Giáo trình Nghiên cứu khả năng chiết một số kim loại trong bùn thải đô thị bằng axit axêtic - Đặng Thị Hồng Nhung

Nội dung text: Giáo trình Nghiên cứu khả năng chiết một số kim loại trong bùn thải đô thị bằng axit axêtic - Đặng Thị Hồng Nhung

1. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 4 (2016) 22-28 Nghiên cứu khả năng chiết một số kim loại trong bùn thải đô thị bằng axit axêtic 1 2 2,* Đặng Thị Hồng Phương , Trần Văn Quy , Nguyễn Mạnh Khải 1Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Thái Nguyên, Xã Quyết Thắng, Thái Nguyên, Việt Nam 2Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, 334 Nguyễn Trãi, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 05 tháng 10 năm 2016 Ch nh s a ngày 25 tháng 10 năm 2016; Chấp nhận đăng ngày 28 tháng 12 năm 2016 Tóm tắt: Bùn thải phát sinh từ các công đoạn của nhà máy x lý nước thải sinh hoạt có chứa nhiều chất hữu cơ, hàm lượng N, P, K tổng số tương đối cao. Hàm lượng kim loại nặng tổng số có khả năng vượt giới hạn cho phép trong đất nông nghiệp (Zn). Trước những thách thức ngày càng gia tăng về nơi thải bỏ bùn thải đô thị, nguồn dinh dưỡng cho nông nghiệp và ô nhiễm môi trường, hướng tiếp cận loại bỏ các thành phần có thể gây độc trong bùn thải để tái s dụng nguồn tài nguyên này ngày càng phổ biến trên thế giới. Nghiên cứu này s dụng axit axêtic để chiết một số kim loại nặng (Cu, Cd, Cr, Pb, Zn) ra khỏi bùn thải. Kết quả th nghiệm cho thấy, thời gian tương tác 120 phút, nồng độ axit 0,5M, pH = 0,3 và số lần chiết rút 5 lần là điều kiện phù hợp để tách chiết các kim loại nặng (KLN). Hiệu suất loại bỏ các KLN theo thứ tự: Zn > Cu > Cd ≈ Pb > Cr. Sau x lý, hàm lượng chất hữu cơ tăng đáng kể, hàm lượng N, P, K giảm so với ban đầu nhưng vẫn ở ngưỡng giàu so với thang đánh giá trong đất. Bùn thải sau x lý kim loại nặng có thể s dụng để làm nguồn cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng. Từ khóa: Bùn thải, kim loại nặng, axit hữu cơ, tách chiết, nồng độ. 1. Mở đầu một số thành phần các chất nguy hại như các kim loại nặng (KLN). Khi s dụng bùn thải cho Tốc độ đô thị hóa nhanh chóng tại các quốc mục đích nông nghiệp với một diện tích đất lớn gia đang đặt ra các thách thức không nhỏ về x và trong thời gian dài, KLN có thể tích lũy ở lý chất thải, đặc biệt là các loại bùn thải. Bùn trong đất và ảnh hưởng đến động vật và thực thải đô thị sản sinh ra từ nhiều nguồn khác vật, đe dọa đến sức khỏe của con người thông nhau: nạo vét sông hồ, trạm x lý nước thải, bể qua chuỗi thức ăn. Đây là một hạn chế lớn đến phốt, với số lượng ngày càng lớn. Trên thế việc tận dụng bùn thải. giới, việc tận dụng bùn thải đô thị như một Những năm gần đây, các phương pháp hiệu nguồn tài nguyên tái sinh không còn xa lạ. Khi quả để loại bỏ KLN từ bùn đã được nghiên cứu được bón lên đất, bùn có thể làm tăng độ phì rộng rãi với các phương pháp khác nhau như: nhiêu của đất, làm đất tơi xốp và duy trì độ ẩm phương pháp tách chiết hóa học, phương pháp cho đất. Tuy nhiên, trong bùn có khả năng chứa phân tách sinh học (bioleaching), phương pháp ___ x lý bằng điện động học (electrokinetic) và Tác giả liên hệ. ĐT.: 84-913369778 phương pháp siêu chiết (Marchioretto M. 2002) Email: khainm@gmail.com 22
2. Đ.T.H. Phương và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 4 (2016) 22-28 23 [1]. Trong đó, phương pháp hóa học tách chiết và x lý theo mô tả ở mục 2.1) pha trong 10mL các KLN trong bùn thải đã được chú ý rộng rãi dung dịch axit, nồng độ axit axêtic là 0,2M. do hiệu quả x lý KLN cao và thực hiện đơn Cho vào lọ thủy tinh 50mL, khuấy trong các giản. Phương pháp này s dụng các axit vô cơ khoảng thời gian: 30 phút, 60 phút, 120 phút, (HNO3, HCl và H2SO4 ), axit hữu cơ (oxalic, 240 phút rồi ly tâm với tốc độ 4000 vòng/phút axêtic, citric, lactic ), các chất tạo phức (NTA trong 90 phút ở nhiệt độ phòng, thu lấy phân và EDTA) để chiết, làm giảm hàm lượng KLN đoạn trao đổi trong dịch chiết, lọc qua giấy lọc trong đất, bùn thải hay trầm tích đáng kể. Theo trước khi đem đi phân tích. Dịch chiết được Veeken và Hamelers (1999), so với các chất vô đem đi phân tích bằng phương pháp quang phổ cơ và các chất tạo phức thì các axit hữu cơ có hấp thụ nguyên t (AAS) ở các bước sóng hấp triển vọng hơn vì quá trình tách chiết có thể thu tối ưu cho từng nguyên tố Cu, Cd, Cr, Pb, Zn. được thực hiện ở điều kiện có tính axit nhẹ (pH Xác định ảnh hưởng của n ng độ a it a êtic khoảng 3 - 5), các axit hữu cơ dễ dàng phân hủy nên bùn có thể tự làm sạch mà không cần điều đến hiệu quả ử lý KLN kiện phức tạp do đó mà lượng nước thải được Cân 4g bùn (mục 2.1) cho vào lọ thủy tinh, giảm đáng kể [2]. thêm 10mL dung dịch axit, nồng độ axit thay Các nghiên cứu của Veeken và Hamelers đổi từ 0 – 0,65M (0 = nước cất; 0,1M; 0,3M; (1999), Marchioretto và các cộng sự (2002), 0,5M; 0,65M) khuấy đều trong khoảng thời Xuejiang Wang (2015) [3] cho thấy hiệu quả gian tối ưu (dựa vào kết quả của thí nghiệm 1) tách chiết KLN của axit hữu cơ (citric, axêtic, bằng máy khuấy từ ở nhiệt độ phòng rồi ly tâm oxalic) đều cho kết quả tốt nhất ở pH khoảng 3- với tốc độ 4000 vòng/phút trong 90 phút, thu 4. Các yếu tố ảnh hưởng của thời gian, nồng độ lấy dịch chiết đem lọc trước khi phân tích Cu, axit và số lần chiết rút khác nhau tới khả năng Cd, Cr, Pb, Zn. chiết một số kim loại nặng (Cu, Cd, Cr, Pb, Zn) Xác định ảnh hưởng của số l n chiết r t trong bùn thải từ hệ thống x lý nước thải của đến hiệu quả ử lý Trạm x lý nước thải sinh hoạt Kim Liên (Hà Nội) bằng dung dịch axit axêtic trong môi Chọn thời gian cân bằng (kết quả thí trường pH = 3 đã được thực hiện trong nghiên nghiệm 2.2.1) và nồng độ tối ưu nhất (kết quả cứu này. thí nghiệm 2.2.2), sau đó chiết rút trong số lần từ 1 đến 8 với t lệ các lần 1:2,5 (bùn: dung dịch chiết rút). 2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu Phương pháp phân tích 2.1. Đối tượng Độ ẩm xác định bằng phương pháp trong lượng, pH đo bằng máy đo pH, chất hữu cơ Bùn của trạm x lý nước thải sinh hoạt (OM) đo bằng phương pháp Walkley – Black, (XLNTSH) Kim Liên, Hà Nội. Mẫu bùn được Nito tổng số (Nts)ts được xác định bằng lấy 3 đợt (4/2014, 12/2014 và 6/2015). Mẫu bùn phương pháp Kjeldahl, Kali tổng số (Kts) xác được lấy trong ngày và đánh kí hiệu mẫu theo định bằng phương pháp quang kế ngọn l a, ngày, địa điểm và đối tượng phân tích. Mẫu Photpho tổng số (Pts) đo bằng phương pháp so được lấy và bảo quản theo TCVN 6663-15: màu với chất tạo phức molipdat amoni, KLN đo 2004, (ISO 566715:1999). bằng phương pháp quang phổ hấp phụ nguyên 2.2. Phương pháp nghiên cứu t (TCVN 6649:2000). Lựa chọn thời gian tương tác để loại bỏ Phương pháp phân tích thống kê KLN trong bùn Giá trị trung bình giữa các thí nghiệm được Tiến hành cố định bùn/dung dịch theo t lệ so sánh giữa các thí nghiệm được mô tả tại các khối lượng 1:2,5; lấy 4g bùn (đã được ổn định
3. 24 Đ.T.H. Phương và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 4 (2016) 22-28 mục 2.2.1-2.2.3. Số liệu được phân tích thống để cân nhắc tái s dụng bùn cho mục đích nông kê trên phần mềm SPSS 18. nghiệp. So sánh với giới hạn quy định đối với ngưỡng chất thải nguy hại tại QCVN 07:2009/BTNMT thì hàm lượng các KLN (Cu, 3. Kết quả và thảo luận Zn, Pb, Cr, Cd) của trạm XLNTSH Kim Liên nằm dưới ngưỡng nguy hại [6]. Tuy nhiên, so 3.1. Đặc tính lý hóa của bùn thải trạm XLNTSH sánh với giới hạn quy định đối với đất nông Kim Liên, Hà Nội nghiệp [QCVN 03-MT:2015/BTNMT] thì hàm lượng Zn vượt tiêu chuẩn cho phép [7]. Đặc Kết quả phân tích thành phần, tính chất của điểm này đòi hỏi phải cân nhắc kỹ các giải pháp bùn thải trạm XLNTSH Kim Liên, Hà Nội (Giá loại bỏ KLN để đảm bảo rằng việc áp dụng các trị trung bình ± độ lệch chuẩn của 3 lần lấy giải pháp tái s dụng bùn là an toàn cho môi mẫu) được trình bày trong Bảng 1 (theo trong trường và hệ sinh thái. lượng khô trừ pH và độ ẩm). Kết quả phân tích cho thấy, bùn phát sinh từ 3.2. Khả năng chiết KLN trong bùn thải bằng các công đoạn x lý khác nhau có thành phần, axit acetic tính chất khác nhau. Độ ẩm của bùn tương đối lớn (khoảng 85%). Do thành phần bùn chủ yếu Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất chiết là sinh khối của vi sinh vật, bùn sau lắng thứ KLN trong bùn thải cấp có chứa hàm lượng nitơ, phốtpho cao hơn Kết quả thí nghiệm về sự phụ thuộc của khả bùn sau lắng sơ cấp. Bùn sau nén tách nước để năng tách KLN bằng axit axêtic vào các thời đem đi thải bỏ có độ ẩm cao (khoảng 82%); gian tương tác khác nhau (ở pH khoảng 3 và theo thang đánh giá hàm lượng chất dinh dưỡng nồng độ axit axêtic 0,2M), được thể hiện trong trong đất thì hàm lượng chất hữu cơ, Nts, Pts và Bảng 2. Kts trong bùn thải ở ngưỡng cao đến rất cao [4]. Kết quả này tương tự nghiên cứu của Nguyễn Việt Anh (2014) [5]. Đây là đặc điểm thuận lợi Bảng 1. Một số tính chất của bùn thải trạm XLNT Kim Liên Ngưỡng chất Tiêu chuẩn cho Ch tiêu (đơn Bùn sau lắng sơ Bùn sau lắng thứ Bùn sau nén thải nguy hại đất nông nghiệp vị) cấp cấp tách nước [6] [7] Độ ẩm (%) 91,4 ± 3,27 84,9 ± 4,78 82,7 ± 2,06 pH 7,4 ± 0,1 7,6 ± 0,49 7,5 ± 0,34 OM (% DW) 27,65 ± 1,52 57,72 ± 3,83 27,85 ± 0,27 Nts (% DW) 2,73 ± 0,47 3,70 ± 0,93 1,67 ± 0,07 Pts (% DW) 2,59 ± 0,49 5,30 ± 0,89 1,72 ± 0,38 Kts (% DW) 2,75 ± 0,72 6,03 ± 0,98 1,51 ± 0,53 Cu (mg/kg) 61,7 ± 0,7 57,14 ± 1,2 59,29 ± 1,84 - 100 Zn (mg/kg) 402,1 ± 3,29 367,56 ± 1,9 380,43 ± 11,1 5.000 200 Pb (mg/kg) 18,78 ± 1,15 18,36 ± 0,75 17,61 ± 2,55 300 70 Cd (mg/kg) 1,29 ± 0,19 1,23 ± 0,16 1,21 ± 0,1 10 1,5 Cr (mg/kg) 40,86 ± 2,56 37,97 ± 3,38 38,21 ± 1,94 100 150 Ghi chú: % DW (% Dry Weight) - % trọng lượng khô
4. Đ.T.H. Phương và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 4 (2016) 22-28 25 Bảng 2. Hiệu suất chiết KLN và phương trình hồi quy giữa hiệu suất và thời gian tương tác Hiệu suất loại bỏ KLN (%) KLN 30 phút 60 phút 120 phút 240 phút Cr 10,25a ± 0,26 10,46a ± 0,1 13,04b ± 0,39 14,24c ± 0,7 Pb 32,38a ± 1,09 41,07b ± 0,43 48,96c ± 0,57 41,45b ± 0,5 Cd 27,82a ± 3,44 32,5b ± 1,26 49,31d ± 1,26 41,87c ± 2,1 Cu 37,2a ± 0,21 41,62b ± 1,07 55,87c ± 1,13 41,4b ± 0,8 Zn 72,99a ± 1,61 78,67b ± 0,28 87,25c ± 1,52 71,92a ± 2,2 Ghi chú: Theo hàng, trong từng thí nghiệm, các số mang chữ cái (a, b, c, d) khác nhau thì sai khác có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy 95%. Từ các kết quả đưa ra trong Bảng 2 cho tác, đạt cao nhất ở 120 phút, nhưng sau đó, gia thấy, thời gian tương tác có ảnh hưởng rõ rệt tăng thời gian tương tác thì hiệu suất chiết lại có đến hiệu suất chiết các KLN. Ngoại trừ Cr, các xu hướng giảm. Điều này có thể giải thích do KLN khác được chiết ra nhiều nhất ở thời gian thời gian tương tác lâu quá trình trung hòa axit 120 phút, khác biệt có ý nghĩa thống kê ở độ tin bởi một số hợp chất kiềm và cacbonat trong bùn cậy 95% so với các thí nghiệm ở các thời gian làm tăng pH của dung dịch dẫn đến giảm khả tương tác khác. Hiệu suấtchiết Cr là thấp nhất năng hòa tan của KLN. Zn là kim loại được loại trong các KLN th nghiệm (14%), thời gian bỏ nhiều nhất khỏi bùn (73%), tương tự kết quả tương tác càng lâu, hiệu suất càng tăng nhưng nghiên cứu của tác giả Veeken and Hamelers tăng không nhiều. Nghiên cứu của Logan and (1999) khi s dụng axit hữu cơ. Hiệu suất này Feltz (1985) [8]; Wozniak and Huang (1982) cao hơn nghiên cứu của Zhuhong Ding (2013) [9] khi s dụng axit tách KLN ra khỏi bùn thải khi s dụng EDTA chiết rút KLN trong bùn cũng cho hiệu suất tách Cr nhỏ nhất trong số thải, cao nhất là Zn (64%) ở thời gian tương tác các KLN th nghiệm. Cr còn gần như không 24 giờ [11]. tách ra được khỏi bùn (hiệu suất = 0%) trong 3.2.2. Ảnh hưởng của n ng độ a it a êtic nghiên cứu của Marius Gheju và cộng sự đến hiệu suất loại bỏ KLN (2011) s dụng axit vô cơ (HCl và HNO3ở pH =1) [10]. Bảng 3 trình bày kết quả thí nghiệm tách Với các KLN khác (Pb, Cd, Cu, Zn) hiệu chiết các KLN của axit acêtic ở các nồng độ suất chiết tăng nhanh khi tăng thời gian tương khác nhau (thời gian tương tác 120 phút). Bảng 3.Hiệu suất loại bỏ KLN của axit axêtic ở các nồng độ khác nhau Hiệu suất loại bỏ KLN (%) KLN 0 M 0,1M 0,3M 0,5 M 0,65 M Cr 0,04a ± 0,04 7,77b ± 0,14 12,74c ± 0,48 15,12d ± 1,17 14,76d ± 0,76 Pb 6,19a ± 0,55 13,84b ± 2,29 44,08c+ ± 3,57 55,23d ± 0,5 55,82d+ ± 1,04 Cd 6,34a ± 1,26 35,26b ± 2,07 51,79c ± 2,07 54,55c ± 2,86 50,69c ± 2,07 Cu 3,49a ± 0,72 38,04b ± 2,8 58,29c+ ± 2,43 63,57cd ± 2,52 62,18d ± 1,96 Zn 11,74a ± 0,9 51,22b ± 2,05 68c ± 0,49 82,49d+ ± 2,75 81,64d ± 2,72 Ghi chú: Theo hàng, trong từng thí nghiệm, các số mang chữ cái (a, b, c, d) khác nhau thì sai khác có ý nghĩa thống kê với P≤0,05%.
5. 26 Đ.T.H. Phương và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 4 (2016) 22-28 Hình 1. Ảnh hưởng số lần chiết rút tới hiệu suất chiết rút của axit acetic Từ các kết quả nghiên cứu trong Bảng 3 cho khảo sát hiệu suất số lần chiết. Hình 1 biểu diễn thấy, hiệu suất x lý các KLN tăng đáng kể khi hiệu suất x lý cho 5 KLN qua 8 lần chiết. tăng nồng độ của axit axêtic. Tuy nhiên, khi Từ đồ thị Hình 1 nhận thấy, lượng KLN tăng nồng độ từ trên 0,5M, sự gia tăng hiệu suất chiết rút được tăng đều theo số lần chiết rút. x lý tăng không đáng kể và có xu hướng giảm. Hàm lượng Pb thu được qua mỗi lần chiết Hiệu suất loại bỏ các KLN ở nồng độ 0,65M không tăng nhiều và từ lần chiết thứ 2 lượng Pb khác biệt không có ý nghĩa thống kê với kết quả tăng không đáng kể. Trong lần chiết đầu tiên, thí nghiệm tại nồng độ 0,5M. Riêng Cu, hiệu hàm lượng Pb được chiết rút gần như tuyệt đối, suất đạt ổn định ở thí nghiệm nồng độ 0,3M, kết các lần sau hầu như không thay đổi đáng kể. quả này khác biệt không có ý nghĩa thống kê Hiệu suất x lý Cd, Zn, Cu đạt cao và ổn định 95% so với các thí nghiệm ở 0,5M và 0,65M. sau 5 lần chiết. Riêng Cr hiệu suất đạt cao, khác Ảnh hưởng của số l n chiết đến hiệu quả biệt có ý nghĩa thống kê 95% ở lần chiết thứ 7. loại bỏ KLN trong bùn thải 3.3. Thành ph n dinh dưỡng của bùn thải sau Theo kết quả thí nghiệm 1 và 2, hiệu suất ử lý kim loại nặng bằng a it a êtic chiết xuất các KLN của axit axêtic trong thời gian 120 phút tại nồng độ 0,5M đạt tối ưu (pH Bảng 4 trình bày thành phần các chất dinh khoảng 3). Do đó, thí nghiệm điều tra ảnh dưỡng của bùn thải trước và sau khi s dụng hưởng của số lần chiết xuất chọn thời gian cân axit axê tic để loại bỏ kim loại nặng. bằng tối ưu là 120 phút và nồng độ là 0,5M để Bảng 4. Đặc tính dinh dưỡng của bùn trước và sau chiết xuất KLN bằng axit (thời gian 120 phút, nồng độ 0,3M, pH ~ 3, và sau 5 lần chiết rút) OM (%DW) TN (%DW) P2O5 (%DW) K2O (%DW) Trước chiết rút 27,85 ± 0,27 1,67 ± 0,07 1,72 ± 0,38 1,51 ± 0,53 Sau chiết rút 32,5 ± 1,21 1,38 ± 0,20 0,57 ± 0,69 0,68 ± 0,32 Thang đánh giá N, P, K trong đất là > 8,1 > 0,20 > 0,13 > 1,5 giàu [4] Ghi chú: % DW (% Dry Weight) - % trọng lượng khô
6. Đ.T.H. Phương và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 4 (2016) 22-28 27 Sau khi s dụng axit axêtic để chiết tách các Tài liệu tham khảo KLN, hàm lượng chất hữu cơ trong bùn thải tăng, lượng N, P, K giảm đáng kể, nhưng vẫn ở [1] Marchioretto M. M., H. Bruning, N.T. Loan and mức cao so với thang đánh giá hàm lượng các W.H. Rulkens, Heavy metals extraction from anaerobically digested sludge, Water Sci. chất dinh dưỡng trong đất. Như vậy, bùn thải Technol, 46,10 (2002), 1. sau khi chiết xuất KLN đã cho thấy giảm đáng [2] Veeken A. H. M., Hamelers H. V. M. , Removal kể hàm lượng kim loại nặng nhưng các chất of heavy metals from sewage sludge by extraction dinh dưỡng trong bùn thải (N, P, K) vẫn đạt with organic acids, Water Sci. Technol, 40, 1 ngưỡng giàu dinh dưỡng. Qua đó cho thấy tiềm (1999), 129. năng có thể được tận dụng như một nguồn cung [3] Xuejiang Wang, Jie Chen, Xiangbo Yan, Xin cấp chất dinh dưỡng rất tốt cho cây trồng. Wang, Jing Zhang, Jiayu Huang, Jianfu Zha, Heavy metal chemical extraction from industrial and municipal mixed 3 sludge by ultrasound-assisted citric acid, Journal of 4. Kết luận Industrial and Engineering Chemistry, 2396 2015), 1. Bùn phát sinh từ các công đoạn x lý của [4] Lê Thị Thanh Chi, Hiệu quả của phân hữu cơ sản nhà máy x lý nước thải sinh hoạt khác nhau có xuất từ chất thải hầm ủ biogas trong cải thiện độ thành phần, tính chất khác nhau. Hàm lượng phì nhiêu của đất, Luận vă thạc sĩ chuyên ngành chất hữu cơ, N, P và K trong bùn thải ở ngưỡng khoa học đất, Đại học Cần Thơ, (2008) cao đến rất cao. Hàm lượng tổng số của 5 KLN [5] Nguyễn Việt Anh, Vũ Thị Hoài Ân, X lý, ổn trong mẫu bùn thải ở trạm x lý nước thải sinh định bùn cặn từ các trạm x lý nước thải theo hoạt Kim Liên dưới ngưỡng chất thải nguy hại hướng tái tạo năng lượng, thu hồi tài nguyên, Tạp QCVN 07:2009/BTNMT. Tuy nhiên, hàm chí khoa học và công nghệ xây dựng số 20, 9/2014 2014 (ISSN 1859-2996). lượng Zn tổng số vượt ngưỡng so với QCVN [6] QCVN 07:2009/BTNMT, Quy chuẩn kỹ thuật 03:2015/BTNMT về giới hạn KLN trong đất quốc gia về ngưỡng chất thải nguy hại. nông nghiệp. [7] QCVN 03-MT:2015/BTNMT, Quy chuẩn kỹ Các thí nghiệm ở quy mô phòng thí nghiệm thuật quốc gia về giới hạn cho phép của một số cho thấy, hiệu quả x lý KLN trong bùn thải kim loại nặng trong đất. bằng axit axêtic có tính khả thi. Thời gian phản [8] Logan, T.J., Feltz, R., Effect of aeration, cadmium ứng 120 phút, nồng độ axit 0,5M, pH ~ 3 và concentration, and solids content on acid chiết rút 5 lần là điều kiện tối ưu để tách chiết extraction of cadmium from a municipal wastewater sludge. Journal of the Water Pollution các KLN cao nhất. Hiệu suất loại bỏ các KLN Control Federation 57 (1985), 406. theo thứ tự: Zn > Cu > Cd ≈ Pb > Cr. [9] Wozniak, D.J., Huang, J.Y., Variables affecting Sau khi s dụng axit để chiết xuất KLN, metal removal from sludge. Journal of the Water hàm lượng chất hữu cơ tăng đáng kể. Hàm Pollution Control Federation 54 (1982), 1574. lượng N,P,K giảm so với ban đầu nhưng vẫn ở [10] Marius Gheju, Rodica Pode, Florica Manea, ngưỡng giàu so với thang đánh giá trong đất. Comparative heavy metal chemical extraction Hàm lượng KLN còn lại trong bùn thải sau tách from anaerobically digested biosolids, Hydrometallurgy 108 (2011), 115. chiết đạt tiêu chuẩn cho phép về hàm lượng [11] Zhuhong Ding, Quyi Wang, Xin Hu, Extraction of KLN trong đất nông nghiệp. Axit axêtic có khả heavy metals from water-stable soil aggregates năng x lý tốt KLN trong bùn thải. Bùn thải sau using EDTA, Procedia Environmental Sciences 18 x lý KLN có thể coi là nguồn tài nguyên tốt có (2013), 679. thể tận dụng để cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng.
7. 28 Đ.T.H. Phương và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 4 (2016) 22-28 The Ability of Extraction of some Heavy Metals in Biosolid by Acetic Acid Dang Thi Hong Phuong1, Tran Van Quy2, Nguyen Manh Khai2 1Thai Nguyen University of Agriculture and Foresty, Quyet Thang, Thai Nguyen, Vietnam 2VNU University of Science, 334 Nguyen Trai, Hanoi, Vietnam Abstract: Sludge generating from domestic wastewater treatment plant (biosolid) contain a rich organic matter as well as nutrients e.g. N, P, K. However, containing of heavy metals probably exceed the maximum allowable value in agriculture might limit the value of biosolids. The removal of toxic elements e.g. heavy metals from biosolids before reusing might reduce the potential heavy metals accumulation of soil applying the biosolids as nutriens sources. This study used acetic acid to extract some heavy metals (Cu, Cd, Cr, Pb, Zn) from biosolids. The results show that the interaction time of 120 minutes, acidity of 0.5M, pH ~ 3 and 5 times extraction were a suitable condition for extraction of (82% for Zn, 64% with Cu). Efficiency removal of heavy metals in order: Zn> Cu> Cd ≈ Pb> Cr. After treatment, the organic matter content in the remaining materials increased significantly, levels of N, P, K were lower than the original but still nutritive value for applying to agriculture land. The treated biosolids can be used to supply nutrients for plants. Keywords: Biosolids, heavy metals, organic acid, extraction, concentration.