Xử lý kim loại nặng trong nước thải dựa trên hiện tượng hấp thu sinh học (biosorption) nhờ vi tảo

Ảnh hưởng của nồng độ tảo sống đến khả năng hấp thụ Cu 2+ theo thời gian .... Theo báo cáo mới nhất của Sở KHCN & MT TP.HCM 22/10/2002 trung bình mỗi ngày sông Đồng Nai và Sài Gòn phải h

Trang 1

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cám ơn Khoa Công Nghệ Hóa Học, trường Đại Học Bách

Khoa TpHCM đã tạo điều kiện tốt cho em thực hiện tốt luận văn tốt nghiệp này

Em xin chân thành cám ơn Cô Hoàng Mỹ Dung đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt thời gian thực hiện đề tài

Em xin chân thành cám ơn quý Thầy Cô trong Khoa đã tận tình giảng dạy, trang bị cho em những kiến thức quý báu trong những năm học vừa qua

Con xin nói lên lòng biết ơn sâu sắc đối với Cha Mẹ, Anh Chị đã chăm sóc nuôi dạy con nên người

Xin chân thành cám ơn các anh chị và bạn bè đã ủng hộ, giúp đỡ và động viên em trong thời gian học tập và nghiên cứu

Mặc dù em đã cố gắng hoàn thành luận văn trong phạm vi và khả năng cho phép nhưng chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Em kính mong nhận được sự cảm

thông và tận tình chỉ bảo của quý Thầy Cô và các bạn

Trang 2

MỞ ĐẦU

Trong một vài thập kỷ gần đây , cùng với sự phát triển nhanh chóng của đất nước , nghành công nghiệp Việt Nam đã có những tiến bộ không ngừng cả về số lượng các nhà máy cùng chủng loại các sản phẩm và chất lượng cũng ngày càng được cải thiện Nghành công nghiệp phát triển đã đem lại cho người dân những hàng hóa rẻ hơn mà chất lượng không thua kém so với hàng ngoại nhập là bao nhiêu Ngoài ra, ngành công nghiệp cũng đóng một vai trò đáng kể trong nền kinh tế quốc dân Bên cạnh những mặt tích cực như trên thì song song tồn tại những mặt tiêu cực Một trong những mặt tiêu cực

đó là các loại chất thải do các nghành công nghiệp thải ra ngày càng nhiều làm ảnh

hưởng đến môi trường sống và sức khoẻ của người dân

Số lượng ngày càng tăng của kim loại nặng trong môi trường là nguyên nhân gây nhiễm độc đối với đất, không khí và nước Việc loại trừ các thành phần chứa kim loại nặng độc ra khỏi các nguồn nước, đặc biệt là nước thải công nghiệp là mục tiêu môi trường quan trọng bậc nhất phải giải quyết hiện nay

Nhiều giải pháp được đưa ra nhằm loại bỏ kim loại nặng trong nước thải trước khi thải ra môi trường Bên cạnh các phương pháp hóa - lý với những ưu thế không thể phủ nhận được người ta đã bắt đầu nghiên cứu sử dụng các biện pháp sinh học vì nhiều loài sinh vật có khả năng hấp thu kim loại nặng Xử lý kim loại nặng dựa trên hiện tượng hấp thu sinh học (biosorption) có thể là một giải pháp công nghệ của tương lai Trong số các sinh vật có khả năng đóng vai trò là chất hấp thu sinh học (biosorbent) thì các loài tảo được đặc biệt chú ý Rất nhiều trong số đó là các loài tảo có kích thước hiển vi hay còn gọi là vi tảo (microalgae)

Trang 3

MỤC LỤC

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN v

1 Ô nhiễm môi trường nước 1

1.1 Khái niệm ô nhiễm nước 1

1.2 Nguồn gốc, các tác nhân gây ô nhiễm nước 1

2 Tình trạng ô nhiễm kim loại nặng 4

2.1 Tình trạng ô nhiễm kim loại nặng trên thế giới 4

2.2 Tình trạng ô nhiễm kim loại nặng ở nước ta 5

3 Hậu quả ô nhiễm kim loại nặng 7

3.1 Ảnh hưởng tới môi trường 7

3.2 Ảnh hưởng tới con người 7

4 Các biện pháp xử lí 8

4.1 Xử lý nước thải chứa kim loại nặng bằng phương pháp hóa lý 8

4.2 Xử lý nước thải chứa kim loại nặng bằng phương pháp sinh học 9

5 Tình hình nghiên cứu sử dụng vi tảo để xử lý kim loại nặng ở Việt Nam và trên thế giới 11

CHƯƠNG II VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14

1 Nguyên liệu và hóa chất 14

1.1 Nguyên liệu 14

1.2 Hóa chất 14

2 Môi trường nuôi cấy 14

3 Phương pháp thí nghiệm 14

3.1 Phương pháp nuôi cấy 15

3.2 Phương pháp thu nhận sinh khối 15

Trang 4

3.3 Phương pháp khảo sát khả năng hấp thu Cu 2+ của sinh khối tảo sống và

tảo chết 17

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ 19

1 Ảnh hưởng của nồng độ Cu 2+ 19

1.1 Sinh khối tảo sống: 19

1.2 Sinh khối tảo khô: 23

2 Ảnh hưởng của nồng độ tảo N.oculata 27

2.1 Sinh khối tảo sống: 27

2.2 Sinh khối tảo khô 34

3 So sánh sinh khối tảo khô và tảo sống 40

4 Ứng dụng trong xử lí nước thải 44

CHƯƠNG IV –BÀN LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 45

CHƯƠNG V- KẾT LUẬN 48

Trang 5

DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Các loại nước thải chủ yếu 6 Bảng 1.2 Nồng độ tối đa cho phép của một số kim loại nặng trong các loại nước theo tiêu chuẩn Việt Nam về môi trường 8 Bảng 1.3 Tiêu chuẩn bộ y tế về giới hạn hàm lượng kim loại nặng trong nước ăn uống 12 Bảng 1.4 pH thích hợp cho việc kết tủa các kim loại 14 Bảng 1.5 Một số loài thực vật có khả năng tích lũy kim loại nặng cao 15 Bảng 3.1 Lượng Cu 2+ hấp thụ mg/mL tảo sống đạt cao nhất ở các nồng độ tảo khác nhau 28 Bảng 3.2 Lượng Cu 2+ hấp phụ g/g tảo khô đạt cao nhất ở các nồng độ tảo khác nhau 33

Trang 6

DANH MỤC HÌNH, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Nạn nhân bị nhiễm độc thuỷ ngân Minamata 9

Hình 2.1 Cách đếm tế bào trong buồng đếm 21

Hình 2.2 Chuẩn độ Cu 2+ bằng phương pháp EDTA 23

Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn hiệu suất theo thời gian của sinh khối tảo sống 25

Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn hiệu suất theo thời gian của sinh khối tảo 26

Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn hiệu suất theo thời gian của sinh khối khô 29

Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn hiệu suất theo thời gian của sinh khối tảo 32

Hình 3.9 Ảnh hưởng của nồng độ tảo sống đến khả năng hấp thụ Cu 2+ theo thời gian 34

Hình 3.10 Ảnh hưởng của nồng độ tảo đến khả năng hấp thụ Cu 2+ theo thời gian 35

Hình 3.16 Ảnh hưởng của nồng độ tảo đến khả năng hấp phụ Cu 2+ theo thời gian 41

Trang 7

Hình 3.16 Ảnh hưởng của nồng độ tảo đến khả năng hấp phụ Cu 2+ theo thời gian

42

Hình 3.19 Ảnh hưởng của nồng độ tảo đến khả năng hấp phụ Cu 2+ theo thời gian (Nồng độ Cu 2+ là 160 mg/L) 45

Hình 3.20 Ảnh hưởng của nồng độ tảo đến khả năng hấp phụ Cu 2+ theo thời gian (Nồng độ Cu 2+ là 320 mg/L) 46

Hình 3.21 Khả năng hấp thụ Cu 2+ của sinh khối khô và tảo sống 47

Hình 3.25 Hiệu suất hấp thụ Cu 2+ trong nước thải 51

Trang 8

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN

1 Ô nhiễm môi trường nước

1.1 Khái niệm ô nhiễm nước

Ô nhiễm nước là sự thay đổi theo chiều xấu đi các tính chất vật lý – hoá học – sinh học của nước, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, rắn làm cho nguồn nước trở nên độc hại với con người và sinh vật Làm giảm độ đa dạng sinh vật trong nước Xét về tốc

độ lan truyền và quy mô ảnh hưởng thì ô nhiễm nước là vấn đề đáng lo ngại hơn ô nhiễm đất

Ô nhiễm nước xảy ra khi nước bề mặt chảy qua rác thải sinh hoạt, nước rác công nghiệp, các chất ô nhiễm trên mặt đất, rồi thấm xuống nước ngầm

1.2 Nguồn gốc, các tác nhân gây ô nhiễm nước

1.2.1 Nguồn gốc

Nước bị ô nhiễm là do sự phủ dưỡng xảy ra chủ yếu ở các khu vực nước ngọt và các vùng ven biển, vùng biển khép kín Do lượng muối khoáng và hàm lượng các chất hữu cơ quá dư thừa làm cho các quần thể sinh vật trong nước không thể đồng hoá được Kết quả làm cho hàm lượng ôxy trong nước giảm đột ngột, các khí độc tăng lên, tăng độ đục của nước, gây suy thoái thủy vực

1.2.1.1 Ô nhiễm tự nhiên:

Là do mưa,tuyết tan, lũ lụt,gió bão… hoặc do các sản phẩm hoạt động sống của sinh vật, kể cả xác chết của chúng

Cây cối, sinh vật chết đi , chúng bị vi sinh vật phân hủy thành chất hữu cơ

Một phần sẽ ngấm vào lòng đất, sau đó ăn sâu vào nước ngầm, gây ô nhiễm hoặc theo dòng nước ngầm hòa vào dòng lớn

Lụt lội có thể làm nước mất sự trong sạch, khuấy động những chất dơ trong hệ thống cống rãnh, mang theo nhiều chất thải độc hại từ nơi đổ rác, và cuốn theo các loại hoá chất trước đây đã được cất giữ

Nước lụt có thể bị ô nhiễm do hoá chất dùng trong nông nghiệp, kỹ nghệ hoặc do các tác nhân độc hại ở các khu phế thải Công nhân thu dọn lân cận các công trường kỹ nghệ bị lụt có thể bị tác hại bởi nước ô nhiễm hoá chất

Trang 9

Ô nhiễm nước do các yếu tố tự nhiên (núi lửa, xói mòn, bão, lụt, ) có thể rất nghiêm trọng, nhưng không thường xuyên, và không phải là nguyên nhân chính gây suy thoái chất lượng nước toàn cầu

1.2.1.2 Ô nhiễm nhân tạo Bảng 1.1 Các loại nước thải chủ yếu

Các loại nước thải Nguồn phát sinh Đặc điểm

Nước thải sinh hoạt

Hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, cơ quan trường học…

Chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học (cacbohydrat, protein, dầu mỡ), chất dinh dưỡng (photpho, nitơ), chất rắn

và vi trùng…

Nước thải đô thị

nước thải vệ sinh, nước thải

cơ sở thương mại, công nghiệp nhỏ

Tùy thuộc vào ngành sản xuất công nghiệp cụ thể: chất hữu cơ, kim loại nặng…

Nước thải y tế Nước thải bệnh viện

Phế phẩm thuốc, các chất khử trùng, các dung môi hóa học, dư lượng thuốc kháng sinh, các đồng vị phóng

hẹp ấy như một hệ thống WC

Trang 10

Theo báo cáo mới nhất của Sở KHCN & MT TP.HCM (22/10/2002) trung bình mỗi ngày sông Đồng Nai và Sài Gòn phải hứng chịu trên 852.000 m3

lượng ô nhiễm từ nước thải sinh hoạt với hàm lượng DO thấp (DO là lượng oxy hoà tan trong nước cần thiết cho

sự hô hấp của các sinh vật nước) và COD (COD - Chemical Oxygen Demand - nhu cầu

oxy hóa học là lượng oxy cần thiết để oxy hoá các hợp chất hoá học trong nước bao gồm

cả vô cơ và hữu cơ) quá cao

Còn tại các khu đô thị, trung bình mỗi ngày thải ra 20.000 tấn chất thải rắn nhưng chỉ thu gom và đưa ra các bãi rác được trên 60% tổng lượng chất thải nên đã gây ô nhiễm nguồn nước

Hiện nay trong tổng số 134 khu công nghiệp, khu chế xuất đã đi vào hoạt động ở nước ta mới chỉ có 1/3 khu công nghiệp, chế xuất có hệ thống xử lý nước thải Nhiều nhà máy vẫn dùng công nghệ cũ, có khu công nghiệp thải ra 500.000 m3 nước thải mỗi ngày chưa qua xử lý

Hàm lượng nước thải của các ngành công nghiệp này có chứa xyanua (CN-) vượt đến 84 lần, H2S vượt 4,2 lần, hàm lượng NH3 vượt 84 lần tiêu chuẩn cho phép nên đã gây ô nhiễm nặng nề các nguồn nước mặt trong vùng dân cư

Theo kết quả phân tích của cơ quan chức năng, loại nước thải y tế gây ô nhiễm nặng

về mặt hữu cơ và vi sinh Hàm lượng vi sinh cao gấp 100 - 1.000 lần tiêu chuẩn cho phép, với nhiều loại vi khuẩn như Salmonella, tụ cầu, liên cầu, virus đường tiêu hoá, bại liệt, các loại ký sinh trùng, amip, nấm Hàm lượng chất rắn lơ lửng cao gấp 2-3 lần tiêu chuẩn cho phép

1.2.2 Các tác nhân gây ô nhiễm nước:

Một trong những tác nhân gây ô nhiễm nước đang được quan tâm nhiều nhất hiện nay là các kim loại nặng

Trang 11

Bảng 1.2 Nồng độ tối đa cho phép của một số kim loại nặng trong các loại

nước theo tiêu chuẩn Việt Nam về môi trường

( Nguồn: Bài báo cáo khoa học: Ô nhiễm nước và hậu quả của nó)

2 Tình trạng ô nhiễm kim loại nặng

Kim loại nặng là khái niệm để chỉ các kim loại có nguyên tử lượng cao và thường

có độc tính đối với sự sống Kim loại nặng thường liên quan đến vấn đề ô nhiễm môi trường Nguồn gốc phát thải của kim loại nặng có thể là tự nhiên (như asen-As), hoặc từ hoạt động của con người, chủ yếu là từ công nghiệp (các chất thải công nghiệp) và từ nông nghiệp, hàng hải (các chế phẩm phục vụ nông nghiệp, hàng hải )

2.1 Tình trạng ô nhiễm kim loại nặng trên thế giới

Itai itai: Itai-itai là kết quả của việc ngộ độc cadmium lâu dài do các sản phẩm phụ

của quá trình khai thác mỏ được thải xuống ở thượng nguồn sông Jinzu

Vào 1953-1960, một nhà máy hóa chất ở Nhật đã thải chất thải thủy ngân vào vịnh Minamata gây ra hậu quả nặng nề

Chứng bệnh Minamata là một dạng ngộ độc thủy ngân Thủy ngân tấn công hệ thần kinh trung ương và hệ nội tiết và ảnh hưởng tới miệng, các cơ quai hàm và răng Sự phơi nhiễm kéo dài gây ra các tổn thương não và gây tử vong Nó có thể gây ra các rủi ro hay khuyết tật đối với các thai nhi

Trang 12

Năm 1972 ở Irac có tới 450 nông dân đã chết sau khi ăn loại lúa mạch đã nhiễm độc thuỷ ngân do thuốc trừ sâu

Hình 1.1 Nạn nhân bị nhiễm độc thuỷ ngân Minamata

( Nguồn: Bài báo cáo khoa học: Ô nhiễm nước và hậu quả của nó)

2.2 Tình trạng ô nhiễm kim loại nặng ở nước ta

Nước ta thực hiện công nghiệp hoá - hiện đại hoá và đương nhiên là kéo theo đô thị hoá Theo kinh nghiêm của nhiều nước, tình hình ô nhiễm môi trường cũng gia tăng nhanh chóng Nếu tốc độ tăng trưởng GDP trong vòng 10 năm tới tăng bình quân khoảng 7%/năm, trong đó GDP công nghiệp khoảng 8-9%/năm, mức đô thị hoá từ 23% năm lên 33% năm 2000, thì đến năm 2010 lượng ô nhiễm do công nghiệp có thể tăng lên gấp 2,4 lần so với bây giờ, lượng ô nhiễm do nông nghiệp và sinh hoạt cũng có thể gấp đôi mức hiện nay

Trong quá trình phát triển, nhất là trong thập kỷ vừa qua, các đô thị lớn như Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, đã gặp phải nhiều vấn đề môi trường ngày càng nghiêm trọng, do các hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải và sinh hoạt gây ra Tại thành phố Hồ Chí Minh có 25 khu công nghiệp tập trung hoạt động với tổng số 611 nhà máy trên diện tích 2298 ha đất Theo kết quả tính toán, hoạt động của các khu công nghiệp này cùng với 195 cơ sở trọng điểm bên ngoài khu công nghiệp, thì mỗi ngày thải vào hệ thống sông Sài Gòn - Đồng Nai tổng cộng 1.740.000 m3 nước thải công nghiệp, trong đó có khoảng 671 tấn cặn lơ lửng, 1.130 tấn BOD5 (làm giảm nhu cầu ôxy sinh hoá), 1789 tấn COD (làm giảm nhu cầu ôxy hoá học), 104 tấn Nitơ, 15 tấn photpho

Trang 13

và kim loại nặng Lượng chất thải này gây ô nhiễm cho môi trường nước của các con sông vốn là nguồn cung cấp nước sinh hoạt cho một nội địa bàn dân cư rộng lớn, làm ảnh hưởng đến các vi sinh vật và hệ sinh thái vốn là tác nhân thực hiện quá trình phân huỷ và làm sạch các dòng sông

Kim loại nặng có Hg, Cd, Pb, As, Sb, Cr, Cu, Zn, Mn, v.v thường không tham gia hoặc ít tham gia vào quá trình sinh hoá của các thể sinh vật và thường tích luỹ trong

cơ thể chúng Vì vậy, chúng là các nguyên tố độc hại với sinh vật Hiện tượng nước bị ô nhiễm kim loại nặng thường gặp trong các lưu vực nước gần các khu công nghiệp, các thành phố lớn và khu vực khai thác khoáng sản Ô nhiễm kim loại nặng biểu hiện ở nồng

độ cao của các kim loại nặng trong nước Trong một số trường hợp, xuất hiện hiện tượng chết hàng loạt cá và thuỷ sinh vật

Nguyên nhân chủ yếu gây ô nhiễm kim loại nặng là quá trình đổ vào môi trường nước nước thải công nghiệp và nước thải độc hại không xử lý hoặc xử lý không đạt yêu cầu Các nguồn chính thải ra các kim loại nặng này là từ các nhà máy cơ khí, nhà máy luyện kim, nhà máy mạ và các nhà máy hóa chất Tác động của kim loại nặng tới môi trường sống là rất lớn, tuy nhiên hiện nay ở Việt Nam việc xử lý các nguồn nước thải chứa kim loại nặng từ các nhà máy vẫn chưa có sự quan tâm đúng mức Bởi các nhà máy

ở Việt Nam thường là có quy mô sản xuất vừa và nhỏ do vậy khả năng đầu tư vào các hệ thống xử lý nước thải là hạn chế Hầu hết các nhà máy chưa có hệ thống xử lý hoặc hệ thống xử lý quá sơ sài do vậy nồng độ kim loại nặng của các nhà máy thải ra môi trường thường là các hệ thống sông, hồ đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép Theo đánh giá của một số các công trình nghiên cứu hầu hết các sông, hồ ở hai thành phố lớn là Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh, và một số thành phố có các khu công nghiệp lớn như Bình Dương nồng độ kim loại nặng của các sông ở các khu vực này đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép từ 3 đến 4 lần Có thể kể đến các sông ở Hà Nội như sông Tô lịch, sông Nhuệ (nơi có nhiều nhà máy công nghiệp), ở thành phố Hồ Chí Minh là sông Sài Gòn và kênh Nhiêu Lộc, kênh Sài Gòn

Ô nhiễm nước bởi kim loại nặng có tác động tiêu cực tới môi trường sống của sinh vật và con người Kim loại nặng tích luỹ theo chuỗi thức ăn thâm nhập và cơ thể người

Trang 14

Nước mặt bị ô nhiễm sẽ lan truyền các chất ô nhiễm vào nước ngầm, vào đất và các thành phần môi trường liên quan khác Để hạn chế ô nhiễm nước, cần phải tăng cường biện pháp xử lý nước thải công nghiệp, quản lý tốt vật nuôi trong môi trường có nguy cơ bị ô nhiễm như nuôi cá, trồng rau bằng nguồn nước thải

3 Hậu quả ô nhiễm kim loại nặng

3.1 Ảnh hưởng tới môi trường

Tác động của kim loại nặng tới môi trường nước có thể theo các hướng sau:

 Độc hại đối với cá và các sinh vật thủy sinh khác

 Tác động xấu tới chất lượng hệ thống cống rãnh

 Ảnh hưởng xấu tới quá trình xử lý sinh học

 Làm ô nhiễm nước mặt và nước ngầm

3.2 Ảnh hưởng tới con người

3.2.1 Sức khỏe con người

Các kim loại nặng có trong nước là cần thiết cho sinh vật và con người vì chúng là những nguyên tố vi lượng mà sinh vật cần tuy nhiên với hàm lượng cao nó lại là nguyên nhân gây độc cho con người, gây ra nhiều bệnh hiểm nghèo như ung thư, đột biến Đặc biệt đau lòng hơn là nó là nguyên nhân gây nên những làng ung thư

Bảng 1.3 Tiêu chuẩn bộ y tế về giới hạn hàm lượng kim loại nặng trong nước

ăn uống

( Nguồn : Tiêu chuẩn vệ sinh ăn uống Ban hành kèm theo Quyết định của Bộ trưởng Bộ

Y tế số 1329/ 2002/BYT/QÐ ngày 18 / 4 /2002 )

Trang 15

Một số chất tẩy rửa gia dụng có chứa các tác nhân tạo phức mạnh (như EDTA, NTA) khi thải ra cũng góp phần làm tăng khả năng phát tán của kim loại nặng

Các kim loại nặng có mặt trong nước, đất qua nhiều giai đoạn khác nhau trước sau cũng đi vào chuỗi thức ăn của con người Chẳng hạn các vi sinh vật có thể chuyển thuỷ ngân (Hg) thành hợp chất metyl thủy ngân (CH3)2Hg, sau đó qua động vật phù du, tôm, cá mà thuỷ ngân đi vào thức ăn của con người Sự kiện ngộ độc hàng loạt ở Vịnh Manimata (Nhật Bản) năm 1953 là một minh chứng rất rõ về quá trình nhiễm thủy ngân

từ công nghiệp vào thức ăn của con người

Khi đã nhiễm vào cơ thể, kim loại nặng (ví dụ thuỷ ngân) có thể tích tụ lại trong các

mô Đồng thời với quá trình đó cơ thể lại đào thải dần kim loại nặng Nhưng các nghiên cứu cho thấy tốc độ tích tụ kim loại nặng thường nhanh hơn tốc độ đào thải rất nhiều Thời gian để đào thải được một nửa lượng kim loại nặng khỏi cơ thể được xác định bằng khái niệm chu kỳ bán thải sinh học (biologocal half - life), tức là qua thời gian đó nồng

độ kim loại nặng chỉ còn một nửa so với trước đó, ví dụ với thuỷ ngân chu kỳ này vào khoảng 80 ngày, với cadimi là hơn 10 năm Điều này cho thấy cadimi tồn tại rất lâu trong

cơ thể nếu bị nhiễm phải

Tóm lại cơ chế nhiễm độc của các kim loại nặng rất đa dạng và phức tạp và hiện nay vẫn đang được tiếp tục nghiên cứu cả về lĩnh vực bệnh học và điều trị

4 Các biện pháp xử lí

4.1 Xử lý nước thải chứa kim loại nặng bằng phương pháp hóa lý

Bằng con đường xử lý hóa học người ta có thể loại trừ kim loại nặng ra khỏi nước thải Với các nguồn nước thải công nghiệp có nồng độ kim loại nặng cao và pH cực đoan thì việc xử lý chúng bằng các phương pháp hóa lý là rất ưu thế

Trang 16

Bảng 1.4 pH thích hợp cho việc kết tủa các kim loại ( Nguồn : www.ctu.edu.vn)

 Phương pháp trao đổi ion

 Phương pháp keo tụ

 Phương pháp hấp phụ bằng than hoạt tính

 Kỹ thuật màng

 Phương pháp điện hóa

4.2 Xử lý nước thải chứa kim loại nặng bằng phương pháp sinh học

Cơ sở của phương pháp này là hiện tượng nhiều loài sinh vật (thực vật thủy sinh, tảo, nấm, vi khuẩn ) có khả năng giữ lại trên bề mặt hoặc thu nhận vào bên trong các tế bào của cơ thể chúng các kim loại nặng tồn tại trong đất và nước (hiện tượng hấp thu sinh học-biosorption)

4.2.1 Sử dụng thực vật:

Bảng 1.5 Một số loài thực vật có khả năng tích lũy kim loại nặng cao

(Barcelo J., and Poschenrieder C 2003)

Trang 17

4.2.2 Sử dụng các vật liệu sinh học

Bọt biển hút kim loại

Vật liệu này là một gel khí - một dạng xốp rắn làm từ một loại gel mà ở đó hầu hết thành phần lỏng đã được thay thế bằng khí

Các gel khí chứa những hợp chất nặng, có sunfua hoặc selen thay cho ôxy

4.2.3 Sử dụng vi tảo

Những ƣu thế:

Người ta đã phát hiện rằng nhiều loại sinh khối có thể hấp thu (sorption) kim loại nặng trong nước, trong số đó có sinh khối vi tảo Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng sinh khối sống và chết của các loại vi tảo để hấp thu kim loại nặng có những ưu thế đặc biệt:

 Nhiều loại vi tảo có khả năng thu nhận kim loại nặng ở mức độ cao, nồng

độ kim loại nặng tích lũy bên trong các cấu trúc tế bào của chúng có thể cao gấp hàng

nghìn lần nồng độ trong tự nhiên

 Diện tích bề mặt riêng của sinh khối vi tảo vô cùng lớn làm cho chúng rất

hiệu quả trong việc loại trừ và tái thu hồi kim loại nặng trong nước thải

 Sự hấp thu sinh học các ion kim loại nhờ tảo tốt hơn so với sự kết tủa hóa học ở khả năng thích nghi với sự thay đổi pH và nồng độ kim loại nặng; tốt hơn phương pháp trao đổi ion và thẩm thấu ngược ở khả năng nhạy cảm với sự hiện diện của chất rắn

lơ lửng, các chất hữu cơ, và sự hiện diện của các kim loại khác

 Có khả năng xử lý với một thể tích lớn nước thải với tốc độ nhanh

 Có tính chọn lọc cao nên nồng độ kim loại nặng còn lại sau xử lý sinh học

có thể chỉ còn thấp hơn 1ppm trong nhiều trường hợp

 Hệ thống xử lý sinh học không cần các thiết bị hóa chất đắt tiền, dễ vận hành, phù hợp với các điều kiện hóa lý khác nhau nên giá thành thấp (chỉ bằng khoảng

1/10 giá thành của phương pháp trao đổi ion)

 Trong hoạt động quang hợp của mình, vi tảo còn thu nhận một lượng lớn khí CO2, các muối dinh dưỡng, có tác dụng làm giảm hiệu ứng nhà kính, ngăn ngừa và khắc phục tình trạng phì dưỡng (eutrophication) của môi trường nước

Trang 18

Chính vì thế vi tảo có thể là một lựa chọn đơn giản và hiệu quả để loại trừ kim loại nặng

trong nước thải công nghiệp

Những thách thức

 Thách thức lớn nhất đối với việc sử dụng vi tảo để loại trừ kim loại nặng trong nước thải là khả năng hấp thu kim loại nặng của các loài tảo khác nhau là rất khác nhau Trong số hàng ngàn loài vi tảo đã được phân loại thì mới chỉ có rất ít loài được nghiên cứu về khả năng thu nhận kim loại nặng của chúng Việc tìm kiếm, chọn lọc những chủng, loài tảo có khả năng hấp thu mạnh mẽ kim loại nặng là một nhiệm vụ to lớn của các nhà nghiên cứu hiện nay Trạng thái của sinh khối tảo, cách thức tiền xử lý sinh khối trước khi đem hấp thu kim loại nặng cũng có những ảnh hưởng quan trọng tới năng lực hấp thu Vì lý do thương mại, các chủng tảo có khả nãng hấp thu kim loại nặng

cao và phương pháp tiền xử lý sinh khối thường không được công bố

 Do kích thức nhỏ nên việc thu hồi sinh khối vi tảo từ môi trường xử lý là khá khó khăn Hiện đây vẫn là một công đoạn tốn kém nhất Giải pháp cho vấn đề này có thể là sử dụng các tế bào vi tảo được cố định trong các chất mang như: silicagel, polyacrylamide, polyvinyl, polyurethane, agar, alginat, carrageenan, chitosan Rất nhiều

nghiên cứu hiện đang triển khai theo hướng này

 Các nguồn nước thải có chứa kim loại nặng trong nhiều trường hợp còn chứa nhiều thành phần hóa học khác có độc tính cao với các sinh vật sống vì vậy cần phải tiến hành xử lý sơ bộ trước khi đưa tảo vào để xử lý kim loại nặng Có thể nói rằng vi tảo chỉ thực hiện một số công đoạn trong quá trình xử lý nước thải, chủ yếu là tham gia vào

giai đoạn xử lý cấp II và cấp III (Nguồn : Xử lý ô nhiễm một số kim loại nặng trong nước

thải công nghiệp bằng phương pháp sinh học Đặng Đình Kim.)

5 Tình hình nghiên cứu sử dụng vi tảo để xử lý kim loại nặng ở Việt Nam và trên thế giới

Ở Việt Nam hiện nay, quy mô và mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong nước thải công nghiệp đang gia tăng với tốc độ đáng lo ngại Việc áp dụng các biệp pháp hóa - lý như đã nêu thường có giá thành cao, khiến nhiều hoạt động công nghiệp vẫn tiếp tục thải nước thải chứa kim loại nặng vào môi trường

Trang 19

Các điều tra cho thấy các nhà máy ô tô, sản xuất pin và ắc qui, nhà máy thuộc da, các xí nghiệp mạ thải nước thải chứa các kim loại nặng nguy hiểm như Ni, Cr, Fe, Hg,

Cu, Pb Vì vậy nghiên cứu sử dụng vi tảo để loại trừ kim loại nặng trong nước thải công nghiệp ở nước ta là một hướng công nghệ đáng được quan tâm Tuy nhiên đây là một lĩnh vực còn rất mới mẻ ở Việt Nam

Trên thế giới, vấn đề xử lí kim loại nặng bằng vi tảo đã được ngiên cứu từ khá lâu

Tuy nhiên, trong số hàng ngàn loài tảo khác nhau thì 2 loài: Chlorella pyrenoidosa và Spirulina platensis là được nghiên cứu nhiều nhất và hiệu quả xử lí cũng khá cao Người

ta đã phát hiện ra khả năng hấp thụ kim loại nặng của các loài tảo thuộc chi Chlorella, Stichococcus, Anabaena, Aphanocapsa, Nostoc Khả năng hấp thụ kim loại nặng của

một số loài vi tảo là vô cùng lớn

Ngày nay, việc sử dụng tảo để hấp thụ kim loại nặng đang là 1 hướng đi có triển

vọng trong tương lai Theo nghiên cứu của Garnham và cộng sự, 1992 thì tảo Chlorella

sinh trưởng tốt trong các nguồn nước thải đã được nghiên cứu trong giải COD dao động

từ 200-700 mg/L Trong các nghiên cứu khác (A.Grimm và cộng sự, 2008) của tảo

Chlorella phát triển tốt nhất trong nước thải sinh hoạt với giải COD từ 200-400 mg/L,

sinh khối đạt 400-1000mg tảo khô/sau 5-6 ngày.Tảo Chlorella thể hiện khả năng phân hủy COD và BOD rất cao đối với nước thải sinh hoạt trong điều kiện nuôi trong các bể ở

điều kiện phòng thí nghiệm COD giảm 84%, BOD giảm 90% Tảo Chlorella có khả

năng loại bỏ N-NH4+, PO43-của nước thải sinh hoạt rất cao Giá trị các chỉ số này trong nước sau xử lý đạt TCVN 5942-1995 về nước mặt trong những thí nghiệm trong phòng thí nghiệm N-NH4+ giảm 99% ,PO43- giảm 98%

Năm 2002, C-J Tien đã nghiên cứu khả năng hấp thụ kim loại nặng của sinh hối tảo

sống Chlorella vulgaris Kết quả thu được như sau: hiệu suất hấp thụ Cu2+ tối đa đạt được là 80% (nồng độ Cu2+ là 0.4 mg/L) Hiệu suất hấp thụ Pb2+ đạt tối đa là 87% (nồng

độ Pb2+ là 200 mg/L) Tuy nhiên hiệu suất hấp thụ Cd2+ thấp, chỉ đạt tối đa là 23% tại nồng độ Cd2+ là 2 mg/L

Trang 20

Năm 2004, Solicio và cộng sự đã thí nghiệm khả năng hấp thụ Cu2+ trên sinh khối

tảo sống và sinh khối tảo khô Spirulina platensis, kết quả là hiệu suất hấp thụ Cu2+ tối đa lên đến 95% trong thời gian từ 4 đến 6h

Năm 2005, theo nghiên cứu của Abu Al-Rub và cộng sự, tảo Chlorella có khả năng

hấp thụ Cu và Zn trong môi trường nước thải tổng hợp Hiệu quả loại bỏ Cu đạt 94-95% sau 20 ngày và hiệu quả loại bỏ Zn đạt 97% sau 16 ngày

Thử nghiệm cố định tế bào tảo Chlorella pyrenoidosa và Spirulina platensis trên

các chất mang khác, xây dựng được phương pháp cố định tế bào vi tảo (Chlorella và Spirulina) trên các chất mang khác nhau như polyurethane, agar và carageenan Tế bào tảo sau khi cố định vẫn có khả năng hoạt động sống bình thường trong một thời gian dài

Sự hấp thụ kim loại nặng phụ thuộc trạng thái của tảo: khi đói dinh dưỡng có khả năng

hấp thụ cao hơn ( Stark, P.C., Rayson, G.D., 2000.)

Vi tảo thực sự có khả năng hấp thụ cao đối với các ion kim loại nặng, sử dụng chúng để xử lý nước thải ô nhiễm kim loại nặng có những ưu thế đặc biệt Tuy nhiên, việc tìm kiếm, chọn lọc những chủng, loài tảo có khả năng hấp thu mạnh mẽ kim loại

nặng là một nhiệm vụ to lớn của các nhà nghiên cứu hiện nay Đối tượng Nanochloropsis oculata là đối tượng còn khá mới mẻ trong vấn đề xử lí kim loại nặng Do đó, mục tiêu

của luận văn này là khảo sát khả năng hấp thụ Cu2+ của vi tảo Nanochloropsis Oculata

Nhiệm vụ của đề tài luận văn bao gồm:

- Khảo sát khả năng hấp thụ Cu2+ tại các nồng độ khác nhau, ứng với các nồng

độ tảo khác nhau của sinh khối tảo sống và sinh khối khô

- So sánh khả năng hấp thụ của tảo sống và tảo chết

- Thử nghiệm: sử dụng tảo N.oculata để hấp thụ Cu2+ trong nước thải

Trang 21

CHƯƠNG II VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1 Nguyên liệu và hóa chất

1.1 Nguyên liệu

Giống: tảo Nanochloropsis oculata do bộ môn công nghệ sinh học trường Bách

Khoa TP.HCM cung cấp, được bảo quản ở nhiệt độ 4oC

1.2 Hóa chất

Các hóa chất được sử dụng trong nghiên cứu này có độ tinh khiết cao Danh mục các hóa chất tham khảo ở phần phụ lục

2 Môi trường nuôi cấy

Môi trường : cũng giống như nhiều loài tảo khác, N.oculata cần nhiều chất cho sự

sinh trưởng như: Cacbon, Nitơ, Photpho,…Nhưng quan trọng hơn cả phải kể đến 2 nguyên tố Nitơ và Photpho Hai nguyên tố này được hấp thu chủ yếu dưới dạng NH4+ và

PO43- Thành phần môi trường được chú thích ở phần phụ lục

Máy móc và thiết bị nghiên cứu

Trong quá trình nghiên cứu, các thiết bị, máy móc đã được sử dụng có độ chính xác cao tại phòng thí nghiệm Công nghệ sinh học bao gồm: kính hiển vi, cân kỹ thuật 2 số

và 4 số , máy đo pH, tủ sấy, nồi khử trùng, máy ly tâm, máy đồng hóa v.v…

3 Phương pháp thí nghiệm

Trang 22

Sơ đồ thí nghiệm:

3.1 Phương pháp nuôi cấy

Tùy lượng sinh khối tảo sử dụng mà phải nuôi qua nhiều cấp Mỗi cấp nhân sinh khối tăng 10-15 lần

Nuôi cấy cấp 1: Hút 20ml ( khoảng 10% thể tích môi trường) từ ống giống cấy vào

200 ml môi trường dinh dưỡng trong bình nước biển 400 ml, tiến hành ở điều kiện

vô trùng (tủ hút với đèn cực tím); nút bông và bao kín lại bằng giấy báo, để ở nhiệt độ phòng và chiếu sáng liên tục trong 3 ngày

Nuôi cấy cấp 2 để thu sinh khối: chuẩn bị 8 bình nước biển chứa 200ml môi trường KUN Hút 20ml từ bình nuôi cấy cấp 1 vào lần lượt 8 bình trên Nuôi ở nhiệt độ phòng và chiếu sáng trong 7-10 ngày Thu sinh khối

3.2 Phương pháp thu nhận sinh khối

Đối với sinh khối tảo sống:

thu Cu2+ đối với tảo chết

Sinh khối tảo sống Sinh khối tảo khô

Khảo sát khả năng hấp thu Cu2+ đối với tảo sống

Trang 23

Thu sinh khối tảo N.oculata bằng phương pháp ly tâm lạnh 4oC Chú ý: do tảo N.oculata phát triển dưới đáy bình nên để tiết kiệm lượng dịch tảo cần ly tâm thì trước đó cần gạn bớt phần nước trong bên trên Sau đó dich còn lại đem ly tâm 5000rpm trong 10 phút Bỏ phần dịch trong thu phần bã, đem hòa tan trong nước cất Sau đó, đếm số lượng

tế bào Đếm 3 lần, lấy giá trị trung bình

Đếm số lượng tế bào bằng buồng đếm hồng cầu Mật độ vi sinh vật đơn bào có kích thước lớn như tảo có thể xác định trực tiếp bằng buồng đếm trên kính hiển vi

Buồng đếm hồng cầu thường là một phiến kính dày 2-3 mm có một vùng đĩa đếm nằm giữa phiến kính và được bao quanh bởi một rãnh Đĩa đếm thấp hơn bề mặt của phiến kính khoảng 1/10 mm, có hình tròn vì thế khi được phủ lên bằng một lá kính thì độ sâu của đĩa đếm sẽ đồng đều nhau Vùng đĩa đếm có diện tích 1 mm2 và được chia thành

16 ô vuông lớn có diện tích mỗi ô là 1/16 mm2 và 256 ô vuông nhỏ hơn, mỗi ô có diện tích 1/256 mm2

Khi thực hiện quan sát và đếm vi sinh vật, cho thêm vài giọt formalin vào trong mẫu, trộn đều Pha loãng mẫu cần đếm sao cho trong mỗi ô nhỏ của buồng đếm có khoảng 5-10 tế bào vi sinh vật Để đạt được độ pha loãng như vậy cần phải ước lượng số lượng vi sinh trong mẫu, đồng thời phải thử vài lần trong quá trình pha loãng Đặt một giọt mẫu được pha loãng vào vùng đếm trên buồng đếm ở khu vực buồng đếm Chỉnh thị trường sao cho thị trường chứa trọn một ô lớn (4 x 4 = 16 ô nhỏ) Đếm số tế bào hiện diện trong một ô lớn Sau đó, chỉnh thị trường tìm ô lớn khác Đếm số tế bào của ít nhất 5

Trong đó: N – số lượng tế bào trong 1 ml mẫu

a- Số tế bào trong 5 ô vuông lớn b- Số ô vuông nhỏ trong 5 ô vuông lớn

Trang 24

n- là độ pha loãng mẫu

Hình 2.1 Cách đếm tế bào trong buồng đếm

Đối với sinh khối khô:

Đối với sinh khối khô cũng làm tương tự như trên Dịch nuôi cấy cấp 2 đem ly tâm

5000 rpm trong 10 phút Sau khi ly tâm, dịch nuôi cấy được tách thành 2 phần: phần dịch trong và phần bã Phần dịch trong bị gạn bỏ chỉ thu phần bã, sau đó đem sấy ở 50-60oC trong 12h Lượng tảo khô thu được có khối lượng 0.4g toàn bộ lượng tảo khô thu được đem hòa tan trong 1L nước cất thu được dung dịch tảo có nồng độ 0.4g/l

Từ dung dịch tảo ở trên đem đếm số lượng tế bào bằng buồng đếm hồng cầu Xác định số tế bào tảo khô/mL

Số lượng tế bào trong sinh khối tảo sống và khô phải bằng nhau Do đó, dung dịch sinh khối tảo khô hoặc tảo sống cần pha loãng theo tỉ lệ cần thiết

3.3 Phương pháp khảo sát khả năng hấp thụ Cu 2+ của sinh khối tảo sống

Trang 25

5ml sinh khối tảo khô ( ướt) và 10mL dung dịch Cu2+ có nồng độ Cu2+ tương ứng là:

40, 80, 160, 320mg/L Sau 10 phút, hỗn hợp được đem ly tâm 5000rpm, 5 phút Phần dịch trong được tách riêng ra để xác định hàm lượng Cu2+ chưa được hấp thụ bằng phương pháp EDTA Làm tương tự sau các khoảng thời gian 20’, 30’, 40’, 50’, 1h, 2h, 3h, 4h Lặp lại các thí nghiệm 2 lần, lấy giá trị trung bình

Cân pha dung dịch chuẩn EDTA 0.01M: cân 1.8612g EDTA trong nước cất, cho vào bình định mức 500 ml Bảo quản bình thủy tinh màu nâu

EDTA (axit etylen điamintetraaxetic, H4Y) là thuốc thử được ứng dụng rộng rãi trong phương pháp chuẩn độ tạo phức Phương pháp chuẩn độ sử dụng EDTA làm thuốc thử được gọi là phương pháp chuẩn độ complexon Người ta thường dùng EDTA dưới dạng muối đinatri Na2H2Y, thường gọi là complexon III (nhưng vẫn quen quy ước là EDTA) EDTA tạo phức bền với các cation kim loại và trong hầu hết các trường hợp phản ứng tạo phức xảy ra theo tỉ lệ 1:1

Trang 26

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ

1 Ảnh hưởng của nồng độ Cu 2+

1.1 Sinh khối tảo sống:

Hiệu suất hấp thụ Cu 2+ tăng dần theo thời gian và đạt tối ưu tại 60 phút Khả năng hấp thụ cao nhất đạt tại nồng độ Cu 2+ 80mg/L

Ảnh hưởng của nồng độ Cu2+

đến hiệu suất hấp thụ Cu2+ của sinh khối tảo sống được nghiên cứu trong điều kiện: nồng độ Cu2+ khảo sát 40 mg/L, 60 mg/L, 80 mg/L, 100 mg/L, 160 mg/L, 320 mg/L, nhiệt độ phòng Thời gian thay đổi từ 10, 20, 30, 40, 50, 60,

120, 180, 240 phút Kết quả thu được thể hiện ở các hình 3.1, 3.2, 3.3, 3.4

Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn hiệu suất theo thời gian của sinh khối tảo sống

Hình 3.1 cho thấy, hiệu suất hấp thụ Cu2+ tăng dần khi tăng thời gian và đạt tối ưu ở thời điểm 60 phút Sau đó càng tăng thời gian thì hiệu suất càng giảm Hiệu suất hấp thụ

Cu2+ tối đa của sinh khối tảo sống khi nồng độ Cu2+ là 80 mg/L và đạt 57.33% ở 60 phút

 Nồng độ sinh khối tảo sống : 0.2 g/L

Trang 27

Hiệu suất hấp thụ thấp nhất tại nồng độ Cu2+ là 40 mg/L Tại thời điểm 60 phút là điểm tối ưu được chọn để hấp thụ lượng Cu2+ nồng độ 80 mg/L đối với sinh khối tảo sống

100 mg/l

160 mg/l

320 mg/l

Hình 3.2 cho thấy, hiệu suất hấp thụ Cu2+ tăng dần khi tăng thời gian và đạt tối ưu tại 60 phút Sau đó càng tăng thời gian thì hiệu suất càng giảm Hiệu suất hấp thụ Cu2+tối đa của sinh khối tảo sống khi nồng độ Cu2+ là 80 mg/L và đạt 60% ở 60 phút Hiệu

Nồng độ sinh khối tảo sống : 0.4 g/L

Trang 28

suất hấp thụ thấp nhất tại nồng độ Cu2+ là 40 mg/L Tại thời điểm 60 phút là điểm tối ưu được chọn để hấp thụ lượng Cu2+

nồng độ 80 mg/L đối với sinh khối tảo sống

Hình 3.3 cho thấy, hiệu suất hấp thụ Cu2+ tăng dần khi tăng thời gian và đạt tối ưu ở thời điểm 60 phút Sau đó thời gian càng tăng thì hiệu suất càng giảm Hiệu suất hấp thụ

Cu2+ tối đa của sinh khối tảo sống khi nồng độ Cu2+ là 80 mg/L và đạt 60.91% ở 60 phút

Nồng độ sinh khối tảo sống : 0.6 g/L

Trang 29

Hiệu suất hấp thụ thấp nhất tại nồng độ Cu2+ là 40 mg/L Tại thời điểm 60 phút là điểm tối ưu được chọn để hấp thụ lượng Cu2+ nồng độ 80 mg/L đối với sinh khối tảo sống

Hình 3.4 cho thấy, hiệu suất hấp thụ Cu2+ tăng dần khi tăng thời gian và đạt tối ưu

ở thời điểm 60 phút Sau đó càng tăng thời gian thì hiệu suất càng giảm Hiệu suất hấp thụ Cu2+ tối đa khi nồng độ Cu2+ là 80 mg/L và đạt 68% ở 60 phút Hiệu suất hấp thụ thấp nhất tại nồng độ Cu2+ là 40 mg/L Vì vậy, thời gian 60 phút được chọn làm điểm tối ưu

để xử lí nước có chứa nồng độ Cu2+

là 80 mg/L

[tảo] (g/L) [Cu2+] (mg/L) Thời gian (phút) Hiệu suất (%) Lượng Cu2+

hấp thụ mg/mL tảo sống

Trang 30

Lượng Cu2+ hấp thụ đạt tối đa 0.11mg/ mL tảo sống tại thời gian 60 phút, nồng độ

Cu2+ 80 mg/L, nồng độ tảo 0.8 g/L

1.2 Sinh khối tảo khô:

Hiệu suất hấp phụ Cu 2+ tăng dần khi tăng thời gian và đạt tối ưu tại 40 phút Khả năng hấp phụ cao nhất đạt tại nồng độ Cu 2+ mg/L

Ảnh hưởng của nồng độ Cu2+ đến hiệu suất hấp phụ Cu2+ của sinh khối khô được nghiên cứu trong điều kiện: nồng độ Cu2+ khảo sát 20 mg/L, 40 mg/L, 60 mg/L, 80 mg/L,

160 mg/L, 320 mg/L, nhiệt độ phòng Thời gian thay đổi từ 10, 20, 30, 40, 50, 60, 120,

180, 240 phút Kết quả thu được thể hiện ở các hình 3.5, 3.6, 3.7, 3.8

Hình 3.5 cho thấy, hiệu suất hấp phụ Cu2+ tăng dần khi tăng thời gian và đạt tối ưu

ở thời điểm 40 phút Sau đó càng tăng thời gian thì hiệu suất càng giảm Hiệu suất hấp

Nồng độ sinh khối tảo khô : 0.2 g/L

Trang 31

phụ Cu2+ tối đa khi nồng độ Cu2+ là 40 mg/L và đạt 15.41% ở 40 phút Hiệu suất hấp phụ thấp nhất tại nồng độ Cu2+ là 20 mg/L Tại thời điểm 40 phút là điểm tối ưu được chọn để hấp phụ lượng Cu2+ nồng độ 40 mg/L đối với sinh khối tảo khô

Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn hiệu suất theo thời gian của sinh khối khô

ở thời điểm 40 phút Sau đó càng tăng thời gian thì hiệu suất càng giảm Hiệu suất hấp phụ Cu2+ tối đa khi nồng độ Cu2+ là 40 mg/L và đạt 20.92% ở 40 phút Hiệu suất hấp phụ

Nồng độ sinh khối tảo khô: 0.4 g/L

Trang 32

thấp nhất tại nồng độ Cu2+ là 20 mg/L Tại thời điểm 40 phút là điểm tối ưu được chọn để

hấp phụ lượng Cu2+ nồng độ 40 mg/L đối với sinh khối tảo khô

Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn hiệu suất theo thời gian của sinh khối khô

Hình 3.7 cho thấy, hiệu suất hấp phụ Cu2+ tăng dần khi tăng thời gian và đạt tối ưu ở

thời điểm 40 phút Sau đó càng tăng thời gian thì hiệu suất càng giảm Hiệu suất hấp phụ

Cu2+ tối đa khi nồng độ Cu2+ là 40 mg/L và đạt 20% ở 40 phút Hiệu suất hấp phụ thấp

Trang 33

nhất tại nồng độ Cu2+ là 20 mg/L Tại thời điểm 40 phút là điểm tối ưu được chọn để hấp

phụ lượng Cu2+ nồng độ 40 mg/L đối với sinh khối tảo khô

Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn hiệu suất theo thời gian của sinh khối tảo khô

ở thời điểm 40 phút Sau đó thời gian càng tăng thì hiệu suất càng giảm Hiệu suất hấp

Trang 34

thấp nhất tại nồng độ Cu2+ là 20 mg/L Tại thời điểm 40 phút là điểm tối ưu được chọn để

hấp phụ lượng Cu2+ nồng độ 40 mg/L đối với sinh khối tảo khô

[tảo] (g/L) [Cu2+] (mg/L) Thời gian

(phút) Hiệu suất (%)

Lượng Cu2+ hấp phụ g/g tảo khô

Quá trình hấp thụ chủ yếu trong khoảng 1h đầu tiên ( đối với sinh khối tảo sống) và

trong khoảng 40 phút đầu tiên ( đối với sinh khối khô) Khi nồng độ Cu2+ ban đầu thay

đổi từ 40 đến 80 mg/l, hiệu suất hấp thụ tỉ lệ thuận với nồng độ Với nồng độ Cu2+

ban

đầu 80 mg/l khả năng hấp thụ cao nhất đối với sinh khối tảo sống với nồng độ Cu2+

ban

đầu 40 ml/l khả năng hấp phụ cao nhất đối với sinh khối khô

2 Ảnh hưởng của nồng độ tảo N.oculata

2.1 Sinh khối tảo sống:

Hiệu suất hấp thụ Cu 2+ tỷ lệ thuận với nồng độ tảo và đạt cực đại tại 0.8g/L

Ảnh hưởng của nồng độ tảo N.oculata đến hiệu suất hấp thụ Cu2+ của vi tảo

N.oculata được nghiên cứu trong điều kiện: nồng độ tảo sống: 0.2 g/L, 0.4 g/L, 0.6 g/L,

Trang 35

và 0.8 g/L ,thời gian khảo sát là 10, 20, 30, 40, 50, 60, 120, 180, 240 phút Nồng độ Cu2+

Hình 3.9 Ảnh hưởng của nồng độ tảo sống đến khả năng hấp thụ Cu 2+ theo thời gian

Nồng độ Cu2+ : 40 mg/L

Trang 36

Hình 3.9 cho thấy, sinh khối tảo sống ở nồng độ 0.8 g/L thì hiệu suất hấp thụ Cu2+

đạt cao nhất và đạt 46.67% tại 60 phút (cao gấp 1.6 lần so với sinh khối tảo sống nồng độ 0.6 g/L, cao gấp 1.8 lần so với nồng độ 0.4 g/L và gấp 2 lần so với nồng độ 0.2 g/L)

Hình 3.10 Ảnh hưởng của nồng độ tảo đến khả năng hấp thụ Cu 2+ theo thời gian

Nồng độ Cu2+ : 60 mg/L

Trang 37

Hình 3.10 cho thấy, sinh khối tảo sống ở nồng độ 0.8 g/L thì hiệu suất hấp thụ

Cu2+ đạt cao nhất và đạt 68% tại 60 phút (cao gấp 1.25 lần so với sinh khối tảo sống nồng

độ 0.6 g/L, cao gấp 1.32 lần so với nồng độ 0.4 g/L và gấp 1.42 lần so với nồng độ 0.2

Hình 3.11 Ảnh hưởng của nồng độ tảo đến khả năng hấp thụ Cu 2+ theo thời gian

Nồng độ Cu2+ : 80 mg/L là nồng độ tối ưu

Định dạng
Số trang	74
Dung lượng	1,32 MB