NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG HẠT CÂY CHÙM NGÂY (MORINGA OLEIFERA) ĐỂ LÀM TRONG NƯỚC TẠI VIỆT NAM potx

TẠP CHÍ KHOA HỌC, Đại học Huế, Tập 75A, Số 6, (2012), 153-164 153 NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG HẠT CÂY CHÙM NGÂY (MORINGA OLEIFERA) ĐỂ LÀM TRONG NƯỚC TẠI VIỆT NAM Võ Hồng Thi, Hoàng Hưng, Lương Minh Khánh Khoa Môi trường và Công nghệ sinh học, Đại học Kỹ thuật công nghệ TpHCM (HUTECH) Tóm tắt. Hiệu quả làm trong nước của hạt cây chùm ngây (Moringa oleifera) tại Việt Nam được khảo sát bằng một loạt thực nghiệm thực hiện bằng thiết bị jar test trên các mẫu nước đục nhân tạo và tự nhiên. Độ đục ban đầu của 6 mẫu nước nhân tạo nằm trong khoảng 50NTU đến 300NTU, còn của 3 mẫu nước tự nhiên trong khoảng 44NTU đến 170NTU. Kết quả nghiên cứu cho thấy hạt cây chùm ngây trồng và thu hái ở Việt Nam có khả năng làm giảm trên 80% độ đục của nước nhân tạo, ngay cả khi độ đục ban đầu chỉ là 50NTU. Trong giới hạn khảo sát, nước càng đục thì hiệu quả giảm độ đục của hạt chùm ngây càng cao ở cùng một ngưỡng nồng độ hạt chùm ngây, và nồng độ tối ưu cần sử dụng của dịch chiết chùm ngây gần như tuyến tính với độ đục ban đầu của nước cần xử lý. Khi sử dụng hạt chùm ngây để thực hiện quá trình keo tụ với nước sông, hiệu quả giảm độ đục đạt được khoảng 50% đối với nước đục trung bình (44NTU) nhưng lên tới 76% với nước đục nhiều (170NTU). Do độ đục tại phần lớn các sông chính ở Việt Nam quanh năm đều trên 50NTU, việc làm trong nước bằng hạt chùm ngây có thể coi là phương pháp khá phù hợp với quy mô hộ gia đình cho cộng đồng nông thôn Việt Nam. Từ khóa: chùm ngây (Moringa oleifera), chất keo tụ, độ đục, xử lý nước. 1. Đặt vấn đề Trong kỹ thuật xử lý nước, keo tụ và tạo bông là quá trình quan trọng để giảm thiểu độ đục và một phần vi sinh vật trong nước tự nhiên cũng như góp phần làm tăng hiệu quả của các quá trình xử lý tiếp theo như lắng, lọc, khử trùng… Cho đến nay, các chất keo tụ và tạo bông như muối nhôm các loại và polymer hữu cơ tổng hợp các loại vẫn được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống xử lý nước [1]. Tuy nhiên, một số nghiên cứu gần đây đã nêu lên các vấn đề khi sử dụng các hóa chất trên, như bệnh Alzheimer ở người cao tuổi được xác nhận là có liên quan đến dư lượng nhôm trong nước sinh hoạt [2], [3] hay nhiều loại polymer tổng hợp có độc tính đã bị cấm sử dụng tại Nhật Bản và Thụy Sỹ [4]. Trên một góc độ khác, ở khu vực nông thôn tại các quốc gia đang phát triển, chi phí xử lý nước khi dùng muối nhôm vẫn còn khá cao đối với nhiều hộ dân [5] là nguyên nhân chính khiến nước sạch không tới được với tất cả mọi người. Do đó, gần đây các nhà nghiên cứu đã quan tâm nhiều hơn đến các chất keo tụ 154 Nghiên cứu sử dụng hạt cây chùm ngây… tự nhiên nguồn gốc thực vật như một giải pháp dần thay thế hoặc thay thế một phần các chất keo tụ nhân tạo. Trong số các vật liệu tự nhiên đã được thử nghiệm, hạt cây chùm ngây (Moringa oleifera) đã chứng tỏ là một trong các chất keo tụ ứng dụng trong xử lý nước có hiệu quả nhất. Loại cây này có xuất xứ từ một số khu vực phía tây và cận dãy Himalaya và hiện nay, nó đã được tìm thấy ở nhiều quốc gia khác như Philippines, Campuchia, Việt Nam [6]. Chúng sinh trưởng và phát triển khá nhanh, thường được nhắc tới như một loại rau có hàm lượng dinh dưỡng cao, có thể làm thực phẩm chức năng thiên nhiên do có chứa một số hoạt chất chống oxy hóa [6]. Từ những năm 80 của thế kỷ trước, chùm ngây đã được quan tâm nghiên cứu làm vật liệu xử lý nước ở các góc độ khác nhau: các hoạt chất có chức năng keo tụ chủ yếu nằm trong hạt cây [7]; các phần của cây đều không độc đối với người và động vật [8]; một số yếu tố ảnh hưởng mạnh đến hiệu quả keo tụ gồm độ đục của nước, nồng độ chùm ngây, gradient vận tốc khuấy trộn, thời gian khuấy trộn dịch chùm ngây vào nước [9], [10] Tuy nhiên, các thử nghiệm đó thường chỉ được tiến hành trên nước đục nhân tạo và một vài loại nước tự nhiên ở châu Phi. Tại Việt Nam, một quốc gia châu Á với thu nhập của phần đông dân cư còn khá thấp, 70% dân số sinh sống ngoài thành thị, và mặc dù chùm ngây mọc hoang tại một số tỉnh như Ninh Thuận và Bình Thuận từ bao lâu nay, nhưng các dữ liệu nghiên cứu về hiệu quả làm trong nước của nó trên nguồn nước tự nhiên vẫn rất khan hiếm. Do vậy, nghiên cứu này nhằm đánh giá khả năng keo tụ của chùm ngây để cải thiện chất lượng một vài nguồn nước mặt khác nhau ở Việt Nam. 2. Nguyên vật liệu và phương pháp nghiên cứu 2.1. Chuẩn bị dịch chiết hạt chùm ngây Các hạt chùm ngây có chất lượng tốt (thu mua từ một nông trại ở Vũng Tàu) được chọn ra, bóc bỏ hạt khỏi nhân. Thu lấy nhân bên trong hạt, sấy nhẹ ở 40 o C trong 1 ngày rồi đem nghiền nhỏ trên máy xay gia dụng (hiệu Philips). Ngay trước mỗi mẻ thử nghiệm, lấy 5 g nhân hạt chùm ngây đã nghiền nhỏ ở trên hòa trộn với 200 mL nước máy sau đó khuấy đều hỗn hợp với tốc độ vừa phải trên máy khuấy từ khoảng 30 phút. Tiếp theo, tiến hành lọc huyền phù sau khuấy trộn qua một miếng vải muslin thông thường có kích thước lỗ khoảng 80-120m. Dịch lọc thu được là dung dịch gốc của chất keo tụ sử dụng vào các thử nghiệm keo tụ trong nghiên cứu. Các dung dịch với nồng độ chất keo tụ khác nhau đều được lấy từ dịch gốc này. Đây cũng là phương pháp chiết lấy dịch chất keo tụ thường được sử dụng trong các nghiên cứu trước đây [9], [10] nhằm đảm bảo nguyên vẹn khả năng keo tụ của các protein trong hạt chùm ngây khi chúng chưa kịp phân hủy. 2.2. Mẫu nước nghiên cứu Nghiên cứu được tiến hành trên một số loại nước khác nhau, bao gồm nước đục nhân tạo và một vài loại nước đục tự nhiên. VÕ HỒNG THI, HOÀNG HƯNG, LƯƠNG MINH KHÁNH 155 2.2.1. Nước đục nhân tạo Mẫu nước đục nhân tạo là nước cất có hàm lượng kaolin là 10 g/L và một số khoáng chất khác gồm KCl, NaHCO 3 , MgCl 2 , CaCO 3 với các nồng độ tương ứng là 8,2 mg/L; 31,25 mg/L; 10 mg/L; 18,9 mg/L. Hỗn dịch của các chất trên với nước cất được khuấy nhẹ ở tốc độ 20 vòng/phút trong 1 giờ để các hạt kaolin được phân tán đều trong nước. Sau đó, để yên huyền phù thu được trong 24 giờ để quá trình hydrat hóa các hạt kaolin xảy ra hoàn toàn [11]. Huyền dịch kaolin này đóng vai trò là mẫu gốc để chuẩn bị các mẫu nhân tạo với độ đục ban đầu khác nhau cho các thử nghiệm keo tụ trong nghiên cứu. Sáu mẫu nước đục nhân tạo với độ đục ban đầu từ 50 NTU đến 300 NTU được hình thành từ mẫu gốc ở trên, lần lượt là mẫu CN1 (độ đục 50 NTU); CN2 (độ đục 100 NTU); CN3 (độ đục 150 NTU); CN4 (độ đục 200 NTU); CN5 (độ đục 250 NTU); CN6 (độ đục 300 NTU). 2.2.2. Nước tự nhiên Ba mẫu nước được lấy tại các vị trí khác nhau dọc theo sông Sài Gòn – Đồng Nai là các mẫu CT1, CT2 và CT3. Các mẫu đều được lấy cách mặt nước khoảng 0,5m. Một vài thông tin cơ bản về các mẫu này được trình bày ở bảng 1. Bảng 1. Vị trí lấy các mẫu nước tự nhiên và một số tính chất điển hình Mẫu Vị trí lấy mẫu Mô tả mẫu pH Độ đục (NTU) COD (mg/L) CT1 Cầu Bến Súc, huyện Củ Chi, TpHCM Rất đục, không mùi 6,9 170 72 CT2 Trạm bơm nhà máy nước Tân Hiệp, huyện Củ Chi, TpHCM Khá đục, không mùi 6,5 44 64 CT3 Một nhánh sông tại huyện Bình Chánh, TpHCM Rất đục, không mùi 6,3 142 96 2.3. Thí nghiệm xác định hiệu quả keo tụ Thí nghiệm jar-test được sử dụng để đánh giá hiệu quả của quá trình keo tụ và tạo bông ứng với các kịch bản khác nhau của nồng độ chất keo tụ và từng loại mẫu nước. Mỗi thử nghiệm được tiến hành trong 6 cốc thủy tinh có dung tích mỗi cốc là 1000ml. Một cánh khuấy có thể điều chỉnh tốc độ quay từ 20 đến 300 vòng/phút được nhúng vào mỗi cốc nhằm mô phỏng quá trình. Các cánh khuấy có thể hoạt động đồng thời hoặc độc lập với nhau. 156 Nghiên cứu sử dụng hạt cây chùm ngây… Nhằm mô phỏng lại các giai đoạn keo tụ và tạo bông xảy ra trong một dây chuyền xử lý nước điển hình, ở mỗi đợt thí nghiệm, đổ 1L mẫu nước (nhân tạo hoặc tự nhiên) vào cốc và khuấy nhanh trong 1 phút với việc bổ sung dịch chiết hạt chùm ngây theo nồng độ đã định trước sau đó khuấy chậm lại trong 20 phút (tốc độ quay của cánh khuấy khi khuấy nhanh và khuấy chậm lần lượt là 100 và 30 vòng/phút). Tiếp theo, mẫu nước được để lắng trong 1 giờ trước khi đem phân tích chất lượng phần nước đã lắng. Mỗi đợt thí nghiệm đều được tiến hành song song với một mẫu đối chứng là mẫu không bổ sung chất keo tụ. Tất cả các thử nghiệm đều được tiến hành ở nhiệt độ phòng (302 o C). Kết quả của một vài nghiên cứu trước [9], [12] đã cho thấy ở khoảng pH 7, đa số các hạt kaolin trong nước tích điện âm là điều kiện thuận lợi cho sự trung hòa và hấp phụ của chúng lên các polymer có bản chất là protein tích điện dương có trong hạt chùm ngây. Ngoài ra, việc sử dụng chùm ngây để keo tụ không gây ra sự thay đổi nào đáng kể về pH [13]. Do đó, trong các thử nghiệm, không điều chỉnh pH của mẫu nước khi giá trị của nó trong khoảng 6,3-7,5. 2.4. Phương pháp phân tích thông số đánh giá hiệu quả keo tụ trong nghiên cứu Các mẫu nước nhân tạo và tự nhiên, sau khi xử lý bằng keo tụ và lắng ở trên, được đánh giá chất lượng thông qua các thông số độ đục và nhu cầu oxy hóa học COD (chỉ trên nước tự nhiên). Độ đục được đo trên thiết bị trắc quang UV-2500 Labomed ở bước sóng 450 nm. Để xác định COD trong mẫu, tiến hành oxy hóa mẫu với K 2 Cr 2 O 7 và H 2 SO 4 trong 2 giờ ở 150 o c rồi chuẩn độ lượng K 2 Cr 2 O 7 dư với FAS và chỉ thị ferroin. Mỗi thông số ở từng đợt thí nghiệm đều được đo 3 lần để lấy kết quả trung bình, sau khi đã loại bỏ sai số thô. Hiệu quả xử lý (hiệu quả làm giảm độ đục) được tính là: H (%) = (Độ đục ban đầu của nước - độ đục còn lại trong nước) x 100% Độ đục ban đầu của nước 3. Kết quả và thảo luận 3.1. Hiệu quả làm trong nước của chùm ngây trên các mẫu nước nhân tạo Mục tiêu chủ yếu của quá trình keo tụ và tạo bông là làm giảm độ đục trong nước. Sau khi xử lý, độ đục còn lại trong nước càng thấp cũng có nghĩa là hiệu quả xử lý càng cao. Dư lượng độ đục hay độ đục còn lại khi sử dụng hạt chùm ngây làm chất keo tụ cho 6 mẫu nước nhân tạo ứng với các độ đục ban đầu khác nhau thể hiện trên hình 1. Trong thử nghiệm này, độ đục ban đầu của nước thay đổi từ 50 NTU (thấp nhất) đến 300 NTU (cao nhất). VÕ HỒNG THI, HOÀNG HƯNG, LƯƠNG MINH KHÁNH 157 Từ hình 1, có thể nhận thấy sự biến thiên độ đục sau khi xử lý của cả 6 mẫu đều có hình dạng tương đồng nhau. Ở nồng độ chùm ngây nhỏ hơn 50 mg/L, độ đục còn lại trong nước vẫn còn khá cao. Khi nồng độ chất keo tụ (chùm ngây) tăng lên, độ đục còn lại tiếp tục giảm theo nhưng diễn biến giảm độ đục ở các mẫu không giống nhau. Cụ thể, khi độ đục ban đầu của nước là 50 NTU và 100 NTU, độ đục còn lại trong nước thấp nhất ứng với nồng độ chùm ngây sử dụng là 100 mg/L. Khi độ đục tăng lên các mức 150 NTU và 200 NTU, độ đục thấp nhất còn lại khi nồng độ chùm ngây trong nước từ 200-300 mg/L. Tiếp tục tăng độ đục đến 300 NTU, thì ứng với cùng một dư lượng còn lại của độ đục trong nước, nồng độ chất keo tụ yêu cầu cũng rất cao, đến 500 mg/L. Các nhận xét trên đây có thể được nhận thấy rõ ràng hơn ở hình 2. Khi độ đục ban đầu của nước từ 50-150 NTU, hiệu quả làm giảm độ đục đạt cao nhất (khoảng 80-90%) ứng với nồng độ chùm ngây 100 mg/L. Ngoài ra, nước càng đục thì đòi hỏi càng nhiều chất keo tụ và nồng độ chùm ngây có thể lên tới 400 mg/L để đạt tới hiệu quả xử lý như trên. Xét trên tổng thể thì độ đục có thể giảm được nhiều nhất trong khoảng 80-95%. Sau đó, cho dù tiếp tục tăng nồng độ chùm ngây thì độ đục còn lại trong nước lại có xu hướng tăng dần lên tức là hiệu quả của quá trình keo tụ lúc này lại giảm dần. Kết quả này cũng phù hợp với lý thuyết cơ bản của quá trình keo tụ, bởi vì bản chất của các chất keo tụ đưa vào nước là nhằm trung hòa điện thế Zeta trên mặt trượt các hạt keo âm, qua đó giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các hạt khiến lực hút chiếm ưu thế và các hạt keo dính kết được với nhau. Tuy nhiên, nếu nồng độ chất keo tụ quá cao thì lại xảy ra hiện tượng tích điện ngược dấu đối với hạt keo, thế năng Zeta lại tăng lên theo dấu ngược lại và các hạt lại đẩy nhau thì sẽ làm cản trở quá trình keo tụ [14]. Hình 1. Biến thiên độ đục trong các mẫu nước nhân tạo có độ đục ban đầu từ 50 NTU đến 300 NTU khi sử dụng chùm ngây làm chất keo tụ với các nồng độ khác nhau. 0 40 80 120 160 200 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Nồng độ chùm ngây (mg/L) sử dụng Độ đục còn lại trong nước (NTU) Độ đục ban đầu 50 NTU Độ đục ban đầu 100 NTU Độ đục ban đầu 150 NTU Độ đục ban đầu 200 NTU Độ đục ban đầu 250 NTU Độ đục ban đầu 300 NTU 158 Nghiên cứu sử dụng hạt cây chùm ngây… Hình 3 cho thấy hệ số tương quan giữa nồng độ chất keo tụ phù hợp (ứng với hiệu quả keo tụ tối ưu) và độ đục ban đầu của 6 mẫu nước nhân tạo là 0,9613 và như vậy, một cách gần đúng thì có thể kết luận mối quan hệ giữa 2 yếu tố trên là tuyến tính. Kết luận này khá thống nhất với những nhận định trong một số nghiên cứu đã có trước đây [9], [13], [15]. Về mặt lý thuyết, khả năng keo tụ của chùm ngây chính là nhờ việc tạo ra vô số các cầu nối mang điện tích dương (do chùm ngây chứa thành phần đáng kể các dimer cationic protein với khối lượng phân tử khoảng 13 kDa [10]) có khả năng gắn kết các hạt keo trong nước lại với nhau do đó phá vỡ tính bền vững của hệ keo và thúc đẩy hiện tượng keo tụ [10], [16]. Do vậy, khi độ đục càng cao, tức là càng có nhiều các Hình 2. Hiệu quả giảm độ đục ứng với các độ đục ban đầu khác nhau khi dùng chùm ngây làm chất keo tụ. 0 20 40 60 80 100 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Nồng độ chùm ngây (mg/L) Hiệu quả giảm độ đục (%) 50 NTU 100 NTU 150 NTU 200 NTU 250 NTU 300 NTU R 2 = 0.9613 0 50 100 150 200 250 300 350 0 100 200 300 400 500 600 Nồng độ chùm ngây phù hợp (mg/L) Độ đục ban đầu của nước (NTU) Hình 3. Tương quan giữa nồng độ chùm ngây phù hợp và độ đục ban đầu của nước. VÕ HỒNG THI, HOÀNG HƯNG, LƯƠNG MINH KHÁNH 159 hạt keo mang điện tích âm trong nước thì đòi hỏi lượng chất keo tụ (chùm ngây) có bản chất là chất đa điện ly tích điện dương như đã giải thích trên đây cũng phải tăng theo để trung hòa lượng lớn điện tích sơ cấp âm của hạt keo. Khi so sánh hiệu quả keo tụ của chùm ngây trên nước sử dụng kaolin làm độ đục nhân tạo trong nghiên cứu này với các nghiên cứu đã có, một điều đáng lưu ý là để đạt được hiệu quả giảm độ đục từ 80% trở lên với các độ đục ban đầu khác nhau của nước thì nồng độ chất keo tụ sử dụng trong nghiên cứu này phải cao hơn một mức đáng kể. Chẳng hạn, nghiên cứu của Muyibi và Evison [9] đã kết luận nồng độ cần sử dụng của chùm ngây là 50 mg/L và 100 mg/L để xử lý các loại nước có độ đục từ thấp đến cao. Còn Katayon và cộng sự [15] đã đề xuất nồng độ chùm ngây ở mức 160 mg/L, 300 mg/L và 400 mg/L tương ứng với nước có độ đục thấp, trung bình và cao. Gần đây, nghiên cứu của Pritchard và cộng sự [12] lại cho kết quả khi độ đục ban đầu của nước từ 20-330 NTU, nồng độ chùm ngây cần áp dụng ở ngưỡng từ 5-100 mg/L. Có rất nhiều yếu tố dẫn đến sự chênh lệch về nồng độ chất keo tụ sử dụng giữa nghiên cứu này với các thử nghiệm đã đề cập ở trên như sự khác biệt trong điều kiện thực nghiệm (gradient vận tốc khuấy trộn, thời gian khuấy, thời gian lắng ) và sự khác nhau trong thành phần hạt chùm ngây sử dụng làm chất keo tụ [17]. Theo Narasiah và cộng sự [18], các hạt chùm ngây được trồng tại các khu vực khác nhau thì thành phần protein (hoạt chất tạo ra khả năng keo tụ của chúng) cũng khác nhau do đó hiệu quả keo tụ đạt được cũng không giống nhau. 3.2. Khả năng làm trong nước của chùm ngây trên một số loại nước tự nhiên Hình 4 thể hiện rõ hiệu quả làm trong nước của hạt chùm ngây khi nó được sử dụng làm chất keo tụ đối với 3 loại nước tự nhiên có độ đục ban đầu khác nhau, bao Hình 4. Hiệu quả giảm độ đục ứng với các nồng độ chùm ngây khác nhau trên 3 mẫu nước tự nhiên 0 20 40 60 80 100 0 150 200 250 300 350 400 Nồng độ chùm ngây (mg/L) Hiệu quả giảm độ đục (%) M ẫu CT1: 170 NTU M ẫu CT2: 44 NTU M ẫu CT3: 142 NTU 160 Nghiên cứu sử dụng hạt cây chùm ngây… gồm các mẫu CT1 (độ đục 170 NTU), CT2 (độ đục 44 NTU) và CT3 (độ đục 142 NTU). Cụ thể hiệu quả làm trong nước bằng mắt được quan sát và chụp lại ở hình 5. Có thể thấy những số liệu thực nghiệm và quan sát đều chứng tỏ chùm ngây có hiệu quả rõ ràng (từ 50-78% tùy theo mẫu nước) để làm trong nước tự nhiên của sông Sài Gòn, nhưng có khác biệt đối với các mẫu khác nhau. Nhìn chung, mối tương quan giữa hiệu quả giảm độ đục và liều lượng chùm ngây sử dụng đối với các mẫu nước đục tự nhiên nhân tạo là khá tương đồng nhau. Nước càng đục thì hiệu quả xử lý độ đục cũng càng cao nhưng đòi hỏi liều lượng chất keo tụ sử dụng cũng cao tương ứng (hình 4). Ở 3 mẫu trên, hiệu quả làm trong nước tốt nhất bằng chùm ngây đạt được là 76% với mẫu CT1 có độ đục ban đầu 170 NTU trong khi độ đục ở mẫu CT2 (44 NTU trước khi xử lý) chỉ giảm được khoảng 50%. Và hiệu quả làm sạch nước đã nêu trên chỉ đạt được khi nồng độ chất keo tụ cho vào nước khá cao, trong khoảng 150-300 mg/L. Thực ra, các kết quả đạt được trong thí nghiệm này cũng không khác nhiều so với các kết quả trong một số nghiên cứu đã có của các nhóm tác giả khác. Trong nghiên cứu của Muyibi và Okuofu [19] trên nước sông có độ đục từ 23-90 NTU tại Nigeria, trung bình khoảng 50% độ đục của nước đã giảm đi khi sử dụng chùm ngây làm chất keo tụ chính. Còn Pritchard và các cộng sự [20] đã phải sử dụng chùm ngây với liều lượng lên đến 250 mg/L để làm trong nước sông tại thung lũng Meanwood (Anh quốc) khiến độ đục giảm được 74% so với độ đục ban đầu là 45 NTU. Muyibi và Evison [21] đã ghi nhận kết quả xử lý nước bằng 250 mg/L và 450 mg/L dịch chiết chùm ngây là nồng độ tối ưu để 99% độ đục có thể lắng được với độ đục ban đầu của nước tương ứng là 105 và 305 NTU. Trong nước sông, một phần các hạt ở dạng keo và dạng lơ lửng có bản chất là chất hữu cơ. Do đó, nếu độ đục của nước giảm đi thì kéo theo một phần chất hữu cơ trong nước cũng giảm. Sau xử lý với hạt chùm ngây, kết quả thành phần chất hữu cơ (đặc trưng bằng thông số COD) của 3 mẫu nước trên là 32 mgO 2 /L (mẫu CT1), 24 Hình 5. Hiệu quả xử lý của chùm ngây trên mẫu CT3 Mẫu bên trái: mẫu đối chứng; Mẫu bên phải: mẫu được keo tụ bằng chùm ngây VÕ HỒNG THI, HOÀNG HƯNG, LƯƠNG MINH KHÁNH 161 mgO 2 /L (mẫu CT2), 48 mgO 2 /L (mẫu CT3) tương ứng với hiệu quả giảm chất hữu cơ lần lượt là 56%, 63% và 60% đã minh chứng rõ ràng hơn cho nhận định trên. Như vậy, tổng hợp kết quả của các nghiên cứu đã có từ 2 thập kỷ trước cho đến gần đây (một số đã đề cập ở trên) cùng với kết quả của nghiên cứu này, đều chứng tỏ hạt chùm ngây hoàn toàn có thể được sử dụng như một chất keo tụ hiệu quả để xử lý nước tự nhiên tại nhiều khu vực, nếu có thể, từ châu Phi đến châu Á và thậm chí cả châu Âu. Tuy nhiên, nồng độ phù hợp của chùm ngây đối với các nguồn nước tự nhiên khác nhau thì cũng có sự khác biệt với nhau, phụ thuộc vào thành phần hóa lý và sinh học của mỗi nguồn nước, các điều kiện thực nghiệm (thời gian khuấy trộn, vận tốc khuấy trộn, thời gian lắng, loại hạt chùm ngây sử dụng…). Một vấn đề khác cũng cần phải nhấn mạnh thêm là xét trên khía cạnh hiệu quả keo tụ, một số nghiên cứu đã kết luận chùm ngây không có hiệu quả đáng kể đối với loại nước có độ đục ban đầu thấp. Điều đó cũng có nghĩa là hạt chùm ngây chỉ nên được sử dụng để làm trong nước với nguồn nước có độ đục trung bình trở lên (từ 40-50 NTU trở lên). Đây có thể được coi là một lợi thế để áp dụng và phổ biến chùm ngây với mục đích làm trong nước ở Việt Nam, một quốc gia mà độ đục của các sông chính quanh năm đa phần đều có giá trị lớn hơn 50 NTU [22]. 4. Kết luận Hướng tới mục tiêu nâng cao chất lượng cuộc sống và phát triển kinh tế bền vững, việc có được một nguồn nước sạch và an toàn để sử dụng trong sinh hoạt hàng ngày của người dân trở thành nhu cầu hết sức chính đáng. Hạt chùm ngây, qua nhiều thử nghiệm tại các khu vực khác nhau đối với nhiều loại nước khác nhau, đã chứng tỏ là một chất keo tụ có hiệu quả để làm trong nước, đặc biệt khi nước cần làm sạch có độ đục từ trung bình và cao. Trong nghiên cứu này, hiệu quả giảm độ đục có thể đạt tới 76% và phần độ đục còn lại trong nước có thể được tiếp tục được loại ra nhờ bể lọc. Hiện nay ở Việt Nam, chùm ngây là một loại cây được trồng khá phổ biến tại một số địa phương, do đó có thể kết hợp và khuyến khích việc sử dụng hạt chùm ngây để làm trong nước đồng thời với các mục đích khác (làm thực phẩm). Điều này cũng góp phần làm giảm chi phí xử lý nước bằng các hóa chất keo tụ thông thường nhưng vẫn còn là khá cao đối với nhiều hộ dân tại khu vực nông thôn Việt Nam. Do đó, xử lý nước bằng hạt chùm ngây có nhiều hứa hẹn là phương pháp phù hợp để cung cấp nguồn nước tương đối sạch cho cộng đồng nông thôn tại các quốc gia đang phát triển nói chung và Việt Nam nói riêng. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Bratby, J., Coagulation and flocculation in water and wastewater treatment, IWA Publishing, 2 nd Ed., UK, 2006. 162 Nghiên cứu sử dụng hạt cây chùm ngây… [2]. American Water Works Association (AWWA), Water quality and treatment: a handbook of community water supplies, McGraw Hill Publishing, 5 th Ed., New York, 1999. [3]. Bakar, C., Karaman, H.I.O., Baba, A., Şengünalp, F., Effect of High Aluminum Concentration in Water Resources on Human Health, Case Study: Biga Peninsula, Northwest Part of Turkey, Archives of Environmental Contamination and Toxicology, Vol. 58, No. 4, (2010), 935-944. [4]. Bolto B., Gregory J., Organic polyelectrolytes in water treatment, Water Res., Vol. 41, (2007), 2301-2324. [5]. World Health Organization (WHO), Chemical Methods of Water Treatment, Water Sanitation and Health, 2008. [6]. Anwar F., Latif S., Ashraf M., Gilani A. H., Moringa oleifera: a food plant with multiple medicinal uses, Phytother. Res., Vol. 21, No.1, (2007), 17-25. [7]. Jahn S. A. A., Proper use of African natural coagulants for rural water supplies: Research in the Sudan and a guide for new projects. Eschborn, Fed. Rep. Germany, GTZ, 1986. [8]. Grabow W. O. K., Slabert J. L., Morgan W. S. G, Jahn S. A. A., Toxicity and mutagenicity evaluation of water coagulated with Moringa Oleifera seed preparation using fish, protozoan, bacterial, emzyme and Ames Salmonella assays, Water S. A. , Vol. 11, No. 1, (1985), 9-14. [9]. Muyibi S. A., Evison L. M., Optimizing physical parameters affecting coagulation of turbid water with Moringa oleifera seeds, Water Res., Vol. 29, No. 12, (1995), 2689- 2695. [10]. Nkurunziza T., Nduwayezu J. B., Banadda E. N., Nhapi I., The effect of turbidity levels and Moringa oleifera concentration on the effectiveness of coagulation in water treatment, Water Sci. Technol., Vol. 59, No. 8, (2009), 1551-1558. [11]. Hanna S. A., Cone S. M. and Roebuck G. G., Measurement of floc strength by particle counting, J. Am. Wks Ass., Vol. 59, (1967), 843-858. [12]. Pritchard M., Craven T., Mkandawire T., Edmondson A. S. and O’Neillc J.G., A study of the parameters affecting the effectiveness of Moringa oleifera in drinking water purification, Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, Vol. 35, No. 13-14, (2010), 791-797. [13]. A. Ndabigengesere and K. S. Narasiah, Quality of water treated by coagulation using Moringa oleifera seeds, Water Research, Vol. 32, No.3, (1998), 781-791. [14]. Trịnh Xuân Lai, Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp, Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội, 2004. [...]... river water samples ranges from 44-170 NTU The study revealed that the seeds of M oleifera grown in Vietnam could reduce over 80% turbidity in synthetic water, even with 50NTU turbid sample The more turbid the sample is, the more efficiently M oleifera works However, Nghiên cứu sử dụng hạt cây chùm ngây 164 the optimum dose of M oleifera crude extract increases linearly with the initial turbidity When... nguyên và Môi trường Việt Nam (MONRE), Báo cáo môi trường quốc gia, 2006 STUDY ON WATER CLARIFICATION USING MORINGA OLEIFERA SEEDS IN VIETNAM Vo Hong Thi, Hoang Hung, Luong Minh Khanh Faculty of Environment and Biotechnology, HCMC University of Technology (HUTECH) Abstract A research was conducted to investigate the efficiency of Moringa oleifera seeds in water clarification in Vietnam A series of jar... coagulants for river waters coagulation, the efficiency of turbidity reduction was about 50% for medium turbid water (44 NTU) but up to 74% for high turbid water (170 NTU) Since turbidity in most rivers in Vietnam is above 50NTU all year round, this method is likely to be suitable for water treatment in rural communities Keywords: Moringa oleifera, coagulant, turbidity, water treatment . học Huế, Tập 75A, Số 6, (2012), 153-164 153 NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG HẠT CÂY CHÙM NGÂY (MORINGA OLEIFERA) ĐỂ LÀM TRONG NƯỚC TẠI VIỆT NAM Võ Hồng Thi, Hoàng Hưng, Lương Minh Khánh Khoa Môi. Khả năng làm trong nước của chùm ngây trên một số loại nước tự nhiên Hình 4 thể hiện rõ hiệu quả làm trong nước của hạt chùm ngây khi nó được sử dụng làm chất keo tụ đối với 3 loại nước tự. hạt chùm ngây, và nồng độ tối ưu cần sử dụng của dịch chiết chùm ngây gần như tuyến tính với độ đục ban đầu của nước cần xử lý. Khi sử dụng hạt chùm ngây để thực hiện quá trình keo tụ với nước