Nghiên cứu chế tạo vật liệu chứa sắt kích thước nano ứng dụng trong xử lý nước (luận văn thạc sĩ)

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU

8

Chƣơng 1 : TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU

10

1.1 Tổng quan về vật liệu chứa sắt kích thƣớc nano

10

1.1.1. Đặc điểm của vật liệu nano

10

1.1.2. Khái quát các phương pháp chế tạo vật liệu sắt kích thước nano

12

1.2. Ứng dụng vật liệu chứa sắt kích thƣớc nano cho xử lý môi trƣờng
nƣớc

15

1.2.1. Ứng dụng xử lý nitrat

15

1.2.2. Ứng dụng xử lý hợp chất clo hữu cơ

24

Chƣơng 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

46

2.1 Đối tƣợng nghiên cứu

46

2.2 Các phƣơng pháp nghiên cứu

49

2.2.1. Phương pháp tạo vật liệu chứa sắt kích thước nano

49

2.2.2. Ứng dụng vật liệu trong xử lý nitrat

54

2.2.3. Ứng dụng vật liệu trong xử lý hợp chất clo hữu cơ

58

Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

63

3.1. Kết quả nghiên cứu chế tạo vật liệu

63

3.1.1 Kết quả nghiên cứu chế tạo vật liệu không bổ sung chất hoạt hóa
bề mặt

63

3.1.2 Kết quả phân tích đặc tính vật liệu

64

-1-


3.2. Kết quả nghiên cứu khả năng xử lý nitrat của vật liệu

68

3.2.1. Kết quả xây dựng đường chuẩn phân tích nitrat, nitrit và amoni

68

3.2.2 Kết quả nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu quả xử lý

70

3.2.3. Kết quả khảo sát sản phẩm của quá trình khử

72

3.3. Khả năng xử lý hợp chất clo hữu cơ vòng thơm của vật liệu

74

3.3.1. Kết quả xây dựng đường chuẩn phân tích clobenzen

75

3.3.2. Kết quả nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu quả xử lý

75

3.3.3. Khảo sát sản phẩm cuối cùng của quá trình xử lý

84

3.3.4. Xác định khả năng hấp phụ của hợp chất FeOOH

86

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

91

TÀI LIỆU THAM KHẢO

91

PHỤ LỤC

95

-2-


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Tên bảng

Trang

Bảng 1. Hàm lượng sắt trong các mẫu vật liệu chế tạo

67

Bảng 2 : Sự thay đổi nồng độ nitrat theo thời gian ở các pH khác nhau

70

(C0 = 100mg/l; [Fe] = 0,033mg/ml; pH = 4, 5, 6)
Bảng 3.Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang A vào nồng độ CB

77

Bảng 4. Ảnh hưởng của nồng độ của EDTA

78

Bảng 5. Ảnh hưởng của pH tới sự suy giảm hàm lượng CB

80

Bảng 6. Ảnh hưởng của kích thước bột sắt

82

Bảng 7. Ảnh hưởng của hàm lượng bột sắt

84

Bảng 8. Ảnh hưởng của hàm lượng CB

85

Bảng 9:Bảng so sánh hàm lượng CB còn lại và hàm lượng COD còn lại

86

Bảng 10. Khả năng hấp phụ CB của FeOOH

89

-3-


DANH MỤC HÌNH
Tên hình

Trang

Hình 1: Quá trình thẩm thấu

21

Hình 2: Quá trình thẩm thấu ngược

21

Hình 3 : Quá trình điện thẩm tách

22

Hình 4 Dải phân bố tần số sóng âm

24

Hình 5: Sơ đồ nguyên lý phương pháp điện hóa

25

Hình 6. Một số hợp chất thuốc trừ sâu cơ clo phổ biến

29

Hình 7. Cấu tạo của các hợp chất polyclobiphenyl

30

Hình 8. Sự hấp thụ, phân bố, tích lũy, trao đổi chất và đào thải của

32

một số hóa chất trong cơ thể sinh vật [5]
Hình 9. Sắt tham gia vào quá trình khử các hợp chất clo hữu cơ

45

Hình 10. Sơ đồ sắt (Fe(II)) tham gia vào quá trình khử

45

Hình 11. Sơ đồ sắt và hydro tham gia vào quá trình khử

46

Hình 12. Phân tử clobenzen

48

Hình 13: Sơ đồ quy trình chế tạo vật liệu

51

Hình 14. Phổ tử ngoại của dung dịch clobenzen

59

Hình 15: Sắc đồ của một chất

60

Hình 16. Kết quả chụp SEM mẫu vật liệu không bổ sung chất hoạt
hóa bề mặt

63

Hình 17: Phổ nhiễu xạ tia X của vật liệu chế tạo

64

Hình 18. Kết quả chụp TEM mẫu vật liệu bổ sung chất hoạt

65

Hình 19. Kết quả đo đường cong từ hóa mẫu vật liệu chế tạo

66

Hình 20. Vật liệu sắt kích thước nano chế tạo

67

Hình 21. Đường chuẩn phân tích NH4+; NO2- và NO3-

69

-4-

Hình 22. Ảnh hưởng của pH đến hiệu quả xử lý nitrat

Hình 23. Ảnh hưởng của hàm lượng Fe0 đến hiệu quả xử lý nitrat (C0 =

71
72

100mg/l; pH=3,5-4,5)

Hình 24. Ảnh hưởng của nồng độ nitrat ban đầu (Fe0=1g/l; pH=4)

73

(C0= 100mg/l; [Fe] = 0.033g/l)
Hình 25. Cân bằng khối lượng các dạng tồn tại của N trong dung dịch

74

(Co=100mg/l; Fe=1g/l; pH=4)

Hình 26. Cân bằng nitơ tại pH=6

75

Hình 27. Đồ thị đường chuẩn của clobenzen

77

Hình 28. Ảnh hưởng của EDTA đến khả năng xử lý của vật liệu

78

Hình 29. Sự phụ thuộc của hàm lượng CB còn lại trong dung dịch

79

theo nồng độ EDTA (sau 2 giờ phản ứng)
Hình 30: Ảnh hưởng của pH tới sự suy giảm hàm lượng CB

80

Hình 31. Sự phụ thuộc của hàm lượng CB còn lại trong dung dịch

81

theo pH(sau 2 giờ phản ứng)
Hình 32. Ảnh hưởng của kích thước vật liệu

83

Hình 33. Sự phụ thuộc của hàm lượng CB còn lại trong dung dịch

83

kích thước vật liệu (sau 2 giờ phản ứng)
Hình 34. Sự phụ thuộc của hàm lượng CB còn lại vào lượng vật liệu

84

cho vào
Hình 35: Ảnh hưởng của hàm lượng CB ban đầu đến hiệu suất xử

86

lý(sau 2 giờ)
Hình 36: Bảng so sánh hiệu suất xử lý CB và COD (sau 2 giờ)

87

Hình 37. So sánh hàm lượng CB (sau 2 giờ phản ứng) ở 3 pH khác

89

nhau

-5-


MỞ ĐẦU
Quá trình hội nhập mới của Việt Nam (1995) đã tạo sự tăng trƣởng
kinh tế liên tục đạt trên 7% và trong tốp 10 quốc gia có tốc độ phát triển kinh
tế nhanh nhất thế giới. Hội nhập đã mang tới cho Việt Nam một cơ hội lớn để
phát triển, vƣơn mình mạnh mẽ, xây dựng một diện mạo mới cho đất nƣớc đƣa đất nƣớc thoát khỏi phụ thuộc và đang dần khẳng định vị thế của mình
trên trƣờng quốc tế.
Nhƣng kèm theo đó, cũng trong hơn chục năm qua, Việt Nam phải đối
mặt với những tác động môi trƣờng và mối đe dọa về suy giảm môi trƣờng
chƣa từng có. Ô nhiễm nƣớc mặt, nƣớc ngầm, không khí, đất khắp nơi và tốc
độ suy giảm các nguồn tài nguyên, suy giảm đa dạng sinh học đang gia tăng
là hệ quả của việc phát triển mà không tính tới các lợi ích môi trƣờng. Trong

đó, ô nhiễm môi trƣờng nƣớc là vấn đề đang đƣợc đặc biệt quan tâm vì liên
quan và ảnh hƣởng trực tiếp đến hoạt động sinh hoạt của cộng đồng. Vấn đề
xử lý ô nhiễm môi trƣờng nƣớc hiện là vấn đề hết sức quan trọng để đảm bảo
nguồn nƣớc sạch cho sinh hoạt và các hoạt động sản xuất.
Một trong các loại chất gây ô nhiễm nguồn nƣớc khá phổ biến do các
hoạt động sản xuất của con ngƣời tạo ra đó là nitrat và các hợp chất clo hữu
cơ… Đây là các chất ô nhiễm có tác động có hại đến môi trƣờng sinh thái, các
động thực vật và sức khỏe của con ngƣời. Đã có nhiều công nghệ xử lý các
chất ô nhiễm này đƣợc nghiên cứu và ứng dụng thực tế. Hiện nay, công nghệ
mới đang đƣợc rất nhiều nhà khoa học trong nƣớc cũng nhƣ trên thế giới
quan tâm nghiên cứu là công nghệ nano – Sử dụng vật liệu có kích thƣớc
nano để tăng hiệu quả của quá trình.
Vì vậy, trong luận văn này đã chọn đề tài nghiên cứu là:

-6-


“ Nghiên cứu chế tạo vật liệu chứa sắt kích thƣớc nano ứng dụng
trong xử lý nƣớc”.
Phƣơng pháp xử lý một số chất ô nhiễm nitrat và các hợp chất clo hữu
cơ… bằng vật liệu sắt kích thƣớc nano là một phƣơng pháp mới đã đƣợc áp
dụng ở một số nƣớc trên thế giới. Đây là một phƣơng pháp mới thân thiện với
môi trƣờng, phƣơng pháp sử dụng sắt là một chất ít độc hại, nó biến đổi hợp
chất ô nhiễm, độc hại thành các hợp chất ít độc hại hơn với môi trƣờng.
Mục tiêu và nội dung nghiên cứu:
- Nghiên cứu phƣơng pháp chế tạo vật liệu chứa sắt kích nano;
- Nghiên cứu ứng dụng của vật liệu chế tạo đƣợc trong xử lý một số
chất ô nhiễm phổ biến trong môi trƣờng nƣớc:
+ Nghiên cứu ứng dụng vật liệu chứa sắt kích thƣớc nano cho việc
xử lý nitrat trong nƣớc;

+ Nghiên cứu ứng dụng của vật liệu chứa sắt kích thƣớc nano cho
việc xử lý các hợp chất clo hữu cơ (clo benzen) trong môi trƣờng nƣớc;

-7-


Chƣơng 1 : TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
1.1.Tổng quan về vật liệu chứa sắt kích thƣớc nano
1.1.1. Đặc điểm của vật liệu nano
Công nghệ nano là: “ngành công nghệ liên quan tới việc thiết kế, phân
tích, chế tạo và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống bằng việc điều
khiển hình dáng kích thƣớc trên quy mô nano mét”
Theo sáng kiến quốc gia về khoa học và công nghệ nano (National
Nanotechnology Initiative- NNI) của Mỹ, công nghệ nano phải bao gồm các
lĩnh vực sau:
- Nghiên cứu và phát triển ở công nghệ cấp độ nano với kích thƣớc từ 1
tới 100nm.
- Tạo ra các cấu trúc, thiết bị, hệ thống có các đặc tính và chức năng mới
do kích thƣớc nhỏ của chúng.
Vật liệu nano là vật liệu mà trong cấu trúc thành phần cấu tạo nên nó ít
nhất phải có một chiều ở kích thƣớc nanomét.
Vật liệu nano có thể tồn tại ở 3 trạng thái: rắn, lỏng, khí. Trong đó vật
liệu rắn đang đƣợc quan tâm nghiên cứu nhiều nhất, sau đó đến vật liệu lỏng
và khí.
Có thể phân chia vật liệu nano thành 3 loại dựa trên hình dạng:
- Vật liệu nano ba chiều (hay vật liệu nano không chiều): cả 3 chiều có
kích thƣớc nanomet.VD: hạt nano, đám nano…
- Vật liệu nano hai chiều: vật liệu có 2 chiều có kích thƣớc nano. VD:
màng nano…

-8-


- Vật liệu nano mét chiều: chỉ có duy nhất 1 chiều có kích thƣớc
nanomet. VD: ống nano, dây nano…
- Vật liệu nano composite.
* Đặc điểm và tính chất
Một đặc điểm quan trọng của vật liệu nano là kích thƣớc hạt vô cùng nhỏ
bé, chỉ lớn hơn kích thƣớc của nguyên tử 1-2 bậc. Do vậy, số nguyên tử nằm
trên bề mặt của vật liệu nano lớn hơn rất nhiều so với các vật liệu có kích
thƣớc lớn hơn.
Nhƣ vậy nếu nhƣ ở vậy ở các vật liệu thông thƣờng chỉ có một số ít
nguyên tử nằm trên lớp bề mặt, còn phần lớn các nguyên tử nằm phía sâu bờn
trong, bị các lớp ngoài che chắn thì trong cấu trúc vật liệu nano tăng lên rất
nhiều so với vật liệu thông thƣờng. Nói cách khác, ở các vật liệu có kích
thƣớc nano mét, mỗi nguyên tử đƣợc tự do thể hiện toàn bé tính chất của
mình tƣơng tác với môi trƣờng xung quanh. Điều này làm xuất hiện ở vật liệu
nano nhiều tính đặc trƣng nổi trội, đặc biệt là các tính chất điện, quang, từ,
xúc tác… Vật liệu nano có 3 hiệu ứng:
- Hiệu ứng lƣợng tử.
Đối với vật liệu vĩ mô gồm rất nhiều nguyên tử, các hiệu ứng lƣợng tử
đƣợc trung bình hóa với rất nhiều nguyên tử (1 #m3 có khoảng 1012 nguyên
tử) và có thể bỏ qua các thăng giáng ngẫu nhiên. Nhƣng các cấu trúc nano có
ít nguyên tử hơn thì các tính chất lƣợng tử thể hiện rõ ràng hơn. Ví dụ một
chấm lƣợng tử có thể đƣợc coi nhƣ một đại nguyên tử, nó có các mức năng
lƣợng giống nhƣ một nguyên tử.
- Hiệu ứng bề mặt.

-9-

Khi vật liệu có kích thƣớc nm, các số nguyên tử nằm trên bề mặt sẽ
chiếm tỉ lệ đáng kể so với tổng số nguyên tử. Chính vì vậy các hiệu ứng có
liên quan đến bề mặt, gọi tắt là hiệu ứng bề mặt sẽ trở nên quan trọng làm cho
tính chất của vật liệu có kích thƣớc nanomet khác biệt so với vật liệu ở dạng
khối
- Hiệu ứng kích thƣớc.
Các tính chất vật lý, hóa học của các vật liệu đều có một giới hạn về kích
thƣớc. Nếu vật liệu mà nhỏ hơn kích thƣớc này thì tính chất của nó hoàn toàn
bị thay đổi. Ngƣời ta gọi đó là kích thƣớc tới hạn. Vật liệu nano có tính chất
đặc biệt là do kích thƣớc của nó có thể so sánh đƣợc với kích thƣớc tới hạn
của các tính chất của vật liệu. Ví dụ điện trở của một kim loại tuân theo định
luật Ohm ở kích thƣớc vĩ mô mà ta thấy hàng ngày. Nếu ta giảm kích thƣớc
của vật liệu xuống nhỏ hơn quãng đƣờng tự do trung bình của điện tử trong
kim loại, mà thƣờng có giá trị từ vài đến vài trăm nm, thì định luật Ohm
không còn đúng nữa. Lúc đó điện trở của vật có kích thƣớc nano sẽ tuân theo
các quy tắc lƣợng tử. Không phải bất cứ vật liệu nào có kích thƣớc nano đều
có tính chất khác biệt mà nó phụ thuộc vào tính chất mà nó đƣợc nghiên cứu.
Các tính chất khác nhƣ tính chất điện, tính chất từ, tính chất quang và
các tính chất hóa học khác đều có độ dài tới hạn trong khoảng nm.
1.1.2. Khái quát các phương pháp chế tạo vật liệu sắt kích thước nano
a) Phƣơng pháp nghiền
Phƣơng pháp nghiền sử dụng kỹ thuật mài cơ khí thông thƣờng để phá
vỡ các hạt kim loại có kích thƣớc lớn thành các hạt có kích thƣớc micro hoặc
nano. Sự va chạm của các hạt hình cầu có thể phá vỡ kích thƣớc của các hạt
riêng biệt xuống còn vài nm và dẫn đến sự biến dạng, bẻ gẫy và nối lại của
chúng. Khi nghiền, ngƣời ta thƣờng sử dụng chất hoạt hóa bề mặt giúp cho

- 10 -

quá trình nghiền đƣợc dễ dàng và đồng thời tránh các hạt kết tụ với nhau.
Phƣơng pháp nghiền có ƣu điểm là đơn giản và chế tạo đƣợc vật liệu với khối
lƣợng lớn. Nhƣợc điểm của phƣơng pháp này là tính đồng nhất của các hạt
nano không cao vì khó có thể khống chế quá trình hình thành hạt [3]
b) Phƣơng pháp vi nhũ tƣơng (RM)
RM là một phƣơng pháp rất phù hợp để chế tạo vật liệu nano với sự
phân bố kích thƣớc chặt chẽ và hình thái đồng nhất cao. Trong nghiên cứu
của mình Carpenter [16] đã sử dụng hệ RM của cetyltrimethyl ammonium
bromide, octane, n-butanol, và các chất phản ứng trong dung dịch để khử sắt
sunfat bằng natri borohidrit (NaBH4). Bằng cách phủ một lớp mỏng vàng,
những hạt sắt nano có thể đƣợc bảo vệ khỏi sự oxi hóa. Hạt nano thu đƣợc có
đƣờng kính 7nm và đƣợc bọc bởi một lớp vàng 1nm.
Li và các cộng sự [16] đã sử dụng một hệ tƣơng tự và thu đƣợc các hạt
sắt nano có dạng gần hình cầu với đƣờng kính nhỏ hơn 10 nm. Các nghiên
cứu khác [25-27] trên vật liệu Fe-Au nano cho thấy có thể thu đƣợc các hạt
nano với nhân vàng 3 nm, một lớp sắt 1 nm và lớp phủ vàng 2 nm bằng
phƣơng pháp vi nhũ tƣơng.
c) Đồng kết tủa hóa học
Một chất kết tủa phù hợp đƣợc thêm vào dung dịch trong một khoảng
pH xác định để đạt đƣợc sự đồng kết tủa hóa học có kiểm soát. Sau đó sẽ
nhận đƣợc vật liệu nano bằng cách già hóa, lọc, rửa, làm khô, và phân hủy
các tiền chất rất nhỏ thu đƣợc. Các chất kết tủa thƣờng đƣợc sử dụng gồm
NaHCO3, Na2CO3, (NH4)2CO3, NaOH và NH3. Liu và các cộng sự [15] đã sử
dụng phƣơng pháp này để chế tạo hạt oxit sắt nano với kích thƣớc trung bình
nhỏ hơn 5nm.

- 11 -

d) Phƣơng pháp điện hóa
Các nghiên cứu gần đây cho thấy các vật liệu nano chứa sắt có thể tổng
hợp bằng phƣơng pháp điện hóa. Chen [19] đã sử dụng anode sắt và cathode
Ti trơ để chế tạo sắt nano. Dung dịch điện ly chứa 50g/l (NH 4)2Fe(SO4)2,
20g/l muối trinatri axit citric, 10g/l axit citric và 40g/l axit boric. Nhiệt độ của
bể phản ứng là 303K. Dòng điện với độ rộng xung ngắn đƣợc sử dụng để điều
chỉnh kích thƣớc hạt. Kết quả cho thấy hạt nano chế tạo đƣợc có kích thƣớc
trung bình là 19nm và độ ổn nhiệt lên tới 550K.
e) Khử pha lỏng
Ý tƣởng cơ bản của phƣơng pháp khử pha lỏng (hay khử borohydride) là
thêm một chất khử mạnh vào một dung dịch ion kim loại để khử nó thành các
hạt kim loại có kích thƣớc nano. Phƣơng pháp này đã đƣợc sử dụng để chế
tạo các hạt sắt kích thƣớc nano trong nghiên cứu của Glavee và các cộng sự
[5] đầu năm 1995. Các hạt sắt tổng hợp theo phƣơng pháp này đƣợc gọi là
FeBH. Do sự đơn giản cũng nhƣ hiệu suất của phƣơng pháp khử pha lỏng, nó
đã trở thành phƣơng pháp đƣợc biết đến nhiều nhất và sử dụng rộng rãi nhất
để chế tạo sắt nano trong các ứng dụng môi trƣờng. Chất khử đƣợc sử dụng
phổ biến nhất là NaBH4. Các dung dịch của sắt đƣợc sử dụng là sắt(III) clorit
(FeCl3.6H2O) và sắt(II) sunfat(FeSO4.7H2O).
Trong nghiên cứu của mình, Zhang [25-27] đã báo cáo rằng các hạt nano
tạo ra có kích thƣớc trung bình là 60,2nm. Phần lớn các hạt (>80%) có đƣờng
kính nhỏ hơn 100 nm, với 30% có đƣờng kính nhỏ hơn 50nm. Diện tích bề
mặt riêng trung bình của vật liệu khoảng 35m2/g. Choe và các cộng sự [5] chế
tạo đƣợc vật liệu có kích thƣớc trong khoảng 1-100nm và diện tích bề mặt
riêng 31,4m2/g. Các hạt nano thu đƣợc trong nghiên cứu của Ruangchainikom
nằm trong khoảng 10-100nm, với diện tích bề mặt riêng là 24,4-37,2m2/g.

- 12 -

f) Khử pha khí
Một loại sắt nano thƣơng phẩm đƣợc biết đến với tên gọi RNIP (Toda
Kogyo Corp., Schaumberg, IL), sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng môi
trƣờng đƣợc tổng hợp bằng phƣơng pháp khử pha khí. RNIP (hay còn gọi là
FeH2) đƣợc sản xuất từ phƣơng pháp khử hematite hoặc goethite bằng H 2 ở
nhiệt độ cao (350-6000C). Sau khi làm lạnh và chuyển hạt sắt vào nƣớc dƣới
dạng khí, một lớp vỏ bị oxi hóa hình thành trên bề mặt hạt. Sau khi đƣợc làm
khô, vật liệu nano sắt đã sẵn sàng để khử các hợp chất hữu cơ chứa halogen
hoặc kim loại nặng. RNIP đƣợc biết đến nhƣ một vật liệu hai pha gồm Fe 3O4
và α-FeO. Vật liệu tổng hợp đƣợc có kích thƣớc trung bình 50-300nm và diện
tích bề mặt riêng 7-55m2/g. Hàm lƣợng Fe thƣờng không nhỏ hơn 65% (theo
khối lƣợng).
1.2. Ứng dụng vật liệu chứa sắt kích thƣớc nano cho xử lý môi trƣờng
nƣớc
1.2.1. Ứng dụng xử lý nitrat
a> Khái quát về vấn đề ô nhiễm của nitrat, nitrit trong nƣớc
- Nguồn phát sinh nitrat: Nitrat là một oxit tồn tại trong tự nhiên của
nitơ. Nitơ có mặt trong không khí và nó phản ứng với oxi và ozon để tạo ra
các oxit nitơ, trong đó có nitrat. Sự oxi hóa nitơ cũng xảy ra trong các hệ
thống sinh học đang sinh trƣởng hoặc phân hủy. Các oxit nitơ cũng có mặt
trong khói ở những lƣợng đáng kể. Nitrat là một thành phần thiết yếu của các
vật sống và là thành phần chính của phân động vật, các loại chất thải sinh hoạt
của ngƣời và phân bón thƣơng phẩm. Nitrat và nitrit đã đƣợc sử dụng hàng
thế kỷ nay nhƣ phân bón, dùng trong chất nổ, và chất bảo quản thực phẩm,
đặc biệt là các loại thịt có màu đỏ. Nitrat đƣợc ứng dụng rất nhiều trong đời
sống và sự có mặt của nitrat trong môi trƣờng là rất phổ biến và cần thiết.

- 13 -

- Sự chuyển hóa của nitrat trong môi trường:
+ Sự có mặt của nitrat trong nƣớc có nguồn gốc từ phân bón hóa học,
chất thải của ngƣời và động vật, chất thải công nghiệp và chất thải từ ngành
chế biến thực phẩm. Nitrat đƣợc hình thành bởi các vi sinh vật có trong một
số loại cây, chúng chuyển nitơ trong khí quyển thành nitrat. Nó cũng có thể
đƣợc tìm thấy trong một số hệ thống địa chất, và là kết quả của sự thối rữa các
chất hữu cơ.
+ Phân động vật, xác các loại thực vật là nguồn cung cấp nitơ hữu cơ
cho đất. Nitơ hữu cơ sẽ bị chuyển hóa thành N-NH4+ là dạng mà sinh vật có
thể sử dụng đƣợc (quá trình amôn hóa). Sau đó, NH4+ sẽ tiếp tục bị vi khuẩn
oxi hóa thành NO3- (quá trình nitrat hóa). Một phần nitrat sẽ đƣợc cây hấp thu,
một phần sẽ bị các vi khuẩn phản nitrat chuyển hóa thành N 2, N2O đi vào khí
quyển (quá trình phản nitrat), một phần sẽ đƣợc các vi khuẩn cố định nitơ
chuyển hóa trở lại thành nitơ hữu cơ trong đất (cố định nitơ) và một phần
nitrat xâm nhập vào các thủy vực [5]
b> Những ảnh hƣởng của nitrat tới môi trƣờng và sức khỏe
- Những ảnh hưởng của nitrat tới sức khỏe [3]:
+ Độc tính của nitrat chủ yếu là do sự chuyển hóa của nó thành nitrit,
nitrit sẽ oxi hóa dạng Fe2+ trong hemoglobin thành dạng Fe3+. Hợp chất này
(methemoglobin) không kết hợp với oxi, làm giảm sự vận chuyển oxi từ phổi
đến các mô. Một ngƣời bình thƣờng có hàm lƣợng methemoglobin thấp,
thƣờng nằm trong khoảng từ 0,5-2% (NAS, 1981). Tuy nhiên, do khả năng
vận chuyển oxi vƣợt trội của máu, lƣợng methemoglobin lên tới khoảng 10%
cũng không cho thấy bất kỳ dấu hiệu bệnh lý nào đáng kể. Nồng độ trên 10%
có thể làm cho da và môi bị xanh tím, nồng độ trên 25% sẽ dẫn tới sự mệt

- 14 -


mỏi, thở nhanh và tim đập mạnh. Nồng độ methemoglobin ở mức 50-60% có

thể dẫn tới tử vong.
+ Sự chuyển hóa nitrat thành nitrit trong hệ thống dạ dày diễn ra chủ yếu
nhờ vi khuẩn. Vì vậy, nguy cơ về methemoglobin do sự hấp thu nitrat của cơ
thể không chỉ phụ thuộc vào hàm lƣợng nitrat hấp thu, mà còn phụ thuộc vào
số lƣợng và dạng vi khuẩn đi vào cơ thể. Ở một ngƣời trƣởng thành khỏe
mạnh, khoảng 5% lƣợng nitrat chuyển thành nitrit bởi các vi khuẩn trong
miệng (NAS, 1981). Sự chuyển hoá nitrat thành nitrit cũng xảy ra trong dạ
dày nếu pH của dịch vị đủ cao (khoảng pH>5) cho sự phát triển của vi khuẩn.
Đây là điều đáng quan tâm vì ở ngƣời lớn có thể xảy ra những bệnh nhƣ thiếu
axit dịch vị hoặc viêm dạ dày. Đối với trẻ sơ sinh, nếu dƣ thừa
methemoglobin trẻ sẽ xanh xao, tím tái hoặc lịm đi tuỳ thuộc vào hàm lƣợng
methemoglobin trong cơ thể, hiện tƣợng này gọi là “triệu chứng trẻ xanh”. Vì
dạ dày của trẻ sơ sinh thƣờng có pH cao, thích hợp với sự phát triển của vi
khuẩn chuyển hóa nitrat. Mặt khác, trẻ sơ sinh rất dễ bị dƣ thừa
methemoglobin do cơ thể chúng thiếu loại enzym có thể chuyển hóa
methemoglobin thành hemoglobin. Vì vậy, trẻ sơ sinh (đặc biệt từ 0-3 tháng
tuổi) thƣờng đƣợc coi là diện dễ bị tổn thƣơng nhất với sự dƣ thừa
methemoglobin do nitrat gây ra.
+ Cho đến nay, đã có một số nghiên cứu cho thấy sự gia tăng đáng kể
nguy cơ mắc các dị tật bẩm sinh ở trẻ em và phụ nữ dùng nƣớc ngầm (5-15
mg/l nitrat) so với những phụ nữ dùng nƣớc mƣa (<5 mg/l nitrat). Ngƣời ta
cũng tiến hành nghiên cứu và thấy rằng ở nồng độ 100-200mg/l N-NO3- nitrat
mới thực sự gây ra những căn bệnh nguy hiểm cho ngƣời. Tuy nhiên mức độ
ảnh hƣởng đối với mỗi ngƣời là khác nhau, tuỳ thuộc vào nguồn nitrat và
nitrit ngƣời đó lấy vào cơ thể.

- 15 -


+ Nitrat có thể bị chuyển thành nitrit nhờ các vi khuẩn trong cơ thể. Sau

đó, nitrit sẽ kết hợp với các amin (có trong thức ăn, dƣợc phẩm, các chất hoá
học, khói thuốc, cây trồng đang phân hủy, đất và đôi khi là nƣớc) tạo thành
nitrosamin, là hợp chất gây ung thƣ. Tuy nhiên những kết quả này chƣa đƣợc
khẳng định và chƣa phải là những kết luận cuối cùng. Mặc dù vậy, chúng ta
cũng đã thấy đƣợc những tác động nhất định của nitrat đối với sức khỏe, đặc
biệt ở trẻ sơ sinh. Do đó cần phải có những biện pháp để giảm hàm lƣợng
nitrat trong nƣớc uống đến mức tiêu chuẩn.
- Những ảnh hưởng của nitrat đối với môi trường:
+ Bên cạnh những ảnh hƣởng đối với sức khỏe, nitrat cùng với
photphat ở hàm lƣợng lớn khi đi vào các thủy vực sẽ gây ra hiện tƣợng phú
dƣỡng, làm ô nhiễm môi trƣờng.
+ Do môi trƣờng nƣớc có chứa các chất dinh dƣỡng N và P làm cho
thực vật phù du phát triển mạnh, tăng sinh khối, đặc biệt là tảo que, tảo xanh
hoa và nhiều loại tảo độc khác. Hàm lƣợng chất diệp lục cũng tăng lên đáng
kể và bị thối rữa, phân hủy dẫn đến làm giảm nghiêm trọng hàm lƣợng oxi
hòa tan trong nƣớc, một yếu tố cơ bản của quá trình tự làm sạch của môi
trƣờng nƣớc, đặc biệt là ở những nơi có độ sâu đáng kể. Sự phân hủy của tảo
là một trong những nguyên nhân chính gây ra sự thiếu oxi nghiêm trọng trong
nƣớc. Quá trình này xảy ra theo phƣơng trình:
(CH2O)106(NH3)16H3PO4 + 138O2  106CO2 + 122H2O + 16HNO3 +
H3PO4
(*)
(Với thực vật phù du, một phân tử có thể mô tả bằng công thức (*))

- 16 -


+ Từ phản ứng này ta thấy, cứ 1 phân tử thực vật phù du sử dụng 276
nguyên tử oxi để tiến hành phản ứng phân hủy và giải phóng một lƣợng đáng
kể axit và CO2 vào nguồn nƣớc làm giảm pH của nƣớc, nƣớc bị nhiễm bẩn và

có mùi hôi thối, cá chết hàng loạt.
+ Phú dƣỡng tạo ra những biến đổi lớn trong hệ sinh thái nƣớc, làm
giảm oxi trong nƣớc do đó làm chất lƣợng nƣớc bị suy giảm và ô nhiễm.
c> Một số phƣơng pháp xử lý nitrat
Hiện nay có một số phƣơng pháp đƣợc áp dụng để xử lý nitrat trong
nƣớc, bao gồm: Trao đổi ion; thẩm thấu ngƣợc; điện thẩm tách; phƣơng pháp
sinh học
1. Phương pháp trao đổi ion:
Trao đổi ion là quá trình xử lý nƣớc bằng phản ứng trao đổi giữa các ion
trên pha rắn (chất trao đổi ion) với các ion cùng dấu trong pha lỏng (nƣớc cần
xử lý) nhƣ vậy hệ trao đổi ion có hai thành phần: chất trao đổi ion và chất
lỏng chứa ion cần trao đổi. Về bản chất đây là quá trình chuyển các ion từ
pha phân tán là nƣớc lên pha tĩnh là chất trao đổi ion.
Vật liệu trao đổi ion phổ biến nhất là nhựa trao đổi ion. Nhìn chung nhựa
trao đổi ion đƣợc ứng dụng dƣới dạng cột lọc, nhồi các hạt nhựa đến độ cao
nào đó, khi nƣớc cần xử lý chảy qua sẽ xảy ra quá trình trao đổi ion giữa pha
tĩnh (lớp nhựa trao đổi ion) và pha động (nƣớc cần xử lý) [16]
Nghiên cứu sử dụng nhựa trao đổi ion chọn lọc nitrat Purolite A 520E
đƣợc tiến hành với hàm lƣợng NO3- là 5, 20, 40, 60, 80, 100, 150 và 200mg/l,
lƣợng nhựa trao đổi ion là 0,01-0,5g. Các thí nghiệm giải hấp đƣợc tiến hành
với dung dịch NaCl ở các nồng độ 0,05; 0,1; 0,25; 0,4; 0,5; 0,6M. Tất cả các
thí nghiệm đều tiến hành trong 24h ở 300C . Các nghiên cứu động học cho

- 17 -


thấy sự hấp phụ nitrat của Purolite A 520E tuân theo định luật Langmuir và
Dubinin – Radushkevich, dung lƣợng hấp phụ cực đại tính theo định luật
Langmuir là 81,97mg NO3-/g nhựa. Hiệu quả hấp phụ đạt cực đại 81% với
hàm lƣợng nhựa là 0,3g/l và nồng độ tối ƣu của NaCl trong quá trình giải hấp

là 0,6M.
2. Phương pháp thẩm thấu ngược (RO):
Thẩm thấu ngƣợc tuân theo nguyên tắc của thẩm thấu. Giữa hai dung
dịch nồng độ khác nhau của những chất hòa tan trong dung dịch sẽ có một
màng ngăn cách. Màng cho phép một số hợp chất nhƣ nƣớc đi qua, nhƣng
không cho những hợp chất lớn hơn đi qua (màng bán thấm) . Đối với thẩm
thấu ngƣợc, áp lực sẽ đƣợc đặt lên phía màng tiếp xúc với dung dịch nồng độ
lớn hơn . Điều này buộc quá trình thẩm thấu diễn ra ngƣợc lại, nhờ vậy, với
áp lực sử dụng vừa đủ nƣớc sạch sẽ bị đẩy từ dung dịch có nồng độ cao hơn
sang dung dịch có nồng độ thấp hơn. Nƣớc đã qua xử lý đƣợc thu lại vào
thùng chứa. Những chất ô nhiễm bị loại ra ở phía màng tiếp xúc với dung
dịch có nồng độ lớn hơn sẽ đƣợc loại bỏ nhƣ nƣớc thải [14].

C1

C2

C1

C2

Dòng nƣớc

Màng bán thấm

Dòng nƣớc

Hình 1: Quá trình thẩm thấu

Hình 2: Quá trình thẩm thấu ngược

(C1
(C1 > C2)

(Trong đó, C1 và C2 là nồng độ chất ô nhiễm ở hai bên màng ngăn)

- 18 -


Phƣơng pháp thẩm thấu ngƣợc đã đƣợc áp dụng để xử lý nitrat và chất
rắn lơ lửng ở một số vùng nông thôn phía Nam Châu Phi. Hàm lƣợng N-NO3trong nƣớc sau khi xử lý giảm từ 42,5mg/l xuống 0,9mg/l, tổng chất rắn lơ
lửng giảm từ 1292mg/l xuống 24mg/l. Có thể tái sử dụng khoảng 50% nƣớc
thải từ quá trình thẩm thấu ngƣợc để đáp ứng nhu cầu nƣớc cho gia súc, nếu
những điều kiện về nitơ-nitrat, chất rắn lơ lửng cũng nhƣ một số chỉ tiêu khác
phù hợp.
Nƣớc đƣợc xử lý bằng phƣơng pháp thẩm thấu ngƣợc không chỉ giảm
lƣợng nitrat mà còn giảm lƣợng sunfat, giảm độ cứng và chất rắn lơ lửng .
Tuy nhiên phƣơng pháp thẩm thấu ngƣợc có hiệu quả không cao, chỉ xử lý
đƣợc khoảng 5-15% lƣợng nƣớc đƣa vào, lƣợng nƣớc còn lại coi nhƣ nƣớc
thải, do chứa nhiều loại ion khác. Ngoài ra, chi phí lắp đặt cũng nhƣ bảo
dƣỡng lớp màng bán thấm cũng là một nguyên nhân góp phần hạn chế việc sử
dụng phƣơng pháp thẩm thấu ngƣợc.
3. Phương pháp điện thẩm tách
Điện thẩm tách là quá trình sử dụng điện trƣờng kéo các ion về phía các
cực trái dấu qua các màng trao đổi ion. Màng sử dụng là loại màng chỉ cho
phép một loại ion (ion dƣong hoặc ion âm) đi qua, ví dụ màng cationit chỉ cho
cation đi qua, anion bị giữ lại và màng phải có điện trở thấp.
Quá trình điện thẩm tách xảy ra trong buồng điện thẩm tách. Buồng
điện thẩm tách có nhiều ngăn đƣợc ngăn cách bởi các màng trao đổi ion trái

dấu sắp xếp theo kiểu cài răng lƣợc + - + - với hai điện cực hai phía (hình
vẽ). Dung dịch cần xử lý sẽ chảy qua vùng không gian giữa các màng, khi đó
điện trƣờng sẽ kéo các cation về phía catot và các anion về phía anot. Dung
dịch sau khi xử lý sẽ chảy vào ngăn ở giữa, dung dịch có nồng độ ion cần xử
lý cao sẽ chảy sang hai bên.

- 19 -


Dung dịch cần xử lý

Dung dịch sau
xử lý

Dung dịch
có nồng độ
NO3- cao

Hình 3 : Quá trình điện thẩm tách
Trong một nghiên cứu xử lý nitrat trong nƣớc ngầm tại Maroc bằng
phƣơng pháp điện thẩm tách, tác giả đã thử nghiệm 5 loại màng trao đổi anion
AFN, ACS, AMX, ADP và ADS và màng trao đổi cation CMX. Kết quả cho
thấy màng ADS có hiệu quả cao nhất. Sau đó màng trao đổi anion này đƣợc
sử dụng để xử lý nƣớc có hàm lƣợng nitrat là 80mg/l, tổng chất rắn là
820mg/l và độ cứng là 7meq/l, với dòng điện 5V và 10V. Nồng độ nitrat, tổng
chất rắn và độ cứng sau khi xử lý ứng với dòng điện 5V và 10V lần lƣợt là:
30,15mg/l; 687,32mg/l; 4,41meq/l và 19,98mg/l; 561,57mg/l; 4,68meq/l.
Ngoài ra phƣơng pháp còn làm giảm đáng kể nồng độ một số ion nhƣ SO 42-,
Cl-, HCO3- .
Phƣơng pháp điện thẩm tách có ƣu điểm là hệ thống hoạt động rất linh

hoạt, không dùng nhiều hóa chất và lƣợng nƣớc tuần hoàn cao (96-98%)
(Potable water – AMERIDIA). Tuy nhiên điểm hạn chế của phƣơng pháp này
là xử lý phần dung dịch có nồng độ chất ô nhiễm cao sau khi thu đƣợc phần
dung dịch đã đƣợc làm sạch. Việc xử lý phần dung dịch này phức tạp và đòi
hỏi chi phí khá cao.

- 20 -


4. Phương pháp khử sinh học
Khử sinh học là quá trình khử nitrat thành nitơ bởi các vi khuẩn trong
bể phản ứng sinh học kỵ khí. Nguồn cacbon cung cấp cho vi khuẩn chính là
BOD tự nhiên trong nƣớc thải.
Trong một nghiên cứu sử dụng thiết bị phản ứng màng, dòng liên tục,
môi trƣờng khử giàu nitơ đƣợc lấy từ bùn hoạt hoạt tính của một nhà máy xử
lý nƣớc thải, bổ sung thêm nƣớc, metanol với tỉ lệ 3g metanol/ 1g N-NO3-.
Sau đó môi trƣờng đƣợc điều chỉnh đến pH 7 bằng dung dịch photphat với tỉ
lệ: 1,74g/l KH2PO4 và 2,14 K2HPO4g/l trong 0,1g/l N-NO3- . Hệ thống hoạt
động với lƣu lƣợng 0,6-1,4cm3/phút, với nồng độ 20-30 mgN/l và ở nhiệt độ
210C. Kết quả cho thấy hiệu quả xử lý có thể đạt đến 90% với nồng độ 20mg/l
N-NO3-, hoạt tính của màng sinh học giảm đáng kể sau 48h hoạt động và tổng
chất rắn lơ lửng giảm từ 1000mg/l xuống 300mg/l.
Ƣu điểm của phƣơng pháp khử sinh học là khử hoàn toàn nitrat thành
nitơ. Tuy nhiên, phƣơng pháp này đòi hỏi nhiều thời gian do tốc độ phản ứng
rất chậm, đồng thời phải luôn duy trì những điều kiện về dinh dƣỡng, nhiệt độ
cho vi khuẩn.
5. Phương pháp khử bằng vật liệu chứa Fe kích thước nano
Trong những năm gần đây, một vài kỹ thuật cũng đƣợc áp dụng để loại
bỏ nitrat khỏi nƣớc, trong đó việc sử dụng Fe0 và Fe0 nano đƣợc coi là
phƣơng pháp mới xử lý hiệu quả nitrat. Xem xét động học phản ứng khử

nitrat bằng Fe0 nano, Choe và cộng sự [19] cho thấy có thể khử hoàn toàn
nitrat trong dung dịch chỉ sau vài phút bằng cách cho dung dịch đó tiếp xúc
với bột sắt nano dƣới những điều kiện thƣờng, không có sự kiểm soát pH. So
với sắt kích thƣớc micro, sau 30 phút phản ứng, sản phẩm cuối cùng không
chỉ có NH4+ mà còn có N2. Ngƣời ta cũng thấy rằng phản ứng có dạng bậc 1

- 21 -


với nồng độ nitrat, và tốc độ phản ứng không phụ thuộc vào nồng độ ban đầu
của nitrat trong khoảng nồng độ nghiên cứu. Đối với sắt, phản ứng khử nitrat
gần đúng với phản ứng bậc một trong khoảng nồng độ tƣơng đối thấp (<50
g/l) và phản ứng bậc 0 ở nồng độ cao (>50 g/l). Tốc độ khuấy trộn cũng ảnh
hƣởng đến sự khử nitrat. Nhƣ vậy, động học của phản ứng khử nitrat chịu ảnh
hƣởng bởi nồng độ của nitrat và sắt trong dung dịch, cũng nhƣ cƣờng độ
khuấy trộn.
* Cơ chế khử nitrat của vật liệu sắt kích thƣớc nano
Trong phản ứng khử nitrat, sắt chính là chất cho điện tử. Nitrat sẽ nhận
e, chuyển thành dạng nitrit và sau đó nitrit sẽ tiếp tục bị khử thành amoni,
amoni sẽ là sản phẩm cuối cùng của quá trình khử nitrat
Fe0 + NO3- + 2H+

 Fe2+ + NO2- + H2O

3Fe0 + NO2- + 8H+  3Fe2+ + NH4+ + 2H2O
4Fe0 + NO3- + 10H+  4Fe2+ + NH4+ + 3H2O

(1)
(2)
(3)

Những nghiên cứu về quá trình khử nitrat của vật liệu sắt nano đều cho
thấy sản phẩm cuối cùng của phản ứng là amoni, một lƣợng nhỏ nitơ và
không phát hiện thấy nitrit [12, 19, 26, 27].
1.2.2. Ứng dụng xử lý hợp chất clo hữu cơ
a> Đại cƣơng về các hợp chất cơ clo vòng thơm
Các hợp chất cơ clo vòng thơm là các chất trong phân tử chứa một hay
nhiều nguyên tử clo kết hợp với một hay nhiều nhóm phenyl. Ở điều kiện
thƣờng chúng tồn tại ở các dạng khác nhau nhƣ dạng bột, tinh thể hay lỏng…
với màu sắc khác nhau là tuỳ thuộc vào cấu trúc phân tử. Do trong phân tử có
chứa nguyên tử clo và nhân benzene nên chúng có đặc điểm chung là ít tan
trong nƣớc nhƣng tan tốt trong các dung môi hữu cơ. Trong môi trƣờng, có ái

- 22 -


lực cao với các phân tử chất béo, dầu và tích lũy tốt trong trầm tích, tồn tại dai
dẳng trong đất, nƣớc, trầm tích, lƣơng thực, thực phẩm và lan truyền trong
chuỗi thức ăn. Chúng thƣờng là các hợp chất hữu cơ bền gây ô nhiễm môi
trƣờng. Độc tính của chúng phụ thuộc vào cấu trúc phân tử và thời gian bán
huỷ trong môi trƣờng [1, 2, 4]. Trong các hợp chất cơ clo vòng thơm, có hai
nhóm chất đƣợc quan tâm, nghiên cứu phổ biến trên thế giới là nhóm các hợp
chất thuốc BVTV cơ clo (OCBs) và nhóm polyclobiphenyl (PCB), chúng là
nhóm các hợp chất rất khó phân hủy và có độc tính cao trong môi trƣờng.
Một số hợp chất cơ clo phổ biến:
1. Hợp chất BVTV cơ clo
HCBVTV là những hợp chất hữu cơ đƣợc sử dụng nhằm mục đích bảo
vệ thực vật hoặc động vật. Hiện nay có khoảng 90.000 hóa chất khác nhau
chúng đƣợc phân thành: thuốc diệt cỏ, thuốc diệt nấm mốc và một số loại
khác.[2]

HCBVTV cơ clo chứa chủ yếu là các dẫn xuất cơ clo của hydrocacbon
đa nhân, cycloparafin, terpen… Đặc tính chung của các HCBVTV cơ clo là
phân hủy rất chậm sau khi đƣợc đƣa vào môi trƣờng. Sản phẩm phân hủy của
chúng có thể ít độc hơn hoặc cũng có thể phân hủy trở thành những dạng
thoái biến có độc tính cao hơn rất nhiều lần dạng ban đầu (ví dụ nhƣ dioxin).
Chúng hòa tan tốt trong các acid béo, không tan trong nƣớc, một số chất ít
bền nhiệt. Phần lớn các hợp chất này đều bền vững trong cơ thể động vật và
thực vật [1, 2].
Các hợp chất thuốc BVTVcơ clo (OCP) cấu tạo gồm một hay nhiều
nguyên tử clo trong phân tử và có đặc tính diệt côn trùng. Khi OCP xâm nhập
vào cơ thể con ngƣời và động vật, chúng ít bị đào thải mà đƣợc tích lũy và
gây độc lâu dài cho sinh vật. Khi tiếp xúc với côn trùng, OCP thƣờng tác

- 23 -


động lên hệ thần kinh của côn trùng bằng cách ức chế men cholinesteraza và
tác động lên một số cơ quan khác làm rối loạn hoạt động của cơ thể côn trùng
dẫn đến chết. Tuy nhiên, các hợp chất này không có đặc tính chọn lọc nên dễ
gây hại cho các loài thiên địch và các sinh vật có ích [2, 4].

Aldrin

Dieldrin

Endrin

p,p’-DDT

p,p’-DDE

p,p’-DDD

Heptaclo

Heptaclo epoxit

Hexacloxyclohexan

Cl

Cl
Cl
Cl

Cl
Cl
Cl

Hexaclobenzen

Clodan

- 24 -

Cl

Oxiclodan

Endosulfan

Endosulfan sulfate

Hình 6. Một số hợp chất thuốc trừ sâu cơ clo phổ biến
Trong số các HCBVTV cơ clo thì hợp chất DDT (1,1,1-triclo-2,2 ®i
(p- clophenyl) etan) đƣợc sử dụng và nghiên cứu phổ biến hơn cả vì ngoài
tính chất diệt trừ sâu rầy trong nông nghiệp, DDT còn đƣợc sử dụng nhƣ một
hoá chất hữu hiệu nhất trong công tác diệt trừ muỗi, nguyên nhân chính của
bệnh sốt rét. Ngoài ra, nó còn đƣợc xem nhƣ là hóa chất nền chính trong việc
pha chế hầu hết hóa chất bảo vệ thực vật dùng trong nông nghiệp và chăn
nuôi. DDT đƣợc xếp vào danh sách hóa chất cần phải kiểm soát vì có nguy cơ
tạo ra ung thƣ cho ngƣời và thú vật [4].
2. Các hợp chất polyclobiphenyl (PCB)
Polyclobiphenyl (PCB) là tên gọi chung của 209 hợp chất đƣợc tạo
thành khi thay thế từ 1 đến 10 nguyên tử hidro trong phân tử biphenyl bằng
các nguyên tử clo. Công thức tổng quát của PCB là C12H10-(x+y)Clx+y, với x và
y lần lƣợt là số nguyên tử clo của từng vòng benzen (1 ≤ x+y ≤10).

Hình 7. Cấu tạo của các hợp chất polyclobiphenyl
Ở trạng thái nguyên chất, hầu hết PCB đều ở trạng thái tinh thể, không
mùi, không vị và không màu. Trên thị trƣờng, các sản phẩm thƣơng mại của

- 25 -