DSpace at VNU: Nghiên cứu quy trình phân tích COD liên tục và ứng dụng đánh giá ô nhiễm hữu cơ trong nước mặt

Nghiên cứu quy trình phân tích COD liên tục ứng dụng đánh giá ô nhiễm hữu nước mặt Lê Sỹ Chính Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn ThS Chuyên ngành: Khoa học Môi trường; Mã số 60 44 03 01 Người hướng dẫn: TS Đỗ Phúc Quân Năm bảo vệ: 2013 Abstract Khảo sát khả hòa tan bão hòa ổn định theo thời gian ôzôn dung dịch điện ly axit H2SO4; H3PO4 NaOH có giá trị pH khác Đánh giá khả ơxi hóa COD nước bão hòa ơzơn bình phản ứng tích khơng đổi theo tỷ lệ trộn khác Khảo sát điều kiện xác định COD theo phương pháp pha lỗng liên tục gồm thể tích bình phản ứng, thể tích mẫu tốc độ bơm nước bão hòa zôn Khảo sát số yếu tố ảnh hưởng đến phép phân tích COD áp dụng qui trình phân tích để xác định COD mẫu nước sơng hồ Hà Nội Keywords Khoa học môi trường; Môi trường nước; Ơ nhiễm hữu cơ; Tầng Ơzơn Content MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, nghiên cứu phát triển thiết bị quan trắc mơi trường có khả đo liên tục, tự động xu hướng phát triển khoa học phân tích đại chúng có ưu điểm tiết kiệm thời gian phân tích giảm thiểu sai số phân tích người sử dụng kỹ thuật viên phân tích khơng có hiểu biết sâu sắc lĩnh vực hố phân tích Nhờ có thiết bị giám sát mơi trường liên tục giảm thiểu chi phí phân tích thu thập số liệu phong phú để đánh giá chất lượng mơi trường nước xác quan trọng phát kịp thời ô nhiễm môi trường Ở nước ta, cơng tác bảo vệ mơi trường nhiều bất cập thiếu kinh phí trang thiết bị kiểm sốt theo phương thức đo liên tục nên thường xuyên xảy cố ô nhiễm nước, đặc biệt ô nhiễm chất hữu số kim loại nặng độc hại gây tác động tiêu cực nguồn nước Do hàm lượng chất thải hữu cao thải vào nguồn nước mặt làm suy giảm nghiêm trọng đến hàm lượng ơxi hồ tan nước Như vậy, số nhu cầu ôxi hoá học (COD) tiêu quan trọng cần đánh giá chất lượng nước Phương thức đo COD truyền thống tiến hành lấy mẫu phòng thí nghiệm xác định phương pháp chuẩn độ đo trắc quang Để nâng cao chất lượng hiệu quan trắc nguồn nước phục vụ công tác bảo vệ môi trường nước ta, việc trang bị hệ thiết bị đo COD liên tục cần thiết Thiết bị đo COD liên tục thực theo ba nguyên tắc khác gồm: phương pháp quang phổ, phương pháp quang điện hoá phương pháp điện hoá Đối với phương pháp có ưu, nhược điểm riêng có điểm chung thời gian phân tích ngắn (cỡ vài phút), tự động hố q trình, kết phân tích có độ xác tin cậy cao Tuy nhiên giá thành thiết bị đo liên tục COD sản phẩm thương mại cao chi phí bảo hành tốn nên khó trang bị rộng rãi Vì vậy, đề tài luận văn cao học “Nghiên cứu quy trình phân tích COD liên tục ứng dụng đánh giá ô nhiễm hữu nước mặt” số xu hướng tiếp cận xây dựng qui trình phân tích COD cách nhanh chóng độ tin cậy cao Để thực thành cơng mục tiêu nói trên, vấn đề khoa học cần quan tâm giải điều kiện hòa tan bão hòa ơzơn vào dung dịch để sử dụng cho mục đích làm chất ơxi hóa mạnh COD Tiếp theo điều kiện phương pháp xác định COD cần xác định Để khẳng định độ tin cậy khả ứng dụng phương pháp, việc tiến hành thử nghiệm xác định COD mẫu thực tế cần thực đối chứng với phương pháp tiêu chuẩn Reference DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt 1) Lương Đức Phẩm (2007) Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học, Nhà xuất Giáo dục 2) TCVN 6491:1999 Tiếng Anh 3) Aiyong Zhang, Minghua Zhou, Qixing Zhou (2011), "A combined photocatalytic determination system for chemical oxygen demand with a highly oxydative reagent" Analytica Chimica Acta, 686, pp 133-143 4) Baisheng Chen, Huanan Wu, Sam Fong Yau Li (2014), "Development of variable pathlength UV–vis spectroscopy combined with partial-least-squares regression for wastewater chemical oxygen demand (COD) monitoring" , Talanta, 120, pp 325-330 5) Can WU, Kang-Bing WU (2013), “Preparation of Electrochemical Sensor Based on Morphology-Controlled Platinum Nanoparticles for Determination of Chemical Oxygen Demand", Chinese Journal of Analytical Chemistry, 41, pp 704-708 6) César A Almeida, Marianela Savio, Patricia González, Luis D Martinez, Raúl A Gil (2013), "Determination of chemical oxygen demand employed manganese as an environmentally friendly oxydizing reagent by a flow injection method based on microwave digestion and speciation coupled to ICP-OES", Microchemical Journal, 106, pp 351-356 7) Chao Wang, Jiancheng Wu, Peifang Wang, Yanhui Ao, Jun Hou, Jin Qian (2013), "Investigation on the application of titania nanorod arrays to the determination of chemical oxygen demand" Analytica Chimica Acta, 767, pp 141-147 8) Chao Wang, Jiancheng Wu, Peifang Wang, Yanhui Ao, Jun Hou, Jin Qian (2013), "Photoelectrocatalytic determination of chemical oxygen demand under visible light using Cu2O-loaded TiO2 nanotube arrays electrode" Sensors and Actuators B: Chemical, 181, pp 1-8 9) Chengfang Li, Gongwu Song (2009), "Photocatalytic degradation of organic pollutants and detection of chemical oxygen demand by fluorescence methods" Sensors and Actuators B: Chemical, 137, pp 432-436 10) Chun-Han Ko, Chihhao Fan (2010) "Enhanced chemical oxygen demand removal and flux reduction in pulp and paper wastewater treatment using laccase-polymerized membrane filtration" Journal of Hazardous Materials, 181, pp 763-770 11) Claudia E Domini, Lorena Vidal, Antonio Canals (2009), "Trivalent manganese as an environmentally friendly oxydizing reagent for microwave- and ultrasound-assisted chemical oxygen demand determination" Ultrasonics Sonochemistry, 16, pp 686-691 12) Cristina I.C Silvestre, Christian Frigerio, João L.M Santos, José L.F.C Lima (2011), "Quantum dots assisted photocatalysis for the chemiluminometric determination of chemical oxygen demand using a single interface flow system " Analytica Chimica Acta, 699, pp.193-197 13) EPA Guidance Manual, Alternative Disinfectants and Oxydants ( 1999) 14) F Raposo, V Fernández-Cegrí, M.A De la Rubia, R Borja, J Beltrán, C Cavinato, M Clinckspoor, G Demirer, E Diamadopoulos, J.C Frigon, J Koubova, M Launay, R Méndez, G Menin, J Noguerol, H Uellehdahl, S West (2010), "Quality improvement in determination of chemical oxygen demand in samples considered difficult to analyze, through participation in proficiency-testing schemes" TrAC Trends in Analytical Chemistry, 29, pp 1082-1091 15) Hong Yao, Bin Wu, Haibin Qu, Yiyu Cheng (2009), "A high throughput chemiluminescence method for determination of chemical oxygen demand in waters" Analytica Chimica Acta, 633, pp 76-80 16) Hongbin Yu, Hua Wang, Xie Quan, Shuo Chen, Yaobin Zhang (2007), "Amperometric determination of chemical oxygen demand using boron-doped diamond (BDD) sensor" Electrochemistry Communications, 9, pp 2280-2285 17) Hui Wang, Shuhua Zhong, Yu He, Gongwu Song (2011), "Molecular sieve 4A–TiO2– K2Cr2O7 coexisted system as sensor for chemical oxygen demand" Sensors and Actuators B: Chemical, 160, pp 189-195 18) Jiaqing Li, Lei Zheng, Luoping Li, Guoyue Shi, Yuezhong Xian, Litong Jin (2007), "Photoelectro-synergistic catalysis combined with a FIA system application on determination of chemical oxygen demand" Talanta, 72, pp 1752-1756 19) Jiaqing Li, Luoping Li, Lei Zheng, Yuezhong Xian, Shiyun Ai, Litong Jin (2005), "Amperometric determination of chemical oxygen demand with flow injection analysis using F-PbO2 modified electrode" Analytica Chimica Acta, 548, pp 199-204 20) Jingtao Xu, Cong Li, Fang Yang, Zhong Dong, Jian Zhang, Yingcan Zhao, Pengyu Qi, Zhen Hu (2011), "Typha angustifolia stress tolerance to wastewater with different levels of chemical oxygen demand" Desalination, 280, pp 58-62 21) Jingtao Xu, Jian Zhang, Huijun Xie, Cong Li, Nan Bao, Chenglu Zhang, Qianqian Shi (2010), "Physiological responses of Phragmites australis to wastewater with different chemical oxygen demands" Ecological Engineering, 36, pp 1341-1347 22) Jinqi Wang, Can Wu, Kangbing Wu, Qin Cheng, Yikai Zhou (2012), "Electrochemical sensing chemical oxygen demand based on the catalytic activity of cobalt oxyde film" Analytica Chimica Acta, 736, pp 55-61 23) Jinquan Yang, Jianwei Chen, Yikai Zhou, Kangbing Wu (2011), "A nano-copper electrochemical sensor for sensitive detection of chemical oxygen demand" Sensors and Actuators B: Chemical, 153, pp 78-82 24) Jun Wang, Kan Li, Chen Yang, Yaling Wang, Jinping Jia (2012), "Ultrasound electrochemical determination of chemical oxygen demand using boron-doped diamond electrode" Electrochemistry Communications, 18, pp 51-54 25) Junshui Chen, Jidong Zhang, Yuezhong Xian, Xiangyang Ying, Meichuan Liu, Litong Jin (2005), "Preparation and application of TiO2 photocatalytic sensor for chemical oxygen demand determination in water research" Water Research, 39, pp 1340-1346 26) Lihong Li, Shanqing Zhang, Guiying Li, Huijun Zhao (2012), "Determination of chemical oxygen demand of nitrogenous organic compounds in wastewater using synergetic photoelectrocatalytic oxydation effect at TiO2 nanostructured electrode" Analytica Chimica Acta, 754, pp 47-53 27) Lihua Zhu, Yu’e Chen, Yinghui Wu, Xiurong Li, Heqing Tang (2006), "A surfacefluorinated-TiO2–KMnO4 photocatalytic system for determination of chemical oxygen demand" Analytica Chimica Acta, 571, pp 242-247 28) Parmesh Kumar Chaudhari, Indra Mani Mishra, Shri Chand (2007), "Decolourization and removal of chemical oxygen demand (COD) with energy recovery: Treatment of biodigester effluent of a molasses-based alcohol distillery using inorganic coagulants" Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 296, pp 238247 29) Qinghui Mu, Yaogang Li, Qinghong Zhang, Hongzhi Wang (2011), "TiO2 nanofibers fixed in a microfluidic device for rapid determination of chemical oxygen demand via photoelectrocatalysis " Sensors and Actuators B: Chemical, 155, pp 804-809 30) R Bogdanowicz, J Czupryniak, M Gnyba, J Ryl, T Ossowski, M Sobaszek, E.M Siedlecka, K Darowicki (2013), "Amperometric sensing of chemical oxygen demand at glassy carbon and silicon electrodes modified with boron-doped diamond" Sensors and Actuators B: Chemical, 189, pp 30-36 31) R Bogdanowicz, J Czupryniak, M Gnyba, J Ryl, T Ossowski, M Sobaszek, K Darowicki (2012), "Determination of Chemical Oxygen Demand (COD) at Borondoped Diamond (BDD) Sensor by Means of Amperometric Technique" Procedia Engineering, 47, pp 1117-1120 32) R.R Bansode, J.N Losso, W.E Marshall, R.M Rao, R.J Portier (2004), "Pecan shellbased granular activated carbon for treatment of chemical oxygen demand (COD) in municipal wastewater" Bioresource Technology, 94, pp 129-135 33) Shanqing Zhang, Huijun Zhao, Dianlu Jiang, Richard John (2004), "Photoelectrochemical determination of chemical oxygen demand based on an exhaustive degradation model in a thin-layer cell", Analytica Chimica Acta, 514, pp 89-97 34) Shanqing Zhang, Lihong Li, Huijun Zhao, Guiying Li (2009), "A portable miniature UV-LED-based photoelectrochemical system for determination of chemical oxygen demand in wastewater " Sensors and Actuators B: Chemical, 141, pp 634-640 35) Shiyun Ai, Jiaqing Li, Ya Yang, Mengnan Gao, Zhensheng Pan, Litong Jin (2004), "Study on photocatalytic oxydation for determination of chemical oxygen demand using a nano-TiO2–K2Cr2O7 system" Analytica Chimica Acta, 509, pp 237-241 36) Shunxing Li, Fengying Zheng, Shujie Cai, Wenjie Liang, Yancai Li (20130, "A visible light assisted photocatalytic system for determination of chemical oxygen demand using 5-sulfosalicylic acid in situ surface modified titanium dioxide" Sensors and Actuators B: Chemical, 188, pp 280-285 37) Sivakumar Manickam, Norhaida binti Zainal Abidin, Shridharan Parthasarathy, Ibrahim Alzorqi, Ern Huay Ng, Timm Joyce Tiong, Rachel L Gomes, Asgar Ali (2014) "Role of H2O2 in the Fluctuating Patterns of COD (Chemical Oxygen Demand) during the treatment of Palm Oil Mill Effluent (POME) Using Pilot Scale Triple Frequency Ultrasound Cavitation Reactor " Ultrasonics Sonochemistry, In Press, Accepted Manuscrip 38) Sujun Yuan, Ruiyi Mao, Yaogang Li, Qinghong Zhang, Hongzhi Wang (2012), "Layer-by-layer assembling TiO2 film from anatase TiO2 sols as the photoelectrochemical sensor for the determination of chemical oxygen demand " Electrochimica Acta, 60, pp 347-353 39) Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, American Public Health Association (APHA), (1992) 40) Ting Yang, Lixian Zhang, Aijie Wang, Huijun Gao (2013), "Fuzzy modeling approach to predictions of chemical oxygen demand in activated sludge processes" Information Sciences, 235, pp 55-64 41) Wei-Ting Chen, Chin-Chi Ma, Ming-Hsun Lee, Yung-Chuan Chu, Lung-Chang Tsai, Chi-Min Shu (2012), "Silver recovery and chemical oxygen demand (COD) removal from waste fixer solutions" Applied Energy, 100, pp 187-192 42) Xinyang Li, Chengwen Wang, Yi Qian, Yujue Wang, Liwei Zhang (2013), "Simultaneous removal of chemical oxygen demand, turbidity and hardness from biologically treated citric acid wastewater by electrochemical oxydation for reuse" Separation and Purification Technology, 107, pp 281-288 43) Yi-Ju Wu, Liang-Ming Whang, Ming-Yu Chang, Toshikazu Fukushima, Ya-Chin Lee, Sheng-Shung Cheng, Shu-Fu Hsu, Cheng-Huey Chang, Wason Shen, Charn-Yi Yang, Ryan Fu, Tsair-Yuan Tsai (2013), "Impact of food to microorganism (F/M) ratio and colloidal chemical oxygen demand on nitrification performance of a full-scale membrane bioreactor treating thin film transistor liquid crystal display wastewater" Bioresource Technology, 141, pp 35-40 44) Yingying Su, Xiaohong Li, He Chen, Yi Lv, Xiandeng Hou (2007), "Rapid, sensitive and on-line measurement of chemical oxygen demand by novel optical method based on UV photolysis and chemiluminescence" Microchemical Journal, 87, pp 56-61 45) Yonggang Hu, Zeyu Yang (2004), "A simple chemiluminescence method for determination of chemical oxygen demand values in water", Talanta, 63, pp 521-526 46) Yusun Zhou, Tao Jing, Qiaolin Hao, Yikai Zhou, Surong Mei (2012), "A sensitive and environmentally friendly method for determination of chemical oxygen demand using NiCu alloy electrode" Electrochimica Acta, 74, pp 165-170  ... học Nghiên cứu quy trình phân tích COD liên tục ứng dụng đánh giá ô nhiễm hữu nước mặt số xu hướng tiếp cận xây dựng qui trình phân tích COD cách nhanh chóng độ tin cậy cao Để thực thành cơng... điểm riêng có điểm chung thời gian phân tích ngắn (cỡ vài phút), tự động hố q trình, kết phân tích có độ xác tin cậy cao Tuy nhiên giá thành thiết bị đo liên tục COD sản phẩm thương mại cao chi...Ở nước ta, cơng tác bảo vệ mơi trường nhiều bất cập thiếu kinh phí trang thiết bị kiểm soát theo phương thức đo liên tục nên thường xuyên xảy cố ô nhiễm nước, đặc biệt ô nhiễm chất hữu số