Luận án Nghiên cứu xử lý hóa chất bảo vệ thực vật (glyphosate) trong nước bằng quá trình oxy hóa điện hóa kết hợp với thiết bị phản ứng sinh học - Màng MBR

20
40
60
80
100
H
iÖ
u
 s
u
Ê
t 
x
ö
 l
ý
 T
O
C
 (
%
)
Thêi gian (phót)
 d = 0,5 cm
 d = 1,0 cm
 d = 1,5 cm
Hình 3.4. Ảnh hưởng của khoảng cách điện cực đến khả năng xử lý glyphosate bằng 
quá trình EF 
 Sự tăng lên của hiệu điện thế trên các điện cực tuân theo công thức 3.5 [141]. 
.
IR
d
I
A k
 = (3.5) 
Trong đó: 
ղIR – Hiệu điện thế đặt vào điện cực; 
 I – Cường độ dòng, A; 
d – Khoảng cách giữa các bản điện cực, m; 
A – Bề mặt hoạt động của các điện cực, m2; 
 k – Độ dẫn điện 
Như vậy, diện tích bề mặt điện cực và độ dẫn điện của dung dịch nước thải 
không thay đổi, độ lớn của hiệu điện thế tỷ lệ thuận với d. Khi hiệu điện thế tăng lên sẽ 
làm tiêu tốn năng lượng vì vậy hiệu điện thế cao không áp dụng cho quá trình EF. 
Ngoài ra khi d tăng lên cũng ảnh hưởng quá trình di chuyển các sản phẩm điện 
phân dẫn tới hiệu suất xử lý thay đổi. Luận án khi nghiên cứu d<1 cm thấy quá trình 
phản ứng điện phân không ổn định. Do đó d<1 không áp dụng để nghiên cứu. 
Từ đánh giá trên Hình 3.4 và so sánh với báo cáo nghiên cứu luận án lựa chọn d 
= 1,0 cm là khoảng cách tối ưu ứng dụng để xử lý bằng quá trình EF. 
79 
3.1.3. Ảnh hưởng của pH ban đầu đến khả năng khoáng hóa glyphosate 
Hiệu quả của quá trình phân hủy glyphosate phụ thuộc vào lượng H2O2 bởi nó 
ảnh hưởng trực tiếp đến lượng gốc tự do •OH được tạo thành bởi phản ứng Fenton 
theo phản ứng (1.1). Theo phản ứng (1.20) lượng H2O2 được tạo thành không chỉ phụ 
thuộc vào thời gian và mật độ dòng điện mà còn phụ thuộc vào nồng độ H+, hay nói 
cách khác là phụ thuộc vào pH ban đầu của dung dịch. 
 Khi nghiên cứu đánh giá pH ban đầu của dung dịch đến khả năng phân hủy 
glyphosate bởi quá trình EF, các điều kiện áp dụng: [glyphosate] = 0,1 mM, mật độ 
dòng 8,333 mA/cm2, nồng độ [Fe2+] = 0,1 mM, d = 1 cm; [Na2SO4] = 0,05 M; với 
các giá trị pH ban đầu đánh giá lần lượt là 2, 3, 4, 5, 6. Để xác định hiệu quả 
khoáng hóa glyphosate, lấy mẫu dung dịch phản ứng điện phân đem phân tích TOC 
ở 0, 15 phút, 30 phút, 45 phút, 60 phút. Hiệu quả khoáng hóa được thể hiện trong 
Hình 3.5. 
0 10 20 30 40 50 60
0
20
40
60
80
100
H
iÖ
u
 s
u
Êt
 x
ö
 l
ý
 T
O
C
 (
%
)
Thêi gian (phót)
 pH = 2
 pH = 3
 pH = 4
 pH = 5
 pH = 6
Hình 3.5. Ảnh hưởng pH đến hiệu quả xử lý glyphosate trong quá trình EF 
Kết quả cho thấy giá trị pH ban đầu là một yếu tố rất quan trọng để xử lý 
glyphosate. Khi pH ban đầu của tăng từ 2 ÷ 6, khả năng xử lý glyphosate tăng, tại pH 
= 3 hiệu quả xử lý đạt tốt nhất (hiệu suất khoáng hóa đạt 83,97% sau 60 phút điện 
phân). Kết quả này có thể được giải thích như sau: 
 Khi pH ban đầu của dung dịch tăng từ giá trị pH = 3 ÷ 6, hiệu quả khoáng hóa 
giảm dần từ 83,97% xuống 56,35% sau 60 phút phản ứng. Điều này được giải thích 
80 
khi pH tăng dẫn đến nồng độ ion H+ giảm làm cho lượng H2O2 tạo thành theo phản 
ứng (1.20) giảm. Chính vì vậy số lượng gốc hydroxyl tự do (•OH) tạo thành theo phản 
ứng (1.1) cũng giảm, do đó khả năng xử lý glyphosate giảm. Để kiểm chứng, tiến hành 
loạt thí nghiệm tương tự như trên nhưng không có mặt Fe2+ và glyphosate, tiến hành 
phân tích nồng độ H2O2 được sinh ra tại các thời điểm khác nhau và pH ban đầu khác 
nhau, kết quả thu được thể hiện trên Hình 3.6. Từ Hình 3.6 có thể thấy rõ rằng khi pH 
tăng từ 3 ÷ 6, nồng độ H2O2 được sinh ra giảm dần. Kết quả này giúp khẳng định khi 
pH tăng từ 3 ÷ 6 thì khả năng xử lý glyphosate giảm. 
0 10 20 30 40 50 60
0
1
2
3
4
5
N
å
n
g
 ®
é
 H
2
O
2
 t
¹o
 t
h
µn
h
 (
m
g
/L
)
Thêi gian (phót)
 pH = 2
 pH = 3
 pH = 4
 pH = 5
 pH = 6
Hình 3.6. Ảnh hưởng của pH ban đầu đến lượng H2O2 được tạo thành bằng quá trình EF 
 Khi pH, tăng trong quá trình EF phản ứng kết tủa Fe(OH)3 được tạo thành từ 
Fe3+ và OH-. Kết tủa Fe(OH)3 vô định hình này có thể phủ một phần lên bề mặt điện 
cực, gây ức chế việc tái sinh ion Fe2+ trên catot theo phản ứng (1.21). Sự giảm thế 
oxy hóa của gốc •OH cũng có thể là nguyên nhân dẫn đến giảm hiệu quả khoáng 
hóa glyphosate. Mặt khác ở pH trên 4 có thể hình thành các chất oxy hóa yếu hơn 
như ion FeO2+ theo phản ứng (3.6) là chất thậm chí có độ chọn lọc cao hơn gốc 
hydroxyl (•OH). 
Fe2+ + H2O2 → Fe(IV) (e.g., FeO2+) + H2O (3.6) 
81 
Năm 2001, Mollah và cộng sự nghiên cứu đã báo cáo do sự hình thành các cấu 
trúc loại Fe(OH)n ở điều kiện pH cao hơn (n = 2), pH tăng giúp xử lý các chất độc hai 
thông qua lực hút tĩnh điện và tạo phức [142]. 
Năm 2005, Kavitha nghiện cứu xử lý cresols (C7H8O) bằng quá trình EF, áo 
dụng điều kiện: [Fe2+] = 0,9 mol/L; [H2O2] = 0,031 mol/L đã công bố khi pH tăng làm 
giảm khả năng gốc •OH và cũng làm giảm khả năng sinh ra gốc hydroxyl (•OH), trong 
nghiên cứu này Kavitha và cộng sự lựa chọn điều kiện pH thích hợp là 3 [143]. 
Bossmann và cộng sự khi đánh giá thế oxi hóa cho cặp oxi hóa khử •OHaq/H2O đã 
chỉ ra thế oxi hóa giảm từ 2,59 V ở pH = 0 xuống 1,64 V ở pH =14.0. Điều này cho 
thấy khả năng xử lý của quá trình EF bị giảm ở cả giá trị pH cao và thấp, vì vậy 
việc tối ưu hóa độ pH là rất cần thiết để cải thiện hiệu suất của quá trình EF. 
Khi pH < 3, trên Hình 3.5 hiệu quả xử lý giảm từ pH = 3 xuống pH = 2. Điều 
này được giải thích: khi pH =2, nồng độ ion H+ lớn, dẫn đến H+ phản ứng với H2O2 tạo 
(H3O2+) theo (3.7), Điều này làm phản ứng Fenton giữa Fe2+ và H2O2 tạo gốc •OH tạo 
ra giảm, khi đó hiệu suất giảm 83,97% xuống 77,48% trong vòng 60 phút. 
H2O2+ H+→H3O2+ (3.7) 
Zhang và cộng sự đã giải thích ở pH < 3, dẫn đến ion H+ tham gia phản ứng 
(3.8) tạo thành bọt khí hydro bị hấp phụ trên bề mặt hoạt động của catot, qua đó khả 
năng tạo thành H2O2 giảm. [140]. 
 H+ + 2e- → H2 (3.8) 
Ngoài ra, khi pH < 3, H2O2 cũng có thể trực tiếp bị phân hủy theo phản ứng 
(3.9), đó cũng là nguyên nhân giảm khả năng xử lý glyphosate. Ngoài ra khi pH <3 thì 
khả năng tái sinh Fe2+ thông qua phản ứng giữa Fe3+ và H2O2 trong quá trình Fenton 
là thấp. 
H2O2 + 2H+ + 2e−→ 2H2O (3.9) 
Trong nghiên cứu năm 2015, Liu và cộng sự đã giải thích rằng H2O2 không tạo 
ra gốc hydroxyl (•OH) trong điều kiện cơ bản, điều này ảnh hưởng đến sự phân hủy 
H2O2 theo phản ứng (1.23) [144]. Ở các dung dịch có tính axit, nhiều proton có sẵn 
hơn trong dung dịch có thể thúc đẩy quá trình chuyển hóa từ oxy hòa tan thành H2O2. 
Tuy nhiên, giá trị pH quá thấp, làm giảm số lượng proton có sẵn để tạo ra H2O2 
và thúc đẩy sự phân hủy H2O2. Bên cạnh đó, tồn tại các dạng phức sắt (Fe(H2O)6)2+) 
82 
trong môi trường pH thấp, tham gia phản ứng với H2O2 và điều này làm tốc độ tạo 
thành gốc hydroxyl giảm. 
Một số công bố về ảnh hưởng của pH đến quá trình xử lý bằng quá trình EF cụ thể: 
Năm 2007, nhóm nghiên cứu của M. Zhou xử lý metyl đỏ với nồng độ ban đầu 
là 100 mg/L đã báo cáo điều kiện pH tối ưu là 3, sau 20 phút xử lý bằng quá trình EF 
hiệu suất xử lý đạt 80% [121]. 
Năm 2008, nhóm nghiên cứu của Wang xử lý màu của nước thải dệt nhuộm 
bằng quá trình EF. Áp dụng điều kiện pH = 3, thời gian xử lý 150 phút, mật độ dòng 
điện là 68A/m2 thì hiệu suất đạt 70,6% [120]. 
Năm 2010, nhóm nghiên cứu của Lei cũng đánh giá khả năng xử lý màu trong 
chất thải nhuộm với cực dương Pt và cực âm bằng than hoạt tính được phủ bằng 
polyacrylonitrile (PAN) thu được điều kiện tối ưu pH = 3 từ quá trình thực nghiệm với 
pH là 2, 3, 4, 5 [145]. 
Năm 2011, M.M. Ghoneim báo cáo xử lý Sunset Yellow FCF (đây là chất được 
sử dụng làm chất tạo màu trong thực phẩm và thuốc thông thường). Nghiên cứu này áp 
dụng các điều kiện [Na2SO4] = 0,05M; pH = 3; [FeSO4] = 0,1 mM cho kết quả khử 
màu hoàn toàn (100%) và sự khoáng hóa thuốc nhuộm azo Sunset Yellow FCF đạt 
97% bằng quá trình EF [58]. 
Năm 2013, El – Ghenymy và cộng sự tiến hành các thí nghiệm để xử lý 
sulfamethazine kháng khuẩn trong điều kiện pH từ 2 ÷ 6. Kết quả hiệu suất xử lý đạt 
trên 95% tại pH = 3 [146]. 
Năm 2016, D. Gümüş bằng cách so sánh khả năng xử lý phenol bằng quá trình 
Feton thông thường và quá trình EF. Kết quả khẳng định quá trình EF được tiến hành 
tối ưu trong điều kiện pH tối ưu là 3 với hiệu suất xử lý phenol và COD lần lượt là 
93,32% và 87,5%. Hiệu suất khoáng hóa chỉ đạt 59% với quá trình Fenton thường. Kết 
quả này cho thấy quá trình EF có thể xử lý tốt nước thải có chứa phenol [55]. 
Từ việc đánh giá khả năng xử lý áp dụng pH = 3 tuy nhiên các báo cáo đã lựa 
chọn các đối tượng khảo sát khác nhau. Trong luận án tác giả sử dụng đối tượng là 
glyphosate. 
 Từ kết quả thực nghiệm pH = 3 là thích hợp đối với quá trình EF. Giá trị pH = 3 
sẽ được áp dụng cho các thí nghiệm nghiên cứu tiếp theo về các yếu tố ảnh hưởng của 
quá trình EF. 
83 
3.1.4. Ảnh hưởng của nồng độ chất xúc tác đến khả năng xử lý glyphosate 
Chất xúc tác Fe2+ là một yếu tố để đánh giá khả năng xử lý glyphosate bằng 
quá trình EF. Năm 2010, Wang khi xử lý nước thải dệt nhuộm đã báo cáo sự tồn tại 
của của Fe2+ là rất cần thiết trong quá trình EF. 
Thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng chất xúc tác Fe2+ đến khả năng xử lý 
glyphosate bằng EF tiến hành thực hiện trong điều kiện: [glyphosate] = 0,1mM; pH = 
3, d = 1 cm, mật độ dòng điện là 8,333 mA/cm2, giá trị nồng độ Fe2+ lần lượt là: 
0,05mM; 0,1mM; 0,2mM; 0,5mM. 
Kết quả trên Hình 3.7 cho thấy khi nồng độ chất xúc tác ban đầu Fe2+ tăng từ 
0,05 mM đến 0,1 mM thì khả năng xử lý glyphosate tăng, điều này được giải thích 
theo định luật tác dụng khối lượng, trong phản ứng (1.1) nồng độ ban đầu của Fe2+ 
tăng, gốc hydroxyl (•OH) tăng lên, qua đó làm tăng khả năng xử lý glyphosate. Trong 
quá trình EF, Fe2+ được tái sinh bằng điện từ Fe3+. Do đó, nồng độ Fe2+ hoặc Fe3+ cũng 
có ảnh hưởng đáng kể quá trình EF. Thông thường, hiệu suất của quá trình EF tăng khi 
nồng độ sắt cao, vì Fe2+ thúc đẩy hình thành gốc •OH. Mặt khác, nồng độ sắt cao hơn 
làm tăng cường độ ion của dung dịch và do đó cải thiện hiệu suất dòng điện trong quá 
trình EF. 
0 10 20 30 40 50 60
0
20
40
60
80
100
H
iÖ
u
 s
u
Êt
 x
ö
 l
ý
 T
O
C
 (
%
)
Thêi gian (phót)
 [Fe2+] = 0,05mM
 [Fe2+] = 0,1mM
 [Fe2+] = 0,2mM
 [Fe2+] = 0,5mM
Hình 3.7. Ảnh hưởng của nồng độ chất xúc tác Fe2+ đến khả năng xử lý glyphosate 
bằng quá trình EF 
84 
Năm 2002, Pérez áp dụng quá trình oxy hóa xử lý nước thải dệt nhuộm bằng 
quá trình Fenton và photo – Fenton cho thấy Fe2+ tăng cường khả năng oxy hóa của 
H2O2 giúp phân hủy các phân tử lớn, chẳng hạn như thuốc nhuộm, chất hữu cơ độc hại 
và hiệu suất loại bỏ COD tăng từ 19,8% lên 43,1% với sự hiện diện của Fe2+ nồng độ 
là 0,33mM [147]. 
 Mặt khác, theo các Hình 3.2 và Hình 3.6, nồng độ H2O2 tạo ra luôn lớn hơn 
0,1mM do đó khi nồng độ Fe2+ thấp dưới 0,1mM, nồng độ H2O2 tạo ra sẽ dư so với 
Fe2+, dẫn đến lượng H2O2 dư có thể phản ứng với gốc hydroxyl (•OH) tạo ra gốc 
HO2• là chất oxi hóa yếu hơn gốc •OH (phản ứng 1.17) do đó, hiệu suất loại bỏ 
glyphosate giảm. 
Tuy nhiên, khi tăng nồng độ Fe2+ từ 0,1mM ÷ 0,5mM thì khả năng xử lý lại 
giảm. Điều này được giải thích do phản ứng phụ Fe2+ và gốc hydroxyl tự do (•OH) xảy 
ra theo phản ứng (1.9) làm tiêu hao gốc hydroxyl kết quả là hiệu suất xử lý giảm. 
 Năm 2002, Brillas nghiên cứu khoáng hóa Aniline bằng quá trình AOPs. Khi 
tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ Fe2+ đến quá trình hình thành gốc 
hydroxyl (•OH) tác giả đã khảo sát nồng độ Fe2+: 0,01mM; 0,05mM; 1mM; 1,5mM. 
Kết quả công bố hiệu quả xử lý giảm khi tăng nồng độ Fe2+ từ 0,01mM ÷1,5mM. 
Nguyên nhân khi nồng độ Fe2+ tăng dẫn tới phản ứng phụ hình thành Fe(OH)3 làm 
giảm gốc hydroxyl (•OH) vì vậy hiệu quả khoáng hóa Aniline cũng giảm [148]. 
 Bên cạnh đó, ion Fe3+ sinh ra cũng có thể phản ứng với H2O2 (phản ứng 3.10; 
3.11). Như vậy lượng H2O2 giảm đi sẽ ảnh hưởng đến khả năng tham gia phản ứng 
(1.1) tạo gốc •OH vì vậy ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý trong quá trình. 
Fe3+ + H2O2 → Fe−OOH2+ + H+ (3.10) 
Fe−OOH2+ → Fe2++HO2• (3.11) 
Năm 2009, Panizza và cộng sự nhận thấy rằng sự tồn tại của Fe2+ đã làm tăng 
tốc độ oxi hóa của alizarin đỏ và độ khoáng hóa cuối cùng đạt 93% với nồng độ Fe2+ là 
1mM [149]. 
Một nghiên cứu trước đây của Choul năm 1999 cho biết hiệu suất đạt gần 90% 
với nồng độ [Fe2+] = 7000 mg/L, nhưng chỉ đạt 39% với nồng độ [Fe2+] = 1000 mg/L 
khi pH từ 1 ÷ 2. Tuy nhiên, khi pH tăng từ 2,0 đến 2,5; hiệu suất giảm 75% khi ở nồng 
độ [Fe2+] = 7000 mg/L trong khi chỉ giảm 30% khi nồng độ [Fe2+] = 1000 mg/L. 
85 
Qua đó cho thấy sự bất lợi của quá trình khi thừa sắt. Nồng độ cao của Fe2+ hoặc 
Fe3+ dẫn đến sự hình thành kết tủa sắt ở các giá trị pH cao hơn (pH> 2,5) và làm 
giảm hiệu suất dòng điện. 
Bên cạnh đó năm 2006, Deng và cộng sự báo cáo khi tăng nồng độ ion Fe2+ 
cũng làm giảm nồng độ •OH và làm tăng độ dẫn điện của nước thải [61]. Việc đưa vào 
nồng độ chất xúc tác lớn có thể không hiệu quả vì tạo ra lượng lớn bùn oxit sắt. 
Từ các kết quả và đánh giá với công bố trước đây luận án lựa chọn sử dụng 
[Fe2+] = 0,1mM để nghiên cứu trong quá trình EF tiếp theo. 
3.1.5. Ảnh hưởng của nồng độ chất điện li Na2SO4 đến khả năng xử lý glyphosate 
 Chất điện li Na2SO4 có ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý bằng quá trình EF. Trong 
nghiên cứu của Ruiz và cộng sự năm 2013 đã khẳng định nồng độ của chất điện phân 
ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý bằng quá trình EF khi nghiên cứu ảnh hưởng của nồng 
độ chất điện ly đến tính chất điện hóa của AB5 đối với Ni/MH [150]. 
Để nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ chất điện li các điều kiện thí nghiệm: 
[glyphosate] = 0,1mM; nồng độ chất xúc tác ban đầu [Fe2+] = 0,1mM; pH = 3; mật độ 
dòng điện 8,333 mA/cm2; d = 1 cm. Nồng độ chất điện li Na2SO4 lần lượt tại: 0,025M; 
0,05M; 0,075M; 0,1M. 
 Hình 3.8 cho kết quả như sau: khi tăng nồng độ Na2SO4 từ 0,025M ÷ 0,05M 
thì hiệu suất phân hủy glyphosate tăng từ 53,03% lên 80,94%. Điều này được giải 
thích khi nồng độ Na2SO4 tăng dẫn đến độ dẫn điện cũng tăng, khi đó tốc tộ di chuyển 
của ion trong dung dịch tăng lên, các ion đi về phía điện cực nhanh hơn qua đó các sản 
phẩm tạo thành nhanh, đồng thời thúc đẩy khả năng phân hủy glyphosate. 
 Năm 2007, Zhou công bố khả năng xử lý metyl đỏ tăng từ 56,8% lên đến gần 
80% khi nồng độ Na2SO4 tăng. Nồng độ chất điện phân thấp có thể không cung cấp đủ 
độ dẫn điện cho quá trình EF. Trong báo cáo này kết luận mật độ dòng điện cao khi 
các dung dịch điện phân có nồng độ Na2SO4 cao, tương ứng với tốc độ sản xuất H2O2 
tăng lên góp phần tạo ra nhiều gốc •OH, qua đó nâng cáo hiệu suất của quá trình và 
giảm tiêu thụ năng lượng [121]. 
 Bên cạnh đó, kết quả trên Hình 3.8, khi tăng nồng độ từ 0,05 M ÷ 0,1 M thì 
hiệu suất phân hủy glyphosate lại giảm từ 80,94%; 72,93%; 69,06% lần lượt Na2SO4 
tại nồng độ 0,05M; 0,075M; 0,1M 
86 
0 10 20 30 40 50 60
0
20
40
60
80
100
H
iÖ
u
 s
u
Êt
 x
ö
 l
ý
 T
O
C
 (
%
)
Thêi gian (phót)
 0,025 M
 0,05 M
 0,075 M
 0,1 M
Hình 3.8. Ảnh hưởng của nồng độ chất điện li Na2SO4 đến khả năng xử lý glyphosate 
Điều này giải thích khi nồng độ Na2SO4 tăng trên 0,05M có thể dẫn đến gốc 
•OH tham gia phản ứng với Na2SO4 bởi phương trình phản ứng 3.12 và 3.13 [121] qua 
đó làm giảm gốc •OH tham gia vào phản ứng 1.1 và ảnh hưởng đến hiệu suất quá trình. 
•OH+ SO42- → OH- + SO4•- (3.12) 
 SO4•- + e-→ SO42- (3.13) 
Kết quả này so với các công bố khi sử dụng nồng độ chất điện li Na2SO4 0,05M 
cụ thể: 
 Trong nghiên cứu của Ghoneim và cộng sự, hiệu quả của sử dụng chất điện li 
KCl, NaCl và Na2SO4 ở cùng nồng độ 0,05M được so sánh và cho tốc độ mất màu tối 
đa của sunset yellow FCF [58]. Hiệu quả loại bỏ màu đạt 100% trong thời gian lần 
lượt của Na2SO4 0,05M là 120 phút và của NaCl, KCl là 180 phút. 
 Năm 2014, nhóm của El – Ghenymy nghiên cứu quá trình xử lý 230 mL sulanilamit 
0,006M; pH = 3, I = 300 mA, [Na2SO4] = 0,05M bởi quá trình EF với điện cực Pt/vải C. 
Sau 360 phút xử lý bằng quá trình EF dung dịch đã được xử lý hoàn toàn [151]. 
Từ kết quả nghiên cứu trên, luận án lựa chọn nồng độ [Na2SO4] = 0,05M làm 
cơ sở để nghiên cứu xử lý glyphosate trong quá trình EF. 
87 
3.1.6. Ảnh hưởng của nồng độ glyphosate ban đầu đến khả năng xử lý của quá 
trình Fenton điện hóa 
 Để nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ glyphosate ban đầu đến khả năng xử lý 
của quá trình EF, các điều kiện thực hiện tại pH = 3, [Fe2+] = 0,1 mM, mật độ dòng 
điện: 8,333 mA/cm2, d = 1 cm, nồng độ glyphosate lần lượt: 0,05mM; 0,1mM; 0,2mM; 
0,4mM. Thực hiện thí nghiệm trong 60 phút liên tục và tiến hành xác định giá trị TOC 
tại các thời điểm 0, 10, 20, 30 phút. Từ đó xác định điều kiện phù hợp để thực hiện 
quá trình EF. 
0 5 10 15 20 25 30
0
20
40
60
80
100
H
iÖ
u
 s
u
Êt
 x
ö
 l
ý
 T
O
C
 (
%
)
Thêi gian (phót)
 0,05 mM
 0,1 mM
 0,2 mM
 0,4 mM
Hình 3.9. Ảnh hưởng của nồng độ glyphosate ban đầu đến quá trình EF 
Sự phụ thuộc của nồng độ TOC vào thời gian điện phân và nồng độ glyphosate 
được thể hiện trên Hình 3.9. 
Hình 3.9 cho thấy rằng khi nồng độ ban đầu của glyphosate càng lớn thì hiệu 
quả xử lý tăng. Điều này được giải thích: theo định luật tác dụng khối lượng, tốc độ 
của phản ứng phân hủy glyphosate bởi gốc (•OH) tỷ lệ thuận với nồng độ các chất 
tham gia, do đó khi nồng độ ban đầu của glyphosate càng lớn, trong khi lượng gốc 
(•OH) ít thay đổi, thì tốc độ phân hủy glyphosate nhanh, điều này giúp khả năng 
khoáng hóa glyphosate tăng khi tăng nồng độ ban đầu của chất thamg gia phản ứng 
(glyphosate). 
88 
Mặt khác trên Hình 3.10, cho thấy tỷ lệ loại bỏ chất ô nhiễm đã tăng lên khi 
tăng nồng độ ban đầu của glyphosate, tuy nhiên tốc độ tăng của hiệu suất không tuyến 
tính với nồng độ glyphosate. Lúc này, khi tăng nồng độ glyphosate ban đầu thì hiệu 
quả khoáng hóa giảm dần. Trên Hình 3.10 nhận thấy sau 20 phút điện phân, hiệu suất 
đạt là 32,6% ở nồng độ 0,05mM; 54,97% tại nồng độ 0,1mM; 69,06% tại nồng độ 
0,2mM và 79,63% tại 0,4mM. Kết quả này được giải thích như sau: trong quá trình 
phân hủy glyphosate trong dung dịch diễn ra không hoàn toàn và tạo ra các sản phẩm 
phụ. Các sản phẩm tạo ra này tiếp tục tham gia phản ứng với gốc hydroxyl tự do (•OH) 
và cạnh tranh giữa gốc hydroxyl tự do (•OH) và glyphosate do đó tuy hiệu quả khoáng 
hóa vẫn tăng khi tăng nồng độ glyphosate ban đầu, tuy nhiên tốc độ tăng chậm dần. 
4 6 8 10 12 14
40
60
80
100
H
iÖ
u
 s
u
Êt
 x
ö
 l
ý
 T
O
C
 (
%
)
Nång ®é glyphosate (mgC/L)
Hình 3.10. Hiệu suất xử lý TOC sau 20 phút khi xử lý glyphosate bằng quá trình EF 
Năm 2009, nhóm của Rosales đã nghiên cứu xử lý thuốc nhuộm với nồng độ 
ban đầu cao dẫn đến tạo ra các sản phẩm trung gian của phản ứng, làm giảm lượng gốc 
hydroxyl tự do (•OH) để phân hủy các chất ô nhiễm qua đó hiệu suất quá trình EF 
giảm [152]. 
 Trong báo cáo nghiên cứu của Jasmann năm 2016 cho rằng mặc dù hiệu quả 
xử lý tăng không tuyến tính khi tăng nồng độ chất ô nhiễm ban đầu nhưng khối lượng 
chất ô nhiễm được loại bỏ vẫn cao khi tăng nồng độ chất ô nhiễm ban đầu [153]. 
89 
 Xu thế ảnh hưởng nồng độ đầu của glyphosate cũng góp phần giải thích sự biến 
thiên hiệu suất theo thời gian: trong khoảng thời gian đầu của quá trình điện phân, 
TOC của dung dịch giảm rất nhanh, nhưng khi thời gian lâu hơn thì khả năng khoáng 
hóa TOC giảm chậm. 
Qua nghiên cứu trên chứng mình quá trình EF sẽ diễn ra nhanh khi nồng độ các 
chất ô nhiễm hữu cơ ban đầu cao, do đó EF sẽ phù hợp nếu áp dụng trong tiền xử lý 
các chất ô nhiễm. 
3.1.7. Nghiên cứu động học và các sản phẩm phụ của quá trình phân hủy 
glyphosate 
 3.1.7.1. Nghiên cứu động học của quá trình phân hủy glyphosate 
 Trên cơ sở các điều kiện phù hợp cho quá trình EF, tiến hành thí nghiệm điện 
phân dung dịch glyphosate ở các điều kiện này để đánh giá hiệu quả quá trình oxy hóa 
và động học quá trình phân hủy glyphosate, cụ thể như sau: nồng độ glyphosate 
0,1mM, [Fe2+] = 0,1mM, [Na2SO4] = 0,05M, mật độ dòng điện 8,333 mA/cm2, pH = 3, 
d = 1 cm. Mẫu được lấy tại: 5 phút, 10 phút, 15 phút, 20 phút,