TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC - KHƯƠNG THỊ NHẬT HẠ ẢNH HƯỞNG CỦA pH ĐẾN QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY MỘT SỐ HỢP CHẤT HỮU CƠ KHÓ PHÂN HỦY (POP) BẰNG Fe(o) SIÊU MỊN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa Lý Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS LÊ XUÂN QUẾ HÀ NỘI, 2015 LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, trước tiên em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Lê Xuân Quế – Viện Kỹ thuật Nhiệt đới – Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam trực tiếp hướng dẫn, định hướng tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn cô chú, anh chị, cán công nhân viên Viện Kỹ thuật Nhiệt đới giúp đỡ em suốt trình thực tập Viện Em xin trân trọng cảm ơn thầy, cô giáo Khoa Hóa Học truyền đạt cho em nhiều kiến thức quý báu suốt thời gian học tập Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình bạn bè động viên, khích lệ em suốt thời gian vừa qua Hà Nội, tháng năm 2015 Sinh viên thực Khương Thị Nhật Hạ MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Hợp chất hữu khó phân huỷ POP 1.1.1 Khái niệm hợp chất hữu khó phân hủy POP 1.1.2 Một số hợp chất POP tiêu biểu 1.1.3 Đặc điểm hóa học POP 1.1.4 Tình trạng đất ô nhiễm POP nước ta 1.1.5 Tác hại ô nhiễm POP 1.1.6 Phương pháp phân huỷ POP 10 1.2 Đặc điểm cấu trúc tính chất lý hoá DDT 15 1.2.1 Cấu trúc DDT 15 1.2.2 Tính chất lý hoá DDT 17 1.2.3 Ảnh hưởng đến môi trường sức khoẻ người DDT 18 1.3 Khái quát vật liệu nano 22 1.3.1 Khái niệm [9] 22 1.3.2 Tính chất vật liệu nano [9] 22 1.3.3 Các phương pháp chế tạo vật liệu nano [10] 22 1.3.4 Một số ứng dụng vật liệu nano 23 1.3.5 Đặc điểm, tính chất Fe0 nano ứng dụng xử lý môi trường 23 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 26 2.1 Phương pháp nghiên cứu 26 2.1.1 Phương pháp HPLC 26 2.1.2 Phương pháp phân tích đo điện 28 2.1.3 Phương pháp Fenton 29 2.2 Hoá chất dụng cụ 30 2.2.1 Hoá chất 30 2.2.2 Dụng cụ 31 2.3 Thực nghiệm 31 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34 3.1 Một số tính chất đất nghiên cứu 34 3.2 Ảnh hưởng pH đến trình phân hủy POP đất 35 3.3 Ảnh hưởng thời gian lưu đến trình phân hủy POP 36 3.4 Ảnh hưởng pH đến điện phân hủy DDT dung dịch 38 KẾT LUẬN 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Các chất thuộc nhóm hữu khó khó phân hủy POP tìm thấy VN Bảng 1.2 Các đồng phân phổ biến DDT 16 Bảng 3.1: Kết phân tích số tính chất mẫu đất nghiên cứu34 Bảng 3.2 Hàm lượng DDT (mg/kg) hiệu xuất (%) giá trị pH khác sau ngày xử lý 35 Bảng 3.3 Hàm lượng DDT (mg/kg) hiệu suất thời gian lưu khác 37 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Tổng hợp DDT từ trichloroethanol với chlorobenzen 17 Hình 1.2 Sơ đồ khử RCl Fe2+ bề mặt 24 Hình 1.3 Sơ đồ khử RCl hidro 25 Hình 2.1 Mô tả hạt sắt nano 30 Hình 2.2 Ảnh hưởng Ph 31 Hình 2.3 Ảnh hưởng thời gian ngâm tẩm pH 32 Hình 2.4 Dung dịch nghiên cứu thí nghiệm b1, thời điểm ban đầu (2.4-t0) sau điện cân (2.4-tcb) 33 Hình 2.5 Dung dịch nghiên cứu thí nghiệm b2, thời điểm ban đầu (2.5-t0) sau điện cân (2.5-tcb) 33 Hình 2.6 Dung dịch nghiên cứu thí nghiệm b3, thời điểm ban đầu (2.6-t0) sau điện cân (2.6-tcb) 33 Hình 3.1 Hàm lượng DDT, DDT DDE vào pH 35 Hình 3.2 Hàm lượng DDT tổng vào pH 36 Hình 3.3 Hàm lượng DDT, DDD + DDE vào thời gian lưu 36 Hình 3.4 Hàm lượng DDT tổng vào thời gian lưu 37 Hình 3.5 Sự biến đổi điện trình phân hủy DDT Fe0 pH = – 10ml DDT 39 Hình 3.6 Sự biến đổi điện trình phân hủy DDT Fe0 pH = – 10ml DDT 39 Hình 3.7 Sự biến đổi điện trình phân hủy DDT Fe0 pH = – 15ml DDT 40 Hình 3.8 Sự biến đổi điện trình phân hủy DDT Fe0 pH = – 15ml DDT 40 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Thuốc bảo vệ thực vật đóng vai trò quan trọng sản xuất nông nghiệp nước ta nước giới, trồng lương thực, rau màu… để phòng trừ loại sâu bệnh, chuột, cỏ dại… nhằm nâng cao hiệu kinh tế góp phần tăng suất, tăng mùa vụ, thay đổi cấu trồng… Hiện nay, Việt Nam nước giới tình trạng ô nhiễm thuốc bảo vệ thực vật xảy diện rộng lượng dư thuốc bảo vệ thực vật sau sử dụng tồn dư ngấm sâu đất, di chuyển sang nguồn nước phát tán môi trường xung quanh Đặc biệt loại khó phân hủy (Persistent Organic Pollutant – POP), có tác dụng nguy hiểm, gây nhiều bệnh ung thư mà tạo biến đổi gen di truyền gây dị tật bẩm sinh cho hệ sau, tương tự dioxin – chất độc màu da cam mà quân đội Mỹ sử dụng chiến tranh nước ta DDT (Dichloro-Trichloroethane Diphenyl) thuốc trừ sâu tổng hợp biết đến nhiều DDT sử dụng với lượng lớn để kiểm soát muỗi truyền bệnh sốt rét, bệnh sốt phát ban, bệnh côn trùng khác quân đội lẫn dân cư DDT trở thành loại thuốc trừ sâu phổ biến sử dụng nông nghiệp Chúng có mặt khắp nơi, không khí, đất, nước lượng lớn giải phóng phun cánh đồng rừng để diệt muỗi côn trùng Ngày DDT bị cấm sử dụng tính độc có khả gây ung thư tiềm tàng, gây đột biến gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Để bảo vệ môi trường sức khỏe người, cần phải xử lý khử độc DDT môi trường đất môi trường khác DDT đất giảm bay hơi, xói mòn đất, hấp thu động vật, Khương Thị Nhật Hạ K36B – Hóa học thực vật phân hủy sinh học vi sinh vật có sẵn đất với thời gian tương đối lâu Xuất phát từ tác hại POP tiến hành nghiên cứu đề tài: “Ảnh hưởng pH đến trình phân hủy số hợp chất hữu khó phân hủy (POP) Fe(o) siêu mịn” Mục đích chọn đề tài Khảo sát yếu tố ảnh hưởng tới trình phân huỷ đất có chứa hàm lượng DDT xác định sắt nano Đối tượng phạm vi nghiên cứu Mẫu đất khu vực ô nhiễm thuốc BVTV DDT Phạm vi nhiên cứu: Phòng thí nghiệm Viện Kỹ thuật Nhiệt đới Nội dung nghiên cứu Làm thực nghiệm yếu tố ảnh hưởng tới trình phân huỷ DDT đất bởi: - pH - Thời gian lưu - Khảo sát đo điện hoá Các phương pháp nghiên cứu Để hoàn thành nhiệm vụ nghiên cứu, đề tài sử dụng phương pháp như: - Phương pháp HPLC - Phương pháp đo điện hóa - Phương pháp Fenton - Lý thuyết kết hợp với thực nghiệm - Phân tích định lượng, tính toán hiệu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Làm giảm lượng DDT dư thừa đất, góp phần tăng chất lượng cho trồng, giảm ô nhiễm môi trường nâng cao đời sống cho người Khương Thị Nhật Hạ K36B – Hóa học CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Hợp chất hữu khó phân huỷ POP 1.1.1 Khái niệm hợp chất hữu khó phân hủy POP Các hợp chất hữu khó phân hủy – POP (persistent organic pollutans) hợp chất hữu biến đổi theo bậc chịu tác động ánh sáng, hóa học sinh học POP thường hợp chất benzen có đặc điểm tan nước hòa tan dung môi hữu cao, thường tích tụ mô mỡ động vật, bay có khả phát tán xa không khí trước xảy lắng đọng.(PGS.TS Nguyễn Trung Việt – Phòng Quản lý chất thải rắn TP HCM) 1.1.2 Một số hợp chất POP tiêu biểu Thống kê cho thấy nước ta có tới 13 chất thuộc loại nhóm hữu khó phân hủy POP, gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường sức khỏe người Chordane - sử dụng rộng rãi để diệt mối thuốc trừ sâu diện rộng nông nghiệp DDT – chất POP biết đến nhiều nhất, sử dụng rộng rãi chiến tranh giới thứ II để bảo vệ binh lính ngưới dân khỏi sốt rét, sốt phát ban nhiều bệnh dịch khác lây truyền côn trùng Chất liên tục dùng để chống muỗi số nước nhằm hạn chế sốt rét Dieldrin – sử dụng chủ yếu để diệt mối loại sâu hại vải, kiểm soát bệnh dịch lây lan côn trùng diệt loại côn trùng sống đất nông nghiệp Khương Thị Nhật Hạ K36B – Hóa học Bảng 1.1 Các chất thuộc nhóm hữu khó khó phân hủy POP tìm thấy VN STT Tên chất Thuốc Công thức diệt cỏ 2,4 D Aldrin STT Tên chất Công thức Hexachlorobenzene Mirex Polychlorinated Chlordane 10 biphenyls (PCBs) Polychlorinated DDT 11 dibenzo-pdioxins Dieldrin Endrin 12 13 Toxaphene Polychlorinated dibenzo furans Heptachlor Đioxin – hóa chất tạo cách vô tình đốt cháy không hoàn toàn, trình sản xuất số loại thuốc trừ sâu hóa chất khác Ngoài ra, số kiểu tái chế kim loại, nghiền tẩy trắng giấy sản sinh đioxin Đioxin có khí thải động cơ, khói thuốc khói than gỗ Khương Thị Nhật Hạ K36B – Hóa học hoạt động phương pháp đo quang phổ hấp thụ Ngoài có detector khúc xạ, huỳnh quang, điện hóa * Thiết bị hiển thị kết Có nhiều loại, đơn giản phổ biến máy tự ghi tín hiệu dạng pic 2.1.2 Phương pháp phân tích đo điện 2.1.2.1 Đặc điểm chung phương pháp đo điện Phương pháp phân tích đo điện phương pháp xác định nồng độ ion dựa vào thay đổi điện cực nhúng vào dung dịch phân tích Phương pháp đời vào cuối kỉ 10 sau Nerst đưa phương trình Nernst mô tả mối liên hệ điện cực với hoạt độ cấu tử hệ oxi hóa- khử thuận nghịch: Ex=E0 + RTln(aox/akh)/n F Trong đó: E0: Điện oxi hóa- khử tiêu chuẩn hệ R: Hằng số khí lý tưởng T: Nhiệt độ tuyệt đối F: Hằng số Faraday n: Số điện tử tham gia phản ứng điện cực aox, akh: Hoạt độ dạng oxi hóa dạng khử 2.1.1.2 Thế điện cực * Điện cực bạc clorua Điện cực bạc clorua chế tạo dây bạc kim loại có phủ lớp bạc clorua nhúng vào dung dịch KCl Hoạt độ ion Ag+ dung dịch bằng: αAg+=TAgCl/αClTrong đó: TAgCl tích số hòa tan hợp chất khó tan AgCl αCl- hoạt độ ion Cl- dung dịch KCl Khương Thị Nhật Hạ 28 K36B – Hóa học Thay giá trị αAg+ vào phương trình Nernst áp dụng cho điện cực bạc clorua ta có: EAg+/AgCl=E0Ag+/Ag +RT(lnaAg+)/nF=E0Ag+/Ag + (RT/nF)ln(TAgCl/ αCl-) = E0Ag+/Ag + RTlnTAgCl/nF - RTln αCl-/nF (1) Hai giá trị đầu (1) phụ thuộc vào nhiệt độ Ta thấy diện cực bạc clorua phụ thuộc vào hoạt độ in Cl- dung dịch Thường người ta dùng dung dịch KCl bão hòa làm dung dịch phụ bên * Điện cực calomen Điện cực calomen chế tạo từ Hg kim loại, calomen (HgCl2) KCl Điên điện cực phụ thuộc hoạt độ ion clorua EHg2+/HgCl2= E0Hg2+/HgCl2-RTln αCl-/nF (2) Với E0Hg2+/HgCl2=E0Hg2+/Hg +RTlnTAgCl/nF(3) Từ (2) (3) ta thấy điện cực điện cực bạc clorua calomen phụ thuộc hoạt độ ion Cl- nhiệt độ Sự phụ thuộc điện cực điện cực vào nhiệt độ thường thông qua phụ thuộc điện E0Ag+/AgCl E0Hg2+/HgCl2 với nhiệt độ Trong phương pháp phân tích người ta thường không cần biết giá trị điện cực so sánh mà điều quan trọng điện chúng phải không thay đổi Khi cần biết giá trị xác điện cực điện cực so sánh, người ta đo chúng so sánh với điện cực hidro tiêu chuẩn Thông thường để giữ điện cực điện cực bạc clorua calomen không thay đổi người ta thường chuẩn bị điện cực điều kiện dung dịch KCl bão hòa hay dung dịch KCl 2mol.l-1 2.1.3 Phương pháp Fenton Phương pháp Fenton biết đến phương pháp hiệu không đắt cho trình làm hợp chất clo hữu Vai trò quan trọng Khương Thị Nhật Hạ 29 K36B – Hóa học phương pháp biến đổi chất ô nhiễm độc hại, phân hủy thành chất phân hủy thay đổi cấu trúc liên kết thành phần hợp chất này, biến đổi chúng thành hợp chất không gây độc hại [11] Tác nhân Fenton hạt nano sắt hóa trị 0, theo Tratnyek Matheson (1994) nguyên lý phản ứng Fe0 với hợp chất hữu chứa clo sau: Ở môi trường axit, Fe0 đóng vai trò chất khử, cho electron Fe0  Fe2+ + 2e- (1) RCl + H+ + 2e-  RH + Cl- (2) Tổng hợp hai phản ứng (1) (2) RCl + Fe0 + H+  RH + Fe2+ + Cl- (3) Ví dụ: C2HCl3 + 4Fe0 + 5H+  C2H6 + 4Fe2+ +3Cl- Hình 2.1 Mô tả hạt sắt nano Không giống biện pháp xử lý sinh học chỗ, dùng vật liệu nZVI không bị ảnh hưởng yêu cầu sinh học chất dinh dưỡng, nhiệt độ phù hợp độ axit thấp Cũng nhờ kích thước nhỏ 10-1000 lần so với hầu hết vi sinh vật, tinh thể sắt nhỏ xíu di chuyển dễ dàng hạt đất mà không bị kẹt lại [11] 2.2 Hoá chất dụng cụ 2.2.1 Hoá chất - Mẫu đất chứa DDT Khương Thị Nhật Hạ 30 K36B – Hóa học - CH3COOH - Fe0 - Nước cất - H2SO4 0,0005M, Na2 SO4 0,1M, dung dịch DDT 0,01ppm 2.2.2 Dụng cụ - Cốc thuỷ tinh - pipet - Cầu muối đo điện hóa 2.3 Thực nghiệm 2.3.1 Cách tiến hành thực nghiệm 2.3.1.1 Nghiên cứu số yếu tố ảnh hưởng đến động học phản ứng phân huỷ DDT nZVI Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng pH Lấy cốc thuỷ tinh dung tích 50 ml Thêm vào cốc 20 g đất nghiên cứu khô( nghiền nhỏ) Điều chỉnh pH đất cốc 1, 2, 3,5,7 dung dịch CH3COOH Sau ngày, thêm vào cốc 0,01 g nZVI, trộn Sau thời gian phân huỷ DDT ngày, phân tích hàm lượng DDT lại cốc Hình 2.2 Ảnh hưởng pH Khương Thị Nhật Hạ 31 K36B – Hóa học Thí nghiệm 2: Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian ngâm tẩm pH Lấy cốc thuỷ tinh dung tích 50ml Thêm vào cốc 20 g đất nghiên cứu khô (đã nghiền nhỏ) Điều chỉnh pH đất pH tối ưu (xác định thí nghiệm 1) Sau 1h, 3h, 5h thêm vào cốc 1, 2, 3: 0,01 g nZVI, trộn Sau thời gian phân huỷ DDT tối ưu (xác định thí nghiệm 1), phân tích hàm lượng DDT lại cốc Hình 2.3 Ảnh hưởng thời gian ngâm tẩm pH 2.3.1.2 Nghiên cứu điện hoá Thí nghiệm b: Ảnh hưởng pH Thí nghiệm b1: Thêm vào cốc thuỷ tinh (dung tích 50 ml) dung dịch H2SO4 0,01M dung dịch Na2SO4 0,1 M để dung dịch có pH = ml DDT 0,01 ppM Đo điện dung dịch máy đo điện Sau đó, cho vào dung dịch 0,01 g nZVI, sau khoảng thời gian tn = tn-1 + (với n ≥ 0) ghi giá trị điện dung dịch nghiên cứu đến điện dung dịch nghiên cứu ổn định Khương Thị Nhật Hạ 32 K36B – Hóa học (2.4-t0) (2.4-tcb) Hình 2.4 Dung dịch nghiên cứu thí nghiệm b1, thời điểm ban đầu (2.4-t0) sau điện cân (2.4-tcb) Tiến hành thí nghiệm b2, b3 tương tự với hàm lượng DDT 10 ml 15 ml (2.5-t0) (2.5-tcb) Hình 2.5 Dung dịch nghiên cứu thí nghiệm b2, thời điểm ban đầu (2.5-t0) sau điện cân (2.5-tcb) (2.6-t0) (2.6-tcb) Hình 2.6 Dung dịch nghiên cứu thí nghiệm b3, thời điểm ban đầu (2.6-t0) sau điện cân (2.6-tcb) Khương Thị Nhật Hạ 33 K36B – Hóa học CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Một số tính chất đất nghiên cứu Bảng 3.1: Kết phân tích số tính chất mẫu đất nghiên cứu TT Thông số phân tích Đơn vị tính Kết pHKCl - 5,89 Độ ẩm % 14,76 Tổng Al %Al2O3 8,70 Tổng Fe %Fe2O3 1,19 Tổng hữu % 0,63 Tổng N % 0,07 Tổng P %P2O5 0,13 < 0,001 % 4,19 0,001 – 0,05 % 5,60 0,05 – % 6,42 >2 % 83,19 mg/kg 4417 Cỡ hạt (mm) Tổng POP Theo kết phân tích: pH đất đạt giá trị 5,89 độ ẩm 14,76%, cỡ hạt có kích thước > 2mm chiếm 83,19% Kích thước hạt lớn trình phân hủy POPs, tiến hành nghiền nhỏ kích thước hạt để đảm bảo cho trình phân hủy đạt hiệu xuất cao Hàm lượng hữu 0,63% mức nghèo, thành phần giới thuộc loại đất thịt pha cát Hàm lượng tổng POP đất 4417 mg/Kg đất Ở mức cao, với hàm lượng việc nghiên cứu xử lý đất ô nhiễm POP cấp thiết Ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe người dân địa phương Khương Thị Nhật Hạ 34 K36B – Hóa học Hàm lượng 3.2 Ảnh hưởng pH đến trình phân hủy POP đất 5,89 pH Hình 3.1 Hàm lượng DDT, DDT DDE vào pH Khi tăng pH đất, hiệu xử lý Fe0 nano giảm (hình 3.1) Sau ngày xử lý, pH = hiệu xử lý đạt 57,66% s; pH = hiệu xử lý đạt 55,15% pH = hiệu xử lý đạt 52,88% (bảng 3.1) Trong đó, pH = hiệu xuất xử lý thấp nhất, điều phù hợp với kết nghiên cứu tác giả Lê Đức phân hủy DDT thu Hương Vân, Tiên Du Bắc Ninh [Bài báo Thầy Đức] Bảng 3.2 Hàm lượng DDT (mg/kg) hiệu xuất (%) giá trị pH khác sau ngày xử lý pH DDT DDD DDE DDT tổng Hiệu xuất 1300 424 143 1867 57,66 1436 354 188 1978 55,15 1177 252 649 2078 52,88 Khương Thị Nhật Hạ 35 K36B – Hóa học Hàm lượng (mg/kg) 5,89 pH Hình 3.2 Hàm lượng DDT tổng vào pH Hình 3.2 cho thấy hàm lượng DDT tổng qua trình xử lý tăng lên pH tăng từ 3, 5, Riêng với pH đất (5,89) ta thấy hàm lượng DDT tổng nhỏ pH = Điều giải thích trình thực nghiệm tác động thành phần hữu từ axit axetic đến trình phân hủy POP đất Hàm lượng 3.3 Ảnh hưởng thời gian lưu đến trình phân hủy POP Thời gian (h) Hình 3.3 Hàm lượng DDT, DDD + DDE vào thời gian lưu Khương Thị Nhật Hạ 36 K36B – Hóa học Kết cho thấy tăng thời gian lưu khả phân hủy DDT giảm lượng Fe0 không đổi (hình 3.3) Tại thời gian lưu 1h hiệu trình xử lý đạt 55,56%, tăng thời gian lưu mẫu lên 3h kết đạt 54,24% sau 5h kết đạt 31,86% (bảng 3.3) Điều cho thấy, thời gian lưu lâu mức độ phân tán DDT đất đồng đều, hàm lượng Fe không đổi hiệu xử lý thấp mức độ phân tán Fe đất không đồng đều, khả tương tác với phân tử DDT giảm Bảng 3.3 Hàm lượng DDT (mg/kg) hiệu suất thời gian lưu khác DDT DDD DDE DDT tổng DDD + DDE Hiệu suất 1488 380 92 1960 472 55,56 1529 402 87 2018 489 54,24 2338 572 95 3005 667 31,86 Hàm lượng t (giờ) Thời gian (h) Hình 3.4 Hàm lượng DDT tổng vào thời gian lưu Khương Thị Nhật Hạ 37 K36B – Hóa học Cơ chế trình phân hủy hợp chất POP Fe0 Paul Tratnyek Mathson nghiên cứu 1994 chế khử mạnh Tuy nhiên, tượng ăn mòn sắt kim loại tạo ion sắt H2, hai sản phẩm có khả tham gia phản ứng khử tùy thuộc vào đất ô nhiễm Các phương thức khử làm rõ làm rõ tài liệu hai tác giả nói Định hướng nghiên cứu đề tài ảnh hưởng tỷ lệ Fe đến hiệu xử lý DDT trình phân tán thuốc bảo vệ thực vật đến trình xử lý 3.4 Ảnh hưởng pH đến điện phân hủy DDT dung dịch Từ hình 3.5 3.6 với hàm lượng DDT 10ml cho thấy pH = khoảng thời gian từ – 25 phút điện tăng dần khoảng thời gian từ 25 – 300 phút điện giảm dần đạt đến cân sau 300 phút Khi giảm pH = khoảng thời gian từ – 10 phút điện tăng dần khoảng thời gian từ 10 – 155 phút điện giảm dần đạt đến trạng thái cân sau 155 phút Trong thời gian đầu điện tăng trình ổn định điện cực phá vỡ lớp oxit bên bề mặt Fe0, trình trình ổn định bề mặt điện cực trình phá vỡ lớp oxit bên bề mặt kết thúc trình tương tác Fe0 với DDT xảy Quá trình làm tăng nồng độ Cltrong dung dịch làm giảm điện dung dịch Quá trình ổn định bề mặt điện cực pH = diễn nhanh nhanh đạt đến trạng thái cân Kết cho thấy, pH = trình phân hủy DDT Fe0 diễn thuận lợi so với pH = Khương Thị Nhật Hạ 38 K36B – Hóa học E (mV) Thời gian (phút) Hình 3.5 Sự biến đổi điện trình phân hủy DDT Fe0 pH = – 10ml DDT E (mV) Thời gian (phút) Hình 3.6 Sự biến đổi điện trình phân hủy DDT Fe0 pH = – 10ml DDT Từ hình 3.7 3.8 với hàm lượng DDT 15ml cho kết tương tự Quá trình ổn định bề mặt điện cực pH = diễn nhanh nhanh đạt đến trạng thái cân Khương Thị Nhật Hạ 39 K36B – Hóa học E (mV) Thời gian (phút) Hình 3.7 Sự biến đổi điện trình phân hủy DDT Fe0 pH = – 15ml DDT E (mV) Thời gian (phút) Hình 3.8 Sự biến đổi điện trình phân hủy DDT Fe0 pH = – 15ml DDT Kết cho thấy, pH = trình phân hủy DDT Fe0 diễn thuận lợi so với pH = Kết phù hợp với trình phân hủy POP đất nghiên cứu Khương Thị Nhật Hạ 40 K36B – Hóa học KẾT LUẬN Trong phạm vi nghiên cứu làm khóa luận tốt nghiệp thu kết sau: Qua đề tài “Ảnh hưởng pH đến trình phân hủy số hợp chất hữu khó phân hủy (POP) Fe(o) siêu mịn” nghiên cứu ảnh hưởng PH đến động học phản ứng phân huỷ hợp chất khó phân huỷ DDT đất n ZVI, thời gian ngâm tẩm PH theo thời gian khác Thấy khả phân tán DDT đất điều kiện khác Tiến hành thực nghiệm nghiên cứu thay đổi điện hoá thay đổi độ pH dung dịch, khảo sát ảnh hưởng pH đến điện phân huỷ DDT dung dịch Thấy điều kiện thuận lợi phân hủy DDT đất độ pH khác Khương Thị Nhật Hạ 41 K36B – Hóa học TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng việt 11 Lê Đức, Một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu xử lý DDT tồn lưu môi trường đất nước sắt nano 10 Nguyễn Hoàng Hải (2008), Chế tạo nghiên cứu chất lỏng từ tính, Đề tài NCKH QT.07.10, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Nguyễn Xuân Huân, Nghiên cứu thử nghieemh vật liệu sắt nano để xử lý diclodiphenyltricloetan (DDT) đất ô nhiễm kho Hương Vân, xã Lạc Vệ, Tiên Du, Bắc Ninh,201 Nguyễn Thị Lân-KLTN, 2013 La Vũ Thùy Linh (2010), Công nghệ nano-cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật kỷ 21 Tạp chí Khoa học & ứng dụng số 12, tr 14 – 26 Mai Thanh Truyết Ô nhiễm thuốc sát trùng: DDT Tài liệu tiếng anh Kizhekkedathu Narayanan Niladevi, Parukuttyama Prema (2005), “ Mangrove Actinomyces as the source of Ligninolytic Enzymes” Actinomycestologica,19,pp.40-47 Ben- Dyke R., Sanderson D., Noakes D., (1970), ”Acute toxicity data for pesticides”, World Rev Pestic Cont, 9, pp.119- 127 The Use and Effectiveness of Phytoremediation to Treat Persistent Organic Pollutants (2005), Kristi Russell Environmental Careers Organization Toxicology profile for DDT, DDE, DDD, pp 1- 231 Shah, M M.; Barr, D P.; Chung, N.; Aust S.D., (1992),“ Use of white rot fungi for the degradation of environmental cheicals”, Toxicology letters,64/65, pp.493- 501 Khương Thị Nhật Hạ 42 K36B – Hóa học [...]... được ph n bố giữa hai pha, một trong hai pha là pha tĩnh đứng yên còn pha kia chuyển động theo một hướng xác định - Ph n loại: Người ta ph n loại các ph ơng ph p sắc kí dựa vào cơ chế hoạt động sắc kí: hấp ph , ph n bố, trao đối ion… và vào tính chất của pha tĩnh cũng như ph ơng ph p thể hiện sắc kí gồm có: Khương Thị Nhật Hạ 14 K36B – Hóa học + Ph ơng ph p sắc kí lỏng - rắn trên cột, ph ơng ph p sắc... động 1.1.6.4 Ph ơng ph p rửa đất * Ph ơng ph p chiết rửa - Nguyên lý làm sạch chất hữu cơ Để làm sạch các chất hữu cơ người dựa vào ph ơng ph p sắc kí Định nghĩa sắc kí: + Định nghĩa của Mikhail S Tsvett (1996): Sắc kí là một ph ơng ph p tách trong đó các cấu tử của một hỗn hợp được tách trên một cột hấp thụ đặt trong một hệ thống đang chảy + Định nghĩa của UIPAC (1993): Sắc kí là một ph ơng ph p tách... DDT có thể suy giảm nhờ quá trình bốc hơi, quá trình quang ph n và quá trình ph n hủy sinh học (hiếu khí và kị khí) nhưng những quá trình này xảy ra rất chậm tạo ra sản ph m là DDD và DDE có độ bền tương tự như DDT DDD cũng được sử dụng như là một loại thuốc trừ sâu, còn DDE chỉ được tìm thấy trong môi trường nhiễm bẩn do sự ph n hủy sinh học của DDT Quá trình bốc hơi, ph n hủy DDT, DDD, DDE có thể... chlordane) Đặc biệt, quy trình này rất kinh tế vì nó cho ph p tái sử dụng dầu đã làm sạch và Natri Clorua * Ph ơng ph p sử dụng các hợp chất nano Ph ơng ph p khử POP bằng bột sắt nano Đây là ph ơng ph p đang được nghiên cứu ứng dụng rộng rãi Nguyên lý của ph ơng ph p là các chất POP (DDT, 666 ) sẽ hấp ph lên bề mặt sắt, sau đó bị ph n hủy tạo mảnh, cho đến khoáng hóa tạo thành CO2 và các hợp chất khoáng khác... nhiệt đới đã dẫn đến một số lượng người nhiễm độc và rất nhiều ca tử vong hoặc để lại di chứng Ngoài các đường tiếp xúc thông thường, công nhân tiếp xúc với các chất ô nhiễm hữu cơ khó ph n hủy trong quá trình quản lý chất thải là một nguồn quan trọng của rủi ro nghề nghiệp ở nhiều quốc gia Tiếp xúc với nồng độ cao các chất ô nhiễm hữu cơ khó ph n hủy dù chỉ ở mức độ ngắn hạn nhưng vẫn dẫn đến bệnh tật... hidro và Fe2+ của đất có thể dẫn đến sự kích thích sự tăng trưởng của vi sinh vật kỵ khí và do đó có thể góp ph n làm tăng tốc độ ph n hủy các hợp chất RX.[11] Khương Thị Nhật Hạ 25 K36B – Hóa học CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM 2.1 Ph ơng ph p nghiên cứu 2.1.1 Ph ơng ph p HPLC 2.1.1.1 Nguyên tắc Ph ơng ph p HPLC là một ph ơng ph p ph n tích lý hoá, dùng để tách và định lượng các thành ph n trong hỗn hợp dựa trên... nhau giữa các chất với 2 pha luôn tiếp xúc nhưng không hoà tan lẫn vào nhau: Pha tĩnh (Trong cột hiệu năng cao) và pha động (dung môi rửa giải) Khi dung dịch của hỗn hợp các chất cần ph n tích đưa vào cột, chúng sẽ hấp ph hoặc ph n bố vào pha tĩnh tuỳ thuộc vào bản chất của cột và chất cần ph n tích Khi ta bơm dung môi vào pha động vào cột thì tuỳ thuộc vào ái lực của các chất với hai pha, chúng sẽ... tan trong dầu mỡ cao, dẫn đến xu hướng của họ để vượt qua dễ dàng màng sinh học thấm vào tế bào, tích lũy trong mỡ Các chất ô nhiễm hữu cơ khó ph n huỷ thường là hợp chất dễ bay hơi, ph t tán vào không khí, có thể được ph n tán xa nguồn ô nhiễm trên một khoảng cách lớn trong khí quyển Bay hơi có thể xảy ra từ bề mặt lá cây và đất sau khi áp dụng các chất ô nhiễm hữu cơ khó ph n hủy được sử dụng làm thuốc... tuệ, trầm cảm… Nhiều bằng chứng khoa học chứng minh rằng trẻ em có chế độ ăn uống nhiều clo hữu cơ có thể nhiễm độc cao khoảng 10-15 lần so với trẻ em tiêu thụ clo hữu cơ thấp sự ph t triển thai nhi và trẻ sơ sinh đặc biệt nhạy cảm với POP và dễ bị tổn thương do tiếp xúc với các chất ô nhiễm hữu cơ khó ph n hủy 1.1.6 Ph ơng ph p ph n huỷ POP 1.1.6.1 Ph ơng ph p hoá lý * Ph ơng ph p sử dụng xúc tác... tốc khác nhau dẫn đến sự ph n tách Các chất sau khi ra khỏi cột sẽ được ph t hiện bởi bộ ph n ph t hiện gọi là detector và được chuyển qua bộ xử lý kết quả Kết quả cuối cùng được hiển thị trên màn hình hoặc đưa ra máy in 2.1.1.2 Cơ sở lý thuyết Quá trình ph n tách trong kỹ thuật HPLC là do quá trình vận chuyển và ph n bố của các chất tan giữa 2 pha khác nhau Khi pha động di chuyển với một tốc độ nhất ... Trong ph m vi nghiên cứu làm khóa luận tốt nghiệp thu kết sau: Qua đề tài Ảnh hưởng pH đến trình ph n hủy số hợp chất hữu khó ph n hủy (POP) Fe(o) siêu mịn nghiên cứu ảnh hưởng PH đến động học ph n... ph t từ tác hại POP tiến hành nghiên cứu đề tài: Ảnh hưởng pH đến trình ph n hủy số hợp chất hữu khó ph n hủy (POP) Fe(o) siêu mịn Mục đích chọn đề tài Khảo sát yếu tố ảnh hưởng tới trình ph n... 34 3.1 Một số tính chất đất nghiên cứu 34 3.2 Ảnh hưởng pH đến trình ph n hủy POP đất 35 3.3 Ảnh hưởng thời gian lưu đến trình ph n hủy POP 36 3.4 Ảnh hưởng pH đến điện ph n hủy DDT