Nghiên Cứu Vật Liệu Nano Bạc, Đồng, Sắt Để Xử Lý Vi Khuẩn Lam Độc Trong Thủy Vực Nước Ngọt

• Tác giả: Trần Thị Thu Hương
• Người hướng dẫn: Dương Thị Thủy
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường
• Đề tài: Nghiên Cứu Chế Tạo Và Sử Dụng Vật Liệu Nano Bạc, Đồng, Sắt Để Xử Lý Vi Khuẩn Lam Độc Trong Thủy Vực Nước Ngọt
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về vật liệu nano
• 1.1.1. Khái niệm chung về vật liệu nano
• 1.1.2. Một số tính chất chung của vật liệu nano
• 1.1.3. Tổng quan về vật liệu nano kim loại bạc và đồng
• 1.1.4. Tổng quan về vật liệu nano sắt từ
• 1.1.5. Tổng quan về vi khuẩn lam và hiện tượng phú dưỡng
• 1.1.5.1. Vi khuẩn lam
• 1.1.5.2. Hiện tượng phú dưỡng
• 1.2. Các biện pháp xử lý tảo gây nở hoa và tảo độc trên thế giới và Việt Nam
• 1.2.1. Các biện pháp xử lý cơ học, vật lý
• 1.2.2. Các biện pháp xử lý hóa học
• 1.2.3. Các phương pháp sinh học, sinh thái
• 1.2.4. Xử lý tảo bằng vật liệu nano
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Hóa chất và thiết bị sử dụng
• 2.3. Các phương pháp tổng hợp vật liệu
• 2.3.1. Tổng hợp vật liệu nano bạc bằng phương pháp khử hóa học
• 2.3.2. Tổng hợp vật liệu nano đồng bằng phương pháp khử hóa học
• 2.3.3. Tổng hợp vật liệu nano sắt từ bằng phương pháp đồng kết tủa
• 2.4. Các phương pháp xác định đặc trưng cấu trúc vật liệu
• 2.4.1. Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua (TEM)
• 2.4.2. Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM)
• 2.4.3. Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại IR
• 2.4.4. Phương pháp phổ nhiễu xạ tia X
• 2.4.5. Phương pháp phổ hấp thụ tử ngoại và khả kiến (UV-VIS)
• 2.4.6. Phương pháp phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX)
• 2.5. Các phương pháp bố trí thí nghiệm
• 2.5.1. Thí nghiệm lựa chọn vật liệu nano
• 2.5.2. Thí nghiệm nghiên cứu độc tính của vật liệu nano
• 2.5.3. Thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng kích thước của vật liệu nano
• 2.5.4. Thí nghiệm nghiên cứu đánh giá tính an toàn của vật liệu
• 2.5.5. Thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của vật liệu nano đối với mẫu nước thực tế (mẫu nước hồ Tiền)
• 2.6. Các phương pháp xác định sinh trưởng của tảo
• 2.6.1. Phương pháp xác định mật độ quang OD
• 2.6.2. Phương pháp xác định mật độ tế bào
• 2.6.3. Phương pháp xác định hàm lượng Chla
• 2.7. Các phương pháp phân tích chất lượng môi trường nước
• 2.7.1. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu thủy lý, thủy hóa
• 2.7.2. Phương pháp phân tích xác định hàm lượng NH4+ (mg/L)
• 2.7.3. Phương pháp phân tích xác định hàm lượng PO43- (mg/L)
• 2.8. Các phương pháp quan sát hình thái tế bào
• 2.8.1. Phương pháp quan sát bề mặt tế bào
• 2.8.2. Phương pháp quan sát cắt lát mỏng mẫu tế bào
• 2.9. Phương pháp thống kê và xử lý số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Tổng hợp vật liệu nano
• 3.2. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng tới đặc trưng của vật liệu nano bạc tổng hợp bằng phương pháp khử hóa học
• 3.3. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng tới đặc trưng của vật liệu nano đồng bằng phương pháp khử hóa học
• 3.4. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến đặc trưng của vật liệu nano sắt từ tổng hợp bằng phương pháp đồng kết tủa
• 3.5. Đánh giá khả năng ức chế sinh trưởng và diệt tảo của các loại vật liệu nano đã tổng hợp
• 3.5.1. Nghiên cứu thăm dò khả năng diệt VKL của ba loại vật liệu nano
• 3.5.2. Đánh giá ảnh hưởng của vật liệu nano bạc đến sinh trưởng và phát triển của VKL Microcystis aeruginosa KG và tảo lục Chlorella vulgaris
• 3.5.3. Đánh giá ảnh hưởng của vật liệu nano đồng đến sinh trưởng và phát triển của VKL Microcystis aeruginosa KG và tảo lục Chlorella vulgaris
• 3.6. Kết quả đánh giá tính an toàn của vật liệu nano (ảnh hưởng của vật liệu nano đồng đến một số sinh vật khác)
• 3.6.1. Ảnh hưởng của vật liệu nano đồng đến giáp xác Daphnia magna
• 3.6.2. Ảnh hưởng của vật liệu nano đồng đến bèo tấm Lemna sp.
• 3.7. Kết quả thực nghiệm với mẫu nước hồ Tiền (mẫu nước hồ thực tế bùng phát VKL)
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về Nghiên Cứu Vật Liệu Nano Bạc Đồng Sắt

Nghiên cứu về vật liệu nano bạc, đồng và sắt đang trở thành một lĩnh vực quan trọng trong việc xử lý ô nhiễm môi trường, đặc biệt là trong việc kiểm soát vi khuẩn lam độc. Những vật liệu này không chỉ có khả năng kháng khuẩn mà còn mang lại nhiều lợi ích cho môi trường nước ngọt. Việc áp dụng công nghệ nano trong xử lý nước giúp cải thiện chất lượng nước và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

1.1. Khái niệm về Vật Liệu Nano và Ứng Dụng

Vật liệu nano là những vật liệu có kích thước từ 1 đến 100 nanomet. Chúng có nhiều tính chất đặc biệt như diện tích bề mặt lớn và khả năng tương tác cao với các chất khác. Ứng dụng của chúng trong xử lý nước giúp loại bỏ vi khuẩn và các chất độc hại hiệu quả.

1.2. Tầm Quan Trọng của Nghiên Cứu Vật Liệu Nano

Nghiên cứu về vật liệu nano không chỉ giúp cải thiện công nghệ xử lý nước mà còn mở ra hướng đi mới trong việc bảo vệ môi trường. Việc sử dụng nano bạc, nano đồng, và nano sắt trong xử lý nước giúp giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ sức khỏe con người.

II. Vấn Đề Ô Nhiễm Nước và Thách Thức Xử Lý Vi Khuẩn Lam Độc

Ô nhiễm nước do vi khuẩn lam đang gia tăng, gây ra nhiều vấn đề nghiêm trọng cho môi trường và sức khỏe con người. Các phương pháp xử lý truyền thống thường không hiệu quả và có thể gây ô nhiễm thứ cấp. Do đó, cần có những giải pháp mới và hiệu quả hơn để xử lý vấn đề này.

2.1. Nguyên Nhân Gây Ô Nhiễm Nước

Sự gia tăng dân số và phát triển công nghiệp dẫn đến việc xả thải nhiều chất dinh dưỡng vào nguồn nước. Điều này tạo điều kiện cho vi khuẩn lam phát triển mạnh mẽ, gây ra hiện tượng phú dưỡng.

2.2. Hệ Lụy Từ Ô Nhiễm Nước

Ô nhiễm nước không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng nước mà còn gây ra các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng cho con người và sinh vật thủy sinh. Việc phát hiện và xử lý kịp thời là rất cần thiết.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Vật Liệu Nano Trong Xử Lý Vi Khuẩn

Các phương pháp nghiên cứu hiện nay tập trung vào việc tổng hợp và đánh giá hiệu quả của vật liệu nano trong việc xử lý vi khuẩn lam độc. Những nghiên cứu này giúp xác định tính chất và khả năng kháng khuẩn của các loại vật liệu này.

3.1. Tổng Hợp Vật Liệu Nano Bạc Đồng Sắt

Các phương pháp tổng hợp như khử hóa học và đồng kết tủa được sử dụng để tạo ra vật liệu nano bạc, đồng, và sắt. Những vật liệu này có khả năng kháng khuẩn cao và được ứng dụng trong xử lý nước.

3.2. Đánh Giá Hiệu Quả Kháng Khuẩn

Nghiên cứu đánh giá khả năng ức chế và diệt vi khuẩn lam của các loại vật liệu nano. Kết quả cho thấy nano bạc và nano đồng có hiệu quả cao trong việc giảm thiểu sự phát triển của vi khuẩn độc hại.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Vật Liệu Nano Trong Xử Lý Nước

Việc ứng dụng vật liệu nano trong xử lý nước đã cho thấy nhiều kết quả khả quan. Các thí nghiệm thực tế cho thấy khả năng diệt vi khuẩn lam và cải thiện chất lượng nước. Điều này mở ra hướng đi mới trong công nghệ xử lý nước.

4.1. Kết Quả Nghiên Cứu Tại Hồ Tiền

Thí nghiệm tại hồ Tiền cho thấy vật liệu nano có khả năng giảm thiểu đáng kể mật độ vi khuẩn lam. Kết quả này chứng minh tính khả thi của việc ứng dụng vật liệu nano trong thực tiễn.

4.2. Tính An Toàn Của Vật Liệu Nano

Đánh giá tính an toàn của vật liệu nano đối với các sinh vật thủy sinh cho thấy không gây hại cho môi trường. Điều này là một yếu tố quan trọng trong việc phát triển công nghệ xử lý nước bền vững.

V. Kết Luận và Tương Lai Của Nghiên Cứu Vật Liệu Nano

Nghiên cứu về vật liệu nano trong xử lý vi khuẩn lam độc đã mở ra nhiều cơ hội mới cho công nghệ xử lý nước. Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều giải pháp hiệu quả hơn trong việc bảo vệ môi trường và sức khỏe con người.

5.1. Hướng Nghiên Cứu Tương Lai

Cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các loại vật liệu nano mới với tính năng ưu việt hơn. Điều này sẽ giúp nâng cao hiệu quả xử lý nước và giảm thiểu ô nhiễm.

5.2. Tầm Quan Trọng Của Công Nghệ Nano

Công nghệ nano sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc giải quyết các vấn đề ô nhiễm nước trong tương lai. Việc áp dụng công nghệ này cần được đẩy mạnh để bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng.