Hoạt tính của các gốc tự do cacbonat CO3•─ và gốc Cl•/Cl2•‾ trong dung dịch

Nhằm nghiên cứu cơ chế phản ứng hệ UV/H2O2, UV/NaClO và vai trò của các tác nhân oxi hóa, các nguồn UV đến hiệu quả của quá trình hình thành các gốc hoạt tính trong dung dịch trong việc phân hủy các chất hữu cơ ứng dụng trong lĩnh vực xử lý môi trường cũng như nghiên cứu cơ chế phản ứng hệ UV/H2O2, UV/NaClO, NaClO điện hóa khi không có và có mặt các chất hữu cơ trong dung dịch.

Đồng thời mô hình hóa động học phản ứng của các hệ UV, UV/H2O2, UV/NaClO và ứng dụng các phương pháp trên trong việc xử lý các chất hữu cơ độc hại, nhóm nghiên cứu Viện Hóa Học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam do TS. Đào Hải Yến làm chủ nhiệm đã tiến hành thực hiện đề tài: “Hoạt tính của các gốc tự do cacbonat CO3•─ và gốc Cl•/Cl2•‾ trong dung dịch”.

Sau 48 tháng, từ 01/03/2014 đến 01/03/2018, nhóm thực hiện đề tài thu được các kết quả như sau:

- Đã nghiên cứu ứng dụng nhiều hệ oxi hóa tiên tiến (UV; UV/H2O2; UV/NaClO, UV/xúc tác) để xử lý các chất hữu cơ ô nhiễm.

- Đã nghiên cứu một cách hệ thống vai trò của nhiều yếu tố như pH, nồng độ chất oxi hóa, cường độ UV, tính chất tia UV (A,B, C), ảnh hưởng của các ion Cl-, SO42-, NO3-,... đến hiệu quả của quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ ô nhiễm.

- Đã chứng minh và đánh giá được sự đóng góp của từng loại gốc tự do đến hiệu quả của quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ.

- Các quá trình oxi hóa vết các hợp chất hữu cơ điển hình như thuốc trừ sâu, kháng sinh có mặt trong nước (Ciprofloxacin, Paracetamol, Acetamiprid, Sarafloxacin, Fenuron, Diuron, Diclofelac, Fenobucarb…) bằng các phương pháp oxi hóa tiên tiến đã được nghiên cứu một cách hệ thống.

- Đã ứng dụng thành công các phương pháp phân tích phổ hiện đai LC.MS.MS và GC.MS.MS trong việc xác định các sản phẩm phụ của quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ nêu trên, qua đó đề xuất các cơ chế phân hủy phù hợp cho từng hợp chất mục tiêu.

Tính mới của nghiên cứu này là tập trung vào các gốc vô cơ những tác nhân có ảnh hưởng quan trọng đến quá trình loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ trong môi trường nước mặt, nước tự nhiên cũng như trong các quá trình xử lý nước khác.

Theo những tài liệu tổng hợp được, nhóm đề tài thấy rằng vấn đề về các gốc tự do chỉ được đề cập đến ở một số ít các nghiên cứu không định hướng tập trung đơn thuần vào việc xác định các hằng số tốc độ phản ứng bậc hai. Trong khi đó một vài nghiên cứu về tính chất của các chất ô nhiễm mới trong môi trường nước tự nhiên hay trong quá các quá trình xử lý nước chỉ ra rằng những lập luận mang tính thực nghiệm chắc chắn không thể hợp lý hóa nếu không tính đến những ảnh hưởng của các “matrix vô cơ” bao gồm cả các quá trình hình thành của các thực thể cấu thành ví dụ như các gốc vô cơ Cl•, Cl2•‾.

Việc tìm ra đồng thời những dữ liệu động học và dữ liệu về cơ chế phản ứng của một vài họ các hợp chất hữu cơ điển hình là hết sức quan trọng và cần thiết. Thêm vào đó định dạng được cấu trúc kết hợp với việc định lượng một cách chính xác các sản phẩm phụ ở các điều kiện thực nghiệm khác nhau cho phép kiểm soát một cách toàn diện quá trình xử lý, điều này rất có ý nghĩa trong việc áp dụng vào thực tế. Hiểu rõ những yếu tố này có thể giúp cho việc điều khiển phản ứng một cách linh hoạt mà không gây hậu quả đối với môi trường và sức khỏe con người.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 16355/2019) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

P.T.T (NASATI)