Nghiên cứu loại bỏ Ni2+, Cr3+ và Zn2+ trong nước thải mạ điện bằng vật liệu hấp thụ sinh học

B GIO DC V O TO TRNG I HC LT PHAN HONG MINH HUY Nghiờn cu loi b Ni2+, Cr3+ v Zn2+ nc thi m in bng vt liu hp th sinh hc LUN VN THC S SINH HC ẹAỉ LAẽT 2010 B GIO DC V O TO TRNG I HC LT PHAN HONG MINH HUY 2+ 3+ Nghiờn cu loi b Ni , Cr v 2+ Zn nc thi m in bng vt liu hp th sinh hc Chuyờn ngnh: SINH THI HC Mó s: 60.42.60 LUN VN THC S SINH HC Ngi hng dn khoa hc TS LM NGC TUN LT 2010 i LI CAM OAN Tụi xin cam oan õy l cụng tr ỡnh nghiờn cu ca riờng tụi Cỏc s liu v kt qu lun ỏn l trung thc v cha tng c ngi khỏc cụng b Lt, ngy 22 thỏng 02 nm 2010 Tỏc gi Phan Hong Minh Huy ii LI CM N Tụi xin by t lũng bit n sõu sc i vi TS Lõm Ngc Tun vỡ nhng hng dn khoa hc v nhng ch bo tn tỡnh sut quỏ trỡnh thc hin lun ny Tụi xin chõn thnh cm n Ban Lónh o cựng cỏc thy giỏo, cụ giỏo Khoa Sinh hc trng i hc Lt ó h tr trang thit b v to iu kin cho tụi c thc hnh ti phũng thớ nghim sut quỏ trỡnh thc hin nghiờn cu ny Xin chõn thnh cm n Ban Giỏm hiu, Ban Ch nhim Khoa Khoa hc Mụi trng Trng i hc Yersin Lt ó to iu kin cho tụi cú thi gian hc Xin chõn thnh cm n TS Nguyn Th Kim Phng vỡ ó h tr cho tụi quỏ trỡnh phõn tớch mu Xin by t lũng bit n sõu sc i vi ụng b, b m, cỏc em, nhng ngi thõn v bn bố vỡ ó ng viờn v ng h v mi mt cho tụi thi gian va qua Lt, ngy 22 thỏng nm 2010 Phan Hong Minh Huy iii MC LC LI CAM OAN i LI CM N ii MC LC iii DANH MC CC Kí HIU V CC CH VIT TT v DANH MC CC BNG vi DANH MC CC HèNH V TH vii M U Phn th nht TNG QUAN TI LIU 1.1 Kim loi nng v cỏc v mụi trng 1.1.1 Cỏc ngun phỏt thi kim loi nng 1.1.2 Hu qu ca quỏ trỡnh ụ nhim kim loi nng 1.2 Vi nột gii thiu v chrome, nickel v km 1.2.1 Chrome 1.2.2 Nickel 1.2.3 Km 1.3 Cỏc phng phỏp loi b kim loi nng 11 12 1.3.1 Loi b kim loi nng bng cỏc phng phỏp húa lớ 12 1.3.2 Khỏi quỏt v vic loi b kim loi nng bng phng phỏp sinh hc 15 1.3.3 Hp ph sinh hc kim loi nng 17 1.4 Vi nột v nc thi m in 30 1.4.1 Tớnh cht ca nc thi m in 30 1.4.2 Kim loi nng nc thi m in 31 1.5 Vi nột v cỏc loi rong bin dựng nghiờn cu 32 1.5.1 Rong lỏ m mcclurei ( Sargassum mcclurei) 32 1.5.2 Rong lc vừng(Ulva reticulata) 33 1.5.3 Rong lỏ m lỏ dy ( Sargassum crassifolium) 33 Phn th hai I TNG V PHNG PHP NGHIấN C U 35 iv 2.1 i tng nghiờn cu 2.2.1 Cỏc loi rong bin dựng nghiờn cu 2.2 Phng phỏp nghiờn c u 35 35 35 2.2.1 Phng phỏp x lý sinh 35 2.2.2 Phng phỏp kho sỏt cõn bng hp ph 36 2.2.3 Phng phỏp xỏc nh thi gian bóo hũa hp ph 38 2.2.4 Phng phỏp xỏc nh nh hng ca pH n dung lng hp ph 38 2.2.5 Phng phỏp gii hp vt liu hp ph ó bóo hũa kim loi 39 2.2.6 Phng phỏp ỏnh giỏ kh nng hp ph iu kin a ion 39 2.3 Phng phỏp tớnh toỏn v x lý s liu Phn th ba KT QU NGHIấN CU V THO LUN 39 41 3.1 ỏnh giỏ c tớnh ca cỏc loi vt liu hp ph 41 3.2 Xỏc nh cỏc tham s ca phng trỡnh ng nhit hp ph 41 3.3 ng ng nhit hp ph cỏc ion kim loi riờng r ca cỏc loi VLHP 43 3.4 Xỏc nh ngng nng loi b hiu qu ion kim loi ca cỏc loi VLHP 45 3.5 Xỏc nh thi gian bóo hũa hp ph ca cỏc loi VLHP 48 3.6 nh hng ca pH dung dch ti hiu qu hp ph ca cỏc loi VLHP 50 3.7 c trng hp ph ca cỏc loi VLHP iu kin a ion 53 3.8 ỏnh giỏ kh nng gii hp v tỏi s dng ca cỏc loi VLHP 55 KT LUN V NGH 57 4.1 Kt lun 57 4.2 ngh 57 TI LIU THAM KHO 58 Ting Vit 58 Ting Anh 59 PH LC 62 v DANH MC CC Kí HIU V CC CH VIT TT C Nng kim loi (mg/L) Ceq Nng ion kim loi cũn li sau dung dch t trng thỏi cõn bng (mg/L) Ci Nng ion kim loi ban u (mg/L) K Hng s cõn bng hp ph m Khi lng sinh (g) ppb Mt phn t ppm Mt phn triu ppt Mt phn nghỡn t q Lng kim loi b hp ph lờn trờn b mt sinh (mg/g hay mmol/g) qmax Lng kim loi hp ph cc i lờn trờn b mt sinh ( mg/g hay mmol/g) r2 H s tng quan SC Sargassum crassifolium SM Sargassum mcclurei TDT Trớch dn theo UR Ulva reticulata V Th tớch dung dch hp ph(lớt) VLHP Vt liu hp ph vi DANH MC CC BNG Bng 1.1 Nhng ngun thi gõy ụ nhim kim loi nng Bng 1.2 Nhng tỏc hi ca kim loi nng i vi sc khe Bng 1.3 Cỏc ch s ụ nhim kim loi nng nc thi m in 30 Bng 2.1 Di nng ca cỏc ion kim loi thớ nghim cõn bng hp ph 37 Bng 3.1 Cỏc thụng s phn ỏnh c tớnh ca vt liu hp ph 41 Bng 3.2 Cỏc tham s ca phng trỡnh ng nhit Langmuir i vi quỏ trỡnh hp ph Ni2+ bng cỏc loi vt liu hp ph khỏc 42 Bng 3.3 Cỏc tham s ca phng trỡnh ng nhit Langmuir i vi quỏ trỡnh hp ph Cr3+ bng cỏc loi vt liu hp ph khỏc 42 Bng 3.4 Cỏc tham s ca phng trỡnh ng nhit Langmuir i vi quỏ trỡnh hp ph Zn2+ bng cỏc loi vt liu hp ph khỏc 43 Bng 3.5 Kh nng hp ph ca vt liu SM iu kin a ion 53 Bng 3.6 Kh nng hp ph ca vt liu UR iu kin a ion 54 Bng 3.7 Kh nng hp ph ca hn hp vt liu SM v UR iu kin a ion 54 vii DANH MC CC HèNH V TH Hỡnh 1.1 Cỏc vớ d xỏc nh ng ng nhit hp ph thc nghim vi uran 22 Hỡnh 2.1 Rong bin S mcclurei (a), S crassifolium (b) v Ulva reticulata (c) 35 Hỡnh 2.2 Qui trỡnh b trớ thc nghim kho sỏt cõn bng hp ph 36 Hỡnh 2.3 Cỏc bỡnh hp ph trờn mỏy vũng 37 Hỡnh 3.1 ng ng nhit hp ph ca cỏc loi vt liu hp ph vi ion Ni2+ 43 Hỡnh 3.2 ng ng nhit hp ph ca cỏc loi vt liu hp ph vi ion Cr3+ 44 Hỡnh 3.3 ng ng nhit hp ph ca cỏc loi vt liu hp ph vi ion Zn2+ 45 Hỡnh 3.4 Hiu qu loi b Ni2+ ca vt liu SM cỏc nng kim loi khỏc 46 Hỡnh 3.5 Hiu qu loi b Zn2+ ca vt liu UR cỏc nng kim loi khỏc 46 Hỡnh 3.6 Hiu qu loi b Cr3+ ca vt liu UR cỏc nng kim loi khỏc 47 Hỡnh 3.7 Thi gian bóo hũa hp ph ca vt liu SM i vi ion Ni2+ 48 Hỡnh 3.8 Thi gian bóo hũa hp ph ca vt liu UR i vi ion Cr3+ 49 Hỡnh 3.9 Thi gian bóo hũa hp ph ca vt liu UR i vi ion Zn2+ 50 Hỡnh 3.10 nh hng ca pH n hiu qu hp ph Ni2+ ca vt liu SM 51 3+ Hỡnh 3.11 nh hng ca pH n hiu qu hp ph ion Cr ca vt liu UR 52 Hỡnh 3.12 nh hng ca pH n hiu qu hp ph Zn2+ ca vt liu UR 52 Hỡnh 3.13 Hiu qu gii hp cỏc loi vt liu hp ph bng dung dch HCl 0,1N 55 Hỡnh 3.14 Kh nng tỏi hp ph ca vt liu ó qua gii hp 56 M U M in l mt ngnh cú mc gõy ụ nhim mụi trng cao Nc thi m in cha nhiu cht c, cú pH cc oan v cha nhiu kim loi nng nh chrome (Cr), nickel (Ni) v km (Zn) Cỏc kim loi nng ny cú c tớnh cao, cú th gõy nhng nh hng xu n sc khe ngi cng nh cho mụi trng Ngi ta ó s dng cỏc phng phỏp húa l ý khỏc loi b ion kim loi nc thi m in nh: kh dung dch chromate bng dung dch FeSO 4, NaHSO3; kt ta bng hydroxide kim loi Tuy nhiờn, nng kim loi thp hn 100mg/L thỡ cỏc phng phỏp ny thng kộm hiu qu v ũi hi chi phớ cao Do ú cỏc nh nghiờn cu ang tip tc tỡm kim v phỏt trin cỏc phng phỏp mi loi b hoc thu hi cỏc kim loi t nc thi m in, cú kh nng lm gim nng ion kim loi nc thi xung nhng ngng chp nhn c v mt mụi trng vi chi phớ thp Loi b kim loi nng bng phng phỏp sinh hc (bioremoval) cú trin vng s thc hin c nhng mc tiờu ny Ngi ta ó phỏt hin thy nhiu loi sinh rong bin cú th hp ph kim loi nng v cú th s dng chỳng thu hi kim loi nng, nhiờn liu ht nhõn hay cỏc nguyờn t phúng x Vt liu hp ph cú ngun gc t to bin thng r tin v cú tớnh chn lc cao, cú th tỏi s dng nhiu ln, cnh tranh c vi nha trao i ion v than hot tớnh Nhiu nghiờn cu ó cho bit rng sinh rong m (Sargassum), rong ci bin (Ulva) cú kh nng hp ph mt s loi ion kim loi nng nc b bin Min Trung nc ta, cỏc loi rong bin ny cú tr lng rt ln, cú th l mt ngun nguyờn liu di to nờn vt liu hp ph sinh hc kim loi nng Nhm gúp phn tỡm mt bin phỏp loi b kim loi nng nc thi m in hiu qu v thõn thin vi mụi trng, chỳng tụi ó chn thc hin ti: Nghiờn cu loi b Ni2+, Cr3+ v Zn2+ nc thi m in bng vt liu hp ph sinh hc Ni dung chớnh ca nghiờn cu ny bao gm: 50 Hỡnh 3.9 Thi gian bóo hũa hp ph ca vt liu UR i vi ion Zn2+ Nhng kt qu v thi gian bóo hũa hp ph thu c trờn cũn cho thy rng khong thi gian t 20 30 phỳt u, h thng loi b cỏc ion kim loi ny bng cỏc vt liu hp ph tng ng hot ng hiu qu thỡ cn phi cú ch tip xỳc pha tht tt thụng qua ch khuy trn hoc dng b tip xỳc phự hp 3.6 nh hng ca pH dung dch ti hiu qu hp ph ca cỏc loi VLHP Nhiu nghiờn cu ó cho bit rng pH ca dung dch nh hng n dng húa hc ca kim loi nc cng nh trng thỏi ca cỏc im liờn kt trờn b mt VLHP Khi pH tng t giỏ tr acid n trung tớnh, cỏc nguyờn t kim loi chuyn tip s hỡnh thnh cỏc dng hp cht thy phõn khỏc v ỏi lc ca cỏc hp cht ny i vi cỏc im hot ng trờn thnh t bo cú th thay i [15] Mt khỏc, s thay i pH cũn lm thay i cõn bng kim loi nng mụi trng S acid húa lm cho kim loi chuyn t dng kt ta trm tớch thnh dng hũa tan pha lng khin nng ion kim loi t nc tng lờn Tuy nhiờn, pH gim s lm tng s lng cỏc ion H +, chỳng s cnh tranh vi cỏc ion kim loi nng vic liờn kt trờn b mt VLHP khin hiu lc loi b kim loi nng b gim Mt s ion kim loi nng s b kt ta pH cao [15] 51 Vỡ th tt c cỏc nghiờn cu v hp ph ion kim loi nng nc ngi ta u phi xem xột nh hng ca pH i vi hiu qu hp ph cỏc ion kim loi nng Kt qu kho sỏt nh hng ca pH lờn hiu qu hp ph cỏc ion kim loi ca cỏc loi VLHP c th hin trờn cỏc Hỡnh 3.10, Hỡnh 3.11 v Hỡnh 3.12 0.050 q (mmol/g) 0.040 0.030 0.020 0.010 5.5 pH Hỡnh 3.10 nh hng ca pH n hiu qu hp ph Ni2+ ca vt liu SM Nhỡn chung, cỏc dn liu thu c u cho thy rng dung lng hp ph ca cỏc loi vt liu hp ph i vi cỏc loi ion kim loi u b nh hng rừ rt bi iu kin pH ban u ca dung dch i vi trng hp hp ph ion Ni2+ bng vt liu SM (Hỡnh 3.10), khong pH cú hiu qu hp ph cao khỏ hp, ch lõn cn giỏ tr pH 5,5, tng ng vi 94,41% lng ion Ni2+ ban u b loi b ; nhng iu kin pH 5,0 u dn n s gim sỳt dung lng hp ph Kt qu ny cng tng t vi cụng b ca Nguyn Th Thựy Dng (2008) s dng vt liu hp ph to nờn t sinh v lc hp ph ion Ni2+ vi hiu qu hp ph cao nht pH 5,67 [4] i vi trng hp hp ph ion Cr3+ bng vt liu UR (Hỡnh 3.11), thc nghim ch c tin hnh vi cỏc giỏ tr pH ban u nh hn 6,0 vỡ ngng pH ln hn thỡ cỏc ion Cr 3+ dung dch b kt ta 52 0.050 q (mmol/g) 0.040 0.030 0.020 0.010 5.5 pH Hỡnh 3.11 nh hng ca pH n hiu qu hp ph ion Cr3+ ca vt liu UR Khong pH cho hiu qu hp ph cao i vi ion Cr 3+ bng vt liu UR cú rng hn mt chỳt, t pH 4,0 5,5 Hiu qu hp ph tt nht l pH 5,0 tng ng vi 90,38% lng ion Cr3+ b loi b Hiu qu hp ph ch gim ỏng k pH ca dung dch cha ion Cr3+ nh hn 3,0 v ln hn 6,0 0.040 q (mmol/g) 0.030 0.020 0.010 0.000 5.5 pH Hỡnh 3.12 nh hng ca pH n hiu qu hp ph Zn2+ ca vt liu UR 53 i vi trng hp hp ph ion Zn2+ bng vt liu UR (Hỡnh 3.12), khong pH cho hiu qu hp ph cao cng khỏ rng, t pH 5,0 6,0 Hiu qu hp ph tt nht cng pH 5,5, tng ng vi 89,7% lng ion Zn2+ ban u dung dch b loi b Hiu qu hp ph ch gim ỏng k pH ca dung dch cha ion Zn2+ nh hn 4,0 v ln hn 7,0 3.7 c trng hp ph ca cỏc loi VLHP iu kin a ion Cỏc thc nghim nờu trờn u tin hnh vi cỏc dung dch cha mt loi ion kim loi Theo Lõm Ngc Tun (2008), cỏc kim loi ớt tn ti riờng r t nhiờn cng nh cỏc dũng thi cụng nghip S hin din ng thi ca cỏc kim loi thng lm tng hiu ng tng tỏc gia chỳng Trong dung dch cha mt hn hp gm hai hay nhiu loi kim loi, cỏc tng tỏc xy gia cỏc ion kim loi (b tr hay i khỏng) cú th nh hng ti s hp thu tng kim loi [15] Vỡ th, cn phi xem xột c tớnh hp ph ca cỏc loi vt liu hp ph sinh hc i vi cỏc ion kim loi iu kin a ion Cỏc dn liu v kh nng hp ph cỏc ion kim loi iu kin a ion c trỡnh by trờn cỏc Bng 3.5, Bng 3.6 v Bng 3.7 Bng 3.5 Kh nng hp ph ca vt liu SM iu kin a ion Thnh phn ion kim loi dung dch T l loi b ion kim loi (%) Ni2+ Cr3+ Zn2+ Ni2+ 94,7 - - Cr3+ - 85,5 - Zn2+ - - 93,5 79,6 81,5 - 80,8 - 84,6 - 80,8 77,8 75,4 77,8 77,6 Ni2+ v Cr3+ 2+ 2+ 2+ 3+ Ni v Zn Zn v Cr 2+ 3+ Ni , Cr v Zn 2+ S liu Bng 3.5 cho thy iu kin a ion, kh nng hp ph ca vt liu SM vi tng loi ion kim loi u gim so vi iu kin n ion Mc gim cao nht dung dch cú mt ng thi c loi ion Ni2+, Cr3+ v Zn2+ 54 Bng 3.6 Kh nng hp ph ca vt liu UR iu kin a ion Thnh phn ion kim loi dung dch Ni2+ T l loi b ion kim loi (%) Ni 2+ Cr3+ Zn2+ 91,4 - - 3+ - 86,6 - Zn2+ - - 87,1 Ni2+ v Cr3+ 76,6 85,3 - Ni2+ v Zn2+ 83,2 - 82,6 Zn2+ v Cr3+ - 87,2 77,3 74,4 83,7 83,0 Cr Ni2+, Cr3+ v Zn2+ S liu Bng 3.6 cng cho thy bc tranh tng t, ngha l iu kin a ion, kh nng hp ph ca vt liu UR vi tng loi ion kim loi u gim so vi iu kin n ion Cú th nhn thy rng ỏi lc ca vt liu UR vi ion Cr3+ ớt chu nh hng bi s hin din ca hai loi ion cũn li Trong ú, s hp ph ion Ni2+ v Zn2+ chu nh hng rừ rt theo chiu hng c ch bi s hin din ca ion Cr3+ Kh nng hp ph cỏc loi ion kim loi u gim dung dch cú mt ng thi c loi ion Ni2+, Cr3+ v Zn2+ Bng 3.7 Kh nng hp ph ca hn hp vt liu SM v UR iu kin a ion Thnh phn ion kim loi dung dch Ni2+ Cr 3+ Zn 2+ T l loi b ion kim loi (%) Ni2+ Cr3+ Zn2+ 85,0 - - - 87,6 - - - 85,8 3+ 80,1 81,4 - Ni2+ v Zn2+ 82,8 - 87,6 Zn2+ v Cr3+ - 83,9 79,3 70,4 78,9 78,9 2+ Ni v Cr Ni2+, Cr3+ v Zn2+ S liu Bng 3.7 cho thy vic s dng hn hp hai loi sinh SM v UR vi t l 1:1 khụng ci thin c hiu qu hp ph cỏc ion kim loi iu 55 kin n ion cng nh a ion so vi vic dựng riờng r cỏc loi sinh Trong trng hp s dng hn hp sinh thỡ kh nng hp ph cỏc loi ion kim loi cng b gim dung dch cú mt ng thi c loi ion Ni2+, Cr3+ v Zn2+ Kt qu thc nghim ny cho thy rng s dng cỏc loi vt liu hp ph loi b cỏc ion kim loi hin din ng thi nc thi thỡ nờn cho dung dch nc thi tip xỳc vi vt liu UR trc cho tip xỳc vi vt liu SM s cho hiu qu lm sch cao hn 3.8 ỏnh giỏ kh nng gii hp v tỏi s dng ca cỏc loi VLHP Vt liu hp ph sau ó bóo hũa kim loi c tin hnh gii hp bng dung dch HCl 0,1N Sau nhng khong thi gian xỏc nh (T1, T2, T3) tin hnh ly dch gii hp phõn tớch nng ion kim loi dch gii hp Tựy loi vt liu m thi gian ly mu gii hp khỏc Vi SM, T1=20 phỳt, T2=40 phỳt v T3=60 phỳt; vi UR, T1=10 phỳt, T2=30 phỳt v T3=50 phỳt K t qu thc nghim c trỡnh by trờn Hỡnh 3.13 T1 T2 T3 100 T l gii hp (%) 80 60 40 20 T l gii hp Zn UR T l gii hp Ni SM T l gii hp Cr UR Hỡnh 3.13 Hiu qu gii hp cỏc loi vt liu hp ph bng dung dch HCl 0,1N Dn liu trờn Hỡnh 3.13 cho thy tỏc nhõn gii hp l dung dch HCl 0,1N cho hiu qu gii hp khụng cao lm, t l gii hp ti a vi vt liu UR cha ti 50%, 56 cũn vi SM t l ny cú cao hn mt chỳt, khong 57,4% Nhỡn chung, thi gian gii hp khụng nờn kộo di quỏ 30 phỳt Vt liu hp ph sau ó gii hp c x lý tip tc cho hp ph tr li vi cỏc dung dch cha ion kim loi tng ng Dn liu v kh nng tỏi hp ph ca vt liu ó qua gii hp c th hin trờn Hỡnh 3.14 T1 T2 T3 100 T l tỏi hp (%) 80 60 40 20 T l tỏi hp Zn UR T l tỏi hp Ni SM T l tỏi hp Cr UR Hỡnh 3.14 Kh nng tỏi hp ph ca vt liu ó qua gii hp Dn liu trờn Hỡnh 3.14 cho thy kh nng tỏi hp ph ca vt liu UR rt kộm, hiu qu loi b ion kim loi ca loi vt liu ny ó qua gii hp ch t khụng quỏ 10% Trong ú, vt liu SM ó qua gii hp cho hiu qu loi b ion Ni2+ tng i cao, cú th t ti 76,6% Nh ó trỡnh by phn ỏnh giỏ tớnh cht ca vt liu hp ph, s cỏc vt liu hp ph ó to c, ch cú vt liu SM l cú nhng tớnh cht phự hp vi quỏ trỡnh hp ph sinh hc kim loi nng nht Kt qu va thu c õy ó chng minh cho iu ú 57 KT LUN V NGH 4.1 Kt lun T kt qu nghiờn cu thu c, chỳng tụi cú mt s kt lun nh sau: Vt liu SM cú ngun gc t sinh Rong m Sargassum mcclurei cú ỏi lc cao vi ion Ni2+; vt liu UR cú ngun gc t sinh to Ulva reticulata cú ỏi lc cao vi ion Cr3+ v Zn2+ Chỳng cú th c dựng lm vt liu hp ph loi b cỏc loi ion kim loi tng ng dung dch ngng nng ion kim loi ban u 0,1mmol/L thi gian bóo hũa hp ph ca cỏc loi vt liu hp ph khụng vt quỏ 30 phỳt trng hp hp ph ion Cr3+ v Zn2+ bng vt liu UR v khụng vt quỏ 40 phỳt trng hp hp ph ion Ni2+ bng vt liu SM Trong a s trng hp ó kho sỏt, quỏ trỡnh hp ph cỏc ion kim loi bng vt liu hp ph ó ch to t hiu qu cao nht khong t pH 5,0 n pH 5,5 Trong trng hp n ion, vi cỏc dung dch cú nng ion kim loi ban u khong 0,1mmol/L, sau quỏ trỡnh h p ph n giai on bng cỏc loi vt liu hp ph ó ch to, nng ion Ni2+, Cr3+ v Zn2+ ó gim xung n mc t tiờu chun x thi qui nh Qui chun Vit Nam QCVN 24:2009 Trong iu kin a ion, kh nng hp ph ca cỏc loi vt liu hp ph vi tng loi ion kim loi u gim so vi iu kin n ion Ch cú vt liu SM l cú th tỏi s dng sau ó gii hp bng dung dch HCl 0,1N 4.2 ngh Nờn tip tc tin hnh nghiờn cu kh nng hp ph ca cỏc loi vt liu ó ch to i vi nc thi thc Cn m rng nghiờn cu s dng cỏc vt liu hp ph ó ch to x lý cỏc loi ion kim loi nng cú mt nc sinh hot cỏc loi vt liu ny sm cú cỏc ng dng dõn dng 58 TI LIU THAM KHO Ting Vit Lờ Huy Bỏ (2000), c hc mụi trng, Nh xut bn i hc Quc gia Thnh ph H Chớ Minh Lờ Vn Cỏt (1999), C s húa hc v K thut x lý nc, Nh xut bn Thanh Niờn Lờ Vn Cỏt (2002), Hp ph v trao i ion K thut x lý nc v nc thi, Nh xut bn Thng kờ Nguyn Thựy Dng (2008), Nghiờn cu kh nng hp ph ca mt s ion kim loi nng trờn vt liu hp ph ch to t v lc v thm dũ x lý mụi trng, Lun thc s húa hc, i hc Thỏi Nguyờn Phm Hong H (1969), Rong bin Vit Nam, Trung tõm hc liu xut bn Chu Vn Mn & o Hu Hn (1999), Giỏo trỡnh thng kờ sinh hc, Nh xut bn Khoa hc & K thut, H Ni Trn Vn Nhõn, Ngụ Th Nga (2005), Giỏo trỡnh cụng ngh x lý nc thi, Nh xut bn khoa hc v k thut Nhan Hng Quang (2009), X lý nc thi m in chrome bng vt liu Biomass, Tp Khoa hc v Cụng ngh, i hc Nng, s 3(32) Quy chun Vit Nam 24:2009, B Ti nguyờn Mụi trng 10 Nguyn Th Thỡn, Tun Lan (2005), Mụi trng ụ nhim v hu qu, Nh xut bn Khoa hc v K thut 11 Nguyn Th Thỡn (2001), Cht c thc phm, Nh xut bn Khoa hc v K thut 12 Nguyn Quc Thụng, ng ỡnh Kim Nghiờn cu kh nng hp ph kim loi nng Cr v Ni ca bốo cỏi (Pistia Stratiotes L.), Vin Cụng ngh Sinh hc, Trung tõm KHTN&CNQG 13 Dng c Tin, Vừ Vn Chi (1978), Phõn loi hc thc vt bc thp, Nh xut bn i hc v Trung hc chuyờn nghip 59 14 Trung tõm o to ngnh nc v mụi trng S tay x lý nc - 1, (1999), Nh xut bn Xõy dng 15 Lõm Ngc Tun (2009), Nghiờn cu s dng vi to Chlorella hp ph cadmium, Lun ỏn tin s k thut, i hc Bỏch khoa, H Ni 16 Lõm Ngc Tun (2005), ễ nhim kim loi nng v cỏc phng phỏp x lý, Chuyờn khoa hc, i hc Bỏch Khoa, H Ni 17 Trn Vn Ta, Nguyn Th Hng, ng ỡnh Kim Kh nng loi b Niken v Crom t dung dch ca vi to Chlorella sp.2 v nh hng ca cỏc kim loi ny lờn sinh trng ca to, Vin Cụng ngh Sinh hc, Trung tõm KHTN&CNQG 18 S tay hng dn x lý ụ nhim mụi trng sn xut tiu th cụng nghip Tp 8: X lý ụ nhim ngnh m in (1998), S khoa hc Cụng ngh v Mụi trng Thnh ph H Chớ Minh Ting Anh 19 Alluri H.K., S.R Ronda, V.S Settalluri, J.S Bondili., V Suryanarayana, P Venkateshwar (2007), Biosorption: An eco-friendly alternative for heavy metal removal, African Journal of Biotechnolog , African Journal of Biotechnology, Vol (25), pp 2924-2931 20 Athar R, M Ahmad (2001), Heavy metal toxicity: effect on plant growth v metal uptake by wheat, v on free living Azotobact Institute of Agriculture, Aligarh Muslim University , Aligarh (U.P.), India; Department of Biochemistry, Faculty of Life Sciences, Aligarh Muslim University, Aligarh (U.P.), India 21 Beaugeard M., (2001), Biosorption of heavy metal by red algae Master Thesis, McGill University, Montrộal 22 Duruibe J.O., M.O.C Ogwuegbu, J.N Egwurugwu (2007), Heavy metal pollution v human biotoxic effects , International Journal of Physical Sciences, Vol (5), pp 112-118 60 23 Jackson R N., D Baird, S Els (2005), The effect of the heavy metals lead (Pb) v zinc (Zn) on the brood v larval development of the burrowing crustacean , Callianassa kraussi, Department of Zoology, University of Port Elizabeth, South Africa 24 Inthorn D., H Nagase, Y Isaji, K Hirata, K Miyamoto (1996), Removal of heavy metals from aqueous solution by the Filamentous Cyanobacterium Tolypothrix tenuis, Journal of Fermentation v Bioengineering, Vol 82, No 6, pp 580 -584 25 John R., P Ahmad, K Gadgil, S Sharma (2009) Heavy metal toxicity: Effect on plant growth, biochemical parameters v metal accumulation by Brassica juncea L., International Journal of Plant Production (3), ISSN:1735-6814 (Print), 1735-8043 (Online) 26 Kaewsarn P., Q Yu (2001), Cd(II) removal from aqueous solutions by pre treated biomass of marine alga Padina sp. Environmental Pollution, No 112, pp 209 213 27 Kopittke P.M., C.J Asher, N.W Menzies (2007), Toxic Effects of Ni 2+ on Growth of Cowpea (Vigna unguiculata) Plant Soil 292:283-289 28 Leyval C., K.Turnau, K Haselwandter (1997), Effect of heavy metal pollution on mycorrhizal colonization v function: physiological, ecological v applied aspects, Mycorrhiza No 7, pp 139 153 29 Martin S., W Griswold (2009) Human Health Effects of Heavy Metals , Center for Hazardous Substance Research 30 Matheickal Jose T., Q Yu, G.M Woodburn (1999), Biosorption of kim loi nng (II) from aqueous solutions by pre -treated biomass of marine alga durvillaea potatorum Elsevier Science Ltd All right sreserved Printedin Great Britain Vol.33, No.2, pp.335 342 31 Report F (2002), Heavy metals in waste, European Commission DG ENV E3 61 32 Shanker K.A., C Cervantes, H.L Tavera, S Avudainayagam (2005), Chromium toxicity in plants, Environment International, No 31, pp 739 753 33 Sternberg P.K.S., W.D Ryan (2002), Heavy metal removal using Cladophora in batch, semi batch v flow reactors, Bioresource Technology, No 81, pp 249 255 34 Suciu I., C Cosma, M Todic, S.D Bolboac, L Jọntschi (2008), Analysis of Soil Heavy Metal Pollution v Pattern in Central Transylvania , International Journal of Molecular Sciences , Vol 9, pp 434 453 35 Volesky B., (ed), Biosorption of heavy metals, CRC Press, Boca Raton, FL 36 Wakley J.J (2000), Removal of heavy metals from wastewater, Brigham Young University (2000), pages http://www.et.byu.edu/~jakew/ 37 Wilson M.W., R.G Edyvean, Biosorption for the removal of heavy metals from industrial wastewaters , Icheme Symposium series, No 132 38 Ying Zhong Tang, Karina Y.H Gin, M.A Aziz (2002), Equilibrium Model for Heavy Metal Adsorption by Green Algae in a Batch Reactor Journal of Environmental Engineering 39 Yuk Shan Wong, Nora F.Y Tam (1997), Wastewater treatment with Algae , Springer Verlag Berlin Heidelberg New York Environmental Intelligence Unit Cỏc website 40 http://www.algaebase.org/ 41 http://www.chemsoc.org 42 http://www.en.wikipedia.org 43 http://www.icdachromium.com 44 http://www.redorbit.com 45 http://www.thuviencongdong.net 46 http://www.tuberose.com 47 http://www.vinachem.com.vn 62 PH LC Bng PL.1 Kt qu xỏc nh K v Q max i vi SM hp ph ion Ni2+ Hi quy K Qmax r2 *2 Lineweaver-Burk 108.648905189910 0.106572597585 0.930379976480 0.834230141221 0.844005544693 Eadie-Hofstee 82.638293860766 0.122379713365 0.839276115145 0.929733062567 0.949783661843 Scatchard 69.356346233676 0.132793590749 0.839276115145 0.958394165226 0.983811660410 Langmuir 56.755182236701 0.142767626499 0.996474317005 0.967509408857 0.995093977872 Log-Log 57.734711917127 0.142766704855 0.972565048912 0.966373544654 0.994665870786 v-NLLS 56.828947289918 0.140503212777 0.968888388518 0.994668839839 n-NLLS 50.921406601783 0.145464133730 0.965548042479 0.996365827059 Bng PL.2 Kt qu xỏc nh K v Q max i vi SC hp ph ion Ni2+ Hi quy K Qmax r2 *2 Lineweaver-Burk 59.767469591703 0.104802289490 0.954093615113 0.866872940186 0.874112670469 Eadie-Hofstee 47.713525088270 0.116168029142 0.854661576704 0.933606383986 0.945490678791 Scatchard 40.778916582036 0.124189130494 0.854661576704 0.958666571193 0.973531017042 Langmuir 31.980516041018 0.136114653478 0.993993681030 0.972175263150 0.991388059050 Log-Log 32.276205833857 0.136246342771 0.970226450724 0.971133403210 0.990576017071 v-NLLS 31.723356415115 0.134706592683 0.973550075747 0.992280300392 n-NLLS 29.044431832302 0.139311449572 0.971487983090 0.993825000625 Bng PL.3 Kt qu xỏc nh K v Q max i vi UR hp ph ion Ni2+ K Qmax r2 *2 Lineweaver-Burk 46.232426950347 0.118404203918 0.994825366769 0.993516753121 0.995382806641 Eadie-Hofstee 46.130617753681 0.118581766838 0.984599193765 0.993599801064 0.995491555767 Scatchard 45.420169048171 0.119351053311 0.984599193765 0.993882484631 0.995916487354 Langmuir 43.628715299290 0.120967253451 0.999508020345 0.993696154707 0.996299327167 Log-Log 43.634793018641 0.121029681665 0.995607064232 0.993674127896 0.996258989695 v-NLLS 44.738556793491 0.119836219269 0.993972370096 0.996183776166 n-NLLS 43.366781343612 0.120909158264 0.993595110068 0.996426342855 Hi quy 63 Bng PL.4 Kt qu xỏc nh K v Q max i vi SM hp ph ion Cr3+ K Qmax r2 *2 10.036624397221 0.248053572559 0.996546702065 0.986794329205 0.988435755475 Eadie-Hofstee 8.693623580694 0.275290213393 0.977283033316 0.998848016267 0.999434689473 Scatchard 8.496130823444 0.279219557119 0.977283033316 0.999153209066 0.999665786145 Langmuir 8.339254153774 0.281948346031 0.996165135023 0.999258021376 0.999715102143 Log-Log 8.350027353088 0.281900480657 0.998527617910 0.999252404875 0.999718442266 v-NLLS 7.998313534992 0.286978621292 0.999339683688 0.999709352235 n-NLLS 8.177969849210 0.284303688107 0.999316748863 0.999721078109 Hi quy Lineweaver-Burk Bng PL.5 Kt qu xỏc nh K v Q max i vi SC hp ph ion Cr3+ K Qmax r2 *2 Lineweaver-Burk 15.486661167141 0.170593292750 0.992685147361 0.920480146940 0.922039840040 Eadie-Hofstee 11.738816312598 0.205220127872 0.937522020663 0.986765433182 0.989330013138 Scatchard 11.005398789581 0.213398395187 0.937522020663 0.992207272412 0.994793555002 Langmuir 9.986854477973 0.224345037369 0.994847590362 0.995570834303 0.997874405994 Log-Log 10.030087149385 0.224346392940 0.993475746173 0.995383978316 0.997776356477 v-NLLS 9.189315965775 0.229183443322 0.996685948697 0.998721113736 n-NLLS 9.145777511216 0.230686202533 0.996606077480 0.998670844461 Hi quy Bng PL.6 Kt qu xỏc nh K v Q max i vi UR hp ph ion Cr3+ Hi quy K Qmax r2 *2 Lineweaver-Burk 5.368794701061 0.325724731877 0.999545419337 0.997742467579 0.998164192818 Eadie-Hofstee 5.330275303854 0.327974875268 0.988890390931 0.997734078051 0.998136677287 Scatchard 5.271058028996 0.330479868454 0.988890390931 0.997640053849 0.998041843156 Langmuir 5.429896786822 0.323993527126 0.993973807859 0.997813529088 0.998228547935 Log-Log 5.373994134828 0.326226895076 0.998558451410 0.997780538929 0.998186401735 v-NLLS 5.736504061554 0.316017227957 0.997978695303 0.998467917831 n-NLLS 5.975228659501 0.308831723258 0.997865472481 0.998503173546 64 Bng PL.7 Kt qu xỏc nh K v Q max i vi SM hp ph ion Zn2+ K Qmax r2 *2 Lineweaver-Burk 97.258062927937 0.079170872566 0.971601049521 0.985708967466 0.994268401194 Eadie-Hofstee 96.074068548689 0.079620406577 0.959180885125 0.986469233234 0.995153299015 Scatchard 92.152410108084 0.080761781771 0.959180885125 0.987201210269 0.996090353127 Langmuir 91.091110041240 0.080928012714 0.999309001503 0.987144984336 0.996128386949 Log-Log 91.225371008577 0.080946074940 0.992407438313 0.987154369597 0.996120795866 v-NLLS 92.342970503989 0.080620920507 0.987231198255 0.996074481614 n-NLLS 91.055655136812 0.080935533322 0.987139979227 0.996128483613 Hi quy Bng PL.8 Kt qu xỏc nh K v Q max i vi SC hp ph ion Zn2+ K Qmax r2 *2 Lineweaver-Burk 101.311319081260 0.079452376404 0.999491915471 0.998909412372 0.998999440464 Eadie-Hofstee 100.665464136275 0.079618583728 0.998437737767 0.998993436542 0.999103048246 Scatchard 100.508198283507 0.079656713416 0.998437737767 0.999006569776 0.999122081898 Langmuir 97.542241714856 0.080273228679 0.999915846011 0.998831633844 0.999227148139 Log-Log 97.473976243598 0.080292055425 0.998912780205 0.998816974315 0.999220356093 v-NLLS 99.657843669716 0.079825019118 0.999038225243 0.999201093064 n-NLLS 97.890200122727 0.080131323938 0.998890970439 0.999275959990 Hi quy Bng PL.9 Kt qu xỏc nh K v Q max i vi UR hp ph ion Zn2+ K Qmax r2 *2 Lineweaver-Burk 46.232426950347 0.118404203918 0.994825366769 0.993516753121 0.995382806641 Eadie-Hofstee 46.130617753681 0.118581766838 0.984599193765 0.993599801064 0.995491555767 Scatchard 45.420169048171 0.119351053311 0.984599193765 0.993882484631 0.995916487354 Langmuir 43.628715299290 0.120967253451 0.999508020345 0.993696154707 0.996299327167 Log-Log 43.634793018641 0.121029681665 0.995607064232 0.993674127896 0.996258989695 v-NLLS 44.738556793491 0.119836219269 0.993972370096 0.996183776166 n-NLLS 43.366781343612 0.120909158264 0.993595110068 0.996426342855 Hi quy [...]... tụ sinh học và hấp phụ sinh học của sinh khối (vi sinh vật) để cô lập kim loại trong nước thải là rất đáng kể Sự tích tụ sinh học và hấp phụ sinh học thường được kết hợp dưới cái tên chung là hấp thu (uptake) kim loại bởi vì cơ chế nào chiếm ưu thế về hiệu quả vẫn còn chưa được biết rõ ràng Sự tích tụ sinh học, thông thường hay được nghiên cứu bởi các nhà vi sinh vật học do tầm quan trọng về độc tố học. .. nhằm thiết lập động học của chu trình khử hấp và tái sinh vật liệu hấp phụ sinh học Khả năng hấp phụ của sinh khối vi sinh vật phụ thuộc nhiều vào thành phần hóa học của nó và với hiểu biết hiện nay thì điều này chỉ có thể được đánh giá qua thực nghiệm Người ta đã khẳng định rằng trong khi loại sinh khối vi sinh vật này có thể dùng làm vật liệu hấp phụ sinh học rất tốt, thì những loại khác lại ít thích... nghiên cứu gần đây [19], [35] Sự hấp thu kim loại bởi các vật liệu hấp phụ sinh học diễn ra nhanh, dễ thu hồi kim loại và tái sử dụng được sinh khối Khả năng tái sinh vật liệu hấp phụ sinh học sau khi mỗi chu trình hấp thu kim loại là đặc biệt quan trọng Các nghiên cứu giải hấp cho thấy rằng để đạt được nồng độ đáng kể của các kim loại sau khi giải hấp thì cần phải dùng một thể tích nhỏ chất giải hấp. .. rất thấp của các kim loại nặng tồn tại trong nước hoặc cặn lắng, rồi sau đó được các phù du thực vật và các thực vật thủy sinh khác hấp thu (sinh vật sản xuất) Tiếp đến các kim loại nặng tích tụ trong các động vật phiêu sinh và các sinh vật tiêu thụ các cấp, dẫn đến nồng độ các kim loại nặng được tích lũy trong cơ thể sinh vật trở nên cao hơn Trong quá trình chu chuy ển theo chuỗi thứa ăn, các sinh vật. .. xuất vật liệu hấp phụ sinh học phải cho ra loại sản phẩm có khả năng cô lập kim loại một cách hiệu quả và kinh tế trong nhiều ứng dụng khác nhau Các nghiên cứu trong lĩnh vực hấp phụ sinh học còn đang tiếp tục một cách mạnh mẽ và cũng đã có những chất hấp phụ sinh học xuất hiện trên thị trường Đã hình thành cả một họ những vật liệu hấp phụ mới được phát triển từ những sinh khối chết có tính chất hấp. .. Tiến hành xử lý sinh khối một số loại rong biển thu được từ biển Nha Trang thành vật liệu hấp phụ sinh học và khảo sát các tính chất cơ bản của chúng; 2 Xác định đặc trưng hấp phụ các ion Ni 2+, Cr3+ và Zn2+ của các loại vật liệu đã tạo ra trong điều kiện đơn ion và đa ion nhằm chọn ra loại vật liệu phù hợp nhất; 3 Xác định ngưỡng nồng độ loại bỏ hiệu quả ion kim loại, thời gian bão hòa hấp phụ, ảnh hưởng... khỏi nước thải trong một tương lai không xa [35] Vị trí và cấu trúc hóa học của điểm liên kết với kim loại bên trong vật liệu hấp phụ sinh học, cơ chế cô lập kim loại, hóa học của dung dịch kim loại có liên quan, tất cả đều là những khía cạnh thiết yếu cần khám phá để quá trình hấp phụ sinh học trở nên có hiệu quả và có tính chọn lọc cao hơn 1.3.3.2 Đường đẳng nhiệt hấp phụ sinh học và các mô hình Sự hấp. .. một số kim loại, cũng như sự nhận thức về hậu quả sinh thái của các kim loại độc phóng thích vào môi trư ờng nên nhiều nghiên cứu về tích tụ kim loại nhằm thu hồi cũng như loại bỏ khỏi dung dịch đã được thực hiện Người ta đã nghiên cứu và sử dụng nhiều phương pháp khác nhau đ ể loại bỏ kim loại nặng ra khỏi dung dịch nước Căn cứ vào cơ chế và nguồn gốc của vật liệu sử dụng trong loại bỏ kim loại nặng... tả cân bằng và động học hấp phụ của một loại vật liệu sinh học cụ thể là cần thiết để đánh giá một cách định lượng hoạt động của vật liệu này và để thiết kế hệ thống xử lý tương ứng Một khía cạnh quan trọng khác của hấp phụ sinh học là khả năng phóng thích kim loại đã cô lập được, đó là phần khử hấp phụ của một chu trình hấp phụ sinh học Nội dung này cũng đòi hỏi phải được nghiên cứu kỹ lưỡng và tính... 1.3.2 Khái quát về việc loại bỏ kim loại nặng bằng phương pháp sinh học Loại bỏ kim loại nặng bằng phương pháp sinh học (bioremoval) bao gồm việc sử dụng các tác nhân sinh học (sinh khối) để thực hiện quá trình Sự cô lập kim loại khỏi môi trường nước thông qua hoạt động trao đổi chất của sinh vật (sinh khối sống) được gọi là tích tụ sinh học (bioaccumulation), còn việc sử dụng sinh khối không còn hoạt ... việc loại bỏ kim loại nặng phương pháp sinh học 15 1.3.3 Hấp phụ sinh học kim loại nặng 17 1.4 Vài nét nước thải mạ điện 30 1.4.1 Tính chất nước thải mạ điện 30 1.4.2 Kim loại nặng nước thải mạ điện. .. loại bỏ Ni2+, Cr3+ Zn2+ nước thải mạ điện vật liệu hấp phụ sinh học Nội dung nghiên cứu bao gồm: Tiến hành xử lý sinh khối số loại rong biển thu từ biển Nha Trang thành vật liệu hấp phụ sinh học. .. nhiệt hấp phụ loại vật liệu hấp phụ với ion Zn2+ 45 Hình 3.4 Hiệu loại bỏ Ni2+ vật liệu SM nồng độ kim loại khác 46 Hình 3.5 Hiệu loại bỏ Zn2+ vật liệu UR nồng độ kim loại khác 46 Hình 3.6 Hiệu loại