PHẦN III KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
CHƯƠNG 7: KẾT QUẢ TỔNG HỢP NANO BẠC
7.5. Diệt khuẩn bằng nano bạc
7.5.1. Diệt khuẩn nước thải ao nuôi tôm trước khi xử lý bằng mô hình ĐNN Trong nước thải ao nuôi tôm chứa lượng vi khuẩn cao khoảng 7,5.103 MPN/100ml, trong thí nghiệm này thì lượng vi khuẩn trong nước thải ao nuôi tôm được xử lý bằng nano bạc với các nồng độ khác nhau trong 100ml nước thải. Sau khi cho keo nano bạc vào 100ml nước thải, chúng sẽ được lắc ở nhiệt độ phòng trong 6 giờ và tiến hành phân tích lƣợng vi khuẩn còn lại theo bảng 7.2.
Bảng 7. 2:Hoạt tính kháng khuẩn của keo bạc
STT Nồng độ keo bạc mg/L
Mật độ vi khuẩn (coli
form tổng) MPN/100ml Hiệu suất xử lý
%
1 0,00 7,5 x103 --
2 0,02 4,3x103 42,67
3 0,04 2,9x103 61,33
4 0,06 2,3x103 69,33
5 0,08 2,3x103 69,33
6 0,10 Diệt hoàn toàn >99,99
Kết quả ở hình 7.8 cho thấy sau 6 giờ tiếp xúc thì hiệu suất diệt khuẩn của nano bạc tăng theo nồng độ nano bạc trong mẫu. Trong đó vi khuẩn bị loại bỏ hoàn toàn trong nước thải với nồng độ keo bạc là 0,1 mg/L. Qua đó cho thấy khả năng diệt khuẩn của keo nano bạc theo cơ chế ức chế quá trình hô hấp của tế bào vi khuẩn. ngoài ra chúng còn có khả năng ức chế quá trình phát triển của vi khuẩn bằng cách tạo ra oxy hoạt tính trên bề mặt của hạt bạc. Để có đƣợc tính năng khử trùng cao điều cần thiết là các ion Ag+ tự do phải có mặt trong dung dịch và tiếp cận với bề mặt tế bào vi khuẩn. Vì vậy các ion Ag+ phải đƣợc giải phóng từ từ vào trong dung dịch phản ứng. Khi đó chỉ có các hạt nano bạc với diện tích bề mặt cực lớn mới có khả năng điều tiết quá trình giải phóng ion bạc với tốc độ cao và liên
76
tục[68,69]. Do đó keo nano bạc được tổng hợp có kích thước nhỏ và diện tích bề mặt lớn giúp tăng khả năng diệt khuẩn và tăng hiệu quả kinh tế.
Hình 7. 8: biểu đồ hiệu quả xử lý vi khuẩn của keo bạc với nồng độ khác nhau 7.5.2. Diệt khuẩn nước thải ao nuôi tôm sau khi xử lý bằng mô hình ĐNN
Hàm lƣợng vi khuẩn sau khi ra mô hình ĐNN giảm đáng kể, nhƣng vẫn còn khá cao để đảm bảo chất lượng nước thải ra môi trường thì nước thải sau khi được xử xý tiếp tục đƣợc diệt khuẩn bằng nano bạc.
Kết quả thí nghiệm ở bảng 7.3 cho thấy hàm lƣợng vi khuẩn sau khi ra mô hình ĐNN còn cao nhƣng sau khi đƣợc diệt khuẩn bằng nano bạc với nhiều nồng độ khác nhau cũng nhƣ thời gian tiếp xúc khác nhau cho thấy mật độ vi khuẩn giảm đáng kể, khi nồng độ nano bạc là 0,02 mg/L; 0,04 mg/L; 0,06 mg/L; 0,08 mg/L và 0,1 mg/L với thời gian tiếp xúc là 3h thì hiệu suất diệt khuẩn tương ứng là 55,88% ; 67,65%; 79,41%; 99,52% và 99,62%. Trong khi đó với nồng độ nano bạc 0,02 mg/L; 0,04 mg/L và thời gian tiếp xúc là 12h thì hiệu suất diệt khuẩn tương ứng
77
99,62% và >99,99%. Với kết quả thí nghiệm này hiệu quả diệt khuẩn của nano bạc đƣợc chứng tỏ rỏ ràng. Để tăng hiệu quả kinh tế thì nano bạc đƣợc sử dụng với nồng độ thấp đồng thời tăng thời gian tiếp xúc của nano bạc lên.
Bảng 7. 3:Kết quả kháng khuẩn của nano bạc Nồng độ
keo bạc mg/L
Mật độ vi khuẩn (coli form tổng) MPN/100ml
3h Hiệu
suất % 6h Hiệu suất
% 12h Hiệu suất
%
0,0 3400 -- 2700 -- 2900 --
0,02 1500 55,88 700 74,07 11 99,62
0,04 1100 67,65 300 88,89 KPH >99,99
0,06 700 79,41 -- -- -- --
0,08 16 99,52 -- -- -- --
0,1 13 99,62 -- -- -- --
Theo nhƣ kết quả hình 7.9 cho thấy với nồng độ nano bạc 0,02 mg/L và 0,04 mg/L thì khi tăng thời gian tiếp xúc hiệu quả diệt khuẩn tăng đáng kể. Trong đó với thời gian 12h tiếp xúc thì hiệu quả diệt khuẩn của nano bạc tăng rất cao so với thời gian tiếp xúc là 3h và 6h. Nguyên nhân của các hiện tƣợng trên là do vi khuẩn bị ức chế bởi tác dụng của các ion bạc đƣợc giải phóng từ các hạt nano bạc và liên kết với peptidoglican ở thành tế bào của vi khuẩn gây ức chế khả năng vận chuyển oxy vào bên trong tế bào dẫn đến làm tê liệt vi khuẩn. Và sau khi tác động lên màng tế bào vi khuẩn, các hạt nano bạc sẽ thâm nhập vào bên trong tế bào, tương tác với các enzym tham gia vào quá trình hô hấp dẫn đến ức chế quá trình hô hấp của vi khuẩn nhƣng ở nồng độ nano bạc thấp thì trong khoảng thời gian 3h và 6h tế bào vi khuẩn chƣa bị phá hủy hoàn toàn. Trong khi đó sau thời gian tiếp xúc 12h thì nồng độ vi khuẩn giảm mạnh cho thấy các tế bào đã bắt đầu bị phá hủy . Tuy nhiên trong mẫu cũng có thể có một số cá thể có khả năng kháng lại nano bạc tồn tại.
78
Hình 7. 9: Kết quả diệt khuẩn của nano bạc với nồng độ và thời gian tiếp xúc khác nhau