Nghiên cứu thử nghiệm vật liệu sắt nano để xử lý diclodiphenyltricloetan(DDT) trong đất ô nhiễm tại kho Hương Vân, xã Lạc Vệ, huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh diclodiphenyltricloetan (DDT) trong đất ô nhiễm tại kho Hương Vân, xã Lạc Vệ, huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh

- Nghiên cứu thử nghiệm vật liệu sắt nano để xử lý diclodiphenyltricloetan (DDT) trong đất ô nhiễm tại kho Hương Vân, xã Lạc Vệ, huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh.
- Giới thiệu đặc điểm, tính chất của Fe0 nano và những ứng dụng trong xử lý môi trường.
- Giới thiệu các phương pháp xử lý thuốc bảo vệ thực vật.
- Trình bày đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu.
- Nghiên cứu khả năng xử lý của Fe0 nanô với nước bị gây nhiễm DDT nhân tạo.
- Một số yếu tố ảnh hưởng tới khả năng xử lý DDT trong đất.
- Thử nghiệm xử lý DDT trong đất ô nhiễm ngoài thực địa.
- Xử lý Diclodiophenyltricloetan.
- Để xử lý ô nhiễm hóa chất bảo vệ thực vật có nhiều các phương pháp như thiêu huỷ, chôn lấp, cách ly, sử dụng vi sinh kết hợp chôn lấp, hay sử dụng phương pháp hóa học với các chất ôxi hóa hoặc thủy phân để phá vỡ một số liên kết nhất định, chuyển hóa chất có độc tính cao thành chất có độc tính thấp hơn hoặc không độc.
- Tuy nhiên, các phương pháp này chỉ thích hợp với xử lý thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) đã được thu gom hoặc tồn lưu tại các kho chứa.
- Còn đối với trường hợp đất nhiễm thuốc BVTV lại cần một phương pháp và công nghệ phù hợp hơn, trong đó công nghệ sử dụng sắt nano (Fe0 nano) được nhiều các nhà khoa học nước ngoài nghiên cứu.
- Hiện nay, việc nghiên cứu sử dụng vật liệu Fe0 nano để xử lý hoá chất bảo vệ thực vật trong đất bị ô nhiễm ở nước ta mới được đề cập nghiên cứu.
- xử lý diclodiphenyltricloetan (DDT) trong đất ô nhiễm tại kho Hương Vân, xã Lạc Vệ, huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh‖ có triển vọng thực tiễn cao, tiếp nhận được công nghệ tiên tiến, góp phần vào sự nghiệp bảo vệ môi trường và đóng góp một phần cơ sở khoa học cho Ủy ban nhân dân các tỉnh thực hiện quyết định số 1946/QĐ-TTg của Thủ Tướng chính phủ..
- Các phương pháp chế tạo vật liệu nano [4].
- Phương pháp từ trên xuống: Bao gồm phương pháp nghiền và phương pháp biến dạng..
- Phương pháp từ dưới lên: là phương pháp hình thành vật liệu nano từ các nguyên tử hoặc ion.
- Đặc điểm, tính chất của Fe0 nano và những ứng dụng trong xử lý môi trường 1.2.1.
- Đặc điểm, tính chất của Fe0 nano.
- phản ứng tốt trong nước và có thể đóng vai trò là một chất cho điện tử, giúp nó trở thành một vật liệu có khả năng xử lý ô nhiễm tốt..
- Một số ứng dụng trong xử lý môi trường của Fe0 nano.
- Do có đặc tính cho electron và khử nhiều chất ô nhiễm với tốc độ cao, Fe0 nano được sử dụng để xử lý nhiều chất ô nhiễm trong môi trường.
- Các chất ô nhiễm mà Fe0 nano có thể xử lý bao gồm các hợp chất hữu cơ chứa clo, kim loại nặng và các chất vô cơ khác..
- Có nhiều phương pháp phân loại thuốc bảo vệ thực vật khác nhau như Phân loại theo độc tính.
- Các phương pháp xử lý thuốc BVTV.
- Để xử lý DDT có nhiều phương pháp như phương pháp hóa học bao gồm: Phương pháp ôxy hoá.
- Phương pháp thuỷ phân.
- Phương pháp chiết.
- Phương pháp vật lý bao gồm:.
- Phương pháp phân huỷ bằng tia cực tím.
- Phương pháp phân huỷ bằng hồ quang Plasma;.
- Phương pháp ôxy hoá bằng khí ướt.
- Phương pháp điện hoá và phương pháp phân huỷ nhiệt.
- Phương pháp cô lập.
- Phương pháp xử lý thuốc bảo vệ thực vật bằng Fe0 nano.
- ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
- Điều chế vật liệu Fe0 nano.
- Khảo sát khả năng xử lý của Fe0 nano với nước bị gây nhiễm DDT nhân tạo.
- Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng tới khả năng xử lý DDT trong đất bởi Fe0 nano.
- Một số yếu tố ảnh hưởng đến điều chế vật liệu Fe0 nano Quy trình tổng hợp Fe0 nano để xử lý DDT như sau:.
- Sau đó sắt nano được đưa vào bình hút ẩm phơi khô và bảo quản để sử dụng cho các thí nghiệm xử lý DDT trong đất..
- Kết quả nghiên cứu phổ nhiễu xạ tia X của Fe0 nano.
- Kết quả chụp ảnh SEM, TEM vật liệu Fe0 nano.
- Kết quả đo diện tích bề mặt của vật liệu Fe0 nano theo phương pháp Brunauer Emmett Teillor (BET) là 60 m2/g.
- So với phương pháp chế tạo sắt nano của Yuan-Pang Sun và nnk (2006) thì diện tích bề mặt là 12,82 m2/g [47] và theo phương pháp điều chế của Yu-Hoon Hwang và nnk (2011) là 46,27 m2/g [48] thì phương pháp điều chế này cho kết quả diện tích bề mặt của hạt Fe0 nano cao hơn từ 1,3 đến 4,7 lần..
- Khảo sát khả năng xử lý của Fe0 nano với nước bị gây nhiễm DDT nhân tạo 3.5.1.
- Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu quả xử lý.
- Kết quả nghiên cứu cho thấy, sau 24h nồng độ DDT đã giảm từ 35mg/l xuống còn 5,57 mg/l, như vậy hiệu quả xử lý đạt 84,1%..
- Kết quả phân tích hàm lượng Fe2+ và Fe3+ của các dung dịch sau xử lý DDT trong nước bằng vật liệu Fe0 nano.
- Kết quả nghiên cứu cho thấy, cùng với việc tăng thời gian xử lý DDT bởi Fe0 nano thì hàm lượng Fe2+ và Fe3+ cũng được tạo thành và tăng dần theo thời gian xử lý..
- Hàm lượng Fe2+ và Fe3+ lần lượt tăng từ 113 và 10 mg/l sau 3h xử lý lên đến 460 và 56 mg/l sau 24h xử lý.
- Ảnh hưởng của pH dung dịch đến hiệu quả xử lý.
- Kết quả nghiên cứu cho thấy tại pH = 3 hiệu quả xử lý DDT bằng Fe0 nano đạt giá trị cao nhất (82,51.
- hiệu quả xử lý giảm xuống còn 78,17% khi tăng pH lên 5 và tiếp tục giảm xuống còn 69,74% khi tăng pH lên 7..
- Một số yếu tố ảnh hưởng tới khả năng xử lý DDT trong đất 3.6.1.
- Ảnh hưởng của thời gian tới hiệu quả xử lý.
- Kết quả nghiên cứu cho thấy với đất nền kho Hương Vân có nồng độ DDT là 978 µg/kg thì sau 5 ngày Fe0 nano đã xử lý được 88,24% và sau 10 ngày thì toàn bộ lượng DDT trong đất đã được Fe0 nano xử lý hoàn toàn.
- Tuy nhiên tỷ lệ Fe0 nano/DDT được sử dụng để xử lý là 205/1, rất lớn nên hiệu quả xử lý là rất cao..
- Ảnh hưởng của hàm lượng Fe0 nano đến hiệu quả xử lý DDT.
- Kết quả nghiên cứu cho thấy, khi tăng hàm lượng Fe0 nano thì hiệu quả xử lý DDT tăng dần (tỷ lệ Fe0 nano/DDT tăng từ 2 – 12 lần thì hiệu quả xử lý DDT tăng từ 46,91 đến 92,76.
- Ảnh hưởng của của pH đất tới hiệu quả xử lý.
- Kết quả nghiên cứu cho thấy, khi tăng giá trị pH đất thì hiệu quả xử lý DDT bởi Fe0 nano giảm.
- Tại pH = 3 hiệu quả xử lý DDT đạt 79,33 % sau 20 ngày xử lý.
- tại pH = 5 hiệu quả xử lý đạt 72,81 % và tại pH = 7 thì hiệu quả xử lý đạt 61,24%..
- Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng axit humic đến hiệu quả xử lý DDT.
- Kết quả nghiên cứu cho thấy, hiệu quả xử lý DDT bởi Fe0 nano giảm rất nhanh khi thêm 50% hàm lượng axit humic vào.
- Hiệu quả xử lý DDT đã giảm từ 78 % khi hàm lượng axit humic trong mẫu là 0,08 % (mẫu nền, không thêm axit humic) xuống còn 20.
- Thử nghiệm xử lý DDT trong đất bằng phương pháp chuyển vị (ex-situ).
- Kết quả nghiên cứu cho thấy, hiệu quả xử lý DDT rất nhanh trong giai đoạn 30 ngày đầu của quá trình xử lý.
- Hiệu quả xử lý đạt 87,58 % ở tầng 0 – 50 cm và 89,39 % ở tầng 50 – 100 cm sau 30 ngày xử lý.
- Hiệu quả xử lý tăng chậm hơn sau 30 ngày xử lý..
- Kết quả nghiên cứu này hoàn toàn phù hợp với lý thuyết và nghiên cứu hiệu quả xử lý DDT trong phòng thí nghiệm.
- Tuy nhiên hiệu quả xử lý tại thực địa có nhỏ hơn trong phòng thí nghiệm do trong phòng thí nghiệm có thể giám sát chặt chẽ các yếu tố có thể ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý, hơn nữa mẫu xử lý trong phòng thí nghiệm luôn được giữ ở độ ẩm 80%, điều này không thể thực hiện ngoài thực địa..
- Thử nghiệm xử lý DDT trong đất bằng phương pháp tại chỗ (in-situ).
- Kết quả nghiên cứu cho thấy, cũng giống như thí nghiệm xử lý DDT trong đất bằng phương pháp chuyển vị, phương pháp tại chỗ cũng cho hiệu quả xử lý DDT rất nhanh trong giai đoạn 30 ngày đầu của quá trình xử lý.
- Hiệu quả xử lý đạt 40,12 % ở tầng 0 – 50 cm và 43,84 % ở tầng 50 – 100 cm sau 30 ngày xử lý.
- Hiệu quả xử lý tăng chậm hơn sau 30 ngày xử lý.
- Hiệu quả xử lý lớn nhất sau 90 ngày đạt 68,54 % tại tầng 0 – 50 cm và 73,8 % tại tầng 50 – 100 cm..
- Hiệu quả xử lý của phương pháp tại chỗ là kém hơn so với phương pháp chuyển vị ở tất cả các khoảng thời gian xử lý.
- Sau 15 ngày xử lý thì hiệu quả xử lý của phương pháp tại chỗ là 24,28 % tầng 0 -50 cm và 26,37 % tầng 50 – 100 cm tương ứng bằng 67 và 68,3 % so với phương pháp chuyển vị.
- Sau 30 ngày xử lý thì hiệu quả xử lý của phương pháp tại chỗ là 40,12 tầng 0 -50 cm và 43,84 % tầng 50 – 100 cm tương ứng bằng 45,8 và 49,0 % so với phương pháp chuyển vị.
- Sau 45 ngày xử lý thì hiệu quả xử lý của phương pháp tại chỗ là 49,975 tầng 0 -50 cm và 53,81 % tầng 50 – 100 cm tương ứng bằng 53,9 và 57,5 % so với phương pháp chuyển vị.
- Sau 60 ngày xử lý thì hiệu quả xử lý của phương pháp tại chỗ là 57,6 % tầng 0 -50 cm và 61,78 % tầng 50 – 100 cm tương ứng bằng 59,7 và 64,1 % so với phương pháp chuyển vị.
- Sau 75 ngày xử lý thì hiệu quả xử lý của phương pháp tại chỗ là 65,05% tầng 0 -50 cm và 69,1 % tầng 50 – 100 cm tương ứng bằng 66,9 và 71 % so với phương pháp chuyển vị.
- Sau 90 ngày xử lý thì hiệu quả xử lý của phương pháp tại chỗ là 68,54 tầng 0 -50 cm và 73,8 % tầng 50 – 100 cm tương ứng bằng 70 và 75,4 % so với phương pháp chuyển vị.
- Phương pháp chuyển vị có hiệu quả cao hơn là do đất được đào lên và trộn đều với Fe0 nano nên Fe0 nano rất dễ dàng tiếp xúc với DDT làm tăng hiệu quả của quá trình xử lý.
- Phương pháp tại chỗ Fe0 nano được bổ sung từ lỗ khoan sau đó mới thấm dần đến các lớp đất khác, vì vậy ít nhiều ảnh hưởng đến sự tiếp cận của Fe0 nano với DDT làm giảm hiệu quả xử lý của nó..
- Fe0 nano được chế tạo bằng phương pháp sử dụng NaBH4 khử muối sắt (II) pha trong cồn có sử dụng chất phân tán là PAA, sản phẩm tạo thành rất thuần nhất (hoàn toàn là Fe0), có kích thước tương đối nhỏ nm), có diện tích bề mặt lớn (60 m2/g) và có thể làm khô và bảo quản ở nhiệt độ phòng..
- Đối với nước được gây nhiễm DDT nhân tạo với nồng độ 35 mg/l, tỷ lệ Fe0 nano/DDT là 19/1 thì sau 24 giờ xử lý hiệu quả xử lý đạt 84,1%.
- Tại pH = 3 hiệu quả xử lý đạt giá trị cao nhất 82,51% và nhỏ nhất là 69,74% tại pH = 7..
- Đất nền kho Hương Vân có nồng độ DDT là 978 µg/kg, với lệ Fe0 nano/DDT được sử dụng là 205/1 thì sau 10 ngày toàn bộ lượng DDT trong đất đã được xử lý.
- Với tỷ lệ Fe0 nano/DDT là 4/1 thì sau 20 ngày có thể xử lý được 78.
- Khi tăng tỷ lệ Fe0 nano/DDT từ 2/1 đến 12/1 thì hiệu quả xử lý DDT tăng từ 46,91 đến 92,76.
- Tại pH đất bằng 3 hiệu quả xử lý DDT là cao nhất (79,33 % sau 20 ngày) và sau đó giảm dần khi tăng pH lên 5 và 7.
- Hiệu quả xử lý DDT bởi Fe0 nano chịu ảnh hưởng lớn vào hàm lượng axit humic.
- Hiệu quả xử lý DDT đã giảm từ 78 % xuống còn 20 % khi bổ sung thêm vào đất 50% lượng axit humic ban đầu..
- Đối với xử lý đất ô nhiễm DDT ngoài thực địa thì hiệu quả xử lý theo phương pháp tại chỗ là kém hiệu quả hơn so với theo phương pháp chuyển vị.
- Sau 90 ngày xử lý thì hiệu quả xử lý của phương pháp tại chỗ là 68,54 % ở tầng 0 - 50 cm và 73,8 % ở tầng 50 – 100 cm tương ứng chỉ bằng 70 và 75,4 % so với phương pháp chuyển vị..
- Nguyễn Văn Minh và các cộng sự (2002), Nghiên cứu phương pháp xử lý chất độc da cam-đioxin tồn lưu phù hợp với điều kiện ở Việt Nam, Đề tài cấp Bộ Quốc phòng..
- Trung tâm Công nghệ xử lý Môi trường – Bộ Tư lệnh Hoá học (2008), Nghiên cứu lập Dự án đầu tư xử lý thuốc bảo vệ thực vật DDT tồn lưu tại Lữ đoàn 204 – Binh chủng Pháo binh, Hà Nội..
- Võ Thành Vinh (2006), Nghiên cứu quá trình xử lý một số chất độc quân sự bằng phương pháp ôxi hoá điện hoá, Luận án Tiến sỹ.