4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
1.4.4.Biện pháp oxi hóa bằng không khí ướ t
Phương pháp này dựa trên cơ chế oxy hóa bằng hỗn hợp không khí và hơi nước ở nhiệt độ cao > 350°c và áp suất 150 atm. Kết quả xử lý đạt hiệu quả 95%. Chi phí cho xử lý theo phương pháp này chưa được nghiên cứu.
1.4.5. Biện pháp oxi hóa ở nhiệt độ cao
Phương pháp oxy hóa ở nhiệt độ cao có hai công đoạn chính:
Công đoạn 1 : Công đoạn tách chất ô nhiễm ra hỗn hợp đất bằng phương pháp hóa hơi chất ô nhiễm.
Công đoạn 2: Là công đoạn phá hủy chất ô nhiễm bằng nhiệt độ cao. Dùng nhiệt độ cao có lượng oxi dư để oxi hóa các chất ô nhiễm thành CO2, H20 , NOx,
p 2o 3.
Ư u điểm của phương pháp xử lý nhiệt độ cao là phương pháp tổng hợp vừa tách chất ô nhiễm ra khỏi đất, vừa làm sạch triệt để chất ô nhiễm; khí thải rất an toàn cho môi trường (khi có hệ thống lọc khí thải). Hiệu suất xử lý tiêu độc cao > 95%; cặn bã tro sau khi xử lý chiếm tỷ lệ nhỏ (0,01%). Hạn chế của phương pháp này là chi phí cho xử lý cao, không áp dụng cho xử lý đất bị ô nhiễm kim loại nặng, cấu trúc đất sau khi xử lý bị phá hủy, khí thải cần phải lọc trước khi thải ra môi trường.
1.4.6. Phương pháp xử lý tần dư hóa chất ВУТУ bằng phân hủy sinh học
Phương pháp phân hủy thuốc BYTV bằng tác nhân sinh học dựa trên cơ sở sử dụng nhóm vi sinh vật có sẵn môi trường đất, các sinh vật có khả năng phá hủy sự phức tạp trong cấu trúc hóa học và hoạt tính sinh học của thuốc BVTV. Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng trong môi trường đất quần thể vi sinh vật trong môi
trường đất luôn luôn có khả năng thích nghi đối với sự thay đổi điều kiện sống. Ở trong đất, thuốc BVTV bị phân hủy thành các hợp chất vô cơ nhờ các phản ứng oxi hóa, thủy phân, khử oxi xảy ra ở mọi tầng đất và tác động quang hóa xảy ra ở tầng đất mặt. Nhóm vi sinh vật đất rất phong phú và phức tạp. Chúng có thể phân hủy thuốc BVTV và dùng thuốc như là nguồn cung cấp chất dinh dưỡng, cung cấp cacbon, nitơ và năng lượng để chúng xây dựng cơ thể. Quá trình phân hủy của vi sinh vật có thể gồm một hay nhiều giai đoạn, để lại các sản phẩm trung gian và cuối cùng dẫn tới sự khoáng hóa hoàn toàn sản phẩm thành C 0 2, H20 và một số chất khác. M ột số loại thuốc thường chỉ bị một số loài vi sinh vật phân hủy. Nhưng có một số loài vi sinh vật có thể phân hủy được nhiều thuốc BVTV trong cùng một nhóm hoặc ở các nhóm thuốc khá xa nhau.
Quá trình phân hủy thuốc BVTY của sinh vật đất đã xảy ra trong môi trường có hiệu suất chuyển hóa thấp. Để tăng tốc độ phân hủy thuốc BYTV và phù hợp với yêu cầu xử lý, người ta đã tối ưu hóa các điều kiện sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật như: pH, môi trường, độ ẩm, nhiệt độ, dinh dưỡng, độ thoáng khí, bổ sung vào môi trường đất chế phẩm sinh vật có khả năng phân hủy thuốc BVTV.
M ột số trở ngại có thể sử dụng vi sinh vật toong xử lý sinh học là những điều kiện môi trường tại nơi cần xử lý, như sự có mặt của các kim loại nặng độc, nồng độ các chất ô nhiễm hữu cơ cao có thể làm cho vi sinh vật tự nhiên không phát triển được và làm chết vi sinh vật đưa vào, giảm đáng kể ý nghĩa thực tế của xử lý sinh học.
Có những phát minh mới mở rộng khả năng sử dụng vi sinh vật để xử lý ô nhiễm môi trường. M ột ví dụ sử dụng các chủng vi sinh vật kháng các dung môi hữu cơ ở nồng độ rất cao. Ngoài ra, với những kỹ thuật sinh học phân tử hiện đại có thể tạo ra những chủng vi khuẩn có khả năng phân hủy đồng thời nhiều hóa chất độc hại mà không yêu cầu điều kiện nuôi cấy phức tạp và không gây hại cho động, thực vật cũng như con người. Phương pháp này sẽ được ứng dụng rộng rãi trong tương lai vì ý nghĩa thực tế của nó khi xử lý các chất thải độc hại ngày càng được
1.4.7. Phưvng pháp tách chiết
Phương pháp này dựa vào việc rửa các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy ra khỏi đất. Quá trình rửa tập trung vào việc di dời các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy. Quá trình được tiến hành với một vài loại tác nhân rửa khác nhau. Ưu điểm của phương pháp này là đơn giản, dễ sử dụng, chi phí thấp và đạt hiệu quả cao.
1.4.8. Phân hủy POP bằng các phản ứng hóa học
Để xử lý đất ô nhiễm, người ta cũng lợi dụng các phản ứng hóa học giữa chất ô nhiễm với một số thuốc thử để chuyển chúng thành dạng ít độc hơn ban đầu và có độ linh động kém hơn, hoặc làm tăng độ linh động của chất ô nhiễm để dễ dàng loại bỏ. Cách xử lý này thường áp dụng cho chất ô nhiễm dạng hữu cơ ít bay hơi và khó bị phá hủy bằng con đường sinh vật học như các hợp chất chứa clo, thuốc BVTY, các hợp chất cacbuahidro, các hợp chất gốc phenol, một số kim loại như crom... Phá hủy bằng phản ứng hóa học gồm 3 loại: phản ứng oxi hóa, khử, loại bỏ clo.
1.4.9. M ột số phương pháp khác
Phương pháp truyền thống để loại bỏ thuốc BVTV tồn lưu trong đất ô nhiễm bằng công nghệ thiêu đốt ở nhiệt độ cao trong lò công nghiệp chuyên dụng hoặc trong lò xi măng (kèm hệ thống xử lý khí thải) được đánh giá có hiệu quả về xử lý song chỉ phù hợp với một số địa phương, không phù hợp với quy mô nhỏ bởi chi phí vận chuyển xử lý cao.
- Thủy phân kiềm nóng đơn giản, cơ động, song chi phí xử lý cao, nguy cơ cháy nổ, khó kiểm soát ô nhiễm thứ phát...
- Xúc tác oxi hóa đốt có xúc tác đồng, hiệu quả cao, song thiết bị phức tạp... - Phương pháp khử nhiệt - bẫy dầu - hấp phụ kiềm phân tán.
1.5. Polyphenol chè xanh [4, 5, 22]1.5.1. Cây chè 1.5.1. Cây chè
Theo PGS. TS Lê Ngọc Công -T rường Đại học Sư phạm Thái Nguyên thì cây chè có tên khoa học là Camellia sinensis (L.) O.Kuntze.
Cây chè thuộc ngành Hạt kín Angiospermatophyta, lớp Ngọc lan (hai lá mầm) M agnoliopsida, phân lớp sổ Dilleniidae, bộ chè Theales, họ chè Theaceae, chi chè
Camellia (Thea). Năm 1753 Carl Von. Linnaeus nhà thực vật học nổi tiếng người Thụy Điển đã xác định tên khoa học cây chè là Thea sinensis, được chia thành hai loại: Thea bokea (chè đen) và Thea viritis (chè xanh).
Từ lâu con người đã nhận biết được tính ưu việt và tính đa chức năng của loại cây này. Nhiều tác giả đã nghiên cứu về các đặc tính của cây chè và chỉ ra hai đặc tính sinh học tiêu biểu của chè là đặc tính chống oxy hóa và khả năng kháng khuẩn.
1.5.2. Thành phần hóa học của cây chè
• Nước • Polyphenol • Alkaloid
• Protein va axit amin • Gluxit va pectin • Các sắc tố trong chè • Vitamin • Emzym • Các hợp chất khác 1.5.3. Polyphenol chè xanh
Theo Chi-Tang Ho (2008) trong lá chè chứa hàm lượng polyphenol tương đối cao, thành phần chính của polyphenol trong lá chè được trình bày trong bảng:
Bảng 1.3: Thành phần các hợp chất polyphenol trong lá chè xanh (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Thành phần Hàm lượng Tổng số 18-36% Flavan-3-ols(catechin) 12-24% Flavonol và glycosides 3-4% Anthocyanins, Leucoanthocyanidin 2-3% Phenolic -5%
Tanin là một trong những thành phần chủ yếu quyết định đến phẩm chất chè. Tanin còn gọi chung là hợp chất phenol thực vật bao gồm các polyphenol đơn giản và các polyphenol đa phân tử, bên cạnh đó chúng còn kèm theo các hợp chat phenol thực vật phi tanin có màu và vị rất đắng. Tỷ lệ các chất trong thành phần hỗn hợp của tanin chè không giống nhau và tùy theo từng giống chè mà thay đổi. Tuy nhiên, người ta đã xác định được trong chè tanin gồm có 3 nhóm chủ yếu là catechin, flavonol và glycoside, anthocyanidin và leucoanthocyanidin.
1.5.3.1. Catechin
M ột hợp chất không màu, tan trong nước, có vị đắng chát ở mức độ khác nhau và có khả năng chống oxi hóa. Catechin chiếm khoảng 85-90% tổng lượng tannin trong chè. Chúng dễ dàng bị oxy hóa và tạo hợp chất phức tạp với nhiều với nhiều chất khác nhau như methylxanthine.
Trong lá chè có 6 loại catechin chính đó là epicatechin (EC),epigalocatechin-3- gallate (EGCG), epigallocatechin (EGC), epicatechingallate (ECG), gallocatechin (GC), và catechin (C). Trong đó EGCG là thảnh phần polyphenol chủ yếu toong chè chiếm khoảng 12% khối lượng chất khô trong chè kế đến là EGC, ECG và EG. Tỉ lệ các thành phần được thể hiện trong bảng sau.
Bảng 1.4: Thành phần catechin trong lá chè
Thành phần Hàm lượng
Epicatechin (EC) 1-3%
Epigallocatechin (EGC) 3-6%
Epicatechin gallate (ECG) 3-6%
Epigallocatechin gallate (EGCG) 8- 12%
Catechin (C) 1-2 %
1.5.3.2. Flavonol và glycoside
Chiếm khoảng 1-2% chất khô và bao gồm các thành phần chính quercetin (0,27-0,48%), kaempferol (0,14-0,32), myricitin (0,07 -0,2%). Các glucoside của flavonol là dạng liên kết của flavonol với monosacchaside (như glucose, rhamnose, galactose, arabinose) hoặc disaccharide (như rutinose). Những flavonol glucoside cơ bản trong chè bao gồm: rutin (0,05-0,1%), quercerin glycoside (0,2 - 0,5%) và kaempferol glycoside (0,16 -0,35%). Các flavonol và glucoside thường có màu vàng sáng. Có ít nhất 14 chất đã được tìm thấy. Các flavonol ít bị biến đổi trong quá trình lên men. Chúng là các thành phần có lợi cho sức khỏe trong chè mà không có độc tính. Sau khi vào cơ thể chúng xuất hiện toong máu, thể hiện hoạt tính mà không tích lũy lại.
1.5.3.3. Anthocyanidin và Leucoanthocyanidin
Anthocyanidin là một hợp chất không màu, nhưng khi tác dụng với dung dịch acid vô cơ thì có màu đỏ, dễ bị oxi hóa và trùng hợp. Anthocyanidin thường tồn tại dưới dạng glycozit, còn gọi là anthocyanin. Anthocyanidins bao gồm pelargonidin, cyanidin, delphinidin, and tricetinidin, chúng chiếm khoảng 0 .01% khối lượng lá chè khô.
Bên cạnh các chất Anthocyanidin, trong lá chè còn thấy có Leucoanthocyanidin (Flavadiol - 3,4) và các dẫn xuất glucoside của chúng. Leucoanthocyanidin là hợp chất không màu, dễ dàng bị oxy hóa và ngưng tụ hình thành sắc tố trong quá trình lên men chè. Chúng là tiền tố của nhóm chất màu quan trọng là anthocyanidin và anthocyanin (Anthocyanidin glucoside).
Ngoài các nhóm ílavonoid nêu trên, chè còn chứa các chất có giá trị khác như tinh dầu, các carotenoid, vitamin, các chất khoáng vi lượng và caffein. Tùy theo từng chủng loại chè có 1,5 - 5% caffein. Trong y học, caffein được dùng rộng rãi với paracetamol làm thuốc hạ sốt.
1.5.3.4. Acid phenolic
Acid phenolic là một nhóm chất bao gồm các acid chính sau: acid gallic (0.5- 1.4%), acid chlorogenic (0.3%), và theogallin (1-2%). Trong chè xanh, acid
phenolic là tiền tố của catechin gallate.
1.5.4. Tác dụng dược lý của chè xanh
Theo ThS Ngô Đức Phương, nguyên cán bộ Khoa Tài nguyên - Dược liệu, Viện Dược liệu đã đưa ra kết quả. v ề dược lý học, chè có vị đắng chát, tính mát, có tác dụng thanh nhiệt giải khát, tiêu cơm, lợi tiểu, định thần làm cho đầu não được thư thái, khỏi chóng mặt xây xẩm, da thịt mát mẻ, bớt mụn nhọt và cầm tả lỵ. Do có cafein và theophyllin, chè xanh được xem là một chất kích thích não, tim và hô hấp, giúp tăng cường sức làm việc của trí óc và của cơ, làm tăng hô hấp, tăng cường và điều hoà nhịp đập của tim.
Thành phần catechin có trong chè xanh đã được nhiều nghiên cứu chứng minh có tác dụng giảm nguy cơ gây ung thư, giảm kích thước khối u, giảm lượng đường trong máu, giảm cholesterol, diệt khuẩn, diệt virus cúm, chống hôi miệng. Ngoài ra, các nghiên cứu ữên thế giới cũng cho thấy tác dụng chống phóng xạ của chè xanh. Các flavonol và polyphenol làm cho chè có tính chất của vitamin p.
Những chất polyphennol có trong chè xanh có vai trò quan trọng trong việc phòng chống bệnh ung thư. So với chè đen thì chè xanh có hàm lượng polyphenol cao hơn vì không bị quá trình ủ men làm thay đổi thành phần. Đặc biệt, EGCG là loại polyphenol chủ yếu tạo nên dược tính của chè xanh, nó có công dụng ngăn ngừa các enzym kích hoạt sự sao chép nhân bản tế bào.
Các thành phần vitamin trong chè cũng có tác dụng tích cực đối với sức khoẻ, ví dụ như vitamin c giúp làm tăng sức đề kháng, và phòng chống bệnh cúm; vitamin nhóm B trợ giúp cho quá trình trao đổi carbon hy drat; Vitamin E tác dụng chống oxy hóa và hạn chế lão hóa.
1.6. Chiết rửa đất [8] 1.6.1. Sắc kí cột
1.6.1.1. Định nghĩa sắc kí
Định nghĩa của M ikhail s . Tsvett (1996)
Sắc kí là một phương pháp tách trong đó các cấu tử của một hỗn hợp được tách trên một cột hấp thụ đặt trong một hệ thống đang chảy. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Định nghĩa của UIPAC (1993)
Sắc kí là một phương pháp tách trong đó cấu tử được tách được phân bố giữa hai pha, một trong hai pha là pha tĩnh đứng yên còn pha kia chuyển động theo một hướng xác định.
I.6.I.2. Phân loại
Người ta phân loại các phương pháp sắc kí dựa vào cơ chế hoạt động sắc kí: hấp phụ, phân bố, trao đổi ion... và vào tính chất của pha tĩnh cũng như phương pháp thể hiện sắc kí. Ví dụ:
- Phương pháp sắc kí lỏng - rắn trên cột, phương pháp sắc kí phân bố khí lỏng trên cột.
- Phương pháp sắc kí lỏng - lỏng trên bản phẳng hai chiều.
- Phương pháp sắc kí bố lỏng - lỏng pha ngược áp suất cao trên cột.
Cơ chế sắc kí có nhiều nhưng để thực hiện quá trình sắc kí thì chỉ có hai dạng: dạng cột và dạng bản phẳng (bản kính, polime, kim loại, giấy).
Trong sắc kí cột, pha tĩnh được giữ toong một cột ngắn và pha động được cho chuyển động qua cột bởi áp suất hoặc do trọng lực.
B ảngl.5: Phân loại các phương pháp sắc k í cột.
Phân loại chung Phương pháp cụ thể Pha tĩnh Kiểu cân bằng
Sắc kí lỏng (LC) (Pha động: lỏng) - Lỏng - lỏng hoặc phân bố. - Pha lỏng liên kết. - Lỏng- rắn hoặc hấp thụ trao đổi ion.
- Lỏng được phủ trên một chất rắn - Chất hữu cơ được gắn trên một bề mặt rắn.
- Rắn
Nhựa trao đổi ion.
- Phân bô - Phân bố giữa chất lỏng và bề mặt liên kết. - Hấp thụ, trao đổi ion. Sắc kí khí(GC) (Pha động: khí) - Khí - lỏng - Khí - pha liên kết - Lỏng được phân bố phủ trên một chất rắn.
- Chất hữu cơ được
- Phân bô giữa khí và lỏng.
- Khí - rắn liên kết trên một bề mặt rắn - Rắn lỏng và bề mặt liên kết - Hấp phụ Sắc kí lỏng siêu tới hạn Pha lỏng: chất lỏng siêu tới hạn.
Chất hữu cơ được liên kết một bề mặt rắn. Phân bố giữa chất lỏng siêu tới hạn và bề mặt liên kết. 1.6.1.3 Nguyên tắc hoạt động
Các cấu tử cần tách trong một hỗn hợp mẫu được vận chuyển bởi pha động đi qua pha tĩnh. M ẩu đi vào tướng động được mang theo dọc hệ thống sắc ký (cột, bản mỏng) có chứa pha tĩnh phân bố đều khắp.
Sự ái lực khác nhau của các chất tan trên pha tĩnh làm chúng di chuyển với những vận tốc khác nhau trong pha động của hệ thống sắc kí và chúng được tách thành những dải trong pha động và vào lúc cuối của quá trình các cấu tử lần lượt hiện ra theo trật tự tương tác với pha tĩnh, c ấ u tử di chuyển nhanh ra trước, cấu tử bị lưu giữ mạnh hơn ra sau dưới dạng đỉnh (pic) tách riêng rẽ tùy thuộc vào cách tiến hành sắc kí và được biểu thị dưới dạng sắc kí đồ.
“ Pha dộng Pha tinh Các cáu từ s m ệlM: EZ2 I Mâu 0)
Lép mông pha tinh Bàn mông trcr
chảy pha động
sầ c kí dô
Detector
Hình 1.1 minh họa một quá trình tách một hỗn hợp đơn giản gồm hai chất A và B (lực tương tác với pha tĩnh của A < B) theo thời gian.
Cụ thể: Mẩu chứa A và B được tiêm vào cột. Khi cho một chất rửa giải bắt đầu chảy qua cột. Mẩu chúa A và B được tiêm vào cột, phần củã mẫu được hòa tan
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});