Nghiên cứu khả năng loại bỏ kim loại nặng vàng, niken trong đất bằng vi khuẩn ưa axit từ rác thải mỏ thiếc Hà Thượng, Thái Nguyên

LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

MỞ ĐẦU

1. CHƯƠNG 1: Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG TỪ KHAI THÁC, CHẾ BIẾN KHOÁNG SẢN VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI KHAI KHOÁNG TRONG ĐẤT

1.1. Khai thác và chế biến khoáng sản ở Việt Nam

1.2. Ngành khai thác khoáng sản

1.3. Hiện trạng khai thác và chế biến một số khoáng sản

1.4. Công nghệ khai thác và chế biến khoáng sản ở Việt Nam

1.5. Ô nhiễm điển hình do khai thác và chế biến khoáng sản

1.6. Hiện trạng khai thác và chế biến khoáng sản ở Thái Nguyên

1.7. Khai thác và chế biến khoáng sản ở Thái Nguyên

1.8. Ô nhiễm môi trường do hoạt động khai thác và chế biến khoáng sản ở Thái Nguyên

1.9. Xử lý chất thải khai khoáng trong đất

1.10. Nghiên cứu trên thế giới

1.11. Nghiên cứu ở Việt Nam

1.12. Tổng quan về vi khuẩn ưa axit

2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

2.2. Đối tượng nghiên cứu

2.3. Địa điểm thu mẫu và phạm vi nghiên cứu

2.4. Dụng cụ thiết bị nghiên cứu

2.5. Các phương pháp nghiên cứu

2.6. Phương pháp phân lập vi khuẩn truyền thống

2.7. Phương pháp nhuộm Gram

2.8. Phương pháp soi kính hiển vi

2.9. Phương pháp phân tích kim loại nặng

2.10. Phương pháp sinh học phân tử

2.11. Xác định đặc điểm của chủng vi khuẩn ưa axit phân lập được

2.12. Đánh giá khả năng loại bỏ Vàng, Niken trong đất của chủng vi khuẩn phân lập được

2.13. Phương pháp tính hiệu suất trong nghiên cứu khả năng loại bỏ kim loại nặng

3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ

3.1. Tình hình ô nhiễm tại mỏ thiếc Hà Thượng – Thái Nguyên

3.2. Phân lập vi khuẩn

3.3. Phân lập vi khuẩn ưa axit

3.4. Định tên vi khuẩn

3.5. Hình thái vi khuẩn

3.6. Đặc điểm của vi khuẩn ưa axit phân lập được

3.7. Đặc điểm sinh trưởng của chủng vi khuẩn ưa axit

3.8. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới sự sinh trưởng

3.9. Ảnh hưởng của pH tới sự sinh trưởng

3.10. Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố tới khả năng loại bỏ kim loại vàng và niken của chủng vi khuẩn ưa axit phân lập được

3.11. Định hướng xử lý kim loại nặng trong đất

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH

I. Ô nhiễm môi trường từ khai thác và chế biến khoáng sản

Khai thác khoáng sản ở Việt Nam đã gây ra nhiều vấn đề môi trường nghiêm trọng, đặc biệt là ô nhiễm kim loại nặng trong đất. Các hoạt động khai thác và chế biến khoáng sản, như tại mỏ thiếc Hà Thượng, Thái Nguyên, đã để lại lượng lớn chất thải công nghiệp, gây tích tụ các kim loại độc hại như vàng và niken. Những chất thải này không được xử lý đúng cách, dẫn đến ô nhiễm môi trường đất và nước, ảnh hưởng đến hệ sinh thái và sức khỏe con người. Xử lý ô nhiễm từ khai thác khoáng sản đang là vấn đề cấp thiết, đòi hỏi các giải pháp hiệu quả và bền vững.

1.1. Hiện trạng khai thác khoáng sản tại Thái Nguyên

Thái Nguyên là một trong những khu vực có hoạt động khai thác khoáng sản mạnh mẽ, đặc biệt là thiếc. Tuy nhiên, quá trình khai thác đã để lại nhiều rác thải mỏ, gây ô nhiễm nghiêm trọng. Các chất thải công nghiệp từ khai thác thiếc chứa nhiều kim loại nặng như niken và vàng, tích tụ trong đất và nước. Điều này đặt ra yêu cầu cấp bách về phục hồi đất và xử lý ô nhiễm để bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng.

1.2. Tác động của kim loại nặng đến môi trường

Kim loại nặng như niken và vàng có khả năng tích tụ trong đất, gây ô nhiễm lâu dài. Niken là một kim loại độc hại ảnh hưởng đến sức khỏe con người, trong khi vàng tuy không độc nhưng có giá trị kinh tế cao. Việc loại bỏ và thu hồi các kim loại này từ đất ô nhiễm là cần thiết để vừa giảm thiểu tác động môi trường, vừa tận dụng nguồn tài nguyên quý giá.

II. Phương pháp xử lý kim loại nặng bằng vi khuẩn ưa axit

Vi khuẩn ưa axit được xem là giải pháp tiềm năng trong xử lý ô nhiễm kim loại nặng. Nhóm vi khuẩn này có khả năng chuyển hóa các kim loại nặng thành dạng dễ loại bỏ hoặc thu hồi. Nghiên cứu tập trung vào việc phân lập và ứng dụng vi khuẩn ưa axit từ rác thải mỏ tại Hà Thượng, Thái Nguyên để loại bỏ vàng và niken trong đất. Phương pháp này không chỉ hiệu quả mà còn thân thiện với môi trường, phù hợp với công nghệ sinh học hiện đại.

2.1. Phân lập và đặc điểm của vi khuẩn ưa axit

Nghiên cứu đã phân lập được các chủng vi khuẩn ưa axit từ rác thải mỏ tại Hà Thượng, Thái Nguyên. Các chủng vi khuẩn này có khả năng sinh trưởng trong môi trường axit và chuyển hóa kim loại nặng. Đặc điểm sinh trưởng của chúng được nghiên cứu kỹ lưỡng, bao gồm ảnh hưởng của nhiệt độ và pH đến khả năng loại bỏ vàng và niken. Kết quả cho thấy, vi khuẩn ưa axit có tiềm năng lớn trong xử lý ô nhiễm và phục hồi đất.

2.2. Ứng dụng vi khuẩn ưa axit trong xử lý đất ô nhiễm

Vi khuẩn ưa axit được ứng dụng để loại bỏ vàng và niken từ đất ô nhiễm. Quá trình này dựa trên khả năng chuyển hóa sinh học của vi khuẩn, giúp tách các ion kim loại từ đất và chuyển vào môi trường nước. Nghiên cứu cũng xác định các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả loại bỏ kim loại, như cơ chất bổ sung, mật độ tế bào và tỷ lệ đất xử lý. Kết quả cho thấy, vi khuẩn ưa axit là giải pháp hiệu quả và bền vững trong xử lý ô nhiễm kim loại nặng.

III. Kết quả và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu đã chứng minh khả năng loại bỏ vàng và niken trong đất bằng vi khuẩn ưa axit phân lập từ rác thải mỏ tại Hà Thượng, Thái Nguyên. Kết quả cho thấy, các chủng vi khuẩn này có hiệu suất loại bỏ kim loại cao, đặc biệt trong điều kiện tối ưu về nhiệt độ và pH. Nghiên cứu này không chỉ góp phần vào phục hồi đất mà còn mở ra hướng ứng dụng công nghệ sinh học trong xử lý ô nhiễm kim loại nặng tại các khu vực khai thác khoáng sản.

3.1. Hiệu quả loại bỏ kim loại nặng

Kết quả nghiên cứu cho thấy, vi khuẩn ưa axit có khả năng loại bỏ vàng và niken với hiệu suất cao. Các yếu tố như cơ chất bổ sung, mật độ tế bào và tỷ lệ đất xử lý đều ảnh hưởng đến hiệu quả loại bỏ. Nghiên cứu cũng xác định được điều kiện tối ưu để nâng cao hiệu suất, mở ra tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong xử lý ô nhiễm và phục hồi đất.

3.2. Ý nghĩa thực tiễn của nghiên cứu

Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc giải quyết vấn đề ô nhiễm kim loại nặng tại các khu vực khai thác khoáng sản. Việc ứng dụng vi khuẩn ưa axit không chỉ giúp loại bỏ kim loại mà còn góp phần phục hồi đất và bảo vệ môi trường. Đây là hướng nghiên cứu tiềm năng, phù hợp với xu hướng phát triển công nghệ sinh học bền vững.

Luận văn thạc sĩ: Khả năng loại bỏ kim loại nặng vàng, niken trong đất bằng vi khuẩn ưa axit từ rác thải mỏ thiếc Hà Thượng, Thái Nguyên