4.5.1 Nhôm
Với khả năng sinh trưởng trong nước thải loại 1, hàm lượng nhôm trong nước thải sau khi được xử lý bằng Chlorella sp. khác biệt có ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức còn lại và giảm được 23,6% so với nghiệm thức đầu vào và nghiệm thức đối chứng. Điều này phù hợp với nghiên cứu của (Zimmik và Sneddon, 1988) về khả năng xử lý nhôm của tảo Chlorella.
Ghi chú : Các trị số theo sau có các kí tự giống nhau thì khác biệt không có nghĩa thống kê ở mức độ 95 %
4.5.2 Đồng
Hàm lượng đồng của nước thải loại 1 cao hơn trong nước thải loại 2 có thể do hóa chất cho quá trình xử lý oxy hóa có tạp chất. Hàm lượng đồng trong các nghiệm thức W2-A, W2-S và W2-C quá thấp nên không xác định được. Trong khi nghiệm thức W1-A và W1-50% khác biệt không có ý nghĩa thống kê thì 2 nghiệm thức có chủng tảo là W1-S và W1-C đã loại trừ được tương ứng là 67,7% và 78,1% hàm lượng đồng so với đầu vào và thấp hơn so với hàm lượng đồng trong nước thải loại 2 không pha loãng. Điều này phù hợp với nghiên cứu của (Terry và Stone, 2002) về khả năng xử lý đồng của vi tảo.
Ghi chú : Các trị số theo sau có các kí tự giống nhau thì khác biệt không có nghĩa thống kê ở mức độ 95 %
4.5.3 Sắt
Hàm lượng sắt trong W1-100% thấp hơn 63,5% so với trong nước W2-100%. Dòng Chlorella sp. đã loại trừ được 75,2% so với đầu vào và 70,8% so với đối chứng. Điều này phù hợp với nghiên cứu của (Aksu et al., 2000) về khả năng xử lý sắt của tảo
Chlorella.
Ghi chú : Các trị số theo sau có các kí tự giống nhau thì khác biệt không có nghĩa thống kê ở mức độ 95 %
4.5.4 Niken
Không phát hiện được niken trong nước thải loại 2 nhưng niken lại xuất hiện trong nước thải loại 1. Tuy nhiên, Scenedesmus sp. và Chlorella sp. cũng đã xử lý được tương ứng là 43,7 % và 47,8% so với nước thải đầu vào. Điều này phù hợp với nghiên cứu của (Mehta et al., 2002) về khả năng xử lý niken của vi tảo.
Ghi chú : Các trị số theo sau có các kí tự giống nhau thì khác biệt không có nghĩa thống kê ở mức độ 95 %
4.5.4 Kẽm
Hàm lượng kẽm trong nước thải loại 1 cũng cao hơn trong nước thải loại 2 170% nhưng Scenedesmus sp. và Chlorella sp. cũng đã xử lý được tương ứng là 92,3% và
61,3% so với nước thải đầu vào. Điều này phù hợp với nghiên cứu của (Travieso et al., 1999) về khả năng xử lý kẽm của vi tảo.
Ghi chú : Các trị số theo sau có các kí tự giống nhau thì khác biệt không có nghĩa thống kê ở mức độ 95 %
Hình 14. Hàm lượng kẽm trong các nghiệm thức
CHƯƠNG V. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1 Kết luận
Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp oxy hóa đã làm giảm độc tính cũng như chỉ số COD nhưng hàm lượng một số kim loại nặng như đồng, niken và kẽm lại tăng lên. Tuy nhiên, nếu kết hợp với phương pháp xử lý sử dụng vi tảo Chlorella sp. sẽ loại trừ các kim loại nặng đó cũng như các kim loại nặng còn tồn đọng khác như nhôm và sắt. Ngược lại, vi tảo cũng cần bước xử lý bằng phương pháp oxy hóa làm giảm độc tính để phát triển được và làm giảm chỉ số COD thấp hơn nữa. Kết hợp các phương pháp xử lý bằng hóa học ban đầu và phương pháp sinh học tiếp theo được đánh giá là phù hợp nhất để xử lý được nước thải từ nhà máy công ty thuốc sát trùng Cần Thơ.
5.2 Đề nghị
Cần khảo sát nhiều điều kiện và yếu tố môi trường khác để có thể tiến hành thực nghiệm và khẳng định khả năng xử lý nước thải của phương pháp kết hợp hóa học và sinh học.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt
Phạm Luận. 1998. ”Cơ sở lý thuyết của phương pháp phân tích phổ khối lượng nguyên tử - phép đó ICP-MS”.
Trương Vĩnh, Đặng Thanh Hòa và Trần Mạnh Quí. 2010. Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất Biodiesel từ vi tảo của Việt Nam. Đề tài nghiên cứu khoa học cấp bộ. Trường Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh.
Tài liệu tiếng Anh
Aksu Z. and Acikel U. 2000. Modelling of a single-staged bioseparation process for simultaneous removal of iron (III) and chromium(VI) by using Chlorella vulgaris. Biochem. Eng. J. 4 (3), 229–238.
Aksu Z., Egretli G., and Kutsal T. 1998. A comparative study of copper (II) biosorption on Ca-alginate, agarose and immobilized C. vulgaris in a packed-bed column.
Proc. Biochem. 33, 393–400.
Aslan S. and I.K. Kapdan, 2006. "Batch kinetics of nitrogen and phosphorus removal from synthetic wastewater by algae," Ecol. Eng. 28, 64-70.
Barsanti L. and P. Gualtieri. 2006. Algae: Anatomy, Biochemistry, and Biotechnology. Taylor & Francis Group, Boca Raton, pages 213, 214.
Becker E.W. 1994. "Microalgae: Biotechnology and Microbiology," Cambridge University Press, New York.
Butler GL, Deason TR and O'Kelley JC. 1975. Loss offive pesticides from cultures of twenty-one planktonic algae. Bull Environ Contam Toxicol;13:149–52.
Caceres T, Megharaj M, Venkateswarlu K, Sethunathan N and Naidu R. 2010. Fenamiphos and related organophosphorus pesticides: Environmental fate and toxicology. Rev Environ Contam Toxicol; 205:117–62.
Cai X, Liu W, Jin M and Lin K. 2007. Relation of diclofop-methyl toxicity and degradation in algae cultures. Environ Toxicol Chem; 26:970–5.
Canizares-Villanueva R.O., Gonzalez-Moreno S. and Dominguez-Bocanegra A.R. 2001. Growth, nutrient assimilation and cadmium removal by suspended and immobilized Scenedesmus acutus cultures: influence of immobilization matrix.
In: Chen, F., Jiang, Y. (Eds.), Algae and their Biotechnological Potential. Kluwer Publishers, Dordrecht, The Netherlands, pp. 147–161.
Demirbas A. 2009. Production of biodiesel from algae oils. Energy Sources, Part A: Recovery, utilization, and environmental effects 31: 163‐168.
Doušková I., Kaštánek F., Maléterová Y., Kaštánek P., Doucha J. and Zachleder V. 2010. Utilization of distillery stillage for energy generation and concurrent production of valuable microalgal biomass in the sequence: Biogas‐
cogeneration‐microalgae‐ products. Energy Conversion and Management 51: 606‐611.
Feng, Y., C. Li and D. Zhang. 2011. "Lipid production of Chlorella vulgaris cultured in artificial wastewater medium," Bioresour. Technol. 102, 101-105.
Francisco É.C., Neves D.B., Jacob‐Lopes E. and Franco T.T. 2010. Microalgae as feedstock for biodiesel production: Carbon dioxide sequestration, lipid production and biofuel quality. Journal of Chemical Technology and Biotechnology 85: 395‐403.
Gellenbeck K. 2012. "Utilization of algal materials for nutraceutical and cosmeceutical applications—what do manufacturers need to know?" J. Appl. Phycol. 24, 309- 313.
Gonzalez-Barreiro O, Rioboo C, Herrero C and Cid A. 2006. Removal of triazine herbicides from freshwater systems using photosynthetic microorganisms. Environ Pollut; 144:266–71.
Grobbelaar, J. 2004. Mineral Nutrition. In: Handbook of microalgal culture (ed. Richmond A.), pp. 104-106. Blackwell Publishing Company, 2121 State Avenue, Ames, Iowa, USA.
Gustafson, K.R., J.H. Cardellina, R.W. Fuller, O.S. Weislow, R.F. Kiser, K.M. Snader and Patterson, G.M.L. & Boyd, M.R. 1989. "AIDS-Antiviral Sulfolipids From Cyanobacteria. (Blue-Green Algae)," Journal of the National Cancer Institute. 81, 1254.
Hirooka T, Akiyama Y, Tsuji N, Nakamura T, Nagase H, Hirata K, et al. 2003. Removal of hazardous phenols by microalgae under photoautotrophic conditions. J Biosci Bioeng; 95:200–3.
Hirooka T, Nagase H, Uchida K, Hiroshige Y, Ehara Y, Nishikawa J-i, et al. 2005. Biodegradation of bisphenol A and disappearance of its estrogenic activity by the green alga Chlorella fusca var. vacuolata. Environ Toxicol Chem;24:1896–901. Hoek C. van den, Mann D.G. and Jahns H.M. 1995. Algae An introduction to
phycology. Cambridge University Press, Cambridge.
Hu, Q. 2004. Environmental effects on cell composition. In: Handbook of microalgal culture (ed. Richmond A.), p. 84. Blackwell Publishing Company, 2121 State Avenue, Ames, Iowa, USA.
Jonsson CM, Paraiba LC, Mendoza MT, Sabater C and Carrasco JM. 2001. Bioconcentration of the insecticide pyridaphenthion by the green algae Chlorella
saccharophila. Chemosphere; 43:321–5.
Klekner V and Kosaric N. 1992a. Degradation of phenolic mixtures by Chlorella.
Environ Technol; 13:503–6.
Klekner V and Kosaric N. 1992b. Degradation of phenols by algae. Environ Technol; 13:493–501.
Lam, M.K. and K.T. Lee. 2012. "Potential of using organic fertilizer to cultivate
Chlorella vulgaris for biodiesel production," Appl. Energy. 94, 303-308.
Lima SAC, Castro PML and Morais R. 2003. Biodegradation of p-nitrophenol by microalgae. J Appl Phycol; 15:137–42.
Lima SAC, Raposo MFJ, Castro PML and Morais RM. 2004. Biodegradation of p- chlorophenol by a microalgae consortium. Water Res; 38:97-102.
Matsunaga T., Takeyama H., Nakao T. and Yamazawa, A. 1999. Screening of marine microalgae for bioremediation of cadmium polluted seawater. J. Biotechnol. 70, 33–38.
Mayo A.W. 1997. "Effects of temperature and pH on the kinetic growth of Chlorella vulgaris cultures containing bacteria" Water Environ. Res. 69, 64-72.
Megharaj M, Madhavi DR, Sreenivasulu C, Umamaheswari A and Venkateswarlu K. 1994. Biodegradation of methyl parathion by soil isolates of microalgae and cyanobacteria. Bull Environ Contam Toxicol; 53:292–7.
Megharaj M, Pearson HW and Venkateswarlu K. 1993. Toxicity of carbofuran to soil isolates of Chlorella vulgaris, Nostoc linckia and N. muscorum. Appl Microbiol Biotechnol; 39:644–8.
Megharaj M, Venkateswarlu K and Rao AS. 1987. Metabolism of monocrotophos and quinalphos by algae isolated from soil. Bull Environ Contam Toxicol; 39:251–6. Mehta S.K., Tripathi B.N. and Gaur J.P. 2002. Enhanced sorption of Cu2+ and Ni2+ by acid-pretreated Chlorella vulgaris from single and binary metal solutions.
Journal of Applied Phycology 14:267-273.
Neenan B., Feinberg D., Hill A., Mcintosh R. and Terry K. 1986. Fuels from microalgae: Technology status, potential, and research requirements. Solar Energy Research Institute Report.
Papazi A. and Kotzabasis K. 2007. Bioenergetic strategy of microalgae for the biodegradation of phenolic compounds—exogenously supplied energy and carbon sources adjust the level of biodegradation. J Biotechnol; 129:706–16. Papazi A. and Kotzabasis K. 2008. Inductive and resonance effects of substituents adjust
the microalgal biodegradation of toxical phenolic compounds. J Biotechnol; 135:366–73.
Peng Ze, Wu F and Deng N. 2006. Photodegradation of bisphenol A in simulated lake water containing algae, humic acid and ferric ions. Environ Pollut;144:840–6. Pinto G, Pollio A, Previtera L, Stanzione M and Temussi F. 2003. Removal of low
molecular weight phenols from olive oil mill wastewater using microalgae. Biotechnol Lett; 25:1657–9.
Pinto G., Pollio A., Previtera L. and Temussi F. 2002. Biodegradation of phenols by microalgae. Biotechnol Lett; 24:2047–51.
Schenk, P.M., S.R. Thomas-Hall, E. Stephens, U.C. Marx, J.H. Mussgnug, C. Posten, O. Kruse and B. Hankamer. 2008. "Second Generation Biofuels: High-Efficiency Microalgae for Biodiesel Production" BioEnergy Research. 1, 20-43.
Sethunathan N, Megharaj M, Chen ZL, Williams BD, Lewis G and Naidu R. 2004. Algal degradation of a known endocrine disrupting insecticide,α-endosulfan, and its metabolite, endosulfan sulfate, in liquid medium and soil. J Agric Food Chem; 52:3030–5.
Shehata, S.A. and Badr, S.A. 1980. Growth response of Scenedesmus to different
concentrations of copper, cadmium, nickel, zinc and lead. Environment International. 4:431–434.
Singh BK and Walker A. 2006. Microbial degradation of organophosphorus compounds. FEMS Microbiol Rev; 30:428–71.
Sirisansaneeyakul, S., S. Singhasuwan, W. Choorit, N. Phoopat, J. Garcia and Y. Chisti. 2011. "Photoautotrophic Production of Lipids by Some Chlorella Strains" Mar. Biotechnol. 13, 928-941.
Stein JR. 1973. Handbook of phycological methods. Culture Methods and growth measurements. Cambridge at the University Press, London, New York, pp 448. Tang J, Hoagland KD and Siegfried BD. 1998. Uptake and bioconcentration of atrazine
by selected freshwater algae. Environ Toxicol Chem; 17:1085–90.
Terry P.A. and Stone W. 2002. Biosorption of cadmium and copper contaminated water by Scenedesmus abundans. Chemosphere 47, 249–255.
Travieso L., Canizares R.O., Borja R., Benitez F., Dominguez A.R., Dupeyron R. and Valiente V. 1999. Heavy metal removal by microalgae. Bull. Environ. Contam. Toxicol. 62, 144–151.
Tsuji N, Hirooka T, Nagase H, Hirata K and Miyamoto K. 2003. Photosynthesis- dependent removal of 2,4-dichlorophenol by Chlorella fusca var vacuolata.
Biotechnol Lett; 25:241–4.
Tzovenis I., De Pauw N. and Sorgeloos P. 1997. Effect of different light regimes on the docosahexaenoic acid (DHA) content of Isochrysis aff. galbana (clone- TISO).
Aquacult Int. 5 (6): 489-507.
Yeh K., J. Chang and W. Chen. 2010. "Effect of light supply and carbon source on cell growth and cellular composition of a newly isolated microalga Chlorella vulgaris ESP-31" Engineering in Life Sciences. 10, 201-208.
Zhu C. J., Lee Y. K. and Chao T. M. 1997. Effects of temperature and growth phase on lipid and biochemical composition of Isochrysis galbana TK1. J Appl Phycol. 9 (5): 451-457.
Zimnik P.R and J. Sneddon. 1988. “Binding and removal of aluminium ions in waters by an algal biomass,” Anal. Lett, vol. 21, pp. 1383-. 1396.
Trang web
http://protist.i.hosei.ac.jp/pdb/images/chlorophyta/scenedesmus/Scenedesmus.jpg (30/11/2013)
PHỤ LỤC 1/ Số liệu kết quả thí nghiệm
Bảng 3. Số liệu đếm mật số tảo W1-C W2-C W1-S W2-S Day 1 141 138 26 25 Day 1 135 149 24 25 Day 1 155 154 29 28 Day 2 167 19 13 8 Day 2 168 20 12 9 Day 2 187 25 9 10 Day 3 195 16 2 1 Day 3 221 18 1 2 Day 3 209 17 1 1 Day 4 5160 21 3 0 Day 4 4990 27 1 2 Day 4 5740 24 0 1 Day 5 5230 20 0 0 Day 5 4860 17 0 0 Day 5 5180 22 0 0
Bảng 4. Số liệu đo chỉ số COD
L1 L2 L3 W1-100% 17.2 15.8 14 W1-50% 6.9 7.7 6.7 W1-A 5.6 6.8 5.9 W1-S 7.4 7.4 7.5 W1-C 4.9 5.6 6.2 W2-100% 76 78.1 78.5 W2-10% 21.8 24.6 23.5 W2-A 22.6 23.3 23.7 W2-S 26.4 29.1 27.3 W2-C 17.4 15 18.9
Bảng 5. Số liệu đo chỉ số Nitritox (%) L1 L2 L3 W1-100% 17.2 15.8 14 W1-50% 6.9 7.7 6.7 W1-A 5.6 6.8 5.9 W1-S 7.4 7.4 7.5 W1-C 4.9 5.6 6.2 W2-100% 76 78.1 78.5 W2-10% 21.8 24.6 23.5 W2-A 22.6 23.3 23.7 W2-S 26.4 29.1 27.3 W2-C 17.4 15 18.9
Bảng 6. Chỉ số Lumistox của các nghiệm thức nước thải loại 2.
EC W2-100% W2-10% W2-C W2-S W2-A 20 0.532 1.894 3.24 1.984 2.153 20 0.608 1.854 3.271 1.699 1.988 20 0.429 2.105 3.209 2.009 1.87 30 0.798 3.884 5.851 3.759 3.601 30 0.965 3.657 6.096 3.691 3.553 30 0.88 3.442 6.02 3.852 3.921 40 1.331 6.066 9.011 5.748 4.748 40 1.455 6.414 10.421 6.071 5.671 40 1.264 5.889 8.753 5.988 5.948 50 2.034 9.574 14.555 9.775 10.765 50 1.994 10.625 15.321 11.26 9.256 50 1.963 10.252 14.701 8.976 9.006 60 2.873 14.968 28.654 15.765 14.769 60 2.966 16.589 27.261 15.87 16.877 60 3.029 15.687 25.712 14.402 14.042 70 4.555 25.674 41.325 26.875 27.865 70 4.731 25.657 45.688 22.4 22.654 70 4.307 27.74 46.148 22.498 22.98 80 8.542 46.461 68.254 45.872 49.82 80 8.006 49.665 69.2 47.993 47.893 80 6.348 52.165 67.743 50.794 46.753
Bảng 7: Hàm lượng kim loại nặng trong các nghiệm thức. Al mg/l Cu mg/l Fe mg/l Ni mg/l Zn mg/l W1-100% 0.2677 0.8007 0.1132 0.2121 0.6255 W1-100% 0.2865 0.7867 0.1436 0.2439 0.7171 W1-100% 0.2898 0.7587 0.1321 0.2243 0.6676 W2-100% 0.3214 0.3887 0.3876 0 0.2653 W2-100% 0.3518 0.3752 0.3451 0 0.2405 W2-100% 0.3176 0.3476 0.3329 0 0.2391 W1-50% 0.1354 0.34 0.0507 0.1075 0.3332 W1-50% 0.1487 0.3216 0.0626 0.1157 0.3441 W1-50% 0.1524 0.36 0.0704 0.1305 0.3187 W2-10% 0.0432 0.0456 0.0378 0 0.0217 W2-10% 0.0398 0.0365 0.0367 0 0.0224 W2-10% 0.0357 0.0394 0.0394 0 0.0251 W1-A 0.1531 0.3055 0.0488 0.0955 0.2896 W1-A 0.1387 0.3243 0.0549 0.0872 0.2708 W1-A 0.1448 0.3371 0.0523 0.0981 0.3129 W2-A 0.0358 0 0.0359 0 0.0265 W2-A 0.0361 0 0.0378 0 0.0249 W2-A 0.0378 0 0.0354 0 0.0218 W1-S 0.1268 0.1249 0.0457 0.063 0.0213 W1-S 0.1351 0.0989 0.0564 0.0671 0.0263 W1-S 0.1376 0.1065 0.0453 0.0692 0.0291 W1-C 0.0996 0.0751 0.0171 0.0539 0.1042 W1-C 0.1084 0.0687 0.0133 0.0708 0.1536 W1-C 0.1254 0.0801 0.0151 0.0602 0.1279 W2-S 0.0331 0 0.0329 0 0.0151 W2-S 0.0329 0 0.0312 0 0.0189 W2-S 0.0374 0 0.0313 0 0.0194 W2-C 0.0391 0 0.0256 0 0.0189 W2-C 0.0378 0 0.0273 0 0.0173 W2-C 0.0317 0 0.0269 0 0.0188
2/ Xử lý thống kê, phân tích ANOVA và LSD bằng phần mềm Statgraphics 16.2.04 a/ Số liệu thống kê chỉ số COD của các nghiệm thức
Summary Statistics for COD
Sample Count Average Variance Standard
deviation Coeff. of variation Standard error Range W1-100% 3 780.0 1948.0 44.1362 5.65848% 25.482 88.0 W1-50% 3 334.667 654.333 25.5799 7.64341% 14.7686 51.0 W1-A 3 257.0 457.0 21.3776 8.31812% 12.3423 41.0 W1-C 3 67.0 64.0 8.0 11.9403% 4.6188 16.0 W1-S 3 187.667 122.333 11.0604 5.89366% 6.38575 22.0 W2-10% 3 238.667 52.3333 7.23418 3.03108% 4.17665 13.0 W2-100% 3 2234.0 13516.0 116.258 5.20404% 67.1218 224.0 W2-A 3 237.333 16.3333 4.04145 1.70286% 2.33333 7.0 W2-C 3 192.667 54.3333 7.37111 3.82584% 4.25572 14.0 W2-S 3 203.0 28.0 5.2915 2.60665% 3.05505 10.0 Total 30 473.2 391099. 625.379 132.16% 114.178 2305.0
ANOVA Table for COD by Sample
Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value
Between groups 1.13081E7 9 1.25645E6 742.90 0.0000
Within groups 33825.3 20 1691.27 Total (Corr.) 1.13419E7 29
Multiple Range Tests for COD by Sample Method: 95.0 percent LSD
Sample Count Mean Homogeneous Groups
W1-C 3 67.0 X