Tối ưu hóa điều kiện nhả hấp thụ của fenobucarb từ đất vào nước dưới ảnh hưởng đồng thời của các bon hữu cơ hòa tan, chất hoạt động bề mặt và natri oxalat

Trong nghiên cứu này sử dụng phương pháp hàm mục tiêu mặt để nghiên cứu sự ảnh hưởng đồng thời của nồng độ các bon hữu cơ hòa tan ([DOC]), nồng độ chất hoạt động bề mặt natri dodecyl sulfat ([SDS]), nồng độ natri oxalat ([OXa]) đến sự nhả hấp phụ của các thuốc trừ sâu fenobucarb, và tìm điều kiện tối ưu cho nồng độ nhả hấp thụ của fenobucarb.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tối ưu hóa điều kiện nhả hấp thụ của fenobucarb từ đất vào nước dưới ảnh hưởng đồng thời của các bon hữu cơ hòa tan, chất hoạt động bề mặt và natri oxalatTạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học - Tập 21, Số 2/2016TỐI ƯU HÓA ĐIỀU KIỆN NHẢ HẤP THỤ CỦA FENOBUCARB TỪ ĐẤTVÀO NƯỚC DƯỚI ẢNH HƯỞNG ĐỒNG THỜI CỦA CÁC BON HỮU CƠHÒA TAN, CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT VÀ NATRI OXALATĐến tòa soạn 14 - 12 - 2015Trịnh Thu Hà, Đặng Thị MaiViện Hóa Học, Viện Hàn Lâm Khoa Học và Công Nghệ Việt NamBjarne W. StrowbleTrường Đại học Copenhagen, Đan MạchLê Trường GiangBan kế hoạch tài chính, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt NamSUMMARYOPTIMIZING FENOBUCARB DESORPTION FROM SOIL TO WARTER BYSIMULTANEOUS EFFECT OF DISSOLVE ORGANIC CARBON,SURFACTANT AND SODIUM OXALATEThis study was built the quadratic regression equations for desorption concentrationof fenobucarb with response variables (concentration of dissolve organic carbon,sodium dodecyl sulfate, sodium oxalate). The quadratic regression equation withsquare regression coefficient (R2), adjusted square regression coefficient (R2adj) are0.99 and 0.976, it has good statistic validate to predict experiment with concentrationrange studied.1. GIỚI THIỆUThuốc trừ sâu được sử dụng trong nôngnghiệp để bảo vệ mùa màng đảm bảonăng suất cây trồng, nhưng nó cũng gâyra một số vấn đề về môi trường cũngnhư sức khỏe con người. Fenobucarb làthuốc trừ sâu thuộc nhóm carbamateđược sử dụng rộng rãi trong các khuvực trồng lúa. Nó gây độc cho các sinhvật sống trong nước, và cũng là nguồngây ô nhiễm nước ngầm và nước mặt.Tăng cường nhả hấp thụ của các thuốctrừ sâu làm tăng cường sự vận chuyểnnó đến nước ngầm và nước mặt. Có rấtnhiều yếu tố ảnh hưởng đến sự nhả hấpthụ thuốc trừ sâu từ đất vào nước như19các chất hữu cơ hòa tan, oxalat, chấthoạt động bề mặt...Trong nghiên cứucủa White [1] đã cho thấy các axxithữu cơ làm tăng cường nhả hấp phụ củacủa thuốc trừ sâu kỵ nước trong đất.Nồng độ axit Oxalat từ 0,001M đến0,1M làm tăng cường nhả hấp phụ củaDDT trong các loại đất [2]. Sự hòa tancủa các hợp chất hữu cơ được tăngcường bởi mixen của các chất hoạt độngbề mặt [3, 4], và nó phụ thuộc nồng độchất hoạt động bề mặt và loại thuốc trừsâu. Dung dịch chất hoạt động bề mặtnatri dodecyl sulfat (SDS) ở nồng độ từ2 đến 10 cmc (critical micellarconcentration) đã làm tăng cường nhảhấp phụ của các thuốc trừ sâu kỵ nướctừ đất [5]. Các bon hữu cơ hòa tan(DOC) có nguồn gốc từ axit humic vớinồng độ từ 30 đến 90mg/l cũng làmtăng sự nhả hấp phụ của các thuốc trừsâu [4, 5].Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đếnsự nhả hấp phụ của các thuốc trừ sâu từmôi trường đất vào nước chủ yếu tậptrung riêng trên từng đối tượng, trongkhi đó vẫn còn nhiều nguồn nước chấtlượng thấp sử dụng trong nông nhiệp[6], cũng như khi các đất nông nghiệpbị ngập lụt, các nguồn nước này chứarất nhiều các thành phần trong đó cóDOC, chất hoạt động bề mặt từ nướcthải sinh hoạt, các axit hữu cơ có nguồngốc từ thực vật.... Vì vậy cần thiếtnghiên cứu ảnh hưởng đồng thời cácyếu tố này nên sự nhả hấp thụ của cácthuốc trừ sâu vào môi trường nước.Phương pháp hàm mục tiêu mặt (RMS)là một kỹ thuật thống kê toán học hiệuquả để mô hình hóa và tối ưu hóa ảnhhưởng đồng thời của các biến độc lậpđến hàm mục tiêu, cũng như đánh giáđồng thời nhiều thông số và tương táccủa chúng lên hàm mục tiêu. Kỹ thuậtthống kê này đã được ứng dụng rộng rãitrong các lĩnh vực như hóa thực phẩm[7, 8], công nghệ hóa học, nông nghiệp[9]... Trong nghiên cứu này chúng tôisử dụng phương pháp hàm mục tiêu mặtđể nghiên cứu sự ảnh hưởng đồng thờicủa nồng độ các bon hữu cơ hòa tan([DOC]), nồng độ chất hoạt động bềmặt natri dodecyl sulfat ([SDS]), nồngđộ natri oxalat ([OXa]) đến sự nhả hấpphụ của các thuốc trừ sâu fenobucarb,và tìm điều kiện tối ưu cho nồng độ nhảhấp thụ của fenobucarb.2. THÍ NGHIỆM2.1. Hóa chất, dụng cụ thiết bị* Thiết bị:- Thiết bị sắc ký khí kết nối khối phổ(GC/MS) (QP-2100 Plus, Shimadzu,Kyoto, Japan), máy lắc đứng, bộ cấtquay chân không, và hệ thổi khí nitơ.Máy phân tích tổng các bon TOC-Vcpn(Shimadzu), hệ chiết pha rắn, cân phântích Precisa XB 2204 có độ chính xác0,0001 g.* Hóa chất:- Dung dịch chuẩn fenobucarb có nồngđộ 500µg/L của Sigma – Aldrich. Cáchóa chất methanol, axeton, n-hexan vàdiclometan đều thuộc loại tinh khiết củaMerk, NaCl và Na2SO4 với độ tinhkhiết >99,5% của Sigma – Aldrich.20- Natri oxalat (Oxa) của Meck, dungdịch được chuẩn bị ở nồng độ 0,2M.Chất hoạt động bề mặt natri dodecylsunphat (SDS) của Meck, dung dịchchất hoạt động bề mặt được chuẩn bị ởnồng độ 50cmc (trong đó 1cmc củaSDS là 2,4g/l [10].). Dung dịch DOCnồng độ 765mg/l theo Strobel [11].2.2. Hệ thí nghiệm2.2.1. Chuẩn bị mẫu đấtMẫu đất được lấy ở lớp đất mặt với độsâu từ 0 - 1cm trên ruộng lúa ở xãHương Toàn, ngoại ô thành phố Huế.Mẫu đất được sấy khô, nghiền mịn quarây 2mm, bảo quản ở -40C.Bơm thuốc trừ sâu vào trong đất: 5mlaceton của dung dịch fenobucarb nồngđộ 100mg/l, được trộn đều với 5g đất ởdạng dung dịch đất với 20ml aceton, đểbay hơi aceton sau 24 giờ trong tủ hút.Sau đó mẫu đất đã bơm thuốc trừ sâunày được trộn đều với mẫu đất sạchthành 100g để được mẫu đất trong đómỗi thuốc trừ sâu đạt 5µg/g (khối lượngkhô) [5].2.2.2. Thiết kế thí nghiệmDùng phần mềm thống kê Modde 8.2(Umetric, Sweden) để thiết kế ma trậnthí nghiệm, phân tích thống kê và môhình hóa để tìm phương trình hồi quy,điều kiện tối ưu. Hàm mục tiêu mặt(RMS) dựa trên mô hình hóa thí nghiệmbậc hai tâm xoay đầy đủ với các thínghiệm ở tâm và những thí nghiệm ởđiểm sao (*) được sử dụng để nghiêncứu ảnh hưởng đồng thời của nồng độcác chất DOC (mg/l), chất hoạt động bềmặt SDS (cmc) và natri oxalat (OXa)(M) trong dung dịch đến sự nhả hấp phụcủa fenobucarb từ đất vào trong dungdịch.Mỗi biến độc lập có 5 mức thí nghiệm(bảng 1) và có 14 thí nghiệm là sự kếthợp giữa các mức này và 3 thí nghiệmlặp lại ở tâm. Tổng cộng 17 thí nghi ...