I. PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CỦA TRO THAN BAY:
2.1.Vài nhận xét về Đỉoxỉn ở Việt Nam:
12. Phàn tích phổ hồng ngoại:
2.1.Vài nhận xét về Đỉoxỉn ở Việt Nam:
Qua các kết quả phân tích của các nhà khoa học thế giới và V iệt Nam chúng có thể cho ta biết vài nhận xét sơ bộ về sự ô nhiễm Đ ioxin ở V iệt Nam:• • • •
- Hàm luợng Đ ioxin trên cơ thé con người V iột Nam luôn cao gấp 2 — 3 lần các nước công nghiệp phát triển. Chẳng hạn, trong sữa mẹ trên thế giới chỉ có khoảng 2 — 3 ppt, trong đó trong sữa mẹ ở V iệt Nam cao hơn gấp nhiều lần: Sông Bé 17 ppt; Tần Uyên 11 ppt [2].
- Hàm lượng Đ iaxin ưong thực phẩm ( th ịt gà, bò, lợn, mỡ bò, mỡ lợn, trứng gà, trúng v ịt, cá nước ngọt và cá biển ) ờ V iệt Nam đều có hàm lượng Điơxin cao hơn hoặc tương đương các nước công nghiệp phát triển ( Liên Xô, Thuỵ Điển, Canada) [2]. Cá biệt mẫu rùa bất được ở Tân Thanh, Tân Uyên Sông Bé có hàm lượng Đ ioxin cao, bảng 13, có thể đây là động vật hoang dã sống ồ vùng rải chất độc màu da cam ( vừng chiến khu D trước đầy ) và là loại vật sống tương đối lâu nên hàm lượng Đ ioxin trên cơ thể cao.
- Đặc biệt tại sân bay Biên Hòa, ưong cuộc chiến tranh chống Mỳ, quân đội Mỹ nguỵ đã đạt trong sân bay những kho hóa chất lớn có nhiệm vụ trung chuyển các hóa chất độc, sau kh i chuyển từ Hoa kỳ sang V iệt nam bằng tàu biển, được đưa vào kho hóa chất rồ i từ đó bơm lèn máy bay để đem đ i rải ở các vùng khác nhau
ở miền Nam V iệt nam. Các mẵu đất ở khu vực này đã được đem đ i phân tích tại trường DF Ehime Nhật bản [2 ], kết quả hàm lượng Đ ioxin ở một số mẫu lên tới hàng trăm ngàn ppt, trong khi theo qui định trên thế giới nếu hàm lương Đ ioxin trong đất vượt quá 1000 ppt thì phải coi như là khu vực nhiễm độc năng, phải d i chuyển dân sinh sống trong khu vực, tiy độc và khoanh vùng khổng cho người, xúc vật sinh sống bên trên.
- Điều đáng chú ý rằng có sự thay đổi nồng độ Đ ioxin ở Alưứi, tỉnh Bình Trị Thiên: ở vùng núi không thấy có Đ ioxin nhung ờ đồng ruộng nồng độ Đ ioxin lại . rất cao, điều này chứng minh có sự di chuyển Đ ioxin trong tự nhiên do các
- Ngoài ra, rải rác các vừng khác nhau ở Việt Nam vản còn mọt lượng đáng kể Đioxin trong đất, thực phẩm và con người. Do đó chúng ta cẩn phải có phương pháp ngăn chặn sự lan- tỏa cũng như loại bỏ sự có măt của Đioxin trong môi trường.
2.2. Sử dụng tro bay đã sử lý kiềm trong việc chong lan tỏa Đ ỉoxỉn :
Như đã nêu ở phần tổng quan, Đ ioxin tồn lưu trong đất với thời gian bán huỷ là 11 — 12 năm, do vậy, sự chu chuyển Đ ioxin trong đất nhờ các nguồn nước đua tới các vùng hổ, ao, đầm, ruộng ... làm ô nhiễm các nguổn nước sinh hoạt [4] [37]. đổng thời, nước thải từ các nhà máy sản xuất và sử dụng hoá chất chứa Qo trong vòng thơm thải ra dẫn đến ô nhiễm D ioxin ờ các nguồn nước. Từ các kết quà phần thực nghiệm đánh giá khả năng lưu giữ Đ ioxin của tro bay, chúng tô i đã tiến hành khảo sát khả nâng sử dụng chúng trong việc ngăn chăn và loại bỏ Đ ioxin ra khỏi nước.
Các kết quả thực nghiệm trong bảng 7, trang 32 đã chúng minh dược rằng tro than bay sau khi sử lỷ kiềm 12 giờ có khả năng lưu giữ rất tốt Đ ioxin từ trong môi trường nước, cụ thể là 1 gam tro than bay có thể lưu giữ một lượng tới 0,8.10‘3 gam Đ ioxin. Đây là kết quả tương đốí lớn và có thể dùng để ứng đụng nó ưong việc chống lan toâ Đ ioxin ra môi trường xung quanh.
Chứng tôi đã khảo sát khả năng ngăn chăn sự lan toả của Đ ioxin chứa trong đất dưới tác động của nước. Kết quả cho thấy ưo than bay có ktiả năng lưu giữ toàn bộ lượng Đ ioxin thoát ra từ khối đất ( 1,05% của lCT’ gam ), bảng 9, trang 37. Điều này gợi ra một hướng mà nhiểu người đang rất quan tâm là khắc phục, chống lan tỏa Đ ioxin ra khỏi những khu vực ô nhiễm nâng tại sân bay Biên hòa.
ra . QUANG PHÂN HUỶ Đ IO X IN TRONG s ự CÓ M Ặ T CỦA TRO THAN BAY:
Cơ sở khoa học của sự quang phân hưỷ Đioxin là dựa vào đăc điểm các PCDDs có khả năng hấp phụ ánh sáng cực đại ỏ vùng trên dưới 300 nm do có sự dịch chuyển 71 - 71*. Giống như các hợp chất halogenua thơm khác, sự tương tác của cảp electron không phân chia của Q ~ với hệ thống electron của nhân thơm đưa đến
một trạng thái bị kích thích có đặc tính phản liên kết nào đó cùa c - Q , nên sự phân cát liên kết này sảy ra khi được cung cấp một năng lượng cần thiết tương ứng. Năng lượng của tia tử ngoại có bước sóng trên dưới 300 nm đủ để gây ra sự cất đứt của liên kết này, điều này giải thích được tại sao Đ iaxin tương đối bển vũng haá học nhung kém bền quang.
+ H — > C12HL,0 2a 3 + H O /iV ___ _ „ C12H4O2CI3 + H — — ► C12H4 0 2a 2 + HC1 D
Tuy nhiên quang phân huỷ trong sự có măt của măt của tro than bay có khác đôi chút Theo cách giải thích của một số nhà khoa học [3], ta có thể coi tro than bay như một hỗn hợp có chứa chất bán đẫn loại n ( chất bán dẫn electron ), khi chậu sự tác đông của ánh sáng có độ dài sóng ngắn hơn giải cám sẽ kích thích sự nhảy electron từ vùng electron lên vùng đẫn, đua đ ối sự hình thành những cặp đôi hố elecưon và nhờ đó các phàn ứng chuyển elecữon được sảy ra trên bề mặt tiếp xúc giữa chất bán dẫn và chất lỏng. Những phẩn tử khử híp phụ trên bề mặt có thể thâu lấy các electron sinh ra do chiêu sáng, ưong khi đó các chất hấp phụ trên bề mặt ở chỗ khác có thể b ị ơxi hoá bời những hố electron. Để có hiệu quả, nhũng quá trình này sảy ra rất nhanh đủ để cạnh tranh sự tái tổ hợp của các cặp đôi hố electron trên bể mặt. n — — ► e'cb + h+*, H 20 + h \ --- ► OH + H+ H + + e '* ---> H H * Oa + ế * --- ► ‘Oa — -— ► HO‘2 2 HO, —► o , + H20 2 ÒH + OH"+ o ,
Các gốc tự do OH hình thành thúc đẩy phản ứng dầy chuyền. Đ ối với nhiều hợp chất thế clo của dãy thơm có thể bị phân huỷ đến sản phẩm cuối cùng là H20 vàH C l.
Sự phân huỷ quang Đ ioxin ngoài tác dụng của ánh sáng, các chất cho proton cũng đóng góp một phần quan trọng ( điều này đã chỉ ra ờ phần thục nghiệm ), các mẫu Đioxin khi có mặt các chất cho proton mà ờ đây chính là các dung môi đều cho độ phân hủy cao gấp nhiều lần các mẫu không có dung môi.
Chúng tôi đã tiến hành thực nghiệm quang phân huỷ Đ ioxin trong sự có mặt của tro bay đã qua sử lỷ kiềm đối với các tác nhân quang cả đèn tử ngoại và ánh sáng mật trời, kết quả được tổng kết ở bảng sau:
Tác nhân quang phân huỷ
Dung môi Lượng Đ ioxin phân huỷ (gam)
Thời gian chiếu (giờ) Phần trảm phân hủy (%) Đèn tử ngoại Nước 10'7 8 8 Đèn tử ngoại Cồn 10'7 8 44 Đèn tử ngoại Cồn 10'7 24 57 Đèn tử ngoại Toluen 10'7 8 42
Đèn tử ngoại Dầu olive 10*7 8 43 Ánh sáng raăt trời Cồn 10’7 3 29
Ánh sáng mặt trời Cồn lơ7 ố 36
Ánh sáng mặt trời Dầu olive 10‘7 6 42
Bane 14: Quang phân huỷ D ioxin trên tro bay đã đun kiềm
Từ các kết quả nêu trên cho ta thấy lằng trên xúc tác ưo than bay Đ ioxin b ị phân huỷ dưới tác động quang hoá khi có mặt các chất cho proton là các dung môi khác nhau, ta thấy rằng nước cho độ phân huỷ rất kém, điều này có thể giải thích do độ tan của Đ ioxin trong nước rất kém. Độ phân huỷ Đ ioxin tảng khi có raảt
các dung môi có độ tan của Đ ioxin trong chúng cao, tuy nhiên, độ phân hu ỷ giữa các dung m ôi này không khác nhau rõ rệt.
Nói chung sự phân huỷ Đ ioxin dưới tác nhân quang còn chưa triệt để ( hàm lượng Etioxin còn lạ i vẫn ở trên mức m ôi trường yêu cầu mặc dù ta đã tăng thời gian phân huỷ ), điều này có thể giải thích là do một phẩn Đ ioxin bị che kbuất bởi ưo bay, không chịu tác động trực tiếp của tia tử ngoại và một phần nữa có thể là do xúc tác bán dẫn ưo than bay không phải là một loại chất bán dẩn tinh ktãết mà nó là hỗn hợp các chất bao gồm cà chất loại bán dẫn như quartz và những chất không phải là chất bán dẫn như các loại zeolit, do đó tác dụng xúc tác bán đẫn của chúng không cao.
IV . NHIỆT PHÂN HUỶ ĐIOXIN TRONG sự CÓ MẬT CỦA TRO THAN BAY: Trong những năm gần đây, đã có rất nhiều đề tài nghiên cứu sự Ị*â n huỷ Đ ioxin dưới tác động của nhiêt vĩ đây là nguồn nảng lượng phổ biếũ nhất trong quá trình phân huỷ và ít ảnh hưởng tới m ôi trường. Đáng quan tâm nhất là gần đây A D I, một tổ chức về m ôi trường của Canada đã đưa ra thị trường một hộ thống thiết b ị phân huỷ các hợp chất cơ clo dựa trên kỹ thuật phân huỷ nhiệt gián tiếp được tàng cường ( EITD ) và kỹ thuật đề halogen hoá xúc tác bazơ ( ADOX/BCD) [47]. Tuy nhiên các thiết bị này đồi hỏi phải có nguồn kinh phí rất lớn và phải mua xúc tác độc quyền của hãng, để khấc phục những điểm này chứng tô i đã mạnh dạn đưa ra nghiên cứu ảnh hưởng của tro than bay đến quá trình phân huỷ nhiệt Đ ioxin.
Từ nhũng thực nghiệm như đã trình bày ở phần thực nghiệm, kết quà cho ở (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
bảng 15 chúng ta có thể thấy rằng Đ ioxin nằm ưong đất b ị phân huỷ rõ rệt ờ nhiệt
đô từ 350 — 400°c khi có mạt của tro bay, ờ350 °c trong 4 giờ khi không có mạt tro bay và dung môi toluen 10^ Đ ioxin trong 0,2 gam mẫu chỉ b ị phân huỷ có 3% nhung khi có măt ưo bay và toluen chúng bị phân huỷ tới 99,2% ( còn khoảng 80 ppb ) tuy vây chúng chỉ b ị phân hủy tới mức môi trường cho phép tức là nhỏ hơn 1 ppb ( hay lng/g ). K hi phân hủy nhiêt trong sự có măt của tro than bay ở nhiệt độ
r?
Mẫu phân tích chứa Đ ioxin
Lượng Đ ioxin ban dầu (gam)
dung m ôi toluen thời gian ( g iờ ) nlũÊt đô < °C ) % phân huỷ Luọng còn la i n-hexan 10.1CT7 0 4 350 3,00 1 ppt Tro bay 10.10'7 \ịủ 4 300 92,02 80ppb Tro bay 10.10*7 lf jl 2 350 98,08 2 0ppb Tro bay 10.10-7 lM l 4 350 99,20 8 ppb Tro bay 10.10'7 lịủ 4 400 >99,99 <lppb Tro bay 10.10-’ 0 4 400 99,92 8 ppb Tro bay/ đất 10.10’7 lfx l 4 400 99,91 9 ppb Tro bay/ đất 1 0.10-7 0 4 400 99,84 l^>pb Đất ÌO-IO^ 0 4 400 94,60 54ppb
Bảne ỉ 5 : Nhiệt phân huỷ Đ ioxin trSn ưo than bay
Quá trình phân hủy nhiệt này có thể giải thích là do trong thành phần của tro bay tồn tại nhũng tâm axít dạng Liuyt như các tâm Nhôm mang điện tích dương, chính những tâm này sẽ tạo lực tương tác Snh điên với những nhóm — a mang điện tích âm và làm y é i đi liên kết liên kết giữa nguyên tử clo này với nhân thơm. Do vậy trong m ôi tnrờng có chất cho proton, Đ ioxin dễ dàng b ị đề clo hidro hóa ờ nhiệt độ không cao lắm ( khoảng trên dưới 400°c)