Khảo sát khả năng hấp thụ kim loại đồng trên tảo spirulina platensis

TÓM TẮT Kim loại nặng là một trong những tác nhân gây ô nhiễm môi trường nước nghiêm trọng nhất hiện nay, việc loại bỏ các kim loại này ra khỏi môi trường nước bằng các biện pháp thông thường như hóa học, vật lý, hóa lý không mang lại hiệu quả cao. Tuy nhiên, có thể sử dụng tảo Spirulina platensis để loại bỏ kim loại nặng ra khỏi môi trường nước một cách triệt để. Khảo sát trên môi trường nước có nồng độ tảo 0.2, 0.4, 0.6g/l và nồng độ kim loại nặng (Cu2+) 160, 320, 640mg/l trên hai loại sinh khối tảo (sống và chết) trong thời gian 4 giờ để tìm ra nồng độ tối ưu để đạt được tỷ lệ loại bỏ cao nhất, và ảnh hưởng của các yếu tố lên khả năng hấp thụ của tảo Spirulina platensis. MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG Bảng 1. 1 Nguyên nhân gây ô nhiễm trên các loại môi trường khác nhau và hậu quả của nó 2 Bảng 1. 2 Các phương pháp xử lý ô nhiễm môi trường nước 7 Bảng 2. 1 Giá trị OD tương ứng với các nồng độ tảo 21 Bảng 3. 1 Hiệu suất hấp phụ theo thời gian – Tảo chết 0.4g/l – Cu2+ 160mg/l 24 Bảng 3. 2 Hiệu suất hấp phụ theo thời gian – Tảo chết 0.2g/l – Cu2+ 320mg/l 24 Bảng 3. 3 Hiệu suất hấp thụ theo thời gian – Tảo sống 0.4g/l – Cu2+ 160mg/l 26 Bảng 3. 4 Hiệu suất hấp thụ theo thời gian – Tảo sống 0.4g/l – Cu2+ 320mg/l 27 Bảng 3. 5 Hiệu suất hấp phụ đồng của tảo chết – Cu2+ 160mg/l 29 Bảng 3. 6 Hiệu suất hấp phụ đồng của tảo chết – Cu2+ 320mg/l 29 Bảng 3. 7 Hiệu suất hấp thụ đồng của tảo sống – Cu2+ 160mg/l 31 Bảng 3. 8 Hiệu suất hấp thụ đồng của tảo sống – Cu2+ 320mg/l 31 Bảng 3. 9 Hiệu suất hấp thụ theo thời gian tại nồng độ 0.6g/l – Cu2+ 640mg/l 32 DANH MỤC HÌNH Hình 1. 1 Các khí thải từ nhà máy điện ở New Mexico (Hoa Kỳ) có quá nhiều lượng khí lưu huỳnh [40] 3 Hình 1. 2 Không khí ô nhiễm từ sản xuất vũ khí chiến tranh thế giới II ở Alabama (Hoa Kỳ)[40] 3 Hình 1. 3 Sơ đồ các phương pháp sinh học xử lý ô nhiễm môi trường 9 Hình 1. 4 Các tác hại của kim loại nặng 10 Hình 1. 5 Hình thái tảo Spirulina platensis quan sát dưới kính hiển vi 14 Hình 3. 1 Đồ thị biểu diễn tỷ lệ Cu2+ bị hấp phụ (%) theo thời gian (phút) tại nồng độ tảo chết 0.4g/l và nồng độ Cu2+ 160mg/l 23 Hình 3. 2 Đồ thị biểu diễn tỷ lệ Cu2+ bị hấp phụ (%) theo thời gian (phút) tại nồng độ tảo chết 0.2g/l và nồng độ Cu2+ 320mg/l 24 Hình 3. 3 Đồ thị biểu diễn tỷ lệ Cu2+ bị hấp thụ (%) theo thời gian (phút) tại nồng độ tảo sống 0.4g/l và nồng độ Cu2+ 160mg/l 25 Hình 3. 4 Đồ thị biểu diễn tỷ lệ Cu2+ bị hấp thụ (%) theo thời gian (phút) tại nồng độ tảo sống 0.4g/l và nồng độ Cu2+ 320mg/l 26 Hình 3. 5 Đồ thị so sánh khả năng hấp phụ tại nồng độ Cu2+ 160mg/l tại các nồng độ tảo chết khác nhau 28 Hình 3. 6 Đồ thị so sánh khả năng hấp phụ tại nồng độ Cu2+ 320mg/l tại các nồng độ tảo chết khác nhau 28 Hình 3. 7 Đồ thị so sánh khả năng hấp thụ tại nồng độ Cu2+ 160mg/l tại các nồng độ tảo sống khác nhau 30 Hình 3. 8 Đồ thị so sánh khả năng hấp thụ tại nồng độ Cu2+ 320mg/l tại các nồng độ tảo sống khác nhau 30 Hình 3. 9 Đồ thị so sánh khả năng hấp phụ tại nồng độ tảo chết 0.6g/l trên nhiều nồng độ Cu2+ khác nhau 33 Hình 3. 10 Đồ thị so sánh khả năng hấp thụ tại nồng độ tảo sống 0.6g/l trên nhiều nồng độ Cu2+ khác nhau 33 Hình 3. 11 Đồ thị so sánh tỷ lệ hấp thụ Cu2+ tại nồng độ tảo 0.2g/l – Cu2+ 160mg/l giữa hai loại tảo sống và chết 34 Hình 3. 12 Đồ thị so sánh tỷ lệ hấp thụ Cu2+ tại nồng độ tảo 0.4g/l – Cu2+ 160mg/l giữa hai loại tảo sống và chết 35 Hình 3. 13 Đồ thị so sánh tỷ lệ hấp thụ Cu2+ tại nồng độ tảo 0.6g/l – Cu2+ 160mg/l giữa hai loại tảo sống và chết 35 Hình 3. 14 Đồ thị so sánh tỷ lệ hấp thụ Cu2+ tại nồng độ tảo 0.2g/l – Cu2+ 320mg/l giữa hai loại tảo sống và chết 36 Hình 3. 15 Đồ thị so sánh tỷ lệ hấp thụ Cu2+ tại nồng độ tảo 0.2g/l – Cu2+ 320mg/l giữa hai loại tảo sống và chết 36 Hình 3. 16 Đồ thị so sánh tỷ lệ hấp thụ Cu2+ tại nồng độ tảo 0.2g/l – Cu2+ 320mg/l giữa hai loại tảo sống và chết 37 MỞ ĐẦU Xã hội loài người đang tiến gần hơn đến sự phát triển bền vững. Đó là việc vừa phát triển kinh tế hiện đại song song với bảo vệ môi trường sinh thái. Tuy nhiên, tình trạng ô nhiễm môi trường vẫn đang hoành hành ở khắp mọi nơi trên hành tinh xanh mà nguyên nhân chủ yếu của ô nhiễm môi trường chính là do ý thức của con người. Trong vài thập kỷ gần đây, mặc dù con người đã nhìn thấy được những tác động của ô nhiễm môi trường và đã có những chiến lược và biện pháp cụ thể để bảo vệ môi trường, nhưng do tốc độ công nghiệp hóa – hiện đại hóa, kéo theo quá trình đô thị hóa với tốc độ chóng mặt, đồng thời ý thức bảo vệ môi trường của một bộ phận lớn con người trên thế giới còn thấp nên hiện tượng ô nhiễm môi trường vẫn chưa được kiểm soát và ngăn chặn, mà còn có dấu hiệu ngày càng nghiêm trọng hơn. Vấn đề đặt ra hiện nay cho toàn thế giới là vừa phải xử lý môi trường đã ô nhiễm một cách nhanh chóng, rộng khắp và hiệu quả nhất; đồng thời phải kiểm soát quá trình tái ô nhiễm môi trường. Quá trình ngăn chặn tái ô nhiễm môi trường phụ thuộc rất lớn vào cơ cấu quản lý của các quốc gia trên thế giới và các tổ chức quốc tế, đồng thời phải có biện pháp nâng cao ý thức của người dân về hành động bảo vệ môi trường. Để xử lý môi trường đã ô nhiễm, có rất nhiều biện pháp vật lý, hóa học, sinh học… đã được đưa ra bởi các nhà chuyên gia môi trường nhằm xử lý một cách dễ dàng và hiệu quả. Trong đó, phương pháp sử dụng các loại tảo (Algae) để hấp thụ các kim loại nặng độc hại (Cu, Cd, Zn, Mn…) có trong môi trường nước đã được chứng minh là có hiệu quả cao, dễ thực hiện và có thể thực hiện rộng khắp trên toàn thế giới. Đề tài nghiên cứu này sẽ khái quát một cách đầy đủ các khía cạnh của phương pháp “Khảo sát khả năng hấp thụ kim loại Đồng trên tảo Spirulina platensis” từ nguyên liệu, đối tượng áp dụng cho đến cách thức tiến hành cũng như kết quả thí nghiệm, từ đó có thể đưa ra một số nhận xét và thông tin chủ quan về cách thức và hiệu quả của phương pháp này. CHƯƠNG I. TỔNG QUAN Ô nhiễm môi trường Ô nhiễm môi trường đã trở thành một vấn đề nhức nhối của toàn xã hội. Hiện nay mặc dù đã có nhiều biện pháp xử lý nhưng tình hình ô nhiễm môi trường vẫn đang ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống con người và sinh vật theo các hướng chủ yếu sau: Ô nhiễm môi trường đất Đất là một tài nguyên vô cùng quý giá đối với mỗi quốc gia, là điều kiện tồn tại và phát triển của con người và các sinh vật khác trên trái đất. Nhưng hiện nay diện tích đất canh tác ngày càng bị thu hẹp, thay vào đó là các khu công nghiệp, khu dân cư đông đúc, hàng ngày thải vào đất hàng trăm tấn rác thải của quá trình công nghiệp hóa – hiện đại hóa và đô thị hóa. Dẫn đến chất lượng đất ngày càng bị suy thoái, kéo theo những ảnh hưởng không tốt đến các quần thể sinh vật và con người. Ô nhiễm không khí Ô nhiễm không khí là sự có mặt của một chất lạ hoặc một sự biến đổi quan trọng trong thành phần không khí, làm cho không khí không sạch hoặc gây ra sự tỏa mùi, có mùi khó chịu giảm tầm nhìn xa (do bụi). Không khí là yếu tố quan trọng nhất, không thể thiếu đối với đời sống của con người cũng như các loài sinh vật. Do đó, ô nhiễm không khí sẽ gây ra hậu quả nghiêm trọng nhất. Hàng năm con người khai thác và sử dụng hàng tỉ tấn than đá, khí đốt, dầu mỏ để sử dụng trong công nghiệp, vận tải, sinh hoạt… kéo theo hàng triệu tấn khí thải được thải thẳng vào môi trường không qua xử lý. Hàm lượng các loại khí độc trong không khí vượt qua mức cho phép hàng chục đến hàng trăm lần ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của con người. Một loạt hiện tượng như thủng tầng ozon, hiệu ứng nhà kính, mưa axit… là những minh chứng rõ rệt cho môi trường không khí bị ô nhiễm nặng nề. Ô nhiễm môi trường nước Ô nhiễm nước là sự thay đổi theo chiều xấu đi các tính chất vật lý – hoá học – sinh học của nước, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, rắn làm cho nguồn nước trở nên độc hại với con người và sinh vật. Xét về tốc độ lan truyền và quy mô ảnh hưởng thì ô nhiễm nước là vấn đề đáng lo ngại hơn ô nhiễm đất. Bảng 1. 1 Nguyên nhân gây ô nhiễm trên các loại môi trường khác nhau và hậu quả của nó Loại môi trường ô nhiễm Nguyên nhân Hậu quả Môi trường nước Do nhiễm bẩn từ nước thải khu công nghiệp, khu đô thị… Bệnh truyền nhiễm Do kim loại nặng (As), (Cd) Gây ung thư huyết áp cao, đau thận phá huỷ các mô và tế bào máu; Pb rất độc ảnh hưởng tới thận và thần kinh, Hg gây vô sinh Các chất thải độc hại như thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, diệt chuột, các chất tẩy rửa… Nước có mùi khó chịu, màu không tự nhiên… Môi trường không khí Do núi lửa, bão bụi, cháy rừng, động đất, quá trình phân hủy xác động thực vật. Gây bụi, giảm tầm nhìn, gây các bệnh về đường hô hấp… Do chất thải công nghiệp, đốt cháy nhiên liệu hóa thạch và do hoạt động của các phương tiện giao thông. Môi trường đất Chất thải công nghiệp, nông nghiệp, chất thải phóng xạ… Ảnh hưởng đến hoạt động của vi sinh vật trong đất, cản trở sự sinh trưởng của bộ rễ thực vật, Chứa các chất độc có thể tồn tại trong đất lâu dài Tham gia vào chuỗi thức ăn gây độc cho sinh vật tiêu thụ. Hình 1. 1 Các khí thải từ nhà máy điện ở New Mexico (Hoa Kỳ) có quá nhiều lượng khí lưu huỳnh [40] Hình 1. 2 Không khí ô nhiễm từ sản xuất vũ khí chiến tranh thế giới II ở Alabama (Hoa Kỳ)[40] Trong đề tài báo cáo này, chỉ chú trọng vào ô nhiễm môi trường nước bởi vì biện pháp sử dụng tảo Spirulina để hấp thụ kim loại Đồng (Cu2+) chỉ áp dụng được khi xử lý trong môi trường nước. Tình hình ô nhiễm môi trường nước Trên thế giới Ô nhiễm nước là một vấn đề lớn trong bối cảnh toàn cầu. Người ta cho rằng đây là nguyên nhân chính của tử vong và bệnh tật trên toàn cầu và nó là gây ra cái chết của hơn 14.000 người mỗi ngày. Theo ước tính hiện nay, có khoảng 700 triệu người Ấn Độ không được sử dụng nhà vệ sinh đủ tiêu chuẩn, và hơn 1000 trẻ em ở Ấn Độ chết vì bệnh tiêu chảy mỗi ngày. Khoảng 90% các thành phố ở Trung Quốc bị ô nhiễm nước theo nhiều mức độ khác nhau, và gần 500 triệu người thiếu nước sạch để uống. Ngoài các vấn đề ô nhiễm ở các nước đang phát triển, các nước công nghiệp cũng phải liên tục đấu tranh chống lại vấn đề ô nhiễm. Trong báo cáo quốc gia gần đây nhất về chất lượng nước tại Hoa Kỳ, 45% diện tích sông suối, 47% diện tích các hồ và 32% các vịnh, cửa sông được xếp vào loại ô nhiễm [40]. Ở Anh Quốc: Đầu thế kỷ 19, nước sông Thames rất sạch. Nó trở thành ống cống lộ thiên vào giữa thế kỷ này. Các sông khác cũng có tình trạng tương tự trước khi người ta đưa ra các biện pháp xử lý và bảo vệ nghiêm ngặt. Nước Pháp: kỹ nghệ phân tán và nhiều sông lớn nhưng vấn đề cũng không khác bao nhiêu. Dân Paris còn uống nước sông Seine đến cuối thế kỷ 18. Từ đó vấn đề đổi khác: các sông lớn và nước ngầm nhiều nơi không còn dùng làm nước sinh hoạt được nữa, 5000 km sông của Pháp bị ô nhiễm mãn tính. Sông Rhin chảy qua vùng kỹ nghệ hóa mạnh, khu vực có hơn 40 triệu người, là nạn nhân của nhiều tai nạn thêm vào các nguồn ô nhiễm thường xuyên. Ở Hoa Kỳ, tình trạng thảm thương ở bờ phía đông cũng như nhiều vùng khác. Vùng Đại Hồ bị ô nhiễm nặng, trong đó hồ Erie, Ontario đặc biệt nghiêm trọng [40]. Tại Việt Nam Hiện nay ở Việt Nam, mặc dù các cấp, các ngành đã có nhiều cố gắng trong việc thực hiện chính sách và pháp luật về bảo vệ môi trường, nhưng tình trạng ô nhiễm nước là vấn đề rất đáng lo ngại. Tốc độ công nghiệp hoá và đô thị hoá khá nhanh và sự gia tăng dân số gây áp lực ngày càng nặng nề dối với tài nguyên nước trong vùng lãnh thổ. Môi trường nước ở nhiều đô thị, khu công nghiệp và làng nghề ngày càng bị ô nhiễm bởi nước thải, khí thải và chất thải rắn. ở các thành phố lớn, hàng trăm cơ sở sản xuất công nghiệp đang gây ô nhiễm môi trường nước do không có công trình và thiết bị xử lý chất thải. Ô nhiễm nước do sản xuất công nghiệp là rất nặng. Ví dụ: ở ngành công nghiệp dệt may, ngành công nghiệp giấy và bột giấy, nước thải thường có độ pH trung bình từ 9-11; chỉ số nhu cầu ô xy sinh hoá (BOD), nhu cầu ô xy hoá học (COD) có thể lên đến 700mg/1 và 2.500mg/1; hàm lượng chất rắn lơ lửng... cao gấp nhiều lần giới hạn cho phép. Hàm lượng nước thải của các ngành này có chứa xyanua (CN-) vượt đến 84 lần, H2S vượt 4,2 lần, hàm lượng NH3 vượt 84 lần tiêu chuẩn cho phép nên đã gây ô nhiễm nặng nề các nguồn nước mặt trong vùng dân cư. Mức độ ô nhiễm nước ở các khu công nghiệp, khu chế xuất, cụm công nghiệp tập trung là rất lớn. Tại cụm công nghiệp Tham Lương, thành phố Hồ Chí Minh, nguồn nước bị nhiễm bẩn bởi nước thải công nghiệp với tổng lượng nước thải ước tính 500.000 m3/ngày từ các nhà máy giấy, bột giặt, nhuộm, dệt. ở thành phố Thái Nguyên, nước thải công nghiệp thải ra từ các cơ sở sản xuất giấy, luyện gang thép, luyện kim màu, khai thác than; về mùa cạn tổng lượng nước thải khu vực thành phố Thái Nguyên chiếm khoảng 15% lưu lượng sông Cầu; nước thải từ sản xuất giấy có pH từ 8,4-9 và hàm lượng NH4 là 4mg/1, hàm lượng chất hữu cơ cao, nước thải có màu nâu, mùi khó chịu…. Khảo sát một số làng nghề sắt thép, đúc đồng, nhôm, chì, giấy, dệt nhuộm ở Bắc Ninh cho thấy có lượng nước thải hàng ngàn m3/ ngày không qua xử lý, gây ô nhiễm nguồn nước và môi trường trong khu vực. Tình trạng ô nhiễm nước ở các đô thị thấy rõ nhất là ở thành phố Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh. Ở các thành phố này, nước thải sinh hoạt không có hệ thống xử lý tập trung mà trực tiếp xả ra nguồn tiếp nhận (sông, hồ, kênh, mương). Mặt khác, còn rất nhiều cơ sở sản xuất không xử lý nước thải, phần lớn các bệnh viện và cơ sở y tế lớn chưa có hệ thống xử lý nước thải; một lượng rác thải rắn lớn trong thành phố không thu gom hết được… là những nguồn quan trọng gây ra ô nhiễm nước. Hiện nay, mức độ ô nhiễm trong các kênh, sông, hồ ở các thành phố lớn là rất nghiêm trọng và đáng báo động [41]. Ở thành phố Hà Nội, tổng lượng nước thải của thành phố lên tới 300.000 - 400.000 m3/ngày; hiện mới chỉ có 5/31 bệnh viện có hệ thống xử lý nước thải, chiếm 25% lượng nước thải bệnh viện; 36/400 cơ sở sản xuất có xử lý nước thải; lượng rác thải sinh hoại chưa được thu gom khoảng 1.200m3/ngày đang xả vào các khu đất ven các hồ, kênh, mương trong nội thành; chỉ số BOD, oxy hoà tan, các chất NH4, NO2, NO3 ở các sông, hồ, mương nội thành đều vượt quá quy định cho phép. Ở thành phố Hồ Chí Minh thì lượng rác thải lên tới gần 4.000 tấn/ngày; chỉ có 24/142 cơ sở y tế lớn là có xử lý nước thải; khoảng 3.000 cơ sở sản xuất gây ô nhiễm thuộc diện phải di dời. Không chỉ ở Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh mà ở các đô thị khác như Hải Phòng, Huế, Đà Nẵng, Nam Định, Hải Dương… nước thải sinh hoạt cũng không được xử lý độ ô nhiễm nguồn nước nơi tiếp nhận nước thải đều vượt quá tiểu chuẩn cho phép (TCCP), các thông số chất lơ lửng (SS), BOD; COD; oxy hoà tan (DO) đều vượt từ 5-10 lần, thậm chí 20 lần TCCP. Về tình trạng ô nhiễm nước ở nông thôn và khu vực sản xuất nông nghiệp, hiện nay Việt Nam có gần 76% dân số đang sinh sống ở nông thôn là nơi cơ sở hạ tầng còn lạc hậu, phần lớn các chất thải của con người và gia súc không được xử lý nên thấm xuống đất hoặc bị rửa trôi, làm cho tình trạng ô nhiễm nguồn nước về mặt hữu cơ và vi sinh vật ngày càng cao. Theo báo cáo của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, số vi khuẩn Fecacoliform trung bình biến đổi từ 1.500-3.500 MNP/100ml ở các vùng ven sông Tiền và sông Hậu, tăng lên tới 3800-12.500 MNP/100ML ở các kênh tưới tiêu. Trong sản xuất nông nghiệp, do lạm dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật, các nguồn nước ở sông, hồ, kênh, mương bị ô nhiễm, ảnh hưởng lớn đến môi trường nước và sức khoẻ nhân dân. Theo thống kê của Bộ Thuỷ sản, tổng diện tích mặt nước sử dụng cho nuôi trồng thuỷ sản đến năm 2001 của cả nước là 751.999 ha. Do nuôi trồng thuỷ sản ồ ạt, thiếu quy hoạch, không tuân theo quy trình kỹ thuật nên đã gây nhiều tác động tiêu cực tới môi trường nước. Cùng với việc sử dụng nhiều và không đúng cách các loại hoá chất trong nuôi trồng thuỷ sản, thì các thức ăn dư lắng xuống đáy ao, hồ, lòng sông làm cho môi trường nước bị ô nhiễm các chất hữu cơ, làm phát triển một số loài sinh vật gây bệnh và xuất hiện một số tảo độc; thậm chí đã có dấu hiệu xuất hiện thuỷ triều đỏ ở một số vùng ven biển Việt Nam [42]. Các biện pháp khắc phục, xử lý Trong thành phần nước ô nhiễm có chứa nhiều loại tạp chất nhiễm bẩn có tính chất khác nhau: từ các loại chất không tan, đến các chất ít tan và những hợp chất tan trong nước. Xử lý nước ô nhiễm là loại bỏ các tạp chất đó, làm sạch nước và có thể đưa nước đổ vào nguồn hoặc đưa vào tái sử dụng. Để đạt được những mục đích đó chúng ta thường dựa vào đặc điểm của từng loại tạp chất để lựa chọn phương pháp xử lý thích hợp. Thông thường có các phương pháp xử lý sau [43] : Xử lý bằng phương pháp hóa học. Xử lý bằng phương pháp hóa lý. Xử lý bằng phương pháp sinh học. Bảng 1. 2 Các phương pháp xử lý ô nhiễm môi trường nước Phương pháp Ưu điểm Nhược điểm Cách thực hiện Kết quả Hóa học Dùng để xử lí các chất hòa tan trong hệ thống cấp nước khép kín Chi phí cao, là phương pháp hỗ trợ cho phương pháp sinh học Sử dụng các tác nhân hóa học để xử lí bằng các phản ứng trung hòa, oxy hóa, khử,… Loại bỏ các chất hữu cơ, vô cơ khó phân huỷ, các chất hóa học không mong muốn (kim loại nặng…). Hóa lý Hiệu quả cao hơn các phương pháp khác Có thể tự động hóa Loại bỏ được các chất hữu cơ không bị oxy hóa Chi phí thấp Phạm vi áp dụng tương đối hẹp, khó áp dụng trên quy mô lớn. Lọc, đông tụ, keo tụ, tuyển nổi, hấp phụ, thẩm thấu ngược, siêu lọc, thẩm tách, điện thẩm tách… Loại ra khỏi nước thải các hạt phân tán lơ lửng (rắn và lỏng), các khí tan, chất vô cơ và hữu cơ hòa tan, độ màu, độ đục, COD, BOD của nước thải. Sinh học Chi phí thấp, dễ thực hiện, thân thiện với môi trường. Sử dụng ao sinh học hiếu khí, cánh đồng tưới, lọc sinh học, Aerotank, mương oxy hóa, UASB, kỵ khí tiếp xúc… Làm sạch nước có chứa các chất hữu cơ hòa tan hoặc các chất phân tán nhỏ, keo. Khử các hợp chất sunfit, muối amoni nitrat. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học gồm các phương pháp được trình bày trong hình 1.3. Tùy điều kiện cụ thể như địa hình, tính chất và khối lượng nước thải, khí hậu, mặt bằng nơi cần xử lý, kinh phí cho phép với công nghệ thích hợp, người ta sẽ chọn một trong những phương pháp trên hay kết hợp với nhau để xử lý ô nhiễm. Hình 1. 3 Sơ đồ các phương pháp sinh học xử lý ô nhiễm môi trường Ô nhiễm kim loại nặng trong nước Giới thiệu chung về kim loại nặng Kim loại nặng là những kim loại có phân tử lượng lớn hơn 52(g) bao gồm một số loại như As, Cd, Cr, Cu2+, Pb, Hg, Se, Zn….. chúng có nguồn gốc từ các nguồn nước thải trong công nghiệp, nông nghiệp cũng như trong tự nhiên [43]. Ví dụ: Cd có nguồn gốc từ chất thải công nghiệp, trong chất thải khi khai thác quặng; Cr có trong nước thải mạ kim loại của sản phẩm gốc crôm; Pb trong công nghiệp than, dầu mỏ; Hg có trong chất thải công nghiệp khai thác khoáng sản, thuốc trừ sâu. Các kim loại nặng này đều có những tác hại nhất định như As có thể gây ung thư, Cd có thể gây ra huyết áp cao, đau thận phá huỷ các mô và tế bào máu; chì rất độc ảnh hưởng tới thận và thần kinh hay thủy ngân là một kim loại rất độc. Các kim loại này khi thải vào nước làm cho nước bị nhiễm bẩn và mất đi một số tính chất hoá lý đặc biệt cũng như những tính chất và thành phần thay đổi làm ảnh hưởng xấu đến môi trường sinh thái và sức khoẻ con người. Việc nhận biết nước bị ô nhiễm có thể căn cứ vào trạng thái hoá học, vật lý, hoá lý, sinh học của nước. Hình 1. 4 Các tác hại của kim loại nặng Số lượng ngày càng tăng của kim loại nặng trong môi trường là nguyên nhân gây nhiễm độc đối với đất, không khí và nước. Việc loại trừ các thành phần chứa kim loại nặng độc ra khỏi các nguồn nước, đặc biệt là nước thải công nghiệp là mục tiêu môi trường quan trọng bậc nhất phải giải quyết hiện nay. Nguyên nhân gây ô nhiễm kim loại nặng trong nước Sự tập trung công nghiệp và đô thị hoá cao độ gây tác động lớn đối với môi trường, trong đó có môi trường nước. Các dòng xả nước thải gây ô nhiễm môi trường nước mặt, nước ngầm, gây ô nhiễm đất. Các nguồn nước thải chính ở các đô thị và khu công nghiệp hiện nay là: Nước thải từ các cơ sở công nghiệp, thủ công nghiệp, đều chưa qua xử lý hoặc chỉ xử lý sơ bộ. Các chất ô nhiễm trong nước thải công nghiệp rất