MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công nghiệp dẫn dến việc tiêu thụ dầu mỏ ngày càng gia tăng. Trong đó, sản xuất và chế biến dầu mỏ là một trong những ngành công nghiệp lớn nhất trên thế giới, với lƣợng tiêu thụ lên tới trên 80 triệu thùng dầu mỗi ngày. Những rò rỉ của quá trình vận chuyển và chế biến, sự cố do các vụ đắm tàu chở dầu đã gây nên sự ô nhiễm khủng khiếp với môi trƣờng. Những ô nhiễm đó đã tác động rất lớn tới hệ sinh thái đặc biệt là các hệ sinh thái biển.
Sự ô nhiễm này có thể gây ra các tác động lâu dài và dẫn đến sự diệt vong của một số loài sinh vật biển. Hiện nay, có rất nhiều phƣơng pháp xử lý các sự cố tràn dầu nhƣ: phƣơng pháp cơ học, phƣơng pháp hoá học, phƣơng pháp vật lý, phƣơng pháp sinh học, phƣơng pháp hoá lý… Gần đây, phƣơng pháp hoá lý sử dụng polyme hấp thu dầu đƣợc ứng dụng nhiều. Có nhiều loại polyme khác nhau sử dụng hấp thu dầu trên mặt nƣớc từ các polyme thiên nhiên nhƣ sợi bông, sợi gỗ, bột gỗ, vỏ cây… và các polyme tổng hợp, các polyme này có đặc điểm là ƣa dầu và kị nƣớc. Vật liệu hấp thu dầu là các polyme có ƣu điểm: hấp thu dầu cao, tỷ trọng nhỏ hơn so với nƣớc biển nên có thể nổi trên mặt nƣớc dễ thu gom sau khi hấp thu.
Xuất phát từ thực tế cấp thiết này, đề tài “nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp thu xử lý dầu trên cơ sở vật liệu tổ hợp nền polyolephin” mong muốn góp phần giải quyết các yêu cầu thực tế đặt ra và làm giảm ô nhiễm môi trƣờng, nhằm chế tạo ra vật liệu hấp thu dầu có nhiều ƣu việt hơn các vật liệu truyền thống. Với mục tiêu đó, những nhiệm vụ nghiên cứu luận văn phải thực hiện là: + Nghiên cứu ảnh hƣởng quá trình ngâm sợi polypropylene (PP) đến hiệu suất trùng hợp ghép, độ hấp thụ dung môi cloroform, benzen và toluen của sợi PP với các monome metyl metacrylat (MMA), etyl etacrylat (EA) 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com + Khảo sát các yếu tố nhƣ nhiệt độ, thời gian, nồng độ chất tạo lƣới azobisisobutyronitrile (AIBN), tỉ lệ thể tích monome/1g PP của phản ứng trùng hợp MMA với PP đến hiệu suất ghép và khả năng hấp thụ dung môi cloroform, benzen và toluen. + Khảo sát các yếu tố nhƣ nhiệt độ, thời gian, nồng độ chất tạo lƣới azobisisobutyronitrile (AIBN), tỉ lệ thể tích monome/1g PP của phản ứng trùng hợp EA với PP đến hiệu suất ghép và khả năng hấp phụ dung môi cloroform, benzen và toluen. 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.
Sự cố tràn dầu và các phƣơng pháp xử lí 1. Thành phần hóa học của dầu Dầu mỏ hay dầu thô là một chất lỏng sánh đặc màu nâu hoặc ngả lục. Dầu thô tồn tại trong các lớp đất đá tại một số nơi trong vỏ Trái đất. Dầu mỏ là một hỗn hợp hóa chất hữu cơ ở thể lỏng đậm đặc, phần lớn là những hợp chất hydrocarbon, thuộc nhóm alkan, thành phần rất đa dạng.
Hiện nay dầu mỏ chủ yếu dùng để sản xuất dầu hỏa, diezen và xăng nhiên liệu. Ngoài ra, dầu thô cũng là nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản xuất ra các sản phẩm của ngành hóa dầu nhƣ dung môi, phân bón hóa học, nhựa, thuốc trừ sâu, nhựa đƣờng. Khoảng 88% dầu thô dùng để sản xuất nhiên liệu, 12% còn lại dùng cho hóa dầu. Dầu mỏ xuất hiện ở nhiều nơi, tùy theo điều kiện hình thành nên thành phần của dầu mỏ khá đa dạng.
Tuy nhiên, thành phần chính của dầu mỏ vẫn là các hydrocarbon, tập trung chủ yếu ở các nhóm chất: - Các hợp chất parafin. Hàm lƣợng các n-parafin trong dầu mỏ thƣờng chiếm 25-30% thể tích. - Các hợp chất vòng no hay các hợp chất naphten. Naphten là các hợp chất vòng no, đây là một trong số các hydrocacbon quan trọng và phổ biến trong dầu mỏ.
Hàm lƣợng của chúng có thể thay dổi từ 30- 60% trọng lƣợng. - Các hydrocacbon thơm hay các aromatic. Số nguyên tử cacbon của các hydrocarbon trong dầu thƣờng từ C5 – C60 (từ C1 đến C4 nằm trong khí). Ảnh hƣởng của ô nhiễm dầu đến đời sống con ngƣời Tràn dầu là sự giải phóng hydrocarbon dầu mỏ lỏng vào môi trƣờng do các hoạt động của con ngƣời.
Tràn dầu thƣờng xảy ra trong các hoạt động tìm kiếm, thăm dò, khai thác, vận chuyển, chế biến, phân phối và lƣu trữ dầu khí và 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com các sản phẩm của chúng. Khi dầu thô và các sản phẩm dầu mỏ tràn ra ngoài môi trƣờng sẽ gây phá hủy nhiều hệ sinh thái khác nhau. Dầu thô bị tràn ra môi trƣờng biển sẽ lơ lửng trên mặt nƣớc bởi tỷ trọng của nó nhỏ hơn nƣớc biển. Tỷ trọng trung bình của dầu khoảng 0,83-0,95, trong khi đó tỷ trọng của nƣớc nguyên chất là 1,0 và của nƣớc biển là 1,025 [3].
Do dầu nổi trên mặt nƣớc và dễ bám dính vào da, lông động vật nên ngoài các loài động thực vật thủy sinh thì các loài chim săn mồi trên biển cũng bị ngấm dầu và bị chết. Sự cố tràn dầu năm 1967 ở Anh đã làm 10,000 con chim biển bị nhiễm dầu và có tới 90% trong số đó đã bị chết trƣớc khi bờ biển này đƣợc làm sạch. Các hiện tƣợng rò rỉ, phụt dầu, vỡ đƣờng ống, vỡ bể chứa, tai nạn đâm va gây thủng tàu, đắm tàu, sự cố tại các dàn khoan dầu khí, cơ sở lọc hoá dầu. làm cho dầu và sản phẩm dầu (mà dƣới đây sẽ đƣợc gọi tắt là dầu) thoát ra ngoài gây ô nhiễm môi trƣờng, ảnh hƣởng xấu đến sinh thái và thiệt hại đến các hoạt động kinh tế, đặc biệt là các hoạt động có liên quan đến khai thác và sử dụng các dạng tài nguyên thuỷ sản.
Mặt khác, tràn dầu cũng đƣợc xem nhƣ sự giải phóng vào môi trƣờng do rò rỉ tự nhiên từ các cấu trúc địa chất chứa dầu dƣới đáy biển do các hoạt động của vỏ trái đất gây nên nhƣ động đất. Số lƣợng dầu tràn ra ngoài tự nhiên khoảng vài trăm lít trở lên có thể coi là sự cố tràn dầu. Theo thống kê của ITOPF [27] (International Tanker Owners Pollution Federation Ltd) từ nhiều năm qua, tỷ lệ dầu tràn trên biển với lƣợng lớn (trên 700 tấn) là không nhiều so với những vụ tràn dầu nhỏ (từ dƣới 7 tấn đến dƣới 700 tấn) và theo số liệu phân tích thống kê thì những vụ tràn dầu lớn thƣờng ít có khả năng xảy ra hơn. Và số vụ tràn dầu qua các năm có xu hƣớng giảm dần, tuy nhiên các vụ tràn dầu lớn lại xảy ra nhiều hơn, cụ thể trong thập niên 90 có khoảng 358 vụ tràn dầu với lƣợng dầu tràn trên 7 tấn, và tổng lƣợng dầu tràn là 1 138 000 tấn, nhƣng hết 830 000 tấn (chiếm 73% số lƣợng dầu tràn) chỉ xảy ra trong 10 vụ (chiếm 3%).
Điều đó chứng tỏ rằng, với công nghệ hiện đại, việc xảy ra các sự cố tràn dầu với lƣợng lớn là điều có thể xảy ra và thực tế đã xảy ra 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com nhƣ: năm 1979 tàu Atlantic Empress để tràn 287 000 tấn dầu, 1983 tàu Castillop de Bellver để tràn 252 000 tấn, đến 1991 ABT Summer để tràn 260 000 tấn dầu ra biển, và đỉnh điểm là vụ tràn dầu lớn nhất thế giới xảy ra trong chiến tranh vùng Vịnh năm 1991, khi Iraq đã đổ khoảng 800 000 tấn dầu thô ra vịnh Ba Tƣ.1: Thống kê số vụ và tổng lƣợng dầu tràn từ năm 1997 tới năm 2007 của ITOPF. STT Năm 7- 700 tấn > 700 tấn Tổng lƣợng dầu tràn (tấn) 1 1997 28 10 72 000 2 1998 25 5 13 000 3 1999 19 6 29 000 4 2000 19 4 14 000 5 2001 16 3 8 000 6 2002 12 3 67 000 7 2003 15 4 42 000 8 2004 16 5 15 000 9 2005 21 3 17 000 10 2006 11 4 13 000 11 2007 10 3 16 000 Thống kê của Cục Hàng hải Việt Nam từ năm 1992- 2004 xảy ra 928 vụ tai nạn tàu thuỷ tại các vùng biển và cửa biển Việt Nam, đồng nghĩa với nguy cơ tràn dầu ngày càng lớn. Dầu tràn gây hậu quả nặng nề về nhiều mặt. Đơn cử vụ tàu chở dầu Neptune Aries (Singapore) đâm vào cầu tàu cảng Cái Tiên trên sông Sài Gòn hồi tháng 10 năm 1994, làm tràn 1 584 tấn dầu DO và hơn 150 tấn xăng dầu các loại 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com từ đƣờng ống dẫn dầu của cầu cảng.
Do ứng phó tràn dầu không kịp thời, nên toàn bộ vùng nƣớc cảng và 30 000 ha ruộng lúa xung quanh bị thiệt hại. Vết dầu loang rộng khoảng 59- 60km, đổ thẳng vào hệ thống sông Đồng Nai, lan đi các kênh rạch chằng chịt làm tăng độ nguy hiểm và ô nhiễm môi trƣờng. Nồng độ dầu trong bùn và nƣớc rất cao, ảnh hƣởng lâu dài với hầu hết hệ sinh thái thuỷ vực, rừng ngập mặn, thảm thực vật ven sông. Thiệt hại từ sự cố tràn dầu này ƣớc tính 28 triệu USD, song ta chỉ đòi đƣợc chủ tàu bồi thƣờng 4,2 triệu USD.
Vụ tàu Mimosa của Petro Việt Nam bị tàu Trinity quốc tịch Liberia đâm đắm ngày 12/5/2005 ở khu vực mỏ Đại Hùng, cách thành phố Vũng Tàu 180 hải lý, với hơn 100 tấn dầu trong khoang. Dự báo: Với trình độ khoa học hiện đại, tàu chở dầu ngày càng lớn, và hiện nay đã có những tàu với tải trọng lên đến 800 000 tấn. Do đó khi xảy ra sự cố thì nó sẽ gây thảm họa môi trƣờng to lớn. a) Tác động của tràn dầu đến hệ sinh thái và môi trường Dầu là một dạng gây ô nhiễm đặc biệt vì nó không trộn lẫn đƣợc với nƣớc và có trọng lƣợng riêng nhẹ hơn nƣớc.
Do đó, dầu khi bị tràn tạo ra một vệt dầu loang trôi trên bề mặt nƣớc.