Loại cát
Kích thƣớc hạt Khối lƣợng Dioxin Phần trăm trên tổng số dioxin mm g ppt.TEQ % Cát thô 0,5 < d < 2,0 570 353 2 Cát trung bình 0,1 < d < 0,5 80 602,8 3 Cát nhỏ 0,067 < d < 0,1 90 1104,1 6 Sét+limon d < 0,067 260 17617 89
Bảng 3.11 là kết quả phân tích dioxin thu đƣợc ở các phân đoạn. Kết quả đƣợc đƣa ra trong phụ lục đƣợc trung tâm Nhiệt đới Việt Nga tiến hành phân tích mẫu kiểm tra đối chứng. Trong đó ở phân đoạn 1 cát thơ thu đƣợc có khối lƣợng 570g, hàm lƣợng dioxin trong phân đoạn này là 353 ppt.TEQ, tƣơng ứng 2% tổng lƣợng dioxin trong các phân đoạn; phân đoạn 1 cát trung bình có khối lƣợng 80g, hàm lƣợng dioxin là 602,5 ppt.TEQ, tƣơng đƣơng 3% tổng lƣợng dioxin; phân đoạn 3 cát nhỏ có khối lƣợng 90g, hàm lƣợng dioxin là 1104,1 ppt.TEQ, chiếm 6% tổng lƣợng dioxin; đặc biệt ở phân đoạn 4 thu đƣợc là cát hạt sét và limon có khối lƣợng 260g qua phân tích xác định đƣợc phân đoạn này có đến 17617 ppt.TEQ là dioxin, chiếm đến 89% tổng lƣợng dioxin. Theo tiêu chuẩn Việt Nam (QCVN45:2012/BTNMT) hàm lƣợng dioxin cho phép trong đất nhỏ lơn 1200 ppt.TEQ. Nhƣ vậy, phân đoạn 1,2,3 có hàm lƣợng dioxin rất thấp, đƣợc tách khỏi hệ thống rửa đất đủ sử dụng trong đất công nghiệp. Riêng ở phân đoạn 4 cần tiếp tục xử lý. Đây là đặc điểm rất quan trọng cho việc lựa chọn và áp du ̣ng kỹ thuật rửa đất để xử lý ơ nhiễm dacam/dioxin tại sân bay Biên Hịa. Nhƣ vậy hiệu suất xử lý
dioxin ở phân đoạn 1,2,3 đạt 96,9%, hiệu suất quá trình xử lý toàn hệ thống đạt 75,5%.
Kết quả sƣ̣ phân bố của 2,3,7,8-TCDD tại các phân đoạn 1,2,3 và 4 đƣợc thể hiện trong hình 3.12.
Hình 3.12. Sự phân bố nồng độ trung bình của dioxin theo thành phần thổ nhưỡng của mẫu đất Đ05 lấy tại sân bay Biên Hòa.
Các kết quả thu đƣợc là kết quả tiến hành thử nghiệm 3 lần độc lập, kết quả báo cáo trong hình 3.12 là giá trị trung bình của các số liệu thực nghiệm.
Kết luận, ở phân đoạn 1,2,3 bao gồm cát thơ, cát trung bình và cát mịn chiếm 73,8% về khối lƣợng đất ô nhiễm ban đầu qua phân tích nhận thấy hàm lƣợng dioxin trong các phân đoạn này rất thấp đáp ứng theo tiêu chuẩn Việt Nam có nồng độ dioxin <1200ppt.TEQ đƣợc sử dụng trong đất công nghiệp theo QCVN45:2012/BTNMT. Riêng phân đoạn sét và limon, tuy chiếm 26,2% khối lƣợng đất nhiễm ban đầu, hàm lƣợng dioxin thu đƣợc là rất lớn và cần đƣợc xử lý tiếp. Khối lƣơ ̣ng bùn lắng thu đƣợc ta ̣i phân đoạn 4 gồm các hạt sét và limonnày có thể thƣ̣c hiê ̣n xƣ̉ lý bằng phƣơng pháp hóa ho ̣c , hóa lý ngay tại các thiết bị của hệ thống thiết bi ̣ tích hợp.
3.4. Kết quả phân tích mẫu nƣớc tại các phân đoạn
3.4.1. Kết quả xác định kích thƣớc hạt mixen của chất HĐBM trƣớc và sau quá trình xử lý
Trƣớc khi tiến hành xử lý, pha dung dịch chất HĐBM NP-8 có nồng độ 0,5 CMC. Đo kích thƣớc hạt mixen trên máy TEM, kết quả đƣợc trình bày trong hình 3.14. Kết quả cho thấy ở CMC các mixen phân tán đều trong dung dịch tồn tại ở dạng hình cầu có kích thƣớc hạt mixen khoảng 100-120 nm.
Hình 3.13. Ảnh TEM các mixen trong dung dịch NP-8trước khi rửa giải
(a)
Hình 3.14. Ảnh TEM dung dịch nhiễm sau rửa giải
Sau khi thực hiện quá trình rửa giải ở các điều kiện tối ƣu, tiến hành đo lại kích thƣớc hạt trên máy TEM, kết quả đƣợc trình bày hình 3.14. Từ hình 3.14 cho thấy, trƣớc khi rửa giải các chất độc hữu cơ, các phân tử chất HĐBM có dạng hình cầu,
phân tán đều trong dung dịch và chƣa có hiện tƣợng tạo mixen. Tuy nhiên, sau khi thực hiện quá trình rửa giải, trong dung dịch sau rửa giải đã hình thành các mixen dạng tấm. Điều này có thể đƣợc giải thích là do sự hấp phụ các phần tử chất độc hữu cơ trong đất lên các hạt chất HĐBM trong dung dịch đã làm thay đổi hình dạng của các hạt chất HĐBM, đồng thời có sự tƣơng tác giữa các chất HĐBM mang chất độc hữu cơ để hình thành các mixen.
3.4.2. Kết quả phân tích dacam/dioxin tồn tại trong nƣớc tại các phân đoạn
Bảng 3.12. Kết quả phân tích mẫu 2,4-D; 2,4,5-T trong nước thu được tại mỗi phân đoạn
D.dịch NP8 sau
rửa giải
Phân đoạn 1 Phân đoạn 2 Phân đoạn 3 Phân đoạn 4 2,4-D 2,4,5-T 2,4-D 2,4,5-T 2,4-D 2,4,5-T 2,4-D 2,4,5-T ppm Lần 1 0,73 0,45 1,23 1,79 2,45 2,01 6,04 7,03 Lần 2 0,69 0,51 1,25 1,69 2,23 2,06 6,20 6,99 Lần 3 0,71 0,47 1,25 1,76 2,41 2,11 6,08 7,02 Trung bình 0,71 0,48 1,24 1,75 2,36 2,06 6,11 7,01
Từ kết quả phân tích mẫu nƣớc tại các phân đoạn ta có thể khảng định đƣợc rằng chất dacam/dioxin nằm trong đất ở pha rắn đã chuyển ra pha dung dịch. Cụ thể: 2,4-D và 2,4,5-T đƣợc phân tích trong các mẫu nƣớc thu đƣợc tại các phân đoạn khác nhau, cụ thể ở phân đoạn 1 có hàm lƣợng 2,4-D; 2,4,5-T trung bình lần lƣợt là 0,71 ppm và 0,48 ppm; tƣơng tự phân đoạn 2 có hàm lƣợng 2,4-D; 2,4,5-T trung bình lần lƣợt là 1,24 ppm và 1,75 ppm; phân đoạn 3 có hàm lƣợng 2,4-D; 2,4,5-T trung bình lần lƣợt là 2,36 ppm và 2,06 ppm; cuối cùng phân đoạn 4 hàm lƣợng trung bình 2,4-D thu đƣợc 6,11 ppm; 2,4,5-T là 7,01 ppm. Theo QCVN 38: 2011/BTNMT- quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lƣợng nƣớc mặt bảo vệ đời
sống thủy sinh, quy định giới hạn tối đa cho phép của 2,4-D trong nƣớc là 0,2 mg/l; của 2,4,5-T là 0,1 mg/l. Từ các kết quả thu đƣợc trong bảng 3.11 cho thấy hàm lƣợng 2,4-D và 2,4,5-T trong mẫu nƣớc sau quá trình rửa thu đƣợc ở các phân đoạn 1,2,3 và 4 tƣơng đối cao.
3.5. Đánh giá khả năng xử lý mẫu nƣớc, mẫu đất sau quá trình rửa đất
Sau khi q trình rửa đất kết thúc ngồi 73,8% khối lƣợng đất đủ đáp ứng theo tiêu chuẩn Việt Nam, có nồng độ dioxin <1200ppt.TEQ đƣợc sử dụng trong đất công nghiệp theo QCVN45:2012/BTNMT thì cịn 26,2% khối lƣợng sét + limon và dung dịch nƣớc thu đƣợc cần xử lý tiếp. Cụ thể :
+ Phần dung dịch tiến hành thu gom phần dung dịch tại các phân đoạn 1,2,3 và 4 thành hỗn hợp dung dịch đồng nhất. Sau đó hỗn hợp này đƣợc xử lý tiếp theo bằng than hoạt tính để nƣớc sau quá trình xử lý này phải đạt quy chuẩn cho phép trƣớc khi thải ra mơi trƣờng hoặc quay vịng trở lại quá trình rửa đất. Các kết quả nghiên cứu cho thấy, sử dụng than hoạt tính để hấp phụ các chất ơ nhiễm trong dung dịch chất HĐBM cho hiệu quả cao, có thể áp dụng để xử lý các dung dịch phát sinh của quá trình rửa giải đất ô nhiễm trong công nghệ xử lý đất nhiễm chất dacam/dioxin bằng phƣơng pháp rửa giải. Cụ thể, nồng độ dioxin ban đầu có trong hỗn hợp đồng nhất là 1972,6 ppt.TEQ, sau khi đƣợc xử lý bằng than hoạt tính, nồng độ cịn lại trong dung dịch là 30,5 ppt.TEQ. Hiệu suất của quá trình xử lý nƣớc ơ nhiễm bằng than hoạt tính đạt 98,5%.
+ Sét và limon: Khối lƣơ ̣ng bùn lắng thu đƣợc ta ̣i phân đoạn 4 gồm các hạt sét và limon chiếm 26,2% khối lƣơ ̣ng đất ô nhiễm ban đầu chứa các hạt kích thƣớc d < 0,067mm có nồng đô ̣ các chất ô nhiễm rất cao đƣợc xƣ̉ lý bằng các phƣơng pháp khác nhau: xử lý bằng dung di ̣ch na no Fe(0) nồng đô ̣ cho hi ệu suất xử lý đới với 2,3,7,8 -TCDD đạt 51,87 ÷ 63,17% hoặc có thể xử lý bằng vật liệu hấp phụ AC- 4 với nồng đô ̣ loa ̣i bỏ đƣợc 88,23 ÷ 99,17% chất ơ nhiễm có mă ̣t trong dung d ịch rửa đất nhiễm. Xúc tác nano CaO/Fe3O4 và nano Fe3O4 có vai trị quan trọng trong xử lý nhiệt bùn thải ở vùng nhiê ̣t đơ ̣ T =280 ÷ 4500C, hiệu suất xử lý đới với 2,3,7,8-
TCDD đạt 75,59 ÷ 99,36% . Sản phẩm sau xử lý nhiê ̣t đa ̣t ngƣỡng cho phép theo QCVN 45:2012/BTNMT có nồng độ dioxin nhỏ hơn 1200 ppt.TEQ.
Các báo cáo trên hồn tồn phù hợp so với kết quả đã cơng bố trong đề tài KHCN 33.02/11-15 nghiêm cứu lựa chọn cơng nghệ tích hợp xử lý triệt để đất và trầm tích nhiễm dioxin tại sân bay Biên Hịa.
Kết luận: từ các kết quả nghiên cứu của Luận văn có thể nhận thấy, trong kỹ thuật rửa đất ơ nhiễm phần lớn các chất nhiễm tồn tại trong đất đã đƣợc chất HĐBM hòa tan vào dung dịch điều này khá thuận lợi cho việc thực hiện các bƣớc xử lý tiếp theo đặc biệt là việc sử dụng than hoạt tính hoặc các vật liệu khác để hấp phụ loại bỏ hồn tồn các chất ơ nhiễm trƣớc khi tuần hồn nƣớc sau q trình xử lý hoặc xả thải vào môi trƣờng Đặc biệt, khi sử dụng than hoạt tính sau hấp phụ sẽ đƣợc thu lại và thực hiện các công việc xử lý tiếp theo. Với tỷ lệ thu gọn chất ô nhiễm từ một lƣợng đất lớn đƣợc thu giữ trong một lƣợng nhỏ than hoạt tính sẽ giảm chi phí giá thành nếu xử lý bằng kỹ thuật giải hấp nhiệt mà các nhà khoa học và công ty của Mỹ đang thực hiện tại Đà Nẵng. Kỹ thuật rửa đất có giá thành hợp lý, ít phát tán nguồn chất ô nhiễm ra môi trƣờng xung quanh nên có thể là kỹ thuật tiềm năng trong thời gian tới. Khối lƣơ ̣ng sét và limon thu đƣợc ta ̣i phân đo ạn 4 có thể thực hiê ̣n xƣ̉ lý bằng phƣơng pháp hóa ho ̣c , hóa lý ngay tại các thiết bị của hệ thống thiết bị tích hợp.
KẾT LUẬN
Luận văn “Nghiên cứu khả năng rửa đ ất nhiễm dacam/dioxin tại sân bay Biên Hòa bằng phương pháp sử dụng ch ất hoạt động bề mặt ” thuộc khuôn khổ đề tài KHCN 33.02/11-15 với mục tiêu đánh giá khả năng xử lý của các kỹ thuậtrửa đất xử lý dacam/dioxin trong đất đáp ứng các tiêu chí k ỹ thuật và mơi trƣờng nhằm góp phần khắc phục hậu quả chất độc hóa học do Mỹ sử dụng trong chiến tranh ở Việt Nam phù hợp với đặc điểm thổ nhƣỡng ở sân bay Biên Hòa. Các kết quả nghiên cứu của luận văn gồm:
1. Hàm lƣợng chất 2,4-D và 2,4,5-T là gấp hàng trăm lần so với tiêu chuẩn cho phép tại Việt Nam (QCVN 15:2008/ BTNMTnhỏ hơn0,1 mg/kg ). Mẫu đất lấy cho nghiên cứu có nồng độ của 2,3,7,8-TCDD cao hơn mức cho phép gấp 19 lần (QCVN 45:2015/ BTNMT nhỏ lơn 1200 ppt.TEQ)
2. Các điều kiện tối ƣu cho quá trình rửa đất là: nồng độ chất HĐBM 0,5CMC; pH = 7 ÷ 9; vận tốc khuấy 300 ÷ 400 vịng/phút; thời gian tiếp xúc 120 phút và chất điện ly NaHCO3 sử dụng trong dung dịch bằng 0,1%
3. Áp dụng điều kiện tối ƣu cho quá trình rửa đất đã loại bỏ 74% khối lƣợng đất ô nhiễm ban đầu có làm lƣợng dioxin rất thấp đáp ứng theo QCVN45:2012/ BTNMT. Còn lại 26% khối lƣợng chất nhiễm nằm ở phân đoạn sét và limon có nồng độ dioxin rất cao,sau đó đƣợc xử lý tiếp theo đƣợc xƣ̉ lý bằng phƣơng pháp hóa học, hóa lý.
4. Mẫu nƣớc sau quá trình rửa đất nhiễm đã đƣợc xử lý an toàn bằng các phƣơng pháp hấp phụ bằng than hoạt tính và bentonit….. Nƣớc sau khi đƣợc xử lý an toàn lại đƣợc tái sử dụng cho quá trình rửa đất nhiễm ở các mẻ rửa tiếp theo nhằm tiết kiệm chi phí xử lý.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Lâm Vĩnh Ánh (2014), Một số kết quả nghiên cứu ban đầu cơng nghệ tích hợp xử
lý triệt để chất dacam/dioxin trong đất và trầm tích phù hợp với điều kiện Việt Nam, Hội thảo một số kết quả nghiên cứu mới về hậu quả chất độc
dacam/dioxin, tr. 25-38.
2. Lâm Vĩnh Ánh, Hoàng Kim Huế, Phạm Thị Hoa, Trần Văn Công (2015), Đề xuất
cơng nghệ tích hợp xử lý triệt để các hợp chất dacam/dioxin trong đất và trầm tích phù hợp với điều kiện ở Việt Nam, Tạp chí xúc tác và Hấp phụ, 4A,
tr.139-149.
3. Lâm Vĩnh Ánh, Hoàng Kim Huế, Phạm Việt Đức, Nghiên cứu lựa chọn cơng
nghệ tích hợp xử lý triệt để dacam/dioxin trong đất và trầm tích tại sân bay Biên Hòa, Kỉ yếu hội thảo khoa học kết quả nghiên cứu mới về tác hại của chất dacam/dioxin đối với con người và môi trường ở Việt Nam, Nhà xuất
bản khoa học và kỹ thuật, 2015, tr. 233-285.
4. Lâm Vĩnh Ánh, Bùi Quang Dũng, Hoàng Kim Huế, Phạm Thị Hoa (2014) Sự hấp phụ các chất Dacam /dioxin trên than hoạt tính trong dung di ̣ch chất HĐBM NP8, Tạp chí Xúc tác và Hấp phụ T.3.No4-2013.
5. PGS.TS. Nguyễn Thế Đặng (Chủ biên) (2008), Giáo trình đất trồng trọt, Nhà xuất bản nơng nghiệp Hà Nội.
6. Hatfield Consultant Company Canada (2011), Báo cáo đánh giá hiện trạng ô
nhiễm dioxin lên môi trường và sức khỏe con người tại sân bay Biên Hòa,
7. GS.TS. Lê Văn Khoa (2005), Dioxin trong đất ở Việt Nam , Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên Đại học Quốc gia Hà Nội.
8. Đặng Văn Minh, Nguyễn Thế Hùng (2007), Giáo trình Vật lý đất, Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội.
9. Nguyễn Văn Minh (2013), Lưạ chọn công nghệ xử lý dioxin ở Việt Nam, Hội đồng tƣ vấn về khoa học công nghệ, Ban chỉ đạo 33, Hà Nội
10. Đinh Thị Ngọ, Ngô Quốc Tuấn, Nguyễn Khánh Diệu Hồng (2004), Tổng hợp
chất tẩy rửa cặn dầu trên cơ sở đầu thơng, tạp chí Hóa học và ứng dụng
11. TS. Nguyễn Xuân Nết (2008), Hiểu biết về chất độc hóa học và diễn biến của
chúng trong môi trường, Viện Nghiên cứu Nhiệt đới Việt – Nga.
12. Nguyễn Hữu Phú (2009), Hóa lý và hóa keo, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội.
13. Trịnh Khắc Sáu (2010), Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quy luật và hiệu
quả hấp phụ dioxin của một số loại than hoạt tính, luận án tiến sĩ, Viện khoa
học và cơng nghệ qn sự.
14. Hồng Thanh Thái (2015), Nghiên cứu xác định 2,4-D và 2,4,5-T trong mẫu đất
sân bay Biên Hòa bằng phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao, Đại học
Khoa học Tự Nhiên- Đại học Quốc gia Hà Nội.
15. Nguyễn Đình Triệu (2009), Hóa học các hợp chất hoạt động bề mặt, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
16. 45. TCVN 6134:1996._ Chất lƣợng đất. Xác định dƣ lƣợng 2,4-D trong đất. Phƣơng pháp sắc ký khí lỏng hiệu suất cao
17. Hồ Sỹ Thoảng (2007), Xúc tác dị thể, Viện Khoa hoc và Cơng nghệ Việt Nam. 18. Văn phịng 33- Bộ tài nguyên và môi trƣờng (2011), Dioxin, chất dacam ở Việt
Nam, Hà Nội.
19. Văn phịng 33- Bộ tài ngun và mơi trƣờng (2011), Báo cáo tổng thể về tình
hình ơ nhiễm dioxin tại ba điểm nóng sân bay Biên Hịa, Đà Nẵng và Phù Cát, Hà Nội.
20. Văn phịng 33- Bộ tài ngun và mơi trƣờng (2013), Chia sẻ và học hỏi kinh
nghiệm; đánh giá ô nhiễm dioxin/POPs và các công nghệ xử lý tại Việt Nam,
Đà Nẵng.
21. Viện Hóa học/ Mơi trƣờng qn sự/BTL Hóa học (2014), Điều tra, đánh giá
mức độ ơ nhiễm chất độc hóa học/dioxin do Mỹ sử dụng trong chiến tranh ở Việt Nam tại 7 sân bay và đề xuất các giải pháp xử lý, Báo cáo tổng kết dự
án Z9.
22. USAID Viet Nam (2015), Đánh giá môi trường ô nhiễm dioxin tại sân bay Biên
Hịa. Tài liệu cơng bố hội thảo lần thứ 4 ngày 18 tháng 12 năm 2015.
23. Young A.L (2008), Lịch sử, sử dụng, phân bố và sự tồn lưu trong môi trường
của chất dacam, Văn phịng 33- Bộ tài ngun và mơi trƣờng Hà Nội
24. Young A.L(2012), Lịch sử sử dụng phân bố và sự tồn lưu trong môi trường của
chất dacam. Springer.
Tiếng anh:
25. Alvin L.Y ., John P. G ., Paul D. J (2004), Environmental Fate and