Đánh giá khả năng hấp phụ cypermethrin của than hoạt tính (GAC) trong nước lợ

Đánh giá khả năng hấp phụ cypermethrin của than hoạt tính (GAC) trong nước lợ

Lời cám ơn Trong thời gian vừa qua, nỗ lực thân, nhận giúp đỡ nhiệt tình thầy cô giáo, cán bộ, gia đình bạn bè để hoàn thành khoá luận Nhân dịp này, cho phép bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tất giúp đỡ quý báu Lời xin trân trọng cảm ơn thầy cô giảng dạy hướng dẫn thực tập khoa Tài nguyên Môi trường, trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho thời gian học tập rèn luyện trường Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới ThS Đinh Tiến Dũng – Viện Môi trường Nông nghiệp ThS Nguyễn Thị Thu Hà –trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, người trực tiếp hướng dẫn giúp đỡ suốt trình thực tập để hoàn thành khoá luận Tôi xin chân thành cảm ơn dự án “Nghiên cứu ảnh hưởng hoá chất nông nghiệp đến tượng tôm chết hàng loạt Đồng Sông Cửu Long” cung cấp kỹ thuật, phương tiện kinh phí để thực nghiên cứu Tôi xin cảm ơn cán làm việc Trung tâm Phân tích Chuyển giao Công nghệ Môi trường – Viện Môi trường nông nghiệp tạo điều kiện trực tiếp giúp đỡ bố trí thí nghiệm phân tích mẫu Cuối muốn dành lời cảm ơn chân thành tới gia đình vàbạn bè, người động viên, giúp đỡ suốt thời gian học tập, rèn luyện trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội Hà Nội, ngày 10 tháng 05 năm 2013 Người thực MỤC LỤC AOT BVTV CPSH DANH MỤC VIẾT TẮT Công nghệ oxy hóa tiên tiến Bảo vệ thực vật Chế phẩm sinh học DCVA - (2,2 - dichlorovinyl) - 2,2 - dimethyl cyclopropanecarboxylic acid DDT ĐBSCL GAC GC/MS HCBVTV Dichlorodiphenyltrichloroethane Đồng sông Cửu Long Granular Activated Carbon (than hoạt tính dạng hạt) Gas Chromatography–Mass Spectrometry (sắc ký khí khối phổ) Hoá chất bảo vệ thực vật IUPAC International Union of Pure and Applied Chemistry (Liênhiệp Hóa học Thuần túy Ứng dụng Quốc tế) NN Nông nghiệp NTTS Nuôi trồng thủy sản PAC Powdered Activated Carbon (than hoạt tính dạng bột) PBA - phenoxybenzoic acid PTNT Phát triển Nông thôn TCE Tricloetylen VLHP Vật liệu hấp phụ VSV Vi sinh vật DANH MỤC CÁC HÌNH Phần ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Tính cấp thiết đề tài Việc sử dụng hóa chất thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) có tác dụng tích cực nuôi trồng thủy sản (NTTS) dư thừa hóa chất thuốc BVTV lại làm suy giảm môi trường Chất lượng nguồn nước phục vụ cho NTTS coi mối nguy đe dọa đến an toàn bền vững ngành NTTS nước ta.Phan Thanh Cường (2011) cho biết ”theo báo cáo Cục Thú y (2011), tình hình dịch bệnh tôm tỉnh ven biển Đồng sông Cửu Long (ĐBSCL) diễn biến phức tạp, đặc biệt tượng tôm nuôi chết hàng loạt, diện rộng Tôm chết chủ yếu vùng nuôi tôm thâm canh, có tỉnh diện tích thiệt hại từ 80 - 90% Thống kê tình hình nuôi tôm 12 tỉnh trọng điểm cho thấy diện tích thả giống 622.750 diện tích thả tôm sú 609.994 (chiếm 97,95%); diện tích thả tôm chân trắng 12.775 (chiếm 2,05%)” Nguyên nhân gây chết tôm hàng loạt thời gian qua phần virus, vi khuẩn, vật chủ mang mầm bệnh lây lan cộng đồng, nguyên nhân thuốc diệt giáp xác Rất nhiều báo cáo khoa học, ý kiến nhà quản lý, nông dân cho từ thuốc BVTV hóa chất có nguồn gốc từ thuốc BVTV mà người nông dân lạm dụng dùng để diệt tạp cho ao nuôi làm cho tôm ngộ độc Trong thuốc BVTV Cypermethrin sử dụng phổ biến Mặc dù ô nhiễm hóa chất coi số tác nhân gây chết tôm quan trọng nước chưa có công trình nghiên cứu chuyên sâu lĩnh vực Trong đó, công nghệ xử lý dư lượng hóa chất ao nuôi nói riêng nông nghiệp nói chung hạn chế kể giới lẫn nước Than hoạt tính sử dụng phổ biến công nghệ hấp phụ chất ô nhiễm hữu có nồng độ thấp, thêm vào nước Thế giới có nhiều nghiên cứu làm sở để ứng dụng công nghệ hấp phụ sử dụng than hoạt tính vào xử lý dư lượng thuốc BVTV Mặc dù việc sử dụng than hoạt tính phổ biến xử lý nước ngọt, nước mặn nước lợ có nghiên cứu Từ lý tiến hành thực đề tài: “Đánh giá khả hấp phụ Cypermethrin than hoạt tính (GAC) nước lợ”qua đề xuất thiết kế mô hình cột hấp phụ Cypermethrin than hoạt tính (GAC) xử lý Cypermethrin nước lợ 1.2 Mục đích nghiên cứu - Xác định yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ Cypermethrin than hoạt tính dạng hạt (GAC) môi trường nước lợ - Đánh giá khả hấp phụ Cypermethrin than hoạt tính GAC làm sở đề xây dựng phương án hấp phụ xử lý Cypermethrin 1.3 Yêu cầu nghiên cứu - Xây dựng sở liệu khả hấp phụ Cypermethrin than hoạt tính - Số liệu trung thực, rõ ràng Phần TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1 Hiện trạng tồn dư Cypermethrin nuôi tôm nước lợ Hoá chất sử dụng với nhiều mục đích khác nhau: công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt người Trên giới có 4.000.000 loại hóa chất khác nhau, trung bình hàng năm có khoảng 30.000 chất phát minh đưa vào sử dụng Trong số hóa chất có khoảng 60.000 đến 70.000 loại dùng thường xuyên rộng rãi Một số lượng đáng kể số sử dụng NTTS, mối nguy hiểm đe dọa đến môi trường sức khỏe người Theo tập đoàn nghiên cứu kinh doanh quốc tế Freedonia, doanh số mặt hàng hóa chất nông nghiệp giới năm 2009 45 tỷ USD dự kiến tăng lên mức 52 tỷ USD vào năm 2014 Trong đó, Trung Quốc nước đứng đầu hai vị trí, nhà sản xuất người tiêu thụ Viện Cây trồng thuộc Viện Hàn lâm khoa học Trung Quốc cho biết nhu cầu sử dụng loại thuốc trừ sâu nước tăng từ 700.000 năm 1990 lên 1,7 triệu năm 2008 (tương đương 30 kg/ha) Nếu thống kê trung bình lượng thuốc trừ sâu sử dụng theo diện tính số Trung Quốc cao từ đến lần so với quốc gia khác, lượng tiêu thụ chiếm 35% thị phần giới, tương đương hai nước Mỹ Ấn Độ cộng lại Nghiên cứu Lyle-Fritch cộng (2006),cho thấy việc sử dụng hóa chất chế phẩm sinh học sử dụng trang trại nuôi tôm nước Philipine, Mexico, Thái lan, Ấn Độ Khoảng 40 loại hóa chất chế phẩm sinh học sử dụng để cải tạo, xử lý ao nuôi tôm vùng nuôi công nghiệp bán thâm canh Thái Lan thập niên 90 đến năm2000 số lượng hoạt chất tăng lên tới70 Ở Mexico, năm 2001 có tới 179 hóa chất sử dụng ao nuôi tôm Theo nghiên cứu Kanchanakarn (1986), Thái Lan, Dipterex khuyến cáo sử dụng rộng rãi lượng 0,25 – 0,3 ppm để diệt loài giáp xác, sinh vật ký sinh trùng đơn bào ao nuôi cá Sử dụng Dipterex cao - lần Khi phân tích chi phí/lợi ích trang trại khác miền đông Thai Lan Tonguthai, Kamonporn (2000) cho thấy nông dân chi khoảng 10 baht cho sử dụng hóa chất cho kg tôm thương phẩm Năm 1995, sản lượng tôm đạt 250.000 tấn, ước tính 2.500 triệu Baht (100 triệu USD) cho riêng hóa Những hóa chất Thai Lan nhập chủ yếu từ Mỹ, Canada, Anh, Australia Nhật Bản Bên cạnh thuốc BVTV sử dụng trực tiếp để diệt giáp xác ao, lượng thuốc xâm hập vào ao qua nguồn nước bị ô nhiễm thuốc BVTV rò rỉ, thẩm thấu trình sử dụng trồng NN 2.1.1 Đặc điểm tính chất Cypermethrin Theo Trương Quốc Phú (2012), Cypermethrin loại thuốc trừ sâu tổng hợp thuộc pyrethoid (thuốc bảo vệ thực vật thảo mộc chiết suất từ loài thuộc nhóm hoa cúc), chúng tổng hợp thành công vào năm 1974 tung thị trường lần vào năm 1977do nhà sản xuất Zeneca Inc., FMC Corp., American Cyanamid co., với tên thương mại Demon, Cybush, Ammo, Cynoff… Cypermethrin hợp chất hữu có tên hóa học phenoxyphenyl)methyl Cyano - (3 - (2,2 - dichloroethenyl) - 2,2 - dimethylcyclo – propanecarboxylate Công thức phân tử Cypermethrin C22H19Cl2 NO3 Cypermethrin chất bán rắn (sệt), không mùi, có màu vàng nâu tan nước (khoảng 0,005 - 0,01 mg/l) tan tốt dung môi hữu aceton (620g/L), xylen (351 g/L) cyclohexanone (515 g/L) Khi bị thủy phân, thời gian bán hủy (DT 50) cypermethrin phụ thuộc vào dạng đồng phân pH môi trường Ở điều kiện nhiệt độ 25 0C, thời gian bán hủy dạng đồng phân trans 923 ngày, 136 ngày, ngày 23 phút tương ứng với điều kiện pH 3, 7, 11 Dạng đồng phân cis bền nên có thời gian bán hủy 1302 ngày, 221 ngày, 21 ngày 38 phút, tương ứng với điều kiện pH 3, 7, 11.Thời gian bán hủy cypermethrin quang phân tương đối nhanh so với thủy phân Trong nước (nhiệt độ 200C pH = 4) thời gian bán hủy 12,4 - 14,8 ngày, không khí thời gian bán hủy 3,47 đất thời gian bán hủy 34,2 - 38,2 ngày 2.1.2 Nguồn gốc Cypermethrin ao nuôi tôm Nguồn chủ động: Theo kết nghiên cứu Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản I (2004), có 1893 có 1500 sản phẩm cấp phép, có 476 sản phẩm có chứa chất kháng sinh sử dụng NTTS Trong có 373 loại diệt trừ dịch hại, 14 loại xử lý đất nước, chất gây màu nước, 86 chất khử trùng diệt tạp, 138 kháng sinh, 47 loại chế phẩm sinh học (CPSH), 13 loại vitamin, 57 loại thức ăn bổ sung, 10 loại hormone, loại không xác định Nuôi tôm dùng 186 loại (có 32 loại kháng sinh); sản xuất tôm giống 98 loại (39 kháng sinh); nuôi cá biển 29 loại (14 loại kháng sinh); nuôi cá lồng nước 74 loại (41 loại kháng sinh); nuôi cá ao nước 67 loại (31 kháng sinh); sản xuất cá giống nước 85 loại (37 kháng sinh) Trong số đó, theo Mai Văn Tài ctv (2004) loại bị Bộ thủy sản (nay Nông nghiệp Phát triển nông thôn) cấm kinh doanh, sản xuất sử dụng Như nhận thấy hóa chất có ao nuôi tôm xuất phát từ hoạt động khử trùng diệt tạp, hóa chất sử dụng sản phẩm chế phẩm sinh học thức ăn bổ sung, hoocmon Có 194 loại thuốc, hóa chất CPSH sử dụng nuôi tôm với 32 loại thuốc kháng sinh 29% hộ sử dụng; 98 loại sản xuất tôm giống với 39 loại thuốc kháng sinh Kháng sinh dùng chủ yếu nhóm Oxytetracyclin (Oxytetracyclin, Tetracyclin, Doxycyclin), đặc biệt sở sản xuất giống tôm (67%).Ngoài người dân chủ động sử dụng hóa chất khử trùng diệt tạp Một số chất như: Formalin, Đồng sulfat, thuốc tím, Dipterex, xoan, …và chất kích thích tôm lột xác Saponin, Saprotex, Bã Hạt Trà Hình 2.1: Tỷ trọng sản phẩm hoá chất sử dụng NTTS (Nguồn: Mai Văn Tài cộng tác viên,2004) Theo điều tra Nguyễn Văn Hảo, Lê Hồng Phước Cao Thành Trung (2011), thì100% hộ sử dụng loại vi lượng, men tiêu hóa tăng hệ miễn dịch, cải thiện hấp thu dưỡng chất giúp tăng trọng tốt thể tôm Oceanic, Azomite, Sorbitol, Kenton, Enrolive, Betaglucan,Olimos… kháng sinh Flofenicol (0,5 - g/kg thức ăn), Oxytetraciline (10 - 20 g/kg thức ăn) nhằm phòng ngừa diệt khuẩn gây bệnh tôm có dịch bệnh Theo Huỳnh Thị Tú (2006),trong nuôi tôm sú Sóc Trăng Bạc Liêu sử dụng 74 loại thuốc hóa chất có 20 loại thuốc hóa chất dùng diệt tạp tẩy trùng; 19 loại kháng sinh; 10 loại hóa chất dùng xử lý đất nước; 10 loại men vi sinh số loại thuốc hóa chất khác phân bón, sản phảm dùng tăng cường hệ miễn dịch bổ sung vào thức ăn cho tôm.Theo Nguyễn Thị Phương Nga (2004) Sóc Trăng, Bạc Liêu Cà Mau có đến 116 sản 10 Kết thí nghiệm cuối giống kết thí nghiệm trước nó, đặc biệt điều kiện nồng độ đầu vào đạt 10 ppm Điều cho thấy mức độ ổn định cao phương pháp thí nghiệm phương pháp đánh giá chất lượng kết thí nghiệm Bảng 4.8: Ảnh hưởng nồng độ đầu vào đến hấp phụ Cypermethrin Nồng độ ban đầu Nồng độ sau xử lý Dung lượng hấp phụ Hiệu xử lý C0 (ppm) Ccb (ppm) q (mg/g) H (%) 0,014 0,020 98,60 0,047 0,039 97,65 0,150 0,097 97,00 10 0,366 0,193 96,34 Trong đó: Nồng độ sau xử lý xác định giá trị trung bình (n = 9) Nguồn: Kết thí nghiệm, 2013 Qua bảng 4.8 hình 4.4 ta nhận thấy tăng nồng độ dung dịch Cypermethrin từ ppm - 10 ppm dung lượng hấp phụ than Cypermethrin tăng Dung lượng hấp phụ than Cypermethrin thấp mẫu ppm (0,020 mg/g) cao mẫu có nồng độ l0 ppm (0,193 mg/g) Ngược lại với xu hướng đó, hiệu hấp phụ than Cypermethrin dao động khoảng 96,34 đến 98,60% tương ứng với nồng độ 10 ppm - 1ppm Hiệu xử lý thấp nồng độ 10 ppm (96,34%) tương ứng với dung lượng hấp phụ than đạt 0,193 mg/g Hiệu xử lý đạt hiệu cao nồng độ ppm (98,60%) tương ứng với dung lượng hấp phụ than đạt 0,020 mg/g Xu biến đổi nồng độ cho thấy đặc tính hấp phụ vật liệu cypermethrin Tương tự hàm lượng vật liệu hấp phụ sử dụng, 51 việc gia tăng nồng độ chất bị hấp phụ đầu vào dẫn đến giảm hiệu xử lý tăng dung lượng hấp phụ Hình 4.4 Ảnh hưởng nồng độ đầu vào đến hấp phụ Cypermethrin Do đó, điểm xử lý tối ưu điểm gặp hai xu hướng thay đổi Trong nghiên cứu này, nồng độ Cypermethrin đầu vào khoảng ppm trình xử lý với điều kiện thí nghiệm tối ưu Tại nồng độ ppm, dung tích hấp phụ đạt 0,097 mg/g hiệu đạt 97% Tuy nhiên, kết có ý nghĩa điều kiện thí nghiệm (pH = 7; nhiệt độ 25oC, hàm lương than 50 g/l, nồng độ chất bị hấp phụ dao động khoảng – 10 ppm) Muốn ứng dụng vào thực tế quy luật quan hệ nồng độ hiệu xử lý, cần phải sử dụng phương trình toán lý thuyết để đánh giá 4.2 Khả hấp phụ than hoạt tính Cypermethrin Từ đặc điểm trình hấp phụ: hấp phụ vật lý hoá học than hoạt tính Cypermethrin, phương trình đẳng nhiệt Freundlich phù hợp với điều kiện nghiên cứu Do đó, phương trình sử dụng để mô tả mối quan hệ nồng độ khả hấp phụ than hoạt tính biểu diễn dung lượng hấp phụ Từ kết 4.1.4, xây dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ than hoạt tính Cypermethrin Dựa vào đường hấp phụ đẳng nhiệt Freundlichdạng tuyến tính biểu diễn phụ thuộc x/m vào C xác định dung lượng hấp phụ q số n, K.Theo lý thuyết khả hấp phụ than tính theo phương trình Freundlich là: (4.1) Trong đó: q: Dung lượng hấp phụ (mg/g) 52 Kf 1/n: số hấp phụ Freundlich, Logarit hai vế phương trình (3.1) ta phương trình (3.2): Log q = logKf + 1/n logC (4.2) Do nồng độ tăng khả hấp phụ giảm nên mối quan hệ phương trình Freundlich mối quan hệ nghịch Phương trình tương quan tuyến tính biểu diễn y = ax + b Hình 4.5: Đường đẳng nhiệt hấp phụ Freundlichchuyển dạng tuyến tính than hoạt tính GAC Cypermetrin Như vậy, vào phương trình tương quan tuyến tính (4.2) thể hình 4.5 ta có số phương trình Freundlich sau: a= 0,985; b= -1,7018vàR= → 1/n= 0,985 → n= 1,0152 (1) → log10Kf = -1,7018 → Kf = 0,0199 (2) Thay (1), (2) vào phương trình (4.1) ta phương trình biểu diễn mối quan hệ dung lượng hấp phụ than hoạt tính nồng độ Cypermethrin là: (mg/g) (4.3) Từ kết phương trình tương quan 4.3 thu xây dựng đường hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich với khoảng nồng độ khác Trong trường hợp nghiên cứu này, xây dựng đường Freundlich với nồng độ từ đến 10 ppm cho hình 4.6 Hình 4.6: Đường đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich thu khoảng nồng độ nghiên cứu 53 Từ kết nghiên cứu tổng quan, vấn đề tôm chết hàng loạt đồng sông Cửu Long nồng độ cao Cypermethrin nước nuôi tôm gây Ví dụ, theo kết phân tích môi trường bùn đáy ao nuôi cho thấy nồng độ Cypermethrin vượt từ đên lần so với tiêu chuẩn cho phép (0,1 mg/kg) ứng với mức 300 – 600 ppb giá trị LC 50 tôm 0,005 (ppm) ứng với ppb (tham khảo kết nghiên cứu Trương Quốc Phú, 2011) Nồng độ Cypermethrin nước thấp bùn, mức cao: 30 – 100 ppb Nếu vào nồng độ này, nhu cầu xử lý Cypermethrin phải đạt hiệu từ 83 – 95% đảm bảo giá trị Cypermethrin môi trường không gây chết hàng loạt Việc thiếu số liệu giá trị ngưỡng an toàn sinh học Cypermethrin tôm nuôi gây khó khăn cho việc xác định tiêu chí xử lý Trong đó, hiệu xử lý phải đạt cao 83% phù hợp với kết thử nghiệm nghiên cứu (ví dụ: pH ≤ 9; thời gian phản ứng 30 phút; hàm lượng than ≥ 0,1 g/l không cần xem xét ngưỡng nồng độ trước xử lý) Theo kết bảng 4.8, dung lượng hấp phụ than hoạt tính cần phải đạt để xử lý đạt hiệu 95% tất nồng độ Cypermethrin tự nhiên thấp hàng nghìn lần so với kết thí nghiệm đạt (0,567 – 1,857µg/g so với 0,020 – 0,193 mg/g (kết thí nghiệm) Do đó, việc áp dụng kết nghiên cứu vào thực tiễn xử lý Cypermethrin nước hoàn toàn có Ví dụ, tính toán trường hợp nước nuôi tôm cần xử lý có nồng độ Cypermethrin 30 ppb ta có dung lượng hấp phụ phải đạt 0,567 µg/g than hoạt tính Để hệ thống xử lý đạt hiệu cao nhất, thông số vận hành phải khống chế mức tối ưu thí nghiệm phần 4.1 bao gồm: + + Nhiệt độ xử lý dao động xung quanh 25oC pH môi trường nước = 54 + + Thời gian phản ứng 30 phút Không có yếu tố hấp phụ cạnh tranh yếu tố khác gây cản trở trình xử lý hiệu xử lý Khi đó, hiệu tối đa đạt xử lý 86,54% (bao gồm ảnh hưởng pH thời gian tiếp xúc – kết thí nghiệm phần 4.1 4.2) tương ứng hệ số bù phản ứng 0,8654 Lượng Cypermethrin mét khối nước cần xử lý là: 30 * 0,8654 = 25,96 (mg) Trong khí đó, dung lượng hấp phụ than hoạt tính 0,567 µg/g tương ứng lượng than cần sử dụng 52,91g Như lượng than cần sử dụng cho m nước ao nuôi trồng thuỷ sản 52,91 g để hiệu xử lý đạt 86,54% chất lượng nước sau xử lý 4,04 ppb thấp so với giá trị LC50 Cypermethrin tôm nuôi Tương tự nồng độ khác Cypermethrin, khối lượng vật liệu hấp phụ cần thiết dao động khoảng 53 – 54 g sử dụng cho m nước cần xử lý Tuy nhiên cần phải lưu ý nồng độ tặng hiệu xử lý giảm xuống kể trường hợp nồng độ xử lý vào khoảng thấp 100 ppb Bảng 4.9: Dự kiến dung lượng hấp phụ than hoạt tính Cypermethrin hàm lượng than cần sử dụng để xử lý nước thải Nồng độ ban đầu Dung lượng hấp phụ Hàm lượng vật liệu hấp phụ C0 (ppb) q (µg/g) m (g/m3) 30 0,567 52,91 40 0,753 53,12 50 0,938 53,30 60 1,123 53,43 70 1,307 53,56 80 1,491 53,66 90 1,674 53,76 55 100 1,857 53,85 Trong đó: q xác định công thức 4.3 Giả thiết phải xử lý ao có dung tích nhỏ: vào khoảng 500 m nước, phải bơm nước vòng để nước đầy ao phải thoát nước vòng để ao cạn nước Phương án xử lý lựa chọn hấp phụ cột sử dụng than hoạt tính dạng hạt (GAC) phương án xử lý sau: + Nồng độ Cypermethrin ao: 30 – 100 ppb o + Nhiệt độ phản ứng dao động xung quanh 25 C + pH môi trường nước = + Thời gian lưu nước cột lọc khống chế khoảng 30 phút + Cột lọc hấp phụ sử dụng khối lượng than hoạt tính: + + Thấp (52,91)* (500/ (4/0,5)) = 3.307 g = 3,3 kg Cao (53,85)* (500/ (4/0,5)) = 3.366 g = 3,4 kg Không có yếu tố hấp phụ cạnh tranh Không có yếu tố gây cản trở trình xử lý hiệu xử lý Theo kết phần 4.1, trình xử lý tối ưu, dự báo hiệu xử lý đạt khoảng 86,54% tất nồng độ (do ảnh hưởng pH xử lý thời gian tiếp xúc hoạt chất cần xử lý than hoạt tính dạng hạt (GAC) sử dụng) Với hiệu xử lý tương đối thấp này, nồng độ – 37 ppb, xử lý hấp phụ 01 lần cho hiệu phù hợp với yêu cầu đầu Trong nồng độ > 37 ppb cho chất lượng nước đầu không đảm bảo thấp ppb Trong trường hợp nước sau xử lý cần xử lý cấp hai phương pháp phương án công nghệ khác Bảng 4.10: Dự kiến hiệu thực tế xử lý nước lợ chứa Cypermethrin nồng độ khác Nồng độ ban đầu Nồng độ sau xử lý lần 56 Nồng độ sau xử lý lần C0 (ppb) C1 (ppb) C2 (ppb) 30 4,04 0,54 40 5,38 0,72 50 6,73 0,91 60 8,08 1,09 70 9,42 1,27 80 10,77 1,45 90 12,11 1,63 100 13,46 1,81 Trong đó: hiệu xử lý 86,54% cho lần Ngoài ra, chưa có nghiên cứu thức đánh giá ngưỡng an toàn sinh học Cypermethrin ao nuôi tôm nước lợ, việc xử lý đạt giá trị LC50 hạn chế tượng tôm chết hàng loạt mà khống chế chất lượng môi trường ao nuôi tốt cho sinh trưởng phát triển tôm Do đó, việc xử lý hai lần với hiệu đạt khoảng 80% lần xử lý điều cần thiết Dự kiến hiệu xử lý nhiều lần phương pháp: sử dụng 02 cột hấp phụ ví dụ trình bày bảng 4.10 Các kết phần sơ đánh giá khả áp dụng phương pháp hấp phụ xử lý tồn dư Cypermethrin ao nuôi tôm nước lợ sử dụng vật liệu hấp phụ than hoạt tính Tuy nhiên, để áp dụng phương án vào thực tế xử lý môi trường cần có nhiều nghiên cứu sâu để thiết lập thông số vận hành phù hợp 57 Phần 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Các yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu xử lý phương pháp hấp phụ Cypermethrin pH, thời gian, hàm lượng than nồng độ hoạt chất đầu vào Từ kết nghiên cứu cho thấy mức độ ảnh hưởng thông số không giống nhau: pH gây ảnh hưởng không đáng kể đến hiệu xử lý khoảng giá trị từ trung tính đến kiềm (7 – 9) với hiệu thấp pH (94.99%) cao pH (97,49%) nhiên khác biệt không đáng kể Thời khoảng 15 – 30 phút sau cho than hoạt tính hấp phụ Cypermethrin có hiệu xử lý khoảng 86,54% tốc độ phản ứng nhanh Hàm lượng khoáng thích hợp xử lý nước 12 – 13 g/l nước Nồng độ đầu vào tăng làm tăng dung lượng hấp phụ than (từ 0,020 đến 0,193 mg/g) làm giảm hiệu hấp phụ (từ 98,6 xuống 96,34%) Do đó, chất lượng môi trường tự nhiên có nồng độ Cypermethrin thấp (vài chục ppb) xử lý cho hiệu cao Căn vào đường biểu diễn nồng độ ban đầu khả hấp phụ vật liệu nhận thấy đường đẳng nhiệt hấp phụ tuân theo phương trình Freundlich Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ mô tả điều kiện phản ứng là: (mg/g) Phương trình đẳng nhiệt Freundlich xác định sở khoa học quan trọng để đề xuất xây dựng hệ thống xử lý nước nuôi tôm phù hợp với điều kiện thực tế nồng độ Cypermethrin ao nuôi 58 5.2 Đề nghị Xác định sở lý thuyết yếu tố ảnh hưởng thực tế công nghệ xử lý hướng nghiên cứu phức tạp đòi hỏi nhiều thực nghiệm khác Với mục đích cao đề xuất xây dựng hệ thống xử lý có hiệu dư lượng Cypermethrin nước nuôi tôm than hoạt tính dạng hạt cần có nghiên cứu sâu vào chế thông số vận hành công nghệ biện pháp xử lý Tuy nhiên, nghiên cứu thực với quy mô thí nghiệm jar test, số lượng yếu tố ảnh hưởng số lượng điểm đo đạc chưa nhiều nên chưa thể mô tả xác chi tiết chất trình hấp phụ, điều nằm mong muốn tác giả thực nghiên cứu Vì tương lai, có giúp đỡ mong muốn có thêm hội để tiếp tục hướng nghiên cứu đưa kết mang tính xác cao hơn: + Kiểm tra ảnh hưởng nhiệt độ tới trình hấp phụ Cypermethrin than hoạt tính dạng hạt (GAC) để tìm khoảng nhiệt độ thích hợp + cho trình hấp phụ than sử dụng nghiên cứu Thí nghiệm với bể hấp phụ kiểm tra khả loại bỏ Cypermethrin tối đa bể nhằm tìm giới hạn xử lý bể, tức tìm dung tích lớn mà bể hấp phụ xử lý đạt tiêu chuẩn Tiến hành thí nghiệm + với khối lượng than, thời gian lưu vận tốc dòng Từng bước đưa bể hấp phụ vào thực nghiệm vùng nuôi tôm nhằm xử lý nước trước cấp cho ao nuôi xây dựng phương án tái chế than có hiệu xử lý bùn bể sau xử lý 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Lê Văn Cát (2002), Giáo trình Hấp phụ trao đổi ion kĩ thuật xử lí nước nước thải , Nxb Thống kê, Hà Nội Nguyễn Văn Hảo, Lê Hồng Phước Cao Thành Trung(2011),Thực trạng sử dụng thuốc, hóa chất chế phẩm sinh học ao nuôi tôm thâm canh, vấn đề tôm bệnh diện rộng mô hình trang trại Mỹ Thanh, Sóc Trăng Nguyễn Thị Phương Nga (2004),Phân tích hoạt động sở kinh doanh thức ăn, thuốc thủy sản cho nuôi tôm sú cá tra Đồng Sông Cửu Long Nguyễn Thị Phương Nga (2004), Phân tích tình hình phân phối sử dụng thuốc nuôi thủy sản Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà mau Luận văn thạc sĩ, Đại học Cần Thơ Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế (1998), Giáo trình Hóa lí tập II, Nxb Giáo dục, Hà Nội Trần Văn Nhân, Hồ Thị Nga (2005), Giáo trình công nghệ xử lí nước thải, Nxb Khoa học kĩ thuật, Hà Nội Đặng Trần Phòng, Trần Hiếu Nhuệ (2005), “Xử lí nước cấp nước thải dệt nhuộm”, NXB Khoa học kĩ thuật, Hà Nội PGS.TS Trương Quốc Phú (2011), Ảnh hưởng Cypermethrin đến đời sống thủy sinh vật động vật cạn Mai Văn Tài ctv (2004), Điều tra đánh giá trạng loại thuốc, hóa chất chế phẩm sinh học dùng nuôi trồng thủy sản 10 nhằm đề xuất giải pháp quản lý Tổng cục Thủy sản (2011), Báo cáo tình hình thực kế hoạch năm 2011 phương hướng nhiệm vụ, giải pháp chủ yếu thực kế hoạch 11 năm 2012 Trang 18 Huỳnh Thị Tú(2006),Khảo sát tình hình sử dụng thuốc - hóa chất nuôi tôm tồn lưu Enrofloxacin Furazolidone (Penaeus monodon) 60 12 Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản (2011),Kết nghiên cứu xác định nguyên nhân đề xuất biện pháp khắc phục chương trình khẩn cấp phòng chống dịch bệnh tôm sú tôm thẻ chân trắng nuôi Đồng sông Cửu Long Báo cáo hội nghị giao ban phòng chống dịch bệnh Bạc Liêu ngày 13/10/2011 Tài liệu tiếng Anh 13 Agnihorti, N.P., H.K Jain and V.T.Gajbhiye (1986), Persistence of some synthetic pyrethroidinsecticides in soil, water and sediment-part 14 I J Entomol Res.10(2):147-151 Bainy (2000), A field survey of chemicals and biological products used 15 in shrimp farming Bansal R.C , Goyal M.(2005), “Activated Carbon Adsorption”, Taylor 16 & Francis Group,USA Crossland, N.O (1982),Aquatic toxicology of cypermethrin II Fate and biological effects in pondexperiments Aquatic Toxicology 2:205- 17 222 DeeAn Jones, Environmental fate of Cypermethirn Environmental Monitoring & Pest Management Department of Pesticide Regulation 18 Sacramento, CA 95814-3510 Dubinin MM, Radushkevich LV, Zaveria ED (1947),Sorption and structure of active carbons I Adsorption of organic vapors.Zh Fiz 19 Khim 21: 1351-1359 Flegel TW., Fegan DF., Kongsom S., Vuthikomudomkit S., Sriurairatana S., Boonyaratpalin S., Chantanachookhin C., Vickers JC., and Macdonald OD (1992), Occurrence, Diagnosis and treatment of shrimp diseases in ThaiLand in Diseases of cultured Penaeid shrimp in 20 Asia and the United States 57-112 James M Montgomery (J.M.M.) Consulting Engineers, Inc (1985),Water Treatment: Design and Design John Wiley & Sons, New York 61 21 Kanchanakarn, Somkiat (1986),Toxicity of dipterex on snakehead, silver barb and common carp Master Thesis, Kasetsart University 66 22 p (in Thai) Ken-Lin Chang, Jun-Hong Lin, Shui-Tein Chen.(2011), Adsorption Studies on the Removal of Pesticides (Carbofuran) using Activated Carbon from Rice Straw Agricultural Waste World Academy of 23 Science, Engineering and Technology 52 2011 Kidd, H., and D.R James, Eds.(1991),The Agrochemicals Handbook, Third Edition Royal Society ofChemistry Information Services 24 Cambridge, UK 1991(as updated) Lyle-Fritch, L.P., Romero-Beltran, E., and Paez-Osuna, F (2006),A survey on use of the chemical and biological products for shrimp farming in Sinaloa (NW Mexico).Aquacultural Engineering 35(2): 135- 25 146, 2006 Miltner, R.J., C.A.Fronk, and T.F Speth (1987), Removal of Alachlor from Drinking Water Proc Nat'l Conference on Environ Engineering, 26 ASCE Orlando, FL (July 1987) Miltner, R.J., D.B Baker, T.F Speth, and C.A Fronk (1989), Treatment of Seasonal Pesticides in Surface Waters Jour AWWA 81: 27 43-52 Speth, T.F and J.Q Adams (1993),“GAC and Air Stripping Design Support for the Safe Drinking Water Act”, Strategies and Technologies for Meeting SDWA Requirements Clark, R and S Summers, Eds., 28 Lewis Publishers, Ann Arbor, MI, pp 47-89 Tonguthai, Kamonporn.(2000), The Use of Chemicals in Aquaculture in Thailand, Aquatic Animal Health Research Institute Department of Fisheries Kasetsart University Campus,Bangkok, Thailand Tài liệu Internet 29 Công ty Cổ phần đầu tư công ngệ Môi trường Việt Nam Xử lý đất ô nhiễm thuốc bảo vệ thực vật http://www.dtm.vn/vi/dich-vu/xu-ly-o62 nhiem/article-2091/xu-ly-dat-o-nhiem-va-thuoc-bao-ve-thuc-vat.aspx / 30 Thứ 5, 27/9/2012 Phan Thanh Cường Phòng chống dịch bệnh thủy sản: cần giải pháp dài 31 http://kinhtenongthon.com.vn/Story/kinhtethitruong/ AgriBank/2011/6/28685.html/ Thứ 4, 08/06/2011, Quỳnh Hương.Thủy sản đối mặt với ô nhiễm thuốc bảo vệ thực vật.http://kinhtenongthon.com.vn/story/kinhte-thitruong/2011/12/ 31707.html Thứ 5, 13/12/2012, 63 Phụ lục: Một số hình ảnh trình thực đề tài Hình 1: Tiến hành lắc mẫu Hình 3: Ly tâm mẫu (5000 vòng/phút phút) Hình 5: Tiến hành hiệu chỉnh pH Hình 2: Tiến hành ly tâm mẫu Hình 4: Tiến hành ly tâm mẫu Hình 6: Hóa chất dùng để chiết mẫu 64 Hình 7: Tiến hành chiết mẫu Hình 8: Tiến hành cô mẫu Hình 9: Tiến hành lưu mẫu chạy GC/MS Hình 10: Hệ thống GC/MS 65 ... dù việc sử dụng than hoạt tính phổ biến xử lý nước ngọt, nước mặn nước lợ có nghiên cứu Từ lý tiến hành thực đề tài: Đánh giá khả hấp phụ Cypermethrin than hoạt tính (GAC) nước lợ qua đề xuất... trường nước lợ - Đánh giá khả hấp phụ Cypermethrin than hoạt tính GAC làm sở đề xây dựng phương án hấp phụ xử lý Cypermethrin 1.3 Yêu cầu nghiên cứu - Xây dựng sở liệu khả hấp phụ Cypermethrin than. .. hình cột hấp phụ Cypermethrin than hoạt tính (GAC) xử lý Cypermethrin nước lợ 1.2 Mục đích nghiên cứu - Xác định yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ Cypermethrin than hoạt tính dạng hạt (GAC) môi