Đánh giá khả năng loại bỏ kháng sinh sulfamethoxazole (smx) trong nước bằng than sinh học có nguồn gốc từ lục bình

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH KHOA KỸ THUẬT THỤC PHÁM & MƠI TRƯỜNG NGUYEN TAT THANH KHĨA LUẬN TĨT NGHIỆP ĐÁNH GIÁ KHẢ NẤNG LOẠI BỎ KHÁNG SINH SULFAMETHOXAZOLE(SMX) TRONG NƯỚC BẰNG THAN SINH HỌC CÓ NGUỒN GỐC TỪ LỤC BÌNH ĐẶNG THỊ THÙY DUNG Tp HCM, tháng 10 năm 2020 Ì1 -If TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH KHOA KỸ THUẬT THỤC PHÁM & MƠI TRƯỜNG csQko KHĨA LUẬN TÓT NGHIỆP ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG LOẠI BỎ KHÁNG SINH SULFAMETHOXAZOLE(SMX) TRONG NƯỚC BẰNG THAN SINH HỌC CÓ NGUỒN GỐC TỪ LỤC BÌNH ĐẶNG THỊ THÙY DƯNG TH.S LÊ THỊ HỊNG DIỆP Tp HCM, tháng 10 năm 2020 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGƯYỄN TẤT THÀNH Giáo viên hướng dần:(Ảý tên ký duyệt) Cán chấm phản biện: (ký tên kỷ duyệt) Khóa luận bảo vệ HỘI ĐỒNG CHÁM BẢO VỆ LUẬN VĂN ĐẠI HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYÊN TÁT THÀNH, ngày tháng 10 năm 2020 CỘNG HÒA XẰ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYÊN TẨT THÀNH Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc KHOA KỸ THUẬT THỤC PHẤM VÀ MÔI TRƯỜNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP HỌ VÀ TÊN: Đặng Thị Thùy Dung NGÀNH MSSV: 1611539802 : Quản lý Tài nguyên Môi trường Lớp: 16DTNMT1A Tên Khóa luận: Tiếng Việt: Đánh giá khả loại bỏ kháng sinh sulfamethoxazole nước than sinh học có nguồn gốc từ lục bình Tiếng Anh: Essesment of sulfamethoxazole removal in the water using biochar derived from hyacinth Nhiệm vụ khóa luận: Tống họp than sinh học có nguồn gốc từ lục bình Đánh giá cấu trúc vật liệu Đánh giá khả loại bỏ kháng sinh sulfamethoxazole nước than sinh học có nguồn gốc từ lục bình Ngày giao nhiệm vụ luận văn: 14/7/2020 Ngày hoàn thành nhiệm vụ luận văn: 30/9/2020 Họ tên cán hướng dần: Thạc sĩ Lê Thị Hồng Diệp Nội dung yêu cầu KLTN Hội đồng chuyên nghành thông qua TP.HCM, ngày thảng 10 năm 2020 TRƯỞNG Bộ MÔN CÁN Bộ HƯỚNG DẢN TRƯỞNG/ PHÓ KHOA LỜI CẢM ƠN Quá trình thực luận văn tốt nghiệp giai đoạn quan trọng quãng đời mồi sinh viên Luận văn tốt nghiệp tiền đề cho chúng em kỳ nghiên cứu, kiến thức quý báu trước lập nghiệp Lời em xin bày tở lịng biết ơn sâu sắc đến thầy khoa Kỳ thuật - thực phẩm môi trường trường đại học Nguyễn Tất Thành tận tình dạy trang bị cho em kiến thức cần thiết để em có the hồn thành báo cáo Đặc biệt em xin gởi lời cảm ơn đến cô Lê Thị Hồng Diệp, người trực tiếp hướng dần, tận tình giúp đờ ln quan tâm nhắc nhở dần em suốt trình nghiên cứu Cuối em xin cảm ơn gia đình bạn bè thầy cô trường động viên đe em có nhiều động lực hồn thành tốt luận văn Mặc dù rat cố gắng hết khả mình, song luận văn vần cịn nhiều thiếu sót Kính mong q thầy, Hội đồng chấm luận văn đóng góp ý đe luận văn hồn thiện Một lần em xin chân thành cảm ơn./ Đặng Thị Thùy Dung Khoa Kỳ thuật - Thực phâm Mơi trường Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành TĨM TẮT Kháng sinh phổ biến việc chừa bệnh chăn nuôi Việc gia tăng ô nhiễm kháng sinh liên quan tới việc sử dụng rộng rãi phát thải kháng sinh từ nguồn nuớc thải cùa công ty bệnh viện chủ yếu Chúng hợp chất khó phân hủy sinh học xử lý khơng triệt để Trong kháng sinh sulfamethoxazole(SMX) chất kháng sinh biến đuọc xếp loại loại thuốc sunfonamid tiêu thụ nhiều loại kháng sinh kê đơn rộng rãi Neu nồng độ cao chất kháng sinh gây ảnh hưởng đến sức khỏe người mà môi trường sinh thái nước Than sinh học có nguồn gốc từ lục bình có khả hấp phụ tốt chất nhiễm Vì đề tài: “ Đánh giá khả loại bỏ kháng sinh sulfamethoxazole nước từ than sinh học có nguồn gốc từ lục bình” thực từ tháng 6/2020 đến tháng 9/2020 phịng thí nghiệm khoa Kỳ thuật Thực phấm Mơi trường trường đại học Nguyền Tất Thành với hai mục tiêu dựa vào khả hấp phụ than sinh học có nguồn gốc từ lục bình để giảm thiểu kháng sinh SMX có nước đánh giá khả loại bỏ kháng sinh SMX nước bị nhiễm kháng sinh Đe tài có ba nội dung : đánh giá cấu trúc vật liệu đánh giá khả loại bỏ kháng sinh SMX nước than sinh học có nguồn gốc từ lục bình, Lập đường isotherm hấp phụ theo Langmuir, Freundlich Những kết đạt sau ba tháng nghiên cứu: Thời gian thích họp cho việc hấp phụ SMX cùa than sinh học có nguồn gốc từ lục bình Dung lượng hấp phụ có xu hướng giảm tăng nong độ SMX ban đầu, từ 99% xuống 87% tăng nồng độ SMX từ đến 20 mg/L Dung lượng hấp phụ SMX tăng tăng hàm lượng than sinh học có nguồn gốc từ lục bình tăng từ 0,2 g/L đến 1,2 g/L Nồng độ SMX sau hấp phụ 0,09 ± 0,01 mg/L pH < thích hợp cho q trình xử lý SMX từ than sinh học có nguồn gốc từ lục bình Quá trình hấp phụ SMX than sinh học có nguồn gốc từ lục bình phù hợp với mơ hình hấp phụ Freundlich Langmuir SUMMARY Antibiotics are now popular in treatment and in livestock The increase in antibiotic pollution is related to the widespread use and antibiotic emissions from corporate and hospital wastewater They are difficult to biodegrade or are not thoroughly treated Sulfamethoxazole (SMX) is one of the popular antibiotics classified in the most consumed sulfonamid drugs and is the most widely prescribed antibiotic If high concentrations of antibiotics can affect human health but aquatic ecological environment Biochar derived from water hyacinth has a good ability to absorb pollutants Therefore, the topic: "Evaluation of the ability to remove antibiotic sulfamethoxazole in water from biochar derived from water hyacinth" was conducted from June 2020 to September 2020 at the laboratory of the Department of Food Engineering, and Nguyen Tat Thanh University's environment with two main goals is to rely on the adsorption capacity of biochar derived water hyacinth to reduce the SMX antibiotic present in water and evaluate the ability to remove SMX antibiotics in resistant contaminated water, bom The topic has three contents: Evaluation of the adsorption capacity of water hyacinths to minimize the SMX antibiotics present in water and Assessment of the ability to remove SMX antibiotics in antibiotic contaminated water, Establish the adsorption isotherm according to Langmuir, Freundlich Results achieved after three months of study: The suitable time for SMX adsorption of hyacinth biochar is hour The adsorption capacity tended to decrease with increasing initial SMX concentration, from 99% to 87% The SMX adsorption capacity increases as the biochar content of water hyacinth origin increases from 0.2 g/L to 1.2 g/L The concentration of lead after adsorption is 0.09 ± 0.01 mg / L pH < is suitable for processing SMX from biochar derived from water hyacinth The SMX adsorption process on biochar is derived from water hyacinth in accordance with the Freundlich and Langmuir adsorption model MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN SUMMARY MỤC LỤC i DÀNH MỤC CÁC TÙ VIẾT TẮT ỉii DANH MỤC CÁC HÌNH .iv DANH MỤC CÁC BẢNG .vi MỞ ĐẦU vii Đặt vấn đề vii Mục tiêu đề tài viiii NỘĨ dung nghiên cứu viỉi Phạm vi nghiên cứu viii CHƯƠNG L TONG QUAN VỀ NGHIÊN cúu 1.1 Tình hình ô nhiễm kháng sinh 1.1.1 Tình hình ỏ nhiễm kháng sinh giới 1.1.2 Tình hình sử dụng khảng sinh Việt Nam 1.2 Giới thiệu chung kháng sinh sunfamethoxazole 1.3 Giói thiệu chung vật liệu hấp phụ 1.3.1 Than sinh học có nguồn gốc từ lục bình 1.3.2 ứng dụng than sinh học có nguồn gốc từ lục bình 1.4 Cơ sử lý thuyết trình hấp phụ 1.4.1 Khải niệm trình hấp phụ 1.4.2 Phân loại 1.5 Tái sinh vật liệu hấp phụ 1.5.1 Cơ sở lý 'thuyết 1.5.2 Một số phương pháp tải sinh vật liệu hấp phụ 10 CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHAP NGHIÊN cứu 12 2.1 Nơi thực 12 2.2 Dụng cụ thiết bị 12 2.2.1 Dụng'cụ ’ 12 2.2.2 Thietbị 12 2.3 Nguyên liệu hóa chất 13 2.4 Nội dung phương pháp nghiên cứu 13 2.5 Phương pháp phân tích 14 2.5.1 2.5.2 2.5.3 2.5.4 2.5.5 Phương pháp kỉnh hiến vi điện tử quẻt(SEM) 14 Phương pháp xác định diện tích bể mặt riêng lo xốp(BET) 15 Phương pháp phô hồng ngoại chuyến dịch Fourier(FTIR) 16 Phương pháp phô tán sắc lượng (EDS) 17 Phương pháp tử ngoại - kiến (UV-VIS) 18 2.6 Các thí nghiệm tiến hành 19 2.6 ỉ Ảnh hưởng giá trị pH ban đầu 19 2.6 Ảnh hưởng nồng độ SMX 19 2.6 Anh hưởng khối lượng lục bình 19 i 3.4 Xây dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ Qua kết số nghiên cứu thực trình hấp phụ chất kháng sinh lục bình cho thấy chế hấp phụ chất kháng sinh lục bình thường phù hợp với thuyết Langmuir Freundlich Khi nghiên cứu lục bình, thuyết sè áp dụng đế xây dựng đe xây dưng đường đẳng nhiệt hấp phụ 3.4.1 Mơ hình đăng nhiệt Langmuir[24], [25], [26] Lý thuyết Langmuir dựa giả thuyết trình hấp phụ đơn lóp với tương tác phân tử chất hấp phụ Qúa trình hấp phụ diễn cụ the tâm hấp phụ chất hấp phụ Mồi tâm hấp phụ giữ phân tử định hợp chất Chất hấp phụ có khả giới hạn cho việc hấp phụ trạng thái cân Điểm bão hịa đạt khơng the hấp phụ Điều quan trọng, mô tả cách tương tác chất vật liệu hấp phụ xỉ tro qua đường đăng nhiệt hấp phụ Đường đẳng nhiệt cung cấp số hiểu biết sâu sắc q trình hấp phụ cung cấp thơng số quan trọng tiết lộ chế hấp phụ Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir tuyến tính trình bày cơng thức đây: _ _|_ Qe Qm Ktqmce Trong đó: - qe (mg/g): lượng chất hấp phụ bị hấp phụ trạng thái cân - qm (mg/g): dung dịch hấp phụ tối đa đơn lóp VLHP - ce (mg/1): nồng độ chất hấp phụ trạng thái cân - Kl (1/mg): hang so Langmuir Từ mơ hình Langmuir, RL tính cơng thức đây: RLL 1+KLCO Trong đó: - co (mg/1): nồng độ kim loại nặng cao dung dịch 30 - Kl (1/mg): hang so Langmuir Q trình hap phụ coi khơng thuận lợi /?£>1, tuyến tính RL=Ỉ, thuận lợi Q