zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Luận Văn - Báo Cáo

» Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học

Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu ảnh hưởng của khoáng chất bentonit Di Linh biến tính đến phản ứng phân hủy nhiệt policlobiphenyl

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:78

Báo xấu

64
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của luận văn "Nghiên cứu ảnh hưởng của khoáng chất bentonit Di Linh biến tính đến phản ứng phân hủy nhiệt policlobiphenyl" đánh giá ảnh hưởng của bentonit Di Linh tự nhiên và bentonit Di Linh biến tính đến khả năng phân hủy nhiệt đối với policlobiphenyl.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu ảnh hưởng của khoáng chất bentonit Di Linh biến tính đến phản ứng phân hủy nhiệt policlobiphenyl

Luận văn thạc sỹ Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN MỞ ĐẦU Polyclobiphenyl (PCBs) là một nhóm các hỗn hợp chất cơ clo. Trươć đây, PCBs được sử dụng trong các san phâm nh ̉ ̉ ư thiết bị điện, chất phủ bề mặt, mực, keo dán, các chất làm chậm bốc cháy, sơn, điện môi trong dầu biến thế, làm chất pha chế dầu thủy lực trong thiết bị khai thác mỏ. Tất cả PCBs đều là nhân tạo và có cấu trúc cơ bản tượng tự nhau. Chúng được cấu tạo bởi các nguyên tử cácbon, hyđrô và clo. Các nguyên tử này có khả năng tạo các liên kết khác nhau nên chúng có thể tạo ra 209 loai phân t ̣ ử PCBs vơi m ́ ức độ độc hại của chúng khác nhau. Thông thường, PCBs rất bền vững [10]. Điều này giải thích cho sự tồn tại dai dẳng của chúng trong môi trường. Ở nhiệt độ cao, PCBs có thể cháy và tạo ra các sản phẩm phụ nguy hiểm như các chất độc dioxin. PCBs không có khuynh hướng bay hơi hay hoà tan trong nước. Tuy nhiên, chúng hoà tan được trong chất béo và các chất tương tự. Đó cũng là lý do giải thích vì sao PCBs có thể hình thành trong mỡ động vật và tich tu qua ́ ̣ chuỗi thức ăn. PCBs có khả năng gây ung thư và hàng loạt ảnh hưởng khác ở sinh vật, bao gồm ảnh hưởng đến hệ thần kinh, hệ miễn dịch, hệ nội tiết, hệ sinh dục. Ngoài ra, PCBs là chất rất khó phân hủy bằng sinh, lý hóa học. Vì những ảnh hưởng có thể xảy ra của chúng đối với sức khoẻ con người và môi trường nên việc sử dụng và sản xuất PCBs từ năm 1979 đã bị cấm trên toàn thế giới [29, 33]. Tuy nhiên, hiện nay trên thế giới cũng như ở Việt Nam vẫn còn tồn lưu một lượng lớn PCBs trong các loại dầu biến thế, sơn, dung môi chế tạo mực in… Việt Nam, những năm trước ước tính đã nhập khẩu khoảng 30.000 tấn/năm dầu biến thế từ Rumani, Trung Quốc, Liên Xô. Hầu như toàn bộ lượng dầu này chưa được kiểm soát và xử lý theo tiêu chuẩn chất Phạm Văn Thế, 2011 1 Khoa Môi trường
Luận văn thạc sỹ Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN thải nguy hại [8]. Đây chính là nguồn gây ô nhiễm chất hữu cơ khó phân hủy rất lớn ở nước ta. Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu xử lý PCBs, tuy nhiên những công nghệ xử lý theo quá trình đốt ở nhiệt độ thấp lại tạo ra các chất độc hơn, còn nếu đốt ở nhiệt độ cao thì rất tốn kém. Vì vậy tìm ra chất xúc tác để quá trình phân hủy nhiệt của PCBs ở nhiệt độ thấp mà không tạo ra các chất độc thứ cấp đang là vấn đề rất được quan tâm. Ở Việt Nam trước đây đã có một số đề tài nghiên cứu về vấn đề này. Tuy nhiên, việc chọn chất xúc tác và chất dùng để biến tính bentonit nhằm nâng cao hiệu suất phân hủy nhiệt PCBs là một hướng nghiên cứu đang được quan tâm. Xuất phát từ quan điểm trên, chúng tôi đã lựa chọn đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của khoáng chất bentonit Di Linh biến tính đến phản ứng phân hủy nhiệt policlobiphenyl” với hy vọng kết quả nghiên cứu sẽ góp phần vào công việc xử lý PCBs nói riêng, cũng như xử lý các hợp chất cơ clo bền nói chung ở Việt Nam. Mục tiêu của luận văn: Đánh giá ảnh hưởng của bentonit Di Linh tự nhiên và bentonit Di Linh biến tính đến khả năng phân hủy nhiệt đối với policlobiphenyl. Nội dung chính của luận văn + Nghiên cứu đặc tính của bentonit Di Linh tự nhiên và biến tính kiềm được tẩm Fe(III) và Cr(III) bằng phổ nhiễu xạ tia X và phổ TPR. + Nghiên cứu khả năng phân hủy nhiệt policlobiphenyl trên cơ sở sử dụng SiO2, bentonit Di Linh tự nhiên và biến tính . Phạm Văn Thế, 2011 2 Khoa Môi trường
Luận văn thạc sỹ Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN + Sử dụng phương pháp phân tích như sắc ký khí detectơ khối phổ và detectơ cộng kết điện tử để phân tích sản phẩm phân hủy. + Đánh giá mối liên hệ giữa đặc tính vật liệu ảnh hưởng đến khả năng phân hủy nhiệt policlobiphenyl. Chương 1 TÔNG QUAN 1.1. Giới thiệu về policlobiphenyl 1.1.1. Định nghĩa Policlobiphenyl là hỗn hợp chất hữu cơ thơm, có cấu tạo gồm 2 vòng benzen liên kết với nhau bằng một liên kết carboncarbon duy nhất, trong đó các hydro trong nhân benzen được thế bằng nguyên tử clo ở các mức độ khác nhau [29]. PCBs được điều chế từ diphenyl bằng phương pháp clo hóa trực tiếp với xúc tác FeCl3. PCBs cũng được hình thành trong xử lý chất thải. 1.1.2. Cấu tạo, thành phần và tính chất 1.1.2.1. Cấu tạo Công thức phân tử: C12H10nCln với n = 1 10. Công thức cấu tạo tổng quát của PCBs như hình 1. Phạm Văn Thế, 2011 3 Khoa Môi trường
Luận văn thạc sỹ Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN Hình 1. Công thức cấu tạo tổng quát của PCBs Do có sự khác nhau về số nguyên tử clo trong phân tử nên nhóm các hợp chất PCBs có 10 đồng đẳng khác nhau. Mỗi loại đồng đẳng lại có một số xác định các đồng phân. Các đồng phân PCBs có cùng số nguyên tử clo nhưng thế ở các vị trí khác nhau trong các vòng benzen. Các vị trí 2, 2’, 6, 6’ là vị trí octo, vị trí 3, 3’, 5, 5’ là vị trí meta và vị trí 4, 4’ là vị trí para. Hai vòng benzen trong phân tử PCBs có thể quay quanh cầu nối liên kết giữa chúng. Khi hai vòng benzen ở cùng một mặt phẳng, PCBs được gọi là PCBs đồng phẳng. Độ đồng phẳng phụ thuộc nhiều vào số nguyên tử Cl ở vị trí octo. Sự thay thế các nguyên tử H ở vị trí octo bằng các nguyên tử Cl sẽ làm cho vòng benzen quay khỏi vị trí ban đầu. Vòng benzen có thể quay một góc 900 so với vòng benzen còn lại. Năm 1980, các chất trong họ PCBs đã được Ballschmiter và Zell sắp xếp, phân loại theo số thứ tự từ 1 đến 209 theo quy tắc IUPAC. 1.1.2.2. Tính chất của PCBs PCBs tan ít trong nước, có điện trở lớn, hằng số điện môi cao. PCBs có áp suất hơi thấp ở nhiệt độ thường. PCBs có tính bền nhiệt cao, bền vững với cả các axit, bazơ, cũng như bền khi ở các điều kiện oxi hóa và thủy phân trong sản xuất công nghiệp. Do có tính bền nhiệt rất cao nên PCBs được ứng dụng làm chất sản xuất điện môi, làm chất pha chế dầu thủy lực trong thiết bị khai thác mỏ, làm chất dẻo hóa và dung môi trong công nghiệp hóa dẻo và mực in. Phạm Văn Thế, 2011 4 Khoa Môi trường
Luận văn thạc sỹ Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN Ở sông hồ, PCBs dính vào các lớp trầm tích nơi mà chúng có thể được chôn trong một thời gian dài trước khi chúng được giải phóng vào nước và không khí. Trong nước, sự phân huỷ PCBs chậm hơn và có thể xảy ra dưới ảnh hưởng của ánh sáng mặt trời và các vi sinh vật. Những sinh vật này cũng đóng vai trò quan trọng trong việc phân huỷ PCBs trong đất và các lớp trầm tích. PCBs trong không khí có thể “chạm” tới mặt đất khi mưa và tuyết rơi hay đơn giản chỉ là treo lơ lửng các hạt vật chất của chúng bằng lực hút. Trong không khí, PCBs bị phân huỷ bởi tác động trực tiếp của ánh sáng mặt trời. Mất khoảng vài ngày đến vài tháng mới phân huỷ được một nửa số lượng PCBs ban đầu. PCBs có thể tồn tại trong động vật qua nhiều thời gian và theo chuỗi thức ăn. PCBs được tìm thấy trong các mô mỡ của động vật sống trong nước hay trên mặt đất, đặc biệt là những động vật ở đầu của chuỗi thức ăn. Do đó, con người cũng có thể tích PCBs từ thức ăn. Một số loài động vật bao gồm côn trùng và các loài động vật không xương sống, chim, cá và các loài động vật có vú có thể phân huỷ hay biến đổi một chút PCBs trong cơ thể của chúng. Ở ngoài trời, người ta phát hiện thấy hàm lượng PCBs trong không khí ở nông thôn và các vùng sâu, vùng xa thấp hơn ở các khu đô thị và khu công nghiệp. Trong không khí trong nhà, mức độ tập trung PCBs cao hơn 10 lần trong không khí ngoài trời. Tại những vùng biển gần các khu công nghiệp, hàm lượng PCBs trong nước biển có xu hướng cao nhất. Kề từ những năm 1970, khi người ta áp đặt những hạn chế lên việc sản xuất PCBs thì mức độ tập trung PCBs đã giảm dần dần trong các chất lắng đọng mới của các lớp trầm tích ở sông và trong cá. Trong đất PCBs bị phân hủy thành nhiều sản phẩm khác nhau, chủ yếu là sản phẩm đề clo hóa và hidroxyl hóa. PCBs được xếp vào Phạm Văn Thế, 2011 5 Khoa Môi trường
Luận văn thạc sỹ Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN hợp chất ô nhiễm chứa clo có độc tính cao. PCBs có thể bị oxy hóa tạo thành các hợp chất vô cùng độc hại khác như dioxin hoặc các hợp chất furan. Ngoài ra, PCBs là chất có khả năng tích lũy trong cơ thể sinh vật. Do đó PCBs có tiềm năng phát tán tầm xa trong môi trường do sự di chuyển của sinh vật xuyên biên giới. 1.1.3. Độc tính của PCBs Độc tính của PCBs đã được nghiên cứu [33][10]. Con người bị phơi nhiễm PCBs qua đương tiêu hoa va hô hâp, ̀ ́ ̀ ́ riêng trẻ sơ sinh có thể bị phơi nhiễm PCBs chứa trong sữa mẹ. Thông thương, ̀ con người bị phơi nhiễm khi ăn những thực phẩm bị nhiễm độc đặc biệt là thịt, cá và gia cầm. Sự hấp thụ PCBs qua thức ăn đối với người lớn đã tăng tới mức cao vào cuối những năm 1970 nhưng sau đó đã giảm vào những năm 1990. Binh ̀ thương, chung ta cung ̀ ́ ̃ bị phơi nhiễm với hàm lượng thấp PCBs tồn tại trong không khí khi hít thở, ca trong nhà và ngoài tr ̉ ời. Tuy nhiên, tai các nhà ̣ máy sử dụng PCBs, mâṭ độ chât nay có th ́ ̀ ể cao hơn rất nhiều và công nhân làm việc ở đo th ́ ương có nguy c ̀ ơ nhiêm đôc cao h ̃ ̣ ơn do thơi gian va c ̀ ̀ ương ̀ ̣ ́ ́ ơn. Ngoai ra, chung ta cung co th đô tiêp xuc l ́ ̀ ́ ̃ ́ ể bị phơi nhiễm với PCBs hàm lượng thấp trong nước uống mặc dù mức độ tập trung của PCBs thường quá thấp để đo được. Khi theo doi cac đông vât thi nghiêm, cac nha khoa ̃ ́ ̣ ̣ ́ ̣ ́ ̀ ̣ ́ ở động vật, phơi nhiễm PCBs với một liều lượng lớn có thể hoc cho biêt gây ra bệnh tiêu chảy, những khó khăn về hô hấp, tình trạng bị mất nước, phản ứng với cảm giác đau bị suy giảm và hôn mê. PCBs được phát hiện là phá huỷ phổi, dạ dày và tuyến tuỵ. Phơi nhiễm với liều lượng thấp PCBs trong một thời gian ngắn có thể gây trở ngại cho chức năng của gan và Phạm Văn Thế, 2011 6 Khoa Môi trường
Luận văn thạc sỹ Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN tuyến giáp, còn trong thời gian dài có thể dẫn đến ung thư gan. Những ảnh hưởng về khả năng sinh sản, cơ quan sinh sản và hoạt động của hoócmon nữ cũng đã được phát hiện thấy ở các động vật thí nghiệm bị phơi nhiễm với các liều lượng cao PCBs qua thức ăn trong một thời gian dài. Những cá thể cái được cho ăn thức ăn có chứa PCBs trong suốt thời kỳ mang thai và bú sữa, kết quả là người ta phát hiện thấy nhiều con non gặp khó khăn về việc học và ứng xử (các phản xạ vô điều kiện, có điều kiện trong tập tính sinh hoạt, kiếm sống … của chúng). Ở những con non này, sự phát triển của hệ thống miễn dịch và một số các cơ quan như gan, tuyến giáp và thận cũng bị ảnh hưởng bởi sự phơi nhiễm PCBs. Những động vật trưởng thành dường như ít nhạy cảm với ảnh hưởng của PCBs hơn thai nhi. PCBs với các cấu trúc hoá học khác nhau hoạt động theo các cách khác nhau. Một số PCBs hoạt động giống các chất dioxin và có thể làm tăng nguy cơ ung thư. Những PCBs khác có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của hệ thần kinh ở mức đô ph ̣ ơi nhiễm cao. Con người có thể hấp thụ PCBs bằng việc ăn hay uống những thực phẩm bị nhiễm độc mặc dù mức độ và liều lượng ít hơn so với việc hít thở không khí bị nhiễm độc hoặc qua da. Một khi cơ thể đã hấp thụ thì PCBs đi vào các màng tế bào, mạch máu và hệ bạch huyết. Mức độ tập trung PCBs cao nhất thường tìm thấy trong gan, mô tế bào, não, da và máu. Đối với các bà mẹ, người ta phát hiện thấy PCBs đi vào máu ở cuống rốn, nhau thai và sữa mẹ. Ở cả người và động vật, PCBs cũng có thể biến đổi thành các chất tích tụ trong các mô và huyết tương trong cơ thể. Chúng có thể bị biến đổi thành các chất khác để bài tiết được qua nước tiểu và phân. Rât khó xác ́ định được việc phơi nhiễm PCBs tới mức độ nào thì ảnh hưởng đến sức Phạm Văn Thế, 2011 7 Khoa Môi trường
Luận văn thạc sỹ Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN khoẻ của con người vì những người khác nhau thì bị phơi nhiễm với số lượng và sự pha trộn các chất PCBs khác nhau, cũng có thể họ có thể bị phơi nhiễm cùng lúc với các chất độc khác. Nhiều nghiên cứu cho thấy có sự liên quan giữa phơi nhiễm PCBs và nguy cơ ung thư hệ tiêu hoá, gan và da ngày càng tăng. Hơn nữa, hàm lượng PCBs trong máu cao có thể liên quan tới ung thư hệ bạch huyết. Phơi nhiễm PCBs có thể ảnh hưởng đến quá trình sinh sản của con người, nó làm giảm khả năng sinh sản ở nữ đồng thời làm giảm số lượng tinh trùng của nam giới. Nêu diên ra trong ́ ̃ thời kỳ mang thai và cho con bú có thể liên quan tới sự lớn lên và phát triển chậm của trẻ sơ sinh cũng như làm giảm khả năng miễn dịch. Sự phơi nhiêm chât nay cũng có th ̃ ́ ̀ ể liên quan tới những ảnh hưởng đến thần kinh (như tình trạng tê liệt và đau đầu), khả năng nhiễm bệnh thường xuyên hơn, sự thay đổi của da, đặc biệt là các chứng phát ban và ngứa. Môt sô y ̣ ́ ́ kiến nghi ngờ răng vi ̀ ệc thí nghiệm sự hấp thụ PCBs trên động vật sẽ khác biệt so với con người vì có thể động vật nhạy cảm với PCBs hơn. Mặt khác, các PCBs đặc trưng mà con người bị phơi nhiễm có thể ít hay nhiều độc hơn hỗn hợp các PCBs đã sử dụng cho những nghiên cứu trên động vật. Mặc dù độ “vênh” giữa các thí nghiệm nghiên cứu và thực tiễn hoaǹ ́ ̉ ̉ toan co thê xay ra, song nh ̀ ững ảnh hưởng của PCBs đến sức khỏe con người và môi trường là điều đã được khẳng định. Trong quá trình nghiên cứu về policlodibenzopdioxin (PCDD), policlodibenzopfuran (PCDF), các nghiên cứu cấu trúc của các PCBs trong cùng nhóm và sự giống nhau về cấu trúc của PCBs với 2,3,7,8 tetraclodibenzopdioxin (2,3,7,8TCDD là chất độc nhất trong nhóm các chất dioxin) cũng được nghiên cứu [30]. Trên thực tế, khoảng 50 – 70 PCBs Phạm Văn Thế, 2011 8 Khoa Môi trường
Luận văn thạc sỹ Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN được phát hiện ở nồng độ cao trong các mẫu môi trường. Các nghiên cứu về cấu trúc các chất này cho thấy, chỉ có các PCBs chứa các nguyên tử Cl ở vị trí meta và para mới gây hậu quả giống 2,3,7,8 – TCDD. Ví dụ các đồng đẳng PCBs para như: 3,3’,4,4’Tetraclobiphenyl; 3,3’,4,4’,5’ Pentaclobiphenyl; 3,3’,4,4’,5,5’hexaclobiphenyl là một số PCBs chứa nguyên tử Cl ở vị trí para và meta, hình 2. Hình 2. Công thức cấu tạo của một số PCBs chứa nguyên tử Cl ở vị trí para và meta Các ảnh hưởng độc giống 2,3,7,8TCDD được quan sát rõ nhất ở PCBs khi PCBs không có nguyên tử Cl ở vị trí octo, hai hoặc ba nguyên tử Cl ở vị trí meta và para. Khi có thêm một nguyên tử Cl ở vị trí octo, ảnh hưởng độc của PCBs giảm rõ rệt. Trong một số nghiên cứu, các diocto Phạm Văn Thế, 2011 9 Khoa Môi trường
Luận văn thạc sỹ Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN PCBs giảm khoảng 46 lần ảnh hưởng độc giống 2,3,7,8TCDD so với trước khi thay thế Cl vào vị trí octo [19]. Mặc dù PCBs không thể hiện tính độc ngay tức khắc nhưng khi bị nhiễm ở liều lượng 0,2 0,5g PCBs/kg, bệnh nhân có thể bị xám da, hỏng mắt, nổi mụn… PCBs có khả năng gây ung thư và hàng loạt ảnh hưởng khác ở sinh vật, bao gồm ảnh hưởng đến hệ thần kinh, hệ miễn dịch, hệ nội tiết, hệ sinh dục. Các nghiên cứu trên động vật góp phần quan trọng trong nghiên cứu ảnh hưởng của PCBs đến con người. Mỗi chất trong họ PCBs có độc tính khác nhau. Nhiễm độc ở mức độ cao và cấp tính sẽ bị bỏng da, trầy da, thay đổi cấu trúc của da và móng tay, thay đổi chức năng gan và hệ thống miễn dịch, ảnh hưởng đến hệ hô hấp gây đau đầu, suy nhược thần kinh, hoa mắt, mất trí nhớ, hoảng loạn và bất lực. Nhiễm độc mãn tính với nồng độ PCBs dù nhỏ cũng dẫn đến phá hủy gan, rối loạn sinh sản và đặc biệt là biến đổi gen gây hàng loạt bệnh nguy hiểm như ung thư, quái thai, dị dạng và những vấn đề khác ảnh hưởng đến môi sinh, môi trường. Một số PCBs có độc tính cao đã được WHO nghiên cứu, phân loại mức độ độc. Theo tài liệu của WHO và ý kiến của nhiều chuyên gia đã xếp ra 14 loại PCBs có độc tính cao nhất gồm: PCB 77, PCB 81, PCB 105, PCB 114, PCB 118, PCB 123, PCB 126, PCB 156, PCB 157, PCB 167, PCB 169, PCB 170, PCB 180, PCB 189. Tất cả 14 hợp chất nêu trên đều có cấu trúc tương tự PCDD và PCDF, khó phân hủy, xâm nhập và tích tụ theo chuỗi thức ăn, và đều gây hậu quả giống dioxin [19][21]. 1.2. Các phương pháp xử lý PCBs Phạm Văn Thế, 2011 10 Khoa Môi trường
Luận văn thạc sỹ Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN 1.2.1. Một số quy định về xử lý PCBs Hiệp định Stockholm đã đưa ra các quy định về PCBs đối với các bên tham gia và các yêu cầu có liên quan đến xử lý chất thải ô nhiễm có bản chất hóa học hữu cơ bền vững [29]. a. Đối với các bên tham gia Thực hiện các hành động với mục đích loại trừ việc sử dụng PCBs trong các thiết bị (ví dụ máy biến thế, tụ điện hoặc các thiết bị dự trữ chất lỏng) vào năm 2025, dưới sự kiểm duyệt của Hội nghị các bên, theo các cấp ưu tiên dưới đây: Quyết tâm nỗ lực để nhận dạng, dán nhãn và chấm dứt sử dụng các thiết bị có chứa hơn 10 % PCBs và có thể tích lớn hơn 5 lít. Quyết tâm nỗ lực để nhận dạng, dán nhãn và chấm dứt sử dụng các thiết bị có chứa hơn 0,05 % PCBs và có thể tích lớn hơn 5 lít. Cố gắng xác định và chấm dứt sử dụng các thiết bị có chứa hơn 0,005% PCBs và thể tích lớn hơn 5 lít. Nhất quán với các ưu tiên đã nêu, đẩy mạnh các biện pháp dưới đây nhằm giảm khả năng gây nhiễm và rủi ro để kiểm soát việc sử dụng PCBs: Chỉ sử dụng các thiết bị còn nguyên vẹn và không bị rò rỉ và chỉ sử dụng ở những khu vực có khả năng giảm thiểu và phục hồi nhanh chóng rủi ro phát thải ra môi trường. Không sử dụng các thiết bị ở các khu vực có liên quan đến sản xuất hoặc chế biến lương thực thực phẩm. Phạm Văn Thế, 2011 11 Khoa Môi trường
Luận văn thạc sỹ Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN Khi sử dụng các thiết bị ở khu vực có người ở, kể cả trường học và bệnh viện, thì áp dụng mọi biện pháp phù hợp để bảo vệ những khu vực đó tránh khỏi các sự cố điện có thể gây ra hoả hoạn, đồng thời thường xuyên kiểm tra rò rỉ thiết bị. Đảm bảo không xuất hoặc nhập khẩu các thiết bị có chứa PCBs theo quy định, bất kể những gì đã được quy định ở mục 2 của Điều 3, nhưng trừ trường hợp xuất và nhập khẩu vì các mục đích quản lý chất thải một cách hợp lý về môi trường. Không được phép thu hồi các chất lỏng có hàm lượng PCBs trên 0,005 % để phục vụ mục đích tái sử dụng cho các thiết bị khác, trừ phi dành cho các hoạt động bảo dưỡng và dịch vụ. Quyết tâm nỗ lực nhằm đạt được sự quản lý hợp lý về môi trường đối với các chất lỏng có chứa PCBs và các thiết bị nhiễm PCBs với hàm lượng trên 0,005% như theo quy định tại mục 1 của Điều 6 càng sớm càng tốt, nhưng chậm nhất là vào năm 2028, dưới sự kiểm duyệt của Hội nghị các bên. Cố gắng xác định các vật phẩm khác có chứa hơn 0,005 % PCBs (ví dụ, lớp bảo vệ cáp, các vật được sơn hay trám bít bằng cao su lưu hoá) và quản lý chúng theo quy định ở Đoạn 1 của Điều 6. Lập báo cáo tiến độ của việc loại trừ PCBs 5 năm một lần và gửi đến Hội nghị các Bên chiểu theo Điều 15. Các báo cáo được mô tả theo quy định sẽ được xem xét bởi Hội nghị các Bên tại các cuộc kiểm duyệt liên quan đến PCBs của Hội nghị các bên nếu thích hợp [29]. Hội nghị các bên sẽ kiểm tra tiến độ thực hiện việc Phạm Văn Thế, 2011 12 Khoa Môi trường
Luận văn thạc sỹ Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN loại trừ PCBs, sau các khoảng thời gian 5 năm, hoặc vào thời gian khác nếu thích hợp, có xem xét đến những báo cáo nói trên. b. Đối với các phương pháp xử lý [29] Những chất hữu cơ bền vững đó phải được chuyển hóa một chiều, không thuận nghịch. Quá trình thải bỏ không dẫn đến sự hoàn nguyên, tái chế, phục hồi, tái sử dụng trực tiếp hoặc gián tiếp. PCDDs/Fs không được tạo thành trong chu trình xử lý. Hiệu quả phân hủy là 100% bao gồm tất cả những chất đầu vào và những chất có thể được giải phóng ra. Tất cả những nhánh của chu trình phải được đặt dưới chế độ kiếm tra và tái xử lý nghiêm ngặt nhất có thể. Không tạo ra các chất không kiểm soát được. 1.2.2. Các phương pháp xử lý PCBs Nguyên lý cơ bản xử lý PCBs trong dầu thải biến thế phế thải: Năm 1850, nhà bác học người Pháp Aldolphe Wurtz đã phát minh ra rằng natri kim loại có khả năng phản ứng hết sức mạnh mẽ với các ankyl halogen (R X) tạo thành aliphatic cacbon hydro no, muối natri halogen (NaX) và toả ra một khối lượng nhiệt lớn (Q), theo phản ứng (1): RX + RX + 2Na RR + 2NaX + Q (1) Trong đó, R: gốc ankyl; X=Cl, Br, F; Q: nhiệt lượng tỏa ra của phản ứng. Phạm Văn Thế, 2011 13 Khoa Môi trường
Luận văn thạc sỹ Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN Trên cơ sở phản ứng của Aldolphe Wurtz, năm 1860, Fitfig đã mở rộng ra rằng, các hợp chất cacbonhydro thơm có chứa halogen cũng phản ứng mạnh mẽ với natri kim loại, theo phản ứng (2): RX + ArX + 2Na RAr + 2Na (2) Trong đó, Ar là hợp chất hydro cacbon thơm. Dioxin, furan, PCBs là những hợp chất cacbonhydro thơm chứa halogen. Vì thế, các hợp chất này có thể xử lý một cách hữu hiệu bằng phương pháp này. Hiện nay có một số phương pháp chính xử lý PCBs đã được nhiều tác giả nghiên cứu như [2, 1, 9, 27, 13, 22] và một số nước có công nghệ này: Khử hoá học pha khí Khử xúc tác clo kiềm Kỹ thuật solvat hoá điện tử Quá trình khử muối Điện hoá Quá trình oxy hoá nước tiêu chuẩn cao Muối nóng chảy Xúc tác hydro hoá Kim loại nóng chảy Thiêu huỷ bằng đốt, nhiệt phân và nhiệt điện cao tần Khử độc bằng hơi nước Phạm Văn Thế, 2011 14 Khoa Môi trường
Luận văn thạc sỹ Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN Phương pháp thuỷ tinh hoá tại chỗ Phương pháp natri kim loại. Trong đó, phương pháp thiêu đốt đã được nghiên cứu nhiều nhất và cũng là phương pháp đang được ứng dụng ở nhiều nước, đặc biệt là các nước công nghiệp phát triển như Mỹ, Canada, Pháp,... [25][26]. Thiêu huỷ bằng đốt là quá trình đốt cháy các vật liệu phế thải ở nhiệt độ cao. Nếu thiêu huỷ bằng đốt được thiết kế và hoạt động chuẩn xác, các hợp chất cơ clo sẽ được chuyển hoá hoàn toàn thành CO2, nước và khí HCl. Với nhiệt độ vận hành trên 12000C, thời gian 2 giây, quá trình đốt cháy hoàn toàn sẽ đạt tới hiệu suất phân huỷ 99,9999% đối với bất kỳ chất hữu cơ nào, ngoại trừ fluorocarbon. Hiện tại việc xử lý PCBs và các hợp chất tương tự PCBs chủ yếu bằng phương pháp thiêu đốt ở nhiệt độ cao > 1200 0C với các thiết bị hiện đại để khống chế các thông số đốt, đặc biệt để kiểm soát các chất thải có chứa các chất độc hại khác như đioxin, furan hay không [22]. Tuy nhiên chi phí cho phương pháp này rất đắt nên hầu hết các nước đang phát triển không đủ khả năng sử dụng phương pháp này, chỉ có các nước công nghiệp phát triển như Mỹ và Tây Âu có các thiết bị hiện đại đạt tiêu chuẩn. 1.3. Bentonit 1.3.1. Bentonit trong tự nhiên Bentonit có chất lượng tốt thường phân bố ở phần thấp của tập 2 và tại chân các núi lửa, ở đó ngoài montmorillonit còn có hàm lượng đáng kể zeolit (có thể tới 75%), bentonit có diện phân bố rất lớn, hình 3. Phạm Văn Thế, 2011 15 Khoa Môi trường
Luận văn thạc sỹ Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN Hình 3. Sự hình thành bentonit trong tự nhiên Các thành tạo bentonit chủ yếu phân bố ở các bồn trũng dọc đới địa hào Sông Ba có nguồn gốc hồ phát triển trên bãi bồi, hồ móng ngựa hoặc tướng hồ thung lũng giữa núi thuộc tập 3 của hệ tầng Sông Ba. Cấu trúc mặt cắt gồm 35 thân khoáng có cấu tạo phân lớp ngang mỏng trung bình, cấu tạo nhịp; đôi khi có dạng thấu kính hoặc xen kẹp. Bề dày các thân khoáng khoảng 13 m; cá biệt tới 56m. Bentonit tuổi Neogen phân bố trong trầm tích tướng hồ bãi bồi, hồ móng ngựa phân bố ở phần thấp của hệ tầng Sông Ba. Bentonit thuộc loại này có màu xám vàng, xám loang lổ, phớt tím; chất lượng kém: hàm lượng montmorillonit thấp (40 60%), độ thu hồi thấp, sét có độ phân tán không cao. Diện phân bố rộng, độ dày lớn. Bentonit tuổi Neogen phân bố trong Phạm Văn Thế, 2011 16 Khoa Môi trường
Luận văn thạc sỹ Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN trầm tích tướng hồ thung lũng giữa núi phân bố ở phần cao của tập 3. Bentonit thuộc loại này có màu xám trắng, xám nhạt, xám xanh; chất lượng tốt: hàm lượng montmorillonit cao (55 80%); độ thu hồi lớn, sét có độ phân tán cao. Diện phân bố hạn chế, bề dày nhỏ. Bentonit tuổi Đệ tứ phân bố trong trầm tích tướng hồ trên bãi bồi, hồ móng ngựa, tướng hỗn hợp sôngbiển nằm kề cận các thân khoáng bentonit tuổi Neogen; thường là sản phẩm tái lắng đọng từ các thân khoáng bentonit tuổi Neogen có trước bị phá huỷ và có thể cả nguồn keo sét montmorillonit mới hình thành trên vỏ phong hoá đưa vào. Bentonit thuộc loại này có màu xám, xám đen, chất lượng thấp: hàm lượng montmorillonit 4060%, độ thu hồi rất thấp (2530%), hàm lượng sắt cao,.. Bentonit trầm tích phun trào phân bố ở Vân Hoà trong các hồ cảnh quan núi lửa thuộc tập 2 hệ tầng Kon Tum. Bentonit được thành tạo trong các lớp ở đới trung tâm hồ, hoặc tạo thành các thấu kính nhỏ ở những vũng vịnh có chế độ nước yên tĩnh gần bờ. Cấu trúc mặt cắt gồm nhiều thân khoáng, cấu tạo dạng thấu kính, phân lớp ngang. Độ phân lớp thay đổi từ phân lớp trung bình, phân lớp mỏng đến vi phân lớp. Chiều dày thân khoáng thường nhỏ, từ 0,5 đến 1,5m. Tại phần trên của tập 2 các thân khoáng bentonit luân phiên xen kẽ với các lớp điatomit. Bentonit có màu vàng đất đến trắng phớt vàng, bị nứt nẻ nhiều gần như bị vỡ vụn, vết vỡ vỏ chai, trơn tay, hạt rất mịn. 1.3.2. Tính chất của bentonit Bentonit là một loại khoáng sét tự nhiên có thành phần chính là montmorillonit [31]. Công thức đơn giản nhất của montmorillonit là Phạm Văn Thế, 2011 17 Khoa Môi trường
Luận văn thạc sỹ Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN Al2O3.4SiO2.nH2O, công thức này ứng với nửa tế bào cấu trúc. Công thức cho một đơn vị cấu trúc lý tưởng của montmorillonit là (OH)4Al4Si8O20.nH2O. Tuy nhiên do sự thay thế đồng hình của Si4+ trong tứ diện SiO4 bởi các ion kim loại Al3+, Fe3+, Fe2+, Mg2+... hoặc Al3+ trong bát diện AlO6 bị thay thế đã làm thay đổi thành phần của montmorillonit [17]. Kết quả nghiên cứu đã cho thấy trong thành phần của montmorillonit chứa thêm các ion của các nguyên tố Fe, Zn, Mg, Na, K... Còn tỷ lệ Al 2O3 : SiO2 nằm trong khoảng từ 1:2 đến 1:4 [16]. Trong bentonit, ngoài thành phần chính của bentonit là montmorillonit còn chứa một số khoáng sét khác như saponit (Al2O3[MgO]4SiO2.nH2O); nontronit (Al2O3[Fe2O3]4SiO2.nH2O); beidellit (Al2O3.3SiO2.nH2O); kaolinit; clorit; mica và một số khoáng phi sét khác như canxit, pirit, manhetit, biotit..., các muối kiềm và các chất hữu cơ [16]. Tính chất và cấu trúc của montmorillonit phụ thuộc rất nhiều vào thành phần hóa học, nên phải xác minh thành phần bentonit để định hướng cho việc biến tính sử dụng vào các mục đích công việc khác nhau. 1.3.3. Cấu trúc tinh thể và thành phần hóa học của montmorillonit Montmorillonit là aluminosilicat tự nhiên thuộc nhóm có cấu trúc lớp 2:1, phân nhóm điocta. Tinh thể của montmorillonit được tạo nên từ hai mạng tứ diện liên kết với một mạng bát diện xen giữa tạo nên một lớp cấu trúc. Xen giữa các lớp cấu trúc là các cation trao đổi và nước hấp phụ, hình 4 [18][17]. Phạm Văn Thế, 2011 18 Khoa Môi trường
Luận văn thạc sỹ Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN Hình 4. Cấu trúc tinh thể của montmorillonit Như nêu ở hình 4 có thể thấy các lớp cấu trúc của montmorillonit được sắp xếp song song với mặt phẳng tạo bởi trục a và trục b. Các lớp cấu trúc xếp chồng lên nhau theo hướng trục. Ngăn cách giữa các lớp cấu trúc là các cation và nước hấp phụ. Toàn bộ hệ thống trên tạo nên mạng lưới không gian ba chiều của tinh thể montmorillonit. Mỗi lớp cấu trúc của montmorillonit có chiều dày là 9,6A0 và chiều dày sẽ là 15A0 khi tính cả lớp cation trao đổi và nước hấp phụ [31]. Chiều dày của lớp cation trao đổi và nước hấp phụ không cố định mà thay đổi phụ thuộc vào bản chất của cation trao đổi và lượng nước hấp phụ. Lượng nước càng lớn thì chiều dày càng dày. Phạm Văn Thế, 2011 19 Khoa Môi trường
Luận văn thạc sỹ Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN Trong tự nhiên, cấu trúc của montmorillonit không lý tưởng như đã được trình bày ở trên, mà thường xảy ra sự thay thế đồng hình giữa các cation. Người ta thường gặp chủ yếu sự thay thế cation Al 3+ bằng cation Mg2+ ở trong mạng bát diện, còn ở trong mạng tứ diện một phần không lớn cation Si4+ bị thay thế bằng các cation Al3+ và Fe3+. Các tác giả [12] đã định lượng Al3+ có thể thay thế trong mạng tứ diện lớn nhất khoảng 15%. Do sự thay thế Cation đó nên nó làm xuất hiện điện tích âm trong mạng lưới. Để trung hòa điện tích âm trong mạng lưới của montmorillonit, thì giữa các lớp cấu trúc phải có các cation. Các cation này thường hay gặp là Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Fe2+, Li+... Các cation này bị hidrat hóa bởi các phân tử nước giữa hai lớp cấu trúc. Trong mạng bát diện chủ yếu xảy ra sự thay thế đồng hình của Al3+ bằng Mg2+ với tỷ lệ Mg: Al trong mạng khoảng 1 : (4 đến 5), còn trong tứ diện sự thay thế đồng hình xảy ra rất ít, nên tỷ lệ Al : Si trong mạng khoảng 1: (15 đến 30). Do đó điện tích âm thu được khi thay thế cation phân bố sâu trong lớp cấu trúc [20][18]. Thành phần hoá học của bentonit phụ thuộc vào điều kiện hình thành chúng, bảng 1 và chính vì vậy thành phần hoá học của montmorillonit trong các khoáng này cũng khác nhau. Bảng 1. Thành phần hóa học của bentonit Di Linh và bentonit Hoa Kỳ [3] Thành phần hóa học Bentonit Di Linh (%) Bentonit Hoa Kỳ (%) SiO2 53,99 58,6 Al2O3 20,50 19,59 Fe2O3 7,72 3,19 Phạm Văn Thế, 2011 20 Khoa Môi trường

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.11: Bộ Luận Văn Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Tài Chính Ngân Hàng

172 tài liệu

837 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.