Đánh giá khả năng hấp thụ ion kim loại trên tảo đỏ và tảo nâu nuôi tại vùng biển khánh hòa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG NGUYỄN THẢO QUYÊN ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP THỤ ION KIM LOẠI TRÊN TẢO ĐỎ VÀ TẢO NÂU NUÔI TẠI VÙNG BIỂN KHÁNH HÒA LUẬN VĂN THẠC SĨ Khánh Hòa – 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG NGUYỄN THẢO QUYÊN ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP THỤ ION KIM LOẠI TRÊN TẢO ĐỎ VÀ TẢO NÂU NI TẠI VÙNG BIỂN KHÁNH HỊA LUẬN VĂN THẠC SĨ Ngành: Công nghệ sinh học Mã số: 60420201 Quyết định giao đề tài: Quyết định thành lập HĐ: 607/QĐ-ĐHNT ngày 08/08/2016 685/QĐ-ĐHNT ngày 02/08/2017 Ngày bảo vệ 19/08/2017 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGÔ ĐĂNG NGHĨA Chủ tịch Hội đồng: TS KHỔNG TRUNG THẮNG Khoa sau đại học: Khánh Hịa – 2017 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan đề tài “Đánh giá khả hấp thụ ion kim loại tảo đỏ tảo nâu nuôi vùng biển Khánh Hịa” cơng trình nghiên cứu riêng tơi, số liệu hồn tồn trung thực tác giả thu thập phân tích, nội dung trích dẫn ghi rõ nguồn gốc kết nghiên cứu luận văn chưa công bố tài liệu Khánh Hòa, ngày tháng năm 2017 Tác giả luận văn Nguyễn Thảo Quyên ii LỜI CẢM ƠN Lời cho gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến thầy PGS.TS Ngô Đăng Nghĩa người hướng dẫn khoa học luận văn, tận tình hướng dẫn tơi hồn thành luận văn Ngồi ra, tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: Quý thầy cô Trường Đại học Nha Trang hết lịng tận tình truyền đạt kiến thức quý giá cho suốt khóa học Giám đốc trung tâm Quan Trắc TN&MT ơng Hồng Trọng Vinh trưởng phịng Quan Trắc chị Quách Thanh Thủy tạo điều kiện giúp tơi có thời gian thiết bị, dụng cụ để hoàn thành luận văn Cảm ơn hai em Phạm Mỹ Ngọc Mạnh Thị Thanh Huệ, cảm ơn bạn bè người thân gia đình giúp sức, động viên, ủng hộ, tạo điều kiện tốt kề vai sát cánh với để hồn thiện đề tài Khánh Hịa, ngày tháng năm 2017 Tác giả luận văn Nguyễn Thảo Quyên iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM ƠN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii DANH MỤC BẢNG viii DANH MỤC HÌNH ix TRÍCH YẾU LUẬN VĂN xi MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Ô nhiễm môi trường 1.2 Ơ nhiễm mơi trường biển 1.3 Kim loại nặng vấn đề ô nhiễm môi trường 1.3.1 Giới thiệu chung kim loại 1.3.2 Giới thiệu số kim loại nặng tác hại chúng [4] 1.3.2.1 Crom (Cr6+, Cr3+) 1.3.2.2 Sắt (Fe2+, Fe3+) 1.3.3 Các nguồn phát thải kim loại nặng 1.3.4 Hậu q trình nhiễm kim loại nặng 10 1.3.4.1 Tác động hệ sinh thái 10 1.3.4.2 Tác động lên thể sinh vật 11 1.3.4.3 Đối với động vật 11 1.3.4.4 Tác động lên sức khỏe người 11 1.4 Một số phương pháp xử lý kim loại nặng nước 12 1.4.1 Phương pháp kết tủa 12 1.4.2 Phương pháp trao đổi ion 13 1.4.3 Khái quát việc loại bỏ kim loại nặng phương pháp sinh học 14 1.4.3.1 Hấp phụ sinh học kim loại nặng 17 1.4.3.2 Bản chất trình hấp phụ sinh học 18 1.4.3.3 Tiến trình hấp phụ sinh học 20 1.5 Giới thiệu chung tảo biển 21 1.5.1 Giới thiệu tảo nâu (Phaeophyta) 23 iv 1.5.1.1 Thành phần hóa học có tảo nâu 23 1.5.1.2 Ưu nhược điểm phương pháp hấp thụ kim loại nặng nước biển tảo mơ 24 1.5.2 Giới thiệu tảo đỏ 25 1.5.2.1 Đặc điểm 25 1.5.2.2 Sinh sản 26 1.5.2.3 Phân loại 27 1.5.2.4 Tổng quan tảo gai - Eucheuma denticulatum 27 1.6 Ứng dụng tảo biển hấp thụ kim loại nặng 28 1.7 Các yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ ion kim loại tảo 30 CHƯƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 32 2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 32 2.2 PHƯƠNG PHÁP THU MẪU 32 2.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm 34 2.4 Phương pháp phân tích 37 2.4.1 Định lượng Cr(VI) phương pháp trắc quang với thuốc thử 1,5 diphenyl carbazide theo SMEWW 3500 – Cr.B.2012 37 2.4.2 Định lượng Fe(II) phương pháp trắc quang với thuốc thử 1,10 – phenantrolin theo SMEWW 3500-Fe B 2012 38 2.4.3 Định lượng Fe(II) tảo nâu phương pháp trắc quang với thuốc thử 1,10 – phenantrolin theo SMEWW 3500-Fe B 2012 38 2.4.4 Xác định độ ẩm phương pháp khối lượng 38 2.5 Hóa chất, dụng cụ, thiết bị nghiên cứu 39 2.6 Cách xử lý số liệu 39 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 41 3.1 Khảo sát khả hấp thụ Cr(VI) tảo đỏ Eucheuma denticulatum 41 3.1.1 Khảo sát khả hấp thụ Cr(VI) nồng độ khác sinh khối tươi khô 41 3.1.2 Hiệu suất hấp thụ Cr(VI) tảo đỏ Eucheuma denticulatum 43 3.2 Khảo sát khả hấp thụ Cr(VI) tảo nâu Sargassum glaucescens 48 3.2.1 Khảo sát khả hấp thụ Cr(VI) nồng độ khác sinh khối tươi khô 48 v 3.2.2 Hiệu suất hấp thụ tảo nâu Sargassum glaucescens 50 3.3 So sánh hiệu suất hấp thụ ion kim loại Cr(VI) tảo nâu Sargassum glaucescens tảo đỏ Eucheuma denticulatum 52 3.3.1 Tảo nâu S.glaucescens tảo đỏ E.denticulatum tươi 52 3.3.2 Tảo nâu Sargassum glaucescens tảo đỏ Eucheuma denticulatum khô 55 3.4 Sự khác biệt cấu trúc tế bào loại tảo trước sau hấp thụ Cr(VI) 58 3.5 Khảo sát khả hấp thụ Fe(II) tảo nâu Sargassum glaucescens 62 3.5.1 Nồng độ Fe (II) cịn lại nước sau q trình hấp thụ 62 3.5.2 Nồng độ Fe(II) có tảo nâu qua q trình hấp thụ 64 3.5.3 Mối tương quan nồng độ sắt lại nước nồng độ sắt đo tảo nâu sau trình hấp thụ mức nồng độ sắt khác 66 3.5.4 Hiệu suất hấp thụ ion kim loại Fe(II) tảo nâu S.glaucescens 67 3.5.5 Xác định thời gian bão hòa hấp phụ tảo nâu S.glaucescens 70 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 72 4.1 Kết luận 72 4.2 Kiến nghị 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 PHỤ LỤC vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT QCVN : Quy chuẩn Việt Nam TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam BTNMT : Bộ Tài nguyên Môi trường vii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Một số kim loại nặng ảnh hưởng chúng đến thể sống [2] Bảng 1.2 Những nguồn thải gây ô nhiễm kim loại nặng [7] 10 Bảng 1.3 Những tác động kim loại nặng sức khỏe[7] 12 Bảng 1.4 Thành phần hóa học có số lồi tảo biển [8] 22 Bảng 1.5 Hàm lượng số nguyên tố tảo Mơ vùng biển Nha Trang (Theo Bùi Minh Lý cộng sự, 1995) 23 Bảng 1.6 Hàm lượng acid alginic số loài tảo Mơ ven biển miền Trung Việt Nam (% trọng lượng khô) 24 Bảng 2.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm ni rong 33 Bảng 2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát 35 Bảng 2.3 Sơ đồ khảo sát khả hấp thụ tối đa kim loại nồng độ khác nhau, ứng với hai loại tảo khác .36 Bảng 2.4 Sơ đồ khảo sát nồng độ ion kim loại Fe(II) tảo nâu khô tươi 37 Bảng 3.1 Độ lệch chuẩn tảo đỏ Eucheuma denticulatum tươi hấp thụ Cr(VI) nồng độ khác 43 Bảng 3.2 Độ lệch chuẩn tảo đỏ Eucheuma denticulatum khô hấp thụ Cr(VI) nồng độ khác 44 Bảng 3.3 Độ lệch chuẩn tảo nâu Sargassum glaucescens tươi hấp thụ Cr(VI) nồng độ khác 50 Bảng 3.4 Độ lệch chuẩn tảo nâu Sargassum glaucescens tươi hấp thụ Cr(VI) nồng độ khác 51 viii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Tảo gai Eucheuma denticulatum [25] 27 Hình 3.1 Nồng độ Cr(VI) cịn lại nước sau q trình hấp thụ tảo đỏ Eucheuma denticulatum tươi nồng độ khác 41 Hình 3.2 Nồng độ Cr(VI) cịn lại nước sau trình hấp thụ tảo đỏ Eucheuma denticulatum khô 42 Hình 3.3 Hiệu suất hấp thụ Eucheuma denticulatum tươi nồng độ khác 44 Hình 3.4 Hiệu suất hấp thụ kim loại Cr(VI) tảo đỏ khô nồng độ khác 45 Hình 3.5 Hiệu suất hấp thụ kim loại Cr(VI) tảo đỏ Eucheuma denticulatum tươi khô nồng độ 0,1mg/l 45 Hình 3.6 Hiệu suất hấp thụ Cr(VI) tảo đỏ Eucheuma denticulatum tươi khô nồng độ 0,2 mg/l 46 Hình 3.7 Hiệu suất hấp thụ Cr(VI) tảo đỏ Eucheuma denticulatum tươi khô nồng độ 0,3 mg/l 47 Hình 3.8 Nồng độ Cr(VI) lại nước hấp thụ tảo nâu Sargassum glaucescens tươi nồng độ khác 48 Hình 3.9 Nồng độ Cr(VI) cịn lại nước sau hấp thụ tảo nâu Sargassum glaucescens khô nồng độ khác 49 Hình 3.10 Hiệu suất hấp thụ Cr(VI) tảo nâu Sargassum glaucescens tươi nồng độ khác 50 Hình 3.11 Hiệu suất hấp thụ Cr(VI) tảo nâu Sargassum glaucescens khô nồng độ khác 51 Hình 3.12 Hiệu suất (%) hấp thụ Cr(VI) tảo nâu S.glaucescens tảo đỏ E.denticulatum nồng độ bổ sung ban đầu 0,1mg/l 52 Hình 3.13 Hiệu suất (%) hấp thụ ion kim loại Cr(VI) tảo nâu S.glaucescens tảo đỏ E.denticulatum tươi nồng độ bổ sung ban đầu 0,2mg/l 53 Hình 3.14 Hiệu suất (%) hấp thụ Cr(VI) tảo nâu S.glaucescens tảo đỏ E.denticulatum tươi nồng độ bổ sung ban đầu 0,3 mg/l 54 Hình 3.15 Hiệu suất (%) hấp thụ Cr(VI) tảo nâu S.glaucescens tảo đỏ E.denticulatum khô nồng độ 0,1 mg/l 55 Hình 3.16 Hiệu suất (%) hấp thụ Cr(VI) tảo nâu S.glaucescens tảo đỏ E.denticulatum khô nồng độ 0,2 mg/l 56 ix 3.5.3 Mối tương quan nồng độ sắt lại nước nồng độ sắt đo tảo nâu sau trình hấp thụ mức nồng độ sắt khác 2,5 1,200 1,000 Nồng độ (mg/l) 0,800 1,5 0,600 0,400 0,5 0,200 0,000 0h 4h 8h 12h 16 h 20h 24 h 48h 72h 96h Fe(II) rong (0,5mg/l) Fe(II) rong (0,7mg/l) Fe(II) rong (1,0mg/l) Fe(II) nước(0,5mg/l) Fe(II) nước (0,7mg/l) Fe(II) nước (1,0mg/l) Hình 3.26 Mối tương quan nồng độ Fe(II) nước tảo nâu khô sau hấp thụ nồng độ khác Dựa vào đồ thị ta thấy mối tương quan nồng độ Fe(II) nước tảo nâu sau 96h trình hấp thụ diễn Nồng độ Fe(II) nước giảm theo thời gian, ngược lại nồng độ Fe(II) tảo nâu lại tăng lên theo thời gian Nồng độ Fe(II) nước nồng độ bổ sung ban đầu 1mg/l giảm mạnh 4h đầu, từ nồng độ ban đầu 1,02mg/l sau 4h giảm 0,844mg/l thời điểm nồng độ Fe(II) tảo tăng từ 1,024mg/l tăng lên 1,124mg/l Tương tự nồng độ Fe(II) lại, nồng độ Fe(II) nước có xu hướng giảm đồng thời nồng độ Fe(II) tảo lại tăng lên 66 3.5.4 Hiệu suất hấp thụ ion kim loại Fe(II) tảo nâu S.glaucescens Hiệu suất trình hấp thụ hấp thụ Fe(II) tảo nâu S.glaucescens trình bày mức nồng độ sắt bổ sung ban đầu Số liệu phép tính tổng hợp thể qua biểu đồ sau: - Mức nồng độ sắt bổ sung ban đầu 0,5 mg/l dung dịch rong nâu tươi rong nâu khô 80 74 75 72 75 75 70 70 64 60 57 55 53 Hiệu suất (%) 50 41 40 46 42 36 30 17 20 10 6 4h 8h 12h 16h 20h 24h 48h 72h 96h Thời gian Hình 3.27 Hiệu suất hấp thụ Fe(II) tảo nâu S.glaucescens tươi và nồng độ bổ sung ban đầu 0,5 mg/l Theo đồ thị ta thấy, mức nồng độ Fe(II) ban đầu 0,5 mg/l, hiệu suất hấp thụ tăng dần theo thời gian Trong thời gian tiến hành thí nghiệm 96 giờ, hiệu suất hấp thụ đạt mức cao 75% tảo tươi 74% tảo khô Hiệu suất hấp thụ sắt nước biển tảo tươi cao so với tảo khơ Nhìn chung, hiệu suất hấp thụ mức nồng độ sắt ban đầu 0,7 mg/l 1,0 mg/l tương tự mức 0,5 mg/l Tuy nhiên mức nồng độ khác có số liệu hiệu suất hấp thụ khác - Mức nồng độ sắt bổ sung ban đầu 0,7 mg/l dung dịch 67 rong nâu tươi 79 78 80 rong nâu khô 72 69 68 70 80 79 63 68 61 60 49 Hiệu suất (%) 50 40 33 30 25 33 32 32 23 20 10 4h 8h 12h 16h 20h Thời gian 24h 48h 72h 96h Hình 3.28 Hiệu suất hấp thụ Fe(II) tảo nâu S.glaucescens tươi và nồng độ bổ sung ban đầu 0,7 mg/l Ở mức nồng độ Fe(II) bổ sung ban đầu 0,7mg/l hiệu suất hấp thụ ion kim loại Fe(II) tăng theo thời gian Hiệu suất hấp thụ sắt nước biển giả định tảo tươi cao so với tảo khô Cụ thể sau 24h với mức nồng độ Fe(II) bổ sung ban đầu 0,7mg/l hiệu suất đạt 70% vật liệu hấp thụ tảo nâu tươi 60% vật liệu hấp thụ tảo nâu khô Hiệu suất hấp thụ tăng mạnh thời gian 24h đầu có xu hướng cân từ sau 24h đến hết 96h làm thí nghiệm - Mức nồng độ sắt bổ sung ban đầu mg/l dung dịch 68 100 rong nâu tươi 89 rong nâu khô 90 Hiệu suất (%) 80 92 91 80 80 72h 96h 75 72 67 70 60 52 48 50 36 40 41 38 33 30 20 20 15 10 10 4h 8h 12h 16h 20h 24h 48h Hình 3.29 Hiệu suất hấp thụ Fe(II) tảo nâu S.glaucescens tươi và nồng độ bổ sung ban đầu mg/l Dựa vào hiệu suất hấp thụ, ta đánh giá hiệu loại vật liệu hấp thụ Trong thời gian tiến hành làm thí nghiệm 96 giờ, mức nồng độ ion kim loại Fe(II) ban đầu 1,0mg/l ta nhận thấy S.glaucescens dạng sinh khối tươi có hiệu suất hấp thụ ion kim loại Fe(II) cao so với dạng sinh khối khô thời gian 16h đầu, sau 16h hiệu suất hấp thụ ion kim loại Fe(II) vật liệu hấp thụ sinh khối kho lại cao so với sinh khối tươi Cụ thể 24h hiệu suất hấp thụ ion kim loại Fe(II) vật liệu hấp thụ S.glaucescens tươi đạt 72% vật liệu hấp thụ khô đạt 67% Cứ 96h tiến hành thí nghiệm sử dụng vật liệu hấp thụ tươi để xử lý hiệu suất hấp thụ đạt 80% 91% vật liệu hấp thụ khô Tóm lại, sử dụng vật liệu hấp thụ tảo nâu S.glaucescens tươi khô để hấp thụ ion kim loại Fe(II) có nước biển giả định nồng độ khác từ thấp đến cao ta nhận thấy: Sử dụng hai vật liệu hấp thụ tảo nâu tươi tảo nâu khô, hiệu 69 suất hấp thụ tăng nhanh 48h đầu tiến hành thí nghiệm có xu hướng cân từ 48h đến 96h nghiên cứu Qua việc đánh giá hiệu suất hấp thụ thấy S.glaucescens hấp thụ hiệu ion kim loại Fe(II) có nước biển giả định từ nồng độ bổ sung ban đầu thấp đến nồng độ bổ sung ban cầu cao dần 3.5.5 Xác định thời gian bão hòa hấp phụ tảo nâu S.glaucescens Trong thực tế xử lý nước thải chứa kim loại nặng, để xác định thời gian hoạt động hệ thống xử lý người ta cần phải biết thời gian bão hòa hấp phụ (tức thời gian để hệ đạt tới trạng thái cân bằng) Vì nhiệm vụ nghiên cứu phải đặt điều kiện xác định nồng độ ion kim loại, hàm lượng sinh khối, chế độ khuấy trộn thời gian để vật liệu hấp phụ bão hòa liên kết với ion kim loại Thông qua kết khảo sát, vật liệu hấp thụ tảo nâu Sargassum glaucescens chọn để hấp phụ ion kim loại Fe(II), nồng độ ion kim loại ban đầu dựa kết khảo sát ngưỡng nồng độ loại bỏ hiệu ion kim loại vật liệu hấp thụ nêu Dẫn liệu thực nghiệm trình bày hình 3.26 3.27 dung lượng hấp phụ q(mgKL\g tảo) 0,900 0.5 mg/L 0,800 0.7 mg/L 1.0 mg/L 0,700 0,600 0,500 0,400 0,300 0,200 0,100 0,000 0h 4h 8h 12 h 16h 20h 24h 48h 72h 96h Thời gian Hình 3.30 Lượng hấp thụ ion kim loại Fe(II) tảo nâu S.glaucescens tươi nhiều nồng độ khác 70 Dựa vào đồ thị hình 3.26 ta thấy độ hấp thụ tảo tươi nồng độ ion kim loại Fe(II) bổ sung vào nước biển cao độ hấp thụ tăng theo thời gian Trong thời gian 24h đầu độ hấp thụ ion kim loại Fe(II) tăng mạnh, sau 24h độ hấp thụ gần đạt đến trạng thái cân 96h Từ kết này, ta khuyến cáo khơng nên dùng vật liệu hấp thụ tảo nâu S.glaucescens tươi để hấp thụ ion kim loại Fe(II) 24h 0,500 0.5 mg/L dung lượng hấp phụ q (mg KL/g tảo) 0,450 0.7 mg/L 1.0 mg/L 0,400 0,350 0,300 0,250 0,200 0,150 0,100 0,050 0,000 0h 4h 8h 12 h 16h 20h Thời gian 24h 48h 72h 96h Hình 3.31 Lượng hấp thụ ion kim loại Fe(II) tảo nâu S.glaucescens khô nhiều nồng độ khác Dẫn liệu thời gian bão hòa hấp thụ vật liệu hấp thụ tảo nâu S.glaucescens khơ hình 3.27 cho thấy dung lượng hấp thụ ion kim loại Fe(II) vào vật liệu hấp thụ tăng nhanh 48h đầu từ 72h vật liệu hấp thụ đạt tới trạng thái bảo hòa hấp thụ Từ kết khuyến cáo rằng, thời gian tiếp xúc pha hệ thống hấp thụ Fe(II) với tảo nâu khơ khơng nên vượt q 48h Qua thí nghiệm sử dụng vật liệu hấp thụ tảo nâu S.glaucescens để hấp thụ Fe(II) ta thấy nồng độ ion kim loại Fe(II) tảo nâu hấp thụ nên nồng độ ion Fe(II) nước biển giả định giảm theo thời gian So với kết nghiên cứu khả hấp thụ ion kim loại tảo nâu Murphy et al 2008 Bryan, G and L Hummerstone 1973 ta thấy hiệu suất hấp thụ ion kim loại tảo nâu tăng theo thời gian đạt giá trị bão hòa sau khoảng thời gian xác định 71 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Từ kết khảo sát ta đưa số kết luận sau: - Cả hai loại tảo nâu tảo đỏ hấp thụ ion kim loại Cr(VI) Điều hoàn toàn phù hợp với kết nghiên cứu Murphy et al 2008 Bryan, G and L Hummerstone 1973 khả hấp thụ ion kim loại loại tảo khác - Tảo nâu Sargassum glaucescens tươi hấp thụ ion kim loại Cr(VI) cao tảo đỏ Eucheuma denticulatum tươi gần gấp lần tất nồng độ - Tảo đỏ Eucheuma denticulatum khô hấp thụ ion kim loại nhanh tảo đỏ tươi tượng trả ion kim loại Cr(VI) lại môi trường - Tảo đỏ Eucheuma denticulatum khô hấp thụ ion Cr(VI) hoàn toàn sau 48h tất nồng độ - Tảo nâu khả hấp thụ ion kim loại Cr(VI) cịn có khả hấp thụ ion kim loại Fe(II) - Tảo nâu tươi hấp thụ ion kim loại Fe(II) mạnh tảo nâu khô từ đến 1,8 lần - Tảo nâu khô hấp thụ ion kim loại Fe(II) khơng thấy có tượng nhả ion kim loại lại môi trường cho hấp thụ với ion kim loại Cr(VI) 4.2 Kiến nghị Để hồn thiện q trình đánh giá khả hấp thụ ion kim loại đảm bảo tính thuyết phục kết thu được, chúng tơi có kiến nghị sau đây: - Cần tiến hành nghiên cứu nhiều loại tảo khác nhau, điều kiện pH nồng độ ion kim loại khác nhau, với nhiều loại kim loại nặng khác để kiểm tra tính hiệu xử lý kim loai nặng tảo nâu tảo đỏ - Cần tiến hành điều kiện thực tế để đánh giá tính hiệu phương pháp 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng việt Đỗ Ngọc Liên, Trần Tuấn Quỳnh (1991), “Tách tinh chế số tính chất Lectin từ hạt chay A tonkinensis”, Tạp chí khoa học, 13(2), pp 20-27 Lâm Ngọc Tuấn (2005), “ Ô nhiễm kim loại nặng phương pháp xử lý”, Chuyên đề khoa học, Đại học Bách Khoa, Hà Nội Doãn Văn Kiệt, 2005 Một số nguyên tố vi lượng thường gặp nước ảnh hưởng chúng NXB Nông Nghiệp Nguyễn Thu Thủy, 2008 Nghiên cứu, thăm dò khả sử dụng chất hấp phụ sinh học có nguồn gốc từ chất thải thủy sản (chitosan) để xử lý kim loại nặng (Cr6+) Lê Huy Bá, 2008a Độc chất môi trường: Phần chuyên đề, NXB Đại học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh Lê Huy Bá, 2008b Độc học môi trường NXB Đại học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh Trần Thị Luyến, Đỗ Minh Phụng, Nguyễn Anh Tuấn, Ngô Đăng Nghĩa, “Chế biến tảo biển”, Giáo trình Đại học Nha Trang Nguyễn Thị Thìn, Tuấn Lan (2005), Môi trường ô nhiễm hậu quả, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Tài liệu tiếng anh Abu Al-Rub FA, El-Naas MH, Benyahia F, Ashour I Biosorption of nickel on blank alginate beads, free and immobilized algal cells Proc Biochem 2004;39:1767–73 10 Abu Al-Rub FA, Kandah M, Al-Dabaybeh N Competitive adsorption of nickel and cadmium on sheep manure wastes: experimental and prediction studies Sep Sci Technol 2003; 38:463–82 11 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 12 Bertagnolli, C., da Silva, M.G.C & Guibal, E., 2014 Chromium biosorption using the residue of alginate extraction from Sargassum filipendula Chemical Engineering Journal, 237, pp.362–371 13 Bryan, G and L Hummerstone, Brown seaweed as an indicator of heavy metals in estuaries in south-west England Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom, 1973 53(3): p 705-720 73 14 Chang, J.S., Law, R., Chang, C.C., 1997 Biosorption of lead, copper and cadmium by biomass of Pseudomonas aeruginosa PU21 Water Res 31, 1651–1658 15 Chong, K.H., Volesky, B., 1995 Description of two-metal biosorption equilibria by Langmuir-type models Biotechnol Bioeng 47, 451– 460 16 Davis T, Volesky B, Mucci A A review of the biochemistry of heavy metal biosorption by brown algae Water Res 2003;37:4311–30 17 Effect on plant growth, biochemical parameters metal accumulation by Brassica juncea L.”, International Journal of Plant Production 3(3),ISSN:1735-6814 (Print), 1735-8043 (Online) 18 Figueira MM, Volesky B, Ciminelli VST, Roddick Biosorption of metals in brown seaweed biomass Water Res 2000;34:196–204 19 Fourest, E., Volesky, B., 1996 Contribution of sulfonate groups and alginate to heavy metal bioadsorption by the dry biomass of Sargassum fluitans Environ Sci Technol 30, 277–282 20 Fourest, E., Volesky, B., 1996 Contribution of sulfonate groups and alginate to heavy metal bioadsorption by the dry biomass of Sargassum fluitans Environ Sci Technol 30, 277–282 21 Gong R, DingYD, Liu H, Chen Q, Liu Z Lead biosorption by intact and pretreated Spirulina maxima biomass Chemosphere 2005;58:125–30 22 Holan ZR, Volesky B Accumulation of cadmium, lead, and nickel by fungal and wood biosorbents Appl Biochem Biotechnol 1995;53:133–46 23 Holan, Z.R., Volesky, B., Prasetyo, I., 1993 Biosorption of cadmium by biomass of marine algae Biotechnol Bioeng 41, 819–825 24 John R., P Ahmad, K Gadgil, S Sharma (2009) “Heavy metal toxicity: 25 Kandah M, Abu Al-Rub FA, Al-Dabaybeh N Competitive adsorption of coppernickel and copper-cadmium binaries on SMW Eng Life Sci 2002;8:237–43 26 Kandah M, Abu Al-Rub FA, Al-Dabaybeh N The aqueous adsorption of copper and cadmium ions on sheep manure Adsorpt Sci Technol 2003;21:501–9 27 Kratochvill, D., Volesky, B., 1998 Advances in the biosorption of heavy metals Trends Biotechnol 16, 291–300 28 Matheickal, J.T., Yu, Q., 1996 Biosorption of lead from aqueous solutions by marine alga Ecklonia radiata Water Sci Technol 34, 1–7 74 29 Murphy, V., Hughes, H & McLoughlin, P., 2008 Comparative study of chromium biosorption by red, green and brown seaweed biomass Chemosphere, 70(6), pp.1128–1134 30 Rezaei, H., 2016 Biosorption of chromium by using Spirulina sp Arabian Journal of Chemistry, 9(6), pp.846–853 31 Roy, D., Greenlaw, P.N., Shane, B.S., 1992 Adsorption of heavy metals by green algae J Environ Sci Health A 28, 37–50 32 Saeed A, Iqbal M, AkhtarMW Removal and recovery of lead(II) from single and multimetal (Cd, Cu, Ni, Zn) solutions by crop milling waste (black gram husk) J Hazard Mater 2005;117:65–73 33 Schmitt D, Muller A, Csoger Z, Frimmel FH, Posten C The adsorption kinetics of metal ions onto different microalgae and siliceous earth Water Res 2001;35:779–85 34 Suciu I., C Cosma, M Todică, S.D Bolboacă, L Jäntschi (2008), “Analysis of Soil Heavy Metal Pollution Pattern in Central Transylvania”, International Journal of Molecular Sciences, Vol 9, pp 434 – 453 35 Terry, A.P., Stone, W., 2002 Biosorption of cadmium and copper contaminated water by Scenedesmus abundans Chemosphere 47, 249–255 36 Tobin, J.M., White, C., Gadd, G.M., 1994 Metal accumulation by fungi: application in environmental biotechnology J Ind Microbiol 13, 126–130 37 Volesky, B., 1994 Advances in biosorption of metals: selection of biomass types FEMS Microbiol Rev 14, 291–302 38 Volesky, B., Holan, Z.R., 1995 Biosorption of heavy metals Biotechnol Prog 11, 235–250 39 Volesky, B., May, H., Holan, Z., 1993 Cadmium biosorption by S cerevisiae Biotechnol Bioeng 41, 826–829 40 Wong JPK, Wong YS, Tam NFY Nickel biosorption by two chlorella species, C Vulgaris (a commercial species) and C Miniata (a local isolate) Bioresour Technol 2000;73:133–7 41 Yuk – Shan Wong, Nora F.Y Tam (1997), Wastewater treatment with Algae, Springer – Verlag Berlin Heidelberg New York Environmental Intelligence Unit 75 PHỤ LỤC Phụ lục QCVN 10-MT:2015/BTNMT QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC BIỂN Bảng: Giá trị giới hạn thông số chất lượng nước biển vùng biển ven bờ Giá trị giới hạn Vùng nuôi TT Thông số Đơn vị Vùng bãi trồng thủy sản, tắm, thể thao bảo tồn thủy Các nơi khác nước sinh pH 6,5 - 8,5 6,5 - 8,5 6,5 - 8,5 Crom VI (Cr6+) mg/l 0,02 0,05 0,05 Tổng Crom mg/l 0,1 0,2 0,5 Sắt (Fe) mg/l 0,5 0,5 0,5 Ghi chú: Dấu (-) không quy định Phụ lục - Pha hóa chất sử dụng đo Cr(VI): Dung dịch chuẩn Cr(VI) 1000mg/l: Từ ống chuẩn K2Cr2O7 cho vào bình định mức 1000ml định mức đến vạch nước cất Acid Sulfuric H2SO4 18N: Lấy 50ml dd H2SO4 36N pha với 40ml nước cất, để nguội định mức thành 100ml Dung dịch thuốc thử Diphenylcacbazide: Hòa tan 0,25g 1,5-diphenylcacbazide vào 50ml aceton Dung dịch bền tuần đựng chai màu nâu, bảo quản tủ lạnh Pha hóa chất sử dụng đo Fe(II): - Dung dịch hydroxylamine 10% (Cho vào trước nung): Hòa tan 10g NH2OH.HCl 100ml nước cất Dung dịch đệm Amoniacetate: Hòa tan 250g CH3COONH4 150ml H2O 700ml CH3COOH đậm đặc định mức lên 1000ml Dung dịch phenanthroline: Hòa tan 0,1g 1,10-Phenanthroline monohydrate (C12H8N2.H2O) 100ml nước cất cách khuấy đun nóng đến 80oC (Khơng đun sơi), loại bỏ có màu sậm Nếu cho giọt HCl khơng cần làm ấm Lưu ý: 1ml chất đủ cho khơng q 100g Fe Dung dịch KMnO4: Hịa tan 0,316g KMnO4 100ml nước cất Dung dịch sắt chuẩn: Hịa tan 1,404g Fe(NH4)2SO4.6H2O vào 50ml nước cất có 20ml H2SO4, thêm vài giọt KMnO4 0,02M có màu hồng bền, định mức lên 1000ml nước cất lắc (1ml=200g Fe) Dung dịch sắt làm việc: hút 10ml dung dịch sắt pha định mức lên 1000ml ta dung dịch Fe 2mg/L - Chuẩn bị dung dịch mẫu nước biển giả định có chứa Cr(VI) Mẫu nước biển làm thí nghiệm lấy khu vực biển Hòn Chồng - Nha Trang không lẫn tạp chất (cát, chất bẩn,…) mang phịng thí nghiệm Tiến hành pha mẫu nước biển giả định có chứa Cr(VI) có nồng độ 0,1; 0,2 0,3 mg/l pha từ dung dịch gốc có Cr(VI) 1000 mg/l Quy trình tạo dung dịch Cr(VI) giả định mức nồng độ khác Dung dịch chuẩn 10 mg/l: Hút 10 ml dung dịch gốc 1000 mg/l cho vào bình định mức 1000ml định mức đến vạch nước biển Dung dịch mẫu 0,1 mg/l: Hút 10 ml dung dịch chuẩn 10mg/l cho vào bình định mức 1000ml định mức đến vạch nước biển Dung dịch mẫu 0,2 mg/l: Hút 20 ml dung dịch chuẩn 10mg/l cho vào bình định mức 1000ml định mức đến vạch nước biển Dung dịch mẫu 0,3 mg/l: Hút 30 ml dung dịch chuẩn 10mg/l cho vào bình định mức 1000ml định mức đến vạch nước biển - Chuẩn bị dung dịch mẫu nước biển giả định có chứa Fe (II) Tiến hành pha mẫu nước biển giả định có chứa Fe(II) có nồng độ 0,3, 0,7 mg/l pha từ dung dịch gốc có Fe(II) 200 mg/l Quy trình tạo dung dịch sắt giả định mức nồng độ khác Dung dịch sắt chuẩn: Hòa tan 1,404g Fe(NH4)2SO4.6H2O vào 50ml nước cất có 20ml H2SO4, thêm vài giọt KMnO4 0,02M có màu hồng bền, định mức lên 1000ml nước cất lắc (1ml=200µg Fe) Từ dung dịch sắt có chuẩn, ta tiến hành pha dung dịch sắt làm việc với nồng độ sau: Dung dịch nước biển bổ sung nồng độ sắt 0,5 mg/l: cho 2,5ml dung dịch sắt chuẩn vào bình định mức 1000 ml định mức đến vạch nước biển Dung dịch nước biển bổ sung nồng độ sắt 0,7 mg/l: cho 3,5ml dung dịch sắt chuẩn vào bình định mức 1000ml định mức đến vạch nước biển Dung dịch nước biển bổ sung nồng độ sắt 1,0 mg/l: cho 5,0ml dung dịch sắt chuẩn vào bình định mức 1000ml định mức đến vạch nước biển Phụ lục STT Xây dựng dãy chuẩn: dãy chuẩn pha theo bảng sau: Bảng 1.1: Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ sắt nước Dd sắt làm việc 2mg/l 2.5 10 20 25 40 Dd HCl đậm đặc (ml) 2 2 2 Dd NH2OH.HCl (ml) 1 1 1 (ml) Lắc đun nóng 250oC đến 15 đến 20ml, để nguội đến nhiệt độ phòng Định mức dung dịch nước biển đến vạch 50ml Dd đệm acetate (ml) 10 10 10 10 10 10 10 Dd phenalthroline (ml) 4 4 4 Nồng độ sắt/50ml (mg/l) 0.1 0.2 0.4 0.8 1.0 1.6 - Kết đo đường chuẩn STT Nồng độ Fe(II) (mg/l) Mật độ quang (Abs) Bảng 1.2: Kết đo đường chuẩn 0,0 0,1 0,2 0,4 0,8 1,0 1,6 0,013 0,030 0,045 0,076 0,139 0,168 0,264 Hình 1.1: Các dung dịch nước biển với nồng độ sắt từ đến 1,6 mg/l - Kết đường chuẩn thể qua đồ thị: Mật độ quang (Abs) Đồ thị đo nồng độ Fe(II) dung dịch sau hấp thụ 0,300 y = 0,1561x + 0,0136 R² = 0,9999 0,250 0,200 0,150 0,100 0,050 0,000 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 Nồng độ (mg/l) Hình 1.2: Đồ thị đường chuẩn xác định nồng độ sắt nước biển Bảng 1.3: Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ Crom nước STT Bước DD chuẩn làm việc 5mg/l (ml) Nước cất lần DD axit photphocric (ml) 0,5 1,0 1,5 10 15 20 Định mức lên 100ml 0,25 Thêm từ từ H2SO4 đậm đặc đến pH~ 2:2,5 DD axit sunfuric (ml) DD thuốc thử (ml) Lắc để yên từ 5-10 phút, so màu bước sóng 540nm Nồng độ (mg/l) STT Nồng độ Cr(VI) (mg/l) 0,05 0,075 0,1 0,5 0,75 1,0 Bảng 1.4: Kết đo đường chuẩn 0,05 0,5 0,75 1,0 0,0 Mật độ quang (Abs) 0,025 0,025 0,075 0,1 0,001 0,037 0,068 0,101 0,136 0,659 0,950 Mật độ quang (Abs) Đồ thị đo nồng độ Cr(VI) dung dịch sau hấp thụ 1,400 y = 1,2417x + 0,0098 R² = 0,9991 1,200 1,000 0,800 0,600 0,400 0,200 0,000 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 Nồng độ (mg/l) 1,0 1,2 Hình 1.3: Các dung dịch nước biển với nồng độ Cr(VI) từ đến 1,0 mg/l 1,231 ... Kết đạt Đánh giá khả hấp thụ ion kim loại tảo nâu tảo đo thu thập biển Khánh Hòa dựa vào hiệu suất hấp thụ tảo So sánh khả hấp thụ ion kim loại tảo nâu tảo đỏ, từ chọn loại tảo có khả hấp thụ tốt... hành ? ?Đánh giá khả hấp thụ ion kim loại tảo nâu tảo đỏ ni vùng biển Khánh Hịa” xi Mục tiêu đề tài: - Khảo sát so sánh khả hấp thụ kim loại hai loại tảo nâu đỏ nồng độ điều kiện Hiệu suất hấp thụ. ..BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG NGUYỄN THẢO QUYÊN ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP THỤ ION KIM LOẠI TRÊN TẢO ĐỎ VÀ TẢO NÂU NUÔI TẠI VÙNG BIỂN KHÁNH HÒA LUẬN VĂN THẠC SĨ