Thuyết trình Sự phát sinh và loại bỏ NDMA và khả năng hình thành NDMA trong nhà máy xử lý nước thải

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA MÔI TRƯỜNG
KHOA MÔI TRƯỜNG


Phân tích chất lượng môi trường đất và nước
Đề tài 17

Sự phát sinh và loại bỏ NDMA
và khả năng hình thành NDMA trong
nhà máy xử lý nước thải
GV: Tô Thị Hiền
SV : Chu Thế Dũng
Nguyễn Thùy Linh


TỪ MỚI
- NDMA
: N – Nitrosodimethylamine
- disinfection
: quá trình khử trùng
- formation potential : khả năng hình thành
- limit of quantification : giới hạn định lượng (LOQ) là
nồng độ thấp nhất của chất phân tích mà hệ thống phân
tích định lượng được
- wastewater treatment plant: nhà máy xử lý nước thải
- wastewater-derived NDMA precursor: tiền chất
NDMA có trước trong nước thải
- organic nitrogen-containing compound: hợp chất
hữu cơ chứa N

MỤC LỤC
 Tóm tắt
 Giới thiệu
 Nguyên liệu và phương pháp
 Kết quả và thảo luận
 Kết luận


TÓM TẮT
- N – Nitrosodimethylamine (NDMA) là một chất gây ung
thư cực mạnh được hình thành trong quá trình khử trùng
bằng Clo hoặc Ozôn hoá.
- Khảo sát số phạn và khả năng phát sinh NDMA tại 12
nhà máy XLNT.
- khả năng hình thành NDMA giảm từ nước thải đầu vào
đến nước thải thứ cấp (85% - 98%).
- Tỷ lệ loại bỏ NDMA phụ thuộc chủ yếu và đặc tính
nước thải


GIỚI THIỆU


GIỚI THIỆU
Các quy định về nồng độ NDMA trong nước uống
Bộ Dịch vụ y tế California quy định nồng độ NDMA trong
nước uống là 10 ng/L, chỉ định NDMA là một trong 104
chất gây ô nhiễm quy định trong Danh sách các chất
gây ô nhiễm
Văn phòng Đánh giá nguy cơ sức khoẻ môi trường ở

Califonia đã đưa ra mục tiêu sức khoẻ cộng đồng, duy
trì nồng độ NDMA ≤ 3 ng/L
Bộ Môi trường bang Ontario, Canada đã quy định mức
tạm thời cho phép là 9 ng/L


GIỚI THIỆU
- Quá trình hình thành NDMA trong quá trình clo hóa
Monochloramine + DMA → dimethylhydrazine không đối xứng
Oxi hóa

NDMA
- Tốc độ phản ứng tối ưu tại pH 6 và 8
- Hiệu suất hình thành tương đối thấp (≤ 12%)
→ Nghiên cứu khảo sát sự phát sinh của NDMA trong 12
nhà máy xử lý, sự hình thành NDMA trong quá trình xử lý
nước thải và loại bỏ NDMA bằng phương pháp sinh học.


NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
1. Lựa chọn hệ thống xử lý nước thải để khảo sát NDMA
- 12 nhà máy xử lý nước thải đã được lựa chọn, bao gồm
đầy đủ các hình thức xử lý sinh học và khử trùng.
- Mẫu được lấy tự động bằng kỹ thuật lấy mẫu tổng hợp 24
giờ theo tỷ lệ dòng chảy, lấy mỗi 2 giờ một lần ở đầu
nguồn, nguồn thứ cấp và cuối nguồn thải.
- Thêm sodium thiosulfate (Na2S2O3 nồng độ 10 mg/L) vào
tất cả các mẫu cuối đường thải để khử Clo và Ozôn dư.
- Mẫu được lấy vào chai thuỷ tinh 1 L màu hổ phách, bảo
quản trong tối tại 4oC và phân tích trong vòng 10 giờ.

NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
2. Quy trình xử lý sơ bộ


NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
3. Định lượng NDMA bằng phương pháp GC/MS
GC: Shimadzu GC-17A
Cột
Rtx-5 Amine (30m×0.32
Nhiệt độ tiêm
mmID, Restek, USA)
230oC
Điều kiện nhiệt độ

40oC, 4 phút
Đến 60oC, 5oC/phút
Đến 100oC, 20oC/phút
Đến 250oC, 25oC/phút
Tổng công: 16 phút

MS: Shimadzu QP – 5000
Hợp chất cuối cùng

NDMA

Hợp chất m/z
Thời gian lưu

7.41 (định lượng) 42 (theo dõi)
7.2 phút

Chất thay thế

NDMA – d6

Hợp chất m/z
Thời gian lưu

80.1
7.1 phút

Phương pháp tiêm
Thể tích tiêm

Splitless
2 µL

Chất nội chuẩn
Hợp chất m/z
Thời gian lưu

Toluene – d8
98.1
8.0 phút

Khí mang
Áp suất
Tốc độ trong cột

Tổng tốc độ

He
30 kPa
2.1 mL/phút
59.8 mL/phút

Phương pháp ion hoá
Năng lượng ion hoá
Tăng sự tách song

EI
70 eV
1.8 kV


NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
4. Khảo sát sự hình thành NDMA trong quá trình Clo hóa

10 mM đệm
phosphate

Monochloramin 20
mM

pH = 6.9
Bảo quản
10 ngày
900 mL nước
thải

20oC

Đem phân tích bằng phương
pháp so màu
N,N-diethyl-p-phenylenediamine


NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
4. Khảo sát sự hình thành NDMA trong quá trình Clo hóa
 Chú ý
- Không được lọc mẫu nước thải
- Nồng độ NDMA phải được theo dõi hàng ngày
- Dd monochloramine thêm vào liên tục trong thời gian
thích hợp
Nồng độ sau thí nghiệm của dd monochliramine là 0.14
mM (10 mg/L Cl2) → chứng tỏ trong mẫu có tiền chất
NDMA
5. Phân tích thống kê
- Sử dụng phương pháp phương sai (ANOVA) để kiểm tra
sự khác biệt hiệu quả giảm sự hình thành NDMA giữa các
quá trình sinh học
- Mức ý nghĩa là 0.05


KẾT QUẢ THẢO LUẬN
1. Giới hạn phát hiện (LOD) - giới hạn định lượng (LOQ)
- LOD = 3.1 ng/L
- LOQ = 10 ng/L
2. Nghiên cứu khả năng phục hồi của NDMA

Ca  C
re cov ery (%) 
100

Ca: là nồng độ NDMA/NDMA – d6 trong mẫu với thí
nghiệm chuẩn tăng
C: là nồng độ mẫu ban đầu
Α: là nồng độ trong dung dịch chuẩn


KẾT QUẢ THẢO LUẬN
2. Nghiên cứu khả năng phục hồi của NDMA
Tỷ lệ thu hồi (%)
(mean ± SD) (n=3)

SD Tương đối
(%)
Material
(n = 3)
Dòng Dòng Dòng Dòng Dòng Dòng
vào
thải
ra
vào thải
ra
NDMA 200ng/L 81± 7 78±11 89± 6 5,3 14,6 8,9
NDMA- 200 ng/L 72± 6 77± 9 82± 4 8,7 11,1 5,0
d6
Tỷ lệ phục hồi của NDMA và NDMA – d6 trong dòng vào

dòng thải và dong ra với SD và SD tương đối


KẾT QUẢ THẢO LUẬN
3. Điều tra về vòng đời của NDMA trong 12 nhà máy xử
lý nước thải
Tỷ lệ sản sinh NDMA được xác định

Cd  Cs
Pr oduction (%) 
100
Cs
Cd là nồng độ NDMA trong nước đầu ra
Cs là nồng độ trong nước thải thứ cấp


KẾT QUẢ THẢO LUẬN
4. Xét nghiệm NDMA FP trong nhà máy xử lý nước

NDMA FP trong dòng vào (A, 7 mẫu) và dòng thải
thứ cấp (B, 3 mẫu) từ 12 nhà máy


KẾT QUẢ THẢO LUẬN
4.1. Điều tra NDMA FP trong nhà máy xử lý nước thải

Giá trị của NDMA FP sau khi ủ 10 ngày
A: dòng vào và B: dòng thứ cấp

KẾT QUẢ THẢO LUẬN
4.2. Tỷ lệ NDMA FP giảm bởi mỗi quá trình trong nhà máy
xử lý

Tỷ lệ loại bỏ của NDMA FP trong 12 nhà máy xử lý nước


KẾT LUẬN
- NDMA trong dòng vào được sản sinh ra trong quá trình
khử trùng bằng clo hoặc ozon trong hầu hết 12 nhà máy
- Hệ thống xử lý dùng ozon sản sinh ra NDMA nhiều hơn
sử dụng clo


LIỆN HỆ TẠI VIỆT NAM


CẢM ƠN
CÔ VÀ CÁC BẠN
ĐÃ THEO DÕI