Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy thuốc trừ sâu diazinon bằng tác nhân (fenton UV) Fe2+H2O2UV

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨAVIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM Độc lập – Tự – Hạnh phúc KHOA HÓA ************* *************************** NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên : Trần Thị Kim Cúc Lớp : 08CHP 1.Tên đề tài: Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến trình phân hủy thuốc trừ sâu Diazinon tác nhân (fenton UV) Fe2+/H2O2/UV 2.Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ thiết bị  Hóa chất: - Thuốc trừ sâu Diazinon cấp phân tích (Việt Nam) - Nước cất hai lần - H2SO4 đậm đặc 98% - KOH - Muối FeSO4.7H2O - Ag2SO4 - H2 O2 - K2Cr2O7 - Propan-2-ol - Một số hóa chất cần thiết khác  Dụng cụ: - Dụng cụ thuỷ tinh loại - Giấy lọc - Nhiệt kế  Thiết bị: - Máy li tâm Centrifuge 5415D (Đức) - Máy đo pH Branson (Anh) - Cân phân tích Precisa với độ xác 0,0001g - Bếp cách cát, bếp cách thủy - Nguồn sáng: Đèn UV KHSC1/2 (Canada), cơng suất 10W, bước sóng 254nm - Máy quang phổ UV – VIS LAMBDA25 - Máy sắc kí lỏng hiệu cao Nội dung nghiên cứu: - Tổng quan Diazinon - Nghiên cứu hệ oxi hóa Fenton UV - Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến trình phân hủy Diazinon - Xác định hiệu suất tách COD hiệu suất chuyển hóa Diazinon theo yếu tố ảnh hưởng Giáo viên hướng dẫn: TS Bùi Xuân Vững Ngày giao đề tài : 30/06/2011 Ngày hoàn thành : 20/5/2012 Chủ nhiệm khoa Giáo viên hướng dẫn (Kí ghi rõ họ tên) (Kí ghi rõ họ tên) PGS.TS Lê Tự Hải TS Bùi Xuân Vững Sinh viên hoàn thành nộp báo cáo cho Khoa ngày tháng năm 2012 Kết điểm đánh giá: Ngày … tháng… năm 2012 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Kí ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Vậy năm học tập mái trường Đại học Sư Phạm-Đại học Đà Nẵng trôi qua Trong năm em không học nhiều kiến thức học bổ ích mà cịn nhận dạy dỗ nhiệt tình thầy giáo Em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo TS Bùi Xuân Vững, thầy tận tình bảo, hướng dẫn em suốt trình học tập hoàn thành đề tài Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô giáo môn thầy cô công tác phịng thí nghiệm dìu dắt tạo điều kiện thuận lợi cho em học tập cơng việc nghiên cứu trường Trong q trình hồn thành đề tài khơng thể tránh khỏi sai sót, em kính mong góp ý thầy cô Em xin chân thành cảm ơn MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan Diazinon 1.2 Cơ chế phản ứng Fenton 1.2.1 Cơ chế tạo thành gốc hydroxyl HO động học phản ứng Fenton 1.2.2 Quá trình quang Fenton (Fenton/UV) .7 1.2.3 Những nhân tố ảnh hưởng đến trình Fenton 1.2.3.1 Ảnh hưởng độ pH: 1.2.3.2 Ảnh hưởng tỉ lệ Fe2+/H2O2 loại ion Fe (Fe2+ hay Fe3+) 1.2.3.3 Ảnh hưởng anion vô 10 1.3 Phương pháp trắc quang phân tử UV-VIS .11 1.3.1.Cơ sở lý thuyết phương pháp .11 1.3.2 Các điều kiện tối ưu cho phương pháp phân tích 11 1.3.2.1 Ánh sáng đơn sắc 11 1.3.2.2 Phổ hấp thụ .11 1.3.2.3 Ảnh hưởng nồng độ 12 1.3.2.4 Ảnh hưởng pH môi trường 12 1.3.2.5 Ảnh hưởng ion lạ 12 1.3.2.6 Ảnh hưởng thời gian 13 1.3.3 Máy đo quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS 13 1.3.4 Các phương pháp phân tích định lượng 14 1.3.4.1 Phương pháp đường chuẩn .14 1.3.4.2 Phương pháp thêm 15 1.4 Các phận máy sắc kí lỏng hiệu cao ( HPLC ) 16 1.4.1 Bình chứa dung mơi 16 1.4.2 Hệ thống bơm 16 1.4.3 Hệ thống tiêm mẫu 17 1.4.4 Cột sắc ký lỏng hiệu 17 1.4.5 Detector 17 1.4.6 Bộ phận ghi kết 18 1.4.7 Pha tĩnh sắc kí lỏng 18 1.4.8 Pha động sắc kí lỏng 19 1.5 Sơ lược biện pháp xử lí nước thải 19 1.5.1 Các phương pháp xử lí học 19 1.5.2 Phương pháp sinh học .20 1.5.3 Các phương pháp hố học hóa lý: 20 1.5.3.1 Phương pháp đông tụ 20 1.5.3.2 Phương pháp trung hòa 21 1.5.3.3 Phương pháp oxi hoá .21 1.5.3.4 Phương pháp khử 22 1.5.4 Các phương pháp Fenton .22 1.6 Phương pháp xác định số COD .23 1.6.1 Nguyên tắc .23 1.6.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình oxi hố 24 CHƯƠNG II 25 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 2.1 Thiết bị, dụng cụ, hóa chất .25 2.1.1 Thiết bị, dụng cụ 25 2.1.2 Hoá chất 26 2.1.3 Chuẩn bị hoá chất 26 2.1.4 Sơ đồ hệ thống thí nghiệm .27 2.2 Các bước tiến hành thực nghiệm 28 2.2.1 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu tới phân huỷ Diazinon 28 2.2.2 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ Fe2+ ban đầu tới phân huỷ Diazinon 29 2.2.3 Khảo sát ảnh hưởng pH tới phân huỷ Diazinon .29 2.2.4 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ tới phân huỷ Diazinon .29 2.3 Xác định hiệu suất tách COD 29 2.3.1 Qui trình phân tích mẫu 30 2.3.2 Tính toán kết .31 2.4 Xác định độ chuyển hóa Diazinon 32 2.4.1 Xác định hiệu suất chuyển hóa Diazinon phương pháp sắc kí lỏng hiệu cao 32 2.4.2 Xác định hiệu suất chuyển hóa Diazinon phương pháp đo quang 32 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 33 3.1 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến phân huỷ Diazinon 33 3.1.1 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến hiệu suất tách COD 33 3.1.2 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa Diazinon 34 3.2 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ Fe2+ ban đầu đến phân huỷ Diazinon 35 3.2.1 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ Fe2+ban đầu đến hiệu suất tách COD 35 3.2.2 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ Fe2+ ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa Diazinon 36 3.3 Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến phân huỷ Diazinon 37 3.3.1 Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến hiệu suất tách COD 37 3.3.2 Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến hiệu suất chuyển hóa Diazinon .38 3.4 Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất chuyển hóa Diazinon 39 3.4.1 Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất tách COD 39 3.4.2 Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất chuyển hóa Diazinon 40 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Một số thông số Diazinon Bảng 1.2: Thế hoá số tác nhân oxi hoá 21 Bảng 2.1: Kết lập đường chuẩn K2Cr2O7 31 Bảng 3.1: Giá trị mật độ quang thay đổi theo thời gian thay đổi nồng độ H2O2 33 Bảng 3.2: Ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến hiệu suất tách COD(%) .33 Bảng 3.3: Ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa Diazinon 34 Bảng 3.4: Giá trị mật độ quang thay đổi theo thời gian thay đổi nồng độ Fe2+ 35 Bảng 3.5: Ảnh hưởng nồng độ Fe2+ ban đầu đến hiệu suất tách COD(%) 35 Bảng 3.6: Ảnh hưởng nồng độ Fe2+ ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa Diazinon 36 Bảng 3.7: Giá trị mật độ quang thay đổi theo thời gian thay đổi pH 37 Bảng 3.8: Ảnh hưởng pH đến hiệu suất tách COD(%) 37 Bảng 3.9: Ảnh hưởng pH ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa Diazinon 38 Bảng 3.10: Giá trị mật độ quang thay đổi theo thời gian thay đổi nhiệt độ 39 Bảng 3.11: Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất tách COD(%) 39 Bảng 3.12: Ảnh hưởng nhiệt độ ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa Diazinon 40 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Ảnh hưởng pH đến phân huỷ benzen hệ thống Hình 1.2 Sự phụ thuộc mật độ quang vào nồng độ chất phân tích 12 Hình 1.3: Sơ đồ khối tổng quát thiết bị đo quang .13 Hình 1.4 Sơ đồ máy so màu quang điện hai chùm tia 14 Hình 1.5 Sự phụ thuộc mật độ quang vào nồng độ chất phân tích 16 Hình 2.1: Máy quang phổ UV-VIS LAMBDA25(Mỹ) 26 Hình 2.2: Sơ đồ hệ thống thí nghiệm 27 Hình 2.3: Sơ đồ đường chuẩn K2Cr2O7 31 Hình 3.1: Đồ thị thể ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến hiệu suất tách COD(%) 34 Hình 3.2: Đồ thị thể ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa Diazinon 34 Hình 3.3: Đồ thị thể ảnh hưởng nồng độ Fe2+ban đầu đến hiệu suất tách COD(%) 36 Hình 3.4: Đồ thị thể ảnh hưởng nồng độ Fe2+ ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa Diazinon .36 Hình 3.5: Đồ thị thể ảnh hưởng pH đến hiệu suất tách COD(%) .38 Hình 3.6: Đồ thị thể ảnh hưởng pH đến hiệu suất chuyển hóa Diazinon 38 Hình 3.7: Đồ thị thể ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất tách COD(%) .39 Hình 3.8: Đồ thị thể ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất chuyển hóa Diazinon 40 28 Khi bật đèn UV dung dịch chiếu sáng photon, trường hợp chất xúc tác Fe2+ tương tác với H2O2 tạo gốc tự HO trình bày chế phản ứng quang fenton Gốc HO hố 2.8V nên có tính hoá mạnh, hoá hầu hết chất hữu khó phân huỷ nước 2.2 Các bước tiến hành thực nghiệm Thí nghiệm tiến hành theo bước sau: - Pha chế dung dịch chất nghiên cứu theo yêu cầu - Lấy mẫu để xác định COD hiệu suất chuyển hoá Diazinon (ở phút) - Cho Fe2+ H2O2 vào khuấy - Bật đèn chiếu công tơ hút - Thời gian chạy fenton tính tốn theo u cầu Sau thời gian xác định, dung dịch lấy ra, đem xử lí để đo HPLC COD sau: - Đối với mẫu dung dịch Diazinon: Sau khoảng thời gian định, hút lấy 10ml dung dịch cho vào lọ có nút, thêm 1ml KOH 6M để kết tủa ion sắt, lượng nhỏ MnO2 để xúc tác phân huỷ H2O2 dư giọt propan-2-ol Sau xử lí hết bọt khí, cho mẫu vào ống li tâm lấy dung dịch tiến hành đo độ chuyển hóa Diazinon thí nghiệm đo COD Các thí nghiệm tiến hành bình phản ứng với tốc độ máy bơm 3lit/phút 2.2.1 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu tới phân hủy Diazinon Các thí nghiệm tiến hành theo điều kiện sau: - Nồng độ ban đầu mẫu dung dịch Diazinon ([mẫu DZ]o): 40ppm - Nhiệt độ thí nghiệm: 300C - pH = - [Fe2+] = 16ppm - [H2O2] thay đổi lần lượt: 200ppm; 400ppm; 600ppm; 800ppm; 1000ppm tương ứng theo tỉ lệ nồng độ [H2O2]/[mẫu DZ]o 5; 10; 15; 20; 25 29 2.2.2 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ Fe2+ ban đầu tới phân hủy Diazinon - Nồng độ ban đầu mẫu Diazinon ([mẫu DZ]o): 40ppm - Nhiệt độ thí nghiệm: 300C - pH = - [H2O2] = 800ppm - [Fe2+] thay đổi là: 8ppm; 10.67ppm; 16ppm; 32ppm tương ứng theo tỉ lệ nồng độ [H2O2]/[Fe2+] 100; 25; 50; 75 2.2.3 Khảo sát ảnh hưởng pH tới phân hủy Diazinon - Nồng độ ban đầu mẫu Diazinon ([mẫu DZ]o): 40ppm - Nhiệt độ thí nghiệm: 300C - [H2O2] = 800ppm - [Fe2+] = 16ppm - pH thay đổi lần lượt: 2; 3; 4; 2.2.4 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ tới phân hủy Diazinon - Nồng độ ban đầu mẫu Diazinon ([mẫu DZ]o): 40ppm - Nhiệt độ thí nghiệm: 300C - [H2O2] = 800ppm - [Fe2+] = 16ppm - pH = - Nhiệt độ thay đổi là: 300C; 400C; 500C 2.3 Xác định hiệu suất tách COD Để xác hiệu suất tách COD ta thực cách đo lượng dư K2Cr2O7 30 2.3.1 Qui trình phân tích mẫu 2ml mẫu hố Fenton/UV 1.5ml dung dịch K2Cr2O7 0,1N 3.5ml H2SO4 đậm dặc ( thêm Ag2SO4) Ống nghiệm có nút vặn lắc Đun bếp cách cát 150oC 2h Để nguội đo mật độ quang → nồng độ Cr2O72- dư  Quy trình lập đường chuẩn đo COD kalihidrophtalat Ta đo lượng dư K2Cr2O7 sau cho phản ứng với kali hidrophtalat Pha dung dịch kali hidrophtalat 0,01M Lấy 10ml, 8ml, 6ml, 4ml, 2ml dung dịch kali hidrophtalat 0,01M vào bình định mức 50ml định mức đến vạch Ta dung dịch kali hidrophtalat với nồng độ 2.10-3M, 1,6.10-3M, 1,2.10-3M, 0,8.10-3M, 0,4.10-3M Sau ta cho vào ống nghiệm ống ml dung dịch kali hidrophtalat với nồng độ tương ứng Thêm vào ống 1.5ml dung dịch K2Cr2O7 0,1N 3.5 ml H2SO4 đậm đặc thêm Ag2SO4 Phương trình phản ứng xảy ra: HOOC-C6H4-COOK + K2Cr2O7 + H2SO4 → CO2 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O 31 Sau cho dung dịch kali hidrophtalat phản ứng với dung dịch K2Cr2O7 Lượng dư K2Cr2O7 đem đo quang máy UV- VIS để xác định mật độ quang lập đường chuẩn K2Cr2O7 Kết thu thể bảng sau: Bảng 2.1: Kết lập đường chuẩn K2Cr2O7 CN K2Cr2O7 dư CM kali hidrophtalat Mật độ quang 2.10-3 4,28.10-3 0,331 1,6.10-3 7,71.10-3 0,562 1,2.10-3 11,14.10-3 0,820 0,8.10-3 14,57.10-3 1,042 0,4.10-3 18.10-3 1,311 Hình 2.3: Sơ đồ đường chuẩn K2Cr2O7 1.4 1.2 Mật độ quang 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.002 y = 71.137x + 0.0207 R2 = 0.9992 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014 0.016 0.018 Nồng độ 2.3.2 Tính tốn kết Chỉ số COD tính theo cơng thức sau: mg O2 dung dịch cuối ×1000 COD = ml mẫu phân tích (2ml) (mg/l) 0.02 32 Hiệu suất tách COD tính theo cơng thức sau: Trong đó: - COD0: giá trị COD mẫu ban đầu chưa phản ứng fenton - CODt: giá trị COD mẫu sau phản ứng thời điểm t 2.4 Xác định độ chuyển hóa Diazinon Hiệu suất chuyển hóa Diazinon xác định phương pháp 2.4.1 Xác định hiệu suất chuyển hóa Diazinon phương pháp sắc kí lỏng hiệu cao Hiệu suất chuyển hoá Diazinon xác định phương pháp đo diện tích pic Diazinon máy sắc kí lỏng hiệu cao với detector UV – VIS có bước sóng dị tìm 267nm Diazinon, cột pha tĩnh C18, thành phần pha động 40% nước 60% Acetonitril Ta dựa vào diện tích píc Diazinon để tính hiệu suất Hiệu suất chuyển hóa Diazinon tính theo cơng thức sau: a(%)  S0  St  100% S0 S0: diện tích pic mẫu phân tích phút St: diện tích pic mẫu phân tích thời gian t 2.4.2 Xác định hiệu suất chuyển hóa Diazinon phương pháp đo quang Hiệu suất chuyển hố Diazinon xác định phương pháp đo mật độ quang dung dịch Diazinon máy quang phổ UV-VIS Sau ta dựa vào mật độ quang Diazinon để tính hiệu suất chuyển hóa Hiệu suất chuyển hóa Diazinon tính theo cơng thức sau: H% = Do  Dt x 100% Dt Trong đó: + Do : giá trị D mẫu Diazinon ban đầu chưa phản ứng fenton + Dt : giá trị D mẫu Diazinon sau phản ứng thời điểm t 33 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất chuyển hoá hiệu suất tách COD dung dịch Diazinon hệ xúc tác đồng thể fenton/UV khảo sát mẫu sản phẩm thuốc trừ sâu Diazinon lấy từ Công ty cổ phần bảo vệ thực vật Trung ương – Chi nhánh Đà Nẵng thể sau: 3.1 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến phân hủy Diazinon 3.1.1 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến hiệu suất tách COD Bảng 3.1: Giá trị mật độ quang thay đổi theo thời gian thay đổi nồng độ H2O2 [H2O2]/[mẫu DZ]o 10 phút 30 phút 50 phút 70 phút 90 phút 0.7136 0.8375 0.8491 0.8865 0.8967 10 0.7736 0.8499 0.8553 0.9156 0.9927 15 0.7991 0.861 0.9637 1.0021 1.0582 20 0.8749 0.9152 1.0459 1.1162 1.1204 25 0.8242 0.8954 0.9812 1.0573 1.079 Bảng 3.2: Ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến hiệu suất tách COD(%) [H2O2]/[mẫu DZ]o 10 phút 30 phút 50 phút 70 phút 90 phút 28.19 39.00 39.84 42.76 43.98 10 35.55 40.22 40.23 45.77 52.53 15 35.33 40.48 50.09 53.19 57.98 20 42.10 45.77 56.86 62.87 63.25 25 37.21 43.98 51.31 57.89 59.77 34 70 Hiệu suất (%) 60 [H2O2]/[mẫu DZ]o =5 50 [H2O2]/[mẫu DZ]o =10 40 [H2O2]/[mẫu DZ]o =15 30 [H2O2]/[mẫu DZ]o =20 20 [H2O2]/[mẫu DZ]o =25 10 10 30 50 70 90 Thời gian (phút) Hình 3.1: Đồ thị thể ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến hiệu suất tách COD(%) 3.1.2 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa Diazinon Bảng 3.3: Ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa Diazinon (*) [H2O2]/[mẫu DZ]o 10 phút 30 phút 50 phút 70 phút 90 phút 34.59 43.72 54.81 60.72 69.88 10 46.82 49.52 65.17 71.36 79.82 15 54.68 59.63 66.3 78.05 85.29 20 80.54 87.43 90.02 92.48 94.57 25 62.59 77.05 81.47 88.64 90.35 *: Số liệu bảng tính theo hai phương pháp đo quang sắc kí lỏng 100 90 80 Hiệu suất (%) 70 [H2O2]/[mẫu DZ]o =5 [H2O2]/[mẫu DZ]o =10 [H2O2]/[mẫu DZ]o =15 [H2O2]/[mẫu DZ]o =20 [H2O2]/[mẫu DZ]o =25 60 50 40 30 20 10 10 30 50 70 90 Thời gian (phút) Hình 3.2: Đồ thị thể ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa Diazinon 35 Nhận xét: Từ kết cho thấy tăng nồng độ [H2O2] hiệu suất chuyển hóa Diazinon hiệu suất tách COD tăng nhanh Do tăng nồng độ H2O2 làm tạo nhiều gốc HO• Nhưng tăng [H2O2] lên 1000ppm hiệu suất chuyển hóa Diazinon hiệu suất tách COD bắt đầu giảm Điều giải thích lượng dư H2O2 nhiều có phản ứng H2O2 với gốc HO• vừa sinh theo phản ứng HO + H2O2 → H2O + HO2 [2] Ngồi việc dư H2O2 nhiều vừa khơng kinh tế vừa ảnh hưởng đến môi trường sống vi sinh sử dụng phương pháp trước phương pháp xử lí vi sinh Vì [H2O2] phù hợp nghiên cứu 800ppm tức tỉ lệ nồng độ [H2O2]/[mẫu DZ]o = 20 3.2 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ Fe2+ ban đầu đến phân hủy Diazinon 3.2.1 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ Fe2+ban đầu đến hiệu suất tách COD Bảng 3.4: Giá trị mật độ quang thay đổi theo thời gian thay đổi nồng độ Fe2+ [H2O2]/[Fe]o 10 phút 30 phút 50 phút 70 phút 90 phút 100 0.7211 0.815 0.8557 0.871 0.9028 75 0.7812 0.8275 0.8529 0.8913 0.9478 50 0.9563 1.0279 1.1226 1.1572 1.1908 25 0.8652 0.9618 0.9725 1.1029 1.184 Bảng 3.5: Ảnh hưởng nồng độ Fe2+ ban đầu đến hiệu suất tách COD(%) [H2O2]/[Fe]o 10 phút 30 phút 50 phút 70 phút 90 phút 100 28.95 36.74 40.23 41.44 44.45 75 34.12 37.78 40.41 43.32 48.4 50 49.44 55.36 63.62 66.44 69.07 25 40.88 49.44 50.66 61.75 68.79 36 80 70 Hiệu suất (%) 60 [H2O2]/[Fe]o =100 50 [H2O2]/[Fe]o =75 40 [H2O2]/[Fe]o =50 30 [H2O2]/[Fe]o =25 20 10 10 30 50 70 90 Thời gian (phút) Hình 3.3: Đồ thị thể ảnh hưởng nồng độ Fe2+ban đầu đến hiệu suất tách COD(%) 3.2.2 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ Fe2+ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa Diazinon Bảng 3.6: Ảnh hưởng nồng độ Fe2+ ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa Diazinon(*) [H2O2]/[Fe]o 10 phút 30 phút 50 phút 70 phút 90 phút 100 35.62 47.49 62.52 70.35 75.82 75 46.27 69.53 78.04 84.36 89.95 50 80.54 87.43 90.02 92.48 94.57 25 81.92 88.24 91.59 94.63 95.66 *: Số liệu bảng tính theo hai phương pháp đo quang sắc kí lỏng 120 Hiệu suất (%) 100 80 [H2O2]/[Fe]o = 100 [H2O2]/[Fe]o = 75 60 [H2O2]/[Fe]o = 50 [H2O2]/[Fe]o = 25 40 20 10 30 50 70 90 Thời gian (phút) Hình 3.4: Đồ thị thể ảnh hưởng nồng độ Fe2+ ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa Diazinon 37 Nhận xét: Từ kết cho thấy hiệu suất chuyển hóa Diazinon hiệu suất tách COD tăng tăng hàm lượng Fe2+, [Fe2+] lớn 16ppm hiệu suất tách COD giảm hiệu suất chuyển hóa tăng khơng đáng kể Đó hàm lượng Fe2+ tăng làm tăng số lượng gốc HO• tạo thành Nhưng hàm lượng Fe2+ tăng lên đủ lớn có lượng gốc tự hydroxyl hình thành phản ứng với Fe2+ theo phản ứng HO + Fe2+ → Fe3+ + HO- [2] Vì vậy, [Fe2+] tối ưu cho nghiên cứu 16ppm tức tỉ lệ nồng độ [H2O2]/[Fe2+] = 50 3.3 Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến phân hủy Diazinon 3.3.1 Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến hiệu suất tách COD Bảng 3.7: Giá trị mật độ quang thay đổi theo thời gian thay đổi pH pH 10 phút 30 phút 50 phút 70 phút 90 phút 0.7935 0.8177 0.8936 0.9536 0.9811 0.9026 0.956 1.0851 1.1339 1.1759 0.8604 0.9382 1.058 1.1096 1.1396 0.6901 0.7897 0.8103 0.9217 0.9029 Bảng 3.8: Ảnh hưởng pH đến hiệu suất tách COD(%) pH 10 phút 30 phút 50 phút 70 phút 90 phút 35.34 37.22 43.98 48.96 51.31 44.55 49.06 60.24 64.47 68.14 40.88 47.55 57.98 62.4 65.04 26.22 34.77 36.56 46.43 44.45 38 80 70 Hiệu suất(%) 60 pH=2 50 pH=3 40 pH=4 30 pH=5 20 10 10 30 50 70 90 Thời gian (phút) Hình 3.5: Đồ thị thể ảnh hưởng pH đến hiệu suất tách COD(%) 3.3.2 Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến hiệu suất chuyển hóa Diazinon Bảng 3.9: Ảnh hưởng pH đến hiệu suất chuyển hóa Diazinon (*) pH 10 phút 30 phút 50 phút 70 phút 90 phút 57.39 59.65 75.24 82.81 87.49 80.54 87.43 90.02 92.48 94.57 69.84 75.55 82.67 89.93 90.56 33.33 41.28 60.48 71.59 85.37 *: Số liệu bảng tính theo hai phương pháp đo quang sắc kí lỏng 100 Hiệu suất (%) 90 80 70 60 pH=2 pH=3 50 pH=4 40 30 pH=5 20 10 10 30 50 70 90 Thời gian (phút) Hình 3.6: Đồ thị thể ảnh hưởng pH đến hiệu suất chuyển hóa Diazinon Nhận xét: Từ kết cho thấy pH thích hợp cho nghiên cứu từ đến Tại pH thấp 2.5 tạo thành phức Fe 2+ với nước (Fe (H2O))2+ làm 39 phản ứng chúng với H2O2 chậm sản sinh gốc hoạt động hydroxyl, làm giảm tốc độ phân hủy Ở pH hoạt động > tốc độ phân hủy bị giảm ion sắt tự bị giảm dung dịch tạo thành kết tủa Fe(OH)3 làm ngăn cản tái sinh ion Fe2+ [2] 3.4 Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến phân hủy Diazinon 3.4.1 Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất tách COD Bảng 3.10: Giá trị mật độ quang thay đổi theo thời gian thay đổi nhiệt độ Nhiệt độ 10 phút 30 phút 50 phút 70 phút 90 phút 30 0.9064 0.9865 1.0546 1.1185 1.1529 40 0.9261 1.0536 1.0973 1.1472 1.1553 50 0.9618 1.0839 1.1127 1.1524 1.172 Bảng 3.11: Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất tách COD(%) Nhiệt độ 10 phút 30 phút 50 phút 70 phút 90 phút 30 44.83 51.78 57.61 63.16 63.53 40 46.61 57.42 61.27 65.60 66.25 50 49.62 60.15 62.68 66.07 67.76 80 70 Hiệu suất (%) 60 50 t =30oC 40 t=40oC 30 t=50oC 20 10 10 30 50 70 90 Thời gian (phút) Hình 3.7: Đồ thị thể ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất tách COD(%) 40 3.4.2 Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất chuyển hóa Diazinon Bảng 3.12: Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất chuyển hóa Diazinon(*) Nhiệt độ 10 phút 30 phút 50 phút 70 phút 90 phút 30 80.54 87.43 90.02 92.48 94.57 40 85.33 89.46 90.28 94.86 95.54 50 87.24 89.81 94.17 96.63 97.75 *: Số liệu bảng tính theo hai phương pháp đo quang sắc kí lỏng 120 Hiệu suất (%) 100 80 t=30oC t=40oC 60 t=50oC 40 20 10 30 50 70 90 Thời gian (phút) Hình 3.8: Đồ thị thể ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất chuyển hóa Diazinon Nhận xét: Từ đồ thị cho thấy tăng nhiệt độ hiệu suất phân hủy Diazinon hiệu suất tách COD tăng theo, nhiên tăng thêm khơng đáng kể tăng nhiệt độ lên nhiệt độ phòng Điều nhiệt độ tăng cao làm phân hủy H2O2 nước tăng lên dẫn đến khả phân hủy Diazinon thay đổi không đáng kể 41 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Qua trình nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến trình phân huỷ thuốc trừ sâu Diazinon tác nhân (Fenton/UV) H2O2/Fe2+/UV” rút số kết luận sau: Các yếu tố ảnh hưởng đến phân hủy Diazinon nước hệ phản ứng Fenton UV (H2O2/Fe2+/UV) có chiếu xạ UV bước sóng 254 nm khảo sát Hiệu suất chuyển hóa Diazinon hiệu suất tách COD tăng lên tăng nồng độ H2O2 Fe2+ tăng nhiệt độ dung dịch xử lí Ở nhiệt độ phịng, điều kiện tối ưu phân hủy dung dịch 40 ppm Diazinon chiếu xạ UV 254nm [H2O2]= 800ppm, [Fe2+]= 16ppm, pH = Ở điều kiện hiệu suất chuyển hóa Diazinon đạt 94.57 % hiệu suất tách COD đạt 69.07% sau thời gian xử lý 70 phút Kiến nghị Nghiên cứu khẳng định ưu phương pháp Fenton/UV q trình xử lí nước ô nhiễm Qua đề tài này, có số kiến nghị sau: Chất xúc tác Fenton/UV có chi phí thấp, dễ tìm mà hiệu xử lí chất hữu độc hại cao nên triển khai đưa vào xử lí nước thải Chất xúc tác sau tiến hành xử lí tồn dạng hidroxit sắt cần có phương pháp lắng loại bỏ khỏi dòng thải 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bùi Xuân Vững (2009), Phương pháp phân tích sắc kí [2]Nguyễn Thị Dung, Phạm Phát Tân, Nguyễn Trường Duy (2006), “So sánh khả phân huỷ Natri 2,4-diclophenaxetat xúc tác quang TiO2 với ánh sáng tử ngoại”, Tạp chí hố học, Tập 44 [3] PGS.PTS Đặng Kim Chi (2001), Hóa học mơi trường [4]ThS Phạm Thị Hà (2008), Các phương pháp phân tích quang học, TP Đà Nẵng [5]ThS Phạm Thị Hường, Bài giảng Xử lí nước thải, Đà Nẵng [6]Trần Mạnh Trí, Trần Mạnh Trung (2005), Các q trình hố nâng cao xử lí nước nước thải, Cở sở khoa học ứng dụng, Nhà xuất khoa học kĩ thuật [7] E Neyens, J Baeyens, “A review of classic Fenton’s perdation as an advanced dation technique”, Journal of Hazardous Materials B98 (2003) 33–50 [8]Mohamed Ksibi, Asma Zemzemi, Rachid Boukchima (2003), Photocatalytic degradability of substituted phenols over UV irradiated TiO2 [9]http://download.tailieu.vn/ca10a633e94f250b002397878eeaeddd/4dde8710/sour ce/2010/20101210/nguyenvanquan037/cod_7058.pdf [10] http://en.wikipedia.org/wiki/Diazinon [11]http://www.scribd.com/doc/43975633/ph%C6%B0%C6%A1ng-phap-FENTON [12]http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:CwvfFB4RCAAJ:yeu moitruong.com/forum/showthread.php%3F1011-c%C3%B4ng-ngh%E1%BB%87fenton(FentonReagent)+phan+ung+fenton&cd=3&hl=vi&ct=clnk&gl=vn&source=www google.com.vn [13]http://www2.hcmuaf.edu.vn/data/quoctuan/Nhu%20cau% 20oxy%20h oa%20hoc%20-%20COD.pdf ... NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên : Trần Thị Kim Cúc Lớp : 08CHP 1.Tên đề tài: Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến trình phân hủy thuốc trừ sâu Diazinon tác nhân (fenton UV) Fe2+/H2O2/UV... nghiên cứu: - Tổng quan Diazinon - Nghiên cứu hệ oxi hóa Fenton UV - Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến trình phân hủy Diazinon - Xác định hiệu suất tách COD hiệu suất chuyển hóa Diazinon theo yếu. .. Những nhân tố ảnh hưởng đến trình Fenton[6] 1.2.3.1 Ảnh hưởng độ pH: Trong phản ứng Fenton, độ pH ảnh hưởng lớn đến tốc độ phản ứng nồng độ Fe2+ từ ảnh hưởng lớn đến tốc độ phản ứng hiệu phân hủy