Nghiên cứu thân lục bình khô để tạo chất hấp phụ kim loại nặng trong xử lý môi trường

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA VŨ NGỌC LINH NGHIÊN CỨU THÂN LỤC BÌNH KHƠ ĐỂ TẠO CHẤT HẤP PHỤ KIM LOẠI NẶNG TRONG XỬ LÝ MÔI TRƢỜNG CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC MÃ SỐ NGÀNH: 60 42 80 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2014 Cơng trình hoàn thành Trƣờng Đại Học Bách Khoa – ĐHQG-HCM Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC LƢỢNG Cán chấm nhận xét 1: PGS.TS NGUYỄN TIẾN THẮNG Cán chấm nhận xét 2: TS HUỲNH NGỌC OANH Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 14 tháng 08 năm 2014 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: Chủ tịch: PGS.TS NGUYỄN THÚY HƢƠNG Phản biện 1: PGS.TS NGUYỄN TIẾN THẮNG Phản biện 2: TS HUỲNH NGỌC OANH Ủy viên: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC LƢỢNG Thư ký: TS VÕ ĐÌNH LỆ TÂM Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Bộ môn quản lý chuyên ngành ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc  NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: VŨ NGỌC LINH MSHV: 12310737 Ngày, tháng, năm sinh: 08/07/1989 Nơi sinh: TP HCM Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Mã số : 60 42 80 I TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU THÂN LỤC BÌNH KHƠ ĐỂ TẠO CHẤT HẤP PHỤ KIM LOẠI NẶNG TRONG XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Phần 1: Nghiên cứu khả hấp phụ nước a Nghiên cứu kích thước lục bình sau cắt nhỏ đến khả hấp phụ nước b Nghiên cứu xử lý lục bình phương pháp hóa học dùng NaOH c Nghiên cứu xử lý lục bình hỗn hợp enzyme cellulase từ nấm sợi Trichoderma reesei Phần 2: Nghiên cứu khả hấp phụ kim loại nặng phịng thí nghiệm a Nghiên cứu khả hấp phụ sắt b Nghiên cứu khả hấp phụ crom Phần 3: Thử nghiệm xử lý nước thải nhiễm crom từ nhà máy sản xuất phụ tùng VP Components III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 20/01/2014 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 20/06/2014 V CÁN BỘ HƢỚNG DẪN: PGS TS NGUYỄN ĐỨC LƯỢNG Tp HCM, ngày … tháng … năm …… CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN (Họ tên chữ ký) (Họ tên chữ ký) TRƯỞNG KHOA (Họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN Con xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy PGS TS Nguyễn Đức Lượng tận tình truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý báu Thầy gợi mở cho hướng nghiên cứu quan tâm hướng dẫn, hỗ trợ giúp hoàn thành tốt luận văn Em xin cảm ơn tất quý thầy cô Bộ môn Công Nghệ Sinh Học – Trường Đại học Bách Khoa TP HCM tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức quý báu cho em trình học tập trường Đặc biệt em xin cảm ơn cô PGS TS Nguyễn Thúy Hương cô ThS Trần Thị Minh Tâm quan tâm giúp đỡ em suốt thời gian thực đề tài phịng thí nghiệm môn Em xin gửi lời cảm ơn đến anh chị em phịng thí nghiệm: chị Sương, chị Hương, anh Tuấn, Hoàng Anh, Hiển, Tuyền, Nhi, Linh… gắn bó, chia sẻ nhiệt tình giúp đỡ cho em thời gian thực luận văn Em cảm ơn anh Thanh giúp em phần phân tích kết thí nghiệm nghiên cứu Cuối xin cảm ơn cha mẹ gia đình ln bên cạnh động viên Cảm ơn người chồng yêu quý chia sẻ hỗ trợ cảm ơn anh chị em đồng nghiệp tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành luận văn Với nguồn kiến thức kinh nghiệm hạn chế, luận văn khơng tránh khỏi sai sót Em mong nhận thơng cảm đóng góp ý kiến q thầy bạn để nghiên cứu tốt Chân thành cảm ơn tất người Vũ Ngọc Linh TĨM TẮT Ơ nhiễm mơi trường vấn nạn lớn tồn cầu, có nhiễm kim loại nặng Có nhiều phương pháp xử lý nhiễm kim loại nặng phương pháp sinh học sử dụng thực vật để xử lý nhiễm quan tâm Lục bình loại thực vật thủy sinh có khả hấp phụ kim loại nặng nghiên cứu ứng dụng nhiều Trong luận văn này, tiến hành thí nghiệm bước đầu thân lục bình khơ để nghiên cứu chế tạo chất hấp phụ kim loại nặng xử lý môi trường, cụ thể xử lý sắt (III) crom (VI) Những thí nghiệm khả hấp phụ nước cho thấy thân lục bình khơ với kích thước dài 0,3 cm hấp phụ nước tối ưu 22 giờ, đạt 1203% (mức tương đối cao với thời gian ngắn, tiếp tục ngâm hấp phụ chậm, đến gần 46 bão hịa mức 1616%) Lục bình 0,3 cm xử lý dung dịch NaOH 0,1 N 30 phút hấp phụ nước đạt 1068%; cellulase từ giống Trichoderma reesei với tỉ lệ giống 5% 24 hấp phụ nước đạt 1325% Thí nghiệm nghiên cứu khả hấp phụ sắt cho thấy dung dịch có nồng độ sắt (III) 198,8 mg/l lục bình đạt hiệu suất xử lý 10,51% dung lượng hấp phụ sắt g lục bình 2,090 mg/g; tương ứng lục bình qua xử lý NaOH 16,40% 3,238 mg/g Với dung dịch sắt (III) 305,5 mg/l, lục bình đạt 3,54% 1,080 mg/g; lục bình qua xử lý Trichoderma reesei 6,58% 2,010 mg/g Thí nghiệm hấp phụ crom cho thấy dung dịch có nồng độ crom (VI) 197,9 mg/l lục bình đạt hiệu suất xử lý 7,63% dung lượng hấp phụ crom g lục bình 1,510 mg/g; tương ứng lục bình qua xử lý NaOH 46,29% 9,284 mg/g; lục bình qua xử lý Trichoderma reesei 10,16% 2,010 mg/g Khi thử nghiệm hấp phụ crom dung dịch nước thải chứa crom (VI) với nồng độ 2230 mg/l nhà máy sản xuất phụ tùng VP Components lục bình đạt 20,63% 46,0 mg/g; lục bình qua xử lý NaOH 53,41% 120,7 mg/g; lục bình qua xử lý Trichoderma reesei 51,17% 114,1 mg/g ABSTRACT Water hyacinth, a kind of aquatic plants, is able to adsorb heavy metals that has been studied and applied numerously In this study, we conducted initial experiments on dry body of water hyacinth to research and make the adsorbent of heavy metals in environmental remediation, namely iron (III) and chromium (VI) The first experiments on the water adsorption capacity of water hyacinth showed that dry body length of 0.3 cm size adsorbed water optimally for 22 hour immersion, reaching 1203% (relatively high level for the short time, with continued immersion, the adsorption was very slowly, nearly to 46 hours reaching of 1616% saturation) The 0.3 cm body were treated by NaOH 0.1 N for 30 minutes, the water adsorption reached 1068%; by cellulase from fungi Trichoderma reesei with rate 5% for 24 hours, the water adsorption reached 1325% The experiments on iron adsorption capacity showed that the body was immersed in iron (III) solution of 198.8 mg/l concentration reaching 10.51% efficiency and iron adsorption capacity of gram of these body was 2.090 mg/g; similarly with the body treated by NaOH was 16.40% and 3.238 mg/g In iron (III) solution of 305.5 mg/l concentration, the body was 3.54% and 1.080 mg/g; the body treated by Trichoderma reesei was 6.58% and 2.010 mg/g The chromium adsorption experiments showed in chromium (VI) solution of 197.9 mg/l concentration, the body was 7.63% and 1.510 mg/g; the body treated by NaOH was 46.29% and 9.284 mg/g; the body treated by Trichoderma reesei was 10.16% and 2.010 mg/g At the end of the study, we tried remedying for aqueous waste containing chromium (VI) at the concentration of 2230 mg/l (from the VP components company) The results showed the body was 20.63% and 46.0 mg/g; the body treated by NaOH was 53.41% and 120.7 mg/g; the body treated by Trichoderma reesei was 51.17% and 114.1 mg/g -i- MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH, SƠ ĐỒ VÀ BIỂU ĐỒ .vii DANH SÁCH CÁC KÍ HIỆU TRONG BẢNG SỐ LIỆU ix Chƣơng 1: MỞ ĐẦU 1.1 Tính Cấp Thiết Của Đề Tài 1.2 Các Nghiên Cứu Trong Và Ngoài Nước 1.2.1 Các nghiên cứu giới 1.2.2 Các nghiên cứu Việt Nam 1.3 Mục Tiêu Nghiên Cứu 1.4 Nội Dung Nghiên Cứu 1.5 Ý Nghĩa Khoa Học Và Thực Tiễn Của Đề Tài 1.5.1 Ý nghĩa khoa học 1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn Chƣơng 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Bèo Lục Bình Và Các Ứng Dụng Hiện Nay 2.1.1 Giới thiệu chung 2.1.2 Các ứng dụng bèo lục bình 2.2 Ô Nhiễm Kim Loại Nặng Và Một Số Biện Pháp Xử Lý 10 2.2.1 Ơ nhiễm mơi trường nước 10 2.2.2 Ảnh hưởng ô nhiễm kim loại nặng tới sức khoẻ người 11 - ii - 2.2.3 Một số biện pháp xử lý nước nhiễm kim loại nặng 11 2.2.3.1 Phương pháp kết tủa 12 2.2.3.2 Phương pháp trao đổi ion 12 2.2.3.3 Phương pháp điện hóa 13 2.2.3.4 Phương pháp oxy hoá - khử 13 2.2.3.5 Xử lý nước thải có chứa kim loại nặng phương pháp tạo pherit14 2.2.3.6 Phương pháp sinh học 14 2.2.3.7 Phương pháp hấp phụ 15 2.2.4 Sắt ảnh hưởng sắt 15 2.2.5 Crom ảnh hưởng crom 16 2.3 Hiện Tượng Hấp Phụ 18 2.3.1 Định nghĩa 18 2.3.2 Các kiểu hấp phụ 19 2.3.2.1 Hấp phụ vật lý 19 2.3.2.2 Hấp phụ hóa học 20 2.3.3 Hấp phụ môi trường nước 21 2.3.4 Động học hấp phụ 22 2.3.5 Cân hấp phụ 22 2.3.6 Khảo sát khả hấp phụ vật liệu dung dịch 23 2.3.7 Vật liệu hấp phụ 24 2.4 Natri Hydroxide Và Ứng Dụng Xử Lý Sinh Khối Thực Vật 25 2.4.1 Giới thiệu chung 25 2.4.2 Ứng dụng 25 - iii - 2.4.3 Ví dụ ứng dụng NaOH sản xuất giấy từ rơm rạ Công Ty Cổ Phần Giấy An Bình 26 2.5 Enzyme Cellulase Và Ứng Dụng Xử Lý Sinh Khối Thực Vật 27 2.5.1 Giới thiệu chung 27 2.5.2 Tính chất enzyme cellulase 27 2.5.3 Phân loại enzyme cellulase 28 2.5.4 Cơ chế tác dụng enzyme cellulase 28 2.5.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt lực enzyme cellulase 30 2.5.6 Ứng dụng nhóm enzyme cellulase 31 2.5.7 Ví dụ ứng dụng NaOH enzyme cellulase sản xuất ethanol sinh học từ rơm rạ 32 Chƣơng 3: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34 3.1 Địa Điểm Và Thời Gian Nghiên Cứu 34 3.2 Vật Liệu Nghiên Cứu 34 3.2.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 34 3.2.2 Thiết bị dụng cụ 34 3.2.3 Hóa chất 35 3.3 Nội Dung Nghiên Cứu 35 3.4 Sơ Đồ Nghiên Cứu Tổng Quát 36 3.5 Bố Trí Hệ Thống Thí Nghiệm 36 3.5.1 Bố trí hệ thống thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng kích thước lục bình đến khả hấp phụ nước 36 3.5.2 Bố trí hệ thống thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng thời gian ngâm lục bình với nước đến khả hấp phụ nước 37 - iv - 3.5.3 Bố trí hệ thống thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng nồng độ NaOH xử lý lục bình đến khả hấp phụ nước 38 3.5.4 Bố trí hệ thống thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng thời gian xử lý lục bình với NaOH đến khả hấp phụ nước 39 3.5.5 Bố trí hệ thống thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ giống Trichoderma reesei xử lý lục bình đến khả hấp phụ nước 40 3.5.6 Bố trí hệ thống thí nghiệm 6: Đánh giá hiệu xử lý lục bình, lục bình xử lý với NaOH lục bình xử lý với Trichoderma reesei dung dịch muối sắt (III) 41 3.5.7 Bố trí hệ thống thí nghiệm 7: Đánh giá hiệu xử lý lục bình, lục bình xử lý với NaOH lục bình xử lý với Trichoderma reesei dung dịch muối crom (VI) 42 3.5.8 Bố trí hệ thống thí nghiệm 8: Đánh giá hiệu xử lý lục bình, lục bình xử lý với NaOH lục bình xử lý với Trichoderma reesei nước thải nhà máy sản xuất phụ tùng VP Components có chứa crom (VI) 43 3.6 Phương Pháp Thực Hiện 44 3.6.1 Phương pháp hoạt hóa nấm Trichoderma reesei 44 3.6.2 Phương pháp phân tích khả hấp phụ nước 45 3.6.3 Phương pháp pha dung dịch kim loại thí nghiệm 45 3.6.4 Phương pháp phân tích hàm lượng kim loại nặng nước khả hấp phụ kim loại nặng lục bình 46 3.6.5 Phương pháp xử lý số liệu 46 Chƣơng 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 47 4.1 Ảnh hưởng kích thước lục bình đến khả hấp phụ nước 47 4.2 Ảnh hưởng thời gian ngâm lục bình với nước đến khả hấp phụ nước49 - 61 - Qua biểu đồ 4.10 biểu đồ 4.11 ta thấy hiệu suất xử lý dung dịch crom (VI) dung lượng crom hấp phụ nồng độ 197,9 mg/l có khác biệt rõ rệt Kết cho thấy lục bình xử lý NaOH cho kết xử lý crom tốt loại vật liệu, đạt hiệu suất xử lý 46,29% dung lượng crom hấp phụ 9,284 mg/g Lục bình xử lý với Trichoderma reesei cho kết xử lý crom tốt lục bình nguyên dạng 4.8 Hiệu xử lý lục bình, lục bình xử lý với NaOH lục bình xử lý với Trichoderma reesei nƣớc thải nhà máy sản xuất phụ tùng VP Components có chứa crom (VI) Để đánh giá hiệu xử lý lục bình, lục bình xử lý với NaOH lục bình xử lý với Trichoderma reesei nước thải chứa crom (VI), thực thí nghiệm với nước thải có nồng độ crom 2230 mg/l Sau phân tích hàm lượng crom lại nước thải sau xử lý, kết tính tốn trình bày bảng 4.9 Bảng 4.9: Hiệu xử lý nước thải có chứa crom (VI) loại vật liệu xử lý Nghiệm thức C đầu (mg/l) ĐC-VP.Cr 2230,0 Na-VP.Cr 2230,0 5%VSV-VP.Cr 2230,0 m đầu (g) 1,50 1,48 1,50 C 22h (mg/l) 1770,0 1039,0 1089,0 H (%) 20,63% 53,41% 51,17% q (mg/g) 46,0 120,7 114,1 Kết hiệu suất xử lý nước thải chứa crom (VI) dung lượng crom hấp phụ g vật liệu biểu diễn biểu đồ 4.12 4.13 - 62 - Biểu đồ 4.12: Hiệu suất xử lý nước thải chứa crom (VI) lục bình, lục bình xử lý với NaOH lục bình xử lý với Trichoderma reesei Biểu đồ 4.13: Dung lượng crom hấp phụ lục bình, lục bình xử lý với NaOH lục bình xử lý với Trichoderma reesei - 63 - Qua biểu đồ 4.12 biểu đồ 4.13 ta thấy hiệu suất xử lý nước thải chứa crom (VI) dung lượng crom hấp phụ cao có khác biệt rõ rệt loại vật liệu xử lý Kết cho thấy lục bình xử lý với NaOH cho kết xử lý nước thải chứa crom (VI) tốt loại vật liệu, đạt hiệu suất xử lý 53,41% dung lượng crom hấp phụ 120,7 mg/g Lục bình xử lý với Trichoderma reesei cho kết xử lý tốt Lục bình nguyên dạng xử lý hẳn với hiệu suất xử lý đạt 20,63% dung lượng crom hấp phụ 46 mg/g 4.9 Tổng hợp kết nghiên cứu khả hấp phụ nƣớc hấp phụ kim loại nặng lục bình, lục bình xử lý với NaOH lục bình xử lý với Trichoderma reesei Bảng 4.10: Tổng hợp kết nghiên cứu khả hấp phụ nước hấp phụ kim loại nặng loại vật liệu xử lý STT Phƣơng pháp xử lý Nồng độ đầu (mg/l) Đối chứng (Không xử lý) NaOH Trichoderma Lƣợng nƣớc hấp phụ (%) Hiệu suất xử lý Crom (VI) Nƣớc thải chứa crom (VI) 305,5 197,9 2230 1203% 10,51% 3,54% 7,63% 20,63% 1068% 16,40% - 46,29% 53,41% 1325% - 6,58% 10,16% 51,17% - Sắt (III) 198,8 Lục bình qua xử lý với NaOH cho khả hấp phụ nước thấp hấp phụ sắt, crom cao so với lục bình qua xử lý với Trichoderma reesei lục bình nguyên dạng Lục bình hấp phụ nước xử lý NaOH lại hấp phụ kim loại nhiều NaOH làm bụi bẩn tạo cấu trúc lỗ li - 64 - ti, làm giảm độ xốp làm khả hấp phụ nước giảm cấu trúc hình thành lại có khả hấp phụ kim loại nặng vào nhiều Cũng tương tự, lục bình xử lý với Trichoderma reesei cho khả hấp phụ nước hấp phụ sắt, crom cao lục bình nguyên dạng Trong q trình tiến hành thí nghiệm cho lục bình (chưa xử lý qua xử lý) vào dung dịch muối crom (VI) để hấp phụ crom đó, quan sát thấy màu dung dịch từ vàng tươi lúc đầu (màu ion crom (VI)), sau thời gian ngâm 22 màu vàng dung dịch xuất ánh màu lục nhạt màu ion crom (III) Có thể mơi trường có tính acid mạnh, lục bình chất hữu bị phân hủy tạo gốc khử, xảy phản ứng oxy hóa – khử chuyển crom (VI) độc hại thành crom (III) độc Nhìn chung xử lý với dung dịch muối kim loại điều chế thí nghiệm hiệu suất xử lý không cao xử lý nước thải có chứa crom (VI) nhà máy Điều pH cao (tính acid yếu hơn) nước thải (pH = 1,88) so với dung dịch muối kim loại (pH = 0,8 – 0,9) Có thể dung dịch pH cao phù hợp với hấp phụ kim loại nặng vào lục bình Tóm lại, qua nghiên cứu chúng tơi đề nghị nên chọn phương pháp xử lý lục bình sử dụng dung dịch NaOH lỏng loãng 0,1 N Phương pháp vừa cho hiệu hấp phụ kim loại nặng cao, vừa dễ dàng thực mà chi phí tương đối thấp - 65 - Chƣơng KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1 Kết luận Thân lục bình khơ với kích thước dài 0,3 cm hấp phụ nước tối ưu 22 giờ, đạt 1203% (mức tương đối cao với thời gian ngắn, tiếp tục ngâm hấp phụ chậm, đến gần 46 bão hịa mức 1616%) Khi lục bình xử lý dung dịch NaOH 0,1 N 30 phút hấp phụ nước đạt 1068%, mức thấp so với khơng xử lý Khi lục bình xử lý enzyme cellulase từ giống Trichoderma reesei với tỉ lệ giống 5% 24 hấp phụ nước đạt 1325%, mức cao so với không xử lý Về khả hấp phụ sắt cho thấy dung dịch có nồng độ sắt (III) 198,8 mg/l hiệu suất xử lý dung lượng sắt hấp phụ g vật liệu sau: - Lục bình qua xử lý NaOH đạt 16,40% 3,238 mg/g - Lục bình đạt 10,51% 2,090 mg/g Với dung dịch sắt (III) 305,5 mg/l thì: - Lục bình qua xử lý Trichoderma reesei đạt 6,58% 2,010 mg/g - Lục bình đạt 3,54% 1,080 mg/g Khi cho hấp phụ crom dung dịch có nồng độ crom (VI) 197,9 mg/l hiệu suất xử lý dung lượng crom hấp phụ g vật liệu sau: - Lục bình qua xử lý NaOH đạt 46,29% 9,284 mg/g - Lục bình qua xử lý Trichoderma reesei đạt 10,16% 2,010 mg/g - Lục bình đạt 7,63% 1,510 mg/g - 66 - Khi cho hấp phụ crom dung dịch nước thải nhà máy sản xuất phụ tùng VP Components có chứa crom (VI) với nồng độ crom 2230 mg/l thì: - Lục bình qua xử lý NaOH đạt 53,41% 120,7 mg/g - Lục bình qua xử lý Trichoderma reesei đạt 51,17% 114,1 mg/g - Lục bình đạt 20,63% 46,0 mg/g 5.2 Đề Nghị Sau trình nghiên cứu luận văn, đề nghị số vấn đề cần nghiên cứu sâu thêm để hiểu rõ tiến gần đến việc ứng dụng lục bình vào xử lý môi trường: - Nghiên cứu khả hấp phụ kim loại nặng pH khác - Nghiên cứu khả khử kim loại từ hóa trị cao xuống hóa trị thấp Ví dụ, khử crom (VI) độc hại thành crom (III) độc - Nghiên cứu khả hấp phụ kim loại nặng nồng độ kim loại nặng liều lượng chất hấp phụ khác để tìm mối tương quan nồng độ ô nhiễm liều lượng chất hấp phụ dùng xử lý môi trường - Nghiên cứu giá thể hình thức hấp phụ (khuấy đảo, tạo cột hấp phụ ) để tăng hiệu hấp phụ vật liệu - Nghiên cứu khả tái sử dụng vật liệu hấp phụ - Nghiên cứu cách thức thu hồi khả tự phân hủy chất độc hại vật liệu hấp phụ sau xử lý môi trường - 67 - TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT Lê Huy Bá (2008) Độc học mơi trường TP Hồ Chí Minh: NXB Đại Học Quốc Gia TP HCM Nguyễn Lân Dũng (2013, 08 17) Bèo lục bình - Nguy hại hay nguồn lợi Đã truy lu ̣c 04 15 , 2014, từ Nguy ễn Lân Dũng: http://blogtiengviet.net/nguyenlandung/2013/08/17/chuyar_n_ba_o Lê Anh Kha (2013) Các loại vật liệu sử dụng xử lý nước thải Luận án Tiến sĩ ngành Môi trường Đất Nước Cần Thơ: Đại Học Cần Thơ Đặng Đình Kim (chủ biên), Lê Đức, Trần Văn Tựa, Bùi Thị Kim Anh Đặng Thị An (2011) Xử lý ô nhiễm môi trường thực vật (Phytoremediation) Hà Nội: NXB Nông nghiệp Phạm Luận (1998) Cơ sở lý thuyết phương pháp phân tích phổ khối lượng nguyên tử - phép đo ICP-MS Nguyễn Đức Lượng số tác giả (2004) Công nghệ enzyme TP Hồ Chí Minh: NXB Đại Học Quốc Gia TP HCM Trương Thị Nga Võ Thị Kim Hằng (2010) Hiệu xử lý nước thải chăn nuôi rau ngổ (Enydra fluctuans Lour) lục bình (Eichhoria crassipes) Tạp chí Khoa học Đất, 34/2010 Hồng Nhâm (2005) Hóa học vơ - Tập ba (lầ n xuấ t bản 4) Hà Nội: NXB Giáo Dục Hồng Nhâm (2006) Hóa học vơ - Tập hai (lầ n xuấ t bản 7) Hà Nội: NXB Giáo Dục 10 Trần Văn Nhân (chủ biên) Nguyễn Thạc Sửu Nguyễn Văn Tuế (2006) Hóa Lí - Tập (lầ n xuấ t bản 4) Hà Nội: NXB Giáo Dục - 68 - 11 Nguyễn Hoàng Phúc số tác giả (2012) Tìm hiểu ứng dụng nhóm enzyme cellulase Tiểu luận Bộ mơn Hóa Sinh học Thực phẩm Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP HCM 12 Nguyễn Nhật Quang Vũ Đức Thảo (không ngày tháng) Đồ án ô nhiễm kim loại nặng Đã truy lu ̣c 04 20 , 2014, từ Lu ậnVăn.net.vn: http://luanvan.net.vn/luan-van/do-an-o-nhiem-kim-loai-nang-36228/ 13 Nguyễn Văn Tặng nhóm sinh viên Khoa Công nghệ Thực phẩm (2012, 11 6) Sản xuất ethanol sinh học từ rơm rạ Đã truy lu ̣c 04 18, 2014, từ Diễn đàn Khoa học Công nghệ Thực phẩm – Trường Đại Học Nha Trang: http://diendancntpdhnt.wordpress.com/2012/11/06/tong-quan-ve-san-xuatethanol-sinh-hoc-tu-rom-ra/ 14 Nguyễn Văn Thanh Lê Tự Hải (2012) Nghiên cứu biến tính xơ dừa Tam Quan để ứng dụng làm vật liệu hấp phụ số hợp chất hữu nước Luận văn Thạc sĩ ngành Hóa hữu Đà Nẵng: Đại Học Đà Nẵng 15 Trịnh Thị Thanh, Trần Yêm Đồng Kim Loan (2004) Công nghệ môi trường (lầ n xuấ t bản 2) Hà Nội: NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội 16 Trịnh Thị Thanh (2004) Sức khỏe môi trường Hà Nội: NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội 17 Phan Xuân Vận (chủ biên) Nguyễn Tiến Quý (2006) Hóa keo Hà Nội: Trường Đại Học Nông Nghiệp I 18 Bèo tây (không ngày tháng ) Đã truy lu ̣c 04 15 , 2014, từ WIKIPEDIA - Bách khoa toàn thư mở: http://vi.wikipedia.org/wiki/B%C3%A8o_t%C3%A2y 19 Cơ Sở Dữ Liệu (không ngày tháng) Đã truy l ục 04 20, 2014, từ Trung Tâm Dữ Liệu Thực Vật Việt Nam: http://www.botanyvn.com/cnt.asp?param=edir&v=Eichhornia%20crassipes&lis t=species 20 Natri hydroxit ( không ngày tháng ) Đã truy lu ̣c 04 15 , 2014, từ Wikipedia Bách khoa toàn thư mở: http://vi.wikipedia.org/wiki/Natri_hi%C4%91roxit - 69 - 21 Nước bị ô nhiễm kim loại nặng nào? (2009, 09 14) Đã truy lu ̣c 04 15, 2014, từ T Cục Môi Trường Việt Nam: http://vea.gov.vn/vn/truyenthong/hoidapmt/Pages/N%C6%B0%E1%BB%9Bcb %E1%BB%8B%C3%B4nhi%E1%BB%85mkimlo%E1%BA%A1in%E1%BA %B7ngnh%C6%B0th%E1%BA%BFn%C3%A0o.aspx 22 Sản xuất giấy từ rơm (không ngày tháng ) Đã truy lu ̣c 04 06, 2014, từ Cơng Ty CP Giấy An Bình: http://www.anbinhpaper.com/userfiles/file/San%20xuat%20giay%20tu%20rom %20ra.pdf TÀI LIỆU TIẾNG NƢỚC NGOÀI 23 Binod, P., Sindhu, R., Singhania, R R., Vikram, S., Devi, L., Nagalakshmi, S., et al (2010) Bioethanol production from rice straw: An overview Bioresource technology, 101 (13), 4767–4774 24 Cellulase (n.d.) Retrieved 04 16, 2014, from Wikipedia - The Free Encyclopedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Cellulase 25 Liao, S W., & Chang, W L (2004) Heavy Metal Phytoremediation by Water Hyacinth at Constructed Wetlands in Taiwan Journal of Aquatic Plant Management, 42, 60-68 26 Low, K S., & Lee, C K (1990) Removal of Arsenic from Solution by Water Hyacinth (Eichhornia crassipes (Mart) Solms) Pertanika, 13 (1), 129-132 27 Mahmood, Q., Zheng, P., Islam, E., Hayat, Y., Hassan, M J., Jilani, G., et al (2005) Lab Scale Studies on Water Hyacinth (Eichhornia crassipes (Marts) Solms) for Biotreatment of Textile Wastewater Caspian Journal of Environmental Sciences, (2), 83-88 - 70 - 28 Mishra, V K., & Tripathi, B D (2008) Concurrent removal and accumulation of heavy metals by the three aquatic macrophytes Bioresource technology, 99 (15), 7091-7097 29 Ndimele, P E., & Jimoh, A A (2011) Water hyacinth (Eichhornia crassipes (Mart.) Solms) in phytoremediation of heavy metal polluted water of Ologe Lagoon, Lagos, Nigeria Research Journal of Enviroment Sciences, (5), 424433 30 Ong, H K., Teoh, S., & Soo, S P (1987) Treatment of piggery wastewaters by anaerobic digestion and ponding in an institutional farm in Malaysia In Proceedings of Science Asia Symposium (pp 1-7) Kualalumpur, Malaysia 31 Saltabas, O., & Akcin, G (1994) Removal of chromium, copper and nickel by water hyacinth (Eichhornia Crassipes) Toxicological & Environmental Chemistry, 41 (3-4), 131-134 32 Tabbada, R A., Florendo, P E., & Santiago, A E (1990) Uptake and some physiological effects of mercury on water hyacinth, Eichhornia crassipes (Mart) Solms Biotropia, 3, 83-91 - 71 - PHỤ LỤC  Phân tích thống kê hồi quy thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng thời gian ngâm lục bình với nƣớc đến khả hấp phụ nƣớc Polynomial Regression Analysis: % nước hấp phụ- h versus h (giờ) The regression equation is % nước hấp phụ- h = 5,667 + 0,4057 h (giờ) - 0,003905 h (giờ)**2 S = 0,581559 R-Sq = 97,6% R-Sq(adj) = 97,4% Analysis of Variance Source DF SS MS F P Regression 277,239 138,619 409,86 0,000 Error 20 6,764 0,338 Total 22 284,003 Sequential Analysis of Variance Source DF SS F P Linear 260,331 230,94 0,000 Quadratic 16,908 49,99 0,000 Fitted Line: % nước hấp phụ- h versus h (giờ) (đã trình bày chương 4, mục 4.2, biểu đồ 4.2, trang 56) - 72 -  Phƣơng pháp quang phổ khối plasma cảm ứng (ICP-MS) Có nhiều phương pháp phân tích phương pháp trọng lượng, chuẩn độ, phương pháp điện hóa, trắc quang, quang phổ hấp thụ nguyên tử (F-AAS, GFAAS, CV-AAS), huỳnh quang tia X (XRF), kích hoạt nơtron (NAA), quang phổ phát xạ plasma cảm ứng (ICP-AES)… Các phương pháp sử dụng tùy thuộc theo đối tượng mẫu phân tích, hàm lượng kim loại nặng mẫu, điều kiện cụ thể phịng thí nghiệm u cầu độ xác kết phân tích Phương pháp ICP-MS đời vào đầu năm 80 kỉ XIX ngày chứng tỏ kĩ thuật phân tích có ưu điểm vượt trội so với kĩ thuật phân tích khác quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS), quang phổ phát xạ plasma cảm ứng (ICP-AES hay ICP-OES)… Phương pháp ICP-MS hẳn kĩ thuật phân tích kim loại nặng khác điểm sau: có độ nhạy cao, độ lặp lại cao, xác định đồng thời hàng loạt kim loại thời gian phân tích ngắn Thuật ngữ ICP (Inductively Coupled Plasma) dùng để lửa plasma tạo thành dịng điện có tần số cao (cỡ MHz) cung cấp máy phát Radio Frequency Power (RFP) Ngọn lửa plasma có nhiệt độ cao có tác dụng chuyển nguyên tố mẫu cần phân tích thành dạng ion MS (Mass Spectrometry) phép ghi phổ theo số khối hay xác theo tỉ số số khối điện tích (m/Z) Từ xuất plasma cảm ứng với tính ưu điểm vận hành hẳn nguồn hồ quang tia điện cơng cụ phát triển thành tổ hợp ICP ghép với khối phổ kế Hai ưu điểm bật ICP-MS có độ phân giải cao dễ tách nhiễu ảnh hưởng lẫn phát hầu hết nguyên tố bảng tuần hồn Phương pháp phân tích dựa nguyên tắc bay hơi, phân tách, ion hóa nguyên tố hóa học chúng đưa vào mơi trường plasma có nhiệt độ cao Sau ion phân tách khỏi theo tỉ số khối lượng điện - 73 - tích (m/Z) chúng thiết bị phân tích khối lượng có từ tính độ phân giải cao phát hiện, khuyếch đại tín hiệu đếm thiết bị điện tử kĩ thuật số Phép đo phổ ICP-MS kĩ thuật mới, đời cách không lâu phát triển nhanh sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khác như: trình sản xuất nhiên liệu hạt nhân, xác định đồng vị phóng xạ, nước làm lạnh sơ cấp ngành hạt nhân (chiếm tỷ trọng 5%); phân tích nước uống, nước biển, nước bề mặt, đất, bùn, đất hoang, phân tích định dạng thủy ngân, asen, chì thiếc nghiên cứu bảo vệ mơi trường (48%); q trình hố học, chất nhiễm bẩn công nghiệp sản xuất chất bán dẫn (33%); máu, tóc, huyết thanh, nước tiểu, mơ y tế (6%); đất, đá, trầm tích, nghiên cứu đồng vị phóng xạ địa chất (2%); hố chất (4%); dấu vết đạn, đặc trưng vật liệu, nguồn gốc, chất độc khoa học hình (1%) phân tích thực phẩm (1%) Bản chất phổ ICP-MS Dưới tác dụng nguồn ICP, phân tử mẫu phân tích phân ly thành nguyên tử tự trạng thái Các phần tử tồn mơi trường kích thích phổ ICP lượng cao bị ion hóa, tạo đám ion chất mẫu (thường có điện tích +1) Nếu dẫn dịng ion vào buồng phân cực để phân giải chúng theo số khối (m/Z) tạo phổ khối nguyên tử chất cần phân tích phát nhờ detector thích hợp Các trình xảy nguồn ICP: - Hóa chất mẫu, nguyên tử hóa phân tử, ion hóa nguyên tử, phân giải ion theo số khối sinh phổ ICP-MS: Hóa hơi: MnXm(r)  MnXm(k) Phân ly: MnXm(k)  nM(k) + mX(k) Ion hóa: M(k)0 + Enhiệt  M(k)+ - 74 - - Thu toàn đám ion mẫu, lọc phân ly chúng thành phổ nhờ hệ thống phân giải khối theo số khối ion, phát chúng detector, ghi lại phổ - Đánh giá định tính, định lượng phổ thu Như thực chất phổ ICP-MS phổ nguyên tử trạng thái khí tự bị ion hóa nguồn lượng cao tần ICP theo số khối chất Ưu điểm phương pháp phân tích ICP-MS - Nguồn ICP nguồn lượng kích thích phổ có lượng cao, cho phép phân tích 70 ngun tố từ Liti (Li) đến Urani (U) xác định đồng thời chúng với độ nhạy, độ chọn lọc cao (giới hạn phát từ phần tỉ (ppb – ppt) tất nguyên tố) - Khả phân tích bán định lượng tốt khơng cần phải dùng mẫu chuẩn mà đạt độ xác cao, phân tích đồng vị tỉ lệ chúng - Tuy có độ nhạy cao nguồn ICP lại nguồn kích thích phổ ổn định, nên phép đo ICP-MS có độ lặp lại cao sai số nhỏ - Phổ ICP-MS vạch phổ ICP-AES nên có độ chọn lọc cao, ảnh hưởng thành phần xuất hiện, có nhỏ, dễ loại trừ - Vùng tuyến tính phép đo ICP-MS rộng hẳn kĩ thuật phân tích khác, gấp hàng trăm lần khả phân tích bán định lượng tốt không cần dùng mẫu chuẩn mà cho kết tương đối xác - Ngồi ICP-MS sử dụng detector Với nhiều ưu điểm vượt trội, kĩ thuật phân tích ICP-MS ứng dụng rộng rãi để phân tích nhiều đối tượng khác đặc biệt lĩnh vực phân tích vết siêu vết phục vụ nghiên cứu sản xuất vật liệu bán dẫn, vật liệu hạt nhân, nghiên cứu địa chất môi trường LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: Vũ Ngọc Linh Ngày, tháng, năm sinh: 08/07/1989 Nơi sinh: TP HCM Địa liên lạc: 88 Tam Hà – P Tam Phú – Q Thủ Đức – TP HCM QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO (Bắt đầu từ Đại học đến nay) ĐẠI HỌC: Tốt nghiệp Trường Đại học Nông Lâm TP HCM, ngành Nuôi Trồng Thủy Sản, chuyên ngành Ngư Y Thuộc hệ đào tạo quy Niên khóa 2007 – 2011 Xếp loại tốt nghiệp loại Luận văn tốt nghiệp: Đề tài “Tìm hiểu khả gây bệnh vi khuẩn Aeromonas hydrophila cá tra điều kiện sốc nhiệt.” SAU ĐẠI HỌC: Đang học chương trình đào tạo thạc sĩ Trường Đại học Bách Khoa TP HCM, chuyên ngành Công Nghệ Sinh Học (đang giai đoạn bảo vệ luận văn tốt nghiệp) Q TRÌNH CƠNG TÁC (Bắt đầu từ làm đến nay) Tôi chưa làm quan Nhà Nước Từ sau tốt nghiệp Đại học 2011 đến làm nhân viên văn phịng công ty tư nhân: - Từ 9/2011 – 8/2013: Chi Nhánh TP HCM – Công Ty TNHH Vật Tư Thú Y Tiến Thành (TP Hà Nội) - Từ 9/2013 – nay: Công Ty TNHH Thương Mại Thú Y Tiến Phát ... crassipes để tạo chất hấp phụ kim loại nặng xử lý môi trường? ?? Đề tài thực nhằm nghiên cứu điều kiện kỹ thuật xử lý thân lục bình khơ có khả hấp phụ số kim loại nặng 1.4 Nội Dung Nghiên Cứu Nội dung nghiên. .. ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU THÂN LỤC BÌNH KHƠ ĐỂ TẠO CHẤT HẤP PHỤ KIM LOẠI NẶNG TRONG XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Phần 1: Nghiên cứu khả hấp phụ nước a Nghiên cứu kích thước lục bình sau... hấp phụ lục bình, lục bình xử lý với NaOH lục bình xử lý với Trichoderma reesei 60 Biểu đồ 4.12: Hiệu suất xử lý nước thải chứa crom (VI) lục bình, lục bình xử lý với NaOH lục bình xử lý