Nhóm 4 các phương pháp xử lý ô nhiễm đất bằng pp hóa lý

Các phương pháp xử lý HÓA LÝ Mục đích: Phương pháp hóa lý xử lý đất nhằm thay đổi điều kiện môi trường để ngăn cản quá trình vận chuyển các thành phần độc hại đến các vị trí khác nhau t

TIỂU LUẬN MÔN:

QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG ĐẤT

2 Lê Thị Vân Anh 20130090

3 Nguyễn Thị Thu Hương 20132000

07/10/2024

Tổng quan

◦ Đất là một tài nguyên vô cùng quý giá mà tự nhiên đã ban tặng cho con người Đất đóng vai trò quan

1 Hiện trạng đất ở Việt Nam

1) Tài nguyên đất Việt Nam

◦Diện tích Việt Nam là 33.168.855 ha, đứng thứ 59 trong hơn 200 nước trên thế giới

2) Tỉ trọng đất ở nước ta

◦Tổng diện tích là 14.777 triệu ha, với 1.527 triệu ha đất bị đóng băng và 13.251 triệu ha đất

không bị phủ băng Trong đó có 12% tổng diện tích là đất canh tác, 24% tổng diện tích là đồng

cỏ, 32% là đất rừng và 32% là đất cư trú, đầm lầy

◦Trong đó diện tích đất có khả năng canh tác là 3.200 triệu ha, hiện nay mới khai thác hơn 1.500

triệu ha Tỷ trọng đất t có khả năng canh tác ở các nước phát triển là 70% còn ở các nước đang

phát triển là 36%

1 Hiện trạng đất ở Việt Nam

3) Hiện trạng tài nguyên đất của Việt Nam nói riêng và thế giới nói chung

◦ Tài nguyên đất của thế giới nói chung và của Việt Nam nói riêng hiện đang bị suy

thoái rất nghiêm trọng do nhiều lý do như: xói mòn, rửa trôi, nhiễm mặn, ô nhiễm đất, bạc mầu, nhiễm phèn và do biến đổi khí hậu Hiện nay 10% đất có tiềm năng nông nghiệp đã bị sa mạc hoá.

◦ Ðất là hệ sinh thái hoàn chỉnh nên thường bị ô nhiễm bởi các hoạt động của con

người Khi cuộc sống ngày càng phát triển và được nâng cao hơn thì dường như tài

Hiện trạng sử dụng đất đai năm 2015

◦ Theo nhóm đất sử dụng, tổng diện tích tự nhiên của cả nước là 33.123.077 ha,

trong đó 31.000.035 ha đất đã được sử dụng vào các mục đích nông nghiệp và phi nông nghiệp, chiếm 93,59% tổng diện tích tự nhiên; còn 2.123.042 ha đất chưa được sử dụng vào các mục đích, chiếm 6,41% tổng diện tích tự nhiên

Trong đó, nhóm đất nông nghiệp có diện tích là 27.302.206 ha, chiếm 82,43%

tổng diện tích tự nhiên và chiếm 87,07% tổng diện tích đất đã sử dụng; nhóm đất phi nông nghiệp có diện tích là 3.697.829 ha, chiếm 11,16% tổng diện tích

tự nhiên và chiếm 11,93% tổng diện tích đất đã sử dụng; nhóm đất chưa sử dụng có diện tích là 2.123.042 ha, chiếm 6,41 % tổng diện tích tự nhiên cả

Biểu đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2015

Nhận xét :

◦Theo các loại đối tượng sử dụng, quản lý, diện tích đất đã được giao cho các loại đối tượng sử

dụng là 26.802.054 ha, chiếm 80,92% tổng diện tích tự nhiên

◦ Trong đó, hộ gia đình và cá nhân đang sử dụng 15.894.447 ha, chiếm 47,99% tổng diện tích

tự nhiên, bằng 59,30% diện tích đất của các đối tượng sử dụng

◦ Các tổ chức trong nước đang sử dụng 10.518.593 ha, chiếm 31,76% tổng diện tích tự nhiên

và bằng 39,25% diện tích đất đã giao cho các đối tượng sử dụng; tổ chức nước ngoài, cá nhân nước ngoài sử dụng 45.717 ha, chiếm 0,17% diện tích đất đã giao cho các đối tượng sử dụng

◦Cộng đồng dân cư và cơ sở tôn giáo đang sử dụng là 343.294 ha, chiếm 1,28% diện tích đất đã

giao cho các đối tượng sử dụng Diện tích đất giao cho các đối tượng để quản lý là 6.321.023

ha, chiếm 19,08% tổng diện tích tự nhiên của cả nước

Các nguyên nhân gây ô nhiễm đất

1 Tự nhiên: nhiễm phèn, nhiễm mặn, sự lan truyền từ môi trường khác,…

2 Nhân tạo:

◦ Chất thải nông nghiệp

◦ Chất thải công nghiệp

◦ Chất thải sinh hoạt

◦ Ô nhiễm đất do dầu mỏ và các sản phẩm dầu mỏ,…

2 Các phương pháp xử lý HÓA LÝ

Mục đích: Phương pháp hóa lý xử lý đất nhằm thay đổi điều kiện môi trường để ngăn cản quá trình

vận chuyển các thành phần độc hại đến các vị trí khác nhau trong hệ sinh thái đất qua vận chuyển

của thực vật, nước ngầm và hệ sinh vật đất

2.1 Tách, chiết phân cấp cỡ hạt

Khả năng ứng dụng

◦ Có thể xử lý các loại đất có hàm lượng sét và chất hữu cơ < 10-20% Các phần

tử sét nhỉ và phần tử mùn hầu hết là tập trung trong các phần bùn lắng đọng nên không chấp nhận hàm lượng lớn các phần tử này

◦ Di dời các chất hữu cơ và các kim loại nặng Trạng thái vật lý của các chất ô

nhiễm có thể được hấp phụ hay hấp phụ vào các hạt đất hoặc có mặt như dạng hạt thì không có giới hạn.

◦ Phương pháp này chỉ thích hợp cho đất cát và các loại đất chứa ít sét và các

phần mùn.

2.2 Phương pháp trao đổi ion

◦Sử dụng các vật liệu tổng hợp, zeolites hay sét, tắng CEC của đất giúp tang khả năng kết hợp của chất ô nhiễm (+) với các nhóm chức năng mang điện âm(-) của các hạt đất

Khả năng áp dụng:

◦Có thể xử lý các hợp chất phức tạp trong đất như đất bị ô nhiễm kim loại độc hại kết hợp với các thành

phần hữu cơ, thậm chí với các chất ô nhiễm phóng xạ, các loại đất bị ô nhiễm kim loại nặng,

◦ Phương pháp này có thể ứng dụng để tách các chất ô nhiễm dạng ion hoặc các phần tử có điện tích nhỏ ở trong đất Phương pháp này thích hợp thích hợp cho việc tách các kim loại nặng trong đất Cần chú ý

rằng các kỹ thuật này không chỉ tách mỗi kim loại trong các loại đất hòa tan có chứa ion Do việc tách

các kim loại mà nồng độ các ion trong các khoảng hổng giảm đi Tiếp đó các kim loại đã được hấp thụ

bởi các hạt đất hòa tan hoặc các oxit, hydroxit, hoặc cacbonat có trong dung dịch cũng được tách ra khỏi đất Các chất ô nhiễm không phải dạng ion hòa tan trong chất lỏng dạng bọt cũng được tách rời và di

chuyển điện thẩm thấu của dung dịch đât

2.3 Phương pháp Oxy hóa

◦Là công nghệ xử lý thông dụng và hiệu quả cao đối với đất ô nhiễm do các hóa chất hữu cơ độc

hại và các hợp chất Cyanides.

◦Các chất oxy hóa thông dụng nhất là: H2O2, O3, KMnO4.

*Khả năng ứng dụng

-xử lý chì:Sử dụng các chất hóa học để gia tăng phản ứng oxy hóa khử Những tác nhân oxy hóa

thường sử dụng là ozone, hydrogen peroxide, hypochlorine và chlorine dioxide Tác nhân khử

thường dùng là sulfate sắt, sodium bisulfite và sodium hydrosufite, biến đổi các chất ô nhiễm thành

các chất ít ô nhiễm hơn

-Từ quá trình thực tế cho thấy để tăng cường hiệu quả phân hủy Dioxin cần thực hiện quá trình kết

hợp phản ứng Declo hóa vói sự tham gia của các chất xúc tác thích hợp Hiệu quả có thể đạt 90-95%.

2.4 Phương pháp quang phân

◦ Các phản ứng phân hủy bằng tia cực tím UV bằng ánh sáng mặt trời thường làm gãy

mạch vòng hoặc làm gãy mối liên kết giữa clo và cacbon hoặc nguyên tố khác trong cấu trúc phân tử của chất hữu cơ và sau đó thhay thế nhóm Cl bằng nhóm phenyl hoặc nhóm Hydroxyl và làm giảm hoạt độ độc cuả hoạt chất.

KHẢ NĂNG ÁP DỤNG

◦Có thể sử dụng để cải tạo đất bị nhiễm đioxin dưới tác dụng của các tia cực tím hoặc ánh sáng

mặt trời trong phân tử PCDD và PCDF xảy ra hiện tượng Declo hóa làm một vài nguyên tử clo bật ra khỏi phân tử PCDD và PCDF tạo ra hỗn hợp đồng phân có tính độc khác nhau với sản phẩm thu được là ít độc hoặc không độc đó là quá trình quang phân hủy Ddioxxin trong đất Sản phẩm của quá trình này là các hợp chất có số nguyên tử clo ít hơn và độc tính của chúng cũng giảm đi

2.5 Phương pháp phân hủy xúc tác

◦ Qúa trình phân hủy các hợp chất POPs được thực hiện trong môi trường NaOH

với xúc tác Hydrocacbon giàu H.

◦ Trong môi trường kiềm, hầu hết các hóa chất BVTV đều bị tách khỏi đất hoặc các chất nền khác và một phần bị phân hủy.

◦ Dầu hỏa vừa có tác dụng phân tán hóa chất BVTV, vừa cung cấp Hydrocacbon do

phản ứng thế Chlor cho phản ứng thế Chlor trong phản ứng phân hủy hóa chất BVTV.

◦ Sản phẩm của phả ứng phân hủy xúc tác là hơi nước và NaCl.

2.6 Phương pháp hấp phụ

 Hấp phụ là quá trình chứa vật chất (các phân tử khí, hơi hoặc các phân tử, ion chất tan) lên bề mặt phân

cách pha Bề mặt phân cách pha có thể là khí-rắn, lỏng-rắn, khí-lỏng Chất mà trên bề mặt của nó xảy ra quá trình hấp phụ gọi là chất hấp phụ, còn chất được tụ tập trên bề mặt phân cách pha được gọi là chất bị hấp phụ.

 Cơ chế quá trình hấp phụ:

◦Qt1 sự khuếch tán chất đến bề mặt vật liệu hấp phụ

◦QT2 sự di chuyển vật chất đến mao quản của vật liệu hấp phụ.

◦QT3 sự hình thành đơn lớp chất bị hấp phụ lên bề mặt chất hấp phụ.

Ứng dụng trong xử lý môi trường đất

◦ Một số tính hấp phụ của keo đất: hấp phụ cơ học, hấp phụ sinh học, hấp phụ

phân tử, hấp phụ trao đổi ion ( gồm hấp phụ trao đổi cation, anion,…) Trong

đó hấp phụ trao đổi ion là đặ trưng nhất cho hoạt tính môi trường đất.

◦ Vai trò của keo đất; tạo lên khả năng hấp phụ của đất, gắn kết các phần tử cơ

giới làm cho đất tơi xốp; Làm thay đổi nhiều đặc tính vật lí, hóa lí của đất; Hấp phụ được một số kim loại có trong đất góp phần làm giảm thải ô nhiễm môi

trường đất.

◦ Bên cạnh khả năng hấp thụ của chính keo đất trong đất thì một số vật liệu được

sử dụng để hấp phụ các kim loại nặng có trong đất như Zeolit, khoáng sét, muối nhôm…

2.7 Tách chiết hơi đất tại chỗ

◦ Nguyên lý

Việc tách bằng phương pháp làm bay hơi đất dựa trên khả năng bay hơi của các chất ô nhiễm Pha khí giữa các phần tử đất trong khu vực

ô nhiễm là pha cân bằng với các chất ô nhiễm được hấp phụ trong

các phần tử Số lượng của các chất ô nhiếm ở pha khí giữa các phần

tử đất thường rất phong phú, đa dạng với khả năng bốc hơi tương đối

cao Việc rửa bằng tia nước khu vực ô nhiễm, sử dụng sự liên kết

chiết tách chân không của pha khí và sự thấm lọc khí làm tăng khả

năng tách các chất ô nhiễm bay hơi từ các khi vực ô nhiễm

Khả năng ứng dụng thực tiễn

◦- Việc tách chiết bằng phương pháp bay hơi thích hợp cho việc xử lý đất tại chỗ của đất ô nhiễm

các hợp chất bay hơi như: Tricloroetylen, pecloroetylen, toluen, benzen và rất nhiều các dung

môi hữu cơ khác Người ta có thể tách các hợp chất thủy ngân hữu cơ hay asen Tuy nhiên kỹ

thuật này đã không được nghiên cứu kỹ và chỉ phù hợp với các loại đất có khả năng thấm cao

Tính thấm của các đất sét giống như sét và nhìn chung là quá thấp để có thể tách 1 cách hiệu

quả các chất ô nhiễm

◦- Việc tách bằng cách làm bay hơi trong 1 số trường hợp là sự kết hợp với 2 hệ thống xử lý: tách

tại chỗ với pha nước và sự phục hồi sinh học tại chỗ Quá trình thâm nhập của không khí dẫn

đến việc vận chuyển đi kèm 1 lượng ô xy làm tăng hiệu quả phân hủy sinh học Việc sử dụng

tác nhân tách chiết nước cũng tách các hợp chất không bay hơi hay không bị phân hủy sinh học

◦- Chi phí của phương pháp này thấp hơn các phương pháp khác

Biện pháp Ozon/UV

◦Ozon hóa kết hợp với việc chiếu tia cực tím là biện pháp phân hủy các chất thải hữu cơ trong

dung dịch hoặc trong dung môi Kỹ thuật này được áp dụng trong việc xử lý ô nhiễm do thuốc trừ sâu ở Mỹ Phản ứng hóa học của quá trình là: Thuốc trừ sâu, diệt cỏ + O3 CO2 + H2O + các nguyên tố khác

Ưu điểm của biện pháp này là sử dụng thiết bị gọn nhẹ, chi phí vận hành thấp, chất thải ra môi

trường sau khi xử lý là loại ít độc, thời gian phân huỷ rất ngắn

Nhược điểm của biện pháp là chỉ sử dụng có hiệu quả cao trong các pha lỏng, pha khí Chi phí

2 Trao đổi ion • Có khả năng xử lý các

hợp chất phức tạp như các kim loaj độc hại kết hợp với các thành phần hữu cơ, thậm chí với chất

ô nhiễm phóng xạ.

• Triệt để và xử lý có chọn lựa đối tượng

• Có yêu cầu chặt chẽ với vật liệu trao đổi ion, cần phù hợp mới mang lại hiệu quả

xử lý cao.

• Các vật thể kim loại lớn có trong các chất ô nhiễm có thể làm tắc hoặc ngừng trệ quá trình xử lý chi phí đầu tư cao thường được dùng cho chất lượng đất có yêu cầu xử lí cao Trong thực nghệm việc tính toán cho quá trình xử lý là rất khó.

• Các loại đất bị ô nhiễm kim loại nặng, các loại đất có chứa các thành phần độc hại, kể cả các chất phóng xạ,…

• phân chia để phân chia nguyên tố đất hiếm ứng dụng trong đất nông nghiệp và công nghiệp.

3 Oxy hóa • Áp dụng hiệu quả đối với

phương án xử lý tại chỗ và tại các thiết bị xử lý.

• Là công cụ xử lý thông dụng.

• Có khả năng gây ô nhiễm thứ cấp.

• Làm cho pH trong đất giảm Áp dụng hiệu quả đối với phương án xử lý

tại chỗ, các loại đất bị

ô nhiễm hóa chất hữu

• Thời gian xử lý kéo dài

• Không xử lý được chất ô nhiễm ở nồng độ cao.

• Không thể áp dụng để xử lý chất ô nhiễm chảy tràn và chất thải rửa có nồng độ đậm đặc

Nếu áp dụng để xử lí ô nhiễm đất thì lớp đất trực tiếp được tia UV chiếu không dày hơn 5mm DO đó khi xử lí nhanh lớp đất bị ô nhiễm tới các tầng sâu hơn 5mm thì biện pháp nay it được sử dụng và đặc biệt trong công nghệ xử lý hiện trường.

Có thể sử dụng để cải tạo đất bị nhiễm đioxin dưới tác dụng của các tia cực tím oặc ánh sáng mặt trời trong phân tử PCDD và PCDF xảy ra hiện tượng Declo hóa làm một vài nguyên tử clo bật ra khỏi phân tử PCDD và PCDF tạo ra hỗn hợp đồng phân costinhs độc khác nhau với sản phẩm thu được là ít độc hoặc không độc đó

là quá trình quang phân hủy Ddioxxin trong đất Sản phẩm của quá trình này là các hợp chất có ố nguyên tử clo ít hơn và độc tính của chúng cũng giảm đi.

5 Phân

hủy xúc

tác

• Ít gây ô nhiễm thứ cấp do sản phẩm còn lại sau phản ứng phân hủy có thể chôn lấp như chất thải thông thường.

• Thực hiện ở môi trường kiềm.

Các loại đát bị nhiễm hóa chất BVTV , các loại đất có chứa các hợp chất khó phân hủy

Ưu điểm của các phương pháp hóa lý

◦ Khả năng loại bỏ hoặc loại bỏ một loạt các chất gây ô nhiễm và ứng dụng thực

tế rộng của chúng (thường ở quy mô nhỏ, địa phương) Tuy nhiên, những bất lợi của chúng là chúng tạo ra một lượng đáng kể chất thải cần được quản lý hoặc sử dụng trong tương lai và có chi phí sử dụng tương đối cao trên quy mô lớn.

◦ Được sử dụng trong xử lý đất có một số ưu điểm như dễ ứng dụng và thời gian

sử dụng ngắn; nhưng chúng không được ưa thích do chi phí ứng dụng cao hơn

và những khó khăn trong việc xử lý các sản phẩm phụ xảy ra trong quá trình

xử lý đất.

◦ Đòi hỏi phải có năng lượng cao, làm hư cấu trúc đất và giảm năng suất đất.

4 Kết luận

◦ Nguyên nhân chủ yếu của ô nhiễm đất đến từ các chất thải công nghiệp do các

hoạt động sản xuất, khai thác khoáng sản, các chất khí độc hại được thải ra ngoài môi trường, các chất thải hữu cơ Thứ hai là các loại chất thải sinh hoạt của con người hàng ngày mà trong đó đặc biệt nguy hại là chất thải y tế và các loại chất thải có tính độc hại khác mà hiện nay vẫn chưa được xử lí triệt để trước khi thải ra ngoài Thứ ba ô nhiễm do chất thải nông nghiệp, chúng tích lũy dần trong đất và các loại cây trộng và chất độc tăng lên rất lớn khi đi vào cơ thể con người ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe con người.

◦ Các phương pháp HÓA LÝ được sử dụng trong phục hồi ô nhiễm đất được đánh

giá có khá nhiều ưu điểm và khả năng ứng dụng tương đối cao, tuy theo từng loại

CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ

CHÚ Ý LẮNG NGHE!