TOLUEN VÀ ẢNH HƯỞNG MÔI TRƯỜNG – CON NGƯỜI

1
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
Bài tiểu luận:
TOLUEN VÀ ẢNH HƯỞNG MÔI TRƯỜNG – CON NGƯỜI
GVHD : Đào Văn Dũng
SVTH : Phạm Minh Khiêm
Nguyễn Thị Kim Oanh
Nguyễn Văn Lực
Lớp : 11CHP
Nhóm : 08
2
Mục lục
3
Danh mục các bảng
Bảng 1. Một số thông số của toluen.
Bảng 2. Ảnh hưởng toluen tiếp xúc qua đường hô hấp.
4
ĐẶT VẤN ĐỀ
Độc học môi trường là một ngành khoa học nghiên cứu về lượng chất, các tác động bất
lợi của các tác nhân độc lên cơ thể sống. Độc chất là những chất khi xâm nhập vào cơ thể
sống sẽ gây biến đổi sinh lý, sinh hóa phá vỡ cân bằng, dẫn đến gây rối loạn chức năng sống
bình thường và tác động đến trạng thái của một hoặc nhiều cơ quan hay toàn bộ cơ thể.
Trong xã hội ngày nay ta không xa lạ gì với các chất hữu cơ, nó chiếm lĩnh hầu hết các
lĩnh vực của xã hội. Từ những bao bì nilon, giày dép, thuốc bảo vệ thực vật, chất bảo quản
thực phẩm cho đến những công nghệ cao như chất siêu bền, thành phần trong chất bán dẫn…
Có thể nói chất hữu cơ là nhân tố quan trọng thúc đẩy văn minh của xã hội. Tuy nhiên bên
cạnh những mặt tích cực hóa học hữu cơ còn mang đến những mặt tiêu cực. Một trong những
mặt tiêu cực đó là hoá học hữu cơ đã tạo nên một lượng lớn các chất gây độc đến hệ sinh thái
sống, đặc biệt là các dung môi hữu cơ chứa vòng benzene.
Toluen là một trong những nhân tố quan trọng trong đời sống hàng ngày góp phần thúc

đẩy sự phát tiển của xã hội. Toluen vừa là một nguyên liệu rất quan trọng trong công nghiệp,
vừa là một dung môi hữu cơ tốt nhưng nó cũng có những tác động nguy hiểm cho cơ thể
sống và môi trường. Con người vừa là nhân tố gây nên sự ô nhiễm toluen trong môi trường
sống vừa là nạn nhân chủ yếu của nó do thường tiếp xúc trong các lĩnh vực sản xuất. Tuy
nhiên vì tính chất quan trọng của nó mà người ta vẫn còn sử dụng rất nhiều toluen trong các
ngành sản xuất. Sự hiểu biết về tính độc của toluen là cần thiết để có những biện pháp phòng
ngừa trong việc sản xuất và sử dụng toluen sản xuất. Vì vậy trong bài tiểu luận này chúng tôi
chọn toluen để làm đối tượng nghiên cứu, xem xét. Trong nội dung của bài tiểu luận tìm hiểu
một khía cạnh nhỏ về vấn đề độc chất toluen như nguồn gốc của toluen trong môi trường,
độc tính của toluen khi đi vào cơ thể con người - môi trường và một số biện pháp hạn chế,
khắc phục những ảnh hưởng đó, chủ yếu là có một cách tiếp cận vấn đề ở mức độ tổng quan
ban đầu nhằm có cái nhìn rõ ràng hơn về tính độc của toluen để tránh những tác hại do toluen
gây ra do chưa nhận thức rõ ràng tác hại của nó.

5
NỘI DUNG
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ TOLUEN
1.1. Giới thiệu chung
Toluen được phát hiện bởi P.s.pelletie và P. Walter vào năm 1037 khi hai ông điều chế
khí than từ nhựa thông.
Tên toluen bắt nguồn từ tên toluol, viết tắt “TOL” – nhựa cây balsam ở vùng Nam Mỹ.
Toluen là hợp chất thuộc dãy đồng đẳng benzene có công thức phân tử là C
7
H
8
, còn gọi
là metyl benzene hay phenyl metan.
Công thức cấu tạo của nó như sau:

1.2. Tính chất vật lý

Toluen là một chất lỏng trong suốt, độ nhớt thấp.
Toluen rất ít tan trong nước, nó có thể tan lẫn hoàn toàn với hầu hết các dung môi hữu
cơ như rượu, ete, xeton…
Toluen là dung môi dễ cháy.
Bảng 1. Một số thông số của toluen
Phân tử gam 92,14 g/mol
Bề ngoài chất lỏng không màu
số CAS [108-88-3]
Thuộc tính
Tỷ trọng và pha 0,8669g/cm³, lỏng
Độ hoà tan trong nước 0,053 g/100 mL (20-25°C)
6
Trong etanol, aceton, hexan, diclomêtan có thể trộn lẫn hoàn toàn
Nhiệt độ nóng chảy −93 °C (180 K)/(-135,4°F)
Nhiệt độ sôi 110.6°C (383,8 K)/ 231.08°F
Nhiệt độ tới hạn 320 °C (593 K)/ 608°F
Độ nhớt 0,590 cP ở 20°C/ 68°F
Mômen lưỡng cực 0,36 D
(Nguồn: Wikipedia).
1.3. Tính chất hóa học
Phân tử toluen gồm hai phần: Vòng benzene và gốc ankyl. Vì vậy tính chất của nó bao
gồm tính thơm của vòng benzen và tính no của gốc. Tuy nhiên tính chất của vòng benzen và
gốc ankyl bị biến đổi do ảnh hưởng tương hổ giữa hai phần đó. Các phản ứng cơ bản của
toluen là phản ứng thế S
E
, cộng ở vòng benzen, phản ứng S
R
, oxi hóa ở gốc metyl.
1.3.1. Phản ứng thế
Nhóm CH

3
là nhóm thế hoạt hóa nhân thơm, thể hiện các hiệu ứng dương (+I, +C, H)
đẩy điện tử vào vòng làm tăng khả năng tham gia phản ứng thế S
E
của vòng benzen, đồng
thời định hướng nhóm thế thứ hai ưu tiên vào vị trí ortho và para so với nhóm thế đính sẵn.
Ví dụ: Phản ứng nitro hóa:
7
1.3.2. Phản ứng cộng
Do liên kết π trong vòng benzen tạo thành hệ liên hợp kín nên bền hơn liên kết π trong
hydrocacbon không no. Vì vậy khả năng tham gia phản ứng cộng kém và không tham gia
phản ứng trùng hợp.
Ví dụ:
• Cộng hydro: C
6
H
5
CH
3
+ 3H
2
C
6
H
11
CH
3
• Cộng halogen:

1.3.3. Phản ứng oxi hóa

Toluen tham gia phản ứng oxi hóa bằng oxi không khí với xúc tác và điều kiện nhiệu độ
thích hợp tạo ra benzaldehit hoặc axit benzoic:
C
6
H
5
CH
3
+ O
2
C
6
H
5
CHO (hoặc C
6
H
5
COOH) + H
2
O
Ngoài ra, toluen còn bị bị KMnO
4
oxi hóa thành kali benzoat, sau đó tiếp tục cho tác
dụng với axit benzoic.

1.4. Ứng dụng của toluen
Toluen là một hyđrocacbon thơm được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp,
thường để thay thế cho benzene:
Toluen được dùng chủ yếu trong các ứng dụng cần khả năng hoà tan và độ bay hơi cao

nhất. Như trong sản xuất nhựa tổng hợp, sơn xe hơi, sơn đồ đạc trong nhà và sơn tàu biển.
8
Toluen có khả năng hoà tan mạnh nên nó được dùng trong sản xuất keo dán và chất kết
dính.
Toluen cũng được dùng làm chất pha loãng và là một thành phần trong chất tẩy rửa,
trong sản xuất benzen và được sử dụng trong sản xuất thuốc nhuộm, dệt may, và nhiều ngành
công nghiệp khác.
9
Trong ngành hóa sinh, người ta dùng toluen để tách hemoglobin từ tế bào hồng cầu.
Toluen còn được ứng dụng trong điều chế TNT
C
7
H
8
+ 3HNO
3
C
7
H
5
(NO
2
)
3
+ 3H
2
O.
(thuốc nổ TNT)
1.5. Tinh chế
Toluen tinh khiết chứa ít hơn 0.01% benzene trong khi đó sản phẩm toluen trong công

nghiệp có thể chứa khoảng đến 25%.
Toluen có thể tinh chế bằng cách sử dụng các hợp chất như CaCl
2
, CaH
2
, CaSO
4
, P
2
O
5
hay natri để tách nước. Ngoài ra, kỹ thuật chưng cất chân không hoặc sử dụng benzophenon
cũng được sử dụng phổ biến.
1.6. Điều chế
Chủ yếu chiết xuất từ nhựa than đá hoặc dầu mỏ bằng phương pháp reforming xúc tác
(chiếm khoảng 87%) hay cracking hơi nước.
1.6.1. Reforming xúc tác
1.6.2. Cracking hơi nước
Quá trình cracking hơi nước là quá trình nhiệt phân các hydrocacbon no từ khí tự nhiên
và các phân đoạn dầu mỏ với sự có mặt của hơi nước.
10
Mục đích chính của quá trình cracking hơi nước là sản xuất etylen, ngoài ra còn thu
được sản phẩm phụ là xăng nhiệt phân từ C5 trở lên, trong đó hàm lượng toluen hầu như
không đổi.
1.6.3. Từ than đá
Ngoài ra chúng còn được điều chế từ ankan, hoặc xicloankan:
CH
3
[CH
2

]
5
CH
3
C
6
H
5
CH
3
Từ benzene: C
6
H
6
+ Cl
2
C
6
H
5
Cl + HCl
C
6
H
5
Cl + CH
3
Cl + 2Na C
7
H

8
+ 2NaCl
Cách khác là: C
6
H
6
+ CH
3
Cl/AlCl
3
C
7
H
8
+ HCl
1.7. Nồng độ cho phép
Theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải công nghiệp QCVN 20:2009 với một số
chất hữu cơ thì nồng độ cho phép tối đa của toluen trong không khí là 750 g/Nm
3
.
11
Chương 2: TÁC HẠI VÀ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CON NGƯỜI VÀ MÔI TRƯỜNG
Toluen gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người và môi trường, mức độ nguy hại của
toluen phụ thuộc vào nồng độ có trong môi trường và tần suất tiếp xúc của con người. Ngoài
ra ảnh hưởng gây ra cũng phụ thuộc vào sức khỏe của một người hoặc tình trạng của môi
trường khi xảy ra phơi nhiễm.
2.1. Ảnh hưởng đến con người
2.1.1. Độc tính chung và khả năng gây hại của toluen
2.1.1.1. Độc tính chung
Cơ quan bị ảnh hưởng của ngộ độc toluen là hệ thống thần kinh trung ương, là một chất

kích thích cho da, dạ dày, thận, gan và tim. Gây hiệu ứng nhẹ là đứng không vững, nhiễm
nặng có thể gây tử vong. Tiếp xúc lâu và trực tiếp với toluen lỏng hoặc hơi gây ung thư.
2.1.1.2. Gây ung thư
Toluen được coi là sự tiếp xúc chủ yếu trong hai ngành nghề, đó là máy in ống đồng
Thụy Điển và sản xuất giày Mỹ. Một nhóm các máy in ống đồng Thụy Điển tiếp xúc chủ yếu
với toluen ít nhất ba tháng cho thấy tăng tỷ lệ tử vong và tỷ lệ bệnh đường hô hấp, dạ dày và
ung thư trực tràng.
Nghiên cứu thứ hai liên quan đến một nhóm gồm 7814 công nhân giày sản xuất tại Hoa
Kỳ. Các công nhân đã tiếp xúc với dung môi và dung môi nhựa - chất kết dính chủ yếu là với
toluen. Tỷ lệ ung thư phổi đã tăng lên đáng kể, đặc biệt ở những người hút thuốc lá.
2.1.1.3. Độc tính sinh sản và phát triển
Việc hít phải toluen ở phụ nữ mang thai do dùng các sản phẩm như sơn, chất pha loãng
sơn và chất kết dính trong mỹ phẩm đã khuyến cáo có một số tác dụng phụ cho kết quả sinh
sản. Nghiên cứu đó cho rằng họ có thể sinh non, con bị dị tật bẩm sinh trên mặt, chân tay,
tim,thận và dị tật hệ thần kinh. Một số nghiên cứu khác đã báo cáo những kết quả sinh sản ở
phụ nữ tiếp xúc với toluen. Trong sáu nghiên cứu đó, hiệp hội cho thấy có một trường hợp
sẩy thai tự nhiên, ba trường hợp giảm khả năng sinh sản và hai trường hợp dị tật bẩm sinh.
Các nghiên cứu về sẩy thai tự nhiên cung cấp bằng chứng thuyết phục nhất cho thấy tác hại
của toluen khi tiếp xúc. Nhìn chung, dữ liệu hiện tại cung cấp bằng chứng thuyết phục rằng
toluen gây ảnh hưởng sinh sản cho con người nhưng rất ít dữ liệu được tìm thấy liên quan
12
đến những tác động của toluen đối với sinh sản ở nam giới. Một trường hợp duy nhất liên
quan đến một người đàn ông 28 tuổi người kinh niên lạm dụng toluen trong 10 năm cho thấy
tình trạng tiếp xúc lâu với toluen có thể gây teo tinh hoàn và làm giảm sinh tinh, thoái hóa
của các tế bào Sertoli và spermatogonia. Trong liên minh châu âu (EU) thì toluen được phân
loại là độc hại đối với sinh sản loại 3. Điều này đòi hỏi việc sử dụng nguy cơ cụm từ R63
(nguy cơ có thể gây hại cho thai nhi).
2.1.2. Các con đường đi vào cơ thể và tác hại
2.1.2.1. Các con đường đi vào cơ thể
Các tuyến đường chính tiếp xúc với toluen là qua đường hô hấp ví dụ như hơi nước có

trong môi trường không khí xung quanh, hút thuốc lá, sử dụng và lạm dụng các dung môi tẩy
rửa trong gia đình. Nuốt phải (nước hoặc thực phẩm bị ô nhiễm) và tiếp xúc với da (sử dụng
nhiên liệu, dung môi và mỹ phẩm) những tuyến đường ít phổ biến tiếp xúc với toluen.
Toluen đã được phát hiện trong nước uống, nước giếng và nước thô. Tuy nhiên, tiếp xúc
với toluen qua nước uống là rất ít, ngoại trừ trong trường hợp nặng do ô nhiễm bất thường
xảy ra. Các cá nhân có thể tiếp xúc với toluen tại nơi làm việc như sản xuất giày, máy in
hoặc nhà máy sản xuất toluen.
2.1.2.2. Tác hại khi vào cơ thể
Hít phải toluen gây kích thích mũi, cổ họng và đường hô hấp như co thắt phế quản và
phù phổi. Nhiễm độc hệ thần kinh trung ương là hưng phấn, ảo giác sau mất điều hòa, chóng
mặt, buồn ngủ, nói lắp, tầm nhìn bị mờ, run, co giật, hôn mê và trong trường hợp nặng, có
thể bị tử vong. Tác dụng tim mạch bao gồm nhịp tim không ổn định, nhồi máu cơ tim cũng
được báo cáo ở người sau khi hít phải toluen. Lạm dụng toluen gây ra tình trạng thiếu oxy
trong trạng thái mê man và dẫn đễn chết. Báo cáo cho thấy nếu nồng độ toluen khoảng 750 -
5625 mg/m
-3
trong các thiết bị trong công nghiệp gây mất cảm giác hệ trung tâm thần kinh
hoặc trầm cảm. Tiếp xúc với nồng độ toluen rất cao (≥ 37500 mg/m
-3
) trong tai nạn công
nghiệp làm trung tâm hệ thần kinh bị liệt trở nên vô thức, co giật và hôn mê.
13
14
Bảng 2. Ảnh hưởng toluen tiếp xúc qua đường hô hấp
Nồng độ
(ppm)
Nồng độ
(g/m
-3
)

Dấu hiệu triệu chứng
50-100 188-375 Khiến nạn nhân mệt mỏi, buồn ngủ, đau đầu nhẹ,
đau cổ họng và kích ứng mắt, thời gian tiếp xúc
kéo dài gây bất tỉnh.
200 750 Một số chức năng nhận thức bị suy yếu, đau đầu
nhẹ, chóng mặt, cảm giác nhiễm độc, mệt mỏi,
nói chung nhầm lẫn và mất ngủ, kích ứng mắt và
cổ họng.
400 1500 Chảy nước mắt, mờ mắt, rối loạn hệ thần kinh
trung ương.
500-600 1875-2250 Chán ăn, buồn nôn, căng thẳng, mất trí nhớ tạm
thời, mệt mỏi, giảm khả năng hoạt động của cơ
thể.
1500 5625 Yếu ớt cùng cực.
4000 15000 Giảm nhanh khả năng hoạt động của cơ thể, cơ
thể suy yếu. Tiếp xúc của 1 giờ hoặc còn có thể
dẫn đến trạng thái mê man và có thể tử vong.
>10000 >30000 Ban đầu rơi vào tình trạng mê man trong vòng vài
phút; tiếp xúc lâu có thể gây chết người.
(Nguồn: internet)
Nuốt phải toluen gây ngộ độc cấp tính nghiêm trọng giống như là hít phải toluen. Tác
hại sau khi uống bao gồm kích thích hầu họng và dạ dày với triệu chứng nôn và nôn ra máu.
Một nghiên cứu đã báo cáo có trường hợp đau bụng, viêm dạ dày xuất huyết và tê liệt hệ thần
kinh trung ương sau khi uống phải một lượng sơn có chứa toluen. Các báo cáo khác thấy sau
khi uống toluen có triệu chứng bao gồm nhịp tim chậm, hoại tử cơ tim, gan và hoại tử ống
thận. Nếu uống khoảng chừng 60ml toluen thì sau 30 phút thì hệ thần kinh bị tê liệt và chết.
15
Nghiên cứu trong một nhóm chuột, những con chuột được cho uống toluen bằng ống ở
liều lượng 0; 312; 625; 1250; 2500 mg/ngày trong 10 tuần, mỗi tuần 5 ngày thì tất cả các con
chuột uống lượng 2500 mg/ngày và 40% những con chuột uống lượng 1250 mg/ngày chết

trong tuần đầu tiên. Quan sát thấy không có tác dụng phụ nào ở những con chuột tiếp xúc với
312 mg/ngày. Nhóm chuột uống 625mg/ngày thì mất điều hòa, chảy nước mắt, nước bọt và
cơ thể run rẩy.
Da và mắt:
Toluen là chất béo hòa tan, do đó nó có thể gây kích ứng và tổn thương da thông qua
mô mỡ. Sau khi tiếp xúc sơn kéo dài có thể bị bỏng toluen. Tiếp xúc với hơi toluen ở nồng độ
lớn hơn 750mg/m
-3
có thể gây kích ứng mắt và chảy nước mắt ở nồng độ 1500 mg /m
-3
.
Những công nhân vô tình văng toluen vào mắt thì kích thích kết mạc và giác mạc.
2.2. Ảnh hưởng đến môi trường
2.2.1. Nguồn gốc phát sinh
Phần lớn các toluen thải vào không khí từ các nguồn như: khí thải xe và sự cố tràn dầu.
Toluen cũng được thải vào môi trường trong quá trình sản xuất, vận chuyển, sử dụng và xử lý
nó. Nồng độ toluen được phát hiện trong không khí nông thôn và thành thị trung bình tương
ứng là 1,3 và 10,8 mg/m
3
. Toluen không tồn tại trong môi trường, nó bị phân hủy trong khí
quyển bằng phản ứng với các gốc hydroxyl và cũng có thể bị suy giảm trong đất do vi khuẩn.
Mức độ ô nhiễm toluen ở không khí trong nhà thường cao hơn (31,5 mg/m
3
) so với mức độ
ngoài trời do khói thuốc lá và việc sử dụng các sản phẩm gia dụng chứa toluen (ví dụ như
sơn, chất kết dính và chất pha loãng).
Toluen trong môi trường không khí, không phải là chất ô nhiễm sơ cấp mà là chất ô
nhiễm thứ cấp. Toluen có thể góp phần vào sự hình thành khói mù quang hóa khi nó phản
ứng với carbon hữu cơ dễ bay hơi khác có trong không khí.
2.3. Những đề phòng khi tiếp xúc với toluen

2.3.1. Đề phòng cá nhân
Khi tiếp xúc với toluen cần đeo kính bảo vệ, mặc áo dài tay chịu hóa chất.
Nơi có nồng độ toluen trong không khí vượt quá giới hạn đưa ra trong tiêu chuẩn và
làm việc thường xuyên với máy móc cần đeo loại mặt nạ phòng độc để ngăn sự hít phải hơi
độc quá nồng độ giới hạn.
16
2.3.2. Nguy hiểm cháy nổ
2.3.2.1. Nguy hiểm chung
Là chất lỏng dễ cháy, nó có thể bay hơi và tạo thành hỗn hợp nổ trong giới hạn nổ hay ở
nhiệt độ cao hơn độ chớp cháy nêu ở trên.
Những thùng rỗng đã sử dụng còn sót lại (chất lỏng hoặc hơi toluen) cũng có thể gây
nguy hiểm. Nếu tăng áp suất, cắt, hàn, khoan, cọ sát hoặc làm nóng các thùng sẽ gây ra cháy,
phát lửa, tích điện và nổ. Chúng còn có thể gây bị thương hoặc chết người. Những thùng
rỗng nên được làm khô ráo hoàn toàn, đậy nắp kín, nếu không sử dụng hủy bỏ đi.
2.3.2.2. Khắc phục cháy nổ
Sử dụng nước phun để làm sạch bề mặt và bảo vệ con người. Cần phải dập tắt tất cả các
nguồn nguyên liệu dễ cháy. Nếu trường hợp thùng bị rò rỉ hoặc bị tràn dùng nước phun để
tẩy sạch hơi (mùi) đi. Tránh phun nước trực tiếp vào kho giữ hàng gây hư hỏng nguy hiểm
sôi tràn.
Cần phải bảo vệ mặt và cơ quan hô hấp đối với nhân viên chữa cháy.
Chất lỏng này bay hơi và bốc hơi không thể nhìn thấy được. Chất lỏng hoặc hơi có thể
đọng ở vùng thấp hoặc di chuyển trên đất hoặc bề mặt bốc cháy nơi chúng có thể bắt lửa
hoặc nổ.
2.4. Giải pháp giải quyết việc đổ tràn
2.4.1. Tràn ra đất
Hạn chế việc tiếp xúc với chất dễ gây cháy, tràn ra phải lau sạch ngay, nếu ở nơi công
cộng, phải di chuyển người ra khỏi khu vực đó và báo với chính quyền địa phương.
Không cho chất lỏng thoát vào cống, ống thoát nước hoặc các vùng ẩm thấp. Dùng đất
cát để xử lý chất lỏng bị đổ, tuyệt đối không sử dụng nguyên liệu dễ cháy như mùn cưa.
2.4.2. Bị đổ vào nước

Hớt gạt hoặc hút ẩm để tách khỏi mặt nước. Nếu được phép của cơ quan môi trường và
cấp có thẩm quyền, có thể cho chìm hoặc cho phân tán trong một lượng nước lớn không hạn
chế. Nên tham khảo ý kiến của các chuyên gia về việc sử dụng các nguyên liệu thích hợp để
khắc phục những hậu quả xảy ra và đảm bảo phải tuân thủ theo những nguyên tắc của địa
phương.
17
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ TOLUEN.
3.1. Tổng quan phương pháp
Các phương pháp loại bỏ toluen truyền thống là thiêu đốt, hấp phụ, hấp thụ và ngưng
tụ. Tuy nhiên các phương pháp này có nhiều nhược điểm. Cụ thể như sau:
Phương pháp thiêu đốt phải được thực hiện ở nhiệt độ cao, do đó đòi hỏi nhiều năng
lượng. Phương pháp hấp phụ cần vốn đầu tư lớn, chi phí vận hành cao và vẫn có thể gây ra ô
nhiễm. Phương pháp hấp thụ và ngưng tụ giới hạn xử lý các VOCs ở nồng độ thấp. Do vậy
việc tìm ra một phương pháp hiệu quả để phân hủy hợp chất này là rất cần thiết. Các phương
pháp oxy hóa tiên tiến (AOPs) đã được sử dụng để oxy hóa các hợp chất hữu cơ bền vững
trong môi trường. Các phương pháp này liên quan đến sự tạo thành các gốc tự do đóng vai
trò như một chất oxy hóa mạnh. Một số phương pháp oxy hóa tiên tiến đã được sử dụng là
phương pháp oxy hóa điện hóa, sử dụng O
3
, phản ứng quang Fenton và phương pháp siêu
âm. Trong đó phương pháp xử lý toluen bằng phương pháp siêu âm kết hợp với H
2
O
2
hay xử
lý hơi bằng than hoạt tính là phương pháp tối ưu.
3.2. Phương pháp xử lý toluen bằng sóng siêu âm kết hợp với H
2
O
2

Ưu điểm của phương pháp này là khả năng loại bỏ toluen cao, không ảnh hưởng đến
môi trường và chi phí thấp hơn so với các phương pháp khác.
Toluen tồn tại trong nước thải rất độc hại, sóng siêu âm có khả năng phân nó thành CO
2
và H
2
O bằng cơ chế sau: Dưới tác dụng của siêu âm, sự phá vỡ vi bọt khí trong chất lỏng xảy
ra hai hiện tượng là sự phát quang do siêu âm và tạo chân không. Ngoài ra nhiệt độ bên trong
và bên ngoài của các vi bọt khí tăng lên rất cao, tới 1000- 30000
o
C, và sự phá vỡ bọt có thể
lên tới 1000
o
C. Sự phá vỡ này tạo ra vùng áp suất cao và sự gia tăng nhiệt độ bên trong bọt,
tạo thành các gốc
●
OH,
●
H,
●
O,
●
HO
2
… các gốc này có khả năng oxi hóa toluen.
Quá trình phân hủy toluen xảy ra qua hai cơ chế:
- Sự nhiệt phân trực tiếp bên trong và vùng xung quanh các bọt vỡ.
18
- Sự oxi hóa bởi gốc
●

OH.
3.3. Phương pháp xử lý hơi toluen bằng than hoạt tính
3.3.1. Tóm tắt lý thuyết
Hấp phụ là quá trình tụ tập, chất chứa các phân tử khí, hơi hoặc các phân tử, ion của
chất tan lên bề mặt phân cách pha, có thể là lỏng - rắn, khí - rắn hoặc khí - rắn.
Chất mà trên bề mặt của nó xảy ra sự hấp phụ gọi là chất hấp phụ, còn chất tụ tập trên
bề mặt phân cách pha gọi là chất bị hấp phụ.
3.3.2. Lựa chọn vật liệu hấp phụ
Chất hấp phụ thường là các loại vật liệu dạng hạt có đường kính từ 6 -10 mm đến
200um, có độ rỗng lớn được hình thành do những mạch mao quản li ti nằm bên trong khối
vật liệu đường kính của mao quản chỉ cần lớn hơn đường kính phân tử của chất bị hấp thụ thì
chất hấp phụ mới có hiệu quả. Do chứa nhiều mao quản nên bề mặt tiếp xúc của chất hấp
phụ rất lớp.
Than hoạt tính là chất hấp phụ dạng rắn, xốp không phân cực và có bề mặt riêng rất
lớn. Than hoạt tính có tác dụng hấp phụ rất tốt đối với chất không hoặc phân cực kém ở dạng
khí hoặc dạng lỏng.
Đối với than hoạt tính khi đã hấp phụ no, không còn hấp phụ được nữa thì ta có thể tái
sinh và sử dụng lại chúng bằng phương pháp giải hấp nhiệt. Khi ở trong môi trường nhiệt độ
cao các chất hữu cơ cũng như các phân tử axit bay hơi và tách khỏi bề mặt của than.
3.3.3. Cơ chế
Quá trình hấp phụ toluen bằng than hoạt tính diễn ra trong môi trường nước. Nước là
môi trường phân cực mạnh, trong trạng thái lỏng các phân tử không tồn tại ở trạng thái biệt
lập mà chúng tương tác, gắn kết với nhau. Than hoạt tính (chất hấp phụ) và toluen (chất bị
hấp phụ) đều là chất không phân cực. Ở đây xảy ra sự tương tác giữa than hoạt tính, toluen
và dung môi nước. Có ít nhất ba cặp tương tác: than hoạt tính – toluen, toluen - dung môi
nước, than hoạt tính - dung môi nước. Do sự có mặt của nước, nên trong hệ xảy ra hấp phụ
cạnh tranh giữa toluen và nước lên trên bề mặt của than hoạt tính. Cặp than hoạt tính - toluen
có lực tương tác mạnh nên quá trình hấp phụ xảy ra cho cặp đó, than hoạt tính và toluen là
chất không phân cực nên chúng đẩy nhau và do số lượng của nước so với toluen áp đảo nên
toluen bị “chèn ép”, nếu nồng độ dung môi đủ lớn thì chúng co cụm lại với nhau. Do bản

19
chất giống nhau cùng không phân cực nên chúng tương tác tốt, nhất là khi mà các dung môi
nước không ưa các dung môi hữu cơ. Quá trình hấp phụ dung môi hữu cơ của than hoạt tính
theo thứ tự sau: đầu tiên toluen được khuếch tán trong nước và đi tới bề mặt than hoạt tính,
nơi mà nó được hấp phụ (đây gọi là “sự khuếch tán mặt trong của hạt”) và sự hấp phụ xảy ra
khi toluen có mặt ở chỗ hấp phụ.
Khả năng hấp phụ của than hoạt tính phụ thuộc vào độ xốp, diện tích bề mặt riêng, hệ
mao quản và cấu trúc của bề mặt.
3.3.4. Quy trình công nghệ
3.3.4.1. Sơ đồ công nghệ
3.3.4.2. Tóm tắt quy trình công nghệ
Đầu tiên khí từ bồn chứa sẽ được hút vào tháp hấp phụ bằng quạt. Dòng khí vào trong
tháp sẽ đi từ dưới lên đi qua vật liệu hấp phụ và đi ra ngoài qua ống khói. Khi đã hấp phụ
nhiều lần thì vật liệu hấp phụ sẽ trở nên bão hoà. Lúc này dòng hơi quá nhiệt sẽ được cấp vào
hoàn nguyên vật liệu hấp phụ, lúc đó sẽ tái sử dụng lại tránh hiện tượng lãng phí. Lượng
nước ngưng tụ trong quá trình nhả hấp sẽ được đưa tới hệ thống xử lý nước thải.
Hơi nước quá nhiệt
Khí ra
Khí vào Tháp hấp phụ
Bể chứa nước ngang
Hệ thống xử lý nước thải
20
KẾT LUẬN
Qua bài tiểu luận khái quát về độc học toluen này chúng tôi hi vọng đã cung cấp những
cái nhìn tổng quát về tính độc cũng như một số cách phòng tránh hay xử lý nếu như bị nhiễm
toluen. Sản lượng toluen sử dụng trong đời sống và công nghiệp không ngừng tăng cao dù
những biện pháp xử lý này còn nhiều hạn chế. Do đó hi vọng trong tương lai gần chúng ta sẽ
tìm kiếm dung môi sạch hơn để thay thế các dung môi hữu cơ nói chung cũng như toluen nói
riêng nhằm góp phần bảo về môi trường, hướng đến tương lai xanh, sạch, đẹp.
21

Tài liệu tham khảo
1. Lê Huy Bá (2008), Độc học môi trường cơ bản. NXB Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh.
2. Phạm Thị Hà (2007), Hóa học môi trường. ĐH sư phạm Đà Nẵng.
3. />xylen-trong-nuoc-thai-son-bang-than-hoat-tinh-ket-hop-voi-sieu-37198/
4. />5. />