Sử dụng các vi sinh vật trong phân huỷ dầu và các hợp chất có nguồn gốc dầu

Để duy trì sự sống của bản thân và tiếp tục sự phát triển của nòi giống

Review SỬ DỤNG VI SINH VẬT TRONG PHÂN HỦY DẦU VÀ CÁC HP CHẤT CÓ NGUỒN GỐC DẦU DOWNLOAD» AGRIVIET.COM 1 I. Đặt vấn đề Để duy trì sự sống của bản thân và tiếp tục sự phát triển của nòi giống, ngay từ thời nguyên thuỷ, con người đã có những hoạt động khai thác tài nguyên tự nhiên, chế biến thành những vật phẩm càn thiết cho mình, hoặc để cải thiện những điều kiện thiên nhiên, tạo nên môi trường sống thích hợp với mình. Trong lúc tiến hành những hoạt động đó, con người ít nhiều đã biết rằng mọi can thiệp vào tài nguyên thiên nhiên và môi trừơng luôn luôn có hai mặt lợi hại khác nhau đối với cuộc sống trước mắt và lâu dài của con người. Do đó, cùng với việc phát triển của xã hội, kinh tees phát triển đi đôi với việc phát triển các nghành công nghiệp dẫn đến nhu cầu khai thác và sử dụng dầu mỏ tăng lên đáng kể, nhất là các nước có ngành công nghiệp dầu khí phát triển, mà hậu quả của nó đã tác động lên môi trường sống của sinh vật biển, của động vật thuỷ sinh, của con người và ảnh hưởng gián tiếp đến sự phát triển nên kinh tế của xã hội. Vì thế, để đảm bảo sức khoẻ cộng đồng và trả lại cho môi trường sự trong sạch ban đầu của nó, người ta đã nghiên cứu nhiều áp dụng thành công nhiều phương pháp, trong đó phương pháp sinh học được đánh giá cao bởi các đặc tính ưu việt của nó như: giá thành hạ, không gây ô nhiễm cho môi trương xử lý, tuy thời gian dài hơn so với các phương pháp khoa học khác. Vì những lý do đó chúng em đã chọn đề tài vi sinh vật xử lý dầu trong nước Review SỬ DỤNG VI SINH VẬT TRONG PHÂN HỦY DẦU VÀ CÁC HP CHẤT CÓ NGUỒN GỐC DẦU DOWNLOAD» AGRIVIET.COM 2 II. Giới thiệu sơ lược về dầu 1. khái niệm Dầu là một hợp chất phức tạp, là một hợp chất hữu cơ cao phân tử hỗn hợp trong thiên nhiên, hầu như chỉ chứa các hrocacbon. Dầu được tạo thành từ xa xưa bằng những phản ứng phức tạp xảy ra dưới điều kiện áp suất và nhiệt độ ở độ sâu nhất đònh, cùng với các vận động đòa chất Trong dầu mỏ có tới hàng trăm loại cacbuahđro khác nhau dại diện cho nhiều loại cấu trúc hoá học riêng biệt. Chỉ tính xăng là hỗn hợp hrocacbua dầu mỏ tinh chế đã có 200 chất khác nhau ở tính bay hơi, tính hoà tan, tính hấp thụ Thành phần cơ bản của dầu mỏ gồm: + Hrocacbua mạch thẳng : 30-35% + Hrocacbua mạch vòng : 25-75% + Hroôcacbua thơm :10-20% 2. Thành phần của dầu dầu thô ở vùng khác nhau thì thành phần khác nhau(bảng1). Tính trung bình thì nhóm quan trọng nhất của hrocacbon trong dầu khí là phân tử parafin được xếp từ 1đến lớn hơn 78 cacbon, 5 hoặc 6 hrocacbon béo no và không no hoặc naptalin và có nhiều chất cí mùi thơm khác nhau. Ngoài ra còn có các thành phần khác như: lưu huỳnh, nitơ, oxy … quan trọng nhất trong dầu là vanadi và niken Nguồn dầu thô Thành phần Prudhoc Bay South Louisian Kuwait Lưu huỳnh (%) 0.94 0.25 2.44 Nitơ(%) 0.23 0.69 0.14 Niken(ppm) 10 2.2 7.7 Vanadium(ppm) 20 1.9 28 Naphth(%)(20-205 o c) 23.2 18.6 22.7 parafin 12.5 8.8 16.2 naphthenes 7.4 7.7 4.1 Chất béo 3.2 2.1 2.4 Bảng 1 : tính chất hoá học vài loại dầu thô * Thành phần chính của dầu mỏ : phổ biến nhất trong dầu thô là hrocacbon thuộc 3 họ :parafinic, hrocacbon thơm, hrocacbon napphenic. * Thành phần khác - trong khí dầu mỏ : ngoài thành phần chính còn có : CO 2 , N 2 , Ar, He, H 2 S… - trong dầu mỏ : ngoài hrocacbon còn có : các chất nhựa, asphanten, các hợp chất chứa S, N, O và kim loại nặng - các chất nhựa và asphanten Review SỬ DỤNG VI SINH VẬT TRONG PHÂN HỦY DẦU VÀ CÁC HP CHẤT CÓ NGUỒN GỐC DẦU DOWNLOAD» AGRIVIET.COM 3 - các hợp chất hữu cơ chứa S : thành phần làm xấu chất lượng dầu thô, là các hợp chất như : sunfuahro, mecaptan (RSH) … gây ăn mòn thiết bò công nghệ khi chế biến dầu thô, gây ô nhiễm môi trường khi sử dụng nguyên liệu tạo ra khí SO x . hàm lượng S trong dầu thô ở mức 0.5 % dược xem là giới hạn tiêu chuẩn . - Các phức chất giữa kim loại với hợp chất hữu cơ : phổ biến là phức profyrin với kim loại vanidi, niken , ngoài ra còn chứa rất ít các phức với kim loại như Fe, Cu,Pb, As * Nguồn nước trong dầu mỏ: dưới dạng nhũ tương phân tán cao nằm trong dầu mỏ. Nước trong dầu chứa nhiều muối khoáng khác nhau và một số kim loại dưới dạng khử hoà tan . III. Những tác động của dầu đến môi trương 1. các nguồn dầu gây ô nhiễm môi trường nước các hoạt động gây ô nhiễm môi trường nước bao gồm chế biến dầu mỏ, sự cố rò rỉ hay bể đường ống dẫn dầu, thải thẳng ra biển các nước thải rửa tàu mà không qua xử lý, và giao thông sông biển (đặc biệt là sự cố dầu tràn)… hàng năm có khoản 6 triệu tấn hrocacbúa dầu mỏ được thải vào môi trường nước biển, do vận tải (2.2 triệu tấn), khai thác dầu ở biển (0.1 triệu tấn), các nhà máy chế biến dầu mỏ ở ven bờ (0.2), chất thải công nghiệp (0.3), chất thải thành phố (0.3), từ các mỏ dầu dưới nước(0.6), và theo mưa từ khí quyển (0.6). 80% chất ô nhiễm dầu trong nước biển là dầu thô. Khi vao môi trường biển, dầu tạo thành một lớp mỏng trên bề mặt, tiếp theo là bay hơi các hợp phần nhẹ (pha benzen và dầu hoả…).khoảng 5% dầu mỏ bò tan vào nước (chủ yếu là các hrocacbon thơm và độc). Một phần các hợp chất này bò hấp phụ bởi chất lơ lửng và phần khác lắng đọng xuống trầm tích đáy. Ngoài ra dầu mỏ còn tạo các huyền phù “dầu trong nước” và “nước trong dầu” có thời gian tồn tại khác nhau trong môi trường nước biển. Tuy nhiên, sự phân huỷ sinh học (do trên 200 ngàn loài vi sinh vật) cũng làm giảm đáng kể hàm lượng dầu trong nước biển 2. các nguồn dầu gây ô nhiễm trong môi trương đất - Mối nguy hại tạo ra bởi sự chuyển hoá dầu là nguyên nhân gây sự ô nhiễm trong đất (schmehl và Mccashin1973) - Do sự lắng tụ các nguyên tố kim loại nặng trong phân chuồng - Do sự tràn dầu thô hoặc do tinh chế sản phẩm dầu 3.Những tác động của dầu đến môi trường hậu quả ô nhiễm môi trường rất lớn. Các lớp dầu mỡ (nếu dày hơn 0.1 mm) cản trở đáng kể sự trao đổi khí của nước biển và các chất huyền phù và vật liệu lơ lửng (ở hàm lượng đủ lớn), cản trở sự thâm nhập ánh sáng vào nước biển. Do ô nhiễm nên hàm lượng độc tố trong sinh vật biển tăng đáng kể, làm rối loạn các chức năng sinh lý(hô hấp, phát triển, sinh sản…),sinh hoá và có thể dẫn tới tử vong. Khi hàm lượng các chất độc tố hữu cơ như chất hoạt hoá bề mặt đạt 5mg/l trong nước gây tử vong hàng loạt các động vật không xương sống như : Capitella capitala, Scolelepis fuliginosa. Do đó ô nhiễn môi trường nước biển sẽ làm suy thoái hệ sinh thái và cảnh quan, giảm năng suất và đa dạng sinh học, tài nguyên sinh vật biển, ven bờ (rừng ngập mặn, đất ngập nước, cỏ biển, san hô, sinh vật phù du, sinh vật bám đáy), tài nguyên du lòch …Thông qua đó ô nhiễm môi trường nước biển Review SỬ DỤNG VI SINH VẬT TRONG PHÂN HỦY DẦU VÀ CÁC HP CHẤT CÓ NGUỒN GỐC DẦU DOWNLOAD» AGRIVIET.COM 4 ảnh hưởng tới sức khoẻ con người ( qua chuỗi thức ăn bò nhiễm độc, qua nước tắm …) và cản trở các hoạt đông nhân sinh, đặc biệt là nuôi trồng, đánh bắt thuỷ sản và du lòch… Đối với môi trường đất thì dầu thô làm giảm sự nảy mầm cây, ảnh hưởng đến sự phát triển của cây , ảnh hưởng đến sinh khối khô . III. VI SINH VẬT PHÂN HUỶ DẦU 1 Các nhóm vi sinh vật phân huỷ dầu 1.1 Sự phân bố Các vi sinh vật có khả năng phân huỷ hidrocacbon dầu mỏ và các hợp chất liên quan xuất hiện khắp nơi, trong môi trường nước biển, nước ngọt và đất. Cho đến nay, người ta đã xác đònh được hơn 200 loài vi khuẩn, men và nấm có khả năng phân huỷ được các hidrocacbon có số nguyên tử cacbon thay đổi từ C 1 (CH 4 ) đến các hợp chất có số nguyên tử cacbon lớn hơn C 40 . Trong môi trường biển, vi khuẩn được coi là loài phân huỷ hidrocacbon ưu thế và phân bố trong cả vùng cực lạnh. Còn trong nước ngọt, men và nấm đóng vai trò quan trọng trong việc phân huỷ dầu. Số lượng và thành phần vi sinh vật không đồng đều ở những khu vực khác nhau và ở những độ sâu khác nhau tuỳ theo điều kiện môi trường cụ thể. Những môi trường có chứa nhiều chất hữu cơ, số lượng và thành phần vi sinh vật phát triển mạnh. Ngược lại, những khu vật nghèo chất hữu cơ, số lượng và thành phần vi sinh vật ít hơn. Trên mặt đất, số lượng và thành phần vi sinh vật rất ít, do độ ẩm không thích hợp và do tác động của tia ánh sáng mặt trời làm cho phần lớn vi sinh vật bò tiêu diệt. Trong đất, thường gặp các loài vi khuẩn như: Bac.mycoides, Bac.subtilis, Bac.mensentriricus, Micrococcusalbus. Độ sâu từ 10cm đến 20cm, số lượng và thành phần vi sinh vật tập trung nhiều ở độ sâu này, độ ẩm vừa thích hợp (50% - 90%), các chất dinh dưỡng lại tích luỹ nhiều, không bò tác dụng của chiếu sáng nên vi sinh vật phát triển nhanh. Các quá trình chuyển hoá quan trọng trong đất chủ yếu xảy ra ở độ sâu này. Số lượng và thành phần vi sinh vật sẽ giảm ở độ sâu trên 30cm (hầu như không có trừ trường hợp mạch nước ngầm), vi sinh vật ở độ sâu này thường là nhóm yếm khí, đồng thời có khả năng chòu được một áp suất lớn. Mặt khác, ở lớp đất này hầu như chất hữu cơ rất hiếm nên vi sinh vật rất khó phát triển. Số lượng và thành phần vi sinh vật ưa dầu trong đất còn thay đổi mạnh ở những nơi có nhiều đá cuội sỏi, cát, số lượng và thành phần vi sinh vật ít hơn. 1.2.Các nhóm vi sinh vật phân huỷ dầu 1.2.1.Vi sinh vật phân huỷ hydrrocacbon : Năm 1895,Miyoshi công bố rằng ISOTRYTIS CINEVEA có khả năng phân huỷ parafin . Năm 1906 Rahn nghiên cứu sự phân giải parafin của nấm mốc . Bắt đầu từ đó hàng loạt các nghiên cứu cho thấy có rất nhiều loài vi sinh vật có khả năng phân huỷ dầu mỏ và khí tự nhiên . Hydrocacbon Tên vi sinh vật Loại Review SỬ DỤNG VI SINH VẬT TRONG PHÂN HỦY DẦU VÀ CÁC HP CHẤT CÓ NGUỒN GỐC DẦU DOWNLOAD» AGRIVIET.COM 5 Metan Hexandecan Oxadecan C 10 - C 20 C 12 - C 15 C 13 - C 19 C 14 - C 18 C 15 - C 28 n-parafin Methanomonas sp Bacillus Cadida Trropicalis Micrococcus Cerificans Pseudomonas Aeruginosa Bacillus Theronophin Candida sp Mycobacterium Lacticolum M . Rubam Vas Propanicum M. Flavum Vas Mathnicum Nocardia sp Pseudomonas Aeryginosa Candida Lipolytica Mycobacterium Phlei Candida Guilliermondi Micrococcus Cerificans Candida Intermetia Torulopsis Candida Tropicalis Lipolytica C.Pelliculosa C.Intermetia Candida Intermedia C .Lipolytica Candida Albicans C.Tropidalis Candida Lipolytica Pseudomonas Nấm Vi khuẩn Nấm Vi khuẩn Vi khuẩn Vi khuẩn Nấm Vi khuẩn Vi khuẩn Vi khuẩn Nấm Vi khuẩn Nấm Vi khuẩn Nấm Vi khuẩn Nấm Nấm Nấm Nấm Nấm Nấm Nấm Nấm Nấm Nấm Vi khuẩn Review SỬ DỤNG VI SINH VẬT TRONG PHÂN HỦY DẦU VÀ CÁC HP CHẤT CÓ NGUỒN GỐC DẦU DOWNLOAD» AGRIVIET.COM 6 Một số vi sinh vật phân giải dầu trong môi trường biển và bờ như là vi khuẩn :Achromobacter, Acinetobacter , Alcaligenes , Arthrobacter, Bacillus, Brevibacterum , Cornybacterium ,Flavobacterium Nocardia,Pseudomonas ,Vibrio và các men và nấm như là Aspergillus, Candida , Cladosperrium , Penicillium , Phodotorula , Sporobolomyces , Trichodernia. 2.Cơ chế phân giải Hydrocacbon : a.Phân giải ankan ( mạch thẳng ): Các ankan mạch thẳng là những thành phần dễ bò phân huỷ nhất trong các hợp chất của dầu mỏ. Sự phân hủy sinh học của n ankan với trọng lượng phân tử lên tới C 44 đã được chứng minh. Các n ankan có dãy cacbon từ C 10 đến C 26 là những hydrocacbon thường dễ bò phân hủy bởi visinh vật. Quá trình phân giải n ankan chủ yếu diễn ra: CH 3 (CH 2 ) n CH 3 CH 3 (CH 2 ) n CH 2 OH (Rượu béo bậc 1) -2H CH 3 (CH 2 ) n CHO (Andehyt béo) -2H H 2 O CH 3 (CH 2 ) 2 COOH (Axit béo) CH 3 CoS.Co.A CH 3 (CH 2 ) n-2 _CoS.Co.A Acetyl_Co.A Chu trình Krebs b. Phân giải metan: Cơ chế của quá trình phân giải CH 4 : CH 4 CH 3 OH HCHO HCOOH CO 2 Vi khuẩn Pseudomonas methanica có khả năng sử dụng một số hợp chất 1 C làm nguồn thức ăn và nguồn năng lượng duy nhất. Đây là loại vi khuẩn có thể phân giải được hợp chất1 C c. Phân giải các hợp chất thơm: Các hydrocacbon thơm được chuyển thành các dẫn xuất octo_ hoặc para_ dyoxitphenyl. Dưới tác dụng của hệ thống enzyme cảm ứng (enzyme oxygennaza), các vòng thơm sẽ bò cắt đứt. Cuối cùng, các vòng thơm bò cắt đứt trên được hydroxyl hóa tạo thành các axit hữu cơ. Quá trình phân giải hợp chất thơm (Nguyễn Đức Lượng_1996) Review SỬ DỤNG VI SINH VẬT TRONG PHÂN HỦY DẦU VÀ CÁC HP CHẤT CÓ NGUỒN GỐC DẦU DOWNLOAD» AGRIVIET.COM 7 R + O 2 + XH 2 Hydroylaza + H 2 O + X OH Các trường hợp cắt vòng hydrocacbon đăc trưng: Trường hợp 1: (Sự phân cắt octo) trong trường hợp này, sự liên kết oxy phân tử với 2 nguyên tử cacbon lân cận xảy ra và tạo thành một peroxit vòng. Sau đó, sự chuyển vò nội phân tử với sự cắt liên kết C_C hình thành và tạo thành oxit. Sự phân cắt ở đây thường do vi khuẩn phân giải các hợp chất thơm thể đơn giản Quá trình phân giải pirocatechin (octo) (Nguyễn Đức Lượng_1996) OH OOH O 2 OH OOH Pirocatechaza axit_cis_cis_muconic Trường hợp 2: (Phân cắt theo octo): Trường hợp này cũng thường thấy ở vi khuẩn: Đây là trường hợp phân cắt vòng thơm giữa nguyên tử cacbon bò hydroxyl hóa và nguyên tử lân cận không bò hydroxyl hóa. Thí dụ: Pirocatechin dưới tác dụng của metylpirocatecchaza sẽ chuyển hóa thành axit semialdehyt_2_okimuconit. Chất này vềø sau có thể chuyển hóa thành CO 2 , axit acetic, axit pyruvic. Hoặc monocatechin dưới tác dụng của protocatachact_4,5_oxigennaza sẽ chuyển hóa thành axit senilaldehyt_2_ oxi_4_cacboximucomic. Chất này về sau sẽ chuyển hóa thành axit oxalaxetic và axit pyruvic. Quá trình phân giải pirocatechin (meta) (Nguyễn Đức Lượng_1996) CHO COOH O 2 OH OH CHO COOH COOH Axit seminaldehyt_ 2_oxi_4_cacboxylmuconic Review SỬ DỤNG VI SINH VẬT TRONG PHÂN HỦY DẦU VÀ CÁC HP CHẤT CÓ NGUỒN GỐC DẦU DOWNLOAD» AGRIVIET.COM 8 Trường hợp 3: Là trường xảy ra sự cắt vòng ở vò trí trong nguyên tử cacbon bò hydroit hóa 2 nguyên tử cacbon liên kết với nhóm cacbon mạch thẳng nào đó. Axt gentifinic, axit hpmogentinific, phenylacanin, axit phenylpropionic là những chất bò phân cắt theo con đường này. d. Phân giải các hợp chất 2 cacbon: Cơ chế của quá trình này rất đặc biệt. Aetate và các hợp chất sinh ra nó (etanol) có thể trực tiếp tham gia vào chu trình Krebs và sau đó được oxy hóa một cách triệt để. Các hợp chất 2 cacbon có khả năng oxy hóa cao hơn aetate (như glycolat và glyxin) không trực tiếp tham gia vào ch trình Kerbs. Nhiều vi sinh vật có khả năng chuyển hóa các hợp chất này thàng glioxilat sau đó chất này mới được oxy hó ahoàn toàn thông qua chu trình Kerbs. Tuy nhiêu vi khuẩn nitrat hóa Micoococcus dentrificans có thể chuyển hóa glioxilat theo 1 con đường khác gọi là con đường βoiaspactat. Từ đó, glioxilat sẽ tạo thành glixin. Glixin sẽ ngưng tụ với 1 glioxelat khác tạo thành erifro_ β oxiasparfat. Chất này bò khử nước sinh ra NH và axit oxalaxetic. Trực khuẩn G - Pseudomonas oxalaticus có khả năng sử dụng oxalat làm nguồn cacbon duy nhất. Cơ chế của quá tình này có thể được tóm tắt như sau: Oxalat + Xucxinit Co.A Oxalit Co.A + Xucxinat Oxalit Co.A TPP Formit Co.A + CO 2 Formit Xaxinat Formiat + Xucxinyl Co.A Tóm lại: Sự phân hủy sinh học dầu thường theo thứ tự sau: Ankan mạch thẳng ankan mạch nhánh các hợp chất htơm trọng lượng phân tử thấp ankan vòng (xicloankan) Trình tự trên không phải là bất biến. Sự không đồng nhất về thành phần trong các loại dầu khác nhau ảnh hưởng rất lớn tới tốc độ phân hủy sinh học của các cấu tử dầu. Tốc độ phân hủy sinh học của các cấu tử dầu giống nhau có thể thay đổi đáng kể các loại dầu khác nhau. Sự chuyển hóa ké cũng đóng vai trò quan trọng đối với tốc độ phân hủy sinh học dầu. Nhiều loại hợp chất thơm , vòng và nhánh khó phân hũy theo cơ chế chuyển hóa riêng lại có thể bò oxy hóa qua sự chuyển hóakép tong hỗn hợp dầu do sự phong phú của các hợp chất khác có trong dầu. 4.Điều kiện môi trường ảnh hưởng đến khả năng phân hủy sinh học dầu: Tốc độ phân hủy sinh học của dầu bò đổ tràn sẽ chòu ảnh hưởng rất lớn bởi đặc điểm của môi trường tự nhiên. Những nhân tố ảnh hưởng chủ yếu đến sự phân hủy sinh học dầu bao gồm quá trình phong hóa dầu, nhiệt độ, hàm lượng chất dinh dưỡng, ôxy và pH a.Các quá trình phong hóa: (bay hơi, hòa tan, quang hóa, phân tán và tạo nhũ tương, ảnh hưởng rất lớn đến sự phân hủy dầu: _ Sự bay hơi làm giảm nồng độ và độc tính của dầu nên vi sinh vật có khả năng phân hủy dầu còn lại _ Quá trình nhũ tương hóa làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc dầu với nước nên vi sinh vật ưa dầu dễ dàng xâm nhập và phân hủy dầu _ Quá trình quang hóa, ôxy hóa làm phân tán và hòa tan dầu nên khả năng phân hủy sinh học diễn ra nhanh hơn. b. Nhiệt độ: Nhiệt độ của môi trường ảnh hưởng lên cả đặc tính của vệt dầu và sự hoạt động của loài vi sinh vật. Ở nhiệt độ thấp, sự phân hủy sinh học dầu diễn ra chậm do độ nhớt của dầu tăng Review SỬ DỤNG VI SINH VẬT TRONG PHÂN HỦY DẦU VÀ CÁC HP CHẤT CÓ NGUỒN GỐC DẦU DOWNLOAD» AGRIVIET.COM 9 trong khi tính bay hơi của các hydrocacbon trọng lượng phân tử thấp lại giảm. Một vài hợp chất dễ hòa tan hơn ở nhiệt độ thấp (ví dụ: Ankan mạch ngắn) và moat số hợp chất thơm có trọng lượng phân tử thấp lại dễ dàng hòa tan hơn ở nhiệt độ cao hơn. Sự phân hủy sinh học các hydrocacbon có thể xảy ra ở nhiệt độ khá rộng vàmức độ phân hủy sinh học thường giảm với sự giảm của nhiệt độ. Trong khoảng nhiệt độ từ 10 0 C đến 45 0 C hoạt động của vi sinh vật sẽ tăng gấp đôi cho mỗi khoảng tăng 10 0 C Mức độ phân hủy cao nhất thường xảy ra ở 30 0 C đến 40 0 C trong môi trường đất, 20 0 C đến 30 0 C trong môi trường nước ngọt, 15 0 C đến 20 0 C ở biển. nh hưởng của nhiệt d0ộ đến thành phần vi sinh vật trong đất rất phức tạp c. xy: Vì sự phân hủy của các hợp chất hydrocacbon thơm và no điều liên quan đến quá trình ôxy hóa do vậy điều kiện hiếu khí thường được quan tâm nhất trong quá trình phân hủy dầu sinh học. Quá trình phân hủy dầu được thực hiện trong điều kiện yếm khí là rầt chậm. Ở các vùng đầm lầy, các bãi triều, đất ngập măn và các bãi biển được cấu tạo bởi trầm tích mòn hạt, hàm lượng ôxy thường rất ít. Tác động của sóng, gió, dòng chảy và nhiệt độ sẽ làm tăng hàm lượng ôxy cung cấp cho visinh vật ở khu vực này d. Các chất dinh dưỡng: Theo lý thuyết khoảng 150mg Nitơ và 80mg Phospho có thể kích thích chuyển hóa được 1g hydrocacbon thành các chất như: CO 2 , nước, sinh khối (Rosenberg và Ron, 1996) Khi sự cố tràn dầu lớn xảy ra trong môi trường nước biển hoặc nước ngọt, sự cung cấp cacbon gia tăng đột ngột và sự hiện diện của Nitơ, Phospho trở thành yếu tố cần thiết cho qua 1trình phân hủy sinh học của dầu. Trong môi trường biển, hàm lượng các chất dinh dưỡng cung cấp cho vi sinh vật phụ thuộc vào hàm lượng Nitơ, Phospho có trong nước biển. Hàm lượng chất dinh dưỡng thay đổi rất nhiều phụ thuộc vào môi trường là sông, hồ hoặc đầm lầy. Ở đầu nguồn các sông thường nghèo chất dinh dưỡng và ở hạ lưu các sông lại giàu chất dinh dưỡng (do tiếp nhận các chất từ hoạt động công nghiệp, sinh hoạt và nông nghiệp) e. Các nhân tố khác: Các nhân tố khác ảnh hưởng đến quá trình phân hủy dầu mỏ gồm: pH, độ mặn. PH của nước biển thì ổn đònh và mang tính kiềm nhẹ. Ngược lại pH của nước ngọt và trong mặt đất có thể thay đổi rất lớn. Các chất chứa nhiều vật liệu hữu cơ trong đầm lầy thường bò axit hóa, trong khi đất chứa ít vật liệu hữu cơ thường ở điều kiện trung tính đến kiềm. Hầu heat các vi khuẩn dò dưỡng và nấm phát triển thuận lợi ở pH trung tính, mộ số loại nấm có thể chòu đựng được ở môi trường có tính axit. Tốc độ phân hủy sinh học của dầu tăng khi pH tăng, tốc độ phân hủy tối ưu xảy ra dưới điều kiện kiềm nhẹ Sự thay đổi độ mặn cũng ảnh hưởng đến quá trình phân hủy sinh học của dầu qua sự biến đổi quần thể vi sinh vật, Sự thay đổi độ mặn đột ngột xảy ra trong môi trường cửa sông, nơi có vi sinh vật biển xáo trộn với vi sinh vật nước ngọt. Nhiều vi sinh vật nước ngọt có thể sống moat thời gian dài trong nước mặn dù rất ít có thể sinh sôi. Ngược lại, hầu heat các vi sinh Review SỬ DỤNG VI SINH VẬT TRONG PHÂN HỦY DẦU VÀ CÁC HP CHẤT CÓ NGUỒN GỐC DẦU DOWNLOAD» AGRIVIET.COM 10 vật ở môi trường biển có độ mặn tối ưu thay đổi từ 25% - 35%, hầu như không phát triển ở độ mặn thấp hơn 15% - 20%. quan KHẢ NĂNG XỨ LÍ DẤU CỦA MỘT SỐ VI SINH VẬT 1. Nhóm vi sinh vật xử lí dầu: a. Rhodococcus sp. NDKK48 và Gordonia sp. NDKY76A: Một lượng khá lớn dầu bôi trơn được sử dụng ở động cơ xe hơi. Loại dầu bôi trơn này có thành phần là các hydrocarbon no có khối lượng lớn (cặn dầu) và chất phụ gia. Hydrocarbon có khối lượng lớn và các alkane mạch vòng rất khó phân hủy bằng vi sinh, nên lượng dầu thải từ xe hơi tồn tại rất lâu trong tự nhiên. Trong các nghiên cứu trước đây, các alkane mạch thẳng có khối lượng lớn thải ra từ động cơ xe hơi được phân hủy hoàn toàn bởi một loại vi khuẩn mới được phân lập, Acinetobacter sp. ODDK71. Tuy nhiên, giống này không phân hủy được các alkane mạch vòng thải ra từ động cơ xe hơi. Bằng cách sử dụng môi trường W, có bổ sung thêm 1% alkane mạch vòng có khối lượng nhỏ từ dầu cặn, như là nguồn carbon và năng lượng duy nhất, người ta đã phân lập được 17 loại vi khuẩn khác nhau từ nhiều mẫu đất, và cuối cùng tìm được 2 chủng là NDKK48 và NDKY76A. Các đặc điểm của 2 chủng này được trình bày trong bảng 1.1. Môi trường W (cho 1l nước) Thành phần Khối lượng (NH 4 ) 2 SO 4 2g Na 2 HPO 4 14.3204g KH 2 PO 4 5.4436g NaCl 0.5g MgSO 4 0.2465g FeSO 4 .7H 2 O 2.78mg CaCl 2 .2H 2 O 14.7mg ZnSO 4 .7H 2 O 2.01mg (NH 4 ) 6 Mo 7 O 24 .4H 2 O 0.15mg CuSO 4 .5H 2 O 0.2mg CoCl 2 .6H 2 O 0.4mg MnSO 4 .5H 2 O 1.49mg Giống NDKK48 và NDKY76A đã được mô tả và nhận diện bằng các cuộc kiểm tra hóa sinh dựa trên bảng phân loại vi sinh vật của Bergey và chuỗi 16S rDNA. Từ đó, người ta xác đònh chúng thuộc Rodococcus sp. và Gordonia sp., và đặt tên chúng là Bảng 1.1 – Đặc diểm của giống NDKK48 và NDKY76A Đặc điểm NDKK48 NDKY76A Nhuộm Gram Hình thái học Phản ứng catalase Khử nitrate Pyradinamidase Pyrrolidonylarylamidase Alkaline phosphatase β – Glucronidase β – Galactosidase α – Glucosidase N – Acetyl – β – Glucosaminidase Urease Hóa lỏng gelatin Sử dụng esculin Sử dụng glucose Sử dụng ribose Sử dụng xylose Sử dụng mannitol Sử dụng maltose Sử dụng lactose Sử dụng sucrose Sử dụng glycogen dương que + + – – + – – + – + – – – – – – – – – – dương que + – – – + – – + – – – – – – – – – – – – [...]... biển có bổ sung chất HHBM sinh học MS4: chủng Pseudomonas sp MS5: chủng Pseudomonas sp bổ sung chất HHBM sinh học DOWNLOAD» AGRIVIET.COM 13 SỬ DỤNG VI SINH VẬT TRONG PHÂN HỦY DẦU VÀ CÁC HP CHẤT CÓ NGUỒN GỐC DẦU Review 4 MS4 29751 29.00 5 MS5 24872 41.00 Mẫu cát biển: sử dụng 5,43%, bổ sung chất HHBMSH đạt 30,45% (tăng 6 lần) Chủng Pseudomonas sp.: sử dụng 29%, bổ sung chất HHBMSH đạt 41% Sử dụng các. .. làm vi c với ba chủng vi khuẩn trên, chúng ta có thể đi đến kết luận: Các chủng vi khuẩn đều có thể sử dụng dầu thô của mỏ Bạch Hổ, hai chủng HK-HF6 và HK-B31 Mẫu Đối chứng HK – HF6 Lượng dầu thu hồi (g) 2.4612 0.5846 DOWNLOAD» AGRIVIET.COM Lượng dầu bò phân hủy n – C17/pisthane (%) 0 1.55 76.25 0.33 12 n – C18/phythane 1.76 0.27 SỬ DỤNG VI SINH VẬT TRONG PHÂN HỦY DẦU VÀ CÁC HP CHẤT CÓ NGUỒN GỐC DẦU... lọc dầu gồm: nước mưa chứa dầu, nước công nghệ và nước tháo bình Hình 1:Nguyên lí tổ chức xử lí nước thải của nhà máy lọc dầu DOWNLOAD» AGRIVIET.COM 14 SỬ DỤNG VI SINH VẬT TRONG PHÂN HỦY DẦU VÀ CÁC HP CHẤT CÓ NGUỒN GỐC DẦU Review Nước mưa chứa dầu, lưu lượng rất khác nhau, được đưa vào bể chứa sau đó đưa qua tuyển nổi để loại bỏ dầu. Tuỳ mức độ BOD5 và phenol, chúng có thể được xử lí bằng phương pháp sinh. .. 620nm và kiểm tra mức hao của dầu DO và parafin.Nếu vi khuẩn hay nấm men phát triển tốt ta có thể giữ dòch gây giống này để phân lập ra các giống thuần chủng hoặc dùng cả tập đoàn vi sinh vật nhân giống tiếp theo để đưa vào các bể phản ứng sinh học hiếu khí(aroten) hoặc các ao hồ hiếu khí được làm thoáng .Trong các bể phản ứng sinh học này các hợp chất hửu cơ sẽ bò vi sinh vật trong bùn hoạt tính phân huỷ: ... phân huỷ: cung cấp các vật liệu xây dựng tế bào, cung cấp năng lượng cho vi sinh vật sinh trưởng và oxi hoá các hợp chất này tới CO2 Phân huỷ các hợp chất hửu cơ của dầu mỏ trong nước thực hiện cả bằng hiếu khí và kò khí.Bằng con đường ki khí phải mất nhiều thời gian (có thể từ 10 đến 30 ngày )và có khi phải gia nhiệt.Tập đoàn vi sinh vật ki khí rất nhay cảm với kim loại nặng .Phân huỷ hiếu khí nhanh... DOWNLOAD» AGRIVIET.COM 16 SỬ DỤNG VI SINH VẬT TRONG PHÂN HỦY DẦU VÀ CÁC HP CHẤT CÓ NGUỒN GỐC DẦU Review GIỚI THIỆU VỀ TÀI LIỆU Tài liệu bạn đang xem được download từ website WWW.AGRIVIET.COM WWW.MAUTHOIGIAN.ORG »Agriviet.com là website chun đề về nơng nghiệp nơi liên kết mọi thành vi n hoạt động trong lĩnh vực nơng nghiệp, chúng tơi thường xun tổng hợp tài liệu về tất cả các lĩnh vực có liên quan đến... vậy, trong bùn hoặc đất của các hồ này cũng dần hình thành một quần thể vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn, có thể phân hủy các hợp chất của xăng dầu Ta có thể tiến hành nuôi thử vi sinh vật (giống là cặn bùn lấy ở bể chứa nước thải hoặc cặn bùn của các bồn chứa xăng dầu) trên môi trường Gost được bổ sung 5% dầu DO hoặc parafin v.v trên máy lắc 220v/phút khoãng 24 – 48h Đo sự sinh trưởng của vi sinh vật. .. – S1 và KC – S2 DOWNLOAD» AGRIVIET.COM 11 SỬ DỤNG VI SINH VẬT TRONG PHÂN HỦY DẦU VÀ CÁC HP CHẤT CÓ NGUỒN GỐC DẦU Review 80 60 K 40 KC - S1 20 % khố i lượ ng % khố i lượ ng 80 60 K 40 KC -S2 20 0 0 H - C no H-C thơm Nhựa H - C no Asphalten H-C Nhựa Asphalten thơm Hình 2.3, 2.4 – Khả năng phân hủy từng thành phần dầu của chủng KC – S1 và KC – S2 NHẬN XÉT Số lượng vi khuẩn phân lập được cho nghiên cứu... Review HK – B31 1.0468 57.47 0.36 0.13 Bảng – Hàm lượng dầu tổng số và các hệ số đặc trưng của các mẫu dầu FO NHẬN XÉT Hai chủng vi khuẩn HK – HF6 và HK – B31 có khả năng phân hủy tốt cả những hợp chất rất khó phân hủy như hydrocarbon mạch dài, nhựa và asphaten Vì vậy, cần triệt để lợi dụng những khả năng này của chúng, áp dụng thực tế để tạo các chế phẩm sinh học phục vụ vi c xử lý ô nhiễm dầu * Vi. ..SỬ DỤNG VI SINH VẬT TRONG PHÂN HỦY DẦU VÀ CÁC HP CHẤT CÓ NGUỒN GỐC DẦU Review OD 600nm Khả năng phân hủy một số loại n – alkane và c – alkane của hai giống NDKK48 và NDKY76A được trình bày trong bảng 1.2 Khả năng phân hủy (%) Loại Số C NDKK48 NDKY76A n – alkane Decane 10 21.9 ± 2.1 95.4 ± 3.4 Undecane 11 70.9 . hưởng đến sinh khối khô . III. VI SINH VẬT PHÂN HUỶ DẦU 1 Các nhóm vi sinh vật phân huỷ dầu 1.1 Sự phân bố Các vi sinh vật có khả năng phân huỷ hidrocacbon. Nấm Vi khuẩn Review SỬ DỤNG VI SINH VẬT TRONG PHÂN HỦY DẦU VÀ CÁC HP CHẤT CÓ NGUỒN GỐC DẦU DOWNLOAD» AGRIVIET.COM 6 Một số vi sinh vật phân