Ứng dụng FTIR và EDX trong kiểm soát ô nhiễm: Phân tích chất mang xử lý nước

Trong cuộc sống hàng ngày có một lượng lớn nước được con người sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau trong sinh hoạt cũng như sản xuất. Mặc dù Trái Đất có nguồn nước dồi dào, nhưng lượng nước an toàn có thể uống được lại vô cùng ít so với phần còn lại. Điều này có nghĩa rằng việc đảm bảo chất lượng nước uống thông qua quá trình tái chế nước thải là một vấn đề rất quan trọng.

Quy trình xử lý nước thông thường được sử dụng tại các nhà máy xử lý nước thải là xử lý thô để tách vật lý, loại bỏ vật liệu rắn (xử lý vật lý) và xử lý thứ cấp để loại bỏ chất hữu cơ bằng vi sinh vật (xử lý sinh học). Trong xử lý sinh học, vi sinh vật nuôi cấy ăn các chất hữu cơ hòa tan và lơ lửng trong nước thải dẫn đến sự phân hủy oxy hóa của chất hữu cơ. Các viên nhựa (chất mang xử lý nước) hỗ trợ các vi sinh vật xử lý nước thải và cải thiện quá trình làm sạch lại nguồn nước.

Hình ảnh bên ngoài và hình cắt dọc của hạt nhựa(chất mang xử lý nước)

Việc sử dụng các chất mang xử lý nước thải được áp dụng rộng rãi từ trước đây. Tuy nhiên, câu hỏi đặt ra trong quá trình sử dụng là liệu chúng có phải là nguồn phát tán chất độc hại như các hạt vi nhựa, … gây ô nhiễm môi trường nếu có sự cố với hệ thống xử lý nước thải hay không.

Qua nhiều năm nghiên cứu và phát triển, các kỹ sư Shimadzu đã tìm ra được phương pháp và trả lời cho câu hỏi nêu trên thông qua việc phân tích lại các hạt nhựa trước và sau khi chúng được dùng để xử lý nước thải bằng việc kết hợp FTIR và EDX.

Hình ảnh trước và sau của các hạt nhựa được dùng trong xử lý nước

IRTracer^TM-100 và EDX-8000

Bảng kết quả đo của hai mẫu nhựa

Dựa vào kết quả thu được từ bảng trên có thể thấy không có sự khác biệt nhiều về thành phần cũng như sự xuất hiện của các chất ngoại lai (chất gây ô nhiễm), hoặc có thể chỉ xuất hiện với hàm lượng vết.

FTIR có khả năng thực hiện phân tích định tính chất hữu cơ và một số chất vô cơ, phương pháp này có thể nhanh chóng xác định các thành phần chính của hạt nhựa. Hơn nữa, thông tin nguyên tố thu được khi sử dụng EDX có thể cho thấy sự tồn tại của chất gây ô nhiễm và hao mòn do các chất phụ gia cũng như sự khác biệt về vật liệu. FTIR và EDX có khả năng thực hiện các phép đo nhanh có hiệu quả để phân tích các hạt nhựa (chất mang để xử lý nước).

Có thể thấy rằng, sự kết hợp cúa hai thiết bị trên đã giải quyết được bài toán hóc búa trong vấn đề kiểm soát chất lượng môi trường nước. Qua đó càng khẳng định thêm khả năng đáp ứng linh hoạt của các thiết bị Shimadzu trong nhu cầu thực tế của khách hàng – không chỉ là thiết bị phân tích chuyên sâu mạnh mẽ hiệu quả mà còn là thiết bị đa năng ưu việt.