Đánh giá khả năng hòa tan của DDT trong các dung dịch chất hoạt động bề mặt có hàm lượng khác nhau trong đó tween polysorbate 80 được chọn.
Tiến hành khảo sát sự hòa tan của DDT trong các dung dịch chất hoạt động bề mặt với các nồng độ khác nhau ở nhiệt độ 25oC (Bảng 3.1).
Bảng 3.1. Độ hòa tan của DDT trong các dung dịch chất hoạt động bề mặt ở nhiệt độ 25oC.
Từ số liệu thực nghiệm về sự hòa tan của DDT trong các dung dịch chất hoạt động bề mặt ở các nồng độ khác nhau đã xây dựng được đồ thị và phương trình mô tả mối quan hệ giữa nồng độ dung dịch chất hoạt động bề mặt và chất tan DDT (hình 3.1).
Hệ CTAB-DDT: y1 = 44,193x1 + 0,3263
Hệ SDS-DDT: y2 = 62,334x2 + 0,3462
Hệ tween polysorbate 80 – DDT: y3 = 73,537x3 + 0,4031
Ghi chú:
y1: Nồng độ DDT bão hòa trong dung dịch CTAB;
x1: Nồng độ CTAB;
y2: Nồng độ DDT bão hòa trong dung dịch SDS;
x2: Nồng độ SDS;
y3: Nồng độ DDT bão hòa trong dung dịch Tween polysorbate 80 ;
x3: Nồng độ Tween polysorbate 80 .
Kết quả thực nghiệm cho thấy, khi có mặt các chất hoạt động bề mặt trong dung dịch đã làm ang khả năng hòa tan DDT trong dung dịch, hàm lượng các chất hoạt động bề mặt càng cao thì khả năng hòa tan DDT càng lớn. Hàm lượng chất hoạt động bề mặt ang đồng nghĩa với khả năng hòa tan DDT ang.
Trong số 03 chất hoạt động bề mặt ở trên, dung dịch Tween polysorbate 80 có khả năng hòa tan tốt nhất, điều này cho thấy các chất hoạt động bề mặt không ion sẽ hòa tan tốt các chất hữu cơ ít phân cực như DDT.
Hình 3.1. Sự phụ thuộc nồng độ DDT bão hòa vào hàm lượng dung dịch chất hoạt động bề mặt
Lựa chọn loại dung dịch chất hoạt động bề mặt có khả năng rửa giải tốt nhất
Để lựa chọn loại dung dịch chất hoạt động bề mặt có khả năng rửa giải (tách chiết) DDT trong đất cao nhất, sử dụng các dung dịch chất hoạt động bề mặt có hàm lượng 0,01M với tỉ lệ dung dịch chất hoạt động bề mặt / đất nhiễm DDT là 2ml:1gam hay 30ml/15 gam đất. Thời gian tách chiết trong 1 giờ, đất còn lại sau khi chiết được đem đi phân tích xác định hàm lượng DDT. Các thí nghiệm được thực hiện song song trên mẫu đất giả lập và mẫu đất nông nghiệp.
Tween polysorbate 80 có tính chất rửa giải DDT trong đất
Trong thí nghiệm đã sử dụng dung dịch các chất hoạt động bề mặt thuộc nhóm cation (CTAB), nhóm anion (SDS) và không ion (Tween 80) để rửa giải DDT trong đất giả lập và đất nông nghiệp. Kết quả được thể hiện tại Bảng 3.2, 3.3 và Hình 3.2 dưới đây:
Bảng 3.2. Chất hoạt động bề mặt tween polysorbate 80 tính chất rửa giải DDT trong đất
.
Ghi chú:
GL-0: Mẫu đất giả lập nhiễm DDT trước rửa giải
GL-SDS: Mẫu đất giả lập nhiễm DDT sau rửa giải bằng dd SDS 0,01M GL-CTAB: Mẫu đất giả lập nhiễm DDT sau rửa giải bằng dd CTAB 0,01M
GL-Tween 80: Mẫu đất giả lập nhiễm DDT sau rửa giải bằng dd Tween polysorbate 80 0,01M
Bảng 3.3. Chất hoạt động bề mặt tween polysorbate 80 tính chất rửa giải DDT trong đất nông nghiệp
Ghi chú:
Đ-0: Mẫu đất nông nghiệp nhiễm DDT trước rửa giải
Đ-SDS: Mẫu đất nông nghiệp nhiễm DDT sau rửa giải bằng dd SDS 0,01M
Đ-CTAB: Mẫu đất nông nghiệp nhiễm DDT sau rửa giải bằng dd CTAB 0,01M Đ-Tween 80: Mẫu đất nông nghiệp nhiễm DDT sau rửa giải bằng dd Tween polysorbate 80 0,01M
QCVN 54:2013/ BTNMT (nhóm 4): Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về ngưỡng xử lý hóa chất BVTV hữu cơ khó phân hủy tồn lưu theo mục đích sử dụng đất.
Hình 3.2. So sánh hiệu suất rửa giải DDT trong đất bằng các chất hoạt động bề mặt .
Trong môi trường đất giả lập (thành phần gồm cát thạch anh và bentonit tỉ lệ khối lượng 49:1), dung dịch các chất hoạt động bề mặt có khả năng tách chiết DDT tốt hơn đối với trong môi trường đất nông nghiệp, hiệu suất đạt 67-89% so với 10-78%. Điều này có thể được lý giải do các hệ keo trong đất nông nghiệp đã tác động và làm cản trở quá trình hòa tan cũng như lôi kéo DDT từ pha rắn (đất) vào trong pha lỏng (dung dịch chất hoạt động bề mặt ). Như vậy trong điều kiện thực tế, các thành phần trong môi trường đất đã ảnh hưởng đến quá trình hòa tan và rửa giải DDT trong đất bằng các dung dịch chất hoạt động bề mặt .
Trong các dung dịch chất hoạt động bề mặt , dung dịch Tween polysorbate 80 (0,01M) có hiệu suất rửa giải cao nhất, đạt 78-89%, CTAB có hiệu suất rửa giải thấp nhất, 10-67%. Như vậy, chất hoạt động bề mặt không ion (Tween 80) cho hiệu suất rửa giải DDT cao hơn so với 2 nhóm chất còn lại. Chất hoạt động bề mặt cation (CTAB) có hiệu suất rửa giải thấp nhất.
Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch chất hoạt động bề mặt đến hiệu suất chiết DDT ra khỏi môi trường đất
Hình 3.3. Hiệu suất tách chiết DDT trong đất bằng dung dịch chất hoạt động bề mặt có nồng độ khác nhau.
Thí nghiệm được tiến hành với mẫu đất nhiễm DDT có hàm lượng 200mg/1kg đất. Ngâm chiết đất nhiễm bẩn trong thời gian 60 phút với dung dịch chất hoạt động bề mặt Tween polysorbate 80 ở các nồng độ 0,005; 0,01; 0,02; 0,05; 0,1 M theo tỉ lệ 30ml dung dịch: 15 g đất. Dịch chiết được lọc trên giấy lọc sau đó xác định nồng độ DDT trong dung dịch để tính toán hiệu suất tách chiết. Kết quả được thể hiện như trong hình 3.3.
Căn cứ vào đồ thị 3.3 cho ta thấy hiệu suất tách chiết tối ưu khi sử dụng dung dịch chất hoạt động bề mặt ở nồng độ 0,02M. Khi nồng độ dung dịch chất hoạt động bề mặt Tween polysorbate 80 tăng (>0,02M) thì khả năng tách chiết DDT cũng tăng nhưng không đáng kể. Vì vậy lựa chọn dung dịch chất hoạt động bề mặt Tween polysorbate 80 ở nồng độ 0,02M đạt hiệu quả cao nhất.