TÌM HIỂU về ô NHIỄM môi TRƯỜNG DO tồn dư hóa CHẤT bảo vệ THỰC vật bảo vệ THỰC vật

TRờng đại học vinh khoa sinh học === & === Báo cáo thực tập tốt nghiệp Đề tài Tìm hiểu vỊ « nhiƠm m«i trêng tån d hãa chÊt bảo vệ thực vật Bảo vệ thực vật xóm 10, x· Quúnh HËu, huyÖn Quúnh Lu tØnh NghÖ An GV híng dÉn: ths ngun ®øc diƯn SV thùc hiƯn: Lớp: MSSV: Đậu Văn Tuân 51B1 - KHMT 1053061684 vinh - 2014 = ?@ = MỤC LỤC Trang DANH MỤC VIẾT TẮT LỜI CẢM ƠN MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Mục đích đề tài Yêu cầu đề tài Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Các khái niệm liên quan 1.1.1 Thuốc bảo vệ thực vật 1.2 Ảnh hưởng thuốc bảo vệ thực vật 1.2.1 Ảnh hưởng đến quần thể sinh vật 1.2.2 Ảnh hưởng đến sức khỏe người 1.2.3 Ảnh hưởng đến môi trường 1.3 Giới thiệu chung địa điểm nghiên cứu 1.3.1 Điều kiện tự nhiên .4 1.3.2 Điều kiện kinh tế xã hội .6 Chương ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu 2.2 Nội dung nghiên cứu 2.3 Phương pháp nghiên cứu .8 2.3.1 Lấy mẫu phân tích hóa chất BVTV tồn dư đất 2.3.2 Lấy mẫu phân tích hóa chất bvtv nước 11 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .14 3.1 Hiện trạng khu vực kho hóa chất BVTV 14 3.1.1 Vị trí kho hóa chất .14 3.1.2 Hiện trạng chất lượng cơng trình .14 3.1.3 Mơi trường khu vực kho hóa chất .15 3.2 Kết đo đạc nhận xét 15 3.2.1 Kết phân tích dư lượng thuốc chất BVTV tồn dư đất .15 3.2.2 Kết phân tích dư lượng thuốc BVTV nước .19 3.3 Phân vùng ô nhiễm 21 Chương ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ .22 4.1 Các phương pháp xử lý tồn dư thuốc bvtv đất 22 4.1.1 Cô lập đất nhiễm TBVTV kết hợp với phân hủy hóa học 22 4.1.2 Phương pháp đốt có xúc tác 23 4.1.3 Xử lý triệt để đất nhiễm tác nhân ơxy hố mạnh 24 4.1.4 Phương pháp phân hủy sinh học 25 4.1.5 Phương pháp phân hủy kiềm nóng 26 4.2 Lựa chọn giải pháp kỹ thuật, công nghệ xử lý ô nhiễm 27 4.2.1 Đối với nhà kho 27 4.2.2 Xử lý phương pháp đốt .27 4.2.3 Xử lý hóa chất lượng đất nhiễm lại 28 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 36 51 Kết Luận 35 5.2 Kiến nghị 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 DANH MỤC VIẾT TẮT BVTV TBVTV TNHH MTV BTNMT QCVN TCVN VSV UBND Bảo vệ thực vật Thuốc bảo vệ thực vật Trách nhiệm hữu hạn Một thành viên Bộ tài nguyên môi trường Quy chuẩn Việt Nam Tiêu chuẩn Việt Nam Vi sinh vật Ủy ban nhân dân LỜI CẢM ƠN Trước hết, muốn gửi lời cám ơn đến trường Đại học Vinh tạo điều kiện cho tơi có tập đầy hữu ích, tiếp xúc với môi trường làm việc thực tế Đặc biệt xin gửi lời cảm ơn Th.S Nguyễn Đức Diện nhiệt tình hướng dẫn, giải đáp thắc mắc thời gian qua Tôi muốn cảm ơn Công ty TNHH MTV tài nguyên mơi trường tạo điều kiến, bố trí cho tơi phận thực tập, ln nhiệt tình giúp đở, hướng dẫn cho nhiều thời gian qua Do cịn thiếu sót nhiều nên báo cáo chưa thực hồn chỉnh, mong quan tâm đóng góp thầy cô giáo công ty nội dung để báo cáo thực tập tơi hồn chỉnh MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Trong sản xuất nơng nghiệp, với phân bón hóa học, thuốc BVTV yếu tố quan trọng để bảo đảm cho trồng phát triển bình thường cho suất cao Các hóa chất thuốc bảo vệ thực vật, thuốc trừ sâu sử dụng rộng rãi nước ta từ đầu năm 1960 để tiêu diệt sâu bọ, côn trùng gây bệnh, bảo vệ mùa màng Ngồi mặt tích cực thuốc BVTV tiêu diệt sinh vật gây hại trồng , bảo vệ sản xuất, thuốc trừ sâu gây nhiều hậu nghiêm trọng phá vỡ quần thể sinh vật đồng ruộng, tiêu diệt sâu bọ có ích (thiên địch), tiêu diệt tơm cá, xua đuổi chim chóc, phần tồn dư thuốc bảo vệ thực vật sản phẩm nông nghiệp, rơi xuống nước bề mặt, ngấm vào đất, di chuyển vào nước ngầm, phát tán theo gió gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng tới súc khỏe người Kho hóa chất bảo vệ thực vật (BVTV) xóm 10, xã Quỳnh Hậu, huyện Quỳnh Lưu xây dựng từ năm 1970 để lưu trữ, luân chuyển phân phối thuốc BVTV phục vụ sản xuất nông nghiệp cho hợp tác xã nông nghiệp xã Quỳnh Hậu Trong trình sử dụng, đặc biệt trình chiết rót đóng chai, đóng thùng phân phối luân chuyển cho tổ sản sản xuất hợp tác xã, thuốc BVTV bị đổ rò rỉ kho, ngấm xuống đất chảy tràn khu vực xung quanh, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Sau thời kỳ đổi (1986), Hợp tác xã nông nghiệp xã Quỳnh Hậu thu hẹp quy mô sản xuất Kho thuốc bị phá dỡ xây lại cũ với gian nhà cấp IV có diện tích 18 m2 để lưu trữ phân phối thuốc BVTV Đến năm 1997 nhà kho đóng cửa hoạt động Hiện nay, kho khơng cịn sử dụng bị bỏ hoang, kho chứa số vỏ chai, thùng phuy, lu đựng thuốc BVTV, xung quanh khu vực kho bốc mùi thuốc Điểm tồn lưu hóa chất bảo vệ thực vật xóm 10, xã Quỳnh Hậu, huyện Quỳnh Lưu, tỉnh Nghệ An phủ đưa vào danh sách điểm tồn lưu hóa chất bảo vệ thực vật gây nhiễm mơi trường nghiêm trọng đặc biệt nghiêm trọng theo Quyết định số 1946/QĐ-TTg ngày 21 tháng 10 năm 2010 Thủ tướng Chính phủ Đó lí tơi chọn đề tài: “Tìm hiểu nhiễm mơi trường tồn dư hóa chất bảo vệ thực vật xóm 10, xã Quỳnh Hậu, huyện Quỳnh Lưu, tỉnh Nghệ An” cho khóa thực tập tốt nghiệp cuối khóa ngành mơi trường 2014 Mục đích đề tài - Tìm hiểu trạng nhiễm mơi trường tồn dư hóa chất bảo vệ thực vật khu vực kho hóa chất BVTV xóm 10 xã Quỳnh Hậu,huyện Quỳnh Lưu,tỉnh Nghệ An - Các biện pháp xử lý ô nhiễm môi trường hóa chất bảo vệ thực vật tồn dư đất khu vực kho hóa chất BVTV xóm 10, xã Quỳnh Hậu, huyện Quỳnh Lưu, tỉnh Nghệ An - Trang bị cho thân kiến thức cần thiết cho công việc sau Yêu cầu đề tài - Thu thập tài liệu, số liệu có để kế thừa - Điều tra, khảo sát thực địa để bổ sung thêm số liệu - Từ số liệu nghiên cứu đưa kết luận kiến nghị giải pháp xử lí nhiễm mơi trường hóa chất bảo vệ thực vật tồn dư đất khu vực kho hóa chất BVTV xóm 10, xã Quỳnh Hậu, huyện Quỳnh Lưu, tỉnh Nghệ An Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Các khái niệm liên quan 1.1.1 Thuốc bảo vệ thực vật - Thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) hay nông dược chất độc có nguồn gốc từ tự nhiên hay hóa chất tổng hợp dùng để bảo vệ trồng nông sản, chống lại phá hoại sinh vật gây hại đến tài nguyên thực vật Những sinh vật gây hại gồm sâu hại, bệnh hại, cỏ dại, chuột tác nhân khác - Các Nhóm Thuốc BVTV : Thuốc BVTV chia thành nhiều nhóm dựa đối tượng sinh vật hại - Thuốc trừ bệnh - Thuốc trừ nhện - Thuốc trừ sâu - Thuốc trừ tuyến trùng - Thuốc trừ cỏ - Thuốc điều hòa sinh trưởng - Thuốc trừ ốc - Thuốc trừ chuột 1.2 Ảnh hưởng thuốc bảo vệ thực vật 1.2.1 Ảnh hưởng đến quần thể sinh vật Các loại thuốc trừ sâu thường có tính rộng, nghĩa diệt nhiều loại côn trùng Khi dùng thuốc diệt sâu hại số trùng có ích bị diệt ln, đồng thời ảnh hưởng tới loại chim ăn sâu, chim ăn phải sâu trúng độc Nói cách khác, sau phun thuốc trừ sâu, số lượng thiên địch nhiều loại sâu giảm Ðiều có lợi cho phát triển sâu hại 1.2.2 Ảnh hưởng đến sức khỏe người Các loại thuốc trừ sâu có tính độc cao Trong q trình dùng thuốc, lượng thuốc vào thân cây, quả, dính bám chặt lá, Người động vật ăn phải loại nông sản bị ngộ độc tức thời đến chết, nhiễm độc nhẹ, từ từ gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ Do trình độ hạn chế, số nông dân không tuân thủ đầy đủ quy định sử dụng, bảo quản thuốc trừ sâu, có người cất thuốc vào chạn, vào tủ quần áo, nên gây nên trường hợp ngộ độc, thảm thương ăn nhầm phải thuốc 1.2.3 Ảnh hưởng đến môi trường Việc dùng thuốc trừ sâu liên tục sinh chứng nhờn thuốc Vì loại thuốc trừ sâu có tác dụng mạnh số năm đầu sử dụng Ðể hạn chế bệnh nhờn thuốc, tăng khả diệt trừ sâu người ta thường tăng dần nồng độ thuốc, tăng số lần dùng thuốc Tuy nhiên biện pháp không lâu dài tăng nồng độ Mặt khác, làm nhiễm môi trường mạnh hơn, lượng tồn dư môi trường nhiều lên Một số loại thuốc trừ sâu có tính hố học ổn định, khó phân huỷ, nên tích luỹ mơi trường Sau nhiều lần sử dụng lượng tích luỹ cao đến mức gây độc cho mơi trường đất, nước, khơng khí người Do thuốc tồn đọng lâu không phân huỷ, nên theo nước gió phát tán tới vùng khác, theo loài sinh vật khắp nơi Việc tăng liều lượng thuốc, tăng số lần phun thuốc, dùng thuốc BVTV không theo hướng dẫn, lạm dụng thuốc BVTV dẫn đến hậu gây tượng kháng thuốc, làm thuốc hiệu lực, để lại tồn dư thuốc BVTV mức cho phép nơng sản, thực phẩm Đó ngun nhân tình trạng ngộ độc thực phẩm, làm giảm sức cạnh tranh nơng sản, hàng hố thị trường giới Tích luỹ lương thực, thực phẩm (ô nhiễm nông sản) gây tác động xấu đến sức khoẻ người nhiều lồi vật ni Tích luỹ đất, nước, khơng khí (ơ nhiễm mơi trường), Thuốc trừ sâu vào thể động vật thuỷ sinh, vào nông sản, thực phẩm, cuối vào thể người 1.3 Giới thiệu chung địa điểm nghiên cứu 1.3.1 Điều kiện tự nhiên + Vị trí địa lý Khu vực đề tài nằm địa bàn xã Quỳnh Hậu, huyện Quỳnh Lưu, tỉnh Nghệ An Xã Quỳnh Hậu có diện tích tự nhiên 5,68 km2, ranh giới hành chính: - Nhược điểm: Thời gian phân hủy đất nhiễm thuốc BVTV sau mang chôn lấp lâu Phương pháp ứng dụng số địa điểm có đất nhiễm thuốc BVTV Nghệ An như: Mậu II, Kim Liên, Nam Đàn; Nghi Mỹ, Nghi Lộc;… 4.1.2 Phương pháp đốt có xúc tác Phương pháp phù hợp cho việc xử lý khu vực có nồng độ nhiễm lớn, phạm vi hẹp, diện tích nhiễm nhỏ Dùng nhiệt để phá hủy hoàn toàn cấu trúc bền vững thuốc BVTV độc hại, đặc biệt hợp chất POPs để tạo sản phẩm không độc có tính độc hại mơi trường Có hai biện pháp thường sử dụng bao gồm: + Phương pháp phân hủy nhiệt độ cao (T >1.200oC) lò thiêu đốt + Phương pháp phân hủy nhiệt độ thấp lò đốt hai cấp: vùng sơ cấp (T=400-600oC) vùng thứ cấp (T = 900-1000oC) Trong lò đốt hai cấp, để trình đốt triệt để cần có mặt phụ gia chất xúc tác thích hợp Bản chất phương pháp dùng nhiệt bẻ gãy liên kết chuyển hợp chất clo hữu thành CO2, H2O Cl-, Clo hữu tiếp xúc với kim loại đồng nung đỏ bị đồng lấy clo (tạo thành CuCl2) chúng bị phân huỷ thành CO2 nước với dẫn xuất khác khơng độc, độc Các phương pháp phân hủy nhiệt cho phép tiêu hủy hồn tồn yếu tố độc hại gây nhiễm mơi trường, thu nhỏ thể tích chất gây nhiễm Các sản phẩm trình thiêu đốt tro khí thải, qua q trình xử lý thải vào môi trường mà không gây nên ô nhiễm thứ cấp Ưu điểm: - Có khả tiêu hủy dạng khác thuốc BVTV Đối với loại thuốc BVTV hòa tan dung mơi hữu dùng chúng làm nhiên liệu đốt; 23 - Chi phí cho việc vận hành mẻ đốt không lớn; - Sản phẩm sau đốt không gây độc hại đến môi trường giảm đáng kể thể tích; - Thời gian xử lý nhanh; - Khí thải sau q trình đốt xử lý dung dịch hấp thụ nên không gây độc cho môi trường Nhược điểm: - Đầu tư ban đầu cho thiết bị tương đối lớn - Không thể sử dụng hợp chất có chứa kim loại độc hại, dễ bay (Hg, As) chất dễ nổ hay chất phóng xạ Phương pháp áp dụng kết hợp nhiều nơi địa bàn tỉnh Nghệ An như: kho thuốc xã Diễn Hải, Diễn Châu; kho hóa chất BVTV Công Thành, Yên Thành… 4.1.3 Xử lý triệt để đất nhiễm tác nhân ơxy hố mạnh Phương pháp áp dụng cho mục tiêu xử lý triệt để khu vực có nồng độ nhiễm trung bình Bản chất phương pháp sử dụng hóa chất có tính oxy hóa mạnh để phân hủy thuốc BVTV thành chất có khối lượng phân tử thấp hơn, chất không độc độc như: CO2, H2O… Tuy nhiên thuốc trừ sâu chứa clo chất bền nên oxy hóa điều kiện nghiêm ngặt Phương pháp oxy hóa chấp nhận rộng rãi giới dùng chất oxy hóa H2O2 kết hợp với hợp chất Fe2+ hay gọi phản ứng Fenton Ưu điểm: - Tác nhân Fenton chất khác sử dụng phương pháp tương đối sẵn giá không cao thị trường, giá thành xử lý chấp nhận 24 - Đạt hiệu cao, đất nhiễm hóa chất thuốc BVTV xử lý triệt để (trong điều kiện thực quy trình xử lý đảm bảo nghiêm ngặt yếu tố khác liều lượng điều kiện xử lý) - Thời gian hoàn trả mặt nhanh Nhược điểm: - Phương pháp tiến hành phức tạp đòi hỏi phải có chun mơn kinh nghiệm - Phản ứng xảy đòi hỏi phải điều kiện nghiêm ngặt - Tiêu tốn lượng lớn hóa chất để phân hủy chất độc nằm lẫn đất Đòi hỏi phải thực biện pháp bảo vệ môi trường chặt chẽ nhằm tránh tạo nguồn ô nhiễm thứ cấp 4.1.4 Phương pháp phân hủy sinh học Thích hợp áp dụng cho khu vực có nồng độ nhiễm nhẹ, khơng có q nhiều chi phí đầu tư cho việc xử lý phương pháp khác Cho đến nay, nhiều phương pháp lý, hóa học để xử lý tồn dư thuốc BVTV đất tiến hành Việt Nam nhiều nước giới Tuy nhiên, biện pháp thường địi hỏi chi phí đầu tư cao, vận hành phức tạp, mặt khác gây nhiễm thứ cấp khơng khí nguồn nước ngầm Cùng với tiến vượt bậc khoa học công nghệ, xu hướng xử lý tồn dư thuốc BVTV đất trồng phương pháp sinh học nhiều nhà khoa học giới Việt Nam quan tâm nghiên cứu Các nhà khoa học tiến hành nghiên cứu phân lập tuyển chọn số chủng VSV có khả phân hủy tồn dư thuốc BVTV Ưu điểm: - Đây biện pháp cải tạo đất trồng tốt nước ta áp dụng quy trình xử lý sinh học, bảo vệ mơi trường - Giá thành sử dụng chủng VSV để cải tạo đất tương đối rẻ Nhược điểm: 25 - Chỉ áp dụng khu vực ô nhiễm thuốc BVTV với nồng độ thấp - Đòi hỏi thời gian xử lý dài số biện pháp khác (dùng nhiệt hay tác nhân ơxy hóa…) - Cần có điều kiện nghiêm ngặt loại vi sinh cần lựa chọn, nuôi cấy chủng vi sinh cho phù hợp với nhóm thuốc tồn tư khác 4.1.5 Phương pháp phân hủy kiềm nóng Khi xử lý hóa chất BVTV clo hữu với dung dịch NaOH 20% nóng, xảy phản ứng dehydroclorua hoá tạo nên olefin Olefin sinh bị polime hoá cho sản phẩm rắn, sản phẩm rắn tách dễ dàng cho vào bao nilon chôn vùi đất * So sánh phương pháp xử lý Từ phương pháp đề xuất trên, để có nhìn tổng quan phương pháp xử lý, ta có bảng so sánh tiêu chí lựa chọn sau: Bảng 4.1 Bảng so sánh phương pháp xử lý thuốc BVTV Phương pháp Cơ lập Đốt có xúc tác Dùng kiềm nóng Dùng tác nhân ơxy hóa mạnh Vi sinh Thời gian Phương hoàn lại thức tiến Thấp Rất cao Cao mặt Nhanh Nhanh Nhanh hành Đơn giản Đơn giản Phức tạp Cao Nhanh Phức tạp Lâu Đơn giản Hiệu xử lý Kinh phí Khơng triệt để Triệt để Triệt để Triệt để Triệt để Trung bình Căn vào mức độ xử lý, trạng kho thuốc yếu tố kinh tế, kỹ thuật khác Các phương pháp xử lý lựa chọn tùy thuộc vào mức độ ô nhiễm khu vực, phương án lựa chọn cho dự án kết hợp nhiều phương pháp xử lý khác phù hợp với nồng độ ô nhiễm 26 khu vực khác bao gồm: xử lý phương pháp đốt lượng bao bì, thuốc ngun chất cịn tồn lưu kho, xử lý hóa chất (Fenton) khu vực đất ô nhiễm kết hợp với sử dụng phương pháp vi sinh để cải tạo, phục hồi tính chất đất sau q trình xử lý hóa học 4.2 Lựa chọn giải pháp kỹ thuật, công nghệ xử lý ô nhiễm 4.2.1 Đối với nhà kho Để tiến hành công tác xử lý ô nhiễm, cần phải phá bỏ tháo dỡ nhà kho móng nhà kho cũ khu đất khơng cịn sử dụng 4.2.2 Xử lý phương pháp đốt Lý lựa chọn: Dựa vào kết phân tích khu vực kho độ sâu 20cm ô nhiễm với nồng độ cao (vượt 400 lần so với quy chuẩn cho phép) Trên cở sở phân tích ưu, nhược điểm phương pháp xử lý, với khối lượng đất cần xử lý không lớn, nồng độ ô nhiễm lại cao lựa chọn phương pháp đốt làm phương pháp xử lý tối ưu lượng bao bì hóa chất tồn lưu khối lượng đất tầng mặt chứa thuốc Quy trình thực hiện: Sau nhà kho phá dỡ để lấy mặt thi công, tiến hành đào đất khu vực kho cũ với độ sâu 30cm Diện tích đất cần đào 18 m Đất đào lên đóng vào bao bì lót màng chống thấm HDPE bốc lên xe Xe vận chuyển che đậy đảm bảo an tồn q trình vận chuyển đường dài Đất vận chuyển Hà Nội xử lý, quãng đường vận chuyển 280 km - Đối với khối lượng đất nhiễm khu vực chứa hóa chất: Theo kết thực địa phân tích khu vực kho bị nhiễm nặng với nồng độ hóa chất BVTV phân tích vượt tiêu chuẩn cho phép hàng trăm lần (DDT vượt 400 lần) Nguyên nhân thời gian hoạt động diễn trình sang chiết chai lọ làm rơi vãi, rị rỉ hóa chất kho, cửa kho khu vực xung quanh Lượng hóa chất lẫn vào đất không phân hủy nên gây ô nhiễm nặng Lựa chọn phương pháp thiêu 27 đốt để xử lý triệt để khối lượng đất lẫn hóa chất Độ sâu cần xử lý 0,3m với diện tích 18m2 4.2.3 Xử lý hóa chất lượng đất nhiễm cịn lại Phương pháp lựa chọn xử lý triệt để khối lượng đất nhiễm tác nhân gây oxi hóa mạnh (phản ứng Fenton) 4.2.3.1 DDT phản ứng Fenton DDT loại thuốc BVTV sử dụng chủ yếu thời gian kho tồn tại, cấu tạo phân tử bền vững, khó phân hủy có độ độc tính cao nên việc xử lý hóa chất BVTV tập trung vào xử lý DDT Công thức cấu tạo số đồng phân DDT thể hình đây: p-p DDT p-p DDE p-p DDD o-p DDT o-p DDE o-p DDD Hình 4.1 Cơng thức cấu tạo số đồng phân DDT DDT tạo thành từ phản ứng trichloroethanol với chlorobenzen (Hình 1.2) Tên thương mại tên khác DDT bao gồm Anofex, Cesarex, Chlorophenothane, Dadelo; p,p-DDT, dichlorodiphenyltrichloroethane, Dinocide, Didimac, Digmar, ENT 1506, Genitox, Guesapon, Guesarol, Gexarex, Gyrol, Hildit, Ixodex, Kopsol, Neocid, OMS 16, Micro DDT 75, Pentachlorin, Rukseam, R50 Zerdane 28 Hình 4.2 Tổng hợp DDT từ trichlorethanol chlorobenzen Tất đồng phân DDT dạng tinh thể màu trắng, khơng mùi, khơng vị, có cơng thức tổng quát C 14H9Cl5, khối lượng phân tử 354.5 Nhiệt độ nóng chảy khoảng 108.5-109 0C, áp suất bay 2.53x10-5 Pa (1.9x10-7mmHg) 200C DDT tan nước có khả giữ nước, tan tốt hợp chất hữu đặc biệt mỡ động vật Khả hoà tan DDT nước thấp (hệ số hấp phụ cao) nên DDT có xu hướng bị hấp phụ cặn bùn, đất đá, trầm tích Phản ứng Fenton Trình tự phản ứng Fenton:  Điều chỉnh pH phù hợp  Phản ứng oxi hóa Trong giai đoạn phản ứng oxi hóa xảy hình thành gốc •OH hoạt tính phản ứng oxi hóa chất hữu Cơ chế hình thành gốc •OH xét cụ thể sau Gốc •OH sau hình thành tham gia vào phản ứng ơxi hóa hợp chất hữu có nước cần xử lý: chuyển chất hữu từ dạng cao phân thành chất hữu có khối lượng phân tử thấp Đầu tiên phản ứng tạo gốc tự •OH theo phản ứng Gốc tự •OH sinh có khả phản ứng cao với chất hữu vịng thơm, q trình phản ứng xảy theo chuỗi hóa học sau: 29 Sản phẩn cuối chuỗi phản ứng DBP (benzophenone) DBP đất bị phân hủy tác dụng vi sinh vật ánh sáng theo phản ứng Vi Sinh HV CO2 Vi sinh Cơ chế tạo gốc •OH tự do: Hệ tác nhân Fenton cổ điển hỗn hợp gồm ion sắt hóa trị (thơng thường dùng muối FeSO4) hydro peroxit H2O2, chúng tác dụng với sinh gốc tự •OH, cịn Fe2+ bị oxi hóa thành Fe3+ theo phản ứng: Fe2+ +  H2O2 Fe3+ + •OH + OH - Phản ứng Fenton tiếp tục nghiên cứu nhiều tác giả sau này, nghiên cứu cho thấy phản ứng phản ứng q trình Fenton cịn có xảy phản ứng khác Fe2+ + H2O2  Fe3+ + •OH Fe3+ + H2O2  Fe2+ + •HO2 + H + (2) Fe2+  OH - + (3) • OH + 30 Fe3+ + OH - (1) • OH + Fe2+ + • Fe3+ + • H2O2  H2O + HO2  Fe3+ + HO2  • HO2 (4) HO2 - (5) Fe2+ +O2 + H+ (6) Những phản ứng chứng tỏ tác dụng sắt đóng vai trị chất xúc tác Q trình chuyển Fe3+ thành Fe2+ mơ tả phản ứng (2) xảy chậm, số tốc độ k nhỏ so với phản ứng (1) sắt tồn sau phản ứng chủ yếu dạng Fe3+ Theo Walling, C (1975) gốc tự •OH sinh có khả phản ứng với Fe2+ H2O2 quan trọng khả phản ứng với nhiều chất hữu (RH) tạo thành gốc hữu có khả phản ứng cao, từ phát triển tiếp tục theo kiểu dây chuỗi: • + Fe2+  OH - + Fe3+ • + H2O2  H2O + • • + RH  • + H2O OH OH OH R HO2 Ảnh hưởng độ pH đến phản ứng Fenton: 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 chất hữu Trong dung dịch có pH từ 2-7 phần tử Fe(II) nằm dạng Fe2+(aq); phần tử Fe(III), pH