ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
KHOA HÓA


TRẦN THỊ THANH BẰNG

NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN
VIỆC XỬ LÝ THUỐC TRỪ SÂU ISOPROTHIOLANE
BẰNG PHƢƠNG PHÁP FENTON UV

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
CỬ NHÂN KHOA HỌC
Đà Nẵng: 05/2015

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

4.2. Nghiên cứu thực nghiệm. 2
5. Kết cấu của đề tài. 2
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 4
1.1. Tổng quan về thuốc trừ sâu 4
1.1.1. Khái niệm 4
1.1.2. Ảnh hƣởng 4
1.1.3. Các phƣơng pháp xử lí thuốc trừ sâu 5
1.2. Tổng quan về Isoprothiolane 7
1.3. Sơ lƣợc về các biện pháp xử lí nƣớc thải hiện nay 7
1.3.1. Các phƣơng pháp xử lí cơ học 7
1.3.2. Phƣơng pháp sinh học 8
1.3.3. Các phƣơng pháp hoá lý và hoá học 8
1.3.3.1. Phƣơng pháp đông tụ 8
1.3.3.2. Phƣơng pháp trung hoà 9
1.3.3.3. Phƣơng pháp oxi hoá 9
1.3.3.4. Phƣơng pháp khử 10
1.4. Phƣơng pháp fenton 10
1.4.1. Giới thiệu về phƣơng pháp 11
1.4.2. Cơ chế phản ứng Fenton 11
1.4.2.1. Cơ chế tạo thành gốc hydroxyl HO


và động học các phản ứng Fenton .
11
1.4.3. Quá trình quang Fenton (Fenton/UV) 13

1.4.4. Những nhân tố ảnh hƣởng đến quá trình Fenton 14

2.1. Thiết bị, dụng cụ, hóa chất 22
2.1.1. Thiết bị, dụng cụ 22
2.1.2. Hoá chất 23
2.2. Tiến hành thực nghiệm 24
2.2.1. Chuẩn bị hoá chất 24
2.1.2. Sơ đồ hệ thống thí nghiệm 24
2.1.3. Các bƣớc tiến hành thực nghiệm 25
2.1.3.1. Khảo sát ảnh hƣởng của pH tới sự phân huỷ Isoprothiolane. 26
2.1.3.2. Khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ tới sự phân huỷ Isoprothiolane. 26
2.1.3.3. Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ H
2
O
2
tới sự phân huỷ Isoprothiolane.
26

2.1.2.4. Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ Fe
2+
tới sự phân huỷ Isoprothiolane
26
2.2.4. Xác định hiệu suất phân huỷ Isoprothiolane bằng phƣơng pháp đo
quang. 27
2.3.5. Xác định hiệu suất COD 27
2.3.5.1. Quy trình phân tích mẫu 27
2.3.5.2. Tính toán kết quả 29
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30
3.1. Kết quả khảo sát bƣớc sóng Isoprothiolane 30

đến sự phân huỷ
Isoprothiolane 38
3.6.1. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ Fe
2+
đến hiệu suất phân huỷ
Isoprothiolane. 38

3.6.2. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ Fe
2+
đến hiệu suất COD
39
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 41
1. Kết luận 41
2. Kiến nghị 41
TÀI LIỆU THAM KHẢO 42

O
2

36
Bảng 3.11. Ảnh hƣởng của nồng độ H
2
O
2
đến hiệu suất phân huỷ Isoprothiolane
36
Bảng 3.12. Giá trị mật độ quang thay đổi theo thời gian khi thay đổi nồng độ H
2
O
2

37
Bảng 3.13. Ảnh hƣởng của nồng độ H
2
O
2
đến hiệu suất COD 37
Bảng 3.14. Giá trị mật độ quang thay đổi theo thời gian khi thay đổi nồng độ Fe
2+

38
Bảng 3.15. Ảnh hƣởng của nồng độ đến hiệu suất phân huỷ Isoprothiolane 38
Bảng 3.16. Giá trị mật độ quang thay đổi theo thời gian khi thay đổi nồng độ Fe
2+

39

2
đến hiệu suất phân huỷ
Isoprothiolane 36
Hình 3.8. Đồ thị thể hiện ảnh hƣởng nồng độ H
2
O
2
đến hiệu suất COD 37
Hình 3.9. Đồ thị thể hiện ảnh hƣởng nồng độ Fe
2+
đến hiệu suất phân huỷ
Isoprothiolane 39
Hình 3.10. Đồ thị thể hiện ảnh hƣởng nồng độ Fe
2+
đến hiệu suất COD 40 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA HÓA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
************* ***************************

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên : Trần Thị Thanh Bằng
Lớp : 11CHP
1.Tên đề tài : Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến việc xử lí thuốc trừ
sâu Isoprothiolane bằng phương pháp Fenton UV
2.Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ và thiết bị.
 Hóa chất.
- Thuốc trừ sâu Isoprothiolane cấp phân tích (Việt Nam)
- Nƣớc cất hai lần.
- H
2
SO
4
đậm đặc 98%
- KOH.
- Muối FeSO
4
.7H
2
O
- Ag
2
SO

- Máy quang phổ UV – VIS LAMBDA25.
3. Nội dung nghiên cứu:
- Tổng quan về Isoprothiolane.
- Nghiên cứu hệ xúc tác Fenton UV.
- Nghiên cứu các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình phân hủy Isoprothiolane
- Xác định hiệu suất tách COD và hiệu suất chuyển hóa của Isoprothiolane
theo các yếu tố ảnh hƣởng.
4. Giáo viên hƣớng dẫn: TS. Bùi Xuân Vững
5. Ngày giao đề tài : 17/07/2014
6. Ngày hoàn thành: 15/4/2015
Chủ nhiệm khoa Giáo viên hƣớng dẫn PGS.TS. Lê Tự Hải TS. Bùi Xuân Vững
Sinh viên đã hoàn thành và nộp báo cáo cho Khoa ngày tháng năm 2015

Kết quả điểm đánh giá:
Ngày … tháng… năm 2015
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM
KHOA HOÁ Độc lập – Tự do – Hạnh phúc BẢN NHẬN XÉT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên:
Ngành: Khoa:
Giáo viên hƣớng dẫn hoặc duyệt:
Ngày giao nhiệm vụ:
Ngày hoàn thành khóa luận tốt nghiệp:
Đề tài khóa luận tốt nghiệp: Nội dung khóa luận tốt nghiệp:
Số trang:
Số bảng biểu:
Bao gồm những nội dung chính sau:

Đánh giá:(điểm)

Đề nghị (câu hỏi):

Ngày / 5 / 2015
Giáo viên hƣớng dẫn hoặc duyệt
môi trƣờng ngày càng xuống cấp nghiêm trọng. Tình hình sử dụng thuốc trừ sâu và
thuốc bảo vệ thực vật không kiểm soát nhƣ nƣớc ta hiện nay ngoài mặt tích cực là
tiêu diệt các sinh vật gây hại cây trồng, bảo vệ sản xuất, thì vẫn còn tồn đọng một
lƣợng lớn các chất hữu cơ độc hại, khó phân hủy, tích tụ lâu dài trong môi trƣờng
tác động trực tiếp đến môi trƣờng và sức khỏe con ngƣời.
Isoprothiolane là chất độc đối với con ngƣời và côn trùng thông qua tác động
của nó vào các hệ thần kinh. Phƣơng pháp xử lí vi sinh thƣờng trở nên không hiệu
quả đối với loại chất trơ này. Các phƣơng pháp xử lí truyền thống không xử lí triệt
để đƣợc các chất này cũng là nguyên nhân gây nên ô nhiễm do lƣợng tồn dƣ của
chúng trong môi trƣờng.
Phƣơng pháp Fenton UV sử dụng tổ hợp H
2
O
2
và muối sắt Fe
2+
là tác nhân
oxi hóa rất hiệu quả cho việc phân hủy các chất hữu cơ nhƣ Isoprothiolane. Quá
trình Fenton UV có tính ƣu việt ở chỗ tác nhân H
2
O
2
và muối sắt (II) tƣơng đối rẻ
và có sẵn, đồng thời không độc hại dễ sử dụng. Hơn nữa nhờ tác dụng bức xạ của
UV, ion sắt đƣợc chuyển hóa từ trạng thái Fe
3+
sang Fe
2+
và sau đó ngƣợc lại Fe
2+

Nghiên cứu giáo trình và tài liệu tham khảo có liên quan đến đề tài.
Trao đổi với giáo viên hƣớng dẫn.
Dùng toán học thống kê để xử lý kết quả.
4.2. Nghiên cứu thực nghiệm
Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình phân huỷ Isoprothiolane bằng
tác nhân Fe
2+
/H
2
O
2
/UV.
Xác định hiệu suất phân huỷ Isoprothiolane bằng phƣơng pháp đo quang.
Xác định hiệu suất COD bằng phƣơng pháp Bicromat Cr
2
O
7
2-
/Cr
3+.

5. Kết cấu của đề tài
Nội dung của đề tài đƣợc trình bày trong 3 chƣơng:
Chƣơng I: Trình bày khái quát về:
- Thuốc trừ sâu
- Isoprothiolane
- Một số phƣơng pháp xử lý nƣớc thải hiện nay.
- Hệ xúc tác fenton/UV.
- Phƣơng pháp trắc quang phân tử UV-VIS.
Chƣơng II: Trình bày các phƣơng pháp thực nghiệm: 4
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về thuốc trừ sâu
1.1.1. Khái niệm
Thuốc trừ sâu là một loại chất đƣợc sử dụng để chống côn trùng. Chúng bao
gồm các thuốc diệt trứng và ấu trùng của côn trùng. Các loại thuốc sâu đƣợc sử
dụng trong nhiều lĩnh vực nhƣ nông nghiệp, y tế, công nghiệp và gia đình. Việc sử
dụng thuốc trừ sâu đƣợc cho là một trong các yếu tố chính dẫn đến sự gia tăng sản
lƣợng nông nghiệp trong thế kỉ 20.
Trong những năm gần đây, việc sử dụng thuốc trừ sâu ở Việt Nam không
ngừng tăng lên, tuy nhiên vấn đề nghiêm trọng là những rủi ro trong quá trình sử
dụng thuốc của ngƣời dân. Họ chƣa nắm rõ đƣợc từng loại dịch hại nên khi dùng
thuốc họ chỉ dùng theo kinh nghiệm hoặc đƣợc những ngƣời khác truyền miệng. Do
vậy cùng một loại thuốc nhƣng hiệu quả sử dụng khác nhau và khi không thấy đƣợc
hiệu quả tất nhiên họ phải sử dụng thuốc khác, việc sử dụng thuốc trừ sâu liên tục sẽ
sinh chứng nhờn thuốc ở thực vật. Để hạn chế bệnh nhờn thuốc, tăng khả năng diệt
trừ sâu bệnh ngƣời ta tăng dần nồng độ thuốc, tăng số lần dùng thuốc. Biện pháp
này không lâu dài mà còn gây ra mặt trái là ô nhiễm môi trƣờng do lƣợng tồn dƣ.
1.1.2. Ảnh hưởng
 Ảnh hƣởng đến quần thể sinh vật
Trong tự nhiên có rất nhiều loại sinh vật có lợi và sâu bệnh có hại. Việc dùng
thuốc để loại bỏ sâu hại rất khó khăn cho ngƣời sử dụng nhất là ngƣời dân có trình
độ thấp. Nhiều ngƣời chỉ thích mua thuốc rẻ để phun mà không cần biết phạm vi tác

nhiễm tuỳ theo dƣ lƣợng trong đất, nƣớc, không khí. Hiện nay, có nhiều phƣơng
pháp đƣợc nghiên cứu và sử dụng để xử lý các đối tƣợng nhiễm thuốc trừ sâu cũng
nhƣ tiêu huỷ chúng. Những phƣơng pháp đƣợc sử dụng chủ yếu là:
 Phân huỷ bằng tia cực tím (UV) hoặc bằng ánh sáng mặt trời
Các phản ứng phân huỷ bằng tia cực tím (UV), bằng ánh sáng mặt trời
thƣờng làm gãy mạch vòng hoặc gãy các mối liên kết giữa clo và cacbon hoặc
nguyên tố khác trong cấu trúc phân tử của chất hữu cơ và sau đó thay thế nhóm clo
bằng nhóm phenyl hoặc nhóm hydroxyl và giảm độ độc của hoạt chất. Ƣu điểm của
biện pháp này là hiệu suất xử lý cao, chi phí cho xử lý thấp, rác thải an toàn ngoài
môi trƣờng. Tuy nhiên, nhƣợc điểm của biện pháp là không thể áp dụng để xử lý
chất ô nhiễm chảy tràn và chất thải rửa có nồng độ đậm đặc.
 Phá huỷ bằng vi sóng Plasma
6
Biện pháp này đƣợc tiến hành trong thiết bị cấu tạo đặc biệt. Chất hữu cơ
đƣợc dẫn qua ống phản ứng ở đây là Detector Plasma sinh ra sóng phát xạ electron
cực ngắn (vi sóng). Sóng phát xạ electron tác dụng vào các phân tử hữu cơ tạo ra
nhóm gốc tự do và sau đó dẫn tới các phản ứng tạo SO
2
, CO
2
, HPO
3
2-
, Cl
2
, Br
2

2
O, NOx,
P
2
O
5
.
7
1.2. Tổng quan về Isoprothiolane
Bảng 1.1. Thông số của Isoprothiolane
Công thức phân tử
C
12
H
18

48 mg/l
Nhiệt độ sôi
167
o
C – 169
o
C/ 0,5mmHg
Nhiệt độ nóng chảy
54,5 - 55
o
C
Trạng thái
Dạng bột mịn đồng nhất
Độ bền
Bền trong môi trƣờng axit, bazơ, nhiệt độ và ánh sáng

Isoprothiolane là một loại thuốc trừ vi khuẩn nội hấp. Nó đặc biệt có tác
dụng tốt để trừ đạo ôn cổ bông, trừ bệnh đạo ôn lúa và cũng phù hợp để trừ các
bệnh xuất hiện trên nhánh lúa và các bệnh do khuẩn cầu nhỏ gây ra. Nếu dùng thuốc
trên diện rộng thì có thể diệt đƣợc rầy nâu trên lúa và sâu cuốn lá, và cùng một thời
điểm cũng có thể điều hòa chức năng sinh trƣởng của cây trồng. Tuy nhiên
Isoprothiolane có ảnh hƣởng đến động vật có vú và côn trùng. Thuốc này có tác
dụng phụ đối với con ngƣời dẫn đến kích ứng mắt, tổn thƣơng mắt nặng và nhiễm
độc cấp tính nghiêm trọng.
Ngƣời bị ngộ độc Isoprothiolane thƣờng có các triệu chứng chính là đau đầu,
buồn nôn, chóng mặt, mờ mắt, tức ngực, khó thở, hoặc co giật cơ bắp yếu, khó khăn
trong việc đi bộ, nôn mửa, đau bụng, và tiêu chảy.
1.3. Sơ lƣợc về các biện pháp xử lý nƣớc thải hiện nay
1.3.1. Các phương pháp xử lý cơ học
 Mục đích:

quá trình oxi hóa sinh hóa. Nƣớc thải đƣợc xử lí theo phƣơng pháp sinh học thì
đƣợc đặc trƣng bởi COD và BOD.
1.3.3. Các phương pháp hoá lý và hoá học
1.3.3.1. Phương pháp đông tụ
9
 Mục đích:
Để tăng nhanh quá trình lắng các chất lơ lững, phân tán nhỏ hoặc keo. Các
chất đông tụ thƣờng dùng: muối sắt, muối nhôm có khả năng tan. Hiệu suất đông
tụ lớn nhất trong khoảng pH = 4.8 - 5 , và để quá trình đông tụ tốt hơn nên thêm
chất trợ đông : poliacrylamit, hoặc các muối natrisilicat Na
2
SiO
3

Giới hạn áp dụng :
- Lựa chọn các hóa chất, liều lƣợng, thứ tự cho vào nƣớc thải.
- Lƣợng cặn tạo thành.
- Phải làm bằng thực nghiệm để xác định các yếu tố trên.
 Yêu cầu :
Phản ứng phải xảy ra hoàn toàn  phải khuấy, sử dụng các loại máy trộn
trong thiết bị
1.3.3.2. Phương pháp trung hoà
Sử dụng các chất có sẵn trong nƣớc thải có tính đối ngƣợc với các chất thải.
 Công nghệ ƣu tiên
Đặc biệt quan tâm đến khả năng trung hoà của các loại nƣớc thải chứa axit và
bazơ, đƣợc tiến hành trong các bể liên tục hoặc gián đoạn, sau đó nƣớc thải đƣợc
lắng trong các hồ lắng. Các hồ phải chứa nƣớc thải từ 10

Permanganat
Clorin dit
Clorin
gen
Hipoclorit
Iodin
2.80
2.07
1.77
1.67
1.50
1.36
1.23
0.94
0.54

Sử dụng các chất oxi hoá thích hợp, bằng cách tấn công vào các cầu nối yếu
của chất gây ô nhiễm và các tạp chất khác trong nƣớc thải, phân tử của chúng bị phá
vỡ một phần hay toàn bộ, chuyển về các dạng đơn giản khác. Các chất oxi hoá
thƣờng dùng nhƣ: clo, hidrogen pet, ozon…
1.3.3.4. Phương pháp khử
Nƣớc thải công nghiệp nói chung có thể xử lí bằng các chất khử. Các chất
khử hay sử dụng là:
- Natri dithionit (kết hợp với than hoạt tính).
- Axit sunfurơ và các muối của chúng.
- Muối sắt (II).
Thƣờng sau khi khử, nƣớc thải cần đƣợc tiếp tục xử lí. Ví dụ: Dùng than hoạt
tính để hấp phụ, bằng cách này kết quả khử màu thuốc nhuộm hoạt tính đạt đến 69 –
99%; 95 – 99% đối với thuốc nhuộm trực tiếp; 82 – 100% với thuốc nhuộm axit.
Các sản phẩm phân giải khử thƣờng có ái lực cao với bùn cống hoặc có thể phân