS của acid citric............................................................................. ..63
-2-


Luận văn Thạc sĩ
3.1.5 Bàn luận................................................................................................... 63
3.2 Kết quả thực nghiệm ........................................................................................ 64

3.2.1 Xử lý vật liệu lignocellulose .......................................................................... 64
3.2.1.1 Bơng vải ............................................................................................... 64
3.3.1.2 Mùn cưa ............................................................................................... 65
3.2.2 Biến tính vật liệu lignocellulose ..................................................................... 66
3.2.2.1 Bông vải .............................................................................................. 66
3.2.2.2 Mùn cưa .............................................................................................. 67
3.2.3 Đánh giá khả năng hấp phụ và trao đổi ion...................................................... 68
3.2.3.1 Đánh giá dung lượng và hiệu suất xử lý .................................................. 68
3.2.3.2 Khảo sát trên cột mô hình...................................................................... 70
3.2.4 Xử lý nước thải ngành rửa bo mạch điện tử ..................................................... 72
Chương 4. Kết luận và kiến nghị ............................................................................. 76
4.1 Phần kết quả tính tốn ................................................................................... 76
4.2 Phần kết quả thực nghiệm ............................................................................. 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 79
02 bài báo đã gửi đăng ............................................................................................ 83
PHỤ LỤC 1 ........................................................................................................... 84
PHỤ LỤC 2 ........................................................................................................... 85
PHỤ LỤC 3 ........................................................................................................... 86
PHỤ LỤC 4 ........................................................................................................... 87
PHỤ LỤC 5 ........................................................................................................... 88
PHỤ LỤC 6 ........................................................................................................... 89
PHỤ LỤC 7 ........................................................................................................... 90
PHỤ LỤC 8 ........................................................................................................... 93
-3-


Luận văn Thạc sĩ
PHỤ LỤC 9 ........................................................................................................... 94
PHỤ LỤC 10 ......................................................................................................... 95
PHỤ LỤC 11 ......................................................................................................... 96

-4-


Luận văn Thạc sĩ

Danh mục bảng biểu
Bảng 1.1 Khả năng tách kim loại nặng của vỏ trấu biến tính
Bảng 1.2 Khả năng tách kim loại nặng của mùn cưa biến tính
Bảng 1.3 Khả năng tách kim loại nặng của vỏ đậu nành biến tính
Bảng 1.4 Thành phần hóa học của một số loại gỗ (Tính theo % khối lượng khơ tuyệt đối)
Bảng 1.5 Đặc tính nước thải của KCN ở Tp.HCM, 2007
Bảng 1.6 Đặc tính nước thải của KCN ở Tp.HCM, 2008
Bảng 1.7 Nhựa trao đổi anion mạnh
Bảng 1.8 Nhựa trao đổi anion yếu
Bảng 1.9 Nhựa trao đổi cation mạnh
Bảng 1.10 Nhựa trao đổi cation yếu
Bảng 2.1 Hàm lượng các ion kim loại trong nước thải
Bảng 3.1 Năng lượng tương đối của chất đầu, sản phNm, trạng thái chuyển tiếp
Bảng 3.2 Biến thiên năng lượng tự do giữa trạng thái chuyển tiếp và tác chất
Bảng 3.3 Năng lượng tương đối của chất đầu, sản phNm, trạng thái chuyển tiếp
Bảng 3.4 Hệ số Kappa của mùn cưa trước và sau khi xử lý bằng hệ NaOH 0.2N/ cồn
Bảng 3.5 Thể tích dung dịch NaOH 0,2N dùng để chuNn độ 1g bông vải (KTĐ)
Bảng 3.6 Thể tích dung dịch NaOH 0,2N dùng để chuNn độ 1g mùn cưa đã loại lignin
(KTĐ)
Bảng 3.7 Dung lượng và hiệu suất xử lý ion Fe3+ của bông vải
Bảng 3.8 Dung lượng và hiệu suất xử lý ion Fe3+ của mùn cưa
Bảng 3.9 Dung lượng và hiệu suất xử lý ion Fe3+ của mùn cưa (*)
Bảng 3.10 Hiệu suất xử lý ion Fe3+ của với các khối lượng khác nhau
Bảng 3.11 Hiệu suất xử lý ion Fe3+ của bơng vải với các tốc độ dịng khác nhau

Bảng 3.12 Hiệu suất xử lý ion Fe3+ của bông vải, mùn cưa, mùn cưa (*) và nhựa cationit
Bảng 3.13 Hiệu suất xử lý ion Ni2+ của bông vải, mùn cưa và nhựa cationit
Bảng 3.14 Hiệu suất xử lý các ion Fe, Ni và Cu trong nước thải
Bảng 3.15 Hiệu suất xử lý các ion Fe và Cu trong nước thải
-5-


Luận văn Thạc sĩ

Danh mục hình
Hình 1.1 Sơ đồ ester hóa cellulose bằng acid citric
Hình 1.2 Cấu trúc vật liệu lignocellulose (Nguồn: USDA Agricultural research service)
Hình 1.3 Cấu tạo hóa học của phân tử cellulose( n=5000 ~ 14000)
Hình 1.4 Các đơn vị cấu trúc cơ bản của lignin
Hình 1.5 Hexoza và pentoza có trong thành phần hemicellulose
Hình 1.6 Các loại quả thuộc chi citrus chứa nhiều acid citric
Hình 1.7 Chu trình Crebs
Hình 1.8 Các giai đoạn trong quá trình trao đổi ion
Hình 1.8 Minh họa sơ đồ sự trao đổi ion
Hình 1.10 Sơ đồ thí nghiệm tổng qt
Hình 1.11 Phản ứng thủy phân lignin trong mơi trường kiềm
Hình 1.12 Phản ứng ngưng tụ lignin trong mơi trường kiềm
Hình 2.1 Sơ đồ xử lý lignocellulose
Hình 2.2 Phương pháp xác định hệ số Kappa
Hình 2.3 Sơ đồ tổng hợp Cationit lignocellulose
Hình 2.4 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ hấp thu theo nồng độ ion Fe3+
Hình 3.1 Đồ thị về khả năng dehydrat hóa và decarboxyl hóa của acid citric
Hình 3.2 Đồ thị về khả năng dehydrat hóa tiếp của sản phNm alhydric
Hình 3.3 Phổ DTA - TG của acid citric
Hình 3.4 Phổ MS của acid Citric( Nguồn: />Hình 3.5 Sơ đồ cơ chế phản ứng đề nghị dựa trên kết quả tính tốn

Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn lượng NaOH tiêu tốn cho 1g bông vải (KTĐ) ở các nhiệt độ và
thời gian khác nhau
Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn lượng NaOH tiêu tốn cho 1g mùn cưa (KTĐ) ở các thời gian khác
nhau

-6-


Luận văn Thạc sĩ

Danh mục từ viết tắt
KLN : Kim loại nặng.
KCN, KCX : Khu công nghiệp, khu chế xuất.
Phổ DTA: phân tích nhiệt vi sai.
Phổ TG: đường cong tổn thất khối lượng.
Phổ MS: khối phổ.

-7-


Luận văn Thạc sĩ

Đặt vấn đề
Cùng với sự gia tăng các hoạt động công nghiệp là việc sản sinh các chất thải nguy
hại, tác động tiêu cực trực tiếp đến sức khỏe con người và hệ sinh thái. Các hoạt động
khai thác mỏ, công nghiệp thuộc da, công nghiệp điện tử, mạ điện, lọc hóa dầu hay
cơng nghệ dệt nhuộm… đã tạo ra các nguồn ơ nhiễm chính chứa các kim loại nặng
độc hại như Cu, Pb, Ni, Cd, As, Hg…[1,4]. Những kim loại này có liên quan trực tiếp
đến các biến đổi gen, ung thư cũng như ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường
[1,2].

Đối với những nước đang phát triển như Việt Nam, qui mô công nghiệp chủ yếu ở
mức vừa và nhỏ, việc xử lý nước thải gặp nhiều khó khăn do chi phí xử lý cao, khả
năng đầu tư thấp [3,4]. Các phụ phNm nông nghiệp do đó được nghiên cứu nhiều để
sử dụng trong việc xử lý nước vì chúng có các ưu điểm là giá thành rẻ, là vật liệu có
thể tái tạo được và thành phần chính của chúng chứa các polymer dễ biến tính và có
tính chất hấp phụ hoặc/và trao đổi ion cao [1,2,3].
Các vật liệu lignocellulose như mùn cưa, xơ dừa, trấu, vỏ các loại đậu, bã mía…đã
được nghiên cứu cho thấy có khả năng tách các kim loại nặng hịa tan trong nước nhờ
vào cấu trúc nhiều lổ xốp và thành phần gồm các polymer như cellulose,
hemicellulose, pectin, lignin và protein.
Khả năng hấp phụ và trao đổi ion của vật liệu lignocellulose sẽ tăng lên khoảng
30% nếu được biến tính; có nhiều biện pháp biến tính đã được cơng bố như oxy hóa
các nhóm hydroxyl thành các nhóm chức acid hoặc sulfo hóa bằng acid sulfuric. So
với các biện pháp biến tính cellulose trước đây, phương pháp ester hóa cellulose bằng
acid citric có nhiều ưu điểm như điều kiện phản ứng đơn giản, tác nhân acid không
độc hại, giá thành không cao. Phương pháp này được nhiều tác giả khác ứng dụng rất
hiệu quả cho các phụ phNm nông nghiệp là các loại vật liệu xốp dễ dàng cho acid
citric ngấm vào bên trong. Tuy nhiên đối với một số gỗ cứng, biện pháp này cho hiệu
quả không cao.

-8-


Luận văn Thạc sĩ
Mục tiêu của đề tài là dùng acid citric biến tính hai loại vật liệu lignocellulose
(bơng vải, mùn cưa cây tràm bông vàng); rồi đánh giá khả năng hấp phụ và trao đổi
ion của chúng với các ion kim loại nặng Fe3+, Ni 2+ (so sánh với nhựa trao đổi cation)
và ứng dụng vật liệu này để xử lý mẫu nước thải của ngành rửa bo mạch điện tử chứa
nhiều ion kim loại nặng( Fe3+, Ni2+,Al3+, Cu2+...).
Ngoài ra, với mục đích là để hiểu rõ hơn cơ chế q trình ester hóa cellulose bằng

acid citric, cũng như để xác minh lại sơ đồ ester hóa cellulose bằng acid citric do tác
giả James D. MC Sweeny đề xuất[5] (sơ đồ bên dưới); chúng tơi tiến hành tính tốn
khả năng dehydrat hóa và decarboxyl hóa của acid citric bằng phần mềm Gaussian 03;
có kiểm chứng lại bằng phổ DTA-TG, MS.

-9-


Luận văn Thạc sĩ

Chương 1. TỔNG QUAN
1.1.

Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước

1.1.1 Tình hình nghiên cứu ớ nước ngồi
Mykola (1999) đã chứng tỏ rằng các nhóm acid galacturonic trong protein là
những vị trí liên kết mạnh với các cation[6].
Reddad (2002) cho rằng các vị trí anionic phenolic trong lignin có ái lực
mạnh đối với các kim loại nặng[7].
Các nhóm hydroxyl trên cellulose cũng đóng một vai trị quan trọng trong
khả năng trao đổi ion của các lignocellulose. Bản thân các nhóm này có khả
năng trao đổi yếu vì liên kết OH ở đây phân cực chưa đủ mạnh. Nhiều biện
pháp biến tính đã được cơng bố như oxy hóa các nhóm hydroxyl thành các
nhóm chức acid hoặc sulfo hóa bằng acid sulfuric; ester hóa với acid
phosphoric, acid tartaric và phổ biến hiện nay là acid citric.
Các vật liệu lignocellulose đem đi biến tính cũng rất đa dạng từ vỏ trấu, vỏ
đậu nành đến mùn cưa, bông vải...sử dụng vật liệu nào để biến tính cịn tùy
thuộc vào lượng phế phNm của nó nhiều hay ít ở từng quốc gia cụ thể.
Vỏ trấu

Vỏ trấu là một phế phNm nông nghiệp phổ biến tại các quốc gia trồng lúa, đặc biệt
là ở châu Á. Tổng sản lượng lúa hàng năm xấp xỉ 500 triệu tấn, trong đó vỏ trấu
chiếm 10 – 20% khối lượng. Vỏ trấu khô chứa 70-85% các chất hữu cơ (lignin,
cellulose, sugar...) và một ít silica hiện diện trên màng cellulose[8].
Có nhiều nghiên cứu sử dụng vỏ trấu biến tính như một chất hấp thu để loại bỏ
những chất ô nhiễm: [12] sử dụng acid tartaric để biến tính vỏ trấu, sau đó tiến hành
các nghiên cứu dạng mẻ để tách các ion kim loại Pb và Cu với các yếu tố ảnh hưởng
là pH, nồng độ các ion bị hấp thu, kích thước vỏ trấu, nhiệt độ...Nghiên cứu này đã
cho thấy rằng, vỏ trấu biến tính là một vật liệu hiệu quả để tách ion kim loại Cu và Pb
vì khả năng hấp thu cao và nhanh. Các ion Cu và Pb bị hấp thu cực đại ở pH từ 2 đến
3. [10] sử dụng acid phosphoric để biến tính, kết quả nghiên cứu cho thấy vỏ trấu sau
- 10 -


Luận văn Thạc sĩ
khi biến tính có khả năng hấp phụ Cd(II) cao hơn trước khi biến tính; hiệu suất tách
Cd(II) trên 90% tại pH = 12. [11] đã biến tính vỏ trấu bằng cách phủ lên bề mặt vỏ
trấu thuốc nhuộm hoạt tính Procion Red hoặc Procion Yellow, vỏ trấu sau khi biến
tính có khả năng tách nhiều ion kim loại từ dung dịch với hiệu suất cao ở cả dạng mẽ
và chạy cột. Dyestuff- treated rice husk(red) có hiệu suất tách từng ion Pb(II) và
Cd(II) lần lượt là 99.8% và 99.2%, còn Dyestuff – treated rice husk( yellow) có hiệu
suất tách từng ion Pb(II) và Hg(II) lần lượt là 100% và 93.3%. [9] nghiên cứu sử
dụng vỏ trấu đã rửa bằng nước và HCl để tách các kim loại nặng độc hại ra khỏi nước
thải; tại điều kiện tối ưu thì từng ion Cr(III), Zn(II), Cu(II) và Cd(II) được tách ra với
hiệu suất lần lượt là 79%, 85%, 80% và 85%. [13] đã nghiên cứu khả năng hấp phụ
các kim loại nặng bằng sinh khối của vỏ trấu nghiền và tảo. Họ đã đi đến kết luận
rằng, sinh khối của vỏ trấu nghiền và tảo có khả năng hấp phụ trên 90% cho tất cả các
kim loại đã kiểm tra (Sr, Cd, Ni, Pb, Zn, Co, Cr, As) ngoại trừ Ni gần 80%. [14]
nghiên cứu dùng vỏ trấu để tách Cr(VI); hiệu suất tối đa đạt được là 66% tại pH = 2,
mỗi mẽ là 70 g/L trong thời gian 2 giờ; kết quả cũng cho thấy sự phù hợp tốt với

phương trình hấp thụ Freudlich với giá trị 1/n là 2.863.
Bảng 1.1 Khả năng tách kim loại nặng của vỏ trấu biến tính
Hiệu suất tách các kim loại nặng(%)
Nguồn

Chất hấp phụ
Cr(VI)

Ni(II)

Cu(II)

Zn(II)

Cd(II)

Hg(II)

Pb(II)

[9]

Rice husk (rửa
bằng nước và HCl)

79

-

80

85

85

-

-

[10]

Phosphate-treated
rice husk

-

-

-

-

>90

-

-

[11]

- Dyestuff-treated
rice hull (đỏ)

39.7

61.6

78.8

75.1

99.2

92.7

99.8

39.1

60.8

70.0

61.3

83.3

93.3

100.0

-

-

>80

-

-

-

>95

- Dyestuff-treated
rice hull (vàng)
[12]

Tartaric acid

- 11 -


Luận văn Thạc sĩ
modified rice husk
[13]

Rice husk biomass

98.93

-

-

-

97.96

-

99.43

[14]

Raw rice husk

66

-

-

-

-

-

-

Mùn cưa
[15] đã biến tính mùn cưa bằng muối photphat để xử lý các ion kim loại có trong
nước thải ngành mạch điện tử, kết quả cho thấy mùn cưa sau khi biến tính có khả
năng hấp phụ 100% Cr(VI), hiệu suất hấp phụ đạt giá trị cực đại tại pH=2 cho cả
dạng mẽ lẫn chạy cột, Cr(VI) có thể thu hồi bằng dung dịch NaOH 0.01M.
Đối với các ion kim loại Ni(II), Cu(II) và Zn(II) thì khơng có sự khác biệt so với
trước khi biến tính. Mùn cưa khi chưa biến tính có khả năng hấp thụ các ion kim loại
này với hiệu suất cao, đặc biệt đối với trường hợp Ni(II) là 91%.
Bảng 1.2 Khả năng tách loại kim loại nặng của mùn cưa biến tính
Hiệu suất tách các kim loại nặng(%)
Nguồn

Chất hấp phụ

- Phosphate treated tree sawdust.

Cr(VI)

Ni(II)

Cu(II)

Zn(II)

100

83

86

86

-

91

86

75.7

[15]
- Untreated tree sawdust.

Vỏ đậu nành
Nhóm của Wayne E. Marshall dùng acid citric hoạt hóa vỏ đậu nành; kết quả
cho thấy một sự gia tăng đáng kể khả năng tách ion Cu(II) trong nước với dung
lượng từ 0.68 đến 2.44 mmol Cu/g, so với vật liệu chưa biến tính là 0.39mmol/g.
Q trình hoạt hóa bao gồm các bước ngâm vật liệu trong dung dịch acid citric bão
hịa sau đó sấy khơ, các phân tử acid citric khi đó sẽ thấm sâu vào các mao quản
của vật liệu. Tiếp theo nung ở nhiệt độ tại 120oC trong 1.5 giờ [17,18]. Acid citric
đầu tiên sẽ chuyển thành dạng alhydric, tiếp theo là phản ứng ester hóa xảy ra giữa
alhydric acid và các nhóm hydroxyl của cellulose. Tại vị trí phản ứng như vậy đã
xuất hiện hai nhóm chức acid (từ acid citric) có khả năng trao đổi ion. Nếu tăng
- 12 -


Luận văn Thạc sĩ
nhiệt độ hoặc kéo dài thời gian phản ứng, q trình ester hóa có thể tiếp tục xảy ra

đối với các nhóm acid cịn lại của acid citric làm giảm khả năng trao đổi ion[5].

Hình 1.1 Sơ đồ ester hóa cellulose bằng acid citric
[16] cho thấy rằng, vỏ đậu nành được biến tính bằng acid citric có hiệu suất hấp
phụ các ion Cr(III), Ni(II), Cu(II) và Zn(II) cao hơn hẳn các cách xử lý khác như rửa
bằng nước , bằng NaOH hay bằng HCl. Rửa bằng HCl thì hiệu suất hấp phụ tốt hơn
rửa bằng nước và NaOH nhưng xử lý bằng cách gia nhiệt ở 90oC và 120oC thì hiệu
suất hấp phụ kém hơn là rửa bằng nước và NaOH.
Bảng 1.3 Khả năng tách kim loại nặng của vỏ đậu nành biến tính
Hiệu suất tách các kim loại nặng(%)
Nguồn

Chất hấp phụ
Cr(III)

Ni(II)

Cu(II)

Zn(II)

98.1

95.6

99.7

96.4

- Rửa bằng nước.

-

53.0

83.3

51.6

- Rửa bằng NaOH.

-

55.8

61.0

71.4

- Rửa bằng HCl.

-

69.8

89.6

90.3

- Xử lý ở 90oC.

-

52.5

80.0

59.8

31.7

71.0

33.3

- Soybean hulls.
[16]
Soybean hulls:

- Xử lý ở 145oC.

- 13 -


Luận văn Thạc sĩ
Một số phụ ph m nông nghiệp khác
[19] đã sử dụng bột cọ sagu để hấp phụ ion đồng và chì, khoảng pH hiệu quả nhất là
từ 4 tới 5.5 cho cả hai ion kim loại. Các dữ liệu về cân bằng cho thấy, cả hai ion kim
loại đều phù hợp với cả phương trình hấp phụ Langmuir và Freundlich. Dựa vào hằng
số hấp phụ langmuir, tác giả đã tính ra dung lượng hấp phụ cực đại của bột cọ sagu

đối với ion Cu là 12.4 mg/g và ion chì là 46.6 mg/g. Bột cọ sago có hiệu suất tách ion
Cu trên 75% và ion Pb trên 95%.
[20] đã dùng vỏ cam biến tính để xử lý các ion Co(II), Ni(II), Zn(II) và Cd(II). Vỏ
cam sau khi xử lý với dung dịch NaOH 0.1M và rửa bằng rượu iso – propylic 20%
được đem biến tính với ba loại acid khác nhau là acid citric (SCA), acid oxalic (SOA)
và acid phosphoric (SPA). Kết quả cho thấy SPA có dung lượng xử lý ion Co(II),
Ni(II) lớn nhất với giá trị lần lượt là 1.23 và 1.28 mol/kg, tăng lần lượt là 178 và 95%
so với vỏ cam chưa biến tính; đối với ion Zn(II) thì SCA có dung lượng xử lý lớn nhất
1.21 mol/kg, tăng 60% và đối với ion Cd(II) thì SOA có dung lượng xử lý lớn nhất
1.13 mol/ kg, tăng 130%. Ngồi ra, nhóm tác giả đã sử dụng dung dịch HCl để giải
hấp phụ các ion kim loại; kết quả cho thấy hiệu suất giải hấp đạt trên 80% cho cả 4
ion kim loại khảo sát.
[21] đã cho thấy vỏ hạt dẻ là một chất hấp phụ rất hứa hẹn đối với quá trình tách ion
Cu(II) ra khỏi dung dịch. Dung lượng hấp phụ cực đại của vỏ hạt dẻ ở 20oC là 12.56
mg/g. Khi tăng pH từ 2 đến 5 thì hiệu suất xử lý tăng từ 20.4% lên 92.4%, điều này
được giải thích là do ở pH thấp thì các ion H+ tập trung nhiều tại bề mặt của vỏ hạt dẻ
dẫn đến một mặt cạnh tranh các tâm hấp phụ với ion Cu(II) và mặt khác cản trở quá
trình ion Cu(II) hấp phụ lên bề mặt của vỏ hạt dẻ. Quá trình hấp phụ ion Cu(II) phù
hợp với phương trình hấp phụ Langmuir, có bậc hấp phụ là 2.
1.1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước
Trong nước, năm 2007 nhóm các nhà khoa học : Lê Thanh Hưng; Phạm
Thành Quân; Lê Minh Tâm; Nguyễn Xuân Thơm của Trường Đại học bách
khoa – ĐHQG Tp.HCM và Viện cơng nghệ hóa học Tp.HCM đã tiến hành:’
Nghiên cứu khả năng xử lý Ni2+ và Cd2+ bằng phương pháp hấp phụ và trao
đổi ion của xơ dừa và vỏ trấu” trên cơ sở áp dụng phương pháp ester hóa
cellulose bằng acid citric. Kết quả khảo sát cho thấy hai loại phụ phNm nông
- 14 -


Luận văn Thạc sĩ

nghiệp là xơ dừa và trấu có khả năng hấp phụ và trao đổi ion Ni2+ và Cd2+ với
hiệu suất khá cao( 50-60% đối với sơ dừa và 40-45% đối với trấu). Việc hoạt
hóa xơ dừa và trấu bằng acid citric có tác dụng nâng cao rõ rệt hiệu suất xử lý
ion Ni2+ và Cd2+ (80-90% đối với sơ dừa biến tính và 70-75% đối với trấu biến
tính). Hiệu suất này khơng thay đổi nhiều khi thay đổi nồng độ ion kim loại
trong dung dịch [30].
Năm 2009 nhóm của thầy Phạm Thành Qn đã biến tính mùn cưa cây tràm
bông vàng bằng acid citric để xử lý nước thải ngành xi mạ. Kết quả cho thấy
khả năng xử lý của vật liệu (khơng được hoạt hóa) với các ion Ni2+, Cr3+ và
Cu2+ cho hiệu suất vào khoảng 9-24%. Tuy nhiên sau khi được hoạt hóa, hiệu
suất này được cải thiện đáng kể vào khoảng 39,0-49,2% [31].
Ngoài ra, cịn có một số nghiên cứu tương tự trong luận văn tốt nghiệp đại
học của sinh viên ở một số trường đại học trong nước. Phương pháp nghiên
cứu của những đề tài trên cũng dựa trên cơ sở phương pháp ester hóa cellulose
bằng acid citric, trên các đối tượng nghiên cứu như vật liệu rạ, vỏ trấu, bông
vải...
1.2 Vật liệu lignocellulose[22,33,43,44]
1.2.1 Thành phần của lignocellulose
Vật liệu Lignocellulose được hình thành bởi ba thành phần chính là: cellulose, lignin
và hemicellulose.

Hình 1.2 Cấu trúc vật liệu Lignocellulose (Nguồn: USDA Agricultural research
service)
- 15 -


Luận văn Thạc sĩ
Bảng 1.4 Thành phần hóa học của một số loại gỗ (tính theo % khối lượng khơ
tuyệt đối)

1.2.1.1 Cellulose
Cellulose là một trong những polysaccarit phổ biến nhất trong tự nhiên, đơn vị mắc
xích là alhydro–β-D-glucopyranose (gọi ngắn gọn là D -glucose). Các đơn vị mắt xích
của cellulose chứa ba nhóm hydroxyl tự do: một nhóm hydroxyl rượu bậc một, hai
nhóm hydroxyl rượu bậc hai.
Các đơn vị D-glucose trong cellulose có dạng vịng 6 cạnh (pyran), liên kết giữa các
đơn vị mắc xích là 1,4-glycozit. Cellulose là hợp chất glucozit vì nó là hợp chất tạo ra
giữa glucose và aglycone.
CH2OH

OH

O
OH

CH2OH
O

OH

OH
OH

O
CH2OH

H,OH

OH
O

n

OH

Hình 1.3 Cấu tạo hóa học của phân tử cellulose( n=5000 ~ 14000)
Xét về thành phần hóa học, đơn vị mắt xích của cellulose là alhydro-β-Dglucopyranose. Về phương diện cấu tạo mạch, cứ sau hai đơn vị mắt xích thì cấu tạo
mạch lại được lặp lại. Do đó, ta có thể coi cellulose là polymer điều hịa khơng gian.
Ở điều kiện thường, các đơn vị mắt xích cellulose có cấu hình dạng ghế, ứng với sự
định hướng xích đạo của các nhóm hydroxyl. Từ cấu tạo phân tử cellulose, ta có thể
đưa ra các phản ứng có thể có của cellulose như sau:
- Phản ứng biến đổi polymer dựa trên nhóm chức hydroxyl: Trong các q trình
này, cấu trúc của đơn vị mắc xích khơng đổi và cellulose vẫn giữ nguyên dạng cấu
- 16 -


Luận văn Thạc sĩ
tạo mạch ban đầu. Sự chuyển hóa là các phản ứng thế ái nhân hoặc ái điện tử ở các
nhóm OH.
- Các biến đổi cấu trúc vịng alhydro-β-D-glucopyranose : Q trình này bao
gồm phản ứng oxy hóa các nhóm rượu bậc hai của đơn vị mắt xích, tạo thành
nhóm xeton (khơng phá vỡ vịng) hoặc aldehyt và acid cacboxylic (đứt liên kết
C2-C3, phá hủy cấu trúc vòng). Và phản ứng biến đổi nhóm cacbonyl cuối mạch
thành rượu hoặc acid. Tuy nhiên loại chuyển hóa này chỉ xảy ra ở một đơn vị mắt
xích của cellulose.
- Phản ứng đứt mạch cellulose ở liên kết glycozit : Sản phNm tạo thành là
oligosaccarit, monosaccarit và các sản phNm phân hủy tiếp theo của monosaccarit.
Đại diện cho phản ứng này là thủy phân, nhiệt phân, oxy hóa dẫn tới đứt mạch.
- Phản ứng tạo nhánh cellulose : Cellulose trong tự nhiên có cấu trúc mạch
thẳng. Qua phản ứng trùng hợp ghép, đa tụ ghép, phân tử cellulose tạo thêm các

mạch nhánh. Đây là một hướng biến tính quan trọng của cellulose.
- Phản ứng polymer khối : Copolymer khối là loại hợp chất cao phân tử, trong
đó phân tử bao gồm các đoạn mạch tạo thành từ các loại monomer khác nhau. Để
thu được sản phNm này, ta chuyển mạch cellulose từ dạng homopolymer mạch
thẳng sang dạng copolymer mạch thẳng. Trong đó, các đoạn mạch từ alhydro-β-Dglucopyranose nằm xen kẻ các đoạn mạch từ monomer khác.
- Phản ứng tạo mạng không gian ba chiều cho cellulose và dẫn xuất : Đây là
một loại phản ứng quen thuộc trong công nghệ các hợp chất cao phân tử. Đối với
cellulose cũng như dẫn xuất của cellulose, q trình tạo mạng có thể dựa trên phản
ứng của nhóm hydroxyl có sẳn trong cellulose hoặc các nhóm hoạt động khác
được đưa vào cellulose một cách có chủ đích.
1.2.1.2 Lignin
Lignin là một trong những polyme có nguồn gốc sinh học phổ biến nhất trong
tự nhiên. Lignin chiếm khoảng 30% khối lượng gỗ khô ở cây lá kim, khoảng 20%
trong cây lá rộng. Lignin là hợp chất cao phân tử có đặc tính thơm; bộ khung của đơn
vị mắt xích lignin là phenyl propan. Đối với gỗ lá kim, lignin gồm các đơn vị mắt xích
guaiacylpropan(I) (4-hydroxy-3-metoxyphenylpropan). Đối với gỗ lá rộng, ngoài
- 17 -


Luận văn Thạc sĩ
guaiacylpropan cịn có chứa các đơn vị mắt xích 3,5 - dimetoxy - 4 - hydroxy
phenylpropan (II).
Lignin là một mạng ba chiều được ghép nổi từ demethoxylated (syrinyl, S),
monomethoxylated (guaiacyl, G) và đơn vị non-methoxylated (p-hydroxyphenyl, H)
phenylpropanoid, bắt nguồn tương ứng từ acol- p-hydroxycinnamyl, điều này dẫn đến
sự đa dạng về cấu trúc phân tử bao gồm sự khác biệt về ete và các liên kết C-C.
Lignin bền với các tác nhân hóa học và các hoạt chất sinh học, điều này ảnh hưởng
đến cấu trúc của gỗ.
Lignin tập trung cao nhất là ở giữa các thớ sợi. Ở đây lignin đóng vai trị như một
chất kết dính giữa các thớ sợi. Lignin hình thành dưới dạng H:G:S và tỉ lệ này thay

đổi tùy thuộc vào các nhóm cây. Ví dụ trong cây thân mềm thì hàm lượng lignin là
cao nhất và được tạo ra phần lớn từ những đơn vị G và một lượng nhỏ P. Ngược lại,
trong các loại thân gỗ cứng thì lignin được tạo ra từ những đơn vị S và G với tỉ lệ G/S
thay đổi từ 4/1 đến 1/2.

Trans-coniferyl alcohol

Trans-sinapyl alcohol

Trans- p-coumaryl alcohol

(dạng Guaiacyl- G)

(dạng Syrinyl- S)

(dạng Parahydroxyphenyl-P)

Hình 1.4 Các đơn vị cấu trúc cơ bản của lignin
Một vài tính chất vật lý, hóa học của lignin
Lignin tự nhiên là hợp chất cao phân tử khơng hịa tan trong dung mơi ở điều
kiện thông thường. Vào năm 1956, theo nghiên cứu của Bjorkman, khi gỗ được
nghiền kĩ thì khoảng 50% lignin có thể hịa tan vào dung dịch nước dioxan. Vì trong
q trình nghiền một số liên kết đồng hóa trị bị đứt, phần lignin có khối lượng phân tử
thấp trở thành chất có thể trích ly được.
- 18 -


Luận văn Thạc sĩ
Độ nhớt của lignin khá thấp chỉ bằng 1/40 so với độ nhớt của cellulose. Trên cơ
sở độ nhớt thấp của các mẫu lignin dioxan, lignosufonat và lignin kiềm trong dung

môi khác nhau. Goring (1971) cho rằng trong dung dịch, các phân tử lignin tồn tại
dưới dạng các hạt gel hình cầu, kết cấu chặt.
Độ phân tán của lignin cao hơn so với cellulose. Tỷ lệ Mw/Mn (số đo độ phân
tán) của lignin có thể dao động trong khoảng 3 -11 hoặc cao hơn.
Lignin là hợp chất cao phân tử có đặc tính thơm. Lignin có cấu tạo phân tử rất
phức tạp, với nhiều kiểu liên kết dime. Hơn nữa, các đơn vị mắt xích phenylpropan lại
có nhiều loại nhóm chức cũng như nhiều đặc trưng về cấu tạo. Do đó, lignin có thể
tham gia hàng loạt phản ứng hóa học như phản ứng thế, phản ứng cộng, phản ứng ơxi
hóa, phản ứng trùng ngưng, trùng hợp.
1.2.1.3 Hemicellulose
Hemicellulose thuộc nhóm polysaccarit thường đi theo với cellulose trong thực
vật. Hemicellulose không tan trong nước, tan trong dung dịch kiềm và thủy phân bằng
acid dễ hơn cellulose. Trong gỗ cũng như trong các loại nguyên liệu thực vật khác,
hàm lượng hemicellulose có thể đạt tới 20-30% so với khối lượng khô tuyệt đối. Khi
bị thủy phân hemicellulose tạo thành một hỗn hợp gồm các hexose và pentose hay chỉ
một mình hexose mà thơi. Monomer nào trong hemicellulose chiếm đa số thì
hemicellulose có tên tương ứng với monome đó: Xylose chiếm đa số thì
hemicellulose có tên là Xylan, Arabinose chiếm đa số thì hemicellulose có tên là
Araban, Galactose chiếm đa số thì hemicellulose có tên là Galactan...

- 19 -


Luận văn Thạc sĩ
CH2OH
O

OH

OH

OH
OH

OH

CH2OH
O

CH2OH
O

OH
OH

OH HO

2

1 OH

OH

OH

3

CH2OH
O

OH

OH

O
OH

O

OH

OH

5

HO OH

OH
OH

OH

4

CH2OH

OH

6

Hình 1.5 Hexoza và pentoza có trong thành phần hemicellulose
1. β-D-glucopyranoza
3 . β -D-galactopyranoza
5. α-D-galactopyranoza

2. β -D-mannopyranoza
4. β -D-xylopyranoza
6. α-L- arabinofuranoza

Hemicellulose trong cây thân mềm là glucomannans. Ngược lại, trong cây thân cứng
thì chủ yếu là xylans và phần còn lại là: galactoza, arabinoza và các nhóm axetyl.
Xylan có nhiều trong rơm rạ, trong một số cơ quan của thực vật; galactose có nhiều
trong gỗ và các loại hạt.
1.2.2 Cellulose vi khu n
Cellulose thực vật và cellulose vi khuNn (BC) có cùng cấu trúc hóa học nhưng khác
nhau về đặc tính. Cellulose vi khuNn được tạo ra từ loại vi khuNn lên men acid acetic,
Acetobacter xylinum. Đường kính BC bằng khoảng 1% cellulose từ thực vật. BC còn
khác với cellulose thực vật ở mức độ polymer hóa. BC có từ 2000-6000 đơn phân,
một số trường hợp có thể lên đến 20000, trong khi đó số lượng đơn phân trung bình ở
thực vật từ 13000-14000.
Những chuỗi BC mới tạo thành tập hợp lại thành subfibrils (dài 1,5nm). Nhiều
subfirbrils kết hợp lại thành microfibrils có dạng bó (bundles) và dãi (ribbons). Những
dãi BC, dài từ 1-9mm, tạo thành cấu trúc lưới đậm đặc ổn định nhờ liên kết hydro
ngoại phân tử.
- 20 -


Luận văn Thạc sĩ
Nguồn tạo BC
BC được tổng hợp từ vi khuNn thuộc chi Acetobacter, Rhizobium, Agrobacterrium

và Sarcina. Con đường tổng hợp BC và cơ chế điều hòa giống nhau ở đa số vi khuNn
nhưng cấu trúc polymer thu được lại khác nhau, tùy thuộc vào loài vi sinh vật. Trong
môi trường tự nhiên, đa số vi khuNn tổng hợp polysaccharide ngoại bào tạo thành lớp
màng bao quanh tế bào. BC là một trong số những chất này. Độ nhớt và đặc tính ưa
nước của BC giúp vi sinh vật tăng khả năng kháng lại điều kiện bất lợi của môi
trường (giảm lượng nước, thay đổi pH, các chất độc, sinh vật nhiễm…). Nhờ vậy vi
sinh vật có thể tăng trưởng và phát triển bên trong lớp màng. BC còn giúp vi sinh vật
chống lại sự chiếu xạ và tia cực tím. BC được tổng hợp từ A. xylinum cịn là nguồn
dự trữ dinh dưỡng, được sử dụng khi nguồn thức ăn cạn kiệt, chúng được phân giải
bởi enzyme exo và endoglucanase.
Cơ chế sinh tổng hợp BC từ A. xylinum
A.xylinum hấp thụ đường glucose từ môi trường nuôi cấy. Trong tế bào vi khuNn,
glucose sẽ kết hợp với acid béo tạo thành một tiền chất nằm trên lớp màng tế bào.
Chất này thốt ra ngồi tế bào cùng với một enzyme, enzyme có thể polymer hóa
glucose thành cellulose.
Sự tổng hợp xảy ra như sau:

(..X-X-X-X-)n+ UDP-X → (..X-X-X-X-X-) n+1+ UDP
Các tính chất của BC
-

Một trong những tính chất quan trọng của BC là tính thuần khiết về mặt
hóa học, trong khi cellulose từ thực vật chứa nhiều hemicelluloses và lignin
cấu trúc, gây khó khăn trong xử lý.

-

Tính chất cơ lý bền vững ổn định. Nhờ đó BC chịu được các điều kiện môi
trường như khuấy trộn, áp lực trong các qui trình sản xuất.

-

BC có độ trương tốt, khả năng hút nước lớn, có diện tích bề mặt tiếp xúc
lớn.

-

BC có cấu trúc siêu lổ, có thể cho cơ chất đi vào và sản phNm đi ra trong
quá trình phản ứng.
- 21 -


Luận văn Thạc sĩ
1.3 Acid citric[33]
Acid citric là một acid hữu cơ thuộc loại yếu và thường được tìm thấy trong các
loại trái cây thuộc họ chanh, cam, qt. Nó là chất bảo quản thực phNm tự nhiên và
thường được thêm vào trong thức ăn và đồ uống để có vị chua. Ngồi ra, acid
citric cịn đóng vai trị là chất tNy rửa, tác nhân chống oxi hóa và an tồn đối với
mơi trường.

Hình 1.6 Các loại quả thuộc chi citrus chứa nhiều acid citric
Một số thông tin chung về acid citric:
-

Tên IUPAC : 2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylic acid.

-

Tên thường : acid chanh.

-

Có dạng tinh thể màu trắng.

-

Khối lượng riêng: 1665 kg/m3

-

Nhiệt độ nóng chảy: 153oC, phân hủy ở 175oC

-

pKa : pKa1 = 3.15; pKa2 = 4.77; pKa3 = 6.40.

Tính acid của acid citric là do ảnh hưởng của nhóm carboxyl – COOH, mỗi
nhóm carboxyl có thể cho đi một proton để tạo thành một loại ion citrat. Các ion
citrat kết hợp với các ion kim loại để tạo thành muối, phổ biến nhất là muối canxi
citrat dùng làm chất bảo quản và giữ vị cho thực phNm. Bên cạnh đó, ion citrat có
thể kết hợp với các ion kim loại tạo thành phức dùng làm chất mềm nước.
Ở nhiệt độ phòng, acid citric ở dạng tinh thể màu trắng dạng khan hay là dạng
monohydrat có chứa một phân tử nước trong mỗi phân tử acid. Dạng khan thu
- 22 -


Luận văn Thạc sĩ
được khi acid citric kết tinh trong nước nóng, ngược lại dạng monohydrat thu
được khi kết tinh trong nước lạnh.
Trong lĩnh vực hóa sinh, acid citric là tác nhân trung gian vơ cùng quan trọng

trong chu trình Krebs; chu trình này tạo ra ATP cung cấp năng lượng cho mọi hoạt
động sống của tế bào, cũng như cho cơ thể.

Hình 1.7 Chu trình Krebs
Mỗi phân tử acetyl – CoA được tạo ra từ phân tử glucose ban đầu kết hợp với
một hợp chất 4C (acid oxaloacetic) đã hiện diện trong tế bào để tạo ra một hợp
chất 6C mới (acid citric). Trong các phản ứng tiếp theo, 2C bị mất đi dưới dạng
CO2, như vậy hợp chất chỉ còn 4C và được biến đổi để trở lại chất 4C ban đầu và
chu trình lại tiếp tục. Trong một vịng chu trình, một phân tử ATP được tổng hợp
và 8 điện tử, 8 ion H+ được lấy đi bởi chất nhận điện tử; 6 điện tử và 6 hydro được
dùng để khử 3 phân tử NAD+ (tạo ra 3 phân tử NADH và 3 ion H+) và 2 điện tử,
2 hydro được nhận bởi hợp chất FAD (tạo ra FADH2). Vì sự oxy hóa một phân tử
glucoso trải qua 2 vịng chu trình Krebs nên tổng cộng có 2 ATP và 8 phân tử chất
khử (6 phân tử NADH và 2 FADH2) được sinh ra.
1.4 Các kim loại nặng trong nước thải[23,38,40]
1.4.1 Tác hại của kim loại nặng trong nước thải
Tác hại của Asen trong nước thải
- 23 -


Luận văn Thạc sĩ
Asen là một chất rất độc. Có thể chết ngay nếu uống một lượng bằng nửa
hạt ngô.
-

Do thấm qua nhiều tầng địa chất khác nhau, nước ngầm thường chứa asen
nhiều hơn nước mặt. Ngồi ra asen có mặt trong nguồn nước khi bị nhiễm
nước thải công nghiệp, thuốc trừ sâu, chất phụ gia trong thức ăn gia súc và
trong các dược phNm...

-

Nếu bị ngộ độc cấp tính bởi asen sẽ có biểu hiện: khát nước dữ dội, đau
bụng, nôn mửa, tiêu chảy, mạch đập yếu, mặt nhợt nhạt rồi thâm tím, bí tiểu
và tử vong nhanh.

-

Nếu bị nhiễm độc asen ở mức độ thấp, mỗi ngày một ít với liều lượng dù
nhỏ nhưng trong thời gian dài sẽ gây: mệt mỏi, buồn nôn và nôn, hồng cầu
và bạch cầu giảm, da sạm, rụng tóc, sút cân, giảm trí nhớ, mạch máu bị tổn
thương, rối loạn nhịp tim, đau mắt, đau tai, viêm dạ dày và ruột, làm kiệt
sức, ung thư...

-

Người uống nước ô nhiễm asen lâu ngày sẽ có các đốm sẫm màu trên
thân thể hay đầu các chi, niêm mạc lưỡi hoặc sừng hoá da, gây sạm và mất
sắc tố, bệnh Bowen (biểu hiện đầu tiên là một phần cơ thể đỏ ửng, sau đó bị
chảy nước và lở loét).

-

Tiêu chuNn nước sạch quy định hàm lượng asen nhỏ hơn 0,05 mg/l. Tiêu
chuNn nước uống quy định hàm lượng asen nhỏ hơn 0,01 mg/l.

Tác hại của chì trong nước thải
-

Trong nguồn nước thiên nhiên chỉ phát hiện hàm lượng chì 0,4 – 0,8 mg/l.

Tuy nhiên do ô nhiễm nước thải công nghiệp hoặc hiện tượng ăn mịn
đường ống nên có thể phát hiện chì trong nước uống ở mức độ cao hơn.

-

Trong nước thải của các nhà máy hoá chất và khu luyện kim thường chứa
lượng chì đáng kể: Nhà máy sản xuất Pb- Zn : 5,0 – 7,0 mg/l; Nhà máy sản
xuất Mo- W : 0 - 16,0 mg/l.

-

Khi chì được trữ lại trong cơ thể người tới một hàm lượng nhất định nó sẽ
bắt đầu gây tác hại tới hệ thần kinh trung ương, thận, cơ bắp, bộ phận sinh
sản và hệ thống máu. Ví dụ chì gây ảnh hưởng tới q trình tổng hợp hồng
- 24 -


Luận văn Thạc sĩ
cầu dẫn tới bệnh về máu. Trong quá trình tổng hợp hồng cầu, pha quan
trọng là chuyển axit delta aminolevunic thành porpho bilinogen, sự có mặt
của chì sẽ ngăn cản quá trình này. Và kết quả là phá vỡ q trình tổng hợp
hồng cầu, do đó ảnh hưởng tới việc vận chuyển oxy cho quá trình trao đổi
chất, ngăn cản quá trình sản sinh năng lượng duy trì sự sống.
-

Mặt khác, nhờ tính chất tương tự của chì với canxi mà chì có thể tích tụ
được trong xương, sau đó liên kết với phốt phát trong xương gây nên ảnh
hưởng độc hại khi được vận chuyển tới các mơ mềm. Nhiễm độc chì cịn có
thể gây nên bệnh xạm da.

-

Tiêu chuNn nước uống và nước sạch đều quy định hàm lượng chì nhỏ hơn
0,01 mg/l.

Tác hại của đồng trong nước thải
-

Trong nước tự nhiên và nước sinh hoạt hàm lượng của đồng thường không
lớn, dao động trong khoảng từ 0,001 mg/l đến 1mg/l. Các nguồn nước ở
gần những xí nghiệp tuyển quặng đồng hàm lượng có thể lên đến 100 mg/l.

-

Trong nước thải của các nhà máy, xí nghiệp thường có chứa lượng đồng
cao và khác nhau: Nhà máy sản xuất Pb- Zn : 0,4 – 8 mg/l; Nhà máy sản
xuất Sn : trên dưới 0,1 mg/l; Nhà máy sản xuất Mo- W : TB 27,2 mg/l; Nhà
máy sản xuất Ni- Co: 1 – 1,5 mg/l

-

Khi hàm lượng đồng trong cơ thể người là 10g/kg thể trọng gây tử vong,
liều lượng 60 – 100 mg/kg gây nên buồn nôn, mửa oẹ.

-

Với cá, khi hàm lượng Cu là 0,002 mg/l đã có 50% cá thí nghiệm bị chết.
Với khuNn lam khi hàm lượng Cu là 0,01 mg/l làm chúng chết. Với thực vật
khi hàm lượng Cu là 0,1 mg/l đã gây độc, khi hàm lượng Cu là 0,17 – 0,20
mg/l gây độc cho củ cải đường, cà chua, đại mạch.

-

Với nước uống và hồ chứa: 0,02 – 1,5 mg/l tuỳ theo tiêu chuNn từng nước.
Nước tưới cây nông nghiệp: 0,2mg/l riêng với đất rất thiếu đồng có thể dùng
nước chứa tới 5 mg/l để tưới trong thời gian ngắn.

Tác hại của kẽm trong nước thải
- 25 -