(Luận án tiến sĩ) 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 - Đỗ Văn Tuân 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 download by : skknchat@gmail.com BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - Đỗ Văn Tuân 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: TS Lê Thị Nhi Công PGS.TS Đồng Văn Quyền Hà Nội – Năm 2022 download by : skknchat@gmail.com 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 Qùn, 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 Cơng nghệ sinh học, đờng chí lãnh đạo cán phòng Đào tạo - Học viện Khoa học & Công 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 tơi hồn 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: phòng Thí nghiệm trọng điểm gen - Viện Cơng nghệ sinh học – Viện Hàn lâm Khoa học & Công nghệ Việt Nam; phòng Vi sinh vật học - Học viện Qn 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 thuận lợi từ đồng chí lãnh đạo, cán phịng Cơng nghệ sinh học môi trường - Viện Công nghệ sinh học, Ban Giám hiệu phòng chức thuộc trường Cao đẳng Sơn La, với giúp đỡ nhiệt tình đồng 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 download by : skknchat@gmail.com ii đình, người bạn thân thiết bên cạnh động viên khích lệ tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn! Nghiên cứu sinh Đỗ Văn Tuân download by : skknchat@gmail.com iii Lời cam đoan Tôi xin cam đoan: Đây công trình nghiên cứu tơi số kết cộng tác với cộng khác; Các số liệu kết trình bày luận án trung thực, phần công bố tạp chí khoa học chun ngành với đờng ý cho phép đờng tác giả; Phần cịn lại chưa công bố công trình khác Tác giả Đỡ Văn Tn download by : skknchat@gmail.com 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……………………………………… .9 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 Ngun liệu………………………………………………………… 24 2.1.2 Hóa chất, mơi trường ni 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………………………………………………………………… 33 2.2.4 Đánh giá khả phân hủy dầu DO hydrocarbon thơm biofilm vi sinh vật vật liệu mang……………………………… 35 2.2.5 Đánh giá khả phân hủy thành phần hydrocarbon nước thải nhiễm dầu biofilm vi sinh vật vật liệu mang quy mơ 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 download by : skknchat@gmail.com 35 v liệu mang quy mơ 300 lít……………… 2.2.7 Đánh giá khả phân hủy thành ph nước thải nhiễm dầu biofilm hỗn hợp 2.2.8 liệu mang quy mô 20m ……………… Phương pháp xử lý số liệu……………… CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU………………………………… 3.1 Khả tạo biofilm chủng vi 3.2 Tính đối kháng chủng vi sinh v 3.3 Khả tạo biofilm chủng vi mang……………………………………… 3.4 Khả phân hủy dầu DO và hydroc vi sinh vật vật liệu mang…………… 3.4.1 Khả phân hủy dầu DO hydrocarb sinh vật vật liệu mang mút xốp……… 3.4.2 Khả phân hủy dầu DO hydrocarb sinh vật vật liệu mang cellulose……… 3.4.3 Khả phân hủy dầu DO hydrocarb sinh vật vật liệu mang xơ dừa……… 3.4.4 Khả phân hủy dầu DO hydrocarb sinh vật vật liệu mang sỏi nhẹ……… 3.5 Khả phân hủy thành phần hy nhiễm dầu biofilm vi sinh vật vậ 3.5.1 Chất lượng nước thải nhiễm dầu………… 3.5.2 Khả phân hủy thành phần hydro nhiễm dầu biofilm vi sinh vật vật lít………………………………………… 3.5.3 Khả phân hủy thành phần hydro nhiễm dầu biofilm vi sinh vật vật lít………………………………………… 3.5.4 Khả phân hủy thành phần hydro nhiễm dầu biofilm vi sinh vật vật 3.6 20m …………………………………………… Định tên và đường chuyển hoá Trichosporon sp B1…………………… download by : skknchat@gmail.com 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 78 CHƯƠNG BÀN LUẬN KẾT QUẢ…………………………………… 4.1 Khả tạo biofilm chủng vi sinh vật vật liệu mang………………………………………………………………… 4.2 82 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…………………………………………………………… 88 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……………………………………………… 90 NHỮNG CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CƠNG BÔ LIÊN QUAN LUẬN ÁN…………………………………………………………………… 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………… 93 PHỤ LỤC download by : skknchat@gmail.com vii BẢNG CHỮ VIẾT TẮT Chữ T viết tắt ASEAN Assocciation Nations BAF Biological a CFU Colony form MPN Most probab DAF Dissolved DO Diesel oil EPS Extracellula GC Gas chroma GCMS h Gas chroma spectrometry Hour HKTS HPLC ITOPF High perform chromatogra The internat Pllution Fed MBBR Moving bed MBR Membrane b NOAA National Oc PAH Polycyclic a QCVN RBC Rotating bio UASB Upflow anae ... hydrocarbon có nước thải nhiễm dầu 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. .. nhằm đánh giá hiệu phân hủy số thành phần hydrocarbon có nước thải nhiễm dầu Nội dung nghiên cứu: (1) Chọn lọc chủng vi sinh vật vừa có khả tạo màng sinh học vừa có khả phân hủy tốt thành phần. .. hydrocarb sinh vật vật liệu mang sỏi nhẹ……… 3.5 Khả phân hủy thành phần hy nhiễm dầu biofilm vi sinh vật vậ 3.5.1 Chất lượng nước thải nhiễm dầu? ??……… 3.5.2 Khả phân hủy thành phần hydro nhiễm dầu