Nghiên cứu chế tạo vật liệu có khả năng hấp thụ dầu
|
Mở đầuHiện nay trong ngành khai thác và chế biến khoáng sản ở nước ta, vấn đề ô nhiễm do phóng xạ mới chỉ được nghiên cứu trong khai thác và chế biến quặng titan - zircon. Nhiều hoạt động khai thác chế biến khoáng sản khác như đồng, graphit, photphat, than… và sắp tới là đất hiếm và uran trong nước có khả năng hình thành các nguồn chất thải chứa phóng xạ (như Th, U, Ra). Do vậy, nhu cầu xử lý và quản lý các loại chất thải phóng xạ, đi kèm với các kim loại nặng và hóa chất độc hại khác ngày càng trở nên cấp thiết.Để xử lý chất thải phóng xạ dạng lỏng, một số phương pháp xử lý thường được áp dụng bao gồm: trao đổi ion/hấp phụ, kết tủa, bay hơi, thẩm thấu ngược, siêu lọc, vi lọc, keo tụ, tách chiết bằng dung môi, v.v Trong số đó, công nghệ hấp phụ/trao đổi ion đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi. Ngoài sử dụng nhựa trao đổi ion, một số nghiên cứu gần đây ở cả trong nước và trên thế giới đã tập trung vào nghiên cứu loại vật liệu và nâng cao hiệu suất trao đổi ion của các vật liệu có nguồn gốc từ vật liệu khoáng tự nhiên. Các hợp chất khoáng tự nhiên như bentonit, kaolin, illinit, zeolit, laterit và apatit… đều có tính hấp phụ, do vậy chúng thường được lựa chọn làm vật liệu hấp phụ/trao đổi ion. Trong số đó, khoáng bentonit và zeolit tự nhiên được sử dụng khá rộng rãi. Gần đây khoáng laterit và apatit tự nhiên cũng đã có một số nước trên thế giới nghiên cứu, áp dụng và cũng cho kết quả khả quan trong xử lý chất phóng xạ. Đối với từng loại khoáng tự nhiên, tùy cấu trúc của chúng mà khả năng hấp phụ các nguyên tố phóng xạ và kim loại nặng sẽ khác nhau.Nước ta có nguồn nguyên liệu khoáng bentonite, apatit, laterit và zeolit tương đối dồi dào. Việc lựa chọn các khoáng phù hợp làm chất hấp phụ các nguyên tố phóng xạ và kim loại nặng sẽ góp phần vào việc sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên thiên nhiên, góp phần và sự nghiệp phát triển kinh tế và bảo vệ môi trường ngành khai thác và chế biến khoáng sản của đất nước.Nghiên cứu lựa chọn vật liệu khoáng tự nhiên có khả năng hấp phụ chất phóng xạBốn loại khoáng tự nhiên gồm apatit, laterit, zeolit và bentonit đã được nghiên cứu để đánh giá khả năng hấp các nguyên tố phóng xạ như Th, U, Ra và các kim loại nặng khác có trong chất thải lỏng từ quá trình khai thác chế biến quặng phóng xạ.Kết quả nghiên cứu cho thấy các khoáng tự nhiên như này đều có khả năng hấp phụ các nguyên tố phóng xạ U, Th và một số kim loại nặng. Dung lượng hấp phụ của các khoáng tự nhiên này đối với U nằm trong khoảng 0,01 - 0,05 mg U/g khoáng tự nhiên và 0,004-0,35 mg Th/g khoáng tự nhiên. Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu cho thấy khoáng bentonit tự nhiên có khả năng hấp phụ các chất phóng xạ và kim loại nặng tốt nhất trong số 4 loại khoáng được nghiên cứu. Do vậy đã được lựa chọn khoáng bentonit làm vật liệu nền để triển khai các nghiên cứu tiếp theo nhằm nâng cao khả năng hấp phụ chất phóng xạ của vật liệu.Nghiên cứu quy trình chế tạo vật liệu hấp phụ chất phóng xạ có gốc khoáng bentonitQuy trình chế tạo vật liệu hấp phụ chất phóng xạ có nền là khoáng bentonit được tóm tắt như sau:- Trước hết quặng bentonit được tinh chế bằng phương pháp tuyển xyclone thủy lực và nâng hàm lượng montmorillonit trong vật liệu khoáng bentonit lên trên 50%.- Tiếp đến, tiến hành nghiên cứu hoạt hóa vật liệu khoáng bằng các phương pháp khác nhau như hoạt hóa bằng nhiệt, hoạt hóa bằng tác nhân axit vô cơ (lựa chọn H2SO4) để làm tăng bề mặt riêng của bentonit với điều kiện hoạt hoạt hóa như sau: nồng độ axit: 15%, tỷ lệ axit/vật liệu: 1/4; thời gian hoạt hóa: 2 h.- Sản phẩm hoạt hóa thu nhận được có bề mặt riêng >350 m2/g. Dung lượng hấp phụ U và Th của sản phẩm bentonit hoạt hóa có thể đạt tới 25- 45 mg/g. Do sự trương nở mạnh và khả năng tạo ra huyền phù bền của bentonit nên việc tách bentonit ra khỏi dung dịch thường rất khó khăn. Để khắc phục khó khăn này, đề tài đã nghiên cứu chế tạo bentonit ở dạng viên dễ lọc và có độ bền trong dung dịch pH dao động từ 5-9 (Bảng 1).
Tệp đính kèm :  Khắc phục sự cố này, hiện có những phương pháp cơ học như sử dụng phao quây xa bờ, phao quây trên bờ, sử dụng thiết bị kiểu đập và hút chân không; còn có phương pháp xử lý bằng công nghệ như công nghệ phân tán hóa học, công nghệ phân hủy sinh học, đốt tại chỗ hoặc hấp thu dầu mà trong đó, phương pháp hấp thu là giải pháp đơn giản, hiệu quả, dễ thực hiện trong việc xử lý các vụ tràn dầu. Mới đây em Hoàng Kiều Trang, học sinh trường THPT Hòa Phú (Chiêm Hóa) đã nghiên cứu tận dụng lượng lớn phế phẩm nông nghiệp là bã mía để tạo ra vật liệu hấp thu dầu có nhiều tính ưu việt hơn vật liệu truyền thống. Bã mía sau khi được xử lý thô để loại bỏ hoàn toàn đường hòa tan, cắt nhỏ, phơi khô; sẽ được xử lý bằng axit stearic và etanol. Tiến hành thí nghiệm 0,5 kg bã mía đã qua xử lý cho vào túi lọc, đưa vào mẫu nước biển tự tạo có dầu DO và dầu FO. Bã mía biến tính có khả năng hấp thu dầu khoảng gần 20 lần trọng lượng của vật liệu. Bã mía thô có khả năng hấp thu khoảng gần 17 lần trọng lượng của vật liệu. Kết quả này cho thấy vật liệu có cấu trúc dạng xốp xử lý dầu nặng tốt hơn nhiều so với dầu nhẹ. Đề tài có tính khả thi khi áp dụng ở phạm vi lớn, có khả năng sử dụng được các phế phẩm nông nghiệp tương tự có tính xốp trong quá trình xử lý tràn dầu như xơ mướp, bèo lục bình, dọc mùng… Tỉnh ta là địa phương có vùng sản xuất mía đường, nên bã mía là loại phụ phẩm sẵn có. Những kết quả đạt nghiên cứu của đề tài cho thấy dùng phế phẩm nông nghiệp như bã mía, xơ mướp, bèo lục bình… làm vật liệu dùng trong thu hồi dầu tràn là hoàn toàn khả thi. Đây cũng là hướng mới trong việc góp phần bảo vệ môi trường.
LỜI CẢM ƠNLuận văn này được hoàn thành dưới sự giúp đỡ kinh phí của đề tài cấpbộ GD – ĐT mã số B2014 – 17 - 44.Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến TS. Hoàng Văn Hùng và TS.Nguyễn Tiến Dũng đã tận tâm hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trìnhlàm luận văn. Tôi xin được chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Bích Việt đã cónhững ý kiến đóng góp quý báu giúp tôi hoàn thành luận văn này.Xin chân thành cảm ơn các quý thầy, cô và bạn bè trong lớp Cao họcHóa học lý thuyết và Hóa lý K22 đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôitrong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận vănCuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn sự động viên, khích lệ của giađình, bạn bè và người thân trong suốt quá trình học tập.Hà nội, ngày tháng năm 2014Người thực hiệnVũ Thị Thủy1DANH MỤC HÌNHDANH MỤC BẢNG2MỤC LỤC3MỞ ĐẦU1.Lý do chọn đề tàiSản xuất và chế biến dầu mỏ là một trong những ngành công nghiệpquan trọng trên thế giới. Cùng với sự phát triển ngày càng lớn của nó, nguy cơô nhiễm môi trường ngày càng nghiêm trọng. Rò rỉ dầu trong quá trình khaithác, vận chuyển, chế biến, những sự cố do các vụ đắm tàu chở dầu đã gây raô nhiễm môi trường nước, làm ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi trường sông,hồ, biển.Việc xử lý, khắc phục cũng như các thủ tục bồi thường cho các sự cố ròrỉ, tràn dầu gặp không ít khó khăn, đòi hỏi sự phối hợp tốt giữa các cơ quanquản lý nhà nước nhằm khắc phục và xử lý một cách nhanh chóng, kịp thời. Ởnhiều nước trên thế giới và Việt Nam thường sử dụng các phương pháp sau đểkhắc phục sự cố tràn dầu: phương pháp hoá học, phương pháp vật lý, phươngpháp sinh học, phương pháp lý hoá... Phương pháp cơ học: thực hiện quâygom, dồn dầu vào vị trí nhất định sau đó hút dầu bằng máy hút, phương phápnày có ưu điểm là ngăn chặn, khống chế và thu gom nhanh chóng lượng dầutràn trên biển. Phương pháp sinh học dùng các vi sinh vật phân giải dầu nhưvi khuẩn, nấm mốc, nấm men… nhưng phương pháp này chỉ có ý nghĩa vớisự cố thất thoát dầu ở mức độ nhỏ tại nhà máy lọc dầu hay kho chứa dầu. Đốivới hiện tượng dầu tràn trên mặt nước với lượng lớn thì phương pháp nàykhông có ý nghĩa. Ngoài ra, có thể sử dụng phương pháp hoá học khi có hoặckhông có sự làm sạch cơ học và dầu tràn trong một thời gian dài. Tuy nhiên,trong những năm gần đây, phương pháp lý hoá sử dụng polyme hấp thu dầulại được ứng dụng rộng rãi. Có nhiều loại polyme khác nhau được sử dụnghấp thu dầu trên mặt nước từ các polyme thiên nhiên như sợi bông, đay, bộtgỗ, vỏ cây…và các polyme tổng hợp, các polyme này có ưu điểm ưa dầu, kỵ4nước. Vật liệu hấp thu dầu là các polyme có ưu điểm: hấp thu dầu cao, tỷtrọng thấp, dễ thu gom sau khi hấp thu.Vật liệu hấp thu dầu từ sợi tự nhiên có nhược điểm là thường ưa nước,khi hút dầu có lẫn nước thường lơ lửng, khó thu hồi, làm ảnh hưởng lớn đếnviệc thu hồi dầu. Để giải quyết vấn đề này, chúng tôi tiến hành đề tài:“Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp thu dầu trên cơ sở sợi thực vật biến tính”nhằm chế tạo ra vật liệu hấp thu dầu có khả năng ưu việt, thân thiện với môitrường.Vật liệu hấp thu dầu dạng sợi thực vật thường rất khó tương hợp vớipolyme, biến tính axetyl hóa hay este hóa với mục đích sử dụng dụng phốitrộn cùng polyme để tạo ra vật liệu hấp thu dầu tốt hơn.2. Mục đích và nhiệm vụ của luận văn:-Tổng hợp vật liệu hấp thu dầu từ sợi đay và kenap bằng phương pháp axetylhoá với anhydrit axetic và xúc tác axit sunfuric.-Xác định độ axetyl hóa của vật liệu-Tổng hợp vật liệu hấp thu dầu từ sợi đay bằng phương pháp este hoá với axitoleic, n-Hexan và xúc tác axit sunfuric.-Khảo sát cấu trúc của vật liệu phổ hồng ngoại, phổ cộng hưởng từ proton,kính hiển vi điện tử quét SEM-Khảo sát khả năng hấp thu dầu và hấp thu nước của vật liệu5CHƯƠNG I: TỔNG QUAN1.1. Sự cố tràn dầu và các phương pháp xử lý ô nhiễm tràn dầu1.1.1. Vấn đề ô nhiễm do sự cố tràn dầuSự cố tràn dầu trên biển đe dọa đến môi trường bờ biển và hệ sinh tháibiển. Hơn nữa, dầu tràn còn làm thất thoát một lượng lớn nguồn năng lượngtrên thế giới. Hiện tượng tràn dầu chủ yếu do các nguyên nhân như: hoạt độngthăm dò, khai thác, vận chuyển, chế biến dầu, do chiến tranh và do các hiệntượng thiên nhiên. Hoạt động vận tải trên biển là một trong các nguyên nhânquan trọng gây ô nhiễm biển. Sự cố rò rỉ dầu, tràn dầu của các tàu thuyền trênbiển thường chiếm 50% nguồn ô nhiễm dầu trên biển. Bên cạnh các nguồn ônhiễm gây ra bởi con người, biển có thể bị ô nhiễm bởi các quá trình tự nhiênnhư núi lửa phun, bão lụt, sự cố rò rỉ dầu tự nhiên v.v...Các sản phẩm dầu mỏ tràn ra ngoài môi trường sẽ gây phá hủy nhiều hệsinh thái khác nhau. Dầu bị tràn ra môi trường biển sẽ lơ lửng trên mặt nướcbởi tỷ trọng của nó nhỏ hơn nước biển. Tỷ trọng trung bình của dầu khoảng0,83-0,95, trong khi đó tỷ trọng của nước nguyên chất là 1,0 và của nước biểnlà 1,025 [2]. Do dầu nổi trên mặt nước và dễ bám dính vào da, lông động vậtnên ngoài các loài động thực vật thủy sinh thì các loài chim săn mồi trên biểncũng bị ngấm dầu và bị chết [37].1.1.1.1.Ảnh hưởng của ô nhiễm dầu đến hệ sinh thái và môi trườngSự cố ô nhiễm dầu ảnh hưởng nghiên trọng đến các hệ sinh thái, đặcbiệt là hệ sinh thái rừng ngập mặn, cỏ biển, vùng triều bãi cát, đầm phá và cácrạng san hô. Ô nhiễm dầu đã làm giảm sức chống đỡ, tính linh hoạt và khảnăng khôi phục của các hệ sinh thái [49].Hàm lượng dầu trong nước tăng cao, các màng dầu làm giảm khả năngtrao đổi oxy giữa không khí và nước, làm giảm oxy trong nước, khiến cán cân6điều hòa oxy trong hệ sinh thái đảo lộn. Ngoài ra, dầu tràn chứa độc tố làmtổn thương hệ sinh thái, có thể gây suy vong hệ sinh thái. Dầu chứa nhiềuthành phần khác nhau, làm biến đổi, phá hủy cấu trúc tế bào sinh vật, có khigây chết cả quần xã. Dầu thấm vào cát, bùn ở ven biển có thể ảnh hưởng trongmột thời gian rất dài [49].Các tác động đến sinh vật do sự cố tràn dầu trên biển [49]:- Dầu bao phủ màng tế bào, là nguyên nhân làm chết hàng loạt sinh vậtbậc thấp, các con non, ấu trùng. Dầu bám vào cơ thể sinh vật sẽ ngăn cản quátrình hô hấp, trao đổi chất và sự di chuyển của sinh vật trong môi trường nước.- Các chất trong dầu tràn có khả năng phá hủy cấu trúc tế bào các loàisinh vật. Đối với các sinh vật đáy, ô nhiễm dầu có thể ảnh hưởng rất lớn đếncon non và ấu trùng. Đối với các cá thể trưởng thành, dầu có thể bám vào cơthể hoặc được sinh vật hấp thu qua quá trình lọc nước, dẫn đến làm giảm giátrị sử dụng do có mùi dầu.- Dầu tràn không chỉ ảnh hưởng đến sinh vật sống trong nước, nhữngloài sinh vật tiếp xúc với nước như chim cũng chịu tác động. Khi bị nhiễmdầu, chim thường di chuyển khó khăn, ở mức độ nhẹ chúng tỏ ra khó chịu, cókhi phải di chuyển nơi cư trú; ở mức độ nặng có thể bị chết. Ngoài ra khảnăng nở trứng của chim cũng bị ảnh hưởng.- Dầu loang tác động gián tiếp đến sinh vật như ngăn cản trao đổi oxygiữa nước với khí quyển tạo điều kiện tích tụ các khí độc hại như H 2S, vàCH4, làm tăng pH trong môi trường sinh thái. Dưới ảnh hưởng của các hoạtđộng sinh- địa hóa, dần dần dầu bị phân hủy, lắng đọng và tích lũy trong cáclớp trầm tích của hệ sinh thái, làm tăng cao hàm lượng dầu trong trầm tích,gây độc hại cho các loài sinh vật sống trong nền đáy và sát đáy biển.1.1.1.2. Ảnh hưởng của ô nhiễm dầu đến kinh tế- xã hộiDầu lan trên biển và dạt vào bờ trong thời gian dài không được thu gomsẽ làm suy giảm lượng cá thể sinh vật, gây thiệt hại cho ngành khai thác vànuôi trồng thủy, hải sản. Các nguồn lợi thủy - hải sản là đối tượng chịu tác7động tiêu cực mạnh mẽ của sự cố ô nhiễm dầu. Giá trị sử dụng của thủy-hảisản bị giảm bởi mùi khó chịu do dầu gây ra. Dầu gây ô nhiễm môi trường làmcá chết hàng loạt do thiếu oxy hòa tan trong nước. Dầu bám vào đất đá, kè đá,các bờ đảo làm mất mỹ quan, gây mùi khó chịu đối với du khách khi thamquan du lịch, nghỉ dưỡng, dẫn đến doanh thu của ngành du lịch đã bị thiệt hạinặng nề. Ngoài ra, dầu tràn làm ảnh hưởng đến sự hoạt động của các cảng cá,cơ sở đóng mới và sửa chữa tàu biển. Máy móc, thiết bị khai thác tài nguyênvà vận chuyển đường thủy bị hư hỏng hoặc bị ăn mòn. Sự cố môi trường tràndầu có thể được xem là một trong những dạng sự cố gây ra tổn thất kinh tế lớnnhất trong các loại sự cố môi trường do con người gây ra [48].1.1.2. Các phương pháp xử lý ô nhiễm dầuSong song với các công tác phòng tránh tai nạn tràn dầu, chống rò rỉgiàn khoan thì cần có biện pháp xử lý dầu tràn trên mặt nước. Trên thế giớicũng như ở Việt Nam có rất nhiều phương pháp xử lý dầu trong đó có 3phương pháp chính: phương pháp vật lý, phương pháp hóa học và phươngpháp sinh học.1.1.2.1. Phương pháp vật lýLà phương pháp quây gom, dồn dầu vào vị trí nhất định để tránh dầulan trên diện rộng bằng các cách sau đây:+ Dùng phao giữ dầu nổi trên mặt nước, khi dầu được cố định bằngphao, sau đó phải gỡ bỏ dầu ra khỏi mặt nước bằng cách kết hợp với một sốphương pháp khác như hấp thu, phân tán…[34].+ Dùng máy hút dầu giống như thiết bị làm sạch chân không hấp thudầu trên mặt nước với ái lực hấp dẫn hay phá hủy liên kết vật lý dầu-nước vàgiữ dầu trong một khoang chứa. Cách này chỉ sử dụng được đối với diện tíchdầu loang hẹp và dòng nước tĩnh [43].8+ Sử dụng phương pháp đốt với lượng dầu tràn dày không quá 3mm.Phương pháp này đã được thử nghiệm thành công ở Canada. Tuy nhiên,phương pháp này phải được tiến hành rất thận trọng.1.1.2.2. Phương pháp hóa học+ Sử dụng các chất hoá học được sử dụng giống như các chất tẩy rửathông thường: Premium Floor Sweep, Enretech-1, Cellusorb,… (ví dụ nhưEnretech-1 có khả năng hút dầu và phân huỷ sinh học dầu, có các loại vi sinhtồn tại sẵn trong tự nhiên, khi có nguồn thức ăn là các hydrocacbon, các visinh này sẽ phát triển nhanh về lượng chuyển hoá các chất độc hại thành vôhại. Tuy nhiên, các phương pháp này chỉ sử dụng để xử lý dầu ở khu vực nhỏvà thường tồn tại dưới dạng các giọt lỏng phân tán hay trộn lẫn, khi các hợpchất hoá học này phân huỷ có thể phá huỷ môi trường biển và phân tán vào cơthể độc vật gây nguy cơ nhiễm độc cho sinh vật và cho người sử dụng chúnglàm thức ăn [30].+ Sử dụng các phương pháp phân huỷ hoá học để xử lý dầu khi lượngdầu tràn không lớn hoặc trong một số rò rỉ nhỏ tại các bồn chứa xăng dầu.Phương pháp này chủ yếu là dùng các xúc tác chuyển hoá dưới tác dụng củaánh sáng mặt trời (hồng ngoại, tử ngoại). Có thể dùng chất hấp thu dạng xốpkiểu silicagen để hấp thu dầu trên bề mặt chất rồi dùng các chất có khả năngxúc tác cao như hạt nano TiO 2 để oxi hoá chuyển hoá dầu. Phương pháp nàycó ưu điểm là làm sạch rất tốt lượng dầu loang trong nước nhưng với lượngrất nhỏ và đa số chỉ để sử dụng để loại bỏ các dung môi hữu cơ với nồng độrất nhỏ để xử lý nước uống, nước sinh hoạt [44].+ Các sự cố tràn dầu cũng có thể sử dụng các chất hoạt động bề mặt đểlàm sạch, các chất hoạt động bề mặt hoạt động có tính chất như xà phòngchuyển dầu thanh dạng lơ lửng trong nước. Phương pháp này rất đơn giản, rẻtiền nhưng thực chất không xử lý được hoàn toàn dầu tràn. Mặt nước có thể9tránh được dầu nổi nhưng thảm thực vật dưới nước và các loài động vật thuỷsinh không tránh được ảnh hưởng. Tuy vậy, phương pháp này vẫn được sửdụng để xử lý dầu tràn, nhất là khu vực gần bãi biển tắm [43].+ Với lượng dầu tràn không quá 3mm, có thể làm sạch tới 98% bằngcách đốt. Phương pháp này được thử nghiệm thành công tại Canada. Trongsuốt chiến tranh vùng vịnh, mặc dù dầu đốt rất nhiều nhưng không gây ônhiễm không khí. Tuy nhiên, phương pháp này cần phải thận trọng và kiểmtra kĩ trước khi sử dụng [30].+ Dùng tác nhân tạo gel dầu giống như chất hoạt động bề mặt, tác nhântạo gel dầu sẽ làm đông tụ dầu trên mặt biển ở dạng màng hay ở dạng mạnglưới, tạo điều kiện để máy hút dầu thu hồi lại dầu. Nhược điểm của phươngpháp này là lượng dầu thu gom không sử dụng lại được [34, 43].+ Sử dụng các chất hấp thu dầu là phương pháp được nghiên cứu nhiềutrong những năm vừa qua, vật liệu hấp thu dầu thường dựa trên 3 loại chính sau:- Sản phẩm khoáng vô cơ như perlite, vermiculite, tro núi lửa, clay(khoáng sét) và diatomite [28].- Sản phẩm hữu cơ tổng hợp như polypropylene, polyurethane,polyester, polydiallyldimethylamonium, các polyme kị nước, ưa dầu nhưalkylacrylat…[12,17,28,36].- Sản phẩm hữu cơ từ cây cỏ như rêu, cây dâm bụt Đông Ấn (kenaf),rơm, vỏ trấu, bã mía, lõi ngô và sợi gỗ của một số loại cây như milkweed,kapok, sợi bông tẩm paraffin [28].Khả năng hút của các sợi hữu cơ tổng hợp cao hơn nhiều so với các loạivật liệu còn lại, nhưng nhược điểm chính của các loại vật liệu này lại là chúngbị phân huỷ rất chậm so với các loại vật liệu tự nhiên hoặc cây cỏ, mặt khácsau khi hấp thu dầu xong các vật liệu này khó có khả năng thu hồi mà thườngđể tự phân huỷ trong môi trường tự nhiên [11].101.1.2.3. Phương pháp sinh họcTràn dầu là một thảm họa của môi trường, gây ảnh hưởng đến hệ sinhthái, môi trường và con người, đòi hỏi con người phải tìm ra những giải phápđể ngăn chặn và xử lý kịp thời. Ngoài những phương pháp cơ học và hóa họcđang được sử dụng, xử lý dầu tràn bằng công nghệ sinh học cũng đang đượcứng dụng rộng rãi và mang lại hiệu quả cao.Phương pháp sinh học là phương pháp sử dụng các tác nhân tự nhiênhay các vi sinh vật (vi khuẩn…) để thúc đẩy quá trình phân hủy cáchydrocarbon dầu mỏ. Đó là quá trình tự nhiên do vi sinh vật phân hủy dầuthành các chất khác. Các sản phẩm có thể tạo ra là CO 2, nước hoặc các phântử không gây ảnh hưởng xấu đến môi trường. Dầu mỏ là một loại nhiên liệurất đặc biêt, trong thành phần của chúng chủ yếu là Hydrocarbon mạch thẳng(chiếm 30-35%), hydrocarbon mạch vòng (chiếm 25-75%) và hydrocarbonthơm (chiếm 10-15%). Các thành phần hóa học có trong dầu mỏ thường rấtkhó phân hủy. Do đó, việc ứng dụng các quá trình sinh học để xử lý ô nhiễmdầu mỏ có đặc điểm rất đặc biệt.+ Phân hủy, phân tách dầu tràn nhờ các tác nhân tự nhiên: vi khuẩn haymưa gió cuốn trôi, nhấn chìm. Nhưng do quá trình phân hủy xảy ra rất chậm,với lượng lớn thì thời gian làm sạch rất dài và gây nhiều tác hại trước khi dầuđược làm sạch hoàn toàn [6].+ Dùng tác nhân vi sinh được nuôi cấy trong than, trong vật liệu hútdầu, các vi sinh vật này sẽ là tác nhân phân hủy lượng dầu tràn. Vớinguồn thức ăn là các hydrocacbon, ở độ ẩm thích hợp các sinh vật này sẽphát triển và phân hủy sinh học dầu thành chất vô hại. Tuy nhiên, phươngpháp này chỉ có ý nghĩa với sự cố thất thoát dầu ở mức độ nhỏ tại nhà máylọc dầu, kho chứa dầu. Với lượng lớn dầu tràn trên biển thì phương phápnày không có ý nghĩa [8].111.1.3. Phương pháp sử dụng polyme trong việc khắc phục sự cố tràn dầu1.1.3.1. Ngoài nướcNhiều vật liệu polyme có khả năng sử dụng như các chất hấp thu trongviệc khắc phục sự cố tràn dầu. Trong một vài thập kỷ, một số loại vật liệuđược sử dụng rộng rãi trong việc làm sạch dầu và cho hiệu quả cao nhưcacbon hoạt tính, sợi polypropylen, polyeste, bọt polyuretan…Hiện nay, cácloại vật liệu polyme được sử dụng phổ biến hơn do tốc độ hấp thu tương đốinhanh, lượng hấp thu lớn, độ chọn lọc hấp thu dầu cao và có khả năng tái sửdụng nhiều lần. Trong đó, một số loại được dùng phổ biến như: Polyetylen,polypropylen, polyisobutylen, polyacrylonitril butadien butadien-styrenbutylstyren [18].Các chất hấp thu polyme được hình dung như các chuỗi đại phân tửđược liên kết với một phân tử khác bằng các lực vật lý hoặc hóa học chứa cáckhoang trống giữa chúng, qua đó có thể dễ dàng hấp thu và lưu giữ dầu. Cáchạt dầu được giữ ở trong các lỗ trống bởi lực Vandervan. Sau khi hấp thu, dầucó thể được thu hồi lại bằng cách ép vật liệu.Hình 1.1 A. Vật liệu polyme có các lỗ trống micro; B. Vật liệu bắt đầu hấpthu dầu; C. Vật liệu hấp thu dầu và trương lênTrong trường hợp các vật liệu có cấu trúc dạng sợi như vật liệu sợiđược12làmtừblendgiữacopolymebutylmethacrylat–hydroxyethylmethacrylat và LDPE thì cơ chế hấp thu dầu hoặc các phân từhữu cơ được mô tả như sau: khi sợi này tiếp xúc với các chất hữu cơ, hiệntượng trương diễn ra trên bề mặt của sợi. Ở thời điểm đó, các phần tử dầu dichuyển vào khu vực sợi bị trương. Các phần từ dầu tiếp tục diễn ra phản ứngsolvat hóa với sợi và chuyển trạng thái trương của sợi từ một phần sangtrương hoàn toàn. Vì vậy, các phân tử dầu đi vào mạng lưới polyme [39].Hình 1.2. Sơ đồ mô tả cơ chế hấp thu dầu của các vật liệu có cấu trúc dạng sợi1314Trong đó:a) Giai đoạn đầu, các phần tử dầu hấp thu vào bề mặt trương của sợib) Giai đoạn tiếp theo, các phần tử dầu tiếp tục phản ứng solvat hóa với sợic) Giai đoạn cuối cùng sợi bị trương hoàn toàn và một lượng lớn dầuđược hấp thu vào mạng lưới polyme.Khả năng hấp thu của vật liệu polyme phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:Sức căng bề mặt tới hạn của vật liệu, độ nhớt của dầu và diện tích bề mặt tiếpxúc giữa vật liệu hấp thu và dầu [50].- Để quá trình hấp thu dầu hiệu quả, dầu cần được thấm ướt vào vậtliệu. Một chất lỏng có thể làm ướt một chất rắn khi sức căng bề mặt nhỏ hơnsức căng bề mặt giới hạn của chất rắn. Vì vậy để hấp thu được dầu thì vật liệuhấp thu phải có sức căng bề mặt tới hạn thấp hơn dầu. Sức căng bề mặt củanước biển khoảng 60-65 mN/m, giá trị sức căng bề mặt của dầu tùy thuộc vàothành phần và thường nằm trong khoảng 20 -25mN/m. Ví dụ như giá trị sứccăng bề mặt tới hạn của PP là 29 mN/m nên phù hợp làm vật liệu hấp thu. Cónhiều chất rắn tự nhiên hoặc tổng hợp có giá trị sức căng bề mặt tới hạn phùhợp để làm vật liệu hấp thu dầu.- Độ nhớt của dầu có một ảnh hưởng quan trọng lên tỷ lệ phân tán vàocấu trúc chất hấp thu. Các tỷ lệ khuếch tán dầu có thể nhanh đối với các dầucó độ nhớt thấp, như dầu thu nhẹ, hoặc có thể chậm (trong vài giờ) với nhữngdầu có độ nhớt cao như dầu thu nặng.- Hoạt tính mao dẫn đặc biệt quan trọng với những vật liệu hấp thudạng bọt xốp. Là những vật liệu với những lỗ xốp nhỏ thu hồi dầu có độ nhớtthấp một cách dễ dàng nhưng các lỗ xốp nhanh chóng cản trở những lớp dầuđặc, dày. Ngược lại, vật liệu hấp thu dạng xốp bọt với một cấu trúc thô hấpthu hiệu quả với các loại dầu có độ nhớt khác nhau nhưng không phù hợp đểduy trì hiệu quả hấp thu các loại dầu có độ nhớt thấp.- Ngoài đặc điểm về sức căng bề mặt riêng của vật liệu, độ nhớt củadầu, hoạt tính mao dẫn của vật liệu hấp thu dạng xốp, thì tỷ lệ và khả năng15hấp thu của nó liên quan trực tiếp diện tích bề mặt tiếp xúc với dầu, bao gồmbề mặt tiếp xúc bên ngoài và bên trong.Trong thời gian qua, đã có nhiều công trình nghiên cứu ứng dụng cácloại vật liệu polyme trong việc khắc phục ô nhiễm do sự cố tràn dầu gây ra.Nhiều nhà khoa học đã có những công trình nghiên cứu về tổng hợp loại vậtliệu hấp thu dầu này như nghiên cứu chế tạo và khả năng hấp thu củapoly(stearyl metacrylat-co-cinnamooyxyetyl metacrylat) của Kim, S., Chungvà cộng sự [21], báo cáo của Atta và cộng sự về một số chất hấp thu dầu trêncơ sở poly(isobutylen-co-octa decyl acrylat), công trình nghiên cứu chế tạovật liệu trên cơ sở β-cyclodextrin hấp thu dầu có khả năng hấp thu cao và cókhả năng tái sử dụng. Để chế tạo vật liệu này, các tác giả đã tiến hành tổnghợp dẫn xuất của β-xyclodextrin, sau đó đem đồng trùng hợp với octadecylacrylat (ODA) và butyl acrylat (BA) có mặt chất khơi mào và chất tạo lưới.Kết quả nghiên cứu cho thấy vật liệu này có khả năng hấp thu dầu cao hơn(CCl4, 79,1g; CHCl3, 72,8g; xylen, 43,7g; toluen, 45.7g/1g vật liệu) so với khikhông có xyclodextrin (CCl4, 11,7g; CHCl3, 136g; xylen, 16,5g; toluen,19,2g/1g vật liệu hấp thu dầu) [35]. Trong một nghiên cứu khác cũng dựa trênlợi thế hấp thu dầu của xyclodextrin, Changjun Zou và cộng sự đã tiến hànhtổng hợp copolyme từ acrylamit, β-cyclodextrin và acrylic axit ứng dụng đểthu hồi dầu ở nhiệt độ cao [19]. Các hợp chất acrylat thường được sử dụng đểhấp thu các dung môi hữu cơ, dầu, các dung môi clo hóa hay các dung môithơm. Để cải thiện khả năng hấp thu, Jang và các cộng sự đã tiến hành nghiêncứu chuyên sâu hơn về vật liệu hấp thu dầu trên cơ sở acrylat. Kết quả củanghiên cứu này cho thấy khả năng hấp thu dầu chủ yếu bị ảnh hưởng bởi mậtđộ tạo lưới và tính ưa dầu của các đơn vị trong copolyme. Copolyme có mạchankyl acrylat dài hơn sẽ hấp thu dầu tốt hơn nhưng gới hạn hấp thu của vậtliệu này vẫn nhỏ hơn 15g dầu/g vật liệu [27]. Việc nghiên cứu tổng hợp và ứngdụng copolyme trên cơ sở ankyl acrylat cũng được Naiyi Ji và cộng sự tiến hành,cụ thể là tổng hợp poly(metyl metacrylat – butyl metacrylat) bằng phương pháp16trùng hợp huyền phù. Trong công trình này, các tác giả đã nghiên cứu ảnh hưởngcủa các thông số phản ứng, các yếu tố như comonome, chất khơi mào, chất tạolưới, chất nhũ hóa và tác nhân phân tán tới quá trình đồng trùng hợp. Sản phẩmcopolyme thu được cho thấy có khả năng hấp thu dầu cao. Kết quả nghiên cứuhấp thu đối với toluen của copolyme là 17,6g/g [41].Vật liệu trên cơ sở polystyrene - divinylbenzen với cấu trúc rỗng vàđơn phân tán cũng rất được quan tâm do chúng có nhiều ứng dụng rất linhhoạt trong nhựa trao đổi ion, vật liệu nhồi cột cho sắc ký thẩm thấu gel và làpolyme hỗ trợ xúc tác. Kangwansupamonkon và các cộng sự đã nghiên cứuphát triển và sử dụng chúng trong xử lý môi trường như dùng để hấp thu dầutràn, làm sạch các loại dung môi thoát ra trong sản xuất [27]. Từ các vật liệuhấp thu dầu trên cơ sở ankylacrylat và styren-divinylbenzen có thể kết luậnrằng tính ưa dầu và trọng lượng phân tử của monome là những yếu tố chínhquyết định khả năng hấp thu dầu. Vì lý do đó, Zhou và cộng sự đã nghiên cứuchế tạo và sử dụng vật liệu cao su thiên nhiên, cao su styren butadien vàetylen propylen – dien polyme có trọng lượng phân tử lớn và tính ưa dầu caođể hấp thu dầu và cho hiệu quả rất tốt [27].Do có những ưu điểm như tính kị nước cao, tính bền cơ học, bền vớimôi trường nước biển, khả năng tái sử dụng nhiều lần và tỷ trọng nhỏ nênnhững vật liệu trên cơ sở polyolefin như polyetylen, polypropylen đã và đangđược các nhà khoa học trên thế giới quan tâm nghiên cứu chế tạo, ứng dụngđể hấp thu dầu [39]. Tỷ trọng nhỏ giúp các vật liệu nổi lên trên mặt nước, dễdàng vận chuyển và thu hồi. Trong công trình nghiên cứu của Naikuxu vàcộng sự, các tác giả đã tiến hành nghiên cứu chế tạo vật liệu blend giữacopolyme metacrylat-hydroxyetyl metacrylat và polyetylen tỷ trọng thấp đểchế tạo vật liệu chức năng dạng sợi và thử nghiệm hấp thu một số loại dungmôi hữu cơ. Kết quả cho thấy vật liệu có cấu trúc xốp với nhiều lỗ xốp micro,có khả năng hấp thu nhanh toluen, bên cạnh đó nó còn có khả năng hấp thutricloetan và clorofom nhưng ở tốc độ chậm hơn, đồng thời kết quả cho thấy17khả năng hấp thu etanol và nước của vật liệu là thấp [38,40,50]. Năm 2006,ABoul-Gheit và cộng sự đã nghiên cứu sử dụng vật liệu phế thải dạng màngtừ polyetylen, propylen để hấp thu dầu. Trong nghiên cứu này, các tác giả đãsử dụng màng PE và PP có độ dày lần lượt 50-60µ và 30-40µ. Kết quả nghiêncứu cho thấy vật liệu này có khả năng hấp thu tốt đối với loại dầu nhẹ [13].1.1.3.2. Trong nướcTrong những năm gần đây, Việt Nam trở thành quốc gia xuất khẩu dầuthô có vị thế trên trường quốc tế. Hoạt động dầu khí trên biển đông trở lênnhộn nhịp. Song song với đó là những sự cố tràn dầu xảy ra ngày càng tăng.Từ năm 1987 đến nay, đã xảy ra hơn 90 vụ tràn dầu ở Việt Nam, gây ra tổnthất lớn về sinh thái và kinh tế xã hội. Trong đó, có ba nguyên nhân chínhdẫn đến sự cố tràn dầu là do va chạm, quá trình bốc dỡ và đắm tàu. Vịnh Bắcbộ và vùng biển Trung Nam là những khu vực trọng điểm về ô nhiễm dầu tạihải phận Việt Nam [1]. Theo báo cáo kết quả Xây dựng bản đồ hiện trạngsự cố tràn dầu trên biển và ven biển - Cục kiểm soát ô nhiễm – TCMT, 2009thì số vụ tràn dầu trên vùng biển và ven biển giai đoạn từ năm 2005 - 2009được mô tả trong biểu đồ dưới đây [5].Hình 1.3. Thống kê số vụ tràn dầu trên vùng biển và ven biển 2005-200918Theo kết quả đo đạc của trạn quan trắc và phân tích môi trường venbiển, hàm lượng dầu trung bình trong nước biển ven bờ tại một số khu vựcven biển trong giai đoạn từ năm 2005-2009 được trình bày trong biểu đồ dướiđây (hình 1.4).Hình 1.4. Biểu đồ thể hiện hàm lượng dầu trung bình trong nước biển ven bờtại một số khu vực ven biển trong giai đoạn từ năm 2005-2009.Nguyên nhân do vụ tràn dầu không rõ nguồn gốc rất lớn phát hiện vàotháng 2/2007, ảnh hưởng đến 20 tỉnh, thành phố ven biển, chủ yếu là các tỉnhmiền Trung với tổng lượng dầu thu gom lên đến hơn 1.7 nghìn tấn. Hàmlượng dầu trong nước biển khu vực miền Nam có xu hướng tăng đều qua cácnăm [5]. Thực trạng này đang gây tổn thất kinh tế lớn cho các vùng nuôi trồngthủy sản cũng như ảnh hưởng lâu dài tới hệ sinh thái và đa dạng sinh họcbiển, ảnh hưởng tiêu cực đến sự phát triển bền vững biển Việt Nam [4].Trước tình hình đó, việc nghiên cứu tìm ra biện pháp thu hồi dầu hiệuquả, khắc phục sự cố cho môi trường biển là yêu cầu rất cấp thiết được đặt ratrong giai đoạn hiện nay. Bên cạnh đó, trên thị trường cũng có nhiều sản19phẩm thương mại nhập khẩu dùng để khắc phục sự cố tràn dầu như bơm hútdầu tràn (loại Brush Skimmer, Disk Skimmer, Drum Skimmer…), phao quâydầu (một số sản phẩm thương mại như: FenceBoom 18, FenceBoom 24,FenceBoom 36…), bột thấm dầu trên mặt nước (một số sản phẩm thương mạinhư: Enretech Cellusorb, Corbol…).Để khắc phục sự cố do tràn dầu trên biển, đã có một số công trình khoahọc được nghiên cứu. ThS. Phạm Thị Dương khoa Máy tàu biển, Trường Đạihọc Hàng hải cùng các cộng sự đã nghiên cứu khả năng hấp thu dầu trongnước thải bằng các vật liệu tự nhiên như bèo, lõi ngô, rơm và xơ dừa. Trongđó vật liệu hấp thu được chế tạo từ thân bèo, vỏ quả dừa, lõi bắp ngô. Tất cảđều được cắt nhỏ đến kích thước hạt phù hợp. Kết quả nghiên cứu cho thấycác vật liệu làm từ thân bèo, lõi ngô, rơm và xơ dừa có thể sử dụng đề làm vậtliệu hấp thu dầu. Vật liệu sau khi chế tạo có độ trương nhỏ nên khá bền trongmôi trường nước. Trong các loại vât liệu trên thì vật liệu chế tạo từ thân bèocó khả năng hấp thu tốt hơn, 1 gam vật liệu có khả năng hấp thu 0.29 g dầu[9]. Chế tạo vật liệu hấp thu dầu trên cơ sở styren và lauryl metacrylat bằngphương pháp huyền phù cũng được nghiên cứu [7]. Nhóm tác giả tiến hànhthí nghiệm bằng cách sử dụng các hóa chất như: Styren (St), lauryl metacrylat(LMA), benzoyl peroxit, divinylbenzene, keo gelatin, các dung môi khác. Kếtquả nghiên cứu cho thấy khi hàm lượng styren tăng sẽ làm tăng khoảng hởbên trong của cấu trúc mạng không không gian 3 chiều của polyme vì vậylượng toluen hấp thu tăng. Nếu hàm lượng styren tăng quá cao, khả năng cogiãn linh động của mạng lưới không gian bị cản trở dẫn tới khả năng hấp thutoluen giảm [7].1.2. Phân loại vật liệu hấp thu dầuVật liệu hấp thu dầu được chia thành 3 loại chính sau [20,47,51,52]:1.2.1. Vật liệu hấp thu dầu hữu cơ tổng hợpHiện nay, vật liệu hấp thu dầu chủ yếu được chế tạo từ các loại polymehữu cơ tổng hợp như polypropylen (PP), polyetylen (PE), polyuretan (PU),20polyeste, polyamit (nylon), copolyme khối trên cơ sở của alkylstyren;polycacbodiimit, các loại copolyme khối trên cơ sở PP và PE.Các loại vật liệu hấp thu dầu từ polyme hữu cơ tổng hợp có các ưu vànhược điểm chính sau:Ưu điểm: nhẹ vì có tỷ trọng thấp; không hoặc ít hút nước; có tính năngcơ-lý cao; bền với môi trường và hoá chất; khả năng hấp thu dầu cao; có thểsản xuất công nghiệp nên có sẵn trên thị trường; dễ dàng gia công thành sợivà từ đó dễ dàng tạo thành các sản phẩm khác nhau như các loại phao, gối,chăn, khăn,v.v... rất tiện dụng cho công tác ứng cứu các sự cố tràn dầuNhược điểm: giá thành cao, không bị phân huỷ sinh học, gây ô nhiễmmôi trường thứ cấp nghiêm trọng.1.2.2.Vật liệu hấp thu dầu hữu cơ có nguồn gốc thiên nhiênCác sản phẩm và phế thải nông nghiệp như các loại sợi bông (bông vải,bông gạo,…), các loại cỏ bông, rơm rạ, lõi ngô, bã mía, mùn cưa, sợi gỗ, mộtsố loại vỏ cây và nhiều loại vật liệu trên cơ sở xenlulozo biến tính khác.Các loại vật liệu hấp thu dầu hữu cơ có nguồn gốc thiên nhiên kể trêncũng có các ưu và nhược điểm chính sau:Ưu điểm: giá thành rẻ, có nguồn gốc thiên nhiên và khả năng tái sinh vôtận, thân thiện với môi trường và có khả năng tự phân huỷ sinh học. Phần lớncác loại vật liệu hấp thu dầu hữu cơ có nguồn gốc thiên nhiên có cấu trúc sợinên có thể dễ dàng gia công thành sợi và từ đó dễ dàng tạo thành các sảnphẩm khác nhau như các loại phao, gối, chăn, khăn, tiện dụng cho công tácứng cứu các sự cố tràn dầu;Nhược điểm: khả năng nổi kém vì có tỷ trọng cao, tính ưa nước cao,tính ưa dầu thấp vì thế vật liệu có khả năng hấp thu dầu thấp.1.2.3. Vật liệu hấp thu dầu vô cơNhư các loại khoáng sét (vermiculite, diatomite, perlite, cát thạch anh,thạch anh tinh thể, silica, natri bicacbonat), amberlite, khoáng sét hữu cơ,zeolite, sợi thuỷ tinh, than chì, than hoạt tính, v.v…21Các ưu và nhược điểm chính của vật liệu hấp thu dầu vô cơ kể trên như sau:Ưu điểm: sẵn có, giá thành rẻ.Nhược điểm: có tỷ trọng cao, không tái sử dụng được hút nước, tính ưadầu kém vì thế vật liệu có khả năng hấp thu dầu thấp; khó khăn trong vậnchuyển và sử dụng vì phần lớn vật liệu hấp thu dầu vô cơ đều ở dạng bột hoặchạt.1.3. Vật liệu hấp thu dầu trên cơ sở xenlulozoHiện nay, vật liệu hấp thu dầu chủ yếu được chế tạo từ các loại polymehữu cơ tổng hợp như PP, PE, PU, polyeste, polyamit (nylon), copolyme khốitrên cơ sở của alkylstyren; polycacbodiimit, các loại copolyme khối trên cơ sởPP và PE. Tuy nhiên, vì là vật liệu hấp thu dầu chế tạo từ các loại polyme hữucơ tổng hợp không thân thiện với môi trường và không bị phân huỷ sinh họcnên sau khi sử dụng làm vật liệu hấp thu dầu, người ta không biết xử lý nhưthế nào đối một khối lượng lớn PP, PE, PU phế thải. Chỉ có 2 biện pháp đểlựa chọn là chôn lấp và đốt. Nhưng cả 2 biện pháp này đều là nguồn gây ônhiễm môi trường thứ cấp nghiêm trọng. Nếu lựa chọn phương pháp chôn lấpthì các kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng hàng trăm năm sau các loại vật liệuhấp thu dầu trên cơ sở polyme hữu cơ tổng hợp trên vẫn không bị phân huỷhoặc chưa bị phân huỷ hết.Còn nếu lựa chọn phương pháp đốt lại gây ra ô nhiễm môi trườngnghiêm trọng hơn vì quá trình đốt tạo ra các hợp chất hữu cơ vô cùng độc hạinhư dioxin, furan, polyclorua biphenyl (PCB)... Để giải quyết vấn đề quantrọng này, một hướng rất quan trọng khác trong lĩnh vực vật liệu hấp thu dầuđược đặc biệt quan tâm nghiên cứu và phát triển là vật liệu hấp thu dầu trêncơ sở các loại polyme thiên nhiên, thân thiện với môi trường và có khả năngtự phân huỷ sinh học, vật liệu hấp thu dầu từ các sản phẩm và phế thải nôngnghiệp như các loại sợi bông (bông vải, bông gạo, bông tai), các loại cỏ bông,22rêu, rơm rạ, lõi ngô, bã mía, mùn cưa, sợi gỗ, một số loại vỏ cây và nhiều loạivật liệu trên cơ sở xenlulo biến tính khác.1.3.1. Sợi thực vật và thành phần hoá học của sợi thực vật [3,21]Sợi thực vật thu được từ các loại cây. Thành phần hoá học chính củasợi thực vật là xenlulozo do đó chúng còn được gọi là sợi xenlulozo.Sợi thực vật được phân loại theo nguồn gốc của chúng trong cây, baogồm: sợi vỏ hay sợi thân, tạo thành các bó xơ bên trong vỏ của thân cây; sợilá hay sợi cứng: chạy dọc theo chiều dài lá của các cây một lá mầm; sợi lentrong quả, ví dụ như bông là sợi thực vật quan trọng nhất.Có tới hơn 250.000 loài thực vật bậc cao, tuy nhiên chỉ có một số rất ítloài (< 0,1 %) được khai thác cho những ứng dụng thương mại.Thành phần chính của sợi thực vật ngoài xenlulozo (một loại polysaccarit)còn có các hemixenlulozo (các loại đường đơn như xylozo, manozo), lignin, cáchợp chất phenol, pectin, các hợp chất chiết được như các loại protein và một sốloại khoáng chất vô cơ khác. Xenlulozo và hemixenlulozo là các thành phần ưanước chủ yếu của sợi thực vật. Ngược lại, lignin là thành phần kỵ nước. Thànhphần hoá học chủ yếu của một số loại sợi thực vật theo phần trăm khối lượngkhô tuyệt đối được trình bày trong Bảng 1.1.Bảng 1.1: Thành phần hoá học của một số sợi thực vật [3]Loại sợiLignin(%)Xenlulozo (%)ĐayDừaCọLanhDứaChuốiTre nứaBã míaBôngRơm rạ1340-4319312,7521-3018-23127232-43658181,563-6450-6640-509534-3823Hemixenlulozo(%)130,15-0,25141915-2220-25-Pectin (%) <1 |
