Khoá luận tốt nghiệp Nghiên cứu ảnh hưởng của pH và nồng độ chất xúc tác đến quá trình khoáng hoá Glyphosate bằng phản ứng Fenton điện hoá

TRNG I HC s PHM H NI KHOA HểA HC ===#0 O o s === NGUYN TH HNG NGHIấN CU NH HNG CA PH V NNG CHT x ỳ c TC N QU TRèNH KHONG HểA GLYPHOSATE BNG PHN NG FENTON IấN HểA KHểA LUN TểT NGHIP I HC Chuyờn ngnh: H úa cụng ngh - M ụi trng Ngũi hng dn khoa hc TS Lấ THANH SN H N I-2016 LI CM N Li u tiờn em xin gi lũi cm n chõn thnh cỏc thy cụ giỏo ong trng i hc S phm H Ni 2, c bit l cỏc thy cụ khoa Hoỏ Hc ó tn tỡnh ging dy chỳng em sut quỏ trỡnh hc ti trng i hc S phm H Ni hon thnh khoỏ lun ny, em xin c by t lũng bit n sõu sc ti ThS Lờ Cao Khi, TS Lờ Thanh Sn, ThS on Tun Linh ó hng dn giỳp v ch bo tn tỡnh em hon thnh tt khoỏ lun ny Em cng xin trõn trng cm n ti gia ỡnh v ton th cỏc bn sinh viờn ong khoa ó nhit tỡnh gúp ý, cng tỏc, giỳp em sut thi gian hc v nghiờn cu hon thnh khúa lun Do trỡnh chuyờn mụn cũn hn ch, thi gian nghiờn cu cú hn nờn khúa lun ny khụng trỏnh nhng sai sút Em kớnh mong nhn c s phờ bỡnh gúp ý ch bo ca cỏc thy cụ cựng ton th cỏc bn khúa lun ny tr nờn hon thin hn Em xin trõn trng cm n! H Ni, thỏng 05 nm 2016 Sinh viờn Nguyn Th Hng LI CAM OAN Em xin cam oan khoỏ lun Nghiờn cu nh hng ca pH v nng cht xỳc tỏc n quỏ trỡnh khoỏng hoỏ glyphosate bng phn ng Fenton in hoỏ l em thc hin di s hng dn ca TS Lờ Thanh Sn, Vin Cụng ngh Mụi trng - Vin hn lõm KHCN Vit Nam Cỏc thụng tin cng nh s liu thu thp khỏc u c trớch dn y Em xin cam oan khúa lun ny l cụng trỡnh nghiờn cu ca riờng em di s hng dn tn tỡnh ca thy giỏo - TS Lờ Thanh Sn Trong nghiờn cu, em ó k tha thnh qu nghiờn cu ca cỏc nh khoa hc vúi s trõn trng v bit n Nhng kt qu nờu khúa lun cha c cụng b trờn bt c cụng trỡnh no khỏc H Ni, thỏng 05 nm 2016 Sinh viờn Nguyn Th Hng MC LC M U CHNG I TNG QUAN .3 1.1 Gii thiu v thuc dit c Glyphosate 1.1.1 Tng quan chung v thuc dit c 1.1.2 Gii thiu v thuc dit c Glyphosate Error! Bookmark not defined 1.2 Phng phỏp Fenton in hoỏ 10 1.2.1 Phng phỏp oxy hoỏ nõng cao 10 1.2.2 Phng phỏp Fenton in hoỏ 11 CHNG II PHNG PHP THC NGHIM 15 2.1 Hoỏ cht v dng c thớ nghim 15 2.2 H thớ nghim Fenton in h o ỏ 15 2.3 Phng phỏp phõn tớch TOC 18 2.4 Cỏc ni dung nghiờn cu 19 CHNG III KT QU V THO LUN 22 3.1 Xõy dng ng chun TOC cho thit b o 22 3.2 Nghiờn cu s nh hng ca pH dung dch n quỏ trỡnh fenton in húa 24 3.3 nh hng ca nng cht xỳc tỏc 27 KT LUN .31 TI LIU THAM KHO 32 DANH MC CC T VIẫT TT AOP Advance Oxidation Process BVTV Bo v thc vt POPs Persistant Organic Pollutants TOC Total organic carbon PTP Phng trỡnh phn ng DANH MC BNG Bng Giỏ tr TOC mg/l) ca dung dch Glyphosate 10 moló ti cỏc thi im trc v sau thc hin quỏ trỡnh Fenton in húa (I = 500 mA), [Fe2+] = 10'4 moL cỏc iu kin pH khỏc 24 Bng Giỏ tr hiu sut khoỏng hoỏ H(%) ca dung dch Glyphosate 10'4 molA, pH= ti cỏc thi im trc v sau thc hin quỏ trỡnh Fenton in húa (I = 0,5 A) cỏc iu kin pH khỏc 26 Bng Giỏ tr TOC (mgõ) ca dung dch Glyphosate 10'4 mol/L, pH= ti cỏc thi im trc v sau thc hin quỏ trỡnh Fenton in húa cỏc nng cht xỳc tỏc Fe2+ khỏc 28 DANH MC CC HèNH V Hỡnh S c ch to gc OH* quỏ trỡnh Fenton in húa 13 Hỡnh S h thng thớ nghim fenton in húa 15 Hỡnh in cc vi Cacbon 17 Hỡnh in cc li Platn 17 Hỡnh Ngun mt chiu (Programmable PFC D.C.Supply 40V/30A, VSP 4030, BK Prộcision) 17 Hỡnh H thng phõn tớch TOC 18 Hỡnh ng chun TC phng phỏp phõn tớch TOC nng glyphosate.22 Hnh ng chun IC phng phỏp phõn tớch TOC nng glyphosate 23 Hỡnh nh hng ca pH dung dch n giỏ tr TOC ca dung dch Glyphosate (Co = l o '4 mol/L) quỏ trỡnh fenton in húa vi nng cht xỳc tỏc Fe2+ = 10'4 mol/L, cng dũng in I = 0,5 A, V = 0,2 L 25 Hỡnh 10 nh hng ca pH dung dch n hiu qu quỏ trỡnh khoỏng húa ca quỏ trỡnh x lý dung dch Glyphosate (Co = 10'4 mol/L) bng Fenton in húa, I = 0,5 A, [Fe2+] = 0,1 mM, V = 0,2 L 26 Hỡnh 11 nh hng ca nng Fe2+ n hm lng TOC quỏ trỡnh x lý dung dch Glyphosate (Co = 10'4 mol/L) bng Fenton in húa, V = 02 L, I = 0,5 A, pH = 28 Hỡnh 12 nh hng ca nng Fe2+ n hiu qu quỏ trỡnh khoỏng húa ca quỏ trỡnh x lý dung dch Glyphosate (Co = l o '4 mol/L) bng Fenton in húa, V = 0,2 L, I = 0,5 A, pH =3 29 M U Lớ chn ti Vit Nam l mt nc sn xut nụng nghip khớ hu nhit i núng v m thun li cho s phỏt trin ca cõy trng nhng cng rt thun li cho s phỏt sinh dch bnh, c di gõy hi cho mng vy vic s dng thuc dit c gúp phn hn ch s phỏt sinh, phỏt trin ca dch bnh lm tng nng sut cõy trng, gim thiu thit hi cho nụng dõn nhng li nh hng xu n mụi trng v ngi Mi nm th gii s dng vi mt lng thuc bo v thc vt ln, thuc tr c, thuc tr sõu c s dng rng rói t u nhng nm 1960 dit sõu bnh, dit c di Cỏc hoỏ cht bo v thc vt (BVTV) mt phn c cõy hp th cũn mt phn cú th tan nc hoc tớch t ong t, sau ma l hoc ti tiờu, lng ln hoỏ cht ny s i vo sụng, sui, i dng v cỏc ngun nc ngm, nc mt gõy ụ nhim nc trờn din rng v ụ nhim t, gõy nh hng trc tip ti sc kho v cuc sng ngi dõn Cỏc húa cht BVTV thng cú c tớnh cao, tn ti dai dng mụi trng bi chỳng rt bn, khú phõn hu hoỏ hc v sinh hc, nờn vic kim soỏt, ỏnh giỏ hm lng v tỏc ng ca chỳng rt khú khn Khi thuc BVTV i vo c th s gõy ri lon hot ng ca h thn kinh (nhc u, mt ng, gim trớ nh), tim mch (co tht mch ngoi vi, nhim c c tim, suy tim), hụ hp (viờm phi, suy hụ hp, thm trớ ngng th), cỏc bnh ung th m cũn cú th to bin i gen di truyn gõy d tt bm sinh cho th h sau, tng t nh dioxin - cht c mu da cam m quõn i M ó s dng chin tranh nc ta Vỡ vy, vic x lý d lng húa cht BVTV núi chung v x lý cỏc im cú ngun nc ụ nhim húa cht BVTV núi riờng nc ta l rt cp thit Cỏc phng phỏp ph bin hin x lý nc ụ nhim loi ny l: hp ph, mng lc, oxy húa nõng cao, ú phng phỏp hp ph v lc mng khụng x lý trit cỏc cht ụ nhim Ngc li phng phỏp oxy húa nõng cao cú kh nng phõn hy hon ton cỏc cht ụ nhim hu c bn vng thnh cỏc sn phm khụng c hi Do ú, em ó chn ti: Nghiờn cu nh hng ca pH v nng cht xỳc tỏc n quỏ trỡnh khoỏng hoỏ Glyphosate bng phn ng Fenton in hoỏ lm ni dung nghiờn cu khúa lun ca mỡnh vi mc ớch tỡm hiu, nghiờn cu cỏch x lý nc ụ nhim thuc dit c Glyphosate bng phn ng fenton in húa, mt cỏc phng phỏp oxy húa nõng cao cú kh nng phõn hy tt cỏc cht ụ nhim hu c bn vng Mc ớch nghiờn cu ỏnh giỏ s nh hng ca pH v nng ca hot cht xỳc tỏc Fe2+ n hiu qu ca quỏ trỡnh x lớ thuc dit c Glyphosate bng phn ng Fenton in hoỏ gúp phn ti u hoỏ quỏ trỡnh x lý Glyphosate i tng nghin cu i tng nghiờn cu chớnh ca khoỏ lun ny l thuc dit c Glyphosate c x lớ bng cụng ngh Fenton in hoỏ Nhim v nghiờn cu - Nghiờn cu c s lớ thuyt v thuc dit c Glyphosate, cụng ngh Fenton in hoỏ, phng phỏp phõn tớch TOC - Nghiờn cu nh hng ca pH v nng cht xỳc tỏc Fe2+ n hiu qu quỏ trỡnh khoỏng hoỏ Glyphosate bng Fenton in hoỏ Phng phỏp nghiờn cu - Phng phỏp khai thỏc thụng tin qua mng internet, SGK, khoa hc - Phng phỏp thc nghim, quy trỡnh thớ nghim hp lớ - Phng phỏp phõn tớch TOC phũng thớ nghim - Phng phỏp x lớ s liu bng phn mm excel CHNG I TNG QUAN 1.1 Gii thiu v thuc dit c Glyphosate 1.1.1 Tng quan chung v thuc dit c Thuc dit c l nhng hp cht hoỏ hc dựng tiờu dit hoc ngn chn quỏ trỡnh sinh trng v phỏt trin ca c Khỏc vi thuc tr sõu v thuc tr bnh, i tng tỏc ng ca thuc tr c l nhiu loi c di cú c im rt khỏc v cú quan h gn gi vi cõy trng Vỡ vy vic la chn thuc tr c v k thut s dng ht sc nghiờm ngt v mang c im riờng a) Phõn loi thuc dit c: Cú nhiu cỏch phõn loi thuc dit c - Phõn loi theo tỏc dng ca thuc tr c : + Thuc dit c cú chn lc: vớ d 2,4 - D tr c lỏ rng, + Thuc dit c khụng cú chn lc: vớ d Glyphosate tr c tranh, - Phõn loi theo cỏch tỏc ng: + Thuc dit c tip xỳc + Thuc dit c ni hp - Phõn loi theo phng phỏp ỏp dng: + Thuc dit c phun trc tip lờn lỏ + Thuc dit c ỏp dng di t - Phõn loi theo thi im ỏp dng: + Thuc dit c tin ny mm + Thuc dit c hu ny mm - Phõn loi theo nhúm hoỏ hc: + Thuc dit c cú gc vụ c: ng sulfat, sodium cholrate, + Thuc dit c cú gc hu c: nhúm phosphor hu c glyphosate, + Thuc dit c cú ngun gc t nhiờn :glufosinate, b) Tnh hỡnh s dng thuc dit c Trờn th gii, thuc dit c ngy cng úng vai trũ quan ng ong vic phũng tr c di bo v sn xut, m bo an ninh lng thc thc Ngun in s dng l ngun mt chiu c ly t thit b chnh dũng cú kh nng iu chnh c cỏc giỏ tr in ỏp v cng dũng in Dũng in vo l dũng xoay chiu 220V, dũng cú th iu chnh v l dũng mt chiu Giúi hn iu chnh in ỏp v cng dũng ca ngun mt chiu l 40V/30A 2.3 Phng phỏp phõn tớch TOC Nguyờn tc xỏc nh TOC: xỏc nh giỏ tr tng cacbon hu c (TOC) thụng qua giỏ tr tng Cachún (TC) v giỏ tr Cacbon vụ c (IC) TOC = TC - IC Trong ú thnh phn TC c xỏc nh bng cỏch t hon ton mu 680c to C 02 v H20 , sn phm to c a qua b kh m (lm mỏt, loi b hi nc) v b hp th halogen (loi b cỏc sn phm chỏy halogen) sau ú a ti detector phỏt hin C t ú thit b s a kt qu v giỏ tr tng cacbon Thnh phn IC (tn ti di dng cacbonat, hidrocacbonat v C ho tan) c tin hnh xỏc nh nh b phn ng IC: mu c bm vo b phn ng ny ri c axit hoỏ to C 2, khớ mang s y C ny túi detector Axit c s dng l HC1 2M cú tỏc dng a pH dung dch v pH = 2-3, ú cỏc phn ng xy ra: X2C + HC1 -> C 02+ XC1 + H20 (9) XHCO3 + HC1 -> C + XC1 + H20 o ằ Hỡnh Mỏy o TOC 18 (10) xỏc nh c hai thnh phn TC v IC cn phi thit lp hai ng chun cho tng giỏ tr TC v IC Dng ng chun TC: Cõn 2,127g C6H4(COOK)(COOH) (trc cõn cn sy khụ 105c ting) ri nh mc lớt c = lOOOppm sau ú ly 5ml C6I4(COOK)(COOH) lOOOppm ri pha loóng thnh 25ml C6H4(COOK)(COOH) 200ppm T dung dch trờn tớnh toỏn t c kt qu cỏc mc di nng lppm, 3ppm, 5ppm, lOppm, 20ppm Dng ng chun IC: Cõn 8,833g Na2C ri pha thnh llit cú nng lOOOppm sau ú ly 5ml Na2C lOOOppm pha loóng thnh 25ml Na2C 200ppm t dung dch ny tớn toỏn pha loóng t c cỏc mclppm, 3ppm, 5ppm, lOppm Sau cú c ng chun ca TC v IC trờn thit b phõn tớch TOC ta tin hnh xỏc nh giỏ tr TOC ca cỏc mu ly t thớ nghim 2.4 Cỏc ni dung nghiờn cu a, nh hng ca pH dung dch ban u Trong cỏc phn ng Fenton, pH nh hng ti hiu qu phõn hy cỏc cht hu c ỏnh giỏ nh hng ca pH dung dch ban u ti kh nng x lý ca quỏ trỡnh bng cỏch tin hnh cỏc thớ nghim vi pH ca dung dch ban u khỏc (2, 3, 4, 5) pH ca dung dch c iu chnh bng dung dch axit H2S 04 Cỏc iu kin thớ nghim khỏc c c nh nh sau: I = 0,5 A, T = 25c (nhit phũng), nng cht xỳc tỏc Fe2+ = 0,1 mM, nng Glyphosate ban u = 0,1 mM Mu c ly ti cỏc thi im trc v sau quỏ trỡnh in phõn, tin hnh phõn tớch TOC ca cỏc mu v xỏc nh hiu sut khoỏng húa H (%): T O C b a n u ~ T O C sau TOCbtấn 100 % Trong ú : TOCsau :l nng TOC (mg/1) ca dung dch sau thi im t 19 TOCbanu : l nng TOC (mg/1) ca dung dch trc thc hin phn ng Fenton in húa * Cỏc bc tin hnh: - Ly 200 mi nc tinh khit cho vo cc thy tinh dung tớch 250 ml - Cõn 0,00352g hoỏ cht Glyphosate, pha vo 200 ml nc trờn v khuy u bng khuy t - Cõn l,4347g mui NaS4, hũa vo 200 ml dung dch trờn v khuy u bng khuy t - Cõn 0,0056g mui FeS04.7H20 , hũa vo dung dch v khuy u bng khuy t - Sc khớ nộn vo dung dch khong 30 phỳt - Dựng mỏy o pH ca dung dch, sau ú thờm t t dung dch axit H2S 04 iu chnh pH n giỏ tr mong mun - Tin hnh in phõn vi cng 0,5A Sau cỏc khong thi gian: 15 phỳt, 30 phỳt, 45 phỳt, 60 phỳt, ly 5ml mu em i phõn tớch TOC b, nh hng ca nng ca cht xỳc tỏc Fe2+ ỏnh giỏ nh hng ca nng cht xỳc tỏc túi kh nng x lý ca quỏ trỡnh bng cỏch tin hnh cỏc thớ nghim vi nng ban u ca cht xỳc tỏc Fe2+ khỏc ln lt l 0,05mM; 0,lmM; 0,2mM; 0,5mM; lmM iu kin thớ nghim: I = 0,5 A, T = 25c, pH = 3, nng Glyphosate ban u = 0,1 mM * Cỏc bc tin hnh: - Ly 200 ml nc tinh khit cho vo cc thy tinh dung tớch 250 ml - Cõn 0,00352g húa cht Glyphosate, pha vo 200 ml nc trờn v khuy u bng khuy t - Cõn l,4347g mui NaS04, hũa vo 200 ml dung dch trờn v khuy u bng khuy t 20 - Cõn mt lng mui FeS04.7H20 xỏc nh theo tớnh toỏn nng FeS04 dung dch ln lt l 0,05mM; 0,lmM; 0,2mM; 0,5mM; lmM, hũa vo dung dch v khuy u bng khuy t - Sc khớ nộn vo dung dch khong 30 phỳt - Dựng mỏy o pH ca dung dch, sau ú thờm t t dung dch axit H2S 04 iu chnh n pH =3 - Tin hnh in phõn vi cng 0,5A Sau cỏc khong thũi gian: 15 phỳt, 30 phỳt, 45 phỳt, 60 phỳt, ly 5ml mu em i phõn tớch TOC 21 CHNG III KT QU V THO LUN 3.1 Xõy dng ng chun TOC cho thit b dng ng chun TC, IC cho mỏy cú th nhn o c nng ca glyphosate (nng cacbon hu c), cn phi dng ng chun TC, IC nh hỡnh v hỡnh 140 y = 6.5137x +0.2791 R2 = 0.9994 120 / 100 / 80 60 40 20 V 15 nụng (mg/1) 20 25 Hỡnh ng chun TC ca phng phỏp phõn tớch TOC nng glyphosate ng chun TC cho bit c tng nng cacbon mu.Trờn c s kt qu ny, ng chun TC c xõy dng nh trờn hỡnh 7, vúi h s tng quan R2 = 0,9994 Do ú cú th s dng phng phỏp o TOC phõn tớch Glyphosate di nng - 20 mg/1 v nú cú th o c TC di 0,5ppm Dung dch mu sau t to C c detector phỏt hinchp c ph cacbon s chp peak ca C2 t ng chun xỏc nh c nng tng ca cacbon mu sau in phõn ú da vo ú cú th ỏnh giỏ c mc nh hng ca cỏc yu t pH, nng cht xỳc tỏc 22 140 120 y = 11.85x - 0.3756 R2= 0.9997 , - / 100 80 - C: 40 20 A - * Ơ 10 nng (mg/1) Hỡnh ng chun IC ca phng phỏp o nng Glyphosate bng phng phỏp o TOC ng chun IC cho bit c tng nng cacbon vụ c mu Trờn c s kt qu ny, ng chun IC c xõy dng nh trờn hỡnh 8, vúi h s tng quan R2 = 0,9997 Do ú cú th s dng phng phỏp o TOC phõn tớch Glyphosate di nng - 10 mg/1 v nú cú th o c IC di 0,5ppm Dung dch mu s tn ti di dng cacbonat, hidrocacbonat v C ho tan c tin hnh xỏc nh nh b phn ng IC: mu c bm vo b phn ng ny ri c axit hoỏ to C 02, khớ s y C ny túi detector Axit c s dng l HC1 2M cú tỏc dng a pH dung dch v pH = 2-3 sau ú C 02 sinh c y túi dectector phỏt hin chp peak t ng chun xỏc nh c nng tng ca cacbon vụ c mu sau in phõn ú da vo ú cú th ỏnh giỏ c mc nh hng ca cỏc yu t pH, nng cht xỳc tỏc 23 T giỏ tr TC (tng nng cacbon mu), IC ( tng nng cacbon vụ c) t ú ta tớnh c tng nng cacbon hu c da vo cụng thc: TOC = TC - IC 3.2 Nghiờn cu s nh hng ca pH dung dch n quỏ trỡnh fenton in húa nghiờn cu nh hng ca pH dung dch n hiu qu x lý Glyphosate bng fenton in húa, thc hin quỏ trỡnh fenton in húa dung dch Glyphosate nng 10'4 mol/L vi dũng in cú cng I = 0,5 A, nng Fe2+ ban u 10'4 mol/L vúi cỏc giỏ tr pH t n Kt qu o giỏ tr TOC ti cỏc thi im trc v sau quỏ trỡnh Fenton in hoỏ c th hin bng v hỡnh 9: Bng Giỏ tr TOC (mgó) ca dung dch Glyphosate thc hin quỏ trỡnh ýenton in húa cỏc iu kin pH khỏc (Co = 10'4 mol, [Fe2+]= mo, = 0,5 A, V = 0,2 L) Thũi gian pH = pH = pH = pH = 5,295 5,295 5,295 5,295 10 3,801 2,5995 3,295 4,491 20 3,249 2,5506 3,477 4,197 35 2,9565 2,4894 3,264 3,633 50 2,9091 2,2458 3,126 3,552 ( phỳt ) Kt qu cho thy, giỏ tr TOC ca dung dch Glyphosate gim dn theo thi gian in phõn (hỡnh 9), hay kh nng khoỏng húa dung dch tng dn theo thũi gian (hỡnh 10) Kt qu ny hon ton hp lý vỡ theo nh lut Faraday, thi gian in phõn cng ln, cỏc cht b in phõn trờn cỏc in cc cng nhiu, hay sn phm ca quỏ trỡnh in phõn sinh ờn cỏc in cc 24 cng nhiu Do ú, theo thi gian, lng H20 sinh trờn catot (phn ng (6)) cng ln, dn n hm lng gc t OH c sinh (phn ng (5)) cng tng Kt qu l lng Glyphosate b phõn hy (b kh bi cỏc gc OH) tng dn theo thi gian, hay hiu sut khoỏng húa tng dn theo thũi gian õy, nng Fe2+ ong dung dch khụng thay i nhiu ong sut quỏ trỡnh xy phn ng kh Fe3+ thnh Fe2+ trờn catot (phn ng (8)) + 2H+ + 2e' -> H2 (6) Fe2+ + 2H20 -> Fe3+ + OH + -OH (5) Fe3+ + e' -> Fe2+ (8) Hỡnh nh hng ca pH dung dch n giỏ tr TOC ca dung dch Glyphosate quỏ trỡnh fenton in húaCo = 10~4 mol/L, [Fe2+]= 10~4 mol/L, I = 0,5 A, V = 0,2 L) 25 Bng Giỏ tr hiu sut khoỏng hoỏ H(%) ca dung dch Glyphosate thc hin quỏ trỡnh fenton in húa cỏc iu kin pH khỏc nhau(Co =10-4 mol/L, [Fe2+]= 10 mol/L, I = 0,5 A, V = 0,2 L) Thũi gian pH = pH = pH = pH= 0 0 10 28,215 50,906 33,088 15,184 20 38,640 51,830 34,335 20,736 35 44,164 52,986 38,357 31,388 50 45,0595 57,586 40,963 32,918 (phỳt) pH = pH = 10 20 _ 30 40 50 60 Thi gian (phỳt) Hỡnh 10 nh hng ca pH dung dch n hiu sut quỏ trỡnh khoỏng húa ca quỏ trỡnh x lý dung dch Glyphosate (Co = 10 mol/L) bng Fenton in húa, I = 0,5 A, [Fe2+] = 0,1 mM, V = 0,2 L 26 Kt qu ờn th hỡnh v 10 cng cho thy pH ca dung dch cú nh hng rt ln n quỏ trỡnh Fenton in húa C th, pH dung dch tng t n hiu sut khoỏng húa gim dn Nguyờn nhõn l pH tng, nng ion H+ gim dn n lng H20 sinh ong quỏ trỡnh kh trờn catot (phn ng (6)) gim Kt qu l lng gc t *OH sinh theo phn ng (7) s gim ú lm hiu sut khoỏng húa Glyphosate gim Ngoi pH tng, cng dn n kh nng phn ng gia Fe3+ v OH' to thnh kt ta Fe(OH)3 lm gim hiu sut quỏ trỡnh khoỏng húa [10] Mt khỏc, pH gim di thỡ hiu sut khoỏng húa khụng tng m li gim nh ờn hỡnh 10, hiu sut khoỏng húa gim tng i mnh pH = Nguyờn nhõn l pH thp, nng ion H+ cao, cú th xy phn ng gia H+ v H20 to thnh ion oxonium (H30 2+) theo phn ng: H20 + H+> H30 2+ (11) Ngoi ra, nu pH thp di cú th ion H+ b kh ờn catot theo phn ng (11) dn n lm gim s lng cỏc v trớ hot ng cho quỏ trỡnh kh trờn catot to thnh hydro peoxit H20 [11] Do ú, pH = l ti u i vi quỏ trỡnh Fenton in húa ú s x lớ tt nht t hiu qu cao Kt qu ny cng phự hp vúi cụng trỡnh nghiờn cu ca Kwon v cng s [12], Tang v cng s [13], Lin v cng s [14], 3.3 nh hng nng cht xỳc tỏc nghiờn cu nh hng ca nng cht xỳc tỏc Fe2+ n hiu qu x lý Glyphosate bng Fenton in húa, thc hin quỏ trỡnh Fenton in húa dung dch Glyphosate nng 10'4 mol/L, pH = 3, cng dũng in I = 0,5 A vi cỏc giỏ tr nng Fe2+ a vo dch ban u khỏc t 0,05 mM n mM Kt qu thu c th hin bng 3, hỡnh 11 v 12 27 Bng Giỏ tr TOC (mgõ) ca dung dch Glyphosate quỏ trỡnh ýenton in húa vi cỏc nng cht xỳc tỏc Fe2+ khỏc nhauCo = 10'4 moL, pH= 3,1 = 0,5 A, V = 0,2 L) Thũi gian 0,05mM 0,lmM 0,2mM 0,5mM lmM 5,301 5,301 5,301 5,301 5,301 10 3,696 2,6421 3,072 4,797 3,1143 20 3,219 2,5854 3,051 4,716 2,964 35 3,075 2,3373 2,8332 4,119 2,736 50 2,5881 2,3052 2,8017 3,915 2,6958 (Phỳt) Hỡnh 11 nh hng ca nng Fe2+ n hm lng TOC quỏ trỡnhx lý dung dch Glyphosate bng Fenton in húaCo = 10~4 mol/L, pH= 3,1 =0,5 A, V - 0,2 L) 28 Hỡnhl2 nh hng ca nng Fe2+ n hiu sut quỏ trỡnh khoỏng húa ca quỏ trỡnh x lý dung dch Glyphosate (Co = l o '4 mol/L) bng Fenton inhúa.v = 0,2 L, I = 0,5 A, pH ~3) Da vo th 12 nng cht xỳc tỏc Fe2+ 0,05mM in phõn sau 10 phỳt thỡ kh nng x lớ kộm hn nng 0,lmM; 0,2mM; lmM nhng sau in phõn c 50 phỳt thỡ kh nng x lớ ca Fe2+ t hiu qu cao ch sau Fe2+ 0,1 mM Khi nng Fe2+ 0,5mM kh nng x lớ kộm hn so vi cỏc nng khỏc cựng thi gian Ta thy s nh hng ca nng cht xỳc tỏc th hin rừ rt theo thi gian nng Fe2+ 0,5mM hiu qu khoỏng hoỏ kộm hn so vúi cỏc nng khỏc lmM; 0,2mM Nh vy ta thy nng Fe2+0,lmM ta thy hiu qu x lớ tt nht t hiu sut cao nht cỏc nng m ta xột n nờn xột cỏc yu t nh hng khỏc ta ly nng cht xỳc tỏc Fe2+ 0,1 mM 29 th hỡnh 11 v 12 cho thy nng Fe2+ tng n 0,1 mM thỡ hiu qu khoỏng húa Glyphosate tng theo thũi gian, nguyờn nhõn l theo nh lut tỏc dng lng, phn ng (7) nng ban u ca Fe2+ tng, nng gc t OH* tng, kt qu l hiu qu khoỏng húa Glyphosate tng Khi nng Fe2+ vt quỏ 0,1 mM thỡ hiu qu khoỏng hoỏ Glyphosate li gim theo thũi gian Nguyờn nhõn cú th xy phn ng ph gia Fe2+ v gc OH* (phn ng (12), lm tiờu hao gc OH, dn n s gc OH* cũn li phn ng vi Glyphosate gim, kt qu l hiu sut khoỏng húa gim Fe2+ + OH*Fe3+ + OT (12) Mt khỏc, cỏc ion Fe3+ to thnh theo phn ng (13) cng cú th phn ng vi H20 dn n lm gim hiu qu quỏ trỡnh khoỏng húa Glyphosate [15]: Fe3+ + H20 2-> Fe-OOH2++ H+ (13) F e-OOH2+ằFe2+ + H 02* (14) Do ú, nng xỳc tỏc Fe2+ = 0,1 mM l ti u i vi quỏ trỡnh Fenton in húa, ú s x lớ Glyphosate t hiu qu cao ú cỏc nghiờn cu tip theo, nng cht xỳc tỏc Fe2+ = 0,lmM 30 KT LUN Khúa lun ó nghiờn cu nh hng ca pH dung dch v nng cht xỳc tỏc Fe2+ n hiu qu quỏ trỡnh x lý glyphosate Cỏc kt qu nghiờn cu thu c cho thy hiu sut x lý glyphosate tng dn theo thi gian Khi pH ca dung dch thay i thỡ hiu sut x lý glyphosate cng thay i v hiu sut x lý cao nht pH ca dung dch bng 3, kt qu nghiờn cu nh hng ca nng xỳc tỏc Fe2+ cho thy nng xỳc tỏc thay i, hiu sut quỏ trỡnh x lý glyphosate cng thay i, v t giỏ cao nht nng xỳc tỏc Fe2+ = 0,1 mM cỏc iu kin trờn, khong 85% Glyphosate (vi nng u glyphosate bng 33,8 mg/L) b phõn hy sau 40 phỳt thc hin quỏ trỡnh Fenton in húa Quỏ trỡnh Fenton in húa thớch hp s dng ong cụng on tin x lý cỏc cht ụ nhim hu c khú phõn hy 31 TI LIU THAM KHO T V , _ A i liu tiờng vit Phm Th Lõn (2013), Nghiờn cu x t nhim thuc bo v thc vt khú phõn hy (POPs) bng phng phỏp chit nc vi ph gia QH, Khúa lun tt nghip, Trng i hc S phm H Ni Nguyn Thnh Cang (2012), Xỏc nh hm lng hot cht Glyphosate, Nereistonxin, Kasugamycn thuc bo v thc vt bng HPLC, Lun tt nghip, Trng i hc cn Th - Khoa Khoa hc t nhiờn Vừ Hng Thi (2011), Mt s ng dng ca quỏ trỡnh oxy húa nõng cao (AOPs) bng phng phỏp Fenton in húa x l nc thi Vit Nam, K yu hi ngh khoa hc Mụi trng v cụng ngh sinh hc, i hc K thut cụng ngh TP.H Chớ Minh Ti liu ting anh B Bald, M A Oturan, N Oturan, and I Sires (2009) "Decontamination of aqueous glyphosate, (aminomethyl)phosphonic acid, and glufosinate solutions by electro-fenton-like process with Mn2+ as the catalyst", Journal of agricultural and food chemistry 57, 48884894 M Rongwu et al (2012), Envonmental Science Research & Design Institute of Zhejiang Province,Hangzhou 310007, China s Aquino Neto, and A R de Andrade (2009) "Electrooxidation of glyphosate herbicide at different DSAđ compositions: pH, concentration and supporting electrolyte effect", Electrochimica Acta 54, 2039-2045 J Hoignộ (1997) "Inter-calibration of OH radical sources and water quality parameters", Water Science and Technology 35, 1-8 G V Buxton; c L Greenstock; and w p H a A B Ross (1988) "Critical Review of rate constants for reactions of hydrated ... cỏ Glyphosate, công nghệ Fenton điện hoá, ph ơng ph p ph n tích TOC - Nghiên cứu ảnh hưởng pH nồng độ chất xúc tác Fe2+ đến hiệu trình khoáng hoá Glyphosate Fenton điện hoá Ph ơng ph p nghiên cứu. .. Nguyễn Thị Hương LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan khoá luận Nghiên cứu ảnh hưởng pH nồng độ chất xúc tác đến trình khoáng hoá glyphosate ph n ứng Fenton điện hoá ” em thực hướng dẫn TS Lê Thanh Sơn,... khả ph n hủy hoàn toàn chất ô nhiễm hữu bền vững thành sản ph m không độc hại Do đó, em chọn đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng pH nồng độ chất xúc tác đến trình khoáng hoá Glyphosate ph n ứng Fenton