Đang tải... (xem toàn văn)
“Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến việc xử lí thuốc trừ sâu Isoprothiolane bằng phương pháp Fenton UV” với mong muốn góp phần nhỏ bé vào việc xử lí nƣớc thải thuốc trừ sâu ở nƣớc ta. 2. Mục tiêu nghiên cứu Tìm đƣợc các thông số tối ƣu cho quá trình phân hủy Isoprothiolane đạt hiệu quả cao nhất bởi các tác nhân Fe2+H2O2UV 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Đề tài đƣợc thực hiện tại phòng thí nghiệm của trƣờng Đại học Sƣ phạm Đà Nẵng với đối tƣợng đƣợc nghiên cứu là mẫu sản phẩm thuốc trừ sâu Isoprothiolane lấy từ Công ty cổ phần bảo vệ thực vật 1 Trung Ƣơng – Chi nhánh Đà Nẵng. 4. Phƣơng pháp nghiên cứu 4.1. Nghiên cứu lý thuyết Phân tích và tổng hợp lý thuyết: Nghiên cứu cơ sở khoa học của đề tài. Nghiên cứu giáo trình và tài liệu tham khảo có liên quan đến đề tài. Trao đổi với giáo viên hƣớng dẫn. Dùng toán học thống kê để xử lý kết quả. 4.2. Nghiên cứu thực nghiệm Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình phân huỷ Isoprothiolane bằng tác nhân Fe2+H2O2UV. Xác định hiệu suất phân huỷ Isoprothiolane bằng phƣơng pháp đo quang. Xác định hiệu suất COD bằng phƣơng pháp Bicromat Cr2O7 2 Cr3+. 5. Kết cấu của đề tài Nội dung của đề tài đƣợc trình bày trong 3 chƣơng: Chƣơng I: Trình bày khái quát về: Thuốc trừ sâu Isoprothiolane Một số phƣơng pháp xử lý nƣớc thải hiện nay. Hệ xúc tác fentonUV. Phƣơng pháp trắc quang phân tử UVVIS. Chƣơng II: Trình bày các phƣơng pháp thực nghiệ
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KHOA HÓA TRẦN THỊ THANH BẰNG NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN VIỆC XỬ LÝ THUỐC TRỪ SÂU ISOPROTHIOLANE BẰNG PHƢƠNG PHÁP FENTON UV KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN KHOA HỌC Đà Nẵng: 05/2015 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KHOA HÓA NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN VIỆC XỬ LÝ THUỐC TRỪ SÂU ISOPROTHIOLANE BẰNG PHƢƠNG PHÁP FENTON UV KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN KHOA HỌC Sinh viên thực hiện : Trần Thị Thanh Bằng Lớp : 11CHP Giáo viên hƣớng dẫn : TS.Bùi Xuân Vững Đà Nẵng: 05/2015 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 1 1. Tính cấp thiết của đề tài 1 2. Mục tiêu nghiên cứu. 2 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 2 4. Phƣơng pháp nghiên cứu 2 4.1. Nghiên cứu lý thuyết 2 4.2. Nghiên cứu thực nghiệm. 2 5. Kết cấu của đề tài. 2 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 4 1.1. Tổng quan về thuốc trừ sâu 4 1.1.1. Khái niệm 4 1.1.2. Ảnh hƣởng 4 1.1.3. Các phƣơng pháp xử lí thuốc trừ sâu 5 1.2. Tổng quan về Isoprothiolane 7 1.3. Sơ lƣợc về các biện pháp xử lí nƣớc thải hiện nay 7 1.3.1. Các phƣơng pháp xử lí cơ học 7 1.3.2. Phƣơng pháp sinh học 8 1.3.3. Các phƣơng pháp hoá lý và hoá học 8 1.3.3.1. Phƣơng pháp đông tụ 8 1.3.3.2. Phƣơng pháp trung hoà 9 1.3.3.3. Phƣơng pháp oxi hoá 9 1.3.3.4. Phƣơng pháp khử 10 1.4. Phƣơng pháp fenton 10 1.4.1. Giới thiệu về phƣơng pháp 11 1.4.2. Cơ chế phản ứng Fenton 11 1.4.2.1. Cơ chế tạo thành gốc hydroxyl HO và động học các phản ứng Fenton . 11 1.4.3. Quá trình quang Fenton (Fenton/UV) 13 1.4.4. Những nhân tố ảnh hƣởng đến quá trình Fenton 14 1.4.4.1. Ảnh hƣởng của pH 14 1.4.4.2. Ảnh hƣởng của tỉ lệ Fe 2+ /H 2 O 2 và loại ion Fe (Fe 2+ hay Fe 3+ ) 15 1.5. Phƣơng pháp trắc quang phân tử UV-VIS 15 1.5.1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp 16 1.5.2. Các điều kiện tối ƣu cho phƣơng pháp phân tích. 16 1.5.2.1. Sự đơn sắc của nguồn bức xạ điện từ 16 1.5.2.2. Bƣớc sóng tối ƣu λ max 17 1.5.2.3. Ảnh hƣởng của nồng độ 17 1.5.2.4. Ảnh hƣởng của pH môi trƣờng 17 1.5.2.5. Ảnh hƣởng của thời gian 18 1.5.3. Máy đo quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS 18 1.5.4. Các phƣơng pháp phân tích định lƣợng 19 1.5.4.1. Phƣơng pháp đƣờng chuẩn 19 1.5.4.2. Phƣơng pháp thêm 19 1.6. Phƣơng pháp xác định chỉ số COD 20 1.6.1. Nguyên tắc 20 1.6.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình oxi hoá 21 CHƢƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1. Thiết bị, dụng cụ, hóa chất 22 2.1.1. Thiết bị, dụng cụ 22 2.1.2. Hoá chất 23 2.2. Tiến hành thực nghiệm 24 2.2.1. Chuẩn bị hoá chất 24 2.1.2. Sơ đồ hệ thống thí nghiệm 24 2.1.3. Các bƣớc tiến hành thực nghiệm 25 2.1.3.1. Khảo sát ảnh hƣởng của pH tới sự phân huỷ Isoprothiolane. 26 2.1.3.2. Khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ tới sự phân huỷ Isoprothiolane. 26 2.1.3.3. Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ H 2 O 2 tới sự phân huỷ Isoprothiolane. 26 2.1.2.4. Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ Fe 2+ tới sự phân huỷ Isoprothiolane 26 2.2.4. Xác định hiệu suất phân huỷ Isoprothiolane bằng phƣơng pháp đo quang. 27 2.3.5. Xác định hiệu suất COD 27 2.3.5.1. Quy trình phân tích mẫu 27 2.3.5.2. Tính toán kết quả 29 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30 3.1. Kết quả khảo sát bƣớc sóng Isoprothiolane 30 3.2. Kết quả lập đƣờng chuẩn COD 30 3.3. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của pH đến sự phân huỷ Isoprothiolane 31 3.3.1. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của pH đến hiệu suất phân huỷ Isoprothiolane. 31 3.3.2. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của pH đến hiệu suất COD. 32 3.4. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ đến sự phân huỷ Isoprothiolane 33 3.4.1. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ đến hiệu suất phân huỷ Isoprothiolane 33 3.4.2. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ đến hiệu suất COD 34 3.5. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ H 2 O 2 đến sự phân huỷ Isoprothiolane 35 3.5.1. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ H 2 O 2 đến hiệu suất phân huỷ Isoprothiolane 35 3.5.2. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ H 2 O 2 đến hiệu suất COD 37 3.6. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ Fe 2+ đến sự phân huỷ Isoprothiolane 38 3.6.1. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ Fe 2+ đến hiệu suất phân huỷ Isoprothiolane. 38 3.6.2. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ Fe 2+ đến hiệu suất COD 39 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 41 1. Kết luận 41 2. Kiến nghị 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Thông số của Isoprothiolane 7 Bảng 1.2. Thế hoá của một số tác nhân hoá 10 Bảng 3.1. Kết quả lập đƣờng chuẩn COD 30 Bảng 3.2. Giá trị mật độ quang thay đổi theo thời gian khi thay đổi pH 31 Bảng 3.3. Ảnh hƣởng của pH đến hiệu suất phân huỷ Isoprothiolane 31 Bảng 3.4. Giá trị mật độ quang thay đổi theo thời gian khi thay đổi pH 32 Bảng 3.5. Ảnh hƣởng của pH đến hiệu suất COD 32 Bảng 3.6. Giá trị mật độ quang thay đổi theo thời gian khi thay đổi nhiệt độ 33 Bảng 3.7. Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến hiệu suất phân huỷ Isoprothiolane 34 Bảng 3.8. Giá trị mật độ quang thay đổi theo thời gian khi thay đổi nhiệt độ 34 Bảng 3.9. Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến hiệu suất COD 35 Bảng 3.10. Giá trị mật độ quang thay đổi theo thời gian khi thay đổi nồng độ H 2 O 2 36 Bảng 3.11. Ảnh hƣởng của nồng độ H 2 O 2 đến hiệu suất phân huỷ Isoprothiolane 36 Bảng 3.12. Giá trị mật độ quang thay đổi theo thời gian khi thay đổi nồng độ H 2 O 2 37 Bảng 3.13. Ảnh hƣởng của nồng độ H 2 O 2 đến hiệu suất COD 37 Bảng 3.14. Giá trị mật độ quang thay đổi theo thời gian khi thay đổi nồng độ Fe 2+ 38 Bảng 3.15. Ảnh hƣởng của nồng độ đến hiệu suất phân huỷ Isoprothiolane 38 Bảng 3.16. Giá trị mật độ quang thay đổi theo thời gian khi thay đổi nồng độ Fe 2+ 39 Bảng 3.17. Ảnh hƣởng của nồng độ Fe 2+ đến hiệu suất COD 39 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ chất phân tích 17 Hình 1.2. Sơ đồ khối tổng quát của thiết bị đo quang 18 Hình 1.3. Sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ chất phân tích 20 Hình 2.1. Máy quang phổ UV-VIS LAMBDA25 (Mỹ) 23 Hình 2.2. Bếp cách cát 23 Hình 2.3. Sơ đồ hệ thống thí nghiệm 25 Hình 3.1. Bƣớc sóng Isoprothiolane 30 Hình 3.2. Sơ đồ đƣờng chuẩn COD 31 Hình 3.3. Đồ thị thể hiện ảnh hƣởng của pH đến hiệu suất phân huỷ Isoprothiolane 32 Hình 3.4. Đồ thị thể hiện ảnh hƣởng của pH đến hiệu suất COD 33 Hình 3.5. Đồ thị thể hiện ảnh hƣởng của nhiệt độ đến hiệu suất phân huỷ Isoprothiolane 34 Hình 3.6. Đồ thị thể hiện ảnh hƣởng của nhiệt độ đến hiệu suất COD 35 Hình 3.7. Đồ thị thể hiện ảnh hƣởng nồng độ H 2 O 2 đến hiệu suất phân huỷ Isoprothiolane 36 Hình 3.8. Đồ thị thể hiện ảnh hƣởng nồng độ H 2 O 2 đến hiệu suất COD 37 Hình 3.9. Đồ thị thể hiện ảnh hƣởng nồng độ Fe 2+ đến hiệu suất phân huỷ Isoprothiolane 39 Hình 3.10. Đồ thị thể hiện ảnh hƣởng nồng độ Fe 2+ đến hiệu suất COD 40 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT COD : Nhu cầu oxy hóa học. UV : Ultra Violet VIS : Visibility Spectrum EDTA : Etylen diamin tetraaxetic axit DTPA : Dietylen triamin pentaaxetic axit BOD : Nhu cầu oxi sinh học VSV : Vi sinh vật TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA HÓA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ************* *************************** NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên : Trần Thị Thanh Bằng Lớp : 11CHP 1.Tên đề tài : Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến việc xử lí thuốc trừ sâu Isoprothiolane bằng phương pháp Fenton UV 2.Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ và thiết bị. Hóa chất. - Thuốc trừ sâu Isoprothiolane cấp phân tích (Việt Nam) - Nƣớc cất hai lần. - H 2 SO 4 đậm đặc 98% - KOH. - Muối FeSO 4 .7H 2 O - Ag 2 SO 4 . - H 2 O 2 - K 2 Cr 2 O 7 . - Propan-2-ol - Một số hóa chất cần thiết khác. Dụng cụ. - Dụng cụ thuỷ tinh các loại. - Giấy lọc. - Nhiệt kế. Thiết bị: - Máy đo pH Branson (Anh). - Cân phân tích Precisa với độ chính xác 0,0001g. - Bếp cách cát, bếp cách thủy. [...]... trên, tôi đã chọn đề tài Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến việc xử lí thuốc trừ sâu Isoprothiolane bằng phương pháp Fenton UV với mong muốn góp phần nhỏ bé vào việc xử lí nƣớc thải thuốc trừ sâu ở nƣớc ta 2 Mục tiêu nghiên cứu Tìm đƣợc các thông số tối ƣu cho quá trình phân hủy Isoprothiolane đạt hiệu quả cao nhất bởi các tác nhân Fe2+/H2O2 /UV 3 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Đề tài đƣợc thực hiện... nuôi 1.1.3 Các phương pháp xử lí thuốc trừ sâu Sử dụng thuốc trừ sâu không hợp lý gây ô nhiễm môi trƣờng và mức độ ô nhiễm tuỳ theo dƣ lƣợng trong đất, nƣớc, không khí Hiện nay, có nhiều phƣơng pháp đƣợc nghiên cứu và sử dụng để xử lý các đối tƣợng nhiễm thuốc trừ sâu cũng nhƣ tiêu huỷ chúng Những phƣơng pháp đƣợc sử dụng chủ yếu là: Phân huỷ bằng tia cực tím (UV) hoặc bằng ánh sáng mặt trời Các phản... nghiên cứu là mẫu sản phẩm thuốc trừ sâu Isoprothiolane lấy từ Công ty cổ phần bảo vệ thực vật 1 Trung Ƣơng – Chi nhánh Đà Nẵng 4 Phƣơng pháp nghiên cứu 4.1 Nghiên cứu lý thuyết Phân tích và tổng hợp lý thuyết: Nghiên cứu cơ sở khoa học của đề tài Nghiên cứu giáo trình và tài liệu tham khảo có liên quan đến đề tài Trao đổi với giáo viên hƣớng dẫn Dùng toán học thống kê để xử lý kết quả 4.2 Nghiên cứu. ..- Nguồn sáng: Đèn UV KHSC1/2 (Canada), công suất 10W, bƣớc sóng 254nm - Máy quang phổ UV – VIS LAMBDA25 3 Nội dung nghiên cứu: - Tổng quan về Isoprothiolane - Nghiên cứu hệ xúc tác Fenton UV - Nghiên cứu các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình phân hủy Isoprothiolane - Xác định hiệu suất tách COD và hiệu suất chuyển hóa của Isoprothiolane theo các yếu tố ảnh hƣởng 4 Giáo viên hƣớng dẫn: TS... nghiệm Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình phân huỷ Isoprothiolane bằng tác nhân Fe2+/H2O2 /UV Xác định hiệu suất phân huỷ Isoprothiolane bằng phƣơng pháp đo quang Xác định hiệu suất COD bằng phƣơng pháp Bicromat Cr2O72-/Cr3+ 5 Kết cấu của đề tài Nội dung của đề tài đƣợc trình bày trong 3 chƣơng: Chƣơng I: Trình bày khái quát về: - Thuốc trừ sâu - Isoprothiolane - Một số phƣơng pháp xử lý nƣớc thải... Thuốc trừ sâu là một loại chất đƣợc sử dụng để chống côn trùng Chúng bao gồm các thuốc diệt trứng và ấu trùng của côn trùng Các loại thuốc sâu đƣợc sử dụng trong nhiều lĩnh vực nhƣ nông nghiệp, y tế, công nghiệp và gia đình Việc sử dụng thuốc trừ sâu đƣợc cho là một trong các yếu tố chính dẫn đến sự gia tăng sản lƣợng nông nghiệp trong thế kỉ 20 Trong những năm gần đây, việc sử dụng thuốc trừ sâu ở... quang Fenton Tốc độ khử quang hóa Fe3+ tạo ra gốc HO và Fe2+ phụ thuộc vào chiều dài của bƣớc sóng ánh sáng bức xạ Bƣớc sóng càng dài hiệu suất lƣợng tử tạo gốc HO càng giảm 1.4.4 Những nhân tố ảnh hưởng đến quá trình Fenton 1.4.4.1 Ảnh hưởng của pH Trong các phản ứng Fenton, độ pH ảnh hƣởng lớn đến tốc độ phản ứng và nồng độ Fe2+ từ đó ảnh hƣởng rất lớn đến tốc độ phản ứng và hiệu quả phân hủy các. .. phụ thuộc vào bản chất thuốc trừ sâu) Ví dụ: Malathion bị phá huỷ nhƣ sau: Plasma + C10H19OPS2 ( 15O2 + 10CO2 + 9H2O + HPO3) Kết quả thực nghiệm theo biện pháp trên, một số loại thuốc trừ sâu đã phá huỷ đến 99% (với tốc độ từ 1,8 đến 3 kg/h) Ƣu điểm của biện pháp này là hiệu suất xử lý cao, thiết bị gọn nhẹ Khí thải khi xử lý an toàn cho môi trƣờng Tuy nhiên, nhƣợc điểm của biện pháp này là chỉ sử dụng... với các chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) 1.4.3 Quá trình quang Fenton (Fenton/ UV) Quá trình Fenton cổ điển nói chung có hiệu quả cao trong khoảng pH 2-4, cao nhất ở pH khoảng 2,8 Do đó trong điều kiện xử lý nƣớc thƣờng gặp (pH 5-9) quá trình xảy ra không hiệu quả Đã có nhiều nghiên cứu về các dạng cải tiến của phƣơng pháp Fenton để tránh đƣợc pH thấp nhƣ quá trình photon -Fenton, Fenton điện hóa … Các nghiên. .. lƣợng thuốc thừa tích đọng trong môi trƣờng Các loại thuốc trừ sâu có tính năng rộng, nghĩa là có thể tiêu diệt đƣợc nhiều loại côn trùng trong đó có cả côn trùng có lợi Nói cách khác, sau khi phun thuốc số lƣợng thiên địch của nhiều loại sâu cũng giảm, điều này có lợi cho sự phát triển của sâu hại Ảnh hƣởng đến sức khoẻ con ngƣời Các loại thuốc trừ sâu đều có tính độc cao Trong quá trình dùng thuốc,