Nghiencuuphuongphapxacdinhdongthoicacchatcophohapthuxenphunhausudungvitinh trant

DAI HOC QUOC GIA HA NOI TRUONG DAI HOC KHOA HOC TU NHIEN DUONG HONG ANH SU DUNG PHUONG PHAP SAC Ki KHi KHOI PHO DE DANH GIA TIEM NĂNG HÌNH THÀNH CÁC ĐỘC Tố HỮU Cữ NHÓM TRIHAL0BENIIETAN TRONG QUÁ TRÌNH KHỬ TRÙNG NUOC CAP BANG CLO TAI THÀNH PHỐ HÀ NỘI CHUYEN NGANH HOA PHAN TICH MA SO: 1.03 LUAN AN TIEN SI HOA HOC NGUOI HUONG DAN KHOA HOC: GS. LAM NGOC THU GS. PHAM HUNG VIET HA NOI, 2003 V-16/ #2 LOI CAM DOAN Tôi xin cam đoan day là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Dương Hồng Anh Loi cam on Toi xin bay to lòng biết ơn sâu sắc tới GS. Lam Ngoc Thu, GS. Pham Hing Viét đã giao đề tài, có những ý kiến chỉ dạo quí báu và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong quá trình thực hiện luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo, bạn đồng nghiệp Bộ môn Hoá Công nghệ và Bộ môn Hoá Phản tích, Khoa Hoá học, Trường Dai hoc Khoa học Tự nhiên dã động viên, giúp đố tôi trong quá trình làm việc.

Tôi cũng chân thành cảm ơn các đồng nghiệp thuộc Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ Môi trường và Phát triển Bền vững, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, đặc biệt là các bạn Hoàng Minh Hàng, Nguyễn Thuý Ngọc, Trình Bích Liên và Phạm Thanh Yên đã hết sức nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án. Chân thành cảm ơn ŒS. Walter Giger, 6ng Michael Berg, TS. Urs von Gunten va TS.

Hervé Gallard thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường Liên bang Thuy Sỹ dã đóng góp những ý kiến sâu sắc về chuyên môn trong quá trình nghiên cứu của tôi cũng nhị cho các công trình khoa học trong khuôn khổ luận án. Luận án này xin gi tặng cho giá đình - những người thân yêu nhất của tôi. MUC LUC Trang MUC LUC 1 DANH MUC CAC KI HIEU VA CHU VIET TAT 4 DANH MUC CAC BANG 5 DANH MUC CAC HINH VE, DO THI 7 MỞ ĐẦU 9 CHUONG 1. TONG QUAN ie I.

Hoá học của clo trong nước II I. Phản ứng của clo với nước II 1. Phản ứng của clo với các chất hữu cơ trong nước tự nhiên 13 1. Sự hình thành THÁM trong quá trình clo hoá nước và các yếu tố ảnh hưởng 14 1.

Phân ứng của clo với amoni trong nuớc 20 1. Các phương pháp loại bỏ THM và VOC khỏi nước uống 22 1. Phuong pháp phân tích VOC trong nước 23 1. Cac ky thuật tách chiết VOC khỏi mẫu nước 23- 1.

Phương pháp sắc ký khí phân tích định tính và định lượng VOC 32 1. Tinh rui ro ung thu gay ra boi THM 33 1. Một số nhận xét rút ra từ phần tổng quan 34 CHƯƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36.

Nội dung nghiên cứu 36 2. Phương pháp nghiên cứu af t Kĩ thuật lấy mẫu không gian hơi và phương pháp sắc kí khí khối phổ phân tích xác định 22 VOC trong nước heer hehe Phương pháp phân tích các chỉ tiêu khác Phương pháp thực hiện các thí nghiệm clo hoá Dụng cụ, thiết bị, hoá chất Các phương pháp tính toán xử lý kết quả CHƯƠNG 3. KẾT QUÁ VÀ THẢO LUẬN sulà Kết quả khảo sát, đánh giá kĩ thuật lấy mâu không gian hơi và phương pháp sắc kí khí khối pho phan tích xác định 22 VOC trong nước 49 3. Phân tích sắc kí khí - khối phổ 49 3.

Xử lí mẫu bằng kĩ thuật lấy mẫu không gian hơi 3.3, Đánh giá phương pháp phân tích 63 Áp dung thực tế 68 Duyên lạ Quan trắc nồng độ VOC trong các nguồn nước ngầm sử dung cho 8 nhà máy nước ở khu vực Hà Nội 69 Sâu huyền Quan trắc nồng độ THM trong nước đầu ra của § nhà máy nước ở khu vực Hà Nội 70 Dudu Khảo sát sự có mặt của THM trong một số tuyến nước cấp 3. Nhận xét về sự có mặt của THM trong nước cấp Hà Nội 76 Saks Nghiên cứu tại phòng thí nghiệm về phản ứng tạo thành THM từ các nguồn nước ngâm đặc trưng của Hà nội 78 Bude Xác định tiềm năng tạo thành THM của nước nguồn cung cấp cho các nhà máy nước Hà Nội 78 By oul Xác định điểm đột biến cho quá trình clo hoá nước nguồn của các nhà máy nước Hà Nội 80 3. Sự tạo thành THM nói chung và các THM chứa brom nói riêng tại các khu vực khác nhau của đồ thị clo hoá 82 3. Xác định hằng số tốc độ của phản ứng tạo thành THM từ các tiền chất phản ứng chậm 87 3.

Tinh toan so bo va canh bao rui ro ung thu 9] gay ra boi THM PHAN KET LUAN 94 DANH MUC CAC CONG TRINH CUA TAC GIA 97 TAI LIEU THAM KHAO 98 PHU LUC 113 DANH MUC CAC KY HIEU, CHU VIET TAT ABTS : 2,2-azino-bis(3-etylbenzothiazolin-6-sufonat) HS- GC/MS : Phuong pháp sắc kí khí khối phổ sử dụng kĩ thuật lấy mẫu không gian hơi THM : Các hợp chất trihalogenmetan THMEP, : Tiểm năng tạo trihalogenmetan từ các tiền chất phản ứng nhanh THMEP' : Tiềm năng tạo trihalogenmetan từ các tiền chất phản ứng chậm THMEP, - Tiềm năng tối đa tạo thành trihalogenmetan USEPA : Tổ chức Bảo vệ Môi trường Mỹ Voc : Các hợp chat hitu co dé bay hoi WHO : Tổ chức Y tế Thế giới DANH MUC CAC BANG Trang Một số tiêu chuẩn qui định về nồng độ các VOC trong nước uống 16 Hệ số Henry không thứ nguyên của các VOC 28 Thứ tự rửa giải và thời gian lưu của các VOC 5] Chế độ quan sát ion chọn lọc của đetectơ khối phổ đối với 22 VOC và chất nội chuẩn Tính toán lý thuyết về hiệu quả của hiệu ứng muối tới tỷ lệ chất cần phân tích được chuyển lên pha hơi Thời gian đạt tới trạng thái cân bằng pha đối với một số VOC tiêu biểu Kết quả kiểm tra độ đúng của phương pháp phân tích VOC 65 Bang 3. Độ lệch chuẩn tương đối và giới hạn phát hiện của phương pháp phân tích VOC 66 Bang 3. Tổng nồng độ VOC trong nước ngầm sử dụng cho các nhà máy nước Hà nội (1998 — 2000) 69 Bang 3. Kết quả phân tích các mẫu nước lấy tại 3 nhà máy nước Ngo Sy Liên, Yên Phụ, Hạ Đình và các tuyến cấp nước tương ứng (7/2001) 73 Bang 3.

Tổng nồng độ THM trong nước cấp Hà Nội và một số nước trên thế giới 77 Bang 3. Tiềm năng tạo thành THM (THMEP,) của nước nguồn cung cấp cho các nhà máy nước Hà Nội so sánh với một số nguồn nước khác 79 6 Bang 3. Két qua tinh ly thuyét luong bromua duoc chuyén thành axit hypobromơ tại các vùng khác nhau của đồ thị clo hoá Bang 3. Hằng số tốc độ phản ứng giữa clo và các tiền chất THM phản ứng chậm của một số loại nước ngầm và nước mặt cung cấp cho các nhà máy nước Hà Nội, Nam Định, Ninh Bình, Hoà Bình 90 Bang 3.13 Rủi ro ung thư trong thời gian sống gây ra bởi các THÁM trong nước và không khí 93 DANH MUC CAC HINH VE, DO THI Trang Hinh 1.1 Ty lé cua HOC! va OCI trong nước ở các giá trị pH khác nhau Hinh 1.

Tỷ lệ tương đối của các sản phẩm phụ chứa halogen so với tổng hữu cơ chứa halogen trong nước uống được khử trùng bằng clo Hinh 1. Một số cấu trúc sự kiến của các chat humic Hình 1. Cơ chế giả thiết hình thành một số sản phẩm phụ của quá trình khử trùng khi clo hoa rezocxinol Hình 1. Đồ thị clo hoá nước có điểm đột biến t` Hình 1.

Thiết bị thực hiện kĩ thuật lấy mẫu không gian hơi Hình 3.1 Sac kí đồ mẫu chuẩn chứa 22 VOC' (20 ng từng chất) với chế độ quan sát khối phổ tổng Hình 3. So sánh khối phổ đồ của một số tín hiệu phân tích với khối phổ đồ chuẩn của các THM t`) ch Hình 3. Sac kf dé mau chuẩn chứa 22 VOC£ (20 ng từng chất) với chế độ quan sát khối phổ ion chon loc (SIM mode) ON Nn Hình 3. Sự phụ thuộc của diện tích tín hiệu một số VOC vào nồng độ muối thêm vào mẫu 60 Hình 3.

Sự phụ thuộc diện tích tín hiệu (a) CHC];, (b) CHEr; vào điều kiện nhiệt độ (22- 80°C) và thời gian điều nhiệt (5- 60 phút) Hình 3. Vị trí 8 nhà máy nước ở Hà Nội và sơ đồ qui trình xử lí nước Hình 3. Tổng nồng độ THMI trong nước sau khử trùng ở các nhà máy nước Hà Nội Hinh 3. Tỉ lệ đóng góp (theo nồng độ mol/L) của các dang 72 THM riêng biệt so với tổng THM trong nước sau khử trùng Hình 3.

Đồ thị clo hoá một số mẫu nước tiền xử lí 81 Hình 3. Sự tạo thành THM tại các vùng khác nhau của đồ thị clo hoá đối với mẫu nước nguồn Mai Dich 84 Hình 3. Sự tạo thành THM từ nước nguồn Yên Phụ ở điều kiện dư clo 88 Hình 3. Đồ thị xác định hằng số tốc độ phản ứng tạo thành THM từ tiền chất phản ứng chậm của nguồn nước Yên Phụ 89 9 Từ cách đây gân 4000 năm, con người đã có ý thức làm sạch nước phục vụ cho sinh hoạt, nhưng phải tới tận thế kỉ thứ 19 người ta mới nhận thấy nhu cầu cần phải bảo vệ nước uống khỏi các nhiễm bẩn vi sinh.

Năm 1909, lần đầu tiên kĩ thuật clo hoá nước được đưa vào qui trình xử lí nước tại Middelkerke, Bỉ với mục đích khử trùng [7I]. Clo có khả năng tiêu diệt và vô hiệu hoá một số vi khuẩn, virut có mặt trong nước, do đó làm giảm đáng kể các bệnh tật, chủ yếu là bệnh đường tiêu hoá do những vị sinh này gây ra. Tới ngày nay, với mục đích khử trùng, nhiều tác nhân hóa học khác được sử dụng kết hợp hoặc thay thế cho clo nhu ozon, clodioxit, tia cuc tim. Tuy vay, clo van duoc đánh giá là tác nhân khử trùng phổ biến nhất là ở các nước đang phát triển vì nhiều lí do: có khả năng tiêu diệt nhiều loại vị trùng, vị rút, có giá thành thấp, thuận tiện khi sử dụng.

Và ưu điểm quan trọng là lượng dư clo trong nước sau xử lí sẽ tiếp tục đóng vai trò chất khử trùng cho nước cấp, ngăn chặn sự sinh trưởng của các vi sinh trong đường ống dân nước [40, 69, 71, 99]. Mặt trái của việc sử dụng clo trong quá trình xử lí nước cấp bát nguồn chính từ khả năng hoạt động mạnh cua clo.