Xử lý chất rối loạn nội tiết bằng hệ thống điện phân sử dụng điện cực Carbon

Bài viết Xử lý chất rối loạn nội tiết bằng hệ thống điện phân sử dụng điện cực Carbon trình bày: 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 biệt những nơi bị ảnh hưởng bởi biến đối khí hậu,... Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xử lý chất rối loạn nội tiết bằng hệ thống điện phân sử dụng điện cực CarbonVietnam J. Agri. Sci. 2016, Vol. 14, No. 10: 1502 -1509Tạp chí KH Nông nghiệp Việt Nam 2016, tập 14, số 10: 1502 - 1509www.vnua.edu.vnREMOVAL OF ENDOCRINE DISRUPTERS BY A CARBON ELECTROLYTIC REACTORVo Huu Cong1*, Tran Duc Vien1 and Yutaka Sakakibara21Faculty of Environment, Vietnam National University of Agriculture2Faculty of Science and Engineering, Waseda University, JapanEmail*: vhcong@vnua.edu.vnReceived date: 23.03.2016Accepted date: 31.08.2016ABSTRACTWater demand for agricultural production has become a crucial factor for sustainable development. With regardto reducing the risk posed by water supplied from irrigation or natural water sources, water reuse and recycling havebeen initiated in many parts of the world, especially where water scarcity is becoming serious due to the impact ofclimate change. One of the challenges in water reuse is how to eliminate toxic compounds from agriculturalwastewater. This paper demonstrates a method to remove estradiol (E2), an environmental hormone excreted mainlyfrom animal husbandry farms and 2,4 dichlorophenol (DCP), a weed control chemical. The operating conditions forelectro-chemical oxidation of estrogens (estrone (E1), E2 and ethynylestradiol (EE2) and 2,4 dichlorophenol (2,4D)were evaluated using synthetic wastewater. The results showed that although estrogens and DCP oxidized in therange of 0.5-0.8V, the optimal condition for electropolimerization was achieved in alkaline conditions. In addition, thecontinuous treatments show that more than 80% of removal efficiency was achieved with energy consumption around31-10 Wh/m . It is recommended that further studies using available materials at local sites should be conducted tomake this process possible in practice.Keywords: Activated carbon, advance oxidation process, endocrine disrupter, environmental hormone, wastewater.Xử lý chất rối loạn nội tiết bằng hệ thống điện phân sử dụng điện cực carbonTÓM TẮTNhu cầu nước cho sản xuất nông nghiệp trở thành một yếu tố cần thiết cho sự phát triển bền vững. Để giảmthiểu các rủi ro đến từ nguồn nước tưới tiêu hoặc nguồn nước tự nhiên, tái sử dụng hoặc quay vòng sử dụng nướcđược thực hiện ở một số nơi trên thế giới, đặc biệtt những nơi bị ảnh hưởng bởi biến đối khí hậu. Thách thức lớntrong tái sử dụng nước là loại bỏ các độc chất trong nước thải cho các hoạt dộng nông nghiệp. Nghiên cứu này thửnghiệm một phương pháp mới nhằm loại bỏ estradiol (E2), một dạng hormon môi trường có nguồn gốc từ các trangtrại chăn nuôi và DCP, thành phần của thuốc diệt cỏ. Các thí nghiệm được thực hiện trên đối tượng nước thải nhântạo 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 kiềm3tính. Hiệu quả xử lý đạt trên 80% tại điện thế 1.0V với điện năng tiêu thụ khoảng 1-10 Wh/m . Để có thể áp dụngcông nghệ này vào thực tiễn, cần thực hiện thêm các nghiên cứu sử dụng vật liệu carbon hoạt tính chế tạo từ phếphụ phẩm sẵn có trong nông nghiệp nhằm giảm chi phí đầu vào.Từ khoá: Carbon hoạt tính, chất rối loạn nội tiết, điện hoá, hormone môi trường, nước thải.1. INTRODUCTIONEndocrine disrupters (EDs) such asestrogens and chlorinated phenolic compoundshave become emerging contaminants due totheir adverse impacts on aquatic life at1502extremely low levels. Highlighting the toxicityof the EDCs, several definitions on how EDspose serious problems to humans and wildlifehave been proposed. One definition states thatan EDC is “an exogenous agent that interfereswith the synthesis, secretion, transport,Vo Huu Cong, Tran Duc Vien and Yutaka Sakakibarabinding, action, or elimination of naturalhormones in the body which are responsible formaintenance or homeostasis, reproduction,development and or behavior” (Kavlock et al.,1996). However, Hester and Harrison (1999)simplified EDCs as any chemicals that canmimic endogenous hormones, interfere withpharmacokinetics, or act by other mechanismsto cause the disruption of human or animalendocrine systems. It has recently beenreported that 17β-estradiol (E2) causes sexreversal in Medaka (Oryziaslatipes) at aconcentration of 1 ng/L (Lei et al., 2013) or itsreproductive potential at 8.66 ng/L (Seki et al.,2005). The U.S. EPA has recommended E2 asthe first watch among the candidatecontaminants (Richardson and Ternes, 2014).While E2 is mostly released from animal andlivestock wastewater, 2,4 dichlorophenol, whichcontains E2, is a main component of pesticidesused in weed control. Due to its persistence inthe environment, bio-accumulative propertiesand potential to generate unintentional byproducts, an appropriate treatment of thesecompounds should be evaluated.bioreactor (Trinh et al., 2011; Zhou et al., ...