Nghiên cứu giảm thiểu hợp chất EDCs trong nước sông Sài Gòn - Đồng Nai bằng ozone hóa và than hoạt tính

LỜI CAM ĐOAN

TÓM TẮT LUẬN ÁN

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. HỢP CHẤT GÂY RỐI LOẠN NỘI TIẾT (EDCs)

1.2. Nguồn phát sinh và vòng đời EDCs

1.3. Các nguồn phát sinh EDCs

1.4. Con đường chuyển hóa và vận chuyển e-EDCs

1.5. Các ảnh hưởng của hợp chất EDCs đến sức khỏe con người và môi trường

1.6. Tình hình nghiên cứu EDCs ở Việt Nam

1.7. Tính chất của các e-EDCs

1.7.1. Alkylphenol ethoxylates

1.7.2. Sự hiện diện trong môi trường

1.7.3. Tính độc của NPEs

1.8. Phương pháp loại bỏ NPEs trong xử lý nước

1.8.1. Ozone hóa cho xử lý NPEs

1.8.2. Than hoạt tính bột (PAC) kết hợp màng cho xử lý EDCs

1.8.3. Công nghệ màng cho xử lý NPEs

1.8.4. Quá trình hấp phụ cho xử lý NPEs

1.8.5. Quá trình phân hủy sinh học cho xử lý NPEs

1.8.6. Cơ sở lựa chọn công nghệ

1.9. Phương pháp phân tích EDCs

2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Khảo sát sự hiện diện của EDCs trong nguồn nước mặt và nguồn thải điểm lưu vực sông Sài Gòn và Đồng Nai

2.1.1. EDCs khảo sát

2.1.2. Cơ sở lựa chọn EDCs khảo sát

2.1.3. Vị trí lấy mẫu

2.1.4. Nguồn thải điểm

2.1.5. Lấy mẫu và phân tích mẫu

2.1.6. Phân tích dữ liệu

2.2. Phương pháp xử lý và phân tích mẫu

2.3. Thí nghiệm quá trình hấp phụ bằng than hoạt tính bột kết hợp với màng vi lọc

2.3.1. Mô hình

2.3.2. Nguyên tắc vận hành

2.3.3. Điều kiện vận hành

2.3.4. Thí nghiệm theo mẻ

2.3.5. Thí nghiệm trên mô hình PAC - MF

2.4. Thí nghiệm quá trình ozone hóa

2.4.1. Thí nghiệm O1: Xác định nồng độ ozone thích hợp

2.4.2. Thí nghiệm O2: Xác định thời gian tiếp xúc thích hợp

2.4.3. Thí nghiệm O3: Xác định giá trị pH thích hợp

2.4.4. Thí nghiệm O4: Đánh giá sự hình thành sản phẩm phụ cho mẫu nước sông Sài Gòn tại trạm bơm Hòa Phú có và không có bổ sung NPEs 4 mg/l sau tiền ozone

2.4.5. Thí nghiệm O5: Xác định hiệu quả tiền ozone cho loại bỏ EDCs mục tiêu của nước sông Sài Gòn tại trạm bơm Hòa Phú

3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Khảo sát sự hiện diện của EDCs trong nguồn nước mặt và nguồn thải điểm lưu vực sông Sài Gòn và Đồng Nai

3.1.1. Chất lượng nước mặt

3.1.2. Nồng độ EDCs trong nước mặt

3.1.3. Tương quan giữa các thông số hóa lý và EDCs

3.2. Loại bỏ NPEs bằng PAC kết hợp màng MF

3.2.1. Thí nghiệm M1: Thí nghiệm theo mẻ

3.2.2. Xác định thời gian tiếp xúc và khối lượng than thích hợp

3.2.3. Đường đẳng nhiệt hấp phụ

3.2.4. Thí nghiệm M2: Thí nghiệm mô hình PAC kết hợp MF

3.2.5. Xác định thông lượng thích hợp cho màng MF

3.2.6. Xác định dung lượng hấp phụ và hiệu quả xử lý DOC và NPEs của mô hình PAC kết hợp màng MF

3.3. Nghiên cứu ứng dụng quá trình tiền ozone loại bỏ DOC và NPEs nước sông Sài Gòn tại trạm bơm Hòa Phú

3.3.1. Thí nghiệm O1: Xác định nồng độ ozone thích hợp cho quá trình loại bỏ

3.3.2. Thí nghiệm O2: Xác định thời gian tiếp xúc thích hợp cho loại bỏ

3.3.3. Thí nghiệm O3: Xác định giá trị pH thích hợp

3.3.4. Thí nghiệm O4: Đánh giá sự hình thành sản phẩm phụ cho mẫu nước sông Sài Gòn tại trạm bơm Hòa Phú có và không có bổ sung NPEs 4 mg/l sau tiền ozone

3.3.5. Thí nghiệm O5: Xác định hiệu quả tiền ozone cho loại bỏ EDCs mục tiêu của nước sông Sài Gòn tại trạm bơm Hòa Phú

3.4. Kết luận và kiến nghị

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

DANH MỤC BẢNG BIỂU

I. Giới thiệu về hợp chất EDCs

Hợp chất gây rối loạn nội tiết (EDCs) là những chất hóa học có khả năng ảnh hưởng đến hệ thống nội tiết của sinh vật. Nghiên cứu này tập trung vào việc khảo sát sự hiện diện của hợp chất EDCs trong nước sông Sài Gòn và Đồng Nai. Các EDCs như nonylphenol ethoxylates (NPEs) và bisphenol A (BPA) đã được phát hiện với nồng độ cao, đặc biệt trong mùa khô. Sự hiện diện của các hợp chất này có thể gây ra những tác động tiêu cực đến sức khỏe con người và môi trường. Theo nghiên cứu, nồng độ NPE3 dao động từ 5,9 đến 235 ng/l, cho thấy mức độ ô nhiễm đáng lo ngại trong khu vực này.

1.1. Tác động của EDCs đến môi trường

EDCs có thể gây ra những tác động nghiêm trọng đến hệ sinh thái, đặc biệt là các sinh vật thủy sinh. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng nồng độ cao của EDCs có thể làm giảm sự đa dạng sinh học và ảnh hưởng đến chuỗi thức ăn trong môi trường nước. Các EDCs như NPEs có khả năng tích tụ trong cơ thể sinh vật, dẫn đến những rủi ro về sức khỏe cho con người khi tiêu thụ các sản phẩm từ nước. Việc giảm thiểu ô nhiễm từ EDCs là cần thiết để bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng.

II. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu này áp dụng các phương pháp ozone hóa và sử dụng than hoạt tính để loại bỏ hợp chất EDCs trong nước sông Sài Gòn và Đồng Nai. Quá trình ozone hóa được thực hiện với các điều kiện tối ưu như nồng độ ozone, thời gian tiếp xúc và pH. Kết quả cho thấy, với liều lượng ozone 5,88 mgO3/mgDOC và thời gian tiếp xúc 3 phút, hiệu quả loại bỏ NPEs đạt 53,9%. Bên cạnh đó, thí nghiệm với than hoạt tính dạng bột (PAC) kết hợp với màng MF cho thấy hiệu quả loại bỏ NPEs đạt trên 85% trong thời gian tiếp xúc 30 phút.

2.1. Quy trình ozone hóa

Quá trình ozone hóa được thực hiện nhằm chuyển hóa NPEs thành các chất dễ phân hủy sinh học. Nghiên cứu đã xác định rằng tỉ số bDOC/DOC có thể đạt 0,86, cho thấy khả năng phân hủy sinh học cao của các sản phẩm sau quá trình ozone hóa. Điều này không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn cải thiện chất lượng nước, góp phần bảo vệ môi trường nước sông Sài Gòn và Đồng Nai.

2.2. Thí nghiệm với than hoạt tính

Thí nghiệm sử dụng than hoạt tính cho thấy hiệu quả loại bỏ NPEs đạt trên 80% trong 50 giờ đầu vận hành. Tuy nhiên, hiệu quả này giảm dần theo thời gian, cho thấy cần có các biện pháp tối ưu hóa quy trình để duy trì hiệu quả xử lý. Việc sử dụng PAC kết hợp với màng MF không chỉ giúp loại bỏ EDCs mà còn cải thiện chất lượng nước đầu ra, đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng.

III. Kết quả và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy sự hiện diện của hợp chất EDCs trong nước sông Sài Gòn và Đồng Nai là một vấn đề nghiêm trọng. Các EDCs như NPE2, NPE3 và BPA được phát hiện với nồng độ cao, đặc biệt trong mùa khô. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng có mối tương quan giữa nồng độ EDCs và các thông số hóa lý như DOC và tổng nitơ. Việc áp dụng công nghệ ozone hóa và than hoạt tính đã chứng minh khả năng giảm thiểu ô nhiễm hiệu quả, góp phần bảo vệ môi trường nước.

3.1. Đánh giá hiệu quả xử lý

Hiệu quả xử lý của các phương pháp được áp dụng cho thấy khả năng loại bỏ EDCs đạt trên 50% cho NP, NPE2 và NPE3. Điều này cho thấy rằng việc áp dụng công nghệ xanh như ozone hóa và than hoạt tính là một giải pháp khả thi để giảm thiểu ô nhiễm nước. Nghiên cứu này không chỉ có giá trị trong việc bảo vệ môi trường mà còn có thể áp dụng cho các khu vực khác có tình trạng ô nhiễm tương tự.

Đánh giá hiện diện hợp chất EDCs trong nước sông Sài Gòn - Đồng Nai và khả năng giảm thiểu bằng ozone hóa và than hoạt tính