Luận án tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu tổng hợp và khảo sát khả năng diệt khuẩn của oligome trên cơ sở guanidin trong xử lý nước nhiễm khuẩn

Chia sẻ: Phong Tỉ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:127

Thêm vào BST

Báo xấu

40
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu của đề tài là tổng hợp thành công cũng như làm rõ được cơ sở khoa học về điều kiện tổng hợp oligome diệt khuẩn trên cơ sở guanidin. Đánh giá được hiệu quả, khả năng diệt khuẩn của oligome guanidin tổng hợp trong xử lý nước nhiễm khuẩn.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu tổng hợp và khảo sát khả năng diệt khuẩn của oligome trên cơ sở guanidin trong xử lý nước nhiễm khuẩn

-------------------------------------- YỄ T Ư T T T Ủ L ME TR Ơ Ở TR XỬ LÝ ƯỚ ỄM Ộ - M 2019
-------------------------------------- YỄ T Ư T T T Ủ L ME TR Ơ Ở TR XỬ LÝ ƯỚ ỄM huyên ngành: óa ữu cơ Mã số: 944 01 14 ƯỜ ƯỚ Ẫ : 1. .T guyễn iệt Bắc 2. T . T Trần ăn hung Ộ - M 2019
i LỜ MĐ ôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong Luận án là trung thực và chưa từng được tác giả nào công bố trong bất kỳ một công trình khác, các dữ liệu tham khảo được trích dẫn đầy đủ. Hà Nội, ngày tháng năm 2019 Nghiên cứu sinh Nguyễn Việt ưng
ii LỜ MƠ Luận án này được thực hiện và hoàn thành tại Viện Hoá học - Vật liệu, Viện Khoa học và Công nghệ quân sự, Bộ Quốc phòng. Nghiên cứu sinh xin được: Bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với GS.TS Nguyễn Việt Bắc, PGS.TS Trần Văn Chung đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ bảo và giúp đỡ trong suốt quá trình học tập, thực hiện Luận án. Trân trọng cảm ơn các đồng chí Lãnh đạo, Chỉ huy Viện KH-CN quân sự, Phòng Đào tạo/Viện KH-CN quân sự, Viện Hóa học - Vật liệu/Viện KH-CN quân sự, các Thầy, Cô giáo trong và ngoài Quân đội, đặc biệt là các Thầy, Cô giáo của Viện Khoa học và Công nghệ quân sự đã nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện và động viên nghiên cứu sinh hoàn thành bản luận án này. Nghiên cứu sinh cũng xin chân thành cảm ơn gia đình, các đồng nghiệp, bạn bè đã giúp đỡ trong suốt thời gian học tập Nghiên cứu sinh Nguyễn Việt ưng
iii MỤ LỤ Trang DANH MỤC CÁC KÝ HI U, CHỮ VIẾT TẮT……………………....... v DANH MỤC CÁC B NG………………..……...………………………... viii DANH MỤ ĐỒ THỊ, HÌNH VẼ…………………...…….……...... xi MỞ ĐẦU………………..………………………………………………….. 1 ƯƠ 1. T NG QUAN…………………..………………………...... 4 1.1. Các nguồn nước thải nhiễm khuẩn…………………..………………. 4 1.1.1. ước thải sinh hoạt………………………...………………………. 5 1.1.2. ước thải bệnh viện………………………...………………............ 10 1.1.3. ước thải lò mổ gia súc, gia cầm………………………...………... 12 1.2. ác phương pháp khử trùng nước thải nhiễm khuẩn…..……............. 13 1.3. Polyme và oligome diệt khuẩn trên cơ sở hợp chất guanidin.……….. 14 1.3.1. ặc điểm cấu tạo, tính chất và phân loại polyme diệt khuẩn……… 14 1.3.2. Oligome diệt khuẩn trên cơ sở hợp chất guanidine………………... 21 1.3.3. ơ chế và các phương pháp tổng hợp OHMG.HCl……..…………. 29 ƯƠ 2. ĐỐ TƯ ƯƠ ÁP NGHIÊN C U...….. 38 2.1. ối tượng nghiên cứu…………………………………………........... 38 2.2. hương pháp nghiên cứu…………………………………………….. 38 2.2.1. Hóa chất, dụng cụ, thiết bị…………………………………………. 39 2.2.2. Quy trình tổng hợp, tinh chế OHMG.HCl ......………….…………. 40 2.2.3. ác phương pháp phân tích, xác định tính chất hóa lý, cấu trúc…... 41 2.2.4. ác phương pháp đánh giá, thử nghiệm hoạt tính diệt khuẩn........... 45 2.2.5. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng diệt khuẩn của M . l đối với nước nhiễm khuẩn…...……………………...……… 48
iv ƯƠ 3. ẾT QU NGHIÊN C U VÀ TH O LUẬN..………….. 51 3.1. Kết quả nghiên cứu tổng hợp OHMG.HCl…………..…...….............. 51 3.1.1. Nghiên cứu khảo sát khả năng tổng hợp OHMG.HCl bằng phương pháp trùng ngưng nóng chảy …………………………………………….. 51 3.1.2. Nghiên cứu và khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp M . l ở quy mô 150 g/mẻ…………………………………….. 57 3.2. Kết quả phân tích cấu trúc và tính chất của OHMG.HCl…...……….. 62 3.2.1. Kết quả phân tích cấu trúc của OHMG.HCl………….……………. 62 3.2.2. Kết quả phân tích tính chất và hoạt tính diệt khuẩn của M . l………………………………………………………………. 71 3.3. Kết quả thử nghiệm khả năng diệt khuẩn của OHMG.HCl trong xử lý nước thải………...…………...………….……………………………... 76 3.3.1. Kết quả xử lý nước sông Tô Lịch……...………...………………… 76 3.3.2. Kết quả xử lý nước thải Bệnh viện a khoa ức Giang……........... 81 3.3.3. Kết quả xử lý nước thải lò mổ gia súc ở hùng Khoang…………... 85 3.3.4. Kết quả đánh giá so sánh hiệu quả diệt khuẩn của OHMG.HCl và cloramin B………………………………………………………………... 89 ẾT L Ậ ……………...…………………...…………………………….. 95 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA H ĐÃ B……….. 97 TÀI LI U THAM KH O……..…………..……………………………… 98 PHỤ LỤC …………………………………………………………………. 112
v DANH MỤC CÁC KÝ HI U, CHỮ VIẾT TẮT η Hiệu suất quá trình µ ộ nhớt của dung dịch polyme 1 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton H NMR (Proton nuclear magnetic resonance) 13 Carbon-13 nuclear magnetic resonance C NMR (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C) Nhu cầu oxy sinh học trong nước BOD (Biochemical Oxygen Demand) Chemical oxygen demand COD (Nhu cầu oxy hóa học trong nước) (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân hai chiều 1H-1H) COSY 2D NMR include correlation spectroscopy DMSO Dimetyl sunfoxit DMF Dimetyl focmamid DNA Deoxiribo nucleic axit DPGHC N, N’ - diphenylguanidin hydroclorit E.coli Escherichia coli (Vi khuẩn E. Coli) Epiclorohydrin-Polyhexametylen E -PHDGC dietylen triamin guanidin hydroclorit Cục Quản lý Thực phẩm và Thuốc Hoa Kỳ FDA (Food and Drug Administration) Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier FTIR (Fourier transform infrared spectroscopy)
vi GHC Guanidin hydroclorit Sắc ký thẩm thấu gel GPC (Gel permeation chromatography) HMDA Hexametylendiamin Phổ cộng hưởng từ hạt nhân hai chiều 1H-13C HSQC (Heteronuclear single quantum coherence) HOEGMA Oligo (etylen glycol) metacrylat IR Phổ hồng ngoại (Infrared spectroscopy) Sắc ký lỏng khối phổ LC- MS (Liquid chromatography - mass spectrometry) Nồng độ tiêu diệt vi khuẩn tối thiểu MBC (Minimum bactericidal concentration) Màng lọc sinh học MBR (Membrane bio reactor) hản ứng sinh học dòng chuyển động MBBR (Moving bed biofilm reactor) Chỉ số nồng độ ức chế tối thiểu MIC (Minimum inhibitory concentration) Số lượng chắc chắn nhất có thể MPN (Most probable number) MS Mass spectrometry (Phổ khối lượng) Tụ cầu vàng kháng Methicillin MRSA (Methicillin-resistant Staphylococcus aureus ) Khối lượng phân tử trung bình Mw (average Molecular weight)
vii Phổ cộng hưởng từ hạt nhân NMR (Nuclear magnetic resonance) OHMG.HCl Oligohexametylen guanidin hydroclorit PAC Poly aluminium clorit PEG Poly etylen glycol PET Poly (etylen terephtalat) PHMG Polyhexametylen guanidin hydroclorit ppm part per million (Phần triệu) PS Polystyren PTFE Poly (tetrafluoroetylen) RNA Ribo nucleic axit Phản ứng sinh học liên tục SBR (Sequencing batch reactor) Kính hiển vi điện tử quét SEM (Scanning electron microscopy) SS Chất rắn lơ lửng (Suspended solids) Kính hiển vi điện tử truyền qua TEM (Transmission electron microscopy) hương pháp phân tích nhiệt trọng lượng TGA (Thermogravimetric analysis) TS Tổng chất rắn (Total solids) Tổng chất rắn lơ lửng TSS (Total suspended solids)
viii MỤ B Trang Bảng 1.1: Kết quả quan trắc và phân tích nước sông Tô Lịch mùa khô…… 6 Bảng 1.2: Kết quả quan trắc và phân tích nước sông Tô Lịch mùa mưa…... 7 Bảng 1.3: Hiệu quả khử trùng qua các công đoạn trong CN xử lý nước thải 13 Bảng 1.4: ơ chế diệt khuẩn của một số biện pháp khử trùng phổ biến...… 14 Bảng 1.5: Chế độ khử trùng một số đối tượng bằng dung dịch Biopag-D.... 26 Bảng 1.6: Sự phân bố sản phẩm theo thời gian phản ứng……...………….. 34 Bảng 1.7: Ảnh hưởng của khối lượng phân tử đến hoạt tính diệt khuẩn của oligome…………………………...……………………………………....... 35 Bảng 2.1: Các chỉ tiêu xác định chất lượng nước………...………………... 48 Bảng 3.1: Kết quả đo phổ hồng ngoại của quá trình tổng hợp OHMG.HCl. 53 Bảng 3.2: Khối lượng phân tử của M . l thu được trong nghiên cứu. 54 Bảng 3.3: ộ nhớt nội của dung dịch OHMG.HCl có khối lượng phân tử khác nhau ………………...…………………………………..……………. 55 Bảng 3.4: Ảnh hưởng của khối lượng phân tử đến độ tan của OHMG.HCl.. 56 Bảng 3.5: Ảnh hưởng của khối lượng phân tử đến khả năng diệt khuẩn E.coli của OHMG.HCl………….………………………………………….. 57 Bảng 3. : Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến khối lượng phân tử trung bình của OHMG.HCl………………………………………………………. 58 Bảng 3. : Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến khối lượng phân tử trung bình của OHMG.HCl………………………………..………………. 60
ix Bảng 3. : Ảnh hưởng của tỷ lệ các chất tham gia phản ứng đến khối lượng phân tử trung ình của OHMG.HCl…………………………...…………... 61 Bảng 3.9: Kết quả so pic phổ hồng ngoại của OHMG.HCl…...………….... 64 Bảng 3.10: Kết quả quy ghép tín hiệu cộng hưởng trong phổ 13C-NMR...... 66 Bảng 3.11: Kết quả thử nghiệm khả năng kháng khuẩn của M .HCl 72 Bảng 3.12: Sự phát triển của E. coli theo nồng độ OHMG.HCl…………… 73 Bảng 3.13: ự phát triển của vi khuẩn E. coli theo phương pháp M …… 74 Bảng 3.14: Tính chất hóa lý của sản phẩm OHMG.HCl ………………...... 76 Bảng 3.15: ặc tính của nước sông Tô Lịch………...…...………………... 77 Bảng 3.16: Ảnh hưởng của hàm lượng M . l đến hiệu quả diệt khuẩn.. 78 Bảng 3.17: Ảnh hưởng của tốc độ khuấy và thời gian đến hiệu quả diệt khuẩn 79 Bảng 3.18: Ảnh hưởng của cặn lơ lửng của nước sông Tô Lịch………...… 80 Bảng 3.19: Ảnh hưởng của p đến khả năng diệt khuẩn của OHMG.HCl... 81 Bảng 3.20: ặc tính của nước thải Bệnh viện a khoa ức Giang…...…... 82 Bảng 3.21: Ảnh hưởng của nồng độ OHMG.HCl và thời gian đến hiệu quả diệt khuẩn…………………………………………………………………... 83 Bảng 3.22: Ảnh hưởng của cặn lơ lửng của nước thải Bệnh viện a khoa ức iang đến thời gian diệt khuẩn……………………...………………... 84 Bảng 3.23: Ảnh hưởng của p đến khả năng diệt khuẩn của OHMG.HCl... 85 Bảng 3.24: ặc tính cơ ản của nước thải lò mổ gia súc Phùng Khoang….. 86 Bảng 3.25: ặc tính của nước thải lò mổ gia súc Phùng Khoang qua xử lý với PAC…….……………………………………………………………… 87
x Bảng 3.26: Ảnh hưởng của nồng độ OHMG.HCl đến hiệu quả diệt khuẩn.. 88 Bảng 3.27: Ảnh hưởng của pH đến hiệu quả diệt khuẩn của OHMG.HCl.... 89 Bảng 3.28: Kết quả chỉ số MIC của cloramin B và OHMG.HCl..………… 90 Bảng 3.29: Kết quả chỉ số MBC của cloramin B và OHMG.HCl...……….. 90
xi DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ, HÌNH VẼ Trang Hình 1.1: ơ đồ công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt……………………….. 8 Hình 1.2: ơ đồ hệ thống xử lý nước thải tại Bệnh viện a khoa ức Giang 11 Hình 1.3: Copolyme pyridin-metacrylat (a) và Polyoxazolin (b)………….... 16 Hình 1.4: Một số polyme có nguyên tử nitơ ậc 4 trong mạch chính……… 16 Hình 1.5: ác polyme đa ion liên hợp...……………………………………. 16 Hình 1.6: iguanidin (a) và uanidin ( )……………………..……………. 17 Hình 1.7: Chuỗi peptit tổng hợp………………………….…………………. 18 Hình 1.8: Polyme có mạch chính là arylamid (A) và phenylen etylen (B)…. 18 Hình 1.9: Hợp chất chứa vòng N-cloramin dùng để biến tính sợi nylon và polyeste.………….………………………………………………………….. 20 Hình 1.10: Công thức cấu tạo của OHMG.HCl……………..…..…………... 22 Hình 1.11: Quá trình tiêu diệt vi khuẩn E. coli bằng dung dịch OHMG.HCl nồng độ 15 ppm sau 10 phút...…………………….………………………… 24 Hình 1.12: ơ chế phản ứng tổng hợp OHMG.HCl theo S.A. Stel’mah……. 29 Hình 1.13: Phản ứng tổng hợp oligo(hexametylen) guanidin hydroclorit…... 30 Hình 1.14: Phản ứng tổng hợp OHMG.HCl phân nhánh………..…………... 30 Hình 1.15: Phản ứng tổng hợp polybiguanidin……………………………… 31 Hình 1.16: Phản ứng tổng hợp E - PHDGC...……………..………………… 32 Hình 1.17: Một số dạng sản phẩm M .HCl………….…………………. 33 Hình 1.18: Phản ứng tổng hợp OHMG.HCl mạch thẳng dùng HMDA…….. 34
xii Hình 2.1: Hệ thiết bị phản ứng tổng hợp OHMG.HCl……….……………... 41 Hình 2.2: Thí nghiệm khả năng diệt khuẩn nước thải của OHMG.HCl…….. 49 Hình 3.1: Phổ hồng ngoại của guanidin hydroclorit…….…………………... 52 Hình 3.2: Phổ hồng ngoại của hexametylendiamin…….……………...……. 52 Hình 3.3: Phổ hồng ngoại của OHMG.HCl……………..…..………………. 53 Hình 3.4: Phổ 1H-NMR của mẫu OHMG.HCl tổng hợp……………....…… 54 Hình 3.5: ồ thị quan hệ khối lượng phân tử đến độ nhớt nội của dung dịch OHMG.HCl...................................................................................................... 55 Hình 3.6: ồ thị ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng tới khối lượng phân tử OHMG.HCl......................................................................................................... 58 Hình 3.7: ồ thị ảnh hưởng của thời gian phản ứng tới khối lượng phân tử OHMG.HCl..………………………………………………………………… 60 Hình 3.8: ồ thị ảnh hưởng của tỷ lệ [ M ]:[ ] đến khối lượng phân tử OHMG.HCl…………………………………………………………………. 61 Hình 3.9: Phổ hồng ngoại của mẫu M .HCl của Liên bang Nga.……..... 63 Hình 3.10: Phổ hồng ngoại của mẫu M .HCl tổng hợp……………..….. 63 Hình 3.11: Phổ 1H-NMR của mẫu OHMG.HCl tổng hợp..….…….………... 64 Hình 3.12: Phổ 13C-NMR của mẫu OHMG.HCl tổng hợp……..….………... 65 Hình 3.13: Công thức cấu tạo (dự kiến) của OHMG.HCl tổng hợp…….…... 65 Hình 3.14: hổ khối lượng của OHMG.HCl tổng hợp…….………………... 67 Hình 3.15: hổ khối lượng của PHMG.HCl tổng hợp theo Dafu Wei, cộng sự.. 67 Hình 3.16: hổ của OHMG.HCl tổng hợp………..…………………. 68
xiii Hình 3.17: hổ của OHMG.HCl tổng hợp………………..…………. 69 Hình 3.18: Công thức phân tử OHMG.HCl tổng hợp……………….……… 69 Hình 3.19: Giản đồ sắc ký gel của OHMG.HCl tổng hợp…………………... 70 Hình 3.20: Giản đồ phân tích nhiệt của mẫu OHMG.HCl tổng hợp…….….. 71 Hình 3.21: ng kháng khuẩn của M . l ở các nồng độ khác nhau đối với các chủng vi khuẩn B. subtilis; E. coli; S. cerevisiae………………. 72 Hình 3.22: Thử nghiệm nồng độ kháng khuẩn của sản phẩm OHMG.HCl..... 73 Hình 3.23: Thử nghiệm thời gian diệt khuẩn của sản phẩm M . l….. 74 Hình 3.24: ơ đồ quy trình tổng hợp OHMG.HCl quy mô phòng thí nghiệm 75 Hình 3.25: Ảnh SEM sự tồn dư của E. coli sau quá trình diệt khuẩn.............. 91 Hình 3.26: Ảnh TEM mẫu xử lý E.coli sử dụng OHMG.HCl nồng độ 5 ppm 92 Hình 3.27: Giản đồ phổ sắc ký lỏng của mẫu nước thải sử dụng OHMG.HCl và cloramin B………………………………………………………………… 93 Hình 3.28: Phổ MS của mẫu thử nghiệm diệt khuẩn với tác nhân cloramin … 94
1 MỞ ĐẦ ấn đề vệ sinh môi trường đ và đang được x hội đặc iệt quan tâm do liên quan trực tiếp đến sức khỏe con người và sinh thái môi trường. ự ô nhiễm nguồn nước do nước thải của các nhà máy và nước thải sinh hoạt chứa các vi sinh vật gây ệnh là nguyên nhân chính gây ra các ổ dịch ệnh, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người. Một trong các cách hiệu quả để khống chế các ệnh truyền nhiễm là tiếp cận nhằm kiểm soát sự lây nhiễm và phát triển vật liệu để ngăn chặn sự cư trú của vi khuẩn trên ề mặt vật liệu trong nỗ lực ngăn ngừa sự tăng trưởng tràn lan của chúng [1], [16]. Hiện nay, người ta chủ yếu dùng các chất diệt khuẩn truyền thống như: ác muối hypoclorit, khí clo, cloramin … Tuy nhiên, các chất diệt khuẩn này thường phải sử dụng với hàm lượng lớn, đặc biệt khi khử trùng nước chúng thường sinh ra các hợp chất chứa clo có hại trực tiếp đến sức khỏe của người và sinh vật sử dụng nguồn nước đó [2], [4]. ì vậy, các sản phẩm diệt khuẩn mới, có hiệu lực diệt khuẩn cao, ít độc hại, không tạo ra các sản phẩm phụ nguy hiểm trong quá trình xử lý, dễ sử dụng và thân thiện với môi trường đ và đang là mục tiêu nghiên cứu của nhiều đơn vị trong và ngoài nước. Gần đây, có ba loại siêu phân tử kháng khuẩn đang được nghiên cứu nhiều gần đây, ao gồm peptidomimetic kháng khuẩn, polyme và oligome kháng khuẩn amphiphilic và các loại polyme sinh học không ion [51]. rong đó, Hexametylen guanidin hydroclorit (OHMG.HCl) là một loại oligome cation đang được nghiên cứu, áp dụng làm chất diệt khuẩn trong y tế và công nghiệp, do có phổ diệt khuẩn rộng, nồng độ sử dụng thấp và hoạt tính diệt khuẩn cao. Cụ thể, đã có một số kết quả thử nghiệm đánh giá khả năng diệt khuẩn của polyhexametylen guanidin hydroclorit. Năm 2008, Bộ Y tế Liên bang Nga đ ra chỉ định sử dụng chất diệt khuẩn này vào thực tế theo hướng dẫn của ác sĩ . Onishchenco thuộc hiệp hội ác sĩ Liên bang Nga [52]; ở nh có đăng ký phát minh được công bố vào tháng 3 năm 2011 ( K patent 2341352) của tác giả
2 Thomas Brian Chapman [93]; nhóm tác giả Mathias K. Oulé, Richard Azinwi, Anne-MarieBernier, ano Ka lan... được công bố trên tạp chí Y sinh quốc tế năm 2012 [73] và gần đây nhất (năm 201 ) nhóm tác giả Firdessa, Amstalden, Chindera, Kamaruzzaman đ đưa vào phân loại thuốc chữa vết thương của FDA [49]. Ở nước ta hiện nay đ có những ứng dụng chất diệt khuẩn trên cơ sở hợp chất guanidin ước đầu cho kết quả khả quan. Tuy nhiên, chưa có công ố nào về phương pháp, điều kiện tổng hợp oligome diệt khuẩn của các hợp trên cơ sở hợp chất guanidin này. ây chính là các căn cứ để nghiên cứu sinh lựa chọn và đề xuất đề tài luận án “Nghiên cứu tổng hợp và khảo sát khả năng diệt khuẩn của oligome trên cơ sở guanidin trong xử lý nước nhiễm khuẩn”. * Mục tiêu nghiên cứu của luận án: + Tổng hợp thành công cũng như làm rõ được cơ sở khoa học về điều kiện tổng hợp oligome diệt khuẩn trên cơ sở guanidin. + ánh giá được hiệu quả, khả năng diệt khuẩn của oligome guanidin tổng hợp trong xử lý nước nhiễm khuẩn. * i ung nghiên cứu chính của luận án: + Tổng quan tài liệu về: Các nguồn nước nhiễm khuẩn, các phương pháp, hóa chất diệt khuẩn phổ biến; Tình hình nghiên cứu ứng dụng, phương pháp tổng hợp chất diệt khuẩn trên cơ sở guanidin. + Nghiên cứu làm rõ các vấn đề liên quan đến cơ chế tổng hợp cũng như phương pháp và các điều kiện tổng hợp oligome diệt khuẩn trên cơ sở guanidin, nhằm thu được sản phẩm có hiệu suất cao, có khối lượng phân tử phù hợp cho mục đích xử lý nước nhiễm khuẩn.
3 + Nghiên cứu đánh giá khả năng diệt khuẩn của oligome tổng hợp trong xử lý nước nhiễm khuẩn. + Nghiên cứu so sánh hiệu quả diệt khuẩn và tính thân thiện môi trường của oligome tổng hợp và chất diệt khuẩn trên cơ sở hợp chất của clo. Ý ngh a h a h c và th c tiễn của uận n: + hế tạo thành công và làm rõ được cơ chế, cơ sở khoa học về điều kiện của phản ứng tổng hợp oligome diệt khuẩn trên cơ sở hợp chất của guanidin. + Kết quả nghiên cứu đánh giá khả năng diệt khuẩn của oligome tổng hợp trong xử lý các nguồn nước nhiễm khuẩn, cho thấy tính hiệu quả và thân thiện môi trường so với các chất diệt khuẩn trên cơ sở hợp chất clo. Kết quả của luận án góp phần đa dạng hóa các sản phẩm diệt khuẩn sử dụng trong xử lý nước thải nhiễm khuẩn ở điều kiện thực tiễn của Việt Nam. * Bố cục của luận án: Luận án được trình bày thành các phần và chương sau: Phần mở đầu: Giới thiệu tính cấp thiết, mục tiêu, nội dung nghiên cứu và ý nghĩa của luận án. hương 1: ổng quan về nước thải nhiễm khuẩn và quy trình xử lý nước thải (nước thải sinh hoạt, nước thải bệnh viện, nước thải lò mổ…), vật liệu và hóa chất diệt khuẩn cho nước thải, phương pháp chế tạo và ứng dụng vật liệu diệt khuẩn của oligome trên cơ sở guanidin. hương 2: ối tượng và phương pháp nghiên cứu hương 3: Kết quả và thảo luận Kết luận Tài liệu tham khảo
4 ƯƠ 1. T 1.1. c nguồn nước thải nhiễm huẩn Vi sinh vật có mặt trong môi trường nước ở nhiều dạng khác nhau, bên cạnh các vi sinh vật có ích, còn có nhiều vi sinh vật gây bệnh hoặc truyền bệnh cho người và sinh vật. Trong số này, đáng chú ý là các loại vi khuẩn, siêu vi khuẩn và ký sinh trùng gây bệnh, như: các loại ký sinh trùng bệnh tả, lỵ, thương hàn, sốt rét, siêu vi khuẩn viêm gan B, siêu vi khuẩn viêm não Nhật Bản, giun đỏ, trứng giun... Nguồn gây ô nhiễm sinh học đối với môi trường nước chủ yếu là nước thải sinh hoạt, nước thải sản xuất, nước thải các bệnh viện, xác sinh vật và phân rác [7], [24]. ể đánh giá chất lượng nước dưới góc độ ô nhiễm vi sinh vật, người ta thường dùng chỉ số coliform. ây là chỉ số phản ánh số lượng vi khuẩn coliform trong nước. Loại vi khuẩn này thường không gây bệnh cho người và sinh vật, nhưng chúng biểu hiện sự ô nhiễm nước bởi các tác nhân sinh học [8-9]. iện nay, các nguồn nước thải nhiễm khuẩn thường gặp nhiều ở các nước đang phát triển và chậm phát triển trên thế giới cũng như ở nước ta. rong đó, hai nguồn nước nhiễm khuẩn tiêu iểu là: nước thải sinh hoạt và nước thải ệnh viện. heo áo cáo của gân hàng thế giới năm 1992, nước ị ô nhiễm vi sinh vật gây ra ệnh tiêu chảy làm chết 3 triệu người và 900 triệu người mắc ệnh mỗi năm. heo thống kê của Bộ Y tế thì hơn 0 % các ệnh truyền nhiễm ở nước ta có liên quan đến nguồn nước. ặc iệt là trong thời gian gần đây các ệnh liên quan đến nguồn nước như tiêu chảy, tả gia tăng mạnh và đ tạo thành ệnh dịch trong các khu dân cư [12], [15].
5 1.1.1. Nước thải sinh hoạt 1.1.1.1. Đặc điểm nước thải sinh hoạt ước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh hoạt của cộng đồng, như: tắm, giặt, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân… húng thường được thải ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học, chợ và các công trình công cộng. ượng nước thải sinh hoạt dao động trong phạm vi rất lớn, tùy thuộc vào mức sống và thói quen của người dân. ượng nước thải sinh hoạt của khu dân cư được xác định trên cơ sở nước cấp. hông thường tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt lấy bằng 80 - 90 % lượng nước được cấp cho mục đích này. goài ra, lượng nước thải sinh hoạt của khu dân cư c n phụ thuộc điều kiện trang thiết bị vệ sinh nhà ở, đặc điểm khí hậu thời tiết và tập quán sinh hoạt của người dân. ặc trưng của nước thải sinh hoạt là hàm lượng chất hữu cơ lớn (50 - 55 % tổng lượng chất bẩn), chứa nhiều vi sinh vật, trong đó có vi sinh vật gây bệnh. ồng thời trong nước thải sinh hoạt có nhiều vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ, cần thiết cho các quá trình chuyển hóa chất bẩn trong nước [10]. ước thải sinh hoạt có thành phần với các giá trị điển hình như sau: COD = 500 mg/L, BOD5 = 250 mg/L, SS = 220 mg/L, photpho = 8 mg/L, nitơ amoni và nitơ hữu cơ = 40 mg/L, pH = 6,8; TS = 720 mg/L. hư vậy nước thải sinh hoạt có hàm lượng các chất dinh dưỡng cao, đôi khi vượt cả yêu cầu cho quá trình xử lý sinh học. hông thường các quá trình xử lý sinh học cần các chất dinh dưỡng theo tỷ lệ sau: BOD5 : N : P = 100 : 5 : 1. Một tính chất đặc trưng nữa của nước thải sinh hoạt là không phải tất cả các chất hữu cơ đều có thể bị phân hủy bởi các vi sinh vật và khoảng 20 – 40 % BOD thoát ra khỏi các quá trình xử lý sinh học cùng với bùn. Ngày nay, việc thay thế xà phòng bằng chất tẩy rửa tổng hợp làm giảm hàm lượng chất éo trong nước thải, song cũng làm ảnh hưởng lớn đến các vi sinh vật trong nước. rong nước thải đô thị tổng số