Nghiên cứu xử lý asen từ ghế giảng đường

TTO - Công trình đoạt giải vàng có tên gọi “Chế tạo vật liệu nanô ôxit sắt titan trên chất mang đá ong ứng dụng để xử lý nước ngầm bị ô nhiễm asen”.

Nghiên cứu xử lý asen từ ghế giảng đường
Nhóm tác giả đoạt  giải vàng cuộc thi "Nước và cuộc sống" - Ảnh: NAM TRẦN

Công trình do ba sinh viên Nguyễn Thị Sen, Vũ Đình Kiên, Lê Thu Huyền (Đại học Mỏ - địa chất) nghiên cứu dưới sự hướng dẫn của TS Nguyễn Hoàng Nam.

Cuộc thi “Nước và cuộc sống” do Tổng cục Môi trường (Bộ TN-MT) phối hợp với Trung ương Đoàn và Công ty Coca - Cola VN tổ chức đã trao giải vàng cho công trình nghiên cứu về chế tạo vật liệu tổ hợp xử lý nước ngầm ô nhiễm asen nói trên.

Tái tạo nguồn nước chết

“Nước ngầm là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá, tuy nhiên khi bị ô nhiễm asen, nước ngầm sẽ trở thành nguồn nước chết, và nếu đem sử dụng sẽ gây thảm họa cho con người” - trưởng nhóm nghiên cứu Nguyễn Thị Sen nói.

Theo nhóm nghiên cứu, asen được coi là chất có độc tính bảng A, không chỉ do tính độc hại lớn mà còn do khả năng tích lũy cao trong cơ thể, trong đó uống nước bị nhiễm là con đường chính để asen xâm nhập vào cơ thể.

“Ở VN có rất nhiều vùng bị nhiễm asen, thậm chí nhiều hộ gia đình đang phải sử dụng nguồn nước chứa asen độc hại, có nơi nồng độ gấp 20 lần so với quy định. Vì vậy, nhóm đã xây dựng ý tưởng nghiên cứu xử lý nước ngầm ô nhiễm asen để đem lại nguồn nước sạch cho cộng đồng” - Sen cho biết.

Theo bạn Vũ Đình Kiên, có rất nhiều cách để loại bỏ asen như: phương pháp vật lý, phương pháp hóa học, phương pháp sinh học hay các phương pháp kết hợp hóa học, vật lý và sinh học, nano.

“Các phương pháp xử lý thông thường bằng công nghệ nano rất được chú trọng, tuy nhiên qua nghiên cứu thấy rằng đá ong là loại vật liệu sẵn có, rẻ tiền tại VN, có bề mặt lớn và cũng có khả năng hấp phụ asen rất tốt.

Vì vậy, nhóm hướng tới nghiên cứu tạo ra một vật liệu thiết thực, hiệu quả về kinh tế, có thể ứng dụng cho cả một vùng ô nhiễm để tái tạo nguồn nước chết” - Kiên chia sẻ.

Chế tạo vật liệu tổ hợp 
xử lý asen

Theo trưởng nhóm Nguyễn Thị Sen, để tạo ra được vật liệu riêng rẽ xử lý asen đã có nhiều nghiên cứu chỉ ra, tuy nhiên nghiên cứu về một vật liệu tổ hợp xử lý asen còn là điều mới mẻ.

“Nhóm đã kết hợp cả hai loại vật liệu ôxit sắt và titan điôxit thành một vật liệu, sau đó phủ lên bề mặt của đá ong. Việc kết hợp cả hai vật liệu nêu trên tạo ra vật liệu tổ hợp, qua đó khai thác triệt để khả năng hấp phụ asen rất tốt của ôxit sắt nano và khả năng cho điện tử của nano titan điôxit khi có ánh sáng. Ion asen sau khi được hấp phụ trên nano ôxit sắt sẽ nhận trực tiếp điện tử từ titan điôxit tạo thành asen kim loại và được loại bỏ” - Sen phân tích.

Lê Thu Huyền - thành viên của nhóm - cho biết quá trình nghiên cứu từ khi có ý tưởng đến khi thành công trong phòng thí nghiệm, mô hình mất tới 14 tháng. “Đầu tiên phải tạo ra các vật liệu nano sắt, nano titan.

Tiếp nữa là điều chế ra vật liệu tổ hợp, phủ lên đá ong. Đây là công đoạn mất nhiều thời gian nhất. Ngoài ra, nhóm phải tự điều chế ra nước có asen qua cách dùng hóa chất để pha ra nước có asen và thí nghiệm trên vật liệu tổ hợp.

Sau mỗi lần thực thử nghiệm đều phải lấy mẫu nước sau xử lý asen đưa đi phân tích, vì phải gửi các viện nghiên cứu phân tích kết quả nên khá tốn kém” - Huyền cho hay.

“Tính sáng tạo của nghiên cứu là chế tạo được vật liệu nano tổ hợp phủ lên đá ong bằng công nghệ đơn giản. Khi phủ vật liệu lên chất mang đá ong vừa tiết kiệm được vật liệu nano, đồng thời có thể tách được asen rất dễ dàng mà không cần phải sử dụng đến từ tính hay ly tâm để loại bỏ chúng, giúp giảm thiểu chi phí cho quá trình xử lý” - Kiên khẳng định.

Nói về kết quả nghiên cứu, trưởng nhóm Nguyễn Thị Sen khẳng định bước đầu nhóm đã chế tạo thành công vật liệu tổ hợp nano ôxit sắt titan với tỉ lệ số mol là 1:1 phủ trên đá ong để loại bỏ asen khỏi nước, đạt chỉ tiêu của nước uống.

“Điều này mở ra một hướng đi mới cho công nghệ xử lý asen, vì vậy nhóm tiếp tục nghiên cứu và tìm điều kiện tối ưu cho quá trình xử lý nước ô nhiễm asen, sau đó vận hành xử lý nước ngầm bị ô nhiễm asen ở tỉnh Hà Nam” - Sen nói.

“Giải vàng của cuộc thi là công trình nghiên cứu có chất lượng. Bản thân nhóm nghiên cứu cũng có hai kiến thức cơ bản rất tốt. Tuy nhiên ngoài giải thưởng, chúng tôi sẽ tiếp tục hỗ trợ học bổng để các bạn tiếp tục phát triển ý tưởng, nghiên cứu chuyên sâu hơn, sau đó xây dựng thành đề án ứng dụng vào thực tiễn” - ông Nguyễn Việt Dũng, giám đốc Trung tâm Đào tạo và truyền thông môi trường.

Năm giải bạc được trao cho tác phẩm “Chế tạo nước tẩy rửa sinh học từ một số nguyên liệu thiên nhiên”, “Bình lọc nước mini thân thiện với môi trường dùng cho hộ gia đình nông thôn”, “Hệ thống thu gom rác kết hợp với thuyền ngư dân”, “Mô hình thảm sinh thái nổi tích hợp xử lý ô nhiễm nguồn nước”, “Ứng dụng công nghệ tự động hóa cho hệ thống xử lý nước bằng vật liệu keo tụ PG21Ca”.

(Theo Xuân Long - Tuổi Trẻ Online)