Diễn đàn sinh viên Ngoinhachung.Net

 Quên mật khẩu
 Đăng ký

[Tham khảo] Môi trường - crom

[Lấy địa chỉ]
GSPL-2008 Đăng lúc 24-11-2008 16:41:51
Xử lý nước ngầm nhiễm Crôm


Tuy hiện tượng nhiễm crôm trong nước ngầm không thông thường như nhiễm dung môi hữu cơ hoặc nhiên liệu, nhưng đây cũng là hiện tượng tương đối phổ biến. Cơ quan Bảo vệ Môi trường của Mỹ ước tính có khoảng 1300 địa điểm tại Mỹ bị nhiễm crôm, một số nơi bị nhiễm từ Chiến tranh thế giới lần thứ II.

Như đối với phần lớn các trường hợp nước ngầm bị nhiễm hóa chất khác, người ta thường xử lý các nguồn nước ngầm bị nhiễm crôm theo phương pháp \"bơm và xử lý\": nước ngầm được bơm lên thông qua một hệ thống giếng khoan, sau đó được vận chuyển đến nhà máy xử lý trên mặt đất. Tại đây, crôm được loại bỏ bằng phương pháp trao đổi ion hoặc bằng các công nghệ khác.

Nói chung, phương pháp bơm và xử lý như trên rất thích hợp để xử lý nước nhiễm crôm, vì dạng hóa học thông thường nhất là crôm hóa trị sáu (Cr VI) tan nhiều trong nước và ít bị hấp phụ lên bề mặt kết lắng. Nhưng do một số hạn chế, nhất là do phải bơm nước lên từ các giếng phân tán nhiều nơi, nên phương pháp này không đạt hiệu quả tốt trong một số trường hợp. Vì vậy, người ta đã phát triển một số phương pháp thay thế, đặc biệt là các phương pháp xử lý tại chỗ để xử lý nước ngầm mà không cần bơm lên.

Nguyên lý của phương pháp xử lý tại chỗ là khử bằng hóa học hoặc sinh học để chuyển hóa Cr(VI) thành Cr(III), vì Cr(III) ít độc hơn, khó tan hơn và ít di chuyển hơn so với Cr(VI). Ngoài ra, Cr(III) còn có thể kết tủa ở dạng hyđroxit, thường ở dạng dung dịch rắn với sắt (III) hyđroxit, và vì vậy sẽ không di chuyển đến nơi khác ngoài vùng nước bị nhiễm. Phản ứng khử thường là phản ứng một chiều, vì trong những điều kiện thông thường ở phần lớn các nguồn nước ngầm tự nhiên thì Cr(III) khó có thể bị oxy hóa trở lại thành Cr(VI).

Trong thiên nhiên, crôm (III) oxit và hyđroxit chỉ tồn tại ở những lượng nhỏ trong các lớp kết lắng và trong đất thuộc các tầng đất ngậm nước. Tuy MnO2 có thể oxy hóa Cr(III) thành Cr(VI), nhưng sự oxy hóa này ít xảy ra.

Dưới đây là một số phương pháp xử lý tại chỗ đối với nước ngẩm nhiễm crôm:

1. Dựng lớp chắn hoạt tính có thể thấm qua.

Các lớp chắn này, còn được gọi là những bức tường xử lý, có tác dụng xử lý dòng nước ngầm chảy ra tử nguồn và đi qua tầng đất ngậm nước. Người ta đào một cái hào trên đường chảy của dòng nước và đưa vào đó các hóa chất cần thiết để xử lý. Để nước ngầm có thể chảy qua vùng xử lý, phải đảm bảo rằng độ dẫn thủy lực tại đây phải bằng hoặc cao hơn so với ở tầng đất ngậm nước xung quanh. Khi nước chảy qua vùng này, Cr(VI) sẽ được khử và kết tủa ở dạng Cr(III) hyđroxit.

Ưu điểm của phương pháp này là chi phí vận hành và bảo dưỡng thấp. Ngoài ra, nước ngầm cần xử lý và phế thải sau khi xử lý sẽ không bị mang lên mặt đất. Người ta có thể sử dụng các lớp chắn này ngay cả khi không xác định được chính xác vị trí và bản chất của nguồn gây nhiễm hóa chất. Cơ chế dòng chảy tự nhiên của nước ngầm cũng hầu như không thay đổi nên phương pháp này hoạt động rất ổn định.

Tuy nhiên, phương pháp xừ lý trên không thích hợp cho tất cả các chế độ địa chất và thủy văn. Ví dụ, nếu độ dẫn thủy lực thấp thì nước ngầm không thể chảy qua lớp chắn với lưu lượng đủ lớn để đạt hiệu quả xử lý. Ngoài ra, các nguồn nước ngầm có hàm lượng cao các thành phần hòa tan (như canxi) có thể tạo ra kết tủa làm bít lỗ xốp của lớp chắn. Hơn nữa, nếu như người ta thường xuyên phải thay thế các lốp chắn hoạt tính thì chi phí có thể sẽ cao.

Lớp chắn bằng các hạt sắt kim loại là dạng lớp chắn phổ biến nhất ở phương pháp này. Khi qua lớp chắn này, các chất gây ô nhiễm nước sẽ bị khử bởi sắt. Do sắt kim loại có thể bị oxy hóa đến sắt (III), nên tiềm năng khử của lớp chắn khá cao.

Một dạng lớp chắn khác sử dụng các hoạt chất bao gồm mùn cưa, phân xanh và đá vôi. Kiểu lớp chắn này có thể được coi như dạng trung gian giữa phương pháp hóa học và phương pháp sinh học, vì phân xanh là nguồn cung cấp cacbon cho các quần thể vi khuẩn với tác dụng khử Cr (VI). Người ta cũng đã nghiên cứu việc sử dụng các zeolit tự nhiên được bọc các chất hoạt động bề mặt dạng cation.

2. Phương pháp oxy hóa khử tại chỗ.

Ở phương pháp này, người ta tạo ra một vùng xử lý dưới mặt đất, có thể thấm qua, dùng Fe(II) để khử crôm trong nước ngầm thành dạng không hòa tan. Vùng xử lý này được tạo ra bằng cách khử sắt (III) oxit trên bề mặt thành Fe(II) trong vùng kết lắng của tầng đất ngậm nước. Quá trình khử này có thể được tiến hành nhờ bơm dung dịch natri đithionit (Na2S2O4) vào tầng đất ngậm nước. Na2S2O4 là tác nhân khử mạnh, ngoài ra nó còn có một số tính chất thích hợp cho ứng dụng này, ví dụ khả năng dễ bị phân hủy trong môi trường tự nhiên để chuyển thành dạng sunfat vô hại, nhờ đó chỉ sau vài ngày đã không còn dấu vết Na2S2S4 trong tầng đất ngậm nước. Người ta cũng bổ sung K2CO2 hoặc KHCO3 vào dung dịch Na2S2S4 để làm chất đệm ph và tăng độ bền của đithionit trong quá trình khử sắt.

Vùng xử lý nói trên được đặt vuông góc với dòng nước ngầm nhiễm hóa chất để ngăn chặn sự lây nhiễm phát triển ra xa. Ưu điểm của phương pháp này là có thể sử dụng các giếng khoan thông thường để tiến hành lắp đặt ống bơm đithionit ở dưới sâu, và chỉ cần bơm một lần là có thể tạo ra một vùng xử lý hoạt động được trong nhiều năm.

3. Phương pháp bơm hóa chất xử lý xuống nguồn nước ngầm

Ở phương pháp này, người ta bổ sung một số tác nhân khử hóa học vào nước ngầm đã xử lý, sau đó lại bơm trở lại số nước này vào tầng đất ngậm nước. Bằng cách này, lượng Cr(VI) chưa được loại bỏ trong giai đoạn xử lý trước sẽ có thể được xử lý ngay tại nguồn nước ngầm. Áp dụng phương pháp này sẽ giảm bớt được các vấn đề do phải bơm nhiều của phương pháp bơm và xử lý thông thường. Người ta lựa chọn tác nhân khử là Na2S2O5 HOặC Canxi polysunfua CaSx tùy theo đặc điểm địa hóa của khu vực Ngoài ra cũng có thể sử dụng sắt sunfat và natri bisunfua. Ưu điểm của phương pháp xử lý này là không cần bơm liên tục nước ngầm lên trên mặt đất. Nhưng phương pháp này chỉ được áp dụng đối với tầng đất ngậm nước có khả năng thấm qua tốt, và phải lấy đi các sản phẩm của phản ứng khử khi nồng độ của chúng lên đến một giới hạn nhất định.

4. Phương pháp điện hóa.

Ở phương pháp điện hóa, người ta cắm một loạt điện cực vào vùng bị nhiễm hóa chất, sau đó nối với dòng điện một chiều, điện thế thấp (50 - 150V). Các ion của chất gây ô nhiễm trong nước sẽ di chuyển về phía điện cực mang điện tích trái dấu. Hiện tượng này được gọi là sự điện di. Do sự di chuyển của các ion hyđro, độ pH sẽ giảm đi ở anôt và tăng lên ở catôt.

Để xử lý nước ngầm, người ta chỉ cần cắm điện cực vào các hào giếng có thành bằng vật liệu phi kim loại, ví dụ PVC. Tốc độ di chuyển của các ion tương đối thấp, khoảng 1cm/ngày, vì vậy phương pháp điện hóa không được áp dụng cho những vùng nước ngầm có sự chuyển động nhanh. Do tốc độ di chuyển chậm của các ion nên cũng cần phải đặt các điện cực tương đối sát nhau, vì vậy khả năng xử lý bị hạn chế. Nếu tăng tốc độ di chuyển của các ion bằng cách sử dụng điện áp cao hơn thì sẽ gặp các vấn đề liên quan với sự nóng lên của đất.

Phương pháp điện hóa rất thích hợp để xử lý các anion linh động như Cr, vì chúng di chuyển qua tầng đất ngậm nước mà hầu như không bị hấp phụ lại.

5.Các phương pháp sinh học.

Quá trình khử Cr(VI) bằng vi sinh vật có thể được tiến hành bên trong thành tế bào hoặc trong dung dịch, dưới tác dụng của enzym ngoài tế bào. Đó có thể là sự khử trực tiếp Cr, hoặc khử một loại kim loại khác, sau đó khử Cr bằng kim loại đã bị khử.

a/ Khử bằng vi khuẩn.

Phương pháp này đã được biết đến từ hơn hai thập niên nay. Các nghiên cứu ban đầu đã tình cờ phát hiện thấy các chủng vi khuẩn kỵ khí Pseudomonas có khả năng xúc tác các phản ứng khử trực tiếp Cr(VI) thành Cr(III). Từ đó đến nay, nhiều nghiên cứu đã cho thấy khả năng khừ Cr(VI) là một tính chất khá phổ biến của một số chủng vi khuẩn nhất định.

Người ta có thể tiến hành khử sinh học bằng cách đưa các chất dinh dưỡng (các chất cho điện tử), hoặc các vi khuẩn, hoặc cả hai, vào khu vực cần xử lý. Chất dinh dưỡng có thể là đường, mật đường, hoặc các axit hữu cơ như axit axetic, axit lactic. Các nghiên cứu mới đây cho thấy, các vi khuẩn có khả năng khử hoặc tích tụ kim loại thường tồn tại khá phổ biến, vì vậy nói chung không cần bơm bổ sung vi khuẩn xuống dưới đất.

Phương pháp khử bằng vi khuẩn có chi phí tương đối thấp và chỉ sử dụng những tác nhân khử hữu cơ không có hại cho môi trường, không sử dụng lưu huỳnh hoặc sắt như một số phương pháp khác. Sản phẩm cuối cùng của quá trình trao đổi chất thường là CO2, trong khi ở các phương pháp khác thì đó là các sunfat hoặc các muỗi sắt (III) có thể gây ra các vấn đề thứ cấp về môi trường.

b/ Sử dụng thực vật.

Ở phương pháp này, người ta sử dụng các loại cây trồng để xử lý đất và nước ngầm nhiễm hóa chất. Đây là một quá trình bao gồm các bước hấp thụ, tích tụ, tách hoặc phân hủy hóa sinh. Tất cả các loại cây trồng có mạch dẫn đều có thể hấp thụ kim loại qua hệ thống rễ, một số loại cây có thể hấp thụ và tích trữ những lượng hóa chất lớn. Các nghiên cứu tại các phòng thí nghiệm và nghiên cứu thực địa đã cho thấy, hiệu quả xử lý nhiễm hóa chất của thực vật cao nhất đối với những vùng nước ngầm tương đối nông, khoảng dưới 3 m, tức là ở chiều sâu mà rễ cây có thể dễ dàng vươn đến. Một số loại cây, ví dụ các loại cây dương, có thể cắm rễ sâu hơn, đến 10 m. Nhưng nói chung biện pháp xử lý bằng thực vật có hiệu quả nhất đối với nước nhiễm crôm nằm ở phần trên cùng của tầng đất ngậm nước.

Phương pháp xử lý bằng thực vật là phương pháp tương đối rẻ tiền. Phần lớn các thử nghiệm thực địa đối với phương pháp này từ trước đến nay đều nhằm vào mục đích xử lý nước và đất nhiễm chất hữu cơ hoặc kim loại. Ở Liên Xô trước đây, người ta đã có những kinh nghiệm về việc sử dụng các cây trồng, ví dụ cây hoa hướng dương, để xử lý đất nhiễm phóng xạ. Hiện nay vẫn chưa có những nghiên cứu chính thức về việc sử dụng thực vật để khử độc crôm cho đất và nước ngầm. Khi áp dụng phương pháp này cần kiểm soát cây trồng, tránh không cho gia súc ăn phải.

THẾ NGHĨA

Theo Enviromental Science &

Technology, 12/2002
Bạn phải đăng nhập mới được đăng bài Đăng nhập | Đăng ký


Diễn đàn chia sẻ thông tin cộng đồng, tài liệu chuyên ngành, kỹ năng mềm dành cho sinh viên Việt Nam Trao đổi: du lịch, tour du lich, dù lệch tâm, Du lịch Đà Nẵng, du lich nuoc ngoai, can ho One Verandah, trầm quảng nam, Tài Liệu, Luận Văn, Ebook miễn phí, Thư viện giáo án, ban backlink 2018, xì gà cuba, m88, https://chungcumydinhpearl.com.vn/, phụ kiện xì gà, bi quyet lam dep, đèn led thanh, đèn led âm đất, đèn led pha, Du lịch côn đảo
Thuê taxi tải Hà Nội rẻ nhất | Cty chuyển nhà Kiến Vàng

Lưu trữ|Phiên bản Mobile|Diễn đàn sinh viên Ngoinhachung.Net © 2006-2016
Đang chờ Bộ Thông Tin & Truyền Thông cấp phép theo Nghị định 97/2008/NĐ-CP
Diễn đàn chia sẻ thông tin cộng đồng, tài liệu chuyên ngành, kỹ năng mềm dành cho sinh viên Việt Nam
Chúng tôi sẽ không chịu bất kỳ trách nhiệm pháp lý nào đối với hoạt động của Thành viên.
Liên hệ: 0945.434.344 - (Toàn) - Email: wil8x@yahoo.com -
Check Google Page Rank - DMCA.com

GMT+7, 31-5-2020 23:12 , Processed in 0.105628 second(s), 23 queries , Gzip On.

N2C sử dụng mã nguồn Discuz!

Bản quyền mã nguồn thuộc về Comsenz Inc.
Thông tin quảng cáo trên Ngoinhachung.net

Lên trên