Đề tài Nghiên cứu sự hấp phụ của Pb2+ và Cd2+ bằng quả dừa nước (Phần 1)

Nội dung text: Đề tài Nghiên cứu sự hấp phụ của Pb2+ và Cd2+ bằng quả dừa nước (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 NGUYỄN THỊ NHỜ NGUYỄN THỊ TÚY LINH NGHIÊN CỨU SỰ HẤP S PHỤK C 0 0 0 2 8 1 Pb2+ VÀ Cd2+ BẰNG QUẢ DỪA NƯỚC S K C 0 0 2 7 7 3 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, 2010
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM  ĐỀ TÀI NCKH (SINH VIÊN) NGHIÊN CỨU SỰ HẤP PHỤ CP2+ VÀ CD2+ BẰNG QUẢ DỪA NƯỚC MÃ SỐ: 2010 - 43 GVHD : PGS. TS. NGUYỄN VĂN SỨC SVTH : NGUYỄN THỊ NHỜ NGUYỄN THỊ TÚY LINH TP. HỒ CHÍ MINH – 07/2010
3. Nghiên cứu sự hấp phụ của Pb2+ và Cd2+ bằng VDN GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên cho nhĩm chúng em đƣợc gởi lời cảm ơn chân thành đến Ban quản lý Nghiên Cứu Khoa Học cùng Quý Thầy Cơ Khoa Cơng Nghệ Hĩa Học Thực Phẩm đã tạo điều kiện cho nhĩm chúng em thực hiện đế tài nghiên cứu khoa học. Đặc biệt chúng em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Văn Sức,thầy đã định hƣớng cho chúng em lựa chọn đế tài và đã tận tụy, nhiệt tình giúp đỡ chúng em Xin cảm ơn cơ Hồ Thị Yêu Ly, cơ Lê Thị Bạch Huệ và các cơ trong bộ mơn cơng nghệ mơi trƣờng đã tận tình chỉ dẫn và đã tạo điều kiện cho chúng em thực hiện đề tài. Cảm ơn các bạn đã nhiệt tình giúp đỡ chúng tơi trong quá trình thực hiện nghiên cứu khoa học. Sau cùng chúng em xin kính chúc Thầy Cơ luơn luơn dồi dào sức khỏe để tiếp tục dạy dỗ chúng em nên ngƣời. TP.HCM, ngày 29 tháng 10 năm 2010 Nhĩm nghiên cứu 1
4. Nghiên cứu sự hấp phụ của Pb2+ và Cd2+ bằng VDN GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức MỤC LỤC Chƣơng I: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1. Đặt vấn đề 7 1.2. Sự cần thiết 7 1.3. Mục đích của đề tài 8 1.4. Phạm vi nghiên cứu 8 1.5. Đối tƣợng nghiên cứu 8 1.6. Phƣơng pháp nghiên cứu 8 Chƣơng II. TỔNG QUAN 2.1. Giới thiệu về dừa nƣớc 9 2.1.1. đặc điểm của dừa nƣớc 9 2.1.2. Cơng dụng 9 2.2. Giới thiệu về chì 10 2.2.1. Đặc tính của Chì 10 2.2.2. Ứng dụng của Chì 11 2.2.3. Độc tính của Chì 11 2.2.4. Các nguồn phát sinh Chì 12 2.3. Giới thiệu về Cadmi 12 2.3.1. Đặc tính của Cadmi 12 2.3.2. ứng dụng của Cadmi 13 2.3.3. Độc tính của Cadmi 13 2.3.4. Các nguồn phát sinh Cadmi 14 2.4. Các phƣơng pháp xử lý kim loại nặng 14 2.4.1. Phƣơng pháp trao đổi ion 14 2.4.2. Phƣơng pháp keo tụ tạo bơng 15 2.4.3. Phƣơng pháp kết tủa hĩa học 15 2.4.4. Phƣơng pháp hấp phụ 15 2.4.5. Phƣơng pháp lọc màng 16 2
5. Nghiên cứu sự hấp phụ của Pb2+ và Cd2+ bằng VDN GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức Chƣơng III: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ NGUYÊN LÝ DÙNG VDN ĐỂ XỬ LÝ KIM LOẠI NẶNG 3.1. Lý thuyết hấp phụ 17 3.2. Cân bằng và đẳng nhiệt hấp phụ 18 3.3.Phƣơng trình động học hấp phụ bậc hai 19 3.4. Phƣơng trình đẳng nhiệt Langmuir 19 3.5. Phƣơng trình đẳng nhiệt Freundlich 21 3.6. Lý thuyết phƣơng pháp cực phổ 21 3.6.1. Phƣơng pháp cực phổ 21 3.6.2. Các hiện tƣợng ngăn cản việc xác định 22 3.6.3. Độ chọn lọc 23 3.6.4. Độ nhạy 23 3.6.5. Độ chính xác 23 Chƣơng IV: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 4.1. Hĩa chất, dụng cụ, thiết bị 24 4.1.1. Hĩa chất 24 4.1.2. Dụng cụ 24 4.1.3. Thiết bị 24 4.2. Chuẩn bị mẫu, hĩa chất để phân tích 25 4.3. Các bƣớc thực hiện trƣớc khi thí nghiệm 25 4.4. Cách sử dụng máy cực phổ 26 4.5. Tiến hành thí nghiệm 26 4.5.1. Khảo sát thế Zeta 26 4.5.2. Khảo sát sự hấp phụ của VDN đối với ion kim loại chì (Pb2+) 26 4.5.2.1. Xây dựng đƣờng chuẩn 26 4.5.2.2. Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian tiếp xúc lên khả năng hấp phụ của VDN đối với ion kim loại chì với nồng độ Co=10mg/l 27 3
6. Nghiên cứu sự hấp phụ của Pb2+ và Cd2+ bằng VDN GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức 4.5.2.3. Khảo sát ảnh hƣởng của pH lên khả năng hấp phụ của VDN đối với ion kim loại Chì 27 4.5.2.4. Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian tiếp xúc lên khả năng hấp phụ của VDN đối với ion kim loại Chì với nồng độ Co=15mg/l 28 4.5.2.5. Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian tiếp xúc lên khả năng hấp phụ của VDN đối với ion kim loại Chì với nồng độ Co=20mg/l 28 4.5.2.6. Khảo sát lƣợng dừa nƣớc tối ƣu cho quá trình hấp phụ của VDN đối với ion kim loại Chì 28 4.5.2.7. Khảo sát nồng độ Chì tối ƣu cho khả năng hấp phụ của 0.1g dừa nƣớc và thời gian tiếp xúc 50 phút đối với ion kim loại Chì 28 4.5.3. Khảo sát sự hấp phụ của VDN đối với ion kim loại Cadmi (Cd2+) 29 4.5.3.1. Xây dựng đƣờng chuẩn 29 4.5.3.2. Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian tiếp xúc lên khả năng hấp phụ của VDN đối với ion kim loại Cadmi với nồng độ Co=10mg/l 29 4.5.3.3. Khảo sát ảnh hƣởng của pH lên khả năng hấp phụ của VDN đối với ion kim loại Cadmi 30 4.5.3.4. Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian tiếp xúc lên khả năng hấp phụ của VDN đối với ion kim loại Cadmi với nồng độ Co=15mg/l 30 4.5.3.5. Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian tiếp xúc lên khả năng hấp phụ của VDN đối với ion kim loại Cadmi với nồng độ Co=20mg/l 30 4.5.3.6. Khảo sát lƣợng dừa nƣớc tối ƣu cho quá trình hấp phụ của VDN đối với ion kim loại Cadmi 30 4.5.3.7. Khảo sát nồng độ Cadmi tối ƣu cho khả năng hấp phụ của 0.1g dừa nƣớc và thời gian tiếp xúc 50 phút đối với ion kim loại Cadmi 31 Chƣơng V: KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT 32 Chƣơng VI: KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 6.1. Kết luận 49 6.2. Khuyến nghị 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 4
7. Nghiên cứu sự hấp phụ của Pb2+ và Cd2+ bằng VDN GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN TP.HCM, ngày tháng năm 5
8. Nghiên cứu sự hấp phụ của Pb2+ và Cd2+ bằng VDN GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG PHẢN BIỆN . TP.HCM, ngày tháng năm 6
9. Nghiên cứu sự hấp phụ của Pb2+ và Cd2+ bằng VDN GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức Chƣơng I. GIỚI THIỆU CHUNG 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Sự bùng nổ dân số cùng với tốc độ đơ thị hĩa, cơng nghiệp hĩa nhanh chĩng đã tạo ra một sức ép lớn tới mơi trƣờng sống ở Việt nam, đặc biệt là với việc nguồn nƣớc sinh hoạt ngày càng trở nên thiếu hụt và ơ nhiễm. Nhiều nơi nguồn nƣớc bề mặt thậm chí cả nƣớc ngầm đã bị ơ nhiễm nghiêm trọng gây ảnh hƣởng xấu tới chất lƣợng của nƣớc và ảnh hƣởng đến sức khỏe con ngƣời và động vật làm giảm năng xuất và chất lƣợng cây trồng. Một trong những vấn đề đang gây nhức nhối hiện nay là việc ơ nhiễm kim loại nặng, đáng báo động là TP.Hồ Chí Minh (HCM), Đà Nẵng, Vinh, Hà Nội, Hải phịng v v là những nơi dẫn đầu về mức độ ơ nhiễm. Mơi trƣờng sống của ngƣời dân đang bị đe dọa bởi các chất thải cơng nghiệp, trong đĩ vấn đề bức xúc nhất phải kể đến nguồn nƣớc. Hầu hết các ao hồ, sơng ngịi đi qua các nhà máy cơng nghiệp ở Việt Nam đều bị ơ nhiễm đặc biệt là các ao hồ trong các đơ thị lớn nhƣ Hà Nội và TP HCM. Một trong những nguyên nhân làm ơ nhiễm nghiêm trọng nguồn nƣớc ở Việt Nam là nƣớc thải cơng nghiệp cĩ chứa kim loại nặng nhƣ: chì, cadmi, thủy ngân, kẽm, đồng, crơm, nikel ảnh hƣởng 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 lũy lâu dài trong cơ thể sống. Cĩ rất nhiều phƣơng pháp xử lý kim loại nặng trong đĩ phƣơng pháp xử lý bằng thực vật là đƣợc các nhà khoa học quan tâm hơn hết vì tính hiệu quả cao, chi phí thấp, thân thiện với mơi trƣờng. Một trong số đĩ là sử dụng vỏ quả dừa nƣớc. 1.2. SỰ CẦN THIẾT Kim loại nặng (KLN) cĩ vai trị rất to lớn trong quá trình phát triển của lồi ngƣời, đặc biệt trong các ngành cơng nghiệp. Tuy nhiên chất thải cĩ chứa kim loại nặng ở trạng thái ion thì nĩ lại rất độc hại với con ngƣời, thực vật, động vật nếu nĩ xâm nhập vào cơ thể. Nếu tích lũy với nồng độ cao, KLN cĩ thể gây ung thƣ cho con ngƣời, động vật, cịn thực vật khơng phát triển đƣợc Hiện nay cĩ nhiều cơng trình nghiên cứu nhằm tìm ra phƣơng pháp tối ƣu nhất để loại bỏ ion kim loại nặng ra khỏi mơi trƣờng bị ơ nhiễm. Xuất phát từ những vấn đề trên, nhĩm chúng em tiến hành thực hiện đề tài “ Nghiên cứu sự hấp phụ Pb2+ và Cd2+ bằng vỏ dừa nƣớc” nhằm tìm thêm một phƣơng pháp mới cĩ thể loại bỏ kim loại nặng ra khỏi mơi trƣờng bị ơ nhiễm kim loại nặng. Trong phạm vi của đề tài, nhĩm chúng em chỉ nghiên cứu việc loại bỏ KLN ra khỏi mơi trƣờng nƣớc. Vỏ dừa nƣớc (VDN) là nguyên liệu rẻ tiền, dễ tìm. Nếu nghiên cứu thành cơng khả năng hấp phụ của VDN đối với ion kim loại nặng sẽ mang lại hiệu quả kinh tế rất lớn, tận dụng 7