Nghiên cứu phân tích và xử lý phenol trong nước Suối Cốc, Phường Cam Giá, Thành phố Thái Nguyên

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - i - MỤC LỤC MỞ ĐẦU vi MỞ ĐẦU vi CHƢƠNG 1. TỔ NG QUAN 3 1.1. NGUYÊN NHÂN GÂY Ô NHIỄ M NGUỒ N NƢỚ C 3 1.2. NGUỒN GỐC PHÁT SINH CÁC CHẤT HỮU CƠ ĐỘC HẠI 3 1.2.1. Ngnh công nghiệp sản xuất than cc 4 1.2.2. Sử dụng các hoá chất bảo vệ thực vật 4 1.2.3. Sự phát triển của công nghiệp hiện đại 5 1.2.4. Hóa chất dệt nhuộm 5 1.3. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHENOL. 6 1.3.1. Cấu tạo v tính chất của phenol 6 1.3.2. Mộ t số ƣ́ ng dụ ng củ a Phenol 6 1.3.3. Độc tính của phenol 7 1.3.4. Phản ứng tạo phức mu nâu đ antipyrin 8 1.4. MỘT VÀI THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG NƢỚC 9 1.4.1. Trị s pH 9 1.4.2. Hm lƣợng oxi hòa tan DO (Disssolved Oxygen) 9 1.4.3. Nhu cầu oxi hóa hóa học COD (Chemical Oxygen Demand) 10 1.4.4. Tổng chất rắn lơ lửng TSS (Total Suspended Solid) 10 1.5. QUY CHUẨN QUỐC GIA VỀ NƢỚC THẢI CÔNG NGHIỆP 10 1.6. MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP TIÊN TIẾN XỬ LÝ CHẤT HỮU CƠ ĐỘC HẠI TRONG MÔI TRƢỜNG. 11 1.6.1. Phƣơng pháp xử lý sinh họ c kỹ thuậ t sƣ̉ dụ ng bùn hoạt tính 11 1.6.2. Công nghệ khử trùng bằng bức xạ tử ngoại. 19 1.6.3. Phƣơng pháp Fenton 19 1.6.4. Phƣơng pháp ozon hoá 20 1.6.5. Phƣơng pháp xúc tác quang 20 1.6.6. Các phƣơng pháp mới đang đƣợc nghiên cứu v sử dụng để xử lý nƣớc thải ở Việt nam v thế giới 21 1.7. MỘ T SỐ KHÁ I NIỆM TRONG THÔNG KÊ SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM 22 1.7.1. Khoảng tuyến tính v đƣờng chuẩn 22 1.7.2. Đánh giá độ tin cây của đƣờng chuẩn 23 1.7.3. Giới hạn phát hiện (LOD) 23 1.7.4. Giới hạn định lƣợng (LOQ) 24 1.7.5. Độ chính xác (độ đúng v độ chụm) 24 CHƢƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 2.1. DỤNG CỤ, MÁY MÓC, HÓA CHẤT 27 2.1.1. Dụng cụ, máy móc 27 2.1.2. Hóa chất 27 2.2. NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG PHENOL 28 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - ii - 2.2.1. Phƣơng phá p 5530D 28 2.2.2. Phƣơng phá p 5530C 29 2.2.3. Các yếu t ảnh hƣởng 30 2.2.4. Khảo sát các điều kiện ti ƣu 30 2.2.5. Đo phổ hấp thụ electron của phƣ́ c antipyrine mà u nâu đỏ 32 2.3. THƢ̣ C NGHIỆ M XÁ C ĐỊ NH CÁ C THÔNG SỐ THỐ NG KÊ 32 2.3.1. Xác định khoảng tuyến tính 32 2.3.2. Xây dựng đƣờng chuẩn xác định phenol 32 2.3.3. Đánh giá độ tin cậy của đƣờng chuẩn 33 2.3.4. Xác định giới hạn phát hiện, giới hạn báo cáo 33 2.3.5. Xác định độ đúng dựa trên phép thu hồi 34 2.3.6. Xác định độ lặp lại 34 2.4. PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ COD, TSS, DO VÀ pH 34 2.4.1. Xác định chỉ s COD 34 2.4.2. Xác định hm lƣợng TSS 35 2.4.3. Xác định chỉ s DO v pH 36 2.5. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU VÀ VỊ TRÍ LẤY MẪU 36 2.5.1. Đi tƣợng nghiên cứu 36 2.5.2. Vị trí lấy mẫu 38 2.5.3. Lấy mẫu v bảo quản mẫu 39 2.6. XỬ LÝ NƢỚC Ô NHIỄM PHENOL BẰNG BÙN HOẠT TÍNH – HIẾU KHÍ 39 2.6.1. Chuẩn bị 39 2.6.2. Cách tiến hnh 40 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 40 3.1. XÂY DỰNG ĐƢỜNG CHUẨN XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG PHENOL PHƢƠNG PHÁP 5530D 40 3.1.1. Khảo sát các điều kiện ti ƣu cho phản ứng tạo phƣ́ c mà u antipyrin 41 3.1.2. Đo phổ hấp thụ electron của phƣ́ c mà u nâu đỏ antipyrin 45 3.1.3 . Xác định khoả ng tuyế n tí nh 46 3.1.4. Xây dựng đƣờng chuẩn xác định phenol 46 3.1.5. Đánh giá độ tin cậy của đƣờng chuẩn xác định phenol 47 3.1.6. Xác định giới hạn phát hiện, giới hạn định lƣợng, giới hạn báo cáo 48 3.1.7. Xác định hiệu suất thu hồi 48 3.1.8. Xác định độ lặp lại 49 3.2. XÂY DỰNG ĐƢỜNG CHUẨN XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG PHENOL PHƢƠNG PHÁP 5530C 50 3.2.1. Kết quả đo phổ hấp thụ electron của phƣ́ c mà u nâu đỏ antipyrin 50 3.2.2. Xác định khoả ng tuyế n tí nh 50 3.2.3. Xây dựng đƣờng chuẩn xác định phenol 51 3.2.4. Đánh giá độ tin cậy của đƣờng chuẩn xác định 52 3.2.5. Xác định giới hạn phát hiện, giới hạn định lƣợng, giới hạn báo cáo 52 3.2.6. Xác định hiệu suất thu hồi 53 3.2.7. Xác định độ lặp lại 53 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - iii - 3.3. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG PHENOL TRONG MẪU NƢỚC Ở SUỐ I CỐ C PHƢỜ NG CAM GIÁ THÀ NH PHỐ THÁ I NGUYÊN 55 3.3.1. Kết quả xác định hm lƣợng phenol v các thông s ô nhiễm trong các mẫu nƣớc ở Sui Cc (đợt 1 – 06/02/2012) 55 3.3.2. Kết quả xác định hm lƣợng phenol v các thông s ô nhiễm trong các mẫu nƣớc ở Sui Cc (đợt 2 – 03/03/2012) 57 3.3.3. Kết quả xác định hm lƣợng phenol v các thông s ô nhiễm trong các mẫu nƣớc ở Sui Cc (đợt 3 – 21/03/2012) 60 3.3.4. Đánh giá chung mức độ ô nhiễm nƣớc ở Sui Cc p. Cam Giá – Tp. Thái Nguyên 62 3.4. KẾT QUẢ XỬ LÝ NƢỚC Ô NHIỄM PHENOL BẰNG BÙN HOẠT TÍNH 63 3.4.1. Kết quả xƣ̉ lý nƣớ c ô nhiễ m phenol 63 3.4.2. Đánh giá hiệu quả xử lý nƣớc thải của thí nghiệm 64 KẾT LUẬN 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 PHỤ LỤC 67 Phụ lục 1: Xử lí chƣơng các đƣờng chuẩn bằng trình Excel 68 Phụ lục 2: Mộ t số hì nh ả nh về Suố i Cố c và tì nh hì nh ô nhiễ m Suố i Cố c 69 Phụ lục 3: Hình ảnh dụ ng cụ và thiết bị phân tích 71 Phụ lục 4: Một s hình ảnh hó a chấ t; lấ y mẫ u và bả o quả n mẫ u 73 Phụ lục 5 : Mộ t số hì nh ả nh về phổ hấ p thụ electron phƣ́ c mà u nâu đỏ antipyrin 76 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Hm lƣợng oxi hòa tan (DO) bão hòa trong nƣớc sạch ở các nhiệt độ khác nhau tại 1 at [6] 9 Bảng 1.2. Các đặc tính trong quá trình sinh trƣởng của vi sinh vật 15 Bảng 1.3. Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến các quá trình diễn ra trong bùn hoạt tính 16 Bảng 1.4. Giá trị dinh dƣỡng cần thiết để khử BOD 17 Bảng 1.5. Thời gian lƣu bùn cho các quá trình xử lý nƣớc thải của bùn hoạt tính 17 Bảng 3.1. Ảnh hƣởng của pH đến phản ứng tạo phức mu antipyrin 41 Bảng 3.2. Nồng độ 4-Aminoantipyrine khác nhau vớ i phenol v A khảo sát 42 Bảng 3.3. Nồng độ 4-Aminoantipyrine khác nhau, không có phenol v abs khảo sát 42 Bảng 3.4. Nồng độ của K 3 Fe(CN) 6 khác nhau v abs khảo sát 43 Bảng 3.5. Khoảng thời gian khác nhau v abs khảo sát 44 Bảng 3.6. Độ hấp thụ quang v nồng độ ở các thời điểm khác nhau 46 Bảng 3.7. Tóm tắt các hệ s từ phƣơng trình Abs = a* C + b thể hiện sự tƣơng quan giữa độ hấp thụ quang v nồng độ phenol 46 Bảng 3.8. Nồng độ phenol khác nhau v abs để xây dựng đƣờng chuẩn 46 Bảng 3.9. Đánh giá độ tin cậy của đƣờng chuẩn xác định phenol 47 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - iv - Bảng 3.10. Kết quả thực nghiệm v giá trị tính toán đƣợc 48 Bảng 3.11. Kế t quả củ a cá c đợ t thí nghiêm xá c đị nh hiệ u suấ t thu hồ i 48 Bảng 3.12. Xác định độ lặp lại ở khoảng nồng độ thấp: Blank + 0,1 mg phenol/l 49 Bảng 3.13. Xác định độ lặp lại ở khoảng nồng độ thấp: Blank + 0,5 mg phenol/l 49 Bảng 3.14. Xác định độ lặp lại ở khoảng nồng độ thấ p: Blank + 1,2 mg phenol/l 49 Bảng 3.15. Độ hấp thụ quang v nồng độ ở các thời điểm khác nhau 50 Bảng 3.16. Tóm tắt các hệ s từ phƣơng trình Abs = a* C + b thể hiện sự tƣơng quan giữa độ hấp thụ quang v nồng độ phenol 51 Bảng 3.17. Nồng độ phenol khác nhau v abs để xây dựng đƣờng chuẩn 51 Bảng 3.18. Đánh giá độ tin cậy của đƣờng chuẩn xác định phenol 52 Bảng 3.19. Kết quả thực nghiệm v giá trị tính toán đƣợc. 53 Bảng 3.20. Kế t quả củ a cá c đợ t thí nghiêm xá c đị nh hiệ u suấ t thu hồ i 53 Bảng 3.21. Xác định độ lặp lại ở khoảng nồng độ thấp: Blank + 0,02 mg phenol/l 53 Bảng 3.22. Xác định độ lặp lại ở khoảng nồng độ thấp: Blank + 0,05 mg phenol/l 54 Bảng 3.23. Xác định độ lặp lại ở khoảng nồng độ thấp: Blank + 0,1 mg phenol/l 54 Bảng 3.24. Kết quả đo giá trị pH trong các mẫu nƣớc đợt 1 55 Bảng 3.25. Kết quả xác định chỉ s DO (mg/l) trong các mẫu nƣớc đợt 1 55 Bảng 3.26. Kết quả xác định COD trong mẫu nƣớc ở Sui Cc đợt 1 56 Bảng 3.27. Kết quả phân tích hm lƣợng TSS trong các mẫu nƣớ c ở Suố i Cố c đợt 1 56 Bảng 3.28. Kết quả phân tích hm lƣợng phenol trong các mẫu nƣớ c ở Suố i Cố c đợt 1 56 Bảng 3.29. Kết quả phân tích hm lƣợng phenol v các thông s ô nhiễm đợt 1 57 Bảng 3.30. Kết quả đo giá trị pH trong các mẫu nƣớc đợt 2 57 Bảng 3.31. Kết quả xác định chỉ s DO (mg/l) trong các mẫu nƣớc đợt 2 58 Bảng 3.32. Kết quả xác định COD trong mẫu nƣớc ở Sui Cc đợt 2 58 Bảng 3.33. Kết quả phân tích hm lƣợng TSS trong các mẫu nƣớ c ở Suố i Cố c đợt 2 59 Bảng 3.34. Kết quả phân tích hm lƣợng phenol trong các mẫu nƣớ c ở Suố i Cố c đợt 2 59 Bảng 3.35. Kết quả phân tích hm lƣợng phenol v các thông s ô nhiễm đợt 2 59 Bảng 3.36. Kết quả đo giá trị pH trong các mẫu nƣớc đợt 3 60 Bảng 3.37. Kết quả xác định chỉ s DO (mg/l) trong các mẫu nƣớc đợt 3 60 Bảng 3.38. Kết quả xác định COD trong mẫu nƣớc ở Sui Cc đợt 3 61 Bảng 3.39. Kết quả phân tích hm lƣợng TSS trong các mẫu nƣớ c ở Suố i Cốc đợt 3 61 Bảng 3.40. Kết quả phân tích hm lƣợng phenol trong các mẫu nƣớ c ở Suố i Cố c đợt 3 61 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - v - Bảng 3.41. Kết quả phân tích hm lƣợng phenol v các thông s ô nhiễm đợt 3 62 Bảng 3.42. Kết quả phân tích và hiệ u xuấ t xƣ̉ lý hm lƣợng phenol sau xử lý 63 DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1. Công thức cấu tạo v mô hình phân tử phenol 6 Hình 1.2. Trùng biến hình (amoebae) Hình 1.3. Trùng roi (flagellate) 13 Hình 1.4. Trùng tiên mao bơi Hình 1.5. Trùng tiêm mao bò 14 Hình 1.6. Trùng tiêu mao có cung Hình 1.7. Giun tròn sng tự do 14 Hình 2.1. Mộ t số hì nh ả nh ô nhiễ m nƣớ c ở Suố i Cố c trong chƣơng thời sự VTV1 37 Hình 2.2. Bản đồ Suố i Cố c p. Cam Giá – Tp. Thái Nguyên 38 Hình 2.3. Sơ đồ vị trí lấy mẫu nƣớc ở Suố i Cố c 38 Hình 2.4. Hình ảnh bùn hoạt tính 40 Hình 3.2. Ảnh hƣởng nồ ng độ củ a 4-Aminoantipynrine đế n tạ o phƣ́ c antipyrin 43 Hình 3.5. Phổ hấp thụ electron của phức mu antipyrin đƣợc quét từ 400  700 nm ở ba giá trị nồng độ khác nhau 45 Hình 3.6. Đƣờng chuẩn xác định hm lƣợng phenol 47 Hình 3.7. Phổ hấp thụ electron của phức mu antipyrin đƣợc quét từ 400  700 nm ở ba giá trị nồng độ khác nhau 50 Hình 3.8. Đƣờng chuẩn xác định hm lƣợng phenol 52 Hình 4.1. Một s hình ảnh ô nhiễm Sui Cc 70 Hình 4.2. Một s hình ảnh của chƣơng trì nh thờ i sƣ̣ ngà y 14/07/2011 71 Hình 4.3. Một s hình ảnh dụng cụ v thiết bị 1 72 Hình 4.4. Một s hình ảnh dụng cụ v thiết bị 2 73 Hình 4.5. Một s hình ảnh hóa chất 73 Hình 4.6. Một s hình ảnh lấy mẫu 1 74 Hình 4.7. Một s hình ảnh lấy mẫu 2 75 Hình 4.8. Một s hình ảnh bảo quản mẫu 75 Hình 4.9. Một s hình ảnh phổ hập thụ electron 76 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - vi - MỞ ĐẦU Ô nhiễm nƣớc đang l mi quan tâm lớn của ton cầu. Trong hôi nghị thƣợng đỉnh thế giới về phát triển bền vững (Johan nesbugr, 2002) nƣớc đƣợc xếp l tài nguyên thiên nhiên quan trọng thứ 2 sau ti nguyên con ngƣời. Ti nguyên nƣớc đang chịu sức ép nặng nề do biến đổi khí hậu, tc độ tăng dân s, phát triển mạnh mẽ của các hoạt động phát triển kinh tế…v tình trạng suy thoái, ô nhiễm nƣớc ngy cng trầm trọng. Qúa trình đô thị hóa, công nghiệp hóa, hiện đại hóa phát triển cng mạnh thì nhu cầu về nƣớc ngọt cng lớn. Vì vậy nguồn nƣớc ngọt ngy cng bị cạn kiệt. Ô nhiễm trở thnh hiện tƣợng phổ biến v ngy cng quan trọng trên ton thế giới đặc biệt l ô nhiễm nƣớc mặt v nƣớc ngầm. Xã hội nƣớc ta ngy nay đang trên đ phát triển rất mạnh mẽ, cùng với đó l sự phát triển về kinh tế, khoa học kĩ thuật. Sự tn phá của thiên nhiên do thiên tai, bão lụt, ô nhiễm môi trƣờng… ngy cng trầm trọng không chỉ ở các nƣớc phát triển trên thế giới m ngay ở cả Việt Nam. Tình trạng ô nhiễm môi trƣờng và nguồn nƣớc đang rất nghiêm trọng. Vì vậy nguồn lƣơng thực, thực phẩm cũng bị ảnh hƣởng nặng nề. Một trong những hậu quả tất yếu của sự phát triển chƣa đồng bộ đó l sự ô nhiễm nguồn nƣớc bởi các kim loại nặng v các chất hữu cơ độc hại nhƣ phenol v dẫn xuất của nó. Tình trạng ô nhiễm đang diễn ra ở rất nhiều nơi đặc biệt là các đô thị v thnh ph lớn nhƣ: Thái Nguyên, H Nội, Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Bình Dƣơng,… nơi có dân cƣ đông đúc v nhiều khu công nghiệp lớn. Hầu hết sông, hồ ở các thnh ph ny đều bị ô nhiễm chất thải công nghiệp v chất thải sinh hoạt. Phần lớn lƣợng nƣớc thải đều không qua hệ thng xử lý hoặc thu gom đến nh máy xử lý nƣớc thải chung m thải trực tiếp vo sông, hồ rồi thấm xung mạch nƣớc ngầm. Trong những năm gần đây, các khu công nghiệp (KCN) có vai trò quan trọng trong quá trình phát triển kinh tế - xã hội ở Việt Nam. Các KCN l nhân t chủ yếu thúc đẩy tăng trƣởng, tăng khả năng thu hút vn đầu tƣ. Phát triển công nghiệp, đẩy mạnh xuất khẩu, tạo công ăn việc lm v thu nhập cho ngƣời lao động. Tuy nhiên, bên cạnh những đóng góp tích cực, quá trình phát triển các KCN ở Việt Nam đang phải đi mặt với nhiều thách thức lớn về ô nhiễm môi trƣờng do chất thải, nƣớc thải v khí thải công nghiệp. Theo Báo cáo Môi trƣờng quc gia 2009, môi trƣờng xung quanh các KCN đang bị suy thoái nghiêm trọng. Khoảng 70% trong s hơn một triệu m 3 nƣớc thải/ngy từ các KCN không qua xử lý đƣợc xả ra các nguồn tiếp nhận đã gây ra ô nhiễm môi trƣờng. Có đến 57% s KCN đang hoạt động chƣa có hệ thng xử lý nƣớc thải tập trung. Ô nhiễm môi trƣờng từ các KCN gây tác động xấu tới môi trƣờng sinh thái tự nhiên. Nhất l nƣớc thải không qua xử lý từ các KCN xả thải vo môi trƣờng gây ra những thiệt hại không nh tới hoạt động sản xuất nông nghiệp v nuôi trồng thủy sản Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - 2 - tại các khu vực lân cận. Ngoi ra, ô nhiễm môi trƣờng từ các KCN lm gia tăng gánh nặng bệnh tật, gia tăng tỷ lệ ngƣời mắc bệnh…[2]. Thành ph Thái Nguyên là một trong những trung tâm công nghiệp lớn ở Việt Nam. Nơi đây, tập trung nhiều nhà máy, xí nghiệp nhƣ: Nhà máy gang thép Thái Nguyên, Nhà máy Giấy Hong Văn Thụ, Nhà máy điện Cao Ngạn… Lƣợng nƣớc thải từ các nhà máy, xí nghiệp đổ ra môi trƣờng hàng ngày khá lớn. Nh máy Cc Hóa, nhà máy gang thép, nh máy Tấm Lợp Amiăng Xi Măng Thái Nguyên v KCN Gang Thép – phƣờng Cam Giá thnh ph Thái Nguyên – Thái Nguyên hàng ngày xả một lƣợng lớn nƣớc thải vào Sui Cc gây ô nhiễm cho nguồn tiếp nhận và nguồn nƣớc Sông Cầu. Ảnh hƣởng đến con ngƣời và hệ sinh thái tự nhiên của khu vực đó. Xuất phát từ tình hình ô nhiễm môi trƣờng nói chung v tình hình ô nhiễm nguồn nƣớc tại cá c khu công nghiệ p nó i riêng, ý thức đƣợc tầm quan trọng việc xử lý ô nhiễm nguồn nƣớc, chúng tôi chọn đề ti “Nghiên cứu phân tích và xử lý phenol trong nướ c Suố i Cc – phườ ng Cam Giá, thành ph Thái Nguyên”. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - 3 - CHƢƠNG 1. TỔ NG QUAN 1.1. NGUYÊN NHÂN GÂY Ô NHIỄ M NGUỒ N NƢỚ C Có nhiều nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nƣớc, chủ yếu l do con ngƣời sử dụng trong công nghiệp, nông nghiệp, bệnh viện và sinh hoạt thải ra. Trong nƣớc thải có chứa nhiều chất gây ô nhiễm, có thể chia thnh các nhóm chính sau: Nhóm chất thải công nghiệp: từ các nh máy hoá chất, dệt, nhuộm, luyện kim, giấy, chế biến nông sản, thực phẩm, luyện cc Nhóm chất thải nông nghiệp: từ phân bón, thuc hoá học bảo vệ thực vật (HHBVTV), các trang trại, đồng ruộng Nhóm chất thải sinh hoạt: từ các khu dân cƣ đô thị, trƣờng học, bệnh viện Các chất thải đa dạng v phong phú, chúng tồn tại ở cả thể rắn, thể lng v thể khí. Bao gồm các kim loại v phi kim; các đơn chất v hợp chất; các chất vô cơ v hữu cơ; các chất độc, ít độc v không độc. Những chất thải ny, qua các quá trình phong hóa, biến đổi tạo thnh các ion đi vo nguồn nƣớc. 1.2. NGUỒN GỐC PHÁT SINH CÁC CHẤT HỮU CƠ ĐỘC HẠI Trên thế giới có rất nhiều chất gây ô nhiễm môi trƣờng. Trong s đó có 12 nhóm chất hữu cơ đặc biệt nguy hại với môi trƣờng. Chín trong s đó l các loại thuc trừ sâu, một l chất dùng trong công nghiệp (policlobiphenyl viết tắt l PCB) v hai nhóm chất sinh ra ngoi ý mun. Chúng đƣợc gọi chung l "Các hợp chất hữu cơ ô nhiễm khó phân hủy" - viết tắt l POPs [14]. Nguồ n phát sinh phenol trong nƣớ c chí nh là các nhà máy có sử dụng phenol , dẫn xuất, các hợp chất hữu cơ có vòng thơm làm nguyên liệ u, dung môi trong quá trình sản xuất. Các nh máy tổng hợp phenol, dẫn xuất v hợp chất hữu cơ vòng thơm. Các nhà máy luyệ n cố c, dƣợc phẩm, thực phẩm, sản xuất giấy, vật liệu bán dẫn, linh kiện điện tử… Đặc biệt trong nƣớ c lm mát của quá trình luyện cố c có hà m lƣợ ng phenol v các hợp chất hữu cơ vòng thơm thƣờng rấ t cao. Các nh máy sản xuất dƣợc phẩm có các mặt hng thuc giảm đau aspirin, axit salicylic…trong nƣớ c thả i vệ sinh thiế t bị , dụng cụ có hm lƣợng phenol. Tại các cơ sở sản xuất hạt điều , trong nƣớ c thả i ngâm ủ hạt v vệ sinh nh xƣởng có nhiều dẫn xuất của phenol. Phenol có trong thà nh phầ n thuố c diệ t cỏ, thuố c diệ t nấ m mố c. Do đó , trong quá trình lƣu trữ, bảo quản v sử dụng sẽ có tình trạng thất thoát ra ngoi môi trƣờng. Trong sản xuất nông nghiệp quá trình sử dụng thuc diệt c, trừ sâu; các chai lọ, lƣợng thuc tồn dƣ v nƣớc rửa dụng cụ chƣa đƣợc thu gom v xử lý. Ngoi ra, phenol cò n đƣợ c sƣ̉ dụ ng là m chấ t sá t trù ng , gây tê (Chloraseptic spray), lm bong tróc lớp tế bo chết (trong chiế n tranh thế giớ i II ), tẩ y uế (hỗ n hợ p phenol và chloroform là mộ t hỗ n hợ p thƣờ ng dù ng để tẩ y uế DNA trong ngà nh sinh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - 4 - học phân tử ) v lƣợng dƣ phenol trong quá trình sử dụng sẽ phát tán vo môi trƣờ ng gây ra tì nh trạ ng ô nhiễ m [14]. 1.2.1. Ngnh công nghiệp sản xuất than cc Nƣớ c thả i củ a nh máy sản xuất than cc có chƣa nhiề u hợ p chấ t hƣ̃ u cơ khó phân hủ y, đặ c biệ t là phenol. Hm lƣợng phenol trong nƣớ c dập cc, nƣớc thải của các nh máy Cc thƣờng rấ t cao. Nƣớc thải có chứa phenol của nh máy Cc đƣợc phát sinh chủ yếu từ các nguồn sau: Nƣớc amoniac (NH 3 ) tuần hon dƣ tại phân xƣởng cc; Nƣớc lm lạnh cui, nƣớc phân ly benzen tạp tại phân xƣởng hoá; Nƣớc rửa, nƣớc phân ly dầu cc trong phân xƣởng hoá; Nƣớc từ tháp chƣng NH 3 ở công đoạn sunphat mol hoá tại phân xƣởng hoá; Nƣớc thải ở công đoạn chƣng dầu cc; Nƣớc thải từ hơi nƣớc tạp có trong đƣờng ng dẫn khí thanol [4]. Trong quá trì nh sả n xuấ t than cố c , than đá đƣợc chƣng cất trong lò cc không có không khí ở khoảng 1000 0 C. Ở nhiệt độ ny, các chất hữu cơ có trong than mỡ sẽ bị phân hủy, thoát ra cùng hơi nƣớc. Để thu đƣợ c sả n phẩ m than cố c ngƣờ i ta cầ n qua công đoạ n dậ p cố c. Xe dập đƣa cc nóng vo tháp dập. Dập cc tại nh máy Cc bằng phƣơng pháp ƣớt. Ngƣờ i ta dù ng nƣớ c lạ nh phun và o than cố c đang ở nhiệ t độ cao để lm nguội than cố c. Nƣớc thả i củ a công đoan dập cc là nƣớ c có chƣ́ a nhiề u cá c hợ p chấ t hƣ̃ u cơ khó phân hủ y và chủ yếu l hỗn hợp hidrocacbon thơm, dị vòng thơm, dẫn xuất của chúng. Phenol l một thnh phần trong s đó [4]. 1.2.2. Sử dụng các hoá chất bảo vệ thực vật Theo thng kê sơ bộ, Việt Nam đã v đang sử dụng khoảng 300 loại thuc trừ sâu, 200 loại thuc trừ bệnh, gần 150 loại thuc trừ c, 6 loại thuc diệt chuột v 23 loại thuc kích thích sinh trƣởng cây trồng. Các hoá chất bảo vệ thực vật ny đa dạng về cả s lƣợng v chủng loại, trong đó có một s loại thuộc danh mục cấm sử dụng, hạn chế sử dụng v tồn đọng hết hạn sử dụng [23]. Thuc bảo vệ thực vật (BVTV) đƣợc chia thnh hai loại chính l thuc trừ sâu v thuc diệt c. Các loại hóa chất BVTV đều có độc tính cao v ảnh hƣởng đi sức khe của con ngƣời. Các hợp chất ny rất khó phân hủy v có thời gian tồn dƣ dài. Hóa chất BVTV đƣợc con ngƣời sử dụng rộng rãi v phổ biến trên thế giới với s lƣợng ngy cng tăng, lƣợng hóa chất tồn dƣ có thể xâm nhập vo đất, các nguồn nƣớc…[23]. Các hoá chất ny rất nguy hiểm đi với sức khoẻ của con ngƣời v động vật, gây ung thƣ, tổn hại đến thần kinh, gây ri loạn sinh sản, gây dị tật, quái thai, phá huỷ hệ miễn dịch, dẫn đến tử vong [23]. Những nƣớc chủ yếu sản xuất nông nghiệp nhƣ Việt Nam, lƣợng hoá chất BVTV đƣợc sử dụng ngy cng tăng. Lƣợng hoá chất này tồn dƣ sẽ tan trong nƣớc, ngấm xung đất, xâm nhập vo nguồn nƣớc, trầm tích, tích luỹ ngy cng nhiều. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - 5 - 1.2.3. Sự phát triển của công nghiệp hiện đại Đời sng con ngƣời ngày càng đƣợc phát triển v những nhu cầu của con ngƣời trong cuộc sng cũng đƣợc nâng cao. Chính vì vậy, các ngnh công nghiệp phục vụ cho đời sng của con ngƣời cũng phát triển ngy cng mạnh mẽ. Nhƣng sự phát triển mạnh của công nghiệp bao giờ cũng kèm theo hệ quả tiêu cực đi với môi trƣờng. Không chỉ những chất thải từ các ngnh công nghiệp l nguồn gây ô nhiễm m kể cả những sản phẩm của một s ngnh công nghiệp nhƣ: các chất kháng sinh trong công nghiệp dƣợc phẩm, các chất tẩy rửa tổng hợp, các hợp chất có nhân thơm, các chất mu sử dụng trong công nghiệp dệt nhuộm đều l các hợp chất hữu cơ độc hại, bền vững v nguy hại đi với sức khoẻ con ngƣời. 1.2.4. Hóa chất dệt nhuộm Sự phát triển mạnh mẽ của ngnh dệt may tại Việt Nam đã đóng góp rất lớn cho xã hội. Đi cùng với nó l chất lƣợng vải, mu sắc, kiểu dáng rất đa dạng. Tuy nhiên, dƣới góc độ môi trƣờng thì đây lại l nguyên nhân dẫn đến sự ô nhiễm với mức độ ngy cng trầm trọng hơn v cng khó khăn hơn trong nghiên cứu công nghệ xử lý nƣớc thải dệt nhuộm. Hng năm, ngnh công nghiệp dệt may sử dụng hng nghìn tấn thuc nhuộm. Hiệu suất sử dụng của các loại thuc nhuộm vo khoảng 70-80%. Nhƣ vậy, một phần các loại hoá chất, thuc nhuộm sử dụng sẽ thải ra môi trƣờng. Theo s liệu thng kê ngnh dệt may thải ra môi trƣờng khoảng 24-30 triệu m 3 nƣớc thải/năm. Trong đó chỉ khoảng 10% tổng lƣợng nƣớc thải đƣợc xử lý, còn lại đều thải ra môi trƣờng tiếp nhận (cng thoát hoặc mƣơng tiêu thoát của thnh ph) [7]. Ở một s nƣớc, tiêu chuẩn cho phép đi với các thông s ô nhiễm của công nghiệp dệt nhuộm đã ngy cng giảm xung, điều đó cho thấy sự tiến bộ trong công nghệ sản xuất của các nƣớc để có thể đáp ứng đƣợc yêu cầu đó. Các cơ sở sản xuất buộc phải thay đổi quy trình công nghệ, thay đổi những hoá chất sử dụng, hệ thng xử lý cho phù hợp. Ví dụ, các thông s tiêu chuẩn đi với nƣớc thải dệt ở Đức hiện nay đã giảm xung đi với COD chỉ còn l 160 mg/l (vì đây l loại chất hữu cơ khó phân huỷ nên ở nƣớc Đức có quy định riêng. Đi với Việt Nam mặc dù COD cho phép xả thải l 150mg/l đi với nƣớc thải công nghiệp (QCVN 40/BTNMT loại B) nhƣng l quy định chung cho tất cả các loại nƣớc thải sản xuất, không phân biệt các ngnh khác nhau. Tiêu chuẩn ngy cng cao cũng đồng nghĩa với việc cần các phƣơng pháp công nghệ xử lý tiên tiến hơn, hiệu quả hơn. Vấn đề chất thải rắn, rác thải, khí thải của ngnh dệt nhuộm ở Việt Nam cũng cần quan tâm. Chất thải rắn của ngnh dệt nhuộm bao gồm các loại xỉ than, phế liệu, vải vụn, bụi bông, bao bì, các loại thuc nhuộm bị hng, phế liệu ngnh cơ khí Mỗi năm lƣợng chất thải rắn khoảng trên 700 ngn tấn. Hiện nay, lƣợng chất thải rắn ny đƣợc các doanh nghiệp chú trọng thu gom xử lý v một phần đƣa vo tái sử dụng. [...]... trình nghiên cứu khả năng hút thu và tích luỹ chì trong bèo tây và rau muống” [60], công trình nghiên cứu khả năng tích luỹ kim loai nặng (Cr, Ni, Zn) bằng bèo sen” [52] “Dự án nghiên cứu sử dụng một số loài thực vật cỡ lớn để làm sạch nƣớc Hồ bảy mẫu” Công trình “sử dụng bèo cái, bèo ong và tảo để xử lí NH3 dƣ trong nƣớc thải tại Liên hiệp xí nghiệp phân đạm Bắc Giang” Công trình nghiên cứu. .. (11) Trong đo: R% đô thu hôi (%); ́ ̣ ̀ Cm  c nông đô chât phân tí ch trong mâu thêm chuân ; ̀ ̣ ́ ̃ ̉ Cm nông đô chât phân tí ch trong mâu thƣ ; ̀ ̣ ́ ̃ ̉ Cc nông đô chât thêm (lý thuyết); ̀ ̣ ́ C tt nông đô chât phân tí ch trong mâu trăng thêm chuân [33] ̀ ̣ ́ ̃ ́ ̉ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 26 - http://www.lrc-tnu.edu.vn CHƢƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU... 2.2 NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG PHENOL Phƣơng phap phân tí ch phenol đƣơc trì nh bày đầy đủ trong mục 5530 của tài ́ ̣ liêu [36] Trong nghiên cƣu nay , hàm lƣợng phenol trong nƣơc đƣơc xac đị nh băng ̣ ́ ̀ ́ ̣ ́ ̀ phƣơng phap đ o mât đô quang theo t ài liêu [36] đƣơc trì nh ba y trong phần 5530D, ́ ̣ ̣ ̣ ̣ ̀ 5530C Quy trì nh phân tí ch nhƣ sau: 2.2.1 Phƣơng phap 5530D ́ Phenol. .. phục về mặt công nghệ xử lý Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 21 - http://www.lrc-tnu.edu.vn Dự án “Làm sạch nƣớc Hồ Tây bằng thực vật thủy sinh” Gần đây, có một số tác giả đã nghiên cứu xử lí DDT trong đất bằng phƣơng pháp sinh học, kết quả bƣớc đầu cho thấy rất khả quan [55] 6 Cũng tại Việt nam, đã có hồ xử lí chất thải tự nhiên Đó là một công trình xử lý chất thải tự nhiên... diễn ra trong bùn hoạt tính, vì nó ảnh hƣởng đến quá trình xử lý, thể tích bể, lƣợng bùn sinh ra, nhu cầu oxy Thời gian lƣu bùn đƣợc xác định bằng việc tách bùn thải bỏ trong bể làm thoáng hằng ngày [4] Bảng 1.5 Thời gian lưu bùn cho các quá trình xử lý nước thải của bùn hoạt tính Mục đích Stt SRT (ngày lƣu) 1 Loại bỏ BOD hoà tan trong nƣớc thải đô thị 1-2 2 Chuyển hoá các phần tử hữu cơ trong nƣớc... tạo thành CO2 và H2O 1.7 MỘT SỐ KHÁI NIỆM TRONG THÔNG KÊ SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM 1.7.1 Khoảng tuyến tính và đƣờng chuẩn Khoảng tuyến tính của một phƣơng pháp phân tích là khoảng nồng độ ở đó có sự phụ thuộc tuyến tính giữa đại lƣợng đo đƣợc và nồng độ chất phân tích [33] Khoảng làm việc của một phƣơng pháp phân tích là khoảng nồng độ giữa giới hạn trên và giới hạn dƣới của chất phân tích (bao gồm... thuyết 455nm Xác định nồng độ phenol nhơ đƣờng chuẩn ̀ Tính nồng độ phenol trong mẫu dung dị ch X 0 theo công thức: Cx  Cz Vx 1000 Vz V0 (13) Nếu màu quá nhạt hoặc quá đậm, ta co thê tăng hoặc giảm thể tích dung dịch ́ ̉ sao cho nồng độ phenol trong mẫu đo nằm trong khoảng tuyến tính Lƣợng tối thiểu phát hiện đƣợc tƣơng đƣơng với 0,01 mg/l phenol trong 25ml clorofom phân chiêt va ̀ ́ ̀ đƣơc đo băng... chế xử lý trong ao ổn định chất thải bao gồm cả hai quá trình hiếu khí và kị khí [4] + Ao ổn định chất thải hiếu khí + Ao ổn định chất thải kỵ khí + Ao ổn định chất thải tùy nghi b Các phương pháp kỵ khí Phƣơng pháp xử lý kỵ khí dùng để loại bỏ các chất hữu cơ có trong phần cặn của nƣớc thải bằng vi sinh vật tùy nghi và vi sinh vật kỵ khí Hai cách xử lý yếm khí thông dụng là: Lên men axit thủy phân. .. trình của Arden và Lockett tại viện nghiên cứu nƣớc thải Manchester Trong suốt quá trình thí nghiệm của mình, hai ông phát hiện rằng, bùn đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý nƣớc thải bằng cách sục khí Công trình nghiên cứu này đƣợc tuyên bố vào ngày 3/5/1914 Arden và Lockett đặt tên cho quá trình này là quá trình bùn hoạt tính [4] 3 Quần thể vi sinh vật trong bùn hoạt tính Quần thể bùn hoạt... Phenol có măt trong nƣớc thải công nghiệp, do đó có thể tìm thấy phenol trong nƣớc ̣ mặt và nƣớc ngầm Sự có mặt của phenol trong nƣớc có thể ảnh hƣởng đến màu sắc và mùi vị của nƣớc kể cả ở nồng độ rất thấp Đem chƣng cât ngay hoặc bảo quản lạnh ́ [36] Tách các hợp chất phenol khỏi tạp chất và chất bảo quản mẫ u băng chƣng cât ̀ ́ Vì tốc độ bay hơi của các hợp chất phenol chậm nên thể tích phần cất . đƣợc tầm quan trọng việc xử lý ô nhiễm nguồn nƣớc, chúng tôi chọn đề ti Nghiên cứu phân tích và xử lý phenol trong nướ c Suố i Cc – phườ ng Cam Giá, thành ph Thái Nguyên . Số. Amiăng Xi Măng Thái Nguyên v KCN Gang Thép – phƣờng Cam Giá thnh ph Thái Nguyên – Thái Nguyên hàng ngày xả một lƣợng lớn nƣớc thải vào Sui Cc gây ô nhiễm cho nguồn tiếp nhận và nguồn nƣớc. xác định COD trong mẫu nƣớc ở Sui Cc đợt 3 61 Bảng 3.39. Kết quả phân tích hm lƣợng TSS trong các mẫu nƣớ c ở Suố i Cốc đợt 3 61 Bảng 3.40. Kết quả phân tích hm lƣợng phenol trong các