Mục đích nghiên cứu Mục đích của nghiên c u này là có thứ ể truyền tải lượng ki n th c chuyên môn v ế ứ ềphương pháp chiết - xông hơi đến mọi người, là giảng viên và các bạn cùng lớp –
Lí do ch ọn đề tài
Sự phát triển nhanh chóng của ngành khoa học về môi trường cùng với nhu cầu gia tăng trong việc đo lường sinh khối đã thúc đẩy các nghiên cứu sinh thái và đánh giá môi trường Phương pháp chiết-xông hơi đã chứng minh là một công cụ hiệu quả để định lượng sinh khối vi sinh vật trong đất, cung cấp thông tin quan trọng về cân bằng sinh học và chức năng của hệ sinh thái đất Với vai trò là những sinh viên đại học, việc nắm vững kiến thức và áp dụng các phương pháp này không chỉ tạo cơ hội học hỏi mà còn nâng cao giá trị kinh nghiệm của sinh viên, góp phần vào sự phát triển bền vững của các lĩnh vực nghiên cứu như nghiên cứu môi trường trong tương lai.
M ục đích nghiên cứ u
Mục đích của nghiên cứu này là truyền tải kiến thức chuyên môn về phương pháp chiết - xông hơi đến giảng viên và các bạn học, nhằm khuyến khích những nhà nghiên cứu tương lai quan tâm đến lĩnh vực môi trường và sinh thái đất Chúng tôi hy vọng rằng thông qua việc nghiên cứu và trình bày phương pháp này, mọi người sẽ hiểu rõ hơn về cách thực hiện, ứng dụng thực tiễn trong nghiên cứu môi trường, cũng như những lợi ích và nhược điểm còn tồn tại Qua đó, chúng tôi mong muốn mở rộng tầm nhìn và cung cấp kiến thức cho mọi người, từ đó khuyến khích sự tham gia vào các hoạt động nghiên cứu liên quan đến bảo vệ môi trường và quản lý tài nguyên đất.
III Đối tượng nghiên c u và ph m vi nghiên c u ứ ạ ứ Đối tượng nghiên cứu:
Nghiên cứu này tập trung vào các vi sinh vật trong đất, bao gồm vi khuẩn, nấm và các vi sinh vật khác, cùng với các chất hữu cơ, đặc biệt là cacbon hữu cơ, được sinh ra từ quá trình sống và phát triển của chúng Những vi sinh vật này đóng vai trò quan trọng trong việc hiểu về sự cân bằng sinh thái và chức năng của hệ sinh thái đất.
Phạm vi nghiên cứu của chúng tôi được giới hạn trong lĩnh vực môi trường, đặc biệt là nông nghiệp và bảo vệ môi trường Chúng tôi sẽ tập trung vào việc áp dụng phương pháp xử lý mẫu chiết - xông hơi để định lượng sinh khối của vi sinh vật trong đất Việc giới hạn phạm vi nghiên cứu giúp chúng tôi tập trung và làm sâu sắc hơn vào các vấn đề cụ thể liên quan đến quy trình và tính toán kết quả nghiên cứu.
IV Phương pháp nghiên cứu
Tìm tài li u tham kh o t Internet: ệ ả ừ
Chúng em đã tìm kiếm thông tin từ các nguồn uy tín và chính thống như các tạp chí khoa h c, các ọ b n tin nghiên c u, và các trang web chuyên ngành ả ứ
Các tiêu chuẩn và hướng dẫn về phương pháp chiết xông hơi đã được tham khảo từ nhiều nguồn tài liệu, bao gồm Tiêu chuẩn Việt Nam và các nghiên cứu khoa học quốc tế Hình ảnh minh họa và video được sử dụng từ các nguồn tìm kiếm trên Internet như Google và YouTube, luôn đi kèm với việc đảm bảo tính chính xác của nội dung và trích dẫn nguồn gốc rõ ràng cho các hình ảnh, video này Việc đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy là rất quan trọng trong quá trình biên soạn nội dung.
Chúng em đã thực hiện các biện pháp kiểm soát chất lượng nội dung nhằm đảm bảo tính chính xác của thông tin Điều này được thực hiện bằng cách tham khảo nhiều nguồn tài liệu, đối chiếu và chắt lọc nội dung để phù hợp với mục đích báo cáo đề tài.
Mọi thông tin được trích d n và s d ng trong bài nghiên cẫ ử ụ ứu đều đã được kiểm tra và đảm bảo tính chính xác cũng như độ tin cậy c a chúng ủ
Ngoài ph n Danh sách thành viên, L i mầ ờ ở đầu, Tài li u tham kh o và B ng phân ệ ả ả công nhi m v thì n i dung bài ti u lu n c a nhóm em g m 3 ph n ệ ụ ộ ể ậ ủ ồ ầ A, B, C được thiết k ế như sau:
II Mục đích nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứ u
Tìm tài li u tham kh o t Internet: ệ ả ừ
Chúng em đã tìm kiếm thông tin từ các nguồn uy tín và chính thống như các tạp chí khoa h c, các ọ b n tin nghiên c u, và các trang web chuyên ngành ả ứ
Các tiêu chuẩn và hướng dẫn về phương pháp chiết xông hơi đã được tham khảo từ nhiều nguồn tài liệu, bao gồm Tiêu chuẩn Việt Nam và các nghiên cứu khoa học quốc tế Hình ảnh minh họa và video được sử dụng từ các nguồn thông tin tìm kiếm trên Internet, như Google và YouTube, luôn đi kèm với việc đảm bảo tính chính xác của nội dung và trích dẫn nguồn gốc của các hình ảnh, video này Đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy là yếu tố quan trọng trong việc cung cấp thông tin.
Chúng em đã thực hiện các biện pháp kiểm soát chất lượng nội dung để đảm bảo tính chính xác của thông tin Chúng tôi tham khảo từ nhiều nguồn khác nhau, đối chiếu và chắt lọc nội dung nhằm phù hợp với mục đích báo cáo đề tài.
Mọi thông tin được trích d n và s d ng trong bài nghiên cẫ ử ụ ứu đều đã được kiểm tra và đảm bảo tính chính xác cũng như độ tin cậy c a chúng ủ
Ngoài ph n Danh sách thành viên, L i mầ ờ ở đầu, Tài li u tham kh o và B ng phân ệ ả ả công nhi m v thì n i dung bài ti u lu n c a nhóm em g m 3 ph n ệ ụ ộ ể ậ ủ ồ ầ A, B, C được thiết k ế như sau:
II Mục đích nghiên cứu
III Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên c u ứ
IV Phương pháp nghiên cứu
K ết cấu đề tài
Nguyên t ắc
3 Vật liệu, thuốc thử, thiết bị và d ng c ụ ụcơ bản: a Vật liệu: b Thu c th ố ử c Thiết bị ụ, d ng c ụ cơ bản
4 Phương pháp này dùng trong lĩnh vực nào?
5 Phương pháp này được sử dụng khi nào?
II Mục đích của phương pháp:
III Ứng d ng thụ ực tiễn phương pháp:
1 Xông hơi và chiết: a Xông hơi: b Chi t: ế
2.1 Xác định cacbon sinh khối vi sinh vật bằng phương pháp oxy hoá dicromat 2.1.1 Nguyên t c ắ
2.2 Xác định cacbon sinh khối vi sinh vật bằng phân tích cacbon theo phương pháp quang phổ:
A.1 Phạm vi áp d ng ụ A.2 Nguyên tắc A.3 Thi t b ế ị A.4 Cách tiến hành A.5 Tính toán k t qu ế ả A.6 Biểu th k t qu ị ế ả PHỤ LỤC B:
B.1 Thuốc thử ổ b sung B.2 Thi t b b sung ế ị ổ B.3 Cách n hành tiế B.4 Bàn lu n ậ PHỤ LỤC C:
VI Ưu, nhược điểm của phương pháp:
1 Đối với sinh khối khô:
2 Đối với sinh khối ướt:
Sinh kh iố là t ng khổ ối lượng c a sinh v t trong sinh quy n ho c sủ ậ ể ặ ố lượng sinh vật s ng trong mố ột đơn vị ệ di n tích.
Sinh khối vi sinh vật là tổng khối lượng của tất cả các vi sinh vật, bao gồm vi khuẩn, nấm, virus và các sinh vật vi khuẩn khác, có trong một mẫu hoặc môi trường cụ thể Nó được sử dụng trong nghiên cứu sinh thái, sinh học phân tử, y học và các lĩnh vực khác để đo lường sự hiện diện và sự phát triển của các loài vi sinh vật trong hệ sinh thái Nghiên cứu về sinh khối vi sinh vật thường đi kèm với các phương pháp và kỹ thuật phân tích vi sinh học để xác định và đo lường sinh khối Một trong những phương pháp định lượng sinh khối vi sinh vật là xử lý mẫu chiết - xông hơi, trong đó khối lượng của mẫu vật liệu hữu cơ được đo lường thông qua quá trình chiết xuất và bay hơi dung môi, từ đó ước lượng được lượng sinh khối tồn tại trong mẫu.
Xông hơi mẫu đất giúp hòa tan các tế bào nguyên vẹn và giải phóng chất hữu cơ vi sinh vật Chất hữu cơ của đất không bị ảnh hưởng bởi quá trình xông hơi nếu ở trạng thái ổn định Các mẫu đất được xông hơi bằng chloroform trong 24 giờ Carbon hữu cơ được chiết xuất bằng dung dịch kali sunphat 0,5 mol/lít, và hiệu số carbon hữu cơ chiết xuất được dùng để xác định lượng carbon sinh khối vi sinh vật.
Cách ti n hành 14 ế 1 Xông hơi và chiết
Xác định cacbon trong d ch chi t ị ế
2.1 Xác định cacbon sinh khối vi sinh vật bằng phương pháp oxy hoá dicromat 2.1.1 Nguyên t c ắ
2.2 Xác định cacbon sinh khối vi sinh vật bằng phân tích cacbon theo phương pháp quang phổ:
Độ chính xác
Nguyên t c ắ
B.1 Thuốc thử ổ b sung B.2 Thi t b b sung ế ị ổ B.3 Cách n hành tiế B.4 Bàn lu n ậ PHỤ LỤC C:
VI Ưu, nhược điểm của phương pháp:
1 Đối với sinh khối khô:
2 Đối với sinh khối ướt:
Thi t b ế ị
B.1 Thuốc thử ổ b sung B.2 Thi t b b sung ế ị ổ B.3 Cách n hành tiế B.4 Bàn lu n ậ PHỤ LỤC C:
VI Ưu, nhược điểm của phương pháp:
1 Đối với sinh khối khô:
2 Đối với sinh khối ướt:
Sinh kh iố là t ng khổ ối lượng c a sinh v t trong sinh quy n ho c sủ ậ ể ặ ố lượng sinh vật s ng trong mố ột đơn vị ệ di n tích.
Sinh khối vi sinh vật là tổng khối lượng của tất cả các vi sinh vật, bao gồm vi khuẩn, nấm, virus và các sinh vật vi khuẩn khác, có trong một mẫu hoặc môi trường cụ thể Nó được sử dụng trong nghiên cứu sinh thái, sinh học phân tử, y học và các lĩnh vực khác để đo lường sự phân bố và sự phát triển của các loài sinh vật trong một hệ thống sinh thái nhất định Nghiên cứu về sinh khối vi sinh vật thường đi kèm với các phương pháp và kỹ thuật phân tích vi sinh học để xác định và đo lường sinh khối vi sinh vật trong một mẫu Một trong những phương pháp phổ biến là xử lý mẫu chiết - xông hơi, cho phép đo lường khối lượng của mẫu vật liệu hữu cơ bằng cách chiết chất cần lấy và xông hơi để bay hơi dung môi, từ đó ước lượng lượng sinh khối có trong mẫu.
Xông hơi mẫu đất giúp hòa tan các tế bào nguyên vẹn và giải phóng chất hữu cơ vi sinh vật Chất hữu cơ trong đất không bị ảnh hưởng bởi quá trình xông hơi nếu ở thể ổn định Các mẫu đất được xông hơi bằng chloroform trong 24 giờ Carbon hữu cơ được chiết bằng dung dịch kali sunphat 0,5 mol/lít và hiệu số carbon hữu cơ chiết được dùng để xác định lượng carbon sinh khối vi sinh vật.
3 V t li u, thu c thậ ệ ố ử, thiết bị và d ng cụ ụ cơ bản: a V t li u: ậ ệ
Hướng dẫn thu thập, vận chuyển và lưu giữ mẫu đất theo TCVN 5960 : 1995 (ISO 10381 - 6) n u s dế ử ụng được
Theo TCVN 5960: 1995 (ISO 10381 - 6), đã hết hạn sử dụng và được thay thế bởi TCVN 7538 6: 2010 (ISO 10381 6: 2009), hướng dẫn thu thập, vận chuyển và lưu giữ mẫu đất nhằm đánh giá các quá trình hoạt động của vi sinh vật hiếu khí tại phòng thí nghiệm Tiêu chuẩn này quy định trình tự thực hiện các bước cần thiết trong quy trình.
Các v ịtrí lấy m u t i các khu vẫ ạ ực lấy m u c n phẫ ầ ải được lựa chọn theo mục đích nghiên c u ứ
Các vị trí này cần phải được nhận biết rõ ràng và ghi chép lại, ví dụ như trên bản đồ, bằng cách đối chiếu với các vật cố địa danh, hoặc sử dụng một bản đồ đối chiếu chi tiết.
Để đảm bảo tính chính xác trong các thử nghiệm so sánh hoặc khi lấy mẫu lại, vị trí lấy mẫu cần được đánh dấu rõ ràng.
4.2 Mô tả khu vực lấy m u ẫ
Việc lựa chọn mẫu đất trong khu vực nghiên cứu phụ thuộc vào mục đích cụ thể, do đó cần có hiểu biết về lịch sử của khu vực đất đai đó Khu vực lấy mẫu cần được mô tả một cách chính xác và cung cấp các thông tin chi tiết về địa điểm Các yếu tố như thực vật bao phủ đất, điều kiện hóa học và sinh học, cũng như tình trạng ô nhiễm cần được ghi chép đầy đủ và đưa vào báo cáo.
Mẫu đất cho nghiên cứu trong phòng thí nghiệm nên được lấy từ hiện trường có hàm lượng nước không gây khó khăn cho việc rây đất Cần tránh lấy mẫu ngay sau khi đất bị ẩm ướt (trong vòng 30 ngày), đông lạnh, hoặc ngập lụt Đối với các thử nghiệm giám sát đất, mẫu có thể được lấy với điều kiện hiện trạng của hiện trường cho phép.
Kỹ thuật lấy mẫu đất phụ thuộc vào mục đích nghiên cứu, với mẫu đất canh tác hiếu khí thường được lấy ở độ sâu tối đa 20 cm Cần loại bỏ các vật liệu hữu cơ như lớp rác từ cây cối và động vật sống trong đất để giảm thiểu việc bổ sung carbon hữu cơ mới Thành phần hữu cơ từ rễ cây và các nguồn khác có thể gây ra những thay đổi không lường trước trong hoạt động và thành phần của hệ vi sinh vật trong đất Nếu đất tự nhiên có những chỗ bằng phẳng, mẫu đất cần được lấy từ những khu vực đó.
* S ố đánh các mụ c c ủa TCVN 5960 : 1995 đều đượ c gi nguyên t ữ ừ văn bả n g ốc ở m c 4 Trình t ụ ự
Thùng đựng mẫu cần được đánh dấu rõ ràng để dễ dàng liên hệ với vị trí khu vực mẫu đã lấy Cần tránh sử dụng thùng đựng mẫu có chứa các hóa chất, dung môi hoặc chất lỏng, vì điều này có thể ảnh hưởng đến chất lượng mẫu đất.
4.6 Điều kiện vận chuyển mẫu
Mẫu đất cần được vận chuyển một cách cẩn thận để đảm bảo không làm thay đổi hàm lượng nước trong đất Để đạt được điều này, mẫu nên được giữ trong túi polyetylen thắt kín, tránh tiếp xúc với không khí Cần lưu ý tránh các điều kiện môi trường khắc nghiệt; đất nên được giữ ở nhiệt độ lạnh nhưng không được để đông cứng, khô cứng hoặc sũng nước.
Đất cần được xử lý nhanh chóng sau khi lấy mẫu để đảm bảo tình trạng hiếu khí Trước khi rây qua sàng có lỗ 2 mm, cần loại bỏ thực vật và động vật sống trong đất Vật chất hữu cơ như than bùn khó lọt qua sàng 2 mm và cần được rây qua sàng 5 mm trong điều kiện ướt Việc rây đòi hỏi thao tác thủ công, và chất lượng vật liệu phụ thuộc vào người thực hiện Nếu đất quá ướt, cần để đất ráo và thông khí để khô đều, đồng thời tránh để lớp đất bề mặt bị quá khô Công việc này thường được thực hiện ở nhiệt độ không khí xung quanh, và cần lưu ý không làm khô đất quá mức cần thiết để thuận lợi cho việc rây Nếu cần lưu giữ mẫu đất lâu hơn, cần xem xét các phương pháp xử lý theo các thông số đã nêu trong các phần 4.8 và 4.9.
4.8 Điều kiện lưu giữ bảo quản mẫu đất:
Mẫu đất cần được bảo quản ở nhiệt độ 4°C ± 2°C và tiếp xúc với không khí Để đảm bảo yêu cầu, nên đựng mẫu trong túi chất dẻo kín hơi hoặc túi tương tự Cần lưu ý không để khối lượng đất quá nhiều để tránh tình trạng yếm khí xảy ra dưới đáy dụng cụ đựng mẫu Trước khi lưu giữ, đất cần được xử lý để đảm bảo điều kiện hiếu khí ổn định Quan trọng là không để đất bị đông cứng, khô hoặc quá ướt trong thời gian bảo quản, và không nên chồng mẫu đất lên nhau.
4.9 Thời gian lưu giữ ả b o quản mẫu đất.
Sau khi lấy mẫu đất, cần xử lý ngay để đảm bảo chất lượng mẫu không bị ảnh hưởng Việc giảm thiểu thời gian lưu giữ mẫu là rất quan trọng; không nên để mẫu đất quá 3 tháng, vì điều này có thể làm giảm hoạt động của vi sinh vật trong đất Thời gian lưu giữ kéo dài sẽ làm giảm khả năng sinh trưởng của vi sinh vật, ngay cả khi mẫu được bảo quản ở nhiệt độ thấp Tốc độ suy giảm này phụ thuộc vào thành phần đất và hệ vi sinh vật có trong đó.
Trước khi tiến hành thử nghiệm với đất đã xử lý, cần ủ sơ bộ để kích thích hạt cây cỏ trong đất nảy mầm và loại bỏ chúng Điều này giúp tái lập sự cân bằng trao đổi chất của sinh vật, đồng thời điều chỉnh các yếu tố đã thay đổi từ lúc lấy mẫu đến thời điểm thử nghiệm Các điều kiện ủ sơ bộ phụ thuộc vào mục đích nghiên cứu, nhưng nên càng gần gũi với điều kiện thực nghiệm càng tốt Thời gian ủ mẫu sơ bộ cũng sẽ tùy thuộc vào mục đích nghiên cứu, thành phần của mẫu đất và các điều kiện lưu giữ.
S d ng các thuử ụ ốc thử tinh khiết để phân tích, bao gồm:
• Cloroform không có rượu etylic (5.2.2)
• Dung dịch kali sunphat, c(K2SO4) = 0,5 mol/l (p = 87,135 g/l) (5.2.3)
• Vôi xút (5.2.4) c Thi t bế ị, dụng c ụ cơ bản
• Phòng hoặc phòng có kh ủ ả năng duy trì nhiệt độ (25 ± 2)°C (6.1)
• Bình hút ẩm được bảo vệ chống n (6.2) ổ
• Chai nh a polyetylen, dung tích 250 ml (6.6) ự
• Hệ tạo chân không (bơm tia nước hoặc bơm điện) (6.7)
• Máy lắc nằm ngang hoặc đứng (6.8)
†* Các s ố đánh cho thuố c th , thi t b và d ng c ử ế ị ụ ụ trong bài báo cáo này đều đượ c gi nguyên t ữ ừ văn bả n TCVN 6856 2 : 2001 (ISO 14240 2 : 1997) – –
4 Phương pháp này dùng trong lĩnh vực nào?
Phương pháp định lượng sinh khối bằng chiết xông hơi trong nghiên cứu sinh học thường áp dụng trong các lĩnh vực như:
▪ Sinh thái h ọ c: Đo lượng sinh khối của các loại thảo mộc, cây cỏ, và cây trồng để nghiên c u v cứ ề ộng đồng thực vật và chu trình sinh học.
Sinh học động vật nghiên cứu sinh khối của vi khuẩn, vi rút và các vi sinh vật khác, nhằm phục vụ cho việc nghiên cứu sinh học vi khuẩn, dịch tễ học và các lĩnh vực liên quan.
Tính toán k t qu ế ả
B.1 Thuốc thử ổ b sung B.2 Thi t b b sung ế ị ổ B.3 Cách n hành tiế B.4 Bàn lu n ậ PHỤ LỤC C:
VI Ưu, nhược điểm của phương pháp:
1 Đối với sinh khối khô:
2 Đối với sinh khối ướt:
Biể u th k t qu ị ế ả
B.1 Thuốc thử ổ b sung B.2 Thi t b b sung ế ị ổ B.3 Cách n hành tiế B.4 Bàn lu n ậ PHỤ LỤC C:
VI Ưu, nhược điểm của phương pháp:
1 Đối với sinh khối khô:
2 Đối với sinh khối ướt:
Sinh kh iố là t ng khổ ối lượng c a sinh v t trong sinh quy n ho c sủ ậ ể ặ ố lượng sinh vật s ng trong mố ột đơn vị ệ di n tích.
Sinh khối vi sinh vật là tổng khối lượng của tất cả các vi sinh vật, bao gồm vi khuẩn, nấm, virus và các sinh vật vi khuẩn khác, có trong một mẫu hoặc môi trường cụ thể Nó được sử dụng trong nghiên cứu sinh thái, sinh học phân tử, y học và các lĩnh vực khác để đo lường sự hiện diện và sự phát triển của các loài vi sinh vật trong hệ sinh thái Nghiên cứu về sinh khối vi sinh vật thường đi kèm với các phương pháp phân tích vi sinh học để xác định và đo lường sinh khối trong mẫu Định lượng sinh khối vi sinh vật bằng phương pháp xử lý mẫu chiết - xông hơi là quá trình đo lường khối lượng mẫu vật liệu hữu cơ thông qua việc chiết xuất chất cần lấy và xông hơi để loại bỏ dung môi, từ đó ước lượng lượng sinh khối có trong mẫu Phương pháp này thường được áp dụng để đo lường lượng carbon tồn tại trong các mẫu.
Bằng phương pháp xông hơi mẫu đất, các tế bào nguyên vẹn được hòa tan và chất hữu cơ vi sinh vật được giải phóng Chất hữu cơ trong đất không ở dạng rắn thì không bị ảnh hưởng bởi quá trình xông hơi Các mẫu đất được xông hơi bằng chloroform trong 24 giờ Cacbon hữu cơ được chiết bằng dung dịch kali sunphat 0,5 mol/lít và được xác định cho mẫu xông hơi và không xông hơi Hiệu số cacbon hữu cơ chiết được sử dụng để xác định lượng cacbon sinh khối vi sinh vật.
3 V t li u, thu c thậ ệ ố ử, thiết bị và d ng cụ ụ cơ bản: a V t li u: ậ ệ
Hướng dẫn thu thập, vận chuyển và lưu giữ mẫu đất theo TCVN 5960 : 1995 (ISO 10381 - 6) n u s dế ử ụng được
Theo TCVN 5960:1995 (ISO 10381-6), đã hết hạn sử dụng và được thay thế bởi TCVN 7538-6:2010 (ISO 10381-6:2009), tiêu chuẩn này hướng dẫn về việc thu thập, vận chuyển và lưu giữ mẫu đất nhằm đánh giá các quá trình hoạt động của vi sinh vật hiếu khí trong phòng thí nghiệm Tiêu chuẩn quy định các bước thực hiện theo trình tự cụ thể.
Các v ịtrí lấy m u t i các khu vẫ ạ ực lấy m u c n phẫ ầ ải được lựa chọn theo mục đích nghiên c u ứ
Các vị trí này cần phải được nhận biết rõ ràng và ghi chép lại, ví dụ như trên bản đồ, bằng cách đối chiếu với các vật cố địa danh, hoặc sử dụng một bản đồ đối chiếu chi tiết.
Vị trí lấy mẫu cần được đánh dấu rõ ràng để thuận tiện cho các thử nghiệm so sánh hoặc để tiến hành lấy mẫu lại sau này.
4.2 Mô tả khu vực lấy m u ẫ
Việc lựa chọn một khu vực mẫu đất phụ thuộc vào mục đích nghiên cứu cụ thể, do đó cần hiểu biết về lịch sử của khu vực đất đai đó Khu vực lấy mẫu cần được mô tả một cách chính xác và cung cấp các chỉ số liên quan đến địa điểm Các chi tiết về thảm thực vật, điều kiện hóa học và sinh học, cũng như mức độ ô nhiễm cần được ghi chép lại và viết vào báo cáo.
Mẫu đất để nghiên cứu trong phòng thí nghiệm nên được lấy từ hiện trường có hàm lượng nước phù hợp, không gây khó khăn cho việc rây đất Việc lấy mẫu cần tránh thực hiện trong thời gian đất bị ẩm ướt (trong vòng 30 ngày), bị đông lạnh hoặc bị ngập lụt Nếu thử nghiệm nhằm mục đích giám sát đất, chỉ chấp nhận lấy mẫu trong điều kiện hiện có của hiện trường.
Kỹ thuật lấy mẫu đất phụ thuộc vào mục đích nghiên cứu, thường là ở độ sâu tối đa 20 cm đối với mẫu đất canh tác hiếu khí Cần loại bỏ lớp rác từ cây cối, gỗ và động vật sống trong đất để giảm thiểu việc bổ sung carbon hữu cơ mới Thành phần hữu cơ sinh ra từ rễ cây và các nguồn khác có thể gây ra những thay đổi không lường trước trong hoạt động và thành phần của hệ vi sinh vật trong đất Nếu đất tự nhiên có những vùng bằng phẳng, mẫu đất nên được lấy từ những khu vực đó.
* S ố đánh các mụ c c ủa TCVN 5960 : 1995 đều đượ c gi nguyên t ữ ừ văn bả n g ốc ở m c 4 Trình t ụ ự
Thùng đựng mẫu cần được đánh dấu rõ ràng và phân định để dễ dàng liên hệ với vị trí khu vực mẫu đã được lấy Cần tránh sử dụng các thùng đựng mẫu có chứa hóa chất hoặc dung môi, vì điều này có thể làm ảnh hưởng đến chất lượng mẫu đất.
4.6 Điều kiện vận chuyển mẫu
Mẫu đất cần được vận chuyển một cách cẩn thận để đảm bảo hàm lượng nước không bị thay đổi Để đạt yêu cầu này, mẫu đất nên được giữ trong túi polyetylen kín khí Cần tránh các điều kiện môi trường khắc nghiệt như nhiệt độ quá lạnh, đông cứng, khô cứng hoặc bị ngập nước.
Đất cần được xử lý ngay sau khi lấy mẫu để duy trì tình trạng hiếu khí, với việc loại bỏ thực vật và động vật sống trước khi rây qua sàng có kích thước lỗ 2 mm Cần phải loại bỏ đá sỏi nhỏ, động vật và mẫu vật thực vật khỏi đất Vật chất hữu cơ như lớp đất màu và than bùn khó lọt qua sàng 2 mm, do đó cần sử dụng sàng có kích thước lỗ 5 mm trong điều kiện ướt Quy trình rây cần thực hiện thủ công và chất lượng vật liệu lọt qua sàng phụ thuộc vào người thực hiện Nếu đất quá ướt, nên rải đất ra và thông khí để giúp đất khô đều, đồng thời cần đảo đều để tránh lớp đất bề mặt bị quá khô Công việc này thường được thực hiện ở nhiệt độ không khí xung quanh, và nếu cần làm khô đất, không nên làm khô quá mức cần thiết để thuận lợi cho việc rây Nếu cần lưu giữ mẫu đất lâu hơn, cần xem xét phương pháp xử lý theo các thông số được đề cập trong các phần 4.8 và 4.9.
4.8 Điều kiện lưu giữ bảo quản mẫu đất:
Mẫu đất cần được bảo quản ở nhiệt độ 4°C ± 2°C và tiếp xúc với không khí Để đảm bảo yêu cầu này, mẫu nên được đựng trong túi chất dẻo có khả năng giữ hơi lỏng Cần chú ý không để khối lượng đất quá nhiều để tránh tình trạng yếm khí xảy ra dưới đáy dụng cụ đựng mẫu Trước khi lưu giữ, đất cần được xử lý để đảm bảo điều kiện hiếu khí ổn định Quan trọng là không để đất bị đông cứng, khô hoặc ngập nước trong thời gian lưu giữ, và mẫu đất không được chồng lên nhau.
4.9 Thời gian lưu giữ ả b o quản mẫu đất.
Sau khi lấy mẫu đất, cần giữ mẫu ở nhiệt độ thấp nhất có thể để đảm bảo chất lượng Thời gian lưu giữ mẫu đất không nên vượt quá 3 tháng, vì sau thời gian này, hoạt động của vi sinh vật trong đất có thể bị ảnh hưởng Việc kéo dài thời gian lưu giữ mẫu có thể làm giảm sự phát triển của vi sinh vật, ngay cả khi mẫu được bảo quản ở nhiệt độ thấp Tốc độ ảnh hưởng này phụ thuộc vào thành phần của đất và hệ vi sinh vật hiện có.
Trước khi sử dụng đất đã được xử lý trong các thí nghiệm, cần thực hiện quá trình ủ sơ bộ để các hạt cây cỏ nảy mầm và loại bỏ chúng, đồng thời tái lập sự cân bằng trao đổi chất của sinh vật Quá trình này phải được thực hiện với điều kiện gần gũi với môi trường thí nghiệm để đạt hiệu quả tốt nhất Thời gian ủ sơ bộ phụ thuộc vào mục đích nghiên cứu, thành phần của mẫu đất và các điều kiện lưu giữ.
S d ng các thuử ụ ốc thử tinh khiết để phân tích, bao gồm:
• Cloroform không có rượu etylic (5.2.2)
• Dung dịch kali sunphat, c(K2SO4) = 0,5 mol/l (p = 87,135 g/l) (5.2.3)
• Vôi xút (5.2.4) c Thi t bế ị, dụng c ụ cơ bản
• Phòng hoặc phòng có kh ủ ả năng duy trì nhiệt độ (25 ± 2)°C (6.1)
• Bình hút ẩm được bảo vệ chống n (6.2) ổ
• Chai nh a polyetylen, dung tích 250 ml (6.6) ự
• Hệ tạo chân không (bơm tia nước hoặc bơm điện) (6.7)
• Máy lắc nằm ngang hoặc đứng (6.8)
†* Các s ố đánh cho thuố c th , thi t b và d ng c ử ế ị ụ ụ trong bài báo cáo này đều đượ c gi nguyên t ữ ừ văn bả n TCVN 6856 2 : 2001 (ISO 14240 2 : 1997) – –
4 Phương pháp này dùng trong lĩnh vực nào?
Phương pháp định lượng sinh khối bằng chiết xông hơi trong nghiên cứu sinh học thường áp dụng trong các lĩnh vực như:
▪ Sinh thái h ọ c: Đo lượng sinh khối của các loại thảo mộc, cây cỏ, và cây trồng để nghiên c u v cứ ề ộng đồng thực vật và chu trình sinh học.
Sinh học động vật nghiên cứu sinh khối của vi khuẩn, vi rút và các vi sinh vật khác, nhằm phục vụ cho việc nghiên cứu về sinh học vi khuẩn và dịch tễ học Các thông tin này đóng vai trò quan trọng trong việc hiểu rõ hơn về các khía cạnh liên quan đến sinh học động vật.
Thuốc th b sung ử ổ
• Dung d ch kali sunphatị , c(K2SO4) = 0,05 mol/l, (8,714 g/l kali sunphat r t tinh ấ khiết) (B.1.1)
Thiết b b sung ị ổ
Bàn lu n ậ
Ưu, nhược điể m c ủa phương pháp
1 Đối với sinh khối khô:
2 Đối với sinh khối ướt:
Lưu ý
Sinh kh iố là t ng khổ ối lượng c a sinh v t trong sinh quy n ho c sủ ậ ể ặ ố lượng sinh vật s ng trong mố ột đơn vị ệ di n tích.
Sinh khối vi sinh vật là tổng khối lượng của tất cả các vi sinh vật, bao gồm vi khuẩn, nấm, virus và các sinh vật vi khuẩn khác, có trong một mẫu hoặc môi trường cụ thể Sinh khối này được sử dụng trong nghiên cứu sinh thái, sinh học phân tử, y học và các lĩnh vực khác để đo lường sự hiện diện và sự phát triển của các loài vi sinh vật trong hệ sinh thái cụ thể Nghiên cứu về sinh khối vi sinh vật thường đi kèm với các phương pháp và kỹ thuật phân tích vi sinh học nhằm xác định và đo lường sinh khối trong mẫu Định lượng sinh khối vi sinh vật bằng phương pháp xử lý mẫu chiết - xông hơi là quá trình đo lường khối lượng của mẫu vật liệu hữu cơ thông qua việc chiết chất cần lấy, sau đó xông hơi để loại bỏ dung môi và thu được chất cần đo Phương pháp này thường được áp dụng trong nghiên cứu sinh học để đo lường lượng carbon tồn tại trong các mẫu, từ đó ước lượng được lượng sinh khối của chúng.
Xông hơi mẫu đất giúp hòa tan các tế bào nguyên vẹn và giải phóng chất hữu cơ vi sinh vật Chất hữu cơ của đất không bị ảnh hưởng bởi quá trình xông hơi nếu ở thể rắn Các mẫu đất được xông hơi bằng chloroform trong 24 giờ Cacbon hữu cơ được chiết xuất bằng dung dịch kali sunphat 0,5 mol/lít, và hiệu số cacbon hữu cơ chiết được dùng để xác định lượng cacbon sinh khối vi sinh vật.
3 V t li u, thu c thậ ệ ố ử, thiết bị và d ng cụ ụ cơ bản: a V t li u: ậ ệ
Hướng dẫn thu thập, vận chuyển và lưu giữ mẫu đất theo TCVN 5960 : 1995 (ISO 10381 - 6) n u s dế ử ụng được
Theo TCVN 5960:1995 (ISO 10381-6), đã hết hiệu lực và được thay thế bởi TCVN 7538-6:2010 (ISO 10381-6:2009), hướng dẫn về thu thập, vận chuyển và lưu giữ mẫu đất nhằm đánh giá các quá trình hoạt động của vi sinh vật hiếu khí tại phòng thí nghiệm Tiêu chuẩn này quy định các bước trình tự cần thực hiện.
Các v ịtrí lấy m u t i các khu vẫ ạ ực lấy m u c n phẫ ầ ải được lựa chọn theo mục đích nghiên c u ứ
Các vị trí này cần phải được nhận biết rõ ràng và ghi chép lại, chẳng hạn như trên bản đồ, bằng cách đối chiếu với các vật cố định nhận dạng, hoặc sử dụng một bản đồ đối chiếu chi tiết.
Vị trí lấy mẫu cần được đánh dấu rõ ràng để có thể sử dụng cho các thử nghiệm so sánh hoặc để thực hiện việc lấy mẫu lại sau này.
4.2 Mô tả khu vực lấy m u ẫ
Việc lựa chọn mẫu đất trong khu vực nghiên cứu phụ thuộc vào mục đích cụ thể, do đó cần hiểu biết về lịch sử của khu vực đất đai đó Khu vực lựa chọn mẫu phải được mô tả một cách chính xác và cung cấp các thông tin chi tiết về địa điểm Các yếu tố như thành phần thực vật, điều kiện hóa học và sinh học, cũng như mức độ ô nhiễm cần được ghi chép lại và đưa vào báo cáo.
Mẫu đất để nghiên cứu trong phòng thí nghiệm nên được lấy từ hiện trường nơi có hàm lượng nước không gây khó khăn cho việc rây đất Cần tránh việc lấy mẫu ngay sau khi đất bị ẩm ướt (hơn 30 ngày), đông lạnh hoặc ngập lụt Đối với các thử nghiệm phục vụ giám sát đất, mẫu có thể được chấp nhận với điều kiện hiện trạng của hiện trường.
Kỹ thuật lấy mẫu đất phụ thuộc vào mục đích nghiên cứu, với mẫu đất hiếu khí thường được lấy ở độ sâu tối đa 20 cm Cần loại bỏ lớp rác từ cây cối, gỗ và động vật sống trong đất để giảm thiểu việc bổ sung carbon hữu cơ mới Thành phần hữu cơ sinh ra từ rễ cây và các nguồn khác có thể gây ra những thay đổi không lường trước trong hoạt động và thành phần của hệ vi sinh vật trong đất Nếu đất tự nhiên có những vùng bằng phẳng, mẫu đất cần được lấy từ những khu vực đó.
* S ố đánh các mụ c c ủa TCVN 5960 : 1995 đều đượ c gi nguyên t ữ ừ văn bả n g ốc ở m c 4 Trình t ụ ự
Thùng đựng mẫu cần được đánh dấu rõ ràng và phân định để dễ dàng liên hệ với vị trí khu vực mẫu đã lấy Cần tránh sử dụng các thùng đựng mẫu có chứa chất lỏng như nước hoặc dung môi, vì điều này có thể ảnh hưởng đến chất lượng mẫu đất.
4.6 Điều kiện vận chuyển mẫu
Mẫu đất cần được vận chuyển một cách cẩn thận để duy trì độ ẩm và tránh tiếp xúc với không khí Thông thường, việc đựng mẫu trong túi polyetylen kín sẽ đáp ứng yêu cầu này Cần tránh các điều kiện môi trường khắc nghiệt; đất nên được giữ ở nhiệt độ lạnh nhưng không để đông cứng, khô cứng hay bị sũng nước.
4.7 X ử lý đất Đất cần được xử lý càng nhanh càng t t sau khi lấy mẫu Thực vật, đố ộng vật sống trong đất và đá sỏi cần phải loại bỏ trước khi rây qua rây c l ỡ ỗ2 mm để ạo thuận l i t ợ cho sự trao đổi khí giữa các hạ ất đt và vì th ếkiến ngh ị đất cần được duy trì tình trở ạng hiếu khí Đồng thời cũng cần lo i b ạ ỏ đá sỏi nhỏ, động vật và các mẫu v n thụ ực vật ra khỏi đất Vật chất hữu cơ như lớp đất mà màu, than bùn s khó l t qua rây c l 2 mm ẽ ọ ỡ ỗ và c n ph i rây v i rây c l 5mm ầ ả ớ ỡ ỗ ở điều kiện ướt Công việc này cần đến s ựthao tác thủ công và chất lượng c a các vật liệu l t qua rây ph ủ ọ ụthuộc vào người thực hiện rây Khi rây mà đất bị quá ướt, nếu có điều kiện, thì rả ấi đ t ra và th i nhổ ẹ không khí vào đất để tạo điều kiện cho đất đư c khô đều Đấ ần đượợ t c c bóp v n bằng tay và th nh thoảng ụ ỉ đảo đều để tránh lớp đất bề mặt bị quá khô Thông thường công việc này được thực hi n ệ ở điều ki n nhiệ ệt độ không khí xung quanh N u cế ần làm khô đất thì không nên làm khô quá mức cần thiế ểt đ tạo thuận l i cho công viợ ệc rây đất N u cế ần lưu giữ ẫu m đất lâu hơn thì phương pháp xử lý cần xem xét theo các thông s được đưa ra trong 4.8 ố và 4.9
4.8 Điều kiện lưu giữ bảo quản mẫu đất:
Mẫu đất cần được bảo quản ở nhiệt độ 4°C ± 2°C và tiếp xúc với không khí Để đảm bảo yêu cầu, hãy đựng mẫu trong túi chất dẻo chịu được hơi lỏng Cần thận trọng để khối lượng đất lưu giữ không quá nhiều, tránh tình trạng yếm khí xảy ra dưới đáy dụng cụ Đất cần được xử lý trước khi lưu giữ để duy trì điều kiện hiếu khí ổn định Quan trọng là không để đất bị đông cứng, khô hoặc quá ẩm trong thời gian lưu giữ, và không được chồng mẫu đất lên nhau.
4.9 Thời gian lưu giữ ả b o quản mẫu đất.
Sau khi lấy mẫu đất, cần phải giữ mẫu ở nhiệt độ thấp nhất có thể để tránh làm giảm chất lượng Thời gian lưu giữ mẫu đất không nên vượt quá 3 tháng, vì sau khoảng thời gian này, các chỉ số hóa học có thể bị ảnh hưởng bởi hoạt động của vi sinh vật trong đất Hoạt động của các vi sinh vật này có thể làm giảm độ chính xác của kết quả phân tích, đặc biệt khi thời gian lưu giữ kéo dài, ngay cả khi mẫu được bảo quản ở nhiệt độ thấp Tốc độ ảnh hưởng này còn phụ thuộc vào thành phần của đất và hệ vi sinh vật hiện có.
Trước khi đưa đất đã xử lý vào thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, cần thực hiện quá trình ủ sơ bộ để các hạt cây cỏ trong đất nảy mầm và loại bỏ chúng Quá trình này giúp tái lập sự cân bằng trao đổi chất của sinh vật, từ thời điểm lấy mẫu cho đến khi tiến hành thử nghiệm Điều kiện ủ mẫu sơ bộ phụ thuộc vào mục đích nghiên cứu, nhưng nên tương đồng với điều kiện thí nghiệm để đạt hiệu quả tốt nhất Thời gian ủ mẫu sơ bộ cũng sẽ thay đổi tùy thuộc vào mục đích nghiên cứu, thành phần của mẫu đất và các điều kiện lưu giữ.
S d ng các thuử ụ ốc thử tinh khiết để phân tích, bao gồm:
• Cloroform không có rượu etylic (5.2.2)
• Dung dịch kali sunphat, c(K2SO4) = 0,5 mol/l (p = 87,135 g/l) (5.2.3)
• Vôi xút (5.2.4) c Thi t bế ị, dụng c ụ cơ bản
• Phòng hoặc phòng có kh ủ ả năng duy trì nhiệt độ (25 ± 2)°C (6.1)
• Bình hút ẩm được bảo vệ chống n (6.2) ổ
• Chai nh a polyetylen, dung tích 250 ml (6.6) ự
• Hệ tạo chân không (bơm tia nước hoặc bơm điện) (6.7)
• Máy lắc nằm ngang hoặc đứng (6.8)
†* Các s ố đánh cho thuố c th , thi t b và d ng c ử ế ị ụ ụ trong bài báo cáo này đều đượ c gi nguyên t ữ ừ văn bả n TCVN 6856 2 : 2001 (ISO 14240 2 : 1997) – –
4 Phương pháp này dùng trong lĩnh vực nào?
Phương pháp định lượng sinh khối bằng chiết xông hơi trong nghiên cứu sinh học thường áp dụng trong các lĩnh vực như:
▪ Sinh thái h ọ c: Đo lượng sinh khối của các loại thảo mộc, cây cỏ, và cây trồng để nghiên c u v cứ ề ộng đồng thực vật và chu trình sinh học.
Sinh học động vật nghiên cứu sinh khối của vi khuẩn, vi rút và các vi sinh vật khác nhằm phục vụ cho việc nghiên cứu về sinh học vi khuẩn và dịch tễ học Việc đo lường này đóng vai trò quan trọng trong việc hiểu biết các lĩnh vực liên quan đến sinh học động vật.
