THÔNG TIN TÀI LIỆU
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA LÊ THỊ MINH TÂM ĐÁNH GIÁ HIỆN DIỆN HỢP CHẤT EDCs TRONG NƯỚC SƠNG SÀI GỊN – ĐỒNG NAI, THỬ NGHIỆM KHẢ NĂNG GIẢM THIỂU EDCs BẰNG Q TRÌNH OZONE HĨA VÀ THAN HOẠT TÍNH BỘT KẾT HỢP MÀNG VI LỌC (MF) LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH NĂM 2018 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA LÊ THỊ MINH TÂM ĐÁNH GIÁ HIỆN DIỆN HỢP CHẤT EDCs TRONG NƯỚC SƠNG SÀI GỊN – ĐỒNG NAI, THỬ NGHIỆM KHẢ NĂNG GIẢM THIỂU EDCs BẰNG QUÁ TRÌNH OZONE HĨA VÀ THAN HOẠT TÍNH BỘT KẾT HỢP MÀNG VI LỌC (MF) Chuyên ngành : Kỹ Thuật Môi Trường Mã số chuyên ngành : 62.52.03.20 Phản biện độc lập 1: PGS TS HOÀNG THỊ THU HƯƠNG Phản biện độc lập 2: PGS TS TÔ THỊ HIỀN Phản biện 1: PGS TS LÊ THANH HẢI Phản biện 2: PGS TS PHẠM NGUYỄN KIM TUYẾN Phản biện 3: PGS TS LÊ THỊ KIM PHỤNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS NGUYỄN PHƯỚC DÂN PGS TS NGUYỄN TẤN PHONG LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan công trình nghiên cứu thân tác giả Các kết nghiên cứu kết luận luận án trung thực, không chép từ nguồn dƣới hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu (nếu có) đƣợc thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Tác giả luận án Lê Thị Minh Tâm i TÓM TẮT LUẬN ÁN Nghiên cứu đƣợc thực nhằm khảo sát nồng độ EDCs nguồn nƣớc mặt nguồn thải điểm lƣu vực sơng Sài Gịn Đồng Nai, xác định mối tƣơng quan EDCs với thơng số hóa lý xác định thông số nhƣ điều kiện vận hành phù hợp cho việc loại bỏ hợp chất EDCs đƣợc lựa chọn từ kết khảo sát lƣu vực sơng Sài Gịn - Đồng Nai cơng nghệ ozone PAC kết hợp MF nồng độ gây ảnh hƣởng đến sinh vật thủy sinh Để đạt đƣợc mục tiêu luận án tiến hành nội dung nghiên cứu bao gồm: khảo sát diện EDCs nguồn nƣớc mặt nguồn thải điểm thuộc lƣu vực sơng Sài Gịn Đồng Nai, ứng dụng trình ozone cho loại bỏ DOC NPEs nguồn nƣớc sơng Sài Gịn loại bỏ NPEs công nghệ PAC kết hợp màng MF Đối với nghiên cứu khảo sát, tổng lƣợng mẫu cho hai đợt lấy mẫu phân tích EDCs 72 mẫu, mẫu đƣợc lấy vào mùa khô (tháng 4) mùa mƣa (tháng 9) năm 2013 Kết phân tích cho thấy nonylphenol triethoxylate (NPE3), nonylphenol diethoxylate (NPE2) đƣợc phát hầu hết mẫu khảo sát Nồng độ NPE3 dao động khoảng 5,9 – 235 ng/l, bisphenol A đƣợc tìm thấy nồng độ cao vào mùa khô kênh rạch TP.HCM Ở khu vực thƣợng nguồn sơng Sài Gịn Đồng Nai, atrazine (ATZ) diện đầu vào nhà máy nƣớc cấp phục vụ cho cấp nƣớc khu vực TP.HCM Tƣơng tự, rủi ro tiềm ẩn nhiễm bẩn NPE2 NPE3 cầu Phú Cƣờng gần trạm bơm Hịa Phú đƣợc tìm thấy Mối tƣơng quan NPE2, cacbon hữu hòa tan (DOC) tổng nitơ (TN) đƣợc xác định nghiên cứu So với số nghiên cứu khác hoạt tính estrogen nghiên cứu thấp Đối với thí nghiệm than hoạt tính dạng bột (PAC) kết hợp màng MF cho loại bỏ nonylphenol ethoxylates (NPEs), kết nghiên cứu cho thấy hiệu loại bỏ NPEs đạt 85% tƣơng ứng với thời gian tiếp xúc 30 phút liều lƣợng PAC 50 mg/l thí nghiệm theo mẻ Đối với thí nghiệm mơ hình PAC kết hợp MF hiệu loại bỏ NPEs đạt đƣợc 80% 50 đầu vận hành thông lƣợng 20 l/m2.h nồng độ PAC 50 mg/l Tuy nhiên, hiệu loại bỏ giảm xuống kết thúc thí nghiệm Lƣợng DOC hấp phụ PAC bể ii phản ứng lƣợng DOC hấp phụ PAC lắng đọng bề mặt màng biến thiên theo thời gian đƣợc tính tốn nghiên cứu Kết khối lƣợng nhƣ dung lƣợng hấp phụ DOC bể phản ứng cao so với bề mặt màng Đối với nghiên cứu loại bỏ NPEs q trình ozone hóa, kết cho thấy liều lƣợng ozone, thời gian tiếp xúc giá trị pH thích hợp cho q trình khử NPEs lần lƣợt 5,88 mgO3/mgDOC, phút 8,5 Với điều kiện vận hành này, hiệu loại bỏ DOC NPEs lần lƣợt 40,3% 53,9% Nghiên cứu chứng minh q trình ozone có khả chuyển hóa NPEs thành chất dễ phân hủy sinh học qua tỉ số bDOC/DOC Tƣơng ứng với thời gian tiếp xúc (3 phút), liều lƣợng ozone (5,88 mgO3/mg DOC) pH (8,5) tỉ số bDOC/DOC lần lƣợt 0,60; 0,64 0,86 Trong thí nghiệm với mẫu nƣớc sơng Sài Gịn trạm Bơm Hịa Phú hiệu loại bỏ NP, NPE2 NPE3 đạt 50%, BPA 30% 59% cho atrazine iii ABSTRACT This study aimed to (i) assess the presence of endocrine disrupting compounds (EDCs) in the surface water and effluents from potential water pollution sources in Saigon and Dong Nai river basins; (ii) determinate correlation among concentrations EDCs and physico-chemical parameters and (iii) evaluate performance of PAC-MF reactor for treatment of NPEs contaminated water and determinate appropriate operating conditions for NPEs removal using ozonation The results of investigation shown that NPE3 and NPE2 were detected in most of the surface water samples Concentrations of NPE3 were in a range of less than 5.9 to 235 ng/l, whereas BPA was detected at significantly high concentrations in the dry season in canals in HCMC In the upstream of Sai Gon and Dong Nai Rivers, ATZ concentrations were observed at water intake of water treatment plants served for HCMC water supply system Similarly, the high potential risk of NPE2 and NPE3 contamination at Phu Cuong Bridge near Hoa Phu water intake was identified The significant correlation between NPE2, dissolved organic carbon and total nitrogen was found Estrogenic equivalent or estrogenic activity of Sai Gon and Dong Nai Rivers was lower than those of the previous studies Compared with other studies, e-EDCs of pollution in Sai Gon river basin were relatively low For nonylphenol ethoxylates removal using PAC-MF hybrid process, the experiments of suitable contact time and powdered activated carbon concentration for nonylphenol ethoxylates (NPEs) removal in synthetic water which contained mg/l of NPEs were carried out using batch experiment The results showed that NPEs removal was above 85% corresponding to contact time of 30 minutes and powdered activated carbon (PAC) concentration of 50 mg/l NPEs and Dissolved Organic Carbon (DOC) removal in tap water which contained mg/l of NPEs were determined in PAC combined microfiltration (MF) system at a flux of 20 l/m2.h and PAC concentration of 50 mg/l The results demonstrated that NPEs removal achieved over 80% during first 50 hours of operation in PAC-MF system However, the next hours, removal of NPEs decreased until the end of the experiment The amount of DOC adsorbed on PAC in the reactor and the mass of DOC adsorbed on PAC deposited on the membrane surface were iv calculated in this study The results of the study indicated that mass as well as the adsorptive capacity of DOC on PAC in the reactor was higher than on the membrane surface For nonylphenol ethoxylates removal by ozonation, the results showed that appropriate ozone dose, contact time and pH for NPEs reduction in solution were 5.88 mgO3/mgDOC, minutes and 8.5, respectively In this operating conditions, DOC and NPEs removal were 40.3% and 53.9%, respectively NPEs transformation into biodegradable substances demonstrated through the ratio of bDOC/DOC in this study Corresponding to contact time (3 min), ozone dose (5.88 mgO3initial/mgDOCinitial) and pH (8.5), the ratios of bDOC/DOC (Biodegradable Dissolved Organic Carbon/Dissolved Organic Carbon) were 0.60; 0.64 and 0.86, respectively NPEs removal of 34% was obtained in the experiment for Sai Gon river water This may be due to competition from natural organic matters (NOMs) such as humic or fulvic compound in Saigon river water sample The percent removal by ozonation at Hoa Phu Water Intake achieved over 50% removal of EDCs (NP, NPE2 and NPE3), 30% removal of BPA and 59% removal of atrazine v LỜI CÁM ƠN Hành trình để hồn thành luận án tiến sĩ không cơng trình nghiên cứu khoa học mà cịn mang lại cho cung bậc cảm xúc Hơn thử thách, thu gom tất ý chí nghị lực ẩn chứa ngƣời tơi để lại thành mũi tên nhằm mục tiêu Tuy nhiên để hồn thành mục tiêu đặt cần có giúp đỡ, hỗ trợ vật chất nhƣ lời động viên quý báu mặt tinh thần từ nhiều phía Trƣớc tiên, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến Thầy hƣớng dẫn bao gồm PGS TS Nguyễn Phƣớc Dân PGS TS Nguyễn Tấn Phong giúp hoàn thành luận án Đặc biệt Thầy Nguyễn Phƣớc Dân, Thầy nguồn động viên lớn lao lúc tơi gặp khó khăn tƣởng chừng nhƣ phải từ bỏ đƣờng chọn Thật cảm động Thầy đến động viên, thăm hỏi khoảng thời gian trải qua hai lần phẫu thuật bệnh gặp Những câu la rầy Thầy ln ẩn chứa khích lệ Thầy hƣớng dẫn tơi cách trình bày, cách viết báo khoa học Chính Thầy nâng đỡ, hỗ trợ tơi suốt chuyến hành trình để tơi hồn thành luận án Tiếp theo, xin chân thành cám ơn quý Thầy Cô khoa Môi trƣờng Tài nguyên dành thời gian quý báu để tham dự buổi sinh hoạt học thuật nhằm đƣa góp ý chỉnh sửa điều cịn thiếu sót luận án Chính góp ý chỉnh sửa Thầy Cơ giúp luận án tơi ngày hồn thiện Tôi xin gửi lời cám ơn đến học viên cao học Lại Duy Phƣơng, Đặng Mai Nguyên Vy với sinh viên Nguyễn Minh Nhật, Nguyễn Thành Ninh, Võ Thành Sang, Nguyễn Minh Thành, Võ Minh Phƣợng Phan Thanh Hiệp nhiệt tình phối hợp để thực nghiên cứu Bên cạnh đó, tơi gửi lời cám ơn đến phịng thí nghiệm khoa Môi trƣờng Tài nguyên quan tâm tạo điều kiện thuận lợi cho suốt q trình học tập nghiên cứu Thật thiếu sót tơi khơng nhắc đến Phịng thí nghiệm nghiên cứu nƣớc khu vực Châu Á Nơi chia sẻ tạo điều kiện vật chất lẫn tinh thần để đƣợc yên tâm theo đuổi đƣờng học tập nghiên cứu Xin cám ơn Cô Phan Thị San Hà tất vi đồng nghiệp động viên hỗ trợ để tơi hồn thành xong luận án thời gian sớm Cuối cùng, tơi chân thành cảm ơn gia đình, ngƣời thân bạn bè đồng hành với suốt chặng đƣờng học tập thực luận án vii MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH xii DANH MỤC BẢNG BIỂU xv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xvii MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 HỢP CHẤT GÂY RỐI LOẠN NỘI TIẾT (EDCs) 1.1.1 Nguồn phát sinh vòng đời EDCs 1.1.1.1 Các nguồn phát sinh EDCs 1.1.1.2 Con đƣờng chuyển hoá vận chuyển e-EDCs 1.1.2 Các ảnh hƣởng hợp chất EDCs đến sức khỏe ngƣời môi trƣờng 10 1.1.2.1 Đối với môi trƣờng 10 1.1.2.2 Đối với ngƣời 10 1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU EDCs Ở VIỆT NAM 11 1.3 TÍNH CHẤT CỦA CÁC e-EDCs KHẢO SÁT 13 1.4 ALKYLPHENOL ETHOXYLATES 17 1.4.1 Sự diện môi trƣờng 17 1.4.2 Tính độc NPEs 18 1.4.3 Phƣơng pháp loại bỏ NPEs xử lý nƣớc 19 1.4.2.1 Ozone hóa cho xử lý NPEs 19 1.4.2.2 Than hoạt tính bột (PAC) kết hợp màng cho xử lý EDCs 22 1.4.2.3 Công nghệ màng cho xử lý NPEs 24 1.4.2.4 Quá trình hấp phụ cho xử lý NPEs 25 1.4.2.5 Quá trình phân hủy sinh học cho xử lý NPEs 26 1.4.2.6 Cơ sở lựa chọn công nghệ 27 1.5 PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH EDCs 28 CHƢƠNG PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 2.1 KHẢO SÁT SỰ HIỆN DIỆN CỦA EDCs TRONG NGUỒN NƢỚC MẶT VÀ NGUỒN THẢI ĐIỂM LƢU VỰC SƠNG SÀI GỊN VÀ ĐỒNG NAI 30 viii Hình B.11 Biểu đồ peak NPEs thí nghiệm M2b thứ 83 cho mẫu 145 Hình B.12 Biểu đồ peak NPEs thí nghiệm M2b thứ 124 cho mẫu 146 Hình B.13 Biểu đồ peak NPEs thí nghiệm M2b thứ 124 cho mẫu 147 Hình B.14 Biểu đồ peak NPEs thí nghiệm M2b thứ 148 cho mẫu 148 Hình B.15 Biểu đồ peak NPEs thí nghiệm M2b thứ 148 cho mẫu 149 Hình B.16 Biểu đồ peak NPEs thí nghiệm M2b thứ 185 cho mẫu 150 Hình B.17 Biểu đồ peak NPEs thí nghiệm M2b thứ 185 cho mẫu 151 Hình B.18 Biểu đồ peak NPEs thí nghiệm M2b thứ 213 cho mẫu 152 Hình B.19 Biểu đồ peak NPEs thí nghiệm M2b thứ 213 cho mẫu 153 Hình B.20 Biểu đồ peak NPEs thí nghiệm M2b thứ 238 cho mẫu 154 Hình B.21 Biểu đồ peak NPEs thí nghiệm M2b thứ 238 cho mẫu 155 Hình B.22 Biểu đồ peak NPEs thí nghiệm M2b thứ 288 cho mẫu 156 Hình B.23 Biểu đồ peak NPEs thí nghiệm M2b thứ 288 cho mẫu 157 Hình B.24 Kết phân tích kích cỡ hạt than hoạt tính dạng bột (PAC) 158 PHỤ LỤC C CÁC BÀI BÁO ĐÃ CÔNG BỐ 159 ... THỊ MINH TÂM ĐÁNH GIÁ HIỆN DIỆN HỢP CHẤT EDCs TRONG NƯỚC SƠNG SÀI GỊN – ĐỒNG NAI, THỬ NGHIỆM KHẢ NĂNG GIẢM THIỂU EDCs BẰNG Q TRÌNH OZONE HĨA VÀ THAN HOẠT TÍNH BỘT KẾT HỢP MÀNG VI LỌC (MF) Chuyên... để đánh giá rủi ro tiềm ẩn Trên sở đề tài ? ?Đánh giá diện hợp chất EDCs nước sơng Sài Gịn – Đồng Nai, thử nghiệm khả giảm thiểu EDCs trình ozone hóa than hoạt tính bột kết hợp màng vi lọc (MF)? ??... khảo sát này, thử nghiệm khả giảm thiểu hợp chất EDCs chọn lựa q trình ozone hóa than hoạt tính bột kết hợp màng vi lọc (MF) đƣợc tiến hành nồng độ gây ảnh hƣởng đến sinh vật thủy sinh Phạm vi
Ngày đăng: 28/02/2021, 21:35
Xem thêm: