Nghiên cứu đa dạng quần xã vi khuẩn kỵ khí trong các lô xử lý chất diệt cỏ/dioxin bằng phương pháp phân hủy sinh học

Nghiên cứu đa dạng quần xã vi khuẩn kỵ khí trong các lô xử lý chất diệt cỏ/dioxin bằng phương pháp phân hủy sinh học

1 MỞ ĐẦU Chất diệt cỏ chứa dioxin (chất diệt cỏ/dioxin) số chất hữu chứa clo độc hại không với môi trường, người mà cịn khó bị phân hủy vi sinh vật (VSV) Xử lý ô nhiễm chất hữu chứa clo nói chung chất diệt cỏ/dioxin nói riêng biện pháp phân hủy sinh học (bioremediation) nghiên cứu chi phí thấp thân thiện mơi trường Các nghiên cứu q trình phân hủy sinh học hợp chất hữu chứa clo chứng minh có đường phân hủy, chuyển hóa VSV Trong số có đường xảy với có mặt oxy bao gồm oxy hóa cắt vịng thơm, loại clo sản phẩm cắt vòng phân hủy nhờ chế xúc tác enzyme ngoại bào hay chất tương tự trao đổi chất hoạt động enzyme Quá trình thứ tư loại khử clo xảy điều kiện khơng có oxy hay thiếu oxy gọi chung hô hấp loại khử clo Công nghệ phân hủy sinh học áp dụng thành công với quy mô 0,5 m3 đến 100 m3 Đà Nẵng quy mơ 3.384 m3 Biên Hịa Hiệu xử lý Đà Nẵng đạt 50 – 70% sau gần năm xử lý (Đặng Thị Cẩm Hà, 2005) Biên Hòa đạt 99% sau 27 tháng xử lý (Đặng Thị Cẩm Hà, 2012) Để đạt hiệu xử lý nêu có nhiều yếu tố liên quan có vai trị VSV, điều kiện mini sinh thái lô xử lý, nhóm VSV tham gia vào q trình chuyển hóa, phân hủy khống hóa hợp chất thành phần chất diệt cỏ/dioxin Đặc biệt, đa dạng mức độ hoạt động quần xã vi khuẩn kỵ khí (VK KK) hô hấp loại khử clo tham gia vào q trình chuyển hóa, phân hủy sinh học chất độc câu hỏi cần giải đáp nghiên cứu với hỗ trợ kỹ thuật hành Hiện nay, nghiên cứu VK hô hấp loại khử clo giới cơng bố có 20 chi thuộc ngành Proteobacteria, Chloroflexi Firmicute Trong lô xử lý Đà Nẵng, có mặt VK Dehalococcoides thuộc ngành Chloroflexi xác định phương pháp DGGE (Nguyễn Bá Hữu, 2009) Một số VK KSF thuộc ngành Proteobacteria phát khu vực Đặc biệt, nhóm VK hô hấp loại khử clo theo chế đồng trao đổi chất mà đại diện Pseudomonas phát hầu hết nghiên cứu Việt Nam (Nguyễn Bá Hữu, 2009) Chúng khơng có mặt mẫu ngun thủy mà cịn ln tìm thấy hầu hết mẫu trình xử lý quy mô khác điều kiện thiếu khí Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu sâu nhóm VK KK có khả hơ hấp loại khử clo cách có hệ thống Đặc biệt, việc làm giàu VK KK hô hấp loại khử clo bắt buộc bắt đầu nghiên cứu chưa thành công Để tìm hiểu có mặt vai trị nhóm VK KK hơ hấp loại khử clo lô xử lý đất ô nhiễm chất diệt cỏ/dioxin Đà Nẵng Biên Hịa, chúng tơi thực đề tài: “Nghiên cứu đa dạng quần xã vi khuẩn kỵ khí lơ xử lý chất diệt cỏ/dioxin phương pháp phân hủy sinh học” Luận án thực với mục đích nội dung sau đây: Mục đích nghiên cứu  Đánh giá đa dạng VK KK lô xử lý chất diệt cỏ/dioxin mẫu làm giàu VK KK hô hấp loại khử clo phương pháp sinh học phân tử  Đánh giá đa dạng gene chức tham gia vào q trình phân hủy chuyển hóa hợp chất chứa clo vòng thơm mẫu làm giàu quần xã VK KK hô hấp loại khử clo từ mẫu đất lơ xử lý Biên Hịa  Đánh giá khả phân hủy chất diệt cỏ/dioxin mẫu làm giàu quần xã VK KK hô hấp loại khử clo Nội dung nghiên cứu  Xác định có mặt số nhóm VK KK hô hấp loại khử clo lô xử lý phương pháp nested-PCR  Nghiên cứu đa dạng VK KSF Dehalococcoides từ lô xử lý đất nhiễm chất diệt cỏ/dioxin sân bay Đà Nẵng Biên Hòa phương pháp DGGE  Đánh giá biến động số lượng VK KK sử dụng dioxin VK KSF lô xử lý 3.384 m3 Biên Hòa  Nghiên cứu số đặc điểm sinh học quần xã VK KSF chủng đại diện làm giàu, phân lập từ lô xử lý chất diệt cỏ/dioxin Việt Nam  Đánh giá khả phân hủy hay chuyển hóa đồng phân PCDD/Fs hợp chất vòng thơm từ mẫu làm giàu quần xã VK KK hô hấp loại khử clo VK KSF  Sử dụng công cụ Metagenomics để nghiên cứu đa dạng quần xã VK KK gene chức tham gia vào q trình phân hủy chuyển hóa chất diệt cỏ/dioxin có mặt mẫu làm giàu từ đất 16 vị trí lơ xử lý khử độc Biên Hòa sau 36 tháng Phƣơng pháp nghiên cứu Phương pháp sinh học phân tử: nested-PCR, DGGE, Metagenomics sử dụng để đánh giá đa dạng VK KK hô hấp loại khử clo lô xử lý đất ô nhiễm chất diệt cỏ/dioxin mẫu làm giàu Phương pháp nuôi cấy truyền thống: nuôi cấy, làm giàu VK KK phịng thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng số yếu tố môi trường đến khả sinh trưởng VK Phương pháp hóa học: phân tích thành phần hóa học máy HPLC GC/MS để đánh giá khả phân hủy hay chuyển hóa chất thành phần chất diệt cỏ đồng phân dioxin, 2,4,5-T sản phẩm phân hủy sinh học chúng 2,4-DCP VK KK mẫu làm giàu từ đất lô xử lý Đà Nẵng, Biên Hịa NHỮNG ĐĨNG GĨP MỚI CỦA LUẬN ÁN Đây cơng trình Việt Nam làm giàu quần xã VK KK hô hấp loại khử clo từ đất chơn lấp tích cực liên quan đến xử lý chất diệt cỏ/dioxin Các VK KK có mặt mẫu làm giàu bao gồm ba nhóm loại khử clo hô hấp loại khử clo bắt buộc (Dehalococcoides, Dehalogenimonas); hô hấp loại khử clo không bắt buộc (Desulfitobacterium, Desulfovibrio, Desulfococcus, Anaeromyxobacter v.v.); hô hấp loại khử clo đồng trao đổi chất (Pseudomonas, Clostridium, Shewanella v.v.) Pseudomonas chiếm ưu Đã đánh giá khả phân hủy chuyển hóa 55,7% tổng độ độc đất ô nhiễm nặng (41.265 ng TEQ/kg đất khô) quần xã VK KK Đánh giá hiệu suất phân hủy chất thành phần chất diệt cỏ/dioxin (17 đồng phân PCDD/PCDF, 2,4,5-T) sản phẩm phân hủy sinh học 2,4,5-T, 2,4-D 2,4,5-TCP, 2,4-DCP quần xã VK KK khả phân hủy 2,4,5TCP, 2,4-DCP chủng VK KSF làm Lần Việt Nam sử dụng công cụ Metagenomics để đánh giá đa dạng quần xã VK KK gene chức tham gia phân hủy, chuyển hóa chất diệt cỏ/dioxin mẫu làm giàu năm từ đất sau 36 tháng xử lý Biên Hịa đất nhiễm mục (2) TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Đặc điểm hợp chất hữu chứa clo 1.1.1 Một số đặc điểm chung hợp chất hữu chứa clo Các hợp chất hữu chứa clo sử dụng rộng rãi công nghiệp trình sản xuất thuốc trừ sâu, trừ nấm, chất diệt cỏ, trình tẩy rửa, luyện kim loại, sản xuất bột giấy, dùng làm dung môi v.v., nông nghiệp chiến tranh xâm lược Các hợp chất hữu chứa clo sinh đốt cháy khơng hồn tồn (đốt cháy chất thải rắn), hoạt động tự nhiên (cháy rừng, hoạt động kiến tạo vỏ trái đất động đất, núi lửa) (Schecter, 2006) Thời gian bán hủy chất hữu chứa clo môi trường thường kéo dài hàng tuần đến hàng năm, chí hàng chục năm chất diệt cỏ chứa dioxin sân bay Đà Nẵng Biên Hòa Đặc biệt, dioxin số hợp chất hữu đa vòng thơm chứa clo tồn hàng trăm năm hay lâu môi trường không bị phân hủy tác dụng axit mạnh, kiềm mạnh, chất có tính oxy hóa Căn vào đặc điểm cấu tạo hợp chất hữu chứa clo, nhà khoa học phân loại chúng thành nhóm chất hữu chứa clo mạch thẳng, vịng thơm đa vịng thơm (Hình 1.1) (Tas, 2009) (i) Các chất hữu mạch thẳng chứa clo thường sử dụng làm dung môi hữu tetrachloroethene (PCE), trichloroethene (TCE), chloroform chúng thải môi trường nhiều (Hiraishi, 2003; Cheng, 2009) (ii) Các chất hữu vòng thơm chứa clo hexachlorobenzene, chlorobenzene, chlorophenol (CP) v.v Nhóm chất sử dụng làm chất bảo quản gỗ, sản xuất thuốc nhuộm, chất diệt cỏ, diệt nấm (Tas, 2009) (iii) Các chất hữu đa vòng thơm chứa clo bao gồm hợp chất có cấu trúc 2-3 vòng thơm chứa từ đến nguyên tử clo phân tử Đây chất có độ độc cao tùy thuộc vào số lượng vị trí nguyên tử clo phân tử Các chất gọi chung dioxin Căn vào số ngun tử clo vị trí khơng gian nguyên tử này, dioxin có 75 đồng phân polychlorodibenzo-p-dioxin (PCDD) 135 đồng phân polychlorodibenzofuran (PCDF) với độc tính khác Thành phần chất diệt cỏ mà quân đội Mỹ sử dụng chiến tranh Việt Nam chứa chủ yếu hợp chất 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), 2,4,5trichlorophenoxyacetic acid (2,4,5-T) (Hình 1.1) nhiều hợp chất vòng thơm khác cis-1,3dichloropropene Tetrachloroethene (PCE) 2,4,5-T 2,4-D PCDD Trichloroethene (TCE) 2,4-dichlorophenol (2,4-DCP) -hexachlorocyclohexane (HCH) 1,2,4,5tetrachlorobenzen PCDF 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-pdioxin (2,3,7,8-TCDD) Hình 1.1 Một số hợp chất hữu chứa clo điển hình 2,4-D, 2,4,5-T thuộc họ chất diệt cỏ phenoxy có tác dụng làm rụng lá, tồn dạng axit, muối (chủ yếu amin), ester Ở nồng độ thấp, 2,4-D kích thích q trình tổng hợp RNA, DNA protein, nồng độ cao, 2,4-D ức chế phân chia sinh trưởng tế bào thực vật 2,4,5-T tổng hợp từ 2,4,5trichlorophenol (2,4,5-TCP) 2,4,5-T sử dụng làm tác nhân gây rụng nông nghiệp lâm nghiệp 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (2,3,7,8-TCDD) sản phẩm phụ trình sản xuất chất diệt cỏ 2,4,5-T Đây chất có độ độc cao với tổng độ độc tương đương (Schecter, 2006) Dioxin cịn bao gồm nhóm polychlorinated biphenyl (PCB) chất tương tự dioxin, bao gồm 419 đồng phân có 29 chất đặc biệt nguy hiểm (Schecter, 2006; Đặng Thị Cẩm Hà, 2005) PCB sản xuất nhiều năm 1930-1970 phía Bắc Bán cầu sử dụng máy biến áp, chất lỏng thủy lực, chất dẻo số ngành cơng nghiệp khác (Angelo, 2010) Nhìn chung, hợp chất hữu chứa clo thường kỵ nước (do hệ số octan – nước cao) nên chúng bị lắng đọng bùn trầm tích Đây hợp chất độc, tồn lâu dài mơi trường, tích lũy chuỗi thức ăn gây bệnh cho người động vật (Smidt, 2000; Schecter, 2006; Tas, 2009; Wagner, 2009) 1.1.2 Ảnh hưởng hợp chất hữu chứa clo tới người môi trường Các hợp chất hữu chứa clo chất có độ độc cao khơng người, động thực vật mà với VSV Hầu hết chất hữu chứa clo gây ung thư cho người Tuy nhiên, chất hữu mạch thẳng chứa clo thường độc thời gian bán hủy ngắn so với hợp chất vòng thơm chứa clo Các hợp chất PCDD, PCDF PCB chất hữu bền vững, độc hại khó phân hủy (POP) môi trường tự nhiên Hai đồng phân dioxin có độ độc cao 2,3,7,8-TCDD 1,2,3,7,8-pentachlorodibenzo-p-dioxin (PeCDD) với tổng độ độc tương đương Các chất có độ độc thấp hexachlorodibenzo-pdioxin (HxCDD), tetrachlorodibenzo-p-furan (TCDF), PCB Các chất có độ độc thấp octachlorodibenzo-p-dioxin (OCDD), octachlorodibenzo-p-furan (OCDF), trichlorobenzene (TrCB) với tổng độ độc tương đương 0,0001 Ở Việt Nam, độ tồn lưu chất thành phần chất diệt cỏ quân cũ Mỹ mức cao Trong đó, 2,3,7,8-TCDD chiếm tới 99% tổng độ độc hai sân bay Đà Nẵng Biên Hòa (Hatfield, 2011) EPA cơng nhận dioxin chất gây ung thư nhóm cho người Khơng có liều lượng an tồn ngưỡng dioxin mà không gây ung thư (Van den Berg, 2006) Ở hàm lượng cao, dioxin gây chết người Khi nồng độ thấp, dioxin gây đột biến di truyền qua nhiều hệ khác Dioxin liên quan đến số bệnh nguy hiểm khác bệnh rám da, bệnh đái tháo đường, bệnh ung thư trực tràng không Hodgkin, thiểu sinh dục cho nam nữ, sinh quái thai thiểu trí tuệ, đẻ trứng (ở nữ) v.v Theo WHO 2002, mức phơi nhiễm dioxin cho phép qua thức ăn người 1-10 pg đương lượng độc (TEQ/ngày) (Van den Berg, 2006) Theo Angelo đtg, PCB ảnh hưởng đến gan, đường ruột, máu, hệ nội tiết, miễn dịch, hệ thần kinh hệ sinh sản (Angelo, 2010) Theo Bộ Tài nguyên Môi trường (TN-MT), ngưỡng dioxin cho phép vùng đất trầm tích bị nhiễm nặng dioxin tương ứng 1.000 150 ng TEQ/kg đất Cao mức độ này, khu vực cần khoanh vùng, xử lý hạn chế hay ngừng hoàn toàn việc tiếp xúc người, động vật hoạt động canh tác nơng nghiệp, thủy sản (QCVN2012/BTNMT) Tóm lại, hợp chất hữu chứa clo mà đặc biệt hợp chất đa vịng thơm gây bệnh da, nội tiết, thần kinh, tim mạch, tiêu hóa cho người Chúng di truyền cho nhiều hệ sau qua sinh sản, chí gây tử vong nguyên nhân gây số bệnh ung thư Trong môi trường, chúng tồn bền vững qua nhiều năm, gây nhiễm đất, nước ngầm, trầm tích, tích lũy qua mắt xích chuỗi thức ăn vào động thực vật khác cuối vào người 1.2 Tình hình nhiễm hợp chất hữu chứa clo 1.2.1 Tình hình nhiễm hợp chất hữu chứa clo giới Trên giới có nhiều biện pháp để kiểm sốt tốc độ thải mơi trường chất hữu chứa clo chất độc thải môi trường nhiều, gây ô nhiễm đất bùn trầm trọng (Fennell, 2004) Tính đến năm 2003, mơi trường có khoảng 3.500 chất hữu chứa clo có nguồn gốc tự nhiên từ hoạt động sống người (Smidt, 2004) Theo EPA, tính riêng năm 2001 có 150 kg dioxin hợp chất tương tự dioxin, 1,13 triệu kg PCB 16.000 kg hexachlorobenzene (HCB) giải phóng vào môi trường hoạt động công nghiệp (EPA, 2006) Tổng số PCB thải vào mơi trường tồn giới tính đến năm 2003 900-1800 triệu kg (Fennell, 2004) Theo Wagner đtg (Wagner, 2009), tổng số PCDD/Fs khí tồn giới hàng năm vào khoảng 13.000 kg/yard Lượng chất PCB PCDD gây ô nhiễm thủy vực Mỹ khoảng 1,2 tỷ m3 (Fennell, 2004) Theo Tas đtg (Tas, 2009), hợp chất hữu chứa clo chất gây ô nhiễm môi trường với phạm vi rộng Từ năm 1980, hàng nghìn HCB sử dụng làm chất diệt cỏ, diệt nấm, chất bảo quản gỗ sản xuất thuốc nhuộm Do HCB có độ độc cao nên bị cấm sử dụng toàn giới Tuy nhiên, HCB bị thải vào mơi trường hàng năm q trình hóa học xảy khơng kiểm sốt q trình đốt cháy khơng hồn tồn HCB gây nhiễm sơng, hồ, biển gần khu vực có cơng nghiệp phát triển Nồng độ HCB đất cao Châu Âu (Tas, 2009) Hàng năm, có khoảng 3,9.105 PCB bị thải mơi trường tồn giới (Angelo, 2010) Ở nhiều khu vực biển hệ thủy vực nước thuộc Bắc Mỹ, Châu Âu Nhật Bản chứa PCDD với nồng độ từ 36 đến 8.560 g/kg (Ewald, 2007) Tại vịnh Thurston vịnh Napoleon phát 15 đồng phân PCDD/Fs 11 chất PCB giống dioxin với tổng độ độc cao từ 44 đến 136 pg TEQ/g đất khơ (Ssebugere, 2013) Ngồi ra, nhà máy sản xuất sử dụng PCE, TCE bị ô nhiễm chất phạm vi nồng độ lớn Hai hợp chất 2,4-D 2,4,5-T thành phần chất diệt cỏ sử dụng nhiều nước giới, đặc biệt sử dụng chiến tranh Việt Nam, gây nhiễm đất trầm tích trầm trọng Ở năm 40 - 50 kỷ trước, cơng nghệ sản xuất chất diệt cỏ cịn lạc hậu nên sản phẩm phụ trình sản xuất dioxin có hàm lượng cao Ngày nay, cơng nghệ khoa học đại làm giảm nhiều tạp chất trình sản xuất Tuy hai chất diệt cỏ nhiều hợp chất hữu chứa clo thành phần thuốc bảo vệ thực vật bị cấm sử dụng nhiều nước có Việt Nam số nước cịn sử dụng nơng nghiệp (Bộ TN-MT, 2006, Nguyen, 2007) 1.2.2 Tình hình nhiễm hợp chất hữu chứa clo Việt Nam 1.2.2.1 Ô nhiễm hợp chất hữu nói chung Ở Việt Nam, nhà máy sản xuất thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật (Nhà máy Hóa chất Lâm Thao), sản xuất giấy (Nhà máy Giấy Bãi Bằng) bị ô nhiễm trầm trọng chất hữu chứa clo Theo số liệu công bố (Bộ TN-MT, 10 2006), Việt Nam cịn khối lượng dầu có chứa PCB lên tới 19.000 tấn, chủ yếu từ máy biến điện kiểu cũ Tổng lượng chất thải nguy hại ước tính năm 2003 160.000 năm, 130.000 từ chất thải cơng nghiệp, 21.000 từ chất thải y tế bệnh viện, trạm xá, viện điều dưỡng 8.600 từ sản xuất nông nghiệp Việt Nam sử dụng khoảng 300 loại thuốc trừ sâu, 200 loại thuốc trừ bệnh, gần 150 loại thuốc trừ cỏ, loại thuốc diệt chuột 23 loại thuốc kích thích sinh trưởng trồng Các hố chất bảo vệ thực vật nhiều số lượng chủng loại, có số loại thuộc danh mục cấm sử dụng, hạn chế sử dụng hết hạn sử dụng Các chất hữu nhiễm khó phân huỷ sử dụng nông nghiệp chủ yếu DDT HCB địa phương chờ xử lý, cịn cơng nghiệp phần lớn PCB Các hợp chất có tính bền vững nguy hại môi trường người nên bị cấm sử dụng (Bộ TN-MT, 2006) Trong năm 1961-1971, quân đội Mỹ rải xuống miền Trung miền Nam Việt Nam hàng trăm triệu lít chất diệt cỏ có chứa dioxin Mặc dù chất diệt cỏ tồn chứa phân phối cho vụ phun rải trải qua 40 năm hàm lượng chúng ba sân bay quân cũ Biên Hòa, Đà Nẵng Phù Cát mức cao cao Mức độ ô nhiễm chất diệt cỏ/dioxin trình bày chi tiết 1.2.2.2 Ô nhiễm chất diệt cỏ chứa dioxin sân bay Biên Hòa Sân bay Biên Hòa chia làm khu vực có mức độ nhiễm khác * Khu vực Nam sân bay: nhiều vị trí có nồng độ dioxin lớn 1.000 ppt TCDD chiếm từ 75% đến 99% tổng độ độc (Hatfield, 2011) * Khu vực phía Tây Nam đường băng: hồ, ao rãnh nước có nồng độ dioxin mẫu trầm tích lớn giá trị cho phép Việt Nam quốc tế (1000 ppt đất phi nông nghiệp) cao 5.970 ppt Vị trí nhiễm cao có nồng độ dioxin 22.300 ppt TCDD chiếm 90% tổng độ độc (Hatfield, 2011) * Khu vực Z1: Kết phân tích cho thấy nồng độ TCDD tăng dần theo độ sâu: độ sâu 0-30 cm nồng độ TCDD 36.800 ppt, độ sâu 30 – 60 cm nồng độ 138 dichlorophenoxyacetic acid and 2,4,5-trichlorophenoxy acetic acid by pure and mixed bacterial cultures Appl Environ Microbiol 56, 1357-1362 68 Hendrickson ER, Payne JA, Young RM, Starr MG, Perry MP, Fahnesstock S, Ellis DE, Ebersole RC (2002) Molecular analysis of Dehalococcoides 16S ribosomal DNA from chloroethene contaminetad sites throughout North America and Europe Appl Environ Microbiol, 68, 485-495 69 Hidayat A, Tachibana S (2013) Degradation of 2,4,8-trichlorodibenzofuran by a new isolate of Cerrena sp F0607 Inter Biodeter Biodegra 77, 51-55 70 Hiraishi A (2003) Biodiversity of dioxin-degrading microorganisms and potential utilization in bioremediation Microbes Environ 18(3), 105 – 125 71 Hiraishi A (2008) Biodiversity of dehalorespiring bacteria with special emphasis on polychlorinated biphenyl/dioxin dechlorinators Microbes Environ 23 (1), – 12 72 Hiraishi A, Kaiya S, Miyakoda H, Futamata H (2005) Biotransformation of polychlorinated dioxins and microbial community dynamics in sediment microcosms at different contamination levels Microbes Environ 20, 227-242 73 Hiraishi A, Miyakoda H, Lim BR., Hu HY, Fujie K, Suzuki J (2001), Toward the bioremediation of dioxin-polluted soil: structural and functional analyses of in situ microbial populations by quinone profiling and culture-dependent methods Appl Microbiol Biotech, 57, 248–256 74 Hong HB, Hwang SH, Chang YS (2000) Biosorption of 1,2,3,4tetrachlorodibenzop-dioxin and polychlorinated dibenzofurans by Bacillus pumilus, Water Research, 34, 349–353 75 Hong HB, Nam IH, Murugesan K , Kim YM, Chang YS (2004) Biodegradation of dibenzo-p-dioxin, dibenzofuran, and chlorodibenzo-p-dioxins by Pseudomonasveronii PH-03, Biodegradation, 15, 303–313 76 Huang H, Patskovsky Y, Toro R, Farelli JD, Pandya C, Almo SC, Allen KN, Dunaway-Mariano D (2011) Divergence of structure and function in the haloacid dehalogenase enzyme superfamily: Bacteroides thetaiotaomicron BT2127 is an inorganic pyrophosphatase Biochem 50(41):8937-8949 139 77 Hug LA, Beiko RG, Rowe AR, Richardson RE, Edwards EA (2012) Conparative Metagenomics of three Dehalococcoides – containing enrichment cultures: the role of the non-dechlorinating community BMC Genomics 13, 327-345 78 Itoh K, Tashiro Y, Uobe K, Kamagata Y, Suyama K, Yamamoto H (2004) Root nodule Bradyrhizobium spp harbor tfdA  and cadA, homologous with genes encoding 2,4-dichlorophenoxyacetic acid-degrading proteins, Appl Environ Microbiol, 70, 2110-2118 79 Johnson T (2008) Bioremediation and detoxification of polychlorinated dioxin contaminated environments, MMG 445 Bas Biotech J, 4, 19-25 80 Karns JS, Duttagupta S, Chakrabarty AM (1983) Regulation of 2,4,5-trichloro phenoxyacetic acid and chlorophenol metabolism in Pseudomonas cepacia AC1100 Appl Environ Microbiol 46(5): 1182–1186 81 Kaschabek SR Kuhn B, Muăller D, Schmidt E, Reineke W (2002) Degradation of aromatics and chloroaromatics by Pseudomonas sp strain B13: purification and characterization of 3-Oxoadipate:Succinyl-Coenzyme A (CoA) Transferase and 3Oxoadipyl-CoA Thiolase J Bacteriol 184(1), 207-215 82 Kim J, Yeom J, Jeon CO, Park W (2009) Intracellular 2-keto-3-deoxy-6phosphogluconate is the signal for carbon catabolite repression of phenylacetic acid metabolism in Pseudomonas putida KT2440 Microbiol 155, 2420-2428 83 Kimura N, Shinozhaki Y, Lee TH, Yonezawaj Y (2003) The microbial community in a 2,4-dichlorophenol digesting reactor as revealed by 16S rDNA gene analysis J Biosci Bioeng 76(1), 70-75 84 Kirk JL, Beaudette LA, Hart M, Moutoglis P, Klironomos JN, Lee H, Trevors JT (2004) Methods of studying soil microbial diversity, J Microbiol Method, 58, 169– 188 85 Kitagawa W, Takami S, Miyauchi K, Masai E, Kamagata Y, Tiedje JM, Fukuda M (2002) Novel 2,4-dichlorophenoxyacetic acid degradation genes from oligotrophic Bradyrhizobium sp strain HW13 isolated from a pristine environment J Bacteriol 184 (2), 509-518 86 Klecka GM, Gibson DT (1980) Metabolism of dibenzo-p-dioxin and chlorinated 140 dibenzo-p-dioxins by a Beijerinckia species Appl Environ Microbiol 39, 288-296 87 Krajmalnik-Brown R (2005) Genetic identification of reductive dehalogenase genes in Dehalococcoides The thesis PhD Georgia Institute of Technology 88 Kranzioch I, Stoll C, Holbach A, Chen H, Wang L, Zheng B, Norra S, Bi Y, Schramm KW, Tiehm A (2013) Dechlorination and organohalide-respiring bacteria dynamics in sediment samples of the Yangtze Three Gorges Reservoir Environ Sci Pollut Res Int 20(10), 7046-7056 89 Kube M, Beck A, Zinder SH, Kuhl H, Reinhardt R, Adrian L (2005) Genome sequence of the chlorinated compound-respiring bacterium Dehalococcoides species strain CBDB1 Nat Biotechnol, 23, 1269-1275 90 Kubota M, Kawahara K, Sekiya K, Uchida T, Hattori Y, Futamata H, Hiraishi A (2005) Nocardioides aromaticivorans sp nov., a dibenzofuran-degrading bacterium isolated from dioxin-polluted environments Syst Appl Microbiol 28, 165–174 91 Kurihara T, Esaki N, Soda K (2000) Bacterial 2-haloacid dehalogenases: structures and reaction mechanisms J Mol Catal B Enzym 10, 57–65 92 Lee LK, Ding C, He J (2013) Bacterial dehalorespiration with penta-/tetrabrominated diphenyl ether and polychlorinated biphenyls Inpress 93 Lee PKH, Johnson DR, Holmes VF, He J, Cohen LA (2006) Reductive dehalogenase gene expression as a biomarker for physiological activity of Dehalococcoides spp Appl Environ Microbiol 72 (9), 6161-6168 94 Löffler FE, Yan J, Ritalahti KM, Adrian L, Edwards EA, Konstantinidis KT, Müller JA, Fullerton H, Zinder SH, Spormann AM (2013) Dehalococcoides mccartyi gen nov., sp nov., obligate organohalide-respiring anaerobic bacteria, relevant to halogene cycling and bioremediation, belong to a novel bacterial class, Dehalococcoidetes classis nov., within the phylum Chloroflexi Int J Syst Evol Microbiol.63, 625-635 95 Mai P, Jacobsen OS, Aamand J (2001) Mineralization and co-metabolic phenoxyalkanoic acid herbicide by a pure bacterial culture isolated from an aquifer, Appl Microbiol Biotech, 56, 486-490 141 96 Maira MA, Escolano J, Montesinos E, Gaju N (2010) Diversity of the bacterial community in the surface soil of a pear orchard based on 16S rRNA gene analysis Int microbiol 13, 123-134 97 Mannisto MK, Salkinoja-Salonnen MS, Puhakka JA (2001) Insitu polychlorophenol bioremediation potential of the indigenous bacterial community of boreal ground water Water Res 35(10), 2496-2504 98 Maphosa F, de Vos WM, Smidt H (2010) Exploiting the ecogenomics toolbox for environmental diagnostics of organohalide-respiring bacteria Trend Biotech, 28 (6), 806-814 99 Maphosa F, Lieten SH, Dinkla I, Stams AJ, Smidt H, Fennell DE (2012) Ecogenomics of microbial communities in bioremediation of chlorinated contaminated sites Front Microbiol (351), 1-14 100 Marzorati M, Francesca de Ferra, Raemdonck HV, Borin S, Allifranchini E, Carpani G, Serbolisca L, Verstraete W, Boon N, Daffonchio D (2007) A novel reductive dehalogenase, identified in a contaminated groundwater enrichment culture and in Desulfitobacterium dichloroeliminans strain DCA1, is linked to dehalogenation of 1,2-dichloroethane Appl Environ Microbiol 73(9), 2990-2999 101 Meyer F, Paarmann D, D'Souza M, Olson R, Glass EM, Kubal M, Paczian T, Rodriguez A, Stevens R, Wilke A, Wilkening J, Edwards RA (2008) The Metagenomics RAST server – a public resource for the automatic phylogenetic and functional analysis of metagenomes BMC Bioinformatics 9, 386-393 102 Mikesell MD, Boyd SA (1985) Reductive dechlorination of the pesticides 2,4-D, 2,4,5-T and pentachlorophenol in anaerobic sludges J Environ Quali 14, 337-340 103 Mitsevich EV, Mitsevich IP, Perelygin VV, Do Ngoc Lan, Nguyen Thu Hoai (2000) Microorganisms as possible indicators of general soil pollution by dioxincontaining defoliants Appl Biochem Microbiol 36(6), 582-588 104 Moe WM, Yan J, Nobre MF, Dehalogenimonaslykanthroporepellens dehalogenating bacterium isolated Milton gen from SC, nov., sp chlorinated Rainey nov., FA a (2009) reductively solvent-contaminated groundwater Int J Syst Evol Microbiol 59, 2692–2697 105 Mohammadi M, Sylvestre M (2005) Resolving the profile of metabolites 142 generated during oxidation of dibenzofuran and chlorodibenzofurans by the biphenyl catabolic pathway enzymes Chemis Biol 12,thaotrung68 835–846 106 Muyzer G, Stams AJM (2008) The ecology and biotechnology of sulfate reducing bacteria Nature 6, 441-452 107 Nam IH, Hong HB, Kim YM, Kim BH, Murugesan K, Chang YS (2005) Biological removal of polychlorinated dibenzo-p-dioxins from incinerator fly ash by Sphingomonas wittichii RW1.Water Research 39, 4651–4660 108 Nam IH, Kim YM, Schmidt S, Chang YS (2006) Biotransformation of 1,2,3-tri- and 1,2,3,4,7,8-hexachlorodibenzo-p-dioxin by Sphingomonas wittichii strain RW1 Appl Environ Microbiol 72, 112–116 109 Nguyen LH, Itoh K, Suyama K (2007) Diversity of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) and 2,4,5-trichlorophenoxyacetic acid (2,4,5-T)-degrading bacteria in Vietnamese soils Microbiol Environ 22(3), 243-256 110 Ovreas L (2000) Population and community level ap proaches for analysing microbial diversity in natural environments Ecol Lett 3, 236–251 111 Phung Khac Huy Chu, Pham Ngoc Canh, Dinh Ngoc Tan, Pham Van Au (2012) Research on level distribution of toxic isomers 2,3,7,8-TCDD of agent orange/dioxin in Western – South area of Bien Hoa airbase, Dong Nai, Vietnam Organo Comp 74, 1336-1339 112 Picton P, Farenhorst A (2004) Factors influencing 2,4-D sorption and mineralization in soil J Environ Sci Heal Part B, 39(3), 367–379 113 Pieretti I, Royer M, Barbe V, Carrere S, Koebnik R, Cociancich S, Couloux A, Darrasse A, Gouzy J, Jacques MA, Lauber E, Manceau C, Mangenot S, Poussier S, Segurens B, Szurek B, Verdier V, Arlat M, Rott P (2009) The complete genome sequence of Xanthomonas albilineans provides new insights into the reductive genome evolution of the xylem-limited Xanthomonadaceae BMC Genomics 10, 616-618 114 Postgate JR (1984) The sulfate reducing bacteria Cambridge University Press, Cambridge, England 115 Reineke W (2001) Biodegradation and persistence Bergische Universität, 1-161 143 116 Rice JF, Menn FM, Hay AG, Sanseverino J, Sayler GS (2005) Natural selection for 2,4,5-trichlorophenoxyacetic acid mineralizing bacteria in agent orange contaminated soil Biodegradation 16, 501-512 117 Richardson RE (2013) Genomic insights into organohalide respiration Curr Opin Biotechnol 24, 498-505 118 Richardson RE, Bhupathiraju VK, Song DL, Goulet TA, Alvarez-Cohen L (2002) Phylogenetic characterization of micro-bial communities that reductively dechlorinate TCE based upon a com-bination of molecular techniques Environ Sci Technol 36, 2652-2662 119 Ritalahti KM, Löffler FE (2004) Populations implicated in anaerobic reductive dechlorination of 1,2-dichloropropane in highly enriched bacterial communities, Appl Environ Microbiol 70(7), 4088–4095 120 Rowe AR, Lazar BJ, Morris RM, Richardson RE (2008) Characterization of the community structure of a dechlorinating mixed culture and comparisons of gene expression in planktonic and biofloc-associated “Dehalococcoides” and Methanospirillum species Appl Environ Microbiol 74(21), 6709-6719 121 Ryan TP, Bumpus JA (1989) Biodegradation of 2,4,5-trichlorophenoxyacetic acid in liquid culture and in soil by the white rot fungus Phanerochaete chrysosporiu., Appl Microbiol Biotech 31(3), 302-307 122 Schecter A, Birnbaum L, Ryan J, Constable JD (2006) Dioxins: An overview Environ Research 101, 419-428 123 Schloss PD, Handelsman J (2003) Biotechnological prospects from Metagenomics Curr Opin Biotech , 14:303–310 124 Seshadri R, Adrian L, Fouts DE, Eisen JA, Phillippy AM, Methe BA (2005) Genome sequence of the PCE-dechlorinating bacterium Dehalococcoides ethenogenes Science 307, 105–108 125 Singh BK, Kuhad RC, Singh A, Lal R, Tripathi KK (1999) Biochemical and molecular basis of pesticide degradation by microorganisms Crit Rev Biotechnol 19(3):197-225 126 Smalla K, Oros-Sichler M, Milling A, Heuer H, Aumgarte S, Becker R, Neuber G, Kropf S, Ulrich A, Tebbe CC (2007) Bacterial diversity of soils assessed by 144 DGGE, T-RFLP and SSCP fingerprints of PCR-amplified 16S rRNA gene fragments: Do the different methods provide similar results J Microbiol Methods 69(3), 470-479 127 Smidt H, Akkermans ADL, John van der Oost, Willem M de Vos (2000) Halorespiring bacteria – molecular characterization and detection Enzym Microb Technol 27, 812-820 128 Smidt H, de Vos WM (2004) Anaerobic microbial dehalogenation Annu Rev Microbiol 58, 43–73 129 Sonoki S, Hisamatsu S, Takagi S (2006) Transgenic plants capable of dioxin degradation, transformed with dioxin degrading enzyme coding genes of white rot fungi, Jpn Kokai Tokkyo Koho CODEN: JKXXAF JP 2006333758 Patent 130 Sowers KR, May HD (2013) In situ treatment of PCBs by anaerobic microbial dechlorination in aquatic sediment: are we there yet? Current Opinion Biotechnology 24(3), 482-488 131 Suenaga H (2011) Targeted metagenomics: a high-resolution Metagenomics approach for specific gene clusters in complex microbial communities Environ Microbiol 14(1):13-22 132 Ssebugere P, Kiremire BT, Henkelmann B, Bernhöft S, Wasswa J, Kasozi GN, Schramm KW (2013) PCDD/Fs and dioxin-like PCBs in surface sediments from Lake Victoria, East Africa Sci Total Environ, 454-455, 528-533 133 Suflita JM, Stout J, Tiedje JM (1984) Dechlorination of 2,4,5-trichlorophenoxy acetic acid by anaerobic microorganisms J Agri Food Chemis 32, 18-221 134 Sun B, Cole JR, Sanford RA, Tiedje JM (2000) Isolation and characterization of Desulfovibrio dechloracetivorans sp nov., a marine dechlorinating bacterium growing by coupling the oxidation of acetate to the reductive dechlorination of 2chlorophenol Appl Environ Microbiol 66(6), 2408-2413 135 Suyama A, Iwakiri R, Kai K, Tokunaga T, Sera N, Furukawa K (2001) Isolation and characterization of Desulfitobacterium sp strain Y51 capable of effient dehalogenation of tetrachloroethene and polychloroethanes Biosci Biotechnol Biochem 65(7), 1674-1481 145 136 Tas N, Miriam HA van Eekert, Willem M de Vos, Schraa G, Smidt H (2009) Tracking functional guilds: “Dehalococcoides” spp in European river basins contaminated with Hexachlorobenzene Appl Environ Microbiol 75 (14), 4696-4704 137 Thomas T, Gilbert J, Meyer FK (2012) Metagenomics - a guide from sampling to data analysis Microb Inform Exper 2(3), 1-12 138 Townsend DI (1983) Change of isomer ratio and fate of polychlorinated dibenzo-p-dioxins in the environment Chemos 12, 637-643 139 UNEP (United Nations environment programme), (2005) Review of emerging, innovative technologies for the destruction and decontamination of POPs and the identification of promising technologies for use in developing countries, New Zealand 140 Uroz S, Ioannidis P, Lengelle J, Cébron A, Morin E, Buée M, Martin F (2013) Functional assay and metagenomic analyses reveals differences between the microbial communities inhabiting the soil horizons of a norway spruce plantation PlosOne 8(2), 1-13 141 Van den Berg M, Birnbaum LS, Denison M, De Vito M, Farland W, Feeley M, Fiedler H, Hakansson H, Hanberg A, Haws L, Rose M, Safe S, Schrenk D, Tohyama C, Tritscher A, Tuomisto J, Tysklind M, Walker N, Peterson RE (2006) The 2005 World health organization reevaluation of human and mammalian toxic equivalency factors for dioxins and dioxin-like compounds Toxic Sci 93(2), 223–241 142 Vargas C, Fennell DE, Haggblom MM (2001) Anaerobic reductive dechlorination of chlorinated dioxins in estuarine sediments Appl Microbiol Biotechnol 57, 786–790 143 Vroumsia T, Steiman R, Seigle-Murandi F, Benoit-Guyod JL, Groupe pour l´E´tude du Devenir des Xe´nobiotiques dans l´Environnement (GEDEXE) (2005) Fungal bioconversion of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) and 2,4dichlorophenol (2,4-DCP) Chemos 60, 1471–1480 144 Wagner A, Kleinsteuber S, Andreesen JR, Lechner U (2009) Transcription analysis of genes encoding homologues of reductive dehalogenases in “Dehalococcoides” sp strain CBDB1 by using terminal restriction fragment length polymorphism and quantitative PCR Appl Environ Microbiol 75 (7) 1876-1884 146 145 Waller AS, Krajmalnik-Brown R, Löffler FE, Edwards EA (2005) Multiple reductive-dehalogenase-homologous genes are simultaneously transcribed during dechlorination by Dehalococcoides-containing cultures Appl Environ Microbiol 71 (12) 8257-8264 146 Wang S, He J (2013) Phylogenetically distinct bacteria involve extensive dechlorination of Aroclor 1260 in sediment-free cultures Plos One 8(3), 1-12 147 Warner KA, Gilmour CC, Capone DG (2002) Reductive dechlorination of 2,4- dichlorophenol and related microbial processes under limiting and nonlimiting sulfate concentration in anaerobic mid-Chesapeake Bay sediments FEMS Microb Ecol 40, 159-165 148 Weisburg WG, Barns SM, Pelletier DA, Lane DJ (1991) 16S ribosomal DNA amplication for phylogenetic study J Bacteriol 173: 697-703 149 Wildeman DS, Diekert G, Van Langenhove H, Verstraete W (2003) Stereoselective microbial dehalorespiration with vicinal dichlorinated alkanes Appl Environ Microbiol 69:5643-5647 150 Yan J, Rash BA, Rainey FA, Moe WM (2009) Detection and quantification of Dehalogenimonas and “Dehalococcoides” populations via PCR-based protocols targeting 16S rRNA genes Appl Environ Microbiol 75 (23), 7560–7564 151 Yoshida N, Takahashi N, Hiraishi A (2005) Phylogenetic characterization of a polychlorinated dioxin dechlorinating microbial community by use of microcosm studies Appl Environ Microbiol 71, 4325–4334 152 Zeyaullah M, Kamli MR, Islam B, Atif M, Benkhayal FA, Nehal M, Rizvi MA, Arif A (2009) Metageneomicss-An advanced approach for non-cultivable microorganisms Biotechnol Mol Biol, (3), 49 – 54 153 Zhang X, Wiegel J (1990) Sequential anaerobic degradation of 2,4- dichlorophenol in freshwater sediments Appl Environ Microbiol 56, 1119-1127 154 Zharikova N, Markusheva T, Galkin E, Korobov V, Zhurenko E, Sitdikova L, Kolganova T, Kuznetsov B, Turova T(2006) Raoultella planticola, a new strain degrading 2,4,5-trichlorophenoxyacetic acid Appl Biochem Microbiol 42(3), 258-262 147 SUMMARY Study of community diversity of anaerobic bacteria in bioremediated herbicide/dioxin cells More than 40 years after the US-Vietnam War, spilled Agent Orange defoliant solution containing traces of the dioxins, tetrachlorodibenzodioxin (TCDD) and octachlorodibenzodioxin (OCDD), remains in the soil and in lake sediment contaminated by polluted soil, which had been carried by run off from the former military airbases in Danang and Bienhoa Natural attenuation of the herbicides and dioxins has not been effective in detoxifying the soil or sediment There are mechanisms have been proposed in degradation and transformation of polychlorinated compounds by microbes as follows: (1) ring cleavage; (2) dechlorination of ring-broken products; (3) catalysis by extracellulase enzyme such as laccase, MnP, LiP or laccase-like etc; (4) reductive dechlorination by anaerobic bacteria At least 18 diferent genera show reductive dechlorination ability with PCB, polychloroethene, herbicide/dioxin, have been found They belong to groups: obligate dehalorespiring bacteria (Dehalobacter, Dehalogenimonas, Dehalococcoides); facultatively dehalorespiring bacteria (Desulfitobacterium, Sulfurospirillum, Desulfomonile, Desulfuromonas, Geobacter, Anaeromyxobacter, Desulfovibrio); co-metabolic reductive dehalorespiring bacteria (Propionigenium, Pseudomonas, Bacterioides, Shewanella, Desulfobacterium, Acetobacterium, Clostridium, Methanosarcina, Enterobacter etc.) Numerous of international groups have concluded that bioremediation is the most environmentally responsible and cost-effective remedy for cleaning up Agent Orange residues at the former military bases in Vietnam Bioremediation, which utilizes the microorganisms to degrade and detoxify herbicide/dioxin and their metabolites was applied with pilot scale in Danang (0.5-100 m3) and full treatment in Bienhoa (3,384 m3) Biodegradation of TCDD has been reported from laboratory to pilot scale in Vietnam from 1999 up to now The obtained results from these researches shown that microbes are capable in degrading dioxins, herbicides and other toxicants were 148 dominant Microbial community structure of contaminated soil and sediment (Sen Lake and other lakes), initially and over the course of bioremediation was observed by DGGE varying in Danang and Bienhoa former military bases Culturable and non-culturable microbes and their distribution over some main phylogenetic groups inhabiting in herbicide/dioxin contaminated soil befote treatment and during 27 month detoxification by bioremediation in “active landfill” of Bienhoa airbase Number of fungi, actinomycetes, aerobic and anaerobic bacteria changed depending on the water content and nutrient products supplied during bioremediation Their degradation capability of 2,3,7,8-TCDD, dibenzofuran, PAH in purified cultures as well as consortia and biotreatments had detected by HPLC, GC/MS, DRCALUX and other methods Characterization of bacteria, actinomycetes, filamentous fungi and some their functional genes were also ịnvestigated More than 300 sequences of 16S rRNA, 18S rRNA, dioxin dioxygenase, C23O (encode for catechol-2,3-dioxygenase C230), cadA, dbfA1, tfdA genes were deposited at GeneBank Morever, isolation and identification of microbes producing oxidoreductase enzymes (laccase, manganese peroxidase - MnP, lignin peroxidase LiP) and their activity from different herbicide/dioxin, TNT, DDT, HCH contaminated sites were archived Aerobic laccase-like enzyme-producing bacteria and actinomycetes playing a certain role for the oxidation of chlorinated compounds during bioremediation were reported in Bienhoa Specially, genus Dehalococcoides, obligated anaerobic microbes recognizing as “dechlorinating workers”, was detected by DGGE method in different original herbicide/dioxin sediments and soil of bioremediated cells in Danang and Bienhoa This bacterial group was detected in all Bienhoa bioremediated cells may be involved in reductive dechlorination of dioxin as well as other chlorinated pollutants.However, the role of Dehalococcoides as well as other dehalorespiring bacteria in the transformation and detoxification of a wide range of halogenated compounds, e.g., chlorophenols, chloroethenes, chlorobenzenes, biphenyls (PCBs), PCDD/Fs and polybrominated diphenylethers (PBDEs) have not been investigated 149 In Vietnam, soil and sediment contamination by mixture of dioxin, herbicide (2,4,5-T, 2,4-D) and other chlorinated biodegradation products Dioxin 2,3,7,8TCDD congener is a main substarte causes high toxicity of the soil In the frame of all researches were carried out here used the media containing soil extract with the mixture chlorinated compouds above This research aimed to understand microbial community structutre and physiological activity of dehaloganting bacteria including Dehalococcoides in Danang and Bienhoa bioremediated cells The research focused on diversity of anaerobic dehalogenating bacteria in Danang and Bienhoa bioremediated cells by nested-PCR and DGGE methods, charracterization of sulfate-reducing bacteria, transformation and degradation of halogenated compounds including dioxins and their congener by pure and enrichment cultures using HPLC and GC/MS analysis, diversity of anaerobic bacteria and their function genes related to these processes in enrichment containing heavy herbicides and dioxins as well as their metabolites by Metagenomics tools Using nested-PCR, the diversity of dehalorespiring bacteria in bioremediated herbicide/dioxin cells in Danang and Bienhoa airbases has been verified Dehalorespiring bacteria inhabited in those cells belong to Desulfovibrio, Desulfococcus, Desulfitobacterium, Dehalococcoides Two genera that are obligatory dehalorespiring bacteria Dehalogenimonas and Dehalobacter have not been detected in these cells Sulfate-reducing bacteria (SRB) and Dehalococcoides diversity within Danang and Bienhoa bioremediated cells were found by DGGE when using 16S rRNA gene specific primers They belong to Desulfosarcinar, Desulfococcus, Desulfobacterium, Desulfovibrio genera Sequences of 16S rRNA gene of SRB in Bienhoa showed high homology from 97 to 98% in comparision with those in Danang However, SRB in Danang are more diverse than those in Bienhoa The sequences of these bands were deposited in GenBank with accession numbers from KC985168 to KC985170 and from KF358989 to KF358997 The diversity of Dehalococcoides was also detected by DGGE, especially in P5 bioremediated cell in Danang and BH1.2 in Bienhoa was highest In contrast, Dehalococcoides 150 diversity was detected in 100DNT bioremediated cell in Danang after 10 year old of treatment was low The lowest diversity of these bacteria was detected in sediments of A, C lakes in Danang and BH3.4 of bioremediated cells in Bienhoa Most of sequences from obtained bands showed high homology (98%) to 16S rRNA gene sequence of Dehalococcoides strains of data in the GenBank These DGGE band sequences were deposited in GenBank with accession numbers from IQ677605 to IQ677673 Analysing by Metagenomics method also demonstrated that dehalorespiring bacterial community enriched on heavy herbicide/dioxin contaminated soil contained groups: co-metabolic dehalogenating bacteria (Pseudomonas, Bacterioides, Clostridium…), facultatively dehalorespiring bacteria (Desulfovibrio, Desulfitobacterium, Desulfuromonas…), obligately dehalorespiring bacteria (Dehalococcoides, Dehalogenimonas) Whereas, co-metabolic dehalogenating bacteria which could play an important role in dioxin degradation and detoxification were dominant in the enrichment Using Metagenomics analysis, series of functional genes coding the enzymes, which could be involved in degradation of aromatic compounds under anaerobic condition, were presented All of them belong to Pseudomonas genus, which is the majority of metagenome.They are 1,2-dihydroxycyclohexa-3,5-diene-1-carboxylate dehydrogenase, putative 4-hydroxybenzoyl-CoA thioesterase, benzoate 1,2- dioxygenase, catechol 2,3-dioxygenase In addition, haloacid dehalogenase, which acts on halide bonds in carbon-halide compounds and participates in gammahexachlorocyclohexane degradation, was also exposed The obtained results provided scientific evidences for the dehalogenating bacteria community and their functional genes coding for enzymes involved in metabolism of the chlorinated compounds as well as bio-transformation and biodegradation of these substrates depending on their chemical structure and toxicity in herbicide/dioxin contaminated sites SRB are recognized as one of interesting groups of anaerobic dehalorespiration bacteria They are facultative dehalorespiring bacteria that play an important role in 151 persistently organic pullutant (POP) degradation, including herbicide’s compounds In this study, effect of environmental factors on the sulfate reducing bacterial consortium was shown The optimal growth of the bacterial consortium was detected at temperature of 30-35oC, pH 7, 0.1% NaCl They could also grow in medium with the presence of different halogenated organic compounds, such as 2,4-D, 2,4,5-T, DCPs, DDT with an initial concentration at 100 ppm In the Posgate B medium, the sulfate reducing bacterial consortium could grow in medium containing either sodium -lactate, acetate, pyruvate, or benzoate, except for sodium-citrate and oxalate Sulfate reducing bacteria BDN10T which was isolated from bioremediated herbicide/dioxin cell in former DaNang military bases belonged to Desulfovibrio genus This strain was named Desulfovibrio sp BDN10Twith the accession numbers in GenBank is JN314424.These results affirmed the present as well as the role of sulfate reducing bacterial group and some strains of Desulfovibrio genus in dehalorespiration Morever, this finding could provide scientific base for enhancing the rate of herbicide/dioxin detoxification in bioremediated cells From the bioremediated herbicide/dioxin anaerobic cells the former Danang and Bienhoa military airbase, Dehalococcoides and other dehalorespiring bacteria were enriched in M204 anaerobic medium containing 2,4-DCP, 2,4,5-T or soil extract Several different anaerobic bacteria that differ from morphology including Dehalococcoides were detected in 2,4-DCP and 2,4,5-T enrichments from P1 and P5 samples, respectively Sequences of two Dehalococcoides clones that were enriched from P5 sample in M204 anaerobic medium containing 2,4,5-T were deposited in GenBank with accession numbers KF305118 and KF305119 Using HPLC analyse, 100% of 2,4-DCP was reductively dehalogenated by the enrichments, which come from bioremediated herbicide/dioxin cells in Danang and Bienhoa samples, after and 12 weeks, respectively 80-100 % of 2,4,5-T was also reductively dehalogenated after 12 weeks This is the first finding in Vietnam about transformation of 2,4-DCP and 2,4,5-T by enrichment cultures driving to defind kinetics and pathway of reductive dehalogenation 152 The dehalogenating community degraded and transformed above 55% of PCDD/Fs with total equivalent quantity of 41.265 pg TEQ/g soil Especially, OCDD, which is a biomarker for biodegradation (it is only degraded in anaerobic condition), was degraded 57% after year-enrichment In addition, other aromatic compounds such as 2,4-DCP, 2,4,5-TCP are also degraded and transformed Other bioremediated intermediates such as benzoic acid, acetic acid, phthalic acid, 2,5hexadione, propionic acid, etc were demontrated to be degraded almost completely Chemical composition of Desulfovibrio sp BDN10T pure culture in the medium containing soil extract scanned by GC-MS analysis indicated that some of components existing in the soil extract, which include 2,4-DCP (2,4-dichorophenol) and 2,4,5-TCP (2,4,5-trichlorophenol) were be transformed and degraded by the examined strain ... khử clo lô xử lý đất ô nhiễm chất diệt cỏ/dioxin Đà Nẵng Biên Hịa, chúng tơi thực đề tài: ? ?Nghiên cứu đa dạng quần xã vi khuẩn kỵ khí lơ xử lý chất diệt cỏ/dioxin phương pháp phân hủy sinh học? ??... nghiên cứu đa dạng vi sinh vật Theo tổ chức Lương nông Liên hiệp quốc: ? ?Đa dạng sinh học tính đa dạng sống hình thức, mức độ tổ hợp, bao gồm đa dạng gene, đa dạng loài đa dạng hệ sinh thái” Đa. .. quy mô xử lý khác lý thú (từ 30% đến 99,8%) Trong lô xử lý sân bay Đà Nẵng Biên Hịa điểm nhiễm chất diệt cỏ/dioxin, nhà khoa học Vi? ??n Công nghệ sinh học nghiên cứu đa dạng cấu trúc quần xã VSV