Đang tải... (xem toàn văn)
Mục lục 2 Danh mục các bảng 4 NỘI DUNG 6 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ TOLUEN 6 1.1. Giới thiệu chung 6 1.2. Tính chất vật lý 6 1.3. Tính chất hóa học 7 1.3.1. Phản ứng thế 7 1.3.2. Phản ứng cộng 8 1.4. Ứng dụng của toluen 9 1.5. Tinh chế 10 1.6. Điều chế 10 1.6.2. Cracking hơi nước 11 1.6.3. Từ than đá 11 1.7. Nồng độ cho phép 12 Chương 2: TÁC HẠI VÀ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CON NGƯỜI VÀ MÔI TRƯỜNG 13 2.1. Ảnh hưởng đến con người 13 2.1.1. Độc tính chung và khả năng gây hại của toluen 13 2.1.1.1. Độc tính chung 13 2.1.1.2. Gây ung thư 13 2.1.1.3. Độc tính sinh sản và phát triển 13 2.1.2. Các con đường đi vào cơ thể và tác hại 14 2.1.2.1. Các con đường đi vào cơ thể 14 2.1.2.2. Tác hại khi vào cơ thể 14 2.2. Ảnh hưởng đến môi trường 16 2.3. Những đề phòng khi tiếp xúc với toluen 16 2.3.1. Đề phòng cá nhân 16 2.3.2. Nguy hiểm cháy nổ 17 2.3.2.1. Nguy hiểm chung 17 2.3.2.2. Khắc phục cháy nổ 17 2.4. Giải pháp giải quyết việc đổ tràn 17 2.4.1. Tràn ra đất 17 2.4.2. Bị đổ vào nước 17 3.1. Tổng quan phương pháp 18 3.2. Phương pháp xử lý toluen bằng sóng siêu âm kết hợp với H2O2 18 3.3.1. Tóm tắt lý thuyết 19 3.3.2. Lựa chọn vật liệu hấp phụ 19 3.3.4. Quy trình công nghệ 20 3.3.4.1. Sơ đồ công nghệ 20 3.3.4.2. Tóm tắt quy trình công nghệ 20 KẾT LUẬN 22 Tài liệu tham khảo 23
1 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM Bài tiểu luận: TOLUEN VÀ ẢNH HƯỞNG MÔI TRƯỜNG – CON NGƯỜI GVHD : Đào Văn Dũng SVTH : Phạm Minh Khiêm Nguyễn Thị Kim Oanh Nguyễn Văn Lực Lớp : 11CHP Nhóm : 08 2 Mục lục 3 Danh mục các bảng Bảng 1. Một số thông số của toluen. Bảng 2. Ảnh hưởng toluen tiếp xúc qua đường hô hấp. 4 ĐẶT VẤN ĐỀ Độc học môi trường là một ngành khoa học nghiên cứu về lượng chất, các tác động bất lợi của các tác nhân độc lên cơ thể sống. Độc chất là những chất khi xâm nhập vào cơ thể sống sẽ gây biến đổi sinh lý, sinh hóa phá vỡ cân bằng, dẫn đến gây rối loạn chức năng sống bình thường và tác động đến trạng thái của một hoặc nhiều cơ quan hay toàn bộ cơ thể. Trong xã hội ngày nay ta không xa lạ gì với các chất hữu cơ, nó chiếm lĩnh hầu hết các lĩnh vực của xã hội. Từ những bao bì nilon, giày dép, thuốc bảo vệ thực vật, chất bảo quản thực phẩm cho đến những công nghệ cao như chất siêu bền, thành phần trong chất bán dẫn… Có thể nói chất hữu cơ là nhân tố quan trọng thúc đẩy văn minh của xã hội. Tuy nhiên bên cạnh những mặt tích cực hóa học hữu cơ còn mang đến những mặt tiêu cực. Một trong những mặt tiêu cực đó là hoá học hữu cơ đã tạo nên một lượng lớn các chất gây độc đến hệ sinh thái sống, đặc biệt là các dung môi hữu cơ chứa vòng benzene. Toluen là một trong những nhân tố quan trọng trong đời sống hàng ngày góp phần thúc đẩy sự phát tiển của xã hội. Toluen vừa là một nguyên liệu rất quan trọng trong công nghiệp, vừa là một dung môi hữu cơ tốt nhưng nó cũng có những tác động nguy hiểm cho cơ thể sống và môi trường. Con người vừa là nhân tố gây nên sự ô nhiễm toluen trong môi trường sống vừa là nạn nhân chủ yếu của nó do thường tiếp xúc trong các lĩnh vực sản xuất. Tuy nhiên vì tính chất quan trọng của nó mà người ta vẫn còn sử dụng rất nhiều toluen trong các ngành sản xuất. Sự hiểu biết về tính độc của toluen là cần thiết để có những biện pháp phòng ngừa trong việc sản xuất và sử dụng toluen sản xuất. Vì vậy trong bài tiểu luận này chúng tôi chọn toluen để làm đối tượng nghiên cứu, xem xét. Trong nội dung của bài tiểu luận tìm hiểu một khía cạnh nhỏ về vấn đề độc chất toluen như nguồn gốc của toluen trong môi trường, độc tính của toluen khi đi vào cơ thể con người - môi trường và một số biện pháp hạn chế, khắc phục những ảnh hưởng đó, chủ yếu là có một cách tiếp cận vấn đề ở mức độ tổng quan ban đầu nhằm có cái nhìn rõ ràng hơn về tính độc của toluen để tránh những tác hại do toluen gây ra do chưa nhận thức rõ ràng tác hại của nó. 5 NỘI DUNG Chương 1: TỔNG QUAN VỀ TOLUEN 1.1. Giới thiệu chung Toluen được phát hiện bởi P.s.pelletie và P. Walter vào năm 1037 khi hai ông điều chế khí than từ nhựa thông. Tên toluen bắt nguồn từ tên toluol, viết tắt “TOL” – nhựa cây balsam ở vùng Nam Mỹ. Toluen là hợp chất thuộc dãy đồng đẳng benzene có công thức phân tử là C 7 H 8 , còn gọi là metyl benzene hay phenyl metan. Công thức cấu tạo của nó như sau: 1.2. Tính chất vật lý Toluen là một chất lỏng trong suốt, độ nhớt thấp. Toluen rất ít tan trong nước, nó có thể tan lẫn hoàn toàn với hầu hết các dung môi hữu cơ như rượu, ete, xeton… Toluen là dung môi dễ cháy. Bảng 1. Một số thông số của toluen Phân tử gam 92,14 g/mol Bề ngoài chất lỏng không màu số CAS [108-88-3] Thuộc tính Tỷ trọng và pha 0,8669g/cm³, lỏng Độ hoà tan trong nước 0,053 g/100 mL (20-25°C) 6 Trong etanol, aceton, hexan, diclomêtan có thể trộn lẫn hoàn toàn Nhiệt độ nóng chảy −93 °C (180 K)/(-135,4°F) Nhiệt độ sôi 110.6°C (383,8 K)/ 231.08°F Nhiệt độ tới hạn 320 °C (593 K)/ 608°F Độ nhớt 0,590 cP ở 20°C/ 68°F Mômen lưỡng cực 0,36 D (Nguồn: Wikipedia). 1.3. Tính chất hóa học Phân tử toluen gồm hai phần: Vòng benzene và gốc ankyl. Vì vậy tính chất của nó bao gồm tính thơm của vòng benzen và tính no của gốc. Tuy nhiên tính chất của vòng benzen và gốc ankyl bị biến đổi do ảnh hưởng tương hổ giữa hai phần đó. Các phản ứng cơ bản của toluen là phản ứng thế S E , cộng ở vòng benzen, phản ứng S R , oxi hóa ở gốc metyl. 1.3.1. Phản ứng thế Nhóm CH 3 là nhóm thế hoạt hóa nhân thơm, thể hiện các hiệu ứng dương (+I, +C, H) đẩy điện tử vào vòng làm tăng khả năng tham gia phản ứng thế S E của vòng benzen, đồng thời định hướng nhóm thế thứ hai ưu tiên vào vị trí ortho và para so với nhóm thế đính sẵn. Ví dụ: Phản ứng nitro hóa: 7 1.3.2. Phản ứng cộng Do liên kết π trong vòng benzen tạo thành hệ liên hợp kín nên bền hơn liên kết π trong hydrocacbon không no. Vì vậy khả năng tham gia phản ứng cộng kém và không tham gia phản ứng trùng hợp. Ví dụ: • Cộng hydro: C 6 H 5 CH 3 + 3H 2 C 6 H 11 CH 3 • Cộng halogen: 1.3.3. Phản ứng oxi hóa Toluen tham gia phản ứng oxi hóa bằng oxi không khí với xúc tác và điều kiện nhiệu độ thích hợp tạo ra benzaldehit hoặc axit benzoic: C 6 H 5 CH 3 + O 2 C 6 H 5 CHO (hoặc C 6 H 5 COOH) + H 2 O Ngoài ra, toluen còn bị bị KMnO 4 oxi hóa thành kali benzoat, sau đó tiếp tục cho tác dụng với axit benzoic. 1.4. Ứng dụng của toluen Toluen là một hyđrocacbon thơm được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp, thường để thay thế cho benzene: Toluen được dùng chủ yếu trong các ứng dụng cần khả năng hoà tan và độ bay hơi cao nhất. Như trong sản xuất nhựa tổng hợp, sơn xe hơi, sơn đồ đạc trong nhà và sơn tàu biển. 8 Toluen có khả năng hoà tan mạnh nên nó được dùng trong sản xuất keo dán và chất kết dính. Toluen cũng được dùng làm chất pha loãng và là một thành phần trong chất tẩy rửa, trong sản xuất benzen và được sử dụng trong sản xuất thuốc nhuộm, dệt may, và nhiều ngành công nghiệp khác. 9 Trong ngành hóa sinh, người ta dùng toluen để tách hemoglobin từ tế bào hồng cầu. Toluen còn được ứng dụng trong điều chế TNT C 7 H 8 + 3HNO 3 C 7 H 5 (NO 2 ) 3 + 3H 2 O. (thuốc nổ TNT) 1.5. Tinh chế Toluen tinh khiết chứa ít hơn 0.01% benzene trong khi đó sản phẩm toluen trong công nghiệp có thể chứa khoảng đến 25%. Toluen có thể tinh chế bằng cách sử dụng các hợp chất như CaCl 2 , CaH 2 , CaSO 4 , P 2 O 5 hay natri để tách nước. Ngoài ra, kỹ thuật chưng cất chân không hoặc sử dụng benzophenon cũng được sử dụng phổ biến. 1.6. Điều chế Chủ yếu chiết xuất từ nhựa than đá hoặc dầu mỏ bằng phương pháp reforming xúc tác (chiếm khoảng 87%) hay cracking hơi nước. 1.6.1. Reforming xúc tác 1.6.2. Cracking hơi nước Quá trình cracking hơi nước là quá trình nhiệt phân các hydrocacbon no từ khí tự nhiên và các phân đoạn dầu mỏ với sự có mặt của hơi nước. 10 Mục đích chính của quá trình cracking hơi nước là sản xuất etylen, ngoài ra còn thu được sản phẩm phụ là xăng nhiệt phân từ C5 trở lên, trong đó hàm lượng toluen hầu như không đổi. 1.6.3. Từ than đá Ngoài ra chúng còn được điều chế từ ankan, hoặc xicloankan: CH 3 [CH 2 ] 5 CH 3 C 6 H 5 CH 3 Từ benzene: C 6 H 6 + Cl 2 C 6 H 5 Cl + HCl C 6 H 5 Cl + CH 3 Cl + 2Na C 7 H 8 + 2NaCl Cách khác là: C 6 H 6 + CH 3 Cl/AlCl 3 C 7 H 8 + HCl 1.7. Nồng độ cho phép Theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải công nghiệp QCVN 20:2009 với một số chất hữu cơ thì nồng độ cho phép tối đa của toluen trong không khí là 750 g/Nm 3 . [...]... HẠI VÀ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CON NGƯỜI VÀ MÔI TRƯỜNG Toluen gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người và môi trường, mức độ nguy hại của toluen phụ thuộc vào nồng độ có trong môi trường và tần suất tiếp xúc của con người Ngoài ra ảnh hưởng gây ra cũng phụ thuộc vào sức khỏe của một người hoặc tình trạng của môi trường khi xảy ra phơi nhiễm 2.1 Ảnh hưởng đến con người 2.1.1 Độc tính chung và khả năng gây hại của toluen. .. bỏng toluen Tiếp xúc với hơi toluen ở nồng độ lớn hơn 750mg/m-3 có thể gây kích ứng mắt và chảy nước mắt ở nồng độ 1500 mg /m -3 Những công nhân vô tình văng toluen vào mắt thì kích thích kết mạc và giác mạc 2.2 Ảnh hưởng đến môi trường 2.2.1 Nguồn gốc phát sinh Phần lớn các toluen thải vào không khí từ các nguồn như: khí thải xe và sự cố tràn dầu Toluen cũng được thải vào môi trường trong quá trình sản... cho thai nhi) 2.1.2 Các con đường đi vào cơ thể và tác hại 2.1.2.1 Các con đường đi vào cơ thể Các tuyến đường chính tiếp xúc với toluen là qua đường hô hấp ví dụ như hơi nước có trong môi trường không khí xung quanh, hút thuốc lá, sử dụng và lạm dụng các dung môi tẩy rửa trong gia đình Nuốt phải (nước hoặc thực phẩm bị ô nhiễm) và tiếp xúc với da (sử dụng nhiên liệu, dung môi và mỹ phẩm) những tuyến... toluen bằng than hoạt tính diễn ra trong môi trường nước Nước là môi trường phân cực mạnh, trong trạng thái lỏng các phân tử không tồn tại ở trạng thái biệt lập mà chúng tương tác, gắn kết với nhau Than hoạt tính (chất hấp phụ) và toluen (chất bị hấp phụ) đều là chất không phân cực Ở đây xảy ra sự tương tác giữa than hoạt tính, toluen và dung môi nước Có ít nhất ba cặp tương tác: than hoạt tính – toluen, ... một trường hợp sẩy thai tự nhiên, ba trường hợp giảm khả năng sinh sản và hai trường hợp dị tật bẩm sinh Các nghiên cứu về sẩy thai tự nhiên cung cấp bằng chứng thuyết phục nhất cho thấy tác hại của toluen khi tiếp xúc Nhìn chung, dữ liệu hiện tại cung cấp bằng chứng thuyết phục rằng toluen gây ảnh hưởng sinh sản cho con người nhưng rất ít dữ liệu được tìm thấy liên quan 12 đến những tác động của toluen. .. tính – toluen, toluen - dung môi nước, than hoạt tính - dung môi nước Do sự có mặt của nước, nên trong hệ xảy ra hấp phụ cạnh tranh giữa toluen và nước lên trên bề mặt của than hoạt tính Cặp than hoạt tính - toluen có lực tương tác mạnh nên quá trình hấp phụ xảy ra cho cặp đó, than hoạt tính và toluen là chất không phân cực nên chúng đẩy nhau và do số lượng của nước so với toluen áp đảo nên toluen bị “chèn... dụng và xử lý nó Nồng độ toluen được phát hiện trong không khí nông thôn và thành thị trung bình tương ứng là 1,3 và 10,8 mg/m3 Toluen không tồn tại trong môi trường, nó bị phân hủy trong khí quyển bằng phản ứng với các gốc hydroxyl và cũng có thể bị suy giảm trong đất do vi khuẩn Mức độ ô nhiễm toluen ở không khí trong nhà thường cao hơn (31,5 mg/m 3) so với mức độ ngoài trời do khói thuốc lá và việc... phản ứng quang Fenton và phương pháp siêu âm Trong đó phương pháp xử lý toluen bằng phương pháp siêu âm kết hợp với H 2O2 hay xử lý hơi bằng than hoạt tính là phương pháp tối ưu 3.2 Phương pháp xử lý toluen bằng sóng siêu âm kết hợp với H2O2 Ưu điểm của phương pháp này là khả năng loại bỏ toluen cao, không ảnh hưởng đến môi trường và chi phí thấp hơn so với các phương pháp khác Toluen tồn tại trong... mê man và có thể tử vong >10000 >30000 Ban đầu rơi vào tình trạng mê man trong vòng vài phút; tiếp xúc lâu có thể gây chết người (Nguồn: internet) Nuốt phải toluen gây ngộ độc cấp tính nghiêm trọng giống như là hít phải toluen Tác hại sau khi uống bao gồm kích thích hầu họng và dạ dày với triệu chứng nôn và nôn ra máu Một nghiên cứu đã báo cáo có trường hợp đau bụng, viêm dạ dày xuất huyết và tê liệt... tiếp xúc với toluen Toluen đã được phát hiện trong nước uống, nước giếng và nước thô Tuy nhiên, tiếp xúc với toluen qua nước uống là rất ít, ngoại trừ trong trường hợp nặng do ô nhiễm bất thường xảy ra Các cá nhân có thể tiếp xúc với toluen tại nơi làm việc như sản xuất giày, máy in hoặc nhà máy sản xuất toluen 2.1.2.2 Tác hại khi vào cơ thể Hít phải toluen gây kích thích mũi, cổ họng và đường hô hấp . hoàn toàn Nhiệt độ nóng chảy −93 °C ( 180 K)/(-135,4°F) Nhiệt độ sôi 110.6°C ( 383 ,8 K)/ 231. 08 F Nhiệt độ tới hạn 320 °C (593 K)/ 6 08 F Độ nhớt 0,590 cP ở 20°C/ 68 F Mômen lưỡng cực 0,36 D (Nguồn:. số của toluen Phân tử gam 92,14 g/mol Bề ngoài chất lỏng không màu số CAS [1 08- 88- 3] Thuộc tính Tỷ trọng và pha 0 ,86 69g/cm³, lỏng Độ hoà tan trong nước 0,053 g/100 mL (20-25°C) 6 Trong etanol,. C 6 H 6 + Cl 2 C 6 H 5 Cl + HCl C 6 H 5 Cl + CH 3 Cl + 2Na C 7 H 8 + 2NaCl Cách khác là: C 6 H 6 + CH 3 Cl/AlCl 3 C 7 H 8 + HCl 1.7. Nồng độ cho phép Theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về