- Trang Chủ
- Kỹ Thuật - Công Nghệ
- RESEARCH THE ADSORPTION E.COLI BACTERIA OF DENATURED BENTONITE - NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ VI KHUẨN E.COLI BẰNG BENTONITE BIẾN TÍNH - LÊ HỮU NGHĨA
Xem mẫu
- Hội nghị Khoa học sinh viên lần I - 2011
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ VI KHUẨN E.COLI BẰNG BENTONITE BIẾN TÍNH
RESEARCH THE ADSORPTION E.COLI BACTERIA OF DENATURED BENTONITE
Lê Hữu Nghĩa, Nguyễn Huyền Trang, Đặng Xuân Dự
Khoa Hóa học & CN Thực phẩm, Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu
Email: mrsunvt@gmail.com
TÓM TẮT
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình biến tính Bentonite Di Linh (đánh giá
bằng khả năng hấp phụ vi khuẩn E.coli ) đã được khảo sát, khả năng hấp ph ụ tốt
nhất khi biến tính tại điều kiện: nồng độ HCl là 5%, nhiệt độ là 60 0C, tỉ lệ rắn :
lỏng là 1:3.
Nghiên cứu 2 yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ vi sinh vật. Hiệu su ất
cao nhất đạt được khi thực hiện tại điều kiện: thời gian hấp phụ là 1 gi ờ, n ồng
độ Bentonite-HCl 5% là 0,05g/ml dung dịch.
ABSTRACT
In the present paper, the adsorption of Di Linh bentonite modified by dilute
HCl solution was investigated. The phase of modified bentonite was characterized by
X-ray diffraction (XRD). The adsorption of modified bentonite was estimated by the
removal of E. coli bacteria in aqueous solution. The results show that the bentionite
which was modified by the HCl solution of 5% with mass ratio of solid to liquid
around 1/3 at temperature of 60oC was favorite for the removal of E. coli bacteria.
The optimal parameters of the adsorption is the adsorption time of 1 hour and the
concentration of modified bentonite of 0.05 g/mL.
1. MỞ ĐÂU
̀
Bentonite được sử dụng như một vật có hại. [2]
loại vật liệu xây dựng, lam dung dich
̀ ̣
khoan, chất tẩy rửa. Gần đây chúng Ở nước ta, bentonite đã được tìm
được dùng để phân loại dầu, tẩy sạch thấy ở nhiều nơi: Di Linh (Lâm Đồng),
dầu mỡ, làm chất mang cho thuốc trừ Thuận Hải (Bình Thuận), Gia Quỳ
sâu,…[2] (Đồng Nai),…với trữ lượng dồi dào. Vì
vậy việc nghiên cứu và sử dụng nó có
Nhờ tính chất hấp phụ mà phạm vi hiệu quả sẽ mang lại lợi ích kinh tế rất
sử dụng của bentonite ngày càng mở lớn. Hiện nay ở Việt Nam, bentonite
rộng, chúng được dùng trong hầu hết được khai thác chủ yếu để pha chế
các ngành công nghiệp và trong nhiều dung dịch khoan và một ít được dùng
ngành kinh tế khác. Đặc biệt, ngày nay trong nghiên cứu xúc tác hóa học, việc
sự ô nhiễm môi trường là vấn đề bức sử dụng bentonite làm vật liệu hấp phụ
xúc, và do đó vai trò của bentonite càng vi sinh vật chưa được quan tâm nghiên
trở nên quan trọng, khi chúng được xem cứu nhiều.
như là một chất hấp phụ tự nhiên tiêu
biểu để làm sạch nước khỏi các chất Trong bài báo này, chúng tôi trình
hữu cơ, các chất cao phân tử, những bày kết quả nghiên cứu quá trình hấp
chất thải độc hại của các nhà máy xí phụ vi sinh vật bằng vật liệu hấp phụ
nghiệp, các kim loại nặng và phóng xạ, là bentonite Di Linh đã xử lý bằng axit
các huyền phù gây đục và các vi sinh HCl 5% (bent-HCl).
Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm
69 Đại học Bà Rịa Vũng Tàu
- Hội nghị Khoa học sinh viên lần I - 2011
2. THỰC NGHIỆM
2.1. Hóa chất và dụng cụ không còn ion Cl- (thử bằng dung dịch
AgNO3 0,5% cho đến khi không còn
Hóa chất
xuất hiện kết tủa trắng).. Sấy khô sét
Mẫu quặng bentonite Di Linh, HCl thu được ở 1200C trong 2h, nghiền sản
5%, AgNO3 0,5%, giấy đo pH phẩm thu được và rây trên rây cỡ 100
Dụng cụ mesh [2]. Mẫu sét sau khi biến tính là
bent – HCl và được xác định cấu trúc
Erlen 500ml, máy khuấy từ, ống bằng XRD trên máy Siemens D5000
sinh hàn, máy lọc chân không, tủ sấy và (Đức) tại Phòng phân tích hóa lý – Viện
một số thiết bị thủy tính khác. Khoa học vật liệu ứng dụng.
2.2. Chế tạo vật liệu bentonite biến 2.3. Nghiên cứu hấp phụ
tính HCl
Quá trình hấp phụ vi khuẩn E.coli
Từ quặng sét được lấy từ Di Linh được tiến hành khảo sát lần lượt các
– Lâm Đồng, nghiền rây loại bỏ đất đá yếu tố như: thời gian tiếp xúc, nồng độ
và phần tử phi sét thu được bentonite chất hấp phụ, từ đó khảo sát ảnh
thô. Pha tỷ lệ huyền phù là 10%, khuấy hưởng của các yếu tố đến khả năng
và để qua đêm, giữ lại phần huyền phù. hấp phụ E.coli của bentonte biến tính.
Lọc rửa nhiều lần. Quá trình hoạt hóa Số lượng vi khuẩn E.coli trước và sau
bằng axit HCl được tiến hành như sau: quá trình hấp phụ được xác định bằng
Cho vào bình cầu 1000ml 50g bentonite cách đếm số lượng các khuẩn lạc. Hiệu
tinh chế và 150ml dung dịch axit HCl có suất hấp phụ được xác định bằng: A(%)
nồng độ 5%, lắp bếp gia nhiệt, ống sinh = (C0 - C ).100/C0. Trong đó C0, C là số
hàn, nhiệt kế, máy khuấy ở nhiệt độ lượng khuẩn lạc trước và sau khi hấp
600C, khuấy trong vòng 4h. Sau đó lọc phụ. Hiệu suất hấp phụ cho một gam
hỗn hợp thu được tách lấy phần sét, rửa bentonite biến tính được tính bằng Ai =
sét thu được trên phễu lọc (phễu lọc áp A(%)/m, với m là khối lượng bentonite
suất thấp) bằng nước cất cho đến khi hấp phụ.
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Biến tính bentonite 60) ứng với khoáng montmorillonite (còn
xuất hiện các peak ở 2θ = 200, 2θ = 35.30)
Bentonite sau khi tinh chế được trao
[3]; peak d = 4.48874 (2θ = 210), d = 3.3477
đổi với HCl 5%, sau đó sấy khô ở 1200C
(2θ = 26.70) đặc trưng cho khoáng quart.
được đem đi xác định cấu trúc bằng nhi ễu
Ngoài ra, phổ XRD còn có các loại khoáng
xạ tia X. Kết quả nhiễu xạ tia X (hình 3.1)
khác: montronit, microlin, abit với hàm
cho thấy xuất hiện peak d = 14.19273 (2θ =
lượng không lớn.
Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm
70 Đại học Bà Rịa Vũng Tàu
- Hội nghị Khoa học sinh viên lần I - 2011
Hình 3.1: Gian đồ XRD của bent – HCl
̉
3.2. Ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc đếm số lượng các khuẩn lạc.
đến khả năng hấp phụ E.Coli bằng bent Hút 2ml dung dịch có độ pha loãng 10-3
– HCl cho vào các ống nghiệm, sau đó cho
Ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc đến bentonite đã hoạt hóa vào từng ống nghiệm
khả năng hấp phụ vi khuẩn E. coli của với nồng độ bent - HCl là 0,05g/ml. Các
bent – HCl được khảo sát theo các bước mẫu được lắc trong khoảng thời gian 1
sau: giờ, 2 giờ, 3 giờ và 4 giờ. Các mẫu sau khi
hấp phụ đem ly tâm với tốc độ 2000
Tiến hành hoạt hóa giống E.coli
vòng/phút. Dịch lỏng được tách ra khỏi
trong môi trường dinh dưỡng Nutrient
bentonite đem đi xác định số lượng vi sinh
Broth trong khoảng 10÷14 giờ. Sau đó pha
vật còn lại bằng phương pháp đếm khuẩn
loãng huyền phù vi khuẩn E.coli 10-1; 10-2;
lạc. Kết quả được trình bày trên bảng 3.1
10-3;…rồi đem xác định số lượng tế bào
và hình 3.2.
trong dung dịch đã pha loãng bằng cách
Bảng 3.1: Ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc đến khả năng hấp phụ E.coli của bent – HCl
Thời gian0 1 2 3 4
(giờ)
C0 (CFU/ml) 1,2.106 1,2.106 1,2.106 1,2.106 1,2.106
C (CFU/ml) 1,2.106 6.103 5,2.103 3,4.103 3.103
A (%) 0 99,5 99,57 99,72 99,75
120
Hiệ suất hấp phụ (%)
100
80
60
40
20
u
0
0 1 2 3 4 5
Thời gian xử lý hấ phụ (gi ờ)
p
Hình 3.2. Ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc đến hiệu suất hấp phụ E.coli của bent - HCl
Từ hình 3.2 có thể thấy rằng sau 1 giờ phụ thì hiệu suất hấp phụ tăng không đáng
tiếp xúc nếu tiếp tục tăng thời gian hấp kể và cân bằng đạt được ở thời gian là 1
Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm
71 Đại học Bà Rịa Vũng Tàu
- Hội nghị Khoa học sinh viên lần I - 2011
giờ, vì vậy thời gian xử lý hấp phụ 1 giờ rồi đem xác định số lượng tế bào trong
được chọn là thời gian phù hợp cho những dung dịch đã pha loãng bằng cách đếm số
nghiên cứu tiếp theo. lượng các khuẩn lạc.
3.3. Ảnh hưởng của nồng độ bent – HCl Hút 2ml dung dịch có độ pha loãng 10 -3
đến hiệu suất hấp phụ E.coli cho vào các ống nghiệm, sau đó cho bent –
HCl vào từng ống nghiệm với nồng độ
Tiến hành hoạt hóa giống E.coli trong
thay đổi từ 0,05g/ml đến 0,2g/ml, thời gian
môi trường dinh dưỡng Nutrient Broth
tiếp xúc là 1 giờ, ở nhiệt độ 300C. Kết quả
trong khoảng 10÷14 giờ. Sau đó pha loãng
được trình bày trên bảng 3.2 và hình 3.2.
huyền phù vi khuẩn E.coli 10-1; 10-2; 10-3;…
Bảng 3.2: Ảnh hưởng của nồng độ bent – HCl đến khả năng hấp phụ E.coli
Nồng độ0 0,05 0,1 0,15 0,2
(g/ml)
C0 (CFU/ml) 1,1.106 1,1.106 1,1.106 1,1.106 1,1.106
C (CFU/ml) 1,1.106 4,5.103 3,7.103 2,6.103 1,9.103
A (%) 0 99,59 99,66 99,76 99,83
Ai (CFU/g) 0 10,96.106 5,482.106 3,660.106 2,745.106
120
Hiệ suất hấp phụ
100
80
60
40
u
20
0
0 5 10 15 20 25
Nồng độ bentonite xử lý hấ phụ (%)
p
A (%) Ai.10^-6 (CFU/g)
Hình 3.3: Ảnh hưởng của nồng độ bent – HCl đến hiệu suất hấp phụ E.coli
Từ hình 3.3 có thể thấy rằng khi HCl) khi nồng độ bentonite xử lý là
tăng nồng độ bentonite xử lý hấp phụ 0,05g/ml. Vì vậy nồng độ này được
thì hiệu suất hấp phụ tăng lên, tuy nhiên chọn là nồng độ tốt nhất cho quá trình
khả năng hấp phụ cao nhất đạt được là hấp phụ E.coli bằng bent - HCl.
99,59% (10,96.106CFU / 1gam bent –
4. KẾT LUẬN
Đã nghiên cứu biến tính bentonite HCl đều có ảnh hưởng đến khả năng
bằng HCl 5% và khảo sát khả năng hấp hấp phụ.
phụ vi khuẩn E.coli kết quả như sau: Điều kiện hấp phụ tốt nhất ở nồng
Vật liệu bent – HCl có khả năng độ bent – HCl là 0,05g/ml thời gian tiếp
hấp phụ tốt vi khuẩn E.coli, các yếu tố xúc là 1 giờ.
thời gian tiếp xúc và nồng độ bent –
5. TÀI LIỆU THAM KHẢO
Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm
72 Đại học Bà Rịa Vũng Tàu
- Hội nghị Khoa học sinh viên lần I - 2011
1. Lê Tự Hải, Phan Chi Uyên, “Nghiên 3. Phạm Trung Tính, “ Nghiên cứu khả
cứu quá trình biến tính bentonite Thuận năng hấp thu một số ion kim loại nặng
Hải và ứng dụng hấp phụ ion Mn 2+ trên bentonite Di Linh-Lâm Đồng đã
trong nước”. Tạp chí phát triển khoa hoạt hóa, khóa luận tốt nghiệp”. Đại
học và công nghệ, Đại học Đà Nẵng, số học KHTN Hà Nội (2003).
3(26)-2008. 4. Vương Văn Trường, “Khảo sát sự
2. Trần Thanh Minh, “Nghiên cứu biến hấp thu các ion Mn2+ và Fe2+ dung dịch
tính bentonite Thuận Hải để ứng dụng nước trên bentonite, khóa luận tốt
hấp phụ một số tác nhân hữu cơ”, luận nghiệp”. Trường Đại học KHTN, Hà
văn tốt nghiệp thạc sĩ. Đại học sư Nội (2004).
phạm Đà Nẵng (2008).
Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm
73 Đại học Bà Rịa Vũng Tàu
nguon tai.lieu . vn
