Nghiên cứu ảnh hưởng của vật liệu nano đồng và nano bạc đến sinh trưởng và phát triển của chủng VKL độc microcystis aeruginosa trong điều kiện phòng thí nghiệm

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CỐNG NGHỆ SINH HỌC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Đề tài: NGHIÊN CỬU ÁNH HƯỞNG CỦA VẠT LIỆU NANO DÒNG VÀ BẠC ĐÉN SINH TRƯỞNG VÀ PHẤT TRIẾN CỦA CHỦNG VI KHUẨN LAM Độc MICROCYSTIS AERUGINOSA TRONG ĐIÈU KIỆN PHỊNG THÍ NGHIỆM Giáo viên hưởng dần Sinh viên thực Lớp : TS DUONG THỊ THỦY : DUONG NGỌC ANH : KSCNSH 11-02 Khóa luận tốt nghiệp Khoa CNSH LỜI CẢM ƠN Đe hoàn thành khóa luận này, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến TS.Dương Thị Thủy - Trưởng phòng Thúy sinh học môi trường - Viện Công nghệ môi trường - Viện Hàn lâm Khoa học Công Nghệ Việt Nam, người định hướng nghiên cứu, tận tình hướng dẫn, giúp đờ tạo điều kiện tốt đề tơi hồn thành khóa luận tốt nghiệp Đồng thời, xin chân thành căm ơn tập chú, anh chị cán phịng Thúy sinh học môi trường - Viện Công nghệ môi trường - Viện Hàn lâm Khoa học Công Nghệ Việt Nam bạn thực tập sinh tận tình chì báo, hướng dẫn nhiệt tình giúp đỡ tơi suốt q trình thực tập phịng Tơi xin bày tó lịng biết ơn sâu sắc đến ban chù nhiệm Khoa thầy cô giáo Khoa Công Nghệ Sinh Học - Viện Đại Học Mớ Hà Nội, đặc biệt thầy cô giáo dạy dồ chi bảo nhiều kiến thức kinh nghiệm quý báu suốt năm học vừa qua, , -X J, TiHLvien VienBai hocMoJIa-Noj _ Cuoi cùng, xin gửi lời cam ơn chan thành nhat đên gia đình, bạn be người thân hết lịng giúp dở, động viên tơi suốt q trình học tập Trong trình thực đe tài, điều kiện thời gian trình độ hiếu biết cùa bán thân cịn hạn chế nên khơng tránh khói sai sót Vì vậy, tơi mong nhận quan tâm góp ý cúa q thầy bạn đế khố luận hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày 19 tháng 05, năm 2015 Sinh viên Dương Ngọc Anh Dưong Ngọc Anh Lóp 11 - 02 Khóa luận tốt nghiệp Khoa CNSH DANH MỤC BẢNG Bâng I: Một số đặc điểm cùa VKL độc Microcystis aeruginosa thường gặp (Trần Thị Miên, 2006) 10 Bàng 2: Phân loại mức độ dinh dưỡng số môi trường nước Dodd cs (1998) 13 Bảng 3: Hệ thống phân loại cùa Hakanson cs, 2007 14 Báng 4: Thành phần môi trường CB 22 Bảng 5: Thành phần ti lệ chất tống họp vật liệu nano dồng theo thời gian phàn ứng .25 Bảng 6: Các cơng thức thí nghiệm vật liệu nano đồng 3, 5, lOppm 30 Báng 7: Cách chuẩn bị vật liệu nano đồng 3, 5, lOppm 30 D „, Th11LVi en Viên DaiJ1DC Mơ JIà Nội Băng 8: Các công thức thí nghiệm đơi với vậtlieu nano bặc 31 Báng 9: Cách chuẩn bị vật liệu nano bạc 50, 100, l50ppm 32 Băng 10: Biến động mật độ quang OD cùa công thức thí nghiệm bố sung vật liệu nano đối chứng (mẫu VKL không bố sung vật liệu nano) bước sóng 750nm 50 Bàng 11: Biến động mật độ tế bào VKL Microcystis aeruginosa cơng thức thí nghiệm bồ sung vật liệu nano đối chứng (mẫu VKL không bổ sung vật liệu nano) 53 Bâng 12: Bien dộng mật độ quang OD cùa công thức thí nghiệm bồ sung vật liệu nano bạc mẫu đối chứng không bổ sung vật liệu 54 Dưong Ngọc Anh Lóp 11 - 02 Khóa luận tốt nghiệp Khoa CNSH DANH MỤC HÌNH Hình 1: cấu trúc hóa học cùa Microcystin Hình 2: cấu trúc hóa học cùa Nodularin Hình 3: Chùng VKL độc Microcystis aeruginosa KG phân lập ni cấy phịng Thúy sinh học Môi trường, Viện công nghệ Môi trường 11 Hình 4: Hiện tượng phú dưỡng hồ Xuân Hương (www.cesti.gov.vn) 12 Hình 5: Ni cấy VKL phịng điều kiện phịng thí nghiệm 28 Hình 6: Pho XRD vật liệu đồng oxalat 33 Hình 7: Ảnh SEM cùa vật liệu đồng oxalat 34 Hình 8: Anh dung dịch nano đong nồng độ 100ppm cácthời gian phán thay đồi: 35 Hình 9: Phố UV-vis cùa hạt nano dồng nồng độ 100 ppm chế tạo diều kiện thời gian phân ứng thay đối: 35 Hình 10: Ánh dung dịch nano đồng nồng độ 100 ppm chế tạo điều kiện nồng dộcuC2O4/pvpWđá5.'! YiỉP.®Ể.!Ị.9£.!y!ơ.!.Ị.ạ.Nà! 36 Hình 11: Phố UV-vis cũa hạt nano đồng nồng độ 100 ppm che tạo điều kiện nồng độ CuC2O4 /PVP thay đổi: a) 1:45; b)l:60; c) 1:75; d) 1: 90; e) 1:105 ; f) 1:120 37 Hình 12: Ảnh nano đồng điều kiện nồng độ thay đôi từ: a) 100 ppm; b) 150 ppm; c)200ppm; d) 250 ppm; e)300ppm; f)400ppm 38 Hình 13: Phổ UV-vis cùa hạt nano đồng diều kiện nồng độ thay đối từ: a) 100 ppm; b)150ppm; c) 200 ppm; d) 250 ppm; e) 300 ppm; f) 400 ppm 39 Hình 14: Ảnh TEM cúa hạt nano đồng nồng độ :a) 100 pm b)300 ppm 40 Hình 15 Dung dịch nano Ag 100 ppm 41 Hình 16: Phố uv - Vis với tý lệ nồng độ NaBH4 / Ag+ tăng dần: 41 Hình 17 Ành TEM dung dịch nano bạc 100 ppm 42 Hình 18: Đung dịch keo nano bạc nồng độ 100 ppm với nồng độ chitosan tương ứng 40 ppm.50 ppm.óOppm 80ppm 100 ppm, 150 ppm 200 ppm (từ trái qua phải) 43 Dưong Ngọc Anh Lóp 11 - 02 Khóa luận tốt nghiệp Khoa CNSH Hình 19 Phô uv - VIS nano Ag (X) ppm với tỳ lệchitosan tăng dan 43 Hình 20: Ảnh TEM cùa dung dịch keo nano bạc nồng độ 100 ppin với nồng độ chitosan 80 ppmvà 200 ppm tương ứng sau 48 44 Hình 21: Dung dịch keo nano bạc nồng độ 100 ppm với nồng độ citrictương ứng 5% , 10 % , 15 % , 20 %, 40 % (từ trái sang phải) 45 Hình 22: Phố uv - VIS nano Ag 100 ppm với nồng độ axit citric tăngdan .45 Hình 23: Ảnh TEM dung dịch nano bạc 100 ppm với nồng độ axit citric 15% .46 Hình 24: Dung dịch nano bạc với nồng độ bạc tăng dần từ 50 ppm, 100 ppm 150 ppm 200 ppm, 300 ppm tương ứng (từ trái qua phái) 46 Hình 25: Phồ UV- VIS dung dịch nano Ag với nồng độ 50 ppm (1), lOOppm (2), 150 ppm (3), 200 ppm (4), 250 ppm (5) 47 Hình 26: Ánh TEM dung dịch nano bạc 100 ppm 300 ppm tương ứng 48 Hình 27 : VKL Microcystis aeruginosa phịng thí nghiệm- Phịng Th sinh học mơi trường, Viện Cơng nghệ Môi trường 49 Hình 28: Biến động mật độ quang: OD gỵa công thÚỊX^ thi nạhiệm bổ sung vật liệu nano đối chứng (mầu VKL không bổ sung vật liệu nano) bước sóng 750nm 51 Hình 29: Bien động mật độ quang tế bào cơng thức thí nghiệm bố sung vật liệu nano đồng đối chứng (mầu VKL không bố sung vật liệu) 53 Hình 30: Biến động OD cùa cơng thức thí nghiệm bố sung vật liệu nano bạc mẫu đối chứng không bố sung vật liệu nano bạc 55 Dương Ngọc Anh Lóp 11 - 02 Khóa luận tốt nghiệp Khoa CNSH NHŨNG TÙ VIẾT TẮT VKL : Vi khuẩn lam DO : Dissolved Oxygen - Oxy hòa tan VTM : Vitamin SEM : Scanning electron microscopy TEM : Transmission electron microscopy LDjo : Lethal concentrations!) - nồng độ gây chết 50% động vật thí nghiệm sau 24 SE : Độ lệch chuấn T-N :Nitơtổngsố T-P : Photpho tổng số MC : Microcystins KG :Ké Gỗ Cu Ag : Đồng : Bạc tb : Tế bào a.a : Axit amin cs : Cộng Dưong Ngọc Anh Thư viện Viện Đại học Mở Hà Nội Lóp 11 - 02 Khoa CNSH Khóa luận tốt nghiệp MỤC LỤC MỚ ĐẦU I PHÀN 1:TỎNG QUAN Tồng quan VKL 1.1: 1.1.1: VKLvàđộctố VKL 1.1.2: Hiện tượng phú dưỡng thủy vực 12 Một số phương pháp kiểm soát phát triển VKL 17 1.2: 1.2.1: Các phương pháp vật lý học 17 1.2.2: Các phương pháp sinh học 18 1.2.3: Các phương pháp hóa học 19 Vật liệu nano xử lý môi trường nước vi tào (Các loại vật liệu nano 1.3: sử dụng xử lý môi trường vi tảo) 20 PHÀN 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cửu 22 2.1: Đối tượng nghiên cứu 22 2.1.1: Chủng VKL độc Microcystis aeruginosa 22 2.7.2 ' Mơi trưởng'hứơi ỤKỊ-đọịybỉièrdcịtS-attÀlịịino/ùi^ỌÁ 22 2.1.3: Dụng cụ, hoá chất 23 2.2: Phương pháp nghiên cứu 23 2.2.1: Chế tạo vật liệu nano đồng phương pháp polyol 23 2.2.2: Chế tạo vật liệu nano bạc bang phương pháp sứ dụng chất khứ NaBH4 2.2.3: Đánh giá đặc trưng vật lý vật liệu nano che tạo thông qua phổ 26 UV-V1S, TEM SEM 27 2.2.4: Phưong pháp nuôi cay VKL phịng thí nghiệm: 28 2.2.5: Xác định sinh trướng VKL phương pháp đềm tế bào: 28 2.2.6: Xác định sinh trưởng qua đo mật độ quang (Đo OD) 29 2.2.7: Phương pháp xứ lí so liệu: 29 2.2.8: Bố trí thí nghiệm đánh giá sinh trường cùa VKL độc bị tác động hởi vật liệu nano Cu Ag 29 PHẦN 3: KÉT QUÁ VÀ THÁO LUẬN 32 Dương Ngọc Anh Lớp 11-02 Khóa luận tốt nghiệp 3.1: Khoa CNSH Ket chế tạo vật liệu nano số đặc trưng cúa vật liệu nano chế tạo 33 3.1 ỉ: Doi với vật liệu nano đồng: .33 2: Đồi với vật liệu nano hạc: 40 3.1 3.2: Đánh giá tác động vật liệu nano dồng bạc lên sinh trường cúa chủng vi khuấn lam độc Microcystis aenugino.sa 48 3.2.1: Tác động cùa vật liệu nano đỏng 3ppm, 5ppm, lOppm đen sinh trưởng VKL Microcystis aeruginosa 49 3.2.2: Tác động vật liệu nano hạc đen sinh trưởng VKL Microcystis aeruginosa 54 PHẦN 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 55 4.1: Kết luận 57 4.2: Kiến nghị 57 TÀI LIỆU THAM KHÂO 58 Thư viện Viện Đại học Mở Hà Nội Dưong Ngọc Anh Lóp ll - 02 MỞ ĐẦU Các thủy vực nước có ý nghĩa quan trọng việc điều tiết cung cấp nước cho hoạt động công nghiệp, nơng nghiệp sinh hoạt cùa người Ngồi ra, chúng mang ý nghĩa sinh thái quan trọng, môi trường sống sinh vật thủy sinh Trong vài thập ki gần đây, với phát triển nhanh chóng đất nước, ngành cơng nghiệp Việt Nam có tiến khơng ngừng số lượng nhà máy lẫn chất lượng sàn phẩm Ngành công nghiệp nước đem lại lợi ích to lớn cho người dân, góp phần phát triến kinh tế chung đất nước Bên cạnh mặt tích cực phát triền cùa ngành cơng nghiệp mang lại phải kể đến tác động tiêu cực Một tác động tiêu cực việc suy giám chất lượng nước ao hồ thủy vực xá thài ạt không qua xử lý nhà máy, khu công nghiệp Hầu hết ao hồ, sông ngịi qua nhà máy khu cơng nghiệp hay khu dân cư đông đúc Việt Nam bị ô nhiễm, đặc biệt ao hồ đô thị lớn npc_MaHasNnL ỉ Hà Nội Thành phơ Hơ Chí Minh Những nguồn nước bị nhiêm có nơng độ muối dinh dưỡng chứa nitơ phot cao nhiều lần cho phép, gây tượng phì dưỡng, nguyên nhân gây bùng phát phát triến cũa vi táo nói chung, có vi khuẩn lam (Cyanobacteria) hay gọi tảo lam Đây gọi tượng nở hoa nước (water bloom) Khoáng 'A số loài tào gây tượng nở hoa có sán sinh độc tố Chúng mối đe dọa, chí có thề tàn phá khu hệ động, thực vật Cấu trúc hóa học độc tố tào tự nhiên khác nhau, chúng không dễ bị phá húy tiêu giám q trình đun nấu khơng ành hường đến mùi vị cùa thực phấm Vi khuẩn lam (VKL) nhóm chiếm ưu mẫu nước nở hoa thúy vực nước Các kháo sát tiến hành nhiều quốc gia giới cho thấy nhiều lồi vi khuấn lam gây nở hoa có khả sán xuất chất gây độc hay gọi độc tố vi khuẩn lam có tỷ lệ sinh độc tố cao, khoáng 50-90% Phần lớn (> 75%) VKL gây nờ hoa thúy vực lồi có khả sãn sinh độc tố (Sinoven 1996; Codd, 2005) Những độc tố Dương Ngọc Anh Lớp 11 - 02 xếp vào loại hợp chất độc có nguồn gốc sinh học có ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ người, thuỷ sản, vật nuôi, động vật hoang dã, ánh hường tới hoạt động du lịch, thẻ thao nước Cho đen nay, 100 loài VKL thuộc 40 chi biết đến có khả gây độc, số chi Microcystis, Anabaena, Aphanizomenon, Cylindrospermopsis, Lyngbya, Nostoc, Nodularia and Oscillatoria chi có nhiều loài gây độc Microcystis aeruginosa loài xuất hầu khắp thúy vực nước giới Ngoài việc gây nguy trực tiếp cho sinh vật thúy sinh gián tiếp tác động đến sức khỏe cùa người, tào nờ hoa gây mĩ quan thị Vì vậy, van đề cấp bách đưa biện pháp nham kiểm sốt, hạn chế loại bó tào lam độc có nguồn nước thủy vực Trên thực tế có nhiều biện pháp đưa ra, từ học, vật lý đến hóa học, biện pháp nhiều mặt hạn chế Một hướng nghiên cứu khắc phục hạn chế cũa phương pháp hóa học sử dụng vật liệu kích thước nano để vần diệt táo mà lại không gây ánh hưởng đến sinh vật thủy sinh Ở Việt Nam, việc nghiên cứu để đưa biện pháp ngăn ngừạ^sự phát triển qua tảo lam độc chưa trọng Xuất phát từ yêu cầu thực tế trên, khn khổ khóa luận thực đề tài nghiên cứu: “Nghiên cún ảnh hưỏng vật liệu nano đồng nano bạc đến sinh trưởng phát triền chủng VKL độc Microcystis aeruginosa điều kiện phịng thí nghiệm” nhàm mục tiêu chế tạo lựa chọn vật liệu nano xừ lý tối ưu bùng phđt vi khuẩn lam vi táo; đánh giá tác động vật liệu nano chê tạo lên sinh trường phát triển chung VKL độc Dưong Ngọc Anh Lóp 11 - 02 Màu sắc cúa dung dịch keo nano Ag thu đậm dần nồng độ dung dịch tăng chứng tó nồng độ Ag+ ánh hường trực tiếp đến màu sắc dung dịch ảnh hướng trực tiếp đến kích thước hạt nano bạc có dung dịch Phố uv - VIS với nồng độ nano Ag tăng dần từ 50 ppm - 300 ppm chi hình 25 nm Hình 25: Phố ƯV- VIS dung dịch nano Ag với nồng dộ 50 ppm (1), lOOppin (2), 150 ppm (3), 200 ppm (4), 250 ppm (5) Nhìn vào hình 25, pic hâp phụ cực đại nhọn có độ bán rộng hẹp, chứng tó hạt nano Ag thu có kích thước đồng Kết quà đo TEM cùa hai mẫu đại diện 100 ppm 300 ppm chi hình 26 Mầu dung dịch keo nano bạc có nồng độ 100 ppm 300 ppm kích thước hạt thu nhỏ tirơng đối đong yếu nhó 10 nm Tuy nhiên nano bạc nồng độ 300 ppm, hạt có kích thước lớn độ đồng so với mẫu nồng độ nano bạc 100 ppm Điều cho thấy nồng độ nano bạc dung dịch cao, hạt nano dễ có xu hướng keo tụ tạo thành hạt lớn Dương Ngọc Anh 47 Lớp 11 - 02 Hình 26: Anh TEM dung dịch nano hạc 100 ppm 300 ppnt tương úng Sau tiến hành thí nghiệm, khảo sát lựa chọn, tống hợp thành công dung dịch nano bạc 100 300ppm, hạt bạc nanno thu được đo phố uv - V1S chụp TEM có dạng hình cẩu, kích thước nhị 10 nm điều kiện tối ưu là: tỳ lệ nồng độ NaBH4/Ag+ 0.3 nồng độ chitosan 80 ppm, giá trị pH chọn 5- nhiệt độ phàn ứng dược trì nhiệt độ phòng 3.2: Đánh giá tác động vật liệu nano đồng bạc lên sinh trưỏng chủng vi khuẩn lam độc Microcystis aenuginosa\\O' Hà Nội Chùng VKL Microcystis aeruginosa NC KG lưu giữ Phòng Thùy sinh học môi trường, Viện công nghệ môi trường sử dụng nghiên cứu cùa Chủng VKL nói dược ni mơi trường CB Chúng VKL M.aeruginosa KG có tập đồn dạng nhầy, có hình dạng phong phú hình cầu hình cầu thon dài, hình nhẫn, phân thùy thường dạng mắt lưới với nhiều lồ hống tập đoàn Chat nhầy suốt, khơng màu Kích thước tập đồn đa dạng lên tới vài mm Tế bào hình cầu đơi kéo dài màu lam nhạt, chứa nhiều khơng bào khí Kích thước - pm Dương Ngọc Anh 48 Lóp 11 - 02 Hình 27: VKL Microcystis aeruginosa phịng thí nghiệm- Phịng Thuỷ sinh học môi trường, Viện Công nghệ Môi trường Sau điều chế thành công vật liệu nano đồng bạc, tiến hành đánh giá ánh hướng cúa vật liệu lên sinh trướng phát triền cúa chúng VKL độc Microcystis aeruginosa KG Đổ đánh giá tốc độ tăng trường cùa chúng VKL Microcystis aeruginosa KG sứ dụng phương pháp đo mật độ quang (OD) bước sóng 750nm đem số lượng tế bào Trong nghiên cứu này, sinh khối hay tốc độ tăng trường sư dụng chi thi đế đánh giá tác dụng ức che cùa vật liệu nano 3.2.1: Tác động vật liệu nano đồng 3ppm, 5ppm, lOpprn đến sinh trưởng VKL Microcystis aeruginosa 3.2.1.1: Đánh giá sinh trưởng VKL Microcystis aeruginosa qua phép đo mật độ quang OD Phương pháp kiếm tra mật độ quang học cùa tảo hay sử dụng để xác định sinh trường tão lý thuyết, ánh sáng qua mơi trường nước có chứa tế bào vi sinh vật, ánh sáng bị tán xạ lượng ánh sáng tán xạ có thề Duong Ngọc Anh 49 Lớp 11 - 02 dùng đề biếu thị hàm lượng sinh khối có mặt mơi trường nước Điều có nghĩa số lượng tế bào ti lệ với tán xạ ánh sáng, mật độ tế bào cao xuất hiện tượng tán xạ nhiều lần (tức số lượng tế bào chi ti lệ thuận với ánh sáng tán xạ khoáng mật độ định) Phương pháp đo mật độ quang học cho kết quà nhanh, cho biết khối lượng sinh khối cùa tào môi trường nuôi cấy, thuận tiện dùng nghiên cứu sàng lọc vật liệu nano Sinh trường VKL đánh giá thông qua xác định sinh khối cùa chúng phương pháp đem tế bào, đo mật độ quang Thông qua sinh trướng VKL tác động vật liệu nano diệt kích thích phát triển cùa tảo đánh giá Tuy nhiên, mồi phương pháp có độ sai lệch định Sinh trường chúng VKL tác động cùa vật liệu nano đồng nồng độ 3ppm, 5ppm, lOppm đối chứng (môi trường nuôi VKL không bố sung vật liệu nano đồng) trình bày bàng 10 hình 28 sau Bâng 10: Biến động mật độ quang OD cùa cơng thức thí nghiệm bổ sung vật liệu nano đối chứng (mẫu VKL không bồ sung vật liệu nano) bước Mơ Hà Nội Thư viện OD bước sóng 750nm (Giá trị OD trung bình ± SE) TO T4 T6 Đối chứng (CB+ Ma) 0.025 ± 0,003 0.042 ± 0,004 0.066 ±0,004 Cu [10ppm]-polyol-CB+Ma 0.059 ± 0,009 0.047 ± 0,002 0.002 ± 0.002 Cu |5ppm|-polyol-CB+Ma 0.019 ± 0,003 0.027 ± 0,001 0.012 ±0,001 Cu [3ppm]-polyol-CB+Ma 0.020 ± 0.002 0.028 ± 0.02 0.043 ± 0,003 Tên mầu Chú thích: SE độ lệch cùa giá trị lặp lại so với giá trị trung bình Dương Ngọc Anh 50 Lớp 11 - 02 Hình 28: Biến động mật độ quang OD cùa cơng thúc thí nghiệm bố sung vật liệu nano dối chứng (mẫu VKL không bô sung vật liệu nano) bước sóng 750nm Qua số liệu từ bang 10 hình 28 cho thấy, mật độ quang mầu đối chứng mẫu bồ sung vật liệu nano đồng có khác biệt rõ rệt lớn Mầu đối chứng (không bô sung vật liệu nano dông) tốc độ tăng trường cùa chủng VKL tý lệ thuận theo thời gian, đạt giá trị cao ngày kết thúc thí nghiệm (T6) với OD đạt giá trị 0.066 ±0,004 Trong đó, mơi trường ni cấy có bồ sung vật liệu nano đồng nồng độ 3ppm, 5ppm 10 ppm tốc độ tăng trướng cùa chúng VKL Microcystis aeruginosa chậm không tăng trưởng Mật độ quang OD cơng thức thí nghiệm có bồ sung vật liệu nano đồng 3ppm thời điếm ban đau (TO) OD = 0.020 ± 0.002 đến ngày kết thúc thí nghiệm OD tăng nhẹ đạt 0.043 ± 0,003 Trong đó, cơng thức thí nghiệm bố sung vật liệu nano dồng nồng độ 5ppm 10 ppm cho quy luật chung Mật độ quang ngày kết thúc thí nghiệm (T6) thấp so với thời điếm TO Nhìn chung, vật liệu nano đồng cá dài nồng độ: 3ppm 5ppm, lOppm có khả ức chế sinh trưởng phát triền cùa VKL Microcystis aeruginosa Tuy nhiên, vật liệu nano đong với nồng độ 10 ppm ức chế sinh trưởng Dưưng Ngọc Anh 51 Lớp 11 - 02 mà cịn có gây chết tế bào VKL M.aeruginosa (OD giám gần ngày thu mầu cuối cùng) Vật liệu nano đồng nồng độ 5ppm 3ppm ức chế sinh trướng VK.L tốt (OD giãm '/2 so với ngày vật liệu 5ppm OD chi tăng nhẹ vật liệu nano 3ppm) 3.2.1.2: Đánh giá sinh trưỏng VKL Microcystis aeruginosa qua phưoiig pháp đếm tế bào Đa số lồi táo đơn bào có kích thước micromet, chúng quan sát tháy kính hiến vi quang học Phương pháp truyền thống dùng đề kiểm tra mật độ tào mẫu nước phương pháp đếm tế bào trực tiếp kính hiến vi quang học Thông thường, mL mẫu lay sau đưa vào buồng đem tế bào (Sedgewick Rafter có dung tích Iml với 1000 đếm), để lắng mẫu đếm số lượng tế bào kính hiến vi có độ phóng đại 200 lần Kết quà số lượng tế bào táo có ml mẫu, từ so sánh, đánh giá mật độ tế bào tăng hay giám qua thời điểm lấy mẫu đề đánh giá sinh trường cùa tào Đây phương pháp tương đối đơn gián trực tiếp đề xác định sinh trướng táo Tuy nhiên, nhược điếm phương pháp thợi p'nh quan cao (phu thuộc vào người thực hiện) Do sử dụng phương pháp vào việc kiếm tra ức chế sinh trường tâo, kết thường mang tính chủ quan cao, số lượng mẫu lớn tiêu tốn thời gian Biến động mật độ VKL Microcystis aeruginosa cúa mẫu thứ nghiệm bổ sung vật liệu nano đồng nồng độ 3ppm 5ppm lOppm mẫu đối chứng (mẫu VKL không bô sung vật liệu nano) trình bày bảng 11 hình 29 : Dưưng Ngọc Anh 52 Lóp 11 - 02 Báng 11: Biến động mật độ tế bào VKL Microcystis aeruginosa cơng thức thí nghiệm bổ sung vật liệu nano đối chúng (mẫu VKL không bổ sung vật liệu nano) Mật độ tề bào VKL (10btb/mL) (Giá trị trung bình ± SE) Tên mẫu TO T4 T6 Đồi chứng (CB + Ma) 193,1 ±1.1 609,3 ± 109,7 568.3 ± 57.8 Cu[ l()ppm]+CB+Ma 193,1 ±1,1 305,7 ±212,3 163.2 ±27,2 Cu[5ppm]+CB+Ma 193,1 ±1.1 224.6 ± 112.0 371,2 ± 89,4 Cu[3ppm]+CB+Ma 193,1 ±1.1 203,3 ± 10.69 61,3 ±23,1 Hĩnh 29: Biến dộng mật dộ quang tế bào cơng thức thí nghiệm bố sung vật liệu nano đồng đối chúng (mẫu VKL không bổ sung vật liệu) Từ số liệu (bàng 11) đồ thị (hình 29) ta thấy, mật độ tế bào mẫu đối chứng (không bố sung vật liệu nano đồng) mẫu bố sung vật liệu có chênh lệch lớn Mầu đối chứng, từ ngày TO đến ngày kết thúc thí nghiệm (T6), mật độ tế bào VKL liên tục tăng trưởng, đạt giá trị cực đại 609,.3x l()6tb/L Dưomg Ngọc Anh 53 Lóp 11 - 02 Trong đó, mật độ tế bào VKL cơng thức thí nghiệm bồ sung vật liệu nano nồng độ 3, lOppm giảm chi tăng nhẹ nồng độ 5ppm Mật độ tế bào cơng thức thí nghiệm chứa vật liệu nano đồng 5ppm có xu hướng tăng nhẹ từ 193.1 X106 tb ngày TO lên 371,2xl()6tb ngày T6 Hai cơng thức thí nghiệm cịn lại chứa vật liệu nano đồng 3ppm lOppm cho quy luật chung Mật độ VKL công thức đạt giá trị cực tiếu ngày kết thúc thí nghiệm Mật độ VKL ngày TO cá cơng thức thí nghiệm bồ sung vật liệu nano đồng 3ppm lOppm 193,lxl06tb Đến ngày T6, giám xuống cịn 163.3xl06tb (giám 29,8 xio6 tb ) cơng thức thí nghiệm bổ sung vật liệu nano đồng 3ppm 23,1x1 o6 tb cơng thức thí nghiệm bồ sung vật liệu nano đồng lOppm (giám 170 X 1()6 tb) Nhìn chung, mật độ tế bào VKL cơng thức thí nghiệm bỗ sung vật liệu nano đồng có xu hướng giảm chi lăng nhẹ so với mẫu đối chứng không bố sung vật liệu Chứng tò, vật liệu nano đồng cà nồng độ 3, 5, 10 ppm có khả ức chế trình sinh trưởng phát triển VKL Microcystis aeruginosa Tuy nhiên, vật liệu nano đồng với nồng độ 3ppm có hiệu hẳn Kết phù hợp vớị k^t cjqa cùa phujOTig pháp đo 0Ẹ( 3.2.2: Tác động vật liệu nano bạc đến sinh trưởng VKL Microcystis aeruginosa Đe đánh giá tác động cùa vật liệu nano bạc nồng độ 3ppm, 5ppm lOppm đến sinh trưởng VKL Microcystis aeruginosa , sừ dụng phương pháp đo mật độ quang OD thu kết thể bảng 12 hình 30 đây: Bảng 12: Biến động mật độ quang OD cơng thức thí nghiệm bỗ sung vật liệu nano bạc mẫu đối chứng không bố sung vật liệu OD bước sóng 75()nm (Giá trị OD trung bình ± SE) Tên mẫu TO T4 T6 0.02 ± 0,002 0.04 ±0,001 0.06 ± 0,004 Ag[50ppm]-khử-CB+Ma 0.04 ± 0.004 0.03 + 0,010 0.05 + 0,011 Ag[100ppm]-khử-CB+Ma 0.03 ± 0,0003 0.04 ± 0,008 0.03 ±0,001 Ag[ 150ppm]-khử-CB+Ma 0.04 ± 0,004 0.04 ± 0,006 0.04 ± 0,005 Đối chứng (CB + Ma) Dưong Ngọc Anh 54 Lóp 11 - 02 Hình 30: Biến động Ol) c lia cơng thức thí nghiệm bồ sung vật liệu nano bạc mẫu dối chứng không bo sung vật liệu nano bạc Qua số liệu từ bâng 12 hình 20 ta thấy, mật độ quang mẫu đối chứng không bổ sung vật liệu nano bạc với mầu bố sung vật liệu nano bạc có chênh lệch nhẹ Mật độ quang học mẫu đối chứng liên tục tăng từ ngày TO đến ngày kết thúc thí nghiệm, đạt giá trị maximum 0,0642 ±0,0040 Trong đó, cơng thức thí nghiệm bố sung vật liệu nano bạc nồng độ 50ppm, lOOppm, 150ppm tốc độ tăng trướng cúa VKL Microcystis aeruginosa giảm gần không tăng Mật độ quang công thức thức nghiệm bồ sung vật liệu nano bạc lOOppm 150ppm theo qui luật chung Mật độ quang từ ngày bat đầu thí nghiệm đến ngày kết thúc gần không tăng, dao động khoảng 0,03 ± 0,04 Tuy nhiên, mật độ quang cùa cơng thức thí nghiệm bồ sung vật liệu nano bạc 50ppm lại giảm nhẹ vào ngày T4 (0.0290 ±0,0110), sau tốc độ sinh trường VKL Microcystis aeruginosa tăng lên đạt maximum vào ngày kết thúc thí nghiệm đạt 0.0460 ±0,0107 Dưong Ngọc Anh 55 Lóp 11 - 02 Nhìn chung, vật liệu nano bạc nông độ 50ppm, lOOppm, 15()ppm đêu có khả ức chế sinh trường VKL Microcystis aeruginosa Mật độ quang công thức thí nghiệm khơng tăng chi tăng nhẹ bố sung vật liệu nano bạc nồng độ 50ppm, lOOppm, 150ppm chứng tó vật liệu nano bạc dái nồng độ có tác dụng kìm hãm sinh trưởng phát triển chùng VKL Microcystis aeruginosa Thư viện Viện Đại học Mở Hà Nội Dưtrng Ngọc Anh 56 Lóp 11 - 02 PHẦN 4: KÉT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1: Kết luận Từ kết quà nghiên cứu trình bày phần 2, chúng tơi rút số kết luận sau: - Đã chế tạo vật liệu nano đồng sứ dụng phương pháp polyol kết hợp vi sóng nồng độ CuCjO.1 : PVP = : 90 lị vi sóng với thời gian phút Với điều kiện này, ta điều chế vật liệu nano đồng có kích thước I l-14nm - Đã tạo vật liệu nano bạc sử dụng chất khứ NaBH.| với tỷ lệ nồng độ NaBH4/Ag+ bang 0,3: nồng độ chitosan bang 80 ppm giá trị pH chọn 5- nhiệt độ phán ứng trì nhiệt độ phịng - Các vật liệu nano dồng dãi nồng dộ bạc có khâ ức chế sinh trướng chủng VKL Microcystis aeruginosa KG điều kiện phịng thí nghiệm nồng độ 3ppm, 5ppm 10 ppm vật liệu nano đồng 50 ppm, 100 ppm 150ppm đoi với vật liệu nano bạc 4.2: Kiến nghị y|lir vjện yịện Đạị Ị1ỌC y|ơ ỊỊà Nội Sau tiến hành thí nghiệm đánh giá tác động cúa vật liệu nano đồng bạc lên sinh trưởng phát triển chúng VKL Microcystis aeruginosa KG điều kiện phịng thí nghiệm nồng độ 3ppm, 5ppm 10 ppm vật liệu nano đồng 50 ppm, 100 ppm 150ppm vật liệu nano bạc, đưa kiến nghị sau: I Mờ rộng sàng lọc vật liệu nano có hoạt tính ức chế táo độc Các nồng độ thấp cùa vật liệu nano nói can triển khai ứng dụng vật liệu nano có tác dụng việt VKL độc quy mô lớn Can đánh giá tác động, độc tính vật liệu nano đối tượng có ích khác Dương Ngọc Anh 57 Lóp 11 - 02 TÀI LIỆU THAM KHẢO Baun, A Hartmann, N.B., Grieger, K., Kusk, K.O., 2008 Ecotoxicity of engineered nanoparticles to aquatic invertebrates: a brief review and recommendations for future toxicity testing Ecotoxicology 17, 387-395 Blomqvist p., Petterson A., Hyenstrand p., 1994 Ammonium-nitrogcn: a key regulatory factor causing dominance of non-nitrogen-fixing cyanobacteria in aquatic systems Archive fur Hydrobiology 132: 141-161 Cattaneo, A.G., Gornati, R Chiriva-lnternati, M., Bernardini, G., 2009 Ecotoxicology of nanomaterials: the role of invertebrate testing Invertebrate Survival Journal 6, 78-97 Chen J., Zhang DW„ Xie p Wang Q., Ma ZM., 2009a Simultaneous determination of microcytin contaminations in various vertebrates (fish Turtle, duck and water bird) from a large eutrophic Chinese lake Lake Taihu with toxic Microcytis blooms Science of the Total Environment 407: 3317-3322 Chorus I., FalcohePiR Salas'HJ./Raitfam1 J:,L2000 Health caused by freshwater cyanobacteria in recreational water Journal of Toxicology and Enviromental Health 3: 323-347 Chorus I., Battram J., 1999 Toxic cyanobacteria in water A guide to their public health consequences Monitoring and management.E and F.N Spon London and New York Pp 416 Codd GA Lindsay J., Young F.M Morrison LF., Metcalf JS„ 2005 Harmful Cyanobacteria, from mass mortalities to management measures In: Huisman J., Matthijs H.C.P Visser PM (Eds) Harmful Cyanobacteria Springer Dordrecht: 1- 23 Codd GA., 2000 Cyanobacterial toxin The perception of water quality and the prioritization of eutrophication control Ecological Engineering 16: 51-60 Đặng Đình Kim, Dương Thị Thuỷ, Nguyền Thị Thu Liên Đào Thanh Sơn, Lê Thị Phương Quỳnh, Đỗ Hồng Lan Chi 2014 Vi khuẩn lam độc nước Dương Ngọc Anh 58 Lớp 11 - 02 10 Farre, M., Gajda-Schrantz, K Kantiani, L Barceló, D., 2009 Ecotoxicity and analysis of nanomaterials in the aquatic environment Analytical and Bioanalytical Chemistry 393, 81-95 11 Hakanson L., Bryhn AC., Hytteborn JK., 2007 On the issue of limiting nutrient and predictions of cyanobacteria in aquatic systems Sci Total Environ 379(1): 89108 12 Handy, R.D., Henry, T.B., Scown, T.M., Johnston B.D., Tyler, C.R., 2008 Manufactured nanoparticles: their uptake and effects onfishda mechanistic analysis Ecotoxicology 17,396-409 13 Heinlaan M., Ivask, A., Blinova I., Dubourguier H.C., Kahru A., 2008 Toxicity of nanosized and bulk ZnO, CuO and TÍO2 to bacteria Vibriofischeriand crustaceans Daphnia magnaandThamnocephalus platyurus Chemosphere 71, 13081316 14 Kahru A., Dubourguier, H.C., 2010 From ecotoxicology to nanoecotoxicology Toxicology 269, 105e 119 15 Karjanailen M.pPaakkonen^;,'Peltone^ tl.^Sipia y.Ị v^ltppen T„ Viitasalo M., 2008 Nodularin concentrations in Baltic sea zooplankton and fish during a cyanobacteria! bloom Mar Biol 155: 483-491 16 Klaine, S.J., Alvarez, P.J.J., Batley, G.E., Fernandes, T.F., Handy, R.D Lyon D.Y., Mahendra, s., McLaughlin, M.J., Lead, J.R., 2008 Nanomaterials in the environment: behavior, fate, bioavailability, and effects Environmental Toxicology and Chemistry 27, 1825-1851 17 Komárek J., Anagnostidis K., 1989 Modern approach to the classification system of cyanophytes Nostocales Arch Hydrobiol Suppl 82: 247-345 18 Komárek J., Anagnostidis K., 1999 Cyanoprocaryota, Teil.Chroococcales In: Ettl, H., G Gartner, H Heynig & D.Mollcnhauer (eds): Susswasserflora von Mitteleuropa 19/1: 1-548 Gustav Fischer Verlag, Jena 19 Lâm Minh Trict, 2005 Sinh thái môi trường ứng dụng (applied environmental ecology) Nhà xuất bán Khoa học Kỹ thuật Dương Ngọc Anh 59 Lớp 11 - 02 20 Le Thi Phuong Quynh, G Billen, J Garnier, s Thery c Fezard and Chau Van Minh (2005),Nutrient (N P) budgets for the Red River basin (Vietnam and China) Global Biogeochemical Cycles Vol 19(2): 1-16 21 Le Thi Phuong Quynh Ho Tu Cuong Duong Thi Thuy and Dang Dinh Kirn, (2014) Nutrient budgets (N and P) for the Nui Coc reservoir basin (North Vietnam) Agricultural Water Management 142: 152-161 22 Lovern, S.B., Klaper, R., 2006.Daphnia magnamortality when exposed to titanium dioxide and fullerene (C60) nanoparticles Environmental Toxicology and Chemistry 25 1132-1137 23 Marsalek B., Jancula D Marsalkova E., Mashlan M., Safarova K Tucek J., Zboril R (2012) Multimodal Action and Selective Toxicity of Zerovalent Iron Nanoparticles against Cyanobacteria Environmental science and technology Environ Sci Technol 46 (4): 2316-2323 24 Naumann E„ 1919 Nagra synpunkter angaende limnoplanktons okologi Med sarskild hansyn till flyplankton Svensk Botanisk Tidskrift 13: 51-58(111 Swedich) 25 Neilan BA„ F^earsori j^.^Muepohli^^., Moffitt ^ittmann E„ 2013 Environmental conditions that influence toxin biosynthesis in cyanobacteria Environ Microbiol 15: 1239-1253 26 Nghiêm Xuân Anh, Lc Thị Phương Quỳnh, Vũ Hữu Hiếu, Dương Thị Thuý Đặng Đình Kim 2010 Ô nhiễm hữu môi trường nước hệ thống sông Đáy - Nhuệ: trạng nguyên nhân Tạp chí Khoa học Công nghệ, Tập 48(4A): 376 - 382 27 Nguyền Thị Hoài Hà (2008) Báo cáo tồng kết đề tài “Nghiên cứu đặc điểm sinh học thăm dò phân giải độc tố cúa mộtsố chúng Microcystis phân lập hồ Hoàn Kiếm, Hà Nội” Đại học quốc gia Hà nội, 78 trang 28 Nguyễn Thị Phương Phong, 2011 29 Nguyền Thị Thu Liên, 2007 Planktic cyanobacteria From freshwater localities in Thừa Thiên-Huế province, Việt Nam PhD thesis, Copenhagen 30 Nguyễn Tiến Đạt., Dương Thị Thúy., Lê Thị Phương Quỳnh Hồ Tú Cường., Vũ Thị Nguyệt., Phạm Thanh Nga., Đặng Đình Kim., (2013) Nghiên cứu tác dụng Dương Ngọc Anh 60 Lớp 11 - 02 diệt Vi khuẩn lam độc cùa số dịch chiết thực vật Tạp chí Hóa học 51(2C) 737- 739 31 Park M., Han M Ahn c Kim H Yoon B Oh H 2006 Growth inhibition of bloom-forming cyanobacterium Microcytys aeruginosa by rice straw extract Lett Appl Microbiol 43: 307-312 32 Phạm Thị Mai, Phạm Tiến Đức, Vũ Thị Lan Anh, Nguyễn Thị Hoài Hà, (2008) Đánh giá biến động số lượng theo mùa theo tầng nước cùa vi khuấn lam Microcystis aeruginosa hồ Hoàn Kiếm Hà Nội Tạp chí Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội Khoa học Tự nhiên Công nghệ 24 số 15 Tr 125 - 128 33 Sinoven K., 1996 Cyanobacteria toxins toxin product.Phycologia35: 12-24 34 Stewart KM., Rohlich GA., 1967 Eutrophication - a review Publication no 34 S9cramento California Water Quality Control Board 188pp 35 Trần Thị Miên 2006 36 Trần Văn Tựa (2011) Nghiên cứu đánh giá trạng ô nhiễm môi trường nước táo độc hồ Núi Cốc (Thái Nguyên); đề xuất giái pháp quán lý tồng hợp nước hồ” Báoỵcá^tộn^ ^ếbđề Ịậi (J^l^pjip nhà nước 37 Vollenweider RA., 1968 Scientific fundermentals of the eutrophication of lakes and flowing waters With particular reference to nitrogen and phosphorus as factors in eutrophication Organisation for Economic Cooperation and Development Paris 159pp 38 Welch L, Barrett p Gibson M., Ridge L., 1990 Barley straw as an inhibitor of algal growth Studies in Chesterfield Canal .1 off Appl Phycol 2: 231-239 39 Zhang H., Yu ZL„ Xiao X., Wang X., Zhang FY„ 2011 Isolation Identification and characterization of phytoplankton-lytic bacterium CH-22 against Microcytis aeruginosa Limnologica 41(1): 70-77 40 www.cesti.gov.vn Dưong Ngọc Anh 61 Lóp 11 - 02 ... cứu: ? ?Nghiên cún ảnh hưỏng vật liệu nano đồng nano bạc đến sinh trưởng phát triền chủng VKL độc Microcystis aeruginosa điều kiện phịng thí nghiệm? ?? nhàm mục tiêu chế tạo lựa chọn vật liệu nano. .. chế vật liệu nano đồng bạc Nhăm đánh giá ảnh hưởng cúa vật liệu nano đông bạc đên sinh trường cúa chúng VKL độc Microcystis aeruginosa KG chứng tơi tiến hành bố trí thí nghiệm sau: - Chủng Microcystis. .. TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1: 2.1.1: Đối tưọng nghiên cứu Chủng VKL độc Microcystis aeruginosa Đối tượng nghiên cứu gồm chung VKL Microcystis aeruginosa độc phân lập từ hồ Kè Gỗ lưu giữ Phòng