So sánh các phương pháp oxy hóa nâng cao phân hủy thuốc trừ sâu họ cúc- Cypermethrin

HV: Quách Thanh TrừCBHD: PGS.TS Ngô Mạnh Thắng TS Hoàng Đông NamLUẬN VĂN THẠC SĨTRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA TPHCMKhoa Kỹ Thuật Hóa HọcTp HCM 9-2012ĐẶT VẤN ĐỀVấn đề sử dụng thuốc trừ sâu và ô nhiễm môi trườngPhân hủy thuốc trừ sâu trong nướcMỤC TIÊU LUẬN VĂNKiểm chứng qui trình phân tích Cypermethrin bằng thiết bị HPLC Agilent 1200 series tại phòng thí nghiệmThực nghiệm phân hủy Cypermethrin bằng các tác nhân oxi hóa khác nhauSo sánh hiệu quả phân hủy Cypermethrin bằng ozone và các tác nhân khácĐánh giá sản phẩm phân hủy Cypermethrin bằng các tác nhân này.NỘI DUNG TRÌNH BÀYKiến nghịKết luậnKết quả- Bàn luậnThực nghiệmTổng quanNỘI DUNG TRÌNH BÀYTổng quanTỔNG QUANKhả năng thủy phân: pH 3: cis: DT50= 1302 ngày trans: DT50= 923 ngày pH 7: cis: DT50= 221 ngày trans: DT50= 136 ngày pH 8: cis: DT50= 21,2 ngày trans: DT50= 5,1 ngày pH 11: cis: DT50= 38 phút trans: DT50= 23 phútTHUỐC TRỪ SÂU HỌ CÚC- CYPERMETHRINPhương pháp phân hủy:- Vi sinh vật- Quang phân bằng ánh sáng Mặt Trời- Các phương pháp oxy hóa nâng cao (ozone/UV, H2O2/UV, Perozone, Fenton)CypermethrinSắc ký khí GC(Detector: MS, ECD)Sắc ký lỏng HPLC(Detector: UV, DAD)Phương pháp phân tíchOH•AOPs(Glaze,1987)NỘI DUNG TRÌNH BÀYThực nghiệmHệ thống thí nghiệm1: Máy phát ozone2: Van điều khiển3, 4: Lưu lượng kế5: Bình phản ứng6: Nơi lấy mẫu7: Nơi tiêm H2O28: Đá phân phối khí9: Bình xả khí dư10: Đèn UVCột Germini C18 (250 x 4.6mm, 5µm)Tỉ lệ pha động (Methanol: acid acetic 0.01%) 80:20Tốc độ dòng: 1mL/phút. Thể tích mẫu tiêm: 80µlNhiệt độ cột: 400CPHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CYPERMETHRIN BẰNG HPLCHPLC Agilent 1200 SeriesThể tích dung dịch phân hủy: 2LTác nhân Ozone: khảo sát ảnh hưởng lưu lượng: 0.6, 0.8, 1 L/phútTác nhân Peroxone: khảo sát ảnh hưởng [H2O2]: 19.6; 49; 98; 490µMTác nhân UVTác nhân O3/UV THỰC NGHIỆM PHÂN HỦY CYPERMETHRIN NỘI DUNG TRÌNH BÀYKết quả- Bàn luậnKết quả khảo sát quy trình phân tích Cypermethrin bằng HPLCKẾT QUẢ PHÂN TÍCH CYPERMETHRINTổng diện tích của Cypermethrin tuyến tính với nồng độ với độ tuyến tính cao R2=0.999HIỆU SUẤT PHÂN HỦY CYPERMETHRINTác nhân OzoneTác nhân UVTác nhân PeroxoneTác nhân Ozone/UVĐỘNG HỌC QT PHÂN HỦY CYPERMETHRINTác nhân OzoneTác nhân PeroxoneTác nhân UVTác nhân Ozone/UVSự phân hủy Cypermethrin tuân theo động học bậc 1 trong 20 phút đầuHIỆU SUẤT PHÂN HỦY CYPERMETHRINTrong 5 phút đầu Cypermethrin bị phân hủy chính bởi UV + các gốc tự do (ozone) Hệ tồn tại 3 loại tác nhân phân hủy: H2O2, O3, UVCypermethrin bị phân hủy mạnh bởi UVSau đó: H2O2 sinh ra nhiều trở thành chất ức chếTrong phản ứng ozone, quá trình phân hủy chủ yếu là do phản ứng trực tiếp với ozone.H2O2 làm cho O3 phân hủy càng nhiều, lượng OH• càng nhiềuHIỆU SUẤT PHÂN HỦY CYPERMETHRINHiệu suất quá trình O397% trong 60 phút) và tuân theo động học phản ứng bậc 1. Một số sản phẩm sinh ra trong quá trình phân hủy có thể tiếp tục bị phân hủy hoàn toàn bằng chính tác nhân ấy. Đã xác định được 1 trong những sản phẩm phân hủy Cypermethrin là 3-phenoxy benzaldehydeVới cùng lượng thể tích và thời gian phân hủy, sự phân hủy bằng UV và O3/UV tốt hơn tác nhân O3 và Peroxone.KIẾN NGHỊNghiên cứu ảnh hưởng của pH, các ion Ca2+, Mg2+, carbonate và bicarbonate đến quá trình phân hủy Cypermethrin. Xác định nồng độ peroxide và ozone trong dung dịch theo thời gian phản ứng.Cần chọn loại đèn có công suất nhỏ hơn để nghiên cứu và giải thích rõ hơn ảnh hưởng của quá trình oxi hóa nâng cao. Cần kết hợp phân tích sản phẩm phân hủy bằng các thiết bị khác (LC-MS hay GC-MS, NMR,...) để xác định các chất này.Cần kết hợp với quá trình phân hủy khác để xử lý triệt để và thu được nguồn nước sạch.PHỔ UV CỦA SẢN PHẨM PHÂN HỦYbackI (RT=4.2 phút)II (RT=5.6 phút)III (RT=9.8 phút)IV (RT=13.8 và 14.9 phút)PHỔ UV CỦA SẢN PHẨM PHÂN HỦYV (RT=6.6 phút)backPHỔ UV CỦA SẢN PHẨM PHÂN HỦYbackTIA UVDãy bước sóng ánh sáng tử ngoạiỨng dụng trong xử lý chất thải lần đầu năm 1906. Ưu điểm: Ít tạo sản phẩm phụ Hiệu quả xử lý caoHO2- + H+  H2O2 (k=5 x 1010 M-1s-1) O3 + HO2-  HO2• + O3- • (k=2.2 x 106 M-1s-1)HIỆU SUẤT PHÂN HỦY CYPERMETHRINSỰ PHÂN HỦY CYPERMETHRINCypermethrin3-phenoxy benzaldehydeOZONEĐược Christian F.Schonbein phát hiện năm 1840Cấu trúc phân tử OzoneCơ chế phản ứng:PƯ trực tiếpPƯ gián tiếp (có sự tạo thành OH•) Ứng dụng: xử lý chất thải, chất có mùi, màu...