Quan trắc hợp chất gây rối loạn nội tiết (EDCs) trong nguồn nước sông sài gòn đồng nai và ứng dụng công nghệ ozone và than hoạt tính bột kết hợp lọc MF cho giảm thiểu EDCs

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA oOo - LÊ THỊ MINH TÂM QUAN TRẮC HỢP CHẤT GÂY RỐI LOẠN NỘI TIẾT (EDCs) TRONG NGUỒN NƯỚC SƠNG SÀI GỊN - ĐỒNG NAI VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ OZONE VÀ THAN HOẠT TÍNH BỘT KẾT HỢP LỌC MF CHO GIẢM THIỂU EDCs Chuyên ngành : Kỹ Thuật Môi Trường Mã số chuyên ngành : 62.52.03.20 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH, NĂM 2017 Cơng trình hoàn thành tại: Người hướng dẫn khoa học : Trường Đại học Bách Khoa Đại học Quốc gia – TP.HCM PGS TS Nguyễn Phước Dân PGS TS Nguyễn Tấn Phong Phản biện độc lập 1: Phản biện độc lập 2: Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án họp tại: Có thể tìm hiểu luận án thư viện: DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ [1] L T M Tam, Dan, N.P., Tuc D Q ,Hao, N H and Chi, D H L, "Presence of e-EDCs in Surface Water and Effluents of Pollution Sources in Saigon and Dong Nai River Basin," Sustainable Environment Research, vol 26, pp 1-8, 2016 (IF: 0.98) [2] L T M Tam, Phuong, L D., Ninh, N T., Nhat, N M., Dan, N P., Ha P T S., Chi, D H L and Phong, N T., "Nonylphenol ethoxylates removal by ozonation from raw water for drinking water supply," Journal of Science and Technology, vol 53, pp 55-60, 2015 [3] L T M Tam, Vy, D M N., Sang, V T., Thanh, N M., Dan N P., and Chi, D H L., "Removal of Nonylphenol Ethoxylates Using Powdered Activated Carbon – Microfiltration Hybrid Process," Journal of Science and Technology, vol 53, pp 50-57, 2016 [4] D Q Tuc, Tam, L T M, Phuong, L D., Emilie, S., Tuyet, N T N., Phong, N T., Chi, D H L., Dan, N P., "Measurement of trace levels of endocrine disruptor compounds in Sai Gon and Dong Nai river water using solid phase extraction and triple - quadrupole LC - MS/MS," Journal of Science and Technology, vol 52, pp 196-209, 2014 A PHẦN MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Việt Nam có khoảng 68 nhà máy nước cấp phục vụ cho sinh hoạt cho công nghiệp khu vực đô thị 70% nguồn nước cấp sử dụng nước mặt, lại 30 % sử dụng nước ngầm Sơng Sài Gòn Đồng Nai đóng vai trò quan trọng hệ thống nước cấp cho thành phố nằm lưu vực Tuy nhiên, sơng Sài Gòn bị nhiễm chất hữu với thông số BOD COD vượt giới hạn tiêu chuẩn chất lượng mặt dùng cho cấp nước (cột A2 QCVN 08:2008/BTNMT) Đối với EDCs, theo kết khảo sát số nghiên cứu thấy sơng Sài Gòn số kênh rạch TP.HCM có rủi ro tiềm ẩn sinh vật nước Tuy nhiên, thông tin EDCs thượng nguồn nguồn thải điểm lưu vực sông Sài Gòn Đồng Nai khơng đủ để đánh giá rủi ro tiềm ẩn Trên sở đề tài “Quan trắc hợp chất gây rối loạn nội tiết (EDCs) nguồn nước sơng Sài Gòn - Đồng Nai ứng dụng công nghệ ozone than hoạt tính bột kết hợp lọc MF cho giảm thiểu EDCs” đưa nhằm khảo sát, đánh giá mức độ ô nhiễm đề giải pháp công nghệ nhằm giảm thiểu EDCs chọn lựa nguồn nước sông Sài Gòn trường hợp nguồn nước bị nhiễm EDCs gây ảnh hưởng đến sinh vật thủy sinh Mục tiêu luận án Nghiên cứu thực nhằm mục đích: (i) khảo sát nồng độ EDCs nguồn nước mặt nguồn thải điểm lưu vực sơng Sài Gòn Đồng Nai (ii) xác định tương quan EDCs thơng số hóa lý bao gồm chất hữu hòa tan (DOC), tổng nitơ (TN), oxy hòa tan (DO), độ dẫn điện (EC), pH, ammonia, tổng phospho (TP) độ đục; (iii) xác định thông số điều kiện vận hành phù hợp cho việc loại bỏ hợp chất EDCs lựa chọn từ kết khảo sát lưu vực sơng Sài Gòn - Đồng Nai cơng nghệ ozone PAC kết hợp MF nồng độ gây ảnh hưởng đến sinh vật thủy sinh Phạm vi nghiên cứu Luận án tập trung vào EDCs nghiên cứu khảo sát lưu vực sông Sài Gòn – Đồng Nai bao gồm: estriol, bisphenol A, atrazine, octylphenol, octylphenol diethoxylate, octylphenol triethoxylate, nonylphenol, nonylphenol triethoxylate, nonylphenol diethoxylate 17β-estradiol Đối với nghiên cứu thực nghiệm, luận án tiến hành thí nghiệm xác định thơng số thích hợp với hai cơng nghệ ozone PAC kết hợp MF cho loại bỏ NPEs nguồn nước Ý nghĩa khoa học thực tiễn Các nghiên cứu hợp chất EDCs thượng nguồn nguồn thải điểm lưu vực sơng Sài Gòn Đồng Nai chưa nhiều Do đó, với việc thiết lập thực phương pháp phân tích hợp chất EDCs dựa thiết bị phân tích đại với độ tin cậy cao, luận án đưa kết xác khoa học Sau có kết khảo sát, trình thực nghiệm tiến hành để xác định thơng số thích hợp sản phẩm phụ hình thành xử lý EDCs chọn lựa công nghệ ozone PAC kết hợp MF Các kết thu từ nghiên cứu góp phần làm sở khoa học cho việc lựa chọn công nghệ phù hợp cho việc loại bỏ hợp chất EDCs nguồn nước Sơng Sài Gòn Đồng Nai đóng vai trò quan trọng hệ thống cấp nước cho thành phố nằm lưu vực Chính vậy, mặt thực tiễn kết phân tích khảo sát luận án bổ sung nguồn sở liệu mức độ ô nhiễm EDCs lưu vực sơng Sài Gòn – Đồng Nai, kênh rạch nội thành TP.HCM, nhằm phục vụ cho nhà quản lí đề sách để giảm thiểu kiểm sốt hợp chất EDCs nguồn nước Ngoài ra, nghiên cứu giảm thiểu EDCs hai công nghệ ozone PAC kết hợp MF tiến hành nguồn nước sông Sài Gòn đóng góp có ý nghĩa thực tiễn luận án Những đóng góp luận án Luận án đánh giá mức độ ô nhiễm EDCs từ thượng nguồn đến hạ nguồn lưu vực sơng Sài Gòn Đồng Nai Tính tốn tổng nồng độ đương lượng estrogen (EEQ) lưu vực sơng Sài Gòn – Đồng Nai Đồng thời đưa mối tương quan số EDCs kết khảo sát với thơng số hóa lý (DOC, COD, DO, pH, v.v…) Luận án xác định thơng số thích hợp cho việc vận hành mơ hình xử lý tình nguồn nước bị ô nhiễm EDCs Đồng thời lý giải số nguyên nhân khác biệt nghiên cứu luận án so với số nghiên cứu khác giới Sản phẩm phụ hình thành trình tiền ozone hiệu loại bỏ EDCs mục tiêu có nguồn nước sơng Sài Gòn sau tiền ozone xác định nghiên cứu Đối với mơ hình PAC kết hợp MF, nghiên cứu cải thiện lắng đọng PAC bề mặt màng thông qua việc lắp đặt hệ thống sục khí kết hợp với hướng dòng, góp phần làm tăng hiệu xử lý EDCs chọn lựa Đối với thí nghiệm ozone, nghiên cứu xác định sản phẩm tạo thành trình phân hủy EDCs chọn lựa q trình ozone hóa Bố cục luận án Luận án có 174 trang, 25 bảng, 54 hình 195 tài liệu tham khảo Luận án bao gồm phần: Mở đầu; Chương 1: Tổng quan; Chương 2: Phương pháp nghiên cứu; Chương 3: Kết thảo luận; Chương 4: Kết luận kiến nghị; Các công trình cơng bố; Tài liệu tham khảo B NỘI DUNG CỦA LUẬN ÁN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Hợp chất gây phá hủy nội tiết (EDCs) EDCs (Endocrine Disrupting Chemicals) hóa chất gây ảnh hưởng đến hệ thống nội tiết động vật bao gồm người chúng phát môi trường đất, nước khơng khí Một số EDCs kết luận nguyên nhân gây rối loạn sinh sản người động vật hoang dã Con người tiếp xúc với hoá chất qua thực phẩm, nước môi trường mối quan tâm lớn với tác động lâu dài chưa biết đến 1.2 Tính chất EDCs khảo sát Các tính chất vật lý hoá học số e-EDCs liệt kê Bảng 1.1 Bảng 1.1 Tính chất e-EDCs lựa chọn e-EDC Log Độ tan Koc (mg/l) EEFA CMCB pKa Công thức cấu tạo (mg/l) (l/kg) Estradiol C 1,0a NAD 2,55– 13,0– 4,01 32,0 17β-Estradiol 3,10– 13,0 1,0b (E2) 4,01 Estrone (E1) 2,45– 6,0– 0,1–1,0a, 3,34 13,0 0,01–0,1 b 2,13– 32 0,01–0,08b NA 10,4 120– 5,0 × 10-5 NA 9,6– Estriol (E3) 2,62 Bisphenol A 10,50– 10,71 NA 10,71 NA 10,3– 10,8 E 2,50– 6,60 300 - – 6,0 × 10 11,3 5b Atrazine 2,0 – 34,7 NA 3,02– 2,0×10-7 – NA 1,60 4,25 - NA 2,7 NPEs (NP1EO- 3,91– 5,64 7,65 3,56– 4,9–7,0 1,3×10 -5b 10 -5 NPnEO) Nonylphenol 5,67 Octylphenol 3,54– 5,18 2,3×10-5 – 9,0×10 12,6 1,0×10-5 – 4,9×10 – 13 10,28 150 NA -4a -4b Hệ số estrogen tương đương định nghĩa nồng độ gây ảnh hưởng 50% đối tượng thí nghiệm (EC50) hợp chất liên quan đến EC50 estradiol (a) 17β-estradiol (b) A Critical micelle concentration (nồng độ mixen tới hạn) – Khi tăng nồng độ chất hoạt động bề mặt đến độ tồn dạng tập hợp với nhau, hướng đầu kỵ nước lại với tạo thành micelle, sức căng bề mặt ổn định, thời điểm gọi nồng độ micelle tới hạn C Estradiol trình bày tách riêng với 17β-Estradiol Bởi estradiol bao gồm 17β-Estradiol 17αEstradiol số nghiên cứu rõ cụ thể hợp chất sử dụng D Khơng có sẵn khơng tìm thấy báo cáo E Được ước tính từ Kow Kow tỉ lệ nồng độ chất hóa học octanol nước trạng thái cân nhiệt độ cụ thể Hệ số cho thấy tiềm tích tụ chất chuỗi thức ăn B 1.3 Alkyphenol ethoxalates 1.3.1 Sự diện môi trường APEs tạo phản ứng alkylphenol (AP) với ethylene oxide (EO) APE thương mại sử dụng phổ biến nhóm nonylphenol ethoxylates (NPEs), chiếm khoảng 80% thị trường, octylphenol ethoxylates (OPEs) chiếm khoảng 20% NPEs sử dụng chủ yếu cho ứng dụng công nghiệp bao gồm sản xuất giấy bột giấy, dệt may, sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật Ngồi ra, chúng sử dụng công nghiệp hóa chất tẩy rửa hộ gia đình Sự diện NPEs đầu nhà máy xử lý nước thải nguồn nước mặt thể Bảng 1.2 Bảng 1.2 Nồng độ NP NPEs nguồn nước mặt Vị trí Nồng độ (µg/l) NPE1 NPE2 NP Canada < LOD–0.92 < LOD–7.8 < LOD–10 Thụy Sĩ 0.7–26 2.0–20 0.8–21 Mỹ 0.077–0.416 0.056–0.326 0.038–0.398 Nhật Bản 0.05–1.08 0.04–0.81 Trung Quốc Nam Phi 0.08 0.034 0.038 0.14 0.34 1.3.2 Quá trình loại bỏ NPEs xử lý nước - Ozone hóa cho xử lý NPEs - Quá trình PAC kết hợp màng cho xử lý EDCs NPE3 0.026–0.328 - Công nghệ màng cho xử lý NPEs - Quá trình hấp phụ cho xử lý NPEs - Quá trình phân hủy sinh học cho xử lý NPEs CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Khảo sát diện EDCs nguồn nước mặt nguồn thải điểm lưu vực sơng Sài Gòn Đồng Nai 2.1.1 Vị trí lấy mẫu 2.1.1.1 Nguồn nước mặt Quá trình khảo sát tiến hành việc thu thập mẫu nước mặt thượng nguồn sông Sài Gòn vị trí từ Hồ Dầu Tiếng đến trạm bơm Hòa Phú thượng nguồn sơng Đồng Nai hồ Trị An đến trạm bơm Hóa An Mẫu nước mặt lấy vào hai mùa: mùa khô (tháng - 2013) mùa mưa (tháng - 2013) Vị trí lấy mẫu thể Hình 2.1 nồng độ DOC thời điểm lấy mẫu nước sơng Sài Gòn là: 7,2 3,74 mg/l 2.3.3 Điều kiện vận hành a Thí nghiệm O1: Xác định nồng độ ozone thích hợp Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng liều lượng ozone đến hiệu xử lý NPEs tiến hành liều lượng đầu vào 3,25 mgO3/mgDOC; 5,12 mgO3/mgDOC; 5,88 mgO3/mgDOC; 6,64 mgO3/mgDOC pH cố định khoảng 7,0 Nguồn nước sử dụng cho nghiên cứu nước nhân tạo 1, thời gian tiếp xúc phút Sau thời gian phản ứng mẫu đầu phân tích thơng số bao gồm nồng độ ozone khí, nước, DOC, bDOC pH b Thí nghiệm O2: Xác định thời gian tiếp xúc thích hợp Thí nghiệm xác định thời gian tiếp xúc ozone thích hợp tiến hành thời điểm phút; phút; phút; 10 phút 15 phút Nguồn nước sử dụng cho nghiên cứu nước nhân tạo 1, pH đầu vào 7,0 liều lượng ozone chọn dựa vào thí nghiệm O1 Sau thời gian phản ứng mẫu đầu phân tích thơng số bao gồm nồng độ ozone khí, nước, DOC, bDOC pH c Thí nghiệm O3: Xác định giá trị pH thích hợp Thí nghiệm xác định giá trị pH thích hợp tiến hành với dãy pH 6,5; 7,0; 8,0; 8,5; 9,0 9,5 Nguồn nước sử dụng cho nghiên cứu nước nhân tạo Liều lượng thời gian tiếp xúc ozone chọn dựa vào thí nghiệm O1 thí nghiệm O2 Sau thời gian phản ứng mẫu đầu phân tích thơng số bao gồm nồng độ ozone khí, nước, DOC, bDOC pH 14 d Thí nghiệm O4: Áp dụng thơng số thích hợp cho loại bỏ NPEs cho mẫu nước sơng Sài Gòn Thí nghiệm O4 tiến hành q trình tiền ozone cho mẫu nước sơng Sài Gòn trạm bơm Hòa Phú, nhằm đánh giá hình thành sản phẩm phụ khơng có có bổ sung NPEs nồng độ mg/l Thí nghiệm tiến hành hai mẫu nước sơng Sài Gòn trạm bơm Hòa Phú khơng có có bổ sung NPEs mg/l Liều lượng ozone, thời gian tiếp xúc pH thích hợp để tiến hành thí nghiệm dựa thơng số thích hợp tìm từ thí nghiệm O1, thí nghiệm O2 thí nghiệm O3 (liều lượng ozone 5,88 mgO3/mgDOC, thời gian tiếp xúc phút giá trị pH 8,5) e Thí nghiệm O5: Xác định hiệu tiền ozone cho loại bỏ EDCs mục tiêu nước sơng Sài Gòn trạm bơm Hòa Phú Thí nghiệm tiến hành để xác định hiệu loại bỏ BPA, NPE2, NPE3, Atrazine NP mẫu nước sơng Sài Gòn khơng bổ sung NPEs trình tiền ozone với liều lượng ozone 1,5 mgO3/mgDOC, thời gian tiếp xúc 15 phút, giá trị pH 8,5 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Khảo sát diện EDCs nguồn nước mặt nguồn thải điểm lưu vực sông Sài Gòn Đồng Nai 3.1.1 Chất lượng nước mặt a Các thơng số hóa lý pH sơng Sài Gòn có chiều hướng giảm dần phía hạ nguồn vào hai mùa (Hình 3.1) DO giảm nhanh phía hạ nguồn, đặc biệt vị trí hạ nguồn từ 30 km cách đập Dầu Tiếng, DO lại thấp 4,0 mg/l, giá trị ngưỡng QCVN 08:2008 cột A2 (5,0 mg/l) (Hình 3.2) COD DOC 15 cao điểm hợp lưu sông Thị Tính sơng Sài gòn (Hình 3.3) EC tăng nhanh từ điểm lấy mẫu trạm bơm Hòa Phú vào thời điểm tháng 4/2013 (Hình 3.4) Hình 3.1 Biến thiên pH dọc sơng Sài Gòn từ hồ Dầu Tiếng đến hạ nguồn Hình 3.2 Biến thiên DO dọc sơng Sài Gòn từ hồ Dầu Tiếng đến hạ nguồn Hình 3.3 Biến thiên COD DOC dọc sơng Sài Gòn từ hồ Dầu Tiếng đến hạ Hình 3.4 Biến thiên EC dọc sơng Sài Gòn từ hồ Dầu Tiếng đến hạ nguồn b Nồng độ EDCs nước mặt Phía thượng lưu sơng Sài Gòn từ lòng hồ Dầu Tiếng đến Cầu Phú Cường hàm lượng bisphenol A (BPA) ngưỡng nồng độ phát phương pháp SPE-LCMS/MS ( 0,5 P < 0,005) với DOC, TN, ammonia, phosphate tương quan nghịch với DO Điều cho thấy việc nguồn nước mặt bị nhiễm chất hữu nitơ liên quan đến nhiễm NPEs Độ dẫn điện có tương quan đáng kể với estradiol EEQ có tương quan thuận với độ dẫn điện, DOC tương quan nghịch với DO 3.2 Loại bỏ NPEs PAC kết hợp màng MF 3.2.1 Thí nghiệm M1: Thí nghiệm theo mẻ a Xác định thời gian tiếp xúc khối lượng than thích hợp Kết cho thấy nồng độ 100 mg/l hiệu loại bỏ DOC thời điểm 30 phút cho kết ổn định Chính thời gian tiếp xúc 30 phút chọn cho khảo sát liều lượng than thích hợp Với thời gian tiếp xúc 30 phút, thí nghiệm xác định hàm lượng than tối ưu tiến hành Kết cho thấy hàm lượng than 50 mg/l chọn giá trị thích hợp cho nghiên cứu b Đường đẳng nhiệt hấp phụ (Thí nghiệm M1c) 19 Đối với nguồn nước nhân tạo phương trình Freundlich có hệ số KF = 33,9 1/n = 2,6; với nguồn nước nhân tạo phương trình Freundlich có hệ số KF = 7,2 1/n = 1,3 Kết thí nghiệm cho thấy diện NOM mẫu nước nhân tạo có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu loại bỏ NPEs 3.2.2 Thí nghiệm M2: Thí nghiệm mơ hình PAC kết hợp MF a Xác định thơng lượng thích hợp cho màng MF Kết thí nghiệm Hình 3.9 cho thấy thơng lượng 20 l/m2.h nồng độ PAC bể đạt giá trị cao so với thơng lượng lại, lượng than dính bám bề mặt màng sau vận hành thấp (16,8 mg/l) (Hình 3.10) Từ kết thí nghiệm nhận thấy chênh lệch hàm lượng PAC dính bám bề mặt màng thông lượng 10, 15, 20 25 l/m2.h không %, có thơng lượng 30 l/m2.h chênh lệch khoảng 10 % so với lượng than dính bám bề mặt màng có giá trị thấp (16,8 mg/l) Hình 3.9 Biến thiên nồng độ PAC theo thời gian với thơng lượng khác Hình 3.10 Biến thiên nồng độ PAC bề mặt màng sau vận hành 3.2.2 Đánh giá hiệu xử lý DOC NPEs mơ hình Biến thiên nồng độ than hoạt tính bể phản ứng thể Hình 3.11 Trong khoảng 50 đầu nồng độ PAC giảm mạnh, sau ổn định lúc kết thúc thí nghiệm 20 Sự biến thiên áp suất chuyển màng (TMP) thể Hình 3.12 Kết cho thấy khoảng thời gian – 60 giờ, TMP có giá trị biến thiên từ 1,6 – 2,3 kPa Tuy nhiên, khoảng thời gian từ 60 đến kết thúc thí nghiệm, TMP tăng chậm so với thời điểm từ – 60 TMP có giá trị cao từ thứ 266 kết thúc thí nghiệm 2,7 kPa Hình 3.11 Biến thiên nồng độ PAC bể PAC - MF theo thời gian Hình 3.12 Biến thiên áp suất chuyển màng theo thời gian Trong khoảng thời gian 10 đầu nồng độ DOC bể phản ứng đầu (Hình 3.13) thấp dẫn đến hiệu xử lý mơ hình đạt 55 % Hình 3.13 cho thấy khoảng thời gian từ thứ 19 đến thứ 90 hiệu loại bỏ DOC tương đối ổn định, hiệu đạt 43 % Đối với hiệu xử lý NPEs (Hình 3.14), kết thí nghiệm cho thấy khoảng 50 đầu hiệu loại bỏ NPEs đạt 85%, sau hiệu xử lý giảm xuống kết thúc thí nghiệm hiệu đạt 66 % Như thấy rằng, khoảng 50 đầu hệ thống PAC kết hợp MF hiệu cho loại bỏ NPEs 21 Hình 3.13 Hiệu xử lý DOC nồng độ DOC bể PAC - MF dòng thấm theo thời gian vận hành Hình 3.14 Hiệu loại bỏ NPEs theo thời gian vận hành Kết nghiên cứu cho thấy khối lượng dung lượng DOC hấp phụ bể phản ứng cao so với hấp phụ bề mặt màng (Hình 3.15 Hình 3.16) Điều giúp cho khả xử lý NPEs hệ thống đạt hiệu cao (Hình 3.14) Tuy nhiên, Hình 3.16 cho thấy từ thứ 168 đến 180 dung lượng hấp phụ có dấu hiệu giảm xuống giảm mạnh từ 213 lúc kết thúc thí nghiệm Kết phù hợp với hiệu loại bỏ DOC (Hình 3.13) Hình 3.15 Biến thiên hàm lượng DOC hấp phụ vào PAC bể bể PAC - MF, bề mặt màng tồn mơ hình xử lý theo thời gian vận hành Hình 3.16 Biến thiên dung lượng hấp phụ DOC lên PAC bể PAC MF PAC bám dính màng 22 3.3 Ứng dụng trình ozone khử DOC NPEs nước sơng Sài Gòn 3.3.1 Thí nghiệm O1: Xác định nồng độ ozone thích hợp cho q trình loại bỏ NPEs (Hình 3.17) cho thấy q trình ozone hóa đạt hiệu xử lý DOC 38 % hiệu xử lý NPEs 43 % nồng độ ozone 5,88 mgO3vào/mgDOCvào Như nồng độ ozone thích hợp cho nghiên cứu 5,88 mgO3vào/mgDOCvào Hình 3.17 Hiệu xử lý DOC, NPEs tỷ lệ ozone phản ứng theo nồng độ ozone Hình 3.18 Hiệu xử lý DOC, chênh lệch tỷ số bDOC/DOC tỷ lệ ozone phản ứng theo thời gian tiếp xúc 3.3.2 Thí nghiệm O2: Xác định thời gian tiếp xúc thích hợp cho loại bỏ NPEs Hình 3.18 cho thấy thời gian tiếp xúc 10 phút cho hiệu đạt giá trị cao việc loại bỏ DOC khả chuyển hóa thành chất có khả phân hủy sinh học đạt hiệu cao Tuy nhiên, xét lượng ozone tiêu tốn thời điểm phút 3,74 mgO3phản ứng /mgDOCbị khử thấp nhiều so với thời điểm 10 phút với lượng ozone 10,04 mgO3phản ứng/mgDOCbị khử mà hiệu thời điểm phút 37 % so với thời điểm 10 phút 44 % độ chênh lệch khơng q 10% Chính vậy, thời gian tiếp xúc phút lựa chọn thời gian thích hợp cho nghiên cứu 3.3.3 Thí nghiệm O3: Xác định giá trị pH thích hợp 23 Xét hiệu loại bỏ DOC tỷ lệ ozone phản ứng so với lượng ozone cấp vào hiệu loại bỏ NPEs (Hình 3.19) pH = 8,5 cho hiệu tốt Hơn nữa, so sánh giá trị pH đầu vào đầu thấy đầu vào pH = 8,5 đầu pH = 7,2 Giá trị pH phù hợp với QCVN 01: 2009/BYT-Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước ăn uống (pH = 6,5 – 8,5) Chính vậy, giá trị pH = 8,5 chọn pH thích hợp cho nghiên cứu Hình 3.19 Hiệu trình xử lý DOC, NPEs tỷ lệ ozone phản ứng 3.3.4 Thí nghiệm O4: Áp dụng thơng số thích hợp tìm với nguồn nước sơng Sài Gòn Kết thí nghiệm cho thấy hai mẫu nước trạm bơm Hòa Phú khơng bổ sung NPEs có bổ sung NPEs mg/l, sau tiến hành trình tiền ozone thấy có xuất hợp chất 1,2-Benzenedi carboxylic acid, bis (2-methylpropyl) ester có khối lượng phân tử 278 công thức phân tử C16H22O4 phút thứ 17,702 với độ tương thích 86 % (Hình 3.20) 24 Hình 3.20 Peak mẫu nước sơng trạm bơm Hòa Phú (a) không bổ sung NPEs trước tiền ozone, (b) không bổ sung NPEs sau tiền ozone, (c) có bổ sung NPEs mg/l trước tiền ozone, (d) có bổ sung NPEs mg/l sau tiền ozone 3.3.5 Thí nghiệm O5: Xác định hiệu tiền ozone cho loại bỏ EDCs mục tiêu nước sơng Sài Gòn trạm bơm Hòa Phú Đối với thí nghiệm xác định hiệu xử lý EDCs mục tiêu (BPA, NPE2, NPE3, Atrazine NP) có nguồn nước sơng Sài Gòn Kết cho thấy hiệu xử lý đạt 50 % NP, NPE2 NPE3 (Hình 3.22), 30% BPA 59 % atrazine 25 Hình 3.22 Hiệu xử lý EDCs nguồn nước sơng Sài Gòn q trình ozone CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Đối với nghiên cứu khảo sát, kết cho thấy bật diện NPE2 NPE3 hầu hết mẫu lưu vực sơng Sài Gòn – Đồng Nai, NPE3 tìm thấy với nồng độ từ 5,9 – 235 ng/l Đặc biệt, rủi ro nhiễm bẫn NPE2 NPE3 phát cầu Phú Cường gần trạm bơm Hòa Phú Trong đó, kênh rạch nội thành TP.HCM có xuất BPA với nồng độ cao hẳn so với vị trí khác Tại khu vực thượng nguồn sơng Sài Gòn – Đồng Nai, kết nhận thấy có xuất ATZ trạm bơm nhà máy xử lý nước cấp phục vụ cho khu vực TP.HCM Mối tương quan số EDCs thông số hóa lý xác định, đáng ý mối tương quan cao NPE2 với cacbon hữu hòa tan (DOC) nitơ tổng (TN) Hơn nữa, rủi ro mức độ nhiễm EDCs lưu vực sơng Sài Gòn cao so với sông Đồng Nai phát nghiên cứu Như vậy, kết nghiên cứu luận án 26 nguồn sở liệu hỗ trợ cho nhà quản lý quan trắc môi trường đề sách để giảm thiểu kiểm soát hợp chất EDCs nguồn nước Sau có kết khảo sát nồng độ EDCs lưu vực sơng Sài Gòn – Đồng Nai, q trình thực nghiệm với mơ hình PAC kết hợp màng MF cho loại bỏ NPEs tiến hành Với thí nghiệm mẻ, hàm lượng than thích hợp cho loại bỏ NPEs 50 mg/l thời gian tiếp xúc 30 phút Sự ảnh hưởng NOM đến hiệu loại bỏ NPEs minh chứng qua phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich Thông lượng 20 l/m2h lựa chọn thơng lượng thích hợp cho việc vận hành mơ hình nhằm đảm bảo tối ưu mặt thơng lượng an tồn màng Với thơng lượng liều lượng than thích hợp với cải thiện cơng nghệ cho mơ hình PAC kết hợp MF, hiệu loại bỏ NPEs đạt 85% 50 đầu xử lý, đồng thời giảm thiểu lắng đọng PAC bề mặt màng Đối với mơ hình ozone cho xử lý NPEs, liều lượng ozone, thời gian tiếp xúc giá trị pH thích hợp cho loại bỏ NPEs là: 5,88 mgO3vào /mgDOCvào, phút 8,5 Kết nghiên cứu cho thấy q trình ozone có khả chuyển hóa NPEs thành chất dễ phân hủy sinh học qua tỉ số bDOC/DOC Về hình thành sản phẩm phụ trình tiền ozone, kết nghiên cứu nhận thấy có xuất hợp chất 1,2Benzenedi carboxylic acid, bis (2-methylpropyl) ester Hiệu loại bỏ NP, NPE2 NPE3 đạt 50%, BPA 30% 59% cho atrazine nguồn nước sơng Sài Gòn trạm bơm Hòa Phú Như vậy, kết nghiên cứu công nghệ loại bỏ NPEs tiến hành luận án xác định thông số điều kiện vận hành thích hợp cho cơng nghệ Các kết thu từ nghiên cứu góp phần làm sở khoa học 27 cho việc lựa chọn công nghệ phù hợp để loại bỏ hợp chất EDCs nguồn nước, mở rộng hướng nghiên cứu cơng nghệ xử lí hợp chất EDCs mục tiêu EDCs nguồn nước thô EDCs nước thải cơng nghiệp, nhằm kiểm sốt giảm thiểu nguồn phát sinh EDCs 4.2 Kiến nghị Nghiên cứu tiến hành khảo sát khả xử lý hỗn hợp NPEs (với nhóm ethoxylates từ – 15) Do thật cần thiết để thực nghiên cứu NPEs có nhóm ethoxylates thấp (NPE1, NPE2) Bởi NPEs bền vững môi trường so với NPEs có nhóm ethoxylates cao Nghiên cứu q trình động học cho phân hủy NPEs công nghệ ozone cần tiến hành nghiên cứu Bởi thơng tin động học q trình phản ứng giúp hiểu rõ lan truyền chất nhiễm (contaminant fate) q trình xử lý Các kết thí nghiệm nghiên cứu cho thấy có ảnh hưởng NOM diện mẫu nước cấp đến q trình ozone hóa trình xử lý PAC kết hợp MF Tuy nhiên, ảnh hưởng NOM nồng độ khác chưa khảo sát Do đó, nghiên cứu sâu cho việc loại bỏ NPEs mẫu nước có diện NOM cần quan tâm đến vấn đề 28 ... ẩn Trên sở đề tài Quan trắc hợp chất gây rối loạn nội tiết (EDCs) nguồn nước sơng Sài Gòn - Đồng Nai ứng dụng công nghệ ozone than hoạt tính bột kết hợp lọc MF cho giảm thiểu EDCs đưa nhằm khảo... lý EDCs chọn lựa công nghệ ozone PAC kết hợp MF Các kết thu từ nghiên cứu góp phần làm sở khoa học cho việc lựa chọn công nghệ phù hợp cho việc loại bỏ hợp chất EDCs nguồn nước Sơng Sài Gòn Đồng. .. công nghệ phù hợp để loại bỏ hợp chất EDCs nguồn nước, mở rộng hướng nghiên cứu công nghệ xử lí hợp chất EDCs mục tiêu EDCs nguồn nước thô EDCs nước thải cơng nghiệp, nhằm kiểm sốt giảm thiểu nguồn