THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
1. Thông tin chung
- Tên đề tài: "Phân tích dạng hóa học của các kim loại nặng trong các mẫu đất ở khu vực khai thác quặng và sử dụng than sinh học để xử lý chúng".
- Mã số: B2020-TNA-15
- Chủ nhiệm đề tài: TS. Vương Trường Xuân
- Tổ chức chủ trì: Đại học Thái Nguyên
- Thời gian thực hiện: 01/2020 – 6/2022
2. Mục tiêu
- Đánh giá được dạng tồn tại của một số kim loại trong đất bị ô nhiễm tại khu vực khai thác quặng trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên bằng quy trình chiết liên tục kết hợp xác định bằng phương pháp ICP-MS.
- Chế tạo được than sinh học từ các phụ phẩm nông nghiệp (lõi ngô) và đánh giá khả năng cố định các kim loại nặng trong đất ô nhiễm.
- Đánh giá được khả năng cải thiện chất lượng đất của than sinh học sau khi ủ bằng than sinh học.
3. Tính mới và tính sáng tạo
- Lần đầu tiên cung cấp đầy đủ bộ số liệu về được các dạng hóa học của các kim loại nặng như Pb, Zn, Cd, Cu, Cr và As trong các mẫu đất ở khu vực mỏ Pb/Zn làng Hích, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên.
- Lần đầu tiên đã nghiên cứu khả năng cố định dạng linh động đối với kim loại Pb và Zn khi ủ bằng than sinh học và hỗn hợp than sinh học/quặng apatit trong các mẫu đất nông nghiệp ô nhiễm các kim loại nặng.
4. Kết quả nghiên cứu
- Đã phân tích dạng hóa học của các kim loại nặng trong các mẫu đất.
- Đã điều chế và phân tích tính chất lý hóa cơ bản của vật liệu than sinh học được điều chế từ lõi ngô ở 400oC và 600oC
- Đã phân tích được các tính thông số của đất sau khi ủ bằng than sinh học như pH, OC, EC.
- Đã nghiên cứu khả năng cố định và xử lý kim loại nặng như Pb và Zn trong đất sau khi ủ bằng than sinh học.
5. Sản phẩm:
5.1. Sản phẩm khoa học:
- 02 bài báo quốc tế thuộc danh mục SCIE, có cảm ơn đề tài
[1]. Vuong XT (chủ nhiệm đề tài), Vu LD, Duong ATT (thành viên đề tài), Duong HT, Hoang THT, Luu MNT, Nguyen DV (thành viên đề tài), Nguyen TTT (thành viên để tài), Van HT, Tu BM. “Speciation and environmental risk assessment of heavy metals in soil from a lead/zinc mining site in Vietnam” (Dạng hóa học và đánh giá nguy cơ ô nhiễm các kim loại nặng trong đất o khu mỏ Pb/Zn ở Việt Nam). Int J Environ Sci Technol. 2022;1–16. (SCIE Q2, IF = 2,86)
[2]. Vuong TX (chủ nhiệm đề tài), Stephen J, Nguyen TTT (thành viên đề tài), Cao V (thành viên đề tài), Pham DTN. “Insight into the Speciation of Heavy Metals in the Contaminated Soil Incubated with Corn Cob-Derived Biochar and Apatite” (Tìm hiểu sâu về dạng hóa học của các kim loại nặng trong đất ô nhiễm được ủ với than sinh học điều chế từ lõi ngô và quặng apatit). Molecules. 2023; 28(5): 2225. (SCIE, Q2, IF = 4,9)
- 04 bài báo trong nước thuộc thuộc danh mục được tính điểm của HĐGSNN, có cảm ơn đề tài
[1]. Vương Trường Xuân (chủ nhiệm đề tài), Nguyễn Thị Thu Thuý (thành viên đề tài), Kiều Thị Phương Thảo, Dương Thiện Khánh. “Phân tích dạng hóa học và đánh giá nguy cơ ô nhiễm môi trường bởi Pb trong đất thải của mỏ quặng Pb/Zn làng Hích, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên”. Tạp chí Khoa học và Công nghệ - ĐH Thái Nguyên. 2021; 226(11): 251 – 258.
[2]. Vương Trường Xuân (Chủ nhiệm đề tài), Nguyễn Thị Thu Thuý (thành viên đề tài). “Phân tích dạng hóa học và đánh giá nguy cơ ô nhiễm môi trường bởi Zn trong đất thải của mỏ quặng Pb/Zn, làng Hích, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên”. 2021; 226(11): 284 – 291.
[3]. Vương Trường Xuân (chủ nhiệm đề tài), Nguyễn Thị Thu Thuý (thành viên đề tài), Nguyễn Thị Kim Ngân (thành viên đề tài), Phan Thanh Phương, Dương Thị Tú Anh (thành viên đề tài), Dương Tuấn Hưng, Vũ Ngọc Tùng. “Phân tích dạng hóa học của Cadmi trong đất ở khu vực mỏ Pb/Zn, làng Hích, tỉnh Thái Nguyên”. Tạp chí Phân tích Lý-Hóa-Sinh. 2021; tập số 26, số 4A/2021.
[4]. Vương Trường Xuân (chủ nhiệm đề tài), Phan Thanh Phương, Dương Thị Tú Anh (thành viên đề tài), Dương Tuấn Hưng, Nguyễn Ngọc Tùng. “Phân tích hàm lượng Cu, Pb, Cd và Zn trong đất ở khu vực mỏ chì kẽm làng Hích, tỉnh Thái Nguyên bằng phương pháp ICP-MS“. Tạp chí Phân tích Lý-Hóa-Sinh. 2021; tập số 26, số 4B/2021.
5.2. Sản phẩm đào tạo
Đã hướng dẫn 02 học viên cao học theo hướng nghiên cứu của đề tài, đã bảo vệ thành công luận văn ThS đúng hạn và nhận bằng tốt nghiệp, có cảm ơn đề tài:
[1]. Nguyễn Thị Tuyết, lớp Cao học Hóa phân tích K12, tên đề tài: “Phân tích dạng hóa học của cadmi (Cd) trong đất thuộc khu vực khai thác quặng Pb/Zn làng Hích, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên”; thời gian nghiệm thu: tháng 7/2020. Quyết định số 1026/QĐ-ĐHKH ngày 29 tháng 9 ngày 2020 của Hiệu Trưởng Trường Đại học Khoa học về việc công nhận tốt nghiệp và cấp bằng thạc sĩ đợt 1 năm 2020.
[2]. Lương Thị Tuyên, lớp cao học Hóa phân tích K12, tên đề tài, “Phân tích dạng hóa học của đồng (Cu) trong đất thuộc khu vực khai thác quặng Pb/Zn làng Hích, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên”; thời gian nghiệm thu: tháng 7/2020. Quyết định số 1026/QĐ-ĐHKH ngày 29 tháng 9 ngày 2020 của Hiệu Trưởng Trường Đại học Khoa học về việc công nhận tốt nghiệp và cấp bằng thạc sĩ đợt 1 năm 2020.
5.3. Sản phẩm ứng dụng
[1]. Quy trình phân tích và các điều kiện tối ưu để chiết liên tục và phân tích hàm lượng các dạng kim loại (Cu, Pb, Cd và Zn) trong đất bằng phương pháp ICP_MS.
[2]. Quy trình chế tạo than sinh học từ phụ phẩm nông nghiệp (lõi ngô).
[3]. Bộ dữ liệu đánh giá về dạng tồn tại của một số kim loại (Cu, Pb, Cd và Zn) trong đất bị ô nhiễm tại khu vực khai thác quặng (Pb/Zn) trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên.
[4]. Bộ dữ liệu về khả năng cố định kim loại (Pb, Zn) và cải thiện chất lượng đất của than sinh học.
6. Phương thức chuyển giao, địa chỉ ứng dụng
6.1. Phương thức chuyển giao
- Phương thức chuyển giao: Gián tiếp dưới dạng tài liệu tham khảo công bố đại chúng.
- Phương pháp chế tạo than sinh học từ phụ phẩm nông nghiệp, quy trình và kết quả xử lý kim loại nặng quy mô phòng thí nghiệm và bộ số liệu có thể được chuyển giao cho các doanh nghiệp, các đơn vị nghiên cứu xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong đất, và là nguồn dữ liệu tham khảo cho các nhà quản lý đất ở các khu vực khai thác quặng thuộc tỉnh Thái Nguyên.
6.2. Địa chỉ ứng dụng
Kết quả nghiên cứu của đề tài bao gồm các mẫu vật liệu than sinh học, quy trình chế tạo than sinh học và kết quả xử lý kim loại nặng trong đất ô nhiễm có thể được áp dụng cho việc xử lý kim loại nặng trong đất nông nghiệp ô nhiễm ở các khu vực khai thác quặng. Ngoài ra, kết quả của đề tài sẽ làm tài liệu tham khảo phục vụ giảng dạy và học tập chuyên ngành hoá phân tích, phân tích môi trường... tại Đại học Thái Nguyên đồng thời cũng là tài liệu tham khảo cho cán bộ quản lý khai thác khoảng sản và sở tài nguyên môi trường.
7. Tác động và lợi ích mang lại của kết quả nghiên cứu
7.1. Đối với lĩnh vực giáo dục và đào tạo
- Kết quả nghiên cứu của đề tài là tài liệu phục vụ nghiên cứu, đào tạo học viên cao học ngành hóa phân tích trường đại học Khoa học- Đại học Thái Nguyên. Đề tài được thực hiện sẽ tạo ra môi trường thúc đẩy học tập và nghiên cứu khoa học trong trường đại học Khoa học nói riêng và trường Đại học Thái Nguyên nói chung. Đồng thời đề tài cũng là sự gắn kết giữa việc học tập lý thuyết với thực hành và ứng dụng trong các điều kiện thực tiễn.
7.2. Đối với lĩnh vực khoa học và công nghệ có liên quan
- Đề tài được thực hiện sẽ góp phần nâng cao năng lực nghiên cứu cho nhóm nghiên cứu về phân tích dạng hóa học của các kim loại, về than sinh học và ứng dụng than sinh học để xử lý môi trường đất bị ô nhiễm kim loại nặng. Đồng thời sản phẩm của đề tài cũng là cơ sở để nghiên cứu ứng dụng trong thực tế cho việc xử lý đất ô nhiễm các kim loại nặng bằng than sinh học.
7.3. Đối với phát triển kinh tế-xã hội
- Nôi dung của đề tài hứa hẹn sẽ góp phần trong việc tìm ra giải pháp xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong đất nông nghiệp ở các vùng khai thác khoáng sản tại Thái Nguyên theo phương pháp thân thiện với môi trường. Qua đó, nâng cao chất lượng đất, nâng cao năng suất nông nghiệp và bảo vệ hệ sinh thái, cải thiện sức khỏe của nhân dân.
7.4. Đối với tổ chức chủ trì và các cơ sở ứng dụng kết quả nghiên cứu
- Đây là cơ hội tốt để cơ quan chủ trì và các đơn vị phối hợp có điều kiện hợp tác, trao đổi, thực hiện và chia sẻ kết quả nghiên cứu cũng như nâng cao năng lực nghiên cứu của chủ nhiệm đề tài và nhóm nghiên cứu về lĩnh vực than sinh học và xử lý cố định kim loại nặng trong đất bị ô nhiễm bằng than sinh học.
INFORMATION OF RESEARCH RESULTS
1. General information
- Title: "Analysis of the chemical form of heavy metals in soil samples in the ore mining area and using biochar to treat them"
- Code: B2020-TNA-15
- Project leader: Dr. Vương Trường Xuân
- Host organization: School of Science - Thai Nguyen University
- Implementation period: 01/2020 - 12/2021
2. Goals
- To assess the existence of some metals in contaminated soil in ore mining areas in Thai Nguyen province by continuous extraction process combined with determination by ICP-MS method.
- Produce biochar from agricultural by-products (corn cob) and evaluate the ability to fix heavy metals in contaminated soil.
- Evaluation of biochar's ability to improve soil quality after composting with biochar.
3. Novelty and creativity
- For the first time providing a complete set of data on chemical forms of heavy metals such as Pb, Zn, Cd, Cu, Cr and As in soil samples in Pb/Zn mine area, Hich village, district Dong Hy, Thai Nguyen province.
- For the first time, the possibility of immobilization of Pb and Zn metals was studied for the first time when annealed with biochar and a mixture of biochar/apatite ore in agricultural soil samples contaminated with heavy metals.
4. Research results
- Analyzed the chemical form of heavy metals in soil samples
- Prepared and analyzed basic physico-chemical properties of biochar material prepared from corn cobs at 400oC and 600oC
- Analyzed the parameters of the soil after composting with biochar such as pH, OC, EC.
- Researched and selected the appropriate ratio to treat heavy metals such as Pb and Zn in the soil after composting with biochar.
5. Application products
[1]. Analytical procedure and optimal conditions for continuous extraction and analysis of metal species (Cu, Pb, Cd and Zn) in soil by the ICP_MS method.
[2]. Process for making biochar from agricultural by-products (corn cob).
[3]. Data set to evaluate the existence of some metals (Cu, Pb, Cd and Zn) in contaminated soil in the ore mining area (Pb/Zn) in Thai Nguyen province.
[4]. Data set on metal fixation (Pb, Zn) and soil quality improvement of biochar.
6. Transfer method, application address
6.1. Transfer method
- Method of delivery: Indirectly in the form of public reference documents.
- Methods for making biochar from agricultural by-products, laboratory-scale heavy metal treatment processes and results, and data sets can be transferred to enterprises and research units for pollution treatment. soil heavy metal contamination, and is a reference data source for land managers in ore mining areas in Thai Nguyen province.
6.2. Application address
The research results of the topic including samples of biochar materials, biochar manufacturing process and results of heavy metal treatment in contaminated soil can be applied to the treatment of heavy metals in soil. agricultural pollution in ore mining areas. In addition, the results of the project will serve as a reference for teaching and learning specializing in analytical chemistry, environmental analysis, etc. at Thai Nguyen University, as well as a reference for staff. management of mineral exploitation and the department of natural resources and environment.
7. Impact and benefits of research results
7.1. For the field of education and training
- The research results of the topic are documents to serve the research and training of graduate students in analytical chemistry at the University of Science - Thai Nguyen University. The implemented topic will create an environment to promote learning and scientific research in the University of Science in particular and Thai Nguyen University in general. At the same time, the topic is also the link between theoretical learning with practice and application in practical conditions.
7.2. For the relevant field of science and technology
- The implemented topic will contribute to improving the research capacity of the research team on analyzing chemical forms of metals, on biochar and applying biochar to treat metal contaminated soil environment. heavy type. At the same time, the product of the project is also the basis for research and application in practice for the treatment of soil contaminated with heavy metals by biochar.
7.3. For socio-economic development
- The content of the topic promises to contribute to finding solutions to treat heavy metal pollution in agricultural land in mining areas in Thai Nguyen in an environmentally friendly manner. Thereby, improving soil quality, improving agricultural productivity and protecting ecosystems, and improving people's health.
7.4. For the lead organization and research results application establishments
- This is a good opportunity for the lead agency and coordinating units to cooperate, exchange, implement and share research results as well as improve the research capacity of the project leader and the group. research on biochar and fixation of heavy metals in contaminated soil with biochar.
