Lựa chọn phương pháp xử lý DDT trong dung dịch chất hoạt động bề mặt
Sau khi tách chiết DDT ra khỏi môi trường đất, cần nghiên cứu xử lý chúng trong dung dịch chất hoạt động bề mặt tween polysorbate 80. Hai giải pháp được đề xuất thử nghiệm ở đây là sử dụng than hoạt tính để hấp phụ và sử dụng phản ứng oxy hóa nâng cao bằng hệ Fenton để xử lý.
Xử lý DDT trong dung dịch chất hoạt động bề mặt bằng than hoạt tính
Tiến hành thử nghiệm khả năng hấp phụ của than hoạt tính KOREA đối với DDT trong môi trường dung dịch chất hoạt động bề mặt, kết quả cho thấy hiệu suất xử lý đạt 97-99% khi sử dụng 20-30mg than/ 50ml dung dịch, tương đương 0,4 - 0,6g/l. Kết quả cụ thể được dẫn ra tại:
Hiệu suất xử lý DDT trong dung dịch chất hoạt động bề mặt bằng than hoạt tính.
Dung lượng hấp phụ có xu hướng giảm theo lượng than sử dụng, có nghĩa là với cùng một loại than, dung lượng hấp phụ giảm dần khi tăng khối lượng than (giữ nguyên thể tích dung dịch).
Từ kết quả ở bảng 3.4 cho phép lựa chọn khối lượng than hoạt tính sử dụng từ 0,4 – 0,6 g/l dung dịch.
Xử lý DDT trong dung dịch chất hoạt động bề mặt tween polysorbate 80 bằng oxy hóa nâng cao (Fenton)
Lựa chọn tỉ lệ mol Fe2+/ H2O2 lần lượt là 1:5, 1:10 và 1:15 để làm thí nghiệm. Đồng thời dung dịch trước khi tiến hành oxy hóa được điều chỉnh pH từ 3-3,5 bằng H2SO4 10% để tạo điều kiện cho quá trình oxy hóa nâng cao diễn ra.
Thực hiện phản ứng oxi hóa bằng quá trình Fenton trong vòng 2 giờ, tiến hành trung hòa các mẫu bằng dung dịch NaOH để quá trình oxi hóa nâng cao dừng lại. Tiến hành lọc mẫu và đem đi phân tích, xác định hiệu xuất xử lý.
Bảng 3.5. Hiệu suất xử lý DDT trong dung dịch chất hoạt động bề mặt bằng fenton.
Căn cứ vào kết quả thí nghiệm dẫn ra trên bảng 3.5 ta thấy hiệu suất xử lý DDT trong dung dịch Tween polysorbate 80 (0,02M) đạt hiệu quả cao nhất ở tỉ lệ mol Fe2+/ H2O2 là 1:5. Tuy nhiên bản chất của quá trình oxi hóa nâng cao là tạo ra các phản ứng hóa học nhằm bẻ gãy mạch của các hợp chất hữu cơ một cách không chọn lọc. Do vậy sản phẩm sau phản ứng có thể tạo ra các chất ô nhiễm thứ cấp. Mặt khác, bản thân Tween polysorbate 80 cũng là một chất hữu cơ cao phân tử với mạch các bon rất dài do vậy Tween polysorbate 80 cũng sẽ bị tác nhân oxi hóa bẻ gẫy mạch.
Đánh giá khả năng tái sử dụng dung dịch chất hoạt động bề mặt sau khi xử lý
Trong thí nghiệm này dùng dung dịch chất hoạt động bề mặt thu được sau khi đã xử lý bằng than hoạt tính và oxy hóa nâng cao (quá trình Fenton) để chiết tách đất nông nghiệp nhiễm DDT. Thời gian tách chiết trong 1 giờ. Kết quả được thể hiện ở Bảng 3.6:
Bảng 3.6. Hiệu quả tái sử dụng dung dịch chất hoạt động bề mặt sau xử lý.
Từ kết quả ở Bảng 3.6 cho thấy hiệu suất tách chiết DDT bằng dung dịch tái sử dụng sau khi xử lý bằng than hoạt tính có thể đạt 76%, trong khi đó nếu sử dụng phương pháp oxi hóa nâng cao (Fenton) thì hiệu suất chiết tách ở giá trị thấp hơn nhiều, 11%.
So sánh hiệu quả sử dụng than hoạt tính và Fenton để xử lý DDT trong dung dịch chất hoạt động bề mặt
Bảng 3.7. So sánh hiệu quả xử lý DDT trong dung dịch chất hoạt động bề mặt bằng than hoạt tính và oxi hóa nâng cao (Fenton).
Trên cơ sở so sánh tại Bảng 3.7 lựa chọn than hoạt tính để xử lý dung dịch thu được sau rửa giải đất nhiễm hóa chất BVTV là hiệu quả nhất.
Các chất hoạt động bề mặt có khả năng rửa giải chất BVTV cơ clo ra khỏi môi trường đất. Trong các nhóm chất hoạt động bề mặt (cation, anion và không ion) thì nhóm không ion có khả năng hòa tan và rửa giải tốt nhất, điển hình là Tween 80.
Dung dịch chất hoạt bề mặt Tween polysorbate 80 ở hàm lượng 0,02M có thể tách chiết 82-90% DDT trong môi trường đất với tỉ lệ sử dụng 2ml dung dịch: 1 gam đất nhiễm bẩn. Đất thu được sau rửa giải có hàm lượng DDT nhỏ hơn 50mg/kg, đạt QCVN 54: 2013/ BTNMT (nhóm 4).
Đã thử nghiệm khả năng sử dụng than hoạt tính và phản ứng oxy hóa nâng cao (Fenton) để xử lý DDT trong dung dịch chất hoạt động bề mặt, kết quả cho thấy sử dụng than hoạt tính cho hiệu quả cao hơn và an toàn hơn nhiều lần so với sử dụng Fenton. Dung lượng hấp phụ của than hoạt tính korea đối với DDT trong dung dịch chất hoạt động bề mặt là 167– 268 mg/kg.
Dung dịch thu được sau khi xử lý bằng hấp phụ trên than hoạt tính có thể tái sử dụng để tách chiết DDT trong đất bị ô nhiễm do nồng độ chất hoạt động bề mặt vẫn đảm bảo.
Lời cảm ơn: Công trình này được hoàn thành với sự hỗ trợ kinh phí từ đề tài nghiên cứu định hướng cho cán bộ trẻ năm 2014: “Nghiên cứu khả năng rửa giải và xử lý một số hợp chất hữu cơ bền (POPs) trong đất bằng dung dịch chất hoạt động bề mặt tween polysorbate 80 ”.