Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu, đánh giá mức độ ô nhiễm một số chất hữu cơ độc hại trong nước, trầm tích sông Kim Ngưu và thử nghiệm xử lý PAHS bằng vật liệu trên nền TiO2

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:28

Thêm vào BST

Báo xấu

6
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận án "Nghiên cứu, đánh giá mức độ ô nhiễm một số chất hữu cơ độc hại trong nước, trầm tích sông Kim Ngưu và thử nghiệm xử lý PAHS bằng vật liệu trên nền TiO2" đánh giá ô nhiễm các chất hữu cơ độc hại trong nước và trầm tích sông Kim Ngưu. Từ kết quả đánh giá tổng thể, lựa chọn nghiên cứu tồn lưu của một số chất hữu cơ độc hại, bền, điển hình (PAE, PCB, PAH, PBDE) trong môi trường nước, trầm tích sông Kim Ngưu.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu, đánh giá mức độ ô nhiễm một số chất hữu cơ độc hại trong nước, trầm tích sông Kim Ngưu và thử nghiệm xử lý PAHS bằng vật liệu trên nền TiO2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI TÔ XUÂN QUỲNH NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM MỘT SỐ CHẤT HỮU CƠ ĐỘC HẠI TRONG NƯỚC, TRẦM TÍCH SÔNG KIM NGƯU VÀ THỬ NGHIỆM XỬ LÝ PAHs BẰNG VẬT LIỆU TRÊN NỀN TIO2 Ngành: Kỹ thuật Môi trường Mã số: 9520320 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI, NĂM 2023
Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Thủy lợi Người hướng dẫn khoa học 1: GS.TS Vũ Đức Toàn Người hướng dẫn khoa học 2: GS.TS Nguyễn Thị Huệ Phản biện 1: PGS.TS Từ Bình Minh – Trường ĐH KHTN – ĐH Quốc Gia Hà Nội Phản biện 2: PGS.TS Ngô Trà Mai – Trung tâm CNMT – Viện Hàn Lâm KHCNVN Phản biện 3: PGS.TS Nghiêm Vân Khanh – Trường ĐH Kiến trúc Hà Nội Luận án đã được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp trường họp tại: Room 5 – K1, Trường Đại học Thủy lợi 175 Tây Sơn, Đống Đa, Hà Nội Vào lúc 8 giờ 30 ngày 17 tháng 5 năm 2023 Có thể tìm hiểu luận án tại các thư viện: - Thư viện Quốc Gia - Thư viện Trường Đại học Thủy lợi 1
Mở đầu 1. Tính cấp thiết của đề tài Tại Việt Nam, đánh giá tồ n lưu của các hó a chất độc hại trong môi trường rấ t cầ n được quan tâm, trong đó có các chất phụ gia trong nhiều loại sản phẩm nhựa (Phthalat este, PAE; Polybrom Diphenyl Este, PBDE); Polyclo Biphenyls (PCB) và cá c chấ t đa vò ng thơm giáp ca ̣nh (PAH). Trong các nhóm chất đó có nhóm PCB và PBDE thuộc các nhóm chất hữu cơ khó phân hủy được quy định trong công ước Stockholm, các nhóm còn lại tuy chưa được quy định trong công ước những những ảnh hưởng của chúng tới môi trường và sinh vật đã được nghiên cứu qua rất nhiều các công bố. Các nhóm chất trên có khả năng tồn lưu lâu trong môi trường, có khả năng gây ảnh hưởng đến các hocmon và từ đó dẫn đến cá c rố i loa ̣n nô ̣i tiế t trong cơ thể người, làm biến đổi gen, ảnh hưởng đến sinh sản và phát triển của con người, thậm chí dẫn đến các bệnh hiểm nghèo. Các chất hữu cơ này rất dễ xâm nhập vào môi trường (đất, nước, không khí) thông qua quá trình sống của con người (sinh hoạt, giao thông, sản xuất) và quá trình trao đổi chất. Chúng dễ dàng đi vào cơ thể người thông qua quá trình sinh hoạt, qua chuỗi thức ăn, qua tiếp xúc. Khi vào đến cơ thể con người chúng rất khó bị đào thải mà cứ tích lũy dần dần gây ảnh hưởng đến sức khỏe. 2. Mục tiêu nghiên cứu Các mục tiêu của luận án bao gồm: - Đánh giá ô nhiễm các chất hữu cơ độc hại trong nước và trầm tích sông Kim Ngưu. - Nghiên cứu xử lý nâng cao PAH bằ ng xú c tá c quang biế n tính: 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án 3.1. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu chủ yế u gồm các chất hữu cơ độc hại cụ thể là các chất: PAE, PCB, PAH, PBDE. 3.2. Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu của luận án là môi trường nước mặt và trầm tích sông Kim Ngưu, Hà Nội.. 4. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp: điều tra, phân tích, thực nghiệm, đánh giá rủi ro 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 5.1. Ý nghĩa khoa học - Nghiên cứu một cách tổng thể về tồn lưu của một số chất hữu cơ độc hại. 2
- Nghiên cứu xử lý PAH bằng quá trình oxi hóa nâng cao kết hợp xúc tác quang biến tính ở qui mô PTN.. 5.2 Ý nghĩa thực tiễn - Các đánh giá về tồn lưu của các chất hữu cơ độc hại góp phần cung cấp cơ sở dữ liệu về mức độ ô nhiễm các chất độc có khả năng gây rối ảnh hưởng đến cơ thể người trong môi trường. - Các nghiên cứu xử lý hóa lý nâng cao trong phòng thí nghiệm góp phần đóng góp vào việc lựa chọn giải pháp xử lý triệt để ô nhiễm các chất trên. 6. Cấu trúc luận án Ngoài phần Mở đầu và Kết luận, luận án được trình bày trong 3 chương: Chương 1: Tổng quan Chương 2: Cơ sở khoa học và phương pháp nghiên cứu Chương 3: Kết quả và thảo luận CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Đặc điểm của một số chất hữu cơ độc hại Các chất hữu cơ ô nhiễm độc hại là những chất có độc tính cao, cấu tạo phức tạp. Các chất này rất khó phân hủy, khả năng phát tán và di chuyển xa, ảnh hưởng xấu đến môi trường và hệ sinh thái. Bảng 1.1 Các đặc điểm của chất hữu cơ ô nhiễm độc, bền trong môi trường Đặc điểm Qui định Thời gian bán hủy trong nước > 2 tháng Độ bền vững Thời gian bán hủy trong trầm tích > 6 tháng Thời gian bán hủy trong đất > 6 tháng lgKow > 5 Khả năng tích tụ sinh Hệ số nồng độ sinh học (Bioconcentration factor) > học 5000 Hệ số tích tụ sinh học (Bioaccumulation factor) > 5000 Thời gian bán hủy trong không khí > 2 ngày (hoặc có Khả năng di chuyển và đủ minh chứng về số liệu quan trắc tại các vùng xa so phát tán xa với nguồn thải) Quan sát thấy các ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người, môi trường; hoặc kết quả về độc tính cho thấy Ảnh hưởng xấu có khả năng gây nguy hại đến sức khỏe con người, môi trường. 3
Các chất hữu cơ độc hại Hinh 1.1: Con đường xâm nhập vào cơ thể người của các chất hữu cơ độc ̀ hại. 1.1.1. Đặc điểm của PCB Bảng 1.2 Một số tính chất hóa lý của PCB Nhóm Nhiệt độ sôi Áp suất hơi bão Độ tan trong lg Kow (b) PCB (oC) hoà PL (Pa) nước (g/m3) (a) 1 (3) (d) 298,1 – 350,9 0,9 – 2,5 1,2 - 5,5 4,3 – 4,6 2 (12) 297,4 – 334,0 0,08 – 0,6 0,06 - 2,0 4,9 - 5,3 3 (24) 317 – 360 0,03 – 0,22 0,015 - 0,4 5,5 – 5,9 4 (42) 320 – 453 0,002 0,001 - 0,1 5,6 – 6,1 5 (46) 349,5 – 397,0 0,023-0,051 0,004 - 0,02 6,2 – 6,5 6 (42) 358,0 – 387,0 -4 3,4.10 - 0,012 4.10-4 - 10-3 6,7 – 7,3 7 (24) 395,4 – 422,0 2,5.10-4 4,5.10-4- 2.10-3 6,7 – 7,0 8 (12) 429,7 – 429,8 6.10-4 2.10-4 – 3.10-4 7,1 9 (3) 464,2 (c) 1,1.10-4 - 10-5 7,2 – 8,2 10 (1) 498,7 3.10-5 1,2.10-6 8,3 1.1.2. Đặc điểm của PBDE Bảng 1.3 Một số tính chất hóa lý của PDBE 4
Tính chất PentaBDE OctaBDE DecaBDE Nhiệt độ nóng chảy (°C) - 200 290-306 Nhiệt độ sôi (°C) >300 - 425 Tỷ trọng (g/cm3) 2,28 2,76 3,25 Độ tan trong nước (µg/l) ở 13,3
Độ hòa tan trong Hằng số henry Ký hiệu lgKow lgKoc nước (µg/l) (Pa.m3/mol) Chr 5,81 5,60 1,61 0,24 BaA 5,91 5,70 10,2 0,47 BkF 6,11 5,90 0,93 0,059 BbF 6,124 5,914 1,28 0,067 BaP 6,13 5,92 1,5 0,059 BghiP 6,22 6,01 0,31 0,034 DahA 6,55 6,29 0,91 0,035 Ind 6,584 6,374 0,19 0,035 1.1.5. Đặc điểm của các Sterol, PPCP Sterol là các dạng đặc biệt của các steroid (hay còn gọi là rượu steroid - rượu đa vòng, no đơn chức), với một nhóm hydroxyl và một khung lấy từ cholestane. Đây là một chất bền, không bị ảnh hưởng bởi các điều kiện môi trường và đặc biệt Sterol là một trong những chất có thể đánh giá được nguồn thải, khả năng tích lũy của ô nhiễm phân trong môi trường. PPCPs ( Pharmaceuticals and personal care products) là các sản phẩm chăm sóc cá nhận bao gồm các loại dược phẩm trị bệnh và các sản phẩm hóa mỹ phẩm sử dụng hàng ngày. Các chất này sau khi được sử dụng sẽ được thải ra qua hệ bài tiết rồi đi vào hệ thống nước thải. Nếu để so sánh về ảnh hưởng của PPCP đến sinh vật và con người với một số các chất hóa học khác thì có thể ảnh hưởng của PPCP là không bằng. Một số nghiên cứu chỉ ra rằng các chất PPCP được thải ra ngoài môi trường sẽ đi vào cơ thể sinh vật và con người và có thể gây ra các hiện tượng kháng kháng sinh. 1.2. Ảnh hưởng của các chất hữu cơ độc hại đến sinh vật. 1.2.1. Ảnh hưởng của PCB PCB đi vào cơ thể sẽ tích tụ lại, về lâu dài dẫn đến một số bệnh nghiêm trọng, trong đó có cả ung thư. Ngoài ra PCB còn ảnh hưởng xấu đến hệ thần kinh và hệ nội tiết. Một số nghiên cứu đã chỉ sự ảnh hưởng của PCB đến thị giác, trí nhớ và thính giác. 1.2.2. Ảnh hưởng của PBDE 6
PBDE làm suy giảm hệ thống miễn dịch, là nguyên nhân dẫn đến các bệnh tuyến giáp. PBDE cũng gây ảnh hưởng đến bào thai trong bụng mẹ gây các dị tật và ảnh hưởng thần kinh bao gồm suy giảm phát triển nhận thức (hiểu, ghi nhớ), suy giảm kỹ năng vận động, tăng động giảm chú ý. 1.2.3. Ảnh hưởng của PAE PAE có thể tích tụ lâu dài trong cơ thể, gây ngộ độc mãn tính, gây ảnh hưởng đến gan hoặc hệ thống sinh sản, gây rối loạn nội tiết. 1.2.4. Ảnh hưởng của PAH PAH gây ảnh hưởng xấu đến các cơ quan nội tạng con người, gây kích ứng da, gây biến đổi gen thậm chí là gây ung thư. 1.3. Nghiên cứu về tồn lưu trong nước và trầm tích của các chất hữu cơ độc hại. 1.3.1. Tồn lưu của các chất hữu cơ độc hại trong nước và trầm tích trên thế giới. 1.3.1.1. Tồn lưu PCB trong nước và trầm tích. 1.3.1.2. Tồn lưu PBDE trong nước và trầm tích 1.3.1.3. Tồn lưu PAE trong nước và trầm tích 1.3.1.4 Tồn lưu PAH trong nước và trầm tích 1.3.2. Tồn lưu các chất hữu cơ độc hại trong nước và trầm tích tại Việt Nam 1.3.2.1. Ô nhiễm PCB trong nước và trầm tích 1.3.2.2. Ô nhiễm PBDE trong nước và trầm tích 1.3.2.3 Ô nhiễm PAE trong nước và trầm tích 1.3.2.4 Ô nhiễm PAH trong nước và trong trầm tích 1.4. Tổng quan phương pháp phân tích các chất hữu cơ độc hại trong môi trường 1.4.1. Phương pháp lấy mẫu và xử lý mẫu phân tích các chất hữu cơ độc hại trong môi trường nước 1.4.2. Phương pháp lấy mẫu và xử lý mẫu phân tích các chất hữu cơ ô nhiễm độc hại trong môi trường trầm tích 7
1.4.3. Phương pháp phân tích các chất hữu cơ độc hại trên hệ thống sắc kí khí khối phổ 1.5. Một số nghiên cứu điển hình về xử lý ô nhiễm nâng cao S- PTS trong môi trường nước bằng xúc tác quang TiO2 biến tính. 1.5.1. Đặc điểm của quá trình oxy hóa nâng cao Quá trình oxy hóa nâng cao là quá trình xử lý hóa học các chất vô cơ hoặc hữu cơ trong nước và nước thải bằng quá trình oxy hóa thông qua các phản ứng với gố c tự do hydroxyl *HO. Các gốc tự do này đươ ̣c ta ̣o ra ngay trong quá trình xử lý . 1.5.2. Đặc điểm vật liệu xúc tác quang TiO2 biến tính và khả năng xúc tác quang hóa. 1.5.3. Một số nghiên cứu trên thế giới về xử lý ô nhiễm nâng cao S-PTS trong môi trường nước bằng xúc tác quang biến tính 1.5.4. Một số nghiên cứu trong nước về xử lý ô nhiễm nâng cao S- PTS trong môi trường nước bằng xúc tác quang biến tính Kết luận chương 1 Các nghiên cứu về các chất hữu cơ độc hại hiện nay trên thế giới và ở Việt Nam đã và đang được thực hiện vì những ảnh hưởng của chúng đến con người và sinh vật, tuy nhiên để nghiên cứu cùng lúc nhiều chất hữu cơ độc hại cả ở trong bùn và trầm tích thì đang còn hạn chế. Xử lý các chất ô nhiễm bền vững bằng các phương pháp ô xy hóa nâng cao đang là xu hướng bởi hiệu quả mà nó mang lại khá là khả quan. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Cơ sở khoa học 2.1.1. Cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu sông Kim Ngưu và các chất hữu cơ ô nhiễm độc hại trong sông Kim Ngưu. Phạm vi luận án này đối tượng xử lý là những chất hữu cơ ô nhiễm độc hại, những chất này rất bền vững yêu cầu đặt ra là nước được đưa vào xử lý phải là nước đã được qua xử lý sơ bộ. 8
2.1.2. Cơ sở cho việc lấy mẫu, các thông số nghiên cứu Trong phạm vi luận án thì nhóm các chất ô nhiễm được lựa chọn bao gồm 4 nhóm chất: PCB, PBDE, PAE, PAH. Trong 4 nhóm chất này thì có 3 nhóm PCB, PDBE, PAH thuộc các nhóm POP và được quy đinh trong QCVN 08:2015/BTNMT QCVN 43:2012/BTNM. 2.1.3. Cơ sở cho việc nghiên cứu giải pháp công nghệ. 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Phương pháp điều tra và thu thập số liệu 2.1.2. Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu Mẫu được lấy tại 6 vị trí dọc theo chiều dài sông Kim Ngưu. 2.1.2.1. Phương pháp lấy và phân tích mẫu nước. Phương pháp lấy mẫu theo TCVN 6663-6:2018 Hóa chất, dụng cụ phân tích: Các hoá chất và dung môi sử dụng là loại chuyên dùng cho phân tích sắc ký khí như: n-hexan, axeton, Diclometan của hãng JT. Baker, USA với độ tinh khiết 99,99%. Muố i: NaCl; Na2SO4 (nung 7000C, 4h) của hãng Merck. Dung dịch nội chuẩn bao gồm 08 chất là 4-chlorotoluene; 1,4 dichlorobenzen- d4; naphathalene; acenaphthanene – d10; phenantherene – d10; fluoranthene- d10; chrysene- d12; perylene- d12. Dung dịch chuẩn Dung dịch chuẩn đồng hành bao gồm 16 chất (nồng độ 1ppm) để kiểm tra hiệu suất thu hồi của mẫu 9
500 ml mẫu 30g NaCl (nung ở 700oC trong 6giờ) 1 mL dung dịch đệm (NaH2PO4-Na2HPO4, pH7) Chiết 3 lần với Dichloromethane x 100µL) chuẩn đồng hành (10µg/mL Loại nước Cô bằng máy cất quay chân không Thêm 20ml hexane (2 lần) Cô tới 1ml bằng dòng khí N2 Thêm (10µg/mL x 100µL) nội chuẩn Phân tích trên GC-MS Hình 2.2: Quy trình phân tích mẫu nước Thiết bị thí nghiệm: Máy sắc kí khí ghép nối khối phổ GCMS- QP2010, detector MS nguồn ion hoá EI. Cột mao quản DB5-MS (30mx0,32mmx0,25um) và phần mềm xử lý số liệu. Hệ chiết mẫu lỏng tự động Shaker SA – 300, Yamato, Janpan. Hệ thống cất quay chân không Buchi R - 200 với hệ điều khiển V-800. Hệ siêu âm Ultrasonic Cân phân tích AFA-210LC có độ chính xác: 0,00001 g Tủ sấy có chế độ điều khiển nhiệt độ (maximum: 2500C) Lò nung có chế độ (maximum 12000C) Phễu chiết dung tích 500 mL, 1000 mL 2.2.1.2 Phương pháp lấy mẫu trầm tích và phân tích mẫu 10
Lấy mẫu trầm tích theo tiêu chuẩn: TCVN 6663-13:2000 (ISO 5667-13:1997), Phần 13. Phương pháp phân tích mẫu Hóa chất, dụng cụ phân tích: Các hoá chất và dung môi sử dụng là loại chuyên dùng cho phân tích sắc ký khí như: n-hexan, axeton, Diclometan của hãng JT. Baker, USA với độ tinh khiết 99,99%. Muố i: NaCl; Na2SO4 (nung 7000C, 4h) của hãng Merck. Dung dịch nội chuẩn bao gồm 08 chất là 4-chlorotoluene; 1,4 dichlorobenzen- d4; naphathalene; acenaphthanene – d10; phenantherene – d10; fluoranthene- d10; chrysene- d12; perylene- d12. Dung dịch chuẩn Dung dịch chuẩn đồng hành bao gồm 13 chất (nồng độ 1ppm) để kiểm tra hiệu suất thu hồi của mẫu Thiết bị thí nghiệm: Máy sắc kí khí ghép nối khối phổ GCMS- QP2010, detector MS nguồn ion hoá EI. Cột mao quản DB5-MS (30mx0,32mmx0,25um) và phần mềm xử lý số liệu. Hệ chiết mẫu lỏng tự động Shaker SA – 300, Yamato, Janpane. Hệ thống cất quay chân không Buchi R - 200 với hệ điều khiển V-800. Hệ siêu âm Ultrasonic Cân phân tích AFA-210LC có độ chính xác: 0,00001 g Tủ sấy có chế độ điều khiển nhiệt độ (maximum: 2500C) Lò nung có chế độ (maximun 12000C) Phễu chiết dung tích 500 mL, 1000 Ml Quy trình tách chiết mẫu 11
2g trầm tích khô đã nghiền mịn 25 ml Aceton+ DCM Lắc và rung siêu âm trong 10 phút (lặp lại 3 lần) Gạn lấy dịch chiết Loại nước với Na2SO4 20ml n- hexan cô quay chân không tới khi còn 5ml Làm sạch bằng cột Silicagel –C 10 % Loại Sunfua bằng Cu Cô tới 1ml bằng máy thổi N2 GC-MS ̀ Hinh 2.4 Quy trình phân tích trầm tích 2.3. Phương pháp sol-gel - chế tạo vật liệu xử lý Tổng hợp vât liệu TiO2 pha tạp Fe phủ trên hạt silica gel Ti(O-iC3H7)4 + C2H6O Fe(NO)3 + C2H6O + C5H8O2 Khuấy từ Khuấy từ Đổ từ từ Dung dịch A Dung dịch B Khuấy từ Khuấy từ Dung dịch C Ngâm Silica-gel Vật liệu (TiFeO2)/SiO2 Sấy khô, nung 500oC ̀ Hinh 2.4 Quy trình tổng hợp hệ mẫu TiFeO2/SiO2 2.4. Phương pháp xử lý oxy hoá nâng cao bằng mô hình quy mô PTN 2.4.1. Thiết kế hệ thống thử nghiệm oxi hóa nâng cao kết hợp xúc tác quang 12
1 2 8 7 4 5 6 3 Hình 2.6. Hệ thử nghiệm quang xúc tác trong phòng thí nghiệm Ghi chú: 1: Hệ đèn UV 4: Bể chứa nước 7: Van nước 02 2: Van nước 01 5: Bơm nhu động 8: Ống chứa vật 3: Van lấy mẫu 6: Lưu lượng kế liệu 2.4.2. Qui trình thử nghiệm oxi hóa nâng cao kết hợp xúc tác quang. Các hoá chất và dung môi sử dụng là loại chuyên dùng cho phân tích sắc ký khí như: n-hexan, axeton, Diclometan của hãng JT. Baker, USA với độ tinh khiết 99,99%. Muố i: NaCl (nung 7000C, 4h) của hãng Merck. Dd PAH nồng độ 50mg/L Hạt silicagel đã được phủ Fe với nồng độ 1% Thiết bị thí nghiệm: - Máy sắc kí khí ghép nối khối phổ GCMS- QP2010, detector MS nguồn ion hoá EI. Cột mao quản DB5-MS (30mx0,32mmx0,25um) và phần mềm xử lý số liệu. - Ống thạch anh đường kính 5mm, chiều dài 30mm - Hệ xử lý xúc tác quang - Bóng đèn UV 365nm Quy trình thí nghiệm: Nhồi 2.4g silicagel đã được phủ Fe 1% vào 2 ống thạch anh đường kính 5mm dài 300mm. Cho 250ml PAHs 50mg/L chạy tuần hoàn qua hệ xúc tác quang có chiếu đèn UV. Mẫu sau khi chạy qua hệ xử lý được lấy lần lượt tại các thời điểm. 13
14 mẫu được lấy sau khi thí nghiệm được phân tích bằng phương pháp của Kadokami et al. (2009). Các mẫu được chiết tách, cô quay, thổi khí đến 1ml rồi được đem đi xác định nồng độ PAHs bằng phương pháp để sắc ký khí (GCMS) để xác định hiệu quả của quá trình xử lý. 2.5. Phương pháp đánh giá rủi ro 2.6. Kết luận chương 2 Luận án đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu phù hợp với mục tiêu hướng đến là đánh giá tồn lưu và xử lý các chất ô nhiễm bằng phương pháp quang xúc tác. Trong các biện pháp xử lý các chất ô nhiễm độc hại thì phương pháp ô xi hóa nâng cao cho hiệu quả tốt nhất, nhất là khi có sự tham gia của các chất xúc tác và ánh sáng. Qua các nghiên cứu trong và ngoài nước cho thấy, hiệu quả xử lý của các chất quang xúc tác đối với các chất độc hại bền vững là khá cao. Tuy chưa có nghiên cứu nào để xử lý các nhóm chất trong luận án đề cập nhưng lựa chọn quang xúc tác để xử lý là một phương án khả quan vì chi phí không quá đắt đỏ và hoàn toàn có thể tái sử dụng. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Đánh giá ô nhiễm tổng thể trong sông Kim Ngưu, Hà Nội Bảng 3.1 Nồng độ các chất ô nhiễm trong trầm tích sông Kim Ngưu (ng/g) TT Nhóm chất Bé nhất-lớn nhất Giá trị trung bình 1 Ankan (23 chất) 0,1-2140 570,76 2 Sterols (7 chất) 0,02- 1974 454 3 DDT ( 5 chất) 0,01-6,08 1,5 4 PPCP (1 chất) 0,3 – 325,11 58,24 5 Thuốc diệt côn trùng ( 0,4-2207 498,2 4 chất) 6 Diệt cỏ ( 2 chất) 0,02-1,35 0,42 7 Các chất khác (14 chất) 0,1-58,8 11,8 8 PCB ( 6 chất) 0.67-19,58 9,97 9 PBDE ( 7 chất) 1,3-34,56 12,43 10 PAH (16 chất) 0,3-7,6 2,32 14
11 PAE (6 chất) 3,21-453 322 Bảng 3.2 Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước sông Kim Ngưu ( ng/L) TT Nhóm chất Bé nhất-lớn nhất Giá trị trung bình 1 Ankan (23 chất) 0,1-1324,5 234,67 2 Sterols (8 chất) 0,02- 982,32 287,3 3 DDT ( 7 chất) 0,01-4,32 1,02 4 PPCP (4 chất) 0,1 – 187,43 22,43 5 Thuốc diệt côn trùng (6 0,2-1183 211,31 chất) 6 Diệt cỏ ( 4 chất) 0,02-1,22 0,33 7 Các chất khác (19 chất) 0,01- 34,56 5,32 8 PCB (6 chất) 1,98-35,7 10,2 9 PBDE (7 chất) 0,03-12,57 5,06 10 PAH (16 chất) 0,2-5,6 1,05 11 PAE (6 chất) 2,73-377 203 Đánh giá Sterol trong nước và trầm tích sông Kim Ngưu 3.1.1.1 Đánh giá Sterol trong nước sông Kim Ngưu Trong nước vị trí có nồng độ Sterol cao nhất là vị trí M2, Nồng độ các Sterol giảm dần theo thứ tự M2
Nồng độ Sterol trong trầm tích sông Kim Ngưu 8000 6000 4000 2000 0 M1 M2 M3 M4 M5 M6 Hình 3.1: Nồng độ Sterol trong nước sông Kim Ngưu Trong 8 sterols tìm được trong trầm tích sông Kim Ngưu, nồng độ của Coprotanol là cao nhất (chiếm đến 27.66%), tiếp theo là nồng độ của Epicoprostanol (23,47%) và Cholesterol (23.42%). 3.1.2 Đánh giá PPCPs trong nước và trầm tích sông Kim Ngưu 3.1.2.1 Đánh giá PPCPs trong nước sông Kim Ngưu Qua phân tích phát hiện thấy trong nước sông Kim Ngưu xuất hiện 5 chất thuộc họ PPCPs: L-Menthol, Diethytoluamine, Caffeine, Triclosan, Squalane. Trong đó Diethytoluamine, Caffeine là 2 PPCP xuất hiện trong cả 6 mẫu nước sông Kim Ngưu. L-Menthol không tìm thấy ở mẫu 6 (Hồ điều hòa Yên Sở), Vị trí có nồng độ PPCPs lớn nhất là vị trí M3. Vị trí có nồng độ PPCPs thấp nhất là M6 là nơi tiếp nhận nước đã qua xử lý của nhà máy xử lý nước thải Yên Sở. 3.1.2.2 Đánh giá PPCPs trong trầm tích sông Kim Ngưu. Số lượng các PPCPs phát hiện trong trầm tích sông Kim Ngưu ít hơn rất nhiều so với trong nước. Qua phân tích 6 mẫu trầm tích chỉ phát hiện ra 1 PPCP là L- Menthol tại vị trí M2 (3,68 µg/L). 3.2. Đánh giá ô nhiễm các chất hữu cơ độc hại trong nước sông Kim Ngưu 3.2.1. Đánh giá ô nhiễm của PCB trong nước sông Kim Ngưu, Hà Nội Kết quả phân tích cho thấy nồng độ ∑6PCB trong nước sông Kim Ngưu giao động từ 2,23 đến 8,93 ng/l trong mùa khô 2018 và từ 0,45 đến 4,19ng/l trong mùa mưa 2018. Nồng độ cao nhất ghi nhận được tại vị trí M3 (cầu Mai Động). Tại vị trí M6 (hồ điều hòa Yên Sở) nồng độ PCB là thấp nhất. 16
10 8 6 4 2 0 Hình 3.2: Nồng độ PCB trong nước sông Kim Ngưu Nhận thấy nồng độ của PCB trong mùa mưa và mùa khô có sự khác biệt đáng kể. Nồng độ PCB trung bình trong mùa khô là 5,06ng/l gấp 2 lần nồng độ trung bình của PCB trong mùa mưa là 2,33ng/l. 3.2.2. Đánh giá ô nhiễm của PAE trong nước sông Kim Ngưu 500 400 300 200 100 0 Hình 3.3 Nồng độ PAE trong nước sông Kim Ngưu Kết quả phân tích cho thấy nồng độ ∑6PAE giao động từ 2,95 – 412,29ng/l trong mùa khô và từ 1,39 đến 204,04ng/l trong mùa mưa năm 2018. Nồng độ cao nhất được ghi nhận tại vị trí M3 ( cầu Mai Động). Nồng độ thấp nhất được ghi nhận tại vị trí M6 (hồ điều hòa Yên sở) Nồng độ PAE giảm dần từ M3>M4>M5>M2>M1>M6 Nhận thấy nồng độ PAE trong mùa mưa và mùa khô có sự khác biệt. So sánh kết quả nồng độ PAE trong mùa khô và mùa mưa tại từng vị trí đều có dao động nhẹ theo xu hương giảm 3.2.3. Đánh giá ô nhiễm PBDE trong nước sông Kim Ngưu. 17
Nhận thấy nồng độ Σ 7 PBDEs trong nước sông Kim Ngưu dao động từ 2,19 đến 7,08 ng / L trong mùa khô và từ 0,96–3,17 ng/L trong mùa mưa. Nồng độ cao nhất được ghi nhận tại vị trí M3 (cầu Mai Động) Cũng như các chất EDC khác đã được phát hiện trong nước sông Kim Ngưu, nồng độ PBDE thấp nhất tại vị trí M6 (hồ điều hòa Yên Sở) Hình 3.4 Nồng độ PBDE trong nước sông Kim Ngưu Nồng độ PBDE trong mùa mưa và mùa khô có sự chênh lệch khá khác biệt. Nồng độ PBDE trong mùa khô cao gấp 3 lần nồng độ PBDE trong mùa mưa. Nước mưa đã pha loãng nồng độ PBDE trong nước sông làm cho nồng độ PBDE giảm đáng kể. 3.2.4. Đánh giá ô nhiễm PAH trong nước sông Kim Ngưu. Nhận thấy nồng độ Σ16 PAH trong nước sông Kim Ngưu dao động từ 181 đến 2084ng/L trong mùa khô và từ 181 – 1971 ng/L trong mùa mưa. Nồng độ cao nhất được ghi nhận tại vị trí M3 (cầu Mai Động) Nồng độ thấp nhất được ghi nhận tại vị trí M6 (Hồ điều hòa Yên Sở) đây là kết quả minh chứng các giai đoạn xử lý của nhà máy xử lý nước thải Yên Sở có hiệu quả trong việc xừ lý các PAH. 2.5 2 1.5 1 0.5 0 NM1 NM2 NM3 NM4 NM5 NM6 MÙA KHÔ MÙA MƯA Hình 3.5 Nồng độ PAH trong nước sông Kim Ngưu Nồng độ PAH trong mùa mưa và mùa khô có chênh lệch không quá rõ ràng. Mặc dù nồng độ PAH trong mùa mưa có thấp hơn nồng độ PAH trong mùa khô nhưng sự khác biệt không quá lớn. 3.2.5. Đánh giá ô nhiễm các chất hữu cơ độc hại trong nước sông Kim Ngưu, Hà Nội. 18
Nhìn chung các chất hữu cơ độc hại tồn tại trong nước sông Kim Ngưu Hà Nội với nồng độ tương đối cao. Nồng độ của các chất hưu cơ độc hại tìm thấy trong nước sông Kim Ngưu giao động ở mức 191,37 – 2512.3ng/L vào mùa khô và từ 183.8 – 2182.4 ng/L vào mùa mưa. 3.2.6. Đánh giá thành phần các PCB trong nước sông Kim Ngưu, Hà Nội PCB28 PCB52 PCB101 PCB138 PCB153 PCB180 100 80 60 40 20 0 Hình 3.6 Tỷ lệ các PCB trong nước sông Kim Ngưu 3.2.7. Đánh giá thành phần các PAE trong nước sông Kim Ngưu DMP DEP DBP BBP DEHP DOP 100 80 60 40 20 0 Hình 3.7 Tỷ lệ các PAE trong nước sông Kim Ngưu 19