Nghiên cứu hạn chế quá trình lan truyền hóa chất bảo vệ thực vật từ đất ra môi trường nước sử dụng vật liệu hấp phụ ZnO

• Tác giả: Trần Duy Đoàn
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Minh Phương
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Hóa Môi Trường
• Đề tài: Nghiên cứu hạn chế quá trình lan truyền hóa chất bảo vệ thực vật từ đất mặt ra môi trường nước sử dụng vật liệu hấp phụ - xúc tác trên cơ sở ZnO
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về hóa chất bảo vệ thực vật
• 1.2. Khái niệm và phân loại
• 1.3. Ô nhiễm môi trường do hóa chất BVTV
• 1.4. Tình hình sử dụng thuốc BVTV ở Việt Nam và trên thế giới
• 1.5. Hiện trạng ô nhiễm môi trường
• 1.6. Quá trình vận chuyển và tồn lưu hóa chất BVTV
• 1.7. Độc tính của thuốc BVTV
• 1.8. Tổng quan về Diazinon
• 1.9. Các giải pháp giảm thiểu quá trình lan truyền hóa chất BVTV từ môi trường đất ra nước
• 1.10. Tổng quan vật liệu nano ZnO. Đặc trưng cấu trúc, tính chất của ZnO
• 1.11. Hoạt tính xúc tác của ZnO
• 1.12. Vật liệu nano composit ZnO/Bentonit
• 1.13. Khoáng sét tự nhiên Bentonit
• 1.14. Mục đích sử dụng vật liệu nano composit ZnO/Bentonit. Tổng hợp vật liệu nano ZnO/Bentonit bằng phương pháp sol - gel
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu và nội dung nghiên cứu
• 2.2. Đối tượng nghiên cứu
• 2.3. Nội dung nghiên cứu
• 2.4. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị nghiên cứu
• 2.5. Dụng cụ và thiết bị
• 2.6. Phương pháp tổng hợp vật liệu
• 2.7. Tổng hợp vật liệu N-ZnO
• 2.8. Biến tính Bentonit-Fe
• 2.9. Tổng hợp vật liệu N-ZnO/Bent-Fe
• 2.10. Một số phương pháp xác định đặc trưng cấu trúc và tính chất của vật liệu. Phương pháp nhiễu xạ tia X (X - Rays Diffraction - XRD)
• 2.11. Phương pháp hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscope - SEM)
• 2.12. Khảo sát hoạt tính xúc tác
• 2.13. Xác định dung lượng hấp phụ Diazinon của vật liệu
• 2.14. Thí nghiệm khảo sát hoạt tính xúc tác vật liệu đối với Diazinon
• 2.15. Khảo sát khả năng hạn chế quá trình lan truyền của Diazinon từ đất ra nước
• 2.16. Phương pháp xác định Diazinon
• 2.17. Phương pháp xây dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Đặc trưng cấu trúc vật liệu N-ZnO/Bent-Fe
• 3.2. Phổ nhiễu xạ tia X (XRD)
• 3.3. Đặc trưng hình thái bề mặt vật liệu bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM)
• 3.4. Khảo sát sơ bộ khả năng hấp phụ - xúc tác phân huỷ Diazinon của vật liệu
• 3.5. Dung lượng hấp phụ Diazinon của vật liệu
• 3.6. Khảo sát hoạt tính xúc tác với Diazinon
• 3.7. Nghiên cứu khả năng hạn chế sự lan truyền của hóa chất bảo vệ thực vật từ môi trường đất ra môi trường nước của vật liệu
• 3.8. Khảo sát khả năng hấp phụ Diazinon của đất đã trộn với N-ZnO/Bent-Fe
• 3.9. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng vật liệu tẩm trên đất tới quá trình rửa trôi của Diazinon trong đất
• 3.10. Ảnh hưởng của lượng mưa tới quá trình rửa trôi của Diazinon trong đất
• 3.11. Nghiên cứu khả năng thúc đẩy tốc độ phân hủy Diazinon trong môi trường đất mặt
• 3.12. Ảnh hưởng của hàm lượng vật liệu tới khả năng phân huỷ
• 3.13. Ảnh hưởng của điều kiện chiếu sáng tới khả năng phân huỷ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu hạn chế lan truyền hóa chất bảo vệ thực vật

Nghiên cứu về việc hạn chế lan truyền hóa chất bảo vệ thực vật từ đất ra nước là một vấn đề cấp bách trong bối cảnh ô nhiễm môi trường ngày càng gia tăng. Hóa chất bảo vệ thực vật (BVTV) được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp, nhưng việc sử dụng không hợp lý đã dẫn đến ô nhiễm đất và nước. Việc tìm kiếm các giải pháp hiệu quả để giảm thiểu tác động của hóa chất này là cần thiết. Vật liệu ZnO đã được nghiên cứu như một phương pháp tiềm năng để hấp phụ và phân hủy các hợp chất độc hại trong môi trường.

1.1. Khái niệm về hóa chất bảo vệ thực vật và tác động của chúng

Hóa chất bảo vệ thực vật là những hợp chất hóa học được sử dụng để bảo vệ cây trồng khỏi sâu bệnh. Tuy nhiên, chúng có thể gây ô nhiễm môi trường nếu không được sử dụng đúng cách. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng hóa chất BVTV có thể tồn lưu trong đất và nước, gây ra những tác động tiêu cực đến sức khỏe con người và hệ sinh thái.

1.2. Tình hình ô nhiễm môi trường do hóa chất BVTV

Ô nhiễm môi trường do hóa chất BVTV đang trở thành một vấn đề nghiêm trọng tại Việt Nam. Theo thống kê, có hàng nghìn điểm tồn lưu hóa chất BVTV trên toàn quốc, gây ra ô nhiễm đất và nước. Việc sử dụng hóa chất này không chỉ ảnh hưởng đến môi trường mà còn đến sức khỏe cộng đồng.

II. Vấn đề lan truyền hóa chất bảo vệ thực vật từ đất ra nước

Quá trình lan truyền hóa chất bảo vệ thực vật từ đất ra nước diễn ra qua nhiều cơ chế khác nhau, bao gồm rửa trôi, bay hơi và thẩm thấu. Những yếu tố như lượng mưa, cấu trúc đất và tính chất hóa học của hóa chất đều ảnh hưởng đến mức độ lan truyền. Việc hiểu rõ các cơ chế này là rất quan trọng để phát triển các biện pháp hạn chế hiệu quả.

2.1. Cơ chế lan truyền hóa chất từ đất ra nước

Hóa chất BVTV có thể di chuyển từ đất vào nước thông qua quá trình rửa trôi, đặc biệt trong mùa mưa. Khi mưa xuống, nước sẽ hòa tan các hóa chất và cuốn chúng vào các nguồn nước gần đó. Điều này không chỉ làm ô nhiễm nguồn nước mà còn ảnh hưởng đến hệ sinh thái.

2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lan truyền

Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lan truyền hóa chất BVTV, bao gồm độ ẩm của đất, cấu trúc đất, và tính chất hóa học của hóa chất. Các nghiên cứu cho thấy rằng đất có hàm lượng chất hữu cơ cao có khả năng hấp phụ tốt hơn, từ đó giảm thiểu sự lan truyền hóa chất vào nước.

III. Phương pháp sử dụng vật liệu ZnO trong nghiên cứu

Vật liệu ZnO đã được chứng minh là có khả năng hấp phụ và phân hủy các hợp chất độc hại trong môi trường. Nghiên cứu này tập trung vào việc tổng hợp và khảo sát khả năng hấp phụ của vật liệu nano ZnO/Bentonit để hạn chế lan truyền hóa chất BVTV từ đất ra nước. Phương pháp này không chỉ hiệu quả mà còn thân thiện với môi trường.

3.1. Tổng hợp vật liệu nano ZnO Bentonit

Vật liệu nano ZnO/Bentonit được tổng hợp bằng phương pháp sol-gel, một phương pháp đơn giản và hiệu quả. Phương pháp này cho phép tạo ra các hạt nano với kích thước đồng đều, tăng cường khả năng hấp phụ của vật liệu.

3.2. Khảo sát hoạt tính xúc tác của vật liệu

Hoạt tính xúc tác của vật liệu nano ZnO/Bentonit được khảo sát thông qua các thí nghiệm phân hủy Diazinon, một loại hóa chất BVTV phổ biến. Kết quả cho thấy vật liệu này có khả năng phân hủy Diazinon hiệu quả, từ đó giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy vật liệu nano ZnO/Bentonit có khả năng hấp phụ và phân hủy Diazinon hiệu quả. Việc sử dụng vật liệu này không chỉ giúp hạn chế lan truyền hóa chất BVTV từ đất ra nước mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Các ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu này có thể được áp dụng trong nông nghiệp bền vững.

4.1. Khả năng hấp phụ Diazinon của vật liệu

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng vật liệu nano ZnO/Bentonit có khả năng hấp phụ Diazinon cao, giúp giảm thiểu nồng độ hóa chất này trong đất. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc bảo vệ nguồn nước và sức khỏe cộng đồng.

4.2. Ứng dụng trong nông nghiệp bền vững

Việc áp dụng vật liệu nano ZnO/Bentonit trong nông nghiệp có thể giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường, đồng thời nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp. Đây là một giải pháp tiềm năng cho vấn đề ô nhiễm hóa chất BVTV hiện nay.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu về việc hạn chế lan truyền hóa chất bảo vệ thực vật từ đất ra nước bằng vật liệu ZnO đã mở ra hướng đi mới trong việc bảo vệ môi trường. Các kết quả đạt được cho thấy tính khả thi và hiệu quả của phương pháp này. Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu để hoàn thiện và mở rộng ứng dụng của vật liệu này.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu đã chứng minh rằng vật liệu nano ZnO/Bentonit có khả năng hấp phụ và phân hủy Diazinon hiệu quả. Điều này cho thấy tiềm năng ứng dụng của vật liệu trong việc hạn chế ô nhiễm môi trường.

5.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Trong tương lai, cần nghiên cứu thêm về khả năng hấp phụ của các loại hóa chất BVTV khác và tối ưu hóa quy trình tổng hợp vật liệu để nâng cao hiệu quả ứng dụng trong thực tiễn.