Vấn đề ô nhiễm môi trường đang là một vấn đề hết sức nóng bỏng và đang là một trong những vấn đề được quan tâm hàng đầu trên thế giới. Song song với sự phát triển của nền công nghiệp ở các nước, tốc độ ô nhiễm môi trường cũng đang gia tăng nhanh chóng, do đó cần phải thực hiện nghiêm ngặt các tiêu chuẩn đối với việc thải các chất thải vào môi trường.Các phương pháp hóa học và sinh học thông thường ngày càng khó đạt được mức độ cần thết để loại bỏ các chất ô nhiễm này. Vì vậy, cần phải nghiên cứu, triển khai những phương pháp xử lí nhanh hơn, tiết kiệm kinh phí hơn, hiệu quả hơn, đáng tin cậy hơn và với những dụng cụ đơn giản hơn so với những hệ thống xử lí phức tạp, tốn kémhiện hành. Nhiều nghiên cứu khoa học đã chứng minh được rằng Enzyme có nhiều khả năng và triển vọng giải quyết vấn đề nêu trên trong giám định và xử lí ô nhiễm môi trường. Enzyme có thể hoạt động trên các chất ô nhiễm đặc biệt khó xử lí để loại bỏ chúng bằng cách khiến chúng thành kết tủa hoặc chuyển chúng thành một dạng khác. Ngoài ra, Enzyme có thể làm thay đổi các đặc tính của chất thải đưa chúng về dạng dễ xử lí hoặc chuyển thành các sản phẩm có giá trị hơn. Phương pháp xử lí bằng Enzyme so với các phương pháp thông thường có những ưu điểm sau: áp dụng được với những chất sinh học khó xử lí, có tác dụng với cả ở vùng nồng độ chất ô nhiễm môi trường cao, một số Enzyme riêng biệt có tác dụng trên phạm vi rộng PH, nhiệt độ và độ mặn, không gây ra những biến đổi bất thường, không gây ra các cản trở phá vỡ cân bằng sinh thái. Cho đến nay, thế giới đã biết đến khoảng 3000 Enzyme , tất cả đều được gọi tên và xếp vào hệ thống phân loại gồm 6 lớp trong đó còn các lớp phụ, nhóm. Các chất độc hại trong môi trường thường là các chất hữu cơ có vòng thơm như các hợp chất phenol, amin vòng hoặc các hợp chất photpho. Với mục đích tìm hiểu rõ hơn về ứng dụng công nghệ Enzyme trong xử lý môi trường chúng em thực hiện bài tiểu luận : “Xử lí môi trường bằng Enzyme”.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH ĐỀ TÀI TIỂU LUẬN “XỬ LÍ MÔI TRƯỜNG BẰNG ENZYME” Giáo viên hướng dẫn: Nhóm sinh viên thực hiện: Thầy: LƯU ĐÌNH HIỆP Lê Quang Trung MSSV: V1103860 Nguyễn Hoàng Trinh MSSV: V1103777 Nguyễn Hồng Ngọc MSSV: V1102260 Trịnh Nguyễn Uyên Nhi MSSV: V1102431 Tp Hồ Chí Minh 01/2012 I ĐẶT VẤN ĐỀ: Vấn đề ô nhiễm môi trường vấn đề nóng bỏng vấn đề quan tâm hàng đầu giới Song song với phát triển công nghiệp nước, tốc độ ô nhiễm môi trường gia tăng nhanh chóng, cần phải thực nghiêm ngặt tiêu chuẩn việc thải chất thải vào môi trường.Các phương pháp hóa học sinh học thông thường ngày khó đạt mức độ cần thết để loại bỏ chất ô nhiễm Vì vậy, cần phải nghiên cứu, triển khai phương pháp xử lí nhanh hơn, tiết kiệm kinh phí hơn, hiệu hơn, đáng tin cậy với dụng cụ đơn giản so với hệ thống xử lí phức tạp, tốn kémhiện hành Nhiều nghiên cứu khoa học chứng minh Enzyme có nhiều khả triển vọng giải vấn đề nêu giám định xử lí ô nhiễm môi trường Enzyme hoạt động chất ô nhiễm đặc biệt khó xử lí để loại bỏ chúng cách khiến chúng thành kết tủa chuyển chúng thành dạng khác Ngoài ra, Enzyme làm thay đổi đặc tính chất thải đưa chúng dạng dễ xử lí chuyển thành sản phẩm có giá trị Phương pháp xử lí Enzyme so với phương pháp thông thường có ưu điểm sau: áp dụng với chất sinh học khó xử lí, có tác dụng với vùng nồng độ chất ô nhiễm môi trường cao, số Enzyme riêng biệt có tác dụng phạm vi rộng PH, nhiệt độ độ mặn, không gây biến đổi bất thường, không gây cản trở phá vỡ cân sinh thái Cho đến nay, giới biết đến khoảng 3000 Enzyme , tất gọi tên xếp vào hệ thống phân loại gồm lớp lớp phụ, nhóm Các chất độc hại môi trường thường chất hữu có vòng thơm hợp chất phenol, amin vòng hợp chất photpho Với mục đích tìm hiểu rõ ứng dụng công nghệ Enzyme xử lý môi trường chúng em thực tiểu luận : “Xử lí môi trường Enzyme” II TỔNG QUAN: Khái niệm ô nhiễm môi trường Theo cách hiểu chung, ô nhiễm môi trường tượng chất có mặt môi trường với thành phần lượng chất có khả ngăn cản trình tự nhiên vận hành cách bình thường làm cho trình xảy theo xu hướng không mong muốn, gây nên ảnh hưởng có hại sức khoẻ sinh tồn người loài sinh vật khác sinh sống môi trường Theo định nghĩa Luật bảo vệ môi trường nước Cộng hoà Xã hội chủ nghĩa Việt Nam: Ô nhiễm môi trường làm thay đổi tính chất môi trường, vi phạm tiêu chuẩn môi trường Ô nhiễm môi trường hoàn toàn tượng Từ thời thượng cổ, người có hoạt động làm ô nhiễm môi trường, chưa đáng kể dân số ít, khoa học kĩ thuật chưa phát triển Dần dần tác động người gây ô nhiễm môi trường ngày rõ rệt tăng lên đáng kể (đặc biệt nửa cuối kỉ 20) nguyên nhân sau: 1, Sự gia tăng dân số tốc độ đô thị hoá diễn ngày nhanh; 2, Sự gia tăng chất thải độc hại người sử dụng nhiều loại hoá chất ngành sản xuất công - nông nghiệp để đáp ứng nhu cầu sinh hoạt, chưa có biện pháp kiểm soát hữu hiệu, đặc biệt chất phân huỷ ảnh hưởng đến khả tự lọc môi trường Trên sở phân loại chất gây ô nhiễm tác động chúng môi trường, ô nhiễm môi trường phân thành loại: ô nhiễm đất; ô nhiễm không khí; ô nhiễm nước; ô nhiễm biển; ô nhiễm nhiệt; ô nhiễm tiếng ồn; ô nhiễm phóng xạ Tuỳ phạm vi lãnh thổ có: ô nhiễm môi trường toàn cầu, khu vực hay địa phương Ô nhiễm môi trường có ảnh hưởng xấu đến điều kiện tự nhiên, đến sinh vật sức khoẻ người Để chống ô nhiễm môi trường, phải áp dụng công nghệ không chất thải, phải làm chất thải khí nước, tiêu huỷ chất thải rắn Thực trạng ô nhiễm môi trường Việt Nam Hiện Việt Nam, cấp, ngành có nhiều cố gắng việc thực sách pháp luật bảo vệ môi trường, tình trạng ô nhiễm nước vấn đề đáng lo ngại Tốc độ công nghiệp hoá đô thị hoá nhanh gia tăng dân số gây áp lực ngày nặng nề dối với tài nguyên nước vùng lãnh thổ Môi trường nước nhiều đô thị, khu công nghiệp làng nghề ngày bị ô nhiễm nước thải, khí thải chất thải rắn thành phố lớn, hàng trăm sở sản xuất công nghiệp gây ô nhiễm môi trường nước công trình thiết bị xử lý chất thải Ô nhiễm nước sản xuất công nghiệp nặng Ví dụ: ngành công nghiệp dệt may, ngành công nghiệp giấy bột giấy, nước thải thường có độ pH trung bình từ 9-11; số nhu cầu ô xy sinh hoá (BOD), nhu cầu ô xy hoá học (COD) lên đến 700mg/1 2.500mg/1; hàm lượng chất rắn lơ lửng cao gấp nhiều lần giới hạn cho phép Hàm lượng nước thải ngành có chứa xyanua (CN-) vượt đến 84 lần, H2S vượt 4,2 lần, hàm lượng NH3 vượt 84 lần tiêu chuẩn cho phép nên gây ô nhiễm nặng nề nguồn nước mặt vùng dân cư Mức độ ô nhiễm nước khu công nghiệp, khu chế xuất, cụm công nghiệp tập trung lớn Tại cụm công nghiệp Tham Lương, thành phố Hồ Chí Minh, nguồn nước bị nhiễm bẩn nước thải công nghiệp với tổng lượng nước thải ước tính 500.000 m3/ngày từ nhà máy giấy, bột giặt, nhuộm, dệt thành phố Thái Nguyên, nước thải công nghiệp thải từ sở sản xuất giấy, luyện gang thép, luyện kim màu, khai thác than; mùa cạn tổng lượng nước thải khu vực thành phố Thái Nguyên chiếm khoảng 15% lưu lượng sông Cầu; nước thải từ sản xuất giấy có pH từ 8,4-9 hàm lượng NH4 4mg/1, hàm lượng chất hữu cao, nước thải có màu nâu, mùi khó chịu… Tình trạng ô nhiễm nước đô thị thấy rõ thành phố Hà Nội thành phố Hồ Chí Minh thành phố này, nước thải sinh hoạt hệ thống xử lý tập trung mà trực tiếp xả nguồn tiếp nhận (sông, hồ, kênh, mương) Mặt khác, nhiều sở sản xuất không xử lý nước thải, phần lớn bệnh viện sở y tế lớn chưa có hệ thống xử lý nước thải; lượng rác thải rắn lớn thành phố không thu gom hết được… nguồn quan trọng gây ô nhiễm nước Hiện nay, mức độ ô nhiễm kênh, sông, hồ thành phố lớn nặng Ở thành phố Hà Nội, tổng lượng nước thải thành phố lên tới 300.000 400.000 m3/ngày; có 5/31 bệnh viện có hệ thống xử lý nước thải, chiếm 25% lượng nước thải bệnh viện; 36/400 sở sản xuất có xử lý nước thải; lượng rác thải sinh hoại chưa thu gom khoảng 1.200m3/ngày xả vào khu đất ven hồ, kênh, mương nội thành; số BOD, oxy hoà tan, chất NH4, NO2, NO3 sông, hồ, mương nội thành vượt quy định cho phép thành phố Hồ Chí Minh lượng rác thải lên tới gần 4.000 tấn/ngày; có 24/142 sở y tế lớn có xử lý nước thải; khoảng 3.000 sở sản xuất gây ô nhiễm thuộc diện phải di dời Không Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh mà đô thị khác Hải Phòng, Huế, Đà Nẵng, Nam Định, Hải Dương… nước thải sinh hoạt không xử lý độ ô nhiễm nguồn nước nơi tiếp nhận nước thải vượt tiểu chuẩn cho phép (TCCP), thông số chất lơ lửng (SS), BOD; COD; Ô xy hoà tan (DO) vượt từ 5-10 lần, chí 20 lần TCCP Về tình trạng ô nhiễm nước nông thôn khu vực sản xuất nông nghiệp, Việt Nam có gần 76% dân số sinh sống nông thôn nơi sở hạ tầng lạc hậu, phần lớn chất thải người gia súc không xử lý nên thấm xuống đất bị rửa trôi, làm cho tình trạng ô nhiễm nguồn nước mặt hữu vi sinh vật ngày cao Theo báo cáo Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn, số vi khuẩn Feca coliform trung bình biến đổi từ 1.500-3.500MNP/100ml vùng ven sông Tiền sông Hậu, tăng lên tới 3800-12.500MNP/100ML kênh tưới tiêu Trong sản xuất nông nghiệp, lạm dụng loại thuốc bảo vệ thực vật, nguồn nước sông, hồ, kênh, mương bị ô nhiễm, ảnh hưởng lớn đến môi trường nước sức khoẻ nhân dân Theo thống kê Bộ Thuỷ sản, tổng diện tích mặt nước sử dụng cho nuôi trồng thuỷ sản đến năm 2001 nước 751.999 Do nuôi trồng thuỷ sản ạt, thiếu quy hoạch, không tuân theo quy trình kỹ thuật nên gây nhiều tác động tiêu cực tới môi trường nước Cùng với việc sử dụng nhiều không cách loại hoá chất nuôi trồng thuỷ sản, thức ăn dư lắng xuống đáy ao, hồ, lòng sông làm cho môi trường nước bị ô nhiễm chất hữu cơ, làm phát triển số loài sinh vật gây bệnh xuất số tảo độc; chí có dấu hiệu xuất thuỷ triều đỏ số vùng ven biển Việt Nam Ngân sách đầu tư cho bảo vệ môi trường nước thấp (một số nước ASEAN đầu tư ngân sách cho bảo vệ môi trường 1% GDP, Việt Nam đạt 0,1%) Các chương trình giáo dục cộng đồng môi trường nói chung môi trường nước nói riêng Đội ngũ cán quản lý môi trường nước thiếu số lượng, yếu chất lượng (Hiện Việt Nam trung bình có khoảng cán quản lý môi trường/1 triệu dân, số nước ASEAN trung bình 70 người/1 triệu dân) Cơ sở việc ứng dụng công nghệ Enzyme Ngay từ đời, công nghệ enzym mang lại thành tựu to lớn nhiều lĩnh vực, đặc biệt lĩnh vực môi trường Thông qua việc nghiên cứu cấu trúc tính chất tính loại enzym, người phát triển phương pháp định tính định lượng enzym sản phẩm trình chuyển hóa enzyme Đó sở cho việc ứng dụng enzym việc xử lý chất thải môi trường III ỨNG DỤNG CỦA ENZYME TRONG XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG Enzyme Oxidoreductase: Là enzyme xúc tác cho phản ứng oxy hoá khử, hoá sinh, oxidoreductase xúc tác chuyển electron từ phân tử đến phân tử khác Các enzyme perocidase phân lớp EC 1.11 Trong lớp Oxidoreductase, ta không nhắc tới enzyme perocidase, chúng có ý nghĩa đặc biệt quan trọng công nghệ môi trường a Enzyme Catalase (ký hiệu EC 1.11.1.6): Xúc tác phản ứng đặc hiệu phân huỷ H2O2 Có thể phân huỷ formaldehyde, formic acid alcohol - chất độc hại với môi trường, thải nước thải nhà máy chế biến sữa, phomát nhà máy dệt, sợi b Peroxidase củ cải (POD) có ký hiệu EC 1.11.1.7 Enzym peroxidase (POD) enzyme có nhiều củ cải trắng loại họ đậu POD sử dụng xử lý chất khó phân huỷ phenol , aniline, benzidine …có mặt nước thải lọc dầu, sản phẩm cao su, than đá… Sản phẩm phản ứng polime hoá thành kết tủa dễ dàng loại bỏ khỏi chất lỏng nhờ trình lắng đọng c Chloride peroxidase (ký hiệu EC 1.11.1.10) Xúc tác phản ứng đặc hiệu Chloroperoxidase từ nấm Caldariomyces fumago có khả oxy hoá vài hợp chất phenol, xúc tác phản ứng vận chuyển oxy phản ứng oxy hoá ethanol thành acetaldehyde oxy hoá khử ion clorua d Các enzyme phân giải lignin (phân lớp EC.1.11) Gồm enzyme có hoạt tính mạnh Manganese peroxidase EC 1.11.1.13(MnP) Lignin peroxidase EC 1.11.1.14 (LiP) Enzyme MnP - Sản xuất từ Phanerochaete chrysosporium, loại nấm có khả phân huỷ gỗ tự nhiên - Xúc tác phản ứng oxy hoá vài loại phenol đơn vòng sắc tố vòng, phản ứng phụ thuộc vào có mặt Mg2+ - Trên thực tế, MnP xúc tác phản ứng oxy hoá khử Mn(II) thành Mn(III) có mặt ligand làm bền vững Mn(III) => tạo thành phức hợp Mn(III) sau xảy phản ứng oxi hoá khử chất hữu Nấm Phanerochaete chrysosporium Enzyme LiP: Là phần hệ thống enzyme ngoại bào nấm mục trắng Phanerochaete chrysosporium Gây khoáng hoá nhiều loại hợp chất thơm khó xử lý oxy hoá số lượng lớn hợp chất phenol hợp chất thơm đa vòng LiP cố định chất mang xốp ceramic màng silicon, sửdụng để xử lý rác thải nguy hiểm khó phá hủy e Các oxidase thuộc lớp oxidase EC.1.1 L-galactonolactone oxidase (EC 1.1.3.24) Có ý nghĩa việc xử lý ô nhiễm môi trường.Enzyme xúc tác phản ứng đặc hiệu phản ứng oxi hóa L-galactono-1,4-lactone thành L-ascorbate L-galactonolactone oxidase từ nấm men Candida norvegensis đượcdùng để biến galactose từ trình thủy phân lactose dịch sữa chua thànhaxit L-ascorbic Enzyme thử nghiệm xử lý nước thải nhà máychế biến sữa - f Ứng dụng kết hợp số enzyme để phân giải lignin Ứng dụng kết hợp Peroxidase laccase: Trong công nghệ sản xuất giấy: Peroxidase laccase có tác dụng tích cực việc xử lý dịch lỏng tạo trình tẩy trắng (chứa sản phẩm bị chlorin hoá độc có khả gây đột biến gây nguy hiểm môi trường) - Ứng dụng kết hợp laccase với manganese peroxidae: Laccase kết hợp với manganese peroxidase từ nấm trắng Dichomitus squalens cố định dùng để phân giải lignin cho hiệu đáng kể.Người ta sử dụng hai enzyme cố định màng siêu lọc polysulphone để loại bỏ hydrocarbon vòng thơm nước ô nhiễm bởidầu mỏ - Ứng dụng kết hợp laccase với manganese peroxidae: Laccase kết hợp với manganese peroxidase từ nấm trắng Dichomitussqualens sử dụng để phân giải lignin Khi laccase kết hợp với manganese peroxidase cố định dùng để phân giải lignin cho hiệu đáng kể Người ta đãsử dụng hai enzyme cố định màng siêu lọc polysulphone để loại bỏ cáchydrocarbon vòng thơm nước ô nhiễm dầu mỏ Các Enzyme Hydrolase xử lý môi trường: Các Enzyme Hydrolase thuộc lớp 2: Hidrolase (lớp Enzyme thủy phân), có khả phân giải nhiều chất khác như: protein, lipid, glucid tạo phần đơn giản, ứng dụng xử lý môi trường cụ thể như: a Amylase: Enzyme thủy phân amylose: Các Amylase Enzyme đường hóa, có khả phân hủy amylose amylopectin, glycogen polysaccharit, có ứng dụng sau: Các Enzyme Amylase ứng dụng việc phân hủy phế thải có chứa tinh bột từ nhà máy chế biến nông sản, làng nghề làm bún…Đặc biệt loại Enzyme Amylase có chức khác tham gia vào công đoạn khác để hoàn tất trình phân hủy tinh bột Ví dụ: α-amylase cắt tinh bột thành dextrin, β-amylase cắt dextrin thành maltose, maltase cắt liên kết α(1-4) maltose tạo thành glucose; α(1-6)-gluosidase cắt liên kết phân nhánh α(1-6) amylopectin tạo thành đoạn amylose.Sản phẩm từ trình phân hủy tinh bột dùng để sản xuất alcohol Ngoài ra, nhờ α-amylase glucoamylase mà từ phế thải lương thực sản xuất màng bao gói có tính chất phân hủy quang học sinh học Ước tính, riêng Việt Nam ngày có hàng triệu bao nylon sử dụng thải môi trường Thời gian cần để bao nylon tự phân hủy từ 500 đến 1000 năm phân hủy vào đất nhựa PVC làm đất trơ gây ành hưởng đến hệ thực vật Vì vậy, ứng dụng Amylse góp phần vào bảo vệ môi trường, nói không với bao nylon b Cellulase:các Enzyme phân hủy cellulose: Cellulose thuộc nhóm polysaccharide, thành phần tạo nên lớp màng tế bào thực vật, giúp cho mô thực vật có độ bền học tính đàn hồi, có nhiều (95-98%), đay, gai, tre, nứa, gỗ (Cellulose chiếm khoảng 40-45% gỗ).Vì nước thải từ nhà máy giấy, xưởng môc, xưởng sản xuất mây tre đan… chứa hàm lượng lớn cellulose Trong cấu trúc cellulose cellotetraose chủ yếu liên kết β(1-4) glucogit Cũng giống trình thủy phân tinh bột, để phá hủy cấu trúc ta cần cellulase với tác động đặc trưng riêng biệt Sau cellulase (EC 3.2.1.4, gọi endoglucanase D) β-glucosidase (EC 3.2.1.21, gọi cellobiase) phá hủy không chọn lọc β-1,4-glucan thành mảnh có khối lượng phân tử nhỏ oligocellulose, Enzyme cellobiosidase (EC 3.2.1.91, gọi cellobiohydrolase) phá hủy tiếp mảnh nhỏ tới đơn vị nhỏ đường đơn Vì với việc cần đến hệ Enzyme để thủy phân polysaccharide, có nhiều nghiên cứu đề cập đến việc sản xuất chế phẩm bao gồm số Enzyme để xử lý phế thải polysaccharide thực vật Ví dụ: chế phẩm Econase, thành phần gồm: endo-1,4-β-D-glucosidase, cellobiohydrolase, exo-1,4-β-D-glucosidase số Enzyme khác Ngoài ra, sinh khối thực vật bậc cao chứa polysacharide quan định đến chất lương giấy cellulose có polysaccharide khác aminopectin, pectin, xylans…Nên Enzyme nêu trên, sử dụng số Enzyme khác để xử lý triệt để nước thải như: cellulases hemicellulose để phá hủy lemicellulose, galactanase để phá hủy arabinogalactan… Kết quả: từ chất thải thu nguồn lượng enthanol c Protease:Enzyme thủy phân protein: Protease thuộc nhóm Enzyme thủy phân protein sử dụng rộng rãi công nghiệp thực phẩm Protease thủy phân protein có chất thải để sản xuất dung dịch đặc chất chất rắn khô có giá trị dinh dưỡng cho cá vật nuôi Ví dụ: lông gia cầm sau làm tan học, nhờ protease kiềm tạo thành sản phẩm dạng bột, màu xám, hàm lượng protein cao sử dụng làm thức ăn Protease thủy phân protein không tan qua nhiều bước: cắt chuỗi polypeptit tạo liên kết lỏng bề mặt, trình hòa tan xảy với tốc độ chậm tạo phần nhỏ Được sử dụng để xử lý phế thải protein tồn đọng dòng chảy tạo dung dịch rửa trôi không mùi hôi thối d Các Enzyme phá hủy hợp chất chứa halogen: Các Enzyme phá hủy hợp chất chứa halogen có ứng dụng quan trọng cụ thể việc khử độc thuốc trừ sâu tồn đọng đất Atrazine thuốc diệt cỏ hoàn toàn không tan nước (33mg/l) Nhờ số chủng vi sinh Pseudomonas sp Strain ADP tiết Atrazin chlorohyrolase chuyển hóa atrazine thành sản phẩm tan không độc cho môi trường đất Các Enzyme khác: a Cyanide hydratase: Enzyme xử lý chất thải cyanure: Cyanure, độc chất ức chế hô hấp hiếu khí mức tế bào(ngăn chặn tế bào nhận oxygen), chất độc gây tử vong nhanh Hai dạng cyanure nguy hiểm gây ngộ độc ý nhiều hydrogen cyanide (HCN) cyanogen chloride (CK) Các chất tìm thấy nước thải ngành công nghiệp luyện kim, chất dẻo, tơ sợi tổng hợp…do ước tính năm có triệu cyanure sử dụng vào ngành công nghiệp Bên cạnh đó, nhiều loài thực vật, vi sinh vật, côn trùng có khả thải HCN Enzyme thủy phân dẫn đến nguy ngộ độc thực phẩm Cyanide hydratase (EC 4.2.1.66, gọi formamide hydro-lyase) Enzyme có khả chuyển hóa cyanide nước thải công nghiệp thành amoniac format thông qua bước phản ứng.Nguồn tạo cyanidase từ nấm thích hợp, số vi khuẩn Gram(-), ứng dụng sinh học đại Điểm đặc biệt cyanidase không bị ảnh hưởng ion thông thường có nước thải (Fe2+, Zn2+, Ni2+) hay chất hữu formamide, acetamide, hoạt động tối ưu pH khoảng 7.8-8.3 hoạt tính pH lớn 8.3 Với việc Nhà Máy Vedan Long Thành đổ chất thải chưa qua xử lý vào sông Thị Vải mà cyanure chiếm phần lớn nước thải, ta thấy vô trách nhiệm người môi trường, cộng đồng thấy tầm quan Enzyme xử lý cyanure b Enzyme tham gia trình khử độc kim loại nặng: Các kim loại nặng arsen, cadimi, đồng, crom, chì…là chất ô nhiễm nguy hiểm có nước thải công nghiệp, mỏ khai thác, chất rắn, bùn thải từ thành phố Trong số kim loại ta đặc biệt ý đến arsen Asen nguyên tố hợp chất asen phân loại "độc" "nguy hiểm cho môi trường" Liên minh châu Âu theo dẫn 67/548/EEC.Có hai nguyên nhân gây ô nhiễm arsen Nguồn gốc từ thiên nhiên từ trình phong hóa, hoạt động 10 núi lửa, tạo quặng sulfur, đa kim… Nguồn gốc từ người chiếm phần lớn bao gồm nước thải công nghiệp, khí thải, xử lý khoáng chất Arsen, đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, chất thải rắn, trình sản xuất hóa chất bảo vệ thực vật(khoảng 8.000 Arsen/năm dùng làm thuốc diệt cỏ)…Lượng arsen vào thể hàng ngày khoảng 20-300µg, nguồn nước ngầm có chứa 50µg/l phát Mehico, Myanma, Việt Nam…vì vấn đề ô nhiễm arsen vấn đề thời sự, cấp bách cần phải giải việc giải Enzyme giải pháp hàng đầu Nguyên tắc chung việc xử lý ô nhiễm arsen Enzyme chuyển hóa arsenite (hóa trị III) độc thành arsenat (hóa trị V) độc dùng Enzyme arsenate reductase(EC 1.20.98.1, gọi arsenite oxidase); chuyển hóa arsen dạng vô sang hữu (methylarsonate) Enzyme Arsenite methyltransferase Một số thông tin mới: Vấn đề giải chất thải vấn đề tất người quan tâm, nhà khoa học nghiên cứu.Enzyme đối tượng nghiên cứu nhiều nhất.Enzyme có nhiều công dụng gần đây, công nghệ Enzyme sử dụng xử lý rơm rạ nấm sò, đem lại hiệu kinh tế làm môi trường Việt Nam nước nông nghiệp, trước đây, người dân sử dụng rơm rạ làm chất đốt thức ăn cho gia súc, sau này, người dân sử dụng than tổ ong làm chất đốt, rơm rạ sau tuốt lúa xong thường bị đốt thành tro, điều gây ô nhiễm môi trường trình đốt rơm rạ trời không kiểm soát lượng CO2, CO, CH4, NOx, SO2 vào khí làm ô nhiễm trầm trọng Vào ngày cao điểm mùa gặt, chí số địa phương vứt rơm rạ đường quốc lộ gây ách tắc giao thông, số rơm rạ lại bị vứt bỏ đường ngõ, xóm lãng phí, đồng thời gây ô nhiễm môi trường Đây việc làm gây ảnh hưởng tới môi trường sinh thái mà lãng phí tới nguồn sinh khối khổng lồ này.Trong đó, nguồn nguyên liệu lại cần thiết cho nghề trồng nấm với tổng lượng khoảng 20 - 30 triệu tấn/năm.Chỉ cần sử dụng 10% số nguyên liệu để trồng nấm sản lượng nấm đạt hàng trăm nghìn tấn/năm Lượng xuất đạt 40.000 trị giá 40 triệu USD/năm.Số lại 60.000 tiêu thụ nội địa Như vậy, doanh thu nấm hàng năm đạt 100 triệu USD (tương đương với 1.700 tỷ đồng Việt Nam) Điều chứng tỏ, nghề trồng nấm mang lại hiểu kinh tế cao, vậy, hầu hết tỉnh nước có nghề trồng nấm 11 Công nghệ nuôi trồng nấm gồm có phương pháp: xử lý nguyên liệu nhiệt ủ đống suất nấm thu hoạch chưa cao Vì vậy, việc đưa công nghệ sử dụng chế phẩm enzym có hoạt tính cao, có khả phân giải xenluloza nhằm rút ngắn thời gian xử lý chất từ ngày xuống ngày nâng cao suất nấm trồng Các bước trồng nấm rơm rạ: Nguyên liệu: Nên chọn rơm, rạ vàng óng, không bị nhiễm nấm mốc, để lâu phải phơi khô trước đưa vào bảo quản, rơm để lâu tốt cho việc trồng nấm i ii iii iv v Phối trộn nguyên liệu: Trộn nguyên liệu làm ẩm nước vôi pha loãng tỷ lệ - 2%, kiểm tra pH đạt 6,5 - 7, độ ẩm nguyên liệu 65 - 70% Ủ lên men tự nhiên kết hợp với chế phẩm enzym: Nguyên liệu sau làm ẩm, đánh đống với kích thước rộng 1,5 m, cao 1,1 m dài tùy ý (phụ thuộc vào lượng nguyên liệu làm), vừa đánh đống vừa phun chế phẩm enzym Sau đánh đống, quấn nilon xung quanh, giữ nhiệt độ ổn định 500C, ủ 48 Đóng túi cấy giống: Nguyên liệu sau kết thúc lên men, dỡ đống cho bay NH3, dùng túi PE có kích thước 30 x 45 cm Trước cho nguyên liệu vào, túi phải xếp góc để tạo mặt cho túi đứng Cho nguyên liệu vào túi bắt đầu cấy giống, lớp rơm rạ dày — cm cho lớp giống vào túi, cho lớp giống chống nhiễm, sau dùng nút nhựa đậy nút (bông có tác dụng giúp nấm hô hấp) Tưới chăm sóc: Giai đoạn chăm sóc trình thể nấm phát triển quan trọng, lúc cần tưới cho nấm bình xịt phun sương Việc tưới nấm phụ thuộc vào độ ẩm xung quanh, độ ẩm không khí thấp cần tưới nước thường xuyên ngược lại, không tưới nhiều, nguyên tắc tưới thường xuyên, cần vừa đủ độ ẩm giá thể Ngoài việc tưới nấm, cần có đầy đủ ánh sáng độ thoáng tốt để phát triển thuận lợi Thu hái nấm: Thông thường nấm mọc thành chùm, phải thu hái hết cụm, tay ấn vào mô nấm tay xoay nhẹ chùm nấm Hái nấm nên lựa lúc thể nấm tròn, tai nấm chưa mềm rũ xuống, màu nấm trắng chưa ngả sang vàng Thu hái xong cân thể nấm tính nămg suất theo trọng lượng khô chất Sử dụng enzym để xử lý rơm rạ trồng nấm đem lại hiệu kinh tế cao làm giảm thói quen người dân đốt rơm rạ đồng ruộng, góp phần bảo vệ môi trường Enzyme có tác dụng sản phẩm xử lý đáy BZT® DIGESTER: BZT® DIGESTER có loại Enzyme thiết yếu nhằm tăng tốc tác dụng xử lý hợp chất hữu chất thải hữu nuôi trồng thủy sản Amylase 12 Protease tiết từ vi khuẩn Bacillus subtilis, Cellulase Lipase tiết từ nấm Aspergillus Niger Amylase có tác dụng phân tách tinh bột thành đường.Protease có chức thủy phân liên kết peptide chất đạm để giải phóng amino acid.Cellulase có tác dụng thủy phân cellulose (chất xơ).Lypase có tác dụng thủy phân lipid (chất béo) Vi khuẩn nấm tiết Enzyme làm xúc tác để phân hủy hợp chất hữu phức tạp thành chất đơn giản mà vi khuẩn nấm hấp thụ được, nhờ chất thải hữu hàng ngày giữ mức tối thiểu, giải phóng khí độc tạo môi trường thuận lợi cho phát triển tôm cá Sự kết hợp hoàn hảo Enzyme nồng độ cao với dòng vi khuẩn sống theo chế hoạt động liên hoàn làm cho sản phẩm BZT® DIGESTER có tính xử lý đáy nhanh ổn định môi trường ao nuôi tôm, nuôi cá theo hình thức công nghiệp bán công nghiệp Tất dòng vi khuẩn Enzyme thuộc danh mục USFDA-GRAS (Cục Quản lý Dược Thực phẩm Mỹ - đánh giá thông thường an toàn) AAFCO (Hiệp hội Cơ quan Quản lý Thức ăn Chăn nuôi Mỹ) phê duyệt chất phụ gia dùng thức ăn chăn nuôi, an toàn người, động vật, thực vật môi trường IV Kết luận Enzyme có ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực Trong việc ứng dụng enzyme xử lý môi trường bước tiến quan trọng Nó mở giải pháp mới, tích cực, hiệu quả, có tính ứng dụng cao vấn đề ô nhiễm môi trường ngày trở nên cấp bách nóng bỏng hết Tuy nhiên, ta phụ thuộc vào ứng dụng khoa học để giải vấn đề môi trường chưa đủ Ta phải nâng cao ý thức bảo vệ môi trường cộng đồng, người dân phải nhận thức hành vi ảnh hưởng đến môi trường xung quanh nào, chung tay bảo vệ, giữ gìn môi trường xanh, sạch, đẹp không cho hôm mà cho hệ tương lai, cho phát triển bền vững 13 MỤC LỤC I II III IV Đặt vấn đề Tổng quan Khái niệm “ô nhiễm môi trường” Thực trạng ô nhiễm môi trường Việt Nam Cơ sở việc ứng dụng công nghệ Enzyme Ứng dụng Enzyme xử lý môi trường Enzyme Oxidoreductase Các Enzymee Hydrolase xử lý môi trường a Amylase b Cellulase c Protease d Các Enzyme phá hủy hợp chất chứa halogen Các Enzyme khác a Cyanide hydratase b Enzyme tham gia trình khử độc kim loại nặng Một số thông tin Kết luận 14 ... nghệ Enzyme xử lý môi trường chúng em thực tiểu luận : Xử lí môi trường Enzyme II TỔNG QUAN: Khái niệm ô nhiễm môi trường Theo cách hiểu chung, ô nhiễm môi trường tượng chất có mặt môi trường. .. “ô nhiễm môi trường Thực trạng ô nhiễm môi trường Việt Nam Cơ sở việc ứng dụng công nghệ Enzyme Ứng dụng Enzyme xử lý môi trường Enzyme Oxidoreductase Các Enzymee Hydrolase xử lý môi trường a... sống môi trường Theo định nghĩa Luật bảo vệ môi trường nước Cộng hoà Xã hội chủ nghĩa Việt Nam: Ô nhiễm môi trường làm thay đổi tính chất môi trường, vi phạm tiêu chuẩn môi trường Ô nhiễm môi trường