Nghiên cứu về ô nhiễm biển gây ra do việc phát thải kim loại vào nước biển sau sự cố tràn axit

Axit là những chất hóa học được vận chuyển với số lượng lớn bằng tàu Nhiều tai nạn đã xảy ra, chẳng hạn như tai nạn ESE” năm 2006 chở 10.000 tấn axit photphoric, và tai nạn “Balu“ năm 2001, chở 8000 tấn axit sulfuric. Những sự cố tràn lớn ở đại dương có tác động trực tiếp và ngay lập tức trên đời sống thuỷ sinh thông qua việc giảm đáng kể độ pH, tăng nhiệt độ và sản xuất các loại khí độc hại. Tiếp theo các tác động tức thời, một loại ô nhiễm khác xảy ra khi các axit tương tác với các lớp trầm tích

Môn: Phân tích chất lượng Đất

và Nước

Đề tài thuyết trình 16:

 

Nghiên cứu về ô nhiễm biển gây ra do việc phát thải kim loại

vào nước biển sau sự cố tràn axit

( Jean-Yves Cabon a , Philippe Giamarchi a,* , Stephane Le Floch b )

Tóm tắt

 Nghiên cứu này đã kiểm tra tình trạng ô nhiễm kim loại gây ra bởi sự cố tràn các axit khác nhau vào nước biển

 Các axit được lựa chọn lựa cho nghiên cứu này là axit acetic, hydrochloric, nitric, sulfuric và photphoric, các nguyên tố kim loại được lựa chọn là Cr, Cu, Fe, Mn, Pb, Zn.

 Chúng tôi thấy rằng hầu hết các nguyên tố kim loại được thoát từ trầm tích vào nước biển trong thời gian

15 phút đầu tiên của quá trình tiếp xúc

1.Giới thiệu

• Axit là những chất hóa học được vận chuyển với số lượng lớn bằng tàu

• Nhiều tai nạn đã xảy ra, chẳng hạn như tai nạn "ESE” năm 2006 chở 10.000 tấn axit photphoric, và tai nạn

“Balu“ năm 2001, chở 8000 tấn axit sulfuric.

• Những sự cố tràn lớn ở đại dương có tác động trực tiếp

và ngay lập tức trên đời sống thuỷ sinh thông qua việc giảm đáng kể độ pH, tăng nhiệt độ và sản xuất các loại khí độc hại Tiếp theo các tác động tức thời, một loại ô nhiễm khác xảy ra khi các axit tương tác với các lớp trầm tích

• Mô hình các tác động của sự cố tràn axit là gần như không thể xây dựng do số lượng các thông số được xem xét rất nhiều.

• Mục tiêu của nghiên cứu này là cố gắng đánh giá một số tác động môi trường của sự cố tràn một lượng lớn các axit vào trong nước biển và khả năng phản ứng của axit với trầm tích.

1.Giới thiệu

2 Vật liệu và phương pháp

2.1 Trầm tích

Trầm tích (1 kg) được sử dụng trong nghiên cứu này, được thu thập ở Cảng Brest Trầm tích được sấy khô ở

1000C và sau đó nghiền bằng cối, đi qua một sàng 500

µm và lắc mạnh để có được một mẫu đồng nhất, cho phép kết quả lặp lại với khối lượng trầm tích nhỏ (0,2 g).

2.2 Hóa chất

Axit hydrochloric, nitric, sulfuric, phosphoric và axetic sử dụng từ các sản phẩm Merck Các dung dịch chuẩn của Cr, Cu, Fe, Mn, Pb, Zn được sử dụng để dựng đường chuẩn (1 g/L trong dung dịch Merck HNO3 0,5 M) Các đặc tính của các dung dịch này được cung cấp trong Bảng 1 Tất cả các dung dịch pha loãng đã được chuẩn bị trong nước Milli Q (18,2 MΩ/cm) Nước biển được bơm từ Cảng Brest tại điểm nghiên cứu Cedre

2 Vật liệu và phương pháp

2.3 Quy trình rửa trôi

2 Vật liệu và phương pháp

Mỗi dung dịch axit khác nhau (20 ml) được thêm vào 0,2 g trầm tích trong bình Teflon 30 ml Đối với mỗi axit, tổng cộng 10 lần được lặp lại, và 10 bình được lắc đồng thời trong vòng 15 giờ ở nhiệt độ phòng bằng cách sử dụng máy KS 130 IKA lắc ở tốc độ

60 rpm Sau khi lắng, 1 ml trên bề mặt được thu bằng một ống tiêm khí nén và pha loãng đến 100 ml với HNO3 0,1 M Đối với nghiên cứu động học, 100 ml các dung dịch axit khác nhau được thêm vào 1 g trầm tích trong bình Teflon; 2 ml bùn trầm tích được lọc với một ống tiêm khí nén để tách các trầm tích từ dung dịch trước khi dung dịch được pha loãng với nước (bộ lọc màng Sartorius 0.45 Ωm)

2.4 Thủy phân trầm tích

2 Vật liệu và phương pháp

Axit đậm đặc (5 ml) và HF đậm đặc (2 ml) được thêm vào 0,2 g trầm tích khô trong một bình Teflon Sau khi bọt khí biến mất, bình được nung nóng trên 1000C, và 2 ml H2O2 được bổ sung

và làm ấm ở 850C trong 2 giờ Các dung dịch axit sau đó được làm bay hơi đến khô, và quá trình này được lặp đi lặp lại ba lần Sau đó, 5 ml HNO3 được thêm vào và các bình được làm nóng ở 1000C trong 2 giờ Các dung dịch sau đó được pha loãng với nước để tạo nên dung dịch 100 ml trước khi phân tích kim loại được tiến hành bằng phổ hấp thụ nguyên tử buồng đốt graphit (GFAAS)

2.5 Thành phần hợp chất hữu cơ

2 Vật liệu và phương pháp

Thành phần hợp chất hữu cơ (% trầm tích khô) được xác định bằng cách hóa tro ở 4500C trong 24 giờ

2.6 Xác định kim loại bằng GFAAS

2 Vật liệu và phương pháp

 Để xác định nồng độ Cr, Cu, Fe, Mn, nhiệt độ nguyên tử hóa được sử dụng là 23000C ; Pb, Zn nhiệt độ nguyên tử hóa được

sử dụng là 18000C

 Không có bước tiền xử lý được sử dụng để xác định các kim loại trong các dung dịch khác nhau Pd (10 µg Pd), được biết như Pd(NO3)2, được sử dụng như chất hiệu chỉnh hóa học trong tất cả các phép đo

3 Kết quả thí nghiệm

3.1 Xác định kim loại có trong trầm tích

Tổng lượng kim loại chứa trong mẫu trầm tích được xác định sau khi được phân hủy bằng một lượng vừa đủ HNO3-HF Thành phần khối lượng của từng loại kim loại trong mẫu trầm tích được đưa ra trong bảng 2

3 Kết quả thí nghiệm

3.2 Tính chất hóa lý của hỗn hợp acid-nước biển

Có sự gia tăng nhiệt độ khi hòa tan acid vào Sự gia tăng nhiệt độ phụ thuộc vào độ tinh khiết của acid và hoạt tính của acid sulfuric Sản phẩm tạo ra có nhiệt độ xấp xỉ 100oC

Khi các acid không pha loãng được hòa trộn với các trầm tích, carbonate và sulfide có trong những acid này tạo thành các khí như là CO2 và H2S và tạo thành các dạng hạt nhỏ

3 Kết quả thí nghiệm

3.3 Ảnh hưởng của nồng độ acid đối với lượng kim loại thoát ra

Hình 1 Lượng kim loại thoát ra đối với các khối lượng acid acetic khác nhau

3 Kết quả thí nghiệm

3.3 Ảnh hưởng của nồng độ acid đối với lượng kim loại thoát ra

Hình 2 Kim loại thoát ra theo khối lượng acid hydrochloric

3 Kết quả thí nghiệm

3.4 Tỉ lệ kim loại thoát ra

Hình 3 Tốc độ thoát ra của kim loại dưới sự hiện diện của acid acetic

Hình 4 Tốc độ thoát ra của kim loại dưới sự hiện diện của acid hydrochloric

3 Kết quả thí nghiệm

3.4 Tỉ lệ kim loại thoát ra

3 Kết quả thí nghiệm

3.5 Mô phỏng một vụ tràn axit ở trên mặt nước

Trong thí nghiệm này, tỉ lệ kim loại được tách ra từ các trầm tích gây ra bởi axit trong nước biển đã được kiểm tra bằng cách sử dụng thí nghiệm để cố gắng phát hiện bất kỳ sự khác biệt nào liên quan đến sự khác biệt mật độ của các axit được nghiên cứu

• Cột nước tác động lực

• Cột nước không tác động lực

4 Kết luận

tạo ra ảnh hưởng ngay lập tức và phá hủy môi trường sinh vật biển thông qua phản ứng của axit với nước biển, đặc biệt là do ảnh hưởng của quá trình axit hóa và nhiệt độ tăng lên

biệt hóa học của các kim loại và sự khuếch tán vật lý của chúng trong nước biển, tỉ số của sự kết tủa hydrogeno-carbonate/carbonate sẽ chậm

học cho sinh vật biển trong một thời gian dài

Cảm ơn cô và các bạn