NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CHẤT HẤP PHỤ DẦU TRÊN CƠ SỞ POLYOLEPHIN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐH KHOA HỌC TỰ
NHIÊN

KHOA HÓA HỌC
LƯƠNG MẠNH TUÂN

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CHẤT HẤP PHỤ DẦU
TRÊN CƠ SỞ POLYOLEPHIN
cơ
Mã số:

62.44.27.01

LUẬN ÁN THẠC SĨ HOÁ HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS. Nguyễn Văn Khôi

HÀ NỘI - 2014

1


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐH KHOA HỌC TỰ
NHIÊN

KHOA HÓA HỌC
LƯƠNG MẠNH TUÂN

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CHẤT HẤP PHỤ DẦU
TRÊN CƠ SỞ POLYOLEPHIN
Chuyên ngành: Hoá Dầu và xúc tác hữu cơ
Mã số:
604435

LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC
NGƯỜI Hướng dẫn khoa học: PGS.TS LÊ THANH SƠN

HÀ NỘI - 2014
2


LỜI CẢM ƠN
Khóa luận này được thực hiện tại Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học
và công nghệ Việt Nam.
Em xin trân trọng cảm ơn PGS.TS. Lê Thanh Sơn đã hướng dẫn tận tình
và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn
thành khoá luận tốt nghiệp.
Tôi xin cảm ơn GS. TS Nguyễn Văn Khôi cùng tập thể các anh(chị) và
các bạn phòng Vật Liệu Polyme - Viện Hoá Học đã giúp đỡ, động viên và tạo
điều kiện cho tôi hoàn thành khoá học và thực hiện thành công luận văn tốt
nghiệp này.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới toàn thể các thầy cô trong Khoa Hóa họcTrường Đại học Khoa học Tự Nhiên đã truyền đạt cho em những kiến thức bổ
ích và tạo mọi điều kiện để tôi có khả năng hoàn thành luận văn này.

Hà Nội, ngày 25 tháng 11 năm 2014
Học Viên

Lương Mạnh Tuân

3


MỤC LỤC

4


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT

PP

Polypropylen

MMA

Methyl methacrylat

EA

Ethyl ethacrylat

AIBN

Azobisisobutyronitrile

DMF

Dimethylformamide

PP-MMA

Polypropylen ghép methyl methacrylat

PP-EA

Polypropylen ghép ethyl ethacrylat

FTIR

Phổ hồng ngoại

DSC

Nhiệt vi sai quét

TGA

Nhiệt trọng lượng

SEM

Ảnh hiển vi điện tử quét

5


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ

6


DANH MỤC CÁC BẢNG

7


MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công
nghiệp dẫn dến việc tiêu thụ dầu mỏ ngày càng gia tăng. Trong đó, sản xuất và
chế biến dầu mỏ là một trong những ngành công nghiệp lớn nhất trên thế giới,
với lượng tiêu thụ lên tới trên 80 triệu thùng dầu mỗi ngày. Những rò rỉ của quá
trình vận chuyển và chế biến, sự cố do các vụ đắm tàu chở dầu đã tạo thành sự ô
nhiễm khủng khiếp với môi trường, những ô nhiễm đó đã tác động rất lớn vào
hệ sinh thái đặc biệt là các hệ sinh thái biển. Sự ô nhiễm này có thể gây ra các
tác động lâu dài và dẫn đến sự diệt vong của một số loài sinh vật biển.
Hiện nay, có rất nhiều phương pháp để xử lý các ô nhiễm sự cố tràn dầu
như: phương pháp cơ học, phương pháp hoá học, phương pháp vật lý, phương
pháp sinh học, phương pháp hoá lý… Gần đây, phương pháp hoá lý sử dụng
polyme hấp thu dầu được ứng dụng nhiều. Có nhiều loại polyme khác nhau sử
dụng hấp thu dầu trên mặt nước từ các polyme thiên nhiên như sợi bông, sợi gỗ,
bột gỗ, vỏ cây… và các polyme tổng hợp, các polyme này có đặc điểm là ưa dầu
và kị nước. Vật liệu hấp thu dầu là các polyme có ưu điểm: hấp thu dầu cao, tỷ
trọng nhỏ hơn so với nước biển nên có thể nổi trên mặt nước dễ thu gom sau khi
hấp thu.
Xuất phát từ thực tế cấp thiết này, đề tài “nghiên cứu chế tạo chất hấp
thụ dầu trên cơ sở polyolephin” mong muốn góp phần giải quyết các yêu cầu
thực tế đặt ra và làm giảm ô nhiễm môi trường, nhằm chế tạo ra vật liệu hấp thụ

dầu có nhiều ưu việt hơn các vật liệu truyền thống.
Với mục tiêu đó, những nhiệm vụ nghiên cứu luận văn phải thực hiện là:
+ Nghiên cứu ảnh hưởng quá trình ngâm sợi polypropylen (PP) đến hiệu
suất trùng hợp ghép, độ hấp thụ dung môi Chloroform, Benzen và Toluen của
sợi PP với các monome methyl methacrylat(MMA), ethyl ethacrylat (EA)
8


+ Khảo sát các yếu tố như nhiệt độ, thời gian, nồng độ chất tạo lưới
Azobisisobutyronitrile (AIBN), tỉ lệ thể tích monome/1g PP của phản ứng trùng
hợp MMA với PP đến hiệu suất ghép và khả năng hấp phụ dung môi
Chloroform, Benzen và Toluen.
+ Khảo sát các yếu tố như nhiệt độ, thời gian, nồng độ chất tạo lưới
Azobisisobutyronitrile (AIBN), tỉ lệ thể tích monome/1g PP của phản ứng trùng
hợp EA với PP đến hiệu suất ghép và khả năng hấp phụ dung môi Chloroform,
Benzen và Toluen.

9


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Sự cố tràn dầu và các phương pháp xử lí
1.1.1. Thành phần hóa học của dầu
Dầu mỏ hay dầu thô là một chất lỏng sánh đặc màu nâu hoặc ngả lục. Dầu
thô tồn tại trong các lớp đất đá tại một số nơi trong vỏ Trái đất. Dầu mỏ là một
hỗn hợp hóa chất hữu cơ ở thể lỏng đậm đặc, phần lớn là những hợp chất
của hydrocarbon, thuộc gốc alkane, thành phần rất đa dạng. Hiện nay dầu mỏ
chủ yếu dùng để sản xuất dầu hỏa, diezen và xăng nhiên liệu. Ngoài ra, dầu thô
cũng là nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản xuất ra các sản phẩm của ngành hóa
dầu như dung môi, phân bón hóa học, nhựa, thuốc trừ sâu, nhựa đường...

Khoảng 88% dầu thô dùng để sản xuất nhiên liệu, 12% còn lại dùng cho hóa
dầu.
Dầu mỏ xuất hiện ở nhiều nơi, tùy theo điều kiện hình thành nên thành
phần của dầu mỏ khá đa dạng. Tuy nhiên, thành phần chính của dầu mỏ vẫn là
các hydrocarbon, tập trung chủ yếu ở các nhóm chất:
- Các hợp chất paraffin. Hàm lượng các n-parafin trong dầu mỏ thường chiếm 2530% thể tích.
- Các hợp chất vòng no hay các hợp chất naphten. Naphten là các hợp chất vòng
no, đây là một trong số các hydrocacbon quan trọng và phổ biến trong dầu mỏ.
Hàm lượng của chúng có thể thay dổi từ 30- 60% trọng lượng.
- Các hydrocacbon thơm hay các aromatic.
Số nguyên tử cacbon của các hydrocarbon trong dầu thường từ C5 – C60 (từ C1
đến C4 nằm trong khí).
1.1.2. Ảnh hưởng của ô nhiễm dầu đến đời sống con người

Tràn dầu là sự giải phóng hydrocarbon dầu mỏ lỏng vào môi trường do
các hoạt động của con người. Tràn dầu thường xảy ra trong các hoạt động tìm
kiếm, thăm dò, khai thác, vận chuyển, chế biến, phân phối và lưu trữ dầu khí và
10


các sản phẩm của chúng. Khi dầu thô và các sản phẩm dầu mỏ tràn ra ngoài môi
trường sẽ gây phá hủy nhiều hệ sinh thái khác nhau. Dầu thô bị tràn ra môi
trường biển sẽ lơ lửng trên mặt nước bởi tỷ trọng của nó nhỏ hơn nước biển. Tỷ
trọng trung bình của dầu khoảng 0,83-0,95, trong khi đó tỷ trọng của nước
nguyên chất là 1,0 và của nước biển là 1,025 [1]. Do dầu nổi trên mặt nước và
dễ bám dính vào da, lông động vật nên ngoài các loài động thực vật thủy sinh thì
các loài chim săn mồi trên biển cũng bị ngấm dầu và bị chết [2] .
Sự cố tràn dầu năm 1967 ở Anh đã làm 10,000 con chim biển bị nhiễm
dầu và có tới 90% trong số đó đã bị chết trước khi bờ biển này được làm sạch.
Các hiện tượng rò rỉ, phụt dầu, vỡ đường ống, vỡ bể chứa, tai nạn đâm va

gây thủng tàu, đắm tàu, sự cố tại các dàn khoan dầu khí, cơ sở lọc hoá dầu v.v...
làm cho dầu và sản phẩm dầu (mà dưới đây sẽ được gọi tắt là dầu) thoát ra ngoài
gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng xấu đến sinh thái và thiệt hại đến các hoạt
động kinh tế, đặc biệt là các hoạt động có liên quan đến khai thác và sử dụng các
dạng tài nguyên thuỷ sản.
Mặt khác, tràn dầu cũng được xem như sự giải phóng vào môi trường do
rò rỉ tự nhiên từ các cấu trúc địa chất chứa dầu dưới đáy biển do các hoạt động
của vỏ trái đất gây nên như động đất...Số lượng dầu tràn ra ngoài tự nhiên
khoảng vài trăm lít trở lên có thể coi là sự cố tràn dầu.
Theo thống kê của ITOPF [3] (International Tanker Owners Pollution
Federation Ltd) từ nhiều năm qua, tỷ lệ dầu tràn trên biển với lượng lớn (trên
700 tấn) là không nhiều so với những vụ tràn dầu nhỏ (từ dưới 7 tấn đến dưới
700 tấn) và theo số liệu phân tích thống kê thì những vụ tràn dầu lớn thường ít
có khả năng xảy ra hơn. Và số vụ tràn dầu qua các năm có xu hướng giảm dần,
tuy nhiên các vụ tràn dầu lớn lại xảy ra nhiều hơn, cụ thể trong thập niên 90 có
khoảng 358 vụ tràn dầu với lượng dầu tràn trên 7 tấn, và tổng lượng dầu tràn là
1 138 000 tấn, nhưng hết 830 000 tấn (chiếm 73% số lượng dầu tràn) chỉ xảy ra
trong 10 vụ (chiếm 3%). Điều đó chứng tỏ rằng, với công nghệ hiện đại, việc
11


xảy ra các sự cố tràn dầu với lượng lớn là điều có thể xảy ra và thực tế đã xảy ra
như: năm 1979 tàu Atlantic Empress để tràn 287 000 tấn dầu, 1983 tàu Castillop
de Bellver để tràn 252 000 tấn, đến 1991 ABT Summer để tràn 260 000 tấn dầu
ra biển, và đỉnh điểm là vụ tràn dầu lớn nhất thế giới xảy ra trong chiến tranh
vùng Vịnh năm 1991, khi Iraq đã đổ khoảng 800 000 tấn dầu thô ra vịnh Ba Tư.
Bảng 1.1: Thống kê số vụ và tổng lượng dầu tràn từ năm 1980 tới năm 2007
của ITOPF.
STT

Năm

7- 700 tấn

> 700 tấn

Tổng lượng dầu tràn (tấn)

1

1980

52

13

206 000

2

1981

54

7

48 000

3

1982

45

4

12 000

4

1983

52

13

384 000

5

1984

25

8

28 000

6

1985

31

8

85 000

7

1986

27

7

19 000

8

1987

27

10

30 000

9

1988

11

10

190 000

10

1989

32

13

174 000

11

1990

51

14

61 000

12

1991

29

7

430 000

13

1992

31

10

172 000

14

1993

31

11

139 000

12

15

1994

26

9

130 000

16

1995

20

3

12 000

17

1996

20

3

80 000

18

1997

28

10

72 000

19

1998

25

5

13 000

20

1999

19

6

29 000

21

2000

19

4

14 000

22

2001

16

3

8 000

23

2002

12

3

67 000

24

2003

15

4

42 000

25

2004

16

5

15 000

26

2005

21

3

17 000

27

2006

11

4

13 000

28

2007

10

3

16 000

Thống kê của Cục Hàng hải Việt Nam [4] từ năm 1992- 2004 xảy ra 928
vụ tai nạn tàu thuỷ tại các vùng biển và cửa biển Việt Nam, đồng nghĩa với nguy
cơ tràn dầu ngày càng lớn.
Dầu tràn gây hậu quả nặng nề về nhiều mặt. Đơn cử vụ tàu chở dầu
Neptune Aries (Singapore) đâm vào cầu tàu cảng Cái Tiên trên sông Sài Gòn hồi
tháng 10 năm 1994, làm tràn 1 584 tấn dầu DO và hơn 150 tấn xăng dầu các loại
từ đường ống dẫn dầu của cầu cảng. Do ứng phó tràn dầu không kịp thời, nên
toàn bộ vùng nước cảng và 30 000 ha ruộng lúa xung quanh bị thiệt hại. Vết dầu
loang rộng khoảng 59- 60km, đổ thẳng vào hệ thống sông Đồng Nai, lan đi các

13


kênh rạch chằng chịt làm tăng độ nguy hiểm và ô nhiễm môi trường. Nồng độ
dầu trong bùn và nước rất cao, ảnh hưởng lâu dài với hầu hết hệ sinh thái thuỷ
vực, rừng ngập mặn, thảm thực vật ven sông. Thiệt hại từ sự cố tràn dầu này ước
tính 28 triệu USD, song ta chỉ đòi được chủ tàu bồi thường 4,2 triệu USD.
Vụ tàu Mimosa của Petro VN bị tàu Trinity quốc tịch Liberia đâm đắm
ngày 12/5/2005 ở khu vực mỏ Đại Hùng, cách thành phố Vũng Tàu 180 hải lý,
với hơn 100 tấn dầu trong khoang.
Dự báo: Với trình độ khoa học hiện đại, tàu chở dầu ngày càng lớn, và
hiện nay đã có những tàu với tải trọng lên đến 800 000 tấn. Do đó khi xảy ra sự
cố thì nó sẽ gây thảm họa môi trường to lớn.
a) Tác động của tràn dầu đến hệ sinh thái và môi trường [5]
Dầu là một dạng gây ô nhiễm đặc biệt vì nó không trộn lẫn được với nước
và có trọng lượng riêng nhẹ hơn nước. Do đó, dầu khi bị tràn tạo ra một vệt dầu
loang trôi trên bề mặt nước.
Ảnh hưởng của một sự cố tràn dầu lên hệ sinh thái phụ thuộc vào các yếu
tố, bao gồm:
-

Kích thước và tính chất của vết dầu loang (một vết dầu tràn lớn tức thời sẽ lan
rộng trên bề mặt đất và nước nhanh hơn là một vết rò nhỏ)

-

Các đặc tính lý hóa và độc tính của mỗi loại dầu; các điều kiện hải dương học
(dòng chảy, thủy triều đối lưu nước), địa chất học…

-

Điều kiện nước (gió và sóng), điều kiện đất trong thời điểm xảy ra sự cố tràn
dầu

-

Bản chất của trầm tích trong hệ sinh thái bị ảnh hưởng (sẽ xác định khả năng
thấm dầu vào chất nền đât)

-

Thời điểm mùa tràn dầu liên quan đến mùa sinh sản của các loài.
14


* Đối với môi trường biển:
- Ô nhiễm nước do dầu mỏ và sản phẩm của chúng (xăng, dầu bôi trơn,
mazut…) thì làm giảm tính chất hóa lý của nước như thay đổi mùi, màu, vị….
- Tạo lớp váng mỏng phủ đều trên mặt biển, ngăn cách biển và khí quyển,
do đó cản sự trao đổi ôxy giữa biển và khí quyển, ngăn cản trao đổi nhiệt cũng
như tạo ra lớp cặn đó làm ảnh hưởng nghiêm trọng tới sinh vật biển.
- Làm giảm chất lượng thủy hải sản do xuất hiện vết đen và mùi vị khác).
Ở mức nhiễm độc cao sẽ làm sinh vật phát triển không bình thường, phá hoại tập
quán di cư, ảnh hưởng đến cá con và ấu trùng, làm giảm thức ăn dự trữ, làm thay
đổi vị trí cư trú có thể dẫn đến làm tiêu vong một số loài.
- Hủy hoại vi sinh vật do độc tố trong dầu.
- Gây rối loạn sinh lý, làm sinh vật chết dần, tẩm ướt dầu lên da hay lông
của các vi sinh vật biển sẽ làm giảm khả năng chịu lạnh, hô hấp…hay nhiễm
bệnh do hydrocarbon xâm nhập vào cơ thể.
- Thay đổi môi trường sống của sinh vật biển do dầu che phủ phản ứng

không cho ôxy và ánh sáng hào tan, vận chuyển trong nước.
- Sự thấm ướt dầu gây nguy hiểm cho các loài chim vì lông của chúng sẽ
không còn khả năng giữ nhiệt làm cho chim chết vì rét.
- Các hydrocarbon thơm là tác nhân gây ung thư.
* Đối với môi trường đất
- Khi trên bề mặt có một lớp màng mỏng dù chỉ từ 0,2 – 0,5mm cũng cản
trở quá trình trao đổi chất của các sinh vật trong đất, đất thiếu ôxy do không tiếp
xúc với không khí, các sinh vật trong đất sẽ chết dần.
- Khi dầu xâm nhập vào đất, chúng làm thay đổi cấu trúc, đặc tính lý học
và hóa học của đất, chúng biến các hạt keo hành trơ, không có khả năng hấp phụ
15


và trao đổi nữa, làm cho vai trò đệm, tính ôxy hóa, tính dẫn điện, dẫn nhiệt của
môi trường đất thay đổi mạnh, giảm tính dẻo và tính dính.
- Dầu thấm qua đất đến mạch nước ngầm làm ô nhiễm mạch nước ngầm.
- Dầu là hợp chất cao phân tử có thể tiêu diệt trực tiếp các thực vật, động
vật, sinh vật trong đất (trừ một số sinh vật có thể phân giải được dầu).
- Tác hại của dầu đối với môi trường đất rất lớn, nó có thể biến đất thành
đất chết.
Các hoạt động thăm dò, khai thác và vận chuyển dầu chủ yếu xảy ra trên
biển, vì vậy, các sự cố tràn dầu cũng chủ yếu xảy ra trên biển.
Do dầu chuyển dịch ngang bề mặt nước, các vùng đặc biệt dễ bị tổn
thương do một sự cố tràn dầu là các vùng nằm trong khu vực của bờ biển giữa
lúc triều lên và triều xuống bao gồm rặng san hô (đặc biệt các rặng tua dọc theo
bờ biển và phần đất bồi ở biển của phần lục địa), cây đước, môi trường sống
đầm lầy, bùn, phần đất cát thấp và tảo biển.
Khi tràn ra, dầu có thể ảnh hưởng đến môi trường bằng nhiều cách khác
nhau. Đầu tiên, về mặt tự nhiên dầu có thể làm ngạt sinh vật và chất nền để
chúng tiếp xúc với các thành phần hóa học độc hại. Nó thường gây ra tử vong

cho các sinh vật. Trong giai đoạn đầu của một sự cố tràn dầu, độc tính của dầu
đối với các sinh vật biển liên quan đến số lượng các hợp chất thơm có thể tan
được trong nước (các benzen thế alkyl, naphtalene) trong dầu.
Các loại dầu nhẹ thường có tiềm năng độc hơn các dầu nặng và nó phân
tán rất nhanh, điều đó cũng có nghĩa là việc tiếp xúc với dầu xảy ra nhanh
chóng. Do vậy, các loại dầu nhẹ bị tràn ra gần các khu vực nuôi cá, tôm, cua…
có thể gây ra thiệt hại trên diện rộng. các loại dầu trung bình thường chứa một tỉ
lệ lớn các hợp chất tan trong nước và tương đối dễ phân tán trong nước. các loại
này có thể gây ảnh hưởng lớn đến các hệ sinh thái biển.
16


Ảnh hưởng của một sự cố tràn dầu lên động vật và thực vật phụ thuộc vào
mùa, kích thước và vị trí của vết dầu tràn. Nếu một sự cố tràn dầu xẩy ra vào
đỉnh điểm của mùa sinh sản, nó có thể ảnh hưởng đến toàn bộ số lượng trứng và
ấu trùng sinh ra, thêm vào đó lá sự tử vong của các con lớn trưởng thành.
Thứ hai, phần còn lại của dầu có thể tích tụ vào các trầm tích và mô của
sinh vật sống trong khu vực bị ảnh hưởng. Ảnh hưởng của các chất cặn bã dầu
tích tụ trong mô các loài có giá trị thương mại như trai, sò, loài giáp sát và cá đã
được biết từ lâu. Việc tích tụ dầu bên trong các mô sinh vật khiến chúng có mùi
và không thể tiêu thụ được trên thị trường
* Một sô hệ sinh thái và sự tổn thương do ô nhiễm dầu tràn:
Các rặng san hô: Sự ô nhiễm dầu có thể dẫn đến tử vong trên diện rộng
của san hô và các động vật đáy không xương sống khác như trai, sò, động vật da
gai và loài giáp sát. Các cặn dầu và các phần dầu nhẹ dễ tan trong nước hơn sẽ
làm các loài cá và động vật không xương sống bị nhiễm bẩn (có mùi), đặc biệt là
các loài sống bằng cách ăn lọc.
Hơn nữa, một vỉa đá ngầm bị thoái hóa do dầu không phải là nơi hấp dẫn
cho ngành du lịch. Về lâu dài, một rặng san hô lớn bị tiêu diệt sẽ dẫn đến việc
xói mòn lớp nền của vỉa đá ngầm do sóng và các sinh vật gây xói mòn sinh học.

Đến một mức độ nào đó sự xói mòn bờ biển trên diện rộng sẽ xảy ra. Sự mất bờ
biển và vùng đất ven biển sẽ ảnh hưởng nặng nề đến khả năng phát triển kinh tế
xã hội của khu vực.
Các bãi cát, bãi bùn (vùng kín gió): Ảnh hưởng của sự cố tràn dầu lên các
bãi cát và bãi bùn phụ thuộc vào kích thước của trầm tích, năng lượng sóng cũng
như các đặc tính lý hóa của dầu. Trong các khu vực tiếp xúc nhiều nhất với năng
lượng sóng cao, dầu có thể bị thấm sâu bên trong lòng trầm tích đáy. Trong các
trường hợp này, việc ô nhiễm dầu có thể dai dẳng trong thời gian dài và theo
17


thời gian dầu sẽ rò rỉ ra hoặc tiếp xúc lặp đi lặp lại do việc tái tạo trầm tích do
sóng và thủy triều
Cây đước: cây đước, do mực nước lên xuống của thủy triều và vị trí ven
biển của chúng nên dễ bị ảnh hưởng bởi ô nhiễm dầu. Các dòng thủy triều và gió
thổi về bờ có thể đem các màng dầu vào khu rừng đước, nơi mà tiếp xúc lý hóa
với động và thực vật trong môi trường dẫn đến việc tử vong quy mô lớn. Môi
trường sống trong rừng đước rất đa dạng nuôi sống rất nhiều loài cá, động vật
không xương sống, chim, các loài thực vật và đóng vai trò vô cùng quan trọng
đối với các hệ sinh thái biển. Đước là môi trường sống quan trọng và là nơi nuôi
dưỡng nhiều loài có giá trị thương mại cao. Được cung cấp đầu vào đáng kể các
chất hữu cơ cho nước biển và gắn kết các trầm tích mịn với nhau. Điều này làm
ổn định các dải đất ven bờ và bảo vệ chúng khỏi xói mòn do sóng, các lớp rong
biển, hồ và đầm lầy: Vì các lớp rong biển, hồ và đặc biệt là đầm lầy xuất hiện
nơi nước nông và thường nổi rõ khi triều thấp, chúng dễ bị tổn thương do ô
nhiễm dầu vì dòng triều và gió về bờ có thể đưa vết dầu về phía bờ. Ảnh hưởng
của việc suy thoái thảm rong biển, hồ và đầm lầy tương tự như đối với đước.
Việc suy thoái sẽ dẫn đến các môi trường sống này bị mất một số cá lớn và vừa,
một số loài giáp xác có giá trị. Điều này sẽ ảnh hưởng đến động vật bậc cao hơn
ăn các sinh vật này và cũng ảnh hưởng tới hệ sinh thái liền kề phụ thuộc vào các

môi trường sống này.
Sinh sản của cá: cá có thể bị ảnh hưởng bởi dầu bằng nhiều cách, cụ thể là
qua tiếp xúc vật lý với một vết dầu loang, mang cá hoặc các biểu mô mỏng bị
dính các sản phẩm dầu không tan, việc tiêu hóa gián tiếp hay trực tiếp các con
mồi bị nhiễm bẩn bởi dầu, ngộ độc trứng và ấu trùng và do bị ảnh hưởng bởi
môi trường sống của cá. Về ngắn hạn, các con cá trưởng thành tiếp xúc với dầu
thể hiện một số thay đổi về sinh lý (tăng nhịp tim, thay đổi cân bằng thấm lọc
trong hệ hô hấp và đặc tính của máu…), biểu hiện ở giảm khả năng hoạt động,
ăn uống và khả năng theo bầy, cũng như xuất hiện các tổn thương ở mang, vây
18


và mắt. Về lâu dài, sự ô nhiễm do dầu dẫn đến việc làm giảm tốc độ tăng trưởng,
sự sinh sản chậm, làm tăng tính dễ bị tổn thương do bệnh tật và tăng độ tử vong.
b) Ảnh hưởng của ô nhiễm dầu đến kinh tế- xã hội [6]
Dầu lan trên biển và dạt vào bờ trong thời gian dài không được thu gom
sẽ làm suy giảm lượng cá thể sinh vật, gây thiệt hại cho ngành khai thác và nuôi
chồng thủy, hải sản. Các nguồn lợi thủy- hải sản là đối tượng chịu tác động tiêu
cực mạnh mẽ của sự cố ô nhiễm dầu. Giá trị sử dụng của thủy-hải sản bị giảm
bởi mùi khó chịu do dầu gây ra. Dầu gây ô nhiễm môi trường làm cá chết hàng
loạt do thiếu oxy hòa tan trong nước.
Dầu bám vào đất đá, kè đá, các bờ đảo làm mất mỹ quan, gây mùi khó
chịu đối với du khách khi tham quan du lịch, nghỉ dưỡng, dẫn đến doanh thu của
ngành du lịch đã bị thiệt hại nặng nề.
Ngoài ra, dầu tràn làm ảnh hưởng đến sự hoạt động của các cảng cá, cơ sở
đóng mới và sửa chữa tàu biển. Máy móc, thiết bị khai thác tài nguyên và vận
chuyển đường thủy bị hư hỏng hoặc bị ăn mòn.
Sự cố môi trường tràn dầu có thể được xem là một trong những dạng sự
cố gây ra tổn thất kinh tế lớn nhất trong các loại sự cố môi trường do con người
gây ra. Vì vậy, chúng ta cần phải có biện pháp để xử lí những ô nhiễm do tràn

dầu.
1.1.3. Các biện pháp xử lý ô nhiễm tràn dầu
Ở nhiều nước trên thế giới cũng như ở Việt Nam, các biện pháp thường
được áp dụng để khắc phục sự cố tràn dầu đó là: cơ học, sinh học và hóa học.
Đối với biện pháp cơ học, thực hiện quây gom, dồn dầu vào một vị trí nhất định
để tránh dầu lan trên diện rộng. Sử dụng phao ngăn dầu để quây khu vực dầu
tràn, hạn chế ô nhiễm lan rộng và để thu gom xử lý. Sau khi dầu được quây lại
19


dùng máy hớt váng dầu hút dầu lên kho chứa. Ưu điểm của biện pháp này là
ngăn chặn, khống chế và thu gom nhanh chóng lượng dầu tràn tại hiện trường.
Ngoài ra, có thể áp dụng biện pháp hóa học khi có hoặc không có sự làm
sạch cơ học đối với các vụ tràn dầu. Cụ thể, sử dụng các chất phân tán; các chất
phá nhũ tương dầu - nước; các chất keo tụ và hấp thụ dầu...để xử lý. Với biện
pháp sinh học là dùng các vi sinh vật phân giải dầu như vi khuẩn, nấm mốc, nấm
men... Tuy nhiên, khi xảy ra sự cố tràn dầu thì biện pháp cơ học được xem là
tiên quyết cho công tác ứng phó sự cố tràn dầu tại các sông, cảng biển.
Ngăn ngừa và khắc phục sự cố tràn dầu là công việc hết sức cần thiết,
nhưng phức tạp và khó khăn, đòi hỏi sự tổ chức, phối hợp mau lẹ và việc áp
dụng các kỹ thuật phù hợp.
Việc ngăn, quây dầu tràn có thể được tiến hành bằng các công cụ kỹ thuật
cao hoặc đơn giản như sử dụng phao ngăn dầu chuyên dùng hoặc dùng tre nứa
kết thành phao ngăn, sau đó nhanh chóng thu gom bằng mọi cách, từ bơm hút
cho đến vớt thủ công; có thể dùng rơm rạ hoặc các loại vật liệu xốp dễ ngấm dầu
thả xuống nước cho dầu thấm vào, sau đó vớt lên gom giữ vào nơi an toàn.
Trường hợp tràn dầu ngoài khơi, xa bờ, có thể xem xét dùng chất phân tán
dầu nhằm ngăn không cho dầu có khả năng loang vào gây ô nhiễm đến bờ, bởi
những khu vực này thường là các khu vực nhạy cảm, là nơi sinh sống của các
loại động thực vật, các khu bảo tồn thiên nhiên ven biển, các khu rừng ngập mặn

cần được ưu tiên bảo vệ.
Khi dầu đã lan và dạt vào bờ, cần nhanh chóng và bằng mọi biện pháp,
mọi phương tiện, từ thô sơ (như xẻng, xô, chậu ...) cho tới hiện đại (như xe hút
nước, bơm dầu, xe ủi, ô tô tải...) tổ chức thu gom váng dầu , cặn dầu.

20


Váng dầu, cặn dầu và các vật liệu bám dầu (như đất, cát, cành cây, rác
bám dầu v.v...) cần gom về một nơi, ngăn quây cách ly không cho thấm ra môi
trường xung quanh và sẽ được cơ quan chuyên môn hướng dẫn xử lý.
Ngoài các biện pháp cần thiết khẩn cấp nêu trên, các nước tiên tiến đã sử
dụng các công cụ hỗ trợ để giúp công tác khắc phục sự cố có hiệu quả hơn như:
sử dụng vệ tinh để theo dõi các vệt dầu loang theo hướng gió hoặc thủy triều để
có biện pháp xử lý kịp thời. Dùng các loại tàu và phao chuyên dụng để rải chất
phân tán hoặc ngăn chặn các vết dầu loang giúp cho việc thu gom được dễ dàng.
Ngoài các hóa chất phân tán, một biện pháp khác là dùng các vi sinh vật
hoặc các tác nhân sinh học nhằm phân tán hoặc phân hủy dầu.
Tràn dầu ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường và sinh thái dù ở bất cứ
địa điểm nào. Những ảnh hướng và thiệt hại của nó tới môi trường khó mà đánh
giá được. Chi phí khắc phục cho những sự cố tràn dầu là rất lớn, có khi lên đến
hàng tỷ đô la tùy theo mức độ nghiêm trọng.
Song song với các công tác phòng tránh tai nạn tràn dầu, chống rò rỉ giàn
khoan, cần có các biện pháp xử lý dầu tràn trên mặt nước. Các nhà khoa học đã
và đang cố gắng để tìm ra các biện pháp làm sạch nguồn nước bị ô nhiễm dầu.
Các phương pháp dùng để xử lý dầu tràn có thể liệt kê thành 3 nhóm
chính. Nhóm thứ nhất bao gồm các phương pháp vật lý như chất hấp thu dầu,
phao quây dầu và máy hút dầu, nhóm thứ hai là các phương pháp hoá học như
phân tán, đốt cháy hoặc dùng chất hoá rắn, và nhóm thứ ba là các phương pháp
sinh học. Thông thường, sự kết hợp của tất cả các phương pháp trên sẽ xử lý

hiệu quả hơn. Một số biện pháp đã và đang được sử dụng hiện nay như:
1.1.3.1. Phương pháp vật lý

21


Là biện pháp cơ học quây giữ dầu trong 1 khu vực nhất định, ngăn chặn
dầu loang trên diện rộng, sau đó kết hợp với các biện pháp khác để khắc phục sự
cố:
+ Dùng phao giữ dầu nổi trên mặt nước,khi dầu được cố định bằng phao,
bước tiếp theo là cần phải gỡ bỏ dầu ra khỏi mặt nước bằng cách kết hợp với
một số phương pháp khác như hấp thụ, phân tán…[7-10].
+ Dùng máy hút dầu giống như thiết bị làm sạch chân không hấp thu dầu
trên mặt nước với ái lực hấp dẫn hay phá hủy liên kết vật lý dầu-nước và giữ dầu
trong một khoang chứa. Cách này chỉ sử dụng được đối với diện tích dầu loang
hẹp và dòng nước tĩnh. [11].
+ Sử dụng phương pháp đốt với lượng dầu tràn dày không quá 3mm.
Phương pháp này đã được thử nghiệm thành công ở Canada. Tuy nhiên phương
pháp này phải được tiến hành rất thận trọng.
+ Dùng tác nhân tạo gel làm đông tụ dầu trên mặt biển ở dạng màng dày
hay dạng lưới, tạo điều kiện để các máy hút dầu thu hối dầu lại.
+ Sử dụng sản phẩm hữu cơ từ thiên nhiên như, rơm, vỏ trấu, bã mía, lõi
ngô, sợi bông tẩm paraffin[12]..
+ Sử dụng các chất hấp thụ dầu bao gồm: các sản phẩm khoáng vô cơ tự
nhiên như perlite, vermiculite, tro núi lửa, khoáng sét, diatomit [12].; các sản
phẩm hữu cơ tổng hợp như polyetylen, polypropylen, polyuretan, polyeste, các
polyme kị nước, ưa dầu như các ankylacrylat [12-15].; Các hợp chất hữu cơ tự
nhiên như sơ dừa, vỏ trấu, bột gỗ…
Khắc phục sự cố dầu bằng phương pháp vật lý được coi là tiên quyết cho
công tác ứng phó khi xảy ra sự cố tràn dầu tại các sông, cảng biển nhằm ngăn

chặn, khống chế và thu gom nhanh chóng lượng dầu tràn trên hiện trường. Hai
phương tiện cơ bản được sử dụng thu hồi dầu là thiết bị vây dầu và thiết bị thu
hồi dầu.
22


1.1.3.2. Phương pháp sinh học
Tràn dầu hiện đang là một thảm họa của môi trường, gây ảnh hưởng đến
hệ sinh thái, môi trường và con người, đòi hỏi con người phải tìm ra những giải
pháp để ngăn chặn và xử lý kịp thời. Ngoài những phương pháp cơ học và hóa
học đang được sử dụng, xử lý dầu tràn bằng công nghệ sinh học cũng đang
được ứng dụng rộng rãi và mang lại hiệu quả cao.
Phương pháp sinh học là phương pháp sử dụng các tác nhân tự nhiên hay
các vi sinh vật (Nấm, vi khuẩn…) để thúc đẩy quá trình phân hủy các
hydrocarbon dầu mỏ. Đó là quá trình tự nhiên do vi sinh vật phân hủy dầu thành
các chất khác. Các sản phẩm có thể tạo ra là CO 2, nước hoặc các phân tử không
gây ảnh hưởng xấu đến môi trường. Dầu mỏ là một loại nhiên liệu rất đặc biêt,
trong thành phần của chúng chủ yếu là Hydrocarbon mạch thẳng (Chiếm 3035%), hydrocarbon mạch vòng (Chiếm 25-75%) và hydrocarbon thơm (Chiếm
10-15%). Các thành phần hóa học có trong dầu mỏ thường rất khó phân hủy. Do
đó, việc ứng dụng các quá trình sinh học để xử lý ô nhiễm dầu mỏ có đặc điểm
rất đặc biệt.
+ Phân hủy, phân tách dầu tràn nhờ các tác nhân tự nhiên: vi khuẩn hay
mưa gió cuốn trôi, nhấn chìm. Nhưng do quá trình phân hủy xảy ra rất chậm, với
lượng lớn thì thời gian làm sạch rất dài và gây nhiều tác hại trước khi dầu được
làm sạch hoàn toàn .
+ Dùng tác nhân vi sinh được nuôi cấy trong than, trong vật liệu hút dầu,
các vi sinh vật này sẽ là tác nhân phân hủy lượng dầu tràn. Với nguồn thức ăn là
các hydrocacbon, ở độ ẩm thích hợp các sinh vật này sẽ phát triển và phân hủy
sinh học dầu thành chất vô hại. Tuy nhiên, phương pháp này chỉ có ý nghĩa với
sự cố thất thoát dầu ở mức độ nhỏ tại nhà máy lọc dầu, kho chứa dầu. Với hiện

tượng dầu tràn trên mặt nước với lượng lớn thì phương pháp này không có ý
nghĩa .

23


Bảng 1.2: Một số chủng vi sinh vật có khả năng phân hủy hủy dầu mỏ và khí
thiên nhiên (Hydrocacbon)
STT

Hydrocacbon

1

Methan

2

3

4

Hexandecan

Oxadecan

C10- C50

Tên vi sinh vật

Loại

Methanomonas.Sp

Nấm

Bacillus

Vi khuẩn

Candida Tropicalis

Nấm

Micrococcus

Vi khuẩn

Cerificans

Vi khuẩn

Pseudomonas

Vi khuẩn

Aeruginosa

Nấm

Bacillus Thermofil

Vi khuẩn

Candida.Sp

Vi khuẩn

Mycobacteium

Vi khuẩn

Lacticolum

Nấm

Propanicum

Nấm

M.Flavum Vas Math

Vi khuẩn

Nicum

Nấm

5

C12 – C15

Nocardia.Sp

Nấm

6

C13 – C19

Pseudomonas

Vi khuẩn

7

C14 – C18

Aeruginosa

Nấm

Candida Lipolytica

Nấm

Mycobacterium Plei

Nấm

Nocardia.Sp

Nấm

Candida

Nấm

Guilliermondi

Nấm

8

9

C14 – C19

C15 – C28

24


10

n – parafin

Micrococcus

Nấm

Candida Intermetia

Nấm

Torulopsis

Nấm

Candida Tropicalis

Nấm

Lipolytica

Vi khuẩn

C.Pelliculosa

Vi khuẩn

C.Lipolytica

Vi khuẩn

Candida Albicans

Vi khuẩn

Pseudomonas

Vi khuẩn

1.1.3.3 Xử lý bằng phương pháp hóa học
Là phương pháp xử lý xự cố tràn dầu bằng cách sử dụng các chất phân
tán; các chất keo tụ và hấp thụ dầu, các chất phá nhũ tương dầu- nước…Phương
pháp này được sử dụng để làm sạch dầu khi có hoặc không có phương pháp làm
sạch cơ học và dầu tràn trong một thời gian dài. Nhìn chung, các hóa chất sử
dụng được chia làm hai nhóm: Nhóm các chất phân tán và nhóm các chất hấp
thụ
Chất phân tán
Các chất phân tán có tác dụng phân tán dầu để đẩy nhanh tiến độ tách dầu
ra khỏi mặt nước. Chúng là các chất hoạt động bề mặt, thành phần cấu tạo bao
gồm phần ưa nước và phần ưa dầu, thường được sử dụng dưới dạng các sản
phẩm thương mại như IFO-180, IFO-380, COREXIT-950…Tác nhân phân tán
hoạt động như chất tẩy rửa, có tác dụng làm giảm bớt lực căng bề mặt giữa dầu
và nước tạo ra những giọt dầu nhỏ. Điều này giúp làm tăng tốc quá trình pha
loãng và phân hủy sinh học của dầu, và có thể làm giảm thiệt hại gây ra bởi dầu
nổi trên mặt biển cho một số tài nguyên, loài chim biển, ví dụ như giảm thiệt hại
25