Khảo sát, đánh giá khả năng xử lý dầu loang bằng vật liệu hấp phụ tự nhiên

ỏi dung môi trong 30 phút 
(Nguyễ  Hữu  Biên  và  nnc,  2011),  cân  lại  khối 
lượng vật liệu, xác định lượng dung môi bị hấp 
phụ  và  tính  toán  độ  hấp  phụ  của  vật  liệu.  Các 
mốc thời gian ngâm vật liệu: 10, 20, 30, 45, 60 
phút. Tiến hành thí nghiệm lần lượt với bốn loại 
vật liệu: Bã mía, bèo tây, thân ngô và vỏ lạc. 
2.3.2. Thí nghiệm 2: Kiểm chứng khả năng 
hấp phụ chọn lọc của vật liệu 
Ở thí nghiệm 1 tác giả có thể xác định được 
xu hướng hấp phụ  từng  loại dung môi của mỗi 
loại vật  liệu và xác định được vật  liệu hấp phụ 
dầu tốt nhất. Để chắc chắn hơn về khả năng ưu 
tiên hấp phụ chọn lọc, tác giả tiến hành khảo sát 
khả năng hấp phụ của hai  loại vật  liệu hấp phụ 
dầu tốt nhất là bèo tây và bã mía trong dung môi 
không đồng nhất: dầu diesel và nước cất. Hiệu 
suất xử lý được xác định thông qua chỉ tiêu tổng 
dầu mỡ. 
2.3.3. Thí nghiệm 3: Xác định độ bền của 
các loại vật liệu 
Ngâm  4  loại  vật  liệu:  bã  mía,  bèo  tây,  thân 
ngô,  vỏ  lạc  trong  dung  môi  100%  dầu  diesel 
0,05S  trong  cùng  một  điều  kiện  thí  nghiệm. 
Quan sát và  theo dõi sự biến đổi của  từng  loại 
vật liệu trong 3 tháng. 
2.3.4. Thí nghiệm 4: Đánh giá khả năng tái 
sử dụng vật liệu 
Ngâm vật  liệu  trong dung môi dầu  trong 30 
phút,  sau đó  lọc vật  liệu và tiến hành dùng lực 
ép tách dầu ra khỏi vật  liệu. Lực ép được dùng 
trong  thí  nghiệm  là  13,7  N  cho  diện  tích  chứa 
vật  liệu  sau  hấp  phụ  là  23,75  cm2.  Trong  quá 
trình làm thí nghiệm ghi lại khối lượng vật liệu 
chứa dầu trước và sau mỗi lần hấp phụ. Lặp lại 
các thao tác này cho đến khi thấy độ hấp phụ ít 
có sự dao động. 
2.4. Phương pháp phân tích 
2.4.1. Phương pháp xác định độ hấp phụ 
Độ hấp phụ được xác định theo phương pháp 
khối  lượng  tức  là  lượng  chất  bị  hấp  phụ  trên 
lượng vật liệu hấp phụ sử dụng. Công thức tính 
toán độ hấp phụ như sau: 
A = (m2 – m1) / m1  (g/g) 
Trong đó: m1, m2  lần  lượt  là khối  lượng vật 
liệu trước và sau hấp phụ dung môi (g). 
2.4.2. Phương pháp phân tích tổng dầu mỡ 
Thông số tổng dầu mỡ được đo theo phương 
pháp chiết  lỏng –  trọng  lượng. Nguyên  tắc của 
phương pháp này là sử dụng n - Hexan hòa tan 
dầu  và  các  sản  phẩm  dầu  ra  khỏi  nước  và  xác 
định trọng lượng (SMEWW, 2012). 
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 
3.1. Khảo sát khả năng hấp phụ của các 
vật liệu khác nhau trong các dung môi khác 
nhau theo thời gian 
Hình 5. Khả năng hấp phụ dầu diesel 0,05S 
theo thời gian của các vật liệu 
Hình 5 thể hiện khả năng hấp phụ dung môi 
không phân cực (dầu DO 0,05S) của các loại vật 
liệu khác nhau tại các mốc thời gian 10, 20, 30, 
45,  60  phút.  Kết  quả  cho  thấy,  trong  các  mốc 
thời gian nghiên cứu, bèo tây có độ hấp phụ dầu 
DO 0,05S đạt khoảng 7,09 – 7,55 g/g tốt hơn so 
với  bã  mía,  bèo  tây  hấp phụ  tốt  hơn  từ  1,09  – 
1,18 lần, thân ngô 2,55 – 3,42 lần, vỏ lạc 4,58 – 
12,22 lần. Có thể nhận thấy các vật liệu bèo tây, 
thân  ngô,  vỏ  lạc  có  độ  hấp  phụ  tăng  theo  thời 
gian còn đối với bã mía do được thu gom tại các 
quán  ép  nước  mía  nên  cấu  trúc  đã  bị  phá  vỡ 
trong  dung  môi  dầu  các  sợi  dễ  tách  nhau  dẫn 
đến việc xuất hiện các mảnh vụn nhỏ trong dung 
môi, điều này đã  làm giải phóng dầu được hấp 
phụ do vậy bã mía đạt độ hấp phụ cao nhất  tại 
30 phút sau đó độ hấp phụ giảm.     
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 52 (3/2016) 72 
Hình 6. Khả năng hấp phụ nước cất theo thời 
gian của các vật liệu. 
Trong  dung  môi  hoàn  toàn  là  nước  cất  xu 
hướng hấp phụ của các vật  liệu khác xa so với 
dung môi dầu DO 0,05S. Bã mía  là vật  liệu có 
khả năng hấp phụ tốt nhất với độ hấp phụ đạt từ 
10,24 – 13,77 g/g. Độ hấp phụ của bèo tây, thân 
ngô, vỏ lạc trong nước cất lần lượt là: 4 – 5,65; 
4,31 – 5,99; 1,53 – 2,63 g/g. 
Hình 7. Khả năng hấp phụ nước sông theo 
thời gian của các vật liệu 
Trong  dung  môi  hoàn  toàn  là  nước  cất  xu 
hướng hấp phụ của các vật liệu tương đối giống 
với  trong  dung  môi  nước  cất.  Độ  hấp  phụ  của 
vật liệu được xếp theo thứ tự giảm dần lần lượt 
là bã mía, bèo tây, thân ngô, vỏ lạc. 
Hình 8. Khả năng hấp phụ nước biển theo 
thời gian của các vật liệu 
Trong dung môi nước biển, bã mía vẫn là vật 
liệu hấp phụ  tốt nhất. Tuy nhiên giá  trị độ hấp 
phụ của các vật  liệu này  thấp hơn so với  trong 
dung môi nước cất và nước biển.  
Hình 7,8,9 trình bày kết quả về khả năng hấp 
phụ  của  các  loại  vật  liệu  trong  các  dung  môi 
phân cực bao gồm nước cất, nước sông và nước 
biển. Nhận thấy bã mía, thân ngô, vỏ lạc đều có 
xu  hướng  hấp  phụ  dung  môi  phân  cực  này  tốt 
hơn  trong  dung  môi  dầu  diesel.  Đặc  biệt  khả 
năng hấp phụ của bã mía vượt trội một cách rõ 
rệt. Cùng là dung môi phân cực nhưng khả năng 
hấp  phụ  có  sự  khác  nhau.  Điều  này  có  thể  do 
hàm  lượng  các  cation  và  anion  có  trong  các 
dung  môi  khác  nhau  nên  nó  tác  động  vào  khả 
năng hấp phụ của vật liệu ở cùng điều kiện. Bèo 
tây  là  vật  liệu  duy nhất hấp  phụ  các dung  môi 
phân cực này kém hơn dung môi dầu DO 0,05S. 
Điều này chứng  tỏ bèo  tây ưa dung môi không 
phân cực và có tiềm năng trong xử lý các sự cố 
tràn dầu. 
Cũng  trong  thí  nghiệm  này  với  các  khoảng 
thời  gian  khảo  sát  ta  có  thể  theo  dõi  được  sự 
biến  đổi  về  khả  năng  hấp  phụ  từng  loại  dung 
môi  theo  thời  gian  và  xác  định  được  thời  gian 
tiếp xúc tối ưu. 
0
1
2
3
4
5
6
7
8
10 20 30 45 60
Dầu diesel
Nước cất
Nước sông
Nước biển
Độ hấp 
phụ 
Thời gian 
(phút)
Hình 9. Sự biến đổi khả năng hấp phụ của 
bèo tây trong các dung môi theo thời gian 
Hình  9  thể  hiện  khả  năng  hấp  phụ  của  bèo 
tây  trong  các  loại  dung  môi  khác  nhau.  Nhận 
thấy rõ nét bèo tây hấp phụ dầu diesel 0,05S tốt 
hơn nhiều so với các dung môi còn lại. Với các 
mốc  thời  gian  khảo  sát,  trong  môi  trường  dầu 
DO 0,05S trong khoảng 30 phút đầu tốc độ hấp 
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 52 (3/2016)  73
phụ của bèo tây tăng nhanh, sau 30 phút độ hấp 
phụ vẫn  tăng nhưng  rất  nhẹ. Vì vậy,  chọn  thời 
gian tiếp xúc tối ưu của vật liệu trong dung môi 
dầu DO 0,05S là 30 phút. 
3.2. Kiểm chứng khả năng hấp phụ chọn 
lọc của vật liệu 
Bảng 2. Giá trị đo tổng dầu mỡ 
Vật liệu 
Khối lượng 
vật liệu (g) 
Tỷ lệ khối lượng 
 dầu: nước cất (g/g) 
Thời gian tiếp 
xúc (phút) 
Tổng dầu mỡ sau hấp phụ 
(giá trị đo)  (mg/l) 
Bã mía  1  50 : 450  30  84,303 
Bèo tây  1  50 : 450  30  82,65 
Bảng 2 thể hiện hàm lượng tổng dầu mỡ trong 
mẫu nước nhiễm dầu được pha trộn với cùng tỉ lệ 
sau  khi  xử  lý bằng  bã  mía  và  bèo  tây.  Kết quả 
phân  tích  chỉ  tiêu  tổng  dầu  mỡ  cho  thấy  hàm 
lượng dầu trong mẫu nước nhiễm dầu do bèo tây 
xử lý tốt hơn do bã mía. Như vậy trong dung môi 
không đồng nhất: dầu DO 0,05S và nước cất thì 
bèo  tây  có  sự  ưu  tiên  hấp  phụ  dầu  DO  trước.  
Điều  này  có  ý  nghĩa  trong  việc  triển  khai  ứng 
dụng bèo tây xử lý tràn dầu trên sông hoặc biển. 
3.3. Xác định độ bền của các vật liệu hấp 
phụ tự nhiên 
Bảng 3. Sự biến đổi trạng thái của các vật liệu theo thời gian 
Thời gian Đặc điểm Hình ảnh 
Sau 2 ngày 
(19/9 -21/9/2015) 
- Vỏ lạc: bắt đầu chìm 
- Bã  mía,  thân  ngô,  bèo  tây: 
không có hiện tượng gì 
Sau 6 ngày 
(19/9 – 25/9/2015) 
- Bã mía bắt đầu chìm 
- Vỏ lạc chìm hoàn toàn 
- Bèo tây, thân ngô: Không có 
hiện tượng gì 
Sau 23 ngày 
(19/9 – 12/10/2015) 
- Vỏ  lạc:  Xuất  hiện  vi  sinh  vật 
nhày bám xung quanh  
Sau 37 ngày 
(19/9 - 26/10/2015) 
- Vỏ lạc: Lớp nhày dày hơn 
- Bã mía: chìm hoàn toàn 
- Bèo  tây,  thân  ngô:  không  có 
hiện tượng gì 
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 52 (3/2016) 74 
Thời gian Đặc điểm Hình ảnh 
19/9 – 2/11/2015  - Vỏ lạc: Xuất hiện những chấm 
đen phía  trên  lớp nhày, vỏ  lạc 
mỏng hơn rõ rệt 
- Bã  mía:  Bắt  đầu  xuất  hiện  vi 
sinh vật có lớp nhày 
- Thân  ngô:  Có  đốm  mốc  trên 
thân ngô 
19/9 – 26/12/2015  - Bã mía xuất hiện mốc đen. 
- Các  lỗ  rỗng  của  bèo  tây  to và 
phồng  hơn  nhưng  không  thấy 
sự  xuất  hiện  của  vi  sinh  vật 
nhày hay mốc đen. 
Trên cùng một diện tích bề mặt, cùng lượng 
dầu  và  cùng  khối  lượng  vật  liệu  cho  vào  mỗi 
bình, sau hơn ba tháng ngâm vật liệu nhận thấy 
vỏ  lạc  rất  dễ  bị  chìm  và  dễ bị  phân huỷ  nhất. 
Bằng  chứng  là  sau  2  ngày  ngâm  trong  dung 
môi  vỏ  lạc  bắt  đầu  bị  chìm  và  bị  chìm  hoàn 
toàn sau 6 ngày. Sau 23 ngày xuất hiện các lớp 
nhày bám trên vỏ  lạc điều này chứng  tỏ có sự 
sinh trưởng và phát triển của các vi sinh vật và 
vật liệu có dấu hiệu bị phân huỷ, lớp nhày này 
dày hơn theo thời gian. Theo cảm nhận vỏ  lạc 
dần  mỏng  hơn  so  với  ban  đầu.  Bã  mía  là  vật 
liệu thứ 2 bị chìm sau 6 ngày, tuy nhiên tốc độ 
chìm chậm hơn so với vỏ lạc và thời gian xuất 
hiện  sinh vật  nhày  lâu hơn,  sau  37  ngày.  Cho 
đến  thời  điểm  này,  thân  ngô  và  bèo  tây  vẫn 
không  có  dấu  hiệu  bị  chìm  hay  xuất  hiện  lớp 
nhày bám  trên bề mặt. Tuy nhiên có  thể quan 
sát  được  thân  ngô  xuất  hiện  những  chấm  đen 
có  thể đây  là dấu hiệu về  sự có mặt của  mốc. 
Bèo tây các lỗ phồng và rất mọng nước, chứng 
tỏ  nó  đạt  đến  trạng  thái  bão  hoà,  ban  đầu  vỏ 
ngoài  cứng  hơn  nhưng  sau  thời  gian  nó  cũng 
trở nên mềm hơn có thể đã bắt đầu sự phân huỷ 
nhưng dấu hiệu nhận biết  rất  khó,  vì  vậy, cần 
tiếp tục theo dõi sự biến đổi của nó. 
3.4. Đánh giá khả năng tái sử dụng vật liệu 
Hình 10. Đánh giá khả năng tái sử dụng bèo tây 
Kết  quả  thí  nghiệm  cho  thấy  vật  liệu  có  độ 
hấp phụ  tốt nhất ở  lần sử dụng đầu  tiên với độ 
hấp phụ 10,39 g/g. Ở lần sử dụng thứ hai độ hấp 
phụ giảm đột ngột sau đó độ hấp phụ giảm nhẹ 
ở các lần tái sử dụng tiếp theo (1,9 - 1,12 g/g ở 
lần sử dụng thứ hai và thứ tám) nguyên nhân là 
do ban đầu bèo chưa bị phá vỡ cấu trúc nên khi 
sử  quá  trình  dùng  lực  ép  tách  dầu  ra  khỏi  vật 
liệu được ít hơn. Sau khi ép đã làm cho cấu trúc 
của bèo bị thay đổi (bị bẹp) dẫn đến lượng dầu 
hấp phụ được giảm nên độ hấp phụ của bèo bị 
giảm mạnh. Lượng dầu được hấp phụ sau 8 lần 
sử  dụng  là  59,55  g.  Thực  tế  nguồn  ngyên  liệu 
bèo tây   khá dồi dào, dễ kiếm và rẻ  tiền vì vậy 
không nên  tái sử dụng bèo  tây để hấp phụ dầu 
loang  tiếp mà sử dụng vào mục  đích khác như 
làm nguyên liệu trong các lò đốt chất thải rắn có 
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 52 (3/2016)  75
hệ thống xử lý khí thải sẽ tiết kiệm được nhiên 
liệu ban đầu để mồi lò. Hay có thể sử dụng làm 
nhiên liệu bổ sung cùng với  than trong các nhà 
máy nhiệt điện. 
4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 
Bèo  tây  là  vật  liệu  tự  nhiên  có  cấu  trúc  lỗ 
rỗng và  diện  tích bề mặt  lớn  rất  thích hợp  làm 
vật  liệu  hấp  phụ.  Trong  thời  gian  từ  10  -  60 
phút, độ hấp phụ của bèo tây  trong môi  trường 
hoàn toàn dầu DO 0,05S đạt từ 7,09 – 7,55 g/g. 
Bèo  tây có  sự hấp phụ chọn  lọc giữa các dung 
môi  không  đồng  nhất.  Bèo  tây  khá  bền  trong 
môi trường dầu DO, sau ba tháng ngâm bèo tây 
trong dầu vật liệu không bị chìm và chưa có dấu 
hiệu  xuất  hiện  vi  sinh  vật  nhày  hay  nấm  mốc. 
Nhận thấy, vật liệu tự nhiên sau khi hấp phụ nếu 
như không sử dụng lại  làm vật  liệu hấp phụ có 
thể hoàn toàn tận dụng làm nguyên liệu đốt thay 
cho việc sử dụng dầu DO hoặc dầu FO làm mồi 
cho các lò đốt có hệ thống xử lý khí hiện nay. 
Những  kết  quả  nghiên  cứu  cho  thấy  tiềm 
năng ứng dụng bèo tây trong xử lý dầu tràn trên 
sông,  trên  biển  tốt  hơn  các  vật  liệu  tự  nhiên 
khác. Trong khuôn khổ bài báo này, các kết quả 
khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp 
phụ  dầu  loang  (hình  dạng,  độ  ẩm,  mật  độ  vật 
liệu...) và triển khai quy mô pilot (xây dựng mô 
hình vật lý ngoài trời mô tả sự cố tràn dầu trên 
một  đoạn  sông)  đã  không  được  đưa  vào.  Tuy 
nhiên, cần tiến hành nghiên cứu thêm các yếu tố 
ảnh  hưởng  như:  khối  lượng  riêng,  độ  rỗng  (độ 
xốp)  và  diện  tích  bề  mặt  riêng  của  vật  liệu  và 
đánh giá hiệu  suất xử  lý khi ứng dụng vào mô 
hình thực tế có quy mô lớn hơn. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
Nguyễn Hữu Biên, Phạm Quang Thới (2011), “Nghiên cứu và khảo sát khả năng xử lý dầu loang bằng 
rau Neptunia Oletacea”, Báo cáo kết quả nghiên cứu khoa học Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu. 
Đinh Thị Ngọ (2006) “Hoá học dầu mỏ và khí”, Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 
TCVN 6663-1:2011 Tiêu chuẩn quốc gia về chất  lượng nước “Lấy mẫu - phần 1: hướng dẫn lập 
chương trình lấy mẫu và kỹ thuật lấy mẫu”. 
SMEWW (Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater) 5520B : 2012: 
“Liquid – Liquid, Partition – Gravimetric Method”. 
SMEWW (Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater) 5520F : 2012: “Hydrocarbons”. 
Abstract: 
EXAMINATION, ASSESSMENT OF THE ABILITY FOR TREATING 
OIL SPILLAGE BY NATURAL MATERIALS 
Oil spillage that happened in river or sea has caused very serious impacts on the water environment, 
aquatic ecosystem and expensive to overcome the consequences. Using the natural material for oil 
and grease absorption is considered as an effective and environmental friendly solution. This paper 
presents the examination and assessment of the absorption efficiency of the solvents (DO0.05S oil, 
distilled water, river water and sea water) that is done by the various natural adsorbents (having the 
porous structure, high in the specific surface area) such as sugar cane residue, maize trunk, 
eichhornia trunk (belonging to water hyacinth family), groundnut shell, at a laboratory scale through 
determining the quantity of the natural adsorbents before and after adsorption process. The results 
show that eichhornia trunk can absorb the non-polarised solvent (DO oil 0.05S) very well, obtain the 
value from 7.09 to 7.55g/g, higher than that of the other polarised solvents such as: distilled water (4-
5.65 g/g), river water (2.9-4.5 g/g), sea water (2.82 - 3.83 g/g). Sugar cane residue, maize trunk and 
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 52 (3/2016) 76 
groundnut shell has a trend of absorption of the polarised solvent with DO oil (0.05S) which is better 
than that of the eichhornia trunk at a same condition. In the fully occupied oil media, the eichhornia 
trunk proves to be more durable in comparison with three above natural materials. After three 
months of soaking these natural materials in the diesel oil solvent it was found out that the eichhornia 
trunk was not sunk and no sign of the apperance of biofilm or of fungi on the surface. Therefore, the 
eichhornia trunk has ability to absorb the diesel oil first and high potential to treat and control oil 
spillage in river and sea as well. 
Keyword: Natural absorbent; Absorption; Diesel oil solvent; Oil spillage treatment. 
BBT nhận bài: 25/2/2016 
Phản biện xong: 14/3/2016