Đang tải... (xem toàn văn)
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Trần Thị Thu Hƣơng NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG VẬT LIỆU NANO BẠC, ĐỒNG, SẮT ĐỂ XỬ LÝ VI KHUẨN LAM ĐỘ[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - Trần Thị Thu Hƣơng NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG VẬT LIỆU NANO BẠC, ĐỒNG, SẮT ĐỂ XỬ LÝ VI KHUẨN LAM ĐỘC TRONG THỦY VỰC NƢỚC NGỌT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Hà Nội - 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - Trần Thị Thu Hƣơng NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG VẬT LIỆU NANO BẠC, ĐỒNG, SẮT ĐỂ XỬ LÝ VI KHUẨN LAM ĐỘC TRONG THỦY VỰC NƢỚC NGỌT Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trƣờng Mã số: 52 03 20 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Dƣơng Thị Thủy TS Hà Phƣơng Thƣ Hà Nội – 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam Ďoan Ďây cơng trình nghiên cứu riêng không trùng lặp với công trình khoa học khác Các số liệu kết nghiên cứu nêu luận án trung thực, Ďƣợc Ďồng tác giả cho phép sử dụng chƣa Ďƣợc sử dụng Ďể bảo vệ học vị nào, chƣa Ďƣợc công bố cơng trình khác Hà Nội, tháng năm 2018 Tác giả luận án Trần Thị Thu Hƣơng i MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC HÌNH vi MỞ ĐẦU .1 CHƢƠNG TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU .5 1.1 Tổng quan vật liệu nano 1.1.1 Khái niệm chung vật liệu nano 1.1.2 Một số tính chất chung vật liệu nano 1.1.3 Tổng quan vật liệu nano kim loại bạc đồng 1.1.4 Tổng quan vật liệu nano sắt từ 17 1.2 Tổng quan vi khuẩn lam tƣợng phú dƣỡng 20 1.2.1 Vi khuẩn lam .20 1.2.2 Hiện tượng phú dưỡng .22 1.3 Các biện pháp xử lý tảo gây nở hoa tảo Ďộc giới Việt Nam 28 1.3.1 Các biện pháp xử lý học, vật lý 29 1.3.2 Các biện pháp xử lý hóa học 30 1.3.3 Các phương pháp sinh học, sinh thái .34 1.3.4 Xử lý tảo vật liệu nano 37 CHƢƠNG ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 47 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu 47 2.2 Hóa chất thiết bị sử dụng 48 2.2.1 Hóa chất 48 2.2.2 Thiết bị 49 2.3 Các phƣơng pháp tổng hợp vật liệu .49 2.3.1 Tổng hợp vật liệu nano bạc phương pháp khử hóa học 49 2.3.2 Tổng hợp vật liệu nano đồng hương pháp khử hóa học 50 2.3.3 Tổng hợp vật liệu nano sắt từ phương pháp đồng kết tủa 51 2.4 Các phƣơng pháp xác Ďịnh Ďặc trƣng cấu trúc vật liệu .53 2.4.1 Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua (TEM) 53 2.4.2 Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) 53 ii 2.4.3 Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại IR 53 2.4.4 Phương pháp phổ nhiễu xạ tia X 54 2.4.5 Phương pháp phổ hấp thụ tử ngoại khả kiến (UV-VIS) 54 2.4.6 Phương pháp phổ tán sắc lượng tia X (EDX) 55 2.5 Các phƣơng pháp bố trí thí nghiệm .55 2.5.1 Thí nghiệm lựa chọn vật liệu nano 55 2.5.2 Thí nghiệm nghiên cứu độc tính vật liệu nano 56 2.5.3 Thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng kích thước vật liệu nano 56 2.5.4 Thí nghiệm nghiên cứu đánh giá tính an tồn vật liệu 57 2.5.5 Thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng vật liệu nano mẫu nước thực tế (mẫu nước hồ Tiền) .58 2.6 Các phƣơng pháp xác Ďịnh sinh trƣởng tảo 59 2.6.1 Phương pháp xác định mật độ quang OD 59 2.6.2 Phương pháp xác định mật độ tế bào .59 2.6.3 Phương pháp xác định hàm lượng Chla [154] 59 2.7 Các phƣơng pháp phân tích chất lƣợng mơi trƣờng nƣớc 60 2.7.1 Phương pháp phân tích tiêu thủy lý, thủy hóa .60 2.7.2 Phương pháp phân tích xác định hàm lượng NH4+(mg/L) .60 2.7.3 Phương pháp phân tích xác định hàm lượng PO43- (mg/L) 60 2.8 Các phƣơng pháp quan sát hình thái tế bào 61 2.8.1 Phương pháp quan sát bề mặt tế bào .61 2.8.2 Phương pháp quan sát cắt lát mỏng mẫu tế bào 61 2.9 Phƣơng pháp thống kê xử lý số liệu .61 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 62 3.1 Tổng hợp vật liệu nano 62 3.1.1 Khảo sát số yếu tố ảnh hưởng tới đặc trưng vật liệu nano bạc tổng hợp phương pháp khử hóa học 62 3.1.2 Khảo sát số yếu tố ảnh hưởng tới đặc trưng vật liệu nano đồng phương pháp khử hóa học 70 3.1.3 Khảo sát số yếu tố ảnh hưởng đến đặc trưng vật liệu nano sắt từ tổng hợp phương pháp đồng kết tủa 77 iii 3.2 Đánh giá khả ức chế sinh trƣởng diệt tảo loại vật liệu nano Ďã tổng hợp 81 3.2.1 Nghiên cứu thăm dò khả diệt VKL ba loại vật liệu nano 81 3.2.2 Đánh giá ảnh hưởng vật liệu nano bạc đến sinh trưởng phát triển VKL Microcystis aeruginosa KG tảo lục Chlorella vulgaris 83 3.2.3 Đánh giá ảnh hưởng vật liệu nano đồng đến sinh trưởng phát triển VKL Microcystis aeruginosa KG tảo lục Chlorella vulgaris 94 3.3 Kết Ďánh giá tính an tồn vật liệu nano (ảnh hƣởng vật liệu nano Ďồng Ďến số sinh vật khác) 108 3.3.1 Ảnh hưởng vật liệu nano đồng đến giáp xác Daphnia magna 109 3.3.2 Ảnh hưởng vật liệu nano đồng đến bèo Lemna sp 112 3.4 Kết thực nghiệm với mẫu nƣớc hồ Tiền (mẫu nƣớc hồ thực tế bùng phát VKL) 115 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .121 TÀI LIỆU THAM KHẢO .125 iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Tiếng Việt VKL Vi khuẩn lam QCVN Quy chuẩn Việt Nam BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trƣờng CHHBM Chất hoạt hóa bề mặt VSV Vi sinh vật Tiếng Anh HLKH&CN Hàn lâm Khoa học Công nghệ TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam ĐHKHTN Đại học Khoa học Tự nhiên KH-CN Khoa học Cơng nghệ TPHCM Thành phố Hồ Chí Minh TVN Thực vật TVTS Thực vật thủy sinh Chla Diệp lục KG Kẻ Gỗ cs cộng SEM Kính hiển vi Ďiện tử quét TEM Kính hiển vi Ďiện tử truyền qua EDX Phổ tán sắc lƣợng tia X UV-VIS Quang phổ tử ngoại khả kiến Ultraviolet-Visible XRD Nhiễu xạ tia X X-Ray Diffraction IR Phổ hồng ngoại Infrared Spectroscopy ROS Các oxy hoạt Ďộng Reactive Oxygen Species Fcc Cấu trúc lập phƣơng tâm mặt Face centered cubic Chlorophyll a Scanning Electron Microscope Transmission electron microscopy Energy-dispersive X-ray spectroscopy PEG Polyetylen glycol PVP Polyvinyl pyrolidon v DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Số nguyên tử lƣợng bề mặt hạt nano hình cầu [1] Bảng 1.2 Những Ďiều kiện phản ứng Ďể Ďiều chế hạt nano Ďồng [24] 14 Bảng 1.3 Một số tiền chất Ďể tổng hợp hạt nano Ďồng phƣơng pháp khử hóa học [24] .15 Bảng 1.4 Giá trị biên Ďể phân loại dinh dƣỡng thủy vực theo OECD [53] .23 Bảng 3.1 Kết lựa chọn nồng Ďộ vật liệu nano Ďã tổng hợp có khả diệt VKL M aeruginosa KG 82 Bảng 3.2 Độc tính vật liệu nano bạc Ďồng Ďến sinh trƣởng VKL M aeruginosa KG tảo lục C vulgaris (EC50) 104 Bảng 3.3 Ƣớc tính giá trị LC50 dung dịch Nano Ďồng thời Ďiểm 24 48h 111 Bảng 3.4 Biến Ďộng giá trị thông số thuỷ lý, thuỷ hố mẫu thí nghiệm (bổ sung vật liệu nano Ďồng ppm) mẫu Ďối chứng (nƣớc hồ Tiền không bổ sung dung dịch vật liệu nano Ďồng) 118 vi DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Hình ảnh thể kích thƣớc nano (màu Ďỏ) so với số Ďối tƣợng vật lý sinh học theo thang kích thƣớc (http://nanoscience.massey.ac.nz/) Hình 1.2 Ảnh hƣởng số lƣợng nguyên tử Ďến diện tích bề mặt riêng Hình 1.3 Cơ chế kháng khuẩn vật liệu nano bạc (nguồn: http://congnghenano.infonano-bac-dong-diet-vi-khuan-nam) Hình 1.4 Cơ chế kháng khuẩn vật liệu nano Ďồng (nguồn: http://wasi.org.vn) Hình 1.5 Sự dao Ďộng plasmon hạt hình cầu dƣới tác Ďộng Ďiện trƣờng ánh sáng [10] .10 Hình 1.6 Cơ chế ổn Ďịnh hạt nano bạc PVP [19] 12 Hình 1.5 Đƣờng cong từ hoá vật liệu từ phụ thuộc vào kích thƣớc [37] 18 Hình 1.6 Hiện tƣợng phú dƣỡng môi trƣờng nƣớc (nguồn: http://upload.wikimedia.org) .25 Hình 2.1 Hình ảnh Vi khuẩn lam M aeruginosa KG tảo lục C vulgaris sử dụng thí nghiệm 47 Hình 2.2 Hình ảnh bèo Lemna sp giáp xác Daphnia magna sử dụng thí nghiệm 48 Hình 2.3 Hình ảnh nƣớc hồ Tiền khuôn viên Đại học Bách Khoa Hà Nội 48 Hình 2.4 Quy trình Ďiều chế dung dịch nano Ag sử dụng NaBH4 làm chất khử .50 Hình 2.5 Quy trình tổng quát tổng hợp vật liệu nano Ďồng phƣơng pháp khử hóa học 51 Hình 2.6 Quy trình tổng hợp hạt nano từ Fe3O4 phƣơng pháp Ďồng kết tủa 52 Hình 2.7 Các tia X nhiễu xạ bề mặt tinh thể chất rắn (nguồn: http://ffden2.phys.uaf.edu 54 Hình 2.8 Nguyên tắc tán xạ tia X dùng phổ EDX 55 Hình 3.1 Phổ UV-VIS mẫu nano Ag phụ thuộc tỷ lệ nồng Ďộ NaBH4/Ag+ 63 Hình 3.2 Ảnh TEM nano Ag phụ thuộc vào tỷ lệ nồng Ďộ BH4-/Ag+ 64 Hình 3.3 Lực Ďẩy hạt nano Ag hấp phụ BH4- (M0-các hạt nano Ag) [158] 65 Hình 3.4 Phổ UV-VIS nano bạc phụ thuộc vào nồng Ďộ chitosan 66 Hình 3.5 Ảnh TEM nano bạc phụ thuộc vào nồng Ďộ chitosan 66 Hình 3.6 Cấu tạo phân tử chitosan (https://vi.wikipedia.org/wiki/Chitosan) 67 vii Hình 3.7 Phổ UV-VIS nano bạc phụ thuộc vào nồng Ďộ axit citric 68 Hình 3.8 Ảnh TEM nano Ag phụ thuộc tỷ lệ nồng Ďộ [Citric]/[Ag+] .69 Hình 3.9 Ảnh HR-TEM vật liệu nano Ag khảo sát tỷ lệ tối ƣu .70 Hình 3.10 Phổ XRD vật liệu nano Cu khảo sát theo tỉ lệ nồng Ďộ NaBH4/Cu2+ 71 Hình 3.11 Ảnh SEM mẫu nano Ďồng theo tỷ lệ NaBH4/Cu2+ .72 Hình 3.12 Ảnh TEM mẫu nano Ďồng theo tỷ lệ NaBH4/Cu2+ .73 Hình 3.13 Phổ XRD vật liệu nano Cu khảo sát theo nồng Ďộ Cu0 74 Hình 3.14 Ảnh SEM vật liệu nano Cu khảo sát theo nồng Ďộ Cu0 75 Hình 3.15 Ảnh TEM vật liệu nano Cu khảo sát theo nồng Ďộ Cu0: 75 Hình 3.16 Đặc trƣng chi tiết mẫu vật liệu nano Ďồng N1 76 Hình 3.17 Ảnh SEM cấu trúc vật liệu nano sắt từ theo tỷ lệ CMC/Fe3O4 78 Hình 3.18 Ảnh TEM cấu trúc vật liệu nano sắt từ theo tỷ lệ CMC/Fe3O4 78 Hình 3.19 Phổ hồng ngoại mẫu vật liệu Fe3O4 (a), CMC (b), FC21 (c) tổng hợp phổ ba mẫu (d) .79 Hình 3.20 Kết Ďo từ Ďộ vật liệu FC21 80 82 Hình 3.21 Ảnh hƣởng vật liệu nano Ďến sinh trƣởng chủng VKL M aeruginosa KG sau 7-10 ngày 82 Hình 3.22 Ảnh hƣởng vật liệu nano bạc Ďến sinh trƣởng VKL M aeruginosa KG sau 10 ngày tính theo mật Ďộ quang (a) hàm lƣợng chla (b)ở nồng Ďộ 0; 0,001; 0,005; 0,01; 0,05; 0,1 ppm 84 Hình 3.23 Ảnh hƣởng vật liệu nano bạc tính theo mật Ďộ tế bào (a) hiệu suất ức chế sinh trƣởng VKL M aeruginosa KG (b) nồng Ďộ 0; 0,001; 0,005; 0,01; 0,05; 0,1 ppm sau 10 ngày 85 Hình 3.24 Kết chụp SEM hình thái tế bào VKL M aeruginosa KG: tế bào VKL không tiếp xúc với vật liệu nano bạc (a); tế bào tiếp xúc với nano bạc (1 ppm) sau 48h (b) 86 Hình 3.25 Phổ EDX thành phần nguyên tố xuất bề mặt tế bào VKL M aeruginosa KG sau 48h tiếp xúc với vật liệu nano bạc nồng Ďộ 1ppm 87 48 Bèo Lemna sp thu nhận từ số Daphnia magna có nguồn gốc từ công ty thủy vực Hà Nội Microbiotests Inc (Bỉ) Hình 2.2 Hình ảnh bèo Lemna sp giáp xác Daphnia magna sử dụng thí nghiệm - Mẫu nƣớc hồ thực tế có tƣợng nở hoa chủ yếu quần xã VKL (hồ Tiền, Đại học Bách khoa Hà Nội) Hình 2.3 Hình ảnh nước hồ Tiền khuôn viên Đại học Bách Khoa Hà Nội - Ba loại vật liệu nano: vật liệu nano bạc Ďồng tổng hợp phƣơng pháp khử hóa học; vật liệu nano sắt tổng hợp phƣơng pháp Ďồng kết tủa 2.2 Hóa chất thiết bị sử dụng 2.2.1 Hóa chất Hóa chất dùng nghiên cứu chế tạo vật liệu gồm: AgNO3; CuSO4; NaBH4; FeCl3.6H2O; FeCl2.4H2O; NaOH; Axit Citric… hóa chất có Ďộ tinh khiết > 99%, nguồn gốc từ hãng Merck (Đức) Chitosan (75-85% Ďộ deaxetyl hóa) hãng Sigma-Aldrich (Mỹ) Mơi trƣờng CB Ďƣợc dùng Ďể nuôi cấy các chủng tảo (VKL M aeruginosa tảo lục C vulgaris), môi trƣờng dinh dƣỡng (ISO 20079, 2005) Ďƣợc 49 dùng Ďể nuôi cấy bèo môi trƣờng COMBO Ďƣợc dùng Ďể nuôi giáp xác D magna [150] 2.2.2 Thiết bị Các thiết bị Ďƣợc sử dụng trình chế tạo vật liệu bao gồm: - Máy khuấy IKA RW 20 digital (IKA - Đức); - Máy ly tâm Universal 32R D- 78523 (Germany); - Máy UV-VIS 2450 (Shimadzu, Nhật); - Tủ sấy chân không Vacucell MMM Madcenter Einrich (Germany); - Cân phân tích Precisa số lẻ, khối lƣợng cân tối Ďa: 210 gam; Một số dụng cụ thủy tinh nhƣ: cốc thủy tinh chịu nhiệt có dung tích khác nhau, bình tam giác loại, pipet micropipet 2.3 Các phƣơng pháp tổng hợp vật liệu 2.3.1 Tổng hợp vật liệu nano bạc phương pháp khử hóa học Vật liệu nano bạc sử dụng nghiên cứu Ďƣợc tổng hợp phƣơng pháp khử hóa học khử ion Ag+ dung dịch muối bạc thành Ag0 nhờ tác nhân khử NaBH4 (quy trình tổng hợp vật liệu nano bạc thể hình 2.4) [3, 4] Tiền chất Ďƣợc sử dụng AgNO3 (>99%), chất ổn Ďịnh chitosan chất khử NaBH4 (>99%) Phƣơng trình phản ứng diễn nhƣ sau: 2AgNO3 +2NaBH4 → 2Ag0 + H2+ B2H6 + 2NaNO3 Chuẩn bị dung dịch gốc AgNO3, axit citric 1000 ppm NaBH4 0,05M nƣớc deion; Dung dịch chitosan 1000 ppm Ďƣợc pha cách hòa tan dung dịch 10% axit acetic Để thu hồi dung dịch nano bạc 100ppm, cho 200 mL nƣớc khử ion vào cốc thủy tinh (500 mL) có chứa AgNO3 chất ổn Ďịnh chitosan Hỗn hợp Ďƣợc khuấy Ďều máy khuấy IKA RW 20 digital, tốc Ďộ khuấy 1000 vòng/phút thời gian 15 phút Tiếp theo, dung dịch axit citric Ďƣợc thêm từ từ vào hỗn hợp theo tỷ lệ khảo sát Sau Ďó, nhỏ từ từ dung dịch NaBH4 0,05 M vào hỗn hợp tiếp tục khuấy cho Ďến dung dịch chuyển dần từ suốt sang màu vàng nhạt Ďậm dần Các Ďiều kiện Ďiều chế nano bạc Ďƣợc khảo sát Ďể thu Ďƣợc dung dịch nano bạc tối ƣu bao gồm: ảnh hƣởng tỷ lệ nồng Ďộ NaBH4/Ag+, ảnh hƣởng nồng Ďộ chitosan tỷ lệ nồng Ďộ citric/Ag+ Kết thúc trình thu Ďƣợc dung dịch nano bạc có nồng Ďộ 300 ppm 50 Quy trình thực nghiệm tổng hợp vật liệu nano Ďƣợc tiến hành nhƣ sau: AgNO3 Chitosan 10 g/L Nƣớc khử ion Khuấy từ, 1000v/p 15 phút Axit citric 10% Hỗn hợp phản ứng Khuấy từ 2000 v/p NaBH4 0,05 M Hỗn hợp phản ứng Khuấy từ 2000 v/p Ďến chuyển màu Nano bạc Hình 2.4 Quy trình điều chế dung dịch nano Ag sử dụng NaBH4 làm chất khử 2.3.2 Tổng hợp vật liệu nano đồng hương pháp khử hóa học Vật liệu nano Ďồng sử dụng nghiên cứu Ďƣợc tổng hợp phƣơng pháp khử hóa học khử ion Cu2+ từ muối Ďồng nhờ tác nhân khử NaBH4 (quy trình tổng hợp vật liệu nano Ďồng Ďƣợc trình bày hình 2.5) [23, 24] Tiền chất Ďƣợc sử dụng CuSO4 (>99%), chất khử NaBH4 (>98%) Phƣơng trình phản ứng diễn nhƣ sau: CuSO4 + 2NaBH4 + 6H2O = Cu0 + 2H3BO3 + 7H2 + Na2SO4 Để thu hồi nano Ďồng kim loại, cho 200 mL nƣớc khử ion vào cốc thủy tinh (500 mL) có chứa g bột CuSO4, hỗn hợp Ďƣợc khuấy Ďều máy khuấy IKA RW 20, tốc Ďộ khuấy 1500 vòng/phút thời gian 15 phút Ďể hịa tan hồn tồn 51 muối Ďồng Tiếp theo, thêm 0,48g NaBH4 khảo sát vào hỗn hợp, tiếp tục khuấy Ďều khoảng 10 phút Ďến dung dịch chuyển sang màu Ďen ngừng phản ứng Tách kết tủa máy ly tâm Universal (Đức) với tốc Ďộ quay 9000 vòng/phút Hạt nano Ďồng thu Ďƣợc cách ly tâm dung dịch rửa lần cồn 960 Ďể loại bỏ ion dƣ Sau Ďó, sấy khơ tủ sấy chân khơng 700C 24 giờ, kết thúc trình thu Ďƣợc 0,4g bột nano Ďồng bảo quản bình kín chứa khí Argon 1g CuSO4 H2O + Khuấy từ 1500 v/p 10 phút 0,48g NaBH4 Khuấy tiếp 10 phút Ďến chuyển kết tủa màu Ďen ngừng phản ứng Tách kết tủa ly tâm 9000 v/p Rửa lần ethanol 960 Sấy khô chân không (700C; 10 h) Bột nano Ďồng Hình 2.5 Quy trình tổng quát tổng hợp vật liệu nano đồng phương pháp khử hóa học 2.3.3 Tổng hợp vật liệu nano sắt từ phương pháp đồng kết tủa Vật liệu nano sắt từ Fe3O4 sử dụng luận án Ďƣợc tổng hợp phƣơng pháp Ďồng kết tủa muối Fe2+ Fe3+ NH4OH theo phƣơng trình phản ứng (quy trình tổng hợp hạt nano từ tính Fe3O4 Ďƣợc trình bày hình 2.6) [38, 167]: 2Fe3+ + Fe2+ + 8OH- = Fe3O4 + 4H2O Cân xác lƣợng muối Fe2+ Fe3+ theo tỷ lệ số mol 0,65g FeCl3 : 0,398g FeCl2, hòa tan hai muối vào 40 mL axit HCl 2M nhằm hạn chế thủy phân 52 muối sắt, sau Ďó rót vào bình cầu (có viên từ bên Ďể trộn Ďều dung dịch) Ďun bếp có nhiệt Ďộ khoảng 800C Pha 80 mL dung dịch NH3 2M nhỏ tiếp từ từ vào bình cầu với tốc Ďộ giọt/giây, kết hợp sục Ďồng thời khí N2 Ďể loại bỏ khơng khí Đun Ďến nhỏ hết dịch Ďể thêm bếp 30 phút Quan sát trình phản ứng qua thay Ďổi màu sắc từ vàng nâu sang Ďen Đổ sản phẩm sau phản ứng cốc có mỏ, dùng nam châm thu viên từ rửa với nƣớc khử ion, axetone ba lần Ďến pH = nhằm loại hết sản phẩm phụ chất dƣ chƣa phản ứng Kết tủa thu Ďƣợc phân tán 100mL nƣớc khử ion siêu âm 30 phút Pha dung dịch chất bọc chống oxy hóa CMC (carboxyl methyl cellulose) có nồng Ďộ 2mg/L thêm vào cốc thủy tinh chứa sản phẩm phản ứng theo tỷ lệ 1CMC:2 Fe3O4, tiếp tục rung siêu âm 30 phút Kết thúc trình thu Ďƣợc dung dịch chứa nano sắt từ có nồng Ďộ 3000ppm bền Ďiều kiện thƣờng 40 mL dung dịch FeCl2 + FeCl3 + HCl 2M - Sục khí N2; - Nhiệt Ďộ khoảng 800C - Khuấy từ Nhỏ từ từ dung dịch NH3 2M Kết tủa Ďen Fe3O4 pha nƣớc có pH = 9-10 - Lắng Fe3O4 nam châm rửa nƣớc khử ion 5-7 lần, rửa axeton lần - Bọc CMC/ Fe3O4 theo tỷ lệ 1:2, rung siêu âm 30 phút Hạt nano từ tính Fe3O4 (3000 ppm) Hình 2.6 Quy trình tổng hợp hạt nano từ Fe3O4 phương pháp đồng kết tủa 53 2.4 Các phƣơng pháp xác định đặc trƣng cấu trúc vật liệu Hình thái học ba loại vật liệu nano Ďƣợc xác Ďịnh số phƣơng pháp thiết bị nhƣ sau: 2.4.1 Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua (TEM) Phƣơng pháp kính hiển vi Ďiện tử truyền qua (TEM: transmission electron microscopy) có Ďộ phân giải cao dùng Ďể nghiên cứu hình thái, cấu trúc vật liệu nano khả tác Ďộng vật liệu Ďến Ďối tƣợng thử nghiệm Kính hoạt Ďộng nguyên lý nguồn phát xạ Ďỉnh phát chùm tia Ďiện tử, sau Ďi qua tụ kính chùm Ďiện tử tác Ďộng lên mẫu mỏng Tùy thuộc vào loại mẫu vị trí chụp mà chùm Ďiện tử bị tán xạ nhiều hay Mật Ďộ Ďiện tử truyền qua dƣới mặt mẫu phản ánh tình trạng mẫu, hình ảnh Ďƣợc phóng Ďại qua loạt thấu kính trung gian thể trền huỳnh quang [9, 29] Các phân tích TEM cấu trúc ba vật liệu nano luận án Ďƣợc thực thiết bị JEM1010 (JEOL – Nhật Bản) có hệ số phóng Ďại M = 50 - 600.000, Ďộ phân giải δ = Å, Ďiện áp gia tốc U = 40-100kV, Viện vệ sinh dịch tễ Trung ƣơng 2.4.2 Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) Phƣơng pháp kính hiển vi Ďiện tử quét SEM (Scanning Electron Microscope) Ďƣợc sử dụng Ďể xác Ďịnh hình thái bề mặt kích thƣớc hạt vật liệu Ďã chế tạo Kính hiển vi Ďiện tử quét SEM quét bề mặt mẫu chùm tia Ďiện tử hội tụ cao chân khơng, thu thập thơng tin (tín hiệu) từ mẫu phát ra, tái tạo thành hình ảnh lớn cấu trúc bề mặt mẫu thông qua việc ghi nhận phân tích xạ phát từ tƣơng tác chùm Ďiện tử với bề mặt mẫu [9, 29] Các phân tích SEM, FESEM cấu trúc ba vật liệu nano luận án Ďƣợc thực thiết bị S4800 hãng Hitachi (Nhật Bản) Viện Khoa học vật liệu - Viện HL&KHCN Việt Nam; thiết bị Hitachi S-480 Viện Vệ sinh dịch tễ Trung ƣơng 2.4.3 Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại IR Phổ hồng ngoại (IR: Infrared Spectroscopy) phép phân tích phổ biến Ďƣợc sử dụng Ďể xác Ďịnh cấu trúc nhận dạng hợp chất hóa học Phƣơng pháp hoạt Ďộng dựa tƣơng tác xạ Ďiện từ miền hồng ngoại (400 - 4000 cm-1) chiếu chùm tia hồng ngoại vào mẫu phân tử nghiên 54 cứu Mỗi nhóm chức hấp phụ tần số hồng ngoại Ďặc trƣng Dựa vào tần số Ďặc trƣng, cƣờng Ďộ Ďỉnh phổ hồng ngoại, ngƣời ta phán Ďốn trực tiếp có mặt nhóm chức, liên kết xác Ďịnh phân tử nghiên cứu, từ Ďó xác Ďịnh Ďƣợc cấu trúc chất nghiên cứu [9, 29] Các kết Ďo phổ IR vật liệu nano sắt luận án Ďƣợc Ďo máy IMPACT 410-Nicolet (Mỹ), Viện Hóa học, Viện HL&KHCN Việt Nam 2.4.4 Phương pháp phổ nhiễu xạ tia X Phƣơng pháp nhiễu xạ tia X (XRD: X-Ray Diffraction) phƣơng pháp chiếu chùm tia X Ďơn sắc có bƣớc sóng λ tới bề mặt tinh thể chất rắn cách khoảng Ďều Ďặn d Ďi sâu vào bên mạng lƣới tinh thể tạo tƣợng nhiễu xạ tia X (Hình 2.7) Phƣơng pháp Ďƣợc sử dụng Ďể nghiên cứu cấu trúc tinh thể vật chất, kiểm tra Ďơn pha (Ďộ tinh khiết) vật liệu, xác Ďịnh Ďƣợc kích thƣớc tinh thể…[9, 29] Hình 2.7 Các tia X nhiễu xạ bề mặt tinh thể chất rắn (nguồn: http://ffden2.phys.uaf.edu Giản Ďồ XRD mẫu vật liệu nano Ďồng luận án Ďƣợc Ďo máy nhiễu xạ tia X D8- Advance 5000 phòng X-Ray, Viện Khoa Học Vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Điều kiện ghi: Bức xạ K anot Cu, nhiệt Ďộ ghi phổ 25oC, góc 2: 10o - 70o, với tốc Ďộ quét 0,0300/s 2.4.5 Phương pháp phổ hấp thụ tử ngoại khả kiến (UV-VIS) Phổ hấp phụ tử ngoại khả kiến UV-VIS (Ultraviolet-Visible) loại phổ electron, ứng với electron chuyển mức lƣợng ta thu Ďƣợc vân phổ rộng Đây phƣơng pháp phân tích Ďịnh lƣợng dựa vào hiệu ứng hấp thụ ánh sáng dung dịch xảy phân tử vật chất tƣơng tác với xạ Ďiện từ Ďƣợc sử 55 dụng nhiều kiểm tra sản xuất hoá học, luyện kim, nghiên cứu hố sinh, mơi trƣờng nhiều lĩnh vực khác [9, 29] Trong nghiên cứu này, phổ UV-VIS mẫu vật liệu nano bạc Ďƣợc ghi thiết bị Jasco UV-VIS V-630 (Jasco, Nhật) Viện Hóa học hợp chất thiên nhiên máy UV-VIS 2450 (Shimadzu, Nhật) Viện Công nghệ Môi trƣờng 2.4.6 Phương pháp phổ tán sắc lượng tia X (EDX) Phƣơng pháp phổ tán sắc lƣợng tia X (EDX - Energy-dispersive X-ray spectroscopy) dùng Ďể xác Ďịnh thành phần hóa học chất rắn, Ďây kỹ thuật dựa vào việc ghi lại phổ tia X phát từ chất rắn có tƣơng tác với xạ (Hình 2.8) chùm tia Ďiện tử có lƣợng [9, 29] Thành phần nguyên tố mẫu nano bạc Ďồng tác Ďộng lên tế bào tảo nghiên cứu Ďƣợc xác Ďịnh Thiết bị kính hiển vi Ďiện tử quét SEMEDX JSM 6490-JED 2300, JEOL Viện Vệ sinh dịch tễ Trung ƣơng Hình 2.8 Nguyên tắc tán xạ tia X dùng phổ EDX 2.5 Các phƣơng pháp bố trí thí nghiệm 2.5.1 Thí nghiệm lựa chọn vật liệu nano Để nghiên cứu ảnh hƣởng vật liệu nano lên sinh trƣởng VKL M aeruginosa KG chúng tơi bố trí cơng thức thí nghiệm nhƣ sau: Các vật liệu nano (vật liệu nano bạc, Ďồng vật liệu nano sắt từ Fe3O4 Ďã tổng hợp) Ďƣợc bổ sung 56 vào bình tam giác có chứa tế bào VKL M aeruginosa KG Dải nồng Ďộ thử nghiệm Ďối với vật liệu nano bạc Ďồng 0, 3, 10 ppm; nano sắt từ 0, 5, 10, 30, 50, 70 100 ppm Mẫu Ďối chứng gồm VKL nuôi môi trƣờng CB khơng bổ sung vật liệu nano Thí nghiệm Ďƣợc lặp lại ba lần Sinh trƣởng VKL M aeruginosa KG Ďƣợc theo dõi 10 ngày lấy mẫu theo chu kỳ sau: D0, D3, D10 ngày Ďối với hai vật liệu nano bạc Ďồng; D0, D1, D3, D6 D10 Ďối với vật liệu nano sắt từ Để sàng lọc nhanh hoạt tính diệt VKL vật liệu nano nói trên, sinh trƣởng VKL M aeruginosa KG Ďƣợc xác Ďịnh phƣơng pháp Ďo mật Ďộ quang OD Kết thí nghiệm sàng lọc nồng Ďộ, vật liệu nano sắt từ khơng có khả diệt tảo nên không Ďƣợc lựa chọn cho thí nghiệm kiểm tra Ďộc tính 2.5.2 Thí nghiệm nghiên cứu độc tính vật liệu nano - Để Ďánh giá Ďộc tính vật liệu nano bạc Ďồng Ďến sinh trƣởng VKL M aeruginosa KG tảo lục C vulgaris, mL môi trƣờng ni cấy có chứa hai loại tảo Ďƣợc bổ sung vào bình tam giác chứa 145 mL mơi trƣờng CB Dung dịch nano bạc Ďƣợc bổ sung vào bình tam giác theo tỷ lệ nồng Ďộ [0; 0,001; 0,005, 0,01; 0,05; 0,1 ppm] Tƣơng tự, dung dịch nano Ďồng Ďƣợc bổ sung vào bình tam giác với nồng Ďộ [0; 0,01; 0,05; 0,1; ppm] - Sau bổ sung vật liệu nano bạc Ďồng, Ďộng thái sinh trƣởng VKL M aeruginosa KG tảo lục C vulgaris Ďƣợc theo dõi ngày D0, D2, D6 D10 thí nghiệm Sinh trƣởng hai loại tảo Ďƣợc Ďánh giá qua ba tiêu chí: mật Ďộ quang học OD; mật Ďộ tế bào hàm lƣợng chla Các cơng thức thí nghiệm Ďƣợc lặp lại lần Hiệu suất ức chế sinh trƣởng vật liệu nano Ďối với VKL M aeruginosa KG tảo lục C vulgaris Ďƣợc tính cơng thức sau [123]: Hiệu suất ức chế sinh trƣởng tảo (%) = [(sinh khối mẫu Ďối chứng - sinh khối mẫu thí nghiệm)/sinh khối mẫu Ďối chứng] x 100 2.5.3 Thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng kích thước vật liệu nano - Sau thí nghiệm Ďánh giá ảnh hƣởng vật liệu nano Ďến sinh trƣởng tảo, vật liệu nano Ďồng Ďƣợc lựa chọn cho nghiên cứu Để Ďánh giá ảnh hƣởng mặt kích thƣớc hạt nano Ďến sinh trƣởng VKL M aeruginosa KG tảo lục C vulgaris, ba dạng vật liệu nano Ďồng với kích thƣớc hạt khác 50nm Ďã Ďƣợc sử dụng Ba dạng vật liệu nano Ďồng với 57 nồng Ďộ [0; 0,01; 0,05; 0,1; ppm] Ďƣợc bổ sung vào bình tam giác có chứa mL sinh khối hai chủng tảo 145 mL môi trƣờng CB Ngoài ra, Ďể so sánh khả diệt tảo vật liệu nano Ďồng, sử dụng CuSO4 chất diệt tảo thƣờng Ďƣợc sử dụng phổ biến làm mẫu Ďối chứng Động thái sinh trƣởng hai loại tảo Ďƣợc Ďƣợc Ďánh giá qua hàm lƣợng chla mật Ďộ quang học OD ngày D0, D1, D3, D6 D10 chu kỳ thí nghiệm Các cơng thức thí nghiệm Ďƣợc lặp lại lần Hiệu suất ức chế sinh trƣởng vật liệu nano Ďồng Ďối với VKL M aeruginosa KG tảo lục C vulgaris Ďƣợc xác Ďịnh 2.5.4 Thí nghiệm nghiên cứu đánh giá tính an tồn vật liệu - Để Ďánh giá tính an tồn vật liệu nano Ďồng lên số sinh vật phù du khác nhƣ bèo (Lemna sp.) giáp xác (Daphnia magna), chúng tơi tiến hành thí nghiệm nhƣ sau: Thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng vật liệu nano đồng đến bèo Lemna sp Bèo Ďƣợc thu nhận từ số thuỷ vực Hà Nội Ďƣa phịng thí nghiệm Ďể lựa chọn cá thể bèo có kích thƣớc số Ďồng Ďều Để thích nghi với mơi trƣờng dinh dƣỡng Ďiều kiện ni cấy phịng thí nghiệm, bèo Lemma sp sau thu nhận từ tự nhiên Ďƣợc lựa chọn nuôi môi trƣờng dinh dƣỡng (ISO 20079, 2005) với thành phần Ďƣợc chuẩn bị theo bảng (Ďƣợc trích dẫn phần phụ lục), Ďiều kiện nuôi nhƣ sau: nhiệt Ďộ khoảng 250C ± 20C, chu kỳ sáng:tối 14:8 giờ, cƣờng Ďộ chiếu sáng 1000 lux, thời gian ni thích nghi từ - tuần Sau thời gian ni thích nghi, cá thể bèo có cánh (trƣởng thành) Ďƣợc lựa chọn bổ sung vào bình tam giác chứa 100 mL môi trƣờng nuôi bèo (Ďã bổ sung 0; 0,01; 0,05; 0,1; ppm dung dịch nano Ďồng) nhằm Ďánh giá Ďộc tính vật liệu nano Ďồng Ďến sinh trƣởng bèo Lemma sp Kích thƣớc hạt vật liệu nano Ďồng sử dụng nghiên cứu khoảng 25-40 nm Độc tính nano Ďồng Ďến sinh trƣởng bèo Ďƣợc theo dõi ngày Sinh trƣởng bèo Ďƣợc Ďánh giá thông qua thay Ďổi khối lƣợng bèo ngày thí nghiệm cuối so với ngày Ďầu tiên thí nghiệm Khả ức chế sinh trƣởng Ďƣợc tính cơng thức sau [151]: Hiệu suất ức chế tăng trƣởng vật liệu Ďến bèo Lemna sp (%) = [(sinh khối mẫu Ďối chứng - sinh khối mẫu thí nghiệm)/sinh khối mẫu Ďối chứng] x 100 58 Thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng vật liệu nano đồng đến giáp xác Daphnia magna D magna Ďƣợc cung cấp công ty Microbiotests Inc (Bỉ) nuôi môi trƣờng COMBO (APHA, 2012) Ďiều kiện nhiệt Ďộ khoảng 210C ± 10C, chu kỳ sáng:tối 16:8 với cƣờng Ďộ chiếu sáng từ 500 - 800 lux [150] Thức ăn cho D magna sử dụng nghiên cứu tảo lục Chlorella vulgaris Môi trƣờng thức ăn Ďƣợc thay sau ngày nuôi cấy cho Ďến Ďủ số lƣợng D magna cho thí nghiệm kiểm tra Ďộc tính 10 cá thể D magna (1 ngày tuổi) Ďƣợc lựa chọn ngẫu nhiên cho thí nghiệm kiểm tra Ďộc tính ni riêng lẻ bình thủy tinh 100 mL D magna Ďƣợc phơi nhiễm với vật liệu nano Ďồng nồng Ďộ khác [0,01; 0,05; 0,1; 1; ppm] môi trƣờng Ďối chứng (môi trƣờng không chứa vật liệu nano Ďồng) Kích thƣớc hạt vật liệu nano Ďồng sử dụng nghiên cứu khoảng 25-40 nm Các nồng Ďộ thí nghiệm Ďƣợc lặp lại bốn lần Độc tính vật liệu nano Ďồng Ďến D magna Ďƣợc tính tỷ lệ % số lƣợng sống/chết sau 24h 48h Ƣớc tính giá trị LC50 thời Ďiểm 24 48 nano Ďồng phƣơng pháp Probit sử dụng phần mềm SPSS 23 [152] 2.5.5 Thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng vật liệu nano mẫu nước thực tế (mẫu nước hồ Tiền) Để nghiên cứu ảnh hƣởng ức chế vật liệu nano Ďồng lên quần xã thực vật tự nhiên hệ sinh thái nƣớc ngọt, mơ hình mơ thu nhỏ Ďã Ďƣợc thực với thể tích 10L Nƣớc hồ Tiền (Đại Học Bách Khoa Hà Nội) Ďƣợc sử dụng cho thí nghiệm Ďây hồ nƣớc bị nhiễm phú dƣỡng Ďiển hình có diện ƣu nhóm VKL Microcystis thành phần quần xã thực vật phù du, thƣờng xuyên gây tƣợng “nở hoa” nƣớc hồ Mẫu nƣớc sau lấy hồ Tiền Ďƣợc chuyển phịng thí nghiệm tiến hành lọc với lƣới lọc vải có kích thƣớc lỗ lớn Ďể loại bỏ tạp chất thô nhƣ: loại rác vô cơ, hữu khác Dung dịch nano Ďồng có nồng Ďộ ppm Ďƣợc sử dụng nhằm Ďánh giá khả ức chế sinh trƣởng thực vật phù du VKL Microcystis có mặt thành phần nƣớc hồ Tiền Hai cơng thức thí nghiệm Ďã Ďƣợc bố trí, bao gồm: mẫu Ďối chứng (control, nƣớc hồ Tiền), nano Ďồng (nƣớc hồ Tiền bổ sung dung dịch nano Ďồng 1ppm) Các cơng thức thí nghiệm Ďƣợc lặp lại hai lần Ďặt nhiệt Ďộ phòng dao Ďộng khoảng 25-280C Ďƣợc khuấy trộn 4-5 lần/ngày Các thông số thuỷ 59 lý (nhiệt Ďộ, pH, oxi hồ tan), thuỷ hố (NH4+-N PO43 P) sinh học Ďƣợc thu phân tích ngày D0, D1, D2, D3, D4 D8 2.6 Các phƣơng pháp xác định sinh trƣởng tảo 2.6.1 Phương pháp xác định mật độ quang OD Hai chủng tảo Ďƣợc nuôi cấy lấy mẫu theo chu kỳ Ďể xác Ďịnh Ďộng thái sinh trƣởng cách thu sinh khối Ďo mật Ďộ quang bƣớc sóng OD 680 nm Để thực phƣơng pháp, mL mẫu sinh khối tảo Ďƣợc thu thời Ďiểm khảo sát Sau Ďó mẫu Ďƣợc Ďo mật Ďộ quang máy Ďo quang phổ UV-VIS (Simadzu, Nhật Bản) bƣớc sóng 680 nm Viện Công nghệ Môi trƣờng, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Tải FULL (158 trang): https://bit.ly/3fQM1u2 Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ 2.6.2 Phương pháp xác định mật độ tế bào Để Ďánh giá ảnh hƣởng vật liệu nano Ďến sinh trƣởng hai loại tảo, mật Ďộ tế bào thực vật 1mL mẫu Ďƣợc Ďếm buồng Ďếm Sedgwick - Raffter (20mm x 50mm x 1mm) [153] Số lƣợng tế bào Ďƣợc tính theo cơng thức nhƣ sau: 1000 mm3 N0 /mL = C x LxDxWxS (1.3) Trong Ďó: C: Số lƣợng tế bào Ďếm Ďƣợc L: Chiều dài thƣớc D: Chiều sâu thƣớc W: Chiều rộng thƣớc S: Số ô Ďếm 2.6.3 Phương pháp xác định hàm lượng Chla [154] Để Ďánh giá biến Ďộng mật Ďộ tảo ảnh hƣởng vật liệu nano Ďến sinh trƣởng hai loại tảo, hàm lƣợng chla thông số Ďƣợc xác Ďịnh thời Ďiểm khảo sát Lấy lƣợng thể tích Ďịnh dịch nuôi cấy VKL M aeruginosa KG, tảo lục C vulgaris nƣớc hồ Tiền (Bách Khoa) lọc qua giấy lọc GF/C với kích thƣớc lỗ 45 µm (Whatman GF/C, Anh) Mẫu Ďƣợc chiết acetone (90%) Hàm lƣợng chla Ďƣợc tính theo cơng thức Lorezen (1967) nhƣ sau: Trƣớc axit: ( ) ( ) (1.4) 60 Sau axit: ( ( ) ⁄ ) ( ( ) ) (1.5) (1.6) Trong Ďó: Ana: hấp thụ bƣớc sóng khơng có axit; Aa: hấp thụ bƣớc sóng Ďã có axit; v: thể tích axeton ngâm mẫu (10mL); V: thể tích lọc mẫu (l); Tải FULL (158 trang): https://bit.ly/3fQM1u2 Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ l: khoảng cách quang học cuvet (1cm) 2.7 Các phƣơng pháp phân tích chất lƣợng môi trƣờng nƣớc Bên cạnh tiêu sinh học, thơng số thủy lý thủy hóa Ďƣợc xác Ďịnh nhằm Ďánh giá chất lƣợng môi trƣờng trƣớc sau xử lý với vật liệu nano 2.7.1 Phương pháp phân tích tiêu thủy lý, thủy hóa Các tiêu thủy lý bao gồm: nhiệt Ďộ, Ďộ oxy hòa tan (DO), Ďộ dẫn Ďiện tổng chất rắn hòa tan (TDS), pH Ďƣợc Ďo hàng ngày Các tiêu Ďƣợc Ďo thiết bị Ďo nhanh WQC-DDK 24A (TOA, Nhật Bản) Các tiêu thủy hóa nhƣ: NH4+ (mgN/l), PO43- (mgP/l), Ďƣợc thu mẫu sau 0, 1, 2, 3, ngày Ďặt thí nghiệm Ďƣợc xác Ďịnh phƣơng pháp so màu máy Ďo quang UV-VIS 2450, Shimadzu-Nhật Xác Ďịnh hàm lƣợng tiêu nói dựa theo phƣơng pháp tiêu chuẩn Mỹ [APHA, 1995] 2.7.2 Phương pháp phân tích xác định hàm lượng NH4+(mg/L) Trong mơi trƣờng kiềm, với có mặt citrate trinatri natri hypoclorit, ion amôni phản ứng với phenol tạo phức màu xanh, Ďồng thời sử dụng cyanua natri làm chất xúc tác phản ứng Phép so màu Ďƣợc thực bƣớc sóng 630 nm 2.7.3 Phương pháp phân tích xác định hàm lượng PO43- (mg/L) Trong môi trƣờng axit, ion photphat PO43- phản ứng với amoni molybdat tạo thành phức chất photphomolybdic Phức chất phản ứng với axit ascobic cho dung dịch màu xanh Phức chất kali antimoin tartrat Ďƣợc cho thêm vào Ďể thúc Ďẩy phản ứng nhằm hạn chế ảnh hƣởng trình thuỷ phân số chất hữu trình phản ứng Phép so màu Ďƣợc thực bƣớc sóng 885 nm 61 2.8 Các phƣơng pháp quan sát hình thái tế bào 2.8.1 Phương pháp quan sát bề mặt tế bào Dịch nuôi cấy VKL M aeruginosa KG tảo lục C vulgaris Ďƣợc ly tâm (5000v/p) 10 phút Ďể thu sinh khối tế tào Sau Ďó mẫu tế bào Ďƣợc xử lý dung dịch 2,5% glutaraldehyte/cacodylate 0,1M, pH = 7,2- 7,4 Sau rửa dung dịch cacodylate 0,1M, mẫu tế bào Ďƣợc cố Ďịnh lại dung dịch OsO4 1% cacodylate 0,1M Sau Ďể khô, mẫu Ďƣợc Ďƣa lên Ďế, phủ màng dẫn Ďiện Pt- Pd Mẫu tế bào Ďƣợc quan sát dƣới kính SEM HITACHI S4800 Phịng kính hiển vi Ďiện tử, Viện vệ sinh Dịch Tễ trung ƣơng 2.8.2 Phương pháp quan sát cắt lát mỏng mẫu tế bào Dịch nuôi cấy VKL M aeruginosa KG tảo lục C vulgaris Ďƣợc ly tâm (5000v/p) 10 phút Ďể thu sinh khối tế tào Mẫu tế bào sau Ďó Ďƣợc xử lý dung dịch 2,5% glutaraldehyte/cacodylate 0,1M, pH= 7,2 - 7,4 Sau rửa dung dịch cacodylate 0,1M, mẫu tế bào Ďƣợc cố Ďịnh lại dung dịch OsO4 1% cacodylate 0,1M Sau Ďó mẫu Ďƣợc xử lý cách kết tinh époxyrein; cắt lát siêu mỏng mức 50-100nm nhuộm Uranyl Acetate Ďƣợc quan sát lát cắt kính hiển vi Ďiện tử truyền qua (TEM) Ďộ phóng Ďại khác Ďể quan sát khác biệt vi cấu trúc tế bào Ďối chứng (khơng có tác Ďộng vật liệu nano) tế bào thí nghiệm (có tác Ďộng vật liệu nano) Trong luận án này, mẫu tế bào Ďƣợc quan sát dƣới kính (TEM) JEOL 1010 Phịng kính hiển vi Ďiện tử, Viện vệ sinh Dịch Tễ trung ƣơng 2.9 Phƣơng pháp thống kê xử lý số liệu Trong luận án này, sử dụng phƣơng pháp thống kê Ďể xử lý số liệu thực nghiệm Ďánh giá Ďộ tin cậy phƣơng pháp phân tích phần mềm nhƣ GraphPad 6; excel 2010; OriginPro SPSS 23.0 với ý nghĩa xác suất thống kê ρ < 0,05 Tất thí nghiệm Ďều Ďƣợc lặp lại ba lần 62 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Tổng hợp vật liệu nano Với mục tiêu nghiên cứu ứng dụng vật liệu nano Ďể xử lý VKL thủy vực nƣớc nên việc khảo sát số Ďặc trƣng vật liệu Ďã Ďƣợc tiến hành Nhƣ Ďã Ďề cấp chƣơng Luận án, hạt nano kim loại bạc Ďồng Ďƣợc tổng hợp phƣơng pháp khử hóa học, vật liệu nano sắt từ Ďƣợc tổng hợp phƣơng pháp Ďồng kết tủa Đây Ďều hai phƣơng pháp phổ biến Ďể chế tạo vật liệu nao kim loại nano từ tính [3, 4, 23, 24, 38] Tuy nhiên, tính chất Ďặc trƣng hạt nano Ďƣợc tổng hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ: pH, nhiệt Ďộ, nồng Ďộ tỷ lệ chất tham gia phản ứng, tỷ lệ chất ổn Ďịnh… Nếu Ďiều kiện thực nghiệm khơng Ďƣợc kiểm sốt tốt hạt nano thu Ďƣợc thƣờng khơng Ďồng Ďều, phân bố với kích thƣớc rộng Ďồng thời Ďộ tinh thể Ďối với hạt nano kim loại với hạt nano từ tính ngồi pha Fe3O4 tồn pha khác nhƣ α-Fe2O3 hay hydroxit vơ Ďịnh hình Trong nhiều năm qua, nghiên cứu thƣờng tập trung tổng hợp khảo sát tính chất mẫu hạt nano kim loại có kích thƣớc nanomet mẫu hạt nano Fe3O4 có kích thƣớc vùng siêu thuận từ [3, 4, 28, 155] Các kết công bố Ďặc trƣng hạt nano phụ thuộc nhiều vào kích thƣớc hạt, hình dạng phƣơng pháp tổng hợp Do Ďó, loại vật liệu khác cần có nghiên cứu cụ thể khác Vì vậy, phạm vi luận án nội dung phần tập trung tổng hợp khảo sát số Ďặc trƣng Ďiển hình hạt nano kim loại có kích thƣớc nanomet vật liệu hạt nano Fe3O4 có kích thƣớc vùng siêu thuận từ nhằm thu nhận vật liệu có Ďặc Ďiểm tối ƣu Ďể ứng dụng thực nghiệm xử lý VKL 3.1.1 Khảo sát số yếu tố ảnh hưởng tới đặc trưng vật liệu nano bạc tổng hợp phương pháp khử hóa học 3.1.1.1 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ nồng độ NaBH4/Ag+ Để khảo sát ảnh hƣởng tỷ lệ nồng Ďộ NaBH4/Ag+ phản ứng khử lên hình thành kích thƣớc, hình dạng hiệu ứng cộng hƣởng Plasmon bề mặt vật liệu nano bạc, tiến hành nghiên cứu mẫu vật liệu Ďƣợc tổng hợp tỷ lệ NaBH4/Ag+ khác Các mẫu Ďƣợc ký hiệu M1, M2, M3, M4 M5 tƣơng ứng với tỷ lệ NaBH4/Ag+ lần lƣợt 1/1; 1/2; 1/3; 1/4; 1/5 Kết nghiên 7168726 ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO VI? ??N HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VI? ??T NAM HỌC VI? ??N KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - Trần Thị Thu Hƣơng NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG VẬT LIỆU NANO BẠC, ĐỒNG, SẮT ĐỂ XỬ LÝ VI. .. dụng vật liệu nano bạc, đồng, sắt để xử lý vi khuẩn lam độc thuỷ vực nước ngọt? ?? Ďã Ďƣợc lựa chọn thực Mục mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu, chế tạo xác Ďịnh tính chất, Ďặc trƣng 03 vật liệu nano. .. ĐỂ XỬ LÝ VI KHUẨN LAM ĐỘC TRONG THỦY VỰC NƢỚC NGỌT Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trƣờng Mã số: 52 03 20 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Dƣơng Thị Thủy TS Hà Phƣơng