Tác hại của kim loại nặng đến sức khỏe con người Đối với thủy ngân rất dễ bay hơi và mang tính độc hại cao. Chúng dễ ảnh hưởng đến hệ thần kinh, tiêu hóa, phổi, thận, xảy ra hiện tượng co giật, phân liệt ở trẻ em và thậm chí tử vong. nghiên cứu xử lý kim loại nặng trong nƣớc ngầm. đánh giá hàm lượng một số cation kim loại nặng trong nước thải và nước sinh hoạt khu vực thạch sơn lâm thao - phú thọ bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử. luận văn nghiên cứu biến tính than hoạt tính làm vật liệu Sử dụng máy lọc nước RO để loại bỏ các kim loại nặng trong nước là biện pháp an toàn và hiệu quả nhất. Ngoài việc loại bỏ các kim loại nặng trong nước máy lọc nước còn diệt khuẩn lên đến 99% đảm bảo nguồn nước đầu ra đạt chuẩn. Daikiosan, Makano là hai Để xử lý kim loại nặng thường dùng các phương pháp: phương pháp kết tủa, điện phân, trao đổi ion, kỹ thuật phân ly màng, cô đặc, bay hơi… 1. Phương pháp kết tủa hóa học a. Phương pháp kết tủa hợp chất hyđrôxit Đồng thời chia sẻ những cách xử lý, thải độc kim loại nặng trong nước. Trao đổi Ion là phương pháp xử lý kim loại sắt và mangan trong nước, với hiệu quả được đánh giá khá cao. Cơ chế khử kim loại của phương pháp này được thực hiện bằng cách cho nhựa trao Đang xử lý Thông tin xử lý . Nội dung xử lý Phòng ban xử lý Người xử lý NGUYỄN KIM CHI: 18:11 19/10/2022 9: Thông báo tổ chức thực hiện khuyến mại: 24433/22/HS: LÊ VÕ HOÀI ANH: 19/10/2022: 25/10/2022: Thông tin hồ sơ Tên hồ sơ: Thông báo tổ chức thực hiện khuyến mại Bởi nếu nguồn nước bị ô nhiễm, bị nhiễm các kim loại nặng sẽ không an toàn. Có thể ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe, hệ thần kinh. Ngay dưới đây là một số cách xử lý tình trạng ô nhiễm kim loại nặng trong nước: Sử dụng máy lọc nước ion kiềm Trim ion Máy lọc nước ion kiềm Trim ion giúp loại bỏ các kim loại nặng hiệu quả Từ thực tế trên, PGS.TS. Bùi Thị Kim Anh và nhóm nghiên cứu Viện Công nghệ môi trường đã tiến hành nhiệm vụ "Nghiên cứu xử lý kim loại nặng (Fe, Mn) trong nước thải mỏ than bằng phương pháp chuyển hóa sinh học kết hợp với bãi lọc trồng cây nhân tạo", mã số Vay Tiền Trả Góp 24 Tháng. Kim loại nặng là chất ô nhiễm phổ biến nhất hiện nay, nó tồn tại trong nguồn nước hay thậm chí là trong thực phẩm mà chúng ta dùng hàng ngày. Tùy với mức độ ô nhiễm mà nó có ảnh hưởng đến sức khỏe của con người hay không? Trong bài viết này, Ocany sẽ làm rõ khái niệm và tác hại của kim loại nặng. Đồng thời chia sẻ những cách xử lý, thải độc kim loại nặng trong nước. Kim loại nặng là gì? Tác hại và cách xử lý hiệu quả Kim loại nặng là gì? Khái niệm kim loại nặng được quy ước là những nguyên tố có khối lượng riêng lớn hơn 5g/cm3. Chúng thể hiện tính kim loại ở nhiệt độ phòng và có khối lượng nguyên tử hoặc số hiệu nguyên tử lớn. Kim loại nặng được chia thành 3 nhóm, dựa trên những tính chất ở nhiệt độ thường Nhóm 1 – kim loại độc Hg, Zn, Cr, Pb, Ni, Cu, As, Cd, Sn, Co,… Nhóm 2 – kim loại quý Ru, Au, Ag, Pd, Pt,… Nhóm 3 – kim loại phóng xạ Am, Th, Ra, U,… Theo các chuyên gia, khi ở dạng nguyên tố, các kim loại nặng không gây hại nhiều đến sức khỏe. Tuy nhiên, với ở nồng độ cao và tồn tại ở dạng ion thì đây là những chất kịch độc, có thể ảnh hưởng đến tính mạng. Trong tự nhiên, kim loại nặng “có mặt” trong đất và nước. Quá trình công nghiệp hóa, khai thác tài nguyên, sản xuất, xây dựng gây ô nhiễm môi trường đã làm nồng độ của chúng tăng cao. Nồng độ kim loại cao có thể gây nguy hiểm cho cơ thể và sức khỏe Mặt khác, kim loại nặng vẫn đóng vai trò quan trọng đối với cơ thể con người. Ở hàm lượng và nồng độ cho phép, các nguyên tố kim loại có tác dụng thúc đẩy quá trình trao đổi chất diễn ra thuận lợi. Các nguyên tố khác nhau sẽ có một hàm lượng cho phép khác nhau. Chẳng hạn thuỷ ngân là mg/l, Cadimi là 0,003mg/l, crom là 0,005 mg/l, kẽm là 3mg/l, đồng là 2mg/l,…. >>> Xem thêm Mạch nước ngầm là gì? Mạch nước ngầm có sạch không? Các loại kim loại nặng thường có trong nước Trước khi trở thành nguồn nước mà mọi người thường dùng, mạch nước đã phải trải qua nhiều “hành trình gian nan”. Những chặng đường đó có cuốn theo nhiều nguy cơ nhiễm kim loại nặng. Một số kim loại thường xuất hiện trong nguồn nước bao gồm Thạch tín Thạch tín hay còn gọi là Asen, mang ký hiệu hóa học là As. Kim loại này có thể tồn tại trong nhiều môi trường như đất, nước, không khí và thực phẩm. Quá trình luyện kim, khai thác khoáng sản, đốt than và sử dụng thuốc trừ sâu có thể làm giải phóng thạch tín ra ngoài môi trường tự nhiên, gây nên tình trạng ô nhiễm. Tin buồn là loại kim loại cực độc này có thể thâm nhập vào cơ thể thông qua da, hệ hô hấp và quá trình ăn uống. Thạch tín có thể xâm nhập vào cơ thể qua hệ hô hấp, da và ăn uống Tiêu thụ nước có hàm lượng thạch tín vượt ngưỡng quy định, sẽ gây ra nhiều vấn đề cho sức khỏe như Ngộ độc Tăng sắc tố cơ thể Ung thư Nhiễm độc gan Suy giảm hệ miễn dịch Mặt khác, ở nồng độ thấp Asen có khả năng kích thích sinh trưởng ở động thực vật. Ngưỡng Asen được cho phép trong nước đóng chai là 10 µg/L. Chì Chì có ký hiệu hóa học là Pb, là một trong những kim loại nặng nguy hiểm với con người. Kim loại này có thể tồn tại trong không khí, thực phẩm và nguồn nước ô nhiễm. Theo các nghiên cứu, chì xuất hiện trong nước thường là do sự ăn mòn đường ống và nước thải công nghiệp từ các hoạt động sản xuất. Chì xuất hiện trong nước thường là do sự ăn mòn đường ống Khi vào cơ thể, chì phát tán chất độc đến các bộ phận theo hệ tuần hoàn. Tùy vào mức độ nhiễm độc chì nặng hay nhẹ mà có thể dẫn đến những vấn đề như Rối loạn hệ thống tủy xương Đau bụng dữ dội Viêm thận, viêm khớp Cao huyết áp, tai biến Khả năng sinh sản Tử vong nếu nhiễm nặng Đối với các sản phẩm nước đóng chai, ngưỡng hàm lượng chì cho phép là 10 µg/L theo quy chuẩn về nước sinh hoạt của Bộ Y Tế. Crom Crom là một trong những hợp chất khá phổ biến, thường tồn tại trong môi trường sản xuất công nghiệp, đa phần là từ nước thải công nghiệp của các hoạt động sản xuất. Hợp chất này khá phổ biến trong ngành sản xuất nhựa, da giày, đốt hóa thạch hay mạ kim loại. Crom thường tồn tại trong nước thải nông nghiệp chưa qua xử lý Crom hóa trị III thường không gây ảnh hưởng đến sức khỏe. Tuy nhiên, hợp chất crom hóa trị IV thì khác, nhiễm độc crom có thể gây ra một số bệnh về dạ dày, hạ đường huyết, tổn thương gan, hệ thần kinh, rối loạn nhịp tim. WHO – Tổ chức Y tế Thế giới khuyến cao, hàm lượng Crom IV trong nước không được vượt quá miligam/lít. Thủy ngân Thủy ngân nằm trong danh sách những kim loại nặng độc nhất, tính đến thời điểm hiện tại. Thủy ngân được tìm thấy ở nhiều nơi trong tự nhiên như núi lửa, phong tỏa đá, đất,… Tuy độc hại nhưng chúng lại có tính ứng dụng cao trong các lĩnh vực như sản xuất, khai thác, chế tạo linh kiện điện tử, sản xuất thiết bị y tế,… Kim loại này xâm chiếm cơ thể qua đường hô hấp, và tích tụ độc tố trong thời gian dài. Khi ra ngoài môi trường, thủy ngân dễ dàng tiếp xúc với đất và ngấm xuống mạch nước ngầm gây ô nhiễm. Thủy ngân được dùng trong sản xuất nhiệt kế Cadimi Cadimi là một loại kim loại nặng không cần thiết cho sự sống, có công thức hóa học là Cd. Nguyên tố này tương đối hiếm, mềm, có màu ánh xanh. Cadimi được tìm thấy trong các quặng kẽm và sử dụng phổ biến trong các loại pin, công nghệ mạ điện, phân bón, thuốc trừ sâu trong trồng trọt. Nhiễm độc Cadimi có thể gây bệnh lý về xương, rối loạn chuyển hóa canxi, ảnh hưởng hệ hô hấp gây viêm mũi, mất khứu giác. Cơ thể bị nhiễm Cadimi thông qua đường ăn uống và hệ hô hấp. >>> Xem thêm 19 loại nước uống thanh lọc cơ thể, thải độc an toàn Nguồn gốc sinh ra kim loại nặng Như đã chia sẻ, kim loại nặng được sinh ra từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm cả tự nhiên và nhân tạo. Tuy nhiên, phần lớn chúng được tạo ra do các hoạt động sản xuất công nghiệp của con người. Kim loại nặng được sinh ra từ nhiều nguồn khác nhau Trong tự nhiên Các kim loại nặng như crom, thủy ngân,… xuất hiện từ các hoạt động như núi lửa phun trào hay phong hóa địa chất đất đá. Trong nhân tạo Kim loại nặng có độc tính mạnh đến từ các hoạt động đốt nhiên liệu hóa thạch, khai thác khoáng sản, chất thải, nước thải công nghiệp. Bên cạnh đó, các hoạt động nông nghiệp cũng giải phóng lượng lớn kim loại nặng từ rác thải phân bón, thuốc trừ sâu,.. ra ngoài môi trường. Sau khi các loại kim loại “chạm đến” mạch nước ngầm, chúng sẽ hòa chung vào nước và phân tán đi khắp nơi. Tác hại khi dùng nước có kim loại nặng Việc sử dụng nguồn nước chứa kim loại nặng là điều cực kỳ nguy hại đến sức khỏe và tính mạng. Thời gian dài không được đào thải và tích tụ trong cơ thể sẽ dẫn đến Hình ảnh da tay bị nhiễm độc kim loại nặng Hàm lượng lớn kim loại nặng tích tụ trong cơ thể lâu dần sẽ gây tổn thương não, co rút cơ bắp,… Khi tiếp xúc với màng tế bào, chúng sẽ làm ức chế quá trình phân chia DNA, dẫn đến dị tật ở thai nhi, hay thậm chí là lưu thai. Tiếp xúc thường xuyên với kim loại trong nước sẽ dẫn đến nguy cơ mắc ung thư da, ung thư dạ dày, hoặc ung thư vòm họng. Hàm lượng kim loại nặng vượt ngưỡng cho phép, sẽ cản trở quá trình trao đổi chất làm ảnh hưởng quá trình bài tiết và tiêu hóa. Cách loại bỏ kim loại nặng trong nước và thực phẩm Tác hại của kim loại nặng vô cùng nguy hiểm đến cơ thể con người. chúng ta nên chủ động loại bỏ, xử lý những nguồn nước có nguy cơ nhiễm kim loại nặng. Bằng một số cách sau Cách loại bỏ kim loại nặng trong nước và thực phẩm Hệ thống sinh học Sử dụng hệ thống sinh học để xử lý nước bị ô nhiễm kim loại nặng, bao gồm sinh học, thực vật và động vật. Từ đó giúp lọc sạch những kim loại nguy hiểm trong nước. Nguồn nước sinh hoạt nhiễm kim loại nặng ở mức độ cao, cần có vi khuẩn và thực vật thủy sinh để xử lý, như Azolla, Lemna, Phigateites. Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp này là chỉ dùng để xử lý nước thải, không áp dụng cho nguồn nước uống. Chất xúc tác quang Chất xúc tác quang là một trong những giải pháp xử lý nước thải và kim loại nặng khá ưu việt. Vừa đơn giản vừa tiết kiệm chi phí. Để thực hiện, chúng ta dùng tia cực tím với nồng độ pH thấp cộng thêm oxalate để lọc nước và giảm crom. Chất xúc tác quang là một giải pháp xử lý nước thải ưu việt Trao đổi Ion Trao đổi Ion là phương pháp xử lý kim loại sắt và mangan trong nước, với hiệu quả được đánh giá khá cao. Cơ chế khử kim loại của phương pháp này được thực hiện bằng cách cho nhựa trao đổi ion với nước áp dụng cho những nơi có nồng độ thấp hơn nhựa. Hệ thống lọc gia đình RO Hiện nay, hệ thống lọc RO được đánh giá cao về khả năng xử lý triệt để tình trạng nguồn nước nhiễm kim loại nặng. Áp dụng công nghệ thẩm thấu ngược với màng lọc RO có kích thước siêu nhỏ 0,001 micromet chỉ cho phép phân tử nước có thể đi qua. Những kim loại, tạp chất, cặn bẩn sẽ bị chặn lại khi đến màng lọc, đảm bảo nguồn nước đầu tinh khiết, không còn bất cứ chất gây nguy hiểm nào cho cơ thể. Hệ thống lọc đầu nguồn Sử dụng hệ thống lọc nước đầu nguồn là một giải pháp hữu hiệu để xử lý nước bị nhiễm sắt. Hệ thống lọc thường được trang bị 2-3 cột lọc với nhiều lõi đa dụng làm từ chất liệu cao cấp. Nhờ vậy, nguồn nước sau khi qua xử lý được lọc sạch các kim loại nặng, vi khuẩn và tạp chất gây hại. Nguồn nước sau khi lọc không còn lẫn tạp chất hay vi khuẩn gây hại Tùy vào công sức của thiết bị, những hệ thống có công suất lọc mạnh có thể để ứng nhu cầu sử dụng hàng ngày. Kim loại nặng là mối đe dọa nguy hiểm đến sức khỏe con người. Đứng trước tình trạng ô nhiễm nguồn nước ngầm như hiện nay, chúng ta cần trang bị những kiến thức và phương pháp để chủ động xử lý nguồn nước, bảo vệ sức khỏe cho bản thân và người xung quanh. Ocany hi vọng bài viết cung cấp thông tin hữu ích đến bạn. Nguyễn Kiều Linh hiện là chuyên viên SEO, chuyên phân tích lập kế hoạch và triển khai các chiến dịch SEO giúp Khách hàng gia tăng hiệu quả bán hàng trên website, đồng thời là tác giả chia sẻ Blog trên Ocany với sứ mệnh cung cấp những giá trị tốt nhất và thông tin hữu ích về sức khỏe, liftstyle, cách chăm sóc bản thân và gia đình. Nội dung bài viết1 Kim loại nặng là gì? Kim loại nặng Crom Cr Kim loại nặng Chì Pb Kim loại nặng Cadimi Cd Kim loại nặng Asen As Kim loại nặng Thủy ngân Hg Kim loại nặng Kẽm Zn Kim loại nặng Niken Ni Kim loại nặng Đồng Cu2 Tác hại đáng sợ khi nước nhiễm kim loại Tổng hợp tiêu chuẩn về Kim loại nặng bạn nên biết 3 Giải pháp xử lý nước ô nhiễm kim loại nặng? Kim loại nặng là gì? Tác hại khi nhiễm phải nước chứa kim loại nặng ra sao? Hãy cùng phế liệu Nhật Hàn đi sâu tìm hiểu chi tiết trong bài viết sau đây! Kim loại nặng là gì? Kim loại nặng là gì? Kim loại nặng được hiểu là những kim loại mang khối lớn hơn 5g/cm3. Đồng thời, mang số lượng nguyên tử cao, thường thể hiện tính kim loại ở nhiệt độ phòng. Thông thường, kim loại nặng được chia hẳn ra làm 3 loại. Đó là Các kim loại độc Hg, Cr, Zn, Cu, As, Co, Pb, Sn…, kim loại quý Au, Ag, Ru, Pt, Pd…, kim loại phóng xạ U, Th, Am, Ra…. Để giúp bạn đọc nắm thông tin một cách hiệu quả và tốt nhất, chúng tôi sẽ liệt kê một số lọai kim loại nặng hay được sử dung nhất hiện nay trong bảng thống kê dưới đây Kim loại nặng Crom Cr Theo nghiên cứu khoa học thì, kim loại Crom cùng các hợp chất Crom III thường sẽ không gây nguy hiểm cho sức khỏe con người. Song, những hợp chất của kim loại này mang hóa trị VI thường rất độc hại. Nó hay được sử dụng để làm thuốc nhuộm, sơn…Những hợp chất này thường xuyên được tìm thấy trong đất cũng như nước ngầm. Từ đó, nó gây ảnh hưởng tiêu cực tới sức khỏe của con người. WHO tổ chức y tế Thế Giới khuyến cáo lượng Crom VI có trong nước uống vào khoảng 0,05 mg/lít Kim loại nặng Chì Pb Chì được biết tới là kim loại nặng, được chú ý khá lớn do có tác động tới môi trường vì tính độc hại mà nó mang lại. Bình thường, Chì pha cùng xăng ở dưới dạng Tetraethyl hoặc tetrametyl P với mục đích để kích nổ. Kim loại nặng Cadimi Cd Cadimi Cd là dạng kim loại chuyển tiếp, khá hiếm. Nó mang tính mềm, màu trắng ánh xanh và chứa độc tính. Thông thường, Cadimi tồn tại ở dạng quặng kẽm, được dùng chủ yếu trong những loại pin. Cd thì thường rất độc hại do nó bị hấp thụ hay di động trong các mẫu kim loại khác. Cd mang nguồn gốc chủ yếu từ công nghiệp. Ví dụ như Mạ điện, sơn, phân bón, thuốc trừ sâu, chất dẻo Kim loại nặng Asen As Asen cũng là nguyên tố cần chú ý vì sở hữu lượng độc tố cực kỳ lớn. Loại kim loại trên mang nguồn gốc từ nông nghiệp. Chả hạn như thuốc diệt cỏ, trừ sâu Kim loại nặng Thủy ngân Hg Thủy ngân thường khá độc, hoàn toàn đủ khả năng gây chết người. Đặc biệt là khi bị nhiễm bệnh qua đường hô hấp. Chúng được sử dụng chủ yếu để sản xuất những loại hóa chất, ở kỹ thuật điện và điện tử. Nó cũng được dùng trong nhiệt kế Kim loại nặng Kẽm Zn Kẽm là nguyên tố cần thiết nhằm duy trì sự sống của con người cũng như nhiều loại động, thực vật khác. Song, nếu như hàm lượng kẽm vượt quá mức cần thiết thì sẽ cực kỳ gây hại cho sức khỏe bởi. Người ta thấy rằng, Kẽm hay sinh ra từ những ngành công nghiệp. Chả hạn như Mạ, hàn, chế tạo pin, thuốc nhuộm, sơn Kim loại nặng Niken Ni Niken là một kim loại mang màu trắng bạc. Ở dưới dạng tự nhiên, Niken còn xuất hiện ở các dạng hợp chất với lưu huỳnh trong khoáng chất millerit, cùng asen trong khoáng chất niccolit, asen cùng lưu huỳnh chứa trong quặng Niken. Thông thường, Niken phải xuất phát từ công nghiệp luyện kim, xúc tác của ngành hữu cơ và than đốt Kim loại nặng Đồng Cu Mọi hợp chất của Đồng thường là những chất độc. Bình thường, chúng ở dạng bột, được hiểu như một chất dễ cháy. Chỉ cần khoảng 30 gam sulfat đồng đã đủ để gây chết người. Theo đó, nếu đồng tồn tại trong nước với nồng độ lớn hơn 1 mg/lít thì sẽ có khả năng gây bẩn cho quần áo đã được giặt sạch sẽ. Nước bị nhiễm đồng thường mang nguồn gốc từ Thuốc trừ sâu, phấn bón, sơn dầu… Xem thêm bài viết Hợp kim cứng là gì? Tác hại đáng sợ khi nước nhiễm kim loại nặng Tác hại về sức khỏe khi nước nhiễm kim loại nặng ra sao? Tác hại đáng sợ của nước bị nhiễm kim loại nặng tới sức khỏe con người là Tích lũy lâu dài sẽ dẫn tới nhiều biến chứng nặng nề gây nên tổn thương não, cơ quan quan trọng. Kim loại nặng để tiếp xúc với màng tế bào sẽ tác động tới sự phân chia của DNA. Từ đó, dẫn tới những ảnh hưởng tiêu cực như Thai chết, dị dạng cho những trẻ sinh ở thế hệ sau. Nước nhiễm kim loại nặng còn có thể là nguyên nhân gây ra các bệnh lý về ung thư như Cổ tử cung, vòng họng, dạ dày… Kim loại nặng tồn tại trong nước với thời gian lâu còn mang khả năng làm mất đi những thành phần tự nhiên có trong nước, tạo độc tố gây hại cho nguồn nước. Dùng nước chứa kim loại nặng sẽ làm cản trở quá trình trao đổi chất trong cơ thể, sự hấp thu dinh dưỡng cũng như quá trình trao đổi chất tại cơ thể. Làm rối loạn hệ tiêu hóa, tim mạch cũng như hệ thống thần kinh. Sử dụng nước nhiễm kim loại nặng còn dẫn tới kích ứng da, mang tác hại về lâu dài lên da. Tổng hợp tiêu chuẩn về Kim loại nặng bạn nên biết Tên kim loại Ký hiệu Tác hại của kim loại nặng với sức khỏe Tiêu chuẩn kim loại nặng Chì Pb Đau bụng, khớp, viêm thận, tai biến não, cao huyết áp… – Hàm lượng nước đóng chai là 10 µg/L. Trong nước ngầm là 10 µg/L Crom Cr loét dạ dày, ruột non, viêm gan, ung thư phổi, viêm thận – Hàm lượng nước đóng chai là 50 µg/L. Trong nước ngầm là 50 µg/L Asen As Chỉ gây độc cho hệ hô hấp – Hàm lượng nước đóng chai là 10 µg/L. Trong nước ngầm là 50 µg/L Cadimi Cd Gây hại cho sức khỏe con người – Hàm lượng nước đóng chai là 3 µg/L. Trong nước ngầm là 5 µg/L Thủy Ngân Hg Ảnh hưởng hệ thần kinh, làm phân liệt nhiễm sắc thể, tác động tới sự phân chia tế bào – Hàm lượng nước đóng chai là 6 µg/L. Trong nước ngầm là 1 µg/L Giải pháp xử lý nước ô nhiễm kim loại nặng? Giải pháp xử lý nước ô nhiễm kim loại nặng Giải pháp xử lý nước ô nhiễm kim loại nặng như thế nào? Hiện nay, có nhiều giải pháp xử lú nước ô nhiễm kim loại nặng. Đó là Sử dụng công nghệ màng lọc Xử lý sinh học Chất xúc tác quang Trao đổi ion Trên đây là những chia sẻ của chúng tôi về Kim loại nặng là gì? Tác hại khi nhiễm phải ra sao? Mong rằng, bạn sẽ có thêm nhiều kiến thức hay, hấp dẫn sau khi đọc xong bài viết này. Nếu có nhu cầu thanh lý, mua bán phế liệu hợp kim vui lòng liên hệ phế liệu Nhật Hàn để nhận được tư vấn và báo giá tốt nhất. Mục Lục Mở đầu Trong một vài thập kỷ gần đây, cùng với sự phát triển nhanh chóng của đất nước, nghành công nghiệp Việt Nam đã có những tiến bộ không ngừng cả về số lượng các nhà máy cũng chủng loại các sản phẩm và chất lượng cũng ngày càng được cải thiện. Nghành công nghiệp phát triển đã đem lại cho nhân dân những hàng hóa rẻ hơn mà chất lượng không thua kém so với hàng ngoại nhập là bao nhiêu. Ngoài ra, ngành công nghiệp cũng đóng một vai trò đáng kể trong nền kinh tế quốc dân. Bên cạnh nhữn 97 trang Chia sẻ huyen82 Lượt xem 2188 Lượt tải 5 Tóm tắt tài liệu Kim loại nặng và biện pháp xử lý, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trêng tác động tích cực do nghành công nghiệp mang lại thì cũng phải kể đến những tác động tiêu cực. Một trong những mặt tiêu cực đó là các loại chất thải do các nghành công nghiệp thải ra ngày càng nhiều làm ảnh hưởng đến môi trường sống và sức khoẻ của người dân. Môi trường sống của người dân đang bị đe dọa bởi các chất thải công nghiệp, trong đó vấn đề bức xúc nhất phải kể đến nguồn nước. Hầu hết các hồ, ao sông, ngòi đi qua các nhà máy công nghiệp ở Việt Nam đều bị ô nhiễm đặc biệt là các hồ ao trong các đô thị lớn như Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh. Một trong những nguyên nhân làm ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước ở Việt Nam là nước thải công nghiệp có chứa kim loại nặng như thủy ngân, chì, kẽm, đồng, crôm, nikel... ảnh hưởng của các kim loại này gây ra rất lớn ngay cả khi chúng ở nồng độ rất thấp do độc tính cao và khả năng tích luỹ lâu dài trong cơ thể sống. Các nguồn chính thải ra các kim loại nặng này là từ các nhà máy cơ khí, nhà máy luyện kim, nhà máy mạ và các nhà máy hóa chất... Tác động của kim loại nặng tới môi trường sống là rất lớn, tuy nhiên hiện nay ở Việt Nam việc xử lý các nguồn nước thải chứa kim loại nặng từ các nhà máy vẫn chưa có sự quan tâm đúng mức. Bởi các nhà máy ở Việt Nam thường là có quy mô sản xuất vừa và nhỏ do vậy khả năng đầu tư vào các hệ thống xử lý nước thải là hạn chế. Hầu hết các nhà máy chưa có hệ thống xử lý hoặc hệ thống xử lý quá sơ sài do vậy nồng độ kim loại nặng của các nhà máy thải ra môi trường thường là các hệ thống sông, hồ đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Theo đánh giá của một số các công trình nghiên cứu hầu hết các sông, hồ ở hai thành phố lớn là Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh, và một số thành phố có các khu công nghiệp lớn như Bình Dương nồng độ kim loại nặng của các sông ở các khu vực này đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép từ 3 đến 4 lần [32]. Có thể kể đến các sông ở Hà Nội như sông Tô lịch, sông Nhuệ nơi có nhiều nhà máy công nghiệp, ở thành phố Hồ Chí Minh là sông Sài Gòn và kênh Nhiêu Lộc, kênh Sài Gòn ... Trước hiện trạng trên, đòi hỏi phải có những phương pháp thích hợp, hiệu quả để xử lý kim loại nặng nhằm tránh và hạn chế những tác động xấu của nó đến môi trường và sức khỏe cộng động. Nội dung của đồ án Phần I Tổng quan về nước thải chứa kim loại nặng Phần II Giới thiệu một số các phương pháp xử lý kim loại Phần III Nghiên cứu, thăm dò khả năng sử dụng chất hấp phụ sinh học có nguồn gốc từ chất thải thủy sản chitosan để xử lý kim loại nặng Cr6+ Kết luận Phần I Tổng quan về kim loại nặng trong nước thải CHƯƠNG I GIớI THIệU SƠ LƯợC Về KIM LOạI NặNG Giới thiệu sơ lược về kim loại nặng Kim loại nặng là những kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5g/cm3. Các kim loại quan trọng nhất trong việc xử lý nước là Zn, Cu, Pb, Cd, Hg, Ni, Cr, As, ... Một vài các kim loại trong số này có thể cần thiết cho cơ thể sống bao gồm động vật, thực vật, các vi sinh vật khi chúng ở một hàm lượng nhất định như Zn, Cu, Fe... tuy nhiên khi ở một lượng lớn hơn hoặc nhỏ hơn nó sẽ trở nên độc hại. Những nguyên tố như Pb, Cd, Ni không có lợi ích nào cho cơ thể sống. Những kim loại này khi đi vào cơ thể động vật hoặc thực vật ngay cả ở dạng vết cũng có thể gây độc hại. Trong tự nhiên, kim loại nặng tồn tại trong ba môi trường môi trường khí, môi trường nước và môi trường đất. Trong môi trường khí, kim loại nặng thường tồn tại ở dạng hơi kim loại. Các hơi kim loại này phần lớn là rất độc, có thể đi vào cơ thể con người và động vật khác qua đường hô hấp. Từ đó gây ra nhiều bệnh nguy hiểm cho con người và động vật. Trong môi trường đất thì các kim loại nặng thường tồn tại ở dưới dạng kim loại nguyên chất, các khoáng kim loại, hoăc các ion... Kim loại nặng có trong đất dưới dạng ion thường được cây cỏ, thực vật hấp thụ làm cho các thực vật này nhiễm kim loại nặng… Và nó có thể đi vào cơ thể con người và động vật thông qua đường tiêu hóa khi người và động vật tiêu thụ các loại thực vật này. Trong môi trường nước thì kim loại nặng tồn tại dưới dạng ion hoặc phức chất... Trong ba môi trường thì môi trường nước là môi trường có khả năng phát tán kim loại nặng đi xa nhất và rộng nhất. Trong những điều kiện thích hợp kim loại nặng trong môi trường nước có thể phát tán vào môi trường đất hoặc khí. Kim loại nặng trong nước làm ô nhiễm cây trồng khi các cây trồng này được tưới bằng nguồn nước có chứa kim loại nặng hoặc đất trồng cây bị ô nhiễm bởi nguồn nước có chứa kim loại nặng đi qua nó. Do đó kim loại nặng trong môi trường nước có thể đi vào cơ thể con người thông qua con đường ăn hoặc uống. Bảng Một số các kim loại nặng và ảnh hưởng của chúng đến cơ thể sống Tên kim loại nặng Khối lượng phân tử g Khối lượng riêng g/cm3 ảnh Hưởng đến thực vật ảnh hưởng đến động vật Pt 195 21,4 Độc - Hg 200,56 13,59 Độc Độc Pb 207 11,34 Độc Độc Cu 64 8,92 Cần thiết Độc Cần thiết Độc Co 59 8,9 - Cần thiết Ni 59 8,9 Độc Cần thiết Cd 112 8,65 Độc Độc Fe 56 7,86 Cần Cần thiết Cr 52 7,2 Cần thiết Độc Cần thiết Mn 55 7,2 Cần thiết Độc Cần thiết Zn 65 7,14 Cần thiết Các quá trình sản xuất công nghiệp, quá trình khai khoáng, quá trình tinh chế quặng, kim loại, sản xuất kim loại thành phẩm... là các nguồn chính gây ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường nước. Thêm vào đó, các hợp chất của kim loại nặng được sử dụng rộng rãi trong các nghành công nghiệp khác như quá trình tạo màu và nhuộm, ở các sản phẩm của thuộc da, cao su , dệt, giấy, luyện kim, mạ điện và nhiều nghành khác... cũng là nguồn đáng kể gây ô nhiễm kim loại nặng. Khác biệt so với nước thải nghành công nghiệp, nước thải sinh hoạt thường có chứa trong nó một lượng kim loại nhất định bởi quá trình tiếp xúc lâu dài với Cu, Zn, hoặc Pb của đường ống hoặc bể chứa. Sự tồn tại của kim loại nặng ở trong nước thải sinh hoạt do các tác nhân trong các mỹ phẩm dùng để trang điểm, rửa mặt... Một vài hóa chất được sử dụng trong nông nghiệp cũng làm gia tăng ô nhiễm kim loại nặng như Cu được thêm vào thức ăn cho lợn và được bài tiết ra một lượng lớn bởi các loài động vật. Kim loại nặng được phân loại nói chung là chất độc hại hoặc rất độc hại đối với các động vật sống dưới nước hoặc rất nhiều các loài thực vật mặc dù ngay cả khi với mỗi loài hoặc một nhóm loài có liên quan gần gũi tới nhau thì chúng đều có độ nhạy cảm với ảnh hưởng của kim loại là khác nhau. Chỉ một phần nhỏ các tác động của kim loại nặng đối với các thực vật nhỏ thủy sinh được biết đến. Tuy nhiên các loại tảo, các loài động vật nhỏ không có xương sống, các loài các loại được nghiên cứu rộng rãi. Nói chung trong môi trường nước thì kim loại nặng có thể được liệt kê sẵp xếp theo thứ tự giảm độc hại như sau Hg, Cd, Cu, Ni, Pb, Cr, Co [20].... Tuy nhiên sự sắp xếp này chỉ là tương đối và các vị trí của các nguyên tố này trong chuỗi sẽ rất khác nhau với từng loài, từng điều kiện và đặc điểm môi trường. Phân chia theo sự khác biệt về đặc tính của độ nhạy cảm với các kim loại, độc tính của các kim loại rất đa dạng với các điều kiện môi trường chính bởi vì ảnh hưởng của điều kiện môi trường khác nhau lên các đặc tính của từng kim loại. Nghiên cứu ảnh hưởng, hậu quả của kim loại nặng trong nước tới sinh thái thường gặp những cản trở bởi thực tế là các tạp chất ô nhiễm khác luôn luôn có mặt, do đó khó có thể xác định được mức độ ô nhiễm hay hậu quả của các kim loại có trong nước thải gây nên với môi trường sinh thái. Trong môi trường thì các kim loại nặng tồn tại trong các hợp chất vô cơ hoặc hữu cơ. Có một vài bằng chứng cho thấy rằng khi trong nước thải có chứa các hợp chất hữu cơ thì độc tính của kim loại đối với các động thực vật sống giảm đi. Tuy nhiên cũng có khi sự tồn tại một số các hợp chất hữu cơ mà sự có mặt của nó cùng với các kim loại nặng lại làm tăng thêm độc tính của kim loại nặng đó. Ví dụ như metyl thủy ngân. Đối với con người một số các kim loại khi tồn tại một hàm lượng nhất định trong cơ thể con người sẽ có ích, tuy nhiên khi nồng độ của các kim loại này lớn hoặc thấp hơn mức cho phép thì nó sẽ là chất độc gây rối loạn trong cơ thể con người và tạo ra các bệnh nguy hiểm như rối loạn cơ quan thần kinh, phá hủy gan, thận hoặc gây ra các bệnh ung thư... Kim loại nặng trong môi trường nước Ion kim loại nặng trong môi trường nước thường kết hợp với các thành phần khác để chuyển về trạng thái bền hơn. Trong nước chúng thường bị hyđrat hóa tạo ra lớp vỏ là các phân tử nước che chắn nó với các phân tử không phải là nước ở xung quanh để trở về trạng thái bền hơn. Lớp vỏ hyđrat này thường là hình cầu mà ion kim loại nằm ở trung tâm, các phân tử nước bao xung quanh được gọi là lớp vỏ. Các phân tử nằm sát với ion kim loại nhất thì chúng có tương tác với ion kim loại mạnh nhất, các lớp tiếp sau thì yếu hơn và trong một khoảng cách nào đó thì sẽ không có tương tác. Quá trình hyđrat hóa có thể được coi là quá trình tạo phức với nhân trung tâm là ion kim loại và các phối tử là các phân tử nước. Thông thường số phối trí của hấu hết các kim loại là 6. Các ion kim loại mang điện tích dương do vậy dưới tác dụng của lực đẩy tĩnh điện các nguyên tử hiđro của các phân tử nước nằm sát với các ion kim loại bị đẩy ra, và như vậy làm cho các phân tử nước nằm sát các ion kim loại có tính axit cao hơn khả năng nhường proton cao hơn so với các phân tử nước ở ngoài dung dịch. Quá trình nhường proton này đã tạo thành các phức chất hyđroxo, oxo hay hyđro oxo kim loại tức là các sản phẩm hyđroxit, oxit hay oxit hyđroxit hỗn hợp. Quá trình này gọi là quá trình thủy phân của kim loại, ion kim loại với nước. Như đã trình bày, việc tách proton ra khỏi các phân tử nước nằm sát các ion kim loại là nhờ vào lực đẩy tĩnh điện, tức là phụ thuộc vào điện tích của các ion kim loại và khoảng cách giữa chúng với các phân tử nước. Do vậy ion kim loại nào có điện tích càng cao thì khả năng tách proton càng lớn. Đối với các ion có cùng điện tích thì ion nào có kích thước ion càng nhỏ thì lực tĩnh điện tạo ra bởi nó với proton càng mạnh do mật độ điện tích của các ion này cao hơn so với các ion cùng điện tích. Với các ion có điện tích là +1 các kim loại kiềm, lực tương tác giữa chúng với các proton lớp vỏ không đủ để tách proton này ra. Do vậy các ion kim loại có điện tích +1 chỉ tồn tại ở trạng thái hiđrat hóa. Với các ion có điện tích là +2 thì lực tương tác có mạnh hơn, tuy nhiên nó chỉ có khả năng đẩy proton ra ở vùng pH cao tức là các phân tử nước xung quanh có khả năng tiếp nhặn proton cao, ở trong nhóm này thì các ion kim loại có kích thước nhỏ, mật độ điện tích lớn có khả năng đẩy các proton và tạo thành các hiđroxit kim loại. M2+. 6H2O = M2+. + H+ M2+. = MOH +H+ Đối với các ion kim loại có điện tích là +3, lực tương tác của chung đủ mạnh để tách cả 3 proton ở điều kiện pH trung hòa, thậm chí có thể tách được cả proton thứ tư khi ở pH cao, ví dụ như sắt III ở pH > 8,5. Fe3+. 6H2O đ FeOH2+.5H2O đ FeOH2+. 4H2O đ FeOH đ FeOH Đối với các ion có điên tích là 4 hay cao hơn, việc tách các proton ra hết sức dễ dàng, chúng có thể tách cả 2 proton trong một phân tử nước và tạo thành các phức oxo Cr2O72-, CrO42-, MnO4- ... CHƯƠNG II Giới thiệu một số các kim loại nặng và các ảnh hưởng của chúng lên cơ thể hữu cơ sống và con người Crom CTHH Cr Cr3+, Cr6+ Nguồn phát sinh Crom nói chung được biết đến trong trang trí của các sản phẩm mạ crom. Hầu hết các quặng crom sản xuất được sử dụng trong sản xuất thép không rỉ. Tuy nhiên, crom kim loại là chất không độc hại, chỉ các hợp chất của crom dưới dạng ion Cr3+, Cr6+ mới có độc tính. Trong môi trường nước, crom chủ yếu xuất hiện dưới dạng Cr3+, Cr6+. Cr6+ xuất hiện trong nước thải dưới dạng các hợp chất CrO42- pH >7 Cr2O72- pHÊ 7. Các hợp chất của crom được thêm vào nước làm lạnh để ngăn chặn sự ăn mòn. Chúng cũng được sử dụng trong các quá trình sản xuất như + Tạo màu, nhuộm + Tananh hóa + Điện cực nhôm và các quá trình mạ kim loại và mạ điện khác + Trong các nghành công nghiệp hóa chất Trong các quá trình mạ trong công nghiệp thì nghành sản xuất ô tô sản xuất ra nhiều các sản phẩm mạ crom nhất. Nguồn chính của việc thải các hợp chất crom là các axit crom được sử dụng trong quá trình mạ. Cr3+ xuất hiện trong nước thải phần lớn là do quá trình khử Cr6+ trong nước thải công nghiệp. Tuy nhiên trong các nước thải mạ vẫn có chứa Cr3+ kể cả khi chưa khử. Độc tính Crom khi ở nồng độ nằm ngoài khoảng cho phép đi vào cơ thể con người sẽ gây ra những tác hại + Khi bị nhiễm độc crom ở nồng độ thấp thì người nhiễm độc sẽ cảm thấy có vị kim loại, ớn lạnh, đau cơ. + Crom được tích lũy trong gan thận, gây tổn thương gan thận và làm tổn thương các cơ quan khác. Tiêu chuẩn cho phép của Crom trong nước Theo tiêu chuẩn của tổ chức WHO nồng độ cho phép của Crom trong nước uống là 0,05 mg/l, ở Việt Nam nồng độ crom cho phép trong nước sinh hoạt là 0,05 mg/l. Đồng CTHH Cu Cu+, Cu2+ Nguồn phát sinh Nguồn thải chính của đồng trong nước thải công nghiệp là nước thải quá trình mạ và nước thải quá trình rửa, ngâm trong bể có chứa đồng. Các bể làm bằng đồng và đồng thau thường bị các axit mạnh, trong các quá trình chứa, đựng các dung dịch, oxi hóa làm đồng tan vào trong dung dịch. Còn trong các quá trình mạ, đồng được sử dụng làm nguyên liệu chính hoặc chỉ là lớp phủ cho các kim loại như vàng, bạc ... Đồng trong nước thải thường tồn tại dưới các dạng các muối Cu2+ như CuCl2, CuSO4 ... hoặc tồn tại dưới dạng các muối phức. Ví dụ như khi đồng được kết hợp với kiềm Na OH tạo ra Na2[CuOH4]. Độc tính Đồng có độc tính cao đối với hầu hết các thực vật thủy sinh, ở nồng độ thấp Ê 0,1 mg/l, nó đã gây ra ức chế không cho các loài thực vật này phát triển. Ngoài ra đồng còn có khả năng làm mất muối bởi vậy làm giảm khả năng thẩm thấu của tế bào. Đối với độc tính của đồng lên thực vật thủy sinh thì đồng chỉ đứng sau thủy ngân. Đối với các loài cá nước ngọt thì đồng cũng gần như là kim loại có độc tính nhất chỉ sau thủy ngân. Ngưỡng độc của đồng là LC50 = 0,017 - 1 mg/l, tùy thuộc vào điều kiện môi trường và từng loài. Đồng ít độc hơn đối với các loài cá biển vì khả năng tạo phức cao của đồng đối với các muối có trong nước biển, các phức này có thể là các phức kết tủa hoặc các phức được tạo ra này ít nguy hiểm hơn. Đối với con người thì đồng không quá độc bởi sự kết hợp trung gian của đồng giữa các axit mạnh và axit yếu. Cũng không có bằng chứng nào chứng tỏ đồng là chất gây ung thư cho con người. Tuy nhiên cũng như các kim loại nặng khác, khi ở nồng độ cao, đồng có thể tích luỹ vào các bộ phận trong cơ thể như gan, thận ... và gây tổn thương đối với các cơ quan này. Chì CTHH Pb Pb2+ Nguồn phát sinh * Nguồn gốc tự nhiên Hàm lượng chì trong vỏ trái đất 10-20 mg/kg. Trong nước ngầm và nước mặt nồng độ của chì không vượt quá 10 mg/l. Trong không khí lượng chì đưa vào khí quyển khoảng tấn/năm, trong đó 80-90% bắt nguồn từ chất phụ gia akyl chì. * Nguồn nhân tạo Lượng chì tiêu thụ trên thế giới ngày một tăng do vậy lượng chì thải ra môi trường ngày càng lớn. Các nguồn thải ra chì chính là + Khai thác quặng có chứa chì như mỏ chì sunfit PbS, chì cacbonat PbCO3 và chì sunfatPbSO4... +Tinh luyện Chì + Sản xuất pin, acquy có sử dụng điện cực chì + Xử dụng xăng có pha chì + Quá trình luyện thép + Sản xuất chất màu + Thuốc trừ sâu có sử dụng Pb + Và một số các quá trình khác Độc tính Các tác động của chì lên quá trình sinh hóa, đặc biệt lên quá trình tổng hợp heme cả ở người lớn và trẻ em. Khi nồng độ chì trong máu cao người ta thấy + Tăng tỷ lệ protoporphyrin tự do ở hồng cầu + Tăng đào thải coproporhyrin và axit d- aminolevulinicd-ALA trong nước tiểu. Do vậy d- ALA không được tích luỹ trong cơ thể. + Do thiếu heme để tổng hợp hemoglobin nên gây bệnh thiếu máu khi nồng độ chì lên tới 1,92 mmol/l 40mg/dl + Chì ảnh hưởng đến hệ thần kinh, hệ sinh sản và máu của con người và động vật. Chì được tích luỹ trong xương, mề và máu. + Trẻ em dễ bị ngộ độc chì hơn người lớn vì cơ thể của trẻ em hấp thụ chì dễ dàng hơn và ít có khả năng đào thải chúng . * Dấu hiệu và triệu chứng + Sau một vài tháng tiếp xúc với chì ở nồng độ thấp kém thông minh, mất trí, da tái do thiếu máu, chán ăn, đau đầu, nôn, đau bụng, mệt mỏi, có vị kim loại trong miệng. + Với nồng độ cao có thể bị nôn dữ dội, đau khớp, cổ tay, bàn chân rã rời, co giật, đau bụng. Tiêu chuẩn cho phép của Pb trong nước Người ta xác định khi nồng độ trong máu dưới 25mg/dl thì giảm chỉ số thông minh IQ. Nhưng cho đến nay những nghiên cứu chưa có đủ số liệu để xác định chính xác giá trị ngưỡng độc của chì. Giá trị ngưỡng dao động trong khoảng 10- 15 mg/dl. Nếu nồng độ chì trong máu lớn hơn 30 mg/dl thì xuất hiện sự suy giảm tốc độ dẫn truyền ngoại biên của người. Nếu lớn hơn 40 mg/dl có thể dẫn đến rối loạn chức năng vận động và chức năng của hệ thần kinh thưc vật. Tiêu chuẩn PTWI = 0,025 -0,05 mg Pb/kg cân nặng cơ thể /tuần. Nồng độ cho phép tối đa của chì trong nước uống của tổ chức WHO là 0,05 mg/l. Tiêu chuẩn cho phép của chì trong nước sinh hoạt của Việt Nam là 0,05 mg/l. ngân CTHH Hg.Hg, Hg+, Hg2+ Nguồn phát sinh * Nguồn gốc tự nhiên Thủy ngân tự nhiên chủ yếu do quá trình thoát khí của vỏ trái đất và sự phun trào núi lửa. Thủy ngân có nguồn gốc tự nhiên đưa vào môi trường 2700-6000 tấn/năm. * Nguồn gốc nhân tạo Hàng năm thế giới khai thác khoảng tấn thủy ngân kim loại. Trong quá trình khai thác một phần thủy ngân bị mất trong môi trường và có phần thải trực tiếp vào khí quyển. Một số các nguồn sau cũng đóng góp vào ô nhiễm môi trường do thủy ngân như +Luyện quặng kim loại sunfit +Tinh luyện vàng +Sản xuất xi măng +Thiêu chất thải rắn + Trong đời sống người ta sử dụng thủy ngân vào nhiều công việc như làm catot trong điện phân muối NaCl. Sản phẩm xút của quá trình điện phân bị ô nhiễm bởi thủy ngân. Người ta ước tính khi sản xuất 1tấn sản phẩm sẽ thải khoảng 450g thủy ngân vào môi trường. + Trong công nghiệp sản xuất các dụng cụ đo lường có sử dụng thủy ngân. + Tinh luyện vàng + Trong nha khoa dùng hỗn hợp Cu-Hg để hàn răng có thể chứa tới 70% thủy ngân. + Thủy ngân được dùng trong một số loại mỹ phẩm nhất là đối với người da đen để làm sáng da. * Các dạng của thủy ngân trong môi trường sống và cơ thể con người Thủy ngân tồn tại trong môi trường tự nhiên và cơ thể sống của con người dưới dạng Hg nguyên tố, các hợp chất của Hg+ và Hg2+. + Độ tan của thủy ngân tăng dần theo thứ tự Hg nguyên tố Tt MA Trong đó Mn+ ion kim loại Am- tác nhân gây kết tủa Tt tích số tan. Trong phương pháp này người ta có thể sử dụng nhiều các nhân để tạo kết tủa với kim loại như S2-, SO42-, PO43-, Cl-, OH- ... nhưng trong đó S2-,OH- được sử dụng nhiều nhất vì nó có thể tạo kết tủa dễ dàng với hầu hết các kim loại, còn các ion PO43-, SO42-, Cl- ... chỉ tạo kết tủa với một số các ion kim loại nhất định do vậy chúng chỉ được dùng khi dòng thải chứa đơn kim loại hoặc một vài kim loại nhất định. Đối với mỗi kim loại khác nhau có pH thích hợp để kết tủa khác nhau tùy thuộc vào khả năng tạo kết tủa của MOHn và tùy thuộc vào nồng độ các kim loại có trong nước thải cần xử lý. Trong nước thải chứa kim loại thường tồn tại dưới dạng ion ở nhiều dạng khác nhau có những hợp chất hoặc chất dễ kết tủa nhưng có những chất khó kết tủa hoặc cực độc hại như các hợp chất của Cr6+ ta phải tiến hành xử lý biến đổi các chất đó về dạng ít độc hơn và dễ kết tủa hơn. Quá trình oxi hóa khử Như đã nói ở trên, để xử lý kim loại nặng trong nước bằng phương pháp kết tủa có hiệu quả thì ta cần phải chuyển các kim loại khó có khả năng kết tủa với tác nhân làm kết tủa và có tính cực độc về dạng dễ kết tủa hơn và ít độc hơn. * Cơ chế M hóa trị n + tác nhân oxi hóa khử = Mhóa trị m +chất mớinếu có M kim loại dưới dạng hợp chất hoặc ion. * Các tác nhân sử dụng phải thỏa mãn các yêu cầu sau + Có tính oxi hóa hoặc khử đảm bảo có thể chuyển hóa hết được kim loại về dạng mong muốn. + Không tạo ra các chất mới có độc tính hoặc khó xử lý. + Kim loại sau quá trình phải ở dạng phù hợp, dễ xử lý cho quá trình tiếp theo quá trình tạo kết tủa. + Các tác nhân dễ kiếm, dễ sử dụng và rẻ tiền. + Càng tạo ra ít chất mới càng tốt. * Ta có thể xét một ví dụ là khử Cr6+ có trong nước thải có nhiều trong nước thải mạ điện thành Cr3+ Cr6+ tồn tại trong nước thải dưới dạng CrO42- nếu ở trong môi trường kiềm, hoặc Cr2O72- nếu ở trong môi trường axit. Cr6+ là chất oxi hóa mạnh và các hợp chất của nó có độc tính cao như đã trình bày ở phần I do vậy trong quá trình xử lý nước thải có chứa Cr6+ người ta thường phải có biện pháp xử lý để chuyển Cr6+ thành Cr3+ Cr6+ + 3e = Cr 3+ Các chất thường dùng để khử Cr6+ là Fe SO4, NaHSO3, các hợp chất có chứa S ... * Phản ứng + Nếu dùng tác nhân là FeSO4 6 FeSO4 + H2Cr2O7 + 6 H2SO4 = 3Fe2SO43 + Cr2SO43 + 7H2O hoặc 2CrO3 + 6FeSO4 + 6H2SO4 = 3Fe2SO43 + Cr2SO43 + 6H2O + Nếu dùng tác nhân là NaHSO3 2H2Cr2O7 + NaHSO3 + 3H2SO4 = 2Cr2SO43 + 3Na2SO4 + 8H2O hoặc 4CrO3 + 6NaHSO3 +3 H2SO4 = 2 Cr2SO43 +3 Na2SO4 + 6H2O + Nếu dùng tác nhân là Na2S H2Cr2O7 + 3Na2S + 6H2SO4 = Cr2SO43 + 3Na2SO4 + 7H2O +3S Tùy vào từng điều kiện, hoàn cảnh của từng nhà máy khác nhau mà ta có thể lựa chọn phương pháp xử lý cho thích hợp. Dựa trên các phản ứng trên ta có thể đưa ra phương trình động học của phản ứng khử Cr rpư = r tốc độ phản ứng k hằng số tốc độ phản ứng a,b,c các hằng số được xác định bằng thực nghiệm CK nồng độ chất khử trong thời điểm xác định trong phản ứng. CH nồng độ H+ trong phản ứng Ccr nồng độ Cr6+ trong thời điểm xác định Qua phương trình trên ta thấy pH có ảnh hưởng lớn đến quá trình. Trên cơ sở thực nghiệm, các số liệu đã cho thấy khoảng pH phù hợp cho quá trình 1- 5 tối ưu là 3. ở pH bằng 3, hiệu suất quá trình thường đạt từ 85-100%. Đặc biệt với 3 chất Na2S, FeSO4, NaHSO3 với nồng độ thích hợp của các chất này ở pH =3 thì hiệu suất có thể đạt tới 99,99 %. Điều này thuận lợi cho việc loại bỏ Cr6+ trong nước. Như vậy với việc đã xác định được khoảng pH tối ưu cho quá trình thì coi như trong quá trình pH =3 không đổi, phương trình động học có thể rút gọn lại rpư = k. Để phản ứng xảy ra hoàn toàn thì lượng chất khử đưa vào thường lớn hơn nhiều lần lượng cần phản ứng, do vậy trong nhiều trường hợp ta có thể coi nồng độ chất khử là không đổi. Do vậy phương trình động học có thể viết lại rpư = = Dựa vào các thông số thực nghiệm và giải bằng phương pháp bình phương tối thiểu ta có thể xác định được phương trình động học của phản ứng. * Cách xác định lượng hóa chất tiêu hao trong xử lý Cr6+ Lấy 100 ml nước thải có chứa CrO3 thêm H2SO4 làm môi trường, sau đó đem chuẩn độ bằng dung dịch chứa chất tác nhân oxi hóa hoặc khử ví dụ như NaHSO3 0,1M ta có đến khi dung dịch chuyển từ màu nâu đỏ sang màu xanh nhạt. Lượng NaHSO3 cần dùng là g NaHSO3 Vậy Vl nước thải cần dùng g NaHSO3 Trong đó X là lượng chất chuẩn độ tiêu tốn 104 khối lượng phân tử của NaHSO3 Từ đây ta có thể xác định lượng hóa chất cần cho vào để xử lý nước thải một cách hợp lý nhất, tránh lãng phí. + Tương tự như vậy ta tính với khi sử dụng FeSO4 , Na2S..... Trong nhiều kết quả thực nghiệm trong nhiều công trình của các tác giả khác nhau, người ta đã cho thấy rằng việc sử dụng FeSO4 để khử Cr6+ là tốt nhất và kinh tế nhất. Lượng hóa chất FeSO4 cần thiết để khử Cr6+ ít hơn 4-5 lần thậm chí tới 10 lần nếu sử dụng các hóa chất khác. Quá trình kết tủa Sau khi đã dùng phương pháp để chuyển các kim loại về dạng dễ xử lý và ít độc hơn thì ta tiến hành phương pháp kết tủa. * Kết tủa dùng OH ở một vùng pH nhất định pH >7 các kim loại kết hợp với OH- tạo thành các hiđroxit kim loại kết tủa Cu2+ + 2OH- = CuOH2¯ Cd2+ + 2OH- = CdOH2¯ Ni2+ + 2OH- = Ni OH2¯ Cr3+ + 3OH- = Cr OH3¯ Fe3+ + 3OH- = Fe OH3¯ Zn2+ + 2OH- = ZnOH2¯ Nguyên tắc để tạo kết tủa là [Mn+].[OH-]n > Tt MOHn Bảng pH tại điểm bắt đầu kết tủa của các kim loại Ion pH Ion pH Fe +3 2,0 Cd +2 6,7 Cu +2 5,3 Co +2 6,9 Cr +3 5,3 Zn +2 7,0 Fe +2 5,5 Mg +2 7,3 Pb +2 6,0 Mn +2 8,5 Ni +2 6,7 Ag + 9 pH trong quá trình phải đảm bảo để quá trình có thể tạo kết tủa dễ dàng, thuận lợi. Để tạo pH > 7 ta có thể dùng các chất có tính kiềm như NaOH, KOH, CaOH2.... Để cho kinh tế, người ta thường sử dụng CaOH2 vì chất này vừa rẻ, dễ kiếm lại cho hiệu quả tốt. Tuy nhiên phương pháp này thường không hiệu quả đối với các kim loại kết tủa khác nhau lớn, đặc biệt là đối với các kim loại có khả năng tạo phức khi ở pH lớn. Đây là một trong những nhược điểm lớn nhất của phương pháp kết tủa dùng OH- Bảng trên chỉ nêu mức pH tối thiểu có thể để kết tủa các kim loại nặng. ở mức pH này độ kết tủa của các kim loại không phải là cực đại. *Kết tủa Sunfit Cd2+ + S 2- = CdS ¯ Ni2+ + S 2- = NiS ¯ Zn2+ + S 2- = ZnS ¯ Cu2+ + S 2- = CuS ¯ 2Ag+ + S 2- = Ag2S ¯ Pb2+ + S 2- = PbS ¯ Fe2+ + S 2- = FeS ¯ Tương tự như kết tủa dùng OH để tạo kết tủa thì [Mn+]2.[S2-]n > Tt MSn/2 nếu n chia hết cho 2. Còn nếu n không chia hết cho 2 thì [Mn+]2.[S]n >TtM2Sn Đồ thị Khả năng hòa tan của hiđroxit kim loại theo pH Nhìn trên đồ thị trên ta thấy các kim loại thường kết tủa cực đại ở pH =9-11. Khi pH tăng quá khoảng này thì độ kết tủa giảm do các kim loại này có thể tạo phức khi ở mức pH cao, tức là nồng độ kiềm cao phức này có thể là phức của ion kim loại với một chất khác không phải chỉ với OH- ZnOH2 + 2OH- = [ZnOH4]2- CuOH2 + 2OH- = [CuOH4]2- Ưu nhược điểm của phương pháp * Ưu điểm + Đơn giản, dễ sử dụng + Rẻ tiền, nguyên vật liệu dễ kiếm + Chất lượng nước sau xử lý đáp ứng được chất lượng B TCVN 5495- 1995 + Xử lý được cùng lúc nhiều kim loại + Xử lý được nước thải đối với các nhà máy có quy mô lớn * Nhược điểm + Với nồng độ kim loại cao thì phương pháp này xử lý không triệt để + Tạo ra bùn thải kim loại + Tốn kinh phí như vận chuyển, chôn lấp khi đưa bùn thải đi xử lý + Khi sử dụng tác nhân tạo kết tủa là OH- thì khó điều chỉnh pH đối với nước thải có chứa kim loại nặng lưỡng tính Zn. Chương II Phương pháp sinh học Như đã nói ở trên thì phương pháp sinh học là một trong những phương pháp có nhiều hứa hẹn mang lại những hiệu quả tích cực cho việc xử lý kim loại nặng. Đặc biệt tại Việt Nam ngày càng có nhiều hơn các công trình nghiên cứu về ứng dụng của phương pháp sinh học trong xử lý nước thải có chứa kim loại nặng. Sở dĩ phương pháp sinh học đang ngày được quan tâm bởi vì nhưng ưu điểm nổi trội của nó so với các phương pháp khác như tính gần gũi với tự nhiên, ít tạo ra các ô nhiễm thứ cấp, đặc biệt là rẻ tiền vì có thể tận dụng các loài sinh vật trong tự nhiên. Nhiều các loài sinh vật trong tự nhiên đã đươc các nhà khoa học phát hiện và ứng dụng trong xử lý nước thải kim loại. Hiện nay, trong phương pháp sinh học, xử lý nước thải có chứa kim loại nặng có 4 phương pháp xử lý chính như đã nêu ở trên + Hấp thu sinh học + Chuyển hóa sinh học + Phương pháp sử dụng lau sậy + Phương pháp sử dụng các quá trình enzym Phương pháp hấp thu sinh học Định nghĩa phương pháp hấp thu sinh học Phương pháp hấp thu sinh học là phương pháp sử dụng các loài sinh vật trong tự nhiên hoặc các loại vật chất có nguồn gốc sinh học có khả năng giữ lại trên bề mặt hoặc thu nhận bên trong các tế bào của chúng các kim loại nặng khi đưa chúng vào môi trường nước thải có chứa kim loại nặng. Hiện nay người ta đã tìm ra nhiều loại sinh vật có khả năng hấp thu các kim loại nặng đặc biệt là các loại thực vật thủy sinh như bèo lục bình, rong đuôi chó, bèo tấm, bèo ong, rong xương cá và các loài tảo, vi tảo, nấm... Nhiều công trình khoa học đã nghiên cứu và chứng minh được hiệu quả của các loài thực vật trên trong xử lý nước thải. Ví dụ như cây Bèo lục bình có khả năng hấp thụ Pb, Cr, Ni, Zn, Fe trong nước thải chứa kim loại mạ. Trong khi đó thì rong đuôi chó và bèo tấm lại có thể giảm thiểu được Fe, Cu, Pb, Zn có trong Hồ Bảy Mẫu. Nói chung, phương pháp xử lý kim loại nặng bằng phương pháp hấp thu sinh học là phương pháp còn khá mới mẻ và nhiều tiềm năng. Giới thiệu phương pháp vi tảo trong xử lý nước thải Phương pháp vi tảo là một trong những phương pháp đầy hứa hẹn trong việc xử lý kim loại nặng. Mặc dù phương pháp sử dụng vi tảo đã được nhiều nước trên thế giới nghiên cứu từ lâu tuy nhiên đây là phương pháp khá mới mẻ ở Việt Nam. Một số các nghiên cứu đã được bắt đầu và đã thu được kết quả khá khả quan. Một số các chủng vi tảo đã được nghiên cứu và thu được các kết quả khả quan như Chlorella, Stichococcus, Anabaena, Aphanocapsa, Nostoc... Bảng Một số loài vi tảo có khả năng xử lý kim loại nặng Loại tảo Kim loại nặng Hệ số nồng độ Tảo Silic Zn Chlroococus paris Zn,Cu ,Cd 4000 Chlorella pyrenoidosa Cd Chlorella sp. Cu, Cd, Ni 2500 Cladophora glomerata Pb 16000 * Cơ chế của phương pháp hấp thu kim loại nặng sử dụng vi tảo Cơ chế của phương pháp hấp thụ kim loại nặng bằng phương pháp vi tảo là khá phức tạp và có thể khác nhau đối với các loại vi tảo khác nhau. Nhìn chung nó có thể xảy ra theo cơ chế Quá trình hấp thu kim loại nặng bởi vi tảo có thể được chia làm 2 pha + Pha thứ nhất Gọi là pha hấp phụ sinh học. Tương tự như hấp phụ trong hóa học, hấp phụ trong sinh học cũng tuân theo định luật Langmuir và Freudlich có nghĩa là nồng độ kim loại nằm trên bề mặt tế bào có mối quan hệ tuyến tính đối với nồng độ kim loại nằm trong nước thải. Vì tảo được cấu tạo từ polysaccarit, cellulose, acid uronic và các protein do vậy rất dễ tạo liên kết với các kim loại nặng, chúng đóng vai trò như các tâm hấp phụ, kết nối các kim loại nặng vào mạch của chúng đặc biệt là polysaccarit và protein. Các liên kết tham gia vào quá trình này là liên kết cộng hóa trị và liên kết ion. Các nhân tố ảnh hưởng tới quá trình này là ảnh hưởng của các ion lạ, của pH, và mật độ tế bào. + Pha thứ hai Gọi là hấp thu nội bào hay sự tích tụ sinh học. Sự hấp thu nội bào rất mẫn cảm với sự thiếu ánh sáng. Thực chất của sự hấp thu nội bào này cũng là liên kết tạo phức của kim loại trong nhân tế bào. Các kim loại này được giữ trong nhân tế bào. Do vậy, nồng độ kim loại trong nội bào có thể gấp nhiều lần so với nồng độ kim loại nặng bên ngoài. Với sự liên kết trong nội bào này khi nồng độ kim loại nặng trong nội bào tăng cao cũng có thể làm chết một số loại vi tảo tuy nhiên một số khác vẫn phát triển tốt sau khi hấp thu một lượng lớn các kim loại nặng. Do vậy tốc độ hấp thu nội bào phụ thuộc rất lớn vào trạng thái tế bào và thành phần tế bào. Các nhân tố ảnh hưởng tới quá trình hấp thu nội bào trạng thái tế bào, thành phần chất dinh dưỡng. * Một số điểm cần lưu ý khi sử dụng vi tảo trong nước thải có chứa kim loại nặng + Như chúng ta đã biết, kích thước của vi tảo là khá nhỏ bé, do vậy việc thu hồi sinh khối là khá khó khăn. Để khắc phục điều này, người ta đã dùng kĩ thuật cố định tảo sử dụng các loại chất mang khác nhau nhằm cố định tảo tạo điều kiện thuận lợi cho việc thu hồi sinh khối dẫn đến dễ thu hồi kim loại nặng. + Trước khi xử lý kim loại nặng có sử dụng vi tảo thì nước thải phải được loại bỏ các chất độc có hại cho vi tảo. * Ưu nhược điểm của phương pháp vi tảo * Ưu điểm + Nhiều loại vi tảo có khả năng hấp thu kim loại cao, nồng độ kim loại bên trong tế bào gấp nhiều nghìn lần so với bên ngoài. + Diện tích bề mặt riêng lớn do vậy làm cho chúng rất hiệu quả trong việc loại trừ và tái thu hồi kim loại nặng trong nước thải. + Có khả năng thích nghi trong một khoảng pH và nhiệt độ rộng do vậy có thể xử lý kim loại nặng trong một khoảng pH rộng. + Có thể loại bỏ một cách chọn lọc các ion kim loại nặng có nồng độ thấp, trong nhiều trường hợp chỉ còn 1ppm. + Có khả năng xử lý nước thải có lưu lượng lớn với tốc độ nhanh. + Đơn giản, dễ vận hành, chi phí thấp. + Không gây ra các chất ô nhiễm thứ cấp. + Trong quá trình sinh hóa tảo còn thu nhận một lượng lớn CO2, giảm hiệu ứng nhà kính, sử dụng các chất dinh dưỡng hữu cơ trong nước thải làm giảm BOD trong nước. * Nhược điểm + Mỗi loại tảo chỉ có khả năng hấp thu một số kim loại nhất định do vậy khó có thể xử lý nước thải có chứa nhiều kim loại. + Vì phương pháp hiện nay còn mới nên chưa phát hiện ra được nhiều chủng tảo có khả năng xử lý kim loại nặng. + Khi sử dụng phương pháp vi tảo, như đã nêu ở trên do kích thước nhỏ của vi tảo dẫn đến khó thu hồi sinh khối do vậy cần phải có chất mang. Khâu này là khâu tốn kém nhất. + Nước thải chứa nhiều thành phần khác nhau, có thể có độc tính cao đối với vi tảo bởi vậy trước khi đưa nước thải vào xử lý bằng vi tảo thì cần phải xử lý sơ bộ trước để loại các chất có độc với vi tảo. Do vậy phương pháp sử dụng vi tảo nói riêng và phương pháp sinh học nói chung chỉ tham gia được vào giai đoạn xử lý cấp II và cấp III. vọng ứng dụng của phương pháp hấp thu sinh học trong ứng dụng vào xử lý kim loại nặng Phương pháp hấp thu sinh học là một phương pháp rất mới mẻ đặc biệt là ở Việt Nam, phương pháp này hứa hẹn nhiều tiềm năng trong việc xử lý kim loại nặng. Đây là một lĩnh vực hội tụ nhiều bộ môn khoa học như sinh lý, sinh hóa thực vật, nông hóa thổ nhưỡng, canh tác nông nghiệp, vi sinh vật học và di truyền học. Phương pháp này có những ưu thế như + Rẻ tiền, vật liệu dễ kiếm + Đơn giản, chi phí vận hành thấp + Có khả năng xử lý kim loại nặng với hiệu quả cao + Có tính chọn lọc cao + Giảm độ phì dưỡng của nước thải + Sử dụng CO2 trong quá trình sinh hóa, do vậy có thể giảm hiệu ứng nhà kính. + Có thể tạo cảnh quan môi trường xung quanh đối với một số loài thực vật như cây hoa loa kèn, hoa huệ. Ngoài những ưu thế nói trên tuy nhiên phương pháp này còn gặp rất nhiều thách thức khó khăn + Mỗi loài sinh vật chỉ có khả năng hấp thu một số kim loại nhất định + Phương pháp sinh học thường chỉ phù hợp đối với giai đoạn xử lý cấp II và cấp III + Đối với một số loài thực vật thủy sinh đòi hỏi một không gian xử lý rộng Phương pháp chuyển hóa sinh học Cũng như các phương pháp sinh học khác, phương pháp xử lý kim loại nặng bằng chuyển hóa sinh học đang còn khá mới mẻ đặc biệt là ở Việt Nam. Hiện nay ở Việt Nam hầu như chưa có công trình nghiên cứu nào nghiên cứu về khả năng xử lý kim loại nặng bằng chuyển hóa sinh học. Trên thế giới phương pháp này đã được quan tâm từ cách đây khá lâu và cũng đạt được một số kết quả nhất định. Nhiều chủng vi sinh vật và các enzym đã được phát hiện là có khả năng chuyển hóa các kim loại nặng về dạng ít độc hại hơn. Tuy nhiên phương pháp này có khó khăn lớn là hầu hết các chủng vi sinh vật và enzym được phát hiện là có khả năng chuyển hóa kim loại nặng thì ít khi được công bố, do vậy việc áp dụng của phương pháp này vào thực tế còn hạn chế. Xử lý kim loại nặng bằng phương pháp chuyển hóa sinh học có thể theo 2 cách sau + Các vi sinh vật enzym trực tiếp chuyển hóa các kim loại nặng ở dạng độc về dạng ít độc hơn hoặc không độc. + Nguời ta có thể sử dụng gián tiếp bằng cách chuyển hóa một chất khác không phải kim loại về dạng có thể kết hợp với kim loại nặng để tạo ra chất ít độc hơn hoặc dễ xử lí hơn. Ví dụ người ta có thể sử dụng các vi khuẩn và enzym để chuyển hóa các hợp chất chứa lưu huỳnh về S2-, sau đó các kim loại có thể kết hợp với S2- tạo thành các chất kết tủa. Phương pháp chuyển hóa kim loại nặng bằng phương pháp chuyển hóa trực tiếp Các kim loại nặng thường chuyển hóa các kim loại nặng bằng cách sử dụng các enzym có chức năng oxi hóa hoặc khử để chuyển hóa kim loại về dạng ít độc hơn. Ví dụ sử dụng vi khuẩn pseudomonas để khử ion Hg2+ có độc tính về dạng Hgo không độc. Nhiều kim loại nặng cũng được xử lý bằng cách này như FeIII, MnIV, CrVI, Se VI, AsV. Phương pháp chuyển hóa sinh học gián tiếp để xử lý kim loại nặng Phương pháp chuyển hóa sinh học gián tiếp để xử lý kim loại nặng là sử dụng các vi sinh vật enzym để chuyển hóa các chất hóa học thành một dạng có thể kết hợp được với các kim loại nặng để tạo kết tủa. Một trong các chất thường hay được sử dụng trong cách xử lý này là sunfat SO42- . Bằng cách sử dụng vi khuẩn chuyển hóa SO42- để chuyển hóa về dạng S2-, và từ đó các kim loại nặng sẽ kết hợp với S2- tạo kết tủa. Tương tự như vậy, người ta sử dụng các vi khuẩn chuyển hóa photphat, chuyển hóa các hợp chất photpho hữu cơ về dạng photphat PO43-. Ví dụ như vi khuẩn Citrobacter tổng hợp Photphat từ glycerol 2- photphat. Ngoài hai cách trên, người ta còn sử dụng kết hợp cả hai phương pháp để xử lý kim loại nặng. Ban đầu sẽ dùng các chủng vi khuẩn để chuyển hóa các chất ở dạng độc ví dụ như Cr6+ về dạng ít độc hơn Cr3+, sau đó dùng chủng vi khuẩn có khả năng chuyển hóa tổng hợp photphat hay sunfit có thể là chính chủng ban đầu. Ưu nhược điểm của phương pháp * Ưu điểm + Vì vi khuẩn, enzym là rất đa dạng và phong phú do vậy phương pháp xử lý kim loại nặng bằng phương pháp chuyển hóa sinh học là rất hứa hẹn. + Thân thiện với môi trường + Nếu dùng cách chuyển hóa gián tiếp có thể xử lý chất thải ô nhiễm sunfat + Xử lý tốt đối với một số kim loại. * Nhược điểm + Vì các chủng vi khuẩn là những thực thể hữu cơ sống do vậy phải cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng cho chúng. + Dễ bị ảnh hưởng của môi trường, do vậy dễ bị nhiễm độc đối với một số chất có chứa trong nước thải do vậy phương pháp này cũng chỉ sử dụng được ở giai đoạn 2 hoặc 3. + Mỗi loại enzym hay vi khuẩn chỉ có thể xử lý đối với 1 hoặc 1 số kim loại nhất định. + Chỉ xử lý được các kim loại khi chúng ở nồng độ tương đối nhỏ. Phương pháp sử dụng lau sậy Phương pháp sử dụng lau sậy để xử lý nước thải chứa kim loại nặng là một hướng đi mới. Phương pháp này đã được nghiên cứu ở Việt Nam thông qua một số công trình khoa học và đã thu được những kết quả lạc quan. Thực ra phương pháp lau sậy đã được nghiên cứu từ lâu trên thế giới bắt đầu khoảng vào thập kỷ 70 tại Châu âu trong các công trình tìm kiếm những thực vật thủy sinh đầm lầy có khả năng xử lý kim loại nặng. Phương pháp sử dụng lau sậy để xử lý nước thải có chứa kim loại nặng là một phương pháp đầy triển vọng bởi lau sậy có thể phát triển rất nhanh và ngay cả dưới nhiệt độ khắc nghiệt như khi nó bị chôn vùi trong tuyết. Cơ chế của phương pháp sử dụng lau sậy Cơ chế xử lý kim loại nặng bằng phương pháp sử dụng bãi lau sậy là rất phức tạp, nó bao gồm nhiều cơ chế khác nhau. Nhưng tựu chung lại có thể tóm tắt như sau nó dựa trên sự tác động đồng thời của bộ rễ, cây và hệ sinh vật có trong đất. Bộ rễ cây sẽ cung cấp ôxi cho các vi sinh vật sống trong đất hoạt động ôxi hóa phân hủy các hợp chất hữu cơ có trong nước và các kim loại nặng một phần sẽ đi vào cơ thể của các loài vi sinh vật, các loài sinh vật này có thể sử dụng các kim loại nặng này như một chất dinh dưỡng hoặc có thể chỉ là hấp thu vào cơ thể chúng, một phần khác sẽ được rễ thân của cây lau sậy hấp thu. Ngoài ra thân cây và bộ rễ của các cây lau sậy kết hợp thành một lớp đệm đóng vài trò như một lớp lọc, khi nước thải đi qua lớp đệm này nó sẽ được lọc sạch các chất cặn lơ lửng. Bộ rễ của lau sậy rất phát triển do vậy nhờ bộ rễ này mà khả năng hấp thu các chất dưỡng của lau sậy rất lớn, nhờ đó khả năng làm sạch nước thải khi sử dụng lau sậy là tương đối cao. Ưu nhược điểm của phương pháp sử dụng lau sậy * Ưu điểm +Giống như các phương pháp sinh học khác thì phương pháp sử dụng lau sậy có ưu điểm là thân thiện với môi trường. +Việc thiết kế hệ thống bãi lau sậy hợp lý sẽ tạo ra một môi trường tốt cho các loài chim cư trú, tạo một khu vực xanh cho nhà máy. +Chi phí thực hiện thấp, không phải sử dụng điện năng hoặc hóa chất. +Hệ thống này không sản sinh ra mùi hôi và tiếng ồn. +Xử lý kim loại nặng hiệu quả. +Có thể xử lý nước thải có lưu lượng lớn. * Nhược điểm + Yêu cầu diện tích xử lý lớn, do vậy không phù hợp với đối với các nhà máy nhỏ. Triển vọng ứng dụng phương pháp lau sậy ở Việt Nam Triển vọng ứng dụng phương pháp lau sậy ở Việt Nam là rất lớn. Với ưu thế là có điều kiện khí hậu và địa hình phù hợp để lau sậy có khả năng phát triển mạnh. Như đã nêu ở trên thì phương pháp này tương đối hiệu quả mà chi phí thực hiện lại thấp, đây là một điểm quan trọng đối với một nước đang phát triển và còn nghèo như Việt Nam chúng ta. Hơn nữa phương pháp này còn rất thân thiện với môi trường có thể tạo ra một môi trường xanh xung quanh các nhà máy, nhờ đó làm môi trường không những của nhà máy mà còn cả các vùng lân cận xung quanh nhà máy trong sạch hơn. Với tình hình hiện nay đối với các nhà máy có mặt bằng rộng, khi xử lý nước thải nói chung và nước thải chứa kim loại nặng nói riêng thường phải sử dụng những phương pháp hóa lý vừa đắt tiền lại vừa phải xử lý các chất thải thứ cấp sinh ra sau quá trình xử lý, do vậy phương pháp lau sậy là một phương pháp thay thế khá hiệu quả và thích hợp. Chương III Phương pháp hấp phụ và trao đổi ion Phương pháp hấp phụ Hấp phụ là quá trình hút khí bay hơi hoặc chất hòa tan trong chất lỏng lên bề mặt chất rắn xốp gọi là quá trình hấp phụ. Phương pháp hấp phụ là một trong những phương pháp phổ biến nhất trong xử lý nước thải nói chung và nước thải chứa kim loại nặng nói riêng. Phương pháp hấp phụ được sử dụng khi xử lý nước thải chứa các hàm lượng chất độc hại không cao. Quá trình hấp phụ kim loại nặng xảy ra giữa bề mặt lỏng của dung dịch chứa kim loại nặng và bề mặt rắn. Hiện nay người ta đã tìm ra nhiều loại vật liệu có khả năng hấp phụ kim loại nặng như than hoạt tính, than bùn, các loại vật liệu vô cơ như oxit sắt, oxit mangan, tro bay, xỉ than, bằng các vật liệu polyme hóa học hay polyme sinh học. Cơ chế quá trình hấp phụ Trong hấp phụ thường diễn ra 2 kiểu hấp phụ + Hấp phụ vật lý được thực hiện bởi các tương tác yếu và thuận nghịch giữa các phân tử và các tâm hấp phụ trên bề mặt than hoạt tính. + Hấp phụ hóa học được thực hiện bởi các liên kết hóa học. Quá trình hấp phụ vật lý đối với chất hấp phụ và các ion kim loại nặng trong nước thường xảy ra nhờ lực hút tĩnh điện giữa các ion kim loại này với các tâm hấp phụ. Mối liên kết này thường là yếu và không bền. Tuy nhiên chính vì yếu do vậy quá trình giải hấp phụ để hoàn nguyên vật liệu hấp phụ và thu hồi các kim loại diễn ra thuận lợi. Quá trình hấp phụ hóa học xảy ra nhờ các phản ứng tạo liên kết hóa học giữa ion kim loại nặng và các nhóm chức của tâm hấp phụ, thường là các ion kim loại nặng phản ứng tạo phức đối với các nhóm chức trong chất hấp phụ. Mối liên kết này thường là rất bền và khó bị phá vỡ, do vậy rất khó cho quá trình giải hấp phụ. Sau khi thực hiện hấp phụ để xử lý các chất độc trong nước nói chung và kim loại nặng nói riêng thì người ta thường tiến hành nhả hấp phụ để hoàn nguyên, tái sinh đối với các loại vật liệu hấp phụ có giá trị, và nhất thiết phải có kích thước đủ lớn để có thể hoàn nguyên được chất hấp phụ và trong nhiều trường hợp có thể thu hồi những cấu tử quý. Tái sinh chất hấp phụ Khi chất hấp phụ đã bão hòa người ta tiến hành nhả hấp thụ để tái sinh vật liệu hấp phụ và đôi khi có thể thu hồi các chất có giá trị. * Tái sinh bằng phương pháp vật lý + Nhờ nhiệt độ người ta thường dùng hơi nước bão hòa hay hơi quá nhiệt, hoặc bằng khí trơ nóng. + Nhờ phương pháp trích ly nhả pha lỏng bằng các chất hữu cơ có nhiệt độ sôi thấp và dễ chưng bằng hơi nước như metanol, benzen, toluen... * Tái sinh bằng phương pháp hóa học Trong một số trường hợp, trước khi tái sinh các chất bị hấp Các file đính kèm theo tài liệu này Chúng ta thường hay nghe nói rằng, nước bị nhiễm kim loại nặng rất độc hại khi sử dụng. Ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người, kim loại nặng phá hủy đồ dùng, thiết bị gia đình theo thời gian. Vậy, kim loại nặng là gì? Giải pháp xử lý nước nhiễm kim loại nặng chúng ta nên biết để áp dụng. Nhằm chủ động hơn trong việc phòng tránh, hạn chế những tác hại của nước nhiễm kim loại nặng gây nên. Có thể bạn quan tâm Vi khuẩn Coliform trong nước là gì? 10 Tác hại đối với cơ thể bị nhiễm Clo dư trong nước là gì? Cách khử Clo dư trong nước Kim loại nặng là gì? Một số kim loại nặng trong nướcSắtChìThủy ngânGiải pháp xử lý nước nhiễm kim loại nặngPhương pháp trao đổi ionPhương pháp hấp phụXử lý nước nhiễm kim loại bằng hệ thống sinh họcMua máy lọc nước Lắp đặt hệ thống lọc nước cho gia đình Kim loại nặng là gì? Theo nghiên cứu, kim loại nặng viết tắt là KLN là những kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5g/cm3. Số nguyên tử của các kim loại này cao và thường thể hiện tính kim loại ở nhiệt độ phòng. Kim loại nặng được chia ra làm 3 loại – Kim loại độc hại Cu, Ni, Cd, As, Hg, Cr, Pb, Zn, Co, Sn… – Kim loại quý, có giá trị Au, Ag, Pd, Pt, Ru,… – Kim loại phóng xạ nguy hiểm Th, Ra, Am,… Khi ở dạng nguyên tố, kim loại nặng không có hại. Tuy nhiên, nếu tồn tại ở dạng ion, kim loại nặng lại trở nên rất độc hại. Ảnh hưởng nguy hiểm đến sức khỏe con người khi tiếp xúc lâu ngày. Một số kim loại nặng trong nước Sắt Sắt kí hiệu Fe thường có mặt trong cả nước mặt nước sông, hồ và nguồn nước ngầm. Tùy thuộc vào nguồn nước, các thành phần địa chất khu vực mà dòng nước chảy qua mang theo. Hàm lượng sắt trong tự nhiên luôn dao động. Ngoài ra, lượng sắt còn phụ thuộc vào độ pH của nước. Và sự có mặt của một số chất như CaCO3, CO2, O2.. các chất hữu cơ tan trong nước. Khi tác động, phản ứng với nhau sẽ oxy hóa hay khử sắt. Khiến sắt trở thành dạng tan hoặc kết tủa. Chì Chì kí hiệu Pb người bị nhiễm chì nặng sẽ gây rối loạn cho hệ thần kinh. Bộ phận tạo huyết tủy xương bị biến đổi. Khi đã xâm nhập được vào cơ thể, chì ít bị đào thải mà sẽ tích tụ theo thời gian. Dần dần đi đến các cơ quan trong cơ thể rồi mới gây độc. Asen Asen kí hiệu As là kim loại có thể tồn tại ở dạng tổng hợp. Có cả trong chất vô cơ và chất hữu cơ. Trong môi trường tự nhiên, Asen tồn tại trong các khoáng chất. Nếu nồng độ thấp thì kích thích sinh trưởng, phát triển. Còn nồng độ Asen cao sẽ gây độc cho động vật và thực vật. Thủy ngân Thủy Ngân kí hiệu Hg là nguyên tố ở dạng lỏng, tương đối trơ nên không độc. Chỉ khi biến thành dạng hơi thì mới trở thành chất rất độc. Vì chúng dễ bay hơi ở nhiệt độ thường, nếu hít phải sẽ rất nguy hiểm nên cần chú ý cẩn thận khi tiếp xúc. Do có khả năng phản ứng với axit amin, có thể liên kết màng tế bào. Thủy ngân làm thay đổi hàm lượng kali, thay đổi cân bằng axit bazơ của các mô. Thậm chí làm thiếu hụt năng lượng cung cấp cho tế bào thần kinh. Giải pháp xử lý nước nhiễm kim loại nặng Khi phát hiện nguồn nước đang sử dụng bị nhiễm kim loại nặng. Chúng ta cần có giải pháp xử lý nước nhiễm kim loại nặng ngay. Để có thể phòng tránh và hạn chế những nguy hại đối với cơ thể. Phương pháp trao đổi ion Qua thực tế, sử dụng phương pháp trao đổi ion để loại bỏ kim loại, đặc biệt là sắt Fe và mangan Mn có trong nước rất hiệu quả. Nơi có nồng độ thấp hơn nhựa có thể sử dụng phương pháp này để loại bỏ kim loại nặng trong nước. Cách tiến hành rất đơn giản và dễ dàng thực hiện. Phương pháp hấp phụ Hấp phụ là sử dụng các vật liệu có bề mặt xốp có khả năng hấp thụ được các chất hòa tan trên bề mặt. Chẳng hạn như than hoạt tính, than bùn, tro xỉ, oxit sắt, các vật liệu polymer tổng hợp,… Hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học là 2 kiểu hấp phụ phổ biến hiện nay. -Cách hấp phụ vật lý là gì? Lực hút tĩnh điện diễn ra giữa ion kim loại nặng và các tâm hấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ. Các liên kết ion tương tác yếu tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình hấp phụ các kim loại có giá trị kinh tế, các kim loại hiếm. Và còn có thể tái tạo lại chất hấp phụ. -Hấp phụ hóa học là gì? Là các phản ứng tạo liên kết hóa học giữa ion kim loại nặng và nhóm chức của chất hấp phụ. Xử lý nước nhiễm kim loại bằng hệ thống sinh học Hệ thống xử lý sinh học loại bỏ kim loại, chất ô nhiễm trong nước bao gồm cả thực vật và động vật. Bằng phương pháp sinh học, nhờ sự hỗ trợ của vi khuẩn hoặc thực vật thủy sinh. Kim loại nặng được loại bỏ trong nước. Tuy nhiên, bạn cần lưu ý là cách xử lý này không áp dụng cho nước uống. Mà chỉ dùng để xử lý nước cho sinh hoạt. Mua máy lọc nước Hiện nay, nước đóng bình 20 lít dần được thay thế bằng máy lọc nước. Bởi đây là thiết bị lọc nước uống hiện đại, hiệu quả cao, tiết kiệm chi phí. Việc ứng dụng công nghệ lọc tiên tiến, với màng lọc RO Dow Filmtec được nhập khẩu từ Mỹ. Sản phẩm máy lọc nước giúp lọc sạch mọi chất bẩn, vi khuẩn, kể cả kim loại nặng… Máy lọc nước thương hiệu WEPAR đã được cấp chứng nhận của bộ Y Tế. Nước sau lọc đảm bảo đạt tiêu chuẩn về chất lượng nước uống trực tiếp theo QCVN 06-12010/BYT. Sản phẩm lọc nước của WEPAR không chỉ dùng cho gia đình. Mà còn phục vụ lọc nước cho văn phòng, công ty, nhà máy, nhà xưởng,… phục vụ nước uống cho con người luôn luôn đầy đủ, không sợ thiếu nước sử dụng. Lắp đặt hệ thống lọc nước cho gia đình Hệ thống lọc nước dành cho gia đình là thiết bị nên đầu tư với hiện trạng nguồn nước hiện nay. Đây không chỉ là phương án giúp tiết kiệm chi phí gia đình, lọc sạch nguồn nước hiệu quả. Mà còn để sử dụng lâu dài về sau, đảm bảo an toàn cho người dùng. Hiểu rõ tầm quan trọng của nước đối với sức khoẻ của mỗi chúng ta. Cũng như những nguy cơ gây bệnh tiềm ẩn của việc sử dụng nguồn nước ô nhiễm không an toàn. Công ty TNHH Công nghệ Môi trường WEPAR đã có hơn 10 năm kinh nghiệm nghiên cứu, phát triển trong ngành lọc và xử lý nước. Chúng tôi cung cấp giải pháp xử lý nước nhiễm kim loại nặng tối ưu nhất. Luôn mang đến nguồn nước tinh khiết, an toàn, đảm bảo sức khỏe cho cộng đồng. Liên hệ với Wepar để được hướng dẫn, tư vấn tận tính bạn nhé! CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG WEPAR Tổng công ty 181 Bình Long, Phường Bình Hưng Hòa A, Quận Bình Tân, TP HCM Hotline 0902975550 – 0934195657 – 0902640009 Email [email protected] Trong các nhà máy sản xuất gang thép hoặc ngành công nghiệp khai thác kim loại bằng các dây chuyền công nghệ lớn và cần nhiệt độ khá lớn. Và để làm dịu đi lượng khí tỏa nhiệt này thì người ta thường sử dụng hàm lượng lớn nguồn nước làm mát và nguồn nước này chứa hoặc nhiễm một lượng lớn kim loại nặng khác nhau. Vì thế, nếu không xử lý nước thải kịp thời sẽ ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe con người. Nước thải nhiễm kim loại nặng, vì sao cần xử lý?Kim loại nặng được chia làm 3 loại chínhTác hại của kim loại nặng đến sức khỏe con ngườiPhương pháp xử lý nước thải kim loại nặngPhương pháp trao đổi ionPhương pháp điện hóaPhương pháp sinh họcPhương pháp kết tủa hóa họcPhương pháp hấp phụ Nước thải nhiễm kim loại nặng, vì sao cần xử lý? Kim loại nặng được chia làm 3 loại chính Kim loại độ như Hg, Cr, Pb, Zn, Ni, Cd, As, Co, Sn,… Kim loại quý như Pd, Pt, Au, Ag, Ru,.. Kim loại phóng xạ như U, Th, Ra, Am,… Tác hại của kim loại nặng đến sức khỏe con người Đối với thủy ngân rất dễ bay hơi và mang tính độc hại cao. Chúng dễ ảnh hưởng đến hệ thần kinh, tiêu hóa, phổi, thận, xảy ra hiện tượng co giật, phân liệt ở trẻ em và thậm chí tử vong. Đối với asen, con người dễ bị lây qua đường thức ăn và không khí nên dễ mắc phải bệnh về tim mạch, rối loạn thần kinh, tuần hoàn máu, rối loạn chức năng gan, thận. Khi bị nhiễm asen cấp tính sẽ gây buồn nôn, khô miệng, khô họng, rút cơ, đau bụng, suy nhược thần kinh. Đối người ngộ độc chì sẽ bị giảm trí nhớ, giảm IQ, thiếu máu, ung thư phổi, dạ dày hoặc hệ thần kinh. Đối với người nhiễm crôm, với liều lượng cao ảnh hưởng đến xấu đến sức khỏe con người như gây loét dạ dày, ruột non, viêm thận, ung thư phổi. Đối với cađimi gây tổn hại đến thận, xương, khiến xương dễ bị ăn mòn, dễ gãy, giòn. Phương pháp trao đổi ion Khi xử lý nước thải kim loại nặng, người ta thường sử dụng cơ chế phản ứng thuận nghịch để xử lý dựa trên nguyên tắc trao đổi ion RmB + mA = mRA + B Phương pháp này thích hợp trong việc xử lý nhiều thành phần kim loại khác nhau và ứng dụng trong các ngành công nghiệp rất phổ biến hiện nay. Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất khi xử lý vẫn là mất nhiều thời gian và hệ thống vận hành khá phức tạp có sử dụng nhiều nguyên liệu trao đổi ion. Phương pháp điện hóa Quy trình xử lý nước thải kim loại bằng phương pháp điện hóa diễn ra nhờ tác động của dòng điện sử dụng các điện cực hòa tan và không hòa tan. Song song, việc tách phần kim loại nhờ việc nhúng các điện cực đi qua dòng điện 1 chiều. Đây là sự ứng dụng dựa trên sự chênh lệch giữa hiệu điện thế của 2 cực kéo dài vào bình điện phân nhằm tạo ra một điện trường giúp các ion chuyển động để cation chuyển thành catot và amoni thằng anot. Phương pháp sinh học Qua nhiều công trình, chúng tôi nhận thấy giải pháp mới cho xử lý nước thải chứa kim loại nặng rất phổ biến và hữu ích bằng việc sử dụng và phát triển nhiều hệ thực vật khác nhau. Hiện nay công nghệ sử dụng thực vật để xử lý nước thải ô nhiễm vì diện tích đất ngày càng hạn hẹp, chức năng của sinh vật và sinh thái được đánh giá cao. Phương pháp này có khả năng giảm nồng độ kim loại nặng trong đất bằng cách trồng các loài thực vật tích lũy được kim loại nặng trong thân. Các loài thực vật thường có thân thảo hoặc thân gỗ, có thể tích lũy hàm lượng kim loại nặng cao gấp trăm lần so với các loài khác. Một số loại thực vật điển hình như dương xỉ, cỏ voi, cỏ vertiver, thơm ổi, cải xoong,… Phương pháp kết tủa hóa học Tiến hành đưa các chất vào nguồn nước xử lý với các phản ứng hóa học với thành phần kim loại cần tách. Ở một nồng độ pH và nhiệt độ thích hợp sẽ hình thành nên kết tủa của hợp chất hydroxit không tan. Những kết tủa này được loại bỏ khỏi nguồn nước nhờ sử dụng phương pháp lắng. Nồng độ pH kết tủa cực đại của tất cả kim loại nặng trùng nhau và pH tối ưu từ 7 – 10,5. Khi trong nước có nồng độ kim loại nặng thì quá trình kết tủa diễn ra thuận lợi hơn và giảm được nồng độ pH dựa trên nguyên tắc sau Hình thành chất cùng kết tủa Hấp thụ các hydroxit khó kết tủa và hydroxit dễ kết tủa Hệ năng lượng dễ bị phá hủy nhờ các ion kim loại nặng Ưu điểm của phương pháp xử lý nước thải kim loại nặng này Đơn giản, dễ sử dụng Nguyên liệu rẻ tiền và có thể xử lý nhiều loại kim loại khác nhau Phương pháp hấp phụ Đây là quá trình hấp phụ khí bay hơi vào chất hòa tan lên bề mặt xốp. Một số vật liệu chất hấp phụ thường dùng là than hoạt tính, than bùn, vật liệu vô cơ như oxit sắt, oxit mangan, tro xỉ, vật liệu polyme. Một số phương pháp hấp phụ gồm Hấp phụ vật lý Hấp phụ hóa học Ưu điểm của phương pháp Có thể xử lý kim loại nặng ở nồng độ thấp Quá trình xử lý nước thải này tương đối đơn giản, dễ thực hiện Có thể tiến hành hấp phụ để tái sinh vật liệu hấp phụ Hình Công ty môi trường Hợp Nhất Nếu bạn có nhu cầu xử lý nước thải, hãy liên hệ ngay với công ty môi trường Hợp Nhất theo Hotline 0938 089 368 để được tư vấn miễn phí nhé!

xử lý kim loại nặng