Blog Archives

TP.Hồ Chí Minh-Vỡ ống dẫn khí amoniac: Người dân "chịu trận" suốt 20 năm qua

Lao Động số 95 Ngày 04/05/2009 Cập nhật: 7:59 AM, 04/05/2009

(LĐ) – Đêm 2.5, người dân tổ 9, khu phố 4, xa lộ Hà Nội, P.An Phú, Q.2 lại một lần nữa phải tháo chạy khỏi nhà do khí amoniac (NH3) thoát ra từ Cty TNHH nước đá An Bình.

Khoảng 19 giờ 30 phút đêm 2.5, người dân khu phố 4, P.An Phú, Q.2 và cả người đi đường trên xa lộ Hà Nội – khi đi ngang qua Cty TNHH nước đá An Bình, số 512A xa lộ Hà Nội, P.An Phú, Q.2 (gần ngã ba Cát Lái) – đã phải liên tục gọi điện đến CS113 – Công an TPHCM, Sở Cảnh sát PCCC, Công an Q.2… để cầu cứu.

Nguyên nhân, các hộ dân tại tổ 9 vừa ăn cơm tối bỗng xộc vào đường hô hấp loại khí nặng mùi, gây cay mắt, khó thở, nôn ói, một số người đi đường khi đi ngang qua nhà máy nước đá này cũng bị ngất do hít phải luồng khí bốc ra. Nhiều người già, trẻ em – đặc biệt là phụ nữ có thai – đã phải bồng bế nhau chạy thoát xa khỏi nhà mình trong đêm, do luồng khí độc lần này thoát ra từ nhà máy nước đá quá lớn so với những lần trước.

PV Báo Lao Động có mặt tại hiện trường và không thể nào tiếp cận vào nhà máy nước đá do luồng khí quá nồng nặc, gây tức ngực và khó thở. Phải dùng khẩu trang tẩm ướt nước lã, chúng tôi mới vào đến trước nhà máy chứng kiến xe chữa cháy dùng vòi rồng phun nước để làm loãng khí độc, hàng chục công nhân nhà máy phải tìm nơi trú ẩn.

Tại hiện trường, nhiều người dân tụ tập trước nhà máy (nhưng đứng xa bên kia đường) phản ánh với PV báo chí, nhà máy nước đá này hoạt động trong khu dân cư suốt 20 năm qua và đã hàng trăm lần làm thoát khí độc. Cứ mỗi lần nhà máy để thoát khí NH3 ra bên ngoài là cuộc sống người dân đảo lộn tứ tung. Người dân đã nhiều lần gửi đơn đến các cấp chính quyền địa phương, song tất cả đều rơi vào im lặng.

Theo điều tra ban đầu của công an, vào đêm 2.5, luồng khí toả ra bên ngoài nhà máy nước đá là do đường ống dẫn khí bị vỡ. Mặc dù được xử lý ngay sau khi sự cố xảy ra, nhưng do áp lực nén rất lớn dẫn đến một lượng khí NH3 thoát ra bên ngoài quá nhiều, khiến khu dân cư và người đi đường hít phải kéo dài gần 2 giờ đồng hồ. Cũng theo phản ánh của người dân, nhà máy này có tháng đã 3 lần làm thoát khí độc ra bên ngoài, gây ô nhiễm môi trường trầm trọng.

  • Phùng Bắc
Advertisements

Nước giếng khoan ở Hà Nội: Những mẫu thử kinh hoàng

Thứ Sáu, 13/03/2009 – 5:07 PM

Các mẫu nước thử ở quận Hoàng Mai, Định Công hay huyện Từ Liêm (Hà Nội) đều cho kết quả nhiễm nặng asen và amoni, có khả năng gây ung thư cao, thậm chí làm rối loạn gene và sinh tổng hợp ADN…

Hàng nghìn người dân dùng nước nhiễm amoni

Sáng 12/3, tại gia đình bà Nguyễn Thị Huyền (số 4, hẻm 112/15/20, phố Định Công, quận Hoàng Mai), Tiến sĩ Trần Văn Nhị trực tiếp lấy mẫu nước ở bể chứa nước ăn, sau đó nhỏ vài giọt dung dịch thử phản ứng hoá học. Chưa đầy một phút, ống nước đang trong vắt lập tức chuyển sang màu vàng vẩn đục.

Trước kết quả này, tiến sĩ Nhị khẳng định: “Nguồn nước ở đây bị nhiễm amoni (chất được phân huỷ từ các loại chất thải) rất nghiêm trọng. Thông thường, nếu nước bị nhiễm với tỉ lệ thấp thì vài phút sau mới xảy ra phản ứng hoá học. Test thử này gần như lập tức xảy ra phản ứng hoá học vì tỉ lệ nhiễm amoni quá cao”.

Sau đó, ông Nhị tiếp tục đến một số hộ gia đình khác ở tổ 4, tổ 5… trên địa bàn phường Định Công, các mẫu nước khi lấy làm các test thử đều đã được lọc qua bể cát, sỏi nên trong vắt. Nhưng tất cả các mẫu nước đó đều lập tức chuyển màu vàng, lẩn vẩn đục sau khi được nhỏ vài giọt dung dịch hoá học. Hiện hơn 3 vạn dân phường Định Công đang phải dùng nguồn nước như thế này.

Tại gia đình ông Nguyễn Văn Chung ở Đại Mỗ (huyện Từ Liêm) có hẳn một bể lớn chứa tới 3 khối cát vàng, 2 xe cải tiến sỏi để lọc nước giếng khoan. Trước khi được bơm vào bể cát, nước từ giếng khoan được bơm lên một bể chứa khác, để chừng 1 ngày cho lắng hết bùn đất. Qua hai lần xử lý nên bể chứa nước sạch  phía dưới trong vắt, không một chút vẩn hay màu lạ.

TS. Trần Văn Nhị lấy mẫu nước đã qua lọc này cho vào hai lọ khác nhau. Lọ nước thứ nhất, sau khi nhỏ vài giọt hoá chất để thử phản ứng phát hiện amoni thì 50 giây sau, lọ nước đang trong vắt lập tức chuyển sang mầu vàng đục. Lọ nước thứ hai được nhỏ vài giọt hoá chất để thử phản ứng xem có nitrit hay không (chất có khả năng gây ung thư và bệnh hô hấp ở trẻ em). Phản ứng của lọ nước thứ hai này chậm hơn lọ nước thứ nhất chừng một phút, sau đó nước đang trong cũng chuyển sang mầu tím sẫm.

TS. Trần Văn Nhị khẳng định: “Nguồn nước ở đây bị nhiễm amoni rất nặng, thậm chí đã chuyển hoá thành nitrit độc hại. Lọ mầu vàng đục là biểu hiện nước bị nhiễm amoni, lọ nước mầu tím biểu hiện nước nhiễm nitrit với tỉ lệ quá cao. Nếu tỉ lệ nhiễm thấp thì lọ nước chỉ có mầu hồng nhạt chứ không sẫm như thế này”.

Sau đó, TS Trần Văn Nhị và nhóm cộng sự của ông tiếp tục lấy mẫu nước tại khu vực Nhổn, Tây Mỗ (huyện Từ Liêm); khu vực dân cư trên đường 6 Hà Đông; khu vực Ba La – Bông Đỏ và một số gia đình tại xã Minh Khai dọc sông Đáy (Hà Đông)… Các test thử ở một loạt khu vực dân cư trên đều cho kết quả tương tự.

Khi amoni, asen hoá “tử thần”

Chất amoni có trong nước sẽ cực kỳ nguy hiểm, vì khi gặp không khí sẽ chuyển hoá thành chất có khả năng gây bệnh ung thư. “Thậm chí, khi ăn vào cơ thể, amoni sẽ kết hợp với chất có trong dạ dày tạo thành chất mới gây nguy cơ ung thư rất cao”, TS Nhị cho biết.

Nhiều người quan niệm rằng, khi đun sôi sẽ tiêu diệt được hết các chất độc trong nước. Tuy nhiên, TS Nhị khuyến cáo, việc đun sôi không những không làm giảm lượng độc tố mà trái lại, dưới tác động của nhiệt độ, những độc tố trên còn chuyển sang một dạng mới nguy hiểm hơn nhiều.

Theo quyết định số 63/1998/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt Định hướng phát triển cấp nước đô thị quốc gia thì đến năm 2020, phấn đấu 100% dân số đô thị được cấp nước sạch với tiêu chuẩn 120 – 150 lít/người/ngày.

Đối với các thành phố lớn như Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, Hải Phòng, phấn đấu đạt 180 – 200 lít/người/ngày.

Theo tiêu chuẩn cho phép của Việt Nam, giới hạn hàm lượng amoni phải dưới 1,5mg/lít. Tuy nhiên, tại các vùng dân cư mà tiến sĩ Nhị tiến hành các test thử nghiệm, hàm lượng amoni đều vượt ngưỡng cho phép gấp nhiều lần. Nước nhiễm amoni còn đặc biệt nguy hiểm cho người sử dụng vì khi nước đã nhiễm chất này, chúng có thể chuyển hoá thành nitrit bất kỳ lúc nào. Và nước đã nhiễm nitrit thì cũng có thể chuyển hoá trở lại thành nước nhiễm amoni. Do đó, không thể biết thời điểm các chất chuyển hoá để phòng tránh.

Theo lời khuyên của ông Nhị, những người dân ở đây tuyệt đối không nên dùng nguồn nước giếng khoan để ăn uống. Được biết, “ông già ôzôn” Nguyễn Văn Khải trước đó cũng từng nhiều lần tiến hành làm xét nghiệm mẫu nước giếng khoan ở khu dân cư phường Định Công và đều cho kết quả nguồn nước bị nhiễm sắt, nhiễm amoni, thạch tín… nghiêm trọng.

“Không chỉ vậy, nguồn nước sinh hoạt, ăn uống ở tất cả các vùng dân cư trên đều bị nhiễm độc asen (thạch tín)”, tiến sĩ Nhị cho biết. Tiêu chuẩn cho phép đối với chất này chỉ là 10 microgam/lít, nhưng thực tế kết quả thử nghiệm đều trên 40 microgam/lít.

Có nơi, hàm lượng nhiễm asen lên tới 75 microgam/lít. Việc tiếp xúc lâu dài với asen rất dễ gây ung thư da, ung thư phổi, bàng quang… Thậm chí làm rối loạn gene và sinh tổng hợp ADN. Người uống nước nhiễm asen lâu ngày còn có các triệu chứng xuất hiện các đốm màu sẫm trên cơ thể, đôi khi gây niêm mạc trên lưỡi hoặc sừng hoá trên bàn tay, bàn chân.

  • Theo Lã Xưa
  • Gia đình & Xã hội

Cà Mau:Hàng trăm người dân hoảng loạn vì khí amoniac

Thứ Năm, 14/08/2008 – 4:15 PM

Khoảng 17h20 ngày 13/8, hàng trăm người dân ở khóm 3, phường 4, TP Cà Mau bất ngờ ngửi phải mùi khí amoniac nồng nặc.

Ông Đổng Đình Niệm, cán bộ tự quản của khóm 3, khóm 4 – TP Cà Mau cho biết, mùi khí hôi này là do hệ thống cung cấp khí amoniac của nhà máy sản xuất nước đá Thịnh Lợi bị rò rỉ. Sự cố đã làm cho nhiều người già, phụ nữ và trẻ em bị cay mắt, khó thở.

Ngay sau khi xảy ra sự cố, lực lượng Công an phường 4 – TP Cà Mau đã kịp thời có mặt để phối hợp cùng công nhân nhà máy khóa tất cả các van cung cấp khí. Cơ quan chức năng cũng đã cùng đại diện tổ tự quản tiến hành lập biên bản ghi nhận sự cố với sự có mặt của quản đốc nhà máy sản xuất nước đá Thịnh Lợi là ông Phùng Thanh Ngoan.

Theo Công an phường 4, vài tháng trước nhà máy sản xuất nước đá này đã từng gây hoảng loạn cho người dân khi khí amoniac rò rỉ làm cây cỏ xung quanh bị héo khô, nhiều gia đình phải đóng cửa nhà bồng bế trẻ em bỏ chạy. Sau sự cố này, hệ thống cung cấp khí amoniac của Nhà máy sản xuất nước đá Thịnh Lợi đã được sửa chữa. Nhưng chiều qua, một lần nữa người dân phải một phen hoảng loạn.

Người dân ở đây lo lắng nhất là trong khu vực này không chỉ đông dân cư mà còn có một trường học nên nhiều lần đề nghị cơ quan chức năng tìm biện pháp di dời nhà máy sản xuất nước đá đi nơi khác, nhưng vẫn không thấy hồi âm.

  • Theo Hàn Sơn Đỉnh
  • VietNamnet

Bản chất và tác hại của Amoni

Hà Nội Mới – 14/03/2005

Thuật ngữ Amoni bao gồm cả 2 dạng: không ion hoá (NH3) và ion hoá (NH4). Amoni có mặt trong môi trường có nguồn tốc từ các quá trình chuyển hoá, nông nghiệp, công nghiệp và từ sự khử trùng nước bằng cloramin. Lượng Amoni tự nhiên ở trong nước bề mặt và nước ngầm thường thấp hơn 0,2mg/lít. Các nguồn nước hiếm khí có thể có nồng độ Amoni lên đến 3mg/lít.

Việc chăn nuôi gia súc quy mô lớn có thể làm gia tăng ượng Amoni trong nước mặt. Sự nhiễm bẩn Amoni có thể tăng lên do các đoạn nối ống bằng vữa ximăng. Amoni trong nước là một chỉ danh ô nhiễm do chất thải động vật, nước cống và khả năng nhiễm khuẩn. Khi hàm lượng Amoni trong nước ăn uống cao hơn tiêu chuẩn cho phép chứng tỏ nguồn nước đã bị ô nhiễm bởi chất thải động vật, nước cống và có khả năng xuất hiện các loại vi khuẩn, kể cả vi khuẩn gây bệnh.

Lượng Amoni trong môi trường so với sự tổng hợp bên trong cơ thể là không đáng kể. Tác hại của nó chỉ xuất hiện khi tiếp xúc với liều lượng khoảng trên 200mg/kg thể trọng.

Tiêu chuẩn về Amoni trong nước được xây dựng không phải vì tác hại của nó đến sức khoẻ nên không có hướng dẫn dựa trên cơ sở sức khoẻ. Tuy vậy, Amoni làm hại cho quá trình khử trùng nước, nó tạo ra nitrit trong hệ thống phân phối, làm hại quá trình tách loại mangan và gây mùi vị lạ.

Với những lý do trên đây, Amoni được xếp vào nhóm các chỉ tiêu cảm quan (được đánh dấu bằng chữ a trong bảng tiêu chuẩn theo quyết định 1329/2002/BYT-QĐ của Bộ Y tế). Khi Amoni trong nước ăn uống vượt quá tiêu chuẩn cho phép thì chưa ảnh hưởng lắm tới sức khoẻ nhưng đó là dấu hiệu cho thấy nguồn nước bị ô nhiễm bởi chất thải có nguồn gốc động vật và có thể chứa các vi khuẩn gây bệnh.

  • HNM

Công nghệ KRUPP UHDE cho sản xuất Amoniăc

Công nghệ Krupp Uhde là công nghệ sản  xuất amoniăc từ khí thiên nhiên, khí hoá lỏng hoặc naphta. Nếu sửa đổi các thiết bị đầu – cuối một cách thích hợp thì cũng có thể sử dụng các nguyên liệu hyđrocacbon khác, như than, dầu, các loại bã hoặc khí metanol sạch. Trong thời gian từ năm 1990 đến năm 2000 đã có 40 nhà máy áp dụng công nghệ này được đưa vào vận hành, với công suất từ 500 đến 1800 tấn/ngày.

Theo quy trình công nghệ Krupp Uhde, người ta áp dụng phương pháp reforming thông thường bằng hơi nước để sản xuất khí tổng hợp (CO + H2) và chu trình tổng hợp amoniăc với thiết bị trung áp. Nhưng phương pháp này được tối ưu hóa để giảm tiêu thụ năng lượng và tăng độ ổn định vận hành. Nhà máy lớn nhất được xây dựng theo công nghệ Krupp Uhde có công suất 1800 tấn amoniăc/ngày và định mức tiêu hao năng lượng là 6,65 Gcal/ tấn NH3.

Mô tả quy trình:

Nguyên liệu (ví dụ khí thiên nhiên) được tách lưu huỳnh, phối trộn với hơi nước và được chuyển hoá thành khí tổng hợp nhờ xúc tác niken ở áp suất khoảng 40 bar và nhiệt độ 800-850oC. Thiết bị reforming sơ cấp của Krupp Uhde là thiết bị đốt ở phần trên, có các ống được làm bằng thép hợp kim và hệ thống ống xả lạnh để nâng cao độ ổn định vận hành.

Trong thiết bị reforming thứ cấp, không khí công nghệ được đưa vào khí tổng hợp qua hệ thống vòi phun đặc biệt, cho phép phối trộn hoàn hảo hỗn hợp không khí và khí tổng hợp. Công đoạn tạo hơi nước và đun quá nhiệt tiếp theo đảm bảo sử dụng tối đa nhiệt năng của quy trình để đạt hiệu quả năng lượng tối ưu.

Khí CO được chuyển hóa thành CO2 trong các thiết bị chuyển hóa nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp với tác dụng của các xúc tác tiêu chuẩn. Khí CO2 được loại bỏ ở thiết bị rửa khí, CO2 dư được chuyển hóa thành metan nhờ phản ứng metan hóa có xúc tác để giảm hàm lượng CO2 dưới mức cho phép.

Chu trình tổng hợp amoniăc sử dụng hai thiết bị chuyển hóa amoniăc với ba tầng xúc tác. Nhiệt thải được sử dụng để sản xuất hơi dùng ở cuối dòng. Thiết bị sản xuất hơi bằng nhiệt thải có bộ phận gia nhiệt sơ bộ nước nạp với các ống làm lạnh đặc biệt để giảm nhiệt độ vỏ xuống mức tối thiểu và giảm ứng suất vật liệu. Bản thân các thiết bị chuyển hóa cũng có những tầng xúc tác hướng tâm với xúc tác sắt hạt nhỏ. Thiết kế dòng chảy xuyên tâm cho phép hạn chế tối đa sự tụt áp trong chu trình tổng hợp và tăng tối đa hiệu suất chuyển hóa amoniăc.

Amoniăc lỏng ngưng tụ và được tách ra khỏi chu trình tổng hợp, sau đó được làm lạnh tiếp xuống dưới nhiệt độ ngưng tụ và đưa vào bể chứa, hoặc được vận chuyển ở nhiệt độ thấp vừa phải tới địa chỉ tiêu thụ.

  • THẾ NGHĨA

Theo Hyđrocarbon Processing, 3/2001

Nỗi lo từ nước ngầm: Tác hại của amôni trong nước cấp

nHà Nội Mới – 29/10/2003
Tài liệu Hướng dẫn về chất lượng nước uống của Tổ chức Y tế thế giới cũng như Tiêu chuẩn 1329/2002 (Bộ Y tế) không coi amôni là chất gây nguy hại cho sức khoẻ con người mà xếp vào nhóm các chất có thể làm người dùng nước than phiền vì lý do cảm quan (mùi , vị).

Vận hành xử lý nước sạch tại Nhà máy nước Cáo Đỉnh (Từ Liêm)

Tuy nhiên, amôni lại là yếu tố gây cản trở trong công nghệ xử lý nước cấp thể hiện ở hai khía cạnh. Thứ nhất, nó làm giảm tác dụng của clo là tác nhân sát trùng chủ yếu áp dụng ở các nhà máy nước (NMN) Việt Nam, do phản ứng với clo tạo thành monocloamin là chất sát trùng thứ cấp hiệu quả kém clo hơn 100 lần. Thứ hai, amôni cùng với một số vi lượng trong nước (hữu cơ, phốt pho, sắt, mangan) là thức ăn để vi khuẩn phát triển, gây hiện tượng không ổn định sinh học của chất lượng nước sau xử lý. Nước có thể bị đục, đóng cặn trong hệ thống dẫn, chứa nước. Nước bị xuống cấp về các yếu tố cảm quan. Đây chính là khía cạnh được giới khoa học các nước phát triển quan tâm nhiều vào những năm 1980-1990 và là cơ sở của phương pháp xử lý – ổn định nước cấp bằng vi khuẩn.

Một hiện tượng nữa cần được quan tâm là khi nồng độ amôni trong nước cao, rất dễ sinh nitrit (NO2). Trong cơ thể động vật, nitrit và nitrat có thể biến thành N – nitroso – là tiền chất có tiềm năng gây ung thư. Mặc dù bằng chứng dịch tễ học chưa đầy đủ về tác hại đối với con người, nhưng Tổ chức Y tế thế giới cũng như Tiêu chuẩn 1329/2002 (Bộ Y tế) đã đề ra mức giới hạn 3 và 50mg/l đối với nitrit và nitrat tương ứng nhằm ngăn ngừa bệnh mất sắc tố máu (methaemoglobinaemia) đối với trẻ sơ sinh dưới 3 tháng tuổi.

Chất lượng và công nghệ xử lý nước hiện hành

Hà Nội là thành phố lớn duy nhất ở Việt Nam hoàn toàn sử dụng nước ngầm làm nguồn nước cấp. Chất lượng nước cấp liên quan chặt chẽ đến chất lượng nước ngầm thô nên các cơ quan hữu trách của TƯ cũng như thành phố đặc biệt quan tâm. Trong những năm 90, ít nhất đã có hai dự án khảo sát đánh giá chất lượng nước ngầm. Đó là đề tài Điều tra, đánh giá và xây dựng phương án bảo vệ nước dưới đất thành phố Hà Nội khỏi bị ô nhiễm và cạn kiệt (1997) và dự án ảnh hưởng quá trình đô thị hoá lên chất lượng nước ngầm thành phố Hà Nội do Cơ quan Nghiên cứu địa chất Anh (British Geological Survey – BGS) cùng Tổng cục Địa chất Việt Nam thực hiện 1996.

Ngoài ra, còn phải kể đến hệ thống các giếng quan trắc quốc gia do Liên đoàn Địa chất thuỷ văn – Địa chất công trình miền Bắc quản lý và Phòng Kiểm tra chất lượng của Cty Kinh doanh nước sạch Hà Nội luôn cung cấp số liệu định kỳ. Tất cả các nguồn số liệu đều khẳng định nhiều vùng nước ngầm nhiễm amôni ở mức độ khác nhau, nặng nhất là phía Nam. Đây cũng là lẽ bình thường vì bản chất của nước ngầm là chứa các chất trong địa tầng có thể tan trong nước, trong đó có amôni là sản phẩm phân huỷ yếm khí các chất hữu cơ mà trong các địa tầng luôn có sẵn, đặc biệt là khu vực phía Nam Hà Nội, nơi có lớp than bùn khá lớn. Tuy nhiên, các nghiên cứu nói trên còn chưa cho phép kết luận rõ ràng là nước ngầm có bị nhiễm các chất thải có nguồn gốc do hoạt động của con người hay không .

Để nói về chất lượng nước cấp Hà Nội cần xem xét công nghệ xử lý nước ngầm. Hệ thống cấp nước Hà Nội là hệ xử lý nước công nghiệp đầu tiên của Việt Nam do người Pháp xây dựng với NMN đầu tiên là NMN Yên Phụ vào năm 1908. Giai đoạn phát triển đột phá là 1980-1990 ứng với các dự án do FINIDA, Cầu JAICA do Chính phủ Phần Lan và Nhật viện trợ. Khi đó, nhận thức về amôni và phương tiện để xử lý nó mặc dù còn hạn chế, nhưng mục tiêu đặt ra là nặng về số lượng, sao cho nhanh chóng nâng công suất và số người được hưởng nước nhà máy. Công nghệ xử lý mới tập trung giải quyết vấn đề sắt, mangan còn amôni chưa xử lý được. Xin lưu ý, những nồng độ amôni cao cỡ 10-20mg/l như phía Nam Hà Nội rất ít gặp đối với các chuyên gia nước ngoài, ngay cả ở Châu Âu họ cũng chỉ có kinh nghiệm xử lý dưới 10mg/l và phải những năm 1980 mới thực hiện tốt. Về vấn đề xử lý amôni, Hà Nội đi tiên phong trong cả nước.

Năm 2000 Sở KHCNMT Hà Nội đã tổ chức đề tài Nghiên cứu xử lý nước ngầm nhiễm bẩn amôni. Đề tài đã được nghiệm thu và năm 2003 đã chuyển thành Dự án pilot chạy thử ở Pháp Vân. Ngoài ra, TT KHTN&CNQG cũng có hai đề tài nghiên cứu xử lý amôni trong nước, một bằng công nghệ hấp phụ và một bằng công nghệ vi sinh, cả hai đề tài đều xử lý tốt amôni ở qui mô nhỏ. Song song phải kể đến Dự án cấp nước 1A đã có hợp đồng tư vấn với Cty Water & Soil để bổ sung thiết kế xử lý amôni cho NMN Nam Dư xây mới. Với hàng loạt cố gắng kể trên, hy vọng trong vài năm tới ngành nước Hà Nội sẽ giải quyết tốt vấn đề amôni.

  • HNM

Tổng hợp amoniăc ở áp suất thấp

Amoniăc được sản xuất trong công nghiệp bằng cách kết hợp khí nitơ và hyđro có xúc tác sắt ở dạng rắn. Còn phản ứng có xúc tác xảy ra trong dung dịch thì thế nào? Đã có những bước đầu tiên được tiến hành theo hướng này.

Tổng hợp amoniăc từ những nguyên tố hợp thành là nitơ và hyđro được xếp vào hàng những phát minh quan trọng nhất của xúc tác công nghiệp. Nó đã được đánh giá bằng hai giải thưởng Nobel riêng biệt: giải thưởng thứ nhất cho Fritz Haber vào năm 1918 và sau đó là giải thưởng cho Carl Bosch vào năm 1931, tương ứng với việc phát minh ra quá trình và việc áp dụng quá trình đó. Hơn 70 năm qua, hàng triệu tấn amoniăc đã được sản xuất mỗi năm nhờ quá trình Haber – Bosch. Phân bón được sản xuất từ amoniăc đáp ứng nhu cầu nuôi sống khoảng 40% dân số thế giới và là nguồn cung cấp 40 – 60% nitơ trong cơ thể con người.

Quá trình Haber – Bosch được thực hiện khi các nguyên tố tương tác trong pha khí ở nhiệt độ và áp suất cao trên bề mặt sắt hoạt hóa. Sắt là một xúc tác dị thể, có nghĩa là nó tồn tại ở pha khác với các chất phản ứng. Quá trình này đang được tiếp tục hoàn thiện, nhất là ngày nay đã áp dụng xúc tác ruteni dị thể. Một hoàn thiện tốt phải là quá trình hoạt động ở những nhiệt độ và áp suất thấp hơn nhiều nữa. Điều đó có thể đạt được qua xúc tác đồng thể, trong đó, phức tan của kim loại phản ứng với nitơ và hyđro để tạo thành amoniăc trong dung môi. Nhưng vẫn chưa có xúc tác đồng thể đã biết nào có thể hoạt hóa được quá trình đơn giản này. Tuy nhiên, ngày nay, một công trình do Pool và đồng tác giả đề xuất có thể đưa một số giai đoạn cơ bản vào phản ứng xúc tác đồng thể.

Các tác giả đó đã theo dõi sự hoạt hóa nitơ phân tử bằng một phức cơ – kim. Phức này gồm một ion ziriconi được gắn thêm hai vòng xyclopentađienyl thế (C5Me4H). Khi nitơ phân tử hay đinitơ được đưa vào thì tạo ra một mảnh N2 bên cạnh bắc cầu giữa hai trung tâm ziriconi. Điều đó tự nó không có gì đáng ngạc nhiên, nhưng những gì xảy ra sau đó đối với phức chất trong dung dịch pentan và khi có mặt hyđro thì hoàn toàn chưa từng biết: một phức chất mới được tạo thành, trong đó, các nguyên tử hyđro cộng vào cầu nitơ. Mặc dù đã dự đoán được từ một vài năm trước, nhưng đây là quan sát đầu tiên về một quá trình chuyển hóa như vậy. Tại sao người ta lại mất nhiều thời gian đến thế?

Câu trả lời có thể là do nitơ phân tử không phải là một phối tử “tốt”. Nó trơ về mặt hóa học đến nỗi ngay cả khi nó được liên kết vào phức kim loại giống như được thực hiện trên đây đã là thách thức hàng chục năm dài đối với các nhà hóa học vô cơ. Khi nó bị cưỡng chế phối trí vào kim loại thì trong nhiều trường hợp, tương tác hóa học vẫn yếu đến mức những phối tử khác tốt hơn có thể dễ dàng thay thế đơn vị đinitơ. Khi khử dẫn xuất xyclopentađienyl pentametyl hóa (h5-C5Me5)2ZrCl2 bằng hỗn hống natri (Na/Hg) trong sự hiện diện của cầu đinitơ sẽ dẫn đến việc tạo thành một phức chất mới, trong đó, các đơn vị đinitơ liên kết vào hai đầu và bắc cầu vào giữa hai trung tâm ziriconi. Khi tiếp xúc với hyđro, tất cả ba đơn vị đinitơ đều bị phân ly, còn hyđro thì được gắn vào mỗi trung tâm ziriconi để tạo thành (h5-C5Me5)2ZrH2). Đó là điều đặc biệt điển hình đối với các phối tử đinitơ.

Điều đáng chú ý là những thay đổi nhỏ không đáng kể trong liên kết của các phối tử có thể tác động mạnh mẽ lên kết quả của những chuyển hóa ở nitơ. Đã khảo sát quá trình tetrametyl hóa cũng của dẫn xuất xyclopentađienyl nói trên, tức là một nhóm metyl trên mỗi vòng cacbon được thay thế bằng nguyên tử hyđro. Khi đó, sự khử phức chất bằng hỗn hống natri tạo nên một phức chất khác bao gồm cả đơn vị cầu đinitơ bên cạnh. Như vậy, bằng cách thay thế một nhóm metyl bằng hyđro đã làm thay đổi hình học phối trí của đơn vị đinitơ.

Bây giờ, phản ứng với hyđro xảy ra nhanh chóng, không cần phải phân ly đơn vị đinitơ để tạo ra phức điazeniđo. Điều đó chưa có tiền lệ nào trong tài liệu, cả về thực nghiệm cũng như về lý thuyết. Chuyển hóa xảy ra sau đó trong quá trình nhiệt ly và phản ứng tiếp theo với hyđro được xem là phản ứng mới. Khi đun nóng dẫn xuất điazeniđo thì hyđro tách ra và cầu N2H2 trung tâm được sắp xếp lại, rồi sau đó phản ứng với lượng dư hyđro để tạo thành amoniăc NH3.

Những chuyển hóa đó không phải là các phản ứng xúc tác, nó đòi hỏi phải tái sinh phức đinitơ bằng phản ứng của N2 với (h5-C5Me5)2ZrH2 luôn sẵn sàng lặp lại quá trình. Nhưng thích hợp là nghĩ đến quá trình xúc tác đồng thể cho việc sản xuất amoniăc theo hai nguyên nhân chính. Thứ nhất là, mặc dù cả hyđro và đinitơ được chứng minh là liên kết riêng rẽ nhưng đồng thời với các trung tâm kim loại trong dung dịch, trong khi đó gần đây mới nhận thấy chúng tương tác để tạo thành một liên kết N-H. Pool và đồng nghiệp cho rằng, hai phân tử đơn giản đó có thể phản ứng để tạo ra nhiều dạng phối tử NHx. Thứ hai, và điều thú vị hơn là tác dụng lớn của những nhóm thế lên các phối tử phụ trợ. Việc thay đổi từ một phối tử pentametyl hóa đến một phối tử tetrametyl hóa có thể làm biến đổi hoàn toàn phối trí của đơn vị đinitơ với phức kim loại và sau đó nó phản ứng với hyđro như thế nào là điều thực sự gây ngạc nhiên. Chưa từng có một dự đoán nào về sự biến đổi sâu sắc như vậy gây ra từ một thay đổi nhỏ ở những phối tử phụ trợ.

Sự thực là, chưa có quá trình đồng thể nào có thể cạnh tranh ở quy mô công nghiệp với quá trình Haber – Bosch dị thể và những cải tiến hiện đại của nó. Nhưng ngày nay, với khả năng sản xuất amoniăc trong dung dịch từ những nguyên tố, thì người ta có thể bắt đầu hình dung những dạng biến đổi khác có thể xảy ra đối với nitơ phân tử.

  • T.S. MAI TUYÊN
Theo Tạp chí Nature, 2/2004