Nhận xét chung: Từ kết quả khảo sát và bản đồ phân vùng ơ nhiễm, ta có thể
thấy khu vực nghiên cứu đều đã bị ơ nhiễm DDT. Tại vị trí kho cũ thì đất bị nhiễm DDT nặng đặc biệt là tại độ sâu 1-1,5m. Các vị trí xung quanh khu vực kho cũ đều ô nhiễm DDT mức nhẹ. Diện tích đất bị ơ nhiễm DDT cũng đã được phân vùng rõ trong bản đồ. Diện tích đất bị ơ nhiễm mức cao chính là khu đất của kho TBVTV cũ cần xử lý ước tính là 220,248m2 và diện tich đất bị ô nhiễm mức thấp cần xử lý ước tính là 1.500m2. Như vậy, tại độ sâu từ 0-2,5m thì thể tích đất nhiễm nặng cần xử lý là 550,62m3 cịn thể tích đất nhiễm nhẹ cần xử lý là 2.250m3.
Bảng 3.6. Tổng hợp khối lƣợng đất nhiễm cần xử lý theo nồng độ DDT Diện tích (m2) Thể tích đất (m3) Mức độ ô nhiễm Độ sâu (m)
220,248 550,62 Mức cao 0-2,5 1.500 2.250 Mức thấp 0-1,5
3.3. Kết quả nghiên cứu khả năng phân hủy DDT bằng hệ ơxi hóa Fe-TAML/H2O2 trong phịng thí nghiệm TAML/H2O2 trong phịng thí nghiệm
3.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ H2O2 đến sự phân hủy của DDT
Tiến hành khảo sát ảnh hưởng của H2O2 đến hiệu quả phân hủy DDT với các điều kiện ban đầu như sau: Nồng độ Fe-TAML = 0,5mM; pH = 6; nồng độ H2O2 thay đổi lần lượt tại các điểm khảo sát là 2,5mM; 10mM; 30mM và 50mM tương ứng với tỉ lệ nồng độ H2O2/Fe-TAML là 5; 20; 60; 100. Kết quả nghiên cứu được thể hiện như trong các bảng sau:
Bảng 3.7. Ảnh hƣởng của nồng độ H2O2 đến hiệu quả phân hủy DDT trong hệ phản ứng Fe-TAML/H2O2 Thời gian phản ứng (ph)
Hiệu quả phân hủy DDT (%) ở các điều kiện tỉ lệ nồng độ H2O2/Fe- TAML khác nhau H2O2/Fe- TAML=5 H2O2/ Fe- TAML =20 H2O2/ Fe- TAML =60 H2O2/ Fe- TAML =100 C(mM) H(%) C(mM) H(%) C(mM) H(%) C(mM) H(%) 0 0,0576 0,00 0,0576 0,00 0,0576 0,00 0,0576 0,00 30 0,0461 19,97 0,0433 24,83 0,0429 25,52 0,0431 25,17 60 0,0398 30,90 0,0351 39,06 0,0349 39,41 0.,0352 38,89 90 0,0344 40,28 0,0314 45,49 0,0311 46,01 0,0317 44,97 120 0,0315 45,31 0,0289 49,83 0,029 49,65 0,031 46,18
Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn hiệu suất phân hủy DDT ở các điều kiện tỷ lệ nồng độ H2O2/Fe-TAML khác nhau
Qua kết quả nghiên cứu nhận thấy tác nhân Fe-TAML-H2O2 phân hủy đồng thời được các thành phần DDT trong dung dịch sau rửa giải, tuy nhiên hiệu suất chuyển hóa là chưa cao. Trong các điều kiện khảo sát, khi tăng tỷ lệ H2O2/Fe-TAML từ 5 - 60 lần thì hiệu suất phân hủy DDT có tăng lên nhưng không nhiều, khi tỷ lệ H2O2/Fe- TAML tăng lên 100 lần thì hiệu suất phản ứng có xu hướng giảm ,đặc biệt là sau thời gian phản ứng khoảng 120 phút. Như vậy tỉ lệ nồng độ H2O2/Fe-TAML=20 ( tức là khi nồng độ H2O2 đạt 10mM) trong dung dịch thì hiệu quả phân hủy DDT là cao nhất 3.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Fe-TAML đến sự phân hủy của DDT
Như kết quả khảo sát ở trên nhận thấy với tỉ lệ nồng độ H2O2/Fe-TAML = 20, pH=6 thì hiệu quả phân hủy DDT đạt cao nhất. Tiếp tục khảo sát ảnh hưởng của nồng độ tác nhân Fe-TAML (thay đổi cả nồng độ H2O2 và Fe-TAML nhưng vẫn bảo đảm tỉ lệ H2O2/Fe-TAML=20) đến hiệu quả phân hủy DDT thông qua việc xem xét hiệu suất phân hủy DDT trong dung dịch. Kết quả khảo sát được thể hiện ở bảng sau:
Thời gian phản ứng
(ph)
Ảnh hưởng của hàm lượng Fe-TAML đến hiệu quả phân hủy DDT
H2O2=5mM; Fe- TAML=0,25mM H2O2=10mM; Fe- TAML=0,5mM H2O2=20mM; Fe- TAML=1mM H2O2=100mM; Fe- TAML=5mM C(mM) H(%) C(mM) H(%) C(mM) H(%) C(mM) H(%) 0 0,0576 0,00 0,0576 0,00 0,0576 0,00 0,0576 0,00 30 0,0494 14,24 0,0433 24,83 0,0426 26,04 0,0453 21,35 60 0,0415 27,95 0,0351 39,06 0,0343 40,45 0,0364 36,81 90 0,0372 35,42 0,0314 45,49 0,0307 46,70 0,0323 43,92 120 0,0338 41,32 0,0289 49,83 0,0284 50,69 0,0306 46,88 \
Hình 3.3. Ảnh hưởng của nồng độ Fe-TAML đến hiệu suất phân hủy DDT
Khi tăng nồng độ Fe-TAML bằng cách thay đổi nồng độ H2O2 và Fe-TAML thì hiệu suất phân hủy DDT đều tăng, tuy nhiên khi nồng độ H2O2 và Fe-TAML tăng lên 4 lần (nồng độ H2O2 = 20mM và Fe-TAML = 1mM) so với ban đầu thì hiệu suất phân hủy khơng thay đổi. Khi tăng lên 20 lần thì hiệu suất phân hủy cũng không tăng nhiều so với tăng 4 lần, không những thế tại thời gian cuối còn thấy sự giảm khả năng phân hủy. Như vậy khi nồng độ thành phần Fe-TAML=1mM; pH=6 bảo đảm tốt cho quá trình phân hủy DDT trong dung dịch
3.3.4. Ảnh hưởng của pH
Tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến hiệu suất phân hủy DDT với nồng độ pH trong khoảng 6÷10 với điều kiện nồng độ chất ô nhiễm, nồng độ tác nhân (H2O2; Fe-TAML) như lựa chọn ở trên.
Bảng 3.9. Ảnh hƣởng của độ pH đến hiệu suất phân hủy DDT bằng hệ Fe-TAML/H2O2 Thời gian phản ứng (ph)
Ảnh hưởng của pH đến hiệu quả phân hủy
pH=5 pH=6 pH=7 C(mM) H(%) C(mM) H(%) C(mM) H(%) 0 0,0576 0,00 0,0576 0,00 0,0576 0,00 30 0,0439 23,78 0,0433 24,83 0,051 23,46 60 0,037 35,76 0,0351 39,06 0,0454 31,18 90 0,0322 44,10 0,0314 45,49 0,0432 44,23 120 0,0296 48,61 0,0289 49,83 0,0411 48,65 Thời gian phản ứng (ph)
Ảnh hưởng của pH đến hiệu quả phân hủy
pH=8 pH=9 pH=10 C(mM) H(%) C(mM) H(%) C(mM) H(%) 0 0,0576 0,00 0,0576 0,00 0,0576 0,00 30 0,0429 28,78 0,0423 24,83 0,043 11,46 60 0,035 35,76 0,0331 34,06 0,0554 21,18 90 0,0322 42,10 0,0334 38,49 0,0412 25,00 120 0,0246 42,61 0,02659 39,43 0,0410 28,65
Hình 3.4. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất phân hủy DDT bằng hệ tác nhân Fe- TAML/H2O2
Qua kết quả nhận thấy, hiệu suất phân hủy DDT ở pH=6 là tốt nhất. Khi pH = 10 hiệu suất phân hủy có chiều hướng giảm xuống. Hiện tượng này xảy ra là do khi pH tăng cao sẽ xảy ra hiện tượng kết tủa ion Fe+3 làm giảm hiêụ quả xúc tác cho quá trình tạo gốc tự do *OH vì vậy hiệu quả phân huỷ DDT bị giảm mạnh
Như vậy hệ phản ứng Fe-TAML/H2O2 đạt hiệu quả cao nhất khi dung dịch có pH=6
Nhận xét: Từ kết quả nghiên cứu, ta có thể rút ra được điều kiện tối ưu để hệ xúc
tác ơxi hóa nâng cao Fe-TAML/ H2O2 phân hủy DDT bao gồm: + Nồng độ H2O2 10mM
+ Nồng độ Fe-TAML 1mM + pH ≈ 6
3.4. Đề xuất quy trình xử lý nguồn ô nhiễm DDT bằng phƣơng pháp cô lập sử dụng hệ phản ứng Fe-TAML/H2O2 tuần hoàn nhiều lần dụng hệ phản ứng Fe-TAML/H2O2 tuần hoàn nhiều lần
3.4.1. Nội dung quy trình xử lý đất nhiễm DDT Đất nhiễm nặng Đất nhiễm nặng
- Thể tích khu vực ơ nhiễm nặng: 550,62 m3
- Khối lượng đất cần xử lý: 550,62 m3 x 1,8 tấn/m3 = 991,116 tấn. - Khối lượng hóa chất dự kiến cần sử dụng như sau:
+ Fe-TAML: tỷ lệ 0,32g x 3lần/tấn x 991,116 tấn = 951,471g. +H2O2: tỷ lệ 5lít x 3lần/tấn x 991,116 tấn = 14.866,74lít.
Đất nhiễm nhẹ
- Thể tích khu vực ơ nhiễm nhẹ: 2.250 m3
- Khối lượng đất cần xử lý: 2.250 m3 x 1,8 tấn/m3 = 4.050 tấn - Khối lượng hóa chất dự kiến cần sử dụng như sau:
- Fe-TAML: tỷ lệ 0,32g/tấn x 2lần/tấn x4.050 tấn = 2.592g.
- H2O2: tỷ lệ 5lit/tấn x 2lần/tấn x 4.050 tấn = 40.500 lít
Bảng 3.10. Tổng hợp khối lƣợng đất và hóa chất xử lý Diện tích khu
vực ơ nhiễm Thể tích đất Khối lƣợng đất Fe-TAML H2O2
220,248m2 550,62m3 991,116 tấn 951,471g 14.866,74lít. 1.500 m2 2.250 m3 4.050 tấn 2.592g 40.500 lít