ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay nền kinh tế vẫn đang trên đà phát triển kéo theo đó là sự phát triển của các ngành công nghiệp cùng với lƣợng thải lớn các chất thải chứa nhiều kim loại nặng, các chất hữu cơ khó và dễ phân hủy, các chất thải có độc tính cao,… có hại đến môi trƣờng và sức khỏe của con ngƣời. Ion kim loại nặng và những hợp chất của chúng đƣợc biết đến nhƣ các chất độc tiềm ẩn tồn tại lâu dài trong thiên nhiên và có khả năng tích tụ trong cơ thể sinh vật. Khi ở nồng độ cao, các ion kim loại nặng trong nƣớc gây những tác động xấu tới các hoạt động và quá trình duy trì các nguồn nƣớc trong thiên nhiên. Một số ion kim loại nặng độc hại nhƣ đồng, chì, cadimi, crom,.
có thể gây những rủi ro lâu dài đến sức khỏe con ngƣời và hệ sinh thái. Những kim loại này không có khả năng phân hủy sinh học và có xu hƣớng tích tụ trong cơ thể sống. Mặc dù sự có mặt của một số kim loại nặng ở một mức độ nào đó là cần thiết cho sự phát triển và tồn tại của sinh vật sống nhƣng chúng sẽ gây ra những phản ứng tiêu cực khi hàm lƣợng vƣợt quá giới hạn cho phép. Chính vì vậy, việc áp dụng các phƣơng pháp xử lý nhằm giảm thiểu hoặc loại bỏ kim loại nặng ra khỏi môi trƣờng là cần thiết và ngày càng đƣợc quan tâm để bảo vệ môi trƣờng sống và sức khỏe cộng đồng.
Các phƣơng pháp hóa lý và hóa học để xử lý kim loại nặng trong nƣớc đã đƣợc biết đến nhƣ phƣơng pháp kết tủa hóa học, điện hóa, trao đổi ion, hấp thụ sinh học, hấp phụ cộng kết hóa học. Mỗi phƣơng pháp đều có ƣu nhƣợc điểm nhất định và phạm vi ứng dụng khác nhau. Các công nghệ này cần bổ sung hóa chất vào dòng thải gây ô nhiễm thứ cấp hoặc giá thành cao, không kinh tế. Vì vậy, việc nghiên cứu và tìm kiếm các phƣơng pháp xử lý hiệu quả và kinh tế hơn là việc làm cấp thiết của các nhà khoa học.
Trong những năm gần đây, nghiên cứu tách các kim loại trong nƣớc bằng các vật liệu tự nhiên là một trong những hƣớng nghiên cứu mới, thân thiện với môi trƣờng vì ít phải bổ sung hoá chất vào dòng thải nên không gây ảnh hƣởng thứ cấp tới môi trƣờng mà còn có thể thu hồi kim loại. Một số vật liệu giá thành 1 thấp đã đƣợc các nhà nghiên cứu ở nhiều nƣớc nghiên cứu để xử lý kim loại nặng trong nƣớc. Các kết quả nghiên cứu đã chứng minh rằng những vật liệu có sẵn ở địa phƣơng có thể sử dụng để thay thế vật liệu hấp phụ đắt tiền. Do đó, những nghiên cứu tìm tòi về lĩnh vực này vẫn luôn đƣợc quan tâm và việc phát hiện khả năng loại bỏ kim loại của những loài thực vật bản địa ít giá trị kinh tế sẽ mang lại lợi ích môi trƣờng và cả lợi ích kinh tế.
Để đóng góp vào hƣớng nghiên cứu tiềm năng này, đề tài đã đƣợc lựa chọn thực hiện là: “Nghiên cứu biến tính vật liệu từ vỏ cây Dướng để xử lý một số chất ô nhiễm trong nước”. Cây Dƣớng là loài cây gỗ nhỏ thuộc họ Dâu tằm, mọc hoang dã trong tự nhiên. Vỏ Dƣớng là loại vỏ tốt để sản xuất giấy và đem lại lợi ích về kinh tế. Khóa luận lựa chọn vỏ cây Dƣớng để xử lý chất ô nhiễm trong nƣớc nhằm phát triển công nghệ xử lý nƣớc thải.
2 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Giới thiệu về cây Dƣớng 1. Tên khoa học [20] Họ Dâu tằm: Moraceae Giới: Plantae Bộ: Rosales Họ: Moraceae Chi: Broussonetia Loài: B. Papyrifera Hình 1: Cây Dướng 1.
Nguồn gốc [19] Cây Dƣớng có nguồn gốc ở vùng ôn đới và nhiệt đới Đông Nam Á bao gồm Miến Điện, Cambodge, Đại Hàn, Lào, Malaisia, Thái Lan và Việt Nam, nơi đây cây Dƣớng có thể đạt đến 15 – 20 m bề cao, trong môi trƣờng thiên nhiên. Cây Dƣớng đƣợc du nhập vào Âu Châu khoảng năm 1750. Lần đầu tiên đến chỉ mang vào toàn cây đực ♂, cây cái ♀ đƣợc đem đến sau. Cây Dƣớng đƣợc du nhập để sử dụng nhƣ một cây cho bóng mát với sự tăng trƣởng rất nhanh.
Cây Dƣớng trồng trong những bản địa của vùng Thái Bình Dƣơng dùng để chế biến ra vải từ vỏ cây 1. Đặc điểm hình thái [19] Thân gỗ nhỏ, đơn phái biệt chu, hoa đực và hoa cái mang trên 2 thân khác nhau, cây có lá rụng, có thể đạt đến 15 m chiều cao, vỏ láng, màu xám, hơi có đƣờng rạch. Nhánh hơi ngang có lông màu nâu đỏ, rỉ ra những nhựa trắng nếu bị tổn thƣơng. Gỗ mềm, và bở, chồi nụ hình chóp.
3 Lá mọc cách, to, từ 7 đến 20 cm, hình dạng thay đổi, (kể cả cùng một nhánh), phiến lá nguyên dạng hình trái tim, hình xoan, có thùy cạn hay sâu, với những lá có thùy thƣờng ở trên những cây non, gân lá hình chân vịt, phát xuất từ đáy 3, bìa lá không đều có răng, mặt trên nhám, mặt dƣới mềm, cuống lá dài 5 cm, có lông, lá bẹ hình tam giác, cao 8 mm Đơm hoa, gồm hoa đực và hoa cái. Hoa đực (tiểu nhụy) dạng gié đuôi mèo thòng dài, xoắn, 6 đến 8 cm, gồm nhiều hoa nhỏ hợp lại, có cuống ngắn, hoa 4 phân, 4 lá đài dính, nhụy cái lép, màu xanh lá cây nhạt. Hoa cái (vòi nhụy), hình hoa đầu, to, hình cầu thận, 1,5 cm có lá hoa hình đinh, có lông, đài hình ống, vòi nhụy 1 dài, 1 ngắn Vào cuối hè, cầu thận nở cho ra những ống nhỏ màu cam 1 cm dài với đầu ngọn ống ngƣời ta tìm thấy một hạt màu đỏ kích thƣớc 1 đến 2 mm đƣờng kính. Trái, phì quả, ăn đƣợc, đỏ cam dính nhau, 1,5 – 2,0 cm đƣờng kính, hột đỏ 1.
Đặc điểm sinh học [18] Dƣớng là loài cây ƣa sáng, mọc nhanh, phát triển trên nhiều loại đất khác nhau. Quả có vị ngọt và nhiều hạt, lại là thức ăn hấp dẫn của nhiều loài chim và thú nhỏ, nên hạt dƣớng có thể đƣợc các loài chim thú đó phát tán mạnh, đến các vùng xa nơi cây mẹ. Khi gặp đất ẩm, hạt dƣớng mọc rất nhanh thành cây con. Trong các thành phố còn có thể gặp dƣớng mọc khắp nơi cả trên mái nhà.
Trong các bãi đất hoang, dƣớng thƣờng là cây đến đầu tiên cùng với nhiều cây hoang dại khác. Tốc độ lớn của dƣớng mọc từ hạt rất nhanh, sau 4 – 5 năm có thể cao đến 5m và đã cho rất nhiều hoa, quả. Cây tái sinh bằng hạt, chồi và rễ đều tốt, dƣớng thƣờng mọc thuần loài thành các đám lớn trên các sƣờn đồi, ven song suối có đất ẩm, sâu dày. Thành phần hóa học và dược chất [19] 1.
Thành phần hóa học của Hoa Dướng: Vành hoa và đế hoa ở miền nam nƣớc Trung Quốc đã đƣợc phân tích riêng ra từng bộ phận của những thành phần hóa học : 4 Trong vành hoa của cây Dƣớng : Chất đạm thô 7,08 %, những chất béo thô 3,72 %, chất đƣờng 64,73% trên trọng lƣợng khô. Trong đế hoa Dƣớng : Chất đạm thô 4,75 %, chất béo thô 8,08 %, hydrates de carbone 67,03% trên trọng lƣợng khô. Nồng độ của acides béo không bảo hòa là 68% trên tổng số acides béo. Tỉ lệ phần trăm của những acides amines thiết yếu (AAE) trong tổng số acides amines là : 34,52% trong vành hoa Dƣớng , 27,96% trong đế hoa Dƣớng.
Ngoài ra, có nhiều thành phần nguyên tố khoáng, vitamines giàu trong Hoa Dƣớng. Trong vành hoa Dƣớng, những nguyên tố: calcium Ca 10015 mg / kg, magnésium Mg 19896 mg / kg, kẽm Zn 62,6 mg / kg, sắt Fe 306,6 mg / kg, VE 1. Kết quả cho thấy rằng, hoa Dƣớng có thể là lợi ích trong thực phẩm bổ sung trong các chế phẩm hoặc nhƣ phụ gia thực phẩm. Dược chất: ● Những sử dụng y học : ▪ Cây Dƣớng đƣợc cho là: chất làm se thắt, lợi tiểu, thuốc bổ, chất làm lành vết thƣơng đƣợc.
▪ Nƣớc ép của lá cây Dƣớng là : thuốc bài tiết mồ hôi và nhuận trƣờng cũng đƣợc sử dụng trong chữa trị : bệnh kiết lỵ, và cũng dùng nhƣ thuốc dán cao trên những bệnh da khác nhau, vết chích của côn trùng, v. ▪ Lá Dƣớng đƣợc sử dụng để chữa trị những bệnh: máu trong đờm, nôn mửa ra máu, xuất huyết tử cung, chảu máu kinh nguyệt quá nhiều, chữa trị vết thƣơng trong y học Trung Quốc, và xuất huyết dạ dày dùng ở Hawaii. ▪ Lá cũng đƣợc dùng cho bệnh lậu, bệnh kiết lỵ, viêm ruột. ▪ Quả Dƣớng là chất : lợi tiểu, viêm mắt, chất kích thích, làm dễ tiêu, và là thuốc bổ ▪ Ở Hawaii, nhựa cây Dƣớng là chất nhuận tràng nhẹ 5 ▪ Những sử dụng khác bao gồm chất mủ trắng, đƣợc cho là hữu ích để sử dụng bên ngoài cơ thể, cho những bệnh: thần kinh bì ngứa mãn tính, nhiễm nấm ngoài da, chứng lở chóc, vết chích con ong, những vết chích côn trùng, và cũng đƣợc sử dụng nhƣ chất chữa lành đƣợc vết thƣơng.
▪ Vỏ của thân là thuốc cầm máu ▪ Nhựa đƣợc báo cáo là loại mủ dùng trong y học Trung Quốc. ▪ Lá Dƣớng đƣợc ngâm trong nƣớc đun sôi để chữa trị bệnh dạ dày, và những bệnh đau bụng theo kinh nghiệm dân gian Samoan. ▪ Thân Dƣớng dùng để điều trị cho những chứng phun mủ ở da dùng trong y học Trung Quốc ▪ Nƣớc ép cây Dƣớng sử dụng trong chữa trị bệnh vô niệu. ▪ Rễ Dƣớng nấu chín với những thức ăn khác có tác dụng lợi sữa.
▪ Nƣớc nấu sắc décoction của vỏ đƣợc dùng để chữa trị bệnh cổ trƣớng, giảm sƣng hoặc phù thũng và dùng chữa trị chứng trƣớng bụng. ● Chức năng cây Dƣớng ở Phƣơng Tây: chống tiêu chảy, cầm máu. ● Chức năng năng lƣợng: Theo y học cổ truyền Trung Quốc, cây Dƣớng là thuốc sử dụng năng lƣợng để bổ dƣỡng cho gan và thận , loại bỏ nhiệt, và làm mát máu, loại bỏ nhiệt ẩm ƣớt ở giữa, và đốt cháy bên dƣới cũng sử dụng để làm ngƣng tiêu chảy. Trong y học Tàu, dùng làm tầm nhìn rõ, nuôi dƣỡng mắt.
Dƣớng đƣợc sử dụng cho tình trạng suy nhƣợc của thận và của đầu gối, bệnh thiếu máu, chứng chóng mặt, và bệnh bất lực cũng nhƣ sự yếu kém của những khớp xƣơng, và những bắp cơ.
