CHƯƠNG IV BÀN LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Một phần của tài liệu Khảo sát khả năng hấp thụ kim loại Đồng trên tảo Spirulina platensis (Trang 34 - 37)

Hiệu suất hấp thụ trong những thí nghiệm đã thực hiện trên hai loại sinh khối tảo (sống và chết) dao động từ 14% (Cu2+= 160mg/l, tảo sống 0.2g/l) đến 75% (Cu2+ = 320mg/l và nồng độ tảo 0.6g/l), trong đó hiệu suất cao nhất chỉ đạt được 75%. Trong khi đó, những thí nghiệm vào năm 2005 trên sinh khối tảo Spirulina platensis, hiệu suất hấp thụ đồng thu được dao động từ 80% đến 98% [36], đồng gần như được loại bỏ hoàn toàn. Từ so sánh này có thể kết luận rằng, giống tảo Spirulina platensis vẫn chưa hấp thụ được theo đúng khả năng mà nó có thể, và nguyên nhân làm giảm khả năng hấp thụ của tảo có thể là do chất lượng giống tảo, các điều kiện trong quá trình nuôi cấy và các phương pháp được thực hiện trong quá trình thí nghiệm. Thứ nhất do giống tảo và các điều kiện nuôi cấy, trong khi các nhà khoa học khi nghiên cứu về tảo Spirulina platensis đều tiến hành nuôi cấy giống trong vòng 1 tháng bằng môi trường của Schlosser [36], sau đó thu nhận tảo bằng phương pháp ly tâm, rồi rửa qua bằng nước khử ion, sấy khô và cuối cùng bảo quản trong bình tách ẩm [36,38] trước khi đem sử dụng. Trong các thí nghiệm đã thực hiện, tảo được nuôi trong vòng 1 tuần đến 2 tuần trong môi trường Zarrouk [2], sau đó sấy khô ở 70oC, rồi bảo quản ở nhiệt độ phòng. Ngoài ra, trong quá trình nuôi cấy tảo môi trường sử dụng để nuôi tảo có thể bị lẫn một số ion kim loại hoặc chất rắn không tan không mong muốn khác, dẫn đến tảo đã bắt đầu hấp thụ ngay từ khi chưa tiến hành khảo sát. Quy trình nuôi tảo và thu nhận giống như vậy có thể đã làm ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ của tảo. Do đó, đề nghị thực hiện quy trình nuôi và thu nhận sinh khối tảo theo trình tự như sau: nuôi tảo trong môi trường Schlosser trong thời gian 1 tháng, thu nhận sinh khối tảo bằng phương pháp ly tâm, rửa sinh khối bằng nước khử ion (đây là bước cần thiết nhất), sau đó sấy khô ở 50oC và bảo quản trong bình tách ẩm ở 20±1oC. Thứ hai do phương pháp thực hiện trong thí nghiệm, độ chính xác của hiệu quả hấp thụ của sinh khối tảo cũng bị ảnh hưởng do các phương pháp sử dụng trong thí nghiệm. Phương pháp sử dụng EDTA để xác định hàm lượng đồng chỉ áp dụng với các dung dịch có pH 5, trong khi các môi trường nuôi tảo có giá trị pH 9 – 10, do đó phương pháp này không phù hợp với các thí nghiệm khảo sát đối với tảo sống. Đối với trường hợp tảo chết, sau khi được sấy khô và bảo quản, khi sử dụng có thể pha vào nước cất rồi dùng đệm pH 5 để điều chỉnh pH, nên kết quả sẽ chính xác hơn so với trường hợp tảo sống. Tuy nhiên, phương pháp thường được sử dụng để

xác định hàm lượng đồng là sử dụng máy quang phổ hấp thụ nguyên tử [36,38]. Dịch tảo sau khi hấp thụ kim loại đồng sẽ được lọc qua các bộ lọc để loại bỏ sinh khối tao, sau đó dịch lọc sẽ được xác định hàm lượng đồng nhờ máy quang phổ hấp thụ nguyên tử. Phương pháp sử dụng máy quang phổ không phụ thuộc vào bất cứ yếu tố nào của dung dịch cần xác đinh, nên có thể sử dụng cho tất cả các loại sinh khối. Do đó, kiến nghị nên sử dung máy quang phổ hấp thụ nguyên tử để xác định hàm lượng kim loại nhằm thu được kết quả chính xác và đồng đều cho tất cả các mẫu. Ngoài ra, trong báo cáo này chỉ tiến hành khảo sát ở 3 nồng độ tảo là 0.2, 0.4 và 0.6g/l, và hiệu suất hấp thụ càng tăng khi nồng độ tảo càng tăng. Do đó, cũng đề nghị nên khảo sát thêm ở các nồng độ cao hơn như 0.8, 1 hay 2g/l đối với tảo chết để có thể thu được hiệu suất cao hơn. Đối với tảo sống, do số lượng tế bào phát triển trong môi trường có giới hạn (phụ thuộc vào lượng chất dinh dưỡng), nên chỉ có thể khảo sát đến nồng độ tối đa mà tảo phát triển.

Trong đề tài này, quá trình hấp thụ thường diễn ra trong 2 giai đoạn: giai đoạn đầu hiệu suất loại bỏ kim loại tăng dần (không nhiều), thời gian của giai đoạn này là từ 30 đến 60 phút; giai đoạn thứ hai quá trình hấp thụ đạt được trạng thái cân bằng. Đồng thời, các giá trị hiệu suất hấp thụ thu được trong suốt quá trình thí nghiệm rất ổn định, chênh lệch giữa thời điểm đầu tiên (thường có hiệu suất hấp thụ nhỏ nhất) và thời điểm đạt trạng thái cân bằng không bao giờ vượt quá 10%. Tuy nhiên, theo Solisio và cộng sự (2005) [36], trong các thí nghiệm hấp thụ thời gian để đạt trạng thái cân bằng là từ 1 đến 3 giờ. Hiệu suất hấp thụ tăng nhanh trong giai đoạn trước đạt cân bằng, rồi sau đó ổn định ở mức 80 đến 90%. Hiệu suất tại thời điểm cân bằng chênh lệch khá lớn với các thời điểm lấy mẫu trước đó. Nguyên nhân khiến thời gian đạt cân bằng trong các thí nghiệm bị ngắn lại và chênh lệch độ lớn giữa các lần lấy mẫu không cao cũng giống như trên, do sinh khối tảo đã bắt đầu hấp thụ ngay khi nuôi cấy nên khi tiến hành thí nghiệm, lượng kim loại mà tảo còn có thể hấp thụ được không cao, dẫn đến nhanh chóng đạt trạng thái cân bằng và giá trị giữa các thời điểm khảo sát chênh lệch không nhiều. Do đó, để đảm bảo chính xác cho kết quả cần rửa tảo bằng nước khử ion trước khi sấy khô và bảo quản, đồng thời sử dụng máy quang phổ hấp thụ nguyên tử để tăng sự chính xác cho kết quả.

Khi khảo sát ảnh hưởng của nồng độ sinh khối tảo lên hiệu suất hấp thụ kim loại, nhận thấy rằng hiệu suất hấp thụ tăng khi nồng độ sinh khối tảo tăng, điều này đã được

ghi nhận tại các nồng độ tảo 0.2, 0.4, 0.6g/l và các nồng độ Cu2+ 160, 320, 640mg/l. Kết quả này giống với kết quả được báo cáo vào năm 2005 của Solicio và cộng sự [36], hàm lượng kim loại đồng bị loại bỏ tăng lên khi tăng nồng độ của tảo trong dung dịch, và hiệu suất cao nhất đạt được vượt quá 90% tại các nồng độ tảo 1, 2 và 4g/l. Điều này chứng tỏ, tảo Spirulina platensis hấp thụ dựa trên các nhóm chức có trên bề mặt tảo, các nhóm chức này có thể tạo ra lực hút tĩnh điện liên kết với ion Cu2+. Khi đó, nồng độ tảo càng cao sẽ làm cho diện tích tiếp xúc giữa tảo và các ion kim loại tăng lên, từ đó hiệu suất hấp thụ cũng tăng lên. Do đó, để khảo sát được hiệu suất hấp thụ cao nhất cần thí nghiệm tại các nồng độ tảo cao hơn (1, 2 và 4g/l), khi nào tỷ lệ hấp thụ không tăng thêm thì đó là lúc dung dịch đã trở nên bão hòa, lượng tảo đã dư so với các ion kim loại.

Một yếu tố nữa ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ của tảo là nồng độ ion Cu2+ có trong dung dịch. Trong khảo sát ảnh hưởng của đồng ở nồng độ tảo 0.6g/l, thì hiệu suất hấp thụ cao nhất khi sử dụng nồng độ ion Cu2+ 320mg/l, cao hơn hiệu suất tại hai nồng độ 160 và 640mg/l, điều này chứng tỏ hàm lượng đồng trong dung dịch tối ưu ở nồng độ 320mg/l (đối với tảo 0.6g/l), nếu cao hơn hoặc thấp hơn hiệu suất thu được đều giảm. Trong khi đó, A. Converti [39] và Solicio [36] cũng đã khảo sát ảnh hưởng của nồng độ kim loại và đưa ra được kết luận: nồng độ đồng càng cao thì sẽ làm cho hiệu suất hấp thụ giảm xuống, họ đã khảo sát ở các nồng độ 100, 200 và 400mg/l Cu2+. Có 2 cách giải thích cho vấn đề này. Thứ nhất là do cả A.Converti và Solicio chỉ thực hiện khảo sát ở những nồng độ đồng thấp (nồng độ cao nhất chỉ là 400mg/l Cu2+), mà chưa khảo sát ở những nồng độ từ 640mg/l hoặc cao hơn. Nguyên nhân thứ hai có thể là do nồng độ Cu2+ cao làm cho một lượng sinh khối tảo mất đi khả năng hấp thụ. Như vậy, để có kết luận chính xác hơn về ảnh hưởng của nồng độ đồng lên khả năng hấp thụ của tảo Spirulina platensis, cần khảo sát thêm ở một số nồng độ nằm trong khoảng từ 320mg/l đến 640mg/l.

Một phần của tài liệu Khảo sát khả năng hấp thụ kim loại Đồng trên tảo Spirulina platensis (Trang 34 - 37)