ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-------------------

PHẠM THỊ VÂN

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ THUỐC KHÁNG SINH HỌ β- LACTAM
TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC BẰNG THAN HOẠT TÍNH BIẾN TÍNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2016

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

PHẠM THỊ VÂN

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ THUỐC KHÁNG SINH HỌ β- LACTAM
TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC BẰNG THAN HOẠT TÍNH BIẾN TÍNH

Chuyên ngành: Hóa môi trường
Mã số: 60440120

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. Trần Thị Thanh Vân

1.1.4 Giới thiệu chung về kháng sinh họ β- lactam..............................................7
1.2

Than hoạt tính và một số ứng dụng của than hoạt tính trong xử lý thuốc kháng

sinh. 9
1.2.1

Than hoạt tính .........................................................................................9

1.2.2

Một số nghiên cứu về xử lý kháng sinh sử dụng vật liệu than hoạt tính
………………………………………………………………………..11

CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM ................................................................................13
2.1 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu của luận văn .............................................. 13
2.1.1 Mục tiêu .....................................................................................................13
2.1.2 Nội dung nghiên cứu .................................................................................13
2.2 Hóa chất, dụng cụ ............................................................................................ 13
2.2.1 Dụng cụ .....................................................................................................13
2.2.2 Hóa chất và vật liệu ...................................................................................13
2.2.2.1.Chuẩn bị hóa chất ...................................................................................13
2.2.2.2. Vật liệu ..................................................................................................14
2.3 Xây dựng đường chuẩn amoxicillin, cefotaxim natri và ảnh hưởng của pH tới
sự dịch chuyển bước sóng...................................................................................... 15
2.3.1. Xây dựng đường chuẩn amoxicillin .........................................................15


2.3.2 Xây dựng đường chuẩn Cefotaxim natri ...................................................18

3.6.1 Xác định pHpzc của các vật liệu ..................................................................... 51
3.6.2 Bề mặt riêng của vật liệu BET ...................................................................... 53
3.6.3 Phổ IR và ảnh SEM của vật liệu ................................................................... 55
4. KẾT LUẬN ...........................................................................................................57
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................58


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2. 1 Bảng thể hiện độ hấp thụ quang của AMX ở các nồng độ khác nhau......15
Bảng 2. 2 Kết quả xác định cực đại hấp thụ (Abs) của dung dịch chuẩn AMX từ nồng
độ 1-90mg/l ...............................................................................................................16
Bảng 2. 3 Kết quả xác định bước sóng của cefotaxim natri ở các nồng độ khác nhau
...................................................................................................................................18
Bảng 2. 4 Kết quả đo cực đại hấp thụ (Abs) của cefotaxim natri từ 1-70mg/l .........19
Bảng 2. 5 Kết quả đo sự phụ thuộc COD vào Abs ...................................................21

Bảng 3.1 Ảnh hưởng của pH tới khả năng hấp thụ AMX của các vật liệu...............30
Bảng 3.2 Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ AMX của các vật liệu ...32
Bảng 3. 3 Kết quả khảo sát tải trọng hấp phụ cực đại AMX của vật liệu AC ..........34
Bảng 3. 4 Kết quả tải trọng hấp phụ AMX của vật liệu AC-S .................................35
Bảng 3. 5 Kết quả ảnh hưởng của pH tới khả năng hấp phụ CFN của các vật liệu ..37
Bảng 3. 6 Kết quả ảnh hưởng của thời gian tới sự hấp phụ CFN của các vật liệu ...39
Bảng 3. 7 Kết quả nghiên cứu tải trọng hấp phụ CFN của vật liệu AC ....................41
Bảng 3. 8 Kết quả nghiên cứu tải trọng hấp phụ CFN của vật liệu AC-Br ..............42
Bảng 3. 9 Kết quả nghiên cứu tải trọng hấp phụ CFN của vật liệu AC-Br ..............43
Bảng 3. 10 Kết quả nghiên cứu tải trọng hấp phụ CFN của vật liệu AC-HNO3 ......45
Bảng 3. 11 Kết quả nghiên cứu tải trọng hấp phụ CFN của vật liệu AC-H2O2 .......46
Bảng 3. 12 Khả năng giải hấp cefotaxim natri của các vật liệu ................................47
Bảng 3. 13 Kết quá hấp phụ đồng thời AMX và CFN của vật liệu AC-S ................50



Hình 3. 14. Đồ thị xác định hệ số Freundlich của vật liệu AC-S..............................44
Hình 3. 15. Đồ thị xác định hệ số Langmuir của vật liệu AC-HNO3 .......................45
Hình 3. 16. Đồ thị xác định hệ số Freundlich của vật liệu AC-HNO3 ......................45
Hình 3. 17. Đồ thị xác định hệ số Langmuir của vật liệu AC-H2O2 .........................46
Hình 3. 18. Đồ thị xác định hệ số Freundlich của vật liệu AC-H2O2 .......................46
Hình 3. 19. Đồ thị hiệu suất giải hấp cefotaxim natri của các vật liệu .....................48
Hình 3. 20. Đồ thị đường cân bằng hấp phụ động cefotaxim natri của các loại vật liệu
...................................................................................................................................49
Hình 3. 21. Đồ thị hiệu suất hấp phụ đồng thời AMX, CFN của vật liệu AC-S ......50
Hình 3. 22. Đồ thị xác định pHpzc của các vật liệu AC, AC-Br, AC-S ...................52
Hình 3. 23. Đồ thị xác định pHpzc của vật liệu AC-HNO3, AC-H2O2 .....................52
Hình 3. 24. Đồ thị tọa độ BET của than chưa biến tính ............................................53
Hình 3. 25. Đồ thị tọa độ BET của vật liệu AC-S.....................................................54
Hình 3. 26. Phổ hồng ngoại của than trước khi biến tính .........................................55
Hình 3. 27. Phổ hồng ngoại của vật liệu AC-S .........................................................55
Hình 3. 28 Ảnh SEM của vật liệu AC.......................................................................56
Hình 3. 29 Ảnh SEM của vật liệu AC-S ...................................................................56
DANH MỤC BẢNG VIẾT TẮT
AMX: amoxicillin
CFN: cefotaxim natri
AC: Vật liệu than chưa biến tính
AC-S: vật liệu than biến tính lưu huỳnh
AC-Br: vật liệu than biến tính brom
AC-H2O2: Vật liệu than biến tính bằng H2SO4 và H2O2
AC-HNO3: Vật liệu than biến tính HNO3


LỜI MỞ ĐẦU
Kháng sinh là một trong những thuốc thành công nhất được sử dụng để điều

trưởng trong chăn nuôi gia súc [4,12]. Tất cả các hoạt động trên sẽ phát thải số lượng
lớn dư lượng chất kháng sinh vào hệ sinh thái. Tuy nhiên, chúng ta ít được biết về tác
động tổng thể của kháng sinh trên các biến động số lượng của các thể sinh học nhỏ
microbiosphere [14].
Những vấn đề liên quan đến thuốc kháng sinh tương tự như ô nhiễm kim loại
nặng. Cũng giống như kim loại nặng, thuốc kháng sinh là những hợp chất tự nhiên có
trong các hệ sinh thái khác nhau. Tuy nhiên, con người khi sử dụng thuốc kháng sinh
đã làm tăng khả dụng sinh học của chúng, dẫn đến những thay đổi lớn trong hệ sinh
thái, làm hệ sinh thái bị ô nhiễm. Khác với các kim loại nặng, hậu quả của ô nhiễm
kháng sinh đối với hệ sinh thái còn chưa được chú ý tới [11].
1.1.2. Ảnh hưởng của thuốc kháng sinh đến các hệ sinh thái tự nhiên.
Kể từ khi thuốc kháng sinh là chất ức chế hiệu quả vi khuẩn phát triển, được
sản xuất bởi các vi sinh vật có trong tự nhiên, kháng sinh đã được sử dụng rộng rãi
với vai trò ức chế vi khuẩn. Sự gia tăng mạnh mẽ của hàm lượng kháng sinh trong
các hệ sinh thái tự nhiên là kết quả của các hoạt động của con người (điều trị cho con
người, nông nghiệp). Những thay đổi này có thể ảnh hưởng, không chỉ tới những cấu
trúc của quần thể vi sinh tự nhiên và có thể làm thay đổi sinh lý của vi sinh vật.
Ngoài việc gây ra các đột biến kháng thuốc kháng sinh và ảnh hưởng đến các
gen kháng kháng sinh, nó còn lây lan giữa các vi sinh vật trong môi trường, ô nhiễm

2


kháng sinh có thể làm tăng số lượng vi khuẩn đề kháng, và giảm số lượng của hệ vi
sinh vật nhạy cảm. Một ví dụ của tình trạng này là một nghiên cứu trong đó tác dụng
của kháng sinh ciprofloxacin trên các chủng tảo nước ngọt tự nhiên đã được thử
nghiệm ở thượng lưu và hạ lưu nhà máy xử lý nước thải. Sự khác biệt đáng kể đã
được quan sát thấy trong năng suất sinh khối, trong cơ cấu treo và gắn tảo, trong khả
năng xử lý chất dinh dưỡng và trong chuỗi thức ăn tự nhiên của hệ sinh thái. Một
nghiên cứu tương tự cũng đã chứng minh rằng tetracycline có tác động tiêu cực đến

xuất bản giáo dục Việt Nam.

2.

TS. Nguyễn Văn Kính (2010), “Báo cáo thực trạng sử dụng kháng sinh và
kháng kháng sinh ở Việt Nam”

Tài liệu Tiếng Anh
3.

Angela L. Batt, Sungpyo Kim, Diana S. Aga (2007), “Comparison of the
occurrence of antibiotics in four full- scale wastewater treatment plants with
varying designs and operations”, Chemosphere, 68, pp. 428 – 435.

4.

Cabello, F.C., 2006. “Heavy use of prophylactic antibiotics in aquaculture: a
growing problem for human and animal health and for the environment”
Environ. Microbiol. 8, 1137–1144

5.

Calabrese, E.J., 2005. “Paradigm lost, paradigm found: the re-emergence of
hormesis as a fundamental dose response model in the toxicological
sciences” Environ. Pollut. 138, 379–411.

6.

G. Moussavi, M. Mahmoudi (2009), “Removal of azo and anthraquinone
reactive dyes from industrial wastewater using MgO nanoparticles”,

environ-ments. Science 321, 365–367.
12. McManus, P.S., Stockwell, V.O., Sundin, G.W., Jones, A.L., (2002)
“Antibiotic use in plant agriculture”. Annu. Rev. Phytopathol. 40, 443–465.
13. Osvaldo Pezoti, André L. Cazetta, Karen C. Bedin, Lucas S. Souza,
Alessandro C. Martins, Taís L. Silva , Oscar O. Santos Júnior , Jesuí V.
Visentainer , Vitor C. Almeida (2016), “NaOH-activated carbon of high
surface area produced from guava seeds as a high-efficiency adsorbent for
amoxicillin removal: Kinetic, isotherm and thermodynamic studies”,
Chemical Engineering Journal, 288, pp 778–788
14. Sarmah, A.K., Meyer, M.T., Boxall, A.B., (2006) “A global perspective on
the use, sales, exposure pathways, occurrence, fate and effects of veterinary
antibiotics (VAs) in the environment”. Chemosphere 65, 725–759
15. Shishir Kumar Behera, Hyeong Woo Kim, Jeong- Eun Oh, Hung- Suck Park
(2011), “ Occurrence and removal of antibiotics, hormones and several other
pharmaceuticals in wastewater treatment plants of the largest industrial city
in Korea”, Science of the Total Environment, 409, pp. 4351- 4360.
16. V. Homem, A.Alves, L. Santos (2010), “Amoxicillin removal from aqueous
matrices by sorption with almond shell ashes”, Int.J.Environ.Anal.Chem., 90,
1063-1084.

59


17.

Won- Jin Sim, Ji- Woo Lee, Jeong – Eun Oh (2010), “Occurrence and fate
of pharmaceuticals in wastewater treatment plants and rivers in Korea”,
Environmental Pollution, 158, 1938 – 1947.

18. Yongshan Chen, Gang Yu, Qiming Cao, Haibo Zhang, Quaoying Lin,