Nghiên cứu phương pháp xử lý polyclobiphenyl (PCBs) trong dầu biến thế phế thải

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC Tự NHIÊN
m
TÊN ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP xử LÝ POLYCLOBIPHENYL
(PCBs) TRONG DẦU BIẾN THẾ PHÊ THÀI
MÃ SỐ: QT - 08 - 66
Chủ trì đề tài: ThS. Nguyễn Kiều Hưng
Cán bộ tham gia:
PGS.TS. ĐỖ Quang Huy
PGS.TS. Nguyễn Xuân Cự
PGS.TS. Nguyễn Đắc Vinh
ThS. Phạm Văn Thức
CN. Trần Văn Sơn
ThS. Nguyễn Văn Trọng
I TPivr
D r / 2 5 5
HÀ NỘI - 2009
1. Báo cáo tóm tắt:
a. Tên đề tài: Nghiên cứu phương pháp xử lý polyclobiphenyl (PCBs)
trong dẩu biến thế phế thải
Mã số: QT - 08 - 66
b. Chủ trì đề tài: ThS. Nguyễn Kiều Hưng
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
c. Các cán bộ tham gia:
- PGS.TS. Đỗ Quang Huy, Khoa Môi trường
- PGS.TS. Nguyễn Xuân Cự, Khoa Môi trường
- PGS.TS. Nguyễn Đắc Vinh, Khoa Hóa học
- ThS. Phạm Văn Thức, Trung tâm Phát triển Sắc ký khí,
Đại học Bách Khoa Hà Nội
- CN. Trần vẩn Sơn, Phòng Nghiên cứu Độc học

Đại học Bách Khoa Hà Nội
- ThS. Nguyễn Văn Trọng, Trung tâm Quacer,
Độ Khoa học Công nghệ
d. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu:
Đề tài thực hiện các nghiên cứu bước đâu dùng phương pháp hóa nhiệt
xúc tác để xử lý PCBs. Hướng nghiẽn cứu của đẻ tài là tập trung tìm kiếm, sử
dụng các vật liệu có sẩn rê tiền để xử lý PCBs. Kết quả thu được trong
nghiên cứu góp phẩn xác định rõ cơ sở khoa học và thực nghiệm trong việc
xử lý PCBs nối riêng và các chất cơ clo bẻn nối chung.
Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa trong xử lý và bảo vệ môi trường.
e. Các kết quả đạt được:
+ 02 bài báo
+ 01 khoá luân tốt nghiệp (đồng hướng dẫn)
f. Tình hình kinh phí của đề tài:
+ Tổng kinh phí: 20.000.000 đồng
+ Chi theo đúng dự toán được phê duyệt
KHOA QUẢN LÝ
CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN
«rló WIỄU TBJ0M0
2. Summary Report
a. Title: Research on destruction method of polychlorinated biphenyls
(PCBs) in the electrical transformation oil
Code: QT - 08 -66
b. Head of Project: Msc. Nguyen Kieu Hung
c. Purpose of Research and content.
The project is aiming at destructing PCBs using thermal chemical
method with catalyst.
This research focuses on searching and using available inexpensive
material to destruct PCBs. The obtained result could contribute to the

determination of scientific and experimental basic in PCBs destruction
particularly and the durable chlorinated substances in general.
The obtained result is meaningful to envimmental protection.
d. Result of study:
+ 02 Scientific papers
+ 01 bachelor Thesis
MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐÀU 1
CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN 3
1.1. GIỚI THIỆU VỀ PCBs
3
1.1.1. Định n gh ĩa 3
1.1.2. Cấu tạo, thành phần và tính c h ất 3
1.1.2.1. Cấu tạo 3
1.1.2.2. Tính chất của PCBs 4
1.1.3. Độc tính của PCBs 4
1.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ PCB 6
1.2.1. Một số quy định về xử lý PCBs 6
1.2.2. Các phương pháp xử lý PCBs
8
1.3. BENT VÀ PHẢN ỨNG x ú c TÁC 9
1.3.1. Giới thiệu về BENT 9
1.3.1.1. Cẩu trúc tinh thể và thành phần hỏa học của MONT 10
1.3.1.2. Các tỉnh chất của BENT 11
ỉ.3.1.3. Nguồn khoảng sét BENT ở Việt Nam 13
1.3.2. Giới thiệu về phản ứng xúc tác 14
CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM 16
2.1. MỤC ĐÍCH VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN c ứ u

16
2.2. HOÁ CHẤT, DỤNG c ụ VÀ THIẾT BỊ 16
2.3. THỰC NGHIỆM 17
2.3.1. Nghiên cứu thực nghiệm xử lý PCBs 17
2.3.2. Thực nghiệm tách chất bằng sắc ký cột và phân tích bằng máy GC/ECD
và GC/MS


.7 18
2.3.2.1. Thực nghiệm tách chất bằng sắc ký cộ t

18
2.3.2.2. Phân tích sản phẩm sau xử lý bằng GC/ECD và GC/MS

19
2.3.3. Xây dựng đường ngoại chuẩn của PC Bs 19
2.3.4. Khảo sát sự phụ thuộc của hiệu quả xử lý vào các điều kiện phản ứng 21
CHƯƠNG 3. KẾT QUÀ VÀ THÀO LUẬN 23
3.1. HEỆƯ QUẢ XỬ LÝ PCBs TRÊN BA

23
3.2. HIỆU SƯẨT XỬ LÝ PCBs TRÊN CHÁT MANG BA VÀ CHẤT PHẢN ỨNG 25
3.3. Sự PHỤ THUỘC HIỆU SUẤT x ử LÝ PCBs VÀO NHIỆT Đ ộ

27
3.4. Sự PHỤ THUỘC HIỆU SUẤT x ử LÝ PCBs VÀO THỜI GIAN PHẢN ỨNG. 27
3.5. HỆƯ QUẢ XỬ LÝ PCBs VỚI CHẤT MANG TẨM x ú c TÁC VÀ CHẤT
PHẢN ỨNG 28
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 31
TÀI LIỆU THAM KHẢO

32
PHỤ LỤC 34
ii
DANH MỤC HÌNH
Hình I. Công thức cấu tạo tổng quát của PCBs
3
Hình 2. Công thức cẩu tạo của một số PCBs chứa nguyên tử Cl ở vị trí
para và m eta 5
Hình 3. Cẩu trúc cửa bent.
10
Hình 4. Các vị trí trao đỗi của bent 12
Hình 5. Sơ đồ thiết bị xử lý PC Bs 17
Hình 6. Đường ngoại chuẩn của PCBs 20
Hình 7. Sự phụ thuộc hiệu suất xử ỉỷ PCBs vào lượng chất phản ứng CAO 25
Hình 8. Sự phụ thuộc hiệu suất xử lý PCBs vào nhiệt đ ộ

27
Hình 9. Sự phụ thuộc hiệu suất xử lỷ PCBs vào thời gian phản ứng

28
Hình 10. Sự phụ thuộc hiệu suất xử iý PCBs vào ỉtrợng Ni(CH3COO)/BA 28
Hình 11. Sự phụ thuộc hiệu suất xử lý vào lượng Cu(CHịCOO)/BA

29
Hình 12. Sự phụ thuộc hiệu suất xử lỹ PCBs vào lượng hỗn hợp
Ni(CH3COO)2và Cu(CH3COO)2 /b a



.29

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. Đường kinh hydrat hóa của một số cation kim loại

13
Bảng 2. Mối liên hệ giữa nồng độ PCBs và sổ đếm diện tích

20
Bảng 3. Các kết quả phân tích các chất còn lại trên chất mang và sản phẩm
khí sinh ra trong quá trình xử lỷ PCBs trên BA

24
Bảng 4. Các kết quả phăn tích sản phẩm còn lại và hình thành sau xử lý
PCBs có sử dụng chất phản ứng CAO 26
PHỤ LỤC
• ■
PHỤ LỤC HÌNH 34
Hình 1P. Sắc đồ các chất trong mẫu chiết từ dầu biến thế.
34
Hình 2P. Sắc đồ các chất còn lại với mẫu dầu trên chất mang BA

34
Hình 3P. Sắc đồ các chẩt còn lại với mẫu dầu trên chẩt mang BA và
3g CAO

35
Hình 4P. Sắc đồ các chất còn lại với mẫu dầu trên chẩt mang BA và
2g CAO
.

35
Hình 5P. sẳc đồ các chẫt còn lại với mẫu dầu trên chất mang BA và
Ig CAO
.
36
Hình 6P. Sắc đồ các chẩt còn lại với mẫu dầu trên chẫt mang BA và
0,5g CAO

36
Hình 7P. Sắc đồ phân tích các sản phẩm khỉ với mẫu dầu trên BA

37
Hình 8P. Sắc đồ phân tích các sản phẩm khí với mẫu dầu trên BA và
lgCAO 37
Hình 9P. Sắc đồ phân tích các sản phẩm khỉ với mẫu dầu trên BA và
0,5g CAO 38
PHỤ LỤC BÀNG 39
Bảng 1P: Hiệu suất xử lỷ PCBs với mẫu dầu tẩm trên chất mang BA

39
Báng 2P. Hiệu suất xử lý PCBs với mẫu dầu trên chẩt mang và CAO

39
Bảng 3P. Khảo sát hiệu suất xử lỷ PCBs khi nhiệt độ thay đổi
39
Bảng 4P. Khảo sát hiệu suất xử lỷ PCBs với các thời gian phản ứng
khác nhau 40
Băng 5P. Hiệu suất xử lý PCBs với mẫu dầu trên chất mang BA tẩm niken
và lg C AO

40
Bảng 6P. Hiệu suất xử lỷ PCBs với mẫu dầu trên chất mang tẩm đồng và
Ig CAO

.

.

40
Bảng 7P. Hiệu suẩt xử lý PCBs với mẫu dầu trên chất mang tẩm
hỗn hợp đồng và niken + CAO 41
PHỤ LỤC ÀNH 42
iv
CÁC CHỮ VIÉT TÁT
BA Khoáng sét biến tính kiềm
BENT. Khoáng sét bentonit
CAO Hỗn hợp oxit kim loại kiềm thổ
GC/ECD Sắc ký khí detectơ cộng kết điện tử
GC/MS Sắc ký khí khối phổ
IUPAC International Union of Pure and Applied Chemists
MONT Khoáng sét montmorillonit
PCBs Polyclobiphenyl
MỞĐẲU
Polyclobiphenyl (PCBs) là một hỗn hợp chất cơ clo được sử dụng làm vật
liệu điện môi trong dầu biến thế, làm chất pha chế dầu thủy lực trong thiết bị khai
thác mỏ, làm chất dẻo hóa, và chất cho vào mực in. PCBs có khả nãng gây ung thư
và hàng loạt ảnh hưởng khác ở sinh vật, bao gồm ảnh hưởng đến hệ thần kinh, hệ
miễn dịch, hệ nội tiết, hệ sinh dục. Ngoài ra, PCBs là chất rất khó phân hủy bằng
sinh, lý hóa học. Vì vậy từ năm 1979, việc sản xuất PCBs đã hoàn toàn bị cấm trên

toàn thế giới [9,12].
Tuy nhiên, hiện nay trên thế giới cũng như ở Việt Nam vẫn còn tồn lưu một
lượng lớn PCBs trong các loại dầu biến thế, sơn, dung môi chế tạo mực in Việt
Nam, những năm trước ước tính đã nhập khẩu khoảng 30.000 tấn dầu biến thế từ
Rumani, Trung Quốc, Liên Xô. Hầu như toàn bộ lượng dầu này chưa được kiểm
soát và xử lý theo tiêu chuẩn chất thải nguy hại [3]. Đây chính là nguồn gây ô
nhiễm chất hữu cơ khó phân hủy rất lớn ở nước ta.
Đã có nhiều công trình nghiên cứu xử lý PCBs, tuy nhiên ở Việt Nam, việc
nghiên cứu xử lý PCBs còn chưa nhiều. Vì vậy, chúng tôi đã chọn đề tài: “Nghiên
cứu phương pháp xử lý polyclobiphenyl (PCBs) trong dầu biển thế phế thải” với
hy vọng kết quả nghiên cứu sẽ góp phần nhỏ vào công việc xử lý PCBs nói riêng,
cũng như xử lý các chất cơ clo nói chung ở Việt Nam.
• Mục tiêu của đề tài
- Nghiên cứu phương pháp hóa nhiệt xúc tác để xử lý PCBs, trong đó nghiên
cứu có sử dụng chất mang xúc tác và PCBs.
- Khảo sát xử lý PCBs với các tỷ lệ chất phản ứng và chất xúc tác khác nhau, ở
các điều kiện nhiệt độ lò nung và thời gian phản ứng khác nhau. Từ đó tìm ra
các điều kiện xử lý PCBs cỏ hiệu quả nhất.
- Đề xuất các hướng nghiên cứu tiếp theo để có thể đưa vào áp dụng trong
thực tế một phương pháp xử lý PCBs hoàn thiện.
• Ý nghĩa thực tiễn và khoa học của đề tài nghiên cứu
- Đề tài thực hiện các nghiên cứu bước đầu dùng phương pháp hóa nhiệt xúc
tác để xử lý PCBs. Hướng nghiên cứu của đề tài là tập trung tìm kiếm, sử
CHƯƠNG 1.
TỔNG QUAN
1.1. GIỚI THIỆU VÈ PCBs
ỉ .1.1. Định nghĩa
PCBs là hỗn hợp chất hữu cơ thơm, cỏ cấu tạo gồm 2 vòng benzen liên kết
với nhau bằng một liên kết carbon-carbon duy nhất, trong đó các hydro trong nhân
benzen được thế bằng nguyên tử clo ở các mức độ khác nhau [1], PCBs được điều

chế từ Diphenyl bằng phương pháp clo hóa trực tiếp với xúc tác FeCI3 . PCBs cũng
được hình thành trong xử lý chất thải.
1.1.2. Cấu tạo, thành phần và tính chất
Ll.2.1. Cấu tạo
Công thức phân tử: Ci2H10.nCl„ với n = l-ỉ-10.
Công thức cấu tạo tổng quát của PCBs như trên Hình 1.
Hình 1. Cổng thức cẩu tạo tổng quát của PCBs
Do có sự khác nhau về số nguyên tử clo trong phân tử nên nhóm các hợp chất
PCBs có 10 đồng đẳng khác nhau. Mỗi loại đồng đẳng lại có một số xác định các
đồng phân. Các đồng phân PCBs có cùng số nguyên tử clo nhưng thế ở các vị tri
khác nhau trong các vòng benzen. Các vị trí 2, 2’, 6, 6’ là vị trí octo, vị trí 3, 3’, 5,
5 ’ là vị trí meta và vị trí 4, 4’ là vị trí para. Hai vòng benzen trong phân tử PCBs có
thể quay quanh cầu nối liên kết giữa chúng. Khi hai vòng benzen ở cùng một mặt
phăng, PCBs được gọi là PCBs đồng phẳng. Độ đồng phẳng phụ thuộc nhiều vào số
nguyên tử C1 ở vị trí octo. Sự thay thế các nguyên tử H ở vị trí octo bằng các
nguyên tử C1 sẽ làm cho vòng benzen quay khỏi vị trí ban đầu. Vòng benzen có thể
quay một góc 90° so với vòng benzen còn lại.
Năm 1980, các chất trong họ PCBs đã được Ballschmiter và Zell sắp xếp,
phân loại theo số thử tự từ 1 đến 209, theo quy tắc IUPAC.
1.1.2.2. Tính chất của PCBs
PCBs tan ít trong nước, có điện trở lớn, hằng số điện môi cao. PCBs có áp
suất hơi thấp ở nhiệt độ thường. PCBs có tính bền nhiệt cao, bền vững với cả các
axit, bazơ, cũng như bền khi ở các điều kiện oxi hóa và thủy phân trong sản xuất
công nghiệp. Do có tính bền nhiệt rất cao nên PCBs được ứng dụng làm chất sản
xuất điện môi, làm chất pha chế dầu thủy lực trong thiết bị khai thác mỏ, làm chất
dẻo hóa và dung môi trong công nghiệp hóa dẻo và mực in.
Trong đất, PCĐs bị phân hủy thành nhiều sản phẩm khác nhau, chủ yếu là
sản phẩm đề clo hóa và hidroxyl hóa. PCBs được xếp vào hợp chất ô nhiễm chứa
clo có độc tính cao. PCBs có thể bị oxy hóa tạo thành các hợp chất vô cùng độc hại
khác như Dioxin hoặc các hợp chất Furan.

Ngoài ra, PCBs là chất có khả năng tích lũy trong cơ thể sinh vật. Do đó
PCBs có tiềm năng phát tán tầm xa trong môi trường do sự di chuyển của sinh vật
xuyên biên giới.
1.1.3. Độc tính của PCBs [3]
Trong quá trình nghiên cứu về PCDD (polyclodibenzo-p-dioxin), PCDF
(polyclodibenzo-p-fìiran), các nghiên cứu cấu trúc của các PCBs trong cùng nhóm
và sự giống nhau về cấu trúc của PCBs với 2,3,7,8-TCDD (2,3,7,8-
Tetrachlorodibenzo-p-dioxin: chất độc nhất trong nhóm chất dioxin) cùng được
nghiên cứu. Trên thực tế, khoảng 50 - 70 PCBs được phát hiện ở nồng độ cao trong
các mẫu môi trường. Các nghiên cứu về cấu trúc các chất này cho thấy, chỉ có các
PCBs chứa các nguyên tử C1 ở vị trí meta và para mới gây hậu quả giống 2,3,7,8 -
TCDD. Ví dụ các đồng đẳng PCBs para như: 3,3\4,4’-Tetrachlorobiphenyl;
s ^ ’^ ’^ ’-pentachlorobiphenyl; 3,3’,4,4’,5,5’-hexachlorobiphenyl là một số PCBs
chứa nguyên tử C1 ở vị trí para và meta (Hình 2).
3,3'4,4'-Tetrachlơrobiphenyl
3,3'4,4 ',5 '-Pentach lorob iphenyl
Cl C1
3,3'4,4',5,5'-Hexach]o rob ip heny l
Hình 2. Công thức cấu tạo của một số PCBs chứa nguyên tử Cl
ở vị trípara và meía
Các ảnh hưởng độc giống 2,3,7,8-TCDD được quan sát rõ nhất ở PCBs khi
PCBs không có nguyên tử C1 ở vị trí octo, hai hoặc ba nguyên tử C1 ờ vị trí meta và
para. Khi có thêm một nguyên tử C1 ở vị trí octo, ảnh hưởng độc của PCBs giảm rõ
rệt. Trong một số nghiên cứu, các di-octo PCBs giảm khoảng 4-6 lần ảnh hưởng độc
giống 2,3,7,8-TCDD so với trước khi thay thế C1 vào vị trí octo.
Mặc dù PCBs không thể hiện tính độc ngay tức khắc nhưng khi bị nhiễm ở
liều lượng 0,2 -I- 0,5g PCBs/kg, bệnh nhân có thể bị xám da, hỏng mắt, nổi mụn
PCĐs có khả năng gây ung thư và hàng loạt ảnh hường khác ở sinh vật, bao
gồm ảnh hưởng đến hệ thần kinh, hệ miễn dịch, hệ nội tiết, hệ sinh dục. Các nghiên
cứu trên động vật góp phần quan trọng trong nghiên cứu ảnh hưởng của PCBs đến

con người. Mỗi chất trong họ PCBs có độc tính khác nhau. Nhiễm độc ở mức độ
cao và cấp tính sẽ bị bỏng da, trầy da, thay đổi cấu trúc của da và móng tay, thay đổi
chức năng gan và hệ thống miễn dịch, ảnh hưởng đến hệ hô hấp gây đau đầu, suy
nhược thần kinh, hoa mắt, mất trí nhớ, hoảng loạn và bất lực. Nhiễm độc mãn tính
với nồng độ PCBs dù nhỏ cũng dẫn đến phá hủy gan, rối loạn sinh sàn và đặc biệt là
biến đổi gen gây hàng loạt bệnh nguy hiểm như ung thư, quái thai, dị dạng và
những vấn đề khác ảnh hưởng đến môi sinh, môi trường.
Một số PCBs có độc tính cao đã được WHO nghiên cửu, phân loại mức độ
độc. Theo tài liệu của WHO và ý kiến của nhiều chuyên gia đã xếp ra 14 loại PCBs
có độc tính cao nhất gồm: PCB 77, PCB 81, PCB 105, PCB 114, PCB 118, PCB
123, PCB 126, PCB 156, PCB 157, PCB 167, PCB 169, PCB 170, PCB 180, PCB
189. Tất cả 14 hợp chất nêu trên đều có cấu trúc tương tự PCDD và PCDF, khó
phân hủy, xâm nhập và tích tụ theo chuỗi thức ăn, và đều gây hậu quả giống Dioxin.
1.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ PCBs
1.2.1. Một số quy định về xử lý PCBs [1]
Hiệp định Stockholm đã đưa ra các quy định về PCBs đối với các bên tham
gia và các yêu cầu có liên quan đến xử lý chất thải ô nhiễm có bản chất hóa học hữu
cơ bền vững.
• Đối vói các bên tham gia
Thực hiện các hành động với mục đích loại trừ việc sử dụng PCBs trong các
thiết bị (ví dụ máy biến thế, tụ điện hoặc các thiết bị dự trữ chất lỏng) vào năm
2025, dưới sự kiểm duyệt của Hội nghị các bên, theo các cấp ưu tiên dưới đây:
- Quyết tâm nỗ lực để nhận dạng, dán nhãn và chấm dứt sử dụng các thiết bị
có chứa hơn 10 % PCBs và có thể tích lớn hom 5 lít.
- Quyết tâm nỗ lực để nhận dạng, dán nhãn và chấm dứt sử dụng các thiết bị
có chứa hơn 0,05 % PCBs và có thể tích lớn hơn 5 lít.
- Cố gắng xác định và chấm dứt sử dụng các thiết bị có chửa hơn 0,005%
PCBs và thể tích lớn hơn 5 lít.
Nhất quán với các ưu tiên ở mục (a), đẩy mạnh các biện pháp dưới đây nhằm
giảm khả năng gây nhiễm và rủi ro để kiểm soát việc sử dụng PCBs:

- Chỉ sử dụng các thiết bị còn nguyên vẹn và không bị rò ri và chỉ sử dụng ở
những khu vực có khả năng giảm thiểu và phục hồi nhanh chóng rủi ro phát
thải ra môi trường.
- Không sử dụng các thiết bị ở các khu vực có liên quan đến sản xuất hoặc chế
biến lương thực thực phẩm.
- Khi sử dụng các thiết bị ở khu vực có người ở, kể cả trường học và bệnh
viện, thì áp dụng mọi biện pháp phù hợp để bảo vệ những khu vực đó tránh
khỏi các sự cố điện có thể gây ra hoả hoạn, đồng thời thường xuyên kiểm tra
rò ri thiết bị.
Đảm bảo không xuất hoặc nhập khẩu các thiết bị cỏ chứa PCBs như được mô
tả ở mục (a), bất kể những gì đã được quy định ở mục 2 của Điều 3, nhưng trừ
trường hợp xuất và nhập khẩu vì các mục đích quản lý chất thài một cách hợp lý về
môi trường.
Không được phép thu hồi các chất lỏng có hàm lượng PCBs trên 0,005 % để
phục vụ mục đích tái sử dụng cho các thiết bị khác, trừ phi dành cho các hoạt động
bảơ dưỡng và dịch vụ.
Quyết tâm nỗ lực nhằm đạt được sự quản lý hợp lý về môi trường đối với các
chất lỏng có chứa PCBs và các thiết bị nhiễm PCBs với hàm lượng trên 0,005% như
theo quy định tại mục 1 của Điều 6 càng sớm càng tốt, nhưng chậm nhất là vào năm
2028, dưới sự kiểm duyệt của Hội nghị các bên.
Cố gắng xác định các vật phẩm khác có chứa hơn 0,005 % PCBs (ví dụ, lớp
bảo vệ cáp, các vật được sơn hay trám bít bằng cao su lưu hoá) và quản lý chúng
theo quy định ở Đoạn 1 của Điều 6, thay cho ghi chú (ii) trong Phần I của Phụ lục
này.
Lập báo cáo tiến độ của việc loại trừ PCBs 5 năm một lần và gửi đến Hội
nghị các Bên chiểu theo Điều 15.
Các báo cáo được mô tả trong mục (g) sẽ được xem xét bời Hội nghị các Bên
tại các cuộc kiểm duyệt liên quan đến PCBs của Hội nghị các bên nếu thích hợp.
Hội nghị các bên sẽ kiểm tra tiến độ thực hiện việc loại trừ PCBs, sau các khoảng
thời gian 5 năm, hoặc vào thời gian khác nếu thích hợp, có xem xét đến những báo

cáo nói trên.
• Đổi vói các phương pháp xử lý
- Những chất hữu cơ bền vững đó phải được chuyển hóa m ột chiều, không
thuận nghịch.
- Quá trình thải bỏ không dẫn đến sự hoàn nguyên, tái chế, phục hồi, tái sử
dụng trực tiếp hoặc gián tiếp.
- PCDDs/Fs không được tạo thành trong chu trình xử lý.
- Hiệu quả phân hủy là 100% bao gồm tất cả những chất đầu vào và những
chất có thể được giải phóng ra.
- Tât cả những nhánh của chu trình phải được đặt dưới chế độ kiếm tra và tái
xử lý nghiêm ngặt nhất có thể.
- Không tạo ra các chất không kiểm soát được.
1.2.2. Các phương pháp xử lý PCBs [3, 7]
Nguyên lý cơ bản xử lý PCBs trong dầu thải biến thế phế thải:
Năm 1850, nhà bác học người Pháp Aldolphe Wurtz đã phát minh ra rằng
natri kim loại có khả năng phản ứng hết sức mạnh mẽ với các ankyl halogen (R-X)
tạo thành aliphatic cacbon hydro no, muối natri halogen (NaX) và toả ra một khối
lượng nhiệt lớn (Q), theo phản ứng sau [3]:
R-X + R-X + 2Na R-R + 2NaX + Q
Trong đó, R: gốc ankyl; X=C1, Br, F; Q: nhiệt lượng tỏa ra của phản ứng.
Trên cơ sở phản ứng của Aldolphe Wurtz, năm 1860, Fitfig đã mở rộng ra
ràng, các hợp chất cacbonhydro thơm có chứa halogen cũng phản ứng mạnh mẽ với
natri kim loại, theo phản ứng mới dưới đây [3]:
R-X + Ar-X + 2Na -» R-Ar + 2Na
Trong đó, Ar là họp chất hydro cacbon thơm.
Dioxin, fiiran, PCBs là những hợp chất cacbonhydro thơm chứa halogen. Vì
thế, các hợp chất này có thể xừ lý một cách hữu hiệu bằng phương pháp này.
Hiện nay có một số phương pháp chính xử lý PCBs sau [7]:
- Khử hoả học pha khí
- Khử xúc tác clo kiềm

- Kỹ thuật solvat hoá điện từ
- Quá trình khử muối
- Điện hoá
- Quá trình oxy hoá nước tiêu chuẩn cao
- Muối nóng chảy
- Xúc tác hydro hoá
- Kim loại nóng chảy
- Thiêu huỷ bằng đốt, nhiệt phân và nhiệt điện cao tần
- Khử độc bằng hơi nước
- Phương pháp thuỷ tinh hoá tại chỗ
- Phương pháp natri kim loại.
Trong đó, phương pháp thiêu đốt đã được nghiên cứu nhiều nhất và cũng là
phương pháp đang được ứng dụng ở nhiều nước, đặc biệt là các nước công nghiệp
phát triển như Mỹ, Canada, Pháp
Thiêu huỷ bằng đốt là quá trình đốt cháy các vật liệu phế thải ở nhiệt độ cao.
Neu thiêu huỷ bằng đốt được thiết kế và hoạt động chuẩn xác, các hợp chất cơ clo
sẽ được chuyển hoá hoàn toàn thành c O 2, nước và khí H Cl. Với nhiệt độ vận
hành trên 1200°c, thời gian 2 giây, quá trình đốt cháy hoàn toàn sẽ đạt tới hiệu
suất phân huỷ 99,9999% đối với bất kỳ chất hữu cơ nào, ngoại trừ fluorocarbon.
Hiện tại việc xử lý PCBs và các hợp chất tương tự PCBs chủ yếu bằng
phương pháp thiêu đốt ở nhiệt độ cao > 1200°c với các thiết bị hiện đại để khống
chế các thông số đốt, đặc biệt để kiểm soát xem liệu các chất thải có chứa các chất
độc hại khác như đioxin, íìiran hay không? Tuy nhiên chi phí cho phương pháp
này rất đắt nên hầu hết các nước đang phát triển không đủ khả năng sử dụng
phương pháp này, chỉ có các nước công nghiệp phát triển như Mỹ và Tây Âu có
các thiết bị hiện đại đạt tiêu chuẩn.
1.3. BENT VÀ PHẢN ỨNG x ú c TÁC
1.3.1. Giới thiệu về BENT
BENT (bentonit) là một loại khoáng sét tự nhiên có thành phần chính là
montmorillonit (MONT). Công thức đom giản nhất của MONT là

Al2O3.4SiO2.nH2O, công thức này ứng với nửa tế bào cấu trúc. Công thức cho một
đơn vị cấu trúc lý tưởng của MONT là (OH^ALíSigC^o-nrt^O. Tuy nhiên do sự thay
thế đồng hình của Si4+ trong tứ diện S1O4 bởi các ion kim loại Al3+, Fe3+, Fe2+,
Mg2+ hoặc Al3+ trong bát diện A106 bị thay thế đã làm thay đổi thành phần của
MONT [14]. Kết quả nghiên cứu đã cho thấy trong thành phần của MONT chứa
thêm các nguyên tô Fe, Zn, Mg, Na, K Còn tỷ lệ AI2O3 : S1O2 nằm trong khoảng
tò 1:2 đến 1:4 [4].
Trong BENT, ngoài thành phân chính là MONT còn chứa một số khoáng sét
khác như saponit - Al203[Mg0 ]4Si02.nH20 ; nontronỉt - Al203[Fe203]4Si02.nH20 ;
beidellit — Al2O3.3SiO2.nH2O; kaolinit; clorit; mica và một số khoáng phi sét khác
như canxit, pirit, manhetit, biotit , các muối kiềm và các chất hữu cơ [4].
Tính chất và cấu trúc của MONT phụ thuộc rất nhiều vào thành phẩn hóa
học, nên phải xác minh thành phàn BENT để định hướng cho việc biến tính sử dụng
vào các mục đích công việc khác nhau.
1.3.1.1. Cẩu trúc tính thể và thành phần hóa học của MONT
MONT là aluminosilicat tự nhiên thuộc nhóm có cấu trúc lớp 2:1, phân
nhóm điocta. Tinh thể của MONT được tạo nên từ hai mạng tứ diện liên kết với một
mạng bát diện xen giữa tạo nên một lớp cấu trúc. Xen giữa các lớp cấu trúc là các
cation trao đổi và nước hấp phụ (Hình 3) [14].
Lớp tứ diệa
Lớp bát diệa
Lớp tứ diệa
® H o \ Khoảag trống
o Al^c^Mg.LL
« OH
♦ o
© Li,Na.Rb,Cs
Hình 3. Cấu trúc cùa BENT
Như trên Hĩnh 3 có thể thấy các lớp cấu trúc được sắp xếp song song với mặt
phẳng tạo bởi trục a và trục b. Các lớp cấu trúc xếp chồng lên nhau theo hướng trục.

Ngăn cách giữa các lớp cấu trúc là các cation và nước hấp phụ. Toàn bộ hệ thống
trên tạo nên mạng lưới không gian ba chiều cùa tinh thể MONT.
Mỗi lớp cấu trúc của MONT có chiều dày là 9,6A° và chiều dày sẽ là 15A°
khi tính cà lớp cation trao đổi và nước hấp phụ [11], Chiều dày của lớp cation trao
-10-
đôi và nước hâp phụ không cố định mà thay đổi phụ thuộc vào bản chất của cation
trao đôi và lượng nước hâp phụ. Lượng nước càng lớn thì chiều dày càng dày.
Trong tự nhiên, cấu trúc của MONT không lý tưởng như đã được trình bày ở
trên, mà thường xảy ra sự thay thế đồng hình giữa các cation. Người ta thường gặp
chủ yêu sự thay thế cation Al3+ bằng cation Mg2+ ở trong mạng bát diện, còn ở trong
mạng tứ diện một phần không lớn cation Si4+ bị thay thế bằng các cation Al3+ và
Fe3 . Các tác giả [10,13] đã các định được lượng Al3+ có thể thay thế trong mạng tứ
diện lớn nhất khoảng 15%. Do sự thay thế Cation đó nên nó làm xuất hiện điện tích
âm trong mạng lưới. Để trung hòa điện tích âm trong mạng lưới của MONT, thì
giữa các lớp cấu trúc phải có các cation. Các cation này thường hay gặp là Na+, K+,
Ca2+, Mg2+, Fe2+, Li+ Các cation này bị hidrat hóa bởi các phân tử nước giữa hai
lớp cấu trúc.
Trong mạng bát diện chủ yếu xảy ra sự thay thế đồng hình của Al3+ bằng
Mg2+ với tỷ lệ Mg: AI trong mạng khoảng 1: (4 đến 5), còn trong tứ diện sự thay thế
đồng hình xảy ra rất ít, nên tỳ lệ Al: Si trong mạng khoảng 1: (15 đến 30). Do đó
điện tích âm thu được khi thay thế cation phân bố sâu trong lớp cấu trúc [2].
1.3.1.2. Các tính chẩt của BENT [5]
• Tính chất trao đổi ion
Như đã nêu ra ở trên, vì trong mạng cấu trúc của MONT thường xảy ra sự
thay thế đồng hình của các cation. Sự thay thế các cation có hóa trị cao bởi cation
có hóa trị thấp hơn gây ra sự thiếu hụt điện tích dương trong cấu trúc bát diện và tứ
diện. Kết quả là xuất hiện các điện tích âm trên bề mặt phiến sét. Đối với BENT, sự
thay thế đồng hình chủ yếu xảy ra trong lớp bát diện giữa hai lớp tứ diện của phiến
sét. Liên kết của các cation với bề mặt phiến sét là tucrng đối yếu, vì vậy các cation
này dễ dàng di chuyển và trao đổi với các cation khác (Hình 4). Khả năng trao đổi

cation của BENT phụ thuộc vào hóa ữị và bán kính cation trao đổi. Thông thường,
các cation có hóa trị nhỏ và bán kính nhỏ dễ bị trao đổi hom.
Ngoài ra do sự gãy vỡ các phiến sét, ở các cạnh bên mới hình thành xuất hiện
một vài nhóm mới của cấu trúc silic mang tính axit yếu hoặc một vài nhóm aluminat
mang tính bazơ yếu. Điện tích trên cạnh mới hình thành phụ thuộc vào pH môi
trường mà nó tồn tại.
-11 -
Dung lượng trao đôi cation CEC (Cation exchange capacity) được định nghĩa
là tông sô cation trao đôi trên một đom vị khối lượng sét, có đơn vị là mili đương
lượng gam (meq) trên lOOg sét khô.
Vị trí trao đổi bên ngoài
r — 1
o
o
ỉ
o
O -
- 5
Vị trí ừao đổi bên trong
Hình 4. Các vị trí trao đồi của BENT [5Ị
Dung lượng trao đổi cation của sét gồm hai phần: dung lượng trao đổi cation
trên bề mặt và dung lượng trao đổi cation bên trong. Dung lượng trao đổi cation trên
bề mặt và dung lượng trao đổi cation bên trong. Dung lượng trao đổi cation trên bề
mặt phiến sét thường có giả trị khoảng 5 - lOmeq, trong khi ở giữa các lớp cấu trúc
vào khoảng 40 - 120meq.
Do khả năng dễ dàng trao đổi ion nên khoáng sét cỏ rất nhiều ứng dụng trong
các lĩnh vực khác nhau. Ví dụ sự trao đổi Ca2+ bằng Na+ đã chuyển hóa BENT canxi
kém trương nờ thành BENT natri có độ trương nở cao, ứng dụng để pha chế dung
dịch khoan gổc nước. Hoặc trao đổi ion kim loại với các amin bậc 4 để tạo thành sét
hữu cơ làm thay đổi tính chất cơ bản của sét từ sét un nước thành sét hữu cơ ưa dầu.

Sét hữu cơ khi đó được sử dụng làm dung dịch khoan gốc dầu, làm phụ gia chế tạo
vật liệu nano composit, làm vật liệu xử lý môi trường.
• Tính chất trương nở
Trương nở là một trong những tính chất đặc chưng của khoáng sét. Khi tiếp
xúc với nước hoặc môi trường không khí ẩm sét bị trương nở, thể tích có thể tăng
lên 15 - 20 lần so với thể tích khô ban đầu Bảng 1. Trong quá trình trương nở, nước
xâm nhập vào và bị giữ lại trong khoảng không gian giữa các phiến sét. Lượng nước
hấp phụ này phụ thuộc rất nhiều vào khả năng hydrat hóa của các cation. Kích
thước hình dạng của các cation giữa các lớp cũng ảnh hưởng đến khả nãng hydrat
hỏa và trương nở sét. Các cation có bán kính hydrat hóa lớn sẽ làm cho khoảng cách
- 12-
giữa hai phiến sét rộng ra, tạo điều kiện cho sự trương nở sét. Bên canh đó, sự liên
kết của các cation kim loại và điện tích trên bề mặt phiến sét cũng ảnh hưởng đến sự
trương nở.
Bảng 1. Đường kỉnh hydrat hóa của một sổ cation kim loại [5]
Cation
Đường
kính ion
(A0)
Đường kính
hydrat hóa
(A*)
Cation
Đường
kính ion
(A°)
Đường kính
hydrat hóa (A°)
Li+
1,56

14,6
Mg2+
1,30 21,6
Na+
1,9
11,2
Ca2+ 1,98
19,2
K+
2,66
7,6
Al3+ 1,00
18,0
n h 4+
2,86
5,0
- -
-
• Tính chất hấp phụ của BENT
Tính chất hấp phụ của BENT được quyết định bởi tính chất bề mặt và cấu
trúc lớp của chúng. Theo tính toán, diện tích bề mặt của BENT vào khoảng 200 -
760m2/g trong khi diện tích bề mặt của cao lanh là vào khoảng 15 - 20mz/g,
silicagel 200 - 800m2/g. Diện tích bề mặt của BENT gồm diện tích bề mặt ngoài và
diện tích bề mặt trong. Diện tích bề mặt trong được xác định bởi khoảng không gian
giữa các lớp trong cấu trúc tinh thể, diện tích bề mặt ngoài phụ thuộc vào kích thước
hạt, hạt càng nhỏ thì diện tích bề mặt ngoài càng lớn, do đó khả năng hấp phụ càng
cao.
• Khả năng mất nước của sét BENT
Khoáng MONT mất nước tự do ở 100°c, mất nước liên kết vật lý ờ 150 -
200°c, mất nước liên kết hóa học ờ 200°c tới 400°c, mất nước tinh thể ở 700°c và

bị phân hủy thành chất vô định hình trong khoảng 735 tới 850°c.
1.3.1.3. Nguồn khoáng sét BENT ở Việt Nam [5]
Việt Nam có nguồn khoáng BENT khá phong phú, phân bổ ở các vùng như
thung lũng sông Ba (Phú Yên), Di Linh (Bào Lộc - Lâm Đồng), cổ Định (Thanh
Hóa).
• Mỏ sét Di Linh
Mỏ sét Di Linh có diện tích phân bố khoảng 2,4 km2 trên cao nguyên Di
Linh có trữ lượng khoảng 20 triệu tấn. Nguồn sét này là sản phẩm phong hóa từ tro,
-13-
tro núi lửa, thủy tinh núi lửa được lắng đọng trong môi trường nước. Sét có màu
xám xanh, xanh lục, vàng phớt xanh hoặc phớt nâu. Thành phần chính sét Di Linh
là MONT canxi với hàm lượng khoảng 35 — 40%, ngoài ra còn chứa các tạp chất
khác như caolỉnit, canxit, dolomit, hydromica, vermiculit. Trữ lượng sét ở mỏ này
khoảng 10 triệu tấn. Dung lượng trao đổi cation trung bình khoảng 10 meq/100g sét
khô. Cation trao đổi chủ yếu là Ca2+ và Mg2+. BENT Di Linh thuộc nhóm BENT
canxi có hệ số trương nở thấp.
• Mỏ sét Tuy Phong-Bỉnh Thuận
BENT Tuy Phong, Bình Thuận thuộc loại BENT natri trương nở. Tổng trữ
lượng có thể khai thác vào khoảng 75 triệu tấn (Nha Mé và thung lũng Vĩnh Hảo).
Hàm lượng MONT natri trong BENT Bình Thuận không cao, chiếm khoảng 12 -
20%, còn lại là tạp chất. Các loại tạp chất chủ yếu là canxit, thạch anh vi tinh thể,
fenspat, cao lanh.
• Mỏ sét Cổ Định
Cổ Định nằm ở huyện Triệu Sơn tỉnh Thanh Hóa. Mỏ sét cổ Định có trữ
lượng khoảng 2 triệu tấn. Thành phần chủ yếu là khoáng MONT. Dung lượng trao
đổi cation của BENT cổ Định không cao, chỉ vào khoảng 9 meq/100g BENT.
1.3.2. Giới thiệu về phản ứng xúc tác
Nhiều quá trình mà ngày nay ta gọi là phản ứng xúc tác được biết đến từ lâu,
ví dụ từ thời trung cổ con người đã biết sản xuất ete bàng cách dùng axit H2SO4 cho
vào rượu:

2ROH + H2SO4 -»• ROR + H20 + H2S 04;
(Trong đó, R là gốc Hydro cacbon của rượu).
hay sản xuất rượu và dấm bàng cách lên men tinh bột Tuy nhiên chỉ đến thế kỷ
19 cùng với sự thâm nhập vào hóa học các phương pháp định lượng người ta mới
chú ý đến một đặc điểm chung của các quá trình này là phản ứng chủ xảy ra với sự
có mặt của một chất không bị tiêu hao hoặc biến đổi hóa học trong quá trình.
Thuật ngữ xúc tác được Berzelius đưa vào khoa học năm 1835 để chỉ hiện
tượng phân li vật chất dưới tác dụng của những chất gọi là chất xúc tác.
Chúng ta có thể hiểu hiện tượng xúc tác là sự thay đổi tốc độ phản ứng hóa
học bằng những chất gọi là chất xúc tác tham gia vào các giai đoạn trung gian của
- 14-
phản ứng theo cơ chê vòng (chu kỳ) nhưng sau phản ứng được bảo toàn về lượng và
bản chất hóa học.
Cách phân loại phản ứng xúc tác đom giản nhất là theo pha phản ứng: phản
ứng xúc tác đồng thể và phản ứng xúc tác dị thể. Phản ứng xúc tác đồng thể là
trường hợp chât phản ứng và chất xúc tác nàm trong cùng một pha, phản ứng xúc
tác dị thể là trường hợp chất xúc tác và chất phản ứng có bề mặt ngăn cách pha. Đối
với phản ứng xúc tác dị thể sự tổ hợp các pha là khá đa dạng. Trường hợp thường
gặp là của chất khí trên chất rắn (ví dụ phản ứng N2 + H2 —» NH3 trên xúc tác sắt),
hoặc chất lỏng trên chất rắn.
Phản ứng xúc tác dị thể xảy ra trên bề mặt phân cách pha, thông thường chất
xúc tác nằm ở pha rắn còn chất phản ứng nàm ở pha lỏng hoặc khí. Trong một số
trường hợp phản ứng vừa xảy ra trên bề mặt vừa ngoài thể tích, ta gọi là phản ứng
đồng dị thể, trong đó phản ứng thường xảy ra theo cơ chế dây chuyền mà bề mặt có
tác dụng kích thích sự tạo thành gốc tự do.
Phản ứng xúc tác dị thể xảy ra trên bề mặt nên nhất thiết phải đi qua các giai
đoạn sau:
- Khuếch tán chất phản ứng từ ngoài thể tích đến bề mặt chất xúc tác
- Hấp thụ chất phản ứng trên bề mặt
- Phản ứng trên bề mặt

- Giải hấp sản phẩm phản ứng khỏi bề mặt
- Khuếch tán sản phẩm từ bề mặt ra ngoài thể tích.
Tuy phản ứng xúc tác dị thể phức tạp, chúng ta có thể chia thành hai loại
khác nhau: phản ứng xúc tác oxi hóa khử và phản ứng xúc tác axit bazơ.
Đối với phản ứng xúc tác dị thể: bản chất của chất mang và xúc tác kim loại
hoặc đa kim loại quyết định khá lớn đến tốc độ của phản ứng. Xúc tác kim loại
thường dùng là kim loại chuyển tiếp có obitan D trống. Trong đề tài chúng tôi sử
dụng xúc tác kim loại là Cu, Ni tẩm trên chất mang BA.
- 15 -
CHƯƠNG 2.
THỰC NGHIỆM
■ ■
2.1. MỤC ĐÍCH VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN cứ u
Đối tượng nghiên cứu là khoáng BENT Di Linh biến tính kiềm (BA), các
xúc tác kim loại Cu, Ni, chất phản ứng CAO và dầu thải biến thế chứa PCBs nồng
độ 418ppm.
Mục đích: nghiên cứu sử dụng khoáng BA làm chất mang, đồng, niken làm
chất xúc tác và chất phản ứng CAO để xử lý PCBs trong dầu thải biến thế. Trên cơ
sở các kết quả thực nghiệm đề xuất hướng xử lý PCBs đạt hiệu quả và phù hợp với
điều kiện nước ta.
2.2. HOÁ CHÁT, DỤNG cụ VÀ THIẾT BỊ
Tất cả các thí nghiệm xử lý và phân tích được thực hiện tại Trung tâm Giáo
dục và Phát triển sắc ký - Đại học Bách khoa Hà Nội, viện Pháp y quân đội.
• Hóa chất
- Các dung môi Toluen, n-Hexan, Diclometan, Axeton cỏ độ tinh khiết HPLC
- Khí N2 tinh khiết 99,999%
- Nước cất 2 lần
- BA: vật liệu được chế tạo từ khoáng BENT Di Linh biến tính kiềm được
cung cấp bởi trung tâm giáo dục và phát triển sắc ký - Đại học Bách khoa Hà
nội.

- Muối Đồng axetat
- Muối Niken axetat
- CAO (hỗn hợp kim loại kiềm thổ) cỡ hạt 0,5 - lmm
- Silicagel tẩm than hoạt tính: Silicagel có kích thước hạt 0,320 - 0,630mm
được xử lý kiềm đặc 3M và đun nhẹ trong 1 giờ, rửa bàng nước đến pH = 7,
nung ở 130°c đến trọng lượng không đổi. Sau đó ừộn với bột than hoạt tính
có kích thước hạt 0,0 lmm theo tỷ lệ C/Si là 5% để dùng cho cột sẳc ký.
• Dụng cụ và thiết bị
- Pipet, bình tam giác, cốc thủy tinh, ống nghiệm, lọ đựng mẫu
-16-
- Cột sắc ký dài 300 mm, đường kính trong 6 mm
- Bông thủy tinh sạch
- Bơm tiêm Hamilton có vạch chia 0,1 (li có dung tích 10 |il và 500 |il
- Cân điện tử độ chính xác 1 O'3 gam
- Giấy lọc băng xanh
- Tủ sấy
- Máy sắc kí khí detectơ cộng kết điện tử (GC/ECD) HP 5 890 c ủa Hewllet
Packard, Mỹ và máy sắc ký khí khối phổ GC/MS của Agilent, Mỹ.
- Ống thạch anh dài 50cm, lò đốt chạy bằng điện, bình khí nitơ sạch (99,9%)
- Bộ đo áp suất khí, bộ cảm biến từ, cale nhiệt
2.3. THựC NGHIỆM
2.3.1. Nghiên cứu thực nghiệm XV lý PCBs
• Sơ đồ thiết bị xử lý PCBs
Sơ đồ thiết bị thực hiện phản ứng xử lý PCBs được thiết kế theo sơ đồ
hình 5.
Hình 5. Sơ đồ thiết bị xử lý PCBs
• Các bước xử lý PCBs
PCBs được xử lý trong thiết bị Hình 5. Lấy 0,5ml dầu biến thế (nồng độ
PCBs 418ppm) trộn với các hỗn hợp cần khảo sát theo các tỷ lệ khác nhau. Cho hỗn
hợp vào ống thạch anh, sau đó cho khí N2 sạch đi qua toàn bộ hệ thống trong vòng

15 phút để đuổi hết khí 0 2; nâng nhiệt độ lò; thời gian phản ứng được khảo sát theo
thực nghiệm. Khí sinh ra của phản ứng được hấp phụ vào hexan. Sau khi phản ứng
kêt thúc, nhiệt độ của lò cho giảm xuống khoảng 80°c, Duy trì dòng khí N2 sạch
qua toàn bộ hệ thống trong vòng 15 phút. Trong quá trình thực hiện xử lý PCBs
luôn giữ nhiệt độ lò ở một nhiệt độ nhất định nhờ bộ cảm ứng từ.
Cơ chế phàn ứng xử lý PCBs dựa vào phương trình phản ứng sau [13]:
CAO + XHC -> CA-X + HC + c + (CO,C02, H2)
Trong đó, X: gốc halogen; HC: gốc hydrocacbon;
Trong quy trình xử lý này, dầu chứa PCBs bị nung nóng cùng với chất mang
là BA và chất phản ứng là CAO. CAO trong quá trình này đóng vai trò là chất phản
ứng lấy nguyên tử C1 ra và tách ra ngoài dưới dạng muối clorua của các kim loại
kiềm thổ. Thành phần hữu cơ của PCBs sẽ bị than hóa thành c. Quá trình xử lý
PCBs có thể sinh ra một số sản phẩm khí khác sẽ được hấp phụ bằng dung dịch
hexan.
Sau khi kết thúc phản ứng chất mang còn lại trong ống thạch anh được đem
đi tách chiết và phân tích sản phẩm còn lại trên chất mang này. Hexan đã hấp phụ
khí của phản ứng cũng được đem đi phân tích bằng GC/ECD và GCMS.
2.3.2. Thực nghiệm tách chất bằng sắc ký cột và phân tích bằng máy GC/ECD
và GC/MS
2.3.2.1. Thực nghiệm tách chất bằng sẳc kỹ cột
• Chuẩn bị cột sắc ký
Cột thủy tinh có khóa điều chỉnh tốc độ dòng được sử dụng để tạo cột sắc ký.
Cột có kích thước dài 300 mm, đường kính trong 6 mm. Cột được nhồi vật liệu 2
gam chất hấp phụ C/Si, theo thứ tự từ dưới lên như sau: bông thủy tinh, 0,5g
Na2S 04, 2g C/Si, 0,5g Na2S04, bông thủy tinh.
- 18-