Nghiên cứu khả năng phân hủy một số thành phần hydrocarbon có trong nước thải nhiễm dầu của màng sinh học từ vi sinh vật được gắn trên vật liệu mang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG PHÂN HỦY MỘT SÔ THÀNH PHẦN HYDROCARBON CÓ TRONG NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU CỦA MÀNG SINH HỌC TỪ VI SINH VẬT ĐƯỢC GẮN TRÊN VẬT LIỆU MANG LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC Hà Nội – Năm 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC V V HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG PHÂN HỦY MỘT SÔ THÀNH PHẦN HYDROCARBON CÓ TRONG NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU CỦA MÀNG SINH HỌC TỪ VI SINH VẬT ĐƯỢC GẮN TRÊN VẬT LIỆU MANG Chuyên ngành Vi sinh vật học Mã sỗ 9420107 LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2022 i Lời cảm ơn Để hồn thành ḷn án này, tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS Lê Thị Nhi Cơng, Trưởng phịng Cơng nghệ sinh học mơi trường - Viện Công nghệ sinh học PGS.TS Đồng Văn Quyền, Phó Viện trưởng Viện Cơng nghệ sinh học - Viện Hàn lâm Khoa học & Công nghệ Việt Nam trực tiếp hướng dẫn, truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý báu trình học tập thực nghiên cứu đề tài Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành đến Ban lãnh đạo Học viện Khoa học & Công nghệ, Viện Công nghệ sinh học, đờng chí lãnh đạo cán phịng Đào tạo - Học viện Khoa học & Cơng nghệ tạo mọi điều kiện thuận lợi cho học tập nghiên cứu Tôi chân thành cảm ơn ThS Bùi Thị Hải Hà, phụ trách đào tạo Viện Công nghệ sinh học giúp đỡ hoàn thành thủ tục cần thiết suốt trình học tập, nghiên cứu đề tài bảo vệ luận án Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Ban chủ nhiệm Chương trình KH&CN trọng điểm cấp Nhà nước “Nghiên cứu tạo màng sinh học (biofilm) từ vi sinh vật dùng xử lý ô nhiễm dầu mỏ” cấp kinh phí cho đề tài mã số KC.04.21/11-15 cho nhóm nghiên cứu Bên cạnh đó, tơi xin gửi lời cảm ơn tới đơn vị phịng Thí nghiệm trọng điểm gen - Viện Công nghệ sinh học – Viện Hàn lâm Khoa học & Công nghệ Việt Nam; phòng Vi sinh vật học - Học viện Quân y 103; phịng Thí nghiệm siêu cấu trúc - Viện Vệ sinh dịch tễ trung ương; phòng Sinh thái vi sinh vậtViện Vi sinh vật Công nghệ sinh học – Đại học Quốc gia Hà Nội; phịng Hóa học phân tích - Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học & Công nghệ Việt Nam phối hợp thực số kết luận án Trong thời gian qua, nhận hỗ trợ tạo điều kiện tḥn lợi từ đờng chí lãnh đạo, cán phịng Cơng nghệ sinh học mơi trường - Viện Công nghệ sinh học, Ban Giám hiệu phòng chức thuộc trường Cao đẳng Sơn La, với giúp đỡ nhiệt tình đờng nghiệp, nhân dịp xin chân thành cảm ơn giúp đỡ q báu Cuối cùng, tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến người thân gia ii đình, người bạn thân thiết ln bên cạnh động viên khích lệ tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Tơi xin chân thành cảm ơn! Nghiên cứu sinh iii Lời cam đoan Tơi xin cam đoan Đây cơng trình nghiên cứu số kết cộng tác với cộng khác; Các số liệu kết trình bày luận án trung thực, phần cơng bố tạp chí khoa học chuyên ngành với đồng ý cho phép đờng tác giả; Phần cịn lại chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả iv MỤC LỤC MỞ ĐẦU…………………………………………………………………… CHƯƠNG TỔNG QUAN……………………………………………… 1.1 Tổng quan nước thải nhiễm dầu……………………………… 1.1.1 Nguồn phát sinh nước thải nhiễm dầu………………………… 1.1.2 Đặc tính nước thải nhiễm dầu…………………………………… 1.1.3 Tác hại nước thải nhiễm dầu…………………………………… 1.2 Một số công nghệ ứng dụng xử lý nước thải nhiễm dầu… 1.2.1 Tuyển nổi…………………………………………………………… 1.2.2 Công nghệ lọc màng………………………………………………… 1.2.3 Công nghệ oxy hóa nâng cao……………………………………… 1.3 Màng sinh học và ứng dụng xử lý ô nhiễm dầu…………… 10 1.3.1 Sự hình thành cấu trúc biofilm 11 1.3.2 Vai trò biofilm vi sinh vật 13 1.3.3 Ứng dụng biofilm xử lý ô nhiễm dầu…………………… 14 CHƯƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.1 Vật liệu nghiên cứu………………………………………………… 24 2.1.1 Nguyên liệu………………………………………………………… 24 2.1.2 Hóa chất, môi trường nuôi cấy……………………………………… 25 2.1.3 Vật liệu mang vi sinh……………………………………………… 26 2.1.4 Thiết bị nghiên cứu………………………………………………… 27 2.2 Phương pháp nghiên cứu………………………………………… 28 2.2.1 Nhóm phương pháp nghiên cứu vi sinh vật………………………… 28 2.2.2 Nhóm phương pháp phân tích hóa học……………………………… 31 2.2.3 Đánh giá khả hình thành biofilm vi sinh vật vật liệu mang………………………………………………………………… 2.2.4 Đánh giá khả phân hủy dầu DO hydrocarbon thơm biofilm vi sinh vật vật liệu mang……………………………… 2.2.5 33 35 Đánh giá khả phân hủy thành phần hydrocarbon nước thải nhiễm dầu biofilm vi sinh vật vật liệu mang quy mô 50 lít…………………………………………… ……………… 2.2.6 Đánh giá khả phân hủy thành phần hydrocarbon nước thải nhiễm dầu biofilm hỗn hợp chủng vi sinh vật vật 35 v liệu mang quy mơ 300 lít………………………………………… 2.2.7 36 Đánh giá khả phân hủy thành phần hydrocarbon nước thải nhiễm dầu biofilm hỗn hợp chủng vi sinh vật vật liệu mang quy mô 20m3…………………………………………… 40 Phương pháp xử lý số liệu………………………………………… 42 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU………………………………… 43 3.1 Khả tạo biofilm chủng vi sinh vật………………… 43 3.2 Tính đối kháng chủng vi sinh vật………………………… 44 3.3 Khả tạo biofilm chủng vi sinh vật vật liệu 2.2.8 mang………………………………………………………………… 3.4 Khả phân hủy dầu DO và hydrocarbon thơm biofilm vi sinh vật vật liệu mang……………………… 3.4.1 51 Khả phân hủy dầu DO hydrocarbon thơm biofilm vi sinh vật vật liệu mang sỏi nhẹ………………………………… 3.5 50 Khả phân hủy dầu DO hydrocarbon thơm biofilm vi sinh vật vật liệu mang xơ dừa………………………………… 3.4.4 49 Khả phân hủy dầu DO hydrocarbon thơm biofilm vi sinh vật vật liệu mang cellulose………………………………… 3.4.3 49 Khả phân hủy dầu DO hydrocarbon thơm biofilm vi sinh vật vật liệu mang mút xốp………………………………… 3.4.2 45 52 Khả phân hủy thành phần hydrocarbon nước thải nhiễm dầu biofilm vi sinh vật vật liệu mang………………… 53 3.5.1 Chất lượng nước thải nhiễm dầu…………………………………… 53 3.5.2 Khả phân hủy thành phần hydrocarbon nước thải nhiễm dầu biofilm vi sinh vật vật liệu mang quy mơ 50 lít…………………………………………………………………… 3.5.3 55 Khả phân hủy thành phần hydrocarbon nước thải nhiễm dầu biofilm vi sinh vật vật liệu mang hệ thống 300 lít…………………………………………………………………… 3.5.4 62 Khả phân hủy thành phần hydrocarbon nước thải nhiễm dầu biofilm vi sinh vật vật liệu mang hệ thống 20m3…………………………………………………… 3.6 68 Định tên và đường chuyển hoá sec-hexylbenzene Trichosporon sp B1………………………………………………… 72 vi 3.6.1 Khả hình thành biofilm chủng B1…………………………… 72 3.6.2 Kết định danh chủng B1…………………………………………… 73 3.6.3 Sự phân hủy sec-hexylbenzene chủng Trichosporon asahii B1 74 3.6.4 Con đường phân hủy sec-hexylbenzene chủng Trichosporon asahii B1 CHƯƠNG BÀN LUẬN KẾT QUẢ…………………………………… 4.1 82 Khả tạo biofilm chủng vi sinh vật vật liệu mang………………………………………………………………… 4.2 78 82 Khả phân hủy thành phần hydrocarbon nước thải nhiễm dầu biofilm vi sinh vật vật liệu mang………………………………………………………………… 4.3 84 Con đường chuyển hoá sec-hexylbenzene Trichosporon asahii B1…………………………………………………………… KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……………………………………………… 88 90 NHỮNG CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BÔ LIÊN QUAN LUẬN ÁN…………………………………………………………………… 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………… 93 PHỤ LỤC vii BẢNG CHỮ VIẾT TẮT Chữ Tên tiếng Anh viết tắt Tên tiếng Việt Assocciation of Southeast Asian Hiệp hội quốc gia Đông Nations Nam Á BAF Biological aerated filter Công nghệ lọc hiếu khí CFU Colony forming unit Đơn vị hình thành khuẩn lạc MPN Most probable number Số lượng DAF Dissolved air flotation Tuyển áp lực DO Diesel oil Dầu diesel EPS Extracellular polymeric substance Mạng lưới chất ngoại bào GC Gas chromatography Sắc ký khí ASEAN GCMS h Gas chromatography Mass spectrometry Hour HKTS HPLC ITOPF MBBR MBR NOAA PAH UASB Giờ Hiếu khí tổng số High performance liquid chromatography Sắc ký lỏng hiệu cao The international Tanker Owners Hiệp hội tàu chở dầu Quốc Pllution Federation Limited tế Moving bed biofilm rector Membrane bioreactors National Oceanic and Atmospheric Polycyclic aromatic hydrocarbon QCVN RBC Sắc ký khí ghép nối khối phổ Cơng nghệ biofilm chuyển động Màng lọc sinh học Cơ quan quản lý khí đại dương Mỹ Hydrocacbon vịng thơm Quy chuẩn Việt Nam Rotating biological contactor Upflow anaerobic sludge blanket Hệ thống đĩa quay sinh học Công nghệ bùn kỵ khí ngược dịng 101 nhiễm điều kiện phịng thí nghiệm, Tạp chí cơng nghệ sinh học, 2008, 6(4A), 837- 846 83 Đặng Thị Cẩm Hà, Trần Thị Như Hòa, Nguyễn Bá Hữu, Nguyễn Nguyên Quang, Đàm Thúy Hằng, Nguyễn Quang Huy, Phân hủy hydrocarbon thơm đa nhân sinh tổng hợp peroxidase, laccase chủng vi khuẩn BDNR10 chủng nấm sợi FDNR40, Tạp chí Độc học, 2010, 14(8), 8-13 84 Cung Thị Ngọc Mai, Thái Thị Thùy Dung, Nguyễn Văn Bắc, Nguyễn Thị Thu Huyền, Nghiêm Ngọc minh, Phân loại chủng vi khuẩn BTLP1 có khả phân hủy phenol phương pháp phân tích trình tự nucleotit đoạn gen 16s rRNA, Tạp chí Khoa học Công nghệ, 2012, 50(1), DOI https //doi.org/10.15625/0866-708X/50/1/9467 85 Nguyễn Thị Phi Oanh & Nguyễn Vũ Bích Triệu, Phân lập vi khuẩn phân hủy xylene từ hệ thống xử lý nước thải, Tạp chí Khoa học trường Đại học Cần Thơ 2017, 52A, 99-103 86 L.T Nhi-Cong, M Morikawa &L.T Hien LT, Ability of hydrocarbon degradation by several biofilm – forming microorganisms isolated from Vietnam coastal zone The analytica Vietnam conference 2011 87 Vũ Thị Thanh, Lê Thị Nhi Công & Nghiêm Ngọc Minh, Nghiên cứu khả phân hủy phenol chủng vi khuẩn DX3 phân lập từ nước thải kho xăng dầu Đỡ Xá, Hà Nội, Tạp chí Sinh học, 2014, 36(1), 28-33 88 Le Thi Nhi Cong, Cung Thi Ngoc Mai, Nghiem Ngoc Minh, Aromatic hydrocarbon degradation of a biofilm formed by a mixture of marine bacteria, 5th International contaminated site remediation conference Program and proceedings, CleanUp 2013 conference, Melbourne, Australia, 15-18 september 2013 89 Cung Thị Ngọc Mai, Lê Thị Nhi Công, Lê Thành Công & Nghiêm Ngọc Minh, Khả chuyển hóa phân hủy phenol màng sinh học tạo thành từ các chủng vi khuẩn phân lập tại kho xăng dầu Đức Giang, Gia Lâm, Hà Nội, Tạp chí Cơng nghệ Sinh học, 2014, 12(2), 381-386 90 Cung Thị Ngọc Mai, Lê Thị Nhi Công, Nghiêm Ngọc Minh, Khả phân hủy các hợp chất hydrocarbon có dầu diesel màng sinh học chủng Rhodococcus sp BN5 phân lập từ nước thải bể chứa kho xăng 102 dầu Đỗ Xá, Thường Tín, Hà Nội, Báo cáo khoa học hội nghị khoa học cơng nghệ sinh học tồn quốc, 2013, 355-359 91 Cung Thị Ngọc Mai, Vũ Thị Thanh, Nghiêm Ngọc Minh, Lê Thị Nhi Công, Hiệu suất phân hủy dầu diesel chủng vi khuẩn có khả tạo màng tốt phân lập từ mẫu nước ô nhiễm dầu Quảng Ngãi, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN Khoa học Tự nhiên Công nghệ, 2015, 31(4S) 214-219 92 Cung Thị Ngọc Mai, Nghiên cứu khả phân hủy hợp chất vòng thơm các chủng vi sinh vật tạo màng sinh học phân lập tại số địa điểm ô nhiễm dầu Việt Nam, Luận án tiến sĩ Sinh học, Viện Công nghệ Sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, 2019 93 Đỗ Thị Tố Uyên, Nghiên cứu tạo màng sinh học (biofilm) từ vi sinh vật dùng xử lý ô nhiễm dầu mỏ, Báo cáo kết khoa học công nghệ đề tài cấp Bộ Khoa học Công nghệ, 2016, Mã số KC.04.21/11-15 94 F Yamaga, K Washio and M Morikawa, Sustainable biodegradation of phenol by Acinetobacter calcoacetius P23 isolated from the rhizosphere of Duckweed Lenma aoukikusa, Environ Sci Technol, 2010, 44, 6470-6474 95 N.X Egorov, Thực tập vi sinh vật học (Nguyễn Lân Dũng dịch), Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 1976 96 F Schauer, Abbau ung Verwertung von Mineralölbestandteilen durch Mikroorganismen, Bodden, 2001, 11, 3-31 97 G Reed & T.W Nagodawithana, Yeast technology, 1991, 2nd ed Van Nostrand Reinhold Co., Inc., New York 98 Nguyễn Lân Dũng cs, Giáo trình Vi sinh v ật h ọc, Nhà xu ấ t b ả n Khoa h ọ c k ỹ thu ậ t, 1981 99 N da Silva, M.H Taniwaki, V.C.A Junqueira, N Silveira, M.M Okazaki, R.A.R Gomes, Microbiological examination methods of food and water In Laboratory Manual 2nd Edition, CRC Press, 2018 100 S Harju, H Fedosyuk, K.R Peterson, Rapid isolation of yeast genomic DNA Bust n' Grab, BMC Biotechnol, 2004, 4(8) 101 T.J White, T Burns, S Lee, J Taylor, Amplification and sequencing of fungal ribosomal RNA genes for phylogenetics In PCR protocols Aguide to methods and applications, Academic Press, Inc, San Diego, California, 1990, 103 315-322 102 S.P Burghate & N.W Ingole, Fluidized bed biofilm reactor – A novel wastewater treatment reactor, International Journal of Research in Environmental Science and Technology, 2013, 3(4), 145-155 103 P Félix de Castro, E Stander, R Garcia-Campà, D Cornandó Carbó, A Serpico & J Gallego-Villanueva, Improvement of biofilm formation in trickle bed reactors by surface modification of different packing materials, AUTEX2019 – 19th World textile conference on textile at the crossroads, 1115 June 2019, Ghent, Belgium, 2019 104 A Silva, A.K Karuaratne & V.A Sumanasinghe, Wastewater treatment using attached growth microbial biofilms on coconut fiber a short review, Journal of Agriculture and Value Addition, 2019, 2(1), 61-70 105 N Sato, T Saito, H Satoh, N Tanaka & K Kawamotom, Coconut fiber biofilm wastewater treatment system in Srilanka microcosm experiments for evaluating wastewater treatment efficiencies and oxygen consumption International Journal of Environmental Science and Development, 2017, 8(10), 691-695 106 A Knezev, Microbial activity in granular activated carbon filters in drinking water treatment pHD Thesis of Socio-Economic and Natural Sciences of the Environment, Wageningen University, Holand, 2015 107 T.C Antunes, A.E Ballarini & S Van der Sand, Temporal variation of bacterial population and response to physical and chemical parameters along a petrochemical industry wastewater treatment plant, Anais da Academia Brasileira de Ciencias, 2019, 19(2), https //doi.org/10.1590/00013765201920180394 108 E Nowicka & A Machnicka, Hygieniza of surplus activated sludge by dry ice, Ecological Chemistry and Engineering, 2014, 21(4), 651-660 109 C.M Nicholas, C.F John & J.W Andrew, Survival and catabolic activity of natural and genetically engineered bacteria in a laboratory scale activated sludge unit, Applied and Environmental Microbiology, 1991, 57(2), 366-373 110 W Maria, B Johan & L Sabine, Comparison of auxacolor with API 20 C Aux in yeast identification, Clinical Microbiology and Infection, 1997, 3(3), 369-375 104 111 J.A Barnett, R.W Payne, D Yarrow, Yeast; Characteristics and identification, Cambridge University Press, Cambridge, 1990 112 N.J.W Kreger Van Rij, The yeast, a taxonomic study, Elsevier, Amsterdam, 1984 113 F.S Sariaslani, J.L Submeier & D.D Focht, Degradation of 3-phenylbutyric acid by Pseudomonas sp., Journal of Bacteriology, 1982, 152, 411-421 114 L.T Nhi-Cong, Degradation of branched chain aliphatic and aromatic petroleum hydrocarbons by microorganisms, PhD thesis, University of Greifswald, Greifswald, Germany, 2008 115 K.A Whitehead & J Verran, The effect of substratum properties on the survival of attached miroorganisms on inert surfaces, In book Marine and Industrial Biofouling, Springer Series on Biofilms Springer, Germany, 2009, 13-33 116 D.C Savage & M Fletcher, Bacterial adhesion mechanisms and physiological significance, Plenum Press, New York, N.Y, 1985 117 S.N Nunal, S.M.S.S De Leon, E Bacolod, J Koyama, S Uno, Hidaka, T Yoshikawa& H Maeda, Bioremediation of heavily oil polluted seawaster by a bacterial consortium immobilized in cocopead and rice hull powder Biocontrol Science, 2014, 19(1), 11-22 118 H.R Kariminia, K Kanda & F Kato, Wastewater treatment with bacteria immobilized onto a ceramic carrier in an aerated system, Journal of Bioscience and Bioengineering, 2003, 95(2), 128-132 119 N.G Bayat & G Bradley, A study of a bacterial immobilization substratum for use in the bioremediation of crude oil in a saltwater system, Journal of Applied Microbiology, 1997, 83, 524-530 120 Z Bayat, M Hassanshahian & S Cappello, Immoniization of microbes for bioremediation of crude oil polluted environments A mini review Open Microbiology Journal, 2015, 9, 48-54 121 Z Zommere & V Nikolajeva, Immobilization of bacterial association in alginate beads for bioremediation of oil contaminated lands, Environmental and Experimental Biology, 2017, 15, 105-111 122 A Nussinovitch, M Nussinovitch, R Shapira & Z Gershon, Influence of 105 immobilization of bacteria, yeasts and fugal spores on the mechanical properties of agar and alginate gels, Food Hydrocolloids, 1994, 8(3-4), 361372 123 M Stella, M Theeba & Z.L Illani, Organic fertilizer amended with immobilized bacterial cells for extended shelf life, Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 2019, 20, 101248 124 U Jasinska, S Skapska, L Owczarek, A Dekowska & D Lewinska, Immobilization of Bifidobacterium infantis cells in selected hydrogels as a method of increasing their survival in fermented milkless beverages, Natural Strategies to Improve Quality in Food Protetion, 2018, https //doi.org/10.1155/2018/9267038 125 M Cyprowski, A Stobnicka-Kupiec, A Lawniczek-Watczyk, A BakalKijek, M Golofit-Szymczak & R.L Gorny, Anaerobic bacteria in wastewater treatment plant, International Archives of Occupational and Environmental Health, 2018, 91, 571-579 126 Trần Thị Thu Hiền, Nguyễn Tiến Hán, Vũ Thị Liễu, Trần Đức Thảo, Nguyễn Ngọc Tân & Võ Thị Thúy Lê, Nghiên cứu ứng dụng công nghệ MBBR sử dụng giá thể biochip M để xử lý nước thải giết mổ gia cầm, Tạp chí Khoa học & Cơng nghệ Đại học Công nghiệp Hà Nội, 2017, 43, 107-113 127 Lê Ho ng Vi ệ t v Nguyễ n V õi Châu Ngân, Khảo s át th ờ i gian lưu nướ c c bể M BBR để x ử lý nướ c th ải s ản xu ất m ía đườ ng, T p ch í Khoa h ọc trường Đạ i học C ần Thơ, 2017, Số chuyên đề Môi trường v bi ế n đổ i kh í hậ u, 1, 173-180 128 Nguyễn Thị Thu Hiền, Nghiên cứu ứng dụng công nghệ MBBR nâng cao hiệu quả xử lý sinh học hiếu khí tại nhà máy giấy bao bì, Báo cáo đề tài nghiên cứu cấp Bộ Khoa học Công nghệ, Việt Nam, 2019 129 Nguyễn Thị Hoài Giang, Trần Thị Cúc Phương & Trần Văn Phước, Hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt hệ thống lọc sinh học nhỏ giọt, Tạp chí Khoa học Đại học Huế Kỹ thuật Công nghệ, 2018, 127(2A), 43-53 130 Nguyễn Ngọc Ánh, Nghiên cứu tuyển chọn số chủng vi sinh vật bổ sung vào quá trình tạo bùn hạt hiếu khí để xử lý nước thải chế biến tinh bột, Luận văn thạc sỹ Kỹ thuật môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại 106 học Quốc gia Hà nội, 2016 131 Nguyễn Thị Hương, Đặng Hồng Ánh, Nguyễn Thu Vân, Giang Thế Việt, Nguyễn Xuân Bách, Trần Ngọc Bích, Nghiên cứu cớ định tế bào nấm men ứng dụng lên men cờn từ rỉ đường, Tạp chí Khoa học Công nghệ, 2012, 50(6), 621-631 132 Nguyễn Ngọc Bảo, Đàm Thúy Hằng, Vũ Đức Lợi, Đặng Thị Thu, Đặng Thị Cẩm Hà, Phân hủy sinh học hydrocarbon thơm đa vịng sớ chủng vi khuẩn phân lập từ nước thải nhiễm dầu, Tạp chí Khoa học Công nghệ, 2008, 46(6), 67-75 133 A Hidayat A & M Turjaman, Biological degradation of crude oil contaminants and its application in Indonesia, In book Microbes for Restoration of Degraded Ecosystems, New India Publishing Agency, 2016, 335-354 134 V.K Mishra & N Kumar, Microbial degradation of phenol A review, Journal of Water Pollution & Purification Research, 2017, 4(1), 17-22 135 K Przybulewska, A Wieczorek, A Nowak & M Pochrzazcz, The isolation of microorganisms capable of phenol degradation, Polish Journal of Microbiology, 2005, 55(1), 63-67 136 P Sachan, S Madan & A Husain, Isolation and screening of phenol degrading bacteria from pulp and paper mill effluent, Applied Water Science, 2019, 9, 100 137 A Fazilah, I Darah & N Ismail, Phenanthrene degrading bateria, Acinetobacter sp P3d from contaminated soil and their bioactivities, Nature Environment and Pollution Technology, 2018, 17(20), 579-584 138 S Rabodonirina, R Rasolomampianina, F Krier, D Drider, D Merhaby, S Net&B Ouddane, Degradation of fluorene and phenanthrene in PAHs contaminated soil using Pseudomonas and Bacillus strain isolated from oil spill sites, Journal of Environmental Management, 2019, 232, 1-7 139 O.O Alegbeleye, B.O Opeolu & V Jackson, Bioremediation of polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) compounds (acenaphthene and fluorene) in water using indigenous bacterial species isolated from the Diep and Plankenburg rivers, Western Cape, South Africa, Brazilian Journal of 107 Microbiology, 2017, 48(2), 314-325 140 K.E.H.K Ishak & M.A Ayoub, Removal of oil from polymer-produced water by using flotation process and statistical modelling, Journal of Petroleum Explotation and Production Technology, 2019, 9, 2927-2932 141 M Santander, D Rodrigues & J Rubio, Modified jet flotation in oil (petroleum) emulsion/water separations, Colloids and surface physicochemical and engineering aspects, 2011, 373, 237-244 142 S.R Peressutti, N.L Olivera, P.A Babay, M Costagliola & H.M Alvarez, Degradation of linear alkylbenzene sulfonate by a bacterial consortium isolated from the aquatic environment of Argentina, Journal of Applied Microbiology, 2008, 105 (2), 476-484 143 R.A Amer, M.M Nasier & E.R El Helow, Biodegradation of monocyclic aromatic hydrocarbons by a newly isolated Pseudomonas strain, Biotechnology, 2008, 7, 630-640 144 L.M Ramorobi, Biotranformation of alkylbenzenes and alkylcyclohexanes by genetically enginerred Yarrowia lipolytica strains, Thesis of Chemical enginerring, University of the free state Bloemfontein, South Africa, 2008 145 D.M Webley, R.B Duff, V.C Farmer, Evidence for ß-oxidation in the metabolism of saturated aliphatic hydrocarbons by soil species of Nocardia Nature 1956, 178, 1467-1468 146 M Bhatia, D.H Singh, Biodegradation of commercial linear alkyl benzenes by Nocardiaamarae, Journal of Biosciences, 1996, 21, 487-496 147 G Baggi, D Catelani, E Galli, V Treccani, The microbial degrada-tion of phenylalkanes 2-Phenylbutane, 3-phenylpentane, 3-phenyl-dodecane and 4phenylheptane, Journal of Biochemistry, 1972, 126, 1091-1097 A 108 PHỤ LỤC Đặc điểm sinh học chủng vi sinh vật sử dụng Chủng vi sinh vật Hình ảnh khuẩn lạc Hình thái tế bào Mơ tả Khuẩn lạc trịn, lời, bề mặt bóng, mịn, màu trắng, đường Acinetobacter sp QN1 kính 1-2mm Tế 1cm 1μm bào hình que ngắn, đầu tù, kích thước (0,6-0,7) x (0,9-1,2) µm Gram (-) Khuẩn lạc trịn, ướt, màu trắng ngà, đường kính 1,3- Bacillus sp B8 1,5mm Tế bào cm 1μm hình que, kích thước (0,3-0,5) x (0,8–1,2) µm, Gram (+) Khuẩn lạc trịn, lời, ướt, màu vàng nghệ, đường kính Rhodococcus sp BN5 1,5-2mm Tế bào cm 1μm hình bầu dục, kích thước (0,3 – 0,45) x (0,65-0,72) µm, Gram (+) Khuẩn lạc trịn, lời, bề mặt bóng, mịn, Serratia sp DX3 màu hờng, đường cm 1μm kính 1-2mm Tế bào hình que ngắn, 109 Chủng vi sinh vật Hình ảnh khuẩn lạc Hình thái tế bào Mô tả kích thước (0,30,4) x (0,8–1) µm, Gram (-) Khuẩn lạc trịn, lời, màu trắng sữa, đường kính 2- Debaryomyces 0,5cm sp QNN1 2μm 3mm Tế bào có hình chanh, kích thước 1,5x2,6µm Khuẩn lạc trịn, lời, khơ, trắng đục, Debaryomyces đường kính 2- sp QN5 2μm 0,5cm 3mm Tế bào hình trịn, kích thước 2,1-2,6µm Kết khả tạo màng sinh học chủng vi sinh vật Hình 3.34 Khả tạo màng sinh học chủng vi sinh vật phân hủy dầu Kết phân tích mẫu nước thải nhiễm dầu sau pha loãng 10 lần TT Chỉ tiêu thử nghiệm pH SS (Chất rắn lơ lửng) Đơn vị Hàm lượng 7,7+0,01 mg/l 37,51+0,35 BOD5 (20 C) mg/l 1334,3+3,6 COD mg/l 2668,3+4,36 N (Tổng nitơ) mg/l 69,13+0,45 o 110 P (Tổng phospho) mg/l 20,26+0,14 Tổng dầu mỡ khoáng mg/l 67556,2+6,65 Phenol mg/l 90,7+1,53 PAH mg/l - Acenaphthylene 115,47+0,67 - Fluorene 200,6+1,75 - Phenanthrene 80,44+0,74 - Anthracene 5,76+0,03 - Fluoranthene 107,14+2,31 - Pyrene 4,8+0,08 - Benzo(k)fluoranthene 1,62+0,01 Kết phân tích nước thải nhiễm dầu mơ hình 50 lít, vật liệu mang xốp mút sau ngày Lần thí nghiệm Chỉ tiêu Lần Lần Lần 9214,67 4627,6 3870,97 Phenol 24,38 25,23 24,59 Acenaphthylene 6,65 6,64 6,71 Fluorene 59,65 63,98 62,11 Phenanthrene 5,54 3,21 2,42 Anthracene 0,49 0,57 0,46 Fluoranthene 5,02 5,01 6,01 Pyrene 0,21 0,67 0,78 Benzo(k)fluoranthene 0,05 0,06 0,13 Dầu tổng số Kết phân tích nước thải nhiễm dầu mơ hình 50 lít, vật liệu mang cellulose sau ngày Lần thí nghiệm Chỉ tiêu Lần Lần Lần 6539,44 3803,41 3526,43 Phenol 20,51 24,15 19,01 Acenaphthylene 6,47 6,94 7,07 Dầu tổng số 111 Fluorene 52,41 61,68 55,66 Phenanthrene 1,56 2,34 2,45 KPHĐ 0,42 0,22 Fluoranthene 1,64 0,27 2,08 Pyrene 0,21 KPHĐ 0,15 Benzo(k)fluoranthene 0,05 0,06 0,13 Anthracene Ghi KPHĐ (Không phát được) Kết phân tích nước thải nhiễm dầu mơ hình 50 lít, vật liệu mang xơ dừa sau ngày Lần thí nghiệm Chỉ tiêu Lần Lần Lần Dầu tổng số KPHĐ 412,09 KPHĐ Phenol 10,23 12,63 16,45 Acenaphthylene KPHĐ KPHĐ KPHĐ 4,85 6,67 6,87 Phenanthrene KPHĐ KPHĐ KPHĐ Anthracene KPHĐ KPHĐ KPHĐ Fluoranthene KPHĐ KPHĐ KPHĐ Pyrene KPHĐ KPHĐ KPHĐ Benzo(k)fluoranthene KPHĐ KPHĐ KPHĐ Fluorene Ghi KPHĐ (Không phát được) Kết phân tích nước thải nhiễm dầu mơ hình 50 lít, vật liệu mang sỏi nhẹ sau ngày Lần thí nghiệm Chỉ tiêu Lần Lần Lần 1932,11 3837,19 3262,96 Phenol 19,22 19,41 19,39 Acenaphthylene 5,81 5,91 5,96 Fluorene 60,8 60,01 59,31 Phenanthrene 1,86 1,82 1,85 Dầu tổng số 112 Anthracene KPHĐ KPHĐ KPHĐ Fluoranthene KPHĐ KPHĐ KPHĐ Pyrene KPHĐ KPHĐ KPHĐ Benzo(k)fluoranthene KPHĐ KPHĐ KPHĐ Ghi KPHĐ (Không phát được) Kết phân tích nước thải nhiễm dầu mơ hình 300 lít/mẻ sau 14 ngày Lần thí nghiệm Chỉ tiêu Lần Lần Lần Dầu tổng số 13,51 KPHĐ 479,65 Phenol 10,76 13,09 14,54 Acenaphthylene KPHĐ KPHĐ KPHĐ 4,27 6,78 6,98 Phenanthrene KPHĐ KPHĐ KPHĐ Anthracene KPHĐ KPHĐ KPHĐ Fluoranthene KPHĐ KPHĐ KPHĐ Pyrene KPHĐ KPHĐ KPHĐ Benzo(k)fluoranthene KPHĐ KPHĐ KPHĐ Fluorene Ghi KPHĐ (Không phát được) Kết phân tích nước thải nhiễm dầu hệ thống 20m Hàm lượng (mg/l) Chỉ tiêu 14 ngày 11847,03+1,79 19,17+0,02 Phenol 272 + 1,77 0,2 + 0,01 Acenaphthylene 325 + 5,14 5,4 + 0,15 Fluorene 164 + 2,31 10,7 + 0,12 Phenanthrene 288 + 5,13 0,1 + 0,01 Anthracene 21,3 + 0,9 Flouranthene 47 + 0,32 13,6 + 0,31 6,8 + 0,23 Dầu tổng số Pyrene Benzo(k)flouranthene 25454,56+1,22 113 10 Hình ảnh hệ thống thí nghiệm Hình 3.35 Mẫu nước thải ban đầu kho xăng dầu Đỗ Xá, Thường Tín, Hà Nội Đối chứng Biofilm Hình 3.36 Mơ hình 50 lít sau ngày xử lý biofilm vật liệu mang mút xốp Biofilm Đối chứng Hình 3.37 Mơ hình 50 lít sau ngày xử lý biofilm vật liệu mang cellulose a b Hình 3.38 Nước thải nhiễm dầu trước (a) sau ngày xử lý (b) mô hình 50 lít biofilm vi sinh vật vật liệu mang xơ dừa 114 Biofilm Đối chứng Hình 3.39 Mơ hình 50 lít sau ngày xử lý biofilm vật liệu mang sỏi nhẹ Hình 3.40 Thiết kế mơ hình xử lý 300 lít/mẻ Trại thực nghiệm sinh học Cổ Nhuế - Viện Công nghệ sinh học, VAST (a) (b) Hình 3.41 Mơ hình xử lý 300 lít/mẻ Trại thực nghiệm sinh học sau 14 ngày a, Mơ hình xử lý biofilm; b, Mơ hình đối chứng (a) (b) Hình 3.42 Nước thải nhiễm dầu trước xử lý (a) sau xử lý 14 ngày (b) 115 11 Trình tự đoạn gen ITS1, 5.8S rRNA, ITS2 chủng B1 “GCTTATAACTATATCCACTTACACCTGTGACTGTTCTACTACTTGACGC AAGTCGAGTATTTTTACAAACAATGTGTAATGAACGTCGTTTTATTATAA CAAAATAAAACTTTCAACAACGGATCTCTTGGCTCTCGCATCGATGAAG AACGCAGCGAATTGCGATAAGTAATGTGAATTGCAGAATTCAGTGAATC ATCGAATCTTTGAACGCAGCTTGCGCTCTCTGGTATTCCGGAGAGCATG CCTGTTTCAGTGTCATGAAATCTCAACCACTAGGGTTTCCTAATGGATTG GATTTGGGCGTCTGCGATTTCTGATCGCTCGCCTTAAAAGAGTTAGCAA GTTTGACATTAATGTCTGGTGTAATAAGTTTCACTGGGTCCATTGTGTTG AAGCGTGCTTCTAATCGTCCGCAAGGACAATTACTTTGACTCTGGGCCT GAATCACGTAGGACTACCCGCTGACTTAGCATCATAAAAGCGGGAGGA” ... màng sinh học từ vi sinh vật gắn vật liệu mang? ?? nhằm chọn lọc chủng vi sinh vật có khả phân hủy mạnh thành phần hydrocarbon có nước thải nhiễm dầu đánh giá khả xử lý chúng gắn vật liệu mang. .. chủng vi sinh vật tạo có khả phân hủy mạnh thành phần hydrocarbon có nước thải nhiễm dầu tìm vật liệu mang phù hợp để gắn chủng nhằm đánh giá hiệu phân hủy số thành phần hydrocarbon có nước thải. .. 49 Khả phân hủy dầu DO hydrocarbon thơm biofilm vi sinh vật vật liệu mang mút xốp………………………………… 3.4.2 45 52 Khả phân hủy thành phần hydrocarbon nước thải nhiễm dầu biofilm vi sinh vật vật liệu