Luận án tiến sĩ sinh học nghiên cứu khả năng phân hủy hydrocarbon dầu mỏ của một số chủng vi khuẩn tía quang hợp tạo màng sinh học phân lập tại việt nam

iii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án này, trước tiên xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS Lê Thị Nhi Cơng - Trưởng phịng Cơng nghệ sinh học môi trường PGS.TS Đồng Văn Quyền, Phó Viện trưởng Viện Cơng nghệ sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam trực tiếp hướng dẫn, truyền đạt kiến thức kinh nghiệm qúy báu suốt trình học tập thực đề tài nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn TS Đỗ Thị Liên toàn thể anh, chị cán nhân viên phịng CNSH mơi trường Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, bảo đóng góp lời khun bổ ích suốt q trình học tập nghiên cứu để tơi hồn thành luận án Tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn chân thành đến Ban lãnh đạo Viện Công nghệ sinh học, Ban lãnh đạo Học viện Khoa học Công nghệ tạo điều kiện cho học tập nghiên cứu suốt năm qua Bên cạnh đó, tơi xin chân thành cảm ơn chuyên viên Bùi Thị Hải Hà phụ trách đào tạo Viện Công nghệ sinh học chuyên viên Nguyễn Thị Minh Tâm phòng Đào tạo, Học viện Khoa học Cơng nghệ giúp đỡ tơi hồn thành thủ tục cần thiết suốt trình nghiên cứu sinh bảo vệ luận án Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Quỹ Nghiên cứu cấp Nhà nước (Nafosted) cấp kinh phí cho nhóm nghiên cứu Trong thời gian qua, nhận hỗ trợ nhiệt tình tạo điều kiện thuận lợi từ trường ĐH Sư phạm Hà Nội nơi cơng tác, với giúp đỡ nhiệt tình đóng góp quý báu bạn bè đồng nghiệp Nhân dịp xin chân thành cảm ơn giúp đỡ quý báu Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến người thân gia đình, người bạn thân thiết ln bên cạnh động viên khích lệ tơi suốt trình học tập nghiên cứu Một lần xin chân thành cảm ơn! Tác giả luận án Nguyễn Thị Minh Nguyệt iv LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan: Đây cơng trình nghiên cứu số kết cộng tác với cộng khác; Các số liệu kết trình bày luận án trung thực, phần cơng bố tạp chí khoa học chuyên ngành với đồng ý cho phép đồng tác giả; Phần lại chưa cơng bố cơng trình khác Tôi xin cam đoan giúp đỡ cảm ơn, tài liệu trích dẫn rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Tác giả luận án Nguyễn Thị Minh Nguyệt v MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU Một số đặc điểm sinh học vi khuẩn tía quang hợp 1.1.1 Giới thiệu chung vi khuẩn tía quang hợp 1.2.2 Sinh thái học vi khuẩn tía quang hợp 1.2.3 Đa dạng vi khuẩn tía quang hợp 1.2.4 Đặc điểm máy quang hợp 1.2.5 Dinh dưỡng carbon 12 1.1 1.2 Ứng dụng vi khuẩn tía quang hợp để phân hủy hydrocarbon dầu mỏ 13 1.2.1 Tính độc hydrocarbon dầu mỏ 13 1.2.2 Các phương pháp xử lý ô nhiễm dầu mỏ 18 1.2.3 Ứng dụng vi khuẩn tía quang hợp để phân hủy hydrocarbon dầu mỏ 1.3 22 Vi sinh vật có khả phân hủy hydrocarbon dầu mỏ tạo màng sinh học 24 CHƯƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 2.1 Vật liệu nghiên cứu 30 2.1.1 Nguyên liệu 30 2.1.2 Hóa chất, mơi trường ni cấy 31 2.1.3 Các thiết bị máy móc 32 Phương pháp nghiên cứu 33 2.2.1 Các phương pháp phân tích vi sinh vật 34 2.2.2 Các phương pháp sinh học phân tử 42 2.2.3 Nhóm phương pháp phân tích hóa học 43 2.2.4 Xử lý thống kê 43 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 44 2.2 vi 3.1 Kết phân lập tuyển chọn chủng VKTQH khả tạo màng sinh học phân hủy hydrocarbon dầu mỏ 44 3.1.1 Kết phân lập chủng VKTQH từ mẫu nước bùn ô nhiễm dầu 44 3.1.2 Tuyển chọn chủng VKTQH khả tạo màng sinh học phân hủy hydrocarbon dầu mỏ 3.2 48 Các đặc điểm sinh học định danh ba chủng DQ41, DD4 FO2 56 3.2.1 Các đặc điểm hình thái 56 3.2.2 Trình tự 16S rRNA định danh ba chủng DQ41, DD4 FO2 58 3.2.3 Các đặc điểm sinh học 59 3.3 Ảnh hưởng số điều kiện môi trường đến hình thành màng sinh học chủng VKTQH 63 3.3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ 63 3.3.2 Ảnh hưởng pH 64 3.3.3 Ảnh hưởng nồng độ muối (NaCl) 65 3.4 Hiệu suất phân hủy số hydrocarbon dầu mỏ màng sinh học từ chủng VKTQH 66 3.4.1 Hiệu suất phân hủy số hydrocarbon thơm màng sinh học đơn chủng không gắn giá thể chủng VKTQH lựa chọn 66 3.4.2 Phân hủy hydrocarbon dầu mỏ màng sinh học từ VKTQH lựa chọn 69 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 97 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO 99 vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tiếng Anh BA Benzoic acid Bchl Bacteriochlorophyl BLAST Basic local alignment search tool BOD Biochemical oxygen demand BTNMT CB Cinder bead CF Coconut fiber CFU Colony Forming Unit COD Chemical oxygen demand DAD Diode array detector DNA Deoxyribonucleic acid DSMZ Deutch samplung microorganism zentrum GCMS Gas chromatography – Mass spectrometry HPLC High performance – Liquid chromatography MSH OD Optical density PAH Polycyclic aromatic hydrocarbon PCR Polymerase chain reaction PUF Polyurethare foam QCVN rARN Ribosomal ribonucleic acid RNA Ribonucleic acid TCVN VK VKTQH PNSB Purple non-sulfur photosynthetic bacteria PSB Purple sulfur photosynthetic bacteria VSV Tiếng Việt Axit benzoic Cơng cụ tìm kiếm trình tự tương đồng Nhu cầu oxy sinh hóa Bộ tài ngun mơi trường Sỏi nhẹ Xơ dừa Đơn vị hình thành khuẩn lạc Nhu cầu oxy hố học Detectơ dãy diode Axit đeoxyribônuclêic Trung tâm lưu trữ giống vi sinh vật – Đức Sắc kí khối phổ Sắc kí lỏng cao áp Màng sinh học Mật độ quang Hydrocacbon thơm đa vòng Chuỗi phản ứng trùng hợp Mút xốp Quy chuẩn Việt Nam Axit ribônuclêic ribôxôm Axit ribơnuclêic Tiêu chuẩn Việt Nam Vi khuẩn Vi khuẩn tía quang hợp Vi khuẩn tía quang hợp khơng lưu huỳnh Vi khuẩn tía quang hợp lưu huỳnh Vi sinh vật viii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Các chi vi khuẩn tía quang hợp Bảng 1.2 Những ảnh hưởng đến sức khỏe người động vật 17 Bảng 1.3 Các chi vi khuẩn có khả phân huỷ hiếu khí hydrocarbon 24 thơm Bảng 1.4 Các chi vi khuẩn có khả phân huỷ hiếu khí hydrocarbon 24 no Bảng 1.5 Các nhóm vi khuẩn có khả phân huỷ kỵ khí hydrocarbon 25 Bảng 2.1 Các loại giá thể 31 Bảng 3.1 Kết phân lập chủng VKTQH từ mẫu mẫu nước bùn ô nhiễm dầu Bảng 3.2 Khả sinh trưởng phát triển chủng VKTQH phân lập (theo ∆OD800) Bảng 3.3 67 Sự phân hủy thành phần (%) 20 (g) dầu thô sau 14 ngày nuôi cấy Bảng 3.7 62 Khả phân hủy số hydrocarbon thơm màng sinh học chủng VKTQH tạo thành sau 14 ngày nuôi cấy Bảng 3.6 56 So sánh mức độ sử dụng số nguồn C ba chủng DQ41, DD4 FO2 với đại diện loài Rhodopseudomonas Bảng 3.5 48 Khả sinh trưởng phát triển nguồn chất VKTQH Bảng 3.4 45 90 Sự phân hủy hydrocacbon no (%) dầu thô sau 14 ngày nuôi cấy MSH đơn chủng đa chủng VKTQH không giá thể 93 ix DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Hình ảnh chụp kính hiển vi huỳnh quang VKTQH Hình 1.2 Sơ đồ vị trí thành phần máy quang hợp sơ cấp VKTQH 10 Hình 1.3 Quang hợp vi khuẩn tía khơng lưu huỳnh 11 Hình 2.1 Hình ảnh loại giá thể 31 Hình 2.2 Sơ đồ bước thí nghiệm thực luận án 33 Hình 2.3 Sơ đồ xử lý sơ loại giá thể 39 Hình 2.4 Chi tiết mơ hình xử lý hydrocarbon dầu mỏ 40 Hình 2.5 Các giai đoạn mơ hình xử lý hydrocarbon dầu mỏ 41 Hình 3.1 Mẫu bùn ô nhiễm dầu trước sau làm giàu 44 Hình 3.2 Một số khuẩn lạc VKTQH phân lập từ mẫu làm giàu 45 Hình 3.3 Khả tạo MSH dựa khả bắt giữ tím tinh thể MSH chủng VKTQH tạo thành 50 Hình 3.4 Khả tạo màng sinh học chủng VKTQH phân hủy hydrocarbon dầu mỏ Acinetobacter calcoaceticus P23 Hình 3.5 50 Khả sinh trưởng 10 chủng VKTQH sau ngày nuôi cấy nồng độ dầu diesel khác 51 Hình 3.6 Dịch nuôi cấy 10 chủng VKTQH 10% dầu diesel sau ngày nuôi cấy 51 Hình 3.7 Khả sinh trưởng 10 chủng VKTQH nồng độ toluene khác sau ngày nuôi cấy 52 Hình 3.8 Dịch ni cấy 10 chủng VKTQH 250 ppm toluene sau ngày nuôi cấy 52 Hình 3.9 Khả sinh trưởng 10 chủng VKTQH sau ngày nuôi cấy nồng độ phenol khác 53 Hình 3.10 Dịch ni cấy 10 chủng VKTQH 150 ppm phenol sau ngày 53 Hình 3.11 Khả sinh trưởng 10 chủng VKTQH nồng độ naphthalene khác sau ngày ni cấy 54 Hình 3.12 Dịch nuôi cấy 10 chủng VKTQH nồng độ 200 ppm x naphthalene sau ngày nuôi cấy 54 Hình 3.13 Khả sinh trưởng chủng VKTQH nồng độ pyrene khác sau ngày nuôi cấy 55 Hình 3.14 Dịch ni cấy 10 chủng VKTQH nồng độ 200 ppm pyrene sau ngày nuôi cấy 55 Hình 3.15 Hình dạng khuẩn lạc hình dạng tế bào kính hiển vi điện tử chủng DD4, DQ41, FO2 57 Hình 3.16 Cây phát sinh chủng loại chủng DD4, DQ41, FO2 58 Hình 3.17 Phổ hấp phụ dịch huyền phù tế bào chủng DD4 (A), DQ41 (B), FO2 (C) 60 Hình 3.18 Khả tạo sắc tố quang hợp VKTQH hai điều kiện (A) kỵ khí, sáng (B) hiếu khí, tối 61 Hình 3.19 Ảnh hưởng nhiệt độ đến khả hình thành màng sinh học chủng VKTQH 64 Hình 3.20 Ảnh hưởng pH tới khả hình thành màng sinh học chủng VKTQH 64 Hình 3.21 Ảnh hưởng nồng độ NaCl tới khả hình thành màng sinh học chủng VKTQH 66 Hình 3.22 Thí nghiệm đánh giá đối kháng lẫn chủng VKTQH lựa chọn 70 Hình 3.23 Mật độ tế bào chủng DD4, DQ41 FO2 màng sinh học VKTQH sau ngày nuôi cấy 71 Hình 3.24 Hình ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) giá thể trước sau VKTQH bám dính 72 Hình 3.25 Thời gian phân hủy dầu diesel mật độ tế bào chủng VKTQH màng sinh học đơn đa chủng không giá thể 74 Hình 3.26 Khả phân hủy dầu diesel mật độ tế bào chủng VKTQH DD4, DQ41 FO2 MSH đa chủng giá thể 75 Hình 3.27 Hiệu suất phân hủy thành phần n-alkane (từ C8 đến C16) có dầu diesel màng sinh học đa chủng VKTQH xi giá thể khác 76 Hình 3.28 Hiệu suất phân hủy PAH loại màng sinh học khác 81 Hình 3.29 Sắc ký đồ phân tích thành phần dầu thơ cịn lại sau 14 ngày thí nghiệm phân huỷ dầu MSH đơn chủng VKTQH 86 Hình 3.30 Sắc ký đồ phân tích thành phần dầu thơ cịn lại sau 14 ngày thí nghiệm phân huỷ dầu MSH đa chủng VKTQH không gắn giá thể 87 Hình 3.31 Sắc ký đồ phân tích thành phần dầu thơ cịn lại sau 14 ngày thí nghiệm phân huỷ dầu MSH đa chủng VKTQH giá thể (sỏi nhẹ, xơ dừa, mút xốp) 88 Hình 3.32 Sắc ký đồ phân tích thành phần dầu thơ cịn lại sau 14 ngày thí nghiệm khả hấp phụ dầu thơ giá thể (sỏi nhẹ, xơ dừa, mút xốp) 89 Hình 3.33 Hiệu suất phân huỷ hydrocarbon no (%) dầu thô sau 14 ngày nuôi cấy màng sinh học đơn chủng đa chủng VKTQH không giá thể 91 Hình 3.34 Hiệu suất phân huỷ hydrocarbon no (%) dầu thô sau 14 ngày nuôi cấy màng sinh học đa chủng VKTQH giá thể 92 MỞ ĐẦU Dầu mỏ sử dụng từ thời cổ đại ngày trở nên quan trọng xã hội, đặc biệt kinh tế, trị cơng nghệ Bên cạnh lợi ích kinh tế, dầu mỏ sản phẩm dầu nguồn ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, thải từ trình khai thác, sử dụng chế biến dầu Dầu mỏ có chứa nhiều hợp chất độc hại khó phân hủy tự nhiên, gây độc gây hệ lụy nghiêm trọng cho môi trường sinh thái Đặc biệt, hợp chất thơm như: benzene, toluene, naphthalene, pyrene, phenol có độ hịa tan nước cao, độc hại nhiều lồi sinh vật Xử lý nhiễm dầu mỏ tiến hành theo phương pháp học (vật lý), hóa học sinh học Trong đó, phương pháp vật lý hóa học thường sử dụng để xử lý ô nhiễm hydrocarbon dầu mỏ nồng độ cao, có chi phí lớn Biện pháp sinh học sử dụng vi sinh vật (VSV) phân hủy hydrocarbon dầu mỏ biện pháp hiệu xử lý ô nhiễm hydrocarbon dầu mỏ nồng độ thấp, nằm khả xử lý học/hố học Ứng dụng VSV có khả phân hủy hydrocarbon dầu mỏ đồng thời tạo màng sinh học tăng hiệu xử lý sinh học Vi khuẩn tía quang hợp (VKTQH) vi khuẩn quang hợp kỵ khí, cơng bố có khả trao đổi chất linh hoạt, sử dụng nhiều loại chất, có hydrocarbon Một số VKTQH có khả tạo màng sinh học đóng vai trị quan trọng việc phân hủy chuyển hóa hợp chất hydrocarbon dầu mỏ VKTQH phân bố rộng rãi tự nhiên, có tiềm ứng dụng cao xử lý ô nhiễm hydrocarbon dầu mỏ chỗ (in situ) bên (ex situ) Luận án “Nghiên cứu khả phân hủy hydrocarbon dầu mỏ số chủng vi khuẩn tía quang hợp tạo màng sinh học phân lập Việt Nam” thực với mục tiêu nội dung nghiên cứu sau: Mục tiêu nghiên cứu luận án - Tuyển chọn số chủng VKTQH từ vùng biển ô nhiễm dầu Việt Nam, vừa có khả tạo tạo màng sinh học vừa có khả phân hủy hydrocarbon dầu mỏ hiệu suất cao 109 112 D Dasgupta, R Ghosh and T.K Sengupta, Biofilm-mediated enhanced crude oil degradation by newly isolated pseudomonas species, ISRN Biotechnol., 2013, 1-13 113 P.M Tribelli, C.D Martino, N.I López & L.J.R Iustman, Biofilm lifestyle enhances diesel bioremediation and biosurfactant production in the Antarctic polyhydroxyalkanoate producer Pseudomonas extremaustralis, Biodegradation, 2012, 23 (5), 645–651 114 M Nie, H Nie, M He, Y Lin, L Wang, P Jin, S.Y Zhang, Immobilization of biofilms of Pseudomonas aeruginosa NY3 and their application in the removal of hydrocarbons from highly concentrated oil-containing wastewater on the laboratory scale, J Environ Management, 2016, 173, 34-40 115 M Omarova, L.T Swientoniewski, I.K.M Tsengam, D.A Blake, V John, A McCormick, G.D Bothun, S.R Raghavan and A Bose, Biofilm Formation by Hydrocarbon-Degrading Marine Bacteria and Its Effects on Oil Dispersion, ACS Sustainable Chem Eng., 2017, (17), 14490-14499 116 F Morgan-Sagastumea, S Jacobssonab, L.E Olsson, M Carlssona, M Gyllenhammar, I.S Horváthb, Anaerobic treatment of oil-contaminated wastewater with methane production using anaerobic moving bed biofilm reactors, Water Res., 2019, 163, 114851 117 Lê Thị Nhi Công, Cung Thị Ngọc Mai, Vũ Thị Thanh, Đỗ Thị Tố Uyên, Nghiêm Ngọc Minh, Nghiên cứu khả phân hủy thành phần hydrocarbon có nước thải nhiễm dầu màng sinh học từ vi sinh vật gắn giá thể xơ dừa, Tạp chí Khoa học công nghệ Việt Nam, 2016, 6, 48-53 118 Lê Thị Nhi Công, Cung Thị Ngọc Mai, Nghiêm Ngọc Minh, Một số yếu tố sinh lý sinh hóa ảnh hưởng tới khả tạo màng sinh học chủng nấm men Trichosporon asahii QN-B1 phân hủy phenol phân lập từ Hạ Long, Quảng Ninh, Tạp chí Sinh học, 2013, 35(3se), 106-113 119 Cung Thi Ngoc Mai, Nghiên cứu sự phân hủy sinh học hợp chất vòng thơm chủng vi sinh vật tạo màng sinh học phân lập số địa điểm ô nhiễm dầu Việt Nam, Luận án tiến sỹ sinh học, Viện Công nghệ sinh học-Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, 2019 120 M.J Alessandrello, E.A Parellada, M.S.J Tomás, A Neske A, D.L Vullo and M.A Ferrero, Polycyclic aromatic hydrocarbons removal by immobilized bacterial 110 cells using annonaceous acetogenins for biofilm formation stimulation on polyurethane foam, J Environ Chem Eng., 2017, (1), 189-195 121 F Deng, C Liao, C Yang, C Guo and Z Dang, Enhanced biodegradation of pyrene by immobilized bacteria on modified biomass materials, Int Biodeterior Biodegrad., 2016, 110, 46-52 122 D Hou, X Shen, Q Luo, Y He, Q Wang & Q Liu, Enhancement of the diesel oil degradation ability of a marine bacterial strain by immobilization on a novel compound carrier material, Mar Pollut Bull., 2013, 67 (1-2), 146–151 123 Đỗ Văn Tuân, Lê Thị Nhi Công, Đỗ Thị Liên, Đồng Văn Quyền, Đánh giá khả phân hủy thành phần hydrocarbon nước thải nhiễm dầu kho xăng dầu Đỗ Xá, Hà Nội màng sinh học từ sinh vật gắn vật liệu mang xơ dừa, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Công nghệ, 2017, 33(2S), 274-279 124 F Yamaga, K Washio, M Morikawa, Sustainable Biodegradation of Phenol by Acinetobacter calcoaceticus P23 Isolated from the Rhizosphere of Duckweed Lemna aoukikusa, Environ Sci Technol., 2010, 44 (16), 6470-6474 125 C.V Ramana, C Sasikala, K Arunasri, P.A Kumar, T Srinivas, S Shivaji, P Gupta, J Süling, J.F Imhoff, Rubrivivax benzoatilyticus sp nov., an aromatic, hydrocarbon-degrading purple betaproteobacterium, Int J Syst Evol Microbiol., 2006, 56 (9), 2157-2164 126 K.J Lo, S.K Lee, C.T Liu, Development of a low-cost culture medium for the rapid production of plant growthpromoting Rhodopseudomonas palustris strain PS3, PloS one, 2020, 15 (7), e0236739 127 T Kulakovskaya, A Zvonarev, K Laurinavichius, G Khokhlova, M Vainshtein, Efect of Fe on inorganic polyphosphate level in autotrophic and heterotrophic cells of Rhodospirillum rubrum, Arch Microbiol., 2019, 201 (9), 1307–1312 128 Nguyễn Thị Minh Đức, Thực tập vi sinh học, NXB Đại học Quốc Gia, 2001, Hà Nội 129 C Francke, and J Amesz, The size of the photosynthetic unit in purple bacteria, Photosynth Res., 1995, 46 (1), 347-352 111 130 G.A O'Toole, R Kolter, The initiation of biofilm formation in Pseudomonas fluorescens WCS365 proceeds via multiple, convergent signalling pathways: a genetic analysis, Mol Microbiol., 1998, 28(3), 449-461 131 M Morikawa, Beneficial biofilm formation by industrial bacteria Bacillus subtilis and related species, J Biosci Bioeng., 2006, 101 (1), 1-8 132 C.A Smith and A.M Hussey, Gram stain protocols, American Society for Microbiology, 2005, 1, 14 133 M.J Alessandrello, M.S.J Tomás, E.E Raimondo, D.L Vullo and M.A Ferrero, Petroleum oil removal by immobilized bacterial cells on polyurethane foam under different temperature conditions, Mar Pollut Bull., 2017, 122 (1-2), 156-160 134 Z.A Khan, M.F Siddiqui, S Park, Current and emerging methods of antibiotic susceptibility testing, Diagnostics., 2019, (2), 49 135 J Sambrook, D.W Russell, Molecular cloning: a laboratory manual, Vol Cold Spring Harbor, NY: Cold Spring Harbor Laboratory, 2001 136 S.R Noh, J.A Kim, H.K Cheong, M Ha, Y.K Jee, M.S Park, K.H Choi, H Kim, S.I Cho, K Choi, D Paek, Hebei Spirit oil spill and its long-term effect on children's asthma symptoms, Environ Pollut., 2019, 248, 286-294 137 K Venkidusamy and M Megharaj, A Novel Electrophototrophic Bacterium Rhodopseudomonas palustris Strain RP2, Exhibits Hydrocarbonoclastic Potential in Anaerobic Environments, Front Microbiol., 2016, 7, 1071 138 R.T Garrett, M Bhakoo, Z Zhang, Review: Bacterial adhesion and biofilm on surfaces, Progress in Natural Science, 2008, 18 (9), 1049-1056 139 R Chakraborty, S.M O'Connor, E Chan, and J.D Coates, Anaerobic Degradation of Benzene, Toluene, Ethylbenzene, and Xylene Compounds by Dechloromonas Strain RCB, Appl Environ Microbiol., 2005, 71 (12), 8649 – 8655 140 M.R Fries, J Zhou, J Chee-Sanford and J.M Tiedje, Isolation, characterization, and distribution of denitrifying toluene degraders from a variety of habitats, Appl Environ Microbiol., 1994, 60 (8), 2802-2810 141 Le Thi Nhi Cong, Cung Thi Ngoc Mai, Vu Thi Thanh, Nghiem Ngoc Minh, Hoang Phuong Ha, Do Thi Lien, Do Thi To Uyen, Pyrene degradation of biofilm-forming Paracoccus sp DG25 isolated from oil polluted samples collected in petroleum storage Ducgiang, Hanoi, J Vietnam Environ., 2014, (2), 178-183 112 142 Nghiem Ngoc Minh, Nguyen Huong Quynh, Cung Thi Ngoc Mai, Biological characteristics and some factors affecting the pyrene-biodegrading ability of strain BTL4 isolated from industrial wasterwater at industrial zone Tuliem, Hanoi, J Biotechnol., 2012, 10 (2), 397-385 143 Z Yan, Y Zhang, H Wu, M Yang, H Zhang, Z Hao and H Jiang, Isolation and characterization of a bacterial strain Hydrogenophaga sp PYR1 for anaerobic pyrene and benzo[a]pyrene biodegradation, RSC Adv., 2017, (74), 46690-46698 144 K.J Rockne, J.C Chee-Sanford, R.A Sanford, B.P Hedlund, J.T Staley, and S.E Strand, Anaerobic Naphthalene Degradation by Microbial Pure Cultures under Nitrate-Reducing Conditions, Appl Environ Microbiol., 2000, 66 (2), 1595 – 1601 145 M Zhang, F Zhang, Z Ma & Y Wan, Nitrogen Biogeochemistry of Anaerobic Biodegradation of Naphthalene, Water, Air, & Soil Pollution, 2019, 230 (222) 146 Y.J Liu, A.N Zhang, X.C Wang, Biodegradation of phenol by using free and immobilized cells of Acinetobacter sp XA05 and Sphingomonas sp FG03, Biochem Eng J., 2009, 44 (2–3), 187-192 147 Y Nor Suhaila, A Ariff, M Rosfarizan and I Abdul Latif, S.A Ahmad, M.N Norazah, M.Y.A Shukor, Optimization of Parameters for Phenol Degradation by Rhodococcus UKM-P in Shake Flask Culture, Proceedings of the world congress on engineering, 2010, 148 Cung Thị Ngọc Mai, Thái Thị Thùy Dương, Nguyễn Văn Bắc, Nguyễn Thị Thu Huyền, Nghiêm Ngọc Minh, Phân lập chủng vi khuẩn BTLP1 có khả phân hủy phenol phương pháp phân tích trình tự nucleotit đoạn gen 16S rARN, Tạp chí Khoa học Công nghệ, 2012, 50 (1), 13-19 149 W Wang, S Wang, X Ren, Z Hu, S Yuan, Rapid establishment of phenol- and quinoline-degrading consortia driven by the scoured cake layer in an anaerobic baffled ceramic membrane bioreactor, Environ Sci Pollut Res., 2017, 24 (33), 26125–26135 150 J Lin, L Gan, Z Chen, R Naidu, Biodegradation of tetradecane using Acinetobacter venetianus immobilized on bagasse, Biochem Eng J., 2015, 100, 7682 151 Y Liang, X Zhang, D Dai, G Li, Porous biocarrier-enhanced biodegradation of crude oil contaminated soil, Int Biodeterior Biodegrad., 2009, 63, 80-87 113 152 W.E Levison, K.E Stormo, H.L Tao, R.L Crawford, Hazardous waste cleanup and treatment with encapsulated or entrapped microorganisms, Biological Degradation and Bioremediation of Toxic Chemicals, Chapman & Hall, London, 1994, 455–469 153 X Wang, X Wang, M Liu, Y Bu, J Zhang, J Chen & J Zhao, Adsorption– synergic biodegradation of diesel oil in synthetic seawater by acclimated strains immobilized on multifunctional materials, Mar Pollut Bull., 2015, 92 (1-2), 195– 200 154 Y Chen, B Yu, J Lin, R Naidu & Z Chen, Simultaneous adsorption and biodegradation (SAB) of diesel oil using immobilized Acinetobacter venetianus on porous material, Chem Eng J., 2016, 289, 463–470 155 J Cheng, H Dong, H Zhang, L Yuan, H Li, L Yue, J Hua, J Zhoua, Improving CH4 production and energy conversion from CO2 and H2 feedstock gases with mixed methanogenic community over Fe nanoparticles, Bioresour Technol., 2020, 314, 123799 156 P Chandran, N Das, Degradation of diesel oil by immobilized Candida tropicalis and biofilm formed on gravels, Biodegradation, 2011, 22 (6), 1181-1189 157 P.W.G Liu, J.W Liou, Y.T Li, W.L Su, C.H Chen, International Biodeterioration & Biodegradation The optimal combination of entrapped bacteria for diesel remediation in seawater, Int Biodeterior Biodegrad., 2015, 102, 383391 158 K.L Simons, P.J Shepparda, E.M Adetutu, K Kadali, A.L Juhasz, M Manefield, P.M Sarma, B Lal, A.S Ballae, Carrier mounted bacterial consortium facilitates oil remediation in the marine environment, Bioresour Technol., 2013, 134, 107116 159 Y Zhang, W Gao, F Lin, B Han, C He, Q Li, X Gao, Z Cui, C Sun & L Zheng, Study on immobilization of marine oil-degrading bacteria by carrier of algae materials, World J Microbiol Biotechnol., 2018, 34 (6), 1-8 160 Ł Ławniczakl, E Kaczorek, A Olszanowski, The influence of cell immobilization by biofilm forming on the biodegradation capabilities of bacterial consortia, World J Microbiol Biotechnol., 2011, 27 (5), 1183–1188 114 161 S.N Nunal, S.M.S Santander-de Leon, E Bacolod, J Koyama, S Uno, M Hidaka, T Yoshikawa & H Maeda, Bioremediation of heavily oil-polluted seawater by a bacterial consortium immobilized in cocopeat and rice hull powder, Biocontrol Sciences, 2014, 19 (1), 11–22 162 J Xue, Y Wu, Z Liu, M Li, X Sun, H Wang & B Liu, Characteristic Assessment of Diesel-degrading Bacteria Immobilized on Natural Organic Carriers in Marine Environment: the Degradation Activity and Nutrient, Scientific Reports, 2017, (1), 1-9 163 G.E Wright & M.T Madigan, Photocatabolism of aromatic compounds by the phototrophic purple bacterium Rhodomicrobiumvannielii, Appl Environ Microbiol., 1991, 57 (7), 2069–2073 164 S Lamichhane, K.C Bal Krishna, R Sarukkalige, Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) removal by sorption: a review, Chemosphere, 2016, 148, 336-353 165 R Farber, I Dabush-Busheri, G Chaniel, S Rozenfeld, E Bormashenko, V Multanen, R Cahan, Biofilm grown on wood waste pretreated with cold lowpressure nitrogen plasma: Utilization for toluene remediation, Int Biodeterior Biodegrada., 2019, 139, 62-69 166 S Manohar, C.K Kim, T.B Karegoudar, Enhanced degradation of naphthalene by immobilization of Pseudomonas sp strain NGK1 in polyurethane foam, Appl Microbiol Biotechnol., 2001, 55 (3), 311-316 167 X.Q Tao, Q.N Lu, J.P Liu, T Li, L.N Yang, Rapid degradation of Phenanthrene by using Sphingomonas sp GY2B immobilized in calcium alginate gel beads, Int J Environ Res Public Health, 2009, (9), 2470-2480 168 R Huang, W Tian, Q Liu, H Yu, X Jin, Y Zhao, Y Zhou, G Feng, Enhanced biodegradation of pyrene and indeno (1,2,3-cd) pyrene using bacteria immobilized in cinder beads in estuarine wetlands, Mar Pollut Bull., 2016, 102 (1), 128-133 169 H Zhang, J Tang, L Wang, J Liu, R.G Gurav, K Sun, A novel bioremediation strategy for petroleum hydrocarbon pollutants using salt tolerant Corynebacterium variabile HRJ4 and biochar, J Environ Sci., 2016, 47, 7-13 170 Lê Thị Nhi Công, Cung Thị Ngọc Mai, Đỗ Văn Tuân, Đồng Văn Quyền, Khả phân hủy hydrocarbon thơm màng sinh học từ vi sinh vật gắn giá thể 115 cellulose hệ thử nghiệm dung tích 50 lít, Tạp chí Cơng nghệ Sinh học, 2016, 14 (4), 796-775 171 M Lin, Y Liu, W Chen, H Wang, X Hu, Use of bacteria-immobilized cotton fiber to absorb and degrade crude oil, Int Biodeterior Biodegrad., 2014, 88, 8-12 172 W.F.M Röling, I.M Head, S.R Later, The microbiology of hydrocarbon degradation in subsurface petroleum reservoirs: perspectives and prospects, Res Microbiol., 2003, 154 (5), 321-328 173 A.R Gentili, M.A Cubitto, M Ferrero, M.S Rodriguéz, Bioremediation of crude oil polluted seawater by a hydrocarbon-degrading bacterial strain immobilized on chitin and chitosan flakes, Int Biodeterior Biodegrad., 2006, 57 (4), 222-228 174 W Nopcharoenkul, P Netsakulnee, O Pinyakong, Diesel oil removal by immobilized Pseudoxanthomonas sp RN402, Biodegradation, 2013, 24,387–397 175 M Hazaimeh, S.A Mutalib, P.S Abdullah, W.K Kee, S Surif, Enhanced crude oil hydrocarbon degradation by self-immobilized bacterial consortium culture on sawdust and oil palm empty fruit bunch, Ann Microbiol., 2014, 64 (4), 1769-1777 176 E.A Podorozhko, V.I Lozinsky, I.B Ivshina, M.S Kuyukina, A.B Krivorutchko, J.C Philp, et al., Hydrophobised sawdust as a carrier for immobilisation of the hydrocarbon-oxidizing bacterium Rhodococcus ruber, Bioresour Technol., 2008, 99 (6), 2001-2008 177 S.J Varjani, D.P Rana, A.K Jain, S Bateja, V.N Upasani, Synergistic ex-situ biodegradation of crude oil by halotolerant bacterial consortium of indigenous strains isolated from on shore sitesof Gujarat, India, Int Biodeterior Biodegrad., 2015, 103, 116-124 178 A.S Roy, R Baruah, M Borah, A.K Singh, H.P.D Boruah, N Saikia, M Deka, N Dutta, T.C Bora, Bioremediation potential of native hydrocarbon degrading bacterial strains in crude oil contaminated soil under microcosm study, Biodeterior Biodegrad., 2014, 94, 79-89 Int 116 PHỤ LỤC Phụ lục Khả tạo màng sinh học chủng dựa bắt giữ tím tinh thể màng sinh học 117 Phụ lục 2: Sắc kí đồ hàm lượng toluene cịn lại mẫu dịch nuôi cấy sau 14 ngày 118 Phụ lục 3: Sắc kí đồ hàm lượng naphthalene cịn lại mẫu dịch ni cấy sau 14 ngày 119 Phụ lục 4: Sắc kí đồ hàm lượng pyrene lại mẫu dịch nuôi cấy sau 14 ngày 120 Phụ lục 5: Sự phân hủy hydrocarbon no (%) dầu thô sau 14 ngày nuôi cấy màng sinh học đơn chủng đa chủng VKTQH không giá thể DD4 DQ41 FO2 MSH đa chủng không giá thể nC10 84.68±1.11 84.79±1.19 85.15±1.27 86.95±1.13 0.33±0.002 nC11 84.68±1.26 84.79±1.13 85.15±1.72 86.95±1.58 0.26±0.008 nC12 84.68±2.37 84.79±2.69 85.15±1.91 86.95±1.48 0.23±0.004 nC13 84.67±1.23 84.65±1.54 85.14±1.63 85.98±1.26 0.55±0.003 nC14 84.64±1.18 83.71±1.23 85.12±1.51 83.55±1.53 5.73±0.32 nC15 84.08±1.55 81.74±1.42 84.45±1.17 79.82±1.26 5.84±0.53 nC16 82.60±1.99 81.07±1.83 83.03±1.11 77.87±1.29 4.05±0.15 nC17 80.89±1.76 80.29±1.64 81.32±1.55 76.08±1.48 4.21±0.18 nC18 80.29±1.11 80.30±1.25 80.66±1.68 75.55±1.24 3.08±0.17 nC19 79.58±1.91 79.87±1.31 79.91±1.19 75.59±1.81 2.08±0.05 nC20 79.26±1.35 79.68±1.28 79.61±1.73 75.98±1.14 2.86±0.06 nC21 78.88±1.12 79.45±1.67 79.30±1.88 77.37±1.13 2.07±0.09 nC22 78.64±1.29 79.26±1.32 79.09±1.11 78.95±1.13 2.18±0.09 nC23 78.09±1.12 78.73±1.87 78.53±1.65 80.72±1.13 2.12±0.07 nC24 78.04±1.28 78.70±1.91 78.51±1.76 82.76±1.26 2.17±0.03 nC25 76.99±1.71 77.74±1.93 77.49±1.11 83.98±1.26 1.42±0.01 nC26 77.15±1.16 77.90±1.29 77.80±1.98 85.37±1.84 0.97±0.002 nC27 76.93±1.93 77.64±1.76 77.57±1.51 86.03±1.39 0.99±0.003 nC28 78.20±1.32 78.82±1.24 78.86±1.89 86.49±1.38 2.06±0.02 nC29 78.52±1.56 79.08±1.98 79.11±1.11 86.66±1.58 2.02±0.06 nC30 79.82±1.24 80.25±1.28 80.34±2.03 86.78±1.84 1.08±0.02 nC31 80.62±1.98 80.95±1.57 81.15±1.82 86.82±1.38 0.63±0.009 nC32 81.49±1.35 81.73±1.28 81.99±1.11 86.84±1.89 1.01±0.007 nC33 82.48±1.88 82.70±1.28 83.05±1.32 86.90±1.69 1.05±0.001 nC34 83.36±1.11 83.45±1.2 83.76±1.5 86.92±1.26 0.51±0.001 nC35 83.70±1.56 83.81±1.35 84.13±1.57 86.90±1.82 1.15±0.001 K 121 DD4 DQ41 FO2 MSH đa chủng không giá thể nC36 84.11±1.11 84.21±1.28 84.52±1.87 86.91±1.38 2.03±0.001 nC37 84.26±1.35 84.36±1.24 84.66±1.32 86.93±1.84 0.23±0.002 nC38 84.38±1.11 84.46±1.33 84.79±1.81 86.94±1.69 0.87±0.002 nC39 84.68±1.81 84.79±1.11 85.15±1.35 86.95±1.04 nC40 84.68±1.32 84.79±1.29 85.15±1.54 86.95±1.26 nC41 84.68±1.91 84.79±1.76 85.15±1.77 86.95±1.32 nC42 84.68±2.39 84.79±2.11 85.15±1.24 86.95±1.13 nC43 84.68±1.95 84.79±1.89 85.15±1.71 86.95±1.93 nC44 84.68±1.16 84.79±1.92 85.15±1.83 86.95±1.13 nC45 84.68±1.26 84.79±2.35 85.15±1.59 86.95±1.94 Pris 84.67±2.03 84.78±2.31 85.14±1.95 86.94±1.56 0.02±0.001 Pr/Phy 84.67±1.11 84.77±1.27 85.14±1.96 86.92±1.13 0.05±0.002 Pr/nC17 84.68±1.73 84.79±1.48 85.15±1.74 86.95±1.13 0.01±0.001 Phy/nC18 84.68±1.62 84.79±1.86 85.15±1.97 86.95±1.13 0.00 CPI-1 (C20-C28) 84.67±1.11 84.78±2.39 85.14±1.36 86.92±1.13 0.03±0.001 CPI-2 (C22-C30) 84.67±1.35 84.78±1.63 85.14±1.11 86.91±1.69 0.03±0.001 CPI-3 (C24-C32) 84.67±2.28 84.78±2.11 85.14±1.93 86.92±1.38 0.03±0.002 Phy 84.68±1.11 84.78±1.32 85.14±1.86 86.94±1.13 0.01±0.001 K 122 Phụ lục 6: Sự phân hủy hydrocarbon no (%) dầu thô sau 14 ngày nuôi cấy màng sinh học đa chủng VKTQH giá thể MSH đa chủng sỏi nhẹ Sỏi nhẹ MSH đa chủng xơ dừa Xơ dừa MSH đa chủng mút xốp Mút xốp nC10 89.71±1.86 1.03±0.02 92.38±1.92 7.99±0.03 98.95±1.86 1.03±0.01 nC11 89.71±1.84 0.69±0.06 92.38±1.39 8.97±1.65 99.05±1.76 0.69±0.003 nC12 89.71±1.73 0.58±0.009 92.38±2.31 8.57±2.59 98.51±2.81 0.58±0.003 nC13 89.35±1.11 0.55±0.004 92.19±1.98 8.91±0.32 98.05±2.34 0.55±0.001 nC14 87.57±1.13 5.73±0.21 90.99±2.33 7.99±0.7 96.95±1.91 5.73±0.13 nC15 84.32±1.15 16.84±0.87 88.79±1.13 7.75±0.23 96.51±1.39 6.84±0.78 nC16 81.76±1.44 20.55±0.98 88.18±1.13 7.15±0.34 95.95±1.26 6.55±0.12 nC17 79.29±1.68 24.21±1.01 87.50±1.13 6.95±0.09 85.56±1.89 4.21±0.11 nC18 78.02±1.94 23.28±0.75 87.6±1.26 6.92±0.07 85.50±1.13 3.28±0.13 nC19 77.48±1.26 24.86±0.19 87.33±1.28 6.65±0.23 84.95±1.13 4.86±0.24 nC20 77.25±1.21 24.86±0.28 87.22±1.27 6.05±0.43 84.19±1.13 4.83±0.18 nC21 79.16±1.32 25.75±0.61 86.62±1.82 6.25±0.22 84.15±1.98 5.75±0.33 nC22 80.70±1.38 25.88±0.98 86.86±1.38 5.78±0.23 84.19±1.38 5.88±0.19 nC23 82.89±1.59 27.92±0.18 86.39±1.63 5.42±0.26 84.95±1.78 2.92±0.02 nC24 85.40±1.53 27.61±0.52 86.43±1.45 18.95±0.23 84.15±1.54 2.61±0.09 nC25 86.81±1.13 31.24±0.97 85.59±1.81 18.95±0.55 79.91±1.59 3.24±0.03 nC26 88.14±1.13 30.27±0.78 85.75±1.48 18.95±0.12 78.65±1.75 3.27±0.08 nC27 88.93±1.13 30.96±0.27 85.57±1.13 18.95±0.18 80.75±1.38 3.96±0.06 nC28 89.27±1.38 25.68±0.56 86.70±1.13 18.95±0.11 74.55±1.87 2.68±0.01 nC29 89.44±1.26 25.29±0.67 86.93±1.13 18.95±0.24 77.55±1.23 2.29±0.04 nC30 89.54±1.91 19.84±0.23 88.08±1.26 18.95±0.63 74.95±1.82 1.84±0.09 nC31 89.57±1.48 17.33±0.18 88.72±1.84 18.95±0.58 74.18±1.19 1.33±0.03 nC32 89.58±1.38 14.04±0.25 89.46±1.38 18.95±0.42 74.05±1.84 1.04±0.008 nC33 89.65±1.13 9.65±0.11 90.46±1.93 18.95±0.31 73.95±1.5 2.65±0.003 nC34 89.68±1.13 6.50±0.19 91.11±1.87 18.95±0.28 73.87±1.84 2.50±0.002 nC35 89.64±1.13 4.55±0.02 91.50±2.32 18.95±0.11 4.55±0.003 73.91±1.3 123 MSH đa chủng sỏi nhẹ Sỏi nhẹ MSH đa chủng xơ dừa nC36 89.66±2.32 2.88±0.003 91.75±1.26 18.95±0.27 73.25±1.26 2.88±0.002 nC37 89.68±1.89 2.23±0.07 92.00±2.32 18.95±0.18 73.09±1.3 2.26±0.001 nC38 89.67±2.18 1.87±0.04 92.08±2.32 18.95±0.29 73.05±1.13 1.57±0.003 nC39 89.71±2.32 92.38±1.84 18.95±0.31 73.02±1.13 nC40 89.71±1.04 92.38±1.69 18.95±0.26 72.95±1.13 nC41 89.71±2.32 92.38±2.28 18.95±0.63 72.89±1.04 nC42 89.71±1.69 92.38±1.93 18.95±0.57 72.25±1.78 nC43 89.71±2.08 92.38±2.38 45.42±1.01 nC44 89.71±1.04 92.38±1.76 43.21±0.98 nC45 89.71±1.69 92.38±1.97 40.67±0.87 Pris 89.70±1.38 0.02±0.001 92.37±2.37 37.92±1.01 0.02±0.001 Pr/Phy 89.68±1.04 0.05±0.001 92.37±1.38 36.01±0.82 0.05±0.002 Pr/nC17 89.71±1.69 0.01±0.001 92.38±1.69 35.32±0.96 0.01±0.001 Phy/nC18 89.71±1.38 0.00 92.38±1.68 34.48±0.78 0.00 CPI-1 89.68±2.32 (C20-C28) 0.03±0.001 92.37±2.19 32.38±0.81 0.03±0.001 CPI-2 89.67±1.04 (C22-C30) 0.03±0.001 92.37±2.02 32.35±0.45 0.03±0.002 CPI-3 89.68±1.69 (C24-C32) 0.03±0.001 92.37±2.02 32.21±0.59 0.03±0.001 0.01±0.001 92.38±1.98 37.03±0.67 0.01±0.001 Phy 89.70±1.38 Xơ dừa MSH đa chủng mút xốp Mút xốp