ẢNH HƯỞNG CỦA pH ĐẾN KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ĐỒNG THỜI Pb, Cd VÀ Cr TRONG MÔI TRƯỜNG ĐẤT Ô NHIỄM BẰNG ZEOLITE

Nguyễn Thị Bích Hạnh; Văn Hữu Tập; Đặng Văn Minh

doi:10.34238/tnu-jst.9813

ẢNH HƯỞNG CỦA pH ĐẾN KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ĐỒNG THỜI Pb, Cd VÀ Cr TRONG MÔI TRƯỜNG ĐẤT Ô NHIỄM BẰNG ZEOLITE

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 01/03/24 Ngày hoàn thiện: 29/05/24 Ngày đăng: 29/05/24

Các tác giả

1. Nguyễn Thị Bích Hạnh , 1) Trường Đại học Khoa học - ĐH Thái Nguyên, 2) Trường Đại học Nông Lâm - ĐH Thái Nguyên
2. Văn Hữu Tập, Trung tâm Phát triển Công nghệ mới - ĐH Thái Nguyên
3. Đặng Văn Minh, Trường Đại học Nông Lâm - ĐH Thái Nguyên

Tóm tắt

Ô nhiễm kim loại nặng trong đất đã được chứng minh là có tác động bất lợi đối với sức khỏe con người và hệ sinh thái. Có nhiều phương pháp xử lý ô nhiễm kim loại nặng, trong đó phương pháp hấp phụ có hiệu quả và chi phí thấp. Zeolit, được biết đến với đặc tính trao đổi ion và thân thiện với môi trường, mang lại giải pháp tiết kiệm chi phí cho việc xử lý đất. Nghiên cứu này khảo sát và đánh giá ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ Pb, Cd, Cr của zeolite. Phương pháp nghiên cứu là thiết lập thí nghiệm trong phòng với điều kiện thí nghiệm như sau: khảo sát các giá trị pH từ 5 - 9, đất cho nhiễm các ion Pb, Cd và Cr với hàm lượng tổng số 50 mg/kg, thời gian ủ đất với vật liệu zeolite là 30 ngày ở nhiệt độ phòng (25⁰C) và duy trì độ ẩm từ 70-80%. Kết quả phân tích cho thấy Cr được có mức giảm hàm lượng linh động cao nhất (15,59%) ở pH5, Pb và Cd giảm tính linh động tối ưu nhất ở pH7 (18,89% và 49,2%). Nhữn phát hiện của nghiên ứu này đóng góp vào đánh giá hiệu quả của zeolit trong việc hấp phụ các ion KLN và nhấn mạnh tầm quan trọng của pH trong quá trình xử lý.

Từ khóa

pH; Hấp phụ; Đất ô nhiễm; Zeolite; Pb, Cd, Cr

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] B. Hu et al., “Application of portable XRF and VNIR sensors for rapid assessment of soil heavy metal pollution,” PloS one, vol. 12, no. 2, 2017, Art. no. e0172438.

[2] J. H. Guo et al., “Significant acidification in major Chinese croplands,” Science, vol. 327, no. 5968, pp. 1008–1010, 2010.

[3] S. Motesharrei et al., “Modeling sustainability: population, inequality, consumption, and bidirectional coupling of the Earth and Human Systems,” Natl. Sci. Rev., vol. 3, no. 4, pp. 470–494, 2016.

[4] M. Adibmehr and H. Faghihian, “A novel magnetic biosorbent prepared using an oak shell waste material as an efficient adsorbent for consecutive removal of Pb2+, Ag+, Ba2+, Sr2+, and CrO42− from aqueous solutions,” Comptes Rendus Chim., vol. 21, no. 9, pp. 840–853, 2018, doi: 10.1016/j.crci.2018.07.007.

[5] D. Zhang et al., “The immobilization effect of natural mineral materials on Cr (VI) remediation in water and soil,” Int. J. Environ. Res. Public Health, vol. 17, no. 8, p. 2832, 2020.

[6] A. Filippidis, N. Kantiranis, and A. Tsirambides, “The mineralogical composition of Thrace zeolitic rocks and their potential use as feed additives and nutrition supplements,” Bull. Geol. Soc. Greece, vol. 50, no. 4, pp. 1820–1828, 2016.

[7] T. E. Agustina, T. Aprianti, and S. Miskah, “Treatment of wastewater containing hexavalent chromium using zeolite ceramic adsorbent in adsorption column,” Int. J. Adv. Sci. Eng. Inf. Technol., vol 7, no. 2, pp. 566–572, 2017.

[8] S. E. Arshad, R. Shapawi, I. Ebi, T. Kansil, and Z. Amin, “Nutritional profiling reveals the effects of dietary zeolite on Asian seabass Lates calcarifer,” Borneo Int. J. Biotechnol., vol. 2, pp. 84–94, 2022.

[9] J. Lee et al., “Quantitative analysis of adsorption and desorption of volatile organic compounds on reusable zeolite filters using gas chromatography,” PLoS One, vol. 15, no. 1, 2020, Art. no. e0227430.

[10] C. Colella, “Environmental applications of natural zeolitic materials based on their ion exchange properties,” Nat. microporous Mater. Environ. Technol., vol. 362, pp. 207–224, 1999.

[11] H. T. Van et al., “Immobilization of exchangeable cromium in a contaminated soil using natural zeolite as an effective adsorbent,” Vietnam J. Sci. Technol., vol. 58, no. 5A, pp. 10–21, 2020.

[12] R. Bian et al., “A three-year experiment confirms continuous immobilization of cadmium and lead in contaminated paddy field with biochar amendment,” J. Hazard. Mater., vol. 272, pp. 121–128, 2014.

[13] Vietnam Ministry of Science and Technology, "National Standard TCVN 8567:2010 on Soil quality - Method for determining particle level components," pp. 1–7, 2010.

[14] A. Tessier, P. G. C. Campbell, and M. Bisson, “Sequential extraction procedure for the speciation of particulate trace metals,” Anal. Chem., vol. 51, no. 7, pp. 844–851, June 1979, doi: 10.1021/ac50043a017.

[15] N. N. Minh, S. Dultz, and J. Kasbohm, “Simulation of retention and transport of copper, lead and zinc in a paddy soil of the Red River Delta, Vietnam,” Agric. Ecosyst. Environ., vol. 129, no. 1/3, pp. 8–16, 2009.

[16] V. M. Dang et al., "Immobilization of heavy metals in contaminated soil after mining activity by using biochar and other industrial by-products: the significant role of minerals on the biochar surfaces," Environmental Technology, vol. 40, no. 24, pp. 3200-3215, 2019.

[17] S. Bravo et al., “Influence of the soil pH in the uptake and bioaccumulation of heavy metals (Fe, Zn, Cu, Pb and Mn) and other elements (Ca, K, Al, Sr and Ba) in vine leaves, Castilla-La Mancha (Spain),” J. Geochemical Explor., vol. 174, pp. 79–83, 2017.

[18] S. Khan, M. Idrees, and M. Bilal, “Revealing and elucidating chemical speciation mechanisms for lead and nickel adsorption on zeolite in aqueous solutions,” Colloids Surfaces A Physicochem. Eng. Asp., vol. 623, 2021, Art. no. 126711.

[19] H. T. Van et al., “Enhancement of exchangeable Cd and Pb immobilization in contaminated soil using Mg/Al LDH-zeolite as an effective adsorbent,” RSC Adv., vol. 11, no. 28, pp. 17007–17019, 2021.

[20] W. Y. Shi, H. B. Shao, H. Li, M. A. Shao, and S. Du, “Progress in the remediation of hazardous heavy metal-polluted soils by natural zeolite,” J. Hazard. Mater., vol. 170, no. 1, pp. 1–6, 2009, doi: 10.1016/j.jhazmat.2009.04.097.

[21] A. Ullah, Y. Ma, J. Li, N. Tahir, and B. Hussain, “Effective amendments on cadmium, arsenic, chromium and lead contaminated paddy soil for rice safety,” Agronomy, vol. 10, no. 3, p. 359, 2020.

[22] F. D. Natale, A. Lancia, A. Molino, and D. Musmarra, “Removal of chromium ions form aqueous solutions by adsorption on activated carbon and char,” J. Hazard. Mater., vol. 145, no. 3, pp. 381–390, 2007.

[23] M. Owlad, M. K. Aroua, and W. M. A. W. Daud, “Hexavalent chromium adsorption on impregnated palm shell activated carbon with polyethyleneimine,” Bioresour. Technol., vol. 101, no. 14, pp. 5098–5103, 2010.

[24] T. Bakalár, "Competitive adsorption of Cr (vi), K (i) and NH₄(i) ions onto natural zeolites and bentonites," Archives for Technical Sciences, vol. 24, no. 1, pp. 73-81, 2021.

[25] P. Palanivell, O. H. Ahmed, L. Omar, and N. M. N. A. Majid, “Nitrogen, Phosphorus, and Potassium Adsorption and Desorption Improvement and Soil Buffering Capacity Using Clinoptilolite Zeolite,” Agronomy, 2021, doi: 10.3390/agronomy11020379.

[26] W. Zeng, “Effects of Application of Silicon and Zeolite on Chemical Speciation of Cadmium in Soil and Its Uptake by Tobacco,” International Journal of Agriculture and Biology, 20(2), 452-456.2018, doi: 10.17957/ijab/15.0561.

[27] P. Μisaelides, “Application of Natural Zeolites in Environmental Remediation: A Short Review,” Microporous Mesoporous Mater., vol. 144, no. 1-3, pp. 15-18, 2011, doi: 10.1016/j.micromeso. 2011.03.024.

[28] Z. S. Chen, G. J. Lee, and J. C. Liu, “The effects of chemical remediation treatments on the extractability and speciation of cadmium and lead in contaminated soils,” Chemosphere, vol. 41, no. 1, pp. 235–242, 2000, doi: https://doi.org/10.1016/S0045-6535(99)00416-6.

[29] M. Moeen et al., “Use of zeolite to reduce the bioavailability of heavy metals in a contaminated soil,” J. Ecol. Eng., vol. 21, no. 7, pp. 186-196, 2020.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.9813

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ