ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
NGHIÊN cứu KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG THựC VẬT THỦY SINH
DÙNG CHO XỬ LÝ NƯỚC THẢI ồ NHIẺM KIM LOẠI NẶNG
Mã số: QT-06-17
Chủ trì đề tài: TS. Nguyễn Việt Hùng
OAI HỌC QUOC GiA l-A
TRJNG TAM TH0NG TIN Thự VỊiỆN ị
'_e^ c j
Hà Nội - 2007
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
NGHIÊN CỬU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG THựC VẬT THỦY SINH
DÙNG CHO XỬ LÝ NƯỚC THẢI ồ NHIỄM KIM LOẠI NẶNG
Mã số: QT-06-17
Chủ trì đề tài: TS. Nguyễn Việt Hùng
OAI HỌC QƯÕC GiA I- *
TRƯNG TAm THQNG tin thu viẹiM
P J >
Hà Nội - 2007
BÁO CÁO TÓM TẮT ĐÈ TÀI
1. Tên đề tài: Nghiên cứu khả năng ứng dụng thực vật thuý sinh dùng cho xử lý nước
thài ô nhiễm kim loại nặng
2. Mã số: QT-06-17
3. Chủ trì đề tài: TS. Nguyễn Việt Hùng
4. Các cán bộ tham gia:
1) PGS. TS. Nguyễn Đình Bảng,
2) PGS. TS. Nguyễn Văn Nội,
3) CN. Trần Đình Trinh
5. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu:
1) Mục tiêu:

Xác nhận của ban chủ nhiệm khoa
Chủ trì đề tài
í;
}>
PGS. TS. Trần Thị Như Mai TS. Nguyễn Việt Hùng
Xác nhận của trường
ABSTRACT
1. Project title: Research on application of aquatic plants in treatment of heavy metal
contaminated wastewater
2. Code number: QT-06-17
3. Project Leader: Dr. Nguyen Viet Hung
4. Members: Associate Prof. Dr. Nguyen Dinh Bang, Associate Prof. Dr. Nguyen
Van Noi, B.Sc. Tran Dinh Trinh
5. Aims and contents of the project:
]) Aims
• Select some aquatic plants, which are abundant in Vietnam and
capable in treating heavy metal-contaminated wastewater
• Establish an experimental pilot for treatment of heavy metal
contaminated wastewater using the selected aquatic plant.
2) Contents
• Collect information on aquatic plants that are capable of treating heavy
metal contaminants in wastewater
• Select aquatic plants that are abundant in Vietnam
• Investigate contamination level of heavy metals in wastewater from
some urban and industrial areas in Hanoi
• Establish an experimental pilot using aquatic plants for treatment of
heavy metal contaminants in wastewater.
• Analyze the obtained results and write a final project report
6. Results:
• Investigated concentrations of heavy metal contaminants in

xử lý thích hợp, triệt để thì ô nhiễm nguồn nước là hậu quả tất yếu. Vì vậy vấn đế xử lý
tách loại chúng được đặt ra hết sức cấp bách.
Mạ điện
Nước thái của quá trình mạ điện có chứa một hàm lượng kim loại khá cao. Nước rửa từ
quá trình mạ đồng có hàm lượng đồng là 0,44 mg/1 và crôm lên đến 0,84 mg/1. Số lượng
các cơ sở mạ điện là rất lớn, do vậy ô nhiễm kim loại nặng do mạ điện là một nguồn đáng
kể.
Theo thống kê trên địa bàn thành phô' Hà Nội năm 2003, trong số 31 xưởng mạ có tới 22
cơ sở mạ điện quy mô hộ gia đình mà nước thải bể mạ hầu như được đổ trực tiêp hoặc
được pha loãng trước khi đổ ra đường ống thoát nước chung mà không qua xử lý. Trong
tổng sô' 31 cơ sở điểu tra có 13 cơ sở sử dụng niken, 21 cơ sở sử dụng kẽm, 24 cơ sở sử
dụng crôm. Bên cạnh các kim loại sử dụng phổ biên nêu trên thì các kim loại khác như:
chì, đồng và các hoá chất khác được sử dụng trong quy trình mạ cũng là những nguyên
nhân gây ô nhiễm nước.
Quá trình sản xuất sơn, mực, thuốc nhuộm
Qua phân tích nước thái cửa quá trình sản xuất sơn, mực, thuốc nhuộm, người ta phát hiện
thấy nồng độ một số kim loại nặng rất cao. Ví dụ AI là 100 mg/1, Pt là 0,8 mg/1, Zn là 10
6
Qua các số liệu thống kê, có thể thấy tình trạng ô nhiễm môi trường nước ở Việt Nam khá
phổ biến và đang là vấn đề cần giải quyết cấp bách trong quá trình phát triển kinh tế xã
hội. Việc kiểm soát, bảo vệ các nguồn nước cũng như hệ sinh thái là việc làm có ý nghĩa
chiến lược quốc gia. Vì vậy, bên cạnh các biện pháp kiểm soát ô nhiễm với những chính
sách bảo vệ môi trường của nhà nước, việc nghiên cứu các phương pháp xứ lý ô nhiễm
nước có hiệu quả kinh tế cao, đảm bảo sự phát triển bền vững là một việc làm thiết thực
có ý nghĩa.
3. Tái sử dụng nước thải: nước thải là nguồn có giá trị về các chất dinh dưỡng, từ lâu
nước thài chưa được xử lý đã được dùng cho tưới tiêu tại Việt Nam. Khoảng 30 đô thị sử
dụng nước thải và khoảng 5000 ha đất đã được tưới tiêu trực tiếp bang nước thải.
Do nước thải không được xử lý và có sự trộn lẫn giữa nước thải công nghiệp và sinh hoạt,
hàm lượng kim loại nặng trong nước thải có thể dao động nhung nói chung là cao. pH

Sông Nhuệ (SN)
2.53 2.75
Sông Tô Lịch (ST) 1.01 1.32
Ni
SH
0.92
2.65
SN
1.02 2.4
ST
0.93 5.89
Pb
SH
0.46 1.45
Og/1)
SN
0.77
1.51
ST
0.86 2.14
As
SH
0.82 0.62
(pg/1)
SN
0.54
0.79
ST
1.41
1.35

pg/l
50
100 1000
2
Đồng
ng/l
100
1000
5000
3
Ni ken
ng/l
100 1000 2000
4 A sen
50 100 0.5
9
CHƯƠNG II
Lựa chọn thực vật thủy sinh dùng cho xử lý nưóc thải ô nhiễm kim loại
nặng (theo phương pháp phytoremediation)
2.1. Định nghĩa phương pháp [4]
Phỵtoremediaíion là thuật ngữ tiếng Anh để chỉ việc sử dụng thực vật để làm sạch các
chất ô niềm trong đât, nước ngâm, nước mặt và không khí. Việc sử dụng kỹ thuật
phytoremediation là một cách kinh tê và không gây ô nhiễm để loại bỏ hoặc ổn định các
hóa chất độc hại có thể bị rửa trôi khỏi đất cùng với nước mưa và gày ô nhiễm cho các
thủy vực lân cận. Nó cũng là cách để tập trung và thu các kim loại có giá trị nhưng phân
tán rộng trong đất.
Phytoremediation bao gồm một số cách thức sau:
phytoextraction: là phương pháp trong đó chất ô nhiễm được tập trung vào trong rễ, thân
và tán lá của cây.
Phytodegradation: là phương pháp trong đó các enzyme cua cây giúp xúc tác cho quá

Việt Nam chúng ta là một nước nhiệt đới với một hệ thục vật vô cùng phong phú, bao
gồm rát nhiều các loại cây có thể sống trong môi trường nước. Sau khi thu thập và nghiên
cứu các tài liệu vê thực vật thủy sinh có khả năng xử lý kim loại nặng trong nước, chúng
tôi đã lựa chọn ra các loại cây thủy sinh dưới đây, là những cây sẵn có tại Việt Nam.
2.2. Thông tin về cây thủy thủy sinh được lựa chọn
Bèo táy (bèo Nhật Bản) [5,6]
Bèo tây (tên La tinh Eichhornia) có nguồn gốc từ Nam Mỹ. Chúng sống nhiều trong tự
nhiên trôi nổi trên các mặt nước, từ các đới khí hậu nhiệt đới đến ôn đới trên thế giới.
Tại Việt Nam, bèo tây có rất nhiều từ Bắc chí Nam. Ở miền Bắc chúng còn có tên gọi là
bèo Nhật Bản. Còn trong Nam chúng được gọi thân thương là cây lục bình. Chúng sông
nhiều ở các vùng nông thôn, ao đầm, sông, suối.
Bèo lục bình là một loại cây có hình dạng đặc biệt, thân bèo có hình dạng như cái bình, lá
tròn to. Cây bèo gồm lá, thân, rế và hoa. Lá màu xanh sáng tròn hoặc bâu dục, lá dựng
thẳng đứng. Lá beo hình ô van rộng và bóng có thể có đường kính cực đại là 25 cm.
Cuống lá có màu xanh nhạt hơn màu cùa lá. Lá bèo hơi xốp nhưng thân bèo cực xốp. Rẻ
bèo co màu nâu đen và có cấu trúc như những ống mao quàn. Rễ chùm dài, mềm ngập
sâu trong nước.
Bèo trường thành gồm 8 đến 10 cánh riêng rẽ. Hoa bèo rộng từ 5 đến 7.5 cm, có màu tím
và chúng thường nở vào mùa hè. Một hoa gôm có 6 cánh.
Bèo sinh sản bằng hạt và bàng cây con được tạo ra trên thân rễ. Hạt và cây con được phát
tán bởi gió. các dòng nước và các loài chim. Bèo tây là một trong các câ> mọc nhanh
nhat đã từng được biet đến với một tốc độ sinh sản và phát triển rất nhạnh. Nó có thể tạo
thanh nhưng thảm cây dày không thể xuyên thùng sau một thời gian ngắn. Từ hai cây ban
đầu có thể sinh ra 1200 cây con trong vòng 4 tháng.
11
Ảnh bèo lục bình
Bèo cái [7]
(tên La tinh Pistia síraíioíes ) sống thành từng đám nổi trên mặt các sông, hồ, ao của các
vùng khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới. Bèo cái không chịu được mùa đông lạnh giá,
chúng có thể phát triển được trong khoảng nhiệt độ từ 15°c đến 35°c, nhiệt độ phát triển

2.3. Thông tin về các kim loại nặng được lựa chọn cho nghiên cứu
Chì [9]
Chì được sử dụng rất nhiều trong các nghành công nghiệp như sản xuất pin, bọc cáp, hợp
kim, các hợp chất cùa chì. Chì có độc tính đối với não và có khả năng tích lũy lâu dài
trong cơ thể. Nhiễm độc chi có thể gây chết người. Các hợp chất hữu cơ chứa chỉ độc hơn
nhiều so với các hợp chất vô cơ cùa nó. Chì vào trong cơ thể gây rất nhiều bệnh như giảm
trí thông minh, bệnh về máu, thận, tiêu hóa và bệnh ung thư.
Đồng [9]
Đồng rất quan trọng cho việc duy trì sức khoẻ. Tuy nhiên một lượng lớn của đồng đi vào
cơ thể có thể gây hại. Mức độ nguy hại tăng theo nồng độ và thời gian tiếp xúc với đồng.
Tiếp xúc với đồng có thể qua con đường hít thở không khí, uống nước, ăn uống, và qua
tiếp xúc da với đất, nước và các chất chứa đồng khác. Bụi đồng có thể gây ngứa mũi,
miệng, họng, mắt và gây đau đầu, choáng váng, buồn nôn. Đồng có thể gãy ho và chảy
máu mũi. Hấp thụ những lượng cao của đồng có thể gây phá huỷ gan, thận và nặng hơn là
tử vong.
Niken [9]
Niken là nguyên tố vi lượng rất cần cho cơ thể con người, nhưng nếu vượt quá giới hạn thì
nó là chât độc với con người. Trong nước tự nhiên thường ít gặp niken, nó chỉ có ở một số
nguồn nước chảy qua các vùng có chứa quặng niken và có nhiều trong nước thải của một
số nhà máy luyện kim và hoá chất có dùng niken. Trong nước niken có thể tồn tại ở dạng
phức, nước có hàm lượng niken cao có thể gây ra chứng ngứa, viêm da.
14
Asen [10]
Asen là nguyên tố được nói tới nhiểu vì nó liên quan tới mồi trường và sức khoẻ con
người. Con người có thể bị nhiễm Asen từ nguồn nước ngầm do các giếng khoan chưa đủ
sâu có chứa hàm lượng Asen cao, hoậc là nước đã bị nhiễm Asen bởi các nguồn thải từ
nông nghiệp (trong thuốc trừ sâu), từ công nghiệp (trong bảo quản gỗ, làm dược phẩm,
trong mạ đổng, trong sản xuất pháo hoa). Đã từ lâu Asen được coi là một chất độc bởi ảnh
hưởng của nó lẽn nhóm sunfua hydryl (SH) của tế bào làm cản trở enzim tế bào, sự hô hấp
của tế bào và sự nguyên phân. Tỉ lệ người bị mắc bệnh do nhiễm độc Asen ngày càng cao,

- Thê ghi: 10 mV
- Tốc độ bơm mẫu: 5 ml/phút
- Thời gian đo: 5-7 giây
- Độ rộng khe đo: 0,5 mm
- Chiều cao Burner: 6 cm
16
Thành phần nền:
Bước sóng:
HNOj 10%; CH3COONH4 10%
324,8 nm đối với đồng
320 nm đối với niken và
217 nm đối với chỉ
Đường chuẩn của các kim loại đo bằng phương pháp AAS
Từ dung dịch gốc cùa chì, đồng và niken có nồng độ 1000 mg/1 pha thành các dung dịch
có nồng độ như sau: 1, 2, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9 và 10 mg/1.
Đo phổ AAS của đồng theo thứ tự từ các mẫu có nồng độ nhỏ tới mẫu có nồng độ lớn.
Ghi lại chiều cao pic của các mẫu phân tích để lập đường chuẩn. Kết quả phân tích được
trình bày ở các hình bên dưới.
Đường chuấn xác định Pb2*
y = 0.6792X+ 0.12
R2 = 0.9992
0 2 4 6 8 10
Nồng độ chì (mg/1)
Hình 1. Đường chuẩn xác định chỉ
Đường chuẩn xác định Cu2+
Đường chuẩn Cu
2+
£ 18
5
14

- Nút cao su có cắm ống thuỷ tinh (Ị) 4mm, dài 150 mm
- Bình thuỷ tinh: 4 bình thuỷ tinh có kích thước
(42 X 26 X 34,5) cm
Hóa chất
- A s20 3 tinh khiết phân tích
- HC1 đặc
- KI tinh khiết phân tích
- Sn Kim loại (tinh khiết không chứa Asen)
- HgCl2
- Pb (CH, COO)2. 3H20
Chuẩn bị các dung dịch cho thí nghiệm
- Pha dung dịc Asen nòng độ lg/1.
19
Cân chính xác l,320g A20 3 tinh khiêt phân tích cho vào bình định mức 1000ml. Sau đó
cho 4gNaOH tinh khiẽt vào khoảng 100ml nước cất, lắc đều cho tan hết. Dùng axit HC1
1:1 chuyên dung dịch Asenit sang môi trường axit, rồi bổ sung nước cất tới vạch định
mức từ dung dịch Asen với các nồng độ tuỳ ý.
- Axit HC1 1:1 và HC1 1:2 pha từ HC1 đặc
- Dung dịch KI 10%
Cân chính xác lOg KI tinh khiết, phân tích cho vào cốc thuỷ tinh cùng với 30ml nước cất
lãc đêu cho tan hết rồi cho vào bình định mức 100ml và bổ sung nước tới vạch định mức,
lắc đều rồi nút kín, dung dịch KI pha xong đựng trong chai thuỷ tinh màu, nủt kín.
- Dung dịch SnCl2 bão hoà.
Cân khoảng 50 g Sn kim loại tinh khiết ( khồng chứa As) cho vào bình thuỷ tinh có chứa
100ml axit HC1 đặc rồi nút kín để yên trong 2 ngày cho tới khi phàn ứng dừng hẳn. Lượng
Sn luôn lấy dư để thiếc luôn tổn tại ở dạng SnCỈ2
- Giấy tẩm HgCl2
Cân chính xác 5g HgCl2 hoà tan trong 100ml cồn tuyệt đối. Sau đó tẩm đều trên giấy
lọc, đê khô từ từ trong tủ hút. Giấy tẩm HgCl2 sau khi khồ được cắt nhò theo kích thước
( 3 X 150)mm, bảo quản trọng lọ thuỷ tinh mầu nút kín.

từng bước như ở phẩn cách tiến hành. Ta thu được các giá trị chiều cao phần giấy màu nâu,
vàng tương ứng. Rồi từ đó dựng đường chuẩn và tìm phương trình hồi quy.
Bảng 3. Dữ liệu về sự thay đổi chiều cao cột giấy chuyển màu theo nổng đọ Asen
CAs(PPb)
20
50
70 90
100 200 300 400
500
600
h (mm)
0,5
1,4 2,0
3,0 3,5 7
8,7
11,5 13,5 16,3
Đồ thị đường chuẩn của dung dịch Asen
0 100 200 300 400 500 600
Nồng độ dung dịch Asen ' ppb'
Hình 5. Đường chuẩn xác định Asen
- Với dung dịch Asen có nồng độ từ 0 -hlOOppb ta có phương trình:
y = 0,0373-0.3806 với R2 = 0,9826
- Với dung dịch asen có nồng độ tư lOOppb trở lên ta có phương trình:
y = 0,0247 + 1,4533 với R2 = 0,9935
3.3. Chuẩn bị các bể xử lý và so sánh
Chuẩn bị các bể thúy tinh có kích thước 42x26x34,5 cm. tương ứng với dung tích khoang
30 lít. Tiến hành rứa sạch bể bàng nước má>. Ngâm bể băng nước chứa EDTA pha loãng
trong hai ngày, sau đo rửa sạch lại và tráng băng nước cất. Nước ngâm bể được dem đi
21
phân tích xem cỏ chứa kim loại nặng hay không. Với mỗi bể bố trí một máy khuấy từ để

j
So sánh
4.1 4.02
3.95
3.99
-
4.1
1-
4.02 4.07
Thực
nghiệm
4.3
3.9
1.7
0.8 0.3 0.23
0.08
23
• Kết quà thu được của thí nghiệm với nồng độ chì ban đầu trong hai loại bể thực
nghiệm và so sánh là khoảng 11 mg/L được trình bày trong Bảng 5 và Hình 9.
Bàng 5. Sự thay đổi nồng độ chì trong hai bể thực nghiệm và so sánh trong thời gian 7
ngày
\N g à y
Bể
X
1
2
3
5 6 7
So sánh
11