Luận văn Nghiên cứu và ứng dụng công nghệ tiến tiến, phù hợp xử lý suy thoái môi trường nhằm sử dụng bền vững tài nguyên cho các vùng nuôi tôm các tỉnh ven biển Bắc bộ và vùng nuôi cá Tra ở Đồng Bằng Sông Cửu Long

 

 

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

1.1. TỔNG QUAN VỀ AMONI (NH4) VÀ HYDROSUNPHUA (H2S): 3

1.1.1. Nghiên cứu về amoni (NH4) và hydrosunphua (H2S): 3

1.1.2. Hiện trạng ô nhiễm amoni (NH4) và hydrosunphua (H2S) trong nước 10

1.1.2.1. Hiện trạng ô nhiễm Amoni trong nước 10

1.1.2.2. Hiện trạng ô nhiễm H2S trong nước 12

1.1.3. Các biện pháp xử lý ô nhiễm amoni (NH4+) và hydrosunphua (H2S) 14

1.1.3.1. Các biện pháp xử lý ô nhiễm amoni (NH4) trong nước 14

1.1.3.2. Các biện pháp xử lý ô nhiễm hydrosunphua (H2S) trong nước 16

1.2. Tổng quan khoáng Laterit và Zeolite 17

1.2.1. Khoáng Zeolite 17

1.2.2. Khoáng Laterit (đá ong ) 19

1.3. Lý thuyết hấp phụ 21

1.3.1. Định nghĩa 21

1.3.2. Phân loại hấp phụ 21

1.3.3. Cơ chế 22

1.3.4. Chất hấp phụ 22

1.3.5. Đường hấp phụ đẳng nhiệt 22

1.3.5.1. Phương trình Freundlich[1] 22

1.3.5.2.Phương trình Lăngmua (Langmuir)[1] 24

1.3.6. Các phương pháp phân tích 26

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 30

2.1. Hóa chất và thiết bị 30

2.1.1. Hóa chất và thiết bị phân tích H2S 30

2.1.2. Hóa chất và thiết bị phân tích NH3 30

2.2. Nội dung và phương pháp nghiên cứu 31

2.2.3. Phương pháp phân tích Hydrosunfuavà Amoni 35

2.3. Phương pháp xử lý số liệu 40

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 41

3.1. Khảo sát hiện trạng hồ nuôi tôm 41

3.2. Kết quả thí nghiệm với các khoáng chất Laterite và Zeolite 42

3.2.1. Kết quả thí nghiệm với khoáng Laterite 42

3.2.2. Kết quả thí nghiệm với khoáng Zeolite 49

KẾT LUẬN 55

 

 

 

docx58 trang | Chia sẻ: mimhthuy20 | Ngày: 22/09/2020 | Lượt xem: 79 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Nghiên cứu và ứng dụng công nghệ tiến tiến, phù hợp xử lý suy thoái môi trường nhằm sử dụng bền vững tài nguyên cho các vùng nuôi tôm các tỉnh ven biển Bắc bộ và vùng nuôi cá Tra ở Đồng Bằng Sông Cửu Long, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ật, giết chết tảo, làm cạn kiệt Oxy trong nước và để lại dư lượng trong sản phẩm. Để có thể ứng dụng trong thực tiễn thì cần phải tiếp tục có những nghiên cứu tỉ mỉ hơn. Chiết xuất từ cây kim giao (Yucca schidigera) có chứa hợp chất glyco, chất này có thể kết hợp với amoniac. Trong điều kiện phòng thí nghiệm người ta xác định được là cứ 1g dịch chiết kim giao thương phẩm sẽ làm giảm 0.1 – 0.2 g amoniac. Khả năng kết hợp với dịch chiết của amoniac phụ thuộc vào pH của môi trường, vấn đề chưa được khảo sát. Khảo sát thực tế cho thấy: sử dụng liều lượng 0.3 mg/l, chu kì 15 ngày thấy hàm lượng amoniac trong ao tôm thấp hơn so với ao đối chứng và khả năng sống của tôm cao hơn. Tuy nhiên cần  có những bằng chứng cụ thể về lợi ích của phương pháp trên trước khi ứng dụng vào thực tế. Các biện pháp xử lý ô nhiễm hydrosunphua (H2S) trong nước Phương pháp xử lý H2S bằng cách ôxy hoá hấp phụ. Nguyên lý: Phương pháp này dựa vào thế oxi hoá khử của mét sè chất ôxi hoá mạnh như : Hiđropeoxit(H202), clo(Cl2), mangan oxit(Mn02) có thể ôxi hoáđihiđro sunfua thành lưu huỳnh hoặc sunfat. Qúa trình này cũng bị ảnh hưởng bởi môi trường. Ở vùng pH cao sẽ có xu hướng tạo thành sunfat, còn trong vùng pH thấp thì khả năng chuyển thành lưu huỳnh cao hơn. Phương pháp kết tủa dựa trên việc tạo những hợp chất sunfua khó tan của các ion Ag+, Hg2+, Cd2+ , Zn2+... Mức độ kết tủa Ag2S mạnh hay yếu phụ thuộc vào pH của môi trường. Thông thường khi chuẩn độ người ta tiến hành trong môi trường đã được kiềm hoá. Cho mét lượng dư chính xác muối bạc vào dung dịch sunfua,        Dùng các chất oxi hoá mạnh như H2O2 để oxi hoá hoàn toàn S2- thành SO42-Sau đó kết tủa bằng dung dịch BaCl2 trong môi trường axít. Trong ao nuôi thủy sản, như đã đề cập ở trên, các dòng nước do sục khí tạo ra có thể làm xáo trộn trầm tích, tạo thuận lợi để trộn hydrogen sulfide vào trong nước, nhưng các lợi ích tích cực của việc đưa thêm oxy bằng cách sục khí có tác dụng hơn nhiều. Tuy nhiên, các thiết bị sục khí nên được lắp đặt theo cách giảm thiểu xáo trộn đất trầm tích. Các phương pháp giảm thiểu nguy cơ độc tính của hydrogen sulfide là cho ăn thận trọng để tránh thức ăn bị lãng phí ở đáy ao, sục khí nhiều để tránh mức oxy hòa tan thấp và tạo một dòng nước chảy có thêm oxy ngang qua bề mặt phân giới giữa đất và nước, bón vôi để ngăn chặn chất lắng đọng và nước có tính axit.Nên phơi kỹ đáy ao giữa các vụ. Đất trầm tích, bùn đáy ở những chỗ quá sâu để có thể khô hoàn toàn nên rút bỏ khỏi ao và đáy ao có tính axit nên được rải vôi. Một số sản phẩm đôi khi được sử dụng cho ao vì chúng có khả năng làm giảm hydrogen sulfide. Các sản phẩm này như là dùng kali permanganate ở nồng độ cao hơn nồng độ hydrogen sulfide sáu đến tám lần – permanganat có thể oxy hóa sulfide. Các hợp chất sắt như oxit sắt đã được sử dụng cho đất trầm tích theo tỷ lệ 1 kg/m2 hoặc nhiều hơn để kích thích hydrogen sulfide trong nước ở lỗ rỗng đất trầm tích kết tủa thành sulfide sắt. Dùng natri nitrat cho nước có thể giúp duy trì điều kiện có thêm oxy tại bề mặt phân giới giữa nước và đất, làm giảm cơ hội hydrogen sulfide khuếch tán vào trong nước. Chế phẩm sinh học thường được sử dụng trong ao với niềm tin sẽ làm giảm nguy cơ độc tính của hydrogen sulfide. Vi khuẩn oxy hóa lưu huỳnh có sẵn trong ao nuôi và không biết chắc là các xử lý bằng men vi sinh có hiệu quả để loại bỏ hydrogen sulfide. Zeolite đôi khi được cho là hấp thụ hydrogen sulfide, nhưng tỷ lệ xử lý cần thiết nhằm có hiệu quả sẽ là quá nhiều để có giá cả phải chăng. Tổng quan khoáng Laterit và Zeolite Khoáng Zeolite Zeolite là aluminosilicat tinh thể, không có màu sắc, trắng, độ cứng từ 3 - 6. Trong thiên nhiên có khoảng 40 loại Zeolite tự nhiên đã được phát hiện. Song, các ứng dụng quan trọng trong hấp phụ, tách lọc, xúc tác chủ yếu nhờ vào các zeolit tổng hợp nhân tạo, do các Zeolite tự nhiên thường có những điểm không tốt bằng zeolite tổng hợp, các kênh lớn thường bị tắc nghẽn do những khuyết tật về mặt cấu trúc. Ngày nay, người ta đã tổng hợp được khoảng 200 loại Zeolite. Tuy nhiên, chỉ một số ít trong đó có ứng dụng công nghiệp. Đơn vị cơ bản của mọi Zeolite là tứ diện TO4 bao gồm 1 cation T được bao quanh bởi 4 ion O2-. Nếu T là Si4+ thì tứ diện SiO4 trung hoà về điện tích, còn T là các ion hoá trị 3+, thông thường là Al3+ thì tứ diện AlO41- mang một điện tích âm.Cấu trúc không gian ba chiều của Zeolite được hình thành bởi sự ghép nối các tứ diện TO4 (T=Si, Al). Các tứ diện là các đơn vị cấu trúc sơ cấp sẽ liên kết với nhau hình thành các đơn vị cấu trúc thứ cấp SBU . Đó là các vòng đơn gồm 4; 6; 8 ; 10 và 12 tứ diện hoặc hình thành các vòng kép 4 nhân 2 và 6 nhân 2 tứ diện.và theo nguyên tắc Lowenstein xác định rằng cấu trúc Zeolit không thể tồn tại liên kết Al-O-Al, mà chỉ tồn tại các liên kết –Si-O-Si- và –Si-O-Al-, (Nguyễn Hữu Phú, 1998 [9]) Sự thay thế Si4+ bằng Al3+ làm xuất hiện một điện tích âm trong mạng lưới tinh thể, và được bù trừ bởi một cation hoá trị 1 - cation bù trừ, cation đối. Các cation này chủ yếu là Na+, K+, Mg2+, Ca2+. Những cation này được liên kết bằng lực hấp phụ lỏng trên bề mặt khối tứ diện và được bao quanh là những phân tử nước. Công thức tổng quát cảu Zeolit được biểu diễn như sau: (Me++,Me2+)x . (AlO2)x . (SiO2)y . zH2O, Trong đó: x, y, z là các hệ số tương ứng; Me+ thông thường là K+, Na+; Me++ có thể là Ca++, Mg++ hay Fe++. Hiếm khi có Li, Sr hay Ba đóng vai trò là cation đối. Đặc trưng cơ bản nhất của Zeolit là các kiểu cấu trúc tinh thể, cấu tạo hình học ( cách sắp xếp các tứ diện; thể tích lỗ xốp; kích cỡ các kênh (từ 3-10A0 , rãnh, các hốc lỗ) tỷ số Si/Al ( hoặc SiO2/ Al2O3) và các cation bù trừ (Na+, K+...). Các cation bù trừ có khả năng trao đổi với một nhóm các cation KLN nhất định trong dung dịch (như: Pb, Cd, Zn, Mn(Breck 1974) [14]. Về sự hình thành Zeolite tự nhiên (Bramlette và Posniak , 1933 [13]), đoán nhận sự có mặt của những zeolite như những sản phẩm thay đổi của tro bụi vitric trong những đá trầm tích có hạt nhỏ. Coombs (1954) [12], đã xác định khoáng zeolite có xuất hiện trong đá macma phun trào (đá phún xuất) tại Southland, New Zealand. Ngày nay các dạng khoáng zeolite tự nhiên này đã được xác định ở nhiều nước như: Nhật Bản, Nga, Ý, Hy Lạp, Thổ Nhĩ Kì, Mexico, Mỹ, Kenya và Australia. Bản chất hấp phụ của khoáng Zeolite là trao đổi cation bằng khả năng cạnh tranh ái lực trên bề mặt khoáng. Do vậy khoáng Zeolite thường được sử dụng để xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường nước và đất. Trong khi đó cation NH4+ khi xét về điện tích thì có tính chất như một kim loại nặng nhóm I. L. Curkovic, T. Filipan (1996) , khi nghiên cứu về khả năng trao đổi các ion kim loại nặng bởi khoáng Zeolite tự nhiên và hoạt hóa, các tác giả cho rằng: sự hấp thu KLN được cho là do những cơ chế khác nhau của quá trình trao đổi ion cũng như quá trình hấp phụ (hút bám hóa học). Trong suốt quá trình trao đổi ion, những ion Pb và Cd phải được chuyển qua những kênh, lỗ (khe hở) của khoáng Zeolite và chúng phải thay thế các cation kim loại có khả năng trao đổi Pb và Cd như Na, Ca và một số ít là K. Sự khuếch tán nhanh hơn khi những ion di chuyển qua các lỗ và chậm lại khi những ion di chuyển qua các kênh có đường kính nhỏ hơn. Tuy nhiên sự hấp phụ trên bề mặt khoáng là nguyên nhân quan trọng nhất giữ Pb và Cd ổn định trên bề mặt khoáng. Điều này cũng mở ra hướng nghiên cứu sử dụng các khoáng sét khác cũng có thể cho kết quả tốt, một số khoáng sét được đề nghị là (bentonite, illite, monmorinolite, feldspar, calcite, quartz và halite). Sự tương tác giữa ion KLN trong đất và các ion trên bề mặt khoáng sẽ dẫn tới các KLN sẽ được vận chuyển tới bề mặt các phần tử Zeolite, ở đó các hoạt động của kim loại sẽ bị giới hạn và được ổn định. Trịnh Quang Huy (2006), khi tiến hành nghiên cứu về việc xử lý nước thải chứa Pb2+ và Cd2+ từ các phòng thí nghiệm hóa học đã cho kết luận rằng: kết quả nghiên cứu động thái hấp phụ của Pb2+ và Cd2+ trên các mẫu zeolite thí nghiệm cho thấy Pb và Cd được gắn trên bề mặt khoáng nhờ các quá trình trao đổi ion khác nhau. Khi diễn ra sự trao đổi ion một phân các ion Pb và Cd được vận chuyển tới khe hở trên bề mặt khoáng zeolite, phần khác được trao đổi với các cation như Na+, K+, Ca2+, Mg2+ nhờ cơ chế đổi chỗ. Sự khuếch tán diễn ra nhanh tại các khe hở trên bề mặt khoáng zeolite, sau đó chậm dần. Các ion Pb2+ và Cd2+ được hấp phụ chủ yếu nhờ các phản ứng trao đổi ion trong các lỗ hổng của bề mặt khoáng zeolite. Việc sử dụng Zeolite tự nhiên và zeolite hoạt hóa cho thấy hiệu quả cao trong việc loại bỏ các ion kim loại nặng trong nước thải có nồng độ khoảng 2ppm. Hiệu quả đối với Pb đạt hơn 95% và đối với Cd đạt hơn 99%. Thực tế cho thấy các khu vực nuôi tôm thường xử lý hiện tượng khí độc nền đáy ao bằng khoáng Zeolit, vật liệu này được nhập khẩu từ Thái Lan hoặc được sản xuất trong nước. Do có hệ mao quản nhỏ với kích thước ngang với kích thước của các phân tử nên chúng có khả năng tách chọn lọc một chất nào đó phụ thuộc vào kích thước phân tử - tức là khả năng “sàng lọc”, vì vậy zeolit còn có tên là vật liệu rây phân tử. Khoáng Laterit (đá ong ) Laterite là loại khoáng được hình thành do quá trình phong hóa và tích tụ của sắt hydroxit/oxohydroxit trong tự nhiên. Laterite thông thường được tạo bởi hai phần chính trong cấu trúc đó là phần “xương cứng” là khung sắt hydroxit/oxit kết von và phần mềm xen kẽ chủ yếu là sắt hydroxit và sét. Laterite phân bố nhiều tại những vùng giáp ranh giữa vùng đồi núi và đồng bằng có sự phong hóa quặng chứa sắt và các dòng nước ngầm có oxi hòa tan. Ở miền Bắc nước ta, đặc trưng là tại vùng đồng bằng Bắc Bộ như Hà Tây, Vĩnh Phúc, Bắc Giang, Bắc Ninh... Ngoài ra còn tại các tỉnh như Thanh Hoá, Nghệ An, Ninh Bình...sự tồn tại của laterit cũng rất đáng kể. Đã có rất nhiều tài liệu nói về đá ong, các tác giả đưa ra nhiều ý kiến khác nhau về nguồn gốc hình thành. Song có nhiều tác giả đã đồng tình với quan điểm cho rằng sự hình thành đá ong là do các quá trình di chuyển của ôxit sắt từ nơi khác đến, đặc biệt khi xét đến vai trò của nước ngầm trong việc hình thành đá ong, các tác giả đã nhấn mạnh ý nghĩa của các dòng nước mạch ngầm mang sắt từ tầng đất trên đưa xuống tầng dưới. Tại đây nhờ các quá trình ôxi hoá và đất bị khô đi mà Fe bị kết von lại và tham gia vào quá trình tạo thành đá ong. a. Laterite trong tự nhiên b. Cấu trúc mặt cắt của khối Laterit Hình 2. Laterit (đá ong) trong tự nhiên - Khoáng laterite có thành phần chủ yếu là Fe2O3 và Al2O3 được nghiên cứu và ứng dụng nhiều trong xử lý kim loại nặng, asen và các anion độc hại khác trong nước. Laterit hiện được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng xử lý nước ăn: Trạm nước quy mô gia đình. Bình lọc nước gia đình. Hệ thống cấp nước công nghiệp. Sử dụng các khoáng chất tự nhiên ức chế quá trình sinh khí amoni và hydrosunfua trong môi trường yếm khí. Lý thuyết hấp phụ Định nghĩa Sự hấp phụ là sự thu hút chất trên bề mặt phân chia hai pha thể tích (rắn-lỏng, rắn-khí, lỏng-khí). Chất mà trên bề mặt của nó sự hấp phụ xảy ra gọi là chất hay vật hấp phụ, còn chất được tập tụ ở bề mặt phân chia gọi là chất bị hấp phụ [3]. Phân loại hấp phụ Có 3 loại: hấp phụ vật lý, hấp phụ hóa học và hấp phụ trao đổi [2] Hấp phụ vật lý: Các phân tử bị hấp phụ bị giữ lại trên bề mặt chất hấp phụ nhờ những lực liên kết yếu như lực Vander Waals, liên kết Hydro Các phân tử chi bị giữ lại nhưng không tạo thành hợp chất hóa học. . Sự hấp phụ vật lí luôn luôn thuận nghịch, nhiệt hấp phụ không lớn và ít phụ thuộc vào nhiệt độ. 1.3.2.2. Hấp phụ hóa học (Hấp phụ hoạt hóa): Có bản chất là một phản ứng hóa học. Nó hình thành các liên kết hóa học bền và tạo thành hợp chất. Là kết quả của sự tương tác giữa chất rắn và chất bị hấp phụ Nhiệt phát trong hấp phụ hóa học thường lớn cỡ nhiệt phản ứng Quá trình thường là không thuận nghịch Hấp phụ hóa học liên quan đến hang rào hoạt hóa còn được gọi là hấp phụ hoạt hóa. 1.3.2.3. Hấp phụ trao đổi: Có đặc tính hút bằng tĩnh điện Là quá trình trao đổi ion Ion tích điện cao bị hút lơn hơn ion hóa trị thấp hơn Ion kích thước nhỏ bị hút nhiều hơn Cơ chế Quá trình hấp phụ được thực hiện bằng cách cho tiếp xúc hai pha không hòa tan pha rắn (chất hấp phụ) với pha khí hoặc pha lỏng. Chất bị hấp phụ sẽ đi từ pha khí, pha lỏng đến pha rắn cho đến khi nồng độ của dung chất phân bố giữa hai pha đạt cân bằng[2]. Chất hấp phụ Vật liệu dùng làm chất hấp phụ là các vật liệu xốp với bề mặt riêng lớn, được tạo thành do tổng hợp nhân tạo hoặc do tự nhiên. Vật liệu hấp phụ có độ rỗng lớn do nhiều mao quản li ti nằm bên trong khối vật liệu. Yêu cầu đối với chất hấp phụ: Khả năng hấp phụ cao Phạm vi áp dụng rộng Có độ bền cơ học cần thiết Có khả năng hoàn nguyên dễ dàng Giá thành rẻ Đường hấp phụ đẳng nhiệt 1.3.5.1. Phương trình Freundlich[1] Đó là phương trình thực nghiệm áp dụng cho sự hấp phụ khí hoặc chất tan lên chất hấpphụ rắn: q = βC α (1) Trong đó: q là lượng chất bị hấp phụ bởi một gam chất hấp phụ (mol/g) hoặc mg/g. C là nồng độ chất bị hấp phụ khi đạt cân bằng hấp phụ(mol/l) hoặc mg/l β và α đều là hằng số, riêng α luôn luôn bé hơn 1. Vì α < 1 nên đường biểu diễn của phương trình (1) là một nhánh của đường parabol và được gọi là đường hấp phụ đẳng nhiệt Frendlich. Đường này khác đường Lăngmua ở chỗ ở vùng nồng độ thấp đường biểu diễn không phải là đường thẳng đi qua gốc toạ độ và ở vùng nồng độ cao, đường biểu diễn không đạt cực đại mà có xu hướng đi lên mãi, đó là nhược điểm của phương trình Frendlich. Ở vùng nồng độ trung bình, hai đường biểu diễn giống nhau. C Hình 3. Đường hấp phụ axit propionic trên than hoạt tính Hình 1 biểu diễn đường hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich của axit propionic trên than hoạt tính. Ta thấy từ điểm M, đường biểu diễn phân ra hai nhánh: Đoạn MB là đoạn tính trực tiếp từ phương trình (1) còn MC là đoạn vẽ theo thực nghiệm. Để cho đường hấp phụ mô tả đúng phương trình (1) cần giả thiết α không phải là hằng số mà là hàm số của nồng độ. Ở nồng độ thấp α = 1, khi đó ta sẽ có: q = βC (2) Còn ở nồng độ cao hơn thì α = 0, khi đó ta sẽ có: q = β (3) Để tính các hằng số trong phương trình Frendlich, người ta cũng dùng phương pháp đồ thị. Phương trình Freundlich có thể viết dưới dạng: lg q = lgβ + αlgC lgq Hình 4. Đồ thị để tìm ra các hằng số trong phương trình Frendlich Như vậy lgq tỉ lệ bậc nhất với lgC. Đường biểu diễn trong hệ tọa độ lgq − lgC sẽ cắt trục tung tại N. Ta có: ON = lgβ tgγ= α Từ hai phương trình này sẽ xác định được các hằng số αvà β. 1.3.5.2.Phương trình Lăngmua (Langmuir)[1] Là phương trình có chứng minh lí thuyết dựa vào việc nghiên cứu động học của sự hấp phụ. Phương trình có dạng: q = qmaxbC1+bC(4) q là lượng chất bị hấp phụ bởi một gam chất hấp phụ (mol/g). C là nồng độ chất bị hấp phụ lúc cân bằng hấp phụ (mol/l). qmax : tải trọng hấp phụ cực đại theo lý thuyết (mg/g) b là hằng số. Trong một số trường hợp. giới hạn phương trình Langmuir có dạng: Khi bC <<1 thì q=qmaxbC mô tả vùng hấp phụ tuyến tính. Khi bC>>1 thì q=qmax mô tả vùng hấp phụ bão hòa. Khi nồng độ chất hấp phụ nằm trung gian giữa hai khoảng nồng độ trên thì đường biểu diễn phương trình Langmuir là một đường cong. Hình 5. Đường hấp phụ đẳng nhiệt Lăng mua Để tìm các hằng số trong phương trình lăng mua, người ta dùng phương pháp đồ thị bằng cách chuyển phương trình trên thành phương trình đường thẳng: Theo phương trình này C/qphụ thuộc bậc nhất vào C. Đường biểu diễn trong hệ tọa độ C/q- C cắt trục tung tại M. Ta có : k=1/qmax Từ hai phương trình này sẽ tính được b và qmax Tải trọng hấp phụ cực đại của vật liệu: C/q Hình 6. Đồ thị để tìm các hằng số trong phương trình Lăngmua CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM Hóa chất và thiết bị 2.1.1. Hóa chất và thiết bị phân tích H2S Hóa chất: - Dung dịch axit sunfuric 0,5N - Dung dịch axit clohydric 6N - Dung dịch Iot 0,1N - Dung dịch Natrithiosunfat 0,1N - Dung dịch hấp thụ: Cadmisunfat - Dung dịch H2S tiêu chuẩn - Dung dịch FeCl3 1% - Dung dịch p-amino dimetyl aniline - Nước cất 2 lần Dụng cụ - Buret, pipet, ống nghiệm - Cốc chứa mẫu - Chai đựng dung dịch - Xi lanh hút mẫu Thiết bị - Cân điện tử 4 số - Máy so màu DR5000 - Tủ sấy - Máy nghiền mẫu Hóa chất và thiết bị phân tích NH3 Hóa chất: - Natri hydroxit (NaOH) - Kali iodua (Kl) dung dịch 10%; - Amoni clorua (NH4Cl); - Natri nitropruxit Na2 [Fe (CN)5] (NO) - Natri cacbonat Na2CO3 - Axit sunfuric H2SO4 d = 1.18, dung dịch 10% (theo thể tích); - Natri clorua (NaCl); - Axit salixllic [OH (C6H4) COOH]; - Natri thiosunfat (Na2SO3 5H2O dung dịch 0,05moyl; - Axit oxalic (H2C2O4 ) - Phenol (C6H5OH); - Clorua vôi (Ca0C2) - Nước cất 2 lần, được cất với axit sunfuric (0,5ml axit sunfuric d = l,8 trong l lít nước cất) hay nước đã khử ion hoàn toàn. Dụng cụ - Buret, pipet, ống nghiệm - Cốc chứa mẫu - Chai đựng dung dịch - Xi lanh hút mẫu Thiết bị - Cân điện tử 4 số - Máy so màu DR5000 - Tủ sấy Nội dung và phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Nội dung nghiên cứu - Khảo sát thực trạng ô nhiễm tại hồ nuôi tôm, đánh giá chất lượng nước và bùn đáy tại hồ nuôi tôm - Nghiên cứu thành phần một số khoáng chất tự nhiên - Nghiên cứu khả năng ức chế quá trình sinh khí Amoni và Hydrosunfua trong môi trường yếm khí bằng khoáng Laterit - Nghiên cứu khả năng ức chế quá trình sinh khí Amoni và Hydrosunfua trong môi trường yếm khí bằng khoáng Zeolite - So sánh khả năng ức chế quá trình sinh khí Amoni và Hydrosunfua của 02 loại khoáng Laterite và Zeolite 2.2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.2.1. Khảo sát và lấy mẫu ngoài hiện trường Chúng tôi tiến hành khảo sát, lấy mẫu nước và mẫu bùn tại trại nuôi tôm thâm canh tại huyện Hải Hậu, tỉnh Nam Định vào tháng 3, tháng 4 và tháng 5 năm 2014. Diện tích ao nuôi tôm là 2000 m2, ao nuôi với mật độ 70 – 80 con/ m2. Thời điểm lấy mẫu cũng vào thời điểm cuối vụ nuôi tôm của trang trại và đây là một trong những ao nuôi được đánh giá là ô nhiễm tại khu vực khảo sát. 2.2.2.2. Phương pháp lấy mẫu Mẫu nước được lấy theo TCVN 6663 -1: Chất lượng nước - Hướng dẫn lấy mẫu nước. 2.2.2.3. Các chỉ tiêu phân tích để đánh giá chất lượng nước và bùn đáy Các chỉ tiêu phân tích mẫu nước: Nhiệt độ ToC, pH, Độ mặn, DO, TAN, H2S Phương pháp lấy mẫu bùn: Mẫu bùn đáy ao được thu ở tầng mặt (0 - 30 cm), thu 05 mẫu theo nguyên tắc đương chéo và trộn lại với nhau thành 01 mẫu. Mẫu được thu trong thời gian 3 giờ. Mẫu được phơi đến khi khô ở điều kiện nhiệt độ phòng, sau đó mẫu được nghiền qua rây 0,5 mm Các chỉ tiêu phân tích mẫu bùn đáy: N tổng số, P tổng số, OC, pH, NH4+, NH3 2.2.2.4. Vật liệu thí nghiệm: Khoáng chất tự nhiên: Được mua ngoài thị trường, được phơi khô và nghiền qua rây 0,5 mm Bảng 3. Thành phần chính của khoáng Zeolite và Laterite Khoáng Laterite Khoáng Zeolite - SiO2 (min) : 40,69 % - Fe2O3 : 32,14 % - Al2O3 : 14,38 % - K2O: 0,33 % - CaO : 0,14 - P2O5 : 2,35 % - SiO2 (min) : 40% - AL2O3 (min) : 2% - CaO (min) : 2% - MgO (min) : 1% - Na2O (min): 0,8% Nước cất 2 lần: Lấy tại Viện Môi trường nông nghiệp Địa điểm nghiên cứu: Viện Môi trường Nông nghiệp Phương pháp xử lý số liệu: bằng phần mềm EXCEL 2.2.2.5. Chuẩn bị thí nghiệm: * Chuẩn bị thí nghiệm với khoáng chất Laterite: Thí nghiệm theo dõi biến động nồng độ khí Amoni Chuẩn bị mẫu đối chứng: Cho 2 kg bùn khô vào bình kín dung tích 5 lít có chứa 2 lít nước cất, khuấy đều 5 phút. Toàn bộ bình thí nghiệm được phủ lớp nilong màu đen để tránh anh sáng mặt trời. Nắp bình được bịt kín, tránh sự xâm nhập của oxi không khí. Chuẩn bị các mẫu thực nghiệm với khoáng Laterite: Cho lần lượt vào mỗi bình dung tích 5 lít 2 kg bùn khô, thêm 2 lít nước cất. Sau đó bổ sung những lượng khoáng Laterite theo các công thức: Công thức 1 (CT1_La1): Cho thêm 1 gam khoáng Laterite Công thức 2 (CT2_La1): Cho thêm 2 gam khoáng Laterite Công thức 3 (CT3_La1): Cho thêm 3 gam khoáng Laterite Nắp các bình thí nghiệm được bịt kín, tránh sự xâm nhập của không khí. Khuấy đều 5 phút sau đó để yên. Định kỳ hút mẫu dung dịch thí nghiệm sau 1 ngày, 5 ngày, 10 ngày, 15 ngày, 20 ngày, 25 ngày, 30 ngày để phân tích amoni. Thí nghiệm theo dõi biến động nồng độ khí Hydrosunfua Chuẩn bị mẫu đối chứng: Cho 2 kg bùn khô vào bình kín dung tích 5 lít có chứa 2 lít nước cất, khuấy đều 5 phút. Toàn bộ bình thí nghiệm được phủ lớp nilong màu đen để tránh ánh sáng mặt trời, tại nắp bình có lắp ống nhựa mềm được nối sang chai nhựa mềm dung tích 0,5 lít có chứa đầy dung dịch nước muối NaCl, để thu mẫu khí. Các điểm nối ống nhựa mềm với bình được bịt kín, tránh sự xâm nhập của oxi không khí. Chuẩn bị các mẫu thực nghiệm với khoáng Laterite: Cho lần lượt vào mỗi bình dung tích 5 lít 2 kg bùn khô, thêm 2 lít nước cất. Sau đó bổ sung những lượng khoáng Laterite theo các công thức: Công thức 1 (CT1_La2): Cho thêm 1 gam khoáng Laterite Công thức 2 (CT2_La2): Cho thêm 2 gam khoáng Laterite Công thức 3 (CT3_La2): Cho thêm 3 gam khoáng Laterite Khuấy đều 5 phút. Tại nắp bình có lắp ống nhựa mềm được nối sang chai nhựa mềm dung tích 0,5 lít có chứa đầy dung dịch nước muối NaCl, để thu mẫu khí. * Chuẩn bị thí nghiệm với khoáng chất Zeolite: Thí nghiệm theo dõi biến động nồng độ khí Amoni Chuẩn bị mẫu đối chứng: Cho 2 kg bùn khô vào bình kín dung tích 5 lít có chứa 2 lít nước cất, Khuấy đều 5 phút. Toàn bộ bình thí nghiệm được phủ lớp nilong màu đen để tránh ánh sáng mặt trời, nắp bình được bịt kín tránh sự xâm nhập của không khí. Chuẩn bị các mẫu thực nghiệm với khoáng Zeolite: Cho lần lượt vào mỗi bình dung tích 5 lít 2 kg bùn khô, thêm 2 lít nước cất. Sau đó bổ sung những lượng khoáng Zeolite theo các công thức: Công thức 1 (CT1_Zeo1): Cho thêm 1 gam khoáng Zeolite Công thức 2 (CT2_Zeo1): Cho thêm 2 gam khoáng Zeolite Công thức 3 (CT3_Zeo1): Cho thêm 3 gam khoáng Zeolite Nắp bình được đậy kín tránh không khí xâm nhập, khuấy đều 5 phút. Sau đó định kỳ hút mẫu dung dịch thí nghiệm để phân tích hàm lượng amoni theo thời gian. Thí nghiệm theo dõi biến động nồng độ khí Hydrosunfua Chuẩn bị mẫu đối chứng: Cho 2 kg bùn khô vào bình kín dung tích 5 lít có chứa 2 lít nước cất, khuấy đều 5 phút. Toàn bộ bình thí nghiệm được phủ lớp nilong màu đen để tránh anh sáng mặt trời, tại nắp bình có lắp ống nhựa mềm được nối sang chai nhựa mềm dung tích 0,5 lít có chứa đầy dung dịch nước muối NaCl, để thu mẫu khí. Các điểm nối ống nhựa mềm với bình được bịt kín, tránh sự xâm nhập của oxi không khí. Chuẩn bị các mẫu thực nghiệm với khoáng Zeolite: Cho lần lượt vào mỗi bình dung tích 5 lít 2 kg bùn khô, thêm 2 lít nước cất. Sau đó bổ sung những lượng khoáng Laterite theo các công thức: Công thức 1 (CT1_Zeo2): Cho thêm 1 gam khoáng Zeolite Công thức 2 (CT2_Zeo2): Cho thêm 2 gam khoáng Zeolite Công thức 3 (CT3_Zeo2): Cho thêm 3 gam khoáng Zeolite Khuấy đều 5 phút. Tại nắp bình có lắp ống nhựa mềm được nối sang chai nhựa mềm dung tích 0,5 lít có chứa đầy dung dịch nước muối NaCl, để thu mẫu khí. Các bình được bịt kín, tránh không khí xâm nhập. Phương pháp thu mẫu khí: Dùng xilanh hút từ 5 đến 10 ml mẫu khí tại bình chứa khí thoát ra theo thời gian định sẵn 5 ngày, 10 ngày, 15 ngày, 20 ngày, 25 ngày, 30 ngày, 35 ngày, 40 ngày. Sau mỗi lần hút mẫu, dùng băng dính dán kín tại vị trí hút mẫu, tránh không khí xâm nhập. Mẫu khí được bơm vào lọ màu nâu 25ml chứa dung dịch CdCl2, lắc đều, để yên 30 phút, để phân tích H2S. Phương pháp thu mẫu nước Dùng xi lanh có phin lọc hút 10 ml dung dịch mẫu từ bình yếm khí để thu được dung dịch nước trong theo thời gian định sẵn 1 ngày, 5 ngày, 10 ngày, 15 ngày, 20 ngày, 25 ngày, 30 ngày phân tích. Phương pháp phân tích Hydrosunfuavà Amoni Có nhiều phương pháp xác địnhkhí H2S và Amoni trong dung dịch, do điều kiện về dụng cụ thí nghiệm và hóa chất nên chúng tôi chọn phương pháp so màu trên thiết bị so màu DR 5000, phương pháp này cho kết quả chính xác và tương đối nhanh. Phân tích Hydrosunfua Nguyên tắc: Hơi H2S được hấp thụ vào dung dịch Cadimi Sunfat, cho tác dụngvới dung dịch p- amino dimetyl anilin với sự có mặt của FeCl3 trong môi trường axit cho màu xanh metylen H2S + 6FeCl3 = (CH3)2 NC6H3 + NH4Cl + 6FeCl2 + 6HCl Xanh metylen Theo cường độ màu, ta có thể định lượng H2S có mặt trong không khí bằng phương pháp so màu. Độ nhạy của phương pháp đạt 0,25mg Nồng độ giới hạn của H2S trong không khí vùng làm việc 0,010mg/l Chuẩn bị hóa chất: - Dung dịch axit sunfuric 0,5N - Dung dịch axit clohydric 6N - Dung dịch Iot 0,1N - Dung dịch Natrithiosunfat 0,1N - Dung dịch hấp thụ: cân 2,5 Cadmisunfat pha vào 500ml dung dịch axit sunfuric 0,5N - Dung dịch H2S tiêu chuẩn Lấy vài giọt (NH4)2Sx (amonsunfua) vừa pha cho vào bình nón, thêm 20ml dung dịch Iot 0,1N và 2ml axit clohydric 6N, để yên trong tới 5 phút. Dùng Natrithiosunfat 0,1N chuẩn độ, được số liệu n. Tiến hành mẫu trắng: lấy 5ml dung dịch hấp thụ cho vào bình nón, thêm 20ml dung dịch Iot 0,1N và 2ml dung dịch axit clohydric 6N. Để yên trong tối 5 phút. Dùng Natri thiosunfat 0,1N chuẩn độ, với chỉ thị là hồ tinh bột. Ta đựơc số liệu n. Tính lượng H2S = mg H2S Trong 1 ml dung dịch Trong

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docxluanvanthacsi_dinhdangword_3_6607_1869751.docx
Tài liệu liên quan