Nghiên cứu ứng dụng Fe° nano xử lý 2,4-D và 2,4,5-T trong đất nhiễm chất độc hóa học

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. TỔNG QUAN VỀ CHẤT ĐỘC DA CAM

1.2. ẢNH HƯỞNG CỦA HÓA CHẤT BVTV ĐỐI VỚI SỨC KHỎE CON NGƯỜI VÀ MÔI TRƯỜNG

1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ 2,4-D VÀ 2,4,5-T

1.4. CÔNG NGHỆ NANO VÀ ỨNG DỤNG VẬT LIỆU Fe° NANO

1.5. CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VẬT LIỆU Fe° NANO

1.6. ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU CHÍNH CỦA LUẬN ÁN

2. CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

2.3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.3.1. HÓA CHẤT NẺ

2.3.2. LẤY MẪU VÀ XỬ LÝ MẪU ĐẤT NHIỄM DA CAM TẠI SÂN BAY BIÊN HÒA

2.3.3. THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH

2.3.4. ĐIỀU CHẾ VẬT LIỆU Fe° NANO

2.3.5. NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TRONG QUÁ TRÌNH XỬ LÝ MẪU NHIỄM 2,4-D VÀ 2,4,5-T NHÂN TẠO BẰNG VẬT LIỆU Fe° NANO

2.3.6. NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ XỬ LÝ 2,4-D VÀ 2,4,5-T TRONG ĐẤT TẠI SÂN BAY BIÊN HÒA BẰNG Fe° NANO

2.3.7. NGHIÊN CỨU SẢN PHẨM TRUNG GIAN CỦA QUÁ TRÌNH XỬ LÝ 2,4-D VÀ 2,4,5-T BẰNG VẬT LIỆU Fe° NANO TRONG DUNG DỊCH

3. CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU MẪU ĐẤT TẠI SÂN BAY BIÊN HÒA

3.1.1. TÍNH CHẤT LÝ, HÓA CỦA ĐẤT NHIỄM DA CAM KHU VỰC SÂN BAY BIÊN HÒA

3.1.2. HÀM LƯỢNG CHẤT DA CAM VÀ MỘT SỐ NGUYÊN TỐ KHÁC TẠI KHU VỰC ĐẤT NHIỄM DA CAM

3.2. SẢN PHẨM Fe° NANO

3.2.1. HÌNH THÁI CỦA VẬT LIỆU Fe° NANO

3.2.2. PHỔ EDS CỦA VẬT LIỆU Fe° NANO

3.2.3. PHỔ XRD CỦA VẬT LIỆU Fe° NANO

3.3. ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ ĐẾN QUÁ TRÌNH XỬ LÝ 2,4-D VÀ 2,4,5-T BẰNG VẬT LIỆU Fe° NANO TRONG DUNG DỊCH

3.3.1. ẢNH HƯỞNG CỦA pH ĐẾN HIỆU QUẢ XỬ LÝ 2,4-D VÀ 2,4,5-T BẰNG VẬT LIỆU Fe° NANO

3.3.2. ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN PHẢN ỨNG ĐẾN HIỆU QUẢ XỬ LÝ 2,4-D VÀ 2,4,5-T

3.3.3. ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG Fe° NANO ĐẾN HIỆU QUẢ XỬ LÝ 2,4-D VÀ 2,4,5-T

3.3.4. ẢNH HƯỞNG CỦA Cu²⁺ ĐẾN HIỆU QUẢ XỬ LÝ 2,4-D VÀ 2,4,5-T BẰNG Fe° NANO

3.3.5. ẢNH HƯỞNG CỦA AXIT HUMIC ĐẾN HIỆU QUẢ XỬ LÝ 2,4-D VÀ 2,4,5-T TRONG DUNG DỊCH BẰNG Fe° NANO

3.4. HIỆU QUẢ XỬ LÝ 2,4-D VÀ 2,4,5-T TRONG ĐẤT SÂN BAY BIÊN HÒA BẰNG VẬT LIỆU Fe° NANO

3.5. SẢN PHẨM VÀ CƠ CHẾ CỦA QUÁ TRÌNH XỬ LÝ 2,4-D VÀ 2,4,5-T BẰNG Fe° NANO

3.5.1. SẢN PHẨM CỦA QUÁ TRÌNH CHUYỂN HÓA 2,4-D VÀ 2,4,5-T BẰNG VẬT LIỆU Fe° NANO

3.5.2. CƠ CHẾ PHẢN ỨNG CỦA Fe° NANO VỚI 2,4-D VÀ 2,4,5-T

3.6. QUI TRÌNH XỬ LÝ ĐẤT NHIỄM 2,4-D VÀ 2,4,5-T QUI MÔ PHÒNG THÍ NGHIỆM

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

DANH MỤC NHỮNG CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về nghiên cứu ứng dụng Fe nano

Nghiên cứu này tập trung vào việc ứng dụng Fe° nano để xử lý các chất độc hóa học 2,4-D và 2,4,5-T trong đất nhiễm chất độc hóa học. Fe° nano được chọn do khả năng phản ứng cao và hiệu quả trong việc loại bỏ các hợp chất hữu cơ chứa clo. Nghiên cứu này nhằm giải quyết vấn đề ô nhiễm đất tại các khu vực bị ảnh hưởng bởi chất độc da cam, đặc biệt là tại sân bay Biên Hòa, nơi có hàm lượng chất độc tồn lưu cao. Công nghệ nano được xem là một giải pháp tiềm năng để xử lý triệt để các chất độc này.

1.1. Vấn đề ô nhiễm đất tại Việt Nam

Việt Nam đối mặt với vấn đề ô nhiễm đất nghiêm trọng do hậu quả của chiến tranh, đặc biệt là việc sử dụng chất độc da cam. 2,4-D và 2,4,5-T là hai hợp chất chính trong chất độc da cam, gây ảnh hưởng lâu dài đến môi trường và sức khỏe con người. Các phương pháp xử lý truyền thống như chôn lấp cô lập chưa đạt hiệu quả cao. Do đó, việc nghiên cứu ứng dụng Fe° nano để xử lý các chất độc này là cần thiết.

1.2. Tổng quan về Fe nano

Fe° nano là vật liệu có kích thước nano, với diện tích bề mặt lớn và khả năng phản ứng cao. Nó được sử dụng rộng rãi trong xử lý môi trường, đặc biệt là loại bỏ các hợp chất hữu cơ chứa clo. Fe° nano hoạt động thông qua cơ chế khử, phá vỡ cấu trúc phân tử của các chất độc, biến chúng thành các hợp chất ít độc hại hơn. Nghiên cứu này tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình sử dụng Fe° nano để xử lý 2,4-D và 2,4,5-T trong đất.

II. Phương pháp nghiên cứu và ứng dụng Fe nano

Nghiên cứu này sử dụng Fe° nano được điều chế bằng phương pháp khử hóa học. Các thí nghiệm được tiến hành để đánh giá hiệu quả xử lý 2,4-D và 2,4,5-T trong đất nhiễm. Các yếu tố ảnh hưởng như pH, thời gian phản ứng, và hàm lượng Fe° nano được nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình. Kết quả cho thấy Fe° nano có khả năng loại bỏ hiệu quả các chất độc này, với hiệu suất lên đến 90% trong điều kiện tối ưu.

2.1. Quy trình điều chế Fe nano

Fe° nano được điều chế bằng phương pháp khử hóa học từ các hợp chất sắt (III) clorua. Quy trình này đơn giản, chi phí thấp và phù hợp với điều kiện tại Việt Nam. Vật liệu thu được có kích thước hạt từ 50-100 nm, với diện tích bề mặt lớn, tăng khả năng phản ứng với các chất độc.

2.2. Hiệu quả xử lý 2 4 D và 2 4 5 T

Các thí nghiệm cho thấy Fe° nano có khả năng loại bỏ 2,4-D và 2,4,5-T trong đất với hiệu suất cao. Hiệu quả xử lý phụ thuộc vào pH, thời gian phản ứng và hàm lượng Fe° nano. Kết quả phân tích sản phẩm trung gian cho thấy các chất độc được chuyển hóa thành các hợp chất ít độc hại hơn, như phenol và clorua.

III. Kết quả và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của Fe° nano trong việc xử lý 2,4-D và 2,4,5-T trong đất nhiễm. Kết quả này mở ra hướng ứng dụng mới trong việc xử lý ô nhiễm đất tại các khu vực bị ảnh hưởng bởi chất độc da cam. Fe° nano không chỉ hiệu quả mà còn an toàn với môi trường, giảm thiểu chi phí xử lý so với các phương pháp truyền thống.

3.1. Ứng dụng tại sân bay Biên Hòa

Nghiên cứu đã được áp dụng thử nghiệm tại sân bay Biên Hòa, nơi có hàm lượng chất độc da cam cao. Kết quả cho thấy Fe° nano có khả năng loại bỏ 2,4-D và 2,4,5-T với hiệu suất cao, giảm đáng kể hàm lượng chất độc trong đất. Điều này chứng minh tiềm năng ứng dụng thực tế của Fe° nano trong xử lý ô nhiễm đất.

3.2. Triển vọng và hướng phát triển

Nghiên cứu này mở ra hướng phát triển mới trong việc ứng dụng công nghệ nano để xử lý ô nhiễm môi trường. Fe° nano có thể được sử dụng rộng rãi trong xử lý đất và nước nhiễm các hợp chất hữu cơ chứa clo. Cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình và mở rộng ứng dụng trên quy mô lớn.

Luận án tiến sĩ: Ứng dụng Fe° nano xử lý 2,4-D và 2,4,5-T trong đất nhiễm chất độc hóa học