Tác động của các hạt nano TiO2 đối với môi trường

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

Thêm vào BST

Báo xấu

109
lượt xem 13
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Các sản phẩm được bọc phủ các hạt nano titan điôxit (nTiO2) thường có độ trắng bóng thuần khiết. Do đó, từ những năm 1990 các nhà sản xuất đã bổ sung hóa chất này vào nhiều loại sản phẩm tiêu dùng, ví dụ mỹ phẩm, sơn và cả thực phẩm. Sau khi sử dụng, nTiO2 thường bị thải ra sông ngòi thông qua các hệ thống xử lý nước thải. Phần lớn các nghiên cứu về độc tính của nTiO2 từ trước đến nay đều tập trung vào tác động của nó đối với sức khỏe của con người,...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tác động của các hạt nano TiO2 đối với môi trường

Tác động của các hạt nano TiO2 đối với môi trường Các sản phẩm được bọc phủ các hạt nano titan điôxit (nTiO2) thường có độ trắng bóng thuần khiết. Do đó, từ những năm 1990 các nhà sản xuất đã bổ sung hóa chất này vào nhiều loại sản phẩm tiêu dùng, ví dụ mỹ phẩm, sơn và cả thực phẩm. Sau khi sử dụng, nTiO2 thường bị thải ra sông ngòi thông qua các hệ thống xử lý nước thải. Phần lớn các nghiên cứu về độc tính của nTiO2 từ trước đến nay đều tập trung vào tác động của nó đối với sức khỏe của con người, nhưng các nhà nghiên cứu môi trường thuộc Đại học Northeastern mới đây đã tìm cách nghiên cứu ảnh hưởng của vật liệu nano này đối với sinh vật sống ở dưới nước. Các nhà nghiên cứu đã chọn Anabaena variabilis - một loại vi khuẩn lam phổ biến, đôi khi còn gọi là tảo lam - vì nó có khả năng quang hợp và cố định nitơ. Họ đã nuôi cấy vi khuẩn lam này trong các lượng huyền phù nTiO2 khác nhau. Để đánh giá ảnh hưởng của các hạt nano, các nhà nghiên cứu đã theo dõi những thay đổi trong sự phát triển và cấu trúc của các tế bào, ví dụ quá trình sản xuất các hạt protein cyanophycin grana (CGP). Các khảo sát trước đây cho thấy các sinh vật thường tổng hợp protein giàu nitơ nà y trong những môi trường có ảnh hưởng bất lợi đến chúng. Trong nghiên cứu trên, khi hàm lượng nTiO2 tương tự như trong nước thải thì sự tăng trưởng của vi khuẩn Anabaena variabilis giảm 90%. Các nhà
nghiên cứu cũng quan sát thấy cỡ hạt CGP tăng lên theo hà m lượng hạt nano và thời gian phơi nhiễm. Khi vi khuẩn bị phơi nhiễm mức TiO2 cao, trong vòng 96 giờ các hạt CGP chiếm trên 16% diện tích mặt cắt ngang của tế bào, so với dưới 1% ở nhóm đối chứng. Các quan sát trên cho thấy nTiO2 có thể phá hủy chu kỳ cacbon và nitơ ở các hệ sinh thái dưới nước. Trong thời gian tế bào tăng trưởng chậm, quá trình quang hợp tạm dừng và sự hấp thụ CO2 của tế bào giảm. Mặt khác, quá trình tổng hợp các hạt CGP sẽ đưa nitơ đã liên kết ra khỏi quá trình sản xuất các hợp chất nitơ vô cơ mà vi khuẩn thường thải ra môi trường. Tuy nhiên, độc tính của nTiO2 cũng có thể được ứng dụng trên thực tế, chẳng hạn việc sử dụng nTiO2 để xử lý nước có thể giúp hạn chế sự phát triển của vi khuẩn lam trong các hệ thống nước khép kín, ví dụ các tháp làm lạnh. Hầm mỏ, nhà máy và nông trại có thể tạo ra những loại rác đó. Chúng có thể gây tác động xấu đối với sức khỏe con người và môi trường. Những biện pháp lọc nước nhiễm kim loại nặng hiện nay đòi hỏi chi phí lớn. Ngoài ra một số vật liệu được dùng trong quá trình lọc lại có thể gây ngộ độc cho người. Thiết bị lọc sử dụng vỏ chuối có thể sử dụng đến 11 lần mà không làm mất tác dụng các protein liên kết kim loại, giúp loại bỏ kim loại nặng như đồng và chì tích tụ trong mạch nước bị ô nhiễm bởi nước thải trang trại, quá trình khai mỏ và các hoạt động công nghiệp. Quá trình oxy hóa NH3 bằng O2 trên xúc tác Pt kim loại đã thu hút được rất nhiều nghiên cứu trên thế giới. Nhiều cơ chế của phản ứng đã được đề nghị
từ trước 1960, tuy nhiên chúng chỉ được căn cứ trên các giả định vì thiếu các bằng chứng thực nghiệm. Gần đây, Mieher và Ho đã tiến hành phân tích quá trình oxy hóa NH3 trên Pt (111) bằng các kỹ thuật TPD (Temperature programmed desorption), EELS (electron energy loss spectroscopy), LEED (low energy electron diffraction). Các kỹ thuật này cho phép xác định được các hợp chất trung gian trong suốt quá trình phản ứng. Nhờ đó, hai tác giả đã kết luận quá trình phản ứng sẽ thông qua sự cắt đứt đơn giản NH3 bằng các nguyên tử oxygen, theo sau đó là sự kết hợp giữa nguyên tử N với O để hình thành NO, hoặc với chính các nguyên tử N để tạo thành N2 [3].