Tài liệu Nghiên cứu biến tính quặng laterit làm vật liệu hấp phụ xử lý ion florua và photphat trong nước thải

Luận văn thạc sĩ MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU.........................................................................................................1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ..................................................................................2 1.1. Laterit .........................................................................................................2 1.1.1. Giới thiệu về laterit..................................................................................2 1.1.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng laterit ...................................................4 1.2. Florua và các phương pháp xử lý florua ..........................................................5 1.2.1. Nguồn gốc và phân bố florua ..................................................................5 1.2.2. Tính chất vật lí và hóa học của florua .....................................................6 1.2.3. Độc tính của florua ..................................................................................6 1.2.4. Tình hình ô nhiễm florua hiện nay tại Việt Nam ....................................8 1.2.5. Các phương pháp xử lý florua ...............................................................11 1.3. Ô nhiễm photphat và các phương pháp xử lý. ...............................................20 1.3.1. Ô nhiễm photphat. .................................................................................20 1.3.2. Xử lý ô nhiễm photphat.........................................................................21 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM............................................................................25 2.1. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu của luận văn .............................................25 2.1.1. Mục tiêu nghiên cứu ..............................................................................25 2.1.2. Nội dung nghiên cứu .............................................................................25 Đánh giá khả năng hấp phụ florua và photphat của vật liệu. ................................25 2.2. Hóa chất, dụng cụ...........................................................................................25 2.2.1. Dụng cụ .................................................................................................25 2.2.2. Hóa chất và vật liệu ...............................................................................25 2.3. Các phương pháp phân tích sử dụng trong thực nghiệm ...............................27 2.3.1. Phương pháp xác định F- .......................................................................27 2.3.2. Phương pháp xác định PO43- ...................................................................28 2.4. Các phương pháp nghiên cứu đặc trưng cấu trúc của vật liệu .......................29 2.4.1. Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) ...............................................29 2.4.2. Phương pháp tán xạ năng lượng EDX ....................................................31 Đặng Thị Thu Hương Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường Luận văn thạc sĩ 2.4.3. Phương pháp xác định thời gian cân bằng hấp phụ. ...............................32 2.4.4. Xây dựng mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir và Frendlich .............33 2.4.5. Xác định giá trị pH trung hòa điện của vật liệu ......................................37 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .......................................................39 3.1. Khảo sát khả năng hấp phụ Florua và Photphat của Laterit thô ....................39 3.1.1. Khảo sát khả năng hấp phụ Florua của Laterit thô................................39 3.1.2. Khảo sát khả năng hấp phụ Photphat của vật liệu thô...........................42 3.2. Nghiên cứu điều kiện biến tính nhằm nâng cao tải trọng hấp phụ Florua và Photphat từ Laterit thô...........................................................................................44 3.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ axit ...................................................44 3.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng Lantan nitrat ngâm tẩm ...............46 3.3. Nghiên cứu đặc trưng cấu trúc vật liệu ..........................................................47 3.3.1. Bề mặt vật liệu biến tính qua kính hiển vi điện tử quét SEM ...............47 3.3.2. Kết quả xác định thành phần theo phương pháp EDX..........................48 3.4. Xác định pH trung hòa điện của vật liệu laterit biến tính ………………….50 3.5. Khảo sát khả năng hấp phụ của vật liệu biến tính đối với F- và PO43- ...........50 3.5.1. Khảo sát ảnh hưởng của pH ....................................................................50 3.5.1.1. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến sự hấp phụ của F- ............................50 3.5.1.2. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến sự hấp phụ của PO43- .......................51 3.5.2. Khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ F- và PO43- ..............................52 3.5.3. Khảo sát tải trọng hấp phụ cực đại của vật liệu biến tính đối với F- và PO43- 54 3.6. Khảo sát ảnh hưởng của ion cạnh tranh đến quá trình hấp phụ florua và photphat.................................................................................................................57 3.6.1. Ảnh hưởng của ion HCO3-.....................................................................57 3.6.2. Ảnh hưởng của ion SO42-.......................................................................58 3.6.3. Ảnh hưởng của ion F- đối với PO43-. .....................................................59 3.6.4. Ảnh hưởng của PO43- đối với F- ............................................................60 KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO Đặng Thị Thu Hương Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường Luận văn thạc sĩ DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Kết quả tỉ lệ % mắc bệnh Fluorosis theo giới tính của ba huyện Tây Sơn và An Nhơn, Vân Canh................................................................................................8 Bảng 1.2. Kết quả tỉ lệ % mắc bệnh Fluorosis theo độ tuổi của ba huyện Tây Sơn và An Nhơn, Vân Canh................................................................................................9 Bảng 1.3. Tích số tan của một số hợp chất photphat với canxi, sắt, nhôm ở 25oC..22 Bảng2.1. Mối quan hệ giữa nồng độ florua và độ hấp phụ quang (Abs) theo phương pháp SPADNS ...........................................................................................................27 Bảng 2.2. Mối quan hệ giữa nồng độ photphat và độ hấp phụ quang Abs...............28 Bảng 3.1. Thời gian cân bằng hấp phụ Florua bằng Laterit thô..............................39 Bảng 3.2. Kết quả khảo sát tải trọng hấp phụ F- của vật liệu laterit thô .................40 Bảng 3.4. Khảo sát tải trọng hấp phụ Photphat cực đại của Laterit thô..................43 Bảng 3.5. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ axit HCl biến tính tới khả năng hấp phụ F- và PO43- ...................................................................................................45 Bảng 3.6. Kết quả khảo sát ảnh hưởng lượng La3+ ngâm tẩm tới khả năng hấp phụ của vật liệu với F- và PO43- .......................................................................................46 Bảng 3.7. Kết quả thành phần nguyên tố của laterit thô ..........................................48 Bảng 3.8. Kết quả thành phần nguyên tố của laterit sau biến tính...........................49 Bảng 3.9. Kết quả xác định pHpzc của vật liệu ..........................................................50 Bảng 3.10. Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của pH đến sự hấp phụ của F- .............50 Bảng 3.11. Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của pH đến sự hấp phụ của PO43- .......51 Bảng 3.12. Khảo sát thời gian hấp phụ F- đạt cân bằng của vật liệu sau biến tính .52 Bảng 3.13. Khảo sát thời gian hấp phụ PO43- đạt cân bằng của vật liệu sau biến tính.............................................................................................................................53 Bảng 3.14. Khảo sát tải trọng cực đại của vật liệu biến tính với F- .........................54 Bảng 3.15.Khảo sát tải trọng cực đại của vật liệu biến tính với PO43- ....................56 Bảng 3.16. Ảnh hưởng của ion HCO3- ......................................................................57 Bảng 3.17. Ảnh hưởng của ion SO42- ........................................................................58 Bảng 3.18. Ảnh hưởng của ion F- .............................................................................59 Bảng 3.19. Ảnh hưởng của ion PO43- ........................................................................60 Đặng Thị Thu Hương Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường Luận văn thạc sĩ DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Sơ đồ quá trình laterit hóa ...........................................................................3 Hình 2. 1.Đồ thị đường chuẩn phân tích florua ........................................................28 Hình 2.2. Đồ thị đường chuẩn phân tích photphat. ...................................................29 Hình 2.3. Sơ đồ nguyên lý của kính hiển vi điện tử quét..........................................30 Hình 2.4. Nguyên lý của phép phân tích EDX..........................................................32 Hình 2.5. Đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir .......................................................34 Hình 2.6. Đồ thị dạng tuyến tính của phương trình Langmuir .................................35 Hình 2.7.Đường hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich.......................................................35 Hình 2.8.Đồ thị dạng tuyến tính của phương trình Freundlich.................................36 Hình 2.9. Đồ thị xác định pHpzc của vật liệu .............................................................38 Hình 3.1. Đồ thị biểu diễn thời gian cân bằng hấp phụ Florua .................................39 Hình 3.2. Đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir của Laterit thô...............................41 Hình 3.3. Đường hấp phụ Freundlich của vật liệu Laterit thô ..................................41 Hình 3.4. Khảo sát thời gian cân bằng hấp phụ PO43-...............................................42 Hình 3.5. Phương trình tuyến tính Langmuir mô tả quá trình ..................................43 hấp phụ PO43- của vật liệu Laterit thô. ......................................................................43 Hình 3.6. Phương trình tuyến tính Freundlich mô tả quá trình.................................44 Hình 3.7. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ axit HCl hoạt hóa tới ...........................45 Hình 3.8. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng Lantan đến khả năng .......................46 Hình 3.9. Hình ảnh bề mặt vật liệu Laterit sau biến tính qua ...................................47 Hình 3.10. Kết quả xác định thành phần theo phương pháp EDX............................48 Hình 3.11. Phổ EDX của laterit thô ..........................................................................48 Hình 3.12. Phổ EDX của laterit sau biến tính ...........................................................49 Hình 3.13. Đồ thị xác định pHpzc của vật liệu ...........................................................50 Hình 3.14. Khảo sát sự ảnh hưởng của pH đến sự hấp phụ của F- ...........................51 Hình 3.15. Khảo sát sự ảnh hưởng của pH đến sự hấp phụ của PO43- ......................52 Hình 3.16. Khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ của F- ......................................53 Hình 3.17. Khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ của PO43- ................................53 Đặng Thị Thu Hương Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường Luận văn thạc sĩ Hình 3.18. Đường tuyến tính Langmuir của vật liệu đối với F- ................................54 Hình 3.19. Đường tuyến tính Freundlich của vật liệu đối với F- ..............................55 Hình 3.20. Đường tuyến tính Langmuir của vật liệu đối với PO43- ..........................56 Hình 3.21. Đường tuyến tính Freundlich của vật liệu đối với PO43-.........................56 Hình 3.22. Ảnh hưởng của ion HCO3- đến khả năng hấp phụ F- và PO43- ...............58 Hình 3.23. Ảnh hưởng của ion SO42- đến khả năng hấp phụ F- và PO43-..................59 Hình 3.24. Ảnh hưởng của ion F- đối với PO43- ........................................................60 Hình 3.25. Ảnh hưởng của ion PO43- ........................................................................61 Đặng Thị Thu Hương Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường Luận văn thạc sĩ LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay, vấn đề ô nhiễm môi trường nước đang là một vấn đề nóng bỏng được toàn xã hội quan tâm. Vấn đề này ngày càng trầm trọng đe dọa sự phát triển kinh tế xã hội bền vững, sự tồn tại và phát triển của các thế hệ hiện tại và tương lai. Việt Nam chúng ta đã và đang coi trọng đến vấn đề xử lý môi trường, giảm thiểu tác hại của ô nhiễm môi trường nói chung và môi trường nước nói riêng. Ở nước ta, hàng năm sản xuất hàng triệu tấn phân lân từ các nhà máy lớn như Supephotphat Lâm Thao, Long Thành, Đồng Nai, Văn Điển….Trong nguyên liệu sản xuất phân lân có chứa hàm lượng lớn Flo và Photphat, khi bón nhiều phân lân cho đất hàm lượng này sẽ tồn tại trong đất khoảng 50-60%, làm ô nhiễm đất, theo nước mưa, tiếp tục làm ô nhiễm nguồn nước. Trong các chất thải của các nhà máy sản xuất phân lân cũng chứa hàm lượng lớn Flo và Photphat. Lượng nước thải này ít hoặc không được xử lý trước khi thải ra ngoài môi trường, gây ô nhiễm nguồn nước. Hàm lượng Flo và Photphat trong nước thải ra môi trường vượt nhiều lần tiêu chuẩn cho phép ảnh hưởng đến sức khỏe của con người, môi trường sống của các loài thủy sinh cũng như động thực vật. Việc xử lý các nguồn nước thải có chứa Flo và Photphat đã đặt ra và thực hiện từ lâu nhưng trên thực tế chưa được thực hiện triệt để đối với các cơ sở sản xuất có nguồn nước thải Flo và Photphat cao. Laterit từ lâu đã được sử dụng để làm sạch nước. Tuy nhiên, tải trọng hấp phụ của laterit thô hấp phụ Flo và Photphat chưa cao như mong đợi, chúng tôi đã thực hiện nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu biến tính quặng Laterit làm vật liệu hấp phụ xử lý ion Florua và Photphat trong nước thải.” với mong muốn tìm hiểu và tìm kiếm được vật liệu mới để hấp phụ, loại bỏ Flo và Photphat, làm giảm tình trạng ô nhiễm môi trường đang đe dọa lên cuộc sống của con người Đặng Thị Thu Hương 1 Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường Luận văn thạc sĩ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Laterit 1.1.1. Giới thiệu về laterit Laterit là loại đất giàu chất sắt và nhôm, hình thành ở vùng nhiệt đới nóng và ẩm ướt. Laterit có màu đỏ là màu của ion sắt. Laterit được hình thành trong quá trình rửa trôi các nguyên tố đá mẹ đặc biệt là các nguyên tố dễ bị hòa tan như Si, Na, K, Ca, Mg,... sau đó có sự tích tụ tuyệt đối các ion Fe, Al, Mn trong các tầng đất, dưới tác động của các điều kiện môi trường như sự phong hóa, dòng chảy, mạch nước ngầm thay đổi, mất thảm phủ, xói mòn,... Các cation này có sẵn trong môi trường đất nhiệt đới do mưa và tác động dòng nước thấm, nước ngầm, chúng có cơ hội tập trung lại một chỗ trong đất với mật độ cao. Các cation này hấp thụ vào một nhóm mang điện tích âm (keo sét hoặc oxit sắt) hoặc một tác nhân khác kết dính giữa các cation đó để tạo nên những liên kết tương đối bền vững. Khi nhiệt độ môi trường lên cao, độ ẩm giảm thấp, các liên kết này mất nước, sẽ tạo nên những oxit kim loại cứng chắc, do đó độ cứng cao và rất cao. Các ion này tập trung quanh những phần tử nhỏ là những cation nhóm mang điện tích âm hay tác nhân có khả năng kết dính xi măng. Chúng tạo liên kết với nhau. Mạch nước ngầm bị tụt xuống khiến lớp trên mất nước khả năng liên kết giữa chúng tăng và càng rắn chắc khi mất nước [2]. Các điều kiện hình thành đá ong − Nơi có độ dốc không cao lắm, có điều kiện tích tụ Fe, Al, Mn. Nhất là các vùng đồi núi trung du các tỉnh: Hà Bắc, Vĩnh Phú, Sơn Tây, Đồng Nai, Sông Bé, Tây Ninh, Bà Rịa – Vũng Tàu… − Nơi mà môi trường sinh thái đã và đang bị phá hủy mạnh mẽ, khả năng bốc hơi lớn, mạch nước ngầm lên xuống rất cao trong mùa mưa và mùa khô. − Đá ong thường xuất hiện ở chân đồi nơi mực nước ngầm không quá sâu. − Đá mẹ: đá mẹ, phù sa cổ, thạch sét và một ít bazan tầng mỏng hay xuất hiện đá ong (miền Đông Nam Bộ và Tây Nguyên) , trên đá vôi hình thành Đặng Thị Thu Hương 2 Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường Luận văn thạc sĩ nên đá ong hạt đậu, kết quả của sự tích tụ tuyệt đối Mn6+, Mn4+, Fe3+, Al3+. Hình 1.1. Sơ đồ quá trình laterit hóa Thành phần và đặc điểm của laterit Trong đá ong thành phần chủ yếu là hydroxit oxit sắt ngậm nước hay không ngậm nước hoặc mangan và một phần oxit nhôm. Sự hình thành đá ong chỉ khác với quá trình laterit là ion Fe2+ thường tập trung ở các vùng tương đối thấp có khả năng từng là một dòng nước thổ nhưỡng hoặc dòng nước mặn trong mùa mưa. Trong tầng nước thổ nhưỡng gần mặt đất chứa nhiều ion Fe2+. Các ion Fe2+ dễ dàng bị oxi hóa thành ion Fe3+ khi có điều kiện tiếp xúc với oxy, chúng sẽ bị oxy hóa. Các oxit của chúng liên kết với các nhân là hạt keo sắt kaolinit để tạo thành mạng lưới dày đặc, khi mất nước chúng liên kết ngày càng chặt hơn. Tùy loại đá ong người ta chia ra: Đặng Thị Thu Hương 3 Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường Luận văn thạc sĩ - Đá ong tản kiểu buhanran. - Đá ong tản tổ ong, có nhiều lỗ, lỗ nhỏ như tổ ong - Đá ong hạt đậu. 1.1.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng laterit Ở Việt Nam, đất laterit toàn vùng Vịnh Thái Lan có 15.856 ha, chiếm 1,37% diện tích tự nhiên, phân bổ chủ yếu ở các dãy núi dọc Vịnh Thái Lan thuộc huyện Kiên Lương, thị xã Hà Tiên, huyện đảo Phú Quốc, huyện đảo Kiên Hải của tỉnh Kiên Giang và ở các đảo nhỏ như Hòn Khoai, Hòn Chuối, Hòn Bương, Hòn Seo, Hòn Go và Hòn Đá Bạc ở tỉnh Cà Mau. Bao gồm : + Đất feralite trên đá macma axít : 4.495 ha + Đất feralite trên đá cát : 11.361 ha Nhóm đất này hình thành từ sự phong hoá đá cát và đá macma axít, sự phá huỷ kèm theo rửa trôi các cation kiềm bởi nhiệt độ, lượng mưa và các axít hữu cơ, sự di động theo mùa của sắt, nhôm... theo chiều từ trên xuống và từ dưới lên phụ thuộc nhiều vào quá trình ôxy hoá khử, độ pH. Trong quá trình phát triển của thực 2+ 2+ vật, tầng mặt chứa một lượng axít hữu cơ mặt đáng kể làm hoà tan Ca , Mg , 3+ 3+ Fe , Al và trôi xuống sâu. Fe, Al đã được tích luỹ tại tầng B, ở đó điều kiện ôxy hoá và pH thuận lợi cho chúng kết tủa, bởi thế đất có màu vàng đỏ của Fe. Trong lịch sử, đá ong được cắt thành hình dạng như viên gạch và được sử dụng trong xây dựng tượng đài, đền thờ. Kể từ những năm 1970 người ta đã sử dụng đá ong thay cho đá. Lớp đá ong được hình thành trong tự nhiên dày, xốp và hơi thấm, vì vậy các lớp này có chức năng dẫn mạch nước ngầm ở các khu vực nông thôn. Ở một số địa phương người ta sử dụng laterit có sẵn để loại bỏ photpho và kim loại nặng để xử lí nước thải. Laterit là một nguồn quặng: Quặng tồn tại chủ yếu trong các khoáng vật và hidroxit, gibbsite, boehmite và diaspore, giống như các thành phần của bauxite. Ở Bắc Ireland người ta từng coi laterit như một nguồn cung cấp chính quặng sắt và nhôm. Quặng đá ong cũng là nguồn quan trọng đầu tiên cung cấp niken. Đặng Thị Thu Hương 4 Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường Luận văn thạc sĩ 1.2. Florua và các phương pháp xử lý florua 1.2.1. Nguồn gốc và phân bố florua Trong tự nhiên flo gặp chủ yếu ở dạng ion florua hóa trị một, là thành phần của các khoáng như floapatit [(Ca10F2)PO4)6], criolit( Na3AlF6) flospa (CaF2). Nó là một thành phần chung của đất, trung bình 200 mg/Lkg trên toàn thế giới. Florua cũng có trong nước tự nhiên, trung bình khoảng 0,2 mg/L ( Châu Âu và Bắc Mỹ), Trong nước biển nồng độ florua vào khoảng 1,2 mg/L. Tính chung flo là nguyên tố có độ giàu thứ 13 trên trái đất, chiếm 0,03% vỏ trái đất. Flo được thải vào môi trường từ nhiều nguồn khác nhau. Khí florua (phần lớn là HF) được phát ra do hoạt động của núi lửa và bởi một số ngành công nghiệp khác nhau. Flo ở dạng khí và dạng hạt là sản phẩm phụ của hoạt động đốt than (than chứa 10 ÷ 480 mg/L kg flo, trung bình 80 mg/kg) và được giải phóng ra trong quá trình sản xuất thép và luyện các kim loại không chứa sắt. Việc sản xuất nhôm bao gồm việc sử dụng criolit, flospar và nhôm florua thường là nguồn thải florua ra môi trường quan trọng. Các khoáng có chứa florua thường cũng là vật liệu thô cho thủy tinh, gốm sứ, xi măng và phân bón. Chẳng hạn, sự sản xuất phân photphat bằng sự axit hóa quặng apatit với H2SO4 giải phóng ra hidro florua theo phương trình sau đây là một ví dụ minh họa: 3[Ca3(PO4)2]CaF2 + 7H2SO4 3[Ca(H2PO4)2] + 7CaSO4 + 2HF Ngoài ra, sự phong hóa các đá và khoáng vật chứa flo đã giải phóng flo vào nước ngầm, nước sông, nước suối, làm tăng dần hàm lượng florua trong nước. Ở những vùng có khoáng hóa florit thì hàm lượng flo trong nước có thể cao hơn. Nước ngầm khi vận động có thể mang theo sự ô nhiễm flo đi xa nguồn với khoảng cách khá lớn [6, 9, 13, 28]. Trên thực tế có nhiều khu vực có các nguồn nước tự nhiên nhiễm flo khá cao như ở một số vùng của Ấn Độ, Trung Quốc, Bangladet,...Ở Khánh Hòa, Phú Yên, Bình Định và nhiều nơi ở nước ta có những khu vực mà hầu hết các nguồn nước chứa flo từ 3-4 mg/L, thậm chí có những giếng lên tới 9 mg/L. Trong khi tiêu chuẩn đối với nước sinh hoạt, nước mặt là nồng độ florua = 1,5 mg/L (QCVN 2011) [5,6]. Đặng Thị Thu Hương 5 Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường Luận văn thạc sĩ 1.2.2. Tính chất vật lí và hóa học của florua Ở điều kiện thường, flo là chất khí có màu lục nhạt, dung dịch của nó có màu vàng nhạt. Flo tan trong HF lỏng, có mùi xốc khó chịu và rất độc, là chất không phân cực. Flo tan tương đối ít trong nước. Khi làm lạnh dung dịch nước, flo tách ra ở dạng tinh thể hidrat F2.8H2O. Lực tương tác giữa phân tử flo và nước bằng lực Vandecvan. Flo tan nhiều trong các dung môi hữu cơ như C6H6, CS2,... - Một vài tính chất của flo [5, 9] tosôi = -219,6oC Độ dài liên kết X-X = 1,42 Ao tonóng chảy = -187,0oC Năng lượng hidrat hóa của X = 121 Kcal/ptg Năng lượng liên kết = 37 Kcl/l Thế điện cực chuẩn = 2,87V - Năng lượng ion hóa rất cao của ion giải thích sự không tồn tại của ion flo dương. Ở điều kiện thường flo là một chất khí không màu, nếu lớp dày thì có màu lục nhạt. Flo là chất oxi hóa mạnh có thể tác dụng với tất cả các nguyên tố trừ N. Khả năng khử không thể hiện ở flo. Các hợp chất của flo với kim loại quan trọng là NaF, KF, CaF2, trong đó CaF2 là một trong những muối quan trọng nhất của axit HF. 1.2.3. Độc tính của florua Florua có ảnh hưởng bệnh lí học lên cả thực vật và động vật [3]. Thực vật: Là chất gây nguồn bệnh, florua gây ra sự phá hủy một diện tích rộng mùa màng. Nó chủ yếu được tập trung bởi thực vật ở dạng khí HF thông qua khí khổng của lá, hòa tan vào pha nước của các lỗ cẩn khí khổng và được vận chuyển ở dạng ion theo dòng thoát hơi nước đến các đỉnh lá và các mép lá. Một số đi vào tế bào lá và tích tụ ở bên trong các bào quan của tế bào. Các ảnh hưởng của flo đến thực vật rất phức tạp vì liên quan đến rất nhiều phản ứng sinh hóa. Các triệu chứng thương tổn chung là sự gây vành đỉnh và mép lá và gây cháy lá. Nó cũng làm giảm sự sinh trưởng và phát triển của thực vật và sự nảy mầm của hạt. Một trong số biểu hiện sớm ảnh hưởng phá hủy trong thực vật của florua là sự mất clorophin, điều này liên quan đến sự phá hủy các lục lạp, ức chế sự quang tổng hợp. Florua cũng có ảnh hưởng trực tiếp đến các enzim liên quan đến sự glico phân, hô hấp và Đặng Thị Thu Hương 6 Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường Luận văn thạc sĩ trao đổi chất của lipit và tổng hợp protein (photphoghucomutaza < piruvat kinaza, sucxinic dehidrogenaza, pirophotphataza và ATPaza ti thể). Tất cả những ảnh hưởng đó dẫn đến sự thất thu mùa màng. Động vật: Mặc dù florua chỉ có độc tính cấp vừa phải đối với động vật và không được xem là mối đe dọa đối với động vật hoang dã, nó có thể đóng vai trò đe dọa với đời sống con người và gia súc dưới những điều kiện nào đó. Các florua như đã được chỉ ra đối với nguyên nhân gây phá hủy nhiễm sắc thể và sự đột biến trong các tế bào động và thực vật, dẫn đến ảnh hưởng gây ra ung thư mạnh, mặc dù vậy, các vấn đề nghiêm trọng nhất liên quan với sự nhiễm florua còn đang được tranh cãi, nhưng nói chung là ảnh hưởng rối loạn bộ xương. Sự ô nhiễm không khí có chứa florua có khả năng gây ra sự phá hủy rộng lớn hơn đối với vật nuôi ở các nước công nghiệp phát triển so với bất kỳ các chất gây ô nhiễm nào khác. Các triệu chứng ảnh hưởng thấy rõ là: Sự vôi hóa khác thường của xương và răng, bộ dạng cứng nhắc, thân mảnh, lông xù, giảm cho sữa giảm cân. Con người: Bệnh nhiễm flo nghề nghiệp đã được chuẩn đoán ở các công nhân ở các xí nghiệp, đặc biệt là xí nghiệp luyện nhôm và phân bón photphat, mức nhiễm flo xương đạt tới 2.000 mg/kg. Do lượng flo quá mức, men răng mất đi độ bóng của răng. Florua được tích lũy chủ yếu ở dưới khớp cổ, đầu gối, xương chậu và xương vai, gây khó khăn khi di chuyển hoặc đi bộ. Các triệu chứng của xương nhiễm flo tương tự như cột sống dính khớp hoặc viêm khớp, xương sống bị dính lại với nhau và cuối cùng nạn nhân có thể bị tê liệt. Nó thậm chí có thể dẫn đến ung thư và cuối cùng là cột sống lớn, khớp lớn, cơ bắp và hệ thần kinh bị tổn hại. Bên cạnh đó tiêu thụ quá nhiều florua có thể dẫn đến hàng loạt các tác hại như: Thoái hóa sợi cơ, nồng độ hemoglobin thấp đi, dị dạng hồng cầu, nhức đầu, phát ban da, thần kinh căng thẳng, trầm cảm, các vấn đề về đường tiêu hóa và tiết niệu, ngứa ran ở các ngón tay và ngón chân, giảm khả năng miễn dịch, phá thai, phá hủy các enzim,.. Bằng chứng về ung thư ở cộng đồng nhiễm florua ở mức cao có sự tranh cãi. Một số vượt quá mức bình thường bị ung thư đường hô hấp ở các mỏ flospar đã được công bố ở Canada và một số nơi (Colorado). Đặng Thị Thu Hương 7 Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường Luận văn thạc sĩ 1.2.4. Tình hình ô nhiễm florua hiện nay tại Việt Nam Tại một số địa phương thuộc huyện Tây Sơn và An Nhơn, Vân Canh, tỉnh Bình Định: Trung tâm y tế dự phòng tỉnh Bình Định đã tiến hành điều tra thực trạng nhiễm flo răng của học sinh tiểu học tại các huyện Tây Sơn và An Nhơn, Vân Canh, tỉnh Bình Định. Kết quả khám răng cho 17.869 em học sinh tiểu học trên địa bàn 3 huyện Tây Sơn và An Nhơn, Vân Canh cho thấy: Tỉ lệ nhiễm flo răng (Fluorosis) của học sinh huyện Tây Sơn là 15,8%, An Nhơn là 6,4%, Vân Canh là 1,5%. Đây là tỉ lệ nhiễm tương đối cao so với các vùng khác, trong đó tỉ lệ nhiễm của học sinh huyện Tây Sơn cao hơn hẳn so với các huyện khác một cách có ý nghĩa thống kê (p<0,001). Tỉ lệ nhiễm ở nam giới là 9,5% và nữ giới là 9,6%, không có sự khác biệt về tình trạng nhiễm flo theo giới (p>0,05). Bảng 1.1. Kết quả tỉ lệ % mắc bệnh Fluorosis theo giới tính của ba huyện Tây Sơn và An Nhơn, Vân Canh. Huyện Tổng chung Số Số khám mắc Nam Tỷ Số lệ % khám Số mắc Nữ Tỷ lệ Số % khám Số mắc An Nhơn 9.582 612 6,4 4.745 301 6,3 4.837 311 Tỷ lệ % 6,4 Tây Sơn 6.807 1.073 15,8 3.383 531 15,7 3.424 542 15,8 Vân 1.480 22 1,5 750 13 1,7 730 9 1,2 9,6 8.878 845 9,5 8.991 862 9,6 Canh Tổng 17.869 1.707 Đặng Thị Thu Hương 8 Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường Luận văn thạc sĩ Bảng 1.2. Kết quả tỉ lệ % mắc bệnh Fluorosis theo độ tuổi của ba huyện Tây Sơn và An Nhơn, Vân Canh. Huyện 8 tuổi Số khám Tỷ lệ % 9 tuổi Số khám Số mắc 10 tuổi Tỷ lệ Số Số % khám mắc Số mắc 172 5,5 3.089 202 6,5 3.358 238 Tỷ lệ % 7,1 An 3.135 Tây Sơn 2.175 317 14,6 2.168 339 15,6 2.464 417 16,9 Vân 456 1 0,2 486 9 1,9 538 12 2,2 5.766 490 8,5 5.743 550 9,6 6.360 667 10,5 Nhơn Canh Tổng Khảo sát ban đầu tại các cộng đồng có tỉ lệ trẻ em nhiễm florua răng tại ba huyện nói trên cho thấy các nguồn nước ngầm dùng cho ăn uống và sinh hoạt có hàm lượng flo cao vượt tiêu chuẩn cho phép (1,5 mg/l), có nơi lên đến 6,0 mg/l. Nguyên nhân gây nên bệnh Fluorosis là do hấp thu một lượng lớn flo trong một thời gian dài. Mức độ nghiêm trọng của bệnh tỉ lệ thuận với số lượng flo hấp thu, sức khỏe của đứa trẻ, độ tuổi và phản ứng cá nhân. Lượng flo hấp thu vào cơ thể chủ yếu qua đường ăn uống, trong đó nước uống là nguồn cung cấp chủ yếu. Bên cạnh đó flo có thể đi vào cơ thể qua thức ăn như trà, thịt cá, ngũ cốc, trái cây. Lượng flo trong thực phẩm phụ thuộc vào hàm lượng flo có trong đất, nước nơi nuôi trồng. Flo cũng có thể hấp thu từ kem đánh răng, nhất là từ loại kem có hàm lượng flo cao. Trẻ nhỏ sử dụng loại kem có hàm lượng flo cao có thể nuốt một lượng kem lúc chải răng. Khi trẻ sống trong vùng có nguồn ô nhiễm flo, việc uống liên tục nước có flo trong một thời gian dài sẽ làm tăng mức độ của bệnh Fluorosis. Khoa môi trường – Trường Đại học Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh thực hiện đề tài “Nghiên cứu xử lí tình trạng ô nhiễm Florua trong nước ngầm tại các xã Bình Tường, Tây Giang, huyện Tây Sơn và xã Nhơn Tây, huyện An Nhơn, tỉnh Bình Định”. Nhóm thực hiện đề tài này đã tiến hành lấy 45 mẫu nước giếng của các hộ Đặng Thị Thu Hương 9 Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường Luận văn thạc sĩ dân trên địa bàn 3 xã (xã Bình Tường, Tây Giang, huyện Tây Sơn và xã Nhơn Tây, huyện An Nhơn, tỉnh Bình Định). Kết quả phân tích tổng hợp trong tháng 7-2006 cho thấy: 27/45 (chiếm 60%) mẫu nước ngầm có hàm lượng florua vượt quá tiêu chuẩn quy định (không quá 1,5 mg/l). Trong đó thôn Hòa Hiệp (xã Bình Tường, huyện Tây Sơn) và thôn Nam Tượng 1 (xã Nhơn Tây, huyện An Nhơn) có 100% mẫu phân tích có chỉ tiêu florua vượt xa tiêu chuẩn cho phép. Trong các mẫu nước ngầm, hàm lượng flo được đo là 8 mg/l và là nguyên nhân chính khiến nhiều người dân ở các địa phương này có biểu hiện về các bệnh răng và xương khớp. - Tỉnh Khánh Hòa: Tại huyện Ninh Hòa-Khánh Hòa, y tế địa phương đã phát hiện nhiều người dân bị nhiễm flo răng. Tại Ninh Hòa bệnh “chết răng” đã được bệnh viện Ninh Hòa phát hiện từ những năm 90. Báo cáo của đoàn địa chất Việt Tiệp cho biết nước ngầm ở vùng Ninh Hòa có chứa nồng độ flo khá cao ( 2-13ppm). Ông Lê Văn Hùng, Giám đốc trung tâm NS-VSMTNT Khánh Hòa cho biết: Không chỉ Ninh Hòa có nguồn nước ngầm bị nhiễm nặng flo mà tại huyện Ninh Xuân còn có nhiều xã khác như: Ninh Trung, Ninh Phụng, Ninh Thuận...nguồn nước ngầm cũng bị nhiễm nặng flo. Hàm lượng flo trong nguồn nước giếng đào tại Ninh Xuân phổ biến từ 3-14ppm [9]. - Tại huyện Ninh Phước tỉnh Ninh Thuận: Mẫu nước được lấy theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 6000-1995) và ( ISO 5667-1992) và chúng được phân tích sắc ký ion sử dụng đầu dò độ dẫn. Nồng độ flo lại hai xã Phước Hà và Nhị Hà vượt khoảng 6 lần so với mức cho phép (TCVN 5944-1995). Nguyên nhân dẫn đễn ô nhiễm flo ở Ninh Hòa được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm [9]. Căn cứ vào tài liệu nghiên cứu địa chất thì vùng Ninh Hòa, cũng như suốt các dải ven biển Nam Trung Bộ rất phát triển đá Macma thâm nhập và phun trào có thành phần axit. Trong quá trình phong hóa các đá Macma axit một lượng flo được giải phóng và phân tán vào môi trường nước. Các nguồn nước khoáng giàu Đặng Thị Thu Hương 10 Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường Luận văn thạc sĩ flo (tới 9,2 mg/l) cũng có thể là nguồn ô nhiễm. Mặt khác liên quan tới các phức hệ đã macma xâm nhập granit trong khu vực thường có mặt quặng fluorit, là nguồn gốc nhiệt dịch ( ở huyện Đồng Xuân , Phú Yên). Nước dưới đất có thể mang flo đi xa nguồn khoáng hóa fluorit với khoảng cách lớn. Do vậy việc ô nhiễm florua trong nước ngầm và đặc biệt trong nước thải từ các ngành công nghiệp sản xuất phân bón, khai thác và chế biến khoáng sản chứa florua đòi hỏi các phương pháp xử lý an toàn florua. 1.2.5. Các phương pháp xử lý florua Mục đích của việc loại bỏ florua là xử lí nước bị ô nhiễm để làm giảm hàm lượng flo xuống giới hạn có thể chấp nhận được. Phương pháp truyền thống loại bỏ florua khỏi nước uống là làm trong và kết tủa. Kết tủa và keo tụ với Fe(III), nhôm hoạt tính, bùn phèn, và canxi đã được nghiên cứu. Ngoài ra trao đổi ion, thẩm thấu ngược và điện thẩm tách cũng đã được nghiên cứu để loại bỏ phần dư thừa florua từ nước uống. Tuy nhiên, những nhược điểm của hầu hết các phương pháp này là chi phí cao, hoạt động và bảo dưỡng phức tạp, ô nhiễm thứ cấp (bùn độc hại,..) và vận hành phức tạp. Amit Bhatnagar và các cộng sự đã viết một đánh giá toàn diện về các công nghệ loại bỏ florua ra khỏi nước uống. Các công nghệ khác nhau được so sánh với các ưu điểm, hạn chế được đánh giá [13]. Kết luận rằng: - Phương pháp keo tụ có hiệu quả loại bỏ florua, nhưng không đưa florua về dưới nồng độ chuẩn cho phép. - Kỹ thật màng thì đòi hỏi chi phí cao cho cài đặt, vận hành, dễ bị tắc nghẽn, quy mô lớn, hoặc màng bị hỏng dần. Các kỹ thuật điện thẩm tách, hay kỹ thuật điện nói chung thì khó khăn và chi phí rất cao, lắp đặt và bảo trì phức tạp. - Kỹ thuật Nalgonda là một trong những phương pháp kỹ thuật phổ biến được sử dụng rộng rãi để loại bỏ florua từ nước uống của các nước đang phát triển (Ví dụ như Ấn Độ, Kenya, Senegal và Tanzania). Quá trình này bao gồm việc bổ sung lượng phèn, vôi và bột tẩy trắng nước thô, tiếp theo là nhanh chóng trộn, keo tụ, lắng lọc và khử trùng theo quy định. Sau khi thêm phèn và nước vôi vào nước thô, khối nhôm hydroxit không tan được hình thành, lắng xuống đáy và kết tủa Đặng Thị Thu Hương 11 Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường Luận văn thạc sĩ florua. Tuy nhiên một số nhược điểm của kỹ thuật này cũng đã được báo cáo của vài nhà nghiên cứu, ví dụ như nồng độ nhôm cao còn lại ( 2-7mg/l) trong nước đã xử lí cao hơn các tiêu chuẩn WHO: 0,2 mg/l. - Trong số các phương pháp khác nhau loại bỏ florua từ nước uống, quá trình hấp phụ được sử dụng rộng rãi và cho kết quả khả quan và là một phương pháp hiệu quả hơn cho việc loại bỏ florua về chi phí, thiết kế và vận hành đơn giản. Chất hấp phụ truyền thống và phi truyền thống khác nhau đã được đánh giá cho việc loại bỏ florua dưới đây:
Kỹ thuật hấp phụ[4] Mặc dù phương pháp màng xử lý F- một cách hiệu quả đến mức có thể chấp nhận được, nhưng phương pháp hấp phụ vẫn có vị trí quan trọng trong nghiên cứu loại bỏ florua do khả năng ứng dụng thực tế cao và chi phí thấp hơn. Bản chất của chất hấp phụ florua dựa trên khoáng chất, đặc biệt là đất sét có chứa oxit sắt, oxit nhôm và silic. Về lý thuyết, hấp phụ florua trên các hạt rắn phải gồm ba bước: + Khuếch tán và vận chuyển các ion F- một cách hiệu quả đến bề mặt ngoài của vật liệu hấp phụ từ dung dịch trên bề mặt phân cách pha xung quanh các hạt vật liệu hấp phụ, được gọi là chuyển khối ngoài. + Hấp phụ các ion F- trên bề mặt hạt. + Các ion F- có thể trao đổi với cấu trúc bên trong hạt vật liệu hấp phụ, phụ thuộc vào thành phần hóa học của chất rắn, hoặc của các ion florua được hấp phụ chuyển đến bề mặt của lỗ xốp (khuếch tán trong hạt). Để đánh giá một chất hấp phụ cho mục đích ứng dụng thực tế, cần phải xem xét dung lượng hấp phụ trong các dung dịch, pH, thời gian hấp phụ cân bằng, tái sinh, và tải trọng khi có mặt các anion và cation ảnh hưởng. Hàng loạt các vật liệu hấp phụ đã được sử dụng để loại bỏ F- ra khỏi nước. Bao gồm nhôm hoạt tính, ngâm tẩm Al2O3, oxit đất hiếm, đất sét hoạt tính, ngâm tẩm SiO2, cacbon, chất thải rắn công nghiệp như bùn đỏ, đã qua xúc tác và tro bay, zeolit và các vật liệu trao đổi ion liên quan đến chất hấp phụ sinh học, phèn chua, chitosan biến tính, lớp hidroxit kép. Trong nhiều hệ thống hấp phụ đã nghiên cứu Đặng Thị Thu Hương 12 Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường Luận văn thạc sĩ vài chất hấp phụ F- xuống dưới 1,0-1,5 mg/L mức đạt tiêu chuẩn cho nước uống và nước thải.  Các vật liệu hấp phụ trên cơ sở nhôm và hợp chất của nhôm[37] • Nhôm Sự tương tác của ion F- với gibbsite – Al(OH)3 vô định hình (hidroxit nhôm tự nhiên) và oxit nhôm (Al2O3) trong khoảng pH=3-8 và nồng độ F- từ 0,1-1mM (1,9-19 mg/L). Ở pH<6 và tỉ lệ F:Al>2,5, hầu hết các gel Al(OH)3 vô định hình bị hòa tan hình thành các phức Al-F, với F- phân bố được xác định bằng giá trị F- lúc cân bằng. Ở tỉ lệ F:Al thấp hơn, chất rắn tồn tại ở khoảng pH 4-7 và hấp phụ mạnh mẽ F- từ dung dịch. Hấp phụ tốt nhất ở pH=5,5-6,5 (lên đến 9mol/kg tương đương 170mg/g). Ở pH thấp hơn khả năng hấp phụ giảm mạnh. Ở pH cao hơn có sự hình thành phức, F- chiếm chỗ OH- trên chất rắn, và hàm lượng F- bị hấp phụ hoặc tạo phức giảm nhanh chóng về 0 ở pH = 6,8. Ở pH tương tự cũng được nghiên cứu sử dụng Al2O3, trừ cả hai trường hợp chất hấp phụ có thể được hòa tan và dung lượng hấp phụ thấp. Ở pH cố định (5-7,5) quá trình hấp phụ phù hợp với phương trình Langmuir (tải trọng hấp phụ cực đại khoảng 19 mg/g). Để trở thành vật liệu hấp phụ nhôm hiệu quả phải được biến tính bằng nhiệt. Vật liệu khi nhiệt phân thường là gibbsite, Al(OH)3, hoặc vật liệu có chứa gibbsite, có thể nâng nhiệt độ từ từ hoặc nhanh chóng bằng cách nung thành sản phẩm tinh thể ở nhiệt độ cao. Phân hủy chậm thường đạt được bằng hơi nước trong khi sự phân hủy xảy ra nhanh chóng ở trong lò 400-8000C và thời gian tiếp xúc trong 1 giây hoặc ít hơn. Nhôm được biến tính nhanh chóng bằng cách chuyển gibbsite thành Al2O3 với 0,2-1 mol nước kết tinh cho mỗi mol Al2O3. Khi nung chậm thì thành phần tinh thể gibbsite hoặc nhôm ít hơn. So sánh nhôm hidrat hóa chưa xử lý nhiệt (UHA) và nhôm hidrat hóa đã xử lý nhiệt (THA) từ quá trình thủy phân nhôm sunfat trong nước. So sánh các thông số thời gian tiếp xúc, lượng chất hấp phụ, nhiệt độ trước khi hấp phụ, nhiệt độ trước và sau khi hấp phụ, hàm lượng F- và pH ban đầu. Hiệu quả loại bỏ F- tăng khi tăng nhiệt độ xử lý trên 2000C, nhưng nếu tăng nhiệt độ lên cao thì hiệu quả loại bỏ F- lại Đặng Thị Thu Hương 13 Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường Luận văn thạc sĩ giảm. pH tối ưu với hấp phụ F- đối với cả hai vật liệu UHA và THA đều là pH=4,09,0. Các dữ liệu hấp phụ ở pH trung tính cũng phù hợp với mô hình hấp phụ của THA và UHA lần lượt là 23,4 mg/g và 7 mg/g. Thứ tự các ion hấp phụ chọn lọc trên nhôm hoạt tính ở pH = 5,5-8,5 được báo cáo: OH- > H2AsO4- > Si(OH)3O- > HSeO3- > F- > SO42-> CrO42-> HCO3- > Cl> NO3- > Br- > I-. Vật liệu nhôm hoạt tính được tái sinh bằng cách rửa giải bằng dung dịch NaOH 4% để chiếm chỗ F- trên bề mặt vật liệu. Sau đó rửa giải bằng dung dịch axit để lập lại điện tích dương trên bề mặt nhôm hoạt tính. Nhược điểm lớn nhất khi hấp phụ trên nhôm hoạt tính là pH<7 và nhôm oxit/hidroxit có thể bị tan, giải phóng ion Al độc hại. Hiệu quả hấp phụ F- của vật liệu phèn ngâm tẩm Al hoạt tính (A/AA) đạt hiệu suất 92,6% ở pH=6,5, trong thời gian 3 giờ, chất lượng hấp phụ là 8 mg/ml, nồng độ F- đầu vào là 25mg/l. Cho đầu ra F- 1,9 mg/L. Kết quả phân tích EDAX cho thấy quá trình hấp phụ F- trên bề mặt vật liệu A/AA là do kết tủa bề mặt. • Nhôm mang theo mangan đioxit Vật liệu nhôm phủ MnO2 (MOCA) có thể xử lý F- xuống dưới hàm lượng 1,5 mg/L cho nước uống và nhanh hơn nhôm hoạt tính có tải trọng hấp phụ lớn hơn (2,85 mg/g so với 1,08 mg/g của nhôm hoạt tính). Các tác giả đã nghiên cứu thấy vật liệu nhôm hoạt tính mang MnO2 có thể xử lý F- xuống 0,2 mg/L khi nồng độ trong nước là 10 mg/l. Điều kiện hấp phụ tối ưu nhất liên quan đến hàm lượng chất hấp phụ tại pH = 5,5. Từ khảo sát về động học và đo điện thế không, mô hình hấp phụ đẳng nhiệt và phân tích năng lượng tán xạ tia X (EDAX) đã kết luận rằng quá trình hấp phụ F- xảy ra thông qua hấp phụ vật lý, nếu như khuếch tán nội phân tử tạo bề mặt lỗ xốp. Khả năng hấp phụ F- bị giảm khi có mặt các ion khác. Nước thải có nồng độ 5,0 mg/l sau khi được xử lý bằng HMOCA còn nồng độ F- < 1mg/L • Nhôm mang thêm MgO Gần đây Maliyekkal et al. (2008) mô tả nhôm hoạt tính mang MgO (MAAA) được chế tạo bằng cách tẩm Al(OH)3 với Mg(OH)2 và nung sản phẩm ở 4500C. Đặng Thị Thu Hương 14 Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường Luận văn thạc sĩ MAAA loại bỏ F- từ nước uống hiệu quả hơn nhôm hoạt tính. Loại bỏ được > 95% F- (10mg/L) trong 3 giờ trong môi trường trung tính, xuống 0,5 mg/L. Khả năng hấp phụ F- của MAAA phụ thuộc vào pH và bị giảm ở pH cao hơn. Tải trọng hấp phụ cực đại F- là 10,12 mg/g. Hầu hết các ion cùng tồn tại được tìm thấy trong nguồn nước tự nhiên có ảnh hưởng không đáng kể đến quá trình hấp phụ F-. Tuy nhiên, nồng độ bicacbonat và sufat cao làm giảm khả năng hấp phụ F- . • Nhôm mang theo oxit sắt Hỗn hợp hidroxit của nhôm và sắt được tạo thành khi Al(OH)3 và Fe(OH)3 đồng kết tủa từ hỗn hợp muối clorua bằng NH3. Sau khi ngưng kết và làm khô, chất hấp phụ thu được có khả năng hấp phụ F- tốt hơn Al(OH)3 hoặc Fe(OH)3 riêng lẻ. Điều này cho thấy các hidroxit được gắn kết và không hoạt động độc lập, và các phép đo vật lí các vật liệu kết luận rằng có một hợp chất mới. Quang phổ hồng ngoại Fourier (FTIR) cho thấy sự có mặt một liên kết Fe-O-Al. Kính hiển vi điện tử quét (SEM) cho thấy một hình thái bề bặt hầu như bất thường với độ xốp cao, cho thấy diện tích bề mặt cao. Dung lượng hấp phụ đơn lớp của hỗn hợp hidroxit, xuất phát từ hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir, lớn hơn các hidroxit tinh khiết. Các ion được khảo sát như chất bị hấp phụ là F-, Cl-, Br-. Tại pH = 4, F- được hấp phụ tốt nhất ở mức 88 mg/gram chất hấp phụ. Tương tự với khảo sát hấp phụ As(III) và As (V), Sujana et al. (2009a) đã chuẩn bị một loạt các oxit Fe bằng Al vô định hình với các tỉ lệ mol khác nhau và nghiên cứu khả năng hấp phụ F- bằng cách thay đổi điều kiện thí nghiệm. Farrah và Pickering (1986) nghiên cứu sự tương tác của dung dịch florua pha loãng với các oxit sắt ngậm nước. Tang et al (2009) đã báo cáo một nghiên cứu chi tiết về sự hấp phụ F- bằng cách sử dụng hạt hidroxit sắt thương mại. Tổng số thí nghiệm bao gồm pH, cường độ ion và anion khác nhau cùng tồn tại như photphat, sunfat, cacbonat và clorua để nghiên cứu khả năng hấp phụ. • Nhôm mang thêm các khoáng chất canxi Kỹ thuật Nalgonda, được đặt tên sau khi ngôi làng ở Andhra Pradesh, Ấn Độ xuất hiện phương pháp này, dựa trên khả năng hấp phụ florua trên khối hidroxit Đặng Thị Thu Hương 15 Khóa K23- Cao học Hóa Môi trường