Nghiên cứu sự chuyển hóa của PAHs và một số kim loại nặngtrong quá trình ổn định bùn thải sông kim ngưu kết hợp rác hữu cơ bằng phương pháp lên men yếm khí nóng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Cao Vũ Hưng NGHIÊN CỨU SỰ CHUYỂN HÓA CỦA PAHs VÀ MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG QUÁ TRÌNH ỔN ĐỊNH BÙN THẢI SÔNG KIM NGƯU KẾT HỢP RÁC HỮU CƠ BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN YẾM KHÍ NĨNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Hà Nội - 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Cao Vũ Hưng NGHIÊN CỨU SỰ CHUYỂN HÓA CỦA PAHs VÀ MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG Q TRÌNH ỔN ĐỊNH BÙN THẢI SƠNG KIM NGƯU KẾT HỢP RÁC HỮU CƠ BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN YẾM KHÍ NĨNG Chun ngành Mã số : Hóa mơi trường : 62440120 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HĨA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Bùi Duy Cam Hà Nội - 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi thực Các kết nghiên cứu luận án hồn tồn trung thực chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu khác TÁC GIẢ LUẬN ÁN LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Bùi Duy Cam người giao đề tài, trực tiếp bảo cho định hướng nghiên cứu, kiến thức chuyên môn hết truyền cho lòng đam mê khoa học tinh thần tự giác học tập nghiên cứu Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Trịnh Lê Hùng người dạy cho kiến thức mới, cho tơi nhiều lời khun bổ ích hỗ trợ tơi nhiều q trình thực luận án Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Th.S Vũ Thị Bích Ngọc người sát cánh tơi giai đoạn gian nan q trình thực luận án Tôi xin cảm ơn quỹ học bổng Pony Chung, tập đồn Cơng nghiệp Hyundai, Hàn Quốc hỗ trợ kinh phí động viên to lớn giúp tơi vượt qua khó khăn để hồn thành luận án Tôi xin cảm ơn anh chị em đồng nghiệp Phịng thí nghiệm Đào tạo phân tích mơi trường, Trung tâm Nghiên cứu Đào tạo Việt Nam - Hàn Quốc, Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Mơi trường giúp tơi phân tích mẫu nhiều mẫu nghiên cứu Tôi xin cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, thầy bạn nghiên cứu sinh thuộc phịng Hóa học Môi trường giúp đỡ, hỗ trợ suốt khoảng thời gian học tập nghiên cứu Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân bạn bè, người ln bên tơi, giúp tơi vượt qua khó khăn để hoàn thành luận án TÁC GIẢ LUẬN ÁN Cao Vũ Hưng MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 10 1.1 Khái quát bùn thải đô thị thực trạng quản lý bùn thải đô thị Hà Nội 10 1.1.1 Nguồn phát sinh 10 1.1.2 Đặc điểm bùn thải đô thị 11 1.1.3 Các phƣơng pháp xử lý bùn thải đô thị 13 1.1.4 Thực trạng quản lý bùn thải đô thị Hà Nội 17 1.2 Kim loại nặng PAHs bùn thải đô thị 19 1.2.1 Kim loại nặng 19 1.2.2 Các hợp chất hữu đa vòng thơm (PAHs) 24 1.3 Phƣơng pháp lên men phân hủy yếm khí xử lý bùn thải đô thị rác thải hữu 30 1.3.1 Cơ sở phƣơng pháp lên men phân hủy yếm khí 31 1.3.2 Các yếu tố ảnh hƣởng đến q trình phân hủy yếm khí 33 1.3.3 Các kỹ thuật ứng dụng phƣơng pháp lên men phân hủy yếm khí xử lý bùn thải đô thị rác thải hữu 36 1.3.4 Sự phân hủy PAHs trình ổn định bùn thải thị phƣơng pháp lên men yếm khí 41 1.3.5 Sự chuyển hóa kim loại nặng q trình ổn định bùn thải thị phƣơng pháp lên mem yếm khí 46 Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 50 2.1 Đối tƣợng nội dung nghiên cứu 50 2.1.1 Đối tƣợng nghiên cứu 50 2.1.2 Nội dung nghiên cứu 52 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 55 2.2.1 Phƣơng pháp thu thập tổng hợp tài liệu 55 2.2.2 Phƣơng pháp lấy mẫu thực địa 55 2.2.3 Phƣơng pháp thực nghiệm 56 2.2.4 Phƣơng pháp phân tích 61 2.2.5 Hóa chất sử dụng 63 2.2.6 Phƣơng pháp xử lý số liệu nghiên cứu 64 Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 65 3.1 Đặc điểm ô nhiễm kim loại nặng PAHs bùn thải sông Kim Ngƣu 65 3.1.1 Đặc điểm hóa lý bùn thải sông Kim Ngƣu 65 3.1.2 Kim loại nặng bùn thải sông Kim Ngƣu 66 3.1.3 PAHs bùn thải sông Kim Ngƣu 72 3.1.4 Đánh giá khả sử dụng bùn thải sông Kim Ngƣu cho cải tạo đất nông nghiệp 79 3.2 Nghiên cứu xác định điều kiện thích hợp q trình ổn định bùn thải kết hợp rác hữu phƣơng pháp lên men yếm khí nóng 81 3.2.1 Sự thay đổi pH độ dẫn điện (EC) theo thời gian 82 3.2.2 Khả loại bỏ COD tổng (CODt) 84 3.2.3 Khả loại bỏ tổng chất rắn chất rắn bay 85 3.2.4 Khả sinh biogas thành phần khí CH4 87 3.2.5 Sự giảm hàm lƣợng Nitơ tổng (TN) N-NH4 90 3.2.6 Sự giảm hàm lƣợng Phốt tổng (TP) P-PO4 92 3.3 Sự chuyển hóa kim loại nặng PAHs trình ổn định bùn thải kết hợp rác hữu phƣơng pháp lên men nóng 94 3.3.1 Các thơng số hóa lý q trình lên men yếm khí 94 3.3.2 Sự tích tụ vận chuyển kim loại nặng 99 3.3.3 Sự phân hủy hợp chất PAHs 111 3.4 Đề xuất quy trình đánh giá khả áp dụng xử lý bùn thải sông Kim Ngƣu kết hợp rác hữu 118 3.4.1 Đề xuất quy trình xử lý 118 3.4.2 Đánh giá khả áp dụng mô hình đề xuất xử lý bùn thải sơng Kim Ngƣu kết hợp rác hữu 120 KẾT LUẬN 126 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 128 TÀI LIỆU THAM KHẢO 129 PHỤ LỤC 141 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Các giai đoạn q trình phân hủy yếm khí 32 Hình 1.2 Quy trình xử lý kỹ thuật lên men yếm khí khơ 38 Hình 1.3 Quy trình xử lý kỹ thuật lên men yếm khí ƣớt giai đoạn 39 Hình 1.4 Quy trình xử lý kỹ thuật lên men yếm khí ƣớt hai giai đoạn 40 Hình 1.5 Q trình thối biến phenanthrene điều kiện yếm khí vi khuẩn khử sunfat 43 Hình 2.1 Sơ đồ vị trí khu vực lựa chọn nghiên cứu 52 Hình 2.2 Mơ tả hệ thống xử lý lên men yếm khí nóng 56 Hình 2.3 Sơ đồ phƣơng pháp thực nghiệm nghiên cứu xử lý kết hợp bùn thải rác hữu 58 Hình 2.4 Sơ đồ phƣơng pháp thực nghiệm nghiên cứu tích tụ vận chuyển kim loại nặng phân hủy PAHs 59 Hình 3.1 Hàm lƣợng kim loại nặng điểm khảo sát 68 Hình 3.2 Hàm lƣợng kim loại nặng trung bình bùn thải sơng Kim Ngƣu 69 Hình 3.3 Hàm lƣợng PAHs với số lƣợng vịng thơm khác bùn thải sơng Kim Ngƣu 73 Hình 3.4 Tỷ lệ hàm lƣợng PAHs đặc trƣng mẫu bùn thải sông Kim Ngƣu 77 Hình 3.5 So sánh hàm lƣợng PAHs bùn thải sông Kim Ngƣu với giá trị giới hạn qui định 78 Hình 3.6 Sự thay đổi giá trị pH thí nghiệm theo thành phần đầu vào theo thời gian 82 Hình 3.7 Sự thay đổi giá trị EC thí nghiệm theo thành phần đầu vào theo thời gian 83 Hình 3.8 Sự thay đổi giá trị CODt thí nghiệm theo thành phần đầu vào theo thời gian 84 Hình 3.9 Khả loại bỏ CODt thí nghiệm theo thành phần đầu vào khác 85 Hình 3.10 Khả loại bỏ TS VS theo thành phần đầu vào khác 86 Hình 3.11 Thể tích biogas sinh thí nghiệm với thành phần đầu vào khác theo thời gian 87 Hình 3.12 Tỷ lệ thành phần trung bình khí biogas 88 Hình 3.13 Thành phần khí H2S trung bình biogas thí nghiệm 89 Hình 3.14 Sự thay đổi giá trị Nitơ tổng theo thời gian thí nghiệm với thành phần đầu vào khác 91 Hình 3.15 Sự thay đổi giá trị N-NH4 theo thời gian thí nghiệm với thành phần đầu vào khác 91 Hình 3.16 Sự thay đổi giá trị Phốt tổng theo thời gian thí nghiệm với thành phần đầu vào khác 93 Hình 3.17 Sự thay đổi giá trị P-PO4 theo thời gian thí nghiệm với thành đầu vào khác 93 Hình 3.18 Sự thay đổi giá trị pH theo thời gian 95 Hình 3.19 Sự thay đổi giá trị EC theo thời gian 96 Hình 3.20 Sự thay đổi giá trị CODt hỗn hợp sinh khối theo thời gian 96 Hình 3.21 Sự thay đổi TS, VS theo thời gian q trình phân hủy yếm khí 97 Hình 3.22 Thể tích biogas sinh q trình phân hủy yếm khí 98 Hình 3.23 Thành phần biogas theo thời gian 98 Hình 3.24 Tƣơng quan gia tăng hàm lƣợng kim loại nặng sau ổn định hàm lƣợng kim loại nặng thành phần nguyên liệu đầu vào 100 Hình 3.25 Hàm lƣợng kim loại nặng trƣớc sau trình ổn định 100 Hình 3.26 Sự thay đổi hàm lƣợng kim loại nặng trình ổn định bùn thải 101 Hình 3.27 Tƣơng quan hàm lƣợng Cd chất rắn dung dịch ngâm rửa 104 Hình 3.28 Tƣơng quan hàm lƣợng Cr chất rắn dung dịch ngâm rửa 104 Hình 3.29 Tƣơng quan hàm lƣợng Cu chất rắn dung dịch ngâm rửa 105 Hình 3.30 Tƣơng quan hàm lƣợng Ni chất rắn dung dịch ngâm rửa 105 Hình 3.31 Tƣơng quan hàm lƣợng Pb chất rắn dung dịch ngâm rửa 106 Hình 3.32 Tƣơng quan hàm lƣợng Zn chất rắn dung dịch ngâm rửa 106 Hình 3.33 Lƣợng kim loại nặng chuyển vào dung dịch ngâm rửa theo thời gian 107 Hình 3.34 Lƣợng kim loại nặng chuyển vào pha nƣớc 18 ngày đầu thời gian sau trình ổn định 108 Hình 3.35 Sự phân hủy hợp chất PAHs trình ổn định 112 Hình 3.36 Tỷ lệ phân hủy hợp chất PAHs 113 Hình 3.37 Hàm lƣợng PAHs trƣớc sau ổn định 114 Hình 3.38 Sự phân hủy PAHs theo thời gian sử dụng Tween 80 116 Hình 3.39 Khả phân hủy hợp chất PAHs sử dụng Tween 80 116 Hình 3.40 Quy trình đề xuất xử lý bùn thải sơng Kim Ngƣu kết hợp rác hữu 119 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Lƣợng bùn thải đô thị Hà Nội năm 2012 18 Bảng 1.2 Kim loại nặng nƣớc thải số loại hình cơng nghiệp 20 Bảng 1.3 Tính chất vật lý số PAHs 28 Bảng 1.4 Tổng hợp kỹ thuật áp dụng phƣơng pháp lên men yếm khí 37 Bảng 2.1 Tọa độ điểm nghiên cứu 52 Bảng 2.2 Thành phần nguyên liệu đầu vào thí nghiệm 58 Bảng 2.3 Thành phần nguyên liệu đầu vào thực nghiệm nghiên cứu tích tụ, vận chuyển KLN phân hủy PAHs 60 Bảng 3.1 Một số tiêu hóa lý bùn thải sơng Kim Ngƣu 65 Bảng 3.2 Hàm lƣợng KLN trung bình mẫu bùn điểm khảo sát với QCVN: 03/2008/BTNMT 66 Bảng 3.3 So sánh hàm lƣợng KLN bùn thải sông Kim Ngƣu với QCVN: 03/2008/BTNMT 67 Bảng 3.4 So sánh hàm lƣợng kim loại nặng bùn thải sông Kim Ngƣu với kết khảo sát thực trƣớc số khu vực khác 69 Bảng 3.5 Hàm lƣợng PAHs trung bình bùn thải điểm khảo sát 72 Bảng 3.6 So sánh hàm lƣợng PAHs bùn thải sông Kim Ngƣu với kết khảo sát bùn thải số khu vực khác 74 Bảng 3.7 Tốc độ sinh khí trung bình thành phần biogas 88 Bảng 3.8 Xác định hiệu suất sinh khí CH4 90 Bảng 3.9 Hàm lƣợng số kim loại nặng trƣớc sau ổn định bùn thải 99 Bảng 3.10 Hàm lƣợng kim loại nặng gia tăng trình ổn định 101 Bảng 3.11 Lƣợng kim loại nặng chuyển vào dung dịch ngâm rửa theo thời gian 107 Bảng 3.12 Tƣơng quan lƣợng kim loại nặng chuyển vào pha nƣớc 18 ngày đầu thời gian sau trình ổn định 108 Bảng 3.13 Lƣợng PAHs phân hủy trình ổn định 111 Bảng 3.14 Thơng số hóa lý q trình phân hủy yếm khí với Tween 80 115 Bảng 3.15 Lƣợng PAHs phân hủy sử dụng Tween 80 115 Bảng 3.16 Hàm lƣợng kim loại nặng hỗn hợp bùn thải rác hữu qua giai đoạn quy trình xử lý 121 Bảng 3.17 Một số quy định hàm lƣợng kim loại nặng tối đa cho phép phân bón hữu 122 Bảng 3.18 Tổng hàm lƣợng PAHs hỗn hợp qua công đoạn xử lý 124 CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt STT BT BTĐT BTNMT CODt DS EC GC-FID HMW 10 HRT ICP-OES 11 LMW 12 PAH 13 PAHs 14 PECs 15 16 17 18 19 20 21 22 23 PELs QCVN RHC SRT TN TNHH NN MTV TP TS US EPA 24 25 26 27 VS VSV WHO WS Ý nghĩa Bùn thải Bùn thải đô thị Bộ Tài nguyên Môi trƣờng Total Chemical Oxygen Demand: Tổng nhu cầu oxi hóa học Dry Substance: Vật liệu khơ Electronic Conductivity: Độ dẫn điện Gas Chromatography Flame Ionized Detector: Sắc ký khí kết hợp detector ion hóa lửa High Molecular Weight: Chất có khối lƣợng phân tử cao Hydraulic Retention Time: Thời gian lƣu thủy lực Inductivity Couple Plasma Optical Emission Spectrometry: Phổ phát xạ plasma ghép cặp cảm ứng Low Molecular Weight: Chất có khối lƣợng phân tử thấp Polycyclic Aromatic Hydrocarbon: Hợp chất hữu đa vòng thơm Polycyclic Aromatic Hydrocarbons: Các hợp chất hữu đa vòng thơm Probable Effect Concentrations: Nồng độ ảnh hƣởng Probable Effect Levels: Liều ảnh hƣởng Qui chuẩn Việt Nam Rác hữu Solid Retention Time: Thời gian lƣu chất rắn Total Nitrogen: Tổng Nitơ Trách nhiệm hữu hạn nhà nƣớc thành viên Total Phosphorous: Tổng Phốt Total Solid: Tổng chất rắn Environmental Protection Agency of United State: Cục bảo vệ môi trƣờng liên bang Hoa Kỳ Volatile Solid: Chất rắn bay Vi sinh vật Word Health Organization: Tổ chức Y tế giới Water Solubility: Khả hòa tan vào nƣớc TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Nguyễn Minh Giảng, Nguyễn Thị Hằng, Phan Thị Phƣơng Hoa, Đinh Thúy Hằng (2012), “Phân lập vi khuẩn ôxi hóa sunfua điều kiện hiếu khí kỵ khí”, tạp chí cơng nghệ sinh học, 10(2), tr 387-392 [2] Thái Mạnh Hùng, Tạ Mạnh Hiếu, Phạm Văn Ánh, Nguyễn Hữu Tuyên, Nguyễn Việt Anh, Đinh Thúy Hằng (2012), “Động học trình tạo biogas quần thể methanogen bể lên men kỵ khí nhiệt độ cao xử lý kết hợp bùn thải rác hữu cơ” tạp chí cơng nghệ sinh học, 10(1), tr 179-187 [3] Nghiêm Ngọc Minh, Cung Thị Ngọc Mai (2010), “Hợp chất hydrocarbon đa nhân (PAHs) khả phân hủy sinh học vi khuẩn”, Tạp chí cơng nghệ sinh học, 8(1), tr 1-11 [4] Hồng Nhâm (1994), Giáo trình hóa học vô cơ, Nhà xuất giáo dục [5] Võ Hồng Thi (2011), “Quá trình phân hủy chất hữu giàu mỡ điều kiện kỵ khí”, Tạp chí cơng nghệ sinh học, 9(1), tr 1-11 [6] Mai Anh Tuấn, Nghiêm Ngọc Minh, Đặng Thị Cẩm Hà, (2004), “Nghiên cứu phân loại khả sử dụng hydrocarbon thơm đa nhân, dibenzofuran chủng XKDN19”, Tap chí cơng nghệ sinh học, 2(3), tr 389-396 Tiếng Anh [7] Abdollahi S., Raoufi Z., Faghiri I., Savari A., Nikpour Y., Mansouri A., (2013), Contamination levels and spatial distributions of heavy metals and PAHs in surface sediment of Imam Khomeini Port, Persian Gulf, Iran”, Marine Pollution Bulletin, 71, pp 336-345 [8] Alloway B.J., Jacson A.P., (1991), “The behavior of heavy metal in sewage sludge amended soil”, The Science of the Total Environment, 100, pp 151-176 129 [9] Ambrosoli R., Petruzzelli L., Minati J.L., Marsan F.A., (2005), “Anaerobic PAH degradation in soil by a mixed bacterial consortium under denitrifying conditions”, Chemosphere, 60(9), pp 1231-1236 [10] Amir S., Hafidi M., Merlina G., Hamdi H., Revel J.C., (2005), “Fate of polycyclic aromatic hydrocarbons during composting of lagooning sewage sludge”, Chemosphere, 58, pp 449-458 [11] Anderson R.T., Lovely D.R., (1999), “Naphthalene and benzene degradation under Fe(III)-reducing conditions in petroleum contaminated aquifers”, Biorem J., 3, pp 121-135 [12] Appels L., Baeyens J., Degreve J., Dewil R., (2008), “Principles and potential of the anaerobic digestion of waste-activated sludge”, Progress in Energy and Combustion Science, 34, pp 755-781 [13] Aryal, R.K., Furumai, H., Nakajima, F., Boller, M., 2006, “Characteristics of particleassociated PAHs in a first flush of a highway runoff”, Water Sci Technol., 53, pp 245-251 [14] Babel S., Dacera D.M., (2006), “Heavy metal removal from contaminated sludge for land application: A review”, Waste Management, 26, pp 988-1004 [15] Bach Quang Dung (2004), “Enhancement of intrinsic bioremendiation of PAHs-contaminated anoxic estuarine sediment by the addition of biostimulating agents”, Master thesis, Myongij university Korea [16] Barnabas I.J., Dean J.R., Fowlis I.A., Owen S.P., (1995), “Extraction of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons from highly contaminated soil using micro-way energy”, Analyst, 120, pp 1897-1904 [17] Bilitewski B., Haerdtle G., Marek K., Waste Management, Springer, 1994 [18] Boll E.S., Christensen J.H., Holm P.E., (2008), Quantification and source identification of polycyclic aromatic hydrocarbons in sediment, soil, and water spinach from Hanoi, Vietnam, Journal of Environmental Monitoring, 10, pp 261-269 130 [19] Bolzonella D., Cavinato C., Fatone F., Pavan P., Cecchi F., (2012), “High rate mesophilic, thermophilic, and temperature phased anaerobic digestion of waste activated sludge: A pilot scale study”, Waste Management, 32, pp 1196-1201 [20] Bravo A.D., Polanco M.F., (2013), “Anaerobic co-digestion of sewage sludge and grease trap: Assessment of enzyme Addition”, Process Biochemistry, 48, pp 936-940 [21] Brunn L., Dornack C., Bilitewski B., (2007), “Application of laboratory scale experiments to industrial scale in case of anaerobic waste treatment”, Sardinia, Eleventh International Symposium, Cagliary, Italy [22] Busetti F., Heitz A., Cuomo M., Badoer S., Traverso P., (2006), “Determination of sixteen polycyclic aromatic hydrocarbons in aqueous and solid samples from an Italian wastewater treatment plant, J Chromatography, A 1102, pp 104-115 [23] Cai Q.Y., Mo C.H., Wu Q.T., Zeng Q.Y., Katsoyiannis A., (2007a), “Occurrence of organic contaminants in sewage sludges from eleven wastewater treatment plants, China”, Chemosphere, 68, pp 1751-1762 [24] Cai Q.Y., Mo C.H., Wu Q.T., Zeng Q.Y., Katsoyiannis A., Ferard J.F., (2007b), “Bioremediation of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) contaminated sewage sludge by different composting processes”, Journal of Hazardous Materials, 142, pp 535-542 [25] Canadian Council of the Ministers of the Environment (CCME), (2002) Canadian sediment quality guidelines for the protection of aquatic life, Environment Canada, Ottawa, Ontario, Canada [26] Canadian Council of the Ministers of the Environment (CCME), (2005), Canadian Guidelines for Compost Quality, Winnipeg, Manitoba, Canada [27] Carneiro T.F., Perez M., Romero L.I., (2008), “Thermophilic anaerobic digestion of source-sorted organic fraction of municipal solid waste”, Bioresource Technology, 99, pp 6763-6770 131 [28] Cecchi F., Pavan P., Alvarez J.M., Bassettit A., Cozzolinot C.,(1991), “Anaerobic digestion of municipal solid waste: Thermophilic vs Mesophilic performance at high solids”, Waste Management & Research, 9, pp 305-315 [29] Chen H., Yan S.H., Ye Z.L., Meng H.J., Zhu Y.G., (2012), “Utilization of urban sewage sludge: Chinese perspectives”, Environ Sci Pollut Res, 19, pp 1454-1463 [30] Chipasa K.B., (2003), “Accumulation and fate of selected heavy metals in a biological wastewater treatment system”, Waste Management, 23, pp.135-143 [31] Chongrak P., (1996), Organic Waste Recycling, WILEY, England [32] Christense E.R., Arora S., (2007) “Source apportionment of PAHs in sediments using factor analysis by time records: application to Lake Michigan”, USA Water Res., 41, pp 168-176 [33] Corti A., Lombardi L., (2007), “Anaerobic co-digestion of source selected organic waste and sewage sludge”, Sardinia, Eleventh International Symposium, Cagliary, Italy [34] Cutright T.J., (1995), “Polycyclic aromatic hydrocarbon biodegradation and kinetics using Cunninghamella echinulata var elegans”, Int Biodet Biodeg., 35(4), pp 397- 408 [35] Dai J., Xu M., Chen J.,Yang X., Ke Z., (2007), “PCDD/F, PAH and heavy metals in the sewage sludge from six wastewater treatment plants in Beijing, China”, Chemosphere, 66, pp 353-361 [36] Dispirito A.A., Silver M., Voss L., Tuovinene O.H., (1982), “Flagella and Pili of iron-oxidizing Thiobacilli isolated from a uranium mine in northern Ontario Canada”, Appl Environ Microbiol., 43, pp.1196-1200 [37] Donahue W.F., Allen E.W., Schindler D.W., (2006), “Impacts of coalfired power plants on trace metals and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in lake sediments in central Alberta, Canada”, Journal of Paleolimnology, 35, pp 111-128 132 [38] Dong B., Liu X., Dai L., Dai X., (2013), “Changes of heavy metal speciation during high-solid anaerobic digestion of sewage sludge”, Bioresource Technology, 131, pp 152-158 [39] Dong Trang T.T., Lee B.K.,(2009), “Characteristics, toxicity, and source apportionment of polycylic aromatic hydrocarbons (PAHs) in road dust of Ulsan, Korea”, Chemosphere, 74, pp 1245-1253 [40] Dou J., Liu X., Ding A., (2009), “ Anaerobic degradation of naphthalene by the mixed bacteria under nitrate reducing conditions”, Journal of Hazardous Materials, 165, pp 325-331 [41] Eriksson E., Christensen N., Schmidt J.E., Ledin A., (2008), “Potential priority pollutants in sewage sludge”, Desalination, 226, pp 371-388 [42] Fellenberg G, (2000), The chemical of pollution, Technical University Braunschweig, John Wiley and Sons, Ltd [43] Fuerhacker M., Measho H.T., (2010), Treatment and Reuse of Sludge, Springer-Verlag Berlin Heidelberg [44] Fytili D., Zabaniotou A., (2008), “Utilization of sewage sludge in EU application of old and new methods - A review”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 12, pp 116-140 [45] Giller K.E., Witter E., Mcgrath S., (1998), “Toxicity of heavy metals to microorganisms and microbial processes in agricultural soils: A review”, Soil Biol Biochem., (30)10/11, pp 1389-1414, [46] Gu S.H., Kralovec A.C., Christensen E.R., Van Camp R.P., (2003), “Source apportionment of PAHs in dated sediments from the Black River, Ohio”, Water Research, 37, pp 2149-2161 [47] Haritash A.K., Kaushik C.P., (2009), “Biodegradation aspects of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs): A review”, Journal of Hazardous Materials, 169, pp 1-15 [48] He Y., Yediler A., Sun T., Kettrup A., (1995) Adsorption of fluoranthene on soil and lava: effects of the organic carbon contents of adsorbents and temperature, Chemosphere 30, 141-150 133 [49] Heister K., Pols S., Gustav Loch J.P., Bosma T.N.P., (2013), “Desorption behaviour of polycyclic aromatic hydrocarbons after long-term storage of two harbour sludges from the port of Rotterdam, The Netherlands”, J Soils Sediments,13, pp 1113-1122 [50] Hafidi M., Amir S., Jouraiphy A., Winterton P., Gharous M.E., Merlina G., Revel J.C., (2008), “Fate of polycyclic aromatic hydrocarbons during composting of activated sewage sludge with green waste”, Bioresource Technology, 99, pp 8819-8823 [51] Hua L., Wu W.X., Liu Y.X., Tientchen C.M., Chen Y.X., (2008), “Heavy Metals and PAHs in Sewage Sludge from Twelve Wastewater Treatment Plants in Zhejiang Province”, Biomedical and Environmental Sciences, 21, pp 345-352 [52] Huang W., Wang Zh., Yan W., (2012), “Distribution and sources of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in sediments from Zhanjiang Bay and Leizhou Bay, South China”, Marine Pollution Bulletin, 64, pp 1962-969 [53] Huault M.L., Regier A., Faure P., (2009), “Analyzing hydrocarbons in sewer to help in PAH source apportionment in sewage sludges”, Chemosphere, 75, pp 995-1002 [54] Hsu J.H., Lo S.L., (2001), “Effect of composting on characterization and leaching of copper, manganese, and zinc from swine manure”, Environ Pollut.,114, pp 119-127 [55] Ito A., Umita T., Aizawa J., Takachi T., Morinaga K., (2000), “Removal of heavy metals from anaerobiccally digested sewage sludge by a new chemical method using ferric sulfate”, Wat Res., 34(3), pp 751-758 [56] Janz A., Bilitewski B., (2007), “Hazadous substances in WEEE - toxicity and realease, internal study”, Insitute of Waste Management and Contaminated Site Treatment, Technical University Dresden [57] Johnsen A.R., Wick L.Y., Harms H., (2005), “Principles of microbial PAH-degradation in soil”, Environ Pollut., 133, pp 71-84 134 [58] Ju J.H., Lee I.S., Sim W.J., Eun H.S., Oh J.E., (2009), “Analysis and evaluation of chlorinated persistent organic compounds and PAHs in sludge in Korea”, Chemosphere, 74, pp 441-447 [59] Karthikeyan R, Bhandari A., (2001), “Anaerobic biotransformation of aromatic and polycyclic aromatic hydrocarbons in soil microcosms: a review”, Hazardous Substance Research, 3, pp 1-19 [60] Karvelas M., Katsoyiannis A., Samara C., (2003), “Occurrence and fate of heavy metals in the wastewater treatment process”, Chemosphere, 53, pp.1201-1210 [61] Khadhar S., Higashi T., Hamdia H., Matsuyama S., Charef A., (2010), “Distribution of 16 EPA-priority polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in sludges collected from nine Tunisian wastewater treatment plants”, Journal of Hazardous Materials, 183, pp 98-102 [62] Kilemade M., Hartl M.G.J., Sheehan D., Mothersill C., van Pelt F.N.A.M., O’Brien N.M., O’Halloran J., (2004), “An assessment of the pollutant status of surficial sediment in Cork Harbour in the South East of Ireland with particular reference to polycyclic aromatic hydrocarbons”, Marine Pollution Bulletin, 49, pp 1084-1096 [63] Kimberlie A., Graeme MD., Pollack C.V., Facep M.D., (1998), “Heavy metal toxicity, Part I: Arsenic and Mercury”, The Journal of Emergency Medicine, (16)1, pp 45-56 [64] Kishida M., Imamura K., Maeda I., Tran T.N.L., Nguyen T.P.T., Pham H.V., (2007), “Distribution of persistent organic pollutant and polycyclic aromatic hydrocarbons in sediment samples from Vietnam”, Journal of Health Science, 53(3), pp 291-301 [65] Kristen M., (2001), “Reducing contaminated sediments and their threats to marine resources” Staff Scientist Beth Millemanm, National Policy Coordinator Cynthia, Executive Director [66] Larsen S.B., Karakashev D., Angelidaki I., Schmidt J.E., (2009), “Ex-situ bioremediation of polycyclic aromatic hydrocarbons in sewage sludge, Journal of Hazardous Materials, 164, pp 1568-1572 135 [67] Lazzari L., Sperni L., Bertin P., Pavoni B., (2000), “Correlation between inorganic (heavy metals) and organic(PCBs and PAHs) micropollutant concentrations during sewage sludge composting processes”, Chemosphere, 41, pp 427-435 [68] Le H.T., Nguyen M.T., Suzuki G., Misaki K., Pham H.V., Takahashi S., Tanabe S., (2014), “Aryl hydrocarbon receptor mediated activities in road dust from a metropolitan area, Hanoi-Vietnam: Contribution of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and human risk assessment”, Science of the Total Environment, xxx, pp xxx-xxx [69] Lo K.S.L., Chen Y.H., (1990), “Extracting heavy metals from municipal and industrial sludges”, Sci Total Environ., 90, pp 99 -116 [70] Lors C., Damidot D., Ponge J.F., & Perie F., (2012), “Comparison of a bioremediation process of PAHs in a PAH contaminated soil at field and laboratory scales”, Environmental Pollution, 165, pp 11-17 [71] Lu S., Imai T., Ukita M., Sekine M., (2007) “Start-up performances of dry anaerobic mesophilic and thermophilic digestions of organic solid wastes”, Journal of Environmental Sciences, 19, pp 416-420 [72] Luers F., Hulscher Th.E.M.T., (1996), “Temperature effect of the partitioning of polycyclic aromatic hydrocarbons between natural organic matter and water”, Chemosphere, 33, pp 643-657 [73] MacDonald D.D., Ingersoll C.G., Berger T.A., (2000), “Development and evaluation of consensus-based sediment quality guidelines for freshwater ecosystems”, Archives of Environmental Contamination and Toxicology, 39, pp 20-31 [74] MacLeod C.T., Daugulis A.J., (2005), “Interfacial effects in a two-phase partitioning bioreactor: degradation of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) by a hydrophobic Mycobacterium”, Process Biochemistry, 40, pp 1799-1805 [75] Man Y.B., Kang Y., Wang H.S., Lau W., Li H., Sun X.L., Giesy J.P., Chow K.L., & Wong M.H., (2013), “Cancer risk assessments of Hong Kong soils contaminated by polycyclic aromatic hydrocarbons, Journal of Hazardous Materials, xxx, pp xxx-xxx 136 [76] Marcussen H., Dalsgaard A., Holm P.E., (2008), “Content, Distribution and fate of 33 elements in sediments of rivers receiving wastewater in Hanoi, Vietnam”, Environmental Pollution, 155, pp 41-51 [77] Martinez A.B., Carrere H., Patureau D., Delgenes J.P., (2007), “Ozone pre-treatment as improver of PAH removal during anaerobic digestion of urban sludge”, Chemosphere, 68, pp 1013-1019 [78] Nguyen T.L.H., Ohtsubo M., Li L.Y., Higashi T., (2007), “Heavy Metal Pollution of the To-Lich and Kim-Nguu River in Hanoi City and the Industrial Source of the Pollutants”, J Fac Agr., Kyushu Univ., 52(1), pp 141-146 [79] Oleszczuk P., (2007), “Changes of polycyclic aromatic hydrocarbons during composting of sewage sludges with chosen physico-chemical properties and PAHs content”, Chemosphere, 67, pp 582-591 [80] Oleszczuk P., Hale S.E., Lehmann J., Cornelissen G., (2012), “Activated carbon and biochar amendments decrease pore-water concentrations of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in sewage sludge”, Bioresource Technology, 111, pp 84-91 [81] Pathak A., Dastidar M.G., Sreekrishnan T.R., (2009), “Bioleaching of heavy metals from sewage sludge: A review”, Journal of Environmental Management, 90, pp 2343-2353 [82] Perez S., Guillamon M., Barcelo D., (2001), “Quantitative analysis of polycyclic aromatic hydrocarbons in sewage sludge from wastewater treatment plants”, Journal of Chromatography, A, 938, pp 57-65 [83] Rieumont O.S., Rosa D., Lima L, Graham W.D., Alessandro D.K., Borroto J., Martinez F., Sanchez J., (2005), “Assessment of heavy metal levels in Almendares River sediments - Havana City, Cuba”, Water Research, 39, pp 3945-3953 [84] Roig N., Sierra J., Nadal M., Martí E , Madrigal P.N., Schuhmacher M., Domingo L.J., (2012), Relationship between pollutant content and ecotoxicity of sewage sludges from Spanish wastewater treatment plants, Science of the Total Environment, 425, pp 99-109 137 [85] Sanctorum H., Elskens M., Leermakers M., Yue Gao Y., Charriau A., Billon G., Goscinny S., Cooman W.D., Baeyens W., (2011), “Sources of PCDD/Fs, non-ortho PCBs and PAHs in sediments of high and low impacted transboundary rivers (Belgium-France)”, Chemosphere, 85, pp 203-209 [86] Santschi P.H., Presley B.J., Wade T.L., Romeo G.B., Baskaran M., (2011), “Historical contamination of PAHs, PCBs, DDTs, and heavy metals in Mississippi River Delta, Galveston Bay and Tampa Bay sediment cores”, Marine environmental research, 52, pp 52-79 [87] Shen R.Y., Luo Y.M., Hang G.Y., Teng Y., Li Zh.G., Wu L.H., (2007) Contamination of PAHs in Sludge Samples from the Yangtze River Delta Area, Pedosphere 17(3), 373-382 [88] Simo R., Grimalt J.O., Albaige J., (1997), “Loss of Unburned-Fuel Hydrocarbons from Combustion Aerosols during Atmospheric Transport”, Environmental Science & Technology, 31 (9), pp 2697-2700 [89] Soermea L., Lagerkvistb R., (2002), “Sources of heavy metals in urban wastewater in Stockholm”, The Science of the Total Environment, 298, pp 131-145 [90] Srogi K., (2007), “Monitoring of environmental exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons: a review”, Environ Chem Lett, 5, pp 169-195 [91] Straka F., Jenicek P., Zabranska J., Dohanyos M., Kuncarova M., (2007), “Anaerobic fermentation of biomass and wastes with respect to sulfur and nitrogen content in treated material”, Sardinia, Eleventh International Symposium, Cagliary, Italy [92] Taskın Ö.S., Aksu A., Balkıs N., (2011), “Metal (Al, Fe, Mn and Cu) distributions and origins of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in the surface sediments of the Marmara Sea and the coast of Istanbul, Turkey”, Marine Pollution Bulletin, 62, pp 2568-2570 [93] Tran Thi Nguyet (2007), Processing and evaluation of practical investigations in percolation and elution of biowaste and digestion of the leachate, Master thesis, Institute of Waste Management and Contaminated Site Treatment, TU Dresden 138 [94] Tsai J.C., Kumar M., Lin J.G, (2009), “Anaerobic biotransformation of fluorene and phenanthrene by sulfate-reducing bacteria and identification of biotransformation pathway”, J Hazard Mater, 164(2-3), pp 847-855 [95] Viguri J., Verde J., Irabien A., (2002), “Environmental assessment of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in surface sediments of the Santander Bay, Northern Spain”, Chemosphere, 48, pp 157-165 [96] Villar P., Callejon M., Alonso E., Jimenez J.C., Guiraum A., (2006), “Temporal evolution of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in sludge from wastewater treatment plants: Comparison between PAHs and heavy metals”, Chemosphere, 64, pp 535-541 [97] Wang J.Y., Zhang D.S., Stabnikova O., Tay J.H., (2005), “Evaluation of electrokinetic removal of heavy metals from sewage sludge”, Journal of Hazardous Materials, B124, pp 139-146 [98] Wei B., Yang L., (2010), “A review of heavy metal contaminations in urban soils, urban road dusts and agricultural soils from China”, Microchemical Journal, 94, pp 99-107 [99] Weiner J M., Lovley D R., (1998), “Rapid benzene degradation in methanogenic sediments from a petroleum-contaminated aquifer”, Appl Environ Microbiol., 64, pp 1937-1939 [100] Wisniowska E., Rajczyk M.J., (2007), “Selected PAHs concentration change s under nitrate and sulphate reducing conditions”, Desalination, 211, pp 232-237 [101] Wong L., Henry J., (1983), “Bacteria leaching of heavy metals from anaerobically digested sewage sludge”, Water Pollut Res J Can., 18, pp 151-162 [102] Xu G., Liu M., Li G., (2013), “Stabilization of heavy metals in lightweight aggregate made from sewage sludge and river sediment”, Journal of Hazardous Materials, 260, pp 74-81 [103] Yan W., Chi J., Wang Zh., Huang W., Zhang G., (2009), “Spatial and temporal distribution of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) insediments from Daya Bay, South China”, Environmental Pollution, 157, pp 1823-1830 139 [104] Yuan S.Y., Wei S.H., Chang B.V., (2000), “Biodegradation of polycyclic aromatic hydrocarbons by a mixed culture”, Chemosphere, 41, pp 14631468 [105] Yunker M.B., Backus S.M., Graf Pannatier E., Jeffries D.S., Macdonald R.W., (2002a), “Source and significant of alkane and PAH hydrocarbons in Canadian Arctic rivers”, Estuarine, Coastal and Shelf Science, 55, pp 1-31 [106] Yunker M.B., Macdonald R.W., Vingarzan R., Mitchell R.H., Goyette D., Sylvestre S., (2002b), “PAHs in the Fraser River basin: a critical appraisal of PAH ratios as indicators of PAH source and composition”, Organic Geochemistry, 33, pp 489-515 [107] Zheng X.J., Blais J.F., Mercier G., Bergeron M., Drogui P., (2007), “PAH removal from spiked municipal wastewater sewage sludge using biological, chemical and electrochemical treatments”, Chemosphere, 68, pp.1143-1152 [108] Zhu Y., Zeng G., Zhang P., Zhang C., Ren M., Zhang J., Chen M., (2013), “Feasibility of bioleaching combined with Fenton-like reaction to remove heavy metals from sewage sludge”, Bioresource Technology, 142, pp 530-534 140 ... Hưng NGHIÊN CỨU SỰ CHUYỂN HÓA CỦA PAHs VÀ MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG QUÁ TRÌNH ỔN ĐỊNH BÙN THẢI SÔNG KIM NGƯU KẾT HỢP RÁC HỮU CƠ BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN YẾM KHÍ NĨNG Chun ngành Mã số : Hóa mơi... 3.3 Sự chuyển hóa kim loại nặng PAHs trình ổn định bùn thải kết hợp rác hữu phƣơng pháp lên men nóng 94 3.3.1 Các thơng số hóa lý q trình lên men yếm khí 94 3.3.2 Sự tích tụ vận chuyển kim. .. phƣơng pháp lên men yếm khí 41 1.3.5 Sự chuyển hóa kim loại nặng trình ổn định bùn thải thị phƣơng pháp lên mem yếm khí 46 Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 50