Khảo sát khả năng hấp thụ kim loại Đồng trên tảo Spirulina platensis

TÓM TẮT
Kim loại nặng là một trong những tác nhân gây ô nhiễm môi trường nước nghiêm
trọng nhất hiện nay, việc loại bỏ các kim loại này ra khỏi môi trường nước bằng các
biện pháp thông thường như hóa học, vật lý, hóa lý không mang lại hiệu quả cao. Tuy
nhiên, có thể sử dụng tảo Spirulina platensis để loại bỏ kim loại nặng ra khỏi môi
trường nước một cách triệt để. Khảo sát trên môi trường nước có nồng độ tảo 0.2, 0.4,
0.6g/l và nồng độ kim loại nặng (Cu2+) 160, 320, 640mg/l trên hai loại sinh khối tảo
(sống và chết) trong thời gian 4 giờ để tìm ra nồng độ tối ưu để đạt được tỷ lệ loại bỏ
cao nhất, và ảnh hưởng của các yếu tố lên khả năng hấp thụ của tảo Spirulina platensis.
1
MỤC LỤC
2
DANH MỤC BẢNG
3
DANH MỤC HÌNH
4
MỞ ĐẦU
Xã hội loài người đang tiến gần hơn đến sự phát triển bền vững. Đó là việc vừa
phát triển kinh tế hiện đại song song với bảo vệ môi trường sinh thái. Tuy nhiên, tình
trạng ô nhiễm môi trường vẫn đang hoành hành ở khắp mọi nơi trên hành tinh xanh mà
nguyên nhân chủ yếu của ô nhiễm môi trường chính là do ý thức của con người. Trong
vài thập kỷ gần đây, mặc dù con người đã nhìn thấy được những tác động của ô nhiễm
môi trường và đã có những chiến lược và biện pháp cụ thể để bảo vệ môi trường, nhưng
do tốc độ công nghiệp hóa – hiện đại hóa, kéo theo quá trình đô thị hóa với tốc độ chóng
mặt, đồng thời ý thức bảo vệ môi trường của một bộ phận lớn con người trên thế giới
còn thấp nên hiện tượng ô nhiễm môi trường vẫn chưa được kiểm soát và ngăn chặn, mà
còn có dấu hiệu ngày càng nghiêm trọng hơn.
Vấn đề đặt ra hiện nay cho toàn thế giới là vừa phải xử lý môi trường đã ô nhiễm
một cách nhanh chóng, rộng khắp và hiệu quả nhất; đồng thời phải kiểm soát quá trình
tái ô nhiễm môi trường. Quá trình ngăn chặn tái ô nhiễm môi trường phụ thuộc rất lớn
vào cơ cấu quản lý của các quốc gia trên thế giới và các tổ chức quốc tế, đồng thời phải

có biện pháp nâng cao ý thức của người dân về hành động bảo vệ môi trường. Để xử lý
môi trường đã ô nhiễm, có rất nhiều biện pháp vật lý, hóa học, sinh học… đã được đưa
ra bởi các nhà chuyên gia môi trường nhằm xử lý một cách dễ dàng và hiệu quả. Trong
đó, phương pháp sử dụng các loại tảo (Algae) để hấp thụ các kim loại nặng độc hại (Cu,
Cd, Zn, Mn…) có trong môi trường nước đã được chứng minh là có hiệu quả cao, dễ
thực hiện và có thể thực hiện rộng khắp trên toàn thế giới.
Đề tài nghiên cứu này sẽ khái quát một cách đầy đủ các khía cạnh của phương
pháp “Khảo sát khả năng hấp thụ kim loại Đồng trên tảo Spirulina platensis” từ nguyên
liệu, đối tượng áp dụng cho đến cách thức tiến hành cũng như kết quả thí nghiệm, từ đó
có thể đưa ra một số nhận xét và thông tin chủ quan về cách thức và hiệu quả của
phương pháp này.
5
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
1.1. Ô nhiễm môi trường
Ô nhiễm môi trường đã trở thành một vấn đề nhức nhối của toàn xã hội. Hiện nay
mặc dù đã có nhiều biện pháp xử lý nhưng tình hình ô nhiễm môi trường vẫn đang ảnh
hưởng trực tiếp đến đời sống con người và sinh vật theo các hướng chủ yếu sau:
1.1.1. Ô nhiễm môi trường đất
Đất là một tài nguyên vô cùng quý giá đối với mỗi quốc gia, là điều kiện tồn tại và
phát triển của con người và các sinh vật khác trên trái đất.
Nhưng hiện nay diện tích đất canh tác ngày càng bị thu hẹp, thay vào đó là các khu
công nghiệp, khu dân cư đông đúc, hàng ngày thải vào đất hàng trăm tấn rác thải của
quá trình công nghiệp hóa – hiện đại hóa và đô thị hóa. Dẫn đến chất lượng đất ngày
càng bị suy thoái, kéo theo những ảnh hưởng không tốt đến các quần thể sinh vật và con
người.
1.1.2. Ô nhiễm không khí
Ô nhiễm không khí là sự có mặt của một chất lạ hoặc một sự biến đổi quan trọng
trong thành phần không khí, làm cho không khí không sạch hoặc gây ra sự tỏa mùi, có
mùi khó chịu giảm tầm nhìn xa (do bụi). Không khí là yếu tố quan trọng nhất, không thể

thiếu đối với đời sống của con người cũng như các loài sinh vật. Do đó, ô nhiễm không
khí sẽ gây ra hậu quả nghiêm trọng nhất. Hàng năm con người khai thác và sử dụng
hàng tỉ tấn than đá, khí đốt, dầu mỏ để sử dụng trong công nghiệp, vận tải, sinh hoạt…
kéo theo hàng triệu tấn khí thải được thải thẳng vào môi trường không qua xử lý. Hàm
lượng các loại khí độc trong không khí vượt qua mức cho phép hàng chục đến hàng
trăm lần ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của con người. Một loạt hiện tượng như
thủng tầng ozon, hiệu ứng nhà kính, mưa axit… là những minh chứng rõ rệt cho môi
trường không khí bị ô nhiễm nặng nề.
6
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
1.1.3. Ô nhiễm môi trường nước
Ô nhiễm nước là sự thay đổi theo chiều xấu đi các tính chất vật lý – hoá học – sinh
học của nước, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, rắn làm cho nguồn nước trở nên
độc hại với con người và sinh vật. Xét về tốc độ lan truyền và quy mô ảnh hưởng thì ô
nhiễm nước là vấn đề đáng lo ngại hơn ô nhiễm đất.
Bảng 1. Nguyên nhân gây ô nhiễm trên các loại môi trường khác nhau và hậu quả của
nó
Loại môi trường ô nhiễm Nguyên nhân Hậu quả
Môi trường nước
Do nhiễm bẩn từ nước thải khu
công nghiệp, khu đô thị…
Bệnh truyền nhiễm
Do kim loại nặng
(As), (Cd) Gây ung thư
huyết áp cao, đau thận phá
huỷ các mô và tế bào máu;
Pb rất độc ảnh hưởng tới
thận và thần kinh, Hg gây
vô sinh
Các chất thải độc hại như thuốc

trừ sâu, thuốc diệt cỏ, diệt
chuột, các chất tẩy rửa…
Nước có mùi khó chịu,
màu không tự nhiên…
Môi trường không khí
Do núi lửa, bão bụi, cháy rừng,
động đất, quá trình phân hủy
xác động thực vật.
Gây bụi, giảm tầm nhìn,
gây các bệnh về đường hô
hấp…
Do chất thải công nghiệp, đốt
cháy nhiên liệu hóa thạch và do
hoạt động của các phương tiện
giao thông.
Môi trường đất
Chất thải công nghiệp, nông
nghiệp, chất thải phóng xạ…
Ảnh hưởng đến hoạt động
của vi sinh vật trong đất,
cản trở sự sinh trưởng của
bộ rễ thực vật,
Chứa các chất độc có thể tồn tại
trong đất lâu dài
Tham gia vào chuỗi thức
ăn gây độc cho sinh vật
tiêu thụ.
7
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
Hình 1. Các khí thải từ nhà máy điện ở New Mexico (Hoa Kỳ) có quá nhiều lượng khí

lưu huỳnh [40]
Hình 1. Không khí ô nhiễm từ sản xuất vũ khí chiến tranh thế giới II ở Alabama (Hoa
Kỳ)[40]
Trong đề tài báo cáo này, chỉ chú trọng vào ô nhiễm môi trường nước bởi vì biện
pháp sử dụng tảo Spirulina để hấp thụ kim loại Đồng (Cu
2+
) chỉ áp dụng được khi xử lý
trong môi trường nước.
1.2. Tình hình ô nhiễm môi trường nước
1.2.1. Trên thế giới
Ô nhiễm nước là một vấn đề lớn trong bối cảnh toàn cầu. Người ta cho rằng đây là
nguyên nhân chính của tử vong và bệnh tật trên toàn cầu và nó là gây ra cái chết của hơn
14.000 người mỗi ngày.
Theo ước tính hiện nay, có khoảng 700 triệu người Ấn Độ không được sử dụng
nhà vệ sinh đủ tiêu chuẩn, và hơn 1000 trẻ em ở Ấn Độ chết vì bệnh tiêu chảy mỗi ngày.
Khoảng 90% các thành phố ở Trung Quốc bị ô nhiễm nước theo nhiều mức độ khác
nhau, và gần 500 triệu người thiếu nước sạch để uống. Ngoài các vấn đề ô nhiễm ở các
nước đang phát triển, các nước công nghiệp cũng phải liên tục đấu tranh chống lại vấn
8
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
đề ô nhiễm. Trong báo cáo quốc gia gần đây nhất về chất lượng nước tại Hoa Kỳ, 45%
diện tích sông suối, 47% diện tích các hồ và 32% các vịnh, cửa sông được xếp vào loại
ô nhiễm [40].
Ở Anh Quốc: Đầu thế kỷ 19, nước sông Thames rất sạch. Nó trở thành ống cống
lộ thiên vào giữa thế kỷ này. Các sông khác cũng có tình trạng tương tự trước khi người
ta đưa ra các biện pháp xử lý và bảo vệ nghiêm ngặt. Nước Pháp: kỹ nghệ phân tán và
nhiều sông lớn nhưng vấn đề cũng không khác bao nhiêu. Dân Paris còn uống nước
sông Seine đến cuối thế kỷ 18. Từ đó vấn đề đổi khác: các sông lớn và nước ngầm nhiều
nơi không còn dùng làm nước sinh hoạt được nữa, 5000 km sông của Pháp bị ô nhiễm
mãn tính. Sông Rhin chảy qua vùng kỹ nghệ hóa mạnh, khu vực có hơn 40 triệu người,

là nạn nhân của nhiều tai nạn thêm vào các nguồn ô nhiễm thường xuyên. Ở Hoa Kỳ,
tình trạng thảm thương ở bờ phía đông cũng như nhiều vùng khác. Vùng Đại Hồ bị ô
nhiễm nặng, trong đó hồ Erie, Ontario đặc biệt nghiêm trọng [40].
1.2.2. Tại Việt Nam
Hiện nay ở Việt Nam, mặc dù các cấp, các ngành đã có nhiều cố gắng trong việc
thực hiện chính sách và pháp luật về bảo vệ môi trường, nhưng tình trạng ô nhiễm nước
là vấn đề rất đáng lo ngại.
Tốc độ công nghiệp hoá và đô thị hoá khá nhanh và sự gia tăng dân số gây áp lực
ngày càng nặng nề dối với tài nguyên nước trong vùng lãnh thổ. Môi trường nước ở
nhiều đô thị, khu công nghiệp và làng nghề ngày càng bị ô nhiễm bởi nước thải, khí thải
và chất thải rắn. ở các thành phố lớn, hàng trăm cơ sở sản xuất công nghiệp đang gây ô
nhiễm môi trường nước do không có công trình và thiết bị xử lý chất thải. Ô nhiễm
nước do sản xuất công nghiệp là rất nặng. Ví dụ: ở ngành công nghiệp dệt may, ngành
công nghiệp giấy và bột giấy, nước thải thường có độ pH trung bình từ 9-11; chỉ số nhu
cầu ô xy sinh hoá (BOD), nhu cầu ô xy hoá học (COD) có thể lên đến 700mg/1 và
2.500mg/1; hàm lượng chất rắn lơ lửng... cao gấp nhiều lần giới hạn cho phép. Hàm
lượng nước thải của các ngành này có chứa xyanua (CN-) vượt đến 84 lần, H
2
S vượt 4,2
9
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
lần, hàm lượng NH
3
vượt 84 lần tiêu chuẩn cho phép nên đã gây ô nhiễm nặng nề các
nguồn nước mặt trong vùng dân cư.
Mức độ ô nhiễm nước ở các khu công nghiệp, khu chế xuất, cụm công nghiệp tập
trung là rất lớn. Tại cụm công nghiệp Tham Lương, thành phố Hồ Chí Minh, nguồn
nước bị nhiễm bẩn bởi nước thải công nghiệp với tổng lượng nước thải ước tính
500.000 m
3

/ngày từ các nhà máy giấy, bột giặt, nhuộm, dệt. ở thành phố Thái Nguyên,
nước thải công nghiệp thải ra từ các cơ sở sản xuất giấy, luyện gang thép, luyện kim
màu, khai thác than; về mùa cạn tổng lượng nước thải khu vực thành phố Thái Nguyên
chiếm khoảng 15% lưu lượng sông Cầu; nước thải từ sản xuất giấy có pH từ 8,4-9 và
hàm lượng NH
4
là 4mg/1, hàm lượng chất hữu cơ cao, nước thải có màu nâu, mùi khó
chịu…. Khảo sát một số làng nghề sắt thép, đúc đồng, nhôm, chì, giấy, dệt nhuộm ở Bắc
Ninh cho thấy có lượng nước thải hàng ngàn m
3
/ ngày không qua xử lý, gây ô nhiễm
nguồn nước và môi trường trong khu vực. Tình trạng ô nhiễm nước ở các đô thị thấy rõ
nhất là ở thành phố Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh. Ở các thành phố này, nước thải
sinh hoạt không có hệ thống xử lý tập trung mà trực tiếp xả ra nguồn tiếp nhận (sông,
hồ, kênh, mương). Mặt khác, còn rất nhiều cơ sở sản xuất không xử lý nước thải, phần
lớn các bệnh viện và cơ sở y tế lớn chưa có hệ thống xử lý nước thải; một lượng rác thải
rắn lớn trong thành phố không thu gom hết được… là những nguồn quan trọng gây ra ô
nhiễm nước. Hiện nay, mức độ ô nhiễm trong các kênh, sông, hồ ở các thành phố lớn là
rất nghiêm trọng và đáng báo động [41].
Ở thành phố Hà Nội, tổng lượng nước thải của thành phố lên tới 300.000 -
400.000 m
3
/ngày; hiện mới chỉ có 5/31 bệnh viện có hệ thống xử lý nước thải, chiếm
25% lượng nước thải bệnh viện; 36/400 cơ sở sản xuất có xử lý nước thải; lượng rác
thải sinh hoại chưa được thu gom khoảng 1.200m
3
/ngày đang xả vào các khu đất ven
các hồ, kênh, mương trong nội thành; chỉ số BOD, oxy hoà tan, các chất NH
4
, NO

2
, NO
3
ở các sông, hồ, mương nội thành đều vượt quá quy định cho phép. Ở thành phố Hồ Chí
Minh thì lượng rác thải lên tới gần 4.000 tấn/ngày; chỉ có 24/142 cơ sở y tế lớn là có xử
lý nước thải; khoảng 3.000 cơ sở sản xuất gây ô nhiễm thuộc diện phải di dời.
Không chỉ ở Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh mà ở các đô thị khác như Hải Phòng,
Huế, Đà Nẵng, Nam Định, Hải Dương… nước thải sinh hoạt cũng không được xử lý độ
ô nhiễm nguồn nước nơi tiếp nhận nước thải đều vượt quá tiểu chuẩn cho phép (TCCP),
10
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
các thông số chất lơ lửng (SS), BOD; COD; oxy hoà tan (DO) đều vượt từ 5-10 lần,
thậm chí 20 lần TCCP.
Về tình trạng ô nhiễm nước ở nông thôn và khu vực sản xuất nông nghiệp, hiện
nay Việt Nam có gần 76% dân số đang sinh sống ở nông thôn là nơi cơ sở hạ tầng còn
lạc hậu, phần lớn các chất thải của con người và gia súc không được xử lý nên thấm
xuống đất hoặc bị rửa trôi, làm cho tình trạng ô nhiễm nguồn nước về mặt hữu cơ và vi
sinh vật ngày càng cao. Theo báo cáo của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, số vi
khuẩn Fecacoliform trung bình biến đổi từ 1.500-3.500 MNP/100ml ở các vùng ven
sông Tiền và sông Hậu, tăng lên tới 3800-12.500 MNP/100ML ở các kênh tưới tiêu.
Trong sản xuất nông nghiệp, do lạm dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật, các nguồn
nước ở sông, hồ, kênh, mương bị ô nhiễm, ảnh hưởng lớn đến môi trường nước và sức
khoẻ nhân dân.
Theo thống kê của Bộ Thuỷ sản, tổng diện tích mặt nước sử dụng cho nuôi trồng
thuỷ sản đến năm 2001 của cả nước là 751.999 ha. Do nuôi trồng thuỷ sản ồ ạt, thiếu
quy hoạch, không tuân theo quy trình kỹ thuật nên đã gây nhiều tác động tiêu cực tới
môi trường nước. Cùng với việc sử dụng nhiều và không đúng cách các loại hoá chất
trong nuôi trồng thuỷ sản, thì các thức ăn dư lắng xuống đáy ao, hồ, lòng sông làm cho
môi trường nước bị ô nhiễm các chất hữu cơ, làm phát triển một số loài sinh vật gây
bệnh và xuất hiện một số tảo độc; thậm chí đã có dấu hiệu xuất hiện thuỷ triều đỏ ở một

số vùng ven biển Việt Nam [42].
1.2.3. Các biện pháp khắc phục, xử lý
Trong thành phần nước ô nhiễm có chứa nhiều loại tạp chất nhiễm bẩn có tính chất
khác nhau: từ các loại chất không tan, đến các chất ít tan và những hợp chất tan trong
nước. Xử lý nước ô nhiễm là loại bỏ các tạp chất đó, làm sạch nước và có thể đưa nước
đổ vào nguồn hoặc đưa vào tái sử dụng. Để đạt được những mục đích đó chúng ta
thường dựa vào đặc điểm của từng loại tạp chất để lựa chọn phương pháp xử lý thích
hợp.
Thông thường có các phương pháp xử lý sau [43] :
 Xử lý bằng phương pháp hóa học.
 Xử lý bằng phương pháp hóa lý.
 Xử lý bằng phương pháp sinh học.
11
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
Bảng 1. Các phương pháp xử lý ô nhiễm môi trường nước
Phương pháp Ưu điểm Nhược điểm Cách thực hiện Kết quả
Hóa học Dùng để xử lí
các chất hòa tan
trong hệ thống
cấp nước khép
kín
Chi phí cao, là
phương pháp
hỗ trợ cho
phương pháp
sinh học
Sử dụng các tác
nhân hóa học
để xử lí bằng
các phản ứng

trung hòa, oxy
hóa, khử,…
Loại bỏ các
chất hữu cơ, vô
cơ khó phân
huỷ, các chất
hóa học không
mong muốn
(kim loại
nặng…).
Hóa lý Hiệu quả cao
hơn các
phương pháp
khác
Có thể tự động
hóa
Loại bỏ được
các chất hữu cơ
không bị oxy
hóa
Chi phí thấp
Phạm vi áp
dụng tương đối
hẹp, khó áp
dụng trên quy
mô lớn.
Lọc, đông tụ,
keo tụ, tuyển
nổi, hấp phụ,
thẩm thấu

ngược, siêu lọc,
thẩm tách, điện
thẩm tách…
Loại ra khỏi
nước thải các
hạt phân tán lơ
lửng (rắn và
lỏng), các khí
tan, chất vô cơ
và hữu cơ hòa
tan, độ màu, độ
đục, COD,
BOD của nước
thải.
Sinh học Chi phí thấp, dễ
thực hiện, thân
thiện với môi
trường.
Sử dụng ao
sinh học hiếu
khí, cánh đồng
tưới, lọc sinh
học, Aerotank,
mương oxy
hóa, UASB, kỵ
khí tiếp xúc…
Làm sạch nước
có chứa các
chất hữu cơ hòa
tan hoặc các

chất phân tán
nhỏ, keo. Khử
các hợp chất
sunfit, muối
amoni nitrat.
12
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học gồm các phương pháp được trình bày
trong hình 1.3.
Tùy điều kiện cụ thể như địa hình, tính chất và khối lượng nước thải, khí hậu, mặt
bằng nơi cần xử lý, kinh phí cho phép với công nghệ thích hợp, người ta sẽ chọn một
trong những phương pháp trên hay kết hợp với nhau để xử lý ô nhiễm.
Hình 1. Sơ đồ các phương pháp sinh học xử lý ô nhiễm môi trường
1.3. Ô nhiễm kim loại nặng trong nước
1.3.1. Giới thiệu chung về kim loại nặng
Kim loại nặng là những kim loại có phân tử lượng lớn hơn 52(g) bao gồm một số
loại như As, Cd, Cr, Cu
2+
, Pb, Hg, Se, Zn….. chúng có nguồn gốc từ các nguồn nước
thải trong công nghiệp, nông nghiệp cũng như trong tự nhiên [43]. Ví dụ: Cd có nguồn
gốc từ chất thải công nghiệp, trong chất thải khi khai thác quặng; Cr có trong nước thải
mạ kim loại của sản phẩm gốc crôm; Pb trong công nghiệp than, dầu mỏ; Hg có trong
chất thải công nghiệp khai thác khoáng sản, thuốc trừ sâu.
Các kim loại nặng này đều có những tác hại nhất định như As có thể gây ung thư,
Cd có thể gây ra huyết áp cao, đau thận phá huỷ các mô và tế bào máu; chì rất độc ảnh
hưởng tới thận và thần kinh hay thủy ngân là một kim loại rất độc.
Các kim loại này khi thải vào nước làm cho nước bị nhiễm bẩn và mất đi một số
tính chất hoá lý đặc biệt cũng như những tính chất và thành phần thay đổi làm ảnh
13
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN

hưởng xấu đến môi trường sinh thái và sức khoẻ con người. Việc nhận biết nước bị ô
nhiễm có thể căn cứ vào trạng thái hoá học, vật lý, hoá lý, sinh học của nước.
Hình 1. Các tác hại của kim loại nặng
Số lượng ngày càng tăng của kim loại nặng trong môi trường là nguyên nhân gây
nhiễm độc đối với đất, không khí và nước. Việc loại trừ các thành phần chứa kim loại
nặng độc ra khỏi các nguồn nước, đặc biệt là nước thải công nghiệp là mục tiêu môi
trường quan trọng bậc nhất phải giải quyết hiện nay.
1.3.2. Nguyên nhân gây ô nhiễm kim loại nặng trong nước
Sự tập trung công nghiệp và đô thị hoá cao độ gây tác động lớn đối với môi
trường, trong đó có môi trường nước. Các dòng xả nước thải gây ô nhiễm môi trường
nước mặt, nước ngầm, gây ô nhiễm đất. Các nguồn nước thải chính ở các đô thị và khu
công nghiệp hiện nay là:
Nước thải từ các cơ sở công nghiệp, thủ công nghiệp, đều chưa qua xử lý hoặc chỉ
xử lý sơ bộ. Các chất ô nhiễm trong nước thải công nghiệp rất đa dạng, có cả chất hữu
cơ, dầu mỡ, kim loại nặng,... Nồng độ COD, BOD, DO, tổng coliform đều không đảm
bảo tiêu chuẩn cho phép đối với nước thải xả ra nguồn. Nước mưa chảy tràn, đặc biệt là
nước mưa đợt đầu.
Tình trạng ô nhiễm nước rõ ràng nhất là ở Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh, Hải
Phòng, Đà Nẵng, Huế, Nam Định, Hải Dương và các thành phố, thị xã lớn. Tại Hà Nội,
hầu như các chất thải sinh hoạt và công nghiệp đều không được xử lý.
Trong số 82 khu công nghiệp mới, chỉ khoảng 20 khu công nghiệp có trạm xử lý
nước thải tập trung. Đó là các trạm xử lý nước thải tại Khu Công nghiệp Bắc Thăng
Long, Khu Công nghiệp Nội Bài ở Hà Nội; Khu Công nghiệp Nomura ở Hải Phòng,
Khu Công nghiệp Việt Nam - Xingapo ở Bình Dương,... Số khu công nghiệp còn lại vẫn
chưa có trạm xử lý nước thải tập trung. Trong số các doanh nghiệp đã khảo sát, năm
14
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
2002, có tới 90% số doanh nghiệp không đạt yêu cầu về tiêu chuẩn chất lượng dòng xả
nước thải xả ra môi trường. 73% số doanh nghiệp xả nước thải không đạt tiêu chuẩn, do
không có các công trình và thiết bị xử lý nước thải. Có 60% số công trình xử lý nước

thải hoạt động vận hành không đạt yêu cầu. Nước thải hiện thời chưa được phân loại
[41].
Trong tương lai gần, hệ thống thoát nước của các thành phố sẽ được cải tạo nhiều
hơn và việc sử dụng lại hệ thống thoát chung là điều không tránh khỏi. Rất cần thiết
nghiên cứu, cụ thể hóa các phương án cải tạo các hệ thống chung trở thành các hệ thống
thoát nước nửa riêng, chọn ra các phương án cải tạo, chia tách nước thải hợp lý nhất.
1.3.3. Xử lý kim loại nặng bằng chất hấp thụ sinh học
Các kim loại nặng như chì, đồng, kẽm, cadmium và niken nằm trong số các chất ô
nhiễm độc hại độc nhất hiện nay trong nước biển, đất và nước thải công nghiệp. Ngoài
tác dụng độc tính ngay cả ở nồng độ thấp, các kim loại nặng còn có thể tích lũy trong
chuỗi thực phẩm dẫn đến các mối nguy hiểm về sinh thái và sức khỏe của con người. ví
dụ như đồng, một mặt cần thiết cho đời sống và sức khỏe của con người, tuy nhiên mặt
khác lại có tác động xấu đến môi trường và chính sức khỏe con người. Ở người, kim
loại đồng có thể gây ra các bệnh nghiêm trọng như suy dạ dày đường ruột, thiếu máu và
suy thận [4,5]. Các nguồn gây ô nhiễm đồng trong nước thải bao gồm công nghiệp mạ,
làm sạch kim loại, khai thác khoáng sản, sản xuất phân bón, giấy và các ngành công
nghiệp dầu khí. Nồng độ đồng trong nước thải có thể đạt giá trị là 1000 mg/l [6]. Ngoài
ra, đồng có thể được tìm thấy như là một chất gây ô nhiễm trong thực phẩm, đặc biệt ở
nấm, quả hạch, chocolate [7].
Để giảm thiểu những tác động bất lợi của các kim loại nặng, nhiều chính phủ và
các cơ quan môi trường trên thế giới đã đưa ra những tiêu chuẩn nghiêm ngặt về nồng
độ kim loại nặng tối đa cho phép trong nước thải xả vào môi trường nước. Điều này
cũng đồng thời khuyến khích các nhà nghiên cứu không ngừng tìm kiếm và đưa ra các
công nghệ một mặt làm giảm nồng độ kim loại nặng trong nước thải đến mức tối đa,
đồng thời phải thân thiện với môi trường. Các phương pháp thông thường để xử lý nước
thải có chứa kim loại nặng bao gồm kết tủa hóa học, trao đổi ion, chiết dung môi, thẩm
thấu ngược, hấp thụ…. Tuy nhiên, hầu hết các phương pháp này đều có chung nhược
điểm là chi phí thực hiện cao, tạo ra bùn đỏ độc hại, nhu cầu hóa chất ban đầu liên tục,
nước sau khi xử lý vẫn có hàm lượng kim loại nặng cao hơn mức cho phép [8].
15

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
Hấp thụ sinh học, trong đó sử dụng các loại sinh khối khác nhau hay các hợp chất
có nguồn gốc tự nhiên đóng vai trò là chất hấp thụ, được xem là một phương pháp thay
thế hấp dẫn cho các phương pháp hóa lý truyền thống nhằm loại bỏ kim loại nặng từ
môi trường đất và môi trường nước [9,10,11,12,13,14]. Loại bỏ kim loại bằng chất hấp
thụ sinh học có thể xem là một phương pháp tương đối mới, nó có thể được áp dụng để
xử lý trong các khu vực nước cạn (1-5m) và có nồng độ kim loại thấp (1-20mg/l) [15].
Một số nguyên liệu sinh học đã cho thấy khả năng loại bỏ kim loại nặng rất hiệu quả,
nhưng chi phí lại thấp so với công suất đạt được và có thể được áp dụng trên một quy
mô rộng lớn và toàn diện [16,17].
Nhiều loại sinh khối chết cho hiệu suất hấp thu kim loại rất cao, trong đó có vi
khuẩn [18], tảo [19], nấm men [20] và nấm mốc [21]. Trong số này, sinh khối tảo được
sử dụng như một nguyên liệu hấp thụ vì nhiều lý do: tảo có sẵn với số lượng lớn, đặc
biệt là tảo biển, tảo được trồng trên toàn thế giới, và giá thành tương đối rẻ.
Các nghiên cứu gần đây về hấp thụ sinh học kim loại trên tảo biển cho thấy một
tiềm năng hấp thụ thú vị của một số loại tảo như Ascophyllum nodosum, Sargassum
bacularia [22,23,24], Ecklonia radiata [25], Scenedesmus abundans [26], Sargassum
fluitans [27]. Thành tế bào của các chất hấp thụ sinh học bao gồm chất béo,
polysaccharide và protein. Các polyme sinh học được cấu tạo từ những nhóm chức khác
nhau như –COOH, -OH, -CO
3
, -PO
4
, phenol, imidazol… có thể tạo thành các phức chất
kết hợp với các ion kim loại [11,12,13,14,28] , khả năng kết hợp phụ thuộc vào số lượng
các phối tử, sự phân bố các nhóm chức trên thành tế bào và ái lực của chúng đối với các
ion kim loại. Đặc điểm của thành tế bào các loài vi tảo là xốp và cho phép các phân tử
và ion kim loại tự do có thể bám vào. Các thành phần của tế bào còn cung cấp các nhóm
chức có khả năng liên kết trực tiếp với ion kim loại nặng. Những tế bào này có thể được
sử dụng ở trạng thái sống hoặc chết [11]. Tuy nhiên, trong ứng dụng thực tế, việc sử

dụng sinh khối chết tỏ ra thuận tiện hơn sinh khối sống vì khi sử dụng sinh khối sống
đòi hỏi phải có quá trình bổ sung các điều kiện tối ưu cho vi tảo nên sẽ làm tăng nhu cầu
oxy sinh học (BOD) hoặc nhu cầu oxy hóa học (COD) trong nước thải [10]. Ngoài ra
sinh khối chết còn không bị ảnh hưởng bởi độc tính của các kim loại, chúng có thể được
huấn luyện trong điều kiện hóa học và vật lý để có thể nâng cao hiệu suất hấp thụ, và
các kim loại sau khi được hấp thụ có thể dễ dàng thu hồi từ sinh khôi thông qua các
16
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
phương pháp hóa học và vật lý, từ đó có thể sử dụng sinh khối vi tảo chết nhiều lần, làm
giảm chi phí thực hiện [11,12,13,14,28,29].
Tuy nhiên, chỉ có một số rất ít các nghiên cứu đã được thực hiện bằng cách sử
dụng sinh khối của giống vi tảo phổ biến nhất hiện nay, Spirulina, như một chất hấp thụ
sinh học [30,31,32], tập trung nhấn mạnh vào việc loại bỏ kim loại đồng [33].
1.4. Giới thiệu về tảo spirulina
1.4.1. Phân loại
Theo phân loại mới nhất, Spirulina platensis thuộc:
 Chi Arthrospira.
 Họ Phormidiaceae.
 Bộ Oscillatoriales (phân loại theo hệ thống Bergey, 1994).
 Lớp Chroobacteria.
 Ngành Cyanobacteria.
Do hình dạng “lò xo xoắn” dưới kính hiển vi nên được gọi là Spirulina với tên
khoa học là tảo Spirulina platensis (bắt nguồn từ chữ spire, spiral có nghĩa là “xoắn ốc”)
và trước đây được coi là thuộc chi Spirulina.
Thực ra đây không phải là sinh vật thuộc tảo (algae) vì tảo thuộc sinh vật có nhân
thật (Eukaryota). Spirulina thuộc vi khuẩn lam (Cyanobacteria) nên chúng thuộc sinh
vật nhân sơ hay nhân nguyên thủy (Prokaryote).
1.4.2. Hình thái
Spirulina tồn tại dưới dạng thể đa bào, dạng sợi. Dưới kính hiển vi Spirulina là
những sợi màu xanh lục hay xanh lam, tế bào dạng trụ tròn không phân nhánh, không dị

bào, xoắn kiểu lò xo và không đều nhau, ở hai đầu xoắn thường hẹp. Những sợi tảo di
chuyển bằng cách trượt dài dọc theo trục.
Tùy thuộc vào từng sợi tảo, hoặc từng giai đoạn phát triển mà có kích thước khác
nhau. Đối với Spirulina platensis thì kích thước sợi tảo là 60µm/1 vòng xoắn, chiều
rộng của sợi là 6 – 8µm. Trong điều kiện nuôi cấy tối ưu tảo có thể dài đến 20mm.
17
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN

Hình 1. Hình thái tảo Spirulina platensis quan sát dưới kính hiển vi
1.4.3. Cấu tạo
Bằng lát cắt cực mỏng khi quan sát dưới kính hiển vi, thành tế bào của Spirulina
có 4 lớp:
 Lớp ngoài cùng: gọi là lớp thứ IV được sắp xếp đều nhau, song song với trục
chính. Lớp này được xem như là thành tế bào của vi khuẩn gram âm.
 Lớp thứ III: được tạo thành từ những sợi protein bao quanh cơ thể.
 Lớp thứ II: chứa peptidoglycan, được xếp gấp lại hướng vào trong của sợi tảo.
 Lớp thứ I: nằm sát vào lớp thứ II.
Vách tế bào được ví như cái đĩa mỏng, bao lấy phân bên trong cơ thể và được cấu
tạo chủ yếu bằng peptidoglycan nên nhạy cảm với lysozyme và dễ dàng tiêu hóa trong
ống tiêu hóa của người và động vật. Nhưng khi phân tích các hoạt chất muốn chiết xuất
thì nhất thiết phải phá vỡ màng tế bào.
Tế bào có dạng hình trụ, liên kết lại thành chuỗi. Giữa các tế bào có vách ngăn,
những vách ở đầu sợi thường dày hơn. Vì vậy, đây là cơ thể đa bào, mỗi sợi có khoảng
100 tế bào.
Các tế bào riêng rẽ thường có kích thước khoảng 5µm, rộng khoảng 2µm. Tế bào
chưa có nhân điển hình, vùng nhân không rõ ràng.
Trong tế bào chất có chứa các túi không bào khí, có đường kính khoảng 0.065µm,
dài khoảng 1µm. Nhờ các túi khí này mà tế bào nổi được trên mặt nước, tạo điều kiện
thuận lợi cho thu vớt sinh khối.
1.4.4. Đặc điểm sinh sản

Spirulina sinh sản vô tính, từ những sợi trưởng thành bị gãy thành một số đoạn,
mỗi đoạn mang một số vòng xoắn (hormogonia), trải qua giai đoạn hình thành các
necridia từ sợi mẹ. Trong giai đoạn này tế bào bị lõm hai mặt và tạo nên sự phân cắt,
18
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
tách khỏi sợi mẹ thành các đoạn hormogonia. Trong quá trình phát triển các đầu sợi
hormogonia trở nên tròn, khi đó vách tế bào có chiều dày không đổi và các đĩa lõm
được tách rời. Dần dần, các đoạn hormogonia dài ra, xoắn lại, rồi trưởng thành và vòng
đời của Spirulina được khép lại. Trong giai đoạn sinh sản, lượng sắc tố ít hơn bình
thường nên tế bào có màu nhạt hơn.
Trong môi trường tối ưu (nuôi phòng thí nghiệm), vòng đời của Spirulina là
khoảng 1 ngày. Ở điều kiện không thuận lợi (phụ thuộc vào điều kiện thời tiết) thì vòng
đời kéo dài từ 3 – 5 ngày.
1.4.5. Ứng dụng của tảo Spirulina trong xử lý môi trường
Nhiều nhà khoa học trên thế giới đã nghiên cứu khả năng xử lý nước thải bằng vi
tảo, và kết quả thu được rất khả quan. Vi tảo không những loại bỏ hiệu quả các hợp chất
của N, P mà còn có khả năng hấp thu tốt các kim loại nặng độc hại có trong nước thải.
Đáng chú ý hơn là hiệu quả loại bỏ kim loại nặng trong các thí nghiệm này rất cao, từ
70% trở lên. Việc xử lý nước bằng vi tảo vừa có hiệu quả cao, vừa giảm chi phí thực
hiện và không ảnh hưởng đến môi trường.
Hiện nay, nhiều nhà khoa học trên thế giới đã và đang nghiên cứu và thử nghiệm
các loại vi tảo khác nhau nhằm loại bỏ kim loại nặng trong nước. Kết quả họ thu được
cũng rất khả quan, mở ra một triển vọng to lớn trong công nghệ xử lý môi trường nước.
Năm 2004, Solicio và cộng sự đã thử nghiệm hấp thụ kim loại đồng trên sinh khối khô
và sinh khối tái ngậm nước của tảo Spirulina platensis, kết quả là lượng đồng bị loại bỏ
tối đa lên đến 95% trong thời gian từ 4h. Ở một thí nghiệm khác, Solicio và các cộng sự
(2007) đã thay kim loại đồng bằng một kim loại khác độc hại hơn là Cadmium, hiệu quả
loại bỏ Cadmium ra khỏi nước lên đến 98%. Ngoài ra, nhiều nhà khoa học khác cũng
tiến hành thí nghiệm trên nhiều loại tảo khác nhau như Spirogyra insignis, Chondrus
crispus, Codium vermilara, Ascophyllum nodosum, Aaparagopsis armata, Chlorella

vulgaris [35], Scenedesmus abundans [26], Chlamydomonas reinhardtii [34]… kết hợp
với nhiều kim loại nặng khác nhau như Cd, Zn, Cu
2+
, Ni, Pb. Và khả năng hấp thụ của
các loại tảo này đều không ít hơn 60%, đây thực sự là những kết quả triển vọng để có
thể áp dụng phương pháp này rộng khắp trên toàn thế giới.
Tóm lại, kim loại nặng là một mối nguy lớn có trong nước. Tác hại của kim loại
nặng không chỉ làm mất đi một số tính chất hóa lý đặc biệt, gây nhiễm độc đối với nước
mà còn có thể gây nhiều bệnh tật lên con người và sinh vật tiếp xúc với nguồn nước đó.
19
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
Hiện nay, ở nhiều nơi trên thế giới và ngay tại Việt nam, người dân vẫn chưa có nước
sạch để sinh hoạt hàng ngày, trong khi đó một lượng nước lớn vẫn bị nhiễm độc và lãng
phí. Do đó, việc loại bỏ kim loại nặng ra khỏi nước là một vấn đề hết sức cấp thiết và
đầy ý nghĩa hiện nay.
Hầu hết các kim loại nặng như Pb, Hg, Cd, As, Cu
2+
, Zn, Fe, Cr, Co, Mn, Se, Mo...
tồn tại trong nước ở dạng ion với kích thước rất nhỏ, với số lượng rất lớn. Chúng phát
sinh từ nhiều nguồn khác nhau, trong đó chủ yếu là từ các hoạt động công nghiệp. Khác
với các chất thải hữu cơ có thể tự phân hủy trong đa số trường hợp, các kim loại nặng
khi đã phóng thích vào môi trường thì sẽ tồn tại lâu dài và không phân hủy. Chúng tích
tụ vào các mô sống qua chuỗi thức ăn mà ở đó con người là mắt xích cuối cùng. Nước
sau khi được xử lý bằng các phương pháp hóa lý hay hóa học vẫn còn lại một lượng kim
loại nhất định và có thể tích tụ theo thời gian. Do vậy không thể sử dụng các phương
pháp này để loại bỏ kim loại nặng.
Mặc dù phương pháp sinh học sử dụng thực vật thủy sinh hay vật liệu sinh học vẫn
có khả năng hấp thụ kim loại nặng thành công, nhưng hiệu quả khi sử dụng vi tảo là
vượt trội so với những nguyên liệu khác. Một số ưu thế đặc biệt khi sử dụng vi tảo so
với tất cả các phương pháp khác:

 Nhiều loại vi tảo có khả năng thu nhận kim loại nặng ở mức độ cao, nồng độ
kim loại nặng tích lũy bên trong các cấu trúc tế bào của chúng có thể cao gấp hàng
nghìn lần nồng độ trong tự nhiên.
 Diện tích bề mặt riêng của sinh khối vi tảo vô cùng lớn làm cho chúng rất hiệu
quả trong việc loại trừ và tái thu hồi kim loại nặng trong nước.
 Sự hấp thu sinh học các ion kim loại nhờ tảo tốt hơn so với sự kết tủa hóa học
ở khả năng thích nghi với sự thay đổi pH và nồng độ kim loại nặng; tốt hơn
phương pháp trao đổi ion và thẩm thấu ngược ở khả năng nhạy cảm với sự hiện
diện của chất rắn lơ lửng, các chất hữu cơ, và sự hiện diện của các kim loại khác.
 Có khả năng xử lý với một thể tích lớn nước thải với tốc độ nhanh.
 Có tính chọn lọc cao nên nồng độ kim loại nặng còn lại sau xử lý sinh học có
thể chỉ còn thấp hơn 1ppm trong nhiều trường hợp.
20
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
 Hệ thống xử lý sinh học không cần các thiết bị hóa chất đắt tiền, dễ vận hành,
phù hợp với các điều kiện hóa lý khác nhau nên giá thành thấp (chỉ bằng khoảng
1/10 giá thành của phương pháp trao đổi ion).
 Trong hoạt động quang hợp của mình, vi tảo còn thu nhận một lượng lớn khí
CO2, các muối dinh dưỡng, có tác dụng làm giảm hiệu ứng nhà kính, ngăn ngừa
và khắc phục tình trạng phì dưỡng (eutrophication) của môi trường nước.
 Tuy nhiên, khi sử dụng vi tảo vẫn còn gặp phải một số thách thức như:
 Việc thu hồi tảo từ môi trường xử lý khá khó khăn.
 Một số loại nước cần xử lý có chứa các thành phần hóa học có thể gây độc và
biến đổi cấu trúc của vi tảo.
 Khả năng hấp thu kim loại nặng của các loài tảo khác nhau là rất khác nhau.
Trong số hàng ngàn loài vi tảo đã được phân loại thì mới chỉ có rất ít loài được
nghiên cứu về khả năng thu nhận kim loại nặng của chúng. Việc tìm kiếm, chọn
lọc những chủng, loài tảo có khả năng hấp thu mạnh mẽ kim loại nặng là một
nhiệm vụ to lớn của các nhà nghiên cứu hiện nay.
Spirulina platensis là một trong những loại tảo có khả năng hấp thụ kim loại nặng

tốt nhất, đồng thời khả năng sinh sản của loại vi tảo này chính là những ưu điểm khiến
Spirulina platensis được chọn để thực hiện đề tài này.
Nhiệm vụ của báo cáo đề tài luận văn bao gồm:
 Trình bày rõ phương pháp xử lý (hấp thụ) kim loại nặng trong nước bằng
cách sử dụng vi tảo (Spirulina platensis).
 Khảo sát khả năng hấp thụ kim loại nặng (Cu
2+
) tại nhiều nồng độ khác
nhau, ứng với các nồng độ tảo khác nhau. So sánh khả năng hấp thụ của tảo
sống và tảo chết (đã sấy khô).
 Tìm ra nồng độ tối ưu của mỗi loại sinh khối mà tại đó hiệu suất hấp thụ
đạt mức tối đa.
21
CHƯƠNG II. PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
CHƯƠNG II. PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
2.1. Nguyên liệu
2.1.1. Chủng giống nghiên cứu
Giống vi sinh vật sử dụng trong đề tài nghiên cứu này là tảo Spirulina platensis,
được cung cấp bởi Bộ môn Công nghệ sinh học – Khoa Kỹ thuật Hóa học – Trường Đại
học Bách Khoa.
2.1.2. Môi trường sử dụng
Tảo Spirulina platensis được nuôi trong hai loại môi trường khác nhau:
• Môi trường 1: môi trường Zarrouk [2]
• Môi trường 2: môi trường SSM (Synthentic Spirulina Medium).
Lý do sử dụng 2 môi trường nuôi tảo Spirulina platensis khác nhau: nhằm tìm
được môi trường phát triển tối ưu của tảo Spirulina platensis và phù hợp với các bước
trong tiến trình thí nghiệm, từ đó có thể thu nhận sinh khối với số lượng lớn trong thời
gian ngắn nhất, đồng thời có thể thực hiện các bước thí nghiệm theo cách dễ dàng và
hiệu quả nhất.
2.2. Tiến trình thí nghiệm

2.2.1. Nội dung thí nghiệm
 Nuôi cấy và thu nhận sinh khối sống và chết (khô) của tảo Spirulina platensis.
 Khảo sát và so sánh khả năng hấp thụ kim loại Cu
2+
của hai loại tảo ở cùng
nồng độ và điều kiện. Hiệu suất hấp thụ tối đa cho từng loại sinh khối.
 Khảo sát và tìm ra nồng độ tối ưu của hai loại sinh khối để hấp thụ được tối đa
kim loại Cu
2+
.
 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ kim loại lên khả năng hấp thụ của tảo
Spirulina platensis .
2.2.2. Bố trí thí nghiệm
• Giai đoạn 1: Nhân giống tăng sinh khối tảo Spirulina platensis. Thời gian nuôi
tăng sinh khối tảo Spirulina platensis kéo dài khoảng 2 tháng thì thu được
lượng sinh khối thích hợp để tiến hành thí nghiệm.
22
CHƯƠNG II. PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
• Giai đoạn 2: Thu sinh khối khô (chết) của tảo Spirulina platensis: lượng tảo
sống được đem đi lọc (bằng giấy lọc) hoặc ly tâm để thu sinh khối, sau đó
tiến hành sấy và thu được sinh khối khô.
• Giai đoạn 3: Khảo sát khả năng hấp thụ kim loại đồng trên cả hai loại sinh khối
tảo Spirulina platensis tại một số nồng độ tảo và ion Cu
2+
khác nhau. Từ đó
so sánh giữa hai loại sống và chết, xác định được nồng độ hấp thụ tối ưu và
hiệu suất hấp thu tối đa cho từng loại sinh khối.
2.3. Cách thực hiện thí nghiệm
2.3.1. Nhân giống tảo Spirulina platensis
Tảo Spirulina platensis được nuôi cấy trong các bình nước biển 500ml, sau đó

được nhân giống sang bình nhựa 5 lít. Thời gian nhân giống có thể kéo dài từ 1 tuần đến
2 tuần. Tảo Spirulina platensis chỉ phát triển trên bề mặt môi trường, nơi có nhiều ánh
sáng để chúng phát triển. Quan sát bề mặt môi trường trong bình, khi thấy khối sinh
khối tảo Spirulina platensis (vì cấu tạo dạng xoắn và di chuyển được) có màu xanh lục
đậm và phủ kín bề mặt trên cùng thí tiến hành nhân giống sang bình khác.
2.3.2. Thu sinh khối khô
Tảo chết được thu từ cả hai môi trường nuôi cấy trên, và thu theo 2 phương pháp:
 Lọc bằng máy hút và giấy lọc. Sau đó cạo tảo ra đĩa petri. Sấy tảo qua đêm ở 50
o
C
và thu được tảo chết.
 Lọc bằng vợt lưới (vì tảo có dạng sợi) cho vào đĩa petri và sấy như trên.
Qua quá trình ly tâm và cảm nhận bằng tay, nhận thấy độ nhớt của môi trường 2
cao hơn nhiều so với môi trường 1: môi trường 2 tiến hành ly tâm 15ml trong vòng 40
phút, tốc độ 6000 vòng/phút nhưng không có kết quả, trong khi đó môi trường 1 đã thu
được dung dịch sạch tảo khi ly tâm 6000 vòng, trong 5 phút. Do đó chỉ tiến hành thu
nhận tảo nuôi bằng môi trường 1 bằng phương pháp ly tâm. Đối với tảo nuôi bằng môi
trường 2, đã thử thu nhận bằng phương pháp lọc sử dụng giấy lọc hoặc vợt lưới nhưng
thời gian thực hiện lâu và hiệu suất thu nhận không cao (dịch sau lọc vẫn còn lẫn nhiều
tảo).
Ngoài ra, đồng thời tiếp tục nuôi cấy tăng sinh khối tảo nhằm có đủ lượng tảo sống
đang trong thời kỳ tăng trưởng mạnh để tiến hành thí nghiệm.
2.3.3. Phương pháp khảo sát khả năng hấp thụ kim loại Cu
2+
:
23
CHƯƠNG II. PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
Để đảm bảo số lượng tế bào tảo sống và tảo chết trong mỗi thí nghiệm tương tự
nhau, đầu tiên cân chính xác khối lượng của tảo khô (tảo chết) ứng với các nồng độ xác
định 0.2, 0.4, 0.6 g/l. Sau đó, đặt dung dịch lên bếp khuấy từ, tiến hành khuấy từ 3 đến 6

tiếng, sau khi khuấy dung dịch tảo có màu đồng nhất. Tiếp theo, đem dung dịch tảo chết
đi đo OD bước sóng 678nm, mẫu trắng chuẩn là môi trường 1. Ghi nhận các giá trị OD
ứng với các nồng độ tảo khô (mỗi nồng độ của tảo chết tiến hành đo 3 lần độc lập rồi
lấy giá trị trung bình). Sau đó pha loãng các dung dịch tảo sống sao cho giá trị OD đo
được bằng với các giá trị OD của tảo chết, khi đó sẽ thu được các dung dịch tảo sống và
chết có số lượng tế bào tương đương nhau.
Bảng 2. Giá trị OD tương ứng với các nồng độ tảo
Nồng độ tảo (g/l) 0.2 0.4 0.6
OD 0.138 0.220 0.294
2.3.3.1. Thí nghiệm khảo sát khả năng hấp thụ đồng
Trong các thí nghiệm hấp thụ, dung dịch tảo vào khoảng 500ml được đặt trên bếp
từ, khuấy đều. Cân chính xác khối lượng CuSO
4
ứng với các nồng độ 160, 320 và 640
(mg/l) cho vào dung dịch tảo, vẫn khuấy đều. Cứ mỗi 10 phút trong 1h đầu tiên và 30
phút trong mỗi giờ sau đó lấy ra 50 ml mẫu. Chia đều vào 3 ống ly tâm, ly tâm ở 4
o
C,
tốc độ 6000 v/p, thời gian 5 phút thu được dịch sạch tảo. Hút 3 mẫu, mỗi mẫu 10ml vào
erlen 250ml.
2.3.3.2. Chuẩn độ bằng dung dịch EDTA với chất chỉ thị màu là
Bromocresol lục và P.A.N.
Nguyên tắc: chỉ thị bromocresol lục khi tác dụng với Cu
2+
sẽ tạo ra dung dịch có
màu tím. Khi EDTA dư tác dụng với chỉ thị sẽ cho dung dịch màu vàng chanh. Dựa vào
thời gian dung dịch đổi màu, ta có thể xác định được lượng Cu
2+
còn lại trong mẫu [3].
Thực hiện: Bổ sung vào erlen nước cất, dung dịch đệm pH 5, 3 giọt chỉ thi

Bromocresol lục và 4 giọt chỉ thị P.A.N, rồi chuẩn độ bằng EDTA 0,01M. Dịch mẫu ban
đầu có màu tím, khi chuẩn độ xong có màu vàng chanh. Ghi nhận các thể tích EDTA.
2.3.3.3. Tính kết quả
• Nồng độ CuSO
4
còn lại được tính như sau:
24
CHƯƠNG II. PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
1000160
)(10
)(01.0
4
××
×
=
×
=
ml
mlV
V
VC
C
EDTA
CuSO
EDTAEDTA
cl
Cu
(2.1)
• Hiệu suất hấp thụ đồng:
%100×

−
=
bđ
clbđ
Cu
CuCu
C
CC
H
(2.2)
25