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.

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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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 SƠNG KIM NGƯU VÀ THỬ NGHIỆM XỬ LÝ PAHS BẰNG VẬT LIỆU TRÊN NỀN TIO2 Ngành: Kỹ thuật Môi trường Mã số: 9520320 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI, NĂM 2023 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 SƠNG KIM NGƯU VÀ THỬ NGHIỆM XỬ LÝ PAHS BẰNG VẬT LIỆU TRÊN NỀN TIO2 Ngành: Kỹ thuật Môi trường Mã số: 9520320 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC GS.TS Vũ Đức Toàn GS.TS Nguyễn Thị Huệ HÀ NỘI, NĂM 2023 LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân tác giả Các kết nghiên cứu kết luận luận văn trung thực, không chép từ nguồn hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu (nếu có) thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Tác giả luận án Tô Xuân Quỳnh i LỜI CÁM ƠN Lời đầu tiên, tác giả xin bày tỏ kính trọng lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến GS.TS Vũ Đức Tồn GS.TS Nguyễn Thị Huệ ln hướng dẫn, động viên tác giả hồn thành luận án Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy giáo Khoa Hóa Mơi trường, trường Đại học Thủy lợi tạo điều kiện tốt nhất, dạy bảo, trang bị kiến thức chuyên môn, chia sẻ kinh nghiệm động viên tác giả suốt khoảng thời gian làm luận án Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến anh chị em phịng Phân tích chất lượng mơi trường, Viện Cơng nghệ Môi trường dạy, hướng dẫn tác giả q trình làm thí nghiệm Tác giả xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Cơng đồn, Khoa Bảo hộ lao động tạo điều kiện cho tác giả có hội học tập nghiên cứu suốt thời gian qua, Tác giả xin cảm ơn gia đình, bạn bè ln ủng hộ động viên tác giả suốt trình làm luận án ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu luận án Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn Cấu trúc luận án CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Đặc điểm số chất hữu độc hại 1.1.1 Đặc điểm PCB 1.1.2 Đặc điểm PBDE 10 1.1.3 Đặc điểm PAE 12 1.1.4 Đặc điểm PAH 13 1.1.5 Đặc điểm Sterol, PPCP 15 1.2 Ảnh hưởng chất hữu độc hại đến sinh vật 16 1.2.1 Ảnh hưởng PCB 16 1.2.2 Ảnh hưởng PBDE 17 1.2.3 Ảnh hưởng PAE 18 1.2.4 Ảnh hưởng PAH 19 1.3 Nghiên cứu tồn lưu nước trầm tích chất hữu độc hại… 20 1.3.1 Tồn lưu chất hữu độc hại nước trầm tích giới 20 1.3.2 Tồn lưu chất hữu độc hại nước trầm tích Việt Nam 25 1.4 Tổng quan phương pháp phân tích chất hữu độc hại môi trường…28 1.4.1 Phương pháp lấy mẫu xử lý mẫu phân tích chất hữu độc hại môi trường nước…… 28 1.4.2 Phương pháp lấy mẫu xử lý mẫu phân tích chất hữu ô nhiễm độc hại môi trường trầm tích 29 1.4.3 Phương pháp phân tích chất hữu độc hại hệ thống sắc kí khí khối phổ…………… 29 iii 1.5 Một số nghiên cứu điển hình xử lý nhiễm nâng cao chất hữu độc hại môi trường nước xúc tác quang TiO2 biến tính 30 1.5.1 Đặc điểm trình oxy hóa nâng cao 30 1.5.2 Đặc điểm vật liệu xúc tác quang TiO2 biến tính khả xúc tác quang hóa……………… 32 1.5.3 Một số nghiên cứu giới xử lý ô nhiễm nâng cao chất hữu độc hại môi trường nước xúc tác quang biến tính 35 1.5.4 Một số nghiên cứu nước xử lý ô nhiễm nâng cao chất hữu độc hại môi trường nước xúc tác quang biến tính 38 Kết luận chương 39 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 41 2.1 Cơ sở khoa học 41 2.1.1 Cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu sông Kim Ngưu chất hữu ô nhiễm độc hại sông Kim Ngưu 41 2.1.2 Cơ sở cho việc lấy mẫu, thông số nghiên cứu 42 2.1.3 Cơ sở cho việc nghiên cứu giải pháp công nghệ 42 2.2 Phương pháp nghiên cứu 44 2.2.1 Phương pháp điều tra thu thập số liệu 44 2.1.2 Phương pháp lấy mẫu phân tích mẫu 44 2.3 Phương pháp sol-gel - chế tạo vật liệu xử lý 52 2.4 Phương pháp xử lý oxy hoá nâng cao mơ hình quy mơ phịng thí nghiệm 54 2.4.1 Thiết kế hệ thống thử nghiệm oxi hóa nâng cao kết hợp xúc tác quang 54 2.4.2 Qui trình thử nghiệm oxi hóa nâng cao kết hợp xúc tác quang 55 2.5 Phương pháp đánh giá rủi ro 57 2.6 Kết luận chương 58 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 59 3.1 Đánh giá ô nhiễm tổng thể sông Kim Ngưu, Hà Nội .59 3.1.1 Đánh giá Sterol nước trầm tích sơng Kim Ngưu 61 3.1.2 Đánh giá PPCPs nước trầm tích sơng Kim Ngưu .65 3.2 Đánh giá ô nhiễm chất hữu độc hại nước sông Kim Ngưu 66 3.2.1 Đánh giá ô nhiễm PCB nước sông Kim Ngưu, Hà Nội 66 iv 3.2.2 Đánh giá ô nhiễm PAE nước sông Kim Ngưu 67 3.2.3 Đánh giá ô nhiễm PBDE nước sông Kim Ngưu 69 3.2.4 Đánh giá ô nhiễm PAH nước sông Kim Ngưu 70 3.2.5 Đánh giá ô nhiễm chất hữu độc hại nước sông Kim Ngưu, Hà Nội………… 71 3.2.6 Đánh giá thành phần PCB nước sông Kim Ngưu, Hà Nội .72 3.2.7 Đánh giá thành phần PAE nước sông Kim Ngưu 73 3.2.8 Đánh giá thành phần PBDE nước sông Kim Ngưu, Hà Nội .74 3.2.9 Đánh giá thành phần PAH nước sông Kim Ngưu, Hà Nội…… 75 3.3 Đánh giá tồn lưu chất hữu độc hại trầm tích sông Kim Ngưu 77 3.3.1 Đánh giá tồn lưu PCB trầm tích sơng Kim Ngưu 77 3.3.2 Đánh giá tồn lưu PAE trầm tích sơng Kim Ngưu 77 3.3.3 Đánh giá tồn lưu PBDE trầm tích sông Kim Ngưu 78 3.3.4 Đánh giá tồn lưu PAHs trầm tích sơng Kim Ngưu 79 3.4.5 Đánh giá ô nhiễm chất hữu độc hại trầm tích sơng Kim Ngưu, Hà Nội……… 80 3.4 Đánh giá rủi ro chất hữu độc hại nước sông Kim Ngưu, Hà Nội………… 81 3.4.1 Đánh giá rủi ro chất hữu độc hại đến nước sông Kim Ngưu ………81 3.4.2 Đánh giá rủi ro chất hữu độc hại trầm tích sơng Kim Ngưu .83 3.5 Đánh giá hiệu xử lý PAHs quang xúc tác biến tính Fe-TiO với quy mơ phịng thí nghiệm 84 3.6 Kết luận chương 102 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 103 Kết luận 103 Những đóng góp luận án 103 Kiến nghị 104 CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO 119 v DANH MỤC HÌNH Hiǹ h 1.1: Con đường xâm nhập vào thể người chất hữu độc hại Hình 1.2 Cơng thức cấu tạo PCB Hình 1.3 Cơng thức cấu tạo PDBE 10 Hình 1.4 Công thức cấu tạo PAE 12 Hình 1.5 Cơng thức cấu tạo số PAH điển hình 13 Hình 1.6 Cơng thức cấu tạo Sterols 15 Hình 1.7 Các trình trao đổi chất S-PTS nước 21 Hình 1.8 Cơ chế phản ứng quang xúc tác vật liệu TiO2 33 Hiǹ h 2.1 Sơ đồ nghiên cứu 43 Hình 2.2: Quy trình phân tích mẫu nước 48 Hình 2.3 Vi ̣trí cać điểm lấy mẫu ở sông Kim Ngưu 49 Hiǹ h 2.4 Quy trình phân tích trầm tích 50 Hình 2.5 Quy trình tổng hợp hệ mẫu TiFeO2/SiO2 53 Hình 2.6 Hệ thử nghiệm quang xúc tác phịng thí nghiệm 54 Hình 3.1: Nồng độ Sterol nước sông Kim Ngưu 63 Hình 3.2: Nồng độ PCB nước sông Kim Ngưu 67 Hình 3.3 Nồng độ PAE nước sơng Kim Ngưu 68 Hình 3.4 Nồng độ PBDE nước sông Kim Ngưu 70 Hình 3.5 Nồng độ PAH nước sông Kim Ngưu 71 Hình 3.6 Tỷ lệ PCB nước sông Kim Ngưu 73 Hình 3.7 Tỷ lệ PAE nước sơng Kim Ngưu 74 Hình 3.8 Tỷ lệ PBDE nước sông Kim Ngưu 75 Hình 3.9 Tỷ lệ phần trăm PAHs nước sông Kim Ngưu 76 Hình 3.10 Nồng độ PBDE trầm tích sơng Kim Ngưu 79 Hình 3.11 Nồng độ PAH trầm tích sơng Kim Ngưu 80 Hình 3.12 Tương quan lnC thời gian xử lý Naphalene 85 Hình 3.13 Tương quan lnC thời gian xử lý Acenaphthylen .86 Hình 3.14 Tương quan lnC thời gian xử lý Acenaphthene 87 Hình 3.15 Tương quan lnC thời gian xử lý Fluorene 88 vi Hình 3.16 Tương quan lnC thời gian xử lý Phenanthere 89 Hình 3.17 Tương quan lnC thời gian xử lý Antharacene 90 Hình 3.18 Tương quan lnC thời gian xử lý Pyrene 91 Hình 3.19 Tương quan lnC thời gian xử lý Benzo(a)anthracene .92 Hình 3.20 Tương quan lnC thời gian xử lý Chrysene 93 Hình 3.21 Tương quan lnC thời gian xử lý Benzo(b)Fluoranthene 94 Hình 3.22 Tương quan lnC thời gian xử lý Benzo(k)Fluoranthene 95 Hình 3.23 Tương quan lnC thời gian xử lý Benzo(a)Pyrene 96 Hình 3.24 Tương quan lnC thời gian xử lý Dibenzo(a,h)Anthracene .97 Hình 3.25 Tương quan lnC thời gian xử lý Benzo[ghi]perylene .98 Hình 3.26 Tương quan lnC thời gian xử lý Indeno(1,2,3-cd)pyrene .99 Hình 3.27 Tương quan lnC thời gian xử lý Fluoranthen .100 vii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Các đặc điểm chất hữu ô nhiễm độc, bền môi trường .7 Bảng 1.2 Một số tính chất hóa lý PCB Bảng 1.3 Một số tính chất hóa lý PDBE .11 Bảng 1.4 Tính chất vật lý hóa học số PAE điển hình .12 Bảng 1.5 Một số tính chất vật lý hóa học 16 PAH điển hình 14 Bảng 1.6 Quy định nồng độ PCB môi trường thực phẩm Mỹ .17 Bảng 1.7 Nồng độ PCB nước trầm tích số nghiên cứu nước ngồi22 Bảng 1.8 Nồng độ PBDE nước trầm tích số nghiên cứu nước 23 Bảng 1.9 Nồng độ PAE nước trầm tích số nghiên cứu nước ngoài24 Bảng 1.10 Nồng độ PAH nước trầm tích số nghiên cứu nước ngoài.25 Bảng 1.11 Nồng độ PCB nước trầm tích số nghiên cứu nước 25 Bảng 1.12 Nồng độ PBDE nước trầm tích số nghiên cứu nước .26 Bảng 1.13 Nồng độ PAE nước trầm tích số nghiên cứu nước 27 Bảng 1.14 Nồng độ PAH nước trầm tích số nghiên cứu nước.27 Bảng 1.15 Khả oxy hoá cuả môt số tać nhân oxy hoá 31 Bảng 1.16 Một số nghiên cứu phân hủy thuốc bảo vệ thực vật sử dụng vật liệu quang xúc tác TiO2 36 Bảng 1.17 Một số nghiên cứu xử lý chất ô nhiễm quang xúc tác Việt Nam 38 Bảng 2.1: Thời điểm lấy mẫu PAH qua xử lý 56 Bảng 2.2: Các mức đánh giá rủi ro môi trường 58 Bảng 3.1 Nồng độ chất nhiễm trầm tích sơng Kim Ngưu (ng/g) .59 Bảng 3.2 Nồng độ chất ô nhiễm nước sông Kim Ngưu ( ng/L) 60 Bảng 3.3 Nồng độ Sterols nước sông Kim Ngưu 61 Bảng 3.4: Giá trị RQ MAC S-PTS 82 Bảng 3.5 Giá trị PEL HQ S-PTS trầm tích .83 Bảng 3.6 Biến thiên nồng độ hiệu suất xử lý Naphalene 86 Bảng 3.7 Biến thiên nồng độ hiệu suất xử lý Acenaphthen .87 Bảng 3.8 Biến thiên nồng độ hiệu suất xử lý Acenaphthylen 88 Bảng 3.9 Biến thiên nồng độ hiệu suất xử lý Fluorene 89 vii i