Ý nghĩa khoa học
Tối ưu hóa điều kiện đồng cố định vi khuẩn và vi tảo, cùng với hiệu quả xử lý nitơ và photpho trong nước thải, thông qua mô hình này sẽ tạo ra dữ liệu khoa học có hệ thống, phục vụ cho các nghiên cứu ứng dụng trong tương lai.
Ý nghĩa thực tiễn
Việc kết hợp vi khuẩn Azospirillum brasilense và vi tảo Chlorella vulgaris trong hạt alginate sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu khả năng xử lý chất dinh dưỡng trong nước thải, đồng thời mở ra cơ hội ứng dụng thực tiễn tại địa phương.
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Chủng vi khuẩn Azospirillum brasilense từ Phòng vi sinh, Khoa Sinh-Môi trường, ĐH Sư Phạm Đà Nẵng.
Chủng vi tảo Chlorella vulgaris từ Phòng công nghệ tảo, Khoa Sinh-Môi trường, ĐH Sư Phạm Đà Nẵng.
Hạt alginate đồng cố định vi khuẩn và vi tảo.
2.1.2 Phạm vi nghiên cứu Địa điểm thu thập nước thải ngoài thực địa Phòng TN vi sinh, Phòng xử lý môi trường và Phòng công nghệ tảo thuộc khoa Sinh - Môi trường trường Đại học Sư Phạm, Đại học Đà Nẵng.
- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng sinh IAA của vi khuẩn
- Khảo sát khả năng sinh trưởng của vi tảo Chlorella vulgaris khi đồng cố định với vi khuẩn Azospirillum brasilense trong hạt alginate.
- Đánh giá ảnh hưởng của nồng độ của nitơ, phôtpho trong nước thải chăn nuôi bằng sự kết hợp giữa vi khuẩn và vi tảo
2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm
Các thí nghiệm nghiên cứu được bố trí theo sơ đồ sau đây:
AZOSPIRILLUM BRASILENSE pH, NHIỆT ĐỘ, CƯỜNG ĐỘ ÁNH SÁNG
XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG TRONG PTN
KHẢO SÁT KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG
KS MÔI TRƯỜNG, pH, NỒNG ĐỘ TRYPTOPHAN, NHIỆT ĐỘ
QUY TRÌNH TỐI ƯU XỬ
2.3.2 Hóa chất và môi trường a) Môi trường nuôi cấy sinh khối vi khuẩn
Môi trường Dobereiner và cộng sự (1976) (g/l) Acid malic 5,0
K2HPO4 0,4 MgSO4.7H20 0,2 CaCl2.7H2O 0,02 NaCl 0,1 FeCl3.6H2O 0,01 NaMoO4 0,002 Bromothymol blue (0.5%) 2ml KOH 4,0 Agar 1,75 pH 6,8 b) Môi trường nuôi cấy sinh khối vi tảo
Vi chất dinh dưỡng (àg/l)
2.3.3 Phương pháp khảo sát nồng độ tối ưu của vi khuẩn, vi tảo, alginate và CaCl 2 a) Nuôi cấy sinh khối vi sinh vật
Chlorella vulgaris nuôi trong môi trường khoáng vô trùng (BBM) trong 5
Azospirillum brasilense được nuôi trong môi trường lỏng LB tại 30±20°C trong giờ trong 17 giờ, máy lắc tốc độ 150 vòng/phút. b) Cố định vi khuẩn, vi tảo vào Alginate
Ly tâm 100ml dịch nuôi cấy vi tảo Chlorella vulgaris với nồng độ 6.10^6 tế bào/ml và 50ml dịch nuôi Azospirillum brasilense có nồng độ 10^9 CFU/ml ở tốc độ 4000 vòng/phút trong 20 phút Sau quá trình ly tâm, rửa 2 lần bằng nước muối NaCl 0,85% và giữ lại trong 20ml dung dịch nước muối trong 2 bình tam giác.
Vi sinh vật được cố định theo phương pháp của Bashan bằng cách trộn 10ml dịch nước muối chứa vi tảo Chlorella vulgaris và 10ml dịch nước muối chứa vi khuẩn Azospirillum brasilense với 80ml dung dịch alginate 2% đã vô trùng Hỗn hợp được khuấy chậm trong 15 phút, sau đó nhỏ giọt vào dung dịch CaCl2 2% đã vô trùng và khuấy chậm thêm Quá trình ủ diễn ra trong 1 giờ ở nhiệt độ phòng để bảo dưỡng, sau đó rửa sạch bằng dung dịch nước muối NaCl 0,85% vô trùng.
Vi khuẩn và vi tảo được cố định alginate và nuôi trong môi trường BBM ở nhiệt độ phòng thí nghiệm trong 10 ngày Quá trình cố định có thể làm giảm số lượng vi sinh vật, vì vậy cần thực hiện bước ủ thứ hai, đó là ủ qua đêm trong môi trường khoáng nuôi dưỡng Sau đó, hạt cần được rửa ba lần bằng dung dịch muối NaCl 0,85% vô trùng Nếu cần thiết, hạt có thể được lưu trữ ở 4°C trong 7 ngày.
Hòa tan hạt bằng cách ngâm 6 hạt trong 1ml dung dịch NaHCO3 4% trong
Trong 30 phút, tiến hành đếm vi tảo và vi khuẩn, cụ thể là Azospirillum brasilense và Chlorella vulgaris Để đếm Azospirillum brasilense, cấy chang một loạt dịch pha loãng trong nước muối NaCl 0,85% với các nồng độ khác nhau lên đĩa thạch dinh dưỡng, từ đó tạo ra các khuẩn lạc có màu hồng đến đỏ đặc trưng.
Chlorella vulgaris được đếm bằng cách sử dụng buồng đếm hồng cầu.
2.3.4 Phương pháp khảo sát khả năng hấp thụ nitơ và phôtpho trong nước thải của vi tảo Chlorella vugaris kết hợp vi khuẩn Azospirillum brasilense trong Alginate a) Chuẩn bị nước thải nhân tạo
Chuẩn bị nước thải nhân tạo, vô trùng [56] (mg / L):
7 4 2 21.7 8.5 33.4 19.1 b) Phân tích hàm lượng nitơ và phôtpho
Phân tích hàm lượng nitơ và phôtpho bằng cách sử dụng máy đo quang phổ.
NH4 - được phân tích bởi phương pháp Nessler, PO4 3- được phân tích bởi phương pháp sử dụng thuốc thử Sunfo-molypdic.
2.3.5 Phương pháp xử lý số liệu
Các thí nghiệm được lặp lại 3 lần Số liệu phân tích từ các thí nghiệm được tính toán thống kê bằng chương trình excel và ANOVA.
KẾT QUẢ DỰ KIẾN
Xác định được khả năng hấp thụ nitơ và phôtpho trong nước thải của vi tảo
Chlorella vugaris đồng cố định vi khuẩn Azospirillum brasilense trong Alginate.
KẾ HOẠCH THỰC HIỆN
STT Thời gian Nội dung Kết quả dự kiến
1 06/2019 Xây dựng đề cương nghiên cứu Đề cương nghiên cứu hoàn chỉnh
2 07/2019 Nhân sinh khối vi khuẩn
Azospirillum brasilense và vi tảo Chlorella vulgaris
Sinh khối vi khuẩn, vi tảo phục vụ cho việc đồng cố định
3 8/2019 Cố định vi khuẩn Azospirillum brasilense và vi tảo Chlorella vulgaris vào hạt Alginate
Vi khuẩn, vi tảo phát triển trong Alginate
Khảo sát nồng độ tối ưu của vi khuẩn, vi tảo, alginate và CaCl2
Tìm ra nồng độ tối ưu khi thực hiện đồng cố định phục vụ cho việc xử lý nước thải
1/2020-3/2020 Khảo sát khả năng loại bỏ nito và photpho khỏi nước thải của vi
Xác định được khả năng loại khuẩn Azospirilium brasilense khi kết hợp với vi tảo Chlorella vulgaris trong Alginate bỏ nito và photpho trong nước thải
6 4/2020- 5/2020 Viết báo cáo tổng kết Báo cáo tổng kết hoàn thành