Đồ án tốt nghiệp Ứng dụng vi khuẩn Nitrosomonas để đánh giá chất lượng nước kênh Tàu Hủ - Bến Nghé

Luận Văn Group hỗ trợ viết luận văn thạc sĩ,chuyên đề,khóa luận tốt nghiệp, báo cáo thực
tập, Assignment, Essay
Zalo/Sdt 0967 538 624/ 0886 091 915 Website:lamluanvan.net
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
TP. HCM KHOA CÔNG NGHỆ SINH
HỌC – THỰC PHẨM – MÔI
TRƯỜNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ỨNG DỤNG VI KHUẨN Nitrosomonas
ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC KÊNH TÀU HỦ – BẾN NGHÉ
Ngành : MÔI TRƯỜNG
Chuyên ngành : KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
Giảng viên hướng dẫn : ThS. Nguyễn Trung Dũng
Sinh viên thực hiện
MSSV
Lớp
: Nguyễn Tường Vy
: 1311090054
: 13DMT01
TP. Hồ Chí Minh, 2017

Luận Văn Group hỗ trợ viết luận văn thạc sĩ,chuyên đề,khóa luận tốt nghiệp, báo cáo thực tập,
Assignment, Essay
LỜI CAM ĐOAN
Tác giả xin cam đoan đề tài này là công trình nghiên cứu khoa học của tác giả.
Các số liệu, kết quả nêu trong đề tài là trung thực và có nguồn gốc. Tác giả xin chịu
trách nhiệm trước Hội đồng phản biện và pháp luật về các kết quả nghiên cứu của đề
tài này.
Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 07 năm 2017
Nguyễn Tường Vy
i

Assignment, Essay
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên cho em xin chân thành cảm ơn tất cả quí Thầy Cô trường Đại học
Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh và đặc biệt là quí Thầy Cô trong khoa Công nghệ
sinh học – Thực phẩm – Môi trường đã truyền đạt rất nhiều kiến thức bổ ích cho em
trong suốt bốn năm vừa qua.
Em xin chân thành cảm ơn Thầy Thái Văn Nam đã tạo điều kiện cho em được
thực tập và làm đồ án trong thiết bị quan trắc tự động Mobilab.
Em vô cùng cám ơn Thầy Nguyễn Trung Dũng đã tận tình hướng dẫn, chỉ dạy em
trong suốt thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp này.
Bên cạnh đó, em cũng xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến anh Trịnh Trọng
Nguyễn đã tận tình giúp đỡ em trong suốt thời gian làm thí nghiệm phân tích tại
Mobilab cũng như trong suốt quá trình làm đồ án này.
Mặc dù đã rất cố gắng để hoàn thiện Đồ án tốt nghiệp này nhưng vẫn còn nhiều
thiếu sót, vì vậy em mong nhận được những ý kiến đóng góp của quý Thầy Cô, Hội
đồng phản biện để đề tài được hoàn thiện hơn.
Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 07 năm 2017
Nguyễn Tường Vy
ii

Assignment, Essay
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN.............................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN..................................................................................................................................................ii
MỤC LỤC..................................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................................................vi
DANH MỤC CÁC HÌNH.............................................................................................vii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT................................................................................................... viii
MỞ ĐẦU ...........................................................................................................................................................1
1.Tính cấp thiết của đề tài.......................................................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................................................2
2.1 Mục tiêu chính .................................................................................................................................2
2.2 Mục tiêu cụ thể ................................................................................................................................2
3. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................................................2
4. Nội dung nghiên cứu............................................................................................................................3
5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .................................................................................................5
6. Ý nghĩa của đề tài..................................................................................................................................5
CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN...................................................................................................................6
1.1 Điều kiện tự nhiên, xã hội của kênh Tàu Hủ - Bến Nghé.............................................6
1.1.1 Điều kiện tự nhiên.................................................................................................................6
1.1.2 Điều kiện xã hội.....................................................................................................................6
1.2 Ô nhiễm môi trường nước ..........................................................................................................8
1.2.1 Tác nhân gây ô nhiễm môi trường nước .....................................................................8
1.2.2 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước hay mức độ ô nhiễm.............................9
1.3 Các phương pháp thử nghiệm độc học............................................................................... 11
1.3.1 Thử nghiệm độc cấp tính ................................................................................................ 11
1.3.2 Thử nghiệm độc mãn tính............................................................................................... 12
1.3.3 Thử nghiệm độc tĩnh........................................................................................................ 14
1.3.4 Thử nghiệm độc động (liên tục) .................................................................................. 14
iii

Assignment, Essay
1.4 Độc tính kim loại nặng .................................................................................. 14
1.4.1 Chì (Pb) .................................................................................................. 14
1.4.2 Cadimi ................................................................................................... 15
1.4.3 Asen ....................................................................................................... 15
1.4.4 Thủy ngân ............................................................................................... 16
1.4 Tổng quan về vi khuẩn Nitrosomonas ............................................................ 16
1.4.1 Giới thiệu về vi khuẩn Nitrosomonas ...................................................... 16
1.4.1.1 Đặc điểm .............................................................................................. 16
1.4.1.2 Quá trình Nitrat hóa ............................................................................. 16
1.4.2 Các nghiên cứu liên quan đến vi khuẩn Nitrosomonas ............................ 18
1.5 Các nghiên cứu liên quan ............................................................................... 19
1.5.1 Các nghiên cứu trong nước .................................................................... 19
1.5.2 Các nghiên cứu trên thế giới ................................................................... 20
CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......... 18
2.1 Vật liệu nghiên cứu ........................................................................................ 18
2.2 Phương pháp nghiên cứu ............................................................................... 22
2.2.1 Phương pháp lấy mẫu ............................................................................. 22
2.2.2 Phương pháp phân tích các thông số lý hóa ............................................. 23
2.2.2.1 Xác định thông số pH........................................................................... 23
2.2.2.2 Chỉ tiêu NH4
+
....................................................................................... 24
2.2.2.3 Chỉ tiêu Phosphat ................................................................................. 27
2.2.2.4 Chỉ tiêu TOC ....................................................................................... 29
2.2.3 Phương pháp thử nghiệm độc học ........................................................... 33
2.2.5 Phương pháp phân tích số liệu theo hệ số tương quan ............................. 37
2.2.6 Phương pháp xử lí số liệu....................................................................... 37
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.............................................................. 38
3.1. Kết quả phân tích lý, hóa .............................................................................. 38
3.1.1. Thông số pH .......................................................................................... 38
3.1.2. Chỉ tiêu DO............................................................................................ 41
iv

Assignment, Essay
3.1.3. Chỉ tiêu Amoni................................................................................................................... 44
3.1.4. Chỉ tiêu TOC....................................................................................................................... 49
3.1.5. Chỉ tiêu Toxcity................................................................................................................. 53
3.1.6. Chỉ tiêu TSS........................................................................................................................ 57
3.1.7. Chỉ tiêu Photphat............................................................................................................... 62
3.4. Mối tương quan giữa độc học và các chỉ tiêu ô nhiễm môi trường...................... 66
3.4.1. Tại thời điểm nước lớn................................................................................................... 66
3.4.2. Tại thời điểm nước ròng ................................................................................................ 68
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................................................... 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................................................... 72
PHỤ LỤC
v

Assignment, Essay
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Thống kê các vị trí lấy mẫu tại kênh Tàu Hủ - Bến Nghé................................... 22
Bảng 2.2. Qui trình vận hành máy Amonitor................................................................................. 26
Bảng 2.3. Danh mục hóa chất sử dụng cho máy Amonitor...................................................... 27
Bảng 2.4. Các bước canh chuẩn máy TOC ..................................................................................... 30
Bảng 2.5.Các bước đo mẫu đơn lẻ...................................................................................................... 32
Bảng 2.6. Các phương pháp phân tích kim loại nặng trong nước......................................... 29
Bảng 2.7. Ý nghĩa các từ khóa của máy Nitritox.......................................................................... 35
Bảng 3.1. Kết quả phân tích pH lúc nước lớn................................................................................ 38
Bảng 3.2: Kết quả phân tích pH lúc nước ròng............................................................................. 40
Bảng 3.3. Kết quả phân tích DO lúc nước lớn............................................................................... 41
Bảng 3.4. Kết quả phân tích DO lúc nước ròng............................................................................ 43
Bảng 3.5. Kết quả phân tích Amoni lúc nước lớn........................................................................ 44
Bảng 3.6. Kết quả phân tích độ lệch chuẩn Amoni lúc nước lớn.......................................... 45
Bảng 3.7. Kết quả phân tích Amoni lúc nước ròng ..................................................................... 46
Bảng 3.8. Kết quả phân tích độ lệch chuẩn Amoni lúc nước ròng ....................................... 47
Bảng 3.9. Kết quả phân tích TOC lúc nước lớn............................................................................ 49
Bảng 3.10. Kết quả phân tích độ lệch chuẩn TOC lúc nước lớn ........................................... 49
Bảng 3.11. Kết quả phân tích TOC lúc nước ròng....................................................................... 51
Bảng 3.12. Kết quả phân tích độ lệch chuẩn TOC lúc nước ròng......................................... 51
Bảng 3.13. Kết quả phân tích Toxcity lúc nước lớn.................................................................... 53
Bảng 3.14. Kết quả phân tích độ lệch chuẩn Toxcity lúc nước lớn...................................... 53
Bảng 3.15. Kết quả phân tích Toxcitylúc nước ròng .................................................................. 55
Bảng 3.16. Kết quả phân tích độ lệch chuẩn Toxcitylúc nước ròng .................................... 55
Bảng 3.17. Kết quả phân tích TSS lúc nước lớn........................................................................... 57
Bảng 3.18. Kết quả phân tích độ lệch chuẩn TSS lúc nước lớn............................................. 58
vi

Assignment, Essay
Bảng 3.19. Kết quả phân tích TSS lúc nước ròng........................................................................ 59
Bảng 3.20. Kết quả phân tích độ lệch chuẩn TSS lúc nước ròng.......................................... 60
Bảng 3.21. Kết quả phân tích Photphat lúc nước lớn ................................................................. 61
Bảng 3.22. Kết quả phân tích độ lệch chuẩn Photphat lúc nước lớn ................................... 62
Bảng 3.23. Kết quả phân tích Photphat lúc nước ròng............................................................... 63
Bảng 3.24. Kết quả phân tích độ lệch chuẩn Photphat lúc nước ròng................................. 64
Bảng 3.25.Mối tương quan giữa độ độc và các chỉ tiêu lý, hóa lúc nước lớn tại cầu Chà
Và....................................................................................................................................................................... 65
Bảng 3.26.Mối tương quan giữa độ độc và các chỉ tiêu lý, hóa lúc nước lớn tại cầu Chữ
Y.......................................................................................................................................................................... 66
Bảng 3.27.Mối tương quan giữa độ độc và các chỉ tiêu lý, hóa lúc nước lớn tại cầu Ông
Lãnh................................................................................................................................................................... 66
Bảng 3.28.Mối tương quan giữa độ độc và các chỉ tiêu lý, hóa lúc nước lớn tại cầu
Khánh Hội ...................................................................................................................................................... 66
Bảng 3.29. Mối tương quan giữa độ độc và các chỉ tiêu lý, hóa lúc nước ròng tại cầu
Chà Và.............................................................................................................................................................. 67
Chữ Y ............................................................................................................................................................... 67
Ông Lãnh ........................................................................................................................................................ 67
Khánh Hội ...................................................................................................................................................... 67
vii

Assignment, Essay
DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Khung cảnh Cầu Chà Và xưa và nay ...............................................................................7
Hình 1.2. Vi khuẩn giáp xác Daphnia magna ............................................................................... 12
Hình 1.3. Sinh vật thí nghiệm C. cornuta (A), D. lumholtzi (B) và D. magna (C)........ 13
Hình 2.1. Bản đồ vị trí các điểm lấy mẫu nước kênh Tàu Hũ – Bến Nghé ...................... 23
Hình 2.2. Máy đo và đầu dò pH........................................................................................................... 24
Hình 2.3. Máy Ammonitor ...........................................................................................25
Hình 2.4. Máy TOC Ultra....................................................................................................................... 29
Hình 2.5. Máy Nitritox............................................................................................................................. 33
Hình 2.8. Sơ đồ nguyên lí làm việc của máy Nitritox................................................................ 34
Hình 2.1. Kết quả dựng đường chuẩn Phosphat ........................................................................... 28
Hình 3.1. Giá trị pH kênh Tàu Hủ - Bến Nghé lúc nước lớn.................................................. 39
Hình 3.2. Giá trị pH kênh Tàu Hủ - Bến Nghé lúc nước ròng................................................ 40
Hình 3.3. Giá trị DO kênh Tàu Hủ - Bến Nghé lúc nước lớn................................................. 42
Hình 3.4. Giá trị DO kênh Tàu Hủ - Bến Nghé lúc nước ròng .............................................. 43
Hình 3.5. Giá trị Amoni kênh Tàu Hủ - Bến Nghé lúc nước lớn.................................45
Hình 3.6. Giá trị Amoni kênh Tàu Hủ - Bến Nghé lúc nước ròng ....................................... 47
Hình 3.7. Giá trị TOC kênh Tàu Hủ - Bến Nghé lúc nước lớn.............................................. 50
Hình 3.8. Giá trị TOC kênh Tàu Hủ - Bến Nghé lúc nước ròng ........................................... 52
Hình 3.9. Giá trị Toxcity kênh Tàu Hủ - Bến Nghé lúc nước lớn ........................................ 54
Hình 3.10. Giá trị Toxcity kênh Tàu Hủ - Bến Nghé lúc nước ròng................................... 56
Hình 3.11. Giá trị TSS kênh Tàu Hủ - Bến Nghé lúc nước lớn............................................. 59
Hình 3.12. Giá trị TSS kênh Tàu Hủ - Bến Nghé lúc nước ròng .......................................... 61
Hình 3.13. Giá trị Phosphat kênh Tàu Hủ - Bến Nghé lúc nước lớn ...........................63
Hình 3.14. Giá trị Phosphat kênh Tàu Hủ - Bến Nghé lúc nước ròng ................................ 65
viii

Assignment, Essay
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
STT Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt
1 BDI Biodiversity Index Chỉ số đa dạng sinh học
2 BOD
Biochemical Oxygen
Nhu cầu oxy sinh hóa
Demand
3 BSI Chỉ số động vật đáy
4 BTNMT Bộ tài nguyên môi trường
5 COD Chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hóa học
6 DO Dessolved Oxygen Nồng độ oxy hòa tan trong nước
7 DD Dung Dịch
8 EC 50 Effective Concentration
Nồng độ chất độc gây ảnh hưởng
cho 50% sinh vật thử nghiệm
9 IPI Industrial Pollution Index Chỉ số ô nhiễm công nghiệp
10 NH4- N Amoni tính theo N
11 NPI Nutrient Pollution Index Chỉ số ô nhiễm dinh dưỡng
12 OPI Organic Pollution Index Chỉ số ô nhiễm hữu cơ
13 QCVN Quy chuẩn Việt Nam
14 TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
15 TOC Total Organic Carbon Tổng cacbon hữu cơ
16 TSS Total Suspended Solids Tổng chất rắn lơ lửng
17 TPHCM Thành phố Hồ Chí Minh
18 ±SD Standard Deviation Độ lệch chuẩn
ix

ĐẶT VẤN ĐỀ
1. Tính cấp thiết của đề tài
“ Phấn đấu đến năm 2020 nước ta cơ bản trở thành một nước công nghiệp hoá
theo hướng hiện đại” là mục tiêu công nghiệp hóa, hiện đại hóa ở Việt Nam hiện nay
[1]. Trong đó, sự phát triển của các khu công nghiệp đã đóng góp đáng kể vào sự phát
triển công nghiệp và chuyển dịch cơ cấu kinh tế. Sự phát triển công nghiệp kèm theo
quá trình đô thị hóa tại Thành phố Hồ Chí Minh (TPHCM) đã cải thiện được cuộc
sống của người dân Thành phố. Tuy nhiên, sự phát triển này đã tạo ra hàng loạt các
vấn đề cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên, ô nhiễm và suy thoái chất lượng môi trường
trên diện rộng, đặc biệt là ô nhiễm nguồn nước trên các hệ thống kênh của Thành phố.
Nước là nguồn tài nguyên vô tận trong thiên nhiên nhưng do sự phân bố không đều
và do tác động của con người nên một số nơi trên thế giới trở nên khan hiếm hoặc kém
chất lượng, không sử dụng được. Do tính dễ lan truyền nên phạm vi vùng ô nhiễm của
nước lan nhanh trong thủy vực và theo đà phát triển của sản xuất công nghiệp, tốc độ
đô thị hóa,… . Nhiều nơi trên thế giới đang bị đe dọa thiếu nước sạch trầm trọng do
tình trạng nguồn nước bị ô nhiễm hoặc sa mạc hóa. Hậu quả của việc nhiễm độc chất,
độc tố trong vùng nước bị ô nhiễm đã, đang và sẽ còn phải giải quyết lâu dài. Nước ô
nhiễm là con đường dễ dàng nhất đưa độc chất vào các cơ thể sống và con người thông
qua các mắt xích trong chuỗi thức ăn. Vì thế, vấn đề ô nhiễm nước và ảnh hưởng của
các tác nhân độc trong nước đến quần xã thủy sinh và con người cần được quan tâm
nghiên cứu.
Nhận thức được vấn đề suy thoái và bảo vệ môi trường, nhiều dự án liên quan
đến vấn đề bảo vệ và cải tạo nguồn nước tại TPHCM đã được tiến hành như: Dự án cải
tạo kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè, kênh Tàu Hủ - Bến Nghé, kênh Tân Hóa - Lò Gốm và
trong tương lai không xa các tuyến kênh Hàng Bàng (quận 6), Tham Lương - Bến Cát
- Rạch Nước Lên (quận Gò Vấp, Tân Bình, Tân Phú, Bình Tân và Quận 12) hay rạch
Xuyên Tâm (Quận Bình Thạnh, Quận Gò Vấp), … cũng sẽ được cải tạo. [9]
Để tiếp tục theo dõi và quan trắc chất lượng nước tại các dòng kênh này sau khi
cải tạo thì cần có những kế hoạch và nghiên cứu cụ thể. Đã có nhiều nghiên cứu đi sâu
vào lĩnh vực này nhưng ứng dụng vi sinh vật để kiểm soát ô nhiễm thì còn khá mới mẻ
1

tại Việt Nam. Vì thế “Ứng dụng vi khuẩn Nitrosomonas để đánh giá chất lượng nước
kênh Tàu Hủ – Bến Nghé” là hết sức cần thiết, vừa mang tính khoa học vừa có thể
cung cấp các dữ liệu cho các nghiên cứu tiếp theo, vừa có thể đánh giá được chất
lượng nước sau khi cải tạo.
2. Mục tiêu nghiên cứu
2.1 Mục tiêu chính
Phân tích đánh giá chất lượng nước kênh Tàu Hủ – Bến Nghé
2.2 Mục tiêu cụ thể
Đánh giá chất lượng nước dựa trên các thông số lý, hóa, kim loại nặng và độc học
của hệ thống kênh Tàu Hủ – Bến Nghé
So sánh mối tương quan giữa các chỉ số lý hóa với chỉ số độc học.
3. Phƣơng Pháp nghiên cứu
Bảng 1: Các Phương pháp phân tích các chỉ tiêu lý hóa
STT Chỉ tiêu Đơn vị Thiết bị phân tích
1 pH - Đầu dò pH
2 NH4-N mg/l Máy Amonitor
3 TOC mg/l Máy TOC Ultra
4 TOXCITY mg/l Máy Nitritox
5 TSS mg/l Tủ sấy, cân phân tích
6 Phosphate mg/l Máy Đo quang
2

4. Nội dung nghiên cứu
4.1 Nội dung 1: Tổng hợp các tài liệu có liên quan
 Tài liệu về thông tin kinh tế, xã hội và môi trường của kênh Tàu Hủ – Bến
Nghé.

 Tài liệu về tài nguyên nước nước mặt.

 Các thông tin về phương pháp thử nghiệm độc học nước.

 Các nguồn gây ô nhiễm tại hệ thống kênh rạch nội thành TPHCM.

 Các nghiên cứu liên quan về thử nghiệm độc học môi trường nước của các tác
giả trong và ngoài nước.

 Các nghiên cứu liên quan về vi khuẩn Nitrosomonas
4.2 Nội dung 2: Khảo sát, điều tra thực địa và lấy mẫu tại khu vực nghiên cứu.
 Khảo sát, điều tra thực địa nhằm mục đích xác định vị trí lấy mẫu và những
nguồn gây ô nhiễm tại các vị trí lấy mẫu từ đó có những đánh giá chính xác
nhất cho những kết quả phân tích.

 Các mẫu nước của khu vực nghiên cứu được lấy theo từng hệ thống kênh chính,
theo hai thời điểm triều lên và triều xuống trong ngày.
4.3 Nội dung 3: Thử nghiêm độc học và đánh giá độc tính
Các mẫu nước lấy tại các hệ thống kênh rạch sẽ được thử nghiệm độc tính bằng
vi khuẩn nitrit hóa (Nitrosomonas).
4.4 Nội dung 4: Đánh giá mối tương quan giữa các chỉ tiêu
Xác định hệ số tương quan giữa các thông số hóa lý với các chỉ số độc học của
từng mẫu nước, từ đó đưa ra các đánh giá về yếu tố gây độc của các thông số hóa lý.
4.5 Nội dung 5: Đánh giá mức độ ô nhiễm của môi trường nước trên hệ thống kênh
rạch chính tại TPHCM
3

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Khảo sát thực địa, điều tra và
tổng hợp các tài liệu
Khảo sát thực địa, điều tra và
tổng hợp các tài liệu
ĐKTN
-
ĐKXH
Hiện
trạng
môi
trường
Điều
kiện
phát
triển
KT-XH
Thử nghiệm độc
học các mẫu nước
(Vi khuẩn
Nitrosomonas)
Phân tích các chỉ
tiêu lý hóa, vi sinh
của các mẫu nước
(TOC, TSS,
NH4
+
-N, Phosphat)
Phân tích, tổng hợp xử lý
dữ liệu
Kết quả xử lý
Đánh giá mức độ ô nhiễm của môi trường nước
tại Kênh Tàu Hủ – Bến Nghé
Đánh giá mối tương quan giữa độ độc
với các chỉ tiêu hóa lý
Đề xuất các giải pháp
4

5. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
5.1 Đối tượng nghiên cứu
- Nước mặt kênh Tàu Hủ – Bến Nghé
- Vi sinh vật chỉ thị Nitrosomonas
5.2 Phạm vi nghiên cứu
- Không gian nghiên cứu: Kênh Tàu Hủ – Bến Nghé phân khúc từ cầu Chà Và
(Quận 8) đến cầu Khánh Hội (Quận 1).
- Thời gian nghiên cứu: 2/2017 – 7/2017
- Địa điểm nghiên cứu:
+ Trạm quan trắc nước thải di động - Mobilab 3
+ Trung tâm thực hành thí nghiệm khoa Công nghệ sinh học – Thực phẩm –
Môi trường, trường Đại học Công Nghệ TPHCM.
6. Ý nghĩa của đề tài
Việc thực hiện đề tài sẽ đánh giá được chất lượng nước mặt tại kênh Tàu Hủ – Bến
Nghé thông qua việc phân tích các thông số lý hóa, kim loại nặng và vi sinh. Quan
trọng nhất là việc đánh giá được độc tính của nguồn nước tại kênh, xác định nguyên
nhân gây ra độc tính của nguồn nước từ đó phục vụ cho công tác giám sát sinh học và
quản lý môi trường nước tại các hệ thống kênh rạch này.
Bên cạnh đó, các số liệu nghiên cứu của đề tài sẽ cung cấp các dữ liệu quan trọng
cho những nghiên cứu tiếp theo, đặc biệt là làm cơ sở so sánh về chất lượng nước cho
các cơ quan chức năng có liên quan.
Việc sử dụng sinh vật để đánh giá độc tính của nguồn nước được rất nhiều đề tài
trong và ngoài nước tiến hành. Riêng đề tài này, tác giả chọn Vi khuẩn Nitrosomonas
làm chỉ thị sinh học để đánh giá độc tính của nước trong thời gian ngắn, dựa trên tốc
độ tiêu thụ oxy của vi khuẩn Nitrosomonas trong nước. Ngoài ra, nghiên cứu này còn
sử dụng thiết bị phân tích chất lượng nước di động – MobiLab 3 trong việc phân tích
các chỉ tiêu lý hóa và thử nghiệm độc học nước cho hệ thống kênh.
5

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Điều kiện Tự nhiên – Xã hội kênh Tàu Hủ – Bến Nghé
1.1.1 Điều kiện tự nhiên14
Kênh Tàu Hủ - Bến Nghé dài hơn 22km bắt đầu từ Sông Sài Gòn đến Kênh Lò
Gốm chảy qua quận 1,4,5,6,8. Riêng đoạn ở quận 1,4 còn được gọi là rạch Bến Nghé,
đoạn quận 5,6,8 gọi là Kênh Tàu Hủ. Ngoài ra còn các đường chạy dọc ven kênh như
đại lộ Võ Văn Kiệt, Bến Vân Đồn, Ba Đình, Bến Bình Đông.
1.1.2 Điều kiện xã hội
Tàu Hủ - Bến Nghé là tuyến đường thủy trọng yếu của Sài Gòn năm xưa. Qua
biến thiên lịch sử, dòng kênh này 1 thời bị bỏ phế, hoang hóa, nhếch nhác. Nay nó
đang hồi sinh từng ngày… Thương bến trọng yếu nhất của thành Gia Định năm xưa
nằm ở khu vực bến Bạch Đằng ngày nay. Và tuyến đường thủy quan trọng nhất đưa
thương thuyền từ các tỉnh miền Tây Nam Bộ cũng như khu vực Chợ Lớn về thương
bến này là dòng Tàu Hủ - Bến Nghé ngày nay.
Nói vậy để biết Tàu Hủ - Bến Nghé là dòng kênh có lịch sử vận tải hơn 300 năm
qua, hình thành cùng lúc với sự hình thành của vùng đất Gia Định năm xưa, TPHCM
hôm nay. Nó đã đóng góp 1 phần vô cùng quan trọng cho sự phát triển của vùng đất
trù phú này.
Tuy nhiên, một thời gian dài tuyến đường thủy Tàu Hủ - Bến Nghé bị bỏ hoang,
bùn đất bồi lắng làm dòng kênh cạn dần; nhà cửa nhếch nhác, tạm bợ được cất san sát
dọc hai bờ kênh; rác rếnh nổi lềnh bềnh trên dòng kênh lớn nhất chạy ngang trung tâm
thành phố này…
Một nghiên cứu của Viện Kinh tế TPHCM năm 1998 đánh giá về tuyến đường
thủy này: “Dọc 2 bên bờ có nhiều nhà cửa xây cất lấn chiếm mỗi bên 10-15m. Có
nhiều ghe thuyền, các chợ đầu mối thu gom hàng hóa và rác đủ các loại từ các chợ
được đổ bừa bãi xuống dòng nước. Ở các chân cầu rác đổ tạo thành từng đống lớn”.
Hình ảnh đó khiến bộ mặt đô thị trở nên xấu xí, tuyến đường thủy này mất đi vai trò
quan trọng cũng như vẻ đẹp mỹ lệ năm xưa.
Và một kế hoạch dài hơn nhằm khôi phục vẻ mỹ lệ năm xưa của tuyến đường
thủy quan trọng này đã được TPHCM thực hiện suốt 10 năm qua. Những khu nhà
6

nhếch nhác được giải tỏa, những cây cầu mới hình thành, lòng kênh được nạo vét,
những con đường tuyệt đẹp được hình thành dọc bờ kênh… Đến nay, Tàu Hủ - Bến
Nghé đã hồi sinh.
Tuy nhiên, do việc thiếu ý thức của một số người dân mà kênh này cũng đang
đứng trước nguy cơ tái ô nhiễm. Lưu vực kênh Tàu Hủ - Bến Nghé chịu ảnh hưởng
của nhiều nguồn tác động trên toàn lưu vực, nguồn ô nhiễm chủ yếu là do nước thải
sinh hoạt.
Hình 1.1: Khung cảnh đoạn cầu Chà Và xưa (trên) và nay (dưới). Nguồn: VnExpress
7

1.2 Ô nhiễm môi trƣờng nƣớc18
1.2.1 Tác nhân gây ô nhiêm môi trường nước
Có rất nhiều tác nhân gây ô nhiễm nước, tuy nhiên để tiện lợi cho việc quan trắc và
khống chế ô nhiễm nguồn nước, ta có thể phân chúng thành các nhóm cơ bản:
 Các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học hoặc các chất tiêu thụ oxy: thuộc loại
này có cacbohydrat, protein, chất béo,... Đây là các chất gây ô nhiễm phổ biến
nhất có trong nước thải từ các khu dân cư, khu công nghiệp chế biến thực phẩm.

 Các chất hữu cơ bền vững: polychlorophenol (PCPs), polychlorobiphenyl (PCB),
các hydrocacbon đa vòng,... Các chất này thường có trong nước thải công nghiệp
và nguồn nước chảy tràn qua các vùng nông, lâm nghiệp có sử dụng nhiều thuốc
trừ sâu. Đây là các chất có độc tính cao đối với con người và sinh vật.

 Các kim loại nặng: Hầu hết các kim loại nặng đều có độc tính cao đối với con
người và các loại động vật có vú, lưỡng thê, bò sát, chim và tôm cá. Các kim loại
nặng thường có trong nước thải công nghiệp là chì (Pb), thủy ngân (Hg), crôm
(Cr), cadimi (Cd), asen (As), mangan (Mn).

 Các chất vô cơ: Nhiều ion vô cơ có nồng độ rất cao trong nước tự nhiên, đặc biệt

là nước biển. Trong nước thải từ các khu dân cư luôn có nồng độ tương đối cao
các ion Cl-
, CO3
2-
, PO4
3-
, Na+
, K+
.

 Dầu mỡ: Là chất lỏng khó tan trong nước. Độc tính và tác động sinh thái của dầu
mỡ phụ thuộc vào từng loại dầu. Hầu hết các loài thực, động vật đều bị tác hại
bởi dầu mỡ. Các loài thủy sinh và cây ngập nước dễ bị chết do dầu mỡ ngăn cản
quá trình hô hấp, quang hợp và cung cấp chất dinh dưỡng.

 Các chất phóng xạ: Trong môi trường luôn có một lượng phóng xạ tự nhiên do
hoạt động của con người hoặc từ các nguồn đất đá, núi lửa tạo nên. Các sự cố
phóng xạ có khả năng gây tác hại nghiêm trọng đến con người và sinh vật chủ
yếu do nổ hoặc rò rỉ các lò phản ứng nguyên tử.

 Các sinh vật gây bệnh: Bao gồm vi trùng, siêu vi trùng, giun sán. Nguồn nước ô
nhiễm do phân có thể có nhiều loại vi trùng, siêu vi trùng (virus), động vật đơn
bào (Protozoa) và trứng giun sán gây bệnh.
8

 Các chất có mùi: Nước có mùi là do các nguyên nhân sau: có chất hữu cơ từ cống
rãnh khu dân cư, xí nghiệp chế biến thực phẩm; nước thải công nghiệp, hóa chất;
sản phẩm từ sự phân hủy cây cỏ, rong tảo, động vật.
Ngoài ra còn có các chất rắn và khí hòa tan cũng là tác nhân gây ra ô nhiễm môi
trường nước.
1.2.2 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước hay mức độ ô nhiễm
Để xác định chất lượng nước hay mức độ ô nhiễm nước, người ta dùng các thông
số chất lượng nước:
 Các thông số vật lý: nhiệt độ, màu, mùi vị, độ dẫn điện, độ phóng xạ,...có thể

được xác định bằng định tính hoặc định lượng.

 Các thông số hoá học: Chỉ số pH (độ axit hoặc độ kiềm), lượng chất lơ lửng, các
chỉ số BOD, COD, Oxy hoà tan (DO), Dầu mỡ, Clorua, Sunphat, Amôn, Nitrit,
Nitrat, Photphat, Các nguyên tố vi lượng, Kim loại nặng, Thuốc trừ sâu, Các chất
tẩy rửa và nhiều loại chất độc khác.

 Các thông số sinh học: Coliform, Fecal streptococus, tổng số vi khuẩn hiếu khí,
kỵ khí và các sinh vật gây bệnh.
Để đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường nước, người ta thường dùng các chỉ tiêu
hay thông số phổ biến là:
 Chất rắn lơ lửng (SS - Suspended Solids): Là các chất không tan trong nước và
được xác định bằng cách lọc một mẫu nước qua giấy lọc tiêu chuẩn. Cặn thu
được trên giấy lọc sau khi sấy ở nhiệt độ 105o
C cho đến khi khối lượng không

đổi thì đem cân xác định khối lượng - đó được được gọi là lượng chất lơ lửng
trong mẫu nước phân tích.

 Nhu cầu oxy sinh hoá (BOD - Biochemical Oxygen Demand): Là lượng oxy cần
thiết để oxy hoá (bởi vi sinh vật hiếu khí) các chất bẩn hữu cơ trong nước trong
một khoảng thời gian xác định. Nó đặc trưng cho lượng chất hữu cơ dễ bị phân

huỷ bởi các vi sinh vật hiếu khí. Thông thường đối với nước thải sinh hoạt, để
phân huỷ hết các chất bẩn hữu cơ đòi hỏi thời gian 20 ngày - BOD20 hay BOD
toàn phần.
9

 Nhu cầu oxy hoá học (COD - Chemical Oxygen Demand): Là lượng oxy cần
thiết để oxy hoá bằng hoá học các chất bẩn hữu cơ có trong nước. Đại lượng này

đặc trưng cho tất cả các chất bẩn hữu cơ có trong nước.

Có nhiều kỹ thuật đánh giá mức độ ô nhiễm nguồn nước dựa vào giá trị của các
thông số chọn lọc. Các kỹ thuật này sử dụng các chỉ số (index) để thực hiện mức độ ô
nhiễm. Có thể nêu một số chỉ số đang được công nhận như sau :
 Chỉ số ô nhiễm dinh dưỡng (NPI): Chỉ số này dựa vào kết quả quan trắc hàng

tháng các thông số: NH4
+
, NO3
-
, NO2
-
, tổng P, pH, chlorophyll, độ dẫn điện và
độ đục.
 Chỉ số ô nhiễm hữu cơ (OPI): Chỉ số này được tính kết quả quan trắc hàng tháng

các thông số: NH4
+
, BOD, COD, nhiệt độ và DO.

 Chỉ số ô nhiễm công nghiệp (IPI): Sử dụng để đánh giá ô nhiễm do các tác nhân

ô nhiễm vi lượng (trừ hóa chất bảo vệ thực vật): kim loại nặng, dầu mỡ,
polyhydrocacbon thơm, phenol, cyanua,... không chỉ hòa tan trong nước mà có
thể dính bám vào đất và thủy sinh.
 Chỉ số động vật đáy (BSI): BSI được sử dụng để đánh giá chất lượng nước thông
qua việc quan trắc động vật đáy không xương sống lớn. Một trong những BSI
hiện đang sử dụng ở Châu Âu để đánh giá mức độ ô nhiễm nguồn sông suối là hệ
thống BMWP (Biological Monotoring Working Party). Hệ thống BMWP dựa
theo điểm của động vật đáy trong mẫu thu được. Sự xuất hiện của ấu trùng một
số động vật phù du họ Ephemeridae được cho điểm 10 (nước sạch không ô
nhiễm), còn nếu trong nguồn nước có các loại giun nhiều tơ sẽ được cho điểm 1
(nước bị ô nhiễm nặng). Khoảng cách giữa 1 và 10 là các mức độ ô nhiễm khác
nhau.

 Chỉ số đa dạng sinh học (BDI): BDI được sử dụng để đánh giá đa dạng thủy sinh
vật dựa vào quan trắc thực địa.
Trên cơ sở chất lượng nước của các lưu vực nước tự nhiên, đáp ứng yêu cầu phát
triển kinh tế - xã hội, tiêu chuẩn gây hại cho sức khoẻ của con người, của các sinh vật
sống trong nước mà các quốc gia đều đưa ra tiêu chuẩn chất lượng nước của quốc gia
mình.
10

1.3 Các phƣơng pháp thử nghiệm độc học2]
Nguyên tắc cơ bản của tất cả các thử nghiệm độc học là dựa vào liều lượng – đáp
ứng. Trên cơ sở đó thử nghiệm độc học nữa nhằm mô tả mối quan hệ giữa liều lượng
và đáp ứng, tức là vẽ ra đường cong liều lượng – đáp ứng.
1.3.1 Thử nghiệm độc cấp tính
Các thử nghiệm độc học cấp tính nhằm đánh giá các tác động của các tác nhân
độc lên các loài sống dưới nước trong suốt thời gian ngắn trong vòng đời của chúng.
“Nghiên cứu sử dụng công cụ học đánh giá nguy cơ của nước thải công nghiệp
đối với hệ sinh thái lưu vực sông Sài Gòn - Đồng Nai” của tác giả Đỗ Hồng Lan Chi
(2006) [3] tiến hành đánh giá độc tính của các chiết rút của bùn lắng bằng vi khuẩn
sống ở biển có tên là Vibrio fischeri (chế phẩm vi khuẩn đông khô của Azur
Environmental, USA) với thiết bị Microtox® Analyser 500 (ISO, 1998). Nồng độ gây
ức chế 50% độ phát quang của vi khuẩn (EC50) được xác định sau 5, 15 và 30 phút.
Nồng độ DMSO tối đa sử dụng trong thí nghiệm là 2% (Đỗ Hồng et al., 2000). Các kết
quả nghiên cứu cho thấy hầu hết các mẫu thu được đều có khả năng gây độc cấp tính
đối với sinh vật thí nghiệm [3].
Nghiên cứu “Đánh giá độc tính của một số nước thải công nghiệp điển hình”
của Đoàn Đặng Phi Công và cộng sự (2009) [4] thử nghiệm độc học cấp tính trên vi
giáp xác Ceriodaphnia cornuta được phân lập từ mẫu nước sông Đồng Nai, vi tảo
Selenastrum capricornutum và vi khuẩn Photobacterium phosphoreum.
+ Vi khuẩn Photobacterium phosphoreum: Các kết quả độ độc được đánh giá qua chỉ
số EC50 - nồng độ chất thử tại đó khả năng phát quang của vi khuẩn bị giảm 50%.
Chỉ số này được xác định ở các thời điểm 5 phút và 15 phút tính từ lúc vi khuẩn
tiếp xúc với chất thử.
+ Vi tảo Selenastrum capricornutum: Từ các số liệu thực nghiệm, tính toán tốc độ
phát triển (growth rate), mức độ bị ức chế phát triển (% inhibition) của tảo ở các
nồng độ nước thải khác nhau. Tính toán giá trị EC50 - nồng độ nước thải tại đó tốc
độ phát triển của tảo bị ức chế 50%.
11

+ Vi giáp xác Ceriodaphnia cornuta: Từ số lượng sinh vật chết sau 48 giờ, tính toán
mức độ ức chế tỷ lệ sống của Ceriodaphnia cornuta trong môi trường chứa nước
thải ở các nồng độ khác nhau. Xác định giá trị LC50 - nồng độ nước thải tại đó tỷ lệ
sống của sinh vật bị ức chế 50%.
1.3.2 Thử nghiệm độc mãn tính
Các thử nghiệm độc học cấp tính nhằm đánh giá các tác động của các chất độc
đối với các loài sống dưới nước trong suốt một phần chu kì sống của sinh vật, thường
thì 1/10 hay nhiều hơn trong một vòng đời của sinh vật. Các nghiên cứu độc mãn tính
thường đánh giá các tác động dưới mức gây chết của chất độc lên sinh sản, sự tăng
trưởng và tập tính do phá vỡ cấu trúc về sinh lý và sinh hóa.
Hiện nay có nhiều nghiên cứu về thử nghiệm độc học mãn tính trong nước, các
nghiên cứu chủ yếu thử nghiệm trên các vi khuẩn, cá…, cụ thể là các nghiên cứu sau:
Nghiên cứu “Ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt lên vi giáp xác Daphnia
magna” của Ngô Thị Thanh Huyền và Đào Thanh Sơn (2014) [7] với mục tiêu nghiên
cứu về ảnh hưởng mãn tính của nước thải sinh hoạt tại TP. HCM (trước và sau khi xử
lý) lên sinh vật, vi giáp xác Daphnia magna.
Hình 1.2. Vi khuẩn giáp xác Daphnia magna. Nguồn [7]
Thí nghiệm được thực hiện với 14 - 15 cá thể D. magna con ( 1 ngày tuổi) được
lựa chọn ngẫu nhiên cho mỗi thí nghiệm mãn tính và được nuôi riêng lẻ trong các bình
thủy tinh. D. magana được phơi nhiễm với nước thải ở 3 nồng độ khác nhau (10%,
50%, và 100%) và với môi trường đối chứng (môi trường không chứa nước thải).
Daphnia được cho ăn bằng tảo lục Scenedesmus sp. Môi trường và thức ăn được thay
mới sau mỗi 2 ngày thí nghiệm. Thí nghiệm kéo dài trong 30 ngày. Các đặc điểm
12

sinh học của sinh vật được theo dõi, ghi nhận hàng ngày bao gồm: số lượng sinh vật
còn sống chết, ngày thành thục, số lượng con non trong một lứa đẻ. Các kết quả thí
nghiệm ảnh hưởng mãn tính của nước thải lên D. magna cũng cho thấy khả năng đáp
ứng của sinh vật đối với mức độ ô nhiễm khác nhau, chất lượng nước thải đầu vào gây
ảnh hưởng mạnh lên sự tồn tại của sinh vật so với nước thải đầu ra [7].
Nghiên cứu “Ảnh hưởng của hợp chất gây rối loạn nội tiết Nonylphenol lên sức
sống và sinh sản của ba loài vi giáp xác, Ceriodaphnia cornuta, Daphnia lumholtzi và
Daphnia magna” của Võ Thị Mỹ Chi và cộng sự (2016) [11] đã tiến hành nghiên cứu
ảnh hưởng mãn tính của Nonylphenol lên vi giáp xác C. cornuta và D. lumholtzi được
đánh giá tại các nồng độ 110, 560 và 2800 μg L và ảnh hưởng của hóa chất này lên D.
magna tại các nồng độ 280, 560 và 1120 μg L trong thời gian 10 ngày. Các kết quả
nghiên cứu cho thấy, tất cả các nồng độ thí nghiệm của Nonylphenol đều ảnh hưởng
đến sức sống và sinh sản của sinh vật. Đặc biệt, tại nồng độ thí nghiệm 560μg
Nonylphenol L đối với D. lumholtzi và D. magna, 110μg Nonylphenol L đối với
C. cornuta bắt đầu ghi nhận được những ảnh hưởng nghiêm trọng so với lô đối chứng.
Hình 1.3. Sinh vật thí nghiệm C. cornuta (A), D. lumholtzi (B) và D. magna (C).Thước
đo có chiều dài = 200μm (hình A), 500μm (hình B), và 2000μm (hình C). Nguồn [11].
Ngoài ra, còn có nghiên cứu “Đánh giá độc tính của một số nước thải công
nghiệp điển hình” của Đoàn Đặng Phi Công và cộng sự (2009) [7] thử nghiệm độc học
mãn tính trên Cá chép Cyprinus carpio. Từ số lượng sinh vật chết sau 48 giờ, tính toán
mức độ ức chế tỷ lệ sống của Cyprinus caprio trong môi trường chứa nước thải ở các
nồng độ khác nhau từ đó xác định giá trị LC50-nồng độ nước thải tại đó tỷ lệ sống của
sinh vật bị ức chế 50%.
13

1.3.3. Thử nghiệm độc tĩnh
Các thử nghiệm với nước thải sau xử lý, trầm tích và bùn đáy thường được tiến
hành trong các hệ thống tĩnh hay thay mới tĩnh.
Đây là các xét nghiệm mà chúng ta không thay mới môi trường thử nghiệm trong
suốt quá trình tiếp xúc. Loại thử nghiệm này thường đi kèm với thử nghiệm cấp tính.
Các thử nghiệm phổ biến được tiến hành với Daphnia, giáp sát và các loại cá.
1.3.4. Thử nghiệm độc động (liên tục)
Các thử nghiệm được thiết kế nhằm thay đổi môi trường thử nghiệm liên tục hay
vào những thời điểm nhất định. Các thử nghiệm độc động được đánh giá tốt hơn độc
tĩnh do khả năng duy trì chất lượng nước cao dẫn đến đảm bảo tốt cho sức khỏe của
sinh vật thử nghiệm.
Các thử nghiệm độc động thường khắc phục được các vấn đề liên quan đến sinh
sản ammonia, việc sử dụng oxy hòa tan cũng như đảm bảo nồng độ chất độc duy trì ổn
định.
1.4 Độc tính kim loại nặng
1.4.1 Chì (Pb)
Chì là kim loại có màu xám tro, tỉ khối 11,33 g.cm−3
; nhiệt độ nóng chảy 327,4 o
C;
nhiệt độ sôi 1749 o
C; các muối tan trong nước clorua, nitrat, axetat.
 Hàm lượng trong nước tự nhiên và nước thải


Trong nước tự nhiên hàm lượng chì thường rất nhỏ, nằm trong khoảng 0,001 -
0,023 mg/l.



Trong nước sinh hoạt cũng thường có vết chì (vì nước chảy qua ống dẫn có
chì).



Trong nước thải của các nhà máy hoá chất và khu luyện kim thường chứa
lượng chì đáng kể.

14

 Tính độc


Khi nồng độ chì trong nước uống là 0,042 - 1,0 mg/l sẽ xuất hiện triệu chứng
bị ngộ độc kinh niên ở người; nồng độ 0,18 mg l động vật máu nóng bị ngộ


độc.

Trong nước tới nồng độ chì lớn hơn 5 mg l thì thực vật bị ngộ độc.

1.4.2 Cadimi (Cd)
Cadimi (Cd): là kim loại có ánh kim bạc hơi xanh xám; tỉ khối 8,65 g.cm−3
; nhiệt
độ nóng chảy 321,07 o
C; nhiệt độ sôi 767 o
C; các muối halogenua (trừ Flo), sunfat,
nitrat, axetat của Cadimi đều dễ tan trong nước [8]
.
Nguồn tự nhiên gây ô nhiễm cadimi do bụi núi lửa, bụi vũ trụ, cháy rừng. Nguồn
nhân tạo là từ công nghiệp luyện kim, mạ, sơn, chất dẻo…
Cadimi xâm nhập vào cơ thể người qua con đường hô hấp, thực phẩm. Theo
nhiều nghiên cứu thì người hút thuốc lá có nguy cơ bị nhiễm Cadimi.
Cadimi xâm nhập vào cơ thể được tích tụ ở thận và xương; gây nhiễu hoạt động
của một số enzim, gây tăng huyết áp, ung thư phổi, thủng vách ngăn mũi, làm rối loạn
chức năng thận, phá huỷ tuỷ xương, gây ảnh hưởng đến nội tiết, máu, tim mạch.
1.4.3 Asen (As)
Asen là một á kim có ánh kim xám; tỉ khối 5,727 g.cm−3
; nhiệt độ thăng hoa
615o
C. Asen là một trong những chất có độc tính cao. Con người có thể bị phơi nhiễm
arsen qua hít thở không khí, hấp thu thức ăn và qua nước uống. Một lượng nhỏ asen
trong nước có thể đe dọa đến sức khỏe con người bởi vì phần lớn các hợp chất asen
trong nước uống đều ở dạng vô cơ rất độc.
As tự do cũng như hợp chất của nó rất độc. Người bị nhiễm độc As thường có tỷ
lệ bị đột biến nhiễm sắc thể rất cao. Ngoài việc gây nhiễm độc cấp tính As còn gây độc
mãn tính do tích luỹ trong gan với các mức độ khác nhau, liều gây tử vong là 0,1g (
tính theo As2O3).
Sự nhiễm độc Asen được gọi là arsenicosis. Những biểu hiện của bệnh nhiễm độc
Asen là chứng sạm da (melanosis), dày biểu bì (kerarosis), từ đó dẫn đến hoại thư hay
ung thư da, viêm răng, khớp... Hiên tại trên thế giới chưa có phương pháp hữu hiệu
chữa bệnh nhiễm độc Asen.
15

1.4.4 Thủy ngân (Hg)
Thủy ngân là kim loại có mầu sáng bạc, dạng lỏng, nhiệt độ nóng chảy -38,83
o
C, nhiệt độ sôi 356,7 o
C. Các muối tan trong nước là clorua, sunfat, nitrat, clorat.
 Hàm lượng trong nước tự nhiên và nước thải


Hàm lượng thuỷ ngân trong nước tự nhiên rất nhỏ, nằm trong khoảng 3.10-5 -
2,8.10-3 mg/l.



Ở một số vùng công nghiệp do có sử dụng thuỷ ngân nên nồng độ thuỷ ngân sẽ
cao hơn.


 Tính độc

Thuỷ ngân và hợp chất của nó thường rất độc đối với cơ thể sống.



Thuỷ ngân sẽ gây độc cho người khi nồng độ trong nước của chúng là 0,005
mg/l, với cá là 0,008 mg/l.

1.5 Tổng quan về vi khuẩn Nitrosomonas
1.5.1 Giới thiệu về vi khuẩn Nitrosomonas
1.5.1.1 Đặc điểm8]
 Hầu hết tế bào nhỏ bé, hình bầu dục;

 Không sinh nội bào tử;

 Dễ mẫn cảm với ánh sáng, nhất là với ánh sáng xanh dương và tím;

 pH tối ưu 6 – 8,8;

 Nhiệt độ tối ưu 20 – 30 o
C;

 Hai pha chủ yếu là:

Pha di động: với 1 hay chùm tiên mao nằm ở các vùng cực



Pha tập đoàn khuẩn keo: các tế bào không di động


 Phân bố trong đất, nước thải, nước ngọt và trên các bề mặt xây dựng, đặt biệt ở
những khu vực ô nhiễm có chứa hàm lượng nito các hợp chất.
1.5.1.2 Quá trình Nitrat hóa15
Dưới tác dụng của của một số vi sinh thì NH4
+
được hình thành từ quá trình amôn hóa
sẽ được tiếp tục chuyển hóa thành NO2
-
(nitrit) rồi thành NO3
-
(nitrat). Trước hết NH4
+
được chuyển hóa thành NO2
-
bởi vi khuẩn Nitrosomonas, sau đó vi khuẩn Nitrobacter sử
dụng men nitrit oxit để chuyển hóa NO2
-
thành NO3
-
. NO3
-
có thể được
16

các thực vật thủy sinh sử dụng như là nguồn dinh dưỡng hoặc có thể bị chuyển hóa
tiếp thành khí Nito (N2) qua hoạt động của các vi khuẩn yếm khí như Pseudomonas.
Các quá trình chuyển hóa NH4
+
đều cần sự tham gia của oxy và độ kiềm của nước.
Quá trình nitrat hóa gồm hai giai đoạn được thực hiện bởi hai nhóm vi khuẩn nối tiếp
nhau. Hai giống vi khuẩn này có mối quan hệ mật thiết với nhau. Chúng phân bố rộng
rãi trong tự nhiên: môi trường đất, nước. Môi trường thích hợp cho cả hai loại này phải
có pH > 6 (tối ưu ở pH = 7-8)
a. Giai đoạn Nitrit hóa:
Chuyển hóa NH4
+
thành NO2
-
(2) bởi nhóm vi khuẩn Nitrit hóa
NH4
+
+ 1,5O2
NO2 + 2H+
+ H2O (1)
Vi khuẩn tham gia mạnh nhất trong quá trình Nitrit hóa là vi khuẩn hóa vô cơ tự
dưỡng, là loài vi khuẩn hiếu khí bắt buộc. Khi chúng chuyển hóa NH4
+
thành NO2
-
sẽ
sinh ra năng lượng, năng lượng này sẽ được các vi khuẩn nitrit hóa sử dụng cho hoạt
động sống của mình. Sự có mặt của các vi khuẩn Nitrit hóa giúp loại bỏ được NH4
+
,
khi hàm lượng NH4
+
trong nước giảm phương trình phản ứng (1) sẽ dịch chuyển theo
chiều thuận dẫn đến làm giảm hàm lượng NH3 trong nước, làm giảm khả năng gây độc
của NH3 đối với tôm cá.
Trong tự nhiên vi khuẩn nitrit hóa hiện diện rất nhiều: Nitrosococcuseanus,
Nitrosococcus (thuộc phân lớp - proteobacteria), Nitrosomonas sp và Nitrosopira
(thuộc phân lớp - proteobacteria), Nitrosocystis, Nitrosolobus. Tất cả các vi sinh vật
này đều giống nhau về mặt sinh lý, sinh hóa nhưng khác nhau về đặc điểm hình thái và
cấu trúc tế bào. Tất cả đều thuộc loại tự dưỡng bắt buộc, không có khả năng sống trên
môi trường thạch.
b. Giai đoạn Nitrat hóa:
Chuyển NO2
-
thành NO3
-
(3) bởi nhóm vi khuẩn nitrat
hóa: NO2 + 0,5O2
NO3 (3)
Sau quá trình nitrit hóa thì các vi khuẩn thuộc nhóm nitrat hóa sẽ thực hiện giai
đoạn tiếp theo, chuyển hóa NO2
-
thành NO3
-
(là sản phẩm cuối của quá trình Nitrat
hóa). Các vi khuẩn tham gia vào quá trình nitrat hóa cũng là vi khuẩn vô cơ tự dưỡng,
17

vi khuẩn nitrat hóa thường gặp (gồm có 3 chi khác nhau): Nitrobacter vinogradskii,
Nitrobacter agilis (thuộc phân lớp - proteobacteria), Nitrospina gracili, Nitrococcus
mobilis (thuộc phân lớp - proteobacteria)
Quá trình nitrat hóa chỉ xảy ra trong điều kiện trong nước có đầy đủ oxy lúc đó thì
nồng độ của NO2
-
không vượt quá 0,5mg l, nhưng khi trong nước thiếu oxy thì NO2
-
sẽ tồn tại nhiều và gây độc cho tôm. Trong một số nghiên cứu thì quá trình nitrat hóa
trong các ao hồ nuôi thủy sản xảy ra không mạnh do vi sinh vật phát triển chậm, khả
năng nitrat hóa khoảng 25-50g/m3
/ngày.
1.5.2 Các nghiên cứu liên quan đến vi khuẩn Nitrosomonas

Thông qua việc thực hiện đề tài “Nghiên cứu ứng dụng phương pháp
nitrit/anammox để xử lý nitơ trong nước thải thuộc da”, các nhà khoa học thuộc Viện
Sinh học nhiệt đới đã nghiên cứu thành công hệ thống xử lý nitơ sử dụng kết hợp
nhóm vi khuẩn Nitrosomonas, Anammox và quy trình công nghệ SNAP. Áp dụng thử

nghiệm hệ thống tại Khu công nghiệp Hiệp Phước (Nhà Bè, TPHCM) cho thấy: sau
bước xử lý đầu tiên, hiệu suất loại nitơ đạt 70-80%; bước 2 hiệu suất loại nitơ đạt 85-
90%. Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép theo cột B, QCVN 40-
2011/BTNMT. Hệ thống có chi phí từ thấp, an toàn, dễ sử dụng, thích hợp cho các cơ
sở thuộc da có công suất nhỏ (10-50 m3/ngày). [19]

Nitrosomonas stercoris sp. Nov, một dung môi kháng oxy hóa amoniac hóa học của
dung môi Ammonium cao phân lập từ phân chuồng.

Trong số các vi khuẩn oxy hoá amoni, vi khuẩn Nitrosomonas eutropha giống như
phân bố trong các môi trường eutropha mạnh như các nhà máy xử lý nước thải và phân
gia súc. Nghiên cứu này đã phân lập được dung dịch amoniac oxy hoá của nồng độ
amoni cao, được chỉ định là KYUHI-S (T), từ phân gia súc phân bón. Không giống
như các loài Nitrosomonas khác, phân lập này đã phát triển ở mức 1.000 mM
ammonium. Các phân tích phát sinh loài dựa trên gen 16S rRNA và amoA chỉ ra rằng
phân lập này thuộc về chi Nitrosomonas và hình thành một cụm duy nhất có chứa các
chất oxy hóa amoni không được nuôi cấy trong các hệ thống nước thải và phân
18

compost động vật, cho thấy các chất oxy hóa amoniac này góp phần làm giảm nồng độ
ammoni môi trường mạnh mẽ eutrophic. [17]
1.6 Các nghiên cứu liên quan
1.6.1 Nghiên cứu trong nước
Nghiên cứu “Đánh giá chất lượng nước sông Phú Lộc dựa trên các chỉ thị sinh
tảo” của tác giả Hàn Thị Thanh Huyền (2011) [5] với mục tiêu là xác định chất lượng
nước sông Phú Lộc dựa trên các chỉ tiêu sinh học tảo (tảo Lam: Cyanophyta, tảo Lục:
Chlorophyta, tảo Silic: Bacillariophyceae, tảo Mắt: Euglenophyta và tảo Giáp:
Dinophyta), đồng thời phân tích tương quan về chất lượng nước sông qua các chỉ tiêu
sinh học và lý hóa. Bằng các phương pháp nghiên cứu ngoài thực địa, phương pháp
trong phòng thí nghiệm (phương pháp phân tích các chỉ tiêu lý hóa của nước, phương
pháp phân tích định tính và định lượng mẫu thực vật phù du, phương pháp đánh giá chỉ
số và đánh giá chất lượng nước bằng chỉ số Palmer và Nygaard, phương pháp phân
tích mối tương quan giữa các thông số chất lượng nước với các chỉ số sinh học tảo phù
du bằng hệ số tương quan r), đề tài đã đạt được một số kết quả sau: (1) – Đánh giá chất
lượng nước qua các thông số lý hóa (DO, COD, BOD5, TSS, pH, NO3
-
, PO4
3-
; (2) –
Xác định được thành phần loài và mật độ tảo phù du ở sông Phú Lộc; (3) – Sử sụng chỉ
số sinh học tảo phù du để đánh giá chất lượng nước sông Phú Lộc thông qua các chỉ số
Palmer và Nygaard; (4) – Xác định mối tương quan giữa chỉ số Palmaers và Nygaard
là r = 0,64, các chỉ số sinh học có tương quan cao với thông số TSS và pH.
Nghiên cứu “Suy giảm chất lượng nước và độc tính sinh thái vi khuẩn lam từ
hồ Xuân Hương, Đà Lạt” của Đào Thanh Sơn và cộng sự (2014 ) [16]. Mục tiêu của
nghiên cứu này là đánh giá chất lượng nước hồ Xuân Hương trên cơ sở một số yếu tố
vật lí, hóa học và sinh học. Bên cạnh đó, độc tính sinh thái của loài vi khuẩn lam
Cylindrospermopsis raciborskii phân lập từ hồ Xuân Hương cũng được đánh giá trên
cơ sở phơi nhiễm với loài vi giáp xác Daphnia magna. Thông qua các phương pháp
thu mẫu hiện trường chỉ tiêu hóa học nước gồm N-NO3
-
, N-NH4
+
, tổng nitơ, P-PO4
3-
và tổng phospho được phân tích trong phòng thí nghiệm, định danh vi khuẩn lam và
phương pháp thí nghiệm độc học của vi khuẩn lam Cylindrospermopsis raciborskii lên
loài vi khuẩn giáp xác Daphnia magna, nghiên cứu đã đạt được những kết quả sau:
19

(1) – Khảo sát được các thông số lí hóa của nước hồ Xuân Hương; (2) - Phân tích đã
ghi nhận được 19 loài vi khuẩn lam; (3) - Sau 2 tuần thí nghiệm, tất cả sinh vật,
D. magna, trong lô đối chứng còn sống. Tuy nhiên, sinh vật trong các lô phơi nhiễm bị
chết và tỉ lệ sinh vật sống sót suy giảm theo thời gian.
1.6.2 Các nghiên cứu trên thế giới
Nghiên cứu “Quan trắc và xác định độ độc nước thải trực tuyến nhằm tối ưu hóa
kỹ thuật và chi phí vận hành hệ thống xử lý nước thải” của Karl-Ulrich Rudolph và
cộng sự, (2015) [6]. Nội dung của nghiên cứu này là sử dụng thiết bị quan trắc trực
tuyến và truyền tải dữ liệu từ xa cho việc kiểm soát chất lượng nước thải, bao gồm các
thiết bị phân tích độ độc, tổng carbon hữu cơ và amoni. Các kết quả nghiên cứu cho
thấy thiết bị “Quick TOC Ultra” dùng để phát hiện ô nhiễm hữu cơ với thời gian mỗi
lần đo là 5 phút; thiết bị “AmMonitor” dùng để đo Amoni cho kết quả trùng khớp cao
với phương pháp đo quang phổ dựa trên tiêu chuẩn DIN. Bên cạnh đó thiết bị Nitritox
cũng phát hiện được độc tính của mẫu nước thải tại KCN Trà Nóc có độ độc >60%,
đây là những mẫu có nồng độ Cr và Zn cao. Ngoài ra, nghiên cứu cũng cho thấy mối
quan hệ giữa độ độc và TOC, tức là nước thải độc hại sẽ gây ức chế các quá trình phân
hủy sinh học, làm cho nồng độ TOC tăng cao.
Nghiên cứu “Sử dụng Nitrobacter như một chỉ số độc tính của nước thải” của
Wuncheng Wang and Paula Reed (1983) […]. Mục tiêu của nghiên cứu này là phát
triển một quy trình thử nghiệm sinh học, sử dụng các sinh vật để đánh giá độc tính của
nước thải. Thí nghiệm sử dụng Nitrobacter lấy từ 02 hệ thống xử lý nước thải Peoria
and Princeton ở Illinois. Các Nitrobacter sẽ được kiểm tra điều kiện tăng trưởng tối ưu
và phản ứng với các ion vô cơ như chất độc như cadmium, kẽm, đồng, niken và các
hợp chất hưu cơ như phenol và một số chlorophenol. Các kết quả thử nghiệm phản ứng
của Nitrobacter với các hợp chất hữu cơ cho thấy 2,4,6 – trichlorophenol là chất độc
nhất đối với Nitrobacter. Nồng độ gây độc trung bình là 4,7 và 2,6 mg l tương ứng với
mẫu ở Peoria and Princeton. Còn trong số các ion vô cơ sử dụng thì Cadmium là chất
độc nhất với Nitrobacter. Nồng độ trung bình của cadmium nằm trong khoảng 40
– 50 mg/l.
20

CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Vật liệu nghiên cứu
2.1.1 Thiết bị nghiên cứu
- Máy Ammonitor _ Mobilab 3
- Máy TOC Ultra_ Mobilab 3
- Máy Nitritox_ Mobilab 3
- Đầu dò pH_ Mobilab 3
- Máy Đo quang_ PTN
2.1.2 Sinh vật thử nghiệm
Vi khuẩn nitrit hóa Nitrosomonas
2.1.3 Thời gian và địa điểm nghiên cứu
2.1.3.1 Thời gian nghiên cứu
Tuần Ngày
T1 16/02
T2 22/02
T3 28/02
T4 06/03
T5 16/03
T6 29/03
T7 04/04
T8 12/04
21

2.1.3.2 Địa điểm nghiên cứu
Công trình nghiên cứu được thực hiện tại Mobilab 3 và Phòng thí nghiệm khoa
Công nghệ Sinh học – Thực phẩm – Môi trường HUTECH
2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu
2.2.1 Phương pháp lấy mâu
Tiến hành khảo sát toàn bộ hệ thống kênh Tàu Hủ – Bến Nghé và lấy mẫu vào 02
thời điểm triều lên và triều xuống (tra bảng lịch thủy triều) trong ngày.
Các vị trí lấy mẫu dựa theo chương trình quan trắc của Sở Tài nguyên và Môi
trường TP. HCM. Tuy nhiên, tại một số vị trí lấy mẫu có thay đổi tùy theo đặc điểm vị
trí địa lý và những thông tin ghi nhận thực tế từ quá trình khảo sát liên quan đến các
hoạt động gây ô nhiễm chính xung quanh điểm lấy mẫu để có những vị trí lấy có phù
hợp.
 Địa điểm lấy mẫu:

Bảng 2.1. Thống kê các vị trí lấy mẫu tại kênh Tàu Hủ - Bến Nghé
STT TÊN CẦU KÍ HIỆU TỌA ĐỘ
1 CHÀ VÀ CV 10°44'55.2"B 106°39'38.0"Đ
2 CHỮ Y CY 10°45'03.5"B 106°41'01.2"Đ
3 ÔNG LÃNH ÔL 10°45'48.5"B 106°41'53.8"Đ
4 KHÁNH HỘI KH 10°46'08.2"B 106°42'20.3"Đ
22

Cầu Khánh Hội
Cầu Chữ Y
Cầu Ông Lãnh
Cầu Chà Và
Hình 2.1. Bản đồ vị trí các điểm lấy mẫu nước kênh Tàu Hủ - Bến Nghé.
Phương pháp lấy mẫu, vận chuyển và lưu trữ mẫu dựa theo tiêu chuẩn Việt Nam
TCVN 6663 – 6:2008: Chất lượng nước - lấy mẫu - Phần 6: Hướng dẫn lấy mẫu ở
sông và suối.
2.2.2 Phương pháp phân tích các thông số lý, hóa
Các thông số lý hóa được xác định bằng các thiết bị trong phòng phân tích nước
thải di động – Mobilab 3, hệ thống nằm trong dự án hợp tác nghiên cứu giữa Việt –
Đức và được bàn giao cho trường Đại học Công nghệ TPHCM (HUTECH).
2.2.2.1. Xác định thông số pH
Thông số pH được xác định bằng cách sử dụng đầu dò, pH sẽ được đo trực tiếp
tại vị trí lấy mẫu.
23

.
Hình 2.2. Máy đo và đầu dò pH
2.2.2.2. Chỉ tiêu NH4
+
[11]
Amoni hòa tan trong nước tạo thành NH4OH và sẽ phân ly thành ion NH4
+
và ion
OH -
.
Amoni có công thức hóa học NH3, là chất khí không màu và có mùi khai. Trong
nước, Amoni tồn tại dưới 2 dạng là NH3 và NH4
+
. Tổng NH3 và NH4
+
được gọi là
tổng Amoni tự do. Đối với nước uống, tổng Amoni sẽ bao gồm amoni tự do,
monochloramine (NH2Cl), dichloramine (NHCl2) và trichloramine.
Nhận biết Amoni trong nước: Amoni không tồn tại lâu trong nước mà dễ dàng
chuyển thành nitrit. Với những mẫu nước nhiễm amoni từ 20mg/l trở lên có thể ngửi
thấy mùi khai.
Quy chuẩn quốc gia về chất lượng nước mặt QCVN 08:2015/BTNMT cho phép hàm
lượng NH4
+
là 0,3 mg/l (cột A) và 0,9 mg/l (cột B).
Amoni được xác định bằng máy AmMonitor của hãng LAR Process Analysers AG.
24

nh Máy Amonitor (Nguồn: Tác giả, 2017)
a) Nguyên lí hoạt động
 Máy Amonitor hoạt động theo phương pháp chọn lọc ion.

 Sử dụng một điện cực chọn lọc ion NH3.

 ISE phát hiện khí NH3 bởi sự thay đổi của pH phía sau màng.

 NH4
+
(Amoni) được xác định bằng phương pháp chuẩn ngoài.
NH3 + H2O NH4
+
+ OH
Thông số amoni thường được xác định bằng phương pháp dựng đường chuẩn
(mẫu chuẩn được thêm vào nhờ một burette) và một điện cực chọn lọc ion.
25

Assignment, Essay
b) Quy trình vận hành máy Amonitor
Bảng 2.2. Quy trình vận hành máy Amonitor
Bƣớc Thao tác
Khi kết nối điện, màn hình của máy sẽ hiển thị “LAR-
ION-CHECKSUM TESTING”, sau đó giao diện
chính sẽ hiển thị:
Bước 1: Khởi động máy
Bước 2: Canh chuẩn Từ giao diện màn hình chính, bấm “RUN ” sau đó
(REF) bấm “REF”
Chế độ đo chuẩn - Từ giao diện màn hình chính, bấm “RUN ”, sau đó
Bước 3:
(ANALYS) bấm “ANALYSIS”
Đo mẫu liên tục - Từ giao diện màn hình chính, bấm “RUN ”, sau đó
(START) bấm “START”
Từ giao diện màn hình chính, bấm “UTILITY” để
xem lại kết quả:
Bước 4: Xem lại kết quả
- Bấm “RESULT” để xem lại kết quả chạy
“ANALYS” và “REF”
- Bấm “HISTORY” để xem lại kết quả chạy
“START”
26

Assignment, Essay
c) Hóa chất sử dụng
Bảng 2.3. Danh mục hóa chất sử dụng cho máy Amonitor
STT Hóa chất Thành phần Cách pha
Amonium 1. Amonium Cân chính xác 2,382 g Amonium
1 stock solution chlorid chlorid cho vào bình định mức và định
1000 ppm 2. Nước cất mức lên 1000ml bằng nước cất
Buffer 1. NaOH khan Cân chính xác 100 g NaOH và 16g
2
solution 2. EDTA khan EDTA cho vào bình định mức và định
3. Nước cất mức lên 1000ml bằng nước cất
2.2.2.3. Chỉ tiêu P-PO4 3-
a) Nguyên tắc xác định
Trong môi trường axit, các orthophotphat (PO4
3-
, HPO4
2-
, H2PO4
-
) sẽ phản ứng với
Ammonium molybdat và kali antimonyl để hình thành phức antimony
Photphomolybdat , sau đó phức này bị khử bằng axit ascorbic tạo thành phức
molybden màu xanh. Sau đó đem đo hấp thu quang tại bước sóng 690nm.
Để xác định photpho tổng, mẫu được vô cơ hóa để chuyển các dạng photpho
về orthophotphat, sau đó xác định hàm lượng orthophotphat như trên.
27

b) Các bước tiến hành
Lần lượt tiến hành theo bảng sau:
Các bình định mức số
Hóa chất
0 1 2 3 4 5 6
Thể tích DD Photphat 0 4 8 12 16 20 10
chuẩn làm việc (ml)
Thể tích DD Amonium 4 4 4 4 4 4 4
Molybdat (ml)
Dung dịch SnCl2 3 3 3 3 3 3 3
Định mức tới vạch bằng nước cất – Đảo đều bình –
Đợi 10-12 phút – Đo độ hấp thu các mẫu chuẩn ở 690nm
Độ hấp thu A 0 0,203 0,406 0,676 0,858 1,058 0,093
c) Đường chuẩn:
1.2
1
y = 0.0538x - 0.004
R² = 0.9977
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0 5 10 15 20 25
-0.2
Đồ thị 2.1: Kết quả dựng đường chuẩn Photphat
28

2.2.2.4 Chỉ tiêu TOC [12]
TOC (Total Organic Cacbon) là thông số để xác định tổng hàm lượng Cacbon
hữu cơ trong nước. TOC được định nghĩa là tổng cacbon liên kết hữu cơ tồn tại trong
nước, kể cả dạng tan và không tan, gồm cả cyanat, cacbon nguyên tố và thiocyanat.
TOC là phương pháp đo toàn diện nhất để định lượng sự hiện diện của các chất
hữu cơ (OM). TOC trong nước có thể đến từ hai nguồn: vật chất hữu cơ tự nhiên
(NOM) và các nguồn tổng hợp. Tổng Cacbon hữu cơ biểu thị nhanh chóng, chính xác
và trực tiếp hơn COD và BOD. Và không giống BOD và COD, TOC độc lập với nồng
độ oxy của các chất hữu cơ trong mẫu, nó chỉ đo duy nhất Cacbon.
Chỉ tiêu TOC đƣợc phân tích bằng máy TOC Ultra
nh Máy TOC Ultra (Nguồn: Tác giả, 2017)
a) Nguyên lí hoạt động
Máy phân tích hoạt động ở nhiệt độ 1200 o
C mà không cần chất xúc tác. Khí
CO2 sinh ra sẽ được dẫn đến đầu dò hồng ngoại (NDIR) và khí NO đến đầu dò
nitrogen (ECD) nhờ khí mang. Sau đó, máy tính chuyên dụng, thân thiện với người
dùng sẽ tính toán nồng độ TOC và TNb trong nước thải. Ưu điểm của phương pháp
này so với các phương pháp phân tích hóa học truyền thống ở chổ các thành phần bám
29

Assignment, Essay
cũng được xác định. Với việc tuần hoàn khí, khí mang được tạo thành từ không khí
xung quanh và do đó không cần đến bình khí nén.
b) Qui trình vận hành
Phương pháp canh chuẩn
Bảng 2.4. Các bước canh chuẩn máy TOC
Bƣớc Quy trình chi tiết
1. Bật công tắt nguồn bên trái của máy
2. Đăng nhập mật khẩu “LAR” trên màn hình để truy cập
1 - Khởi động máy level 2
3. Đăng nhập level 4 bằng USB của máy, lắp USB level 4 sau
đó login lại để đăng nhập.
1. Chọn mục “Method Setting” ở level 4;
2 - Mục “Method 2. Chọn phương pháp đo là “NPOCt” ở mục “Method”để đo
Setting” ở level 4 TOC t0rực tiếp;
3. Chọn ô TNb ở stream 2 để đo kết hợp cả TOC và TNb.
1. Chọn dòng vào (stream);
3 - Mục “Name and
2. Chọn đầu dò (sensor);
Unit” ở level 4
3. Chọn thông số đo (parameter, function) như trong hình.
30

1. Chuẩn bị dung dịch chuẩn có nồng độ đã xác định;
4 - Thay dung dịch
cần canh chuẩn 2. Thay dung dịch chuẩn cũ bằng dung dịch chuẩn mới cần
canh chuẩn.
1. Chọn dung dịch cần canh chuẩn;
2. Chọn stream muốn canh chuẩn;
5 - Mục “ Calibration 3. Nhập nồng độ dung dịch chuẩn tương ứng;
carry out” ở level 2
4. Nhấn nút “Start calibration”;
5. Kết thúc quá trình canh chuẩn, bấm “Show details” để hiện
kết quả canh chuẩn dạng bảng hoặc bấm “Show curve” để
xem đường chuẩn;
31

Assignment, Essay
1. Đánh dấu những giá trị calibration muốn sử dụng tùy thuộc
6 - Mục “Calibration vào phương pháp đo được canh chuẩn trên mỗi stream;
results” ở mục level 2 2. Nhấn nút “Activation of calibration of results” để chấp
nhận kết quả canh chuẩn.
7 - Mục “Active Vào mục “Active calibration” để kiểm tra giá trị được thiết
calibration” trong lập có giống với như trong mục “Calibration results” đã được
level 2 đánh hay không?
 Phương pháp đo mẫu đơn lẽ
Bảng 2.5. Các bước đo mẫu đơn lẽ
Bƣớc Quy trình chi tiết
1 - Thay dung dịch cần đo 1. Chuẩn bị dung dịch cần đo;
đơn lẻ 2. Cho dung dịch vào vị trí đo trên máy;
2 - Mục “Single
3. Chọn “stream” canh chuẩn;
measurment” trong level 2
3 - Mục “Single 4. Chọn vị trí dung dịch cần canh chuẩn trong
measurment” trong level 2 “Vessel”;
4 - Mục “Single 5. Chọn số lần lặp lại của phép đo trong mục
measurment” trong level 2 “Replicates”. Chọn “3”;
5 - Mục “Single
measurment” trong level 2 6. Trong mục “Outliers”, số giá trị bị loại bỏ, chọn giá
trị “0”;
6 - Mục “Single 7. Mục “Max CV (Coefficient of variation)”, sai số lớn
32

measurment” trong level 2 nhất, chọn giá trị “2”;
7 - Mục “Active 8. Chọn “Start single measurement” để bắt đầu quá
calibration” trong level 2 trình canh chuẩn.
Phương pháp đo mẫu liên tục
Sau khi kết thúc quá trình chạy chuẩn, thoát về màn hình chính và nhấn nút
màu xanh phía trên góc phải màn hình (ONLINE) để chuyển sang chế độ đo tự động.
2.2.3 Phương pháp thử nghiệm độc học [13]
Độc tính nguồn nước tại kênh Tàu Hũ – Bến Nghé được đánh giá bằng loài vi
khuẩn Nitrosomonas stercoris và được ghi lại trên thiết bị Nitritox
Hình 2.5. Thiết bị đo độc tính của nước - Nitritox. Nguồn [13]
2.2.3.1 Nguyên lí hoạt động
Nitrosomonas stercoris là một loài vi khuẩn gram âm, có dạng hình que hoặc
hình quả lê với chiều dài từ 0,7 - 1,2 µm và chiều rộng từ 0,3 - 0,7 µm. Các tế bào của
vi khẩn Nitrosomonas stercoris có khả năng chịu được độ mặn, nồng độ nitrit và
amoni cao. Các điều kiện tăng trưởng tối ưu của vi khuẩn Nitrosomonas stercoris là
pH từ 7,6 - 8,0 và nhiệt độ tối ưu là 25o
C [6].
33

Trong thí nghiệm này vi khuẩn được nuôi thích nghi ở pH = 7,6 và được bổ sung
dinh dưỡng liên tục. Nguyên lý hoạt động của máy là đo sự ức chế suy giảm oxy của
vi sinh vật (Nitrosomas). Khi mẫu nước thải được bơm vào buồng phản ứng vi sinh vật
bị ức chế trao đổi oxy, độ suy giảm này sẽ được đo bằng 1 đầu dò oxy.
Hình 2.6. Sơ đồ nguyên lý làm việc của máy NitriTox.
Việc xác định độc tính của nước được dựa trên sự ức chế quá trình hô hấp của vi
khuẩn nitrit hóa (NH4
+

NO2), cụ thể là chủng vi khuẩn Nitrosomonas stercoris.
Tại buồng đo, mẫu sẽ được trộn với một lượng vi khuẩn Nitrosomonas stercoris
được nuôi trong một bình riêng biệt nhằm xác định tốc độ tiêu thụ oxy của vi khuẩn
Nitrosomonas stercoris. Nếu tốc độ tiêu thụ oxy bằng với mẫu đối chứng, “độ độc =
0%), nếu quá trình hô hấp bị ức chế hoàn toàn “độ độc = 100%”.
2.2.3.2 Qui trình vận hành
 Cài đặt thông số

 

- Mục Level 1
Màn hình truy cập level 1 bao gồm những nút lệnh có thể thao tác dưới đây
1. 24h Profile (Đường đồ thị biểu diễn giá trị 24 giờ)
34

2. Measurement value Screen (Màn hình giá trị đo)
3. Introductory (Màn hình giới thiệu)
4. Operation Parameter (Thông số vận hành)
Bảng 2.7. Ý nghĩa các từ khóa của máy Nitritox
Điều chỉnh Ý nghĩa
Fastest test mode: Chế độ
Tần số đo nhanh nhất
kiểm tra nhanh nhất
Remote control: Chế độ điều
Có thể kích hoạt lại bằng một tín hiệu bên ngoài
khiển từ xa
Min Phân tích trong khoảng thời gian vài phút
Hour Phân tích trong khoảng thời gian vài giờ
 Calibration perday: Số lần canh chuẩn mỗi ngày.

 Time interval of measurement: Khoảng thời gian giữa 2 phép đo có thể cài

đặt.

 Calibration with ATU: Chạy chuẩn với ATU (luôn để chế độ without ATU).

 Ratio of biomass in measurement phase 2: Lượng biomass bơm vào cốc
phân tích trong 2 pha (giá trị thường trong khoảng 10 – 15%.

5. Measurement signal (Tín hiệu đo lường)
6. Status Screen (Màn hình trạng thái)
7. Service Actions (Dịch vụ thiết lập)
Trước khi thao tác những phím trong phân này phải nhấn chế độ “offline” màu
đỏ (tắt chế độ đo mẫu).
 Calibration touch panel: Hiệu chỉnh màn hình cảm ứng.

 Filling tubes and the cell: Bơm dung dịch đầy ống và cốc phân tích.

 Calibrate oxygen sensors: Canh chuẩn đầu dò oxy.

 Calibrate pH – 7 and pH – 8: Canh chuẩn pH 7 và pH 8.
35

- Mục Level 2
Màn hình truy cập level 2 bao gồm những nút lệnh có thể thao tác dưới đây:
1. Analog Out Calibration: Canh chuẩn tín hiệu đầu ra
2. Channel setting
3. Database: Cơ sở dữ liệu
4. Sevice Parameter: Thông số dịch vụ
 Volume of measurement cell: Thể tích của cell phân tích.

 Consider O2 conversion of the interval 1: Có xét sự biến đổi Oxy trong pha 1
hay không? (luôn để chế độ không).
 O2 saturation concentration: Nồng độ oxy bão hòa.

 O2 constant of proportionality: Tỉ lệ hằng số oxy (trong khoảng 0.6 – 0.8).

 O2 respriration of the last calibration: Oxy hô hấp của lần chuẩn mới nhất
(tốt nhất trong khoảng 0.8 – 1.2).

 O2 respriration of the last ATU measurement (oxy hóa của phép đo ATU
mới nhất).
 Fermenter volume: Thể tích của bể chứa biomass (luôn không đổi 4000 ml).

 Tube constant of the sample (không thay đổi).

5. Relay Setting
6. Rinsing Parameter (Thông số quá trình rửa cốc phân tích)
 Các bước phân tích

- Canh chuẩn
Đo với mẫu được cho là mẫu nước đối chứng (calibration with reference water)
với độ độc là 0% (thường chọn là mẫu nước máy nước cất).
Nhấn nút “Offline” màu đỏ, sau đó chọn phím “Calibration Oxygen Sensor”
trong phần “Service Action”.
- Đo mẫu
Sau khi canh chuẩn xong, bấm “Online” màu xanh để bắt đầu quá trình đo mẫu.
- Tính toán kết quả
36

Độ độc của nước được tính dựa trên so sánh về sự giảm sút tốc độ tiêu thụ oxy
trong cột phân tích do hô hấp của vi sinh vật trong mẫu nước thải cần phân tích và
trong mẫu nước đối chứng. Được tính bằng công thức sau:
Trong đó: RO2 (đối chứng): tốc độ tiêu thụ oxy của mẫu đối chứng.
RO2 (mẫu nước thải): tốc độ tiêu thụ oxy của mẫu nước thải.
Qua quá trình thử nghiệm của các chuyên gia, độc tính của mẫu nước thải đo bằng
máy Nitritox có thể chia thành 03 loại như sau:
 Không có độc: 0 – 25%.

 Độc nhẹ: 25 – 50%.

 Độc mạnh: 50 – 100%.
2.2.4 Phương pháp phân tích số liệu theo hệ số tương quan
 Sử dụng phần mềm IPM SPSS Statastics 23 để xác định mối tương quan giữa các
chỉ tiêu.

 Xác định chỉ số tương quan tại từng thời điểm nước lớn, nước ròng của từng vị trí
phân tích.

 Sau đó chọn ra hệ số tương quan lớn nhất của độ độc với các chỉ tiêu lý, hóa.
2.2.5 Phương pháp xử lý số liệu
+ Các số liệu phân tích được lặp lại 3 lần ở mỗi phép đo để xác định độ lệch chuẩn
±SD.
+ Các số liệu phân tích được thống kê, xử lý và vẽ đồ thị bằng phần mềm
Microsoft Excel phiên bản 2010
37

CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Kết quả phân tích lý, hóa
3.1.1. Thông số pH
3.1.1.1 Tại thời điểm nước lớn
Bảng 3.1: Kết quả phân tích pH lúc nước lớn
Tuần Ngày CV CY ÔL KH QCVN 08-2015/BTNMT
CỘT B2
1 16.02.2017 7.17 7.18 7.21 7.40 5.5-9
2 22.02.2017 7.67 7.72 7.50 7.65 5.5-9
3 28.02.2017 7.16 7.14 7.19 7.30 5.5-9
4 06.03.2017 7.16 7.14 7.19 7.30 5.5-9
5 16.03.2017 7.01 6.75 6.72 6.94 5.5-9
6 29.03.2017 7.10 7.29 7.12 7.20 5.5-9
7 04.04.2017 6.90 7.11 7.02 7.12 5.5-9
8 12.04.2017 7.22 7.05 7.18 7.10 5.5-9
38

pH - Nƣớc lớn
9
8.5
8
pH
7.5
7
6.5
6
5.5
5
CV CY ÔL KH
Vị trí lấy mẫu
T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 pH = 5,5 pH = 9
Đồ thị 3.1: Giá trị pH kênh Tàu Hủ - Bến Nghé lúc nước lớn
 Nhận xét:
Dựa vào bảng 3.1, nồng độ pH lúc triều lên ở tất cả các cầu trung bình dao
động khoảng 7,1 – 7,3 nằm trong giá trị giới hạn cho phép của quy chuẩn Việt Nam
(QCVN 08-MT:2015/BTNMT loại B2: pH = 5,5 – 9). Giá trị pH này phù hợp cho
vi khuẩn Nitrosomonas phát triển.
Theo “Báo cáo Hiện trạng môi trường Tp. HCM 05 năm (2011 – 2015)”, giá
trị pH trung bình đạt khoảng 6,8. Qua đó ta thấy giá trị pH cũng không chênh lệch
nhiều qua các năm, và vẫn nằm trong giới hạn cho phép.
Dựa vào đồ thị 3.1 ta thấy giá trị cao nhất tại vị trí CY vào ngày 22/02 pH =
7,72 và thấp nhất ở vị trí ÔL vào ngày 16/3 là 6,72.
39

3.1.1.2 Tại thời điểm nước ròng
Bảng 3.2: Kết quả phân tích pH lúc nước ròng
Tuần Ngày CV CY ÔL KH QCVN 08-
2015/BTNMT
CỘT B2
1 16.02.2017 7.24 7.19 7.31 7.31 5.5-9
2 22.02.2017 7.14 7.12 7.09 7.12 5.5-9
3 28.02.2017 7.25 7.22 7.17 7.24 5.5-9
4 06.03.2017 7.25 7.22 7.17 7.24 5.5-9
5 16.03.2017 6.87 6.89 6.90 7.25 5.5-9
6 29.03.2017 7.09 7.20 7.12 7.13 5.5-9
7 04.04.2017 6.93 7.07 6.92 7.05 5.5-9
8 12.04.2017 7.04 7.04 7.01 7.08 5.5-9
pH - Nƣớc Ròng
9
8.5
8
7.5
pH
7
6.5
6
5.5
5
CV CY ÔL KH
T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 pH = 5,5 pH = 9
Đồ thị 3.2: Giá trị pH kênh Tàu Hũ - Bến Nghé lúc nước ròng
40

 Nhận xét:
Qua đồ thị 3.2 thể hiện nồng độ pH lúc triều xuống ở các vị trí độ pH dao động
trong khoảng từ 6.5 đến 7.5, đều đạt chuẩn so với QCVN 08-2015/BTNMT cột B2.
Cao nhất ở ở vị trí KH vào ngày 16/03 đạt giá trị 7.25, thấp nhất ở vị trí CV vào
ngày 16/03 đạt giá trị 6.87.
So sánh với kết quả Quan trắc của phòng Tài nguyên Môi trường Quận 8 năm
2012 tại cầu Chà Và, vào mùa nắng giá trị pH đạt khoảng 7.0. Giá trị pH qua các
năm có xu hướng tăng, nhưng không đáng kể,
Qua đồ thị 3.1 và 3.2, pH lúc triều lên và triều xuống ổn định trong giá trị cho
phép nên không ảnh hưởng đến chất lượng của nước, phù hợp với mục đích sử dụng
cho đường thủy và các mục đích có chất lượng nước thấp.
3.1.2 Chỉ tiêu DO
3.1.2.1 Tại thời điểm nước lớn
Bảng 3.3: Kết quả phân tích DO lúc nước lớn
Tuần Ngày CV CY ÔL KH QCVN 08-2015/BTNMT
CỘT B1 CỘT B2
1 16.02.2017 3.30 4.70 1.40 3.10 4 2
2 22.02.2017 2.70 4.00 1.10 4.00 4 2
3 28.02.2017 1.50 2.80 0.80 3.40 4 2
4 06.03.2017 4.10 2.50 0.40 4.70 4 2
5 16.03.2017 2.00 2.40 0.40 4.60 4 2
6 29.03.2017 4.70 3.50 2.80 3.10 4 2
7 04.04.2017 4.62 3.23 0.38 5.37 4 2
8 12.04.2017 4.97 5.79 0.70 6.24 4 2
41

DO - Nƣớc Lớn
7.00
6.00
5.00
4.00
3.00
2.00
1.00
0.00
CV CY ÔL KH
T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 QCVN 08/2015 - Cột B2
Đồ thị 3.3: Giá trị DO kênh Tàu Hủ - Bến Nghé lúc nước lớn
 Nhận xét:
Dựa vào đồ thị 3.2, so với QCVN 08-2015/BTNMT cột B2, thì giá trị DO tại
vị trí cầu CV, CY, KH đều đạt chuẩn, riêng tại cầu ÔL luôn nằm dưới chuẩn, và giá
trị thấp nhất vào T8 là 0.38 mg/l thấp hơn chuẩn 5 lần. Giá trị DO tại cầu ÔL thấp là
do gần cầu đang xây dựng dự án đập ngăn triều cho thành phố, vì vậy nước ở đây
không thoát ra được, không lưu chuyển được, nước bị tồn đọng dần dần trở nên đen
và bốc mùi hôi.
Giá trị DO tại vị trí KH là cầu luôn có giá trị DO cao nhất, cao nhất là ngày
16 04 đạt giá trị 6.24mg/l. Do cầu nằm gần cửa sông Sài Gòn, có dòng chảy mạnh,
nước thay đổi liên tục nên giá trị DO luôn hơn các cầu khác.
42

Đồ án tốt nghiệp Ứng dụng vi khuẩn Nitrosomonas để đánh giá chất lượng nước kênh Tàu Hủ - Bến Nghé

Đồ án tốt nghiệp Ứng dụng vi khuẩn Nitrosomonas để đánh giá chất lượng nước kênh Tàu Hủ - Bến Nghé

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Đồ án tốt nghiệp Ứng dụng vi khuẩn Nitrosomonas để đánh giá chất lượng nước kênh Tàu Hủ - Bến Nghé

Similar to Đồ án tốt nghiệp Ứng dụng vi khuẩn Nitrosomonas để đánh giá chất lượng nước kênh Tàu Hủ - Bến Nghé (20)

More from lamluanvan.net Viết thuê luận văn

More from lamluanvan.net Viết thuê luận văn (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (8)

Đồ án tốt nghiệp Ứng dụng vi khuẩn Nitrosomonas để đánh giá chất lượng nước kênh Tàu Hủ - Bến Nghé