Ngày nhận bài: 23-03-2016
Ngày duyệt đăng: 31-08-2016
DOI:
Lượt xem
Download
Cách trích dẫn:
Xử lý chất rối loạn nội tiết bằng hệ thống điện phân sử dụng điện cực carbon
,
Tran Duc Vien
1
,
Yutaka Sakakibara
2
Từ khóa
Activated carbon, advance oxidation process, endocrine disrupter, environmental hormone, wastewater
Tóm tắt
Nhu cầu nước cho sản xuất nông nghiệp trở thành một yếu tố cần thiết cho sự phát triển bền vững. Để giảm thiểu các rủi ro đến từ nguồn nước tưới tiêu hoặc nguồn nước tự nhiên, tái sử dụng hoặc quay vòng sử dụng nước được thực hiện ở một số nơi trên thế giới, đặc biệtt những nơi bị ảnh hưởng bởi biến đối khí hậu. Thách thức lớn trong tái sử dụng nước là loại bỏ các độc chất trong nước thải cho các hoạt dộng nông nghiệp. Nghiên cứu này thử nghiệm một phương pháp mới nhằm loại bỏ estradiol (E2), một dạng hormon môi trường có nguồn gốc từ các trang trại chăn nuôi và DCP, thành phần của thuốc diệt cỏ. Các thí nghiệm được thực hiện trên đối tượng nước thải nhân tạo nhằm đánh giá một số điều kiện cơ bản ảnh hưởng tới hiệu quả xử lý. Kết quả cho thấy quá trình oxi hoá của E1, E2, EE2 và DCP xảy ra trong khoảng hiệu điện thế từ 0.5-0.8V, điều kiện tối ưu cho việc xử lý tốt nhất ở pH kiềm tính. Hiệu quả xử lý đạt trên 80% tại điện thế 1.0V với điện năng tiêu thụ khoảng 1-10 Wh/m3. Để có thể áp dụng công nghệ này vào thực tiễn, cần thực hiện thêm các nghiên cứu sử dụng vật liệu carbon hoạt tính chế tạo từ phế phụ phẩm sẵn có trong nông nghiệp nhằm giảm chi phí đầu vào.
Tài liệu tham khảo
Bard A.J. and Faulkner L. R. (2001). Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications, John Wiley & Sons, New York.
Chen G. (2004). Electrochemical technologies in wastewater treatment. Separation and Purification Technology, 38(1): 11 - 41.
Cong V. H. and Sakakibara Y. (2015). Continuous treatments of estrogens through polymerization andregeneration of electrolytic cells. Journal of Hazardous Materials, 285: 304 - 310.
Duong C. N., Ra J. S., Cho J., Kim S. D., Choi, H. K., Park J. H., Kim K. W., Inam E. and Kim S. D. (2010). Estrogenic chemicals and estrogenicity in river waters of South Korea and seven Asian countries. Chemosphere, 78(3): 286 - 293.
Duong H. T, Kadokami K, Pan S., Matsuura N. and Nguyen T. Q. (2014). Screening and analysis of 940 organic micro-pollutants in river sediments in Vietnam using an automated identification and quantification database system for GC-MS. Chemosphere, 107: 462 - 472.
Gan P., Compton R. G., Foord J. S. (2013). The voltammetry and electroanalysis of some estrogenic compounds at modified diamond electrodes. Electroanalysis, 25(11): 2423 - 2434.
Gattrell M. and Kirk D. (1993). A Study of the Oxidation of Phenol at Platinum and Preoxidized Platinum Surfaces. Journal of the Electrochemical Society, 140(6): 1534 - 1540.
Han J., Qiu W., Hu J., GaoW. (2012). Chemisorption of estrone in nylon microfiltration membranes: Adsorption mechanism and potential use for estrone removal from water. Water Research, 46(3): 873 - 881.
Hester R. E., Harrison R. M. (1999). Endocrine Disrupting Chemicals, Issues in Environmental Science and Technology. The Royal Society of Chemistry, Thomas Graham House, UK.
Kavlock R. J. (1996). Research needs for risk assessment of health and environmental effects of endocrine disruptors: A review of the U.S. EPA-sponsored workshop. Environmental Health Perspectives, 104: 715 - 740.
Lei B., Kang J., Yu Y., Zha J., Li W. and Wang Z. (2013). β-estradiol17-valerate affects embryonic development and sexual differentiation in Japanese medaka (Oryziaslatipes). Aquatic Toxicology, 134 - 135: 12 - 134.
Li Y. M., Zeng Q. L. and Yang S. J. (2010). Removal and fate of estrogens in an anaerobic-anoxic-oxic activated sludge system. Water Science and Technology, 63(1): 51 - 56.
Maeng S. K., Choi B. G., Lee K. T. and Song K. G. (2013). Influences of solid retention time, nitrification and microbial activity on the attenuation of pharmaceuticals and estrogens in membrane bioreactors. Water Research, 47(9): 3151 - 3162.
Murugananthan M., Yoshihara S., Rakuma T., Uehara N. and Shirakashi T. (2007). Electrochemical degradation of 17β-estradiol (E2) at boron-doped diamond (Si/BDD) thin film electrode. ElectrochimicaActa, 52: 3242 - 3249.
. andSakakibara Y. (2012). Enzymatic degradation of endocrine-disrupting chemicals in aquatic plants and relations to biological Fenton reaction. , 66(4): 775-782.
Richardson S. D. and TernesT. A. (2014). Water analysis: Emerging contaminants and current issues, Anal. Chem., 86: 2813 - 2848.
Sarkar S., Ali S., Rehmann L., Nakhla G. andRay M.B. (2014). Degradation of estrone in water and wastewater by various advanced oxidation processes. Journal of Hazardous Materials, 278: 16 - 24.
Seki M., Yokota H., Maeda M. and Kobayashi K. (2005). Fish full life-cycle testing for 17β-estradiol on medaka (Oryziaslatipes). Environmental Toxicology and Chemistry, 24 (5): 1259 - 1266.
Tanaka T., Tamura T., Ishizaki Y., Kawasaki A., Kawase T., Teraguchi M. and Taniguchi M. (2009). Enzymatic treatment of estrogens and estrogen glucuronide. Journal of Environmental Sciences, 21: 731 - 735.
Trinh T., van den Akker B., Stuetz R. M., Coleman H. M., Le-Clech P. and Khan S. J. (2012). Removal of trace organic chemical contaminants by a membrane bioreactor. Water Science and Technology, 66(9): 1856 - 1863.
Zhou Y., Huang X., Zhou H., Chen J. and Xue W. (2011). Removal of typical endocrine disrupting chemicals by membrane bioreactor: in comparison with sequencing batch reactor. Water Science and Technology, 64(10): 2096 - 2102.