Đồ án tốt nghiệp phân lập chủng vi khuẩn có khả năng xử lý nitrate trong nước thải công nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHÂN LẬP CHỦNG VI KHUẨN CÓ KHẢ NĂNG XỬ LÝ NITRATE TRONG NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP Ngành CÔNG NGHỆ SINH HỌC Chuyên ngành CÔN[.]

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHÂN LẬP CHỦNG VI KHUẨN CÓ KHẢ NĂNG XỬ LÝ NITRATE TRONG NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Giáo viên hướng dẫn : Th.S Phạm Minh Nhựt Sinh viên thực MSSV: : Nguyễn Thị Thanh Trang Lớp: 08DSH4 TP Hồ Chí Minh, 2012 MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH vi MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Mục tiêu nghiên cứu 10 Nội dung nghiên cứu 10 Tính cấp thiết nghiên cứu 10 Phạm vi nghiên cứu .11 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 12 1.1.Tổng quan nitrate nƣớc thải ảnh hƣởng chúng .12 1.1.1.Qúa trình hình thành nitrate tổng [4] 12 1.1.1.1 Chu trình nitơ ao hồ .13 1.1.1.2 Quá trình amon hóa 13 1.1.1.3 Q trình nitrate hóa 14 1.1.2.Các yếu tố ảnh hƣởng đến q trình nitrate hóa[24] .15 1.1.2.1 Nhiệt độ 15 1.1.2.2 pH 15 1.1.1.3 Vi sinh vật .16 1.1.3.Ảnh hƣởng nitrate đến sức khỏe ngƣời[] 16 1.1.4 Ảnh hƣởng nitrate đến sinh vật thủy sinh[24] 17 i 1.1.5 Nguyên nhân có mặt nitrate nguồn nƣớc ngầm, nƣớc mặt, nƣớc cấp[2] .19 1.2 Các phƣơng pháp loại bỏ nitrate môi trƣờng 19 1.2.1 Phƣơng pháp trao đổi ion .19 1.2.2 Lọc thẩm thấu ngƣợc .20 1.2.3 Phƣơng pháp sinh học 21 1.3 Vai trò chủng vi khuẩn trình xử lý nitrate 21 1.4 Tổng quan vi khuẩn .23 1.4.1 Thiobacillus denitrificans[11] 23 1.4.1.1 Phân loại .23 1.4.1.2 Đặc điểm .24 1.4.1.3 Cơ chế loại bỏ nitrate T.denitrificans 25 1.4.1.4 Ứng dụng 26 1.4.2 Pseudomonas stutzeri 26 1.4.2.1 Nguồn gốc[19] 26 1.4.2.2 Phân loại 27 1.4.2.3 Đặc điểm sinh lý điều kiện sống[12] 27 1.4.2.4 Đặc điểm chung[22,23] 28 1.4.2.5 Đặc điểm hình thái cấu trúc khuẩn lạc.[14] .29 1.4.2.6 Hoạt tính sinh học 31 1.4.2.7 Cơ chế khử P Stutzeri[18] 32 1.4.2.8 Ứng dụng2[1, 2] .33 1.4.3 Paracoccus denitrificans 33 1.4.3.1 Nguồn gốc[5] 33 ii 1.4.3.2 Phân loại 33 1.4.3.3 Đặc điểm sinh học 34 1.4.3.4 Ứng dụng 35 CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .37 2.1 Thời gian địa điểm .37 2.1.1 Thời gian 37 2.1.2 Địa điểm .37 2.1.2.1 Địa điểm lấy mẫu 37 2.1.2.2 Địa điểm thực thí nghiệm 37 2.2 Dụng cụ hóa chất 37 2.2.1 Dụng cụ 37 2.2.2 Hóa chất 37 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 38 2.3.1 Phƣơng pháp lấy mẫu 38 2.3.2 Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng nitrate mẫu 38 2.3.3 Phƣơng pháp xác định hàm nitrite mẫu 39 2.3.4 Phƣơng pháp xử lý số liệu .40 2.4 Bố trí thí nghiệm 40 2.4.1 Phân lập vi khuẩn có khả xử lý nitrate .40 2.4.1.1 Quy trình phân lập tuyển chọn vi khuẩn phân hủy nitrate 40 2.4.1.2 Sàng lọc khả loại bỏ nitrate chủng vi khuẩn 41 2.4.2 Khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến trình xử lý nitrate chủng vi khuẩn phân lập đƣợc 41 iii 2.4.2.1 Khảo sát ảnh hƣởng mật độ vi khuẩn đến trình loại bỏ nitrate 42 2.4.2.2 Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ nitrate đến trình loại bỏ nitrate 42 2.4.2.3 Khảo sát ảnh hƣởng nguồn carbon đến khả loại bỏ nitrate 42 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN .44 3.1.Kết phân lập vi khuẩn có khả phân hủy nitrate 44 3.1.1 Kết định tính mẫu chứa vi khuẩn xử lý nitrate môi trƣờng Giltay .44 3.1.2 Kết phân lập vi khuẩn xử lý nitrate từ mẫu đất 45 3.2 Kết xác định đặc điểm hình thái 45 3.3 Kết sàng lọc khả phản nitrate, khả sinh nitrite chủng vi khuẩn .47 3.3.1 Kết xử lý nitrate chủng vi khuẩn sau 168 47 3.3.2 Tốc độ xử lý nitrate chủng vi khuẩn khảo sát 48 3.3.3 Kết sinh nitrite trình xử lý nitrate chủng vi khuẩn sau 168h 49 3.4 Kết khảo sát ảnh hƣởng mật độ vi khuẩn đến trình loại bỏ nitrate khả sinh nitrite (Foglar ctv, 2004) 50 3.4.1 Kết khảo sát ảnh hƣởng mật độ vi khuẩn đến trình xử lý nitrate .50 3.4.2 Kết khảo sát ảnh hƣởng mật độ vi khuẩn đến sinh nitrite trình xử lý nitrate 51 3.5.Kết khảo sát ảnh hƣởng nồng độ nitrate đến trình loại bỏ nitrate (Foglar ctv, 2004; Reazee ctv, 2010; Liang ctv, 2011) 52 iv 3.6 Kết khảo sát ảnh hƣởng nguồn carbon đến khả loại bỏ nitrate (Rwazee ctv, 2010; Liang ctv, 2011) 53 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .56 4.1 Kết luận 56 4.2 Kiến nghị 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 PHỤ LỤC 60 v DANH MỤC HÌNH Hình1.1: Chu trình nitơ hồ…………………… ……………………………11 Hình1.2: Các sơng bị phú dƣỡng hóa, nhiễm nitrate……… ……………… 16 Hình 1.3: Khuẩn lạc P stutzeri có nếp nhăn, màu đỏ nâu, khơ dính chặt với nhau…… ………………………………………………………………………….21 Hình 1.4: Tế bào vi khuẩn T.denitrificans có dạng hình que ngắn……………………………………………………………………………… 22 Hình 3.1: Kết xử lý nitrate sau 168 chủng vi khuẩn 301, 302, 303, 303, 304, 305…………………………………………………………………….…38 Hình 3.2 : Tốc độ xử lý nitrate chủng vi khuẩn khảo sát…………………39 Hình 3.3: Kết sinh nitrite trình xử lý nitrate chủng vi khuẩn sau 168h……………………………………………………………………………40 Hình 3.4: Kết khảo sát ảnh hƣởng mật độ vi khuẩn đến sinh nitrite trình xử lý nitrate………………………………………………………………41 Hình 3.5: Kết khảo sát ảnh hƣởng mật độ vi khuẩn đến sinh nitrite trình xử lý nitrate…………………………………………………………… ……43 Hình 3.6: Kết khảo sát ảnh hƣởng nồng độ nitrate 200mg/l, 400mg/l, 600mg/l, 800mg/l lên trình loại bỏ nitrate……………………………….…….44 Hình 3.7: Kết khảo sát ảnh hƣởng nguồn carbon đến khả loại bỏ nitrate………………………………………………….………… ………………45 vi DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1: Kết định tính mẫu chứa vi khuẩn xử lý nitrate môi trƣờng Giltay………………………………………………………………………………43 Bảng 3.2: kết hình thái khuẩn lạc chủng phân lập môi trƣờng DM……………………………………………………………………………….44 Bảng 3.3: Bảng kết sát định đặc điểm chủng vi khuẩn 301, 302, 303, 304, 305………………………………………………………………………………….45 vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DM : Denitrification medium LB : Lysogeny broth PDA : Diphenyl sulfur acid ETDA : Ethylenediaminetetraacetic acid viii MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Căn vào Luật Mơi Trƣờng Quốc hội khóa IX kỳ họp thứ tƣ (từ ngày đến ngày 30 tháng 12 năm 1993) thơng qua “ Mơi trƣờng bao gồm yếu tố tự nhiên yếu tố vật chất nhân tạo quan hệ mật thiết với bao quanh ngƣời, có ảnh hƣởng tới dời sống, sản xuất, tồn tại, phát triển ngƣời thiên nhiên” Bảo vệ môi trƣờng đƣợc quy định “ Những hoạt động giữ cho môi trƣờng lành, đẹp, cải thiện môi trƣờng, đảm bảo cân sinh thái, ngăn chặn, khắc phục hậu xấu ngƣời thiên nhiên gây cho môi trƣờng, khai thác, sử dụng hợp lý tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên” Một số nƣớc nhƣ Trung Quốc gọi môi trƣờng hồn cảnh sống, từ xác để điều kiện sống cá thể quần thể vi sinh vật… Sinh vật ngƣời sống tách rời khỏi mơi trƣờng nói mơi trƣờng tự nhiên nôi sinh thành ngƣời Trong loại mơi trƣờng từ mơi trƣờng nƣớc, mơi trƣờng khơng khí môi trƣờng đất môi trƣờng quan trọng sống loài sinh vật sống Trái Đất Và môi trƣờng quan tâm môi trƣờng nƣớc Ở nƣớc ta, ô nhiễm nguồn nƣớc chủ yếu khu vực đô thị, khu công nghiệp bến cảng lớn Theo số liệu phân tích đây, thấy nêu lên số nhận xét chung tình hình nhiễm mơi trƣờng nƣớc nhƣ sau: Đất nƣớc sau giải phóng: nƣớc ta giành nhiều tập trung cho việc hàn gắn vết thƣơng chiến tranh, tốc độ phát triển cơng nghiệp chƣa cao Vì vậy, tổng lƣợng chất thải độc hại dƣới dạng rắn, lỏng chƣa phải nhiều so với nƣớc phát triển, có nơi có lúc thể mức độ nghiêm trọng Ngun nhân dẫn đến nhiễm phần lớn nhà máy xí nghiệp chƣa có hệ thống xử lý trƣớc đổ vào hệ thống nƣớc thải thành phố Nếu có hệ thống xử lý nƣớc thải bƣớc đầu nghiên cứu, thử nghiệm nên hiệu chƣa cao Hoặc có nơi trang bị hệ thống xử lý nƣớc thải nhƣng khơng chịu vận hành sợ tốn kém… Hiện nay, Việt Nam công xây dựng kiến thiết đất nƣớc theo hƣớng cơng nghiệp hóa, đại hóa với phát triển dân số tốc độ thị hóa cao Xử lý sinh học chủng vi sinh vật với ƣu điểm phù hợp điều kiện tự nhiên, giảm chi phí lƣợng, hóa chất, đơn giản, có khả tận dụng sản phẩm phụ sau xử lý phƣơng pháp có tiềm Trong hoạt động vi sinh vật giữ vai trò quan trọng ảnh hƣởng đến hiệu xử lý toàn hệ thống.Trong nƣớc thải cơng nghiệp có chứa hàm lƣợng nitrate cao có chứa vi sinh vật có khả phân hủy nitrate Các chủng vi sinh vật có nhiều ứng dụng nhiều lĩnh vực khác Việc phân lập tuyển chọn chủng vi khuẩn đƣợc tiến hành đề tài: “ Nghiên cứu tuyển chọn số chủng vi khuẩn có khả xử lý nitrate nƣớc thải công nghiệp” Mục tiêu nghiên cứu Phân lập, tuyển chọn đánh giá khả xử lý nitrate chủng vi khuẩn có khả phân hủy nitrate Nội dung nghiên cứu Tuyển chọn phân lập chủng vi khuẩn có khả phân giải nitrate, nitrite chủng vi khuẩn Khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến trình xử lý nitrate chủng vi khuẩn phân lập đƣợc Tính cấp thiết nghiên cứu Hiện nay, việc loại bỏ chất đạm từ công nghiệp chất thải nƣớc đƣợc nhận nhiều quan tâm có nhiều tƣợng phú dƣỡng hóa từ nƣớc Đã có nhiều phƣơng pháp xử lý để loại bỏ nitơ đƣợc xử dụng phƣơng pháp sinh học, hóa học, yếu tố vật lý Gần nitơ đƣợc loại bỏ phƣơng pháp sinh học đƣợc tìm thấy áp dụng rộng rãi, cách tiếp cận xử lý nƣớc thải từ vi sinh vật trở nên dễ dàng dễ thực hiện, sử dụng hiệu quả, chi phí tiết kiệm 10 Các trình sinh học phổ biến bao gồm nitrate hóa, oxi hóa ammonium, nitrite thành nitrate Sinh vật tự dƣỡng điều kiện hiếu khí, kỵ khí khử nitơ chuyển đổi nitrite nitrate thành nitơ Vì bao gồm bƣớc chuyển hóa đặc biệt, bao gồm hiếu khí kỵ khí đƣợc chuẩn bị Trong năm qua, số nhóm di dƣỡng nitrate vi khuẩn nhƣ Paracoccus,Thiosphaera pantotropha,Cammamonas sp Alcaligences faecalis đƣợc báo cáo có q trình nitrate hóa dị dƣỡng khả khử nitơ hiếu khí Nhƣ chúng đƣợc xử dụng để khắc phục vấn đề khó khăn hệ thống nƣớc thải nhƣ làm giảm chi phí có liên quan với tình trạng thiếu oxi bể chứa làm giảm kích thƣớc bể chứa cần thiết Khả khử yếm khí điều kiện bầu khơng khí có oxi cao đƣợc chứng minh Vì em thực đề tài “ Phân lập vi khuẩn xử lý nitrate từ nước thải xác định khả loại bỏ nitrate chúng điều kiện hiếu khí” Phạm vi nghiên cứu Thời gian nghiên cứu hạn chế nên phân lập đƣợc chủng vi khuẩn có khả xử lý nitrate, nitrite tốt Đồng thời khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến khả phân hủy cách tốt 11 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1.1.Tổng quan nitrate nƣớc thải ảnh hƣởng chúng Nitrate (NO3-) đƣợc tạo thành tự nhiên từ nitơ lòng đất Nitơ loại khí chiếm tới gần 80% bầu khí cần thiết cho sống Rễ hấp thụ nhiều nitơ suất mùa màng cao Quá trình hình thành nitrate giai đoạn khơng thể thiếu vịng tuần hồn nitơ tự nhiên Thực phẩm đồ uống có chứa hàm lƣợng nitrate thấp khơng có hại cho sức khỏe Cây cối hấp thụ nitrate đất để lấy dƣỡng chất tạo dƣ lƣợng nhỏ Do tính động cao, nitrate dễ dàng thấm vào nguồn nƣớc ngầm Nếu ngƣời súc vật uống phải nƣớc có nhiều nitrate dễ bị mắc chứng bệnh máu, đặc biệt trẻ nhỏ Nitrate hình thành vi sinh vật chuyển hóa phân bón, phân hủy xác động thực vật Nếu cối không kịp hấp thụ hết lƣợng nitrate nƣớc mƣa nƣớc tƣới làm cho ngấm vào lịng đất, làm ô nhiễm nguồn nƣớc ngầm Rất tiếc ngƣời lại thủ phạm tạo nguồn nhiễm nitrate lớn thông qua hoạt động nông nghiệp.[1,3] 1.1.1.Qúa trình hình thành nitrate tổng [4] 12 Hình 1.1 : Chu trình nitơ ao hồ 1.1.1.1 Chu trình nitơ ao hồ Chu trình nitơ mơ hình tuần hồn vơ hình quan trọng môi trƣờng thủy sinh Tôm cá động vật thủy sinh trình sinh sống chúng tiết NH3, nồng độ cao NH3 gây độc Chu trình nitơ, có q trình amơn hóa q trình nitrate hóa diễn nhờ vào hoạt động vi khuẩn có ích giúp chuyển hóa chất độc thành chất có ích cho đời sống thực vật thủy sinh giúp động vật thủy sinh không bị độc từ chất thải chúng tiết 1.1.1.2 Q trình amon hóa Amơn hóa q trình phân hủy chuyển hoá hợp chất hữu phức tạp thành NH3 dƣới tác dụng cuả vi sinh vật Dƣới tác dụng enzyme phân hủy protein (enzyme proteolytic, thƣờng gọi enzym protease) làm chất xúc tác 13 phân hủy protein thành chất đơn giản hơn, chất tiếp tục đƣợc phân giải thành acid amin nhờ tác dụng enzyme peptidase ngoại bào Một phần nhỏ acid amin đƣợc vi sinh vật sử dụng để tổng hợp thành protein chúng (protein xây dựng cấu trúc thể vi sinh vật), phần lại đƣợc tiếp tục phân giải tạo NH3, CO2, SO42- (nếu acid amin có chứa S) sản phẩm trung gian khác Trong nƣớc, NH3 đƣợc chuyển hóa thành NH4+ theo phản ứng sau: NH3 + H2O  NH4+ + OH- (1) 1.1.1.3 Quá trình nitrate hóa Dƣới tác dụng số vi sinh sinh NH4+ đƣợc hình thành từ q trình amơn hóa đƣợc tiếp tục chuyển hóa thành NO2- (nitrite) thành NO3- (nitrate) Trƣớc hết NH4+ đƣợc chuyển hóa thành NO2- vi khuẩn Nitrosomonas, sau vi khuẩn Nitrobacter sử dụng men nitrite oxidase để chuyển hóa NO2- thành NO3- NO3- đƣợc thực vật thủy sinh sử dụng nhƣ nguồn dinh dƣỡng bị chuyển hóa tiếp thành khí nitơ (N2) qua hoạt động vi khuẩn yếm khí nhƣ Pseudomonas Các q trình chuyển hóa NH4+ cần tham gia oxy độ kiềm nƣớc Q trình nitrate hóa gồm giai đoạn đƣợc thực hai nhóm vi khuẩn nối tiếp Hai giống vi khuẩn có mối quan hệ mật thiết với Chúng phân bố rộng rãi tự nhiên; mơi trƣờng đất, nƣớc Mơi trƣờng thích hợp cho loại phải có pH>6 (tối ƣu pH=7-8) Giai đoạn nitrit hóa :Chuyển hóa NH4+ thành NO2- (2) nhóm vi khuẩn nitrite hóa NH4+ + 1,5 O2  NO2+ 2H++ H2O (2) Vi khuẩn tham gia mạnh q trình nitrite hóa vi khuẩn hóa vơ tự dƣỡng, lồi vi khuẩn hiếu khí bắt buộc Khi chúng chuyển hóa NH4+ thành NO2sẽ sinh lƣợng, lƣợng đƣợc vi khuẩn nitrite hóa sử dụng cho hoạt động sống Sự có mặt nhóm vi khuẩn nitrite hóa giúp loại bỏ đƣợc NH4+, hàm lƣợng NH4+ nƣớc giảm phƣơng trình phản ứng (1) dịch chuyển theo chiều thuận dẫn đến làm giảm hàm lƣợng NH3 nƣớc, làm giảm khả gây độc NH3 tôm cá 14 Trong tự nhiên vi khuẩn nitrite hóa diện nhiều: Nitrosococcuseanus, Nitrosococcus (thuộc phân lớp γ- proteobacteria), Nitrosomonas sp Nitrosopira sp (thuộc phân lớp β- proteobacteria), Nitrosocystis, Nitrosolobus Tất vi sinh vật giống mặt sinh lý, sinh hoá nhƣng khác khác đặc điểm hình thái cấu trúc tế bào Tất thuộc loại tự dƣỡng bắt buộc, khơng có khả sống mơi trƣờng thạch Giai đoạn nitrat hóa : Chuyển NO2- thành NO3- (3) nhóm vi khuẩn nitrate hóa NO2 + 0,5 O2 > NO3 (3) Sau q trình nitrite hóa vi khuẩn thuộc nhóm nitrate hóa thực giai đoạn tiếp theo, chuyển hoá NO2- thành NO3- (là sản phẩm cuối cuả trình nitrat hóa) Các vi khuẩn tham gia vào q trình nitrate hóa vi khuẩn hóa vơ tự dƣỡng, vi khuẩn nitrate hóa thƣờng gặp (gồm có chi khác nhau): Nitrobacter vinogradskii, Nitrobacter agilis ( thuộc phân lớp α-Proteobacteria), Nitrospina gracili , Nitrococcus mobilis (thuộc phân lớp β–Proteobacteria) Q trình nitrate hóa xảy điều kiện nƣớc có đầy đủ oxy lúc nồng độ NO2- khơng vƣợt q 0,5 mg/L, nhƣng nƣớc thiếu oxy NO2- tồn nhiều gây độc cho tôm Trong số nghiên cứu q trình nitrate hóa hồ ao hồ nuôi thủy sản xảy không mạnh vi sinh vật phát triển chậm, khả nitrate hóa khoảng 25–50g/m3/ngày 1.1.2.Các yếu tố ảnh hưởng đến trình nitrate hóa[24] 1.1.2.1 Nhiệt độ Nhiệt độ có ảnh hƣởng lớn đến hoạt động nhóm vi sinh vật nitrate hóa Ở nhiệt độ thấp °C cao 40 °C vi khuẩn hoạt động chậm nên chuyển biến đạm NH4 thành đạm NO3 chậm Nhiệt độ tối hảo cho hoạt động nhóm vi khuẩn nằm khoảng 30 °C Điều giải thích đƣợc tƣợng nitrate hóa xảy vào mùa đông mùa hè, xảy mạnh vào mùa xuân mùa thu vùng ôn đới 1.1.2.2 pH 15 Yếu tố quan trọng có ảnh hƣởng đến hoạt động vi khuẩn nitrite hóa nitrate hóa pH đất pH thích hợp cho hoạt động vi khuẩn thƣờng Sự thích hợp với mức độ pH khác cịn tùy thuộc vào lồi chủng vi khuẩn Ở số nơi, mức độ nitrate hóa giảm pH thấp 6, thấp pH=5, ngừng hẳn pH=4 thấp Ở đất khác, nitrate hóa xảy đƣợc pH=4,5, nhƣng nơi khác vi khuẩn không hoạt động đƣợc pH Các vi khuẩn nitrate hóa sống đất chua, có mức pH tối ƣu 6,5, cịn vi khuẩn nơi đất kiềm tính có mức pH tối hảo 7,8 Ngoài ảnh hƣởng hoạt động vi khuẩn, pH ảnh hƣởng đến mật số vi khuẩn Mật số vi khuẩn nitrate hóa tăng dần theo mức độ tăng pH từ chua sang kiềm tính Do ảnh hƣởng này, việc bón vơi cho đất chua làm gia tăng tốc độ nitrate hóa đạm ammonium đất 1.1.1.3 Vi sinh vật Có nhóm vi sinh vật tham gia giai đoạn q trình Trong có nhóm vi khuẩn tự dƣỡng: Nhóm vi khuẩn ơxít hố NH4+ thành NO2-: nhóm chi vi khuẩn đảm nhiệm: Vi khuẩn hình (que) bầu dục: Nitrosomonas Vi khuẩn hình cầu: Nitrosococcus Vi khuẩn xoắn: Nitrosospira Vi khuẩn có khuẩn lạc nhầy nhụa (zoogloae) có nang (cyst): Nitrosococystis Vi khẩn có khuẩn lạc nhầy nhụa, khơng có nang: Nitrosogcola Nhóm vi khuẩn ơxít hố nitrite thành nitrate Vi khuẩn khơng có zoogloea: Nitrobacter Vi khuẩn có zoogloea: Nitrocystis Trong bảy chi vi khuẩn đây, Nitrosomonas Nitrobacter thƣờng gặp Ngoài vi khuẩn trên, vi sinh vật dị dƣỡng nhƣ Streptomyces, Pseudomonas, Aspergillus,Paracoccus, Thiosphaera pantotropha,Commamonas sp Alcaligences faecalis có tham gia q trình chuyển hóa N 1.1.3.Ảnh hưởng nitrate đến sức khỏe người[] 16 Hàm lƣợng nitrate nƣớc cao gây bệnh hồng cầu, dễ thấy bênh xanh da trẻ nhỏ Dịch axid dày trẻ nhỏ không đủ mạnh nhƣ ngƣời trƣởng thành Do đó, loại khuẩn đƣờng ruột dễ dàng chuyển hóa nitrate thành nitrite (NO2 -) Tuyệt đối không cho trẻ nhỏ uống nƣớc ăn loại thực phẩm có lƣợng nitrate vƣợt 10 mg/l NO3 N Khi Nitrite hấp thụ vào máu, hemoglobin (phƣơng tiện chuyên chở ô xy máu) bị biến thành methemoglobin Methemoglobin suy giảm chức vận chuyển ô xy, gây tƣợng tế bào (nhất não) không đủ ô xy để hoạt động Khác với ngƣời lớn, thể trẻ em, Methemoglobin khơng thể chuyển hóa ngƣợc thành hemoglobin, não không đủ ôxy dễ dẫn đến tử vong Một ngƣời trƣởng thành khỏe mạnh chịu đƣợc lƣợng Nitrate tƣơng đối lớn mà không bị ảnh hƣởng đến sức khỏe Trên thực tế, phần lớn lƣợng nitrate xâm nhập thể qua thực phẩm, cụ thể loại rau củ Tuy nhiên, lƣợng nitrate bị thải theo nƣớc tiểu Thế nhƣng, liên tục phải hấp thụ nitrate dẫn đến mắc phải số bệnh hình thành nitrosamines Nnitrosamine tác nhân gây ung thƣ thí nghiệm động vật Hiện chƣa có thí nghiệm thể ngƣời để chứng tỏ nitrate gây ung thƣ hay khơng 1.1.4 Ảnh hưởng nitrate đến sinh vật thủy sinh[24] Khơng giống nhƣ nhiệt độ oxy hịa tan, diện nitrat thƣờng khơng có ảnh hƣởng trực tiếp côn trùng thủy sinh cá Tuy nhiên, mức độ dƣ thừa nitrat nƣớc tạo điều kiện mà làm cho khó khăn cho côn trùng thủy sinh cá để tồn Tảo thực vật khác sử dụng nitrat nhƣ nguồn thực phẩm Nếu tảo có nguồn khơng giới hạn nitrate, tăng trƣởng chúng vô hạn 17 Hình 1.2: Các sơng bị phú dƣỡng hóa, nhiễm nitrate Các sơng bên phải màu xanh nhƣ súp đậu, kết nồng độ cao tảo.Một lƣợng lớn tảo gây biến động cực đoan oxy hòa tan Quang hợp tảo thực vật khác tạo oxy ngày Tuy nhiên, vào ban đêm, oxy hòa tan làm giảm đến mức thấp nhƣ kết số lƣợng lớn vi khuẩn oxy tiêu thụ ăn tảo chết phân hủy thực vật khác Trong hệ thống nƣớc cửa sơng, nitrate đạt đến mức độ cao có khả gây chết cá Trong nitrate độc hại so với ammonia, nitrite, mức độ 30 ppm nitrate ức chế phát triển, làm giảm hệ thống miễn dịch gây căng thẳng số lồi thủy sản Tuy nhiên, thí nghiệm độc tính cấp tính nitrate, mức độ nhiễm độc nitrat chủ đề tranh luận gần Trong hầu hết trƣờng hợp nồng độ nitrate dƣ thừa hệ thống thuỷ sản, nguồn bề mặt dịng chảy từ khu vực nơng nghiệp,đã nhận đƣợc phân bón lƣợng nitrate vƣợt Điều đƣợc gọi tƣợng phú dƣỡng dẫn đến tảo nở hoa Cũng nhƣ dẫn đến nƣớcbị ô nhiễm trầm trọng trở thànhvùng chết , bơng hoa gây thay đổi khác để chức hệ sinh thái, gây cân hệ sinh thái Kết là, nhƣ nitrate tạo thành thành phần tổng chất rắn hòa tan , chúng đƣợc sử dụng phổ biến nhƣ số chất lƣợng nƣớc 18 ... chọn đánh giá khả xử lý nitrate chủng vi khuẩn có khả phân hủy nitrate Nội dung nghiên cứu Tuyển chọn phân lập chủng vi khuẩn có khả phân giải nitrate, nitrite chủng vi khuẩn Khảo sát yếu tố ảnh... trình phân lập tuyển chọn vi khuẩn phân hủy nitrate 40 2.4.1.2 Sàng lọc khả loại bỏ nitrate chủng vi khuẩn 41 2.4.2 Khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến trình xử lý nitrate chủng vi khuẩn phân lập đƣợc... phân lập tuyển chọn chủng vi khuẩn đƣợc tiến hành đề tài: “ Nghiên cứu tuyển chọn số chủng vi khuẩn có khả xử lý nitrate nƣớc thải công nghiệp? ?? Mục tiêu nghiên cứu Phân lập, tuyển chọn đánh giá khả