Môi trường là yếu tố có ảnh hưởng quyết định đến sự tồn tại và phát triển của mỗi con người, mỗi quốc gia trên thế giới. Vì vậy, bảo vệ môi trường và đảm bảo phát triển bền vững là vấn đề sống còn đối với mọi quốc gia trên toàn cầu. Những năm gần đây, cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp nước ta, tình trạng ô nhiễm môi trường cũng gia tăng đến mức báo động.
Môi trường nước bị ô nhiễm vì nhiều nguyên nhân khác nhau, trong đó ô nhiễm kim loại nặng là nguyên nhân chính. Độc tính của kim loại nặng gây ra những ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe con người và môi trường sinh thái.
TỔNG QUAN
Ảnh hƣởng của sự ô nhiễm kim loại tới sức khỏe con ngƣời
Mangan và ảnh hƣởng của nó tới sức khỏe con ngƣời
- Vai trò của Mangan
- Độc tính của Mangan
Trong công nghiệp: Mangan có vai trò quan trọng trong sản xuất sắt thép vì nó có tác dụng khử lưu huỳnh, khử oxy và có tính chất hợp kim. Trong số các ứng dụng khác, mangan là thành phần chính trong sản xuất thép không gỉ chi phí thấp và được tìm thấy trong hợp kim nhôm. Trong công nghiệp thủy tinh, hợp chất mangan được sử dụng với hai tác dụng.
Nguồn phát thải mangan: Phát sinh nhiều tại các cơ sở mạ điện, gia công kim loại, sản xuất pin, khai thác mỏ, sản xuất sơn và hợp kim. Tuy nhiên, nếu mangan có hàm lượng cao (1-5mg/lít) sẽ ảnh hưởng đến một số cơ quan nội tạng của cơ thể. Tiêu chuẩn nước uống và nước sạch đều quy định hàm lượng mangan phải nhỏ hơn 0,5 mg/l.
Mangan dư thừa trong thời gian dài có thể dẫn đến thiếu máu do thiếu sắt. Nước giàu mangan có thể gây ra lượng mangan quá mức và có thể làm tăng sự phát triển của vi khuẩn trong nước. Ngộ độc mangan đã được phát hiện trong số các công nhân trong ngành sản xuất pin.
Các triệu chứng ngộ độc tương tự như bệnh Parkinson (run rẩy, cứng cơ) và lượng lớn mangan có thể gây cao huyết áp ở bệnh nhân trên 40 tuổi.
Quá trình hấp phụ
- Hiện tƣợng hấp phụ
- Hấp phụ vật lý
- Hấp phụ hóa học
- Hấp phụ trong môi trƣờng nƣớc
- Động học hấp phụ
- Cân bằng hấp phụ - Các phƣơng trình đẳng nhiệt hấp phụ
Chất bị hấp phụ di chuyển lên bề mặt chất hấp phụ - Pha khuếch tán trong dung dịch. Các phân tử chất hấp phụ di chuyển ra bề mặt ngoài của hệ thống mao mạch chứa chất hấp phụ - pha khuếch tán màng. Chất bị hấp phụ khuếch tán vào hệ thống mao quản của chất hấp phụ - mức độ khuếch tán mao mạch.
Các hạt hấp phụ sau khi được hấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ vẫn có thể quay trở lại pha mang. Ở nhiệt độ không đổi (T = const), đường biểu thị sự phụ thuộc của q vào P hoặc C (q= fT(P hoặc C) gọi là đường đẳng nhiệt hấp phụ. C0: Nồng độ chất bị hấp phụ tại thời điểm ban đầu (mg/l ) Ccb: Nồng độ chất hấp phụ tại thời điểm cân bằng (mg/l).
Tuy nhiên, phương trình này cũng có thể được áp dụng cho quá trình hấp phụ trong môi trường nước. Như vậy, khả năng hấp phụ tỷ lệ thuận với nồng độ chất hấp phụ. Nghĩa là khả năng hấp phụ sẽ đạt giá trị không đổi khi nồng độ chất hấp phụ tăng.
Khi đó, bề mặt chất hấp phụ được bão hòa bởi một lớp phân tử chất hấp phụ.
Tổng quan về than hoạt tính
- Thành phần hóa học của than
- Phƣơng pháp chế tạo than hoạt tính
- Ứng dụng than hoạt tính
- Giới thiệu về nguyên liệu lõi ngô
Nguyên liệu thường được sử dụng để sản xuất than hoạt tính là cây họ tre và gáo dừa. Để xử lý nước thải, hiện nay người ta đang quan tâm đến than hoạt tính được sản xuất từ phế phẩm nông nghiệp như xơ dừa, trấu, sợi đay, bã mía, có thành phần chính là xenlulo (sợi dừa, xơ dừa, đay, bã mía) và bán phần. -cellulose (hemicellulose, trấu). Quá trình sản xuất than hoạt tính bao gồm hai giai đoạn chính: cacbon hóa và kích hoạt.
Do đó, quy trình chung để sản xuất than hoạt tính là: từ nguyên liệu ban đầu, qua quá trình hoạt hóa để tăng hoạt tính hấp phụ của than. Than hoạt tính có khả năng hấp phụ tốt đối với các chất không phân cực như chất hữu cơ; Hấp phụ các chất phân cực yếu như nước, khí amoniac, v.v. Khả năng hấp phụ của than hoạt tính phụ thuộc vào cấu trúc, kích thước, mật độ khe hở, diện tích tiếp xúc của than, tính chất tạp chất cần loại bỏ và công nghệ của nhà sản xuất.
Trong công nghệ, than hoạt tính là thành phần lọc không khí (trong đầu lọc thuốc lá, miếng hoạt tính trong khẩu trang), tấm khử mùi trong tủ lạnh, điều hòa. Do cấu trúc xốp và mạng tinh thể xung quanh của than hoạt tính nên có lực hút rất mạnh, giúp cho than hoạt tính có khả năng hấp phụ các chất hữu cơ khác thường. Đặc biệt, đã có nhiều công trình nghiên cứu sản xuất than hoạt tính từ lõi ngô.
Than hoạt tính làm từ lõi ngô có cấu trúc dạng sợi, hệ thống xốp bao gồm hệ thống mao dẫn lớn có kích thước từ 10 - 50 m và hệ thống mao dẫn nhỏ.
Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nƣớc thải công nghiệp (QCVN24:2009)
- Phạm vi áp dụng
- Giá trị giới hạn
Mykota (1999) cũng chứng minh rằng các nhóm axit galacturonic trong peptin là vị trí liên kết mạnh mẽ với các cation. Các nhóm hydroxyl trong cellulose cũng đóng vai trò quan trọng trong khả năng trao đổi ion của lignocellulose. Bản thân các nhóm này có khả năng trao đổi kém do liên kết O-H ở đây không được phân cực đủ.
Axit citric trước tiên sẽ chuyển sang dạng khan, sau đó là phản ứng este hóa diễn ra giữa axit khan và nhóm hydroxyl của xenlulo. Giá trị giới hạn các thông số, nồng độ các chất ô nhiễm của nước thải công nghiệp khi thải vào vùng nước không vượt quá giá trị tương ứng quy định tại bảng 1.2. Nước thải công nghiệp có các giá trị thông số và nồng độ chất ô nhiễm bằng hoặc nhỏ hơn giá trị quy định tại cột A được phép thải vào các vùng nước thường dùng làm nguồn nước sinh hoạt.
Nước thải công nghiệp có giá trị thông số, nồng độ các chất ô nhiễm lớn hơn giá trị quy định tại cột A nhưng nhỏ hơn hoặc bằng giá trị quy định tại cột B phải được thải ra các thủy vực tiếp nhận khác trừ các thủy vực quy định tại cột A Thành phần nước thải đặc trưng cho ngành công nghiệp đối với một số hoạt động sản xuất, kinh doanh, dịch vụ cụ thể được quy định tại tiêu chuẩn riêng. Các phương pháp lấy mẫu, phân tích, tính toán, xác định từng thông số, nồng độ cụ thể các chất ô nhiễm được quy định tại Tiêu chuẩn quốc gia áp dụng hoặc do cơ quan có thẩm quyền quy định.
Giá trị giới hạn các thông số, nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải công nghiệp.
THỰC NGHIỆM
- Mục tiêu và nội dung nghiên cứu của khóa luận
- Mục tiêu nghiên cứu
- Nội dung nghiên cứu
- Dụng cụ và hóa chất
- Thiết bị
- Hóa chất
- Phƣơng pháp xác định Mangan
- Nguyên tắc xác định Mn 2+
- Dựng đƣờng chuẩn xác định Mn 2+
- Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến khả năng hấp phụ
- Ảnh hƣởng của pH
- Ảnh hƣởng của thời gian
- Ảnh hƣởng của khối lƣợng
- Xác định tải trọng hấp phụ
- Khảo sát khả năng giải hấp và tái sinh vật liệu hấp phụ
- Khảo sát khả năng giải hấp của vật liệu hấp phụ
- Khảo sát khả năng tái sinh của vật liệu hấp phụ
- Khảo sát ảnh hƣởng của pH tới khả năng hấp phụ mangan của vật liệu
- Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của thời gian tới khả năng hấp phụ mangan của
- Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của khối lƣợng vật liệu hấp phụ than hoạt tính
- Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ Mn 2+ đến khả năng hấp phụ của
- Kết quả khảo sát khả năng giải hấp và tái sinh VLHP với mangan
Nghiên cứu ảnh hưởng của độ pH đến khả năng hấp phụ mangan của vật liệu. Khi sử dụng vật liệu hấp phụ, pH là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng hấp phụ của vật liệu. Kết quả thực nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ mangan của vật liệu hấp phụ than hoạt tính được thể hiện ở bảng 3.1.
Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ mangan của vật liệu. Kết quả thực nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian đến quá trình hấp phụ Mn2+ của vật liệu được trình bày ở bảng 3.2. Sau 120 phút, hiệu suất hấp phụ Mn2+ của vật liệu tăng tương đối ổn định.
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của lượng vật liệu hấp phụ than hoạt tính đến khả năng hấp phụ mangan. Kết quả thực nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của lượng vật liệu hấp phụ than hoạt tính đến quá trình hấp phụ Mn2+ được trình bày ở Bảng 3.3 và Hình 3.3. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Mn2+ đến khả năng hấp phụ VLHP của VLHP.
Sau khi khảo sát ảnh hưởng của pH, ảnh hưởng của thời gian và lượng vật liệu hấp phụ, chúng tôi tiếp tục khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Mn2+ đến khả năng hấp phụ của vật liệu ở pH = 7, trong thời gian 120 phút. Kết quả thực nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ Mn2+ đến khả năng hấp phụ của vật liệu hấp phụ than hoạt tính được thể hiện ở bảng 3.4. Kết quả thực nghiệm cho thấy khi nồng độ Mn2+ tăng thì tải lượng hấp phụ của vật liệu cũng tăng dần.
KẾT LUẬN
