Nghiên cứu phương pháp xử lý polyclobiphenyl (PCBs) trong dầu biến thế phế thải đề tài NCKH QT 08 66

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC Tự NHIÊN m TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP xử LÝ POLYCLOBIPHENYL (PCBs) TRONG DẦU BIẾN THẾ PHÊ THÀI Mà SỐ: QT - 08 - 66 Chủ trì đề tài: ThS Nguyễn Kiều Hưng Cán tham gia: PGS.TS ĐỖ Quang Huy PGS.TS Nguyễn Xuân Cự PGS.TS Nguyễn Đắc Vinh ThS Phạm Văn Thức CN Trần Văn Sơn ThS Nguyễn Văn Trọng I TPivr Dr / 255 HÀ NỘI - 2009 Báo cáo tóm tắt: a T ên đề tài: Nghiên cứu phương pháp xử lý polyclobiphenyl (PCBs) dẩu biến phế thải Mã số: QT - 08 - 66 b Chủ trì đề tài: ThS Nguyễn Kiều Hưng Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội c Các cán tham gia: - PGS.TS Đỗ Quang Huy, Khoa Môi trường - PGS.TS Nguyễn Xuân Cự, Khoa Môi trường - PGS.TS Nguyễn Đắc Vinh, Khoa Hóa học - ThS Phạm Văn Thức, Trung tâm Phát triển Sắc ký khí, Đại học Bách Khoa Hà Nội - CN Trần v ẩ n Sơn, Phòng Nghiên cứu Độc học Đại học Bách Khoa Hà Nội - ThS Nguyễn Văn Trọng, Trung tâm Quacer, Độ Khoa học Công nghệ d Mục tiêu nội dung nghiên cứu: Đề tài thực nghiên cứu bước đâu dùng phương pháp hóa nhiệt xúc tác để xử lý PCBs Hướng nghiẽn cứu đẻ tài tập trung tìm kiếm, sử dụng vật liệu có sẩn rê tiền để xử lý PCBs Kết thu nghiên cứu góp phẩn xác định rõ sở khoa học thực nghiệm việc xử lý PCBs nối riêng chất clo bẻn nối chung Kết nghiên cứu có ý nghĩa xử lý bảo vệ môi trường e Các kết đạt được: + 02 báo + khoá luân tốt nghiệp (đồng hướng dẫn) f Tình hình kinh phí đề tài: + Tổng kinh phí: 20.000.000 đồng + Chi theo dự toán phê duyệt KHOA QUẢN LÝ CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN «rló WIỄU TBJ0M0 Summary Report a Title: Research on destruction method of polychlorinated biphenyls (PCBs) in the electrical transformation oil Code: Q T - 08 -6 b Head of Project: Msc Nguyen Kieu Hung c Purpose of Research and content The project is aiming at destructing PCBs using thermal chemical method with catalyst This research focuses on searching and using available inexpensive material to destruct PCBs The obtained result could contribute to the determination of scientific and experimental basic in PCBs destruction particularly and the durable chlorinated substances in general The obtained result is meaningful to envimmental protection d Result o f study: + 02 Scientific papers + 01 bachelor Thesis MỤC LỤC Trang MỞ ĐÀU CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU VỀ PCBs 1.1.1 Định n g h ĩa 1.1.2 Cấu tạo, thành phần tính c h ấ t 1.1.2.1 Cấu tạo 1.1.2.2 Tính chất PCBs .4 1.1.3 Độc tính P C B s 1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ PCB 1.2.1 Một số quy định xử lý PC B s 1.2.2 Các phương pháp xử lý PCBs 1.3 BENT VÀ PHẢN ỨNG x ú c TÁC 1.3.1 Giới thiệu BENT 1.3.1.1 Cẩu trúc tinh thể thành phần hỏa học MONT .10 1.3.1.2 Các tỉnh chất BENT 11 ỉ.3.1.3 Nguồn khoảng sét BENT Việt N am 13 1.3.2 Giới thiệu phản ứng xúc tác 14 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 16 2.1 MỤC ĐÍCH VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN c ứ u 16 2.2 HOÁ CHẤT, DỤNG c ụ VÀ THIẾT B Ị 16 2.3 THỰC NGHIỆM 17 2.3.1 Nghiên cứu thực nghiệm xử lý PCBs 17 2.3.2 Thực nghiệm tách chất sắc ký cột phân tích máy GC/ECD G C /M S .7 .18 2.3.2.1 Thực nghiệm tách chất sắc ký c ộ t 18 2.3.2.2 Phân tích sản phẩm sau xử lý GC/ECD GC/MS 19 2.3.3 Xây dựng đường ngoại chuẩn P C B s 19 2.3.4 Khảo sát phụ thuộc hiệu xử lý vào điều kiện phản ứng 21 CHƯƠNG KẾT QUÀ VÀ THÀO LUẬN 23 3.1 HEỆƯ QUẢ XỬ LÝ PCBs TRÊN BA 23 3.2 HIỆU SƯẨT XỬ LÝ PCBs TRÊN CHÁT MANG BA VÀ CHẤT PHẢN ỨNG 25 3.3 Sự PHỤ THUỘC HIỆU SUẤT x LÝ PCBs VÀO NHIỆT Đ ộ 27 3.4 Sự PHỤ THUỘC HIỆU SUẤT x LÝ PCBs VÀO THỜI GIAN PHẢN ỨNG 27 3.5 HỆƯ QUẢ XỬ LÝ PCBs VỚI CHẤT MANG TẨM x ú c TÁC VÀ CHẤT PHẢN ỨNG 28 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO 32 PHỤ LỤC 34 ii DANH MỤC HÌNH Hình I Cơng thức cấu tạo tổng quát P C B s Hình Cơng thức cẩu tạo số PCBs chứa nguyên tử Cl vị trí para m eta Hình Cẩu trúc cửa bent 10 Hình Các vị trí trao đỗi bent 12 Hình Sơ đồ thiết bị xử lý P C B s 17 Hình Đường ngoại chuẩn PCBs 20 Hình Sự phụ thuộc hiệu suất xử ỉỷ PCBs vào lượng chất phản ứng CAO 25 Hình Sự phụ thuộc hiệu suất xử lý PCBs vào nhiệt đ ộ 27 Hình Sự phụ thuộc hiệu suất xử lỷ PCBs vào thời gian phản ứng 28 Hình 10 Sự phụ thuộc hiệu suất xử iý PCBs vào ỉtrợng Ni(CH3COO)/BA 28 Hình 11 Sự phụ thuộc hiệu suất xử lý vào lượng Cu(CHị COO)/BA 29 Hình 12 Sự phụ thuộc hiệu suất xử lỹ PCBs vào lượng hỗn hợp Ni(CH3COO)2và Cu(CH3COO)2 / b a 29 DANH MỤC BẢNG Bảng Đường kinh hydrat hóa số cation kim loại 13 Bảng Mối liên hệ nồng độ PCBs sổ đếm diện tích 20 Bảng Các kết phân tích chất cịn lại chất mang sản phẩm khí sinh trình xử lỷ PCBs B A 24 Bảng Các kết phăn tích sản phẩm cịn lại hình thành sau xử lý PCBs có sử dụng chất phản ứng CAO 26 PHỤ• LỤC ■ PHỤ LỤC HÌNH .34 Hình 1P Sắc đồ chất mẫu chiết từ dầu biến 34 Hình 2P Sắc đồ chất lại với mẫu dầu chất mang BA 34 Hình 3P Sắc đồ chẩt lại với mẫu dầu chẩt mang BA 3g CAO 35 Hình 4P Sắc đồ chất lại với mẫu dầu chẩt mang BA 2g CAO 35 Hình 5P sẳ c đồ chẫt lại với mẫu dầu chất mang BA Ig CAO 36 Hình 6P Sắc đồ chẩt cịn lại với mẫu dầu chẫt mang BA 0,5g CAO 36 Hình 7P Sắc đồ phân tích sản phẩm khỉ với mẫu dầu B A 37 Hình 8P Sắc đồ phân tích sản phẩm khí với mẫu dầu BA lgCAO 37 Hình 9P Sắc đồ phân tích sản phẩm khỉ với mẫu dầu BA 0,5g CAO 38 PHỤ LỤC BÀNG 39 Bảng 1P: Hiệu suất xử lỷ PCBs với mẫu dầu tẩm chất mang B A 39 Báng 2P Hiệu suất xử lý PCBs với mẫu dầu chẩt mang CAO 39 Bảng 3P Khảo sát hiệu suất xử lỷ PCBs nhiệt độ thay đổi .39 Bảng 4P Khảo sát hiệu suất xử lỷ PCBs với thời gian phản ứng khác 40 Băng 5P Hiệu suất xử lý PCBs với mẫu dầu chất mang BA tẩm niken lg C A O 40 Bảng 6P Hiệu suất xử lỷ PCBs với mẫu dầu chất mang tẩm đồng Ig CAO 40 Bảng 7P Hiệu suẩt xử lý PCBs với mẫu dầu chất mang tẩm hỗn hợp đồng niken + CAO 41 PHỤ LỤC À N H 42 iv CÁC CHỮ VIÉT TÁT BA Khống sét biến tính kiềm BENT Khống sét bentonit CAO Hỗn hợp oxit kim loại kiềm thổ GC/ECD Sắc ký khí detectơ cộng kết điện GC/MS Sắc ký khí khối phổ IUPAC International Union of Pure and Applied Chemists MONT Khoáng sét montmorillonit PCBs Polyclobiphenyl tử MỞĐẲU Polyclobiphenyl (PCBs) hỗn hợp chất clo sử dụng làm vật liệu điện môi dầu biến thế, làm chất pha chế dầu thủy lực thiết bị khai thác mỏ, làm chất dẻo hóa, chất cho vào mực in PCBs có khả nãng gây ung thư hàng loạt ảnh hưởng khác sinh vật, bao gồm ảnh hưởng đến hệ thần kinh, hệ miễn dịch, hệ nội tiết, hệ sinh dục Ngoài ra, PCBs chất khó phân hủy sinh, lý hóa học Vì từ năm 1979, việc sản xuất PCBs hoàn toàn bị cấm toàn giới [9,12] Tuy nhiên, giới Việt Nam tồn lưu lượng lớn PCBs loại dầu biến thế, sơn, dung môi chế tạo mực in Việt Nam, năm trước ước tính nhập khoảng 30.000 dầu biến từ Rumani, Trung Quốc, Liên Xơ Hầu tồn lượng dầu chưa kiểm soát xử lý theo tiêu chuẩn chất thải nguy hại [3] Đây nguồn gây nhiễm chất hữu khó phân hủy lớn nước ta Đã có nhiều cơng trình nghiên cứu xử lý PCBs, nhiên Việt Nam, việc nghiên cứu xử lý PCBs cịn chưa nhiều Vì vậy, chọn đề tài: “Nghiên cứu phương pháp x lý polyclobiphenyl (PCBs) dầu biển p h ế thải” với hy vọng kết nghiên cứu góp phần nhỏ vào cơng việc xử lý PCBs nói riêng, xử lý chất clo nói chung Việt Nam • Mục tiêu đề tài - Nghiên cứu phương pháp hóa nhiệt xúc tác để xử lý PCBs, nghiên cứu có sử dụng chất mang xúc tác PCBs - Khảo sát xử lý PCBs với tỷ lệ chất phản ứng chất xúc tác khác nhau, điều kiện nhiệt độ lò nung thời gian phản ứng khác Từ tìm điều kiện xử lý PCBs cỏ hiệu - Đề xuất hướng nghiên cứu để đưa vào áp dụng thực tế phương pháp xử lý PCBs hồn thiện • Ý nghĩa thực tiễn khoa học đề tài nghiên cứu - Đề tài thực nghiên cứu bước đầu dùng phương pháp hóa nhiệt xúc tác để xử lý PCBs Hướng nghiên cứu đề tài tập trung tìm kiếm, sử CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU VÈ PCBs ỉ 1.1 Định nghĩa PCBs hỗn hợp chất hữu thơm, cỏ cấu tạo gồm vòng benzen liên kết với liên kết carbon-carbon nhất, hydro nhân benzen nguyên tử clo mức độ khác [1], PCBs điều chế từ Diphenyl phương pháp clo hóa trực tiếp với xúc tác FeCI3 PCBs hình thành xử lý chất thải 1.1.2 Cấu tạo, thành phần tính chất L l.2.1 Cấu tạo Cơng thức phân tử: Ci2H 10.nCl„ với n = l-ỉ-10 Công thức cấu tạo tổng quát PCBs Hình Hình Cổng thức cẩu tạo tổng quát PCBs Do có khác số nguyên tử clo phân tử nên nhóm hợp chất PCBs có 10 đồng đẳng khác Mỗi loại đồng đẳng lại có số xác định đồng phân Các đồng phân PCBs có số nguyên tử clo vị tri khác vòng benzen Các vị trí 2, ’, , ’ vị trí octo, vị trí 3, 3’, 5, ’ vị trí meta vị trí 4, ’ vị trí para Hai vịng benzen phân tử PCBs quay quanh cầu nối liên kết chúng Khi hai vòng benzen mặt phăng, PCBs gọi PCBs đồng phẳng Độ đồng phẳng phụ thuộc nhiều vào số nguyên tử C1 vị trí octo Sự thay nguyên tử H vị trí octo nguyên tử C1 làm cho vịng benzen quay khỏi vị trí ban đầu Vịng benzen quay góc 90° so với vòng benzen lại đ i h ọ c q u ố c g ia h n ộ i VIETNAM NATIONAL UNIVERSITY HANOI TẠP CHÍ KHOA HỌC JOURNAL OF SCIENCE Tống Biên tập: Phó Tống Biên tập: G S.T SK H N g u y ễ n H o n g L n g PG S.TSK H L u V ăn Bôi Hội Biên tập G S.TSK H N g u y ễ n H o n g L n g (C hù tịch ) PG S.TSK H L u V ăn Bôi PG S.TSK H Lê V ăn C ảm GS.TS Đ in h V ăn Đ ứ c PG S.TSK H N g u y ễ n Đ ìn h Đ ứ c GS.TS N g u y ễ n H òa GS.TS T rầ n N g h i Ban Biên tập Chuyên san Khoa học Tự nhiên Công nghệ PG S.T SK H L u V ăn Bôi (T rư n g ban) G S.TSK H P h m T hị T râ n C h â u GS.TS V ũ Đ ă n g Đ ộ G S-TSKH T rư n g Q u a n g H ọ c C S.T SK H N g ô T hị T h u ậ n PGS.TS T rịn h N h ậ t T iên GS.TS V ũ V ăn Vụ Tòa soạn trị sự: 144 Dương Xuân ĩĩiùỵ, CSu Ciáụ, I la Nọt Diộn thoại: (84-4) 37547902; Fax: (84-4) 37547583 Website: http://js.vnu.ci1u.vn Giây phép xuSt số03/CIM JV H TTngày 03/01/2Ơ02 Tạp chí Khoa hục Dại học Quốc gia Hả Nội, Khoa hục Tự nhlôn Công nghộ 24 SA 1S (2008) 81-86 N ghiên cứu xử lý P oliclobiphenyl phương pháp hóa nhiệt xúc tác Phân II N g h iên u án h h n g củ a thời g ian , nhiệt dộ ch ất xúc tác dcn p h àn ứng phân hủy P o liclo b ip h cn y l Nguyễn Kiêu I lưng*, Dỗ Quang Muy, Nguyễn Xuân Cự, Trần Văn Sơn, Dỗ Sơn 1lủi, Dỗ Thị Việt Hương T rư n g D a i h ọc K h o a học Tụ nhiên, Đ H Q G IIN Nhặn ngày 25 tháng năm 2008 Tóm tăt Bài báo đà đề cập đên nghicn cứu phản hủy PCBs băng phương pháp hóa nhiệt xúc tác Đicm đáng lưu ý nghiên cứu sừ dụng CAO (chất phan ứng) chất xúc tác tám trẽn 3,0 g chất mang MB niken, sử dụng hỗn hợp cà hai chất loại chất xúc tác này, đă giảm nhiệt độ phản hủy PCBs xuống 600°c Theo đó, chi sử đụng đồng, niken hoăc hỗn hợp đồng - niken làm chất xúc tác hiệu suất phân hùy PCBs đạt từ 98,63 đến 99,40% Khi sử dụng hỗn hợp hai chất xúc tác niken đồng với tỷ lệ 1:1 thi hiệu suất phản hủy PCBs đạt cao 99,40% Sản phẩm pha khí ưong phản ứng phản hủy PCBs bàng phương pháp hóa nhiệt xúc tác ,2 -benzendicacboxylic axít, chất khơng độc hại dầu biến phế thài 600°c Trong báo tiếp tục tập trung nghiên cứu ảnh hường thời gian, nhiệt độ phản ứng chất xúc tác đến phản ứng phân húy PCBs đối tượng Đ ặt vấn đề Việc nghiên cứu phân húy Policlobiphenyl (PCBs) nhiều tác giả giới đề cập đến [1-4] Trong công bố tác giả đưa kết nghiên cứu phân hủy nhiệt, sử dụng hỗn hợp N a/N H j sử dụng chất phản ứng canxi oxít để loại bỏ PCBs mẫu môi trường N hiệt độ sử dụng để phân hùy PCBs nghiên cứu trẽn khoảng trẽn 1000°c T h ự c nghiệm Vật liệu, hoả chất' Hỗn hợp PCBs chuẩn KC 300 : 400 : 500 : 600 tỷ lệ : : : I 2.1 có nồng độ chất lả ppm hãng HP (Mỹ) Dầu biến phế thãi có nồng độ PCBs 418 ppm Các dung mơi dùng nghiên cứu có độ tinh khiết nanogradc Chất hấp phụ silicagcl kích thước hạt 0,320-0,630mm; axíl suníuric 98%; CÁC muối axclat cùa Ni Cu (M crck); chát hap phụ 5% (7Si Trong nghicn cứu [ ], nêu nhữnn kct nghiên cứu ảnh hưởng chất mang MB chất phản ứng CA O đcn phân hủy nhiệt PCBs m 'Tác giả liân hc 84-4-38588579 E*mail hui)f.’nk(ii'vnu KI K7 NK Ih n iỊỊ vồ link / Trtfi chi Khon tuu D IIQ C IIN , Khoa học Tự Nhicu ConK ,,xh f , s r n s (21)08) 81 86 Cột sÁc ký hấp phụ thủy tinh ilài 300 mm dường kinh mm dược f>an klióa diều cliinli lốc (lộ (lịng Cột dưực nhồi cliẩl hấp phụ 5%C/Si llico thứ tự từ lên nlnr sau: hông tliiiy tinh, (),5g Na 2S 4f 2ị> S%(.7Si, ().5 g Na:S()4, hông thủy linh Vật liệu dùng làm chất mang xúc tác M lì dược chất xúc tác Cu, Ni VÌI hỗn hợp Cu-Ni với lượng khác dã dược sử dụng Mghicn cứu trưác il;ìy / /)/ 2.2 Thiềl hi Hệ thống máy s;ìc kỹ khí 6X90 (CĨC') dcteclơ cộng kết diện tử (LCD ) va dctcclơ khối phổ phân giải thấp HP 5973 (MS) cùa hãng Agilcnt, Mỹ Cột sắc ký mao quản HP-5 có kích thước 30m X 0,320mm Thiết bị máy sắc ký khí GC/ECD GC/M S sử dụng đc xác định chất đầu, chất lại vả chát sinh phản ứng phân húy nhiệt xúc tác PCBs Thiết bị G C/ECD GC/M S vận hành đicu kiện tối ưu đế tách xác định đông phản PCBs sàn phâm sinh phản ứng phân hủy nhiệt PCBs Chương trinh nhiệt độ cột 60°C, phút, 20°c/phút, I30°c, 5"c/phút, 280°c, ío°C/phút, 300°c Nhiệt độ dctectơ ECD 300°c Nhiệt độ buồng bơm mẫu 260°c Kỹ thuật bơm mẵu splitless Thiết bị sử dụng nghiên cứu hóa nhiệt xúc tác đc phân hủy PCBs mõ tả phân I báo / 6/ Ong phản ứng làm bảng vật liệu Thạch anil, có độ dài 50cm, dirờim kính 2,5cm Trong ống phàn ứng dược nhơi b ị ng thúy t i n h hai dâu, nhôi 3,0 g;nn vậl liộu mang xúc tác vật liệu mang chất phàn ứng MB Nhiệt độ phản ứng lựa cliọn lie nghiên cứu nãm khoảna từ 300 dcn 700V 2.3 Tiên hành ihirv nghiựm Ngliiên cứu ;'mh liưãng nliiột dộ lò thời gian pliãn ưng dcn hiệu suất p h n hủy PCBs Sử dụng 0,5 ml dầu biến có nồng dọ 418 ppm trộn với 1.0 g MI) 1,0 g CAO đe khảo sát ánh Inrãng cùa nhiệt độ lò đcn khả nãng phàn lũiy 1’C'lis /()/ l i n lượt khảo sát phản ứng phim huy nil lót l‘( Us nhiệt dộ lị khác 300 400, 500, 550, 600, 650 va 700°C; thời gian phàn ứng Phân tích lượng PCBs lại để tinh hiệu suất phản ứng phân hủy PCBs Phân tích sản phẩm hình thành phản ứng dc đánh giá khả nãng ứng dụng phương pháp vào thực tế Trẽn sở kết phàn tích cho phcp xác định nhiệt độ phân hủy PCBs đạt hiệu suất cao Ở nhiệt độ tối ưu, khảo sál ảnh hưởng thời gian trì phản ứng tới hiệu suất phân hủy PCBs Thời gian tri phan ứng phân hủy nhiệt PCBs khảo sát 5,0; 5,5; 6,0; 6,5 7,0 Dựa trẽn lượng chắt lại sau phản ứng sản phẩm sinh phản ứng đẻ xác định thơi gian phản ứng tối ưu Nghiên cứu ảnh hường chất xúc tác đến hiệu suất phân hủy PCBs Trong nghiên cứu phân hủy nhiệt PCBs, đồng niken dược s dụng c c chãt xúc lác X ú c tác đông nikcn đưực lâm lên chat mang MB với lượng khác thông qua việc sử dụng muối đồng axetat vả nikcn axctat (bâng 1) Dc tẳm muối nghiên cứu lèn Mlì, nghicn cứu sử dụng phương pháp tẩm ướt lìàng I l.ưụng muồi đóng nxctat vả nikcn axctíit lầm trui Mil I.ưựng ch/ìt M lỉ(g) Lượng chát xúc tric (i»t;) _ ^ _ N ì( C H j C O O ) C u( C I! , CO O) , Hỏn hựp N i( C I I , C ' 0 ) j _ Cu(CII,( (X))2(li lộ i ỳ 4 Ị ft 1.2 \) N.K I lirny « nn k / T ạ,' chi Klma học DHQCJIN KW học Tụ N hifn v» C6ny nyhf 74 Sir I W M Cách lien hành: llo lan lượng muồi xác đjnh vào lOnil nước c;ít lần, ticp dó cho vào dung dịch 3,0 y MB; khuấy trộn đcu hổn hợp Irong vòng 15 phút; dể lảng 15 phút; khuấy ticp lấn nfr;i, tTiồi lẳn khuấy 10 pill'll Do lảng dung dịch Irong 10 giò Lọc hỗn hựp hảng giấy lọc hăng xanh, lảm khơ phẳn chấl rán ngồi khơng khí, sau sấy kliơ (V 5 MB có tẩm muối dồng íixctiit n i k c n axe(;it t h e o c c lưựng k h c Iihnii Iiliir (Vh;'mg I (lưực SỪ dụng dc nghiên cứu phán hùy nhiệt doi vái PCIÌS Diều kiện tối ưu H5 sử dụng đc nghiên cứu phân hủy PCIỈS di/ực I C U (h.-’injj 2) Vi kct quà cũ;i phán húy I’CIK troiu' nghiên cứu có thê hao gồm cá hai trinh húy nhiệt phản ứng hoá nhiệt xúc tác Bâng Hiệu suât phàn ứng phân hủy PCBs trẽn chất mang MB tẩm muối axctal nikcn vá đồng Chất tẩm MB Ni(CH3COO )2 Cu(CH3COO )2 Hỗn hơp Ni(CH3COO )2 Cu(CH3COO )2 ti lệ 1:1 Hàm lượng (mg) Tổng số dcm diện tích pic (* 10') 6 12 4,53915 3,28581 3,04701 3,41668 3,02205 3,01788 2,53986 2,09932 2,41408 Từ kết thu bảng cho thấy, hiệu suất phản ứng phân hủy PCBs tăng với tăng lượng chất xúc lác, đạt hiệu suât phân hủy PCBs cao (99,40% ) Với lượng Ni(CH 3CO O )2 Cu(C H 3C O O )2 tẩm trẽn MB > mg 3,0 gam MB thi hiệu suất phản ứng phân hủy PCBs đạt từ 98,63 đến 99,40% Khi so sánh hiệu suất phản ứng phân hủy PCBs có sử dụng xúc tác niken đơng thây, hiệu suất phản ứng phân húy PCBs có đơng làm xúc tác tảng cao không đáng kê Khi nghiên cứu sử dụng hôn hợp xúc tac đồng niken tẩm trcn chat mang MB VCTI lượng khác nhau, tlii thay hiệu suíit phan huy PCBs đạt cao (hảng 2) foii’t kin SƯ dụng hỗn hợp xúc Iác nikcn đong VƠI ly lụ Lượng PCBs lại (ppm) 0,09517 0,06889 0,06388 0,07163 0,06336 0,06327 0,04486 0,04202 0,04390 llicu Sllảt phân huy (%) 98,63 99,01 99,08 98,97 99,09 99,10 99,24 99,40 99,37 1:1 thi hiệu suất phản ứng phân hủy PCBs cao bàng 99,40% Điều chứng tỏ hai xúc tác (ầm trẽn chất mang MB có ảnh hưởng đến trinh phản hủy PCBs Với có mặt xúc tác Cu Ni MB, hiệu suất phản ứng phân hùy PCBs điều kiện khảo sát tối ưu tăng Điều giải thích dựa vào khả khử chất xúc tác Tuy nhiên, vấn đề cần tiếp (ục nghiên cứu dc có the giãi (hích đầy đủ V C vai trò chc xúc tác ciìa dồng vả Iiikcn trinh phân hiiy nhiột đối vói PCBs Các sản pliầm khí sinh pliãn ừng phán hũy nil lột xúc tác (1 ồi với IV Ils kìn^ phirưng pháp hon Iiliiộl xúc (;'ic (t.1 \;u 86 N K I h n t Ị Ị I'll lin k / l a 11 c h i K h o n h ọ c n i l Q G I I N , K lw a h ọ c T ự N h i t n dịnh Sân phàm cliiiili có mặt khí sinli irong phân ứng ph;ìn híiy 1’CBs có xúc tác l, -bcn/.cnclicacb().\ylic íixil Kct luận tM C ó n y r iỊ Ị liị Sô 1S (2(X)H) H I A T ài livu tham khảo [I) KS Ryoo, Disposal o f polychlonnaicd biphenyls (P C D s) by a combmcd chcmical w.ih thermal treatment, J Korean (h e m Soc 41 ( 19 9 ) 2S6 |2 ] Charles u Putman J r Jmbao lie Dcchlonnation o f I'C B s CA JIs herbicides and pcsticidcs neat and in oils at °c using N a /N H Đã nghiên cửu ànl) liirảng cũa nhiệt độ, tliừi Journal o f hazardous Mlscvicr 2002 gian chât xúc tác dcn pliàn ứng phân hủy 1’CBs Khi sir tiling cliất phàn ứng CAO chất [3] Materials Jonghyuk Scok, Hw ang Ilicrm al-chcm ical Jongwon Scok, 92 51 62 K yun g -Y ub Destruction of xúc tác dông, Iiiken hỗn hợp xúc tác Iiày Polychlorinatcd tằm 3.0 g M li ihi nhiỏt dộ phàn hủy PCBs insulating o il Journal o f hazardous M aterials xuống 600°c Khi tri nhiệt độ phản ứng 600°c (P C H s) in waste lilscvicr, Đ 124 (2 0 ) 133 [4] Tanabc K , makoto M , Yoshio o , Hidcshi H thi cấu trúc mạng phân lớp MB Vt'w Solid acids an d bases their catalytic properties Kodansha, Tohyo, 1989 cịn tơn tại; chinh ưu việt cùa loại chất mang MB lựa chọn dé nghicn cứu Khi biphenyls [5] Nguyen K icu H ung Đỗ Q uang H uy, Trần Vân Sơn, Dô Sơn H ài, Đ ỗ T h ị V iệt Hương, Nghiên chi sử dụnu dórm Iiikcn hỗn hợp cưu xũ lý policlobiphcnyl băng phương phảp chúng làm chát xúc lác illI hiệu suât phản ứng hoá nhiệt xúc tác, Phàn I Anh hướng cua chải phân hủy PCBs đạt từ 98,63 đốn 99,40% Sản nhiệt Policlobiphcnyl, Top chi k h o a hoc Dai hoc phâm khí sinh phân ứng phân hủy nhiệt Qc gia Hà Nội, K hoa hoc Tư Nhiên va ( 'ỏng nghé 24 (2008) 257 xúc tác PCBs khơng có chứa chat độc hại mang M B chắt phàn ưng C A O dcn phản huy [6] Dỗ Q uang H uy, N guyễn Kièu Hưng, Nguyễn Thị Hương G iang, Đ ỗ T h ị V iệt Hươnp, Nghiên cữu xữ lý policlobiphenyl dảu bicn the phc thài, Tap ch i Khoa hoc va Cóng nghé, 4S ( I B ) (2 0 ) 437 Research on destruction o f Policlobiphenyl by thermo-chemical method with catalyst Part II R e s e a r c h o n effe c ts o f time, t e m p e r a t u r e and catalyst to d e s t r u c t i o n reaction o f P o lic lo b ip h e n y l Nguyen Kieu 1lung, Do Quang Huy, Nguyen Xuan Cu, Tran Van Son Do Son Hai, Do Thi Viet Huong C o l le g e o f S c ie n c e V ietn a m N a tio n a l U n iv e r sity , H a n o i The articic showed rcscarchs on method with catalyst The important substancc on gram m es the carrier temperature will reduce u> 600°c As productivity o f PC [is is from 98,63 destruction o f I’olyehlorinatcd Biphenyls by thermo clicmiuil point is that when using the rcaclant CAO and the catalyst MB is Cu or Ni or mixture o f those two materials, destruction a result, by only uMHg copper or mkcl as calalysl destruction to 99,40% When using mixture o f N and Cu (ratio 1:1) destruction p r o d u c tiv ity w ill in crea se and reach the highest po.nl, w h ch IS 9 % G a s e o u s prod,,els of thcrm al-chcmical m clhod with catalyst not contain loxic subMancc.N VIETNAM NATIONAL UNIVERSITY HANOI JO U R N A L OF SCIENCE NATURAL SCIENCES AND TECHNOLOGY Vol 24, No IS, 200K CONTENTS H o rn ll„ x„.| A nil, I he n.il.al , c s „ l h Clisl , IIjmoi H o a n j X i i an „1 m icp au i M ( „ , N jj u y e n l l o n g I'h u c , D a n g A n il N g u y c l , I'l.a m V a n Q u a n , I ru n g l) u n K, Sources ApporhonmL-nl to Parliculatc M ailer al Thuong Dmh and , , N u l)icm C huonJ Duong, Hanoi b Nguyen Xuan Cu, Nguyen Thi Mai Luyen, The cffccts of sludge Trom waste water treatment treat systems of Bai Bang Paper Plant on the performance of peanut on Ihc h i l l soils in Phu Tlio L hi H unno 1Impact mnarl n ' / x n i n n i |in M soil on r ^ Lcc Due Due, 1a* Lc II hi Huong, off zinc /contcnl accumulation of r>Zn in Brassica Integrifolia Nguyen Till Ha, Mac Thi Minh Tra, The cffccl of suspended solids on the disinfection efficacy of bactcnal contaminants in hospital wastewater Nguyen rhi Ha, Nguyen Thi Phuong Hoa, Dccolorisaiion of dyeing wastewater using adsorbent prepared from cotton dust 21 28 34 T ran Nguyen Ha, Luu Due Hai, A Scrvcy on recupciralivc and rehabilitative ability of Thanh Thuy mineral hot walcr Pham Till Thu 11a Initial assessment on acid deposition in Ma Noi and Hoa Binh 42 49 L u u Due H u i, M ineral com position and heavy contcnt o f Red riv e r’ s suspension 56 10 L u u D u e H a i , V u Q u y e t T h a n g , H o a n g X u a n C o , N g u y e n Q u o c V i e t , T r a n T h ie n C u o n g , II 12 13 14 15 It) Nguyen Xuan Hai, Dam Duy An, Nguyen Xuan Huan, Nguyen Thi Lan, Doan Thi Anh Tu, Luu Due Dung, Environmental planning of characteristic districts Hau Loc, Tho Xuan, Thuong Xuan, Thanh lloa province Lai Thuy Hicn, Ngo Thi Thu Hicn, Vuong Thi Nga, Dong Kim Loan, Survey of the pctroleum-dcuradinụ ability of nalive microbial population in some Quang Nam and Vung Tau sand samples 61 68 P h a m N g o c M o , L y D u e T a i , N g u y e n K h a c L o n g , C a lc u la tio n o f T S P d iffu s io n crcatcd fro m Hoang Thacli ccmcnt plant, Hai Duong province 75 N g u y e n K i c u H u n g D o Quang H u y , N g u y e n X u a n C u , T r a n V a n S on , D o S o n H a i, D o T h i Viet Huong, Research on destruction of Policlobiphcny] by thcrmo-chemical method with catalyst Part Research 011 cffccts of time, temperature and catalyst to destruction reaction of S! Policlobiplicnyl Pliam NKoc H o , Duong Ngoc Bach, Pham Thi Viet Anh, Nguyen Khac Long, A p p ly in g fixed box model to calculate concentration variable with time of S 2, NO; and PM ,0 in Thanh Xuan district, Hanoi Trail Thi Ira n him Cu,.,.c, Ne uycn X ujn lluan The in,Ml resarch “ ‘ “'•'T 'a mclal so,I of Ihr College of Scicncc • 334 Nguyen Trú ThanhXu.n H N o i J T ran Til im c Trim Tl.i Kim l'l,u»nc Kin, V rh n h , N j.y c Thl T h ln l^ D v j a j a 'L ” , te ls c«cn> * 1ô ro ll ô.r s cicnô ã 3J4 Ngoyai I h.mli X i i Ill, 11.1 N oi THẾ LỆ GỬI BÀI CHUYÊN SAN KHOA HỌC Tự NHIÊN VÀ CƠNG NGHỆ C hun san Khoa hục T ự nhicn C nghộ cùa Tạp chí Khoíi học Dại hục Q ũc gia Iịiì Nội cỏn); b ố cnc cô n g Irinh nghiên cửu Ihuộc lĩnh vực Tự nhiên, cáf ngnnh HÓ.1 liục, Sinh h ụ t, C ô n g nghi’ Sinh hục, C ông nghộ Mơi trư ị n ^ có n ộ i-dung khoa học m ói, chư a đ ă n g ch a gửi đ ă n g bâ't kỳ tạp chi Bài vií’1 có thó b ằn g tiếng A nh tiêng Viột, soạn máy vi lính (íonl chữ Times Now Rom an, cõ chù 11) Bài viĩ*'t phái có tóm tắt tiêng Anh vị tiê'n£ Viộl Tóm tắt (k h ó n j; (ỊUÓ 0 từ ) p h i p h iin n h đ ụ c kct q u ã q u a n trụng nh.it củ a báo G i bàn kem p h irn bán điộn tử đên địa chi cli Bài v iít phói d ự c trin h bày theo thử tự sau: Tịn báo, tác £Ì.i, ten quan làm vi ộc tác giá, tóm tắt, từ khóa, nội d u n g báo, lời cảm ơn (nêu cỗ), tài liệu tham khảo Tác giã liên hệ phải đ ợ c chi rõ Cì trang ghi đầy đủ địa chi quan, E-mail, sô' điện thoại, s ố fax cù a tác giả liên hệ Tài liệu th am khảo đ ợ c đ n h số đ ặt ngoặc vuông theo thứ tự xuất báo đ ợ c ghi tro n g d an h m ục tài liệu tham khảo theo quy cách sau: Đối với tài liệu báo tạp chí: tên tác giả, tên báo, tên nghicnỳ), tập, năm x u ât (đ ể ngoặc đơn), trang đẩu cùa báo Thí [1] tạp chí (in dụ: W.E M arshall, L.H W artelle, A n anion exchange resin from soybean hulls, journal o f Chemical Technology and Biotechnology 79 (2004) 1286 Đối với tài liệu sách: tên tác giả, tên sách (in nghiêng), nhà xuât bàn, nơi xuất bản, năm xuât bãn Thí dụ: [2] N g u y ễn H D ương, Điện động lực học, NXB Đại học T rung học C huyên nghiệp, H N ội, 1982 N vỉêt b ăn g tiêng AnH va p h ân tâi liẹu tHâm kh so n so lcbiong pHâi bang ti 0ng Anh thi phải dịch tiếng A nh thích ngơn ngữ gốc ngoặc đơn (\ Tồ soạn kh n g trả lại bàn thảo nêu không đãng T hư từ, viết gừi theo địa chi: Tạp chí Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội P h ò n g 805, N h Đ iể u h n h Đ ại học Q uốc gia H Nội 144 X uân T h ủ y , c ẩ u G iấy, H N ội Tel.: (04) 37547902; Fax: (04) 37547583 E-m ail: tck h @ vnu.edu.vn ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRUỒNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TựNHỂN KHỐ Mơ i tru n g - TRẦN VÃN SƠN NGHIÊN CỨU XỬ LÝ POLYCLOBIPHENYL BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA NHIỆT x ú c TÁC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHÍNH QUY Ngành: Khoa học Mơi trường C án hướng dần: PGS TS Đỗ Q uang Huy ThS Nguyễn Kiều Hưng Ớpộ* Hà Nội - 2008 MẨU 1: TĨM TẮT CÁC CƠNG TRÌNH NCKH CỦA CÁ NHÃN Ngành M ôi trường Chuyên ngành: Công nghệ Môi trường Họ tên (các) tác giả công trình: Ths Nguyễn Kiều Hưng Năm: 2008 Tên báo: Nghiên cứu xử lý polyclobiphenyl phương pháp hóa nhiệt xúc tác: + Phần I ảnh hưởng chất mang MB chất phản ứng CAO đến phân hủy nhiệt Polyclobiphenyl + Phần II Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian, nhiột độ chất xúc tác đến phản ứng phân hủy Policlobiphenyl Tóm tắt cơng trình tiếng Việt Phần báo giới thiệu việc nghiên cứu phãn hủy PCBs nhiệt độ 0 °c có sử dụng chất mang MB chất phản úng CAO Sản phẩn phản ứng xác định Có khác biệt vể sản phẩm phân hủy PCBs sử dụng M B sử dụng hỗn hợp MB CAO Khi sử dụng 3,0 gam M B có chứa từ 1,0 đến 3,0 gam CAO sản phẩm khí hình thành có chứa l,2-benzendicacboxyIic axít khơng độc; PCBs cịn lại MB đến nguyên tử clo phân tử Hiệu suất phân hủy PCBs tăng sử dụng thêm chất phản ứng CAO, đạt cao 98,88% Phần n báo giới thiệu tiếp nghiên cứu phân hủy PCBs phương pháp hóa nhiệt xúc tác Điểm đáng lưu ý nghiên cứu la sử dụng CAO (chất phản ứng) chất xúc tác tẩm g chất mang M B đông hoậc nikcn, hoạc sư dụng hôn hợp Că hai chất loai chất xúc tác này, giảm nhiệt độ phân hủy PCBs xuống 600 C Theo đó, sử dụng đổng, niken hỗn hợp niken làm chất xúc tác hiệu suất phân hủỵ PCBs đạt từ 98,63 đến QQ 40% Khi sir dung hỗn hợp hai chất xúc tác niken với tỷ lệ 1:1 thi hiêu suất phân huy PCBs đat cao 99,40% Sản phẩm nha khí phàn ứng phân hủy PCBs băng phương pháp hóa nhiệt xúc t ó c l a - t e n z e n d i c a c b o x y l i c axít, chấl khơng độc hại: Tiếng Anh Research on destruction of polychlorinated biphenyls by thermal-chemical method with catalyst: Part The effects of carrier MB and reactant CAO on thermal destruction of polychlorinated biphenyls Part n Research on effects of time, temperature and catalyst to destruction reaction of Polychlorinated Biphenyls Sumary in English Part 1: The research was conducted on destruction of PCBs at 600°c using MB as carrier and CAO as reactant End major products of the experim ents were identified There are differences in results between use of MB and use mixture of MB and CAO When using mixture of MB (3.0 gram m es) and CAO (1.0-3.0 grammes), gaseous products only contain 1,2-benzenedicarboxylic acid - non-toxic substance The remain of PCBs on MB have to Ơ atomics If we use more CAO reactant, destrucion productivity of this reaction will increase and maximum is about 98,88% Part 2: The article showed researchs on destruction of Polychlorinated Biphenyls by thermal-chemical method with catalyst The important point is that when using the reactant CAO and the catalyst substance on 3,0 grammes the carrier MB is Cu or Ni or mixture of those two materials, destruction temperature will reduce to 600°c As a result, by only using copper or nikel as catalyst, destruction productivity of PCBs is from 98,63 to 99,40% When using mixture of Ni and Cu (ratio : ) destruction productivity will increase and reach the highest point, which is 99 40% Gaseous products of thermal-chemical method with catalyst not contain toxic substances MẲU 2: SCIENTIFIC PROJECT BRANCH: ENVIRNMENTAL SCIENCE PROJECT CATEGORY: VIETNAM NATIONAL UNIVERSITY LEVEL Title: Research on destruction method of polychlorinated biphenyls (PCBs) in the electrical transformation oil Code: QT - 08 - 66 M anaging Institution: Hanoi University of Science Im plem enting Institution: Faculty of Envimmental Science Key implementors - Project manager: Msc Nguyen Kieu Hung - Participants: Prof.Dr Do Quang Huy Prof.Dr Nguyen Xuan Cu Prof.Dr Nguyen Dac Vinh Msc Pham Van Thuc Bsc Tran Van Son Msc Nguyen Van Trong Duration: from 2008 to 2009 Budget: 20.000.000 VND 10 Main results: The project is aiming at destructing PCBs using thermal chemical method with catalyst This research focuses on searching and using available inexpensive material to destruct PCBs The obtained result could contribute to the determination of scientific and experimental basic in PCBs destruction particularly and the durable chlorinated substances in general The obtained result is meaningful to envimmental protection PHIẾU ĐẢNG KÝ KẾT QUẢ NGHIÊN c ứ u KH-CN Tên đề tài: ^ -Nghiên cứu phưcmg pháp xử lý polyclobiphenyl (PCBs) dầu biến phế thải M ỉ số: QT - 08 - 66 Cơ quan chủ trì đề tài: Trường Đại học Khoa học T\r nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Địa chi: 334 Nguyên Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội Tel: 04.8588579 Cơ quan quản lý đề tà i: Đại học Quốc gia Hà Nội Địa chỉ: 144 Xuân Thuỷ, Cầu Giấy, Hà Nội Tel: Tổng kinh phí thục chi: 20.000.000 đ Trong đó: - Từ ngân sách Nhà nước: 20.000.000 đ - Kinh phí truờng: - Vay tín dụng: - Vốn tự có: - Thu hồi: Tên cấc cán phối hợp nghiên cứu: - PGS.TS ĐỖ Quang Huy, Khoa Môi trường - PGSTS Nguyễn Xuân Cự, Khoa Môi trường - PGS TS Nguyễn Đắc Vinh, Khoa Hóa học - ThS Pham Van Thức, Trung tâm Phát triển Sắc ký khí Đai học Bach Khoa Hà Nội - CN Trần Văn Sơn, Phòng Nghiên cứu Độc học Đai học Bách Khoa Hà Nội - ThS Nguyên Văn Trọng, Trung tâm Quacer, Bô Khria hoc Cổng nghệ 77 x Số đăng ký đề tài I irị chứng nnhân h a n rĩ An ÍT k Sơ dăng ký kết nghièn cứu: Bảo mât: a Phổ biến rộng rãi: h.-Phể biến hạn ch ế: Ngày: c Báo mậte Tóm tát kết nghiên cứu: Nghiên cứu bước đầu thiết kế hệ thống xử lý PCBs quy mơ phịng thí nghiệm, chọn điều kiện tối ưu để xử lý PCBs nhiệt độ phản ứng 600°c thời gian phản ứng Khi sử dụng chít mang BA xử lý PCBs 600°c vịng hiệu suất xử lý PCBs khoảng 95,92-96,84 % Khí sinh phản ứng có số hợp chất vịng có chứa clo, đặc biệt có thíy vết benzofuran la chất rít độc Cac chất lai chất mang sau xử lý gồm nhóm đồng đẳng PCBs là: CuHịCI* C12H5Cl5, C12H4C16, C12H3CI7 Khi sử dụng thêm chất phản ứng CAO từ lg đến 3g hiệu suất xử lý PCBs đat # 98,7% Tỷ lệ tối thiểu dầu chứa PCBs/CAO để hiệu suất xử lý PCBs # 98,7% 0,5ml dầu/lg CAO, điểu kiện khí độc khơng sinh Khi xử lý PCBs phương pháp hóa nhiệt có sử dụng xúc tác niken, đồng hiộu suit xử lý PCBs đạt đến mức ổn định khoảng 99% Và vứi hỗn hợp hai xúc tác niken đồng tỷ lệ khối lượng 1:1 cho hiộu suất xử lý PCBs cao, hiệu suất cao đạt mẫu nghiên cứu 99,4% lượng xúc tác gồm 4g Ni(CH3COO)2 4g Cu(CH3COO)2 Kiên nghị quy mổ đối tượng áp dụng nghiên cứu: Có thể tiếp tục nghiên cứu sâu để giải thích số chế trình xử lý Chủ nhiệm đề tài Thủ trưởng Chủ tịch Hội quan chủ trì dề tài đánh giá chỉnh thức Họ tên Học hàm Nguyễn Kiều Hưng PilQni ốàói I'Uki ThS 1ỌC v ị (í tên Dóng dấu CS.TSKH.Ja^*" /JĨĨ4X>v(Ị'r^wvỹ ... thực tế phương pháp xử lý PCBs hồn thiện • Ý nghĩa thực tiễn khoa học đề tài nghiên cứu - Đề tài thực nghiên cứu bước đầu dùng phương pháp hóa nhiệt xúc tác để xử lý PCBs Hướng nghiên cứu đề tài. .. trình nghiên cứu xử lý PCBs, nhiên Việt Nam, việc nghiên cứu xử lý PCBs cịn chưa nhiều Vì vậy, chúng tơi chọn đề tài: ? ?Nghiên cứu phương pháp x lý polyclobiphenyl (PCBs) dầu biển p h ế thải? ??...1 Báo cáo tóm tắt: a T ên đề tài: Nghiên cứu phương pháp xử lý polyclobiphenyl (PCBs) dẩu biến phế thải Mã số: QT - 08 - 66 b Chủ trì đề tài: ThS Nguyễn Kiều Hưng Trường Đại học