Đề tài Nghiên cứu hấp phụ ion kim loại nặng bằng lõi kim (Phần 1)

Nội dung text: Đề tài Nghiên cứu hấp phụ ion kim loại nặng bằng lõi kim (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP SINH VIÊN NGHIÊN CỨU HẤP PHỤ ION KIM LOẠI NẶNG BẰNG LÕI KIM MÃ SỐ: Sv2010 - 42 THUỘC NHÓM NGÀNH: KHOA HỌC KỸ THUẬT NGƯỜI CHỦ TRÌ: ĐOÀN THỊ THANH PHÚ NGƯỜI THAM GIA: NGÔ THỊ MỸ HƯƠNG NGUYỄN THỊ THỦY ĐƠN VỊ: KHOA CN HÓA - THỰC PHẨM S K C 0 0 2 8 6 6 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12/2010
2. NGHIÊN CỨU KHOA HỌC GVHD : PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM ĐỀ TÀI NCKH CẤP SINH VIÊN NGHIÊN CỨU HẤP PHỤ ION KIM LOẠI NẶNG BẰNG LÕI NGÔ MÃ SỐ : SV2010-42 THUỘC NHÓM NGÀNH : KHOA HỌC KỸ THUẬT NGƢỜI CHỦ TRÌ : ĐOÀN THỊ THANH PHÚ NGƢỜI THAM GIA : NGÔ THỊ MỸ HƢƠNG NGUYỄN THỊ THỦY ĐƠN VỊ : KHOA CN HÓA HỌC – THỰC PHẨM TPHCM 12/2010 0
3. NGHIÊN CỨU KHOA HỌC GVHD : PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC LỜI CẢM ƠN Sau thời gian dài tìm hiểu và nghiên cứu nhóm chúng em đã hoàn thành xong đề tài của mình.Để hoàn thành đề tài thành công, chúng em luôn được các thầy cô hướng dẫn và động viên. Chúng em xin chân thành cám ơn Ban quản lí Nghiên Cứu Khoa Học cùng các thầy cô khoa công nghệ hóa học và thực phẩm đã tạo điều kiện cho chúng em làm quen và thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học một cách tốt nhất. Đặc biệt chúng em xin gửi lời cám ơn đến thầy Nguyễn Văn Sức đã định hướng và nhiệt tình hướng dẫn chúng em thực hiện đề tài. Chúng em xin gửi lời cám ơn đến cô Hồ Thị Yêu Ly, cô Lê Thị Bạch Huệ và các cô trong bộ môn công nghệ môi trường đã tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện tốt cho chúng em hoàn thành đề tài. Và xin cám ơn các bạn trong lớp 07 môi trường đã giúp đỡ và cổ vũ tinh thần cho chúng tôi. 1
4. NGHIÊN CỨU KHOA HỌC GVHD : PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC MỤC LỤC PHẦN I : ĐẶT VẤN ĐỀ 4 CHƢƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG 4 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 4 1.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 4 1.3 ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU 4 1.4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 4 1.5 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 5 CHƢƠNG II : TỒNG QUAN 6 2.1 TỔNG QUAN VỀ CHÌ 6 2.2 TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU HẤP PHỤ TỪ NÔNG NGHIỆP 7 CHƢƠNG III : PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 10 3.1 KHÁI NIỆM VỀ HẤP PHỤ 10 3.2XỬ LÝ NƢỚC THẢI BẰNG PHƢƠNG PHÁP TRAO ĐỔI ION 14 3.3PHƢƠNG PHÁP KEO TỤ TẠO BÔNG 15 CHƢƠNG IV : THIẾT BỊ, DỤNG CỤ, HÓA CHẤT 16 4.1 HÓA CHẤT VÀ VẬT LIỆU SỬ DỤNG 16 4.2 DỤNG CỤ 16 4.3 THIẾT BỊ 17 4.4 MỘT SỐ LƢU Ý 17 PHẦN II : GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 18 CHƢƠNG V : THỰC NGHIỆM 18 5.1 XỬ LÝ MẪU LÕI NGÔ 18 5.2 PHA DUNG DỊCH CHUẨN CHÌ 1000ppm 500ml 18 5.3 PHA DUNG DỊCH ĐỆM 18 5.4 PHA DUNG DỊCH KNO3 0.1M 19 5.5 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 19 CHƢƠNG VI: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 24 6.1 KẾT QUẢ CHỤP SEM ,FTIR 24 2
5. NGHIÊN CỨU KHOA HỌC GVHD : PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC 6.2 XÁC ĐỊNH pHzpc 27 6.3 LẬP ĐƢỜNG CHUẨN 27 6.4 KHẢO SÁT SỰ ẢNH HƢỞNG CỦA pH 28 6.5 ẢNH HƢỞNG CỦA THỜI GIAN 30 6.6 ẢNH HƢỞNG CỦA NỒNG ĐỘ BAN ĐẦU CHÌ 31 6.7 ẢNH HƢỞNG CỦA LIỀU LƢỢNG CHẤT HẤP PHỤ 31 6.8 ĐẲNG NHIỆT HẤP PHỤ 33 PHẦN III : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 36 I KẾT LUẬN 36 II KIẾN NGHỊ 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO 38 PHỤ LỤC 39 3
6. NGHIÊN CỨU KHOA HỌC GVHD : PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC PHẦN I : ĐẶT VẤN ĐỀ CHƢƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Đặt vấn đề : Hiện nay, ô nhiễm môi trường là một vấn đề bức xúc được mọi người quan tâm, đặc biệt ô nhiễm môi trường nước.Nước là nguồn tài nguyên thiên nhiên, là thành phần không thể thiếu trong cuộc sống của chúng ta. Ở Việt Nam, ô nhiễm môi trường nước cũng đang ở mức báo động.Ô nhiễm nước ở các sông hồ ở nội thành Hà Nội, Tp Hồ Chí Minh, Tp Đà Nẵng đang ở mức trầm trọng, các chỉ tiêu quan trắc đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép nhiều lần, thậm chí hàng trăm lần. Nước ngầm ở một số vùng, đặc biệt là các khu công nghiệp và đô thị có nguy cơ cạn kiệt vào mùa khô và ở một số nơi đã có dấu hiệu bị ô nhiễm.Ô nhiễm kim loai nặng trong nước ở các khu công nghiệp, khu chế xuất, các cơ sở sản xuất gây ảnh hưởng không nhỏ đến sức khỏe con người và chất lượng nguồn nước.Có nhiều phương pháp khác nhau để xử lí kim loại nặng nhưng chúng ta đang hướng đến những phương pháp sử dụng vật liệu thiên nhiên, ít gây ảnh hưởng đến môi trường, hiệu quả cao và chi phí thấp như vỏ dừa, vỏ trấu, dương sỉ, lõi ngô Một trong số những vật liệu được sử dụng là lõi ngô để hấp phụ ion Pb2+ đó là đề tài của nhóm chúng em. 1.2 Mục đích nghiên cứu : + Tìm hiểu về ion Pb2+ : trạng thái tồn tại trong môi trường, ảnh hưởng của ion này đối với con người và động thực vật. + Tìm hiểu về lõi ngô và nghiên cứu khả năng hấp phụ của lõi ngô đối với ion Pb2+. + Nghiên cứu pH tối ưu, thời gian tối ưu, lượng chì được hấp phụ tối ưu và ảnh hưởng của liều lượng. 1.3 Đối tƣợng nghiên cứu : + Ion Pb2+ + Lõi ngô 1.4 Phạm vi nghiên cứu : + Dùng lõi ngô để hấp phụ dung dịch chì Pb2+ + Mẫu nước chứa chì tự pha. + Tìm hiểu phương pháp cực phổ. 4
7. NGHIÊN CỨU KHOA HỌC GVHD : PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC + Tìm hiểu phương pháp hấp phụ. 1.5 Phƣơng pháp nghiên cứu : Phương pháp tham khảo một số tài liệu liên quan tới nước thải chì và phương pháp hấp phụ kim loại nặng. Phương pháp tính toán xử lý số liệu sử dụng các hàm toán học trong excel. Phương pháp thực nghiệm : tiến hành đo đac̣ tại phòng thí ng hiệm và khách quan sử dụng máy cực phổ. Phương pháp mô phỏng bẳng đồ thị. Phương pháp so sánh: So sánh các kết quả thực nghiệm để đánh giá các kết quả thu được và so sánh với tiêu chuẩn Việt Nam 5
8. NGHIÊN CỨU KHOA HỌC GVHD : PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC CHƢƠNG II : TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan về chì: 2.1.1 Tìm hiểu về kim loại nặng: Kim loại nặng là những kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5g/cm3. Một số kim loại nặng có thể cần thiết cho sinh vật, chúng được xem là nguyên tố vi lượng. Một số không cần thiết cho sự sống, khi đi vào cơ thể sinh vật có thể không gây độc hại gì. Kim loại nặng gây độc hại với môi trường và cơ thể sinh vật khi hàm lượng của chúng vượt quá tiêu chuẩn cho phép. 2.1.2 Tìm hiểu về chì: ♦Tính chất vật lí: - Chì là kim loại có màu xám nhạt, không mùi, không vị, không hòa tan trong nước, không cháy, chì rất mềm dễ gia công. - Chì là một chất rắn, nóng chảy ở nhiệt độ 600.61K, có nhiệt độ sôi là 2022K. 0 - Khối lượng nguyên tử bằng 297,19 nóng chảy ở 327,4 C, khối lượng riêng bằng 3 11,34 g/cm . ♦Tính chất hóa học  Tác dụng với H2S trong môi trường clohydric cho kết tủa PbS đen.  Tác dụng với K2SO4 cho kết tủa màu vàng của PbCrO4 tan trong dung dịch KOH, không tan trong axit axetic.  Chì không tác dụng với HCl, H2SO4 do có lớp muối không tan phủ bên ngoài.  Chì tan nhanh trong dung dịch H2SO4 đặc nóng tạo muối tan Pb(HSO4)2.  Chì dễ tan trong dung dịch HNO3, tan chậm trong HNO3 đặc nóng  Chì không tác dụng với nước nhưng có không khí thì chì lại bị tiếp tục ăn mòn thành Pb(OH)2. ♦ Độc tính của chì Chì (Pb): là nguyên tố có độc tính cao đối với sức khoẻ con người. Chì gây độc cho hệ thần kinh trung ương, hệ thần kinh ngoại biên, tác động lên hệ enzim có nhóm hoạt động chứa hyđro. Người bị nhiễm độc chì sẽ bị rối loạn bộ phận tạo huyết (tuỷ xương). Tuỳ theo mức độ nhiễm độc có thể bị đau bụng, đau khớp, viêm thận, cao huyết áp, tai biến não, nhiễm 6