intTypePromotion=1
ADSENSE

Khảo sát các chế độ vận hành của máy tạo ion Cu2+ bằng nguyên lý điện phân và khả năng hấp thụ khí H2S của ion Cu2+

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

8
lượt xem
1
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Làm sạch bầu không khí cũng như xử lý các nguồn nước trong sinh hoạt là một trong những vấn đề cấp thiết mang tính toàn cầu, đặc biệt trong bối cảnh ô nhiễm môi trường và biến đổi khí hậu ở mức đáng lo ngại như hiện nay. Bài viết trình bày khảo sát các chế độ vận hành của máy tạo ion Cu2+ bằng nguyên lý điện phân và khả năng hấp thụ khí H2S của ion Cu2+.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Khảo sát các chế độ vận hành của máy tạo ion Cu2+ bằng nguyên lý điện phân và khả năng hấp thụ khí H2S của ion Cu2+

  1. Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0 KHẢO SÁT CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA MÁY TẠO ION Cu2+ BẰNG NGUYÊN LÝ ĐIỆN PHÂN VÀ KHẢ NĂNG HẤP THỤ KHÍ H2S CỦA ION Cu2+ Trần Thị Chung Thuỷ Trường Đại học Thuỷ lợi, email: tranchungthuy@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG hủy các chất hữu cơ trong điều kiện yếm khí. Khí H2S khi tan trong nước sẽ gây ngạt, làm Làm sạch bầu không khí cũng như xử lý cho thuỷ sản bị sốc, dễ phát sinh mầm bệnh, các nguồn nước trong sinh hoạt là một trong chậm phát triển hoặc chết hàng loạt bởi sự ức những vấn đề cấp thiết mang tính toàn cầu, chế quá trình ôxy hoá, ôxy hoá cytochrome đặc biệt trong bối cảnh ô nhiễm môi trường a3 trong quá trình hô hấp [4]. Các ion Cu2+ và biến đổi khí hậu ở mức đáng lo ngại như khi được phân tán trong các nguồn nước có hiện nay. khí H2S, sẽ tác dụng với các phân tử H2S và Sử dụng hoá chất là cách phổ biến, thông phân tử thiol và bất hoạt chúng theo các dụng nhất trong việc làm sạch môi trường nói phương trình sau [1,2]: chung và các nguồn nước nói riêng. Tuy nhiên, các hoá chất dư thừa này có thể tác động xấu Cu2+ + H2S  CuS + H2 (1) đến môi trường và sức khoẻ con người. Bởi Cu2+ + 2HS-R  Cu(SR)2 +H2 (2) vậy, giải pháp thay thế hoá chất bằng các 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU nguồn nguyên liệu thân thiện với môi trường trong việc làm sạch môi trường là vô cùng cần Máy tạo ion đồng được chế tạo và vận thiết. Ion Cu2+ đáp ứng được yêu cầu này. hành dựa trên nguyên lý điện phân với hai Ưu điểm nổi bật của các ion Cu2+ là khả điện cực bằng đồng tan luân phiên. Các thông năng kháng nấm, diệt ký sinh trùng, vi sinh số của máy: vật có hại [1,2]. Ion Cu2+ có khả năng tạo ra  Nguồn điện 1 chiều: 5V các gốc hydroxyl tự do có hoạt tính cực mạnh  Điện năng tiêu thụ: W/h khi tác dụng với H2O2 trong tế bào sống, có  Tốc độ điện phân điều chỉnh: 2,5 - 25 mg/h tác dụng oxy hóa protein và lipid, dẫn đến  Trọng lượng máy: 8 kg tiêu diệt được các cơ thể sống có cấu trúc đơn  Kích thước máy: 15 x 15 x30 cm giản như vi khuẩn, virus, tảo, nấm/ký sinh Các mẫu nước ion Cu2+ được lấy ra ngay trùng [1,2]. sau khi điện phân, mỗi chế độ 250 ml. Các Một ưu điểm nữa của ion Cu2+ là khả năng mẫu này đều được đưa 30 mg bất hoạt các phân tử H2S và phân tử thiol, là EDTA2Na.2H2O vào để tạo phức Cu-EDTA thành phần chính gây mùi trong các nguồn (dạng dễ hòa tan và hiện mầu) với nồng độ từ nước, các bãi rác, chất thải,…, đem lại sự 6.4 10-4 M đến 4.8 10-2 M. Sau đó, các mẫu trong lành cho môi trường [3]. Mùi hôi trong này được loại hết nước trong tủ sấy tại 90oC nguồn nước, đặc biệt tại chuồng trại chăn trong khoảng 2 ngày. Tiếp theo, các mẫu này nuôi, khu vực khu tập kết rác, dòng kênh được phân tán trở lại trong 10 ml nước. gom nước thải chủ yếu được tạo bởi các phân Để xác định được nồng độ của các ion tử H2S và các hợp chất chứa các nhóm chức Cu2+ được tạo ra bởi các chế độ hoạt động thiol (-SH), được sinh ra từ quá trình phân khác nhau của máy, các phức chất Cu-EDTA 258
  2. Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0 được xác định độ hấp thụ tại bước sóng hấp Nồng độ thích hợp của ion Cu2+ được đưa thụ mạnh nhất 735 nm (Hình 1). Sau đó, kết vào thử nghiệm khả năng hấp thụ khí H2S quả được fit với đường chuẩn để xác định trong bình chứa thể tích 10 lít bằng bộ test. nồng độ Cu2+ được tạo ra tại các chế độ hoạt động của máy với thể tích nước là 10 lít và 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU thời gian điện phân 10 phút. Nồng độ thực x Nồng độ ion Cu2+ tạo bởi các chế độ của của ion Cu2+ được ngoại suy từ phương trình: máy được thống kê trong bảng 1 bằng cách y = a + bx (3) fit số liệu theo nguyên tắc đã được thể hiện trong hình 2. Kết quả trong bảng 1 cho thấy, nồng độ ion Cu2+ được tạo ra tăng theo chế độ điện áp (dòng) hoạt động. Nồng độ ion được tạo ra bởi chế độ 6 của máy là 0,27.10-4 M, tương đương 0,17 mg/l. Ngưỡng phát hiện này nằm trong phạm vi cần đạt được (0,15 - 0,2 mg/l) để đảm bảo an toàn cho nguồn nước khi xử lý các nguồn gây bệnh [3]. Nồng độ này được lựa chọn để nghiên cứu Hình 1. Phổ hấp thụ của phức chất Cu-EDTA khả năng hấp thụ khí H2S của Cu2+. với các nồng độ khác nhau của ion Cu2+ Bảng 1. Nồng độ của ion Cu2+ được tạo bởi các chế độ khác nhau của máy, được xác định bằng phương pháp fit đường chuẩn và ngoại suy Các chế độ a Độ hấp thụ Nồng độ của Cu2+ b I(mA) của máy 1 4,38.10-3 2,01.10-2 3,23.10-4 M 48,56 9,13 -3 -2 -4 2 4,38.10 1,86.10 2,92.10 M 48,56 8,72 3 4,38.10-3 0,97.10-2 1,12.10-4 M 48,56 7,47 4 4,38.10-3 0,64.10-2 0,43.10-4 M 48,56 6,73 -3 -2 -4 5 4,38.10 0,59.10 0,31.10 M 48,56 6,21 6 4,38.10-3 0,56.10-2 0,27.10-4 M 48,56 5,75 Luồng khí H2S với nồng độ 20 ppm được sục qua bình nước thể tích 10 lít có chứa các ion Cu2+ nồng độ 0,27.10-4 M (dòng điện 5,75 mA, thời gian 15 phút). Khí H2S sẽ phản ứng với Cu2+ theo phương trình (2) tạo thành CuS không tan trong nước hoặc kết tủa và khí H2. Kết quả khảo sát cho thấy, nồng độ khí H2S giảm đáng kể khi tăng thời gian phản ứng (Bảng 2). Với nồng độ H2S dung trong thí nghiệm là 20 ppm, sau 30 phút được xử lý Hình 2. Xác định nồng độ Cu2+ được bằng ion Cu2+ có nồng độ 0,27.10-4 M tạo bởi các chế độ hoạt động của máy (tương ứng với 0,17 ppm), nồng độ của khí (fit số liệu với đường chuẩn) H2S trong thể tích nước 10 lít chỉ còn lại 259
  3. Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0 2 ppm. Đây là nồng độ nằm trong ngưỡng an phân giải, cũng là nguyên nhân tạo ra khí toàn cho sự phát triển của thuỷ sản, đặc biệt H2S, vốn rất độc và nguy hiểm đối với sự là tôm [3]. sống của thuỷ sản. Bảng 2. Nồng độ còn lại của H2S trong 4. KẾT LUẬN 10 lít nước có chứa 0,27.10-4 M ion Cu2+ tại các thời điểm khác nhau Đã chế tạo được ion Cu2+ bằng nguyên lý điện phân, thân thiện với môi trường, thay Thời gian thế hoá chất trong xử lý nguồn nước sinh hấp phụ 5 10 15 20 30 hoạt và nuôi trồng thuỷ hải sản. H2S của ion phút phút phút phút phút Cu2+ Đã đo được nồng độ ion Cu2+ tương ứng với các chế độ hoạt động (điện áp và dòng). Nồng độ Chế độ hoạt động của máy với dòng điện phân còn lại của 20 17 12 7 2 5,75 mA, thời gian điện phân 15 phút có thể H2S sau ppm ppm ppm ppm ppm tạo ra ion Cu2+ với nồng độ 0,27.10-4 M, nằm phản ứng với Cu2+ trong ngưỡng an toàn khi xử lý nguồn nước. Đã thử nghiệm khả năng hấp thụ khí H2S của ion Cu2+. Sau 30 phút phản ứng với ion Cu2+ có nồng độ 0,27.10-4 M, nồng độ khí H2S trong 10 lít nước giảm từ 20 ppm xuống còn 2 ppm, nằm trong ngưỡng an toàn cho sự sống của thuỷ sản, đặc biệt là tôm. a) b) Đã thử nghiệm khả năng kìm hãm sự phát triển của rong rêu của ion Cu2+. Các thực vật thuỷ sinh này phát triển chậm trong nguồn nước có ion Cu2+. 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO Hình 3. Thử nghiệm khả năng khống chế sự phát triển của rong rêu của ion Cu2+: [1] Jacob Bregnballe. 2015. A guide to a) không được xử lý; b) được xử lý bằng Cu2+ Recirculation Aquaculture. FAO and EUROFISH. Nồng độ ion được tạo ra với chế độ dòng [2] Toshio Takeuchi. 2017. Application of điện phân 5,75 mA, thời gian điện phân 15 Recirculating Aquaculture Systems in phút cũng được sử dụng để thử nghiệm khả Japan. Fisheries Science Series, ISBN 978- năng khống chế sự phát triển của rong rêu 4-43-56583-3. trong nước. Kết quả là nguồn nước không [3] Edward J. Noga, M.S., D.V.M. Fish được xử lý bằng ion Cu2+ (Hình 3a) có lượng disease: diagnosis and treatment. Second rong rêu phát triển nhanh hơn so với nguồn Edition. ISBN 978-0-8138-0697-6. nước được xử lý bằng ion Cu2+ (Hình 3b). [4] Qiu et al. 2017. Characterization of a new Các kết quả khảo sát trên cho thấy, không member of Iridoviridae, Shrimp hemocyte chỉ nhanh chóng hấp thụ khí H2S để làm iridescent virus (SHIV), found in white leg sạch nguồn nước, mà ion Cu2+ còn có khả shrimp. Scientific Reports. 7, 11834. năng xử lý hoặc kìm hãm sự phát triển của rong rêu. Xác của thực vật thuỷ canh này khi 260
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2