NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NITƠ ĐẾN SINH TRƯỞNG CỦA NẤM MEN PHÂN HỦY DẦU NHẰM NÂNG CAO KHẢ NĂNG XỬ LÝ CÁT Ô NHIỄM DẦU

Bổ sung chất dinh dưỡng giúp nâng cao khả năng phân hủy hydrocarbon dầu mỏ sinh học đã được đã được nhiều nghiên cứu minh chứng, nhưng các nghiên cứu ảnh hưởng của chất dinh dưỡng đến sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật phân hủy dầu vẫn còn hạn chế và chưa có nhiều nghiên cứu đề cập đến. Mục tiêu của nghiên cứu này là đánh giá được tác động của hàm lượng nitơ khác nhau tới sinh trưởng và phát triển của hai chủng nấm men cũng như hiệu quả phân hủy dầu sinh học của hai chủng này. Chủng nấm men nghiên cứu được nuôi cấy tĩnh ở điều kiện nhiệt độ phòng trong 8 tuần. Hiệu quả phân hủy hydrocarbon dầu thô, sinh trưởng và phát triển của hai chủng nấm men phân hủy dầu được xác định. Kết quả cho thấy, hiệu quả phân hủy dầu của hai chủng nấm men nghiên cứu là tương đối cao đạt 3644% khi không bổ sung N; 5262% khi bổ sung 500 mgNkg; 6268% khi bổ sung 1000 mgNkg cát. Tuy nhiên sau 6 tuần thí nghiệm, số lượng của hai chủng nấm men có xu hướng giảm dần điều này có thể ảnh hưởng tới quá trình phân hủy dầu sinh học. Do đó, việc bổ sung chất dinh dưỡng N với hàm lượng phù hợp định kỳ trong quá trình phân hủy sinh học Bioremediation là cần thiết. Nghiên cứu góp phần quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả nhằm thúc đẩy sinh trưởng của vi sinh vật đồng thời tăng hiệu quả phân hủy dầu sinh học.

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC -*** - KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NITƠ ĐẾN SINH TRƯỞNG CỦA NẤM MEN PHÂN HỦY DẦU NHẰM NÂNG CAO KHẢ NĂNG XỬ LÝ CÁT Ô NHIỄM DẦU HÀ NỘI - 2022 HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC -*** - KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NITƠ ĐẾN SINH TRƯỞNG CỦA NẤM MEN PHÂN HỦY DẦU NHẰM NÂNG CAO KHẢ NĂNG XỬ LÝ CÁT Ô NHIỄM DẦU Sinh viên thực : VŨ HƯƠNG GIANG Mã sinh viên : 637023 Lớp : K63CNSHA Giảng viên hướng dẫn : TS Kiều Thị Quỳnh Hoa PGS.TS Nguyễn Xuân Cảnh HÀ NỘI - 2022 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài luận văn cơng trình nghiên cứu thực tôi, thực dựa sở nghiên cứu lý thuyết, kiến thức chuyên ngành hướng dẫn khoa học TS Kiều Thị Quỳnh Hoa PGS.TS Nguyễn Xuân Cảnh Các số liệu sử dụng, hình ảnh, kết nghiên cứu khóa luận hoàn toàn trung thực, chưa sử dụng cơng bố cơng trình nghiên cứu khoa học trước Khóa luận tốt nghiệp có tham khảo tài liệu, thơng tin trích dẫn rõ phần tài liệu tham khảo Mọi giúp đỡ cảm ơn Tôi xin chịu trách nhiệm lời cam đoan trước Học viện Hội đồng Hà Nội, ngày 23 tháng 06 năm 2022 Sinh viên Vũ Hương Giang LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tơi xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc tới TS Kiều Thị Quỳnh Hoa, Trưởng phịng Vi sinh vật dầu mỏ - Viện Cơng nghệ sinh học PGS TS Nguyễn Xuân Cảnh, Trưởng khoa Công nghệ sinh học - Học viện Nông Nghiệp Việt i Nam hướng dẫn, tận tình bảo tạo điều kiện tốt cho suốt q trình học tập hồn thành khóa luận Tơi muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc đến toàn cán Phòng Vi sinh vật dầu mỏ - Viện Cơng nghệ sinh học ln tận tình hướng dẫn, bảo, động viên tạo điều kiện tốt cho suốt thời gian thực khóa luận Tơi muốn gửi lời cảm ơn chân thành, sâu sắc đến Ban lãnh đạo tập thể Viện Công nghệ sinh học, đơn vị hỗ trợ kinh phí cho tơi thực khóa luận Tiếp theo, muốn gửi lời cảm ơn đến Thầy, Cô Khoa Công nghệ sinh học - Học viện Nông Nghiệp Việt Nam tạo điều kiện, tận tình giúp đỡ tơi suốt bốn năm đại học Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn sâu sắc tới bố mẹ, người thân gia đình tồn thể bạn bè tơi giúp đỡ, động viên đồng hành năm tháng giảng đường đại học Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 23 tháng 06 năm 2022 Sinh viên Vũ Hương Giang ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vii TÓM TẮT viii CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu, nội dung nghiên cứu .2 1.2.1 Mục tiêu 1.2.2 Nội dung nghiên cứu CHƯƠNG II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tình hình nhiễm hydrocarbon dầu mỏ 2.1.1 Tình hình nhiễm hydrocarbon dầu mỏ giới 2.1.2 Tình hình nhiễm hydrocarbon dầu mỏ Việt Nam .5 2.1.3 Ảnh hưởng dầu ô nhiễm người môi trường 2.2 Các phương pháp xử lý đất/cát ô nhiễm dầu 2.2.1 Phương pháp học (vật lý) 2.2.2 Phương pháp hóa học .7 2.3 Xử lý ô nhiễm dầu phương pháp phân hủy sinh học (Bioremediation) 10 2.3.1 Vi sinh vật phân hủy hydrocarbon dầu mỏ 10 2.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu xử lý ô nhiễm dầu phương pháp phân hủy sinh học (Bioremediation) .13 2.3.3 Nhu cầu dinh dưỡng cần thiết cho sinh trưởng phát triển vi sinh vật phân hủy dầu 16 2.3.4 Ảnh hưởng nguồn nitơ đến sinh trưởng phát triển vi sinh vật phân hủy dầu trình phân hủy Bioremediation .17 iii CHƯƠNG III: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .21 3.1 Vật liệu 21 3.1.1 Chủng nấm men 21 3.1.2 Môi trường nuôi cấy thiết bị 21 3.2 Phương pháp nghiên cứu 22 3.2.1 Xác định hình thái khuẩn lạc tế bào chủng nấm men 22 3.2.2 Thiết lập mơ hình thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng niơ đến sinh trưởng khả phân hủy dầu hai chủng nấm men 22 3.2.3 Đánh giá ảnh hưởng hàm lượng nitơ đến khả sinh trưởng phát triển hai chủng nấm men nghiên cứu phương pháp pha loãng tới hạn MPN (most probable number) 24 3.2.4 Đánh giá ảnh hưởng hàm lượng nitơ đến khả phân hủy cát ô nhiễm dầu hai chủng nấm men nghiên cứu thông qua xác định hàm lượng dầu thô tổng số 24 CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 26 4.1 Đặc điểm hình thái khuẩn lạc tế bào hai chủng nấm men nghiên cứu 26 4.2 Thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng niơ đến sinh trưởng khả phân hủy dầu hai chủng nấm men 27 4.2.1 Thiết lập thí nghiệm .27 4.2.2 Ảnh hưởng hàm lượng nitơ đến khả sinh trưởng phát triển hai chủng nấm men nghiên cứu phương pháp pha loãng tới hạn MPN (most probable number) .28 4.2.3 Ảnh hưởng hàm lượng nitơ đến khả phân hủy dầu thô hai chủng nấm men nghiên cứu phương pháp xác định hàm lượng dầu tổng số 31 CHƯƠNG V: KẾT LUẬN .35 TÀI LIỆU THAM KHẢO 36 iv DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Các cố tràn dầu giới (Bodour cs., 1998; Environmental Report, 2004; Onwurah cs., 2007; Savas cs., 2011; McNutt, 2011; Merv Fingas, 2013; Idris cs., 2013; Burns, 2016; www marine group) Bảng 2.2 Sự cố tràn dầu Việt Nam (Đỗ Công Thung cs., 2007; Nguyễn Đình Dương, 2010; Cao Thị Thu Trang, 2011) Bảng 4.1 Hình thái khuẩn lạc hai chủng nấm men nghiên cứu 26 Bảng 4.2: Hàm lượng chất dinh dưỡng (C, N, P, K) cát tự nhiên sử dụng cho thí nghiệm 28 Bảng 4.3 Khả sinh trưởng phát triển hai chủng nấm men nghiên cứu mơi trường khống sau tuần 29 v DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Sự cố tràn dầu biển Hình 4.1 Hình thái khuẩn lạc môi trường Hansen chủng nấm men nghiên cứu 26 Hình 4.2 Đặc điểm tế bào chủng NM1 kính hiển vi điện tử (x 4500 lần) .27 Hình 4.3 Đặc điểm tế bào chủng NM2 kính hiển vi điện tử (x 3000 lần) .27 Hình 4.4 Ảnh thí nghiệm xử lý cát ô nhiễm dầu hàm lượng nitơ khác .27 Hình 4.5 Khả sinh trưởng phát triển chủng nấm men NM1 mơ hình xử lý cát nhiễm dầu với hàm lượng nitơ khác theo thời gian .29 Hình 4.6 Khả sinh trưởng phát triển chủng nấm men NM2 mơ hình xử lý cát ô nhiễm dầu với hàm lượng nitơ khác theo thời gian .30 Hình 4.7 Hàm lượng dầu thơ tổng số thí nghiệm bổ sung nấm men NM1 với hàm lượng nitơ khác sau tuần 31 Hình 4.8 Hàm lượng dầu thơ tổng số thí nghiệm bổ sung nấm men NM2 với hàm lượng nitơ khác sau tuần 32 Hình 4.9 Hiệu phân hủy dầu thơ NM1 NM2 thí nghiệm sau tuần 33 vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt HC VSV CHĐBMSH PAHs PCB EPS MPN SEM INT C N P K km cs Giải nghĩa Hydrocacbon Vi sinh vật Chất hoạt động bề mặt sinh học Polycyclic aromatic hydrocarbons Polychlorinated biphenyls Exopolysaccharides Most probable number Scanning Electron Microscope Iodonitrotozolium violet Cacbon Nitơ Phốt Kali kilometer cộng vii TÓM TẮT Bổ sung chất dinh dưỡng giúp nâng cao khả phân hủy hydrocarbon dầu mỏ sinh học được nhiều nghiên cứu minh chứng, nghiên cứu ảnh hưởng chất dinh dưỡng đến sinh trưởng phát triển vi sinh vật phân hủy dầu cịn hạn chế chưa có nhiều nghiên cứu đề cập đến Mục tiêu nghiên cứu đánh giá tác động hàm lượng nitơ khác tới sinh trưởng phát triển hai chủng nấm men hiệu phân hủy dầu sinh học hai chủng Chủng nấm men nghiên cứu ni cấy tĩnh điều kiện nhiệt độ phịng tuần Hiệu phân hủy hydrocarbon dầu thô, sinh trưởng phát triển hai chủng nấm men phân hủy dầu xác định Kết cho thấy, hiệu phân hủy dầu hai chủng nấm men nghiên cứu tương đối cao đạt 36-44% không bổ sung N; 52-62% bổ sung 500 mgN/kg; 62-68% bổ sung 1000 mgN/kg cát Tuy nhiên sau tuần thí nghiệm, số lượng hai chủng nấm men có xu hướng giảm dần điều ảnh hưởng tới q trình phân hủy dầu sinh học Do đó, việc bổ sung chất dinh dưỡng N với hàm lượng phù hợp định kỳ trình phân hủy sinh học Bioremediation cần thiết Nghiên cứu góp phần quan trọng việc nâng cao hiệu nhằm thúc đẩy sinh trưởng vi sinh vật đồng thời tăng hiệu phân hủy dầu sinh học viii CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Đặc điểm hình thái khuẩn lạc tế bào hai chủng nấm men nghiên cứu Từ 62 mẫu nước thu giếng khai thác dầu mỏ Bạch Hổ mỏ Rồng Vũng Tàu, phân lập 12 chủng nấm men Trong đó, lựa chọn chủng nấm men có khả tạo CHĐBMSH phân hủy dầu nguồn chất dầu thô (Bảng 4.1)  Đặc điểm hình thái khuẩn lạc tế bào hai chủng nấm men nghiên cứu * Hình thái khuẩn lạc Chủng nấm men NM1 Chủng nấm men NM2 Hình 4.1 Hình thái khuẩn lạc mơi trường Hansen chủng nấm men nghiên cứu Bảng 4.1 Hình thái khuẩn lạc hai chủng nấm men nghiên cứu STT Tên chủng NM1 NM2 Đặc điểm hình thái khuẩn lạc Màu trắng sữa, mép gọn, bề mặt nhăn, đường kính mm Màu trắng sữa, khuẩn lạc trịn lồi, bề mặt nhẵn, khơ, mép gọn, đường kính mm 25 * Hình thái tế bào Dưới kính hiển vi điện tử quét, tế bào hai chủng nấm men hình oval, nảy chồi (Hình 4.2 4.3) Hình 4.2 Đặc điểm tế bào chủng Hình 4.3 Đặc điểm tế bào chủng NM1 kính hiển vi điện tử NM2 kính hiển vi điện tử (x 4500 lần) (x 3000 lần) 4.2 Thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng niơ đến sinh trưởng khả phân hủy dầu hai chủng nấm men 4.2.1 Thiết lập thí nghiệm Thí nghiệm thiết lập mô tả phần vật liệu phương pháp (Hình 4.4) Hình 4.4 Ảnh thí nghiệm xử lý cát ô nhiễm dầu hàm lượng nitơ khác Bảng 4.2: Hàm lượng chất dinh dưỡng (C, N, P, K) cát tự nhiên 26 sử dụng cho thí nghiệm STT Chỉ tiêu phân tích Đơn vị Kết phân tích TOC % 0,058 PO43- mg/kg 79,9 NO3- mg/kg 10,02 Kali mg/kg 61,25 NH4+-N mg/kg 16,36 Bảng 4.2 cho thấy hàm lượng C, N, P cát sử dụng nghiên cứu thấp cần thiết bổ sung N P vô để nâng cao khả phân hủy hai chủng nấm men nghiên cứu 4.2.2 Ảnh hưởng hàm lượng nitơ đến khả sinh trưởng phát triển hai chủng nấm men nghiên cứu phương pháp pha loãng tới hạn MPN (most probable number) Số lượng nấm men phân hủy dầu cát nghiệm thức thí nghiệm sau 0, 2,4,6 tuần trình bày Bảng 4.3 Đối với hai chủng nấm men, thời điểm bắt đầu thí nghiệm (0h) số lượng nấm men thí nghiệm bổ sung hàm lượng nitơ 0, 500, 1000 1500 tương đương từ 1,1 đến 1,5 ×10 MPN/g Số lượng hai chủng nấm men tăng từ tuần thứ trì cao số lượng ban đầu đến tuần thứ thí nghiệm bổ sung hàm lượng N 500 100 mg/kg cát Tuy nhiên, số lượng hai loại nấm men giảm dần theo thời gian thí nghiệm khơng bổ sung N bổ sung 1500 mgN/kg So với thí nghiệm khơng bổ sung N bổ sung N với hàm lượng 1500 mg/kg, số lượng nấm men thí nghiệm bổ sung N với hàm lượng 500 1000 mg/l cao nhiên số lượng vi sinh vật giảm dần sau tuần 27 Bảng 4.3 Khả sinh trưởng phát triển hai chủng nấm men nghiên cứu mơi trường khống sau tuần NM1 (CFU/g) Mẫu BA (tuần) NM2 (CFU/g) BA+BS (N; mg/kg) BA BA+BS (N; mg/kg) 500 1000 1500 500 1000 1500 1,5 107 1,4.107 1,1.107 1,4.107 1,4 107 1,4.107 1,1.107 1,1.107 9,3 106 4,3.107 3,8.107 1,1.107 7,5.106 4,3.107 3,8.107 9,3.106 3,8 106 7,5.107 3,8.108 7,5.106 4,3.106 9,3.107 1,1.108 2,1.106 1,4 106 9,3.107 2,1.108 2,1.106 3,8.106 1,5.107 7,5.107 9,3.105 5,8 105 1,1.107 7,5.107 5,2.105 7,5.105 7,5.106 3,8.107 7,5.104 Chú thích: BA: Phương thức thúc đẩy sinh học (Bioaugmentation) BA+BS: Phương thức kết hợp thúc đẩy kích thích sinh học (Biostimulation) Hình 4.5 Khả sinh trưởng phát triển chủng nấm men NM1 mơ hình xử lý cát nhiễm dầu với hàm lượng nitơ khác theo thời gian 28 * Khả sinh trưởng phát triển chủng nấm men NM1 sau tuần thử nghiệm cát bổ sung N với hàm lượng khác Kết (Bảng 4.3 Hình 4.5) cho thấy, chủng nấm men NM1 sinh trưởng phát triển tốt cát ô nhiễm dầu có bổ sung hàm lượng nitơ 500-1000 mg/kg Sau tuần thử nghiệm, số lượng nấm men hàm lượng nitơ 500 1000 mg/kg đạt 1,1×107-1,4×107 (MPN/g) (0h); 1,1×107 - 9,3×107 7,5×107 - 3,8×108 (MPN/g) Trong đó, chủng NM1 đạt số lượng cao từ tuần thứ đến tuần thứ cát nhiễm dầu có bổ sung hàm lượng nitơ 1000 mg/kg Số lượng nấm men hai nghiệm thức không bổ sung nitơ bổ sung nitơ với hàm lượng 1500 mg/kg giảm theo thời gian từ 1,5× 107-1,4×107 thời điểm ban đầu (0h) xuống cịn 5,8× 105 (0 mg/kg) 5,2×105 (1500 mg/kg) sau tuần thử nghiệm Kết cho thấy vai trò nitơ trình phân hủy đất, cát/trầm tích nhiễm dầu phương pháp Bioremediation Tuy nhiên, hàm lượng nitơ phù hợp với chủng nấm men NM1 nghiên cứu từ 500 đến 1000 mgN/kg cát Nếu thấp 500 mg nấm men số lượng nấm men suy giảm thiếu chất dinh dưỡng Còn lớn 1000 mgN/kg, nấm men bị ức chế hàm lượng N dư thừa Hình 4.6 Khả sinh trưởng phát triển chủng nấm men NM2 mơ hình xử lý cát ô nhiễm dầu với hàm lượng nitơ khác theo thời gian 29 * Khả sinh trưởng phát triển chủng nấm men NM2 sau tuần thử nghiệm cát bổ sung N với hàm lương khác Tương tự chủng NM1, chủng nấm men NM2 sinh trưởng phát triển tốt cát ô nhiễm dầu có bổ sung hàm lượng nito 500 -1000 mg/kg so với cát không bổ sung N bổ sung 1500 mgN/kg (Bảng 4.3 Hình 4.6) Số lượng nấm men NM2 sau tuần thử nghiệm hàm lượng nitơ 500 1000 mg/kg đạt 1,1×107-1,4×107 (MPN/g) (0h); 7,5×106- 9,3×107 3,8×107 – 1,1×108 (MPN/g) Thí nghiệm bổ sung hàm lượng N 1000 mg/kg, tuần thứ 4, chủng NM2 đạt số lượng cao số lượng ổn định đến tuần thứ cát ô nhiễm dầu Tương tự thí nghiệm với chủng NM1, số lượng nấm men hai nghiệm thức không bổ sung nitơ bổ sung nitơ với hàm lượng 1500 mg/kg giảm theo thời gian từ 1,1× 1071,4×107 thời điểm ban đầu (0h) xuống cịn 7,5× 105 Kết cho thấy, hàm lượng nitơ phù hợp với chủng nấm men NM2 tương tự chủng NM1 từ 500 đến 1000 mgN/kg cát 4.2.3 Ảnh hưởng hàm lượng nitơ đến khả phân hủy dầu thô hai chủng nấm men nghiên cứu phương pháp xác định hàm lượng dầu tổng số * Khả phân hủy đầu thô chủng NM1 cát bổ sung N với hàm lượng khác Hình 4.7 Hàm lượng dầu thơ tổng số thí nghiệm bổ sung nấm men NM1 với hàm lượng nitơ khác sau tuần 30 Kết (Hình 4.7 Hình 4.9) cho thấy, sau tuần thí nghiệm, hàm lượng dầu thô tổng số (TPH) giảm từ 10.600 mg/kg cát xuống 9432, 5880, 3748, 3246 5355 mg/kg với thí nghiệm đối chứng, khơng bổ sung N bổ sung N với hàm lượng 0, 500, 1000 1500 mgN/kg cát Hiệu phân hủy dầu tương ứng 11; 44,52; 64,64; 70,32; 49,48% với mẫu cát đối chứng, không bổ sung N bổ sung N với hàm lượng 0, 500, 1000 1500 mgN/kg cát * Khả phân hủy đầu thô chủng NM2 cát bổ sung N với hàm lượng khác Sau tuần thí nghiệm, chủng NM2 có khả phân hủy dầu thơ thí nghiệm khơng bổ sung N, bổ sung nấm men tất thí nghiệm bổ sung nitơ với hàm lượng khác Kết (Hình 4.8 Hình 4.9) cho thấy, hàm lượng dầu thơ cịn lại mẫu đối chứng, mẫu khơng bổ sung N mẫu bổ sung với hàm lượng 500, 1000 1500 mgN/kg 9432, 6750, 4028, 3475 7100 mg tương ứng với hiệu phân hủy dầu 11, 36, 62, 68, 33% Hình 4.8 Hàm lượng dầu thơ tổng số thí nghiệm bổ sung nấm men NM2 với hàm lượng nitơ khác sau tuần 31 Hình 4.9 Hiệu phân hủy dầu thơ NM1 NM2 thí nghiệm sau tuần Kết cho thấy hai phương thức thúc đẩy sinh học (BA) (chỉ bổ sung nấm men không bổ sung N) kết hợp thúc đẩy kích thích sinh học (BA + BS) (bổ sung nấm men N với hàm lượng khác nhau) có khả phân hủy TPH sinh học so với nghiệm thức đối chứng kích thích sinh học (bổ sung N) cho hiệu cao Điều lần khẳng định việc bổ sung chất dinh dưỡng (N, P) phương pháp hiệu giúp tăng cường khả phân hủy dầu vi sinh vật phân hủy dầu nói chung nấm men nói riêng Cả hai phương thức xử lý BA BS làm giảm hàm lượng TPH cát sau tuần xử lý Trong nghiên cứu này, hàm lượng N phù hợp cho trình phân hủy Bioremediation hai chủng nấm men 500-1000 mgN/kg cát tương đương với tỷ lệ C:N:P 100:10:1 100:5:1 Điều phù hợp với nghiên cứu quan bảo vệ môi trường Mỹ (US, EPA, 2002) thông báo tỷ lệ C:N:P thích hợp để xử lý đất, cát/trầm tích nhiễm dầu 100:10:1, tỷ lệ giúp quần thể VSV phân hủy dầu hoạt động tối ưu Cát nhiễm dầu xử lý phương pháp kết hợp BA+BS cho thấy, số lượng nấm men cao so với cát không xử lý (mẫu đối chứng) cát xử lý phương pháp BA Điều minh chứng hiệu phân hủy dầu cao áp dụng kết hợp phương thức BA+BS so với sử dụng phương pháp BA Nguyên nhân tỷ lệ C:N:P cung cấp phù hợp dẫn tới kích thích 32 sinh trưởng phát triển khả phân hủy dầu chủng vi sinh vật (Atlas and Hazen, 2011) Hiệu phân hủy TPH phương thức BA BS với hai chủng nấm men đạt 36-44,52% (BA); 62-64,64% (BA+BS; 500mgN/kg cát); 68-70,32% (BA+BS; 1000 mgN/kg cát) 33-49,48% (BA+BS; 1500 mgN/kg cát) Phương thức phân hủy BA (chỉ bổ sung vi sinh vật) cho hữu ích cho việc thúc đẩy phân hủy giai đoạn đầu trình xư lý đặc biệt khu vực ô nhiễm, vi sinh vật phân hủy dầu có mật độ thấp khơng có vi sinh vật phân hủy dầu chưa thích nghi với môi trường ô nhiễm Nhiều nghiên cứu chứng minh rằng, kết hợp hai phương thức BA BS đem lại hiệu xử lý dầu tốt (Suja et al., 2014) Trong nghiên cứu này, sau tuần thí nghiệm, số lượng hai loại nấm men giảm Kết tương đồng với nhiều nghiên cứu trước cho trình phân hủy dầu thường giảm sau thời gian Nguyên nhân cạn kiệt nguồn dinh dưỡng, đặc tính đất, cát/trầm tích nhiễm Liu et al (2013) cho có mặt chất hữu đất sét cao đất ảnh hưởng tới mức độ phân hủy sinh học 33 CHƯƠNG V: KẾT LUẬN  Sự phân hủy dầu thô cát ô nhiễm quan sát nhờ trình phân hủy sinh học hai chủng nấm men kể bổ sung hay không bổ sung N, P Hai chủng nấm men NM1 NM2 sinh trưởng phát triển tốt cát nhiễm dầu có bổ sung hàm lượng nitơ 500-1000 mg/kg Số lượng hai chủng nấm men đạt cao từ tuần thứ đến tuần thứ cát ô nhiễm dầu có bổ sung hàm lượng nitơ 1000 mg/kg  Số lượng nấm men NM1 thí nghiệm bổ sung 500 1000 mgN/kg đạt 1,1-1,4×107 (MPN/g) (0h); 1,1×107- 9,3×107 7,5×107 - 3,8×108 (MPN/g) (từ tuần thứ 2-8) Số lượng nấm men NM2 thí nghiệm bổ sung 500 1000 mgN/kg đạt 1,1-1,4×107 (MPN/g) (0h); 7,5×106- 9,3×107 3,8×107 – 1,1×108 (MPN/g) (từ tuần 2-8) Với thí nghiệm khơng bổ sung bổ sung 1500 mgN/kg, số lượng hai chủng nấm men nghiên cứu giảm dần theo thời gian Sau tuần, số lượng hai chủng nấm men 5,2-5,8 ×105 MPN/g (BA; 0mgN/kg) 7,5×104 7,5×105 MPN/g (1500 mgN/kg)  Hiệu phân hủy dầu thô chủng NM1 11; 44,52; 64,64; 70,32; 49,48%; chủng NM2 11, 36, 62, 68, 33% tương ứng với mẫu cất đối chứng, bổ sung N với hàm lượng 0, 500, 1000 1500 mgN/kg cát  Sau tuần thí nghiệm, số lượng hai chủng nấm men tất thí nghiệm giảm ảnh hưởng thới hiệu phân hủy dầu Bioremediation Do đó, việc bổ sung chất dinh dưỡng N, P đặc biệt N với hàm lượng phù hợp (từ 500-1000 mgN/kg cát) định kỳ thúc đẩy trình sinh trưởng phát triển nấm men cát ô nhiễm dầu giúp nâng cao hiệu phân hủy dầu sinh học 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt Cao Thị Thu Trang, Vũ Thị Lựu (2011) Tình hình nhiễm dầu nước dải ven bờ Tạp trí Khoa học Cơng nghệ biển, 2:49-65 Đỗ Công Thung, Trần Đức Thạnh, Nguyễn Thị Minh Huyền (2007) Đánh giá tác động ô nhiễm dầu hệ sinh thái biển Việt Nam Viện Tài nguyễn môi trường biển, Viện khoa học cơng nghệ Việt Nam Nguyễn Đình Dương (2010) Báo cáo tổng kết đề tài nhiễm dầu ven vùng biển Việt Nam Biển Đông Viện Địa lý-Viện khoa học công nghệ Việt Nam Tài liệu Tiếng Anh Abalos, A., Maximo, F., Manresa, M A., Bastida, J (2002) Utilization of response surface methodology to optimize the culture media for the production of rhamnolipids by Pseudomonas aeruginosa AT10 Journal of Chemical Technology & Biotechnology 77(7): 777-784 Abu-Ruwaida A S., I M., Banat, S., Haditirto, A., Khamis (1991) “Nutritional requirements and growth characteristics of a biosurfactantproducing Rhodococcus bacterium” World J Microbiol Biotechnol, 7(1):53-60 Adams, R H., Kanga-Leyva, K., Guzma ́ n-Osorio, F J and Espinosa, E E (2011) “Comparison of moisture management methods for the bioremediation of hydrocarbon contami- nated soil,” African Journal of Biotechnology, vol 10, no 3, pp 394–404 Aeckersberg, F., Bak, F and Widdel, F (1991) Anaerobic oxidation of saturated hydrocarbons to carbon dioxide by a new type of sulfate-reducing bacterium Archive Microbiology, 156:5 – 14 Aislabie, J., Saul, D and Foght, J (2006) Bioremediation of hydrocarboncontaminated polar soils Extremophiles 10 171-179 Anderson, R.T and Lovley, D R (2000) Hexadecane decay by methanogenesis Nature, 404:722–723 Atlas, R and Bragg, J (2009) Bioremediation of marine oil spills: when and when not-the Exxon Valdez experience Microbial Biotechnology 2(2) 213-221 Atlas, R M (1975) Effect of temperature and crude oil composition on petroleum biodegradation J Appl Microbiol 30(3) 396-403 Atlas, R.M., Hazen, T.C (2011) Oil biodegradation and bioremediation a tale ò the two worst spills in Ú History Environ Sci Technol 45(16), 6709-6715 10 Barnes, D., Laderach, S., Showers, C (2002) Treatment of petroleum-contaminated soil in cold, wet, remote regions Missoula: USDA Forest Service 11 Bodour, A A and Miller- Maier, R M (1998) “Application of a Modified dropcollapsing Teachnique for Surfactant Quantitation and Screening of BiosurfactantProducing Microorganims” Journal of Microbiological Methods, 32: pp 273-280 12 Børresen, M H and Rike, A G (2007) “Effects of nutrient content, moisture content and salinity on mineralization of hex- adecane in an Arctic soil,” Cold Regions Science and Tech- nology, vol 48, no 2, pp 129–138 35 13 Caruso, G., Denaro, R., Genovese, M., Giuliano, L., Mancuso, M and Yakimov, M M (2004) New methodological strategies for detecting bacterial indicators Chemistry and Ecology, 20 (3) 167–181 14 Chebbi, A., Hentati, D., Zaghden, H., Baccar, N., Rezgui, F (2017) Polycyclic aromatic hydrocarbon degradation and biosurfactant production by a newly isolated Pseudomonas sp strain from used motor oil-contaminated soil International Biodeterioration & Biodegradation 122: 128- 140 15 Choi, S C., Kwon, K K., Sohn, J H and Kim, S J (2002) Evaluation of fertilizer additions to stimulate oil biodegradation in sand seashore mescocosms J Microbiol Biotechnol 12 431-436 16 Diphare, M., Muzenda, E (2014) Remediation of oil contaminated soils: A review In International Conference On Chemical Integrated Waste Management and Environmental Engineering, Johannesburg, pp 180-184 17 Edwards, E A and Grbic-Galic, D (1994) Anaerobic degradation of toluene and oxylene by a methanogenic consortium Applied Environmental Microbiology, 60 313– 322 18 Foght, J M., Westlake, D W S., Johnson, W M and Ridgway, H M (1996) Environmental gasoline-utilizing isolates and clinical isolates of Pseudomonas aeruginosa are taxonomically indistinguishable by chemotaxonomic and molecular techniques Microbiology142(9) 2333-2340 19 Goi, A., Kulik, N., Trapido, M (2006) Combined chemical and biological treatment of oil contaminated soil Chemosphere 63(10): 1754-1763 20 Hamzah, A., Manikan, V and Abd Aziz, N A F (2017) “Bio- degration of tapis crude oil using consortium of bacteria and fungi: optimization of crude oil concentration and duration of incubation by response surface methodology,” Sains Malaysiana, vol 46, no 1, pp 43–50 21 Haritash, A., Kaushik, C (2009) Biodegradation aspects of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs): a review J Hazard Mater 169(1-3): 1-15 22 Hasanshahian, M., Emtiazi, G (2008) Investigation of alkane biodegradation using the microtiter plate method and correlation between biofilm formation, biosurfactant production and crude oil biodegradation International Biodeterioration & Biodegradation, 62:170-178 23 Hassanshahian, M., Tebyanian, H and Cappello, S (2012) Isolation and characterization of two crude-oil degrading yeast strains, Yarrowia lipolytica PG-20 and PG-32 from Persian Gulf Marine Pollution Bulletin, 64:1386-1391 24 Hesnawi, R M and Adbeib, M M (2013) “Effect of nutrient source on indigenous biodegradation of diesel fuel contaminated soil,” APCBEE Procedia, vol 5, pp 557– 561 25 Ibeanusi, V M (2012) “Putting microbes to work on subsurface contamination,” Journal of Bioremediation and Biodegra- dation, vol 3, no 26 Kathryn, A B (2016) “Assessment of sediment hydrocarbon contamination from the 2009 Montara oil blow out in the Timor Sea” Environ Pollut 2016 Apr 36 27 Khodadoust, A P., Suidan, M T., Acheson, C M., Brenner, R C (1999) Solvent extraction of pentachlorophenol from contaminated soils using water-ethanol mixtures Chemosphere 38(11): 2681-2693 28 Kim, S., Choi, D H., Sim, D S and Oh, Y (2005) Evaluation of bioremediation effectiveness on crude oil-contaminated sand Chemosphere 59 845-852 29 Kloos, J., Charles, M and Schloter, M (1999) New method for the detection of alkane-monooxygenase homologous genes (alkB) in soils based on PCRhybridization Journal of Microbiological Methods, 66 486–496 30 Kohlmeier, S., Smits, T H., Ford, R M., Keel, C., Harms, H (2005) Taking the fungal highway: mobilization of pollutant-degrading bacteria by fungi Environ Sci Technol 39(12): 4640-4646 31 Kohno, T., Sugimoto, Y., Sei, K and Mori, K (2002) Design of PCR Primers and gene probes for general detection alkane-degrading bacteria Microbes and Environment, 17 (3) 114-212 32 Kubota, M., Nodate, M., Yasomoto, H., Taku, U., Osamu, K and Misawa, R (2005) Isolation and functional analysis of cytochrom P450 genes from various environment Biosience Biotechnology and Biochemistry, 69 (12) 2421-2430 33 Kuppusamy, S., Avamani, P., Megharaj, M., Venkateswarlu, K., Lee, Y B and Naidu, R (2016) “Pyrosequencing analysis of bacterial diversity in soils contaminated longterm with PAHs and heavy metals: implications to biore-mediation,” Journal of Hazardous Materials, vol 317, pp 169–179 34 Kwan, W., Voelker, B (2003) Rates of Hydroxyl Radical Generation and Organic Compound Oxidation in Mineral-Catalyzed Fenton-Like Systems Environ Sci Technol 37(6): 1150-1158 35 Latha, R., Kalaivani, R (2012) Bacterial Degradation of Crude Oil by Gravimetric Analysis Advances in Applied Science Research (5):2789-2795 36 Lebaron, P., Servais, P and Trousellier, M (1999) Changes in bacterial community structure in seawater mesocosms differing in their nutrient status Acquatic Microbial Ecology, 19:255-267 37 Lee, M., Hwang, G., Hung, J., Young K and Kyung, H (1996) Physical structure and expression of alkb encoding alkane hydroxylase and rubredoxin reductase from Pseudomonas maltophilia Biochemical and Biophysical Research Communications, 218:17–21 38 Li, Z Y., Kravchenko, I., Xu, H and Zhang, C (2007) Dynamic changes in microbial activity and community structure during biodegradation of petroleum compounds: A laboratory experiment Journal of Environmental Science., 19:1003–1013 39 Liu, C and Zongze, S (2005) Alcanivorax dieselolei sp nov., a novel alkanedegrading bacterium isolated from sea water and deep-sea sediment International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 55:1181–1186 40 Liu, J., Bacosa, H P and Liu, Z (2017) “Potential environmental factors affecting oil-degrading bacterial populations in deep and surface waters of the Northern Gulf of Mexico,” Frontiers in Microbiology, vol 7, p 2131 37 41 Lu, X Y., Zhang, T and Fang, H H P (2011) “Bacteria-mediated PAH degradation in soil and sediment,” Applied Microbi- ology and Biotechnology, vol 89, no 5, pp 1357–1371 42 Maa, F B., Jing, B., Guo, L., Zhao, C., Chein-chi and C., Di, C (2009) Application of bioaugmentation to improve the activated sludge system into the contact oxidation system treating petrochemical wastewater Bioresource Technology, 100 597–602 43 Macnaughton, S J., Stephen, J R., Venosa, A D., Davis, G A., Chang, Y J and White, D C (1999) Microbial population changes during bioremediation of an experimental oil spill Applied and Environmental Microbiology, 65:3566-3574 44 Makrarn, T (1994) Suidan Effects of nitrogen source on crude oil biodegradation Journal of Industrial Microbiology, 13:279-286 45 Malatova, A., Sbirova, P and Rastosdia, R (2005) Isolation and characterization of hydrocarbon degrading bacteria from enviromental habitats in western New York State Journal of Applied Microbiology, 65:780-790 46 Maliji, D., Olama, Z and Holail, H (2013) “Environmental studies on the microbial degradation of oil hydrocarbons and its application in Lebanese oil polluted coastal and marine ecosystem,” International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, vol 2, no 6, pp 1–18 47 Man, J.C (1983) Europ.J Appl Microbiol Biotechnol 17: 301-305 48 McNutt, M., Camilli, R., Crone, T., Guthrie, G., Hsieh, P., Ryerson, T., Savas, O and Shaffer, F (2011) “Review of flow rate estimates of the Deepwater Horizon oil spill” Proceedings of the National Academy of Sciences, 109, pp:20260 - 20267 49 Nikolopoulou, M and Kalogerakis, N (2008) Enhanced bioremediation of crude oil utilizing lipophilic fertilizers combined with biosurfactant and molasses Mar Pollut Bull 56 1855-1861 50 Njoku, K L., Akinola, M O and Oboh, B O (2012) “Phytor- emediation of crude oil polluted soil: effect of cow dung augmentation on the remediation of crude oil polluted soil by glycine max,” Research Journal of Applied Sciences, vol 8, no 1, pp 277–282 51 Okolo, J C., Amadi, E N and Odu, C T I (2005) “Effects of soil treatments containing poultry manure on crude oil degra- dation in a sandy loam soil,” Applied Ecology and Envi- ronmental Research, vol 3, no 1, pp 47–53 52 Pruthi, V and Cameotra, S S (1997) Rapid identification of biosurfactant-producing bacterial strains using a cell surface hydrophobicity technique Biotechnology Techniques, 11:671-674 53 Pukall, R., Pauker, O., Buntefu, B D., Ilichs, G., Lebaron, P., Bernard, L., Guindulain, T., Vives-Rego, J and Stackebrandt, E (1999) High sequences diversity of Alteromonas macleodii-related cloned and cellular 16S rDNAs from Mediterranean seawater mesocosm experiment FEMS Microbiology Ecology, 28:335-344 54 Radwan, S S., Al-Hasan, R H., Salamah, A and Khanafer, M (2005) Oilconsuming microbial consortia floating in the Persian Gulf International Biodeterioration & Biodegradation; 56:28-33 38 55 Rahman, K S M., Thahira-Rahman, J., Lakshmanaperumalsamy, P and Banat, I M (2004) Towards efficient crude oil degradation by a mixed bacterial consortium Bioresource Technology; 85:257–261 56 Roy, A., Dutta, A., Pal, S., Gupta, A., Sarkar, J (2018) Biostimulation and bioaugmentation of native microbial community accelerated bioremediation of oil refinery sludge Bioresour Technol 253: 22-32 57 Safdari, M S., Kariminia, H R., Rahmati, M., Fazlollahi, F., Polasko, A (2018) Development of bioreactors for comparative study of natural attenuation, biostimulation, and bioaugmentation of petroleum-hydrocarbon contaminated soil J Hazard Mater 342: 270-278 58 Shahi, A., Aydin, S., Ince, B and Ince, O (2016) “Evaluation of microbial population and functional genes during the bio- remediation of petroleum-contaminated soil as an effective monitoring approach,” Ecotoxicology and Environmental Safety, vol 125, pp 153–160 59 Sihag, S., Pathak, H and Jaroli, D P (2014) “Factors affecting the rate of biodegradation of polyaromatic hydrocarbons,” In- ternational Journal of Pure and Applied Bioscience, vol 2, no 3, pp 185–202 60 So, C M., Phelps, C D and Young, L Y (2003) Anaerobic transformation of alkanes to fatty acids by a sulfate-reducing bacterium, strain Hxd3 Applied Environmental Microbiology, 69:3892– 3900 61 Steffen, K., Hatakka, A., Hofrichter, M (2003) Degradation of Benzo[a]pyrene by the Litter-Decomposing Basidiomycete Stropharia coronilla: Role of Manganese Peroxidase Appl Environ Microbiol 69(7): 3957-3964 62 Tannenbaum, E., Starinsky, A and Aizenshtat, Z (1987) Light-oils transformation to heavy oils and asphalts—assessment of the amounts of hydrocarbons removed and the hydrological-geological control of the process Exploration for Heavy Crude Oil and Natural Bitumen The American Association of Petroleum Geologists 1987, Tulsa, Oklahoma 63 Teng, Y and Chen, W (2019) “Soil microbiomes-a promising strategy for contaminated soil remediation: a review,” Pedosphere, vol 29, no 3, pp 283–297 64 Varjani, S., Upasani, V N and Pandey, A (2020) “Ioremediation of oily sludge polluted soil employing a novel strain of Pseu- domonas aeruginosa and phytotoxicity of petroleum hy- drocarbons for seed germination,” The Science of the Total Environment, vol 737, pp 1–8 65 Wang, J (2013) Compositional Changes of Hydrocarbons of Residual Oil in Contaminated Soil During Ozonation Ozone: Science & Engineering 35(5): 366-374 66 Wu, W A Dick, W Li et al., (2016) “Bioaugmentation and biostimulation of hydrocarbon degradation and the mi- crobial community in a petroleum-contaminated soil,” In- ternational Biodeterioration and Biodegradation, vol 107, pp 158–164 67 Yadav, B K., Hassanizadeh, S M (2011) An Overview of Biodegradation of LNAPLs in Coastal (Semi)-arid Environment Water Air Soil Pollut 220(1): 225-239 68 Zhao, X., Fan, F., Zhou, H., Zhang, P., Zhao, G (2018) Microbial diversity and activity of an aged soil contaminated by polycyclic aromatic hydrocarbons Bioprocess and biosystems engineering 41(6): 871-883 39 ... văn: ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng nitơ đến sinh trưởng nấm men phân hủy dầu nhằm nâng cao khả xử lý cát ô nhiễm dầu? ?? Kết thu từ nghiên cứu góp phần nâng cao khả xử lý cát ô nhiễm dầu phương pháp phân hủy. .. NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC -*** - KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NITƠ ĐẾN SINH TRƯỞNG CỦA NẤM MEN PHÂN HỦY DẦU NHẰM NÂNG CAO KHẢ NĂNG XỬ LÝ... nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng niơ đến sinh trưởng khả phân hủy dầu hai chủng nấm men 22 3.2.3 Đánh giá ảnh hưởng hàm lượng nitơ đến khả sinh trưởng phát triển hai chủng nấm men nghiên cứu