nhóm 10 các phương pháp lý hóa học trong cải tạo và xử lý đất ô nhiễm

TIỂU LUẬN: QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG ĐẤT Đề tài:các phương pháp lý hóa học cải tạo xử lý đất ô nhiễm Giáo viên hướng dẫn: Ts.Trần Thanh Chi Nhóm sv thực hiện: - Trần Ngọc Bích - Nguyễn Thị Minh - Nguyễn Thị Thu Phương - Phạm Thị Yến Mở Đầu PHƯƠNG PHÁP TÁCH, CHIẾT PHÂN CẤP CỠ HẠT PHƯƠNG PHÁP TRAO ĐỔI ION NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP OXY HÓA PHƯƠNG PHÁP QUANG PHÂN PHƯƠNG PHÁP PHÂN HỦY XÚC TÁC PHƯƠNG PHÁP HẤP PHỤ  PHƯƠNG PHÁP CHIẾT TÁCH HƠI ĐẤT TẠI CHỖ (SOIL VAPOUR EXTRACTION SVE) 1.Phương pháp tách, chiết phân cấp cỡ hạt - Nguyên lí: di dời chất ô nhiễm khỏi đất sau sử dụng tác nhân chiết tách - Việc tách có chọn lọc chất ô nhiễm dựa sở khác biệt kích thước, tốc độ lắng, đặc tính từ tính đặc tính bề mặt hạt đất - Cơ chế: + trọng việc hòa tan chất nhiễm vào tác nhân chiết tách + phân tán phần tử ô nhiễm vào tác nhân chiết tách - tác nhân chiết tách: + axit, chất tẩy rửa, chất tạo phức, dung dịch NaOH + nước  VD: Công nghệ dựa vào nước để loại bỏ chất nhiễm có đất: Cách thức: đặc hóa chất nhiễm vào khối lượng đất cách khai thác khác biệt đặc tính vật lý/hóa học hạt mang chất nhiễm hạt đất (kích thước, mật độ, hình dạng, từ tính, tính bề mặt kỵ nước) Phân tách hố học liên quan đến kỹ thuật hòa tan hóa chất nhiễm từ đất với dung dịch nước chiết xuất có chứa chất phản ứng hố học axit chất kháng hóa    Cơng nghệ áp dụng rộng rãi châu Âu Nhật lại sử dụng Hoa Kỳ (Nguồn:http://tapchimoitruong.vn/pages/article.aspx?) - Tuyển nổi: + Tuyển khác với rửa đất chất tẩy rửa xà phòng + Tuyển kỹ thuật hóa lý khai thác khác biệt tính chất kỵ nước để tách hạt mang chất ô nhiễm khỏi ma trận đất Nguyên tắc dựa độ bám dính bề mặt kỵ nước hạt để bọt khí đưa vào bùn đất Các hóa chất tuyển gồm có: Chất góp, chất tạo bọt, chất hoạt hóa, chất khống chế chất điều chỉnh độ pH    Các hạt kỵ nước dính vào bọt khí đưa tới lớp bọt Việc tách hạt ô nhiễm thực cách loại bỏ lớp bọt 30/11/2016 Phương pháp trao đổi ion Các thành phần đất có CEC cao có khả liên kết chất hữu mang điện tích (+) kim loại tạo thành sản phẩm khơng linh động hóa học giảm nguy đưa chúng vào môi trường đất Sử dụng vật liệu tổng hợp, zeolites hay sét, tắng CEC đất giúp tang khả kết hợp chất ô nhiễm (+) với nhóm chức mang điện âm(-) hạt đất Khả áp dụng: + xử lý hợp chất phức tạp đất đất bị ô nhiễm kim loại độc hại kết hợp với thành phần hữu cơ, chí với chất nhiễm phóng xạ, loại đất bị nhiễm kim loại nặng, - Phương pháp ứng dụng để tách chất ô nhiễm dạng ion phần tử có điện tích nhỏ đất - Thích hợp cho việc tách kim loại nặng đất Cần ý kỹ thuật không tách kim loại loại đất hòa tan có chứa ion Do việc tách kim loại mà nồng độ ion khoảng hổng giảm Tiếp kim loại hấp thụ hạt đất hòa tan oxit, hydroxit, cacbonat có dung dịch tách khỏi đất Các chất ô nhiễm dạng ion hòa tan chất lỏng dạng bọt tách rời di chuyển điện thẩm thấu dung dịch đất   3.Phương pháp oxy hóa - Là công nghệ xử lý thông dụng hiệu cao đất nhiễm hóa chất hữu độc hại hợp chất cyanides - Chất oxy hóa thơng dụng H2O2, O3, KMnO4 VD: phương pháp xử lý thuốc BVTV oxy hóa tác nhân Fenton phương pháp áp dụng số địa phương nước ta để xử lý ô nhiễm thuốc BVTV Sử dụng pp oxy hóa: sử dụng hóa chất có tính oxy hóa mạnh H2O2 kết hợp với hợp chất fe2+ (phản ứng fenton) để phân hủy thuốc BVTV thành chất có phân tử thấp hơn, chất không độc độc CO2, H2O… theo tỷ lệ khác nhau: tỷ lệ (22kg (FeSO4.7H2O) 44 lít (H2O2)/ 1m3 đất nhiễm) tỷ lệ ( 15kg(FeSO4.7H2O) 30 lít (H2O2)/1m3 đất nhiễm) Biện pháp dựa chế oxy hố hỗn hợp khơng khí nước nhiệt độ cao áp suất 150 atm Kết xử lý đạt hiệu 95% Chi phí cho phương pháp chưa nghiên cứu, phương pháp khó 5/20/16 4.Phương pháp quang phân - Phân hủy chất ô nhiễm hữu nhờ tia cực tím - Sử dụng nguồn UV nhân tạo hay phơi đất ánh nắng phân hủy chất ô nhiễm lớp đất nông - Các photons UV bẻ gãy liên kết hóa học với thành phần hữu bay tạo thành chất dễ phân hủy - Mỗi CƠN có bước sóng tối ưu riêng quang phân: benzene (184nm), acetone (220 nm 318nm), TCE (280nm) - Các HCHC phức tạp bị phân ly thành hợp chất độc hại khác tác động dải hấp thụ khác nhau, trình phải lặp lại với dải tia khác có thành phần khơng độc hại lại cuối q trình - Ưu điểm: hiệu suất xử lý cao, chi phí xử lý thấp, rác thải an tồn với mơi trường - Nhược điểm: thời gian xử lý kéo dài, không xử lý CƠN nồng độ cao Ví dụ: Cải tạo đất bị nhiễm dioxin Nguyên lý: tác động tia cực tím, phân tử PCDD (polychloro dibenzo dioxins) PCDF(polychloro dibenzo furanes) xảy hiên tượng declo hóa Kết mơt vài ngun tử clo bị bật khỏi phân tử, tạo hỗn hợp đồng phân có tính độc khác cho sản phẩm độc Kết nghiên cứu quang phân huỷ dioxin đất cho thấy: trình quang phân hủy có hiệu lớp đất mặt Phương pháp sử dụng tác nhân fenton/UV để xử lý dung dịch dioxin thu từ trình xử lý đất nhiễm dioxin phương pháp rửa giải dung dịch chất hoạt động bề mặt dung dịch nonylphenol ethoxylateloại NP-8 nồng độ 0,5CMC (Tạp chí phân tích Hóa, Lý Sinh học - Tập 20, Số 2/2015) 5.Phương pháp phân hủy xúc tác - Quá trình phân hủy hợp chất POPs thực môi trường NaOH với xúc tác hydrocacbon giàu H - Trong môi trường kiềm, hầu hết hóa chất BVTV bị tách khỏi đất chất khác phần bị phân hủy - Sản phẩm phản ứng phân hủy nước NaCl Sản phẩm lại sau phản ứng phân hủy hoàn toàn đáp ứng yêu cầu cho loại chất thải chon lấp thơng thường Phương pháp hấp phụ - Công nghệ dựa xu phần lớn hợp chất hữu hấp phụ bề mặt cacbon hoạt tính chất hấp phụ khác silicagen, sét bentonit, diatomit - Xu hấp phụ tăng theo khối lượng phân tử chất hữu - thích hợp nhất với hợp chất hữu dễ bay (VOC) dạng halogen hóa, chất nổ và thuốc trừ sâu - Hấp phụ than hoạt tính thực trường trên các bể xử lý đặc biệt. Đây phương pháp đòi hỏi thực phase lỏng (như xử lý nước ngầm), pha khí (như xử lý khí thải từ phương pháp phục hồi tách hơi đất) - Thường dùng để khử khí độc, dung mơi mùi có nguồn gốc hữu cơ.  *Các yếu tố làm ảnh hưởng đến hiệu trình:  - Độ hòa tan chất nhiễm  - Cấu trúc phân tử  - Khối lượng phân tử  - Độ phân cực  Phương pháp chiết tách đất chỗ Soil Vapour Extraction ( SVE) - Công nghệ phổ biến nhằm tách thành phần hữu bay dễ bay đất - Hệ thống chiết tách giếng thấm lọc thiết lập khu vực nhiễm - Q trình cơng nghệ bao gồm bơm khơng khí vào vùng chưa bão hòa giúp tách hơi hữu khỏi dịch đất cách phân tách dịch đất đất Hơi kết hợp với khí đất sau tách nhờ giếng tách chân không.  5/20/16 Một hệ thống SVE bao gồm phần: Hạ tầng: -Giếng trích ly hay nhiều giếng - Hệ thống đường ống từ giếng đến trạm bơm (quạt) hút - Các giếng giám sát - Hệ thống van áp lực van điều khiển dòng giếng trích ly giám sát ( tùy theo hệ thống khơng) - Hệ thống che phủ bề mặt để giám sát khí nước vào ( tùy thuộc địa tầng khu vực mục đích xử lý) - Giếng thơng gió ( nhiều giếng) nhằm tăng q trình chuyển động khí (tùy thuộc vào địa tầng khu vực) 5/20/16 Thiết bị: - Bơm chân không (máy thổi khí) thường sử dụng áp suất âm 0,21atm - Thùng tách ẩm (lựa chọn không bắt buộc) - Hệ thống xử lý khí thải Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu q trình xử lý Tính chất đất Độ thấm Độ xốp Phân bố kích thước hạt Độ ẩm PH Hàm lượng chất hữu Tỷ trọng Tính chất chất nhiễm Hằng số Henry Độ tan Hệ số hấp phụ Tính chất mơi trường Nhiệt độ Độ ẩm Tốc độ gió Nồng độ VOC đất Bức xạ mặt trời Tính phân cực Lượng mưa Áp suất Địa hình Hệ số khuếch tán Hệ thực vật Ưu điểm: - Giảm chi phí đào đất thải bỏ - Giảm nguồn thải công tác đào xới - Giảm khuếch tán VOC mơi trường - Có thể áp dụng để xử lý đất có cấu trúc (dung thiết bị thồn thường, không sử dụng chất phản ửng, tiết kiệm nhân công vật liệu) Nhược điểm: - Khơng thích hợp để xử lý vùng đất có độ thấm thấp Do đất có độ thấm thấp hiệu xử lý thấp - Hiệu chất ô nhiễm có ấp suất bay thấp vùng có tầng nước ngầm cao - Khơng dự đốn thời gian xử lý (trong trường hợp xử lý nguồn) Sơ đồ hệ thống chiết xuất đất (SVE) để phục hồi vùng Vadose Phương pháp Ứng dụng Chi phí Tách chiết phân cấp cỡ hạt Xử lý đất cát có hàm lượng sét chất hữu