Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu phủ nano bạc lên than hoạt tính ứng dụng trong xử lý nước cấp

MỤC LỤC
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN ..........................................................i
NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG PHẢN BIỆN ............................................................... ii
DANH MỤC HÌNH .......................................................................................................vi
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................... viii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .........................................................................................ix
TÓM TẮT ĐỒ ÁN ..........................................................................................................1
SUMMARY ………………………………………………………………………… 2
MỞ ĐẦU

.....................................................................................................................3

CHƢƠNG 1.
1.1

TỔNG QUAN ......................................................................................5

TỔNG QUAN VỀ NƢỚC LŨ Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG ............5

1.1.1

Nguyên nhân gây ngập lụt ở ĐBSCL ......................................................... 5

1.1.2

Hiện trạng ô nhiễm nguồn nƣớc ..................................................................6

1.1.3

1.3.2
1.4

Giới thiệu sơ lƣợc về vỏ trấu .....................................................................14

GIỚI THIỆU VỀ NANO BẠC ........................................................................15

1.4.1

Giới thiệu về bạc ....................................................................................... 15

1.4.2

Giới thiệu về hạt nano bạc.........................................................................16

1.4.3

Cơ chế diệt khuẩn ...................................................................................... 17

1.4.4

Ứng dụng của nano bạc .............................................................................20

SVTH: Võ Thị Bích Hạc_MSSV:0150020059
GVHD: Th.S Trần Anh Khoa
iii


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu phủ nano bạc lên than hoạt tính ứng dụng trong xử lý nước cấp

1.8.1.2 Phƣơng pháp từ dƣới lên........................................................................27
1.8.2

Phƣơng pháp phân tích hạt nano bạc ........................................................ 28

1.8.2.1 Phƣơng pháp DLS..................................................................................28
1.8.2.2 Phƣơng pháp nhiễu xạ tia X (XRD) ...................................................... 28
1.8.2.3 Phƣơng pháp hiển vi điện tử (SEM) ...................................................... 30
1.8.2.4 Phƣơng pháp ICP – MS .........................................................................31
1.8.2.5 Phƣơng pháp TEM .................................................................................32
1.8.2.6 Phƣơng pháp BET..................................................................................33
CHƢƠNG 2.

NGUYÊN LIỆU, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................ 35

2.1

ĐỊA ĐIỂM THÍ NGHIỆM...............................................................................35

2.2

NGUYÊN LIỆU, DỤNG CỤ, HÓA CHẤT ....................................................35

2.2.1

Nguyên liệu ............................................................................................... 35

2.2.2

Hóa chất.....................................................................................................37

2.4.2

Mô tả quy trình .......................................................................................... 42

2.4.3

Khảo sát nồng độ dung dịch nano_Ag ...................................................... 42

2.4.4

Khảo sát thời gian khuấy...........................................................................42

2.5

KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƢỚC CỦA THAN HOẠT TÍNH PHỦ NANO BẠC ...
.......................................................................................................................... 43

CHƢƠNG 3.
3.1

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................ 46

KẾT QUẢ ĐIỀU CHẾ DUNG DỊCH NANO BẠC .......................................46

3.1.1

Kết quả khảo sát tỷ lệ giữa khối lƣợng C6H5O7Na3 và khối lƣợng AgNO3..
...................................................................................................................46

3.1.2

PHỤ LỤC A ..................................................................................................................64
PHỤ LỤC B...................................................................................................................66

SVTH: Võ Thị Bích Hạc_MSSV:0150020059
GVHD: Th.S Trần Anh Khoa
v


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu phủ nano bạc lên than hoạt tính ứng dụng trong xử lý nước cấp

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1

Than hoạt tính ........................................................................................... 12

Hình 1.2

Vỏ trấu. ......................................................................................................15

Hình 1.3

Hàm lƣợng vỏ trấu trong hạt lúa. .............................................................. 15

Hình 1.4

Tác động của ion bạc lên vi khuẩn. ........................................................... 18

Hình 1.5


Hình 1.13

Máy đo nhiễu xạ XRD. ............................................................................30

Hình 1.14

Kính hiển vi điện tử quét SEM. ................................................................ 30

Hình 1.15

Máy đo khối phổ plasma ICP – MS. ......................................................... 31

Hình 1.16

Sơ đồ nguyên lý của kính hiển vi điện tử truyền qua............................... 33

Hình 1.17

Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM). ...................................................33

Hình 2.1

Quy trình nghiên cứu chung. .....................................................................35

Hình 2.2

Quy trình điều chế THT từ vỏ trấu............................................................ 36

Hình 2.3


Hình 2.11

Máy đo cầm tay SPECTROQUANT R MOVE100. ................................ 45

SVTH: Võ Thị Bích Hạc_MSSV:0150020059
GVHD: Th.S Trần Anh Khoa
vi


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu phủ nano bạc lên than hoạt tính ứng dụng trong xử lý nước cấp

Hình 2.12

Máy đo TDS cầm tay. ...............................................................................45

Hình 3.1

Kết quả DLS của mẫu tỷ lệ 1:1, thời gian phản ứng 30 phút. ...................46

Hình 3.2

Kết quả DLS của mẫu tỷ lệ KL 2:1, thời gian phản ứng 30 phút. ............47

Hình 3.3

Các mẫu dung dịch nano bạc khảo sáttheo tỷ lệ khối lƣợng. ....................47

Hình 3.4
Biểu đồ thể hiện đƣờng kính của các hạt nano bạc với các tỷ lệ khối lƣợng


Biểu đồ thể hiện nồng độ nano_Ag/AC khảo sát theo thời gian khuấy. ...55

Hình 3.14

Ảnh SEM của Nano_Ag/AC. ....................................................................55

Hình 3.15

Kết quả chụp TEM. ...................................................................................56

Hình 3.16

Giản đồ XRD............................................................................................. 56

Hình 3.17

Biểu đồ pH. ............................................................................................... 59

Hình 3.18

Biểu đồ độ đục (NTU)...............................................................................59

Hình 3.19

Biểu đồ TDS. ............................................................................................. 60

Hình 3.20

Quy trình điều chế nano bạc hoàn chỉnh. ..................................................60

Bảng 1.5

Các chỉ tiêu của nƣớc vùng lũ[8] .............................................................. 26

Bảng 2.1

Các hóa chất sử dụng ................................................................................37

Bảng 2.2

Dụng cụ thí nghiệm ...................................................................................38

Bảng 3.1

Nồng độ các dung dịch ban đầu ................................................................ 46

Bảng 3.2

Khảo sát theo tỷ lệ khối lƣợng ..................................................................48

Bảng 3.3

Khảo sát theo thời gian phản ứng.............................................................. 52

Bảng 3.4

Kết quả khảo sát nồng độ dd nano bạc...................................................... 53

Bảng 3.5


Bộ y tế

DLS:

Dynamic Light Scattering - Phƣơng pháp tán xạ lazerxác định phân bố
kích thƣớc hạt

ĐBSCL: Đồng bằng sông Cửu Long
HGĐ :

Hộ gia đình

HVS:

Hợp vệ sinh

ICP_MS: Inductively Coupled Plasma emission Mass Spectrometry -Phƣơng
pháp xác định phân tích nồng độ của hầu hết các kim loại
IUPAC:

Liên minh Quốc tế về Hoá học thuần tuý và Hoá học ứng dụng

KL:

Khối lƣợng

PAC:

Poly Aluminium Chloride - chất trợ lắng, keo tụ


TB:

Trung bình

TN:

Thí nghiệm

XRD:

X-Ray Diffraction -Phƣơng pháp nhiễu xạ tia Xđƣợc sử dụng để
nghiên cứu cấu trúc của vật liệu và xác định kích thƣớc hạt tinh thể

SVTH: Võ Thị Bích Hạc_MSSV:0150020059
GVHD: Th.S Trần Anh Khoa
ix


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu phủ nano bạc lên than hoạt tính ứng dụng trong xử lý nước cấp

TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Vấn đề nƣớc sạch ngày càng khan hiếm, vì vậy để nguồn nƣớc uống trở nên an
toàn và sạch sẽ, việc tìm kiếm, chế tạo, nghiên cứu ra một vật liệu lọc mới là cấp thiết.
Vật liệu lọc ứng dụng công nghệ nano là sản phẩm phù hợp với thời đại, mang tính đột
phá trong khoa học ứng dụng. Cụ thể ở đây là vật liệu than hoạt tính đƣợc điều chế từ
vỏ trấu và than hoạt tính này đƣợc phủ nano Ag ứng dụng trong xử lý nƣớc mặt. Đồ án
gồm 3 nội dung gồm điều chế dung dịch nano bạc dựa trên phản ứng của sodium
citrate (C6H5O7Na3) với dung dịch bạc nitrat (AgNO3), phủ nano bạc lên than hoạt tính
và khảo sát khả năng lọc nƣớc của than hoạt tính phủ nano bạc với các chỉ tiêu TDS,


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu phủ nano bạc lên than hoạt tính ứng dụng trong xử lý nước cấp

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Nhƣ chúng ta đã biết Đồng bằng sông Cửu Long có hệ thống sông, kênh, ngòi
chằng chịt và hằng năm phải chịu một mùa nƣớc lũ hay còn gọi là mùa nƣớc nổi. Việc
ngập lụt kéo dài 4 – 5 tháng (từ tháng 6 đến tháng 11) khiến cho ngƣời dân tại đây
thiếu nguồn nƣớc sạch để sinh hoạt ăn uống. Vì là mùa lũ nên lƣợng nƣớc đổ về đây
rất nhiều và bẩn nhƣng họ vẫn sử dụng hằng ngày, nguy cơ dịch bệnh xảy ra gây ảnh
hƣởng đến sức khỏe của ngƣời dân.
Sau khi bão lũ đi qua, ngƣời dân vùng bị thiên tai khẩn trƣơng khắc phục hậu quả,
song đang phập phồng lo sợ dịch bệnh bùng phát vì môi trƣờng và nguồn nƣớc sinh
hoạt bị ô nhiễm nghiêm trọng. Rác từ các nơi theo nƣớc lũ đổ về. Hàng chục ngàn tấn
rác tấp vào bờ biển khiến bãi biển bị ô nhiễm trầm trọng. Do vậy việc xử lý nƣớc phục
vụ ăn uống và sinh hoạt là việc làm cấp bách.
Từ lâu loài ngƣời đã biết đến tác dụng sát khuẩn mạnh của bạc, những chén bát, thìa
nĩa, nồi niêu của ngƣời La Mã cổ, của các vua chúa phong kiến và ngay cả chiếc bi
đông nhôm tráng bạc của anh chiến sĩ giải phóng đã chứng minh điều đó. Tuy nhiên
tác dụng này không đƣợc ứng dụng rộng rãi vì nếu dùng bạc khối hay phủ bạc khối
cũng là quá đắt. Qua việc nấu ăn của ngƣời Hy Lạp cổ đại bằng nồi bạc, có thể thấy
hàng nghìn năm qua, con ngƣời đã biết tính chất kháng khuẩn của bạc, và thực tế cho
thấy khi ăn bằng bát hoặc thìa bạc thì hợp vệ sinh hơn.
Những năm gần đây, công nghệ nano ra đời không những tạo nên bƣớc nhảy đột
phá trong ngành điện tử, tin học, y sinh học mà còn đƣợc ứng dụng rộng rãi trong đời
sống, gạc chữa bỏng đƣợc phủ nano bạc, nƣớc rửa rau sống, chất diệt khuẩn khử mùi
trong máy lạnh.
Than hoạt tính từ lâu đã đƣợc chế tạo và sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, từ
ứng dụng trong cuộc sống hằng ngày đến các ứng dụng trong công nghiệp. Than hoạt

SVTH: Võ Thị Bích Hạc_MSSV:0150020059
GVHD: Th.S Trần Anh Khoa
4


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu phủ nano bạc lên than hoạt tính ứng dụng trong xử lý nước cấp

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC LŨ Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG
1.1.1 Nguyên nhân gây ngập lụt ở ĐBSCL
Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) là phần cuối của một con sông lớn trên thế
giới, là một vùng cực nam của Việt Nam, là một bộ phận của châu thổ sông Mê Kông.
Có vị trí nằm liền kề vùng Đông Nam Bộ, phía Bắc giáp Campuchia, phía Tây Nam là
Vịnh Thái Lan, phía Đông Nam là Biển Đông.
Đồng bằng sông Cửu Long là vựa lúa lớn nhất Việt Nam, hàng năm lũ sông Mê
Kông tràn về gây ngập lụt trên một diện rộng. Lũ ở ĐBSCL đem lại nhiều nguồn lợi
cho ngƣời dân khu vực, nhƣng lũ lụt cũng gây ra thiệt hại không nhỏ về ngƣời và của
cho ngƣời dân nơi đây, làm ảnh hƣởng đến sinh kế và các hoạt động kinh tế - xã hội.
Mƣa là nguyên nhân chính gây lũ ở ĐBSCL. Sông Mê Kông là sông lớn: dài
4800km, lƣu vực rộng khoảng 795.000 km2 . Lũ sông Mê Kông là kết quả tập trung
nƣớc từ nhiều nguồn: 10% do tuyết tan từ thƣợng nguồn Tây Tạng, 20% do mƣa ở
thƣợng Lào, 40 – 45% do mƣa ở hạ Lào, 10% mƣa ở Campuchia và 10% do mƣa ở
ĐBSCL. Nhƣ vậy, mƣa là nguyên nhân hàng đầu gây lũ ở ĐBSCL. Nằm trong vùng
có khí hậu nhiệt đới gió mùa, lƣợng mƣa trung bình hàng năm ở ĐBSCL khoảng 1500
– 2000 mm. Lƣợng mƣa cao ở vùng ven biển Tây (2200 – 2400 mm) và thấp hơn ở
vùng trung tâm Đồng Tháp Mƣời (1400 – 1600 mm) với trung bình 140 ngày mƣa (nơi
mƣa nhiều 150 – 160 ngày, nơi mƣa ít 110 – 120 ngày). Mùa mƣa thƣờng bắt đầu vào
tháng 5 và kết thúc vào tháng 10.Mƣa lớn tập trung vào các tháng 8, 9 và 10. Trong
các tháng giữa mùa mƣa, hầu hết các nơi đều cho lƣợng mƣa xấp xỉ 200 mm, thậm chí

xuống dòng sông.Điều này đã gây ô nhiễm nghiêm trọng cho các dòng sông.
Mƣa, lũ kéo theo một lƣợng lớn rác thải từ các nhà máy công nghiệp, từ sản xuất
nông nghiệp,… ở các vùng thƣợng lƣu kéo về gây ô nhiễm nƣớc ở các vùng hạ lƣu.
Đăc biệt là lũ kéo theo lƣợng lớn thức ăn thừa từ các bè nuôi cá trên sông từ vùng
thƣợng lƣu về gây ô nhiễm nguồn nƣớc ở vùng hạ lƣu.
Độ đục cát bùn lơ lửng trung bình năm của sông Mê Kông thƣờng khoảng (5001660) g/m3trong các tháng VII - IX. Trên các kênh rạch, độ đục cát bùn thƣờng dƣới
50 g/m3, một số nơi tới (70 – 100) g/m3. Tổng lƣợng cát bùn lơ lửng trung bình năm
của sông Mê Kông khoảng 215 triệu tấn.
Độ khoáng hoá trung bình năm của nƣớc sông khoảng (100 – 150) mg/l. Nƣớc sông
thuộc lớp hydro cacbonat nhóm Canxi kiểu I; ion HCO3- chiếm (75 – 80)% tổng
đƣơng lƣợng các anion, ion Ca2+ chiếm khoảng 50% tổng đƣơng lƣợng các cation. Độ
pH khoảng (6,7 – 7,7). Độ cứng khoảng 1 mg-e/l hơi lớn hơn độ kiềm.
Nhìn chung, chất lƣợng nƣớc trên dòng chính có sự biến đổi theo mùa rõ rệt. Hàm
lƣợng các chất hòa tan trong mùa cạn cao hơn trong mùa lũ. Chất lƣợng nƣớc lũ ở dọc
biên giới còn tốt, không chua, hàm lƣợng các độc tố trong giới hạn cho phép; nhƣng
do phần lớn phù sa lắng đọng trên phần đồng bằng thuộc lãnh thổ Campuchia, nên khi
chảy tràn qua biên giới vào Đồng bằng sông Cửu Long, hàm lƣợng phù sa trong nƣớc
lũ rất thấp, tháng cao nhất cũng không quá 200 g/m3. Trong vùng ngập lụt, diễn biến
của chất lƣợng nƣớc khá phức tạp do bị chi phối bởi các yếu tố khí hậu, thủy văn và
hoạt động của con ngƣời. Hàm lƣợng các chất hòa tan chính nhƣ: Na, K, Ca2+, Mg2+,
Fe2+, Al3+, SO42+, Cl-, HCO3- biến đổi theo mùa, mùa cạn cao hơn mừa lũ; nhƣng nhìn
chung vẫn nằm trong giới hạn cho phép. Tuy nhiên, nƣớc mặt ở Đồng bằng sông Cửu
Long bị ô nhiễm vi sinh cao với nồng độ Coliform trung bình khoảng 300.000 1.500.000 con/100ml, nguyên nhân chủ yếu là do thải trực tiếp các chất thải sinh hoạt,
công nghiệp và thuốc trừ sâu vào nguồn nƣớc không qua xử lý làm sạch[2].
Nƣớc chua là một vấn đề lớn, nhất là ở vùng ngập lụt. Nƣớc chua chủ yếu phát sinh
trong vùng đất phèn mà trong Đồng bằng sông Cửu Long có khoảng 1,6 triệu ha đất
SVTH: Võ Thị Bích Hạc_MSSV:0150020059
GVHD: Th.S Trần Anh Khoa
6


nay tỷ lệ dân cƣ nông thôn đƣợc sử dụng nƣớc đạt tiêu chuẩn còn ở mức thấp, nhiều
vùng dân cƣ ngƣời dân gặp khó khăn về nƣớc sạch, phải mua nƣớc từ xa về với giá
cao, đòi hỏi phải có đánh giá tổng thể về hiện trạng cấp nƣớc sinh hoạt nông thôn, từ
đó đề xuất các giải pháp phát triển cấp nƣớc nhằm đáp ứng các mục tiêu về cấp nƣớc
nông thôn của Chiến lƣợc cấp nƣớc và Vệ sinh Môi trƣờng nông thôn đến năm 2020
là: Đến năm 2020 tất cả dân cƣ nông thôn sử dụng nƣớc sạch đạt tiêu chuẩn chất lƣợng
quốc gia và của Quy hoạch xây dựng Vùng đồng bằng sông Cửu Long đến năm 2020
và tầm nhìn đến năm 2050 là: tỷ lệ cấp nƣớc sạch đạt 100% đến năm 2020, tiêu chuẩn
cấp nƣớc 80 - 100 lít/ngƣời/ngày đêm. Hiện trạng cấp nƣớc vùng ĐBSCL phân tích
đánh giá, xác định các vấn đề còn tồn tại, từ đó đề xuất các giải pháp đồng bộ, cả về
SVTH: Võ Thị Bích Hạc_MSSV:0150020059
GVHD: Th.S Trần Anh Khoa
7


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu phủ nano bạc lên than hoạt tính ứng dụng trong xử lý nước cấp

công trình và phi công trình, từ các giải pháp kỹ thuật, công nghệ, lựa chọn loại hình
cấp nƣớc nông thôn, nguồn nƣớc, quy mô công trình, vốn đầu tƣ đến hình thức quản lý
công trình cấp nƣớc nông thôn.
Hiện nay ở vùng ĐBSCL có các loại hình cấp nƣớc chủ yếu, bao gồm công trình
cấp nƣớc tập trung (CTCN), giếng khoan, giếng đào, bể chứa nƣớc mƣa, bể lọc chậm
và lu chứa nƣớc mặt hộ gia đình (HGĐ). Tổng dân số nông thôn vùng ĐBSCL là trên
14 triệu dân, trong đó số dân đƣợc sử dụng nƣớc hợp vệ sinh (HVS) đạt 75,82 %, số
dân sử dụng nƣớc đạt QC02 chiếm tỷ lệ 36,52%. Theo đó tỉnh có tỷ lệ dùng nƣớc HVS
cao nhất là tỉnh Long An, đạt 89,8%, thấp nhất là tỉnh Trà Vinh, đạt 66%. Tỷ lệ dân cƣ
đƣợc sử dụng nƣớc đạt QCVN 02:2009/BYT, theo số liệu thu thập đƣợc, cao nhất là
TP Cần Thơ đạt 57,76%, thấp nhất là tỉnh Cà Mau, 0%[3].
Bảng 1.1 Tỷ lệ cấp nƣớc theo các giải pháp cấp nƣớc vùng ĐBSCL

2

Tiền Giang

1,434,705

84,55

74,93

6,35

3

Bến Tre

1,080,237

76

4

Trà Vinh

947,010

66

26,16


27,5

8

Hậu Giang

579,235

82,57

15,21

9

Sóc Trăng

1,173,241

87,2

10

Bạc Liêu

696,776

74,36

Nƣớc
mƣa


57,76

50,1

7,82

9,44

44,96

28,88

56,41

1,92

7,7

60,18

28,51
52

SVTH: Võ Thị Bích Hạc_MSSV:0150020059
GVHD: Th.S Trần Anh Khoa
8


Đồ án tốt nghiệp

1,567,282

57,02

42,7

4,56

Toàn vùng

14,167,084

75,82

0,67

12,57

27,51

9,82

48,82
36,52

Hiện trong toàn địa bàn nông thôn vùng ĐBSCL, tỷ lệ cấp nƣớc HVS từ các CTCN
chiếm tỷ lệ 34%, đạt tỷ lệ cao so với bình quân cả nƣớc. Giếng đơn lẻ, bao gồm giếng
khoan và giếng đào cấp nƣớc HVS cho 34% dân số nông thôn. Tỷ lệ cấp nƣớc HVS từ
bể chứa nƣớc mƣa là 4,2% và cấp nƣớc HVS HGĐ từ nƣớc sông, kênh, ao hồ là 4%.
Tỷ lệ dân sử dụng nƣớc không HVS là 24%. Tỷ lệ nƣớc cấp HVS từ giếng đơn lẻ ở

Nghiên cứu phủ nano bạc lên than hoạt tính ứng dụng trong xử lý nước cấp

 Hàm lƣợng Fe tổng: biến động lớn trong khoảng 0,08 – 0,214 mg/l, hàm lƣợng
chƣa xác định rõ độ gây độc thực tế. So sánh kết quả về pH thì không có sự
tƣơng quan nên có thể nói yếu tố này là cơ sở cho việc phất hiện độ độc do sắt,
cần lƣu tâm về nhóm Fe2+ và độ sụt giảm của pH.
 Hàm lƣợng muối dinh dƣỡng
Tổng lân: hàm lƣợng cao (30,8 mg/l) trong khi đó lƣợng PO43- lại rất
thấp(0,012 – 1,3 mg/l). Có khả năng nơi đây có nguồn nƣớc ô nhiễm bởi
chất hóa học nhƣ thuốc trừ sâu gốc lân, chúng tích lũy trong đất và tồn tại
trong môi trƣờng nƣớc một thời gian dài.
Tổng đạm: khá cao (54,6 mg/l), đặc biệt là hàm lƣợng này tồn tại trên sông
nhƣng NH4+ lại biến động không nhiều (0,01 – 2,43 mg/l), điều này cho thấy
nguồn nƣớc sông chứa nhiều vật chất hữu cơ, cần chú ý lƣu thông nƣớc để
tạo nguồn nƣớc sạch cho sinh hoạt.
 COD: biến động trong khoảng 6,9 – 30,8 mg/l. Thể hiện mức dinh dƣỡng trung
bình và cao của thủy vực, cần lƣu ý cải tạo chế độ nƣớc nhất là nguồn nƣớc
sông.
1.2.3 Tính chất sinh học
 Thực vật nổi (phytoplankton)
Khu vực khảo sát ở vùng trũng vào mùa mƣa theo kết quả phân tích có 93 loài tảo
đƣợc phát hiện, trong đó tảo khuê có thành phần loài phong phú nhất với 30 loài, ngoài
ra thành phần loài tảo lục và tảo mắt cũng phong phú không kém (27 loài).
Sự đa dạng về thành phần loài tảo khuê thể hiện tính phụ thuộc thủy triều của nguồn
nƣớc, tuy nhiên, thành phần loài tảo mắt khá cao thể hiện hàm lƣợng chất hữu cơ trong
nƣớc cao. Đến mùa lũ, lƣợng nƣớc trên sông gia tăng và sự trao đổi nƣớc diễn ra mạnh
hơn nên thành phần loài gia tăng nhƣng sau đó giảm lại do tính chất trao đổi nƣớc yếu
dần. Các loài thƣờng gặp ở khu vực khảo sát bao gồm: Closteria restimargianum,
Navicula cuspidate, Euglena minima, Euglena oblonga, Trachelomonas volvocina,
Oascilatoria irrigua và Oscilatoria lomosa.

Trong các thủy vực nghiêm cứu ở vùng ngập lũ đã xác định đƣợc 44 loài động vật
nổi thuộc 3 nhóm chính là Rotatoria có 32 loài (chiếm tỉ lệ 72,73%), Cladocera và
Copepodacó 6 loài (chiếm tỉ lệ 13,64%). Nhìn chung thành phần loài thuộc nhóm
trùng bánh xe phong phú nhất, nó thể hiện đƣợc tính phân bố rộng của chúng.
Thành phần loài trên sông biến động lớn, số loài có khuynh hƣớng tăng dần khi lũ
đến, sự trao đổi nƣớc mạnh làm cho số loài biến động nhiều. Các loài thƣờng gặp trên
sông bao gồm Brachionus angularis, B. faltacus, Trichocera longiseta, Diaphanosoma
leutenbergianum, Moinodaphnia macleyi và Neodiaptomus visnu.
 Động vật đáy (Zoobenthos)
Đã phát hiện đƣợc 12 loài động vật đáy thuộc 6 nhóm khác nhau trong đó Bivalvia
có thành phần loài cao hơn cả là 4 loài (33,33%), kế đến là Oligochaeta có 3 loài
(25%), Gastropoda có 2 loài (16,67%) và cuối cùng là Polychaeta, Insecta và
Crustacea có 1 loài trong mỗi nhóm (8,33%). Các khu vực đều có thành phần tƣơng tự
nhau.
Thành phần loài động vật đáy thu đƣợc trên sông phong phú hơn trong các thủy vực
khác đặc biệt sự xuất hiện của loài Namalycaslis longicirris thể hiện vùng nƣớc chịu
tác động của thủy triều. Thành phần loài động vật đáy trên ruộng đơn giản hơn trên
sông rất nhiều, nó chịu chi phối mạnh bởi các tác động canh tác của con ngƣời, chỉ có
nhóm giun đốt và ấu trùng muỗi, giáp xác rất hiếm gặp.

SVTH: Võ Thị Bích Hạc_MSSV:0150020059
GVHD: Th.S Trần Anh Khoa
11


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu phủ nano bạc lên than hoạt tính ứng dụng trong xử lý nước cấp

Số lƣợng động vật đáy biến đổi theo cấu trúc nền đáy thủy vực và điều kiện dinh
dƣỡng. Trong khu vực này ta thấy số lƣợng động vật đáy trên sông ổn định và nằm ở

0,027 – 0,36

Thể tích lỗ to (cm3/g)

0,79 – 0,102

% Tẩy màu

42 - 75

Độ ẩm (%)

5–8

Độ tro (%)

5 (Max)

Độ bền (%)

>96

Hình 1.1 Than hoạt tính

SVTH: Võ Thị Bích Hạc_MSSV:0150020059
GVHD: Th.S Trần Anh Khoa
12


Đồ án tốt nghiệp

mặt), để lƣu giữ lại đƣợc những thuộc tính lọc hút, để có thể thấm hút đƣợc các thành
phần đặc biệt nhƣ kim loại nặng.
Than hoạt tính có chứa nhóm chức cacboxyl trên bề mặt nên có thể đƣợc sử dụng
làm chất mang nano bạc do các nhóm chức cacboxyl hay lacton có tƣơng tác mạnh với
các hạt nano bạc. Tính chất này có thể giúp cố định các hạt nano bạc lên trên bề mặt
vật liệu than hoạt tính, tạo ra vật liệu chứa nano bạc hiệu quả.

SVTH: Võ Thị Bích Hạc_MSSV:0150020059
GVHD: Th.S Trần Anh Khoa
13


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu phủ nano bạc lên than hoạt tính ứng dụng trong xử lý nước cấp

Thuộc tính làm tăng ý nghĩa của than hoạt tính còn ở phƣơng diện nó là chất không
độc (kể cả một khi đã ăn phải nó), giá thành sản xuất rẻ (đƣợc tạo từ gỗ và nhiều phế
chất hữu cơ khác nhƣ từ vỏ, xơ dừa, trấu, tre).
Chất thải của quá trình chế tạo than hoạt tính dễ dàng đƣợc tiêu hủy bằng phƣơng
pháp đốt. Nếu nhƣ các chất đã đƣợc lọc là những kim loại nặng thì việc thu hồi lại, từ
tro đốt, cũng rất dễ.
1.3.1.3 Ứng dụng


Trong y tế (Carbo medicinalis – than dƣợc): để tẩy trùng và các độc tố sau khi
bị ngộ độc thức ăn...



Trong công nghiệp hóa học: làm chất xúc tác và chất tải cho các chất xúc tác


1.3.2 Giới thiệu sơ lược về vỏ trấu
Nƣớc ta là nƣớc có nền văn minh lúa nƣớc rất lâu đời, từ lâu cây lúa đã gắn liền với
đời sống của nhân dân. Không những hạt lúa đƣợc sử dụng làm thực phẩm chính, mà
các phần còn lại sau khi đã thu hoạch lúa cũng đƣợc ngƣời dân tận dụng trở thành
những vật liệu có ích trong đời sống hàng ngày. Ví dụ rơm đƣợc sử dụng lợp nhà, cho
gia súc ăn, làm chất đốt, hoặc ủ làm phân. Trấu đƣợc sử dụng làm chất đốt hay trộn
với đất sét làm vật liệu xây dựng… Không những trấu đƣợc sử dụng làm chất đốt
trong sinh hoạt hàng ngày mà còn đƣợc sử dụng nhƣ là một nguồn nguyên liệu thay
thế cung cấp nhiệt trong sản xuất với giá rất rẻ.
SVTH: Võ Thị Bích Hạc_MSSV:0150020059
GVHD: Th.S Trần Anh Khoa
14


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu phủ nano bạc lên than hoạt tính ứng dụng trong xử lý nước cấp

Trấu là lớp vỏ ngoài cùng của hạt lúa và đƣợc tách ra trong quá trình xay xát. Trong
vỏ trấu chứa khoảng 75% chất hữu cơ dễ bay hơi sẽ cháy trong quá trình đốt và
khoảng 25% còn lại chuyển thành tro. Chất hữu cơ chứa chủ yếu cellulose, lignin và
Hemi - cellulose (90%), ngoài ra có thêm thành phần khác nhƣ hợp chất nitơ và vô
cơ.Lignin chiếm khoảng 25 – 30 % và cellulose chiếm khoảng 35 – 40%.
Các chất hữu cơ của trấu là các mạch polycarbohydrat rất dài nên hầu hết các loài
sinh vật không thể sử dụng trực tiếp đƣợc, nhƣng các thành phần này lại rất dễ cháy
nên có thể dùng làm chất đốt. Sau khi đốt, tro trấu có chứa trên 80% là silic oxyt, đây
là thành phần đƣợc sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực.

Hình 1.2 Vỏ trấu.
Đặc điểm của vỏ trấu

dẫn nhiệt cao. Ngoài ra, bạc là một trong những kim loại có độ cứng và khả năng
chống mài mòn cao nhất. Nano bạc có thể đƣợc tích hợp vào các sản phẩm đa dạng từ
các loại pin quang điện, các sản phẩm điện từ, các chi tiết cần độ dẫn nhiệt cao, tới các
sản phẩm cảm biến sinh học và hóa học. Sự có mặt của nano bạc giúp cho các sản
phẩm này có độ dẫn điện, dẫn nhiệt cao, ổn định và có độ bền cao.
Các hạt nano bạc có hiện tƣợng cộng hƣởng Plasmon bề mặt, các hạt nano bạc có
thể hấp phụ ánh sáng ở một bƣớc sóng đặc trƣng. Hiện tƣợng này tạo nên màu sắc từ
vàng nhạt đến đen cho các dung dịch có chứa hạt nano bạc với các màu sắc phụ thuộc
vào nồng độ và kích thƣớc hạt nano.
Bạc nano là vật liệu có diện tích bề mặt riêng rất lớn, có những đặc tính sau:
 Tính khử khuẩn, chống nấm, khử mùi, có khả năng phát xạ tia hồng ngoại đi xa,
chống tĩnh.
 Không có hại cho sức khỏe con ngƣời với liều lƣợng tƣơng đối cao, không có
phụ gia hóa chất.
 Có khả năng phân tán ổn định trong các loại dung môi khác nhau (trong các
dung môi phân cực nhƣ nƣớc và trong các dung môi không phân cực nhƣ
benzene, toluene).
 Độ bền hóa học cao, không bị biến đổi dƣới tác dụng của ánh sáng và các tác
nhân oxy hóa khử thông thƣờng.
 Chi phí cho quá trình sản xuất thấp.
 Ổn định ở nhiệt độ cao.

SVTH: Võ Thị Bích Hạc_MSSV:0150020059
GVHD: Th.S Trần Anh Khoa
16


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu phủ nano bạc lên than hoạt tính ứng dụng trong xử lý nước cấp


chất qua màng tế bào vi khuẩn. Cơ chế diệt khuẩn của bạc đƣợc mô tả trong hình dƣới
đây. Bạc có khả năng phá hủy enzim vận chuyển chất dinh dƣỡng của tế bào vi khuẩn,
làm yếu màng, thành tế bào và tế bào chất, làm rối loạn quá trình trao đổi chất, dẫn đến
tiêu diệt vi khuẩn. Mặt khác, nguyên tố bạc không có hại với cơ thể con ngƣời với liều
lƣợng tƣơng đối cao (theo tổ chức bảo vệ môi trƣờng Mỹ, cơ thể con ngƣời có thể
nhận liên tục 5.10-3 mg Ag+/kg/ngày trong suốt cuộc đời mà không bị ảnh hƣởng đến
sức khỏe. Tuy nhiên, sau khi thuốc kháng sinh đƣợc phát minh và đƣa vào ứng dụng
SVTH: Võ Thị Bích Hạc_MSSV:0150020059
GVHD: Th.S Trần Anh Khoa
17


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu phủ nano bạc lên than hoạt tính ứng dụng trong xử lý nước cấp

với hiệu quả cao ngƣời ta không còn quan tâm đến giá trị diệt trùng của bạc nữa. Đến
những năm gần đây, do hiện tƣợng các chủng vi sinh ngày càng trở nên kháng thuốc,
ngƣời ta lại quan tâm trở lại đối với việc ứng dụng khả năng diệt khuẩn và các ứng
dụng khác của bạc, đặc biệt là bạc ở kích thƣớc nano.
Cơ chế tác dụng của các ion bạc lên vi sinh vật vẫn chƣa hoàn toàn sáng tỏ và đang
tiếp tục đƣợc nghiên cứu. Hầu hết các nhà nghiên cứu có quan điểm thống nhất về cơ
chế khử khuẩn của nano bạc theo ba hƣớng tác động sau: (1) ion bạc phá hủy chức
năng hô hấp của vi sinh vật hoặc (2) phá hủy chức năng của thành tế bào, hoặc (3) liên
kết với DNA của tế bào vi sinh vật và phá hủy chức năng của chúng.

Hình 1.4 Tác động của ion bạc lên vi khuẩn.
Các tế bào động vật cấp cao có lớp màng bảo vệ hoàn toàn khác so với tế bào vi
sinh vật, không cho phép các ion bạc xâm nhập, vì vậy chúng không bị tổn thƣơng khi
tiếp xúc với các ion này.
Cơ chế tác động lên enzyme hô hấp của vi sinh vật đƣợc đề xuất là do khả năng kết