Thuốc nhuộm đóng vai trị quyết định tới độ màu và độc tính của nước thải dệt nhuộm [70]. Việc xả nước thải dệt nhuộm không qua xử lý vào các vùng nước tự nhiên có ảnh hưởng xấu đến hệ sinh thái dưới nước như tăng độ màu trong nước, cản sự lan truyền ánh sáng, gây độc cho hệ sinh vật thủy sinh [70, 87]. Hiện nay, thế giới đang quan tâm đến vật liệu hấp phụ giá rẻ, các vật liệu có nguồn gốc sinh học để thay thế các chất hấp phụ truyền thống trong xử lý thuốc nhuộm. Các cơng trình nghiên cứu gần đây cho thấy EPS sinh tổng hợp bởi các chủng vi khuẩn là một vật
liệu tiềm năng, thân thiện với môi trường trong xử lý nước thải trong ngành công nghiệp dệt [70]. Khả năng hấp phụ thuốc nhuộm của EPS (chủ yếu là heteropolysaccharides và lipids), là do thành phần có chứa nhiều nhóm chức khác nhau (ví dụ amino, carboxyl, hydroxyl, phosphate v.v…), tạo ra lực hấp dẫn giữa thuốc nhuộm với EPS [14, 70, 78, 87]. Điều này cho thấy EPS được tách từ BTSH là một vật liệu tiềm năng ứng dụng trong xử lý thuốc nhuộm. Hiệu quả loại màu phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nồng độ EPS, thành phần hóa học của EPS, pH, nhiệt độ, nồng độ ion, thời gian tiếp xúc, nồng độ thuốc nhuộm, loại thuốc nhuộm [70].
Đã có nhiều nghiên cứu đánh giá việc loại bỏ thuốc nhuộm bằng EPS. Bảng 1.5 thể hiện kết quả của một số cơng trình đã được cơng bố.
Bảng 1.5. Một số nghiên cứu khả năng xử lý thuốc nhuộm của EPS
EPS Thuốc nhuộm Hiệu quả tham khảo Tài liệu
Staphylococus.sp (BAFRT4) Pseudomonas.sp (CYGS1) Indigo 86,5 (%) [88] Staphylococcus aureus Pseudomonas plecoglossicida Pseudomonas pseudoalcaligenes Exiguobacterium acetylicum Bacillus subtilis Klebsiella terrigena Nâu, vàng, xanh và hỗn hợp 20 – 99,9 (%) [14]
Proteus mirabilis (TJ-1) Blue 2,005 (g/g) [87]
M-1 Methylene blue Fast blue 77,8 (%) 82,9 (%) [42]
Hiệu quả loại màu của chất hấp phụ sinh học phụ thuộc vào nồng độ EPS, pH, nhiệt độ, nồng độ ion, thời gian tiếp xúc, nồng độ thuốc nhuộm, cấu trúc thuốc nhuộm và VSV [70]. Theo Zhang et al. (2009), sự hấp phụ thuốc nhuộm xảy ra do sự hiện diện lượng lớn các vị trí liên kết trong thành phần EPS có trọng lượng phân tử lớn tạo nên lực Van der Waals mạnh hơn, liên kết với các phân tử thuốc nhuộm. Kết quả là, toàn bộ EPS hấp phụ hoàn toàn các phân tử thuốc nhuộm [87]. Zhang et al. (2007) nhận thấy rằng EPS được sinh tổng hợp bởi vi khuẩn Staphylococcus.sp và Pseudomonas.sp có khả năng XLNT in và nhuộm [88]. EPS thu được từ bùn thải cho thấy hiệu quả xử lý thuốc nhuộm cao [42].
EPS cho thấy khả năng của một loại vật liệu hấp phụ sinh học tốt để xử lý nhiều loại thuốc nhuộm khác nhau. Tiềm năng ứng dụng của EPS để thay thế chất hấp phụ truyền thống vì đây là một lựa chọn thân thiện với mơi trường và hiệu quả về chi phí.
Chương 2 - ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU