Hiệu quả loại bỏ ozone của KI-denuder trong lấy mẫu carbonyl

Mục đích của nghiên cứu này là đánh giá khả năng thay thế ozone scrubber bằng KI-denuder trong điều kiện khí hậu ẩm của thành phố Hồ Chí Minh. Các thông số tối ưu của KI-denuder thu được gồm: vận tốc dòng khí nhỏ hơn 1 L/phút, và chiều dài denuder lớn hơn 20 cm. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ O3 đầu vào cho thấy, tăng chiều dài denuder là cần thiết khi nồng độ O3 trong không khí cao.

TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ: CHUN SAN KHOA HỌC TỰ NHIÊN, TẬP 2, SỐ 5, 2018 153  Hiệu loại bỏ ozone KI-denuder lấy mẫu carbonyl Dương Hữu Huy, Trần Thị Kim Vui, Nguyễn Thanh Chương, Tơ Thị Hiền Tóm tắt—Trong lấy mẫu khí carbonyl phương pháp ống hấp thu tẩm DNPH (2,4dinitrophenylhydrazine), việc loại bỏ ozone cần thiết ozone phản ứng với dẫn xuất DNPH làm mẫu carbonyl Tuy nhiên, việc sử dụng ozone scrubber thương mại để loại khí O3 bị ảnh hưởng khơng khí có độ ẩm cao carbonyl bị hòa tan phần nước bị giữ lại ozone scrubber Mục đích nghiên cứu đánh giá khả thay ozone scrubber KI-denuder điều kiện khí hậu ẩm thành phố Hồ Chí Minh Các thơng số tối ưu KI-denuder thu gồm: vận tốc dòng khí nhỏ L/phút, chiều dài denuder lớn 20 cm Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ O3 đầu vào cho thấy, tăng chiều dài denuder cần thiết nồng độ O3 khơng khí cao Kết so sánh KI-denuder với ozone scrubber hai dụng cụ ứng dụng lấy mẫu carbonyl khơng khí xung quanh cho thấy, KI-denuder hồn tồn thay cho ozone scrubber, đặc biệt khơng khí có độ ẩm cao KI-denuder hiệu quả, đơn giản, dễ dàng chuẩn bị rẻ so với ozone scrubber, khuyến khích sử dụng để thay cho ozone scrubber Từ khóa—ozone, carbonyl, denuder GIỚI THIỆU arbonyl hợp chất có chứa nhóm chức C=O, bao gồm hợp chất aldehyde (RCHO) ketone (R1COR2) Trong khơng khí, hợp chất carbonyl coi chất nhiễm, có ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người, chí chất gây ung thư [1] Bên cạnh đó, carbonyl hợp chất quan trọng hóa học khí Chúng hợp chất dễ bị quang hóa, C Ngày nhận thảo 13-10-2017; ngày chấp nhận đăng 06-05-2018; ngày đăng 20-11-2018 Dương Hữu Huy, Trần Thị Kim Vui, Nguyễn Thanh Chương, Tô Thị Hiền – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM *Email: tohien@hcmus.edu.vn tiền thân quan trọng ozone, gốc tự [2] Thí dụ, khơng khí formadehyde sản phẩm quang hóa nhiều thứ sau khí NO2 [3] Hiện nay, phương pháp 2,4-dinitrophenyl hydrazine (2,4-DNPH) tẩm silica sử dụng rộng rãi để xác định hợp chất carbonyl mơi trường khơng khí [4] Khi mẫu khơng khí qua ống hấp thu tẩm 2,4-DNPH, hợp chất carbonyl phản ứng với 2,4-DNPH để tạo thành dẫn xuất hydrazone Các dẫn xuất phản ứng với khí O3 có mẫu khơng khí làm cho việc xác định hàm lượng carbonyl khơng xác Do lấy mẫu carbonyl phương pháp 2,4-DNPH việc loại bỏ O3 có mẫu trước mẫu khơng khí vào ống hấp thu cần thiết Phương pháp O3 scrubber (chứa KI tinh thể) phương pháp loại bỏ O3 phổ biến lấy mẫu carbonyl Tuy nhiên nghiên cứu trước mà nhóm thực lấy mẫu carbonyl (sử dụng O3 scrubber) không khí thành phố Hồ Chí Minh nhận thấy KI tinh thể chứa O3 scrubber bị chảy vữa hút ẩm khơng khí Trong số hợp chất carbonyl, formaldehyde acetaldehyde hai hợp chất phổ biến có hàm lượng cao, đồng thời hai hợp chất có độ tan nước cao Do lấy mẫu điều kiện mơi trường có độ ẩm cao, ngày mưa có khả hai hợp chất bị hòa tan O3 scrubber làm cho lượng mẫu carbonyl bị Để hạn chế tượng mẫu bị mẫu khơng khí có độ ẩm cao cần sử dụng kĩ thuật khác thay sử dụng O3 scrubber Denuder kỹ thuật tách hỗn hợp khí hạt dựa khác biệt lớn hệ số khuếch tán khí hạt Khi dòng khí qua denuder, phân tử khí gần bề mặt denuder phản ứng với chất phủ làm cho nồng độ giảm, có hệ số khuếch tán lớn phân tử khí lòng dòng khí nhanh chóng khuếch tán 154 SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT JOURNAL: NATURAL SCIENCES, VOL 2, ISSUE 5, 2018 đến gần bề mặt tiếp tục phản ứng với chất phủ Trong có hệ số khuếch tán bé, dạng hạt sol khí có xu hướng qua denuder Q trình loại bỏ O3 kỹ thuật denuder hồn tồn dựa chế khuếch tán nên tránh va chạm trực tiếp dòng khí với vật liệu hấp thu (KI tinh thể), tránh phần nước bị giữ lại trường hợp ozone scrubber Trong đó, O3 phản ứng với KI phủ bề mặt denuder bị loại bỏ khỏi dòng khí, trước đến ống hấp thu DNPH Ngồi có tính chất với KI (tính khử) nên hợp chất carbonyl không phản ứng với bề mặt KI denuder Mục đích nghiên cứu đánh giá khả loại bỏ O3 denuder phủ KI (từ gọi KI-denuder) lấy mẫu carbonyl phương pháp ống hấp thu tẩm DNPH Hiệu loại bỏ O3 KI-denuder đánh giá dựa (1) đo nồng độ O3 đầu vào đầu KI-denuder, (2) so sánh hiệu loại bỏ trực tiếp với ozone scrubber, (3) so sánh hàm lượng carbonyl hai thiết bị sử dụng lấy mẫu khơng khí xung quanh PHƯƠNG PHÁP Chuẩn bị KI-denuder Denuder sử dụng nghiên cứu ống thủy tinh có chiều dài 20 cm, đường kính 0,5 cm (Hình 1) Bề mặt bên denuder xử lý nhám học, giúp tăng khả bám dính chất phủ bề mặt Trong nghiên cứu sử dụng chất phủ potassium iodide (KI) Khi dòng khí có chứa O3 qua denuder có phủ KI phản ứng xảy phương trình (1) đây: O3 + 2KI + H2O O2 + I2 + 2KOH (1) Quá trình phủ KI thực sau: Denuder rửa bề mặt thổi khơ khí N2 sạch, không chứa O3 Lấy mL dung dịch KI 5%, dung dịch pha hỗn hợp dung mơi nước/methanol (50/50) có chứa 10% glycerol, cho vào denuder, bịt kín đầu thực tráng toàn bề mặt denuder Đổ bỏ toàn dung dịch denuder tiếp tục thổi khô denuder khí N2 thu denuder phủ KI, từ gọi KI-denuder Cuối cùng, bịt kín đầu denuder sử dụng Hình KI-Denuder Chiều dài 20 cm, đường kính 0,5 cm, làm thủy tinh Khảo sát yếu tố ảnh hưởng lên hiệu loại bỏ O3 Để tối ưu hóa q trình loại bỏ O3 KIdenuder, thông số gồm: vận tốc dòng khí qua denuder, chiều dài denuder, nồng độ O3 đầu vào dung lượng loại bỏ O3, khảo sát nghiên cứu Ngoài ra, hiệu loại bỏ O3 KI-denuder so sánh với ozone scrubber thương mại (Waters Corp., US) Để khảo sát ảnh hưởng tốc độ dòng khí lên hiệu loại bỏ O3, tốc độ dòng khí thay đổi từ 0,5 đến 1,5 L/phút, hàm lượng O3 (khoảng 30-40 ppb) đo xác thời điểm thí nghiệm máy đo O3 chiều dài denuder (20 cm) giữ cố định Quá trình khảo sát thực tương tự cho yếu tố khác, cách giữ cố định thông số khác thay đổi thông số cần khảo sát Để đánh giá hiệu loại bỏ O3 KIdenuder (H%), nồng độ O3 đầu vào (C1) đầu (C2) đo đồng thời máy đo O3 (49i, Thermo Scientific, US) Sau hiệu loại bỏ (H%) tính theo cơng thức (Cơng thức 1) So sánh hiệu KI-denuder với ozone srcubber KI-denuder với thông số tối ưu ứng dụng lấy mẫu carbonyl khơng khí xung quanh ống hấp thu tẩm DNPH (Waters, US) KI-denuder nối trực tiếp với ống hấp thu DNPH Vận tốc lấy mẫu thực 0,5 TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ: CHUYÊN SAN KHOA HỌC TỰ NHIÊN, TẬP 2, SỐ 5, 2018 L/phút vòng bơm khí Hiblow (Blue diamond Inc., Japan) Vận tốc dòng khí kiểm sốt giữ ổn định mass flow controller (Kofloc, Japan) Thể tích ghi đo thiết bị đồng hồ khí Mẫu lấy vào khoảng thời gian đặc trưng ngày Ban ngày từ sáng đến 16 chiều, đại diện cho hàm lượng O3 cao, độ ẩm thấp Ban đêm từ 10 tối đến sáng hôm sau, đại diện cho hàm lượng O3 thấp độ ẩm cao Phương pháp lấy mẫu sử dụng ozone scrubber thương mại không loại bỏ O3 tiến hành đồng thời với phương pháp lấy mẫu sử dụng KI-denuder, nhằm đánh giá xác hiệu loại bỏ O3 KIdenuder Các mẫu khí carbonyl sau lấy bịt kín gói giấy nhơm bảo quan tủ lạnh (4 °C) phân tích Phương pháp rửa giải phân tích hợp chất carbonyl phương pháp HPLC-UV trình bày nghiên cứu trước [4-5] Một cách tóm tắt, trước phân tích thành phần carbonyl, ống mẫu hấp thu đưa nhiệt độ phòng Ống hấp thu rửa giải mL dung mơi acetonitrile Sau đó, thể tích mẫu xác 20 µL tiêm vào máy sắc kí lỏng (HPLC) Q trình tách thực cột pha đảo (C18) với chương trình gradient dung mơi (nước, 155 acetonitrile tetrahydrofuran) Đầu dò UV chỉnh bước sóng 360 nm Hàm lượng hợp chất carbonyl tính tốn từ đường chuẩn điểm (0,06–0,5 μg/mL) Dung dịch chuẩn 15 hợp chất carbonyl chuẩn bị từ dung dịch chuẩn gốc 15 μg/mL (Sigma Aldrich, USA) KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Hiệu loại bỏ O3 lý thuyết KI-denuder Khi dòng khí có chứa khí O3 qua KIdenuder, phân tử O3 gần bề mặt denuder tham gia phản ứng với KI làm nồng độ O3 giảm Theo quy luật khuếch tán phần tử O lòng dòng khí liên tục khuếch tán đến gần bề mặt denuder Để trình khuếch tán diễn thuận lợi dòng khí qua denuder phải dòng ổn định (dòng laminar) Hình 2A cho thấy dòng khí qua denuder tăng số Reynolds tăng, vận tốc L/phút số Reynolds 1400 bé 2300 Hơn nữa, trình lấy mẫu carbonyl ống hấp thu tẩm DNPH thường khơng vượt q L/phút (có Re 550) Do đó, bảo đảm dòng khí qua denuder dòng laminar q trình để loại bỏ O3 khỏi dòng khí q trình khuếch tán A ) Hình Mối quan hệ (A) số Reynolds vận tốc dòng khí (B) hiệu suất loại bỏ với chiều dài denuder vận tốc dòng khí vào denuder Như phần mơ tả denuder ống hình trụ, hiệu loại bỏ O3 lý thuyết tính theo cơng thức Gormley and Kennedy (Công thức 2) [6]: (Công thức 2) (Công thức 3) Đối với ống hình trụ, ∆ phụ thuộc vào chiều dài ống (L) vận tốc dòng khí qua (F) trình bày cơng thức đây: (Công thức 4) Trong công thức 2, trên, C nồng độ O3 đầu (ppb), Co nồng độ O3 đầu vào (ppb), D hệ số khuếch tán khí O3 (0,1444 cm2/s) [7], L chiều dài denuder (cm), γ độ nhớt động học khơng khí (1,52x10-5 m2/s, at 20 oC 156 SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT JOURNAL: NATURAL SCIENCES, VOL 2, ISSUE 5, 2018 and atm), d đường kính denuder (cm), Re số Reynolds Hình 2B thể mối quan hệ hiệu loại bỏ O3 với chiều dài denuder vận tốc dòng khí vào denuder Khi chiều dài denuder tăng hiệu loại bỏ tăng tăng thời gian lưu phần tử O3 denuder Thí dụ vận tốc dòng khí cố định 0,5 L/phút, hiệu suất loại bỏ tăng từ 69,7 % chiều dài cm đến gần 100% chiều dài 40 cm Trong khi tăng vận tốc dòng khí hiệu loại bỏ giảm giảm thời gian tiếp xúc khí O3 với bề mặt denuder Khi vận tốc dòng khí tăng lên đến L/phút hiệu loại bỏ lý thuyết ln nhỏ 90% Ảnh hưởng chiều dài denuder vận tốc dòng khí kiểm chứng thực nghiệm trình bày Ảnh hưởng vận tốc dòng khí vào Hình 3A cho thấy vận tốc lấy mẫu tăng hiệu loại bỏ ozone giảm thời gian lưu O3 denuder ngắn, chưa đủ để phản ứng O3 KI xảy hồn tồn (phương trình 1) Ở vận tốc L/phút 0,5 L/phút hiệu loại bỏ ozone denuder scrubber tương đương với hiệu suất loại bỏ ozone gần 90% Khi vận tốc tăng lên đến 1,5 L/phút hiệu loại bỏ ozone denuder giảm rõ rệt 79%, hiệu loại bỏ ozone scrubber giảm 86% Hiệu loại bỏ denuder giá trị lý thuyết (78,2%) tương đồng với giá trị thực nghiệm (79%) Về nguyên tắc hoạt động, KIdenuder dựa chế khuếch tán O3 lên bề mặt nhám phủ KI denuder, chế loại bỏ ozone scrubber va chạm tinh thể KI phân tử O3, vận tốc lấy mẫu lớn vận tốc trình khuếch tán khơng đủ để KI O3 phản ứng hồn tồn với Vì áp dụng vận tốc dòng lấy mẫu tối đa L/phút KI-denuder thực lấy mẫu carbonyl Hình Ảnh hưởng (A) vận tốc dòng khí vào, (B) chiều dài denuder, (C) nồng độ O đầu vào, (D) dung lượng loại bỏ O3 Ảnh hưởng chiều dài denuder Hình 3B cho thấy hiệu loại bỏ ozone tăng dần chiều dài denuder tăng, tăng thời gian diện tích tiếp O3 với bề mặt KI denuder Với chiều dài denuder 20 cm, hiệu loại bỏ ozone (nồng độ ozone đầu 3,6 ppb) đạt hiệu suất loại bỏ gần 90%, chiều dài denuder cm hiệu loại bỏ ozone 77% (nồng độ ozone đầu tăng lên đến 7,5 ppb) Vì với điều kiện hàm lượng O3 đầu vào TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ: CHUYÊN SAN KHOA HỌC TỰ NHIÊN, TẬP 2, SỐ 5, 2018 khoảng 30–40 ppb thành phố Hồ Chí Minh, vận tốc lấy mẫu carbonyl L/phút chiều dài KI-denuder tối thiểu phải đạt 20 cm, để đảm bảo loại bỏ O3 xuống ppb Ảnh hưởng nồng độ O3 đầu vào Nồng độ ozone đầu vào khảo sát mức độ khác nhau: nồng độ ozone trung bình cao tồn khơng khí xung quanh Tp.HCM nhằm đánh giá tổng quát khả loại bỏ ozone tối ưu KI denuder Kết thể Hình 3C Khi nồng độ ozone tăng cao, KIdenuder scrubber loại bỏ O3 khoảng nồng độ đầu mong muốn (nhỏ ppb) Mặc dù nồng độ ozone đầu vào cao 75 ppb, 85 ppb 120 ppb, nồng độ ozone đầu denuder thấp so với ozone scrubber cao để ứng dụng vào loại bỏ ozone lấy mẫu carbonyl Trong trường hợp để loại bỏ ozone đạt yêu cầu, sử dụng KI-denuder nối tiếp Kết cho thấy nồng độ ozone đầu sử dụng KIdenuder bé ppb, hiệu suất loại bỏ 90% Vì nồng độ O3 khơng khí q cao (>75 ppb), cần phải tăng chiều dài denuder Tuy nhiên, số liệu O3 từ trạm quan trắc cho thấy nồng độ O3 đặc trưng khoảng 30– 50 ppb, việc sử dụng KI-denuder (20 cm) đạt yêu cầu Dung lượng loại bỏ O3 Đo hàm lượng ozone đầu liên tục ngày nhằm đánh giá khả loại bỏ ozone KI-denuder thời gian dài, với điều kiện tối ưu denuder khảo sát Kết thể Hình 3D Hình 3D cho thấy, hàm lượng ozone đầu sau KI-denuder vòng ngày nhỏ ppb, dao động từ 1,3 ppb đến 4,4 ppb Đặc biệt, vào thời gian từ 8h sáng đến 16h chiều, hàm lượng ozone tăng cao 157 mức từ 20–45 ppb, hiệu loại bỏ ozone KI denuder đạt yêu cầu (đầu < 5ppb) Với kết trên, chứng tỏ khả loại bỏ ozone KI-denuder lên tới 24 Việc kéo dài thời gian khảo sát không thực yêu cầu lấy mẫu carbonyl ống hấp thu DNPH thường kéo dài đến 24 giờ, khơng kéo dài dẫn xuất DNPH bị phân hủy Hiệu loại bỏ ozone lấy mẫu carbonyl Để đánh giá hiệu việc loại bỏ O3 KIdenuder ứng dụng cách xác, nghiên cứu sử dụng KI-denuder lấy mẫu hợp chất carbonyl điều kiện khơng khí xung quanh thành phố Hồ Chí Minh KIdenuder nối vào phía trước với ống hấp thu silica tẩm DNPH tương tự trường hợp ozone scrubber thương mại Ngoài ra, để so sánh hiệu KI-denuder với ozone scrubber thương mại, việc khơng có loại bỏ O lấy mẫu carbonyl, nghiên cứu thực lấy mẫu đồng thời ba phương pháp Mẫu lấy vào hai thời điểm ngày, từ h sáng đến 16 h chiều (ban ngày) từ 22 h tối đến h sáng hôm sau (ban đêm) Trong điều kiện ban ngày có hàm lượng O3 khơng khí cao độ ẩm thấp, điều kiện ban đêm ngược lại có hàm lượng O3 thấp độ ẩm cao Bảng trình bày điều kiện nhiệt độ, độ ẩm nồng độ O3 khoảng thời gian lấy mẫu khơng khí thực tế Mẫu sau lấy tiến hành rửa giải phân tích phương pháp HPLC-UV mơ tả phần thực nghiệm Kết so sánh tổng hàm lượng hợp chất carbonyl, hàm lượng formaldehyde mẫu sử dụng ozone srcubber với KI-denuder khơng có loại bỏ ozone trình bày Hình Bảng Điều kiện nhiệt độ, độ ẩm nồng độ khí O3 khoảng thời gian lấy mẫu carbonyl so sánh KI-denuder O3-scrubber Thời gian 11/5/2017 12/5/2017 15/5/2017 16/5/2017 17/5/2017 Thông số Sáng¹ Chiều² Sáng Chiều Sáng Chiều Sáng Chiều Sáng Chiều Nhiệt độ, °C 31,2 (1,4)³ 69,2 (5,1) 27,9 (0,8) 83,1 (3,2) 33,1 (1,3) 60,5 (4,9) 28,6 (0,4) 83,2 (1,3) 29,6 (2,6) 78,4 (11,6 26,7 (0,2) 91,6 (0,6) 30,0 (1,4) 76,6 (5,0) 26,8 (0,5) 90,4 (2,9) 31,9 (1,5) 65,6 (7,0) 28,3 (0,4) 86,7 (1,9) 35,7 (12,7) 6,3 (3,5) 33,9 (9,4) 6,2 (2,7) 20,8 (11,4) 3,4 (2,1) 34,0 (25,3) 4,0 (2,8) 28,8 (6,0) 5,9 (2,6) Độ ẩm, % Nồng độ O3, ppb Ghi chú: ¹ Mẫu lấy từ sáng đến 16 chiều ngày; ² Mẫu lấy từ 10 tối ngày hôm đến sáng ngày hôm sau; ³ độ lệch chuẩn 158 SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT JOURNAL: NATURAL SCIENCES, VOL 2, ISSUE 5, 2018 Hình 4A cho thấy tổng nồng độ carbonyl mẫu KI-denuder mẫu ozone scrubber tương đương (cả hai gần đường 1:1) Tổng nồng độ carbonyl trung bình KI-denuder 33,3 µg/m3 so với tổng nồng độ carbonyl trung bình ozone scrubber 36,5 µg/m3, chênh lệch khoảng 9% Trong nồng độ carbonyl thu mẫu không loại bỏ ozone thấp đáng kể, với tổng nồng độ 11,7 µg/m3, chênh lệch khoảng 68% so với tổng nồng độ carbonyl mẫu ozone scrubber Hình Hiệu loại bỏ O3 KI-denuder so với ozone scrubber khơng có loại O3 vào thời điểm ban ngày (A) Tổng nồng độ hợp chất carbonyl, (B) nồng độ formaldehyde Đối với carbonyl quan trọng formaldehyde, điều kiện lấy mẫu vào ban ngày với nồng độ ozone cao, độ ẩm tương đối không khí thấp, chênh lệch mẫu KI-denuder mẫu ozone scrubber không đáng kể, thể rõ Hình 4B Cụ thể, KI-denuder, hàm lượng formaldehyde 13,7 µg/m3, ozone scrubber 15,2 µg/m3 Từ kết cho thấy ảnh hưởng ozone loại bỏ KI-denuder tương đương với ozone scrubber thương mại Hình Hiệu loại bỏ O3 KI-denuder so với ozone scrubber khơng có loại O3 vào thời điểm ban đêm Tiến hành lấy mẫu tương tự ban ngày, song kết thu vào ban đêm diễn theo xu hướng khác biệt Cụ thể, tổng nồng độ carbonyl trung bình KI-denuder 25,0 µg/m3 lớn so với tổng nồng độ carbonyl trung bình ozone scrubber 20,4 µg/m3, chênh lệch tới 19% Tất điểm đường 1:1 cho thấy khác biệt mang tính hệ thống (Hình 5A) Trong nồng độ carbonyl khơng khí thu mẫu không loại bỏ ozone thấp đáng kể với tổng nồng độ 14,1 µg/m3, thấp 44% so với tổng nồng độ carbonyl mẫu KIdenuder Kết cho thấy, vào ban đêm hàm lượng O3 thấp (khoảng 10 ppb) ảnh hưởng mạnh khơng có phương án loại O3 thích hợp Trong trường hợp formaldehyde, nồng độ trung bình mẫu KI-denuder ozone scrubber gần Tuy nhiên thấy mẫu KI-denuder có hàm lượng TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ: CHUYÊN SAN KHOA HỌC TỰ NHIÊN, TẬP 2, SỐ 5, 2018 formaldehyde cao nhiều so với mẫu ozone scrubber Quan sát nhận thấy độ ẩm khơng khí cao thời gian lấy mẫu mẫu (mẫu đêm ngày 16/05/2017: RH=90,4% đêm 17/05/2017: RH = 86,7%) Kết tương đồng với kết Ho cộng (2013) khảo sát ảnh hưởng độ ẩm đến trình lấy mẫu carbonyl, nồng độ hợp chất carbonyl thu độ ẩm nhỏ 10% cao độ ẩm 75%, có ozone khơng có ozone [8] Nhìn chung, kết nghiên cứu cho thấy hiệu loại bỏ O3 KI-denuder tương đương với ozone scrubber thương mại, đặc biệt hiệu độ ẩm khơng khí cao KIdenuder làm giảm sai số lấy mẫu so với ozone scrubber tránh phần carbonyl hòa tan nước KẾT LUẬN Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu loại bỏ O3 KI-denuder khảo sát tối ưu nhằm đạt hiệu tốt Kết cho thấy thông số tối ưu KI-denuder gồm: chiều dài lớn 20 cm, vận tốc dòng khí bé L/phút Thời gian sử dụng KI-denuder lên đến 24 Khi nồng độ O3 khơng khí cao (> 75 ppb) tăng chiều dài denuder cần thiết để đảm bảo nồng độ O3 đầu khơng ảnh hưởng đến q trình lấy mẫu carbonyl ống hấp thu DNPH Ngoài ra, tổng nồng độ carbonyl thu mẫu sử dụng KI-denuder mẫu ozone scrubber vào ban ngày chênh lệch không đáng kể Tuy nhiên, vào ngày có mưa thời gian lấy mẫu vào ban đêm, chênh lệch nhiều Với kết thu cho thấy KI-denuder thay thể ozone scrubber thương mại để loại bỏ ozone lấy mẫu carbonyl, nhằm cải thiện hạn chế ozone scrubber điều kiện lấy mẫu có độ ẩm cao Ngồi KI-denuder tương đối đơn giản rẻ nhiều so với ozone scrubber 159 nên khuyến khích sử dụng để giảm chi phí lấy mẫu carbonyl Lời cảm ơn: Tác giả xin chân thành cảm ơn Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM tạo điều kiện thuận lợi để thực nghiên cứu TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] M Hauptmann, J.H Lubin, P.A Stewart, R.B Hayes, A Blair, “Mortality from solid cancers among workers in formaldehyde industries”, American Journal of Epidemiology, vol 159, pp 1117–1130, 2004 D Grosjean, E.L Williams, E Grosjean, “Peroxyacyl nitrates at southern California mountain forest locations”, Environmental Science & Technology, vol 27, pp 110–121, 1993 P Carlier, H Hannachi, G Mouvier, “The chemistry of carbonyl compounds in the atmosphere—A review”, Atmospheric Environment (1967), vol 20, pp 2079– 2099, 1986 U.E.P Agency, 1999, US EPA, Center for Environmental Research Information, Office of Research and Development Cincinnati, OH: Compendium Method TO-11A Determination of Formaldehyde in Ambient Air Using Adsorbent Cartridge Followed by High Performance Liquid Chromatography (HPLC) D.H Huy, Đ.H.M Thư, T.T Hiền, “Phân bố hàm lượng hợp chất carbonyl khơng khí nhà trời khu dân cư Quận 5, Thành phố Hồ Chí Minh”, Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ, vol 19, pp 94–106, 2016 P Gormley, M Kennedy, “Diffusion from a stream flowing through a cylindrical tube”, in Proceedings of the Royal Irish Academy Section A: Mathematical and Physical Sciences 1948: JSTOR W.J Massman, “A review of the molecular diffusivities of H2O, CO2, CH4, CO, O3, SO2, NH3, N2O, NO, and NO2 in air, O2 and N2 near STP”, Atmospheric Environment, vol 32, pp 1111–1127, 1998 S Sai Hang Ho, H Ip, K.F Ho, W.T Dai, J Cao, L Pan Ting Ng, “Technical Note: concerns on the use of ozone scrubbers for gaseous carbonyl measurement by DNPH-coated silica gel cartridge”, vol 13, pp 1151– 1160, 2013 160 SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT JOURNAL: NATURAL SCIENCES, VOL 2, ISSUE 5, 2018 Ozone removal efficiency of the KI-denuder in the carbonyl sampling Duong Huu Huy, Tran Thi Kim Vui, Nguyen Thanh Chuong, To Thi Hien University of Science, VNU-HCM Corresponding author: tohien@hcmus.edu.vn Received 13-10-2017; Accepted 06-05-2018; Published 20-11-2018 Abstract—In the carbonyl sampling of 2, 4dinitrophenylhydrazine (DNPH) impregnated cartridge, the ozone removal was necessary because ozone reacted with the DNPH derivatives A commercial ozone scrubber was usually used to remove O3 However, high humidity leaded to carbonyl compounds being trapped on the ozone scrubber before passing through the DNPH cartridge The purpose of this study was to assess the ozone removal by KI-denuder under the climatic conditions of Ho Chi Minh City Several parameters including air sampling flow rate and denuder length were optimized to achieve the highest removal efficiency The optimum parameters of the KI denuder were the sampling flow rate of less than L/min, and the denuder length of 20 cm The effect of the initial O3 concentration on the removal efficiency was also investigated Finally, the ozone removal efficiency of KI-denuder was compared to that of ozone scrubber when two devices were applied for the carbonyl sampling during field measurement The results show that KI-denuder could be used to replace the ozone scrubber with high removal efficiency, particularly in high humidity condition In conclusion, KI-denuder was effective, simple, easy to use and cheap Therefore, it was encouraged to use in carbonyl sampling Keywords—Ozone, carbonyl compounds, denuder ... Phương pháp lấy mẫu sử dụng ozone scrubber thương mại không loại bỏ O3 tiến hành đồng thời với phương pháp lấy mẫu sử dụng KI-denuder, nhằm đánh giá xác hiệu loại bỏ O3 KIdenuder Các mẫu khí carbonyl. .. đương với hiệu suất loại bỏ ozone gần 90% Khi vận tốc tăng lên đến 1,5 L/phút hiệu loại bỏ ozone denuder giảm rõ rệt 79%, hiệu loại bỏ ozone scrubber giảm 86% Hiệu loại bỏ denuder giá trị lý thuyết... denuder Với chiều dài denuder 20 cm, hiệu loại bỏ ozone (nồng độ ozone đầu 3,6 ppb) đạt hiệu suất loại bỏ gần 90%, chiều dài denuder cm hiệu loại bỏ ozone 77% (nồng độ ozone đầu tăng lên đến 7,5 ppb)