nghiên cứu khả năng hấp phụ ion kim loại của một số loại nấm ăn được

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỀ TÀI NCKH CẤP SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ION KIM LOẠI CỦA MỘT SỐ LOẠI NẤM ĂN ĐƯỢC S K C 0 9 MÃ SỐ: SV2009 - 106 S KC 0 8 Tp Hồ Chí Minh, 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỀ TÀI NCKH CẤP SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ION KIM LOẠI CỦA MỘT SỐ LOẠI NẤM ĂN ĐƯỢC MÃ ĐỀ TÀI: SV2009 - 106 CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC SVTH: HUỲNH KIỀU DUNG LÊ TRẦN CHIÊU ĐOAN ĐẶNG THỊ LAN NGUYỄN THỊ TUYẾN Tp Hồ Chí Minh, 2010 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC LỜI CẢM ƠN Chúng em xin chân thành cám ơn Ban quản lý Nghiên Cứu Khoa Học quý Thầy Cô khoa Công Nghệ Hóa Học & Thực phẩm tạo điều kiện cho chúng em đƣợc làm quen thực đề tài nghiên cứu khoa học Đặc biệt chúng em xin gửi lời cám ơn đến Thầy Nguyễn Văn Sức , nhiệt tình hƣớng dẫn chúng em thực đề tài Xin cảm ơn cô Hồ Thị Yêu Ly ,cô Lê Thị Bạch Huệ cô môn công nghệ môi trƣờng tận tình dẫn tạo điều kiện cho chúng em thực đề tài Cảm ơn bạn, nhiệt tình giúp đỡ để hoàn thành tốt công việc Và cuối chúng em xin: Kính chúc Thầy Cô dồi sức khỏe để hoàn thành tốt nhiệm vụ trồng người! Chúc bạn luôn học tập tốt thành công lĩnh vực ! NGHIÊN CỨU KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC MỤC LỤC PHẦN I : ĐẶT VẤN ĐỀ CHƢƠNG I : MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.3 NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU 1.4 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.5 ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU 1.6 PHẠM VI NGHIÊM CỨU CHƢƠNG II : TỒNG QUAN 2.1 TỔNG QUAN VỀ NẤM ĐÔNG CÔ 2.2 TỔNG QUAN VỀ CHÌ VÀ CÁC HƠP CHẤT CỦA CHÌ CHƢƠNG III : PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13 3.1 KHÁI NIỆM VỀ HẤP PHỤ 13 3.2 CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÍ CHÌ 13 CHƢƠNG IV :THIẾT BỊ,DỤNG CỤ ,HÓA CHẤT 17 4.1 HÓA CHẤT 17 4.2 DỤNG CỤ 17 4.3 THIẾT BỊ 17 4.4 MỘT SỐ LƢU Ý 18 PHẦN II : GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 19 CHƢƠNG V : THỰC NGHIỆM 19 5.1 SẤY KHÔ MẪU NẤM 19 5.2 PHA DUNG DỊCH CHUẨN CHÌ 1000PPM 500ML 20 5.3 PHA DUNG DỊCH THÊM 20 5.4 PHA DUNG DỊCH ĐỆM 20 5.5 PHA DUNG DỊCH KNO3 0.1M 20 5.6 KHẢO SÁT PH THEO THẾ DETA 21 5.7 KHẢO SÁT PH TỐI ƢU BẰNG PHƢƠNG PHÁP THÊM 21 5.8 KHẢO SÁT HÀM LƢỢNG NẤM TỐI ƢU 27 5.9 THUYẾT HÓA HỌC LANGMUIR VÀ PHƢƠNG TRÌNH ĐẲNG NHIỆT FREUNDLICH 29 5.10 PHƢƠNG TRÌNH LANGMUIR VÀ FREUNDLICH 31 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC CHƢƠNG VI: KẾT QUẢ 32 6.1 KẾT QUẢ CHỤP SEM ,BET,FTIR 32 6.2 KẾT QUẢ KHẢO SÁT PH THEO THẾ DETA 36 6.3 KẾT QUẢ KHẢO SÁT PH TỐI ƢU 37 6.4 KẾT QUẢ KHẢO SÁT HÀM LƢỢNG NẤM 38 PHẦN III : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 39 I KẾT LUẬN 39 II KIẾN NGHỊ 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO 41 PHỤ LỤC 42 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC PHẦN I : ĐẶT VẤN ĐỀ CHƢƠNG I : MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề : Nƣớc nguồn tài nguyên thiên nhiên quý giá ,là yếu tố thiếu cho sống,ở đâu có nƣớc có sống.Tuy nhiên với phát triển sống ,quá trình đô thị hóa ,công nghiệp hóa ,và thâm canh nông nghiệp ngày phát triển có nhiều ảnh hƣởng xấu đến nguồn tài nguyên Nhiều nơi nguồn nƣớc bề mặt chí nƣớc ngầm bị ô nhiễm nghiêm trọng gây ảnh hƣởng xấu tới chất lƣợng nƣớc ảnh hƣởng đến sức khỏe ngƣời động vật làm giảm xuất chất lƣợng trồng Hiện vấn đề ô nhiễm kim loại nặng nƣớc diễn nhiều nơi giới Có nhiều phƣơng pháp khác để xử lý kim loại nặng nƣớc phƣơng pháp sử dụng thực vật phƣơng pháp đƣợc nhiều khoa học quan tâm hiệu cao, chi phí thấp thân thiện với môi trƣờng.Một số loài thực vật đƣợc sử dụng nấm đông cô 1.2 Mục tiêu nghiên cứu : Nghiên cứu khả hấp phụ ion kim loại nặng Pb2+ nấm đông cô 1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu : - Tìm kiếm thông tin liên quan đến đề tài Tham khảo ý kiến từ chuyên gia Chọn lọc ,xử lý thông tin Khảo sát nghiên cứu thực tiễn Thống kê xử lý số liệu Kết luận kiến nghị 1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 1.4.1 Phƣơng pháp nghiên lý thuyết : Dùng phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết để thu thập thông tin liên quan đến đề tài Từ lấy thêm thông tin làm tƣ liệu cho đề tài nghiên cứu 1.4.2 Phƣơng pháp quan sát khoa học : Phƣơng pháp dùng để quan sát thao tác kết đạt đƣợc -Quan sát trình rửa ,lọc ,sấy khô mẫu -Các bƣớc khảo sát hấp phụ nấm kim loại chì 1.4.3 Phƣơng pháp chuyên gia : Ngƣời nghiên cứu nên thảm khảo ý kiến từ chuyên gia lĩnh vực có liên quan đến đề tài.Có thể trao đổi thông tin qua email,điện thoại vấn trực tiếp 1.4.4 Phƣơng pháp phân tích tổng hợp lý thuyết : -Ngƣời nghiên cứu tìm kiếm,chọn lọc thông tin liên quan đến đề tài cách tham khảo đề tài trƣớc thông qua sách ,báo ,internet… -Dƣa sở lý luận thực tiễn đƣa đánh giá khả hấp phụ ion kim loại nấm đông cô NGHIÊN CỨU KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC 1.5 Đối tƣợng nghiên cứu : - Thực vật sử dụng để nghiên cứu loài nấm đông cô - Kim loại nghiên cứu Pb – kim loại nặng độc hại, thƣờng tích lũy cao dây chuyền thực phẩm đƣợc cảnh báo ô nhiễm đất với nồng độ cao, nhiều nơi giới Việt Nam 1.6 Phạm vi nghiên cứu : -Tổng quan nấm đông cô: tên khoa học,công dụng ,đặc điểm… -Tổng quan chì : phƣơng pháp xử lí chì ,ảnh hƣởng chì sức khỏe ngƣời… -Tìm hiểu trình hấp phụ,các phƣơng pháp xử lí chì -Các bƣớc thực trình hấp phụ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC CHƢƠNG II : TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan nấm đông cô 2.1.1 Đặc điểm nấm đông cô : Nấm hƣơng hay gọi nấm đông cô (danh pháp học:lentunila edodes) loại nấm ăn có nguồn gốc địa Đông Á Tiếng Anh ngôn ngữ châu Âu gọi theo ngôn ngữ tiếng Nhật : shiitake, có nghĩa "nấm shii", từ tên loại mà ngƣời ta trồng nấm lên Trong tiếng Trung, đƣợc gọi hương cô(có nghĩa "nấm thơm").Hai tên biến thể tiếng Trung gọi hai loại phẩm cấp cao nấm hương đông cô ("nấm mùa đông") hao cô ("nấm có hoa", mặt nấm có vân nứt rạn nhƣ hoa văn); hai đƣợc sản xuất khu vực có nhiệt độ lạnh Các tên gọi khác tiếng Anh có Chinese black mushroom (nấm đen Trung Hoa) black forest mushroom (nấm rừng đen) Trong tiếng Triều Tiên đƣợc gọi pyogo, tiếng Thái Lan hed hom ("nấm hƣơng").Loài trƣớc có tên khoa học Lentinus edodes Agaricus edodes Tên gọi sau lần đƣợc nhà thực vật học ngƣời Anh Miles Joseph Berkeley sử dụng năm 1878 Nấm hƣơng Hình : Nấm Đông Cô ( Nấm Hƣơng ) NGHIÊN CỨU KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC Phân loại khoa học Giới (regnum): Fungi Ngành (phylum): Basidiomycota Lớp (class): Homobasidiomycetes Bộ (ordo): Agaricales Họ (familia): Tricholomataceae hay Marasmiaceae Omphalotaceae Chi (genus): Lentinula Loài (species): L edodes Cách nhận loại nấm: Mũ nấm lớn khoảng 5-20 cm; màu nâu vàng, nâu xám, nâu đậm, co hình cong; mũ thân mọc liền Dƣới mũ: trắng nhạt, vàng nâu, mọc tròn có dạng cƣa Thân: vàng nâu, mọc moc xéo qua bên , trung tâm Thịt nấm: từ trắng đến có màu vàng lạt Mùa nấm: quanh năm Mùi vị: thơm, giống nhƣ hành Nấm Đông Cô , đƣợc mệnh danh “hoàng hậu thực vật”, “vua loại rau” (can thái chi vƣơng) Nấm đông cô có dạng nhƣ ô, đƣờng kính 4-10 cm, màu nâu nhạt, chín chuyển thành nâu sậm Nấm đông cô có chân đính vào tai nấm Mặt tai nấm màu nâu, mặt dƣới có nhiều mỏng xếp lại.Trên mặt nấm có vảy nhỏ màu trắng Thịt nấm màu trắng, cuống hình trụ Nấm mọc ký sinh có to thay mùa nhƣ dẻ, sồi, phong Loài thực vật mọc hoang nhiều Việt Nam, Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc Ở Mỹ, nông dân trồng nấm đông cô trang trại Mỗi khúc gỗ cho nấm ký sinh 3-7 năm Shiitake đƣợc trồng thân Ngƣời ta dùng thân lớn khoảng từ 15 đến 25 cm (đƣờng kính) Ðặc biệt thân sồi thích hợp với giống nấm Nên dùng thân tƣơi, để tránh loại nấm dại khác Gieo mầm nấm Gieo lỗ: Dùng khoan, khoan vào thân lỗ sâu khoảng cm, khoảng cách từ 10 đến 15 cm Ðƣờng kính lỗ khoan từ 10 đến 20 mm Sau ngƣời ta bỏ mầm nấm vào lấy băng keo dán lại để tránh mầm bị khô Sau mầm nảy rễ tháo băng keo Gieo vào đƣòng cắt: Ðƣờng cắt đƣợc cắt sâu vào thân với khoảng cách 15 cm Chiều rộng đƣờng cắt vào khoảng 10 mm Mần đƣợc dặt vào đƣờng cắt đƣợc dán lại băng keo Sau gieo mầm nấm ngƣời ta dựng thân vào chỗ mát vƣờn Nhƣng chỗ thuận tiện nơi rợp cớm nhƣ dƣới bóng đặc biệt ẩm thấp gió luồn Thân nên chôn xuống đất vào khoảng 30 cm để hút nƣớc lên tránh bị khô Trong lúc nóng khô nên dùng túi nhựa trùm lại để tránh nƣớc Nếu khô tƣới thêm để rễ nấm đừng bị chết Thời gian thu hoạch kéo dài đến 5-6 năm tùy theo độ cứng bền gỗ Tổng số thu hoạch nấm thể từ 20 -30 % trọng lƣợng gỗ tƣơi 2.1.2 Công dụng: Nấm Shiitake ăn ngon, mà ngƣời ta đoán có tác dụng chữa bịnh nhƣ hạn chế ung thƣ, tăng sức đề kháng Nấm có vị đậm đà cầm tạo đƣợc ăn thơm tho.Trong nấm có chứa chất Letinan, chất có tác dụng hỗ trợ sản xuất insulin làm thuận lợi cho lƣợng đƣờng máu nhƣ hỗ trợ sản xuất interferon thể, Ngƣời ta nói tƣờng hợp bị stress kiệt sức chất letinan làm cho thể khoẻ lại Trong nấm ngƣời ta tìm đƣợc chất Eritadenin (đại hoc Wien) có khả làm giảm cholesterol thể Ngoài NGHIÊN CỨU KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC nấm Shiitake có chứa tất loại amino acid cần thiết cho thể hàm chứa số lƣợng provitamin ergosterol caọ Vì Shiitake có chứa nhiều chất cần thiết cho thể nên ngƣời ăn chay nên dùng thƣờng xuyên loại nấm Trong 100 g nấm Đông Cô khô có 12-14 g protein (vƣợt xa so với nhiều loại rau khác) Sách Đông y viết nấm đông cô vị tính bình, có công dụng bổ tỳ, ích khí, dƣỡng huyết, hòa huyết, tiêu đờm Công dụng chữa bệnh nấm đông cô đƣợc biết đến Trung Quốc từ thời Xuân thu Ngày nhà khoa học khẳng định: nấm đông cô có tác dụng tăng cƣờng hệ miễn dịch thể, ức chế tế bào ung thƣ, hạ huyết áp, giảm colesterol máu, phòng ngừa sỏi thận sỏi tiết niệu, trợ giúp tiêu hoá Vì đƣợc coi thực phẩm cho ngƣời bị thiếu máu thiếu sắt, cao huyết áp, tiểu đƣờng, rối loạn lipid máu, trẻ em suy dinh dƣỡng  Tăng cƣờng khả miễn dịch thể:Các polysaccharide nấm đông cô có khả hoạt hoá miễn dịch tế bào, thúc đẩy trình sinh trƣởng phát triển tế bào lympho, kích hoạt tế bào lympho T lympho B - tế bào đóng vai trò việc bảo vệ thể.Nấm đông cô đƣợc coi thực phẩm cho ngƣời bị thiếu máu thiếu sắt, cao huyết áp, tiểu đƣờng, trẻ em suy dinh dƣỡng  Kháng khuẩn vi rút:Các nhà khoa học Mỹ Nhật Bản chứng minh chất lenti-nan nấm đông cô có khả kháng khuẩn, kháng vi rút, kháng nấm bệnh ký sinh trùng Đặc biệt lenti-nan làm giảm mạnh suy sụp trị liệu hoá chất cho chuột gây lao phổi thực nghiệm, chống lại xâm nhiễm vi rút viêm não VSV, vi rút Abelson, Schistosoma man - soni S.japonicum, chống bội nhiễm khuẩn bệnh nhân AIDS  Chống ung thƣ :Các công ty Nhật nhƣ Công ty Ajinomoto, Yamanouchi từ sợi nấm đông cô bào chế lentinan nhƣ dƣợc phẩm chống ung thƣ, đặc biệt điều trị ung thu dày cho hiệu cao.Đặc biệt lentinan đƣợc kiểm tra kỹ hoạt tính chống ung thƣ cho kết chất hầu nhƣ tác dụng phụ, đƣợc áp dụng nhƣ trị liệu pháp có hiệu cao cho bệnh nhân ung thƣ Ngay trƣờng hợp ung thƣ đƣờng dày - ruột đến giai đoạn 3, kết khả quan  Giảm Cholesterol:Các nhà khoa học chứng minh nấm đông cô có khả làm giảm mức cholesterol lipid trung tính máu Chính vậy, nấm hƣơng đƣợc sử dụng để điều trị bệnh tim mạch.Nấm đông cô có tác dụng điều chỉnh rối loạn lipid máu, làm hạ lƣợng cholesterol, triglycerid beta-lipoprotein huyết thanh, có tác dụng điều tiết công tim mạch, làm tăng lƣu lƣợng máu động mạch vành, hạ thấp oxy tiêu thụ cải thiện tình trạng thiếu máu tim  Giải độc bảo vệ tế bào gan:Kết nghiên cứu cho thấy nấm đông cô có khả làm giảm thiểu tác hại chất nhƣ carbon tetrachlorid, thioacetamide prednisone tế bào gan, làm tăng hàm lƣợng glucogen gan hạ thấp men gan Nấm đông cô có tác dụng giải độc bảo vệ tế bào gan tốt.Thanh trừ gốc tự chống lão hoá:Gốc tự sản phẩm có hại trình chuyển hoá tế bào Nấm đông cô có tác dụng trừ sản phẩm này, làm giảm chất mỡ thể, từ có khả làm chậm trình lão hóa kéo dài tuổi thọ 2.1.3 Thành phần hoá học: Nấm đông cô chứa nhiều đạm đặc biệt giàu khoáng chất, vitamin, chẳng hạn nhƣ vitamin C, B, tiền vitamin D, canxi, Niacin, nhôm, sắt, magiê Nó có khoảng 30 enzym NGHIÊN CỨU KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC 5.9 Thuyết hóa học Langmuir phƣơng trình đẳng nhiệt Freundlich 5.9.1Thuyết hoá học Langmuir Thuyết hoá học Langmuir giải thích nguyên nhân hấp phụ bề mặt rắn-lỏng:  Sự có mặt phần tử hoá trị không bão hoà bề mặt chất hấp phụ Khi hấp phụ, tác dụng lực hoá trị mà sinh lực liên kết hoá học  Khoảng cách tác dụng lực hoá trị ngắn, không đƣờng kính phân tử, hấp phụ lớp  Quá trình hấp phụ xảy điểm đặc biệt gọi tâm hấp phụ xảy toàn bề mặt chất hấp phụ Hoạt tính hấp phụ phụ thuộc vào số lƣợng tâm hấp phụ Phƣơng trình đẳng nhiệt Langmuir: Giả thiết: - Bề mặt đồng - Hấp phụ đơn lớp - Không có tƣơng tác phân tử bị hấp phụ phân tử bị hấp phụ không di chuyển Phƣơng trình : qe = (qm× Ka × Ce ) / ( 1+ Ka × Ce)  Dạng tuyến tính Y = ax + b Ce /qe = (1/ qm) ×Ce +1 /( Ka × qe) Giả thiết : Chất hấp phụ có bề mặt đồng chất - Ka : Hằng số Langmuir (l/g) - qm : Dung lƣợng hấp phụ cực đai (mg/g) - qe : Dung lƣợng chất hấp phụ (mg/g) 5.9.2 Phương trình đẳng nhiệt Freundlich Đƣờng hấp phụ đẳng nhiệt theo phƣơng trình Freundlich đƣờng cong hấp phụ đẳng nhiệt dựa giả thiết bề mặt chất hấp phụ không đồng nhất, nhiệt hấp phụ vi phân không thay đổi độ che phủ thay đổi có tƣơng tác lẫn phân tử bị hấp phụ Freundlich nhận thấy rằng, khoảng nồng độ định dung lƣợng hấp phụ tăng theo quy luật hàm mũ 29 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC X  K C m Biểu thức phƣơng trình: log( Hoặc : n X )  log K  log C m n Trong :X = lƣợng chất bị hấp phụ (mg) m = khối lƣợng chất bị hấp phụ(g) C = nồng độ chất bị hấp phụ lại dung dịch sau trình hấp phụ, xảy hoàn toàn (mg/l) K, n = số 5.10 Phƣơng trình Langmuir Freundlich : Thí nghiệm đƣợc thực điều kiện thời gian 20 phút,pH đƣợc điều chỉnh mức pH = 6, thu đƣợc kết nhƣ sau m (mg) Co (mg/l) 10 10 10 10 10 100 200 300 400 500 V (l) Ce (mg /l ) 1.049 0.916 1.301 1.245 1.200 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 % hấp thụ (%) 89.5 90.84 86.99 87.55 88.00 qe (mg/g) Ce/qe logCe Logqe 4.476 2.271 1.450 1.094 0.879 0.234 0.403 0.897 1.138 1.364 0.021 -0.038 0.114 0.095 0.079 0.651 0.356 0.161 0.039 -0.056 y = 0.003x - 0.0913 R2 = 0.9756 1.6 1.4 1.2 Ce/qe Series1 0.8 Linear (Series1) 0.6 0.4 0.2 0 100 200 300 400 500 600 Hàm lượng m (mg) Phƣơng trình Langmuir 30 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC qe Phƣơng trình Langmuir = (qm× Ka × Ce ) / ( 1+ Ka × Ce) PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC Phƣơng trình Freundlich q X  K FC n m Y = 0.003X – 0.0913 Y = -2,8855X – 0.3866 qmax = 333.33 mg/g R2 = 0,9756 Ka = 0,033l/mg R2 = 0,4071 Ta thấy phƣơng trình Freundlich có R2 = 0.4071 nhỏ không phù hợp trƣờng hợp này,nên sử dụng phƣơng trình Langmuir có độ xác cao 31 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC CHƢƠNG VI: KẾT QUẢ 6.1 Kết chụp SEM ,BET ,FT-IR Hình 12 : Ảnh SEM nấm phóng đại x270 lần Hình 13: Ảnh SEM nấm phóng đại x300 lần 32 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC Hình 14 : Ảnh SEM nấm phóng đại x1000 lần Hình 15 : Ảnh SEM phóng đại x1500 lần 33 0.0 0.5 1.0 Absorbance Units 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 3783.08 3747.18 3711.26 3668.31 3618.17 3578.96 3522.17 3475.40 3442.45 3402.47 3361.51 3303.04 3279.43 3266.74 3244.93 3236.95 3218.42 3173.82 3122.81 3064.75 3027.12 2977.99 2941.89 2891.07 2841.53 2785.22 2719.55 2689.41 2650.46 2587.91 2541.36 2504.06 2479.74 2407.46 2355.29 2308.79 2118.00 2064.81 1890.68 1870.29 1836.39 1729.87 1698.24 1685.84 1627.49 1589.63 1553.71 1448.20 1405.44 1355.22 1306.13 1241.86 1195.87 1136.99 1057.84 1013.63 986.81 949.60 895.27 841.82 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 3500 C:\Program Files\OPUS\meas\Nam dong co.0 PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC 3000 2500 2000 Wavenumber cm-1 Nam dong co Instrument type and / or accessory 1500 1000 16/08/2010 Page 1/1 Hình 16 :Phổ FT-IR 34 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC Hình 17 : BET 35 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC 6.2 Kết khảo sát pH theo Deta: STT pH ban đầu pH sau 2.18 lắc 10 12 4.69 5.67 5.82 7.07 11.01 12 10 pH Series1 0 STT Lọ Nhận xét : Tại pH =5.8 =0 36 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC 6.3 Kết khảo sát pH tối ƣu: Thời gian (phút) % Hấp thụ pH (%) % Hấp thụ pH (%) % Hấp thụ pH (%) 10 20 30 50 60 80 63.7 71.7 73.98 77.15 81.29 85.25 74.42 76.33 84.47 90.95 91.57 96.99 85.27 89.5 89.3 89.5 89.14 89.26 % Hấp phụ (%) 100 80 pH4 60 pH5 40 pH6 20 0 20 40 60 80 100 Thời gian (phút) Đồ thị khảo sát pH Dựa vào số liệu đo theo hình ta rút nhận xét nhƣ sau : - Với pH = ta nhận thấy độ hấp thụ nấm chì tốt độ hấp thu tƣơng đối đồng lúc đến giai đoạn bão hòa - Vì ta chọn pH = pH tối ƣu Và sử dụng pH = để tiến hành khảo sát tìm kích thƣớc hấp thụ tối ƣu 37 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC 6.4 Kết khảo sát hàm lƣợng nấm: Thời gian (phút) % Hấp thụ 0.1g (%) % Hấp thụ 0.2g (%) % Hấp thụ 0.3g (%) % Hấp thụ 0.4g (%) % Hấp thụ 0.5g (%) 10 20 30 50 60 80 85.27 89.5 89.3 89.5 89.14 89.26 90.28 90.84 89.88 87.48 87.76 78.3 88.53 86.99 89.03 90.85 98.87 89.53 86.79 87.55 89.17 86.77 88.65 72.31 67.78 88.00 85.43 80.53 84.79 87.56 120 % hấp phụ (%) 100 80 0.1g 0.2g 60 0.3g 0.4g 0.5g 40 20 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Thời gian (phút) Đồ thị khảo sát hàm lƣợng nấm Dựa vào đồ thị ta rút nhận xét sau :  Với hàm lƣợng nấm 0.2g ;0.3g ;0.4g ;0.5 g % hấp phụ có tăng theo thời gian nhƣng không ổn định ,thay đổi đột ngột nhƣ cho kết không đƣợc xác  Với hàm lƣợng nấm 0.1g ta nhận thấy % hấp phụ tăng lên theo thời gian đến thời gian cụ thể % hấp phụ ổn định tức đạt trạng thái bão hòa 38 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC PHẦN III : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I Kết luận 1.Tính khoa học : Đề tài “ Nghiên cứu khả hấp phụ ion kim loại số loại nấm ăn đƣợc” đạt đƣợc kết nhƣ sau : - Giới thiệu sơ lƣợc đặc điểm nấm đông cô nhƣ công dụng loại nấm - Tổng quan kim loại chì ,các phƣơng pháp xử lí chì - Ảnh hƣởng kim loại chì tới môi trƣờng - Trong trình nghiên cứu khả hấp thụ iom kim loại nấm Đông Cô ,chúng ta rút đƣợc số kết luận sau :  pH yếu tố quan trọng ,quyết định đến khả hấp phụ chì  pH tối ƣu cho việc hấp phụ chì pH =  Hàm lƣợng nấm sử dụng cho trình hấp phụ chì 0.1 g  Thời gian hấp phụ tốt 20 phút 2.Ứng dụng thực tế : Nghiên cứu trình hấp phụ in kim loại nặng (Pb2+ )bằng nấm đông cô giúp loại bỏ xử lý kim loại nặng( Pb2+ )trong nƣớc Ngoài ra, dùng nấm để chữa bệnh 3.Tính khả thi đề tài : Phƣơng pháp xử lí (Pb2+ ) với chất hấp phụ nấm đông cô phƣơng pháp đơn giản,dễ thực hiên chi phí có cao Tuy nhiên sử dụng phế phẩm nấm đông cô (gốc) chí phí rẻ nhiều 4.Thiếu xót hạn chế : - Chƣa nghiên cứu khả hấp thụ ion kim loại với nhiều loại nấm khác - Chƣa khảo sát đƣợc kích thƣớc loại nấm tối ƣu sử dụng cho trình hấp phụ - Phƣơng pháp thêm đƣợc sử dụng để nghiên cứu hấp phụ ion kim loại nấm độ xác không cao phƣơng pháp đƣờng chuẩn - Sai số từ thiết bị đo, sai số thao tác, sai số lựa chọn tỷ lệ pha loãng mẫu ảnh hƣởng tới xác kết - Nguyên liệu sử dụng để hấp phụ ion kim loại nấm đông cô giá thành tốn 39 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC II Kiến nghị : Từ kết đạt đƣợc, nhóm nghiên cứu xin đề xuất số ý kiến nhƣ sau: - Nên sử dụng phế phẩm nhiều loại nấm để hấp phụ số kim loại nặng khác nhƣ Cu2+, Ni2+, Zn2+… Nghiên cứu khả hấp phụ để thu hồi kim loại Pb2+ - Tiến hành khảo sát hấp phụ theo điều kiện động để kết nghiên cứu dễ dàng áp dụng thực tế - Nên kết hợp mô hình nuôi trồng nấm vùng đất có nhiễm chì kim loại khác 40 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Nguyễn Văn Phƣớc, Nguyễn Thị Thanh Phƣợng (2006) Giáo trình xử lý chất thải công nghiệp NXB Xây dựng, Hà Nội 2.Trần Văn Nhân, Hồ Thị Nga (2005) Giáo trình công nghệ xử lý nƣớc thải NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Lê Văn Khoa Phƣơng pháp phân tích đất ,nƣớc ,phân bón trồng NXB Giáo Dục -2001 Tử Vọng Nghi Phƣơng pháp phân tích nƣớc NXB khoa hoc kỹ thuật Lê Đức cộng sự, 2004, Một số phƣơng pháp phân tích môi trƣờng, NXB ĐHQG Hà Nội http://www.osha.gov/dts/chemicalsampling/data/CH_228697.html http://vietnamnet.vn/khoahoc B.Koumanova, P.Peeva-Antona, Z.Yaneva (2005) Adsorption of 4-chlorophenol from aqueous solutions on activated carbon – kinetic study Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, 40, 3, 2005, 213-218 Narayan, R.L and T.S King (1998) 'Hydrogen adsorption states on silica-supported Ru-Ag and Ru-Cu bimetallic catalysts investigated via microcalorimetry', Thermochimica Acta, vol 312, nos.1-2, pp.105-114 10 VanderWiel, D.P., M Pruski and T.S King (1999) 'A Kinetic Study of the Adsorption and Reaction of Hydrogen on Silica-Supported Ruthenium and SilverRuthenium Bimetallic Catalysts during the Hydrogenation of Carbon Monoxide', Journal of Catalysis, vol 188, no 1, pp.186-202 11 Zupanc, C., A Hornung, O Hinrichsen and M Muhler (2002) 'The Interaction of Hydrogen with Ru/MgO Catalysts', Journal of Catalysis, vol 209, pp 501-514 12 "Handbook of Physics and Chemistry", 56th Edition, pp.F201-F206, CRC Press, Boca Raton, FL, USA 13 "Adsorption Analysis: Equilibria and Kinetics" Duong D Do, Imperial College Press 41 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC PHẦN PHỤ LỤC CÁC QUY ĐỊNH VỀ NỒNG ĐỘ GIỚI HẠN CỦA CÁC KIM LOẠI ĐỘC ( Các tiêu chuẩn việt nam ) Nƣớc sinh hoạt tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5502 Tên tiêu chuẩn STT Đơn vị Mức không lớn Phƣơng pháp thử Hàm lƣợng asen mg/l 0,01 TCVN6626:2000 Hàm lƣợng chì mg/l 0,01 TCVN 6193:1996 Hàm lƣợng đồng mg/l 1,0 TCVN 6193:1996 Hàm lƣợng kẽm mg/l 3,0 TCVN 6193:1996 Hàm lƣợng nhôm mg/l 0,5 SMEWW3500-AI Hàm lƣợng sắt mg/l 1,0 TCVN6177:1996 Hàm lƣợng crom mg/l 0,05 TCVN 6193:1996 Hàm lƣợng antimon mg/l 0,005 SMEWW3113B Hàm lƣợng florua mg/l 0,7÷1,5 TCVN6195:1996 10 Hàm lƣợng mangan mg/l 0,5 TCVN6002:1995 11 Hàm lƣợng thủy nhân mg/l 0,001 TCVN5991:1995 12 Hàm lƣợng xyanua mg/l 0,07 TCVN6180:1996 13 Hàm lƣợng nitrat mg/l 10,0 TCVN6180:1996 14 Tổng chất rắn hòa tan mg/l 1000 SMEWW2540B 15 pH - 6÷8,5 TCVN6492:1999 42 [...]... ngƣợc lại của hấp phụ gọi là quá trình giải hấp phụ hay nhả hấp phụ Trong quá trình hấp phụ có toả ra một nhiệt lƣợng gọi là nhiệt hấp phụ Bề mặt càng lớn tức độ xốp của chất hấp phụ càng cao thì nhiệt hấp phụ toả ra càng lớn Có 2 quá trình hấp phụ: hấp phụ vật lý và hấp phụ hoá học 3.1.2 Hấp phụ vật lý: Khi chất bị hấp phụ và chất hấp phụ tƣơng tác với nhau bằng lực Van der Waals thì nhiệt hấp phụ có... độ để phụ hồi khả năng hấp phụ của các hạt rắn khi cần thiết Chất hấp phụ Những chất hấp phụ có thể là : than hoạt tính, silicagel, nhựa tổng hợp có khả năng trao đổi ion, cacbon sunfua, than nâu, than bùn, than cốc, đôlômit, cao lanh, tro và các dung dịch hấp phụ lỏng Bông cặn của những chất keo tụ (hydroxit của kim loại) và bùn hoạt tính từ bể aeroten cũng có khả năng hấp phụ Phân loại hấp phụ Ngƣời... trị thấp và chất bị hấp phụ dễ bị giải hấp phụ 3.1.3 Hấp phụ hoá học: Lực tƣơng tác giữa các phân tử bị hấp phụ và chất hấp phụ bằng lực hoá học tạo nên những hợp chất bề mặt nào đó Nhiệt hấp phụ hoá học lớn và vì vậy rất khó khử chất bị hấp phụ Giữa hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học thật ra khó phân biệt, có khi nó tiến hành song song, có khi chỉ có giai đoạn hấp phụ vật lý tuỳ thuộc tính chất của. .. biệt hai kiểu hấp phụ : hấp phụ trong điều kiện tĩnh và hấp phụ trong điều kiện động -Hấp phụ trong điều kiện tĩnh: Là không cho sự chuyển dịch tƣơng đối của phân tử 15 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC nƣớc so với phân tử chất hấp phụ mà chúng cùng chuyển động với nhau - Hấp phụ trong điều kiện động Là sự chuyển động tƣơng đối của phân tử nƣớc so với phân tử chất hấp phụ Hấp phụ trong điều... đƣờng kính phân tử, do đó chỉ hấp phụ một lớp  Quá trình hấp phụ chỉ xảy ra ở những điểm đặc biệt gọi là tâm hấp phụ chứ không phải xảy ra trên toàn bộ bề mặt chất hấp phụ Hoạt tính hấp phụ phụ thuộc vào số lƣợng tâm hấp phụ Phƣơng trình đẳng nhiệt Langmuir: Giả thiết: - Bề mặt đồng nhất - Hấp phụ đơn lớp - Không có tƣơng tác giữa các phân tử bị hấp phụ và các phân tử bị hấp phụ không di chuyển Phƣơng... chất bẩn bị hấp phụ với các phân tử trên bề mặt chất rắn Khi xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp hấp phụ thì đầu tiên sẽ loại đƣợc các phân tử của các chất không phân ly thành ion rồi sau đó mới loại đƣợc các chất phân ly Khả năng hấp phụ chất bẩn trong nƣớc thải phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ Nhiệt độ thấp quá trình hấp phụ xãy ra mạnh nhƣng nếu quá cao thì có thể diễn ra quá trình khứ hấp phụ Chính... dễ cáu kỉnh 12 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC CHƢƠNG III : PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1.Khái niệm về hấp phụ 3.1.1 Hấp phụ: Trong hoá học là quá trình xảy ra khi một chất khí hay chât lỏng bị hút trên bề mặt một chất rắn xốp Chất khí hay hơi đƣợc gọi là chất bị hấp phụ (adsorbent), chất rắn xốp dùng để hút khí hay hơi gọi là chất hấp phụ (adsorbate) và những khí không bị hấp phụ gọi là khí... có khả năng hút các ion âm gọi là anionit và chúng mang tính kiềm Nếu nhƣ các ion nào đó trao đổi cả cation và anion thì ngƣời ta gọi chúng là các ionit lƣỡng tính 13 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC b.Các chất trao đổi ion Các chất trao đổi tion có thể là các chất vô vơ hay hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên hay tổng hợp nhan tạo Nhóm các chất trao đổi ion vô cơ tự nhiên gồm có các zeolit, kim loại. .. bị hấp phụ Freundlich cũng nhận thấy rằng, trong một khoảng nồng độ nhất định thì dung lƣợng hấp phụ tăng theo quy luật hàm mũ 29 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC X  K C m Biểu thức phƣơng trình: log( Hoặc : 1 n X 1 )  log K  log C m n Trong đó :X = lƣợng chất bị hấp phụ (mg) m = khối lƣợng chất bị hấp phụ( g) C = nồng độ chất bị hấp phụ còn lại trong dung dịch sau khi quá trình hấp phụ, ... +1 /( Ka × qe) Giả thiết : Chất hấp phụ có bề mặt đồng chất - Ka : Hằng số Langmuir (l/g) - qm : Dung lƣợng hấp phụ cực đai (mg/g) - qe : Dung lƣợng chất hấp phụ (mg/g) 5.9.2 Phương trình đẳng nhiệt Freundlich Đƣờng hấp phụ đẳng nhiệt theo phƣơng trình Freundlich là một đƣờng cong hấp phụ đẳng nhiệt dựa trên giả thiết bề mặt chất hấp phụ là không đồng nhất, nhiệt hấp phụ vi phân không thay đổi khi độ