BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------
Trần Thị Thu Hƣơng
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG VẬT LIỆU NANO
BẠC, ĐỒNG, SẮT ĐỂ XỬ LÝ VI KHUẨN LAM ĐỘC
TRONG THỦY VỰC NƢỚC NGỌT
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG
Hà Nội - 2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------
Trần Thị Thu Hƣơng
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG VẬT LIỆU NANO
BẠC, ĐỒNG, SẮT ĐỂ XỬ LÝ VI KHUẨN LAM ĐỘC
TRONG THỦY VỰC NƢỚC NGỌT
Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trƣờng
Mã số: 9 52 03 20
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS. TS. Dƣơng Thị Thủy
2. TS. Hà Phƣơng Thƣ
Hà Nội – 2018
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam Ďoan Ďây là công trình nghiên cứu của riêng tôi và không trùng
lặp với bất kỳ công trình khoa học nào khác. Các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu
trong luận án là trung thực, Ďƣợc các Ďồng tác giả cho phép sử dụng và chƣa Ďƣợc
sử dụng Ďể bảo vệ một học vị nào, chƣa từng Ďƣợc công bố trong bất kỳ một công
trình nào khác.
Hà Nội, tháng năm 2018
Tác giả luận án
Trần Thị Thu Hƣơng
i
MỤC LỤC
MỤC LỤC ................................................................................................................... i
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT................................................................................. iv
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................. vi
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ............................................................. 5
1.1. Tổng quan về vật liệu nano ........................................................................... 5
1.1.1. Khái niệm chung về vật liệu nano .............................................................. 5
1.1.2. Một số tính chất chung của vật liệu nano .................................................. 5
1.1.3. Tổng quan về vật liệu nano kim loại bạc và đồng ...................................... 7
1.1.4. Tổng quan về vật liệu nano sắt từ ............................................................ 17
1.2. Tổng quan về vi khuẩn lam và hiện tƣợng phú dƣỡng ................................ 20
1.2.1. Vi khuẩn lam ............................................................................................. 20
1.2.2. Hiện tượng phú dưỡng ............................................................................. 22
1.3. Các biện pháp xử lý tảo gây nở hoa và tảo Ďộc trên thế giới và Việt Nam . 28
1.3.1. Các biện pháp xử lý cơ học, vật lý ........................................................... 29
1.3.2. Các biện pháp xử lý hóa học .................................................................... 30
1.3.3. Các phương pháp sinh học, sinh thái ....................................................... 34
1.3.4. Xử lý tảo bằng vật liệu nano .................................................................... 37
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................ 47
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu .................................................................................. 47
2.2. Hóa chất và thiết bị sử dụng ........................................................................ 48
2.2.1. Hóa chất ................................................................................................... 48
2.2.2. Thiết bị ...................................................................................................... 49
2.3. Các phƣơng pháp tổng hợp vật liệu ............................................................. 49
2.3.1. Tổng hợp vật liệu nano bạc bằng phương pháp khử hóa học .................. 49
2.3.2. Tổng hợp vật liệu nano đồng bằng hương pháp khử hóa học ................. 50
2.3.3. Tổng hợp vật liệu nano sắt từ bằng phương pháp đồng kết tủa .............. 51
2.4. Các phƣơng pháp xác Ďịnh Ďặc trƣng cấu trúc vật liệu ............................... 53
2.4.1. Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua (TEM) ...................................... 53
2.4.2. Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) ................................................. 53
ii
2.4.3. Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại IR ................................................ 53
2.4.4. Phương pháp phổ nhiễu xạ tia X .............................................................. 54
2.4.5. Phương pháp phổ hấp thụ tử ngoại và khả kiến (UV-VIS) ...................... 54
2.4.6. Phương pháp phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX) ................................. 55
2.5. Các phƣơng pháp bố trí thí nghiệm ............................................................. 55
2.5.1. Thí nghiệm lựa chọn vật liệu nano ........................................................... 55
2.5.2. Thí nghiệm nghiên cứu độc tính của vật liệu nano .................................. 56
2.5.3. Thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng kích thước của vật liệu nano ................ 56
2.5.4. Thí nghiệm nghiên cứu đánh giá tính an toàn của vật liệu ........................ 57
2.5.5. Thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của vật liệu nano đối với mẫu nước thực
tế (mẫu nước hồ Tiền) ......................................................................................... 58
2.6. Các phƣơng pháp xác Ďịnh sinh trƣởng của tảo .......................................... 59
2.6.1. Phương pháp xác định mật độ quang OD ................................................ 59
2.6.2. Phương pháp xác định mật độ tế bào ....................................................... 59
2.6.3. Phương pháp xác định hàm lượng Chla [154] ........................................ 59
2.7. Các phƣơng pháp phân tích chất lƣợng môi trƣờng nƣớc ........................... 60
2.7.1. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu thủy lý, thủy hóa ............................. 60
2.7.2. Phương pháp phân tích xác định hàm lượng NH4+(mg/L)....................... 60
2.7.3. Phương pháp phân tích xác định hàm lượng PO43- (mg/L) ...................... 60
2.8. Các phƣơng pháp quan sát hình thái tế bào ................................................. 61
2.8.1. Phương pháp quan sát bề mặt tế bào ....................................................... 61
2.8.2. Phương pháp quan sát cắt lát mỏng mẫu tế bào ...................................... 61
2.9. Phƣơng pháp thống kê và xử lý số liệu ....................................................... 61
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................. 62
3.1. Tổng hợp vật liệu nano ................................................................................ 62
3.1.1. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng tới đặc trưng của vật liệu nano bạc
tổng hợp bằng phương pháp khử hóa học .......................................................... 62
3.1.2. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng tới đặc trưng của vật liệu nano đồng
bằng phương pháp khử hóa học ......................................................................... 70
3.1.3. 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 .......................................................... 77